著色材料分散液和感光性著色樹脂組合物的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供具有優(yōu)異的保存穩(wěn)定性的著色材料分散液和感光性著色樹脂組合物，提供使用該感光性著色樹脂組合物形成著色膜時(shí)，顯示優(yōu)異的制版特性的著色材料分散液。著色材料分散液的特征在于，至少含有著色材料、丙烯酸系共聚物和有機(jī)溶劑，上述丙烯酸系共聚物至少具有：側(cè)鏈具有烯屬性不飽和基的式(A)所示的結(jié)構(gòu)、側(cè)鏈具有叔氨基的式(B)所示的結(jié)構(gòu)和/或側(cè)鏈具有季銨鹽的式(C)所示的結(jié)構(gòu)、側(cè)鏈具有羧基的結(jié)構(gòu)(D)、和具有芳香環(huán)的結(jié)構(gòu)(E)，堿值為5～70mmol/100g，且酸值為50～120mgKOH/g，利用凝膠滲透色譜法得到的聚苯乙烯換算的重均分子量為5000～30000。
【專利說明】著色材料分散液和感光性著色樹脂組合物

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及著色材料分散液和使用其的感光性著色樹脂組合物。

【背景技術(shù)】
[0002] 近年來作為個(gè)人電腦、手機(jī)等的平板顯示器，彩色液晶顯示裝置（IXD)迅速普及。 例如對(duì)于IXD用的濾色器，通常利用在形成了黑色矩陣的玻璃、塑料片等透明基板表面以 條紋狀或馬賽克狀等顏色圖案依次形成紅、綠、藍(lán)不同的色相的方法來制造，著色層、黑色 矩陣的任意著色材料分散技術(shù)起到重要的作用。
[0003] 另外，由于有機(jī)EL等各種顯示裝置的興起、或其顯示信息的多樣化，導(dǎo)致對(duì)于上 述LCD用濾色器的顏色特性的要求提高。尤其對(duì)廣泛的顏色重新性范圍的要求增強(qiáng)，作為 濾色器用著色材料，以高濃度穩(wěn)定地分散著色材料的技術(shù)變得重要。通常，著色材料分散 液由著色材料、溶劑、分散劑、粘合劑樹脂形成，通過在組合物中大量地添加分散劑而可使 著色材料穩(wěn)定地分散，但在用于制造濾色器的加熱步驟中，有時(shí)產(chǎn)生下述等問題：分散劑黃 變，導(dǎo)致亮度的降低、或堿可溶的光固化性樹脂的濃度被稀釋，導(dǎo)致靈敏度降低、固化不良、 涂膜強(qiáng)度下降、顯影性不良等問題。尤其顯影性不良引起生產(chǎn)上的嚴(yán)重問題。因此，著色材 料分散液存在如下課題：通過以盡可能少的量的分散劑賦予粘合劑樹脂自身高度的分散穩(wěn) 定性，來確保顏料分散液的穩(wěn)定性。而且，近年來由于顏色特性的要求多樣化，作為著色材 料，不僅是現(xiàn)有的有機(jī)顏料，也在進(jìn)行使用了染料、無機(jī)顏料的著色材料的開發(fā)，在現(xiàn)有技 術(shù)中，以高濃度將多樣化的著色材料分散穩(wěn)定化成為困難的狀況。
[0004] 另外，即使在技術(shù)革新顯著的觸摸屏顯示器的領(lǐng)域，也與濾色器同樣地形成黑色 矩陣作為遮光膜，一般在與傳感器基板相對(duì)的玻璃蓋片、薄膜蓋片上利用印刷油墨形成。另 一方面，對(duì)觸摸屏輕量化的要求提高，在進(jìn)行在玻璃蓋片上同時(shí)形成遮光膜和觸摸傳感器 的技術(shù)開發(fā)。該情況下，需要在玻璃蓋片上形成黑色矩陣后再形成電極等，因此要求可耐受 在高溫真空下形成電極的步驟的高度的耐熱性。
[0005] 作為在黑色矩陣中使用的顏料，可使用炭黑、低價(jià)氧化鈦、氧氮化鈦等鈦黑、氧化 鐵等金屬氧化物、其它的有機(jī)顏料混色系，但炭黑和氧氮化鈦為主流。為了得到具有高絕緣 性的黑色矩陣，使用將鈦黑、利用樹脂等進(jìn)行了表面處理的炭黑、或有機(jī)顏料混合的物質(zhì)作 為遮光材料（例如參考專利文獻(xiàn)1)。但是，為了得到高遮光性，需要在高的顏料濃度下使各 種顏料穩(wěn)定地分散，在現(xiàn)有技術(shù)中，從長(zhǎng)期的保存穩(wěn)定性的觀點(diǎn)考慮是不充分的。
[0006] 作為以少量的分散劑使分散穩(wěn)定化的技術(shù)，公開了使用具有酸值和胺值這兩者的 高分子分散劑和具有酰亞胺基和光固化性官能團(tuán)的共聚物的技術(shù)（例如參考專利文獻(xiàn)2)， 但對(duì)于使難以分散的鈦黑、炭黑這樣的著色材料分散穩(wěn)定化是不充分的。另外，作為基于在 高的顏料濃度下、也可穩(wěn)定地使顏料分散的技術(shù)，列舉了將具有酸值的酸值分散劑和具有 胺值的胺值分散劑并用的技術(shù)（例如參考專利文獻(xiàn)3)、使用形成了具有堿性嵌段和酸性嵌 段這兩者的嵌段結(jié)構(gòu)的樹脂型分散劑的技術(shù)（例如參照專利文獻(xiàn)4)。作為噴墨涂布用著色 液是有用的，但難以適用于需要感光性和顯影性的光刻用著色液。
[0007] 另一方面，作為顏料分散用的丙烯酸樹脂，可以列舉在側(cè)鏈具有羧基和丙烯酰基 或甲基丙烯?；谋┧嵯倒簿畚铮ɡ鐓⒄諏＠墨I(xiàn)5)、具有特定的分子量、在羥基價(jià) 中具有酸值或胺值的丙烯酸樹脂（例如參照專利文獻(xiàn)6)，但任一者從全部兼顧分散穩(wěn)定 性、感光性、顯影性的角度考慮都是不充分的。
[0008] [現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)]
[專利文獻(xiàn)]
[專利文獻(xiàn)1]日本國(guó)特開2010-95716號(hào)公報(bào) [專利文獻(xiàn)2]日本國(guó)專利第4195323號(hào)公報(bào) [專利文獻(xiàn)3]日本國(guó)專利第4544292號(hào)公報(bào) [專利文獻(xiàn)4]日本國(guó)特開2009-167303號(hào)公報(bào) [專利文獻(xiàn)5]日本國(guó)專利第3120476號(hào)公報(bào) [專利文獻(xiàn)6]日本國(guó)特開2003-171605號(hào)公報(bào)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明是鑒于所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)而作出的發(fā)明，其目的是提供即使在以高濃度 含有著色材料的組成中，分散穩(wěn)定性和堿顯影溶解性也優(yōu)異的著色材料分散液。另外通過 使用這樣的著色材料分散液，提供保存穩(wěn)定性和制版特性優(yōu)異的感光性著色樹脂組合物。
[0010] 本發(fā)明人等為了解決現(xiàn)有技術(shù)的課題而進(jìn)行努力研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)通過在將著色材 料分散時(shí)使用具有以下這樣特定的結(jié)構(gòu)的丙烯酸系共聚物，可以解決本發(fā)明的課題。
[0011] g卩，所述本發(fā)明的目的由以下構(gòu)成來實(shí)現(xiàn)； (1)著色材料分散液，其是至少含有著色材料、丙烯酸系共聚物和有機(jī)溶劑的著色材料 分散液，其特征在于，上述丙烯酸系共聚物至少具有：側(cè)鏈具有烯屬性不飽和基的下式（A) 所示的結(jié)構(gòu)、側(cè)鏈具有叔氨基的下式（B)所示的結(jié)構(gòu)和/或側(cè)鏈具有季銨鹽的下式（C)所 示的結(jié)構(gòu)、側(cè)鏈具有羧基的結(jié)構(gòu)（D)、和具有芳香環(huán)的結(jié)構(gòu)（E)，堿值為5?70mmol/100g， 且酸值為50?120mgK0H/g，利用凝膠滲透色譜法得到的聚苯乙烯換算的重均分子量為 5000 ?30000，

【權(quán)利要求】
1.著色材料分散液，其是至少含有著色材料、丙烯酸系共聚物和有機(jī)溶劑的著色材料 分散液，其特征在于， 上述丙烯酸系共聚物至少具有：側(cè)鏈具有烯屬性不飽和基的下式（A)所示的結(jié)構(gòu)、側(cè) 鏈具有叔氨基的下式（B)所示的結(jié)構(gòu)和/或側(cè)鏈具有季銨鹽的下式（C)所示的結(jié)構(gòu)、側(cè)鏈 具有羧基的結(jié)構(gòu)（D)、以及具有芳香環(huán)的結(jié)構(gòu)（E)， 堿值為5?70mmol/100g，且酸值為50?120mgK0H/g，利用凝膠滲透色譜法得到的聚 苯乙烯換算的重均分子量為5000?30000，
式中，R1、!?2相互獨(dú)立地表示氫原子或甲基，R3表示選自碳數(shù)為1?4的亞烷基、碳數(shù)為 3?6的2價(jià)脂環(huán)式烴基、碳數(shù)為6?10的2價(jià)芳香族烴基中的任一者；
式中，R4表示氫原子或甲基，R5表示選自碳數(shù)為1?4的亞烷基、碳數(shù)為1?4的2價(jià) 烷氧基、碳數(shù)為3?6的2價(jià)脂環(huán)式烴基、碳數(shù)為6?10的2價(jià)芳香族烴基中的任一者，R6、 R7相互獨(dú)立地表示選自碳數(shù)為1?4的烷基、碳數(shù)為1?4的烷氧基、碳數(shù)為3?6的脂環(huán) 式烴基、碳數(shù)為6?10的芳香族烴基中的任一者；
式中，R8表示氫原子或甲基，R9表示選自碳數(shù)為1?4的亞烷基、碳數(shù)為1?4的2價(jià) 烷氧基、碳數(shù)為3?6的2價(jià)脂環(huán)式烴基、碳數(shù)為6?10的2價(jià)芳香族烴基中的任一者， R1Q、R11、R 12相互獨(dú)立地表示選自碳數(shù)為1?4的烷基、碳數(shù)為1?4的烷氧基、碳數(shù)為3? 6的脂環(huán)式烴基、碳數(shù)為6?10的芳香族烴基中的任一者，X表示溴、氯、碘、硫酸氫鹽和氫 氧化物中的任一者。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的著色材料分散液，其中，上述具有羧基的結(jié)構(gòu)（D)由下式 (D1)表示，
式中，R13表不氫原子或甲基，R14表不選自碳數(shù)為1?4的亞燒基、碳數(shù)為3?6的2 價(jià)脂環(huán)式烴鏈、碳數(shù)為6?10的2價(jià)芳香族烴鏈中的任一者，η表示0?6的整數(shù)，可以是 單一或多種η的混合形式。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的著色材料分散液，其中，上述具有芳香環(huán)的結(jié)構(gòu)（Ε)由下 式（Ε1)或（Ε2)表示，
式中，R15表不氫原子或甲基，R16表不選自氫、碳數(shù)為1?4的燒基、碳數(shù)為1?4的燒 氧基、碳數(shù)為3?6的脂環(huán)式烴基、碳數(shù)為6?10的芳香族烴基、鹵素原子、酯基、?；拖? 基中的任一者；
式中，R17表不氫原子或甲基，R18表不選自氫、碳數(shù)為1?4的燒基、碳數(shù)為1?4的燒 氧基、碳數(shù)為3?6的脂環(huán)式烴基、碳數(shù)為6?10的芳香族烴基、鹵素原子、酯基、?；拖?基中的任一者。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的著色材料分散液，其中，上述丙烯酸系共聚物進(jìn)一步具 有在側(cè)鏈具有羧酸酯的下式（F)所示的結(jié)構(gòu)，
式中，R19表示氫原子或甲基，R2°表示氫原子或碳原子數(shù)為1?20的烷基，R21表示碳 原子數(shù)為2?40的烷基。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的著色材料分散液，其中，上述R2°和R21的總計(jì)碳數(shù)為4以上。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3?5中任一項(xiàng)所述的著色材料分散液，其中，具有上述式（E2)所示 的結(jié)構(gòu)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1?6中任一項(xiàng)所述的著色材料分散液，其中，除了含有上述丙烯酸系 共聚物，還至少含有具有叔氨基的高分子分散劑。
8. 感光性著色樹脂組合物，其至少含有上述權(quán)利要求1?7中任一項(xiàng)所述的著色材料 分散液、多官能丙烯酸系單體和光自由基聚合引發(fā)劑。
【文檔編號(hào)】C09D4/02GK104302715SQ201380026649
【公開日】2015年1月21日 申請(qǐng)日期:2013年5月10日 優(yōu)先權(quán)日:2012年5月23日
【發(fā)明者】井上欣彥, 相原涼介, 小野幸太郎, 小山內(nèi)良隆 申請(qǐng)人:東麗株式會(huì)社