專利名稱:濾色器及其制造方法、噴墨用油墨以及使用該濾色器的液晶顯示器和圖像顯示器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及濾色器及其制造方法、噴墨用油墨、以及使用該濾色器的液晶顯示器和圖像顯示器件。
背景技術(shù):
近年來,隨著個(gè)人計(jì)算機(jī)、特別是大畫面液晶電視的發(fā)展,液晶顯示器(LCD)、尤其是彩色液晶顯示器的需求有增加的傾向。但是,由于彩色液晶顯示器價(jià)格昂貴,因此降低成本的要求正在提高。特別是對于成本比重較高的濾色器的成本降低的要求很高。這樣的濾色器通常具備紅(R)、綠(G)和藍(lán)(B)的3原色的著色圖案。具備該濾色器的液晶顯示器中,通過開、關(guān)對應(yīng)于R、G和B各個(gè)像素的電極,液晶作為開關(guān)動作,光射過R、G和B的各個(gè)像素,進(jìn)行彩色顯示。
近年來,作為該濾色器的制造方法,提出了通過噴墨法吹附著色油墨以形成著色層(色像素)的方法(專利文獻(xiàn)1)。噴墨法為從非常微細(xì)的噴嘴將油墨液滴直接噴出至記錄部件使其附著,從而獲得文字或圖像的記錄方式。噴墨法通過依次移動噴墨頭,具有能夠以高生產(chǎn)率制造大面積的濾色器、低噪音且操作性良好的優(yōu)點(diǎn)。
隨著濾色器所要求的色彩性能(色調(diào)、亮度、對比度)年年提高,構(gòu)成濾色器的色像素的著色劑的特性控制的必要性也進(jìn)一步提高。當(dāng)使用染料作為形成色像素的噴墨用油墨的著色劑時(shí),一般來說,噴出穩(wěn)定性高,即使在存在伴隨著油墨粘度增加等而發(fā)生的噴嘴堵塞的情況下,也可期待通過擦拭或清潔而容易地使油墨噴出狀態(tài)恢復(fù)。
另一方面,作為構(gòu)成噴墨用油墨的成分,除了染料以外,通常還使用單體或粘合劑等。此時(shí),染料與單體、染料與粘合劑等、或染料與其他構(gòu)成成分之間的相容性的控制困難,相容性差時(shí),有對比度明顯降低、或引起外觀不良等情況,無法充分地發(fā)揮染料作為著色劑的色彩性能。為了解決這樣的課題,作為選擇之一,可以舉出選擇相容性良好的材料,但很難選擇到同時(shí)滿足作為噴墨用油墨的高噴出穩(wěn)定性和所得濾色器的耐熱性、耐藥品性等各個(gè)要件的材料。
專利文獻(xiàn)1日本特開平8-146215號公報(bào)
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述事實(shí)而完成的,本發(fā)明的目的在于提供能夠制造呈現(xiàn)良好色調(diào)且耐熱性、耐藥品性優(yōu)異的濾色器的濾色器制造方法,這樣的濾色器制造方法中使用的噴出穩(wěn)定性優(yōu)異的噴墨用油墨,利用這樣的濾色器制造方法獲得的光學(xué)特性、耐熱性和耐藥品性等特性優(yōu)異的濾色器,以及可應(yīng)對高亮度背光的高對比度、高彩度的液晶顯示器和圖像顯示器件。
本發(fā)明的發(fā)明人進(jìn)行了深入研究,結(jié)果發(fā)現(xiàn)上述課題可以通過下述<1>~<17>的構(gòu)成來解決。
<1>一種濾色器的制造方法,其具備以下工序 利用噴墨法向被形成于基板上的隔壁劃分而成的凹部施予含有至少1種染料、至少1種有機(jī)溶劑、聚合性單體和光聚合引發(fā)劑的噴墨用油墨的描繪工序; 將施予至上述凹部的上述噴墨用油墨中所含的上述有機(jī)溶劑除去,從而得到油墨剩余部分的預(yù)備處理工序;和, 向上述油墨剩余部分照射活性能量射線的照射工序。
<2>如<1>所述的濾色器的制造方法,其中,上述染料為選自通式(1)表示的染料、通式(2)表示的染料、通式(3-a)表示的染料、通式(3-b)表示的染料、通式(3-c)表示的染料、通式(3-d)表示的染料、通式(3-e)表示的染料、通式(3-f)表示的染料、通式(4)表示的染料、通式(5)表示的染料、通式(6)表示的染料和通式(7)表示的染料中的至少1種。
通式(1)
(通式(1)中,R21~R26各自獨(dú)立地表示氫原子或取代基。R27表示氫原子、鹵原子、烷基、芳基或雜環(huán)基。X1和Y1各自獨(dú)立地表示鹵原子、烷氧基、芳氧基、羥基、烷基硫基、芳基硫基或雜環(huán)硫基。) 通式(2)
(通式(2)中,R1~R4各自獨(dú)立地表示烷基、鏈烯基、芳基或雜環(huán)基。w、x、y和z各自獨(dú)立地表示0~4的整數(shù)。其中,w、x、y和z的總和(w+x+y+z)不為0。Z1~Z4各自獨(dú)立地表示選自碳原子、氮原子的原子組,并為形成與鍵合的2個(gè)碳原子一起構(gòu)成的5元環(huán)或6元環(huán)的原子組。M1表示金屬原子或金屬氧化物。) (通式3-a)
(通式(3-a)中,R30表示氫原子或取代基。R31表示氫原子、烷基、鏈烯基、芳基、雜環(huán)基、?;?、烷氧基羰基或氨基甲?;30表示-OM基或-N(R32)(R33),M表示氫原子、烷基、或?yàn)榱酥泻碗姾伤枰慕饘僭踊蛴袡C(jī)堿基對,R32和R33各自獨(dú)立地表示氫原子、烷基、鏈烯基、芳基、雜環(huán)基、?;?、烷氧基羰基或氨基甲酰基。A30表示芳基或芳香族雜環(huán)基。) 通式(3-b)
(通式(3-b)中,R34表示氫原子或取代基。R35表示氫原子、烷基、鏈烯基、芳基、雜環(huán)基、?;?、烷氧基羰基或氨基甲酰基。Z30和Z31各自獨(dú)立地表示-C(R36)=或-N=;R36表示氫原子或取代基。A31表示芳基或芳香族雜環(huán)基。) 通式(3-c)
(通式(3-c)中,R37、R38、R39和R40各自獨(dú)立地表示氫原子、烷基、鏈烯基、芳基、雜環(huán)基、?;?、烷氧基羰基、氨基甲?;⑼榛酋;蚍蓟酋;?。Z32、Z33和Z34各自獨(dú)立地表示-C(R41)=或-N=。R41表示氫原子或取代基。A32表示芳基或芳香族雜環(huán)基。) 通式(3-d)
(通式(3-d)中,R42表示氫原子、烷基、鏈烯基、芳基或雜環(huán)基。R43和R44各自獨(dú)立地表示氫原子或取代基。A33表示芳基或芳香族雜環(huán)基。) 通式(3-e)
(通式(3-e)中,R45、R46和R47各自獨(dú)立地表示氫原子或取代基。a和b各自獨(dú)立地表示0~4的整數(shù)。) 通式(3-f)
(通式(3-f)中,R48和R49各自獨(dú)立地表示氫原子或取代基。R50表示氫原子、鹵原子、烷基或芳基。R51表示氫原子、烷基、鏈烯基、芳基、雜環(huán)基、酰基、烷氧基羰基、氨基甲?;⑼榛酋;蚍蓟酋;?。Z35、Z36、Z37和Z38各自獨(dú)立地表示-C(R52)=或-N=。R52表示氫原子或取代基。) 通式(4)
(通式(4)中,R11~R16各自獨(dú)立地表示氫原子或取代基。R17表示氫原子、鹵原子、烷基、芳基或雜環(huán)基。) 通式(5)
(通式(5)中,R11~R16各自獨(dú)立地表示氫原子或取代基。R17表示氫原子、鹵原子、烷基、芳基或雜環(huán)基。Ma表示金屬原子或金屬化合物。X1表示可鍵合于Ma的基團(tuán),X2表示為了中和Ma的電荷所需要的基團(tuán)。X1和X2可相互鍵合形成5元、6元或7元的環(huán)。) 通式(6)
(通式(6)中,Za和Zb各自獨(dú)立表示-N=或-C(R8)=。R1~R5和R8各自獨(dú)立地表示氫原子或取代基。R6~R7各自獨(dú)立地表示氫原子、烷基、鏈烯基、芳基或雜環(huán)基。R2與R3、R3與R6、R4與R5、R5與R7和/或R6與R7可以相互鍵合而各自獨(dú)立地形成5元環(huán)、6元環(huán)或7元環(huán)。) 通式(7)
(通式(7)中、R1各自獨(dú)立地表示氫原子或取代基。L各自獨(dú)立地表示脂肪族或芳香族的連接基團(tuán)。Z1表示與2個(gè)碳原子一起形成6元環(huán)時(shí)所需要的非金屬原子組,4個(gè)Z1可以相同也可以不同。M表示2個(gè)氫原子、2價(jià)的金屬原子、2價(jià)的金屬氧化物、2價(jià)的金屬氫氧化物或2價(jià)的金屬氯化物。M各自獨(dú)立地表示1或2,n各自獨(dú)立地表示0或1。p各自獨(dú)立地表示1~5的整數(shù)。r1、r2、r3和r4各自獨(dú)立地表示0或1,且滿足r1+r2+r3+r4≥1。) <3>如<1>或<2>所述的濾色器的制造方法,其具備在上述照射工序后進(jìn)一步加熱照射了活性能量射線的油墨剩余部分的加熱工序。
<4>如<1>~<3>任一項(xiàng)所述的濾色器的制造方法,其中,上述光聚合引發(fā)劑為選自肟酯類、?;趸㈩?、α-羥基烷基酮類、三苯基咪唑二聚物類和三鹵甲基三嗪類中的至少1種。
<5>如<1>~<4>任一項(xiàng)所述的濾色器的制造方法,其中,上述有機(jī)溶劑中含有相對于上述有機(jī)溶劑總量為10質(zhì)量%以上的沸點(diǎn)為160℃以上的有機(jī)溶劑。
<6>如<1>~<5>任一項(xiàng)所述的濾色器的制造方法,其中,上述噴墨用油墨中含有表面活性劑。
<7>如<1>~<6>任一項(xiàng)所述的濾色器的制造方法,其中,上述噴墨用油墨在25℃下的粘度為2~30mPa·s。
<8>如<1>~<7>任一項(xiàng)所述的濾色器的制造方法,其中,上述噴墨用油墨在25℃下的表面張力為20~40mN/m。
<9>如<1>~<8>任一項(xiàng)所述的濾色器的制造方法,上述描繪工序?yàn)閺膰娔^的噴出噴嘴噴出上述油墨的液滴并施予上述基板的上述凹部的工序; 進(jìn)而,在上述描繪工序之前還具有 檢查上述噴墨頭的噴嘴的噴出狀態(tài)的檢查工序,和, 當(dāng)上述噴出狀態(tài)的檢查結(jié)果在所定規(guī)定范圍外時(shí),在上述噴墨頭的描繪區(qū)域外對相當(dāng)于上述所定規(guī)定范圍外的噴嘴實(shí)施油墨噴出動作的前處理工序; 在該前處理工序后,返回至上述檢查工序,再次檢查上述噴出狀態(tài),當(dāng)在上述所定規(guī)定范圍內(nèi)時(shí),通過上述描繪工序開始上述色像素的描繪。
<10>如<1>~<8>任一項(xiàng)所述的濾色器的制造方法,上述描繪工序?yàn)閺膰娔^的噴嘴噴出上述油墨的液滴并施予上述基板的上述凹部的工序; 進(jìn)而,在上述描繪工序之前還具有 檢查上述噴墨頭的噴嘴的噴出狀態(tài)的檢查工序;和, 通過上述檢查工序的檢查,當(dāng)上述噴墨頭中有不噴出噴嘴時(shí),對上述噴墨頭的多個(gè)噴嘴內(nèi)包含上述不噴出噴嘴的一部分或全部實(shí)施利用噴頭加壓的上述噴出噴嘴的油墨清潔、從上述噴出噴嘴進(jìn)行的油墨抽吸、對上述噴墨頭的噴嘴面的一部分或全部進(jìn)行擦拭的前處理工序; 在該前處理工序后,返回至上述檢查工序,再次檢查上述噴出狀態(tài),當(dāng)為上述所定規(guī)定范圍內(nèi)時(shí),通過上述描繪工序開始上述色像素的描繪。
<11>如<9>或<10>所述的濾色器的制造方法,其進(jìn)一步具有下述工序 將由上述前處理工序的上述油墨噴出動作所噴出的油墨、利用上述油墨清潔所清潔的油墨和利用上述油墨抽吸所抽吸的油墨進(jìn)行回收的回收工序; 將回收的回收油墨保管的保管工序; 對包含所保管的回收油墨的濃度在內(nèi)的油墨特性進(jìn)行評價(jià)的評價(jià)工序;和, 根據(jù)所評價(jià)的回收油墨的評價(jià)結(jié)果將上述回收油墨作為用于形成上述色像素的上述噴墨用油墨來進(jìn)行再調(diào)液的再調(diào)液工序。
<12>如<1>~<11>任一項(xiàng)所述的濾色器的制造方法,其進(jìn)一步具有下述工序 預(yù)先將高濃度油墨保存于高濃度油墨保存罐內(nèi)、將稀釋用油墨保存于稀釋用油墨保存罐內(nèi)的第1保存工序; 從上述高濃度油墨保存罐供給上述高濃度油墨、從上述稀釋用油墨保存罐供給上述稀釋用油墨的供給工序; 將供給的上述高濃度油墨和供給的上述稀釋用油墨進(jìn)行調(diào)液,從而生成作為用于形成上述色像素的上述噴墨用油墨的調(diào)液油墨的調(diào)液工序;和, 將作為上述噴墨用油墨調(diào)液得到的上述調(diào)液油墨保存于調(diào)液油墨保存罐的第2保存工序; 并且在上述描繪工序中,將保存于上述調(diào)液油墨保存罐的上述調(diào)液油墨作為上述噴墨用油墨供給。
<13>如<12>所述的濾色器的制造方法,其中,上述稀釋用油墨為有機(jī)溶劑。
<14>在<1>~<13>任一項(xiàng)所述的濾色器的制造方法中使用的噴墨用油墨。
<15>通過<1>~<13>任一項(xiàng)所述的濾色器的制造方法獲得的濾色器。
<16>具備<15>所述的濾色器的液晶顯示器。
<17>具備<15>所述的濾色器的圖像顯示器件。
根據(jù)本發(fā)明,可以提供能夠制造呈現(xiàn)良好色調(diào)且耐熱性、耐藥品性優(yōu)異的濾色器的濾色器制造方法,這樣的濾色器制造方法中使用的噴出穩(wěn)定性優(yōu)異的噴墨用油墨,通過這樣的濾色器制造方法獲得的光學(xué)特性、耐熱性和耐藥品性等特性優(yōu)異的濾色器,以及可應(yīng)對高亮度背光的、高對比度、高彩度的液晶顯示器和圖像顯示器件。
圖1為表示本發(fā)明的濾色器的制造方法的一個(gè)實(shí)施方式的制造工序的流程圖。
圖2(a)~(f)分別為依次表示本發(fā)明的濾色器的制造方法中的從基板至濾色器的制造工序的基板和濾色器的示意截面圖。
圖3為表示實(shí)施本發(fā)明的濾色器的制造方法的描繪工序所用的噴墨描繪裝置的一個(gè)實(shí)施方式的一部分的立體圖。
圖4為圖3所示的噴墨描繪裝置的部分截面圖。
圖5為表示圖3所示的噴墨描繪裝置中的油墨循環(huán)體系的一個(gè)實(shí)施方式的概略構(gòu)成的示意圖。
圖6為表示在圖3所示的噴墨描繪裝置中實(shí)施的描繪方法的一個(gè)實(shí)施方式的流程的流程圖。
圖7(a)~(c)分別為表示利用圖3所示的噴墨描繪裝置描繪的濾色器的像素排列的示意圖。
圖8為表示適用于圖3所示的噴墨描繪裝置的油墨循環(huán)體系的另一實(shí)施方式的概略構(gòu)成的示意圖。
圖9(a)~(d)分別為表示圖3所示的噴墨描繪裝置的噴墨頭的噴嘴排列的一個(gè)實(shí)施例及通過具有該噴嘴排列的噴墨頭所描繪的濾色器的像素點(diǎn)形成的示意圖。
圖10為未觀察到粒狀物質(zhì)時(shí)的光學(xué)顯微鏡照片(倍率為100倍)。
圖11為觀察粒狀物質(zhì)時(shí)的光學(xué)顯微鏡照片(倍率為100倍)。
符號說明 10濾色器 12基板 14隔壁16部 18油墨18a未固化像素油墨 20像素22保護(hù)膜 30,31噴墨描繪裝置32臺板 34噴墨頭 36頭單元 38頭移動機(jī)構(gòu) 40基板搬送機(jī)構(gòu) 42驅(qū)動螺桿43導(dǎo)軌 44驅(qū)動支撐部 45支撐部 46輸送輥 48壓制輥 50,90油墨供給體系52油墨罐 54,54a,54b油墨供給管56,84過濾器 58蓋子60清潔刮板 62抽吸泵 64回收罐 66,100油墨回收管 68頭加壓泵 70油墨補(bǔ)充體系72濃油墨補(bǔ)充罐 74稀釋液補(bǔ)充罐76,86濃度檢測部 78水平檢測部 80補(bǔ)充控制部 82回收油墨補(bǔ)充管 92供給副罐 94補(bǔ)充罐 96油墨泵 98溢流管 102大氣開放閥 104壓力調(diào)節(jié)閥
具體實(shí)施例方式 以下詳細(xì)地說明本發(fā)明的濾色器的制造方法、該濾色器的制造方法中使用的噴墨用油墨、通過該濾色器的制造方法獲得的濾色器、以及使用該濾色器的液晶顯示器和圖像顯示器件。
<噴墨用油墨> 首先說明本發(fā)明的濾色器的制造方法中使用的噴墨用油墨。所使用的噴墨用油墨含有染料、有機(jī)溶劑、聚合性單體和光聚合引發(fā)劑。以下對各構(gòu)成成分進(jìn)行詳細(xì)說明。
<染料> 作為本發(fā)明中使用的染料,只要不損害本發(fā)明的目的,則無特別限定,也可使用公知的染料。其中,從所得濾色器的性能(耐溶劑性、外觀)等更為優(yōu)異的角度出發(fā),優(yōu)選可以舉出通式(1)表示的染料、通式(2)表示的染料、通式(3-a)表示的染料、通式(3-b)表示的染料、通式(3-c)表示的染料、通式(3-d)表示的染料、通式(3-e)表示的染料、通式(3-f)表示的染料、通式(4)表示的染料、通式(5)表示的染料、通式(6)表示的染料和通式(7)表示的染料。這些染料可以僅使用一種,也可以并用2種以上。
以下說明各式所表示的染料。
<通式(1)> 作為本發(fā)明中使用的染料的優(yōu)選的例子之一,可以舉出通式(1)表示的染料。
通式(1)
通式(1)中,R21~R26各自獨(dú)立地表示氫原子或取代基。作為取代基,可以舉出例如鹵原子(例如氟原子、氯原子、溴原子、碘原子)、烷基(優(yōu)選碳原子數(shù)為1~48、更優(yōu)選碳原子數(shù)為1~24的直鏈、支鏈或環(huán)狀的烷基,例如甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、叔丁基、戊基、己基、庚基、辛基、2-乙基己基、十二烷基、十六烷基、環(huán)丙基、環(huán)戊基、環(huán)己基、1-降冰片烷基、1-金剛烷基)、鏈烯基(優(yōu)選碳原子數(shù)為2~48、更優(yōu)選碳原子數(shù)為2~18的鏈烯基,例如乙烯基、烯丙基、3-丁烯-1-基)、芳基(優(yōu)選碳原子數(shù)為6~48、更優(yōu)選碳原子數(shù)為6~24的芳基,例如苯基、萘基)、雜環(huán)基(優(yōu)選碳原子數(shù)為1~32、更優(yōu)選碳原子數(shù)為1~18的雜環(huán)基,例如噻吩環(huán)、吡啶環(huán)、呋喃環(huán)、嘧啶環(huán)、苯并三唑環(huán)、吡唑環(huán)、咪唑環(huán)、噻唑環(huán)、異噻唑環(huán)、噁唑環(huán)、噻二唑環(huán)、三唑環(huán)、苯并噻唑環(huán)、苯并噁唑環(huán)、苯并異噻唑環(huán)、苯并咪唑環(huán),更具體地為2-噻嗯基、4-吡啶基、2-呋喃基、2-嘧啶基、1-吡啶基、2-苯并噻唑基、1-咪唑基、1-吡唑基、苯并三唑-1-基)、甲硅烷基(優(yōu)選碳原子數(shù)為3~38、更優(yōu)選碳原子數(shù)為3~18的甲硅烷基,例如三甲基甲硅烷基、三乙基甲硅烷基、三丁基甲硅烷基、叔丁基二甲基甲硅烷基、叔己基二甲基甲硅烷基)、羥基、氰基、硝基、羧基、烷氧基(優(yōu)選碳原子數(shù)為1~48、更優(yōu)選碳原子數(shù)為1~24的烷氧基、環(huán)烷基氧基,烷氧基例如甲氧基、乙氧基、1-丁氧基、2-丁氧基、異丙氧基、叔丁氧基、十二烷基氧基,環(huán)烷基氧基例如環(huán)戊基氧基、環(huán)己基氧基)、芳氧基(優(yōu)選碳原子數(shù)為6~48、更優(yōu)選碳原子數(shù)為6~24的芳氧基,例如苯氧基、1-萘氧基)、雜環(huán)氧基(優(yōu)選碳原子數(shù)為1~32、更優(yōu)選碳原子數(shù)為1~18的雜環(huán)氧基,例如1-苯基四唑-5-氧基、2-四氫吡喃基氧基)、甲硅烷基氧基(優(yōu)選碳原子數(shù)為1~32、更優(yōu)選碳原子數(shù)為1~18的甲硅烷基氧基,例如三甲基甲硅烷基氧基、叔丁基二甲基甲硅烷基氧基、二苯基甲基甲硅烷基氧基)、酰氧基(優(yōu)選碳原子數(shù)為2~48、更優(yōu)選碳原子數(shù)為2~24的酰氧基,例如乙酰氧基、三甲基乙酰氧基、苯甲酰氧基、十二烷酰氧基)、烷氧基羰基氧基(優(yōu)選碳原子數(shù)為2~48、更優(yōu)選碳原子數(shù)為2~24的烷氧基羰基氧基、環(huán)烷基氧基羰基氧基,烷氧基羰基氧基例如乙氧基羰基氧基、叔丁氧基羰基氧基,環(huán)烷基氧基羰基氧基例如環(huán)己基氧基羰基氧基)、芳氧基羰基氧基(優(yōu)選碳原子數(shù)為7~32、更優(yōu)選碳原子數(shù)為7~24的芳氧基羰基氧基,例如苯氧基羰基氧基)、氨基甲酰基氧基(優(yōu)選碳原子數(shù)為1~48、更優(yōu)選碳原子數(shù)為1~24的氨基甲?;趸?,例如N,N-二甲基氨基甲酰基氧基、N-丁基氨基甲酰基氧基、N-苯基氨基甲?;趸?、N-乙基-N-苯基氨基甲?;趸?、氨磺?;趸?優(yōu)選碳原子數(shù)為1~32、更優(yōu)選碳原子數(shù)為1~24的氨磺酰基氧基,例如N,N-二乙基氨磺?;趸-丙基氨磺?;趸?、烷基磺?;趸?優(yōu)選碳原子數(shù)為1~38、更優(yōu)選碳原子數(shù)為1~24的烷基磺?;趸缂谆酋;趸⑹榛酋;趸?、環(huán)己基磺?;趸?、芳基磺?;趸?優(yōu)選碳原子數(shù)為6~32、更優(yōu)選碳原子數(shù)為6~24的芳基磺酰基氧基,例如苯基磺?;趸?、?;?優(yōu)選碳原子數(shù)為1~48、更優(yōu)選碳原子數(shù)為1~24的?;缂柞;?、乙酰基、三甲基乙?;⒈郊柞;⑹耐轷;?、環(huán)己?;?、烷氧基羰基(優(yōu)選碳原子數(shù)為2~48、更優(yōu)選碳原子數(shù)為2~24的烷氧基羰基,例如甲氧基羰基、乙氧基羰基、十八烷基氧基羰基、環(huán)己基氧基羰基、2,6-二叔丁基-4-甲基環(huán)己基氧基羰基、下述結(jié)構(gòu)式(i)表示的基團(tuán))、 結(jié)構(gòu)式(i)
芳氧基羰基(優(yōu)選碳原子數(shù)為7~32、更優(yōu)選碳原子數(shù)為7~24的芳氧基羰基,例如苯氧基羰基)、氨基甲酰基(優(yōu)選碳原子數(shù)為1~48、更優(yōu)選碳原子數(shù)為1~24的氨基甲?;?,例如氨基甲酰基、N,N-二乙基氨基甲?;?、N-乙基-N-辛基氨基甲?;?、N,N-二丁基氨基甲?;?、N-丙基氨基甲?;?、N-苯基氨基甲酰基、N-甲基-N-苯基氨基甲?;?、N,N-二環(huán)己基氨基甲酰基)、氨基(優(yōu)選碳原子數(shù)為32以下、更優(yōu)選碳原子數(shù)為24以下的氨基,例如氨基、甲基氨基、N,N-二丁基氨基、十四烷基氨基、2-乙基己基氨基、環(huán)己基氨基)、苯胺基(優(yōu)選碳原子數(shù)為6~32、更優(yōu)選碳原子數(shù)為6~24的苯胺基,例如苯胺基、N-甲基苯胺基)、雜環(huán)氨基(優(yōu)選碳原子數(shù)為1~32、更優(yōu)選碳原子數(shù)為1~18的雜環(huán)氨基,例如4-吡啶基氨基)、碳酰胺基(優(yōu)選碳原子數(shù)為2~48、更優(yōu)選碳原子數(shù)為2~24的碳酰胺基,例如乙酰胺基、苯甲酰胺基、十四烷酰胺基、三甲基乙酰胺基、環(huán)己酰胺基)、脲基(優(yōu)選碳原子數(shù)為1~32、更優(yōu)選碳原子數(shù)為1~24的脲基,例如脲基、N,N-二甲基脲基、N-苯基脲基)、酰亞胺基(優(yōu)選碳原子數(shù)為36以下、更優(yōu)選碳原子數(shù)為24以下的酰亞胺基,例如N-琥珀酰亞胺基、N-鄰苯二甲酰亞胺基)、烷氧基羰基氨基(優(yōu)選碳原子數(shù)為2~48、更優(yōu)選碳原子數(shù)為2~24的烷氧基羰基氨基,例如甲氧基羰基氨基、乙氧基羰基氨基、叔丁氧基羰基氨基、十八烷基氧基羰基氨基、環(huán)己基氧基羰基氨基)、芳氧基羰基氨基(優(yōu)選碳原子數(shù)為7~32、更優(yōu)選碳原子數(shù)為7~24的芳氧基羰基氨基,例如苯氧基羰基氨基)、磺胺基(優(yōu)選碳原子數(shù)為1~48、更優(yōu)選碳原子數(shù)為1~24的磺胺基,例如甲磺胺基、丁磺胺基、苯磺胺基、十六烷磺胺基、環(huán)己磺胺基)、氨磺?;被?優(yōu)選碳原子數(shù)為1~48、更優(yōu)選碳原子數(shù)為1~24的氨磺?;被?,例如N,N-二丙基氨磺?;被?、N-乙基-N-十二烷基氨磺?;被?、偶氮基(優(yōu)選碳原子數(shù)為1~32、更優(yōu)選碳原子數(shù)為1~24的偶氮基,例如苯基偶氮基、3-吡唑基偶氮基)、烷基硫基(優(yōu)選碳原子數(shù)為1~48、更優(yōu)選碳原子數(shù)為1~24的烷基硫基,例如甲基硫基、乙基硫基、辛基硫基、環(huán)己基硫基)、芳基硫基(優(yōu)選碳原子數(shù)為6~48、更優(yōu)選碳原子數(shù)為6~24的芳基硫基,例如苯基硫基)、雜環(huán)硫基(優(yōu)選碳原子數(shù)為1~32、更優(yōu)選碳原子數(shù)為1~18的雜環(huán)硫基,例如2-苯并噻唑基硫基、2-吡啶基硫基、1-苯基四唑基硫基)、烷基亞磺?;?優(yōu)選碳原子數(shù)為1~32、更優(yōu)選碳原子數(shù)為1~24的烷基亞磺?;缡閬喕酋;?、芳基亞磺?;?優(yōu)選碳原子數(shù)為6~32、更優(yōu)選碳原子數(shù)為6~24的芳基亞磺?;?,例如苯基亞磺?;?、烷基磺?;?優(yōu)選碳原子數(shù)為1~48、更優(yōu)選碳原子數(shù)為1~24的烷基磺?;缂谆酋;⒁一酋;?、丙基磺?;?、丁基磺?;?、異丙基磺?;?-乙基己基磺?;⑹榛酋;?、辛基磺酰基、環(huán)己基磺?;?、芳基磺酰基(優(yōu)選碳原子數(shù)為6~48、更優(yōu)選碳原子數(shù)為6~24的芳基磺酰基,例如苯基磺酰基、1-萘基磺?;?、氨磺?;?優(yōu)選碳原子數(shù)為32以下、更優(yōu)選碳原子數(shù)為24以下的氨磺酰基,例如氨磺?;,N-二丙基氨磺酰基、N-乙基-N-十二烷基氨磺酰基、N-乙基-N-苯基氨磺?;?、N-環(huán)己基氨磺?;?、磺基、膦?;?優(yōu)選碳原子數(shù)為1~32、更優(yōu)選碳原子數(shù)為1~24的膦?;绫窖趸Ⅴ;?、辛基氧基膦?;⒈交Ⅴ;?、氧膦基氨基(優(yōu)選碳原子數(shù)為1~32、更優(yōu)選碳原子數(shù)為1~24的氧膦基氨基,例如二乙氧基氧膦基氨基、二辛基氧基氧膦基氨基),或者它們組合后得到的基團(tuán)。
R21~R26的取代基為可進(jìn)一步取代的基團(tuán)時(shí),可以具有在R21~R26中說明過的取代基,當(dāng)具有2個(gè)以上取代基時(shí),這些取代基可以相同也可以不同。
需要說明的是,后述通式(2)~通式(7)中的“取代基”的定義與上述通式(1)的“取代基”的定義相同,優(yōu)選方式也相同。
R21與R22、R22與R23、R24與R25或/和R25與R26可各自獨(dú)立地相互鍵合形成5元、6元或7元的飽和環(huán)或不飽和環(huán)。當(dāng)所形成的5元、6元或7元的環(huán)為可進(jìn)一步取代的基團(tuán)時(shí),可以被在上述R21~R26中說明過的取代基取代,當(dāng)被2個(gè)以上取代基取代時(shí),這些取代基可以相同也可以不同。
通式(1)中的R27表示氫原子、鹵原子、烷基、芳基或雜環(huán)基,且表示與在上述R21~R26的取代基中說明的鹵原子、烷基、芳基和雜環(huán)基相同的基團(tuán),其優(yōu)選范圍也相同。
R27的烷基、芳基和雜環(huán)基為可進(jìn)一步取代的基團(tuán)時(shí),可以被在上述R21~R26的取代基中說明過的取代基取代,當(dāng)被2個(gè)以上的取代基取代時(shí),這些取代基可以相同也可以不同。
通式(1)中的X1和Y1各自獨(dú)立表示鹵原子、烷氧基、芳氧基、羥基、烷基硫基、芳基硫基或雜環(huán)硫基。這些基團(tuán)與在上述R21~R26的取代基中說明過的各基團(tuán)的定義相同,優(yōu)選范圍與上述R21~R26中敘述的相同。
當(dāng)通式(1)中的X1和Y1為可取代的基團(tuán)時(shí),可以被在R21~R26的取代基中說明的取代基取代,當(dāng)被2個(gè)以上的取代基取代時(shí),這些取代基可以相同也可以不同。
上述通式(1)中優(yōu)選R21和R26各自獨(dú)立地表示氫原子、烷基、鏈烯基、芳基、雜環(huán)基、甲硅烷基、羥基、氰基、烷氧基、芳氧基、雜環(huán)氧基、?;⑼檠趸驶?、氨基甲?;?、氨基、苯胺基、雜環(huán)氨基、碳酰胺基、脲基、酰亞胺基、烷氧基羰基氨基、芳氧基羰基氨基、磺酰胺基、偶氮基、烷基硫基、芳基硫基、雜環(huán)硫基、烷基磺酰基、芳基磺?;蜓蹯⒒被?;R22和R25各自獨(dú)立地表示氫原子、鹵原子、烷基、鏈烯基、芳基、雜環(huán)基、羥基、氰基、硝基、烷氧基、芳氧基、雜環(huán)氧基、?;?、烷氧基羰基、芳氧基羰基、氨基甲?;?、酰亞胺基、烷氧基羰基氨基、磺酰胺基、偶氮基、烷基硫基、芳基硫基、雜環(huán)硫基、烷基磺?;?、芳基磺?;?、氨磺?;蛏鲜鼋Y(jié)構(gòu)式(i)表示的基團(tuán);R23和R24各自獨(dú)立地表示氫原子、鹵原子、烷基、鏈烯基、芳基、雜環(huán)基、甲硅烷基、羥基、氰基、烷氧基、芳氧基、雜環(huán)氧基、?;⑼檠趸驶?、氨基甲酰基、苯胺基、碳酰胺基、脲基、酰亞胺基、烷氧基羰基氨基、磺酰胺基、偶氮基、烷基硫基、芳基硫基、雜環(huán)硫基、烷基磺?;?、芳基磺?;被酋;蜓蹯⒒被?;R27表示氫原子、鹵原子、烷基、芳基或雜環(huán)基;X1和Y1各自獨(dú)立地表示氟原子、烷氧基或芳氧基。
更優(yōu)選通式(1)中,R21和R26各自獨(dú)立地表示氫原子、烷基、鏈烯基、芳基、雜環(huán)基、氰基、?;?、烷氧基羰基、氨基甲?;?、氨基、雜環(huán)氨基、碳酰胺基、脲基、酰亞胺基、烷氧基羰基氨基、芳氧基羰基氨基、磺酰胺基、偶氮基、烷基磺?;?、芳基磺?;蜓蹯⒒被?;R22和R25各自獨(dú)立地表示烷基、鏈烯基、芳基、雜環(huán)基、氰基、硝基、?;?、烷氧基羰基、芳氧基羰基、氨基甲?;?、酰亞胺基、烷基磺?;⒎蓟酋;?、氨磺酰基或上述結(jié)構(gòu)式(i)表示的基團(tuán);R23和R24各自獨(dú)立地表示氫原子、烷基、鏈烯基、芳基、雜環(huán)基、氰基、?;⑼檠趸驶?、氨基甲酰基、碳酰胺基、脲基、酰亞胺基、烷氧基羰基氨基、磺酰胺基、烷基硫基、芳基硫基、雜環(huán)硫基、烷基磺?;⒎蓟酋;虬被酋;?;R27表示氫原子、鹵原子、烷基、芳基或雜環(huán)基;X1和Y1各自獨(dú)立地表示氟原子、烷氧基或芳氧基。
特別優(yōu)選通式(1)中,R21和R26中的至少1個(gè)表示氨基、碳酰胺基、脲基、烷氧基羰基氨基或酰亞胺基,R21和R26中的另1個(gè)表示氫原子、烷基、鏈烯基、芳基、雜環(huán)基、氰基、酰基、烷氧基羰基、氨基甲酰基、氨基、雜環(huán)氨基、碳酰胺基、脲基、酰亞胺基、烷氧基羰基氨基、芳氧基羰基氨基、磺酰胺基、偶氮基、烷基磺酰基、芳基磺?;蜓蹯⒒被籖22和R25中的至少1個(gè)表示氰基或上述結(jié)構(gòu)式(i)表示的基團(tuán),R22和R25的另1個(gè)表示烷基、鏈烯基、芳基、雜環(huán)基、氰基、硝基、?;?、烷氧基羰基、芳氧基羰基、氨基甲?;Ⅴ啺坊?、烷基磺?;?、芳基磺?;?、氨磺酰基或上述結(jié)構(gòu)式(i)表示的基團(tuán);R27表示氫原子、鹵原子、烷基、芳基或雜環(huán)基;X1和Y1各自獨(dú)立地表示氟原子、烷氧基或芳氧基。
最優(yōu)選通式(1)中,R21和R26中的至少1個(gè)表示氨基,R21和R26中的另1個(gè)表示氫原子、烷基、鏈烯基、芳基、雜環(huán)基、氰基、?;⑼檠趸驶?、氨基甲?;?、氨基、雜環(huán)氨基、碳酰胺基、脲基、酰亞胺基、烷氧基羰基氨基、芳氧基羰基氨基、磺酰胺基、偶氮基、烷基磺?;⒎蓟酋;蜓蹯⒒被?;R22和R25中的至少1個(gè)表示氰基或上述結(jié)構(gòu)式(i)表示的基團(tuán),R22和R25中的另1個(gè)表示烷基、鏈烯基、芳基、雜環(huán)基、氰基、硝基、?;⑼檠趸驶?、芳氧基羰基、氨基甲酰基、酰亞胺基、烷基磺?;?、芳基磺?;?、氨磺酰基或上述結(jié)構(gòu)式(i)表示的基團(tuán);R27表示甲基或氫原子;X1和Y1表示氟原子。
通式(1)中,當(dāng)R21與R22、R22與R23、R24與R25或/和R25與R26各自獨(dú)立地相互鍵合形成沒有取代基的5元、6元或7元的飽和環(huán)或者不飽和環(huán)時(shí),作為沒有取代基的5元、6元或7元的飽和環(huán)或者不飽和環(huán),可以舉出例如吡咯環(huán)、呋喃環(huán)、噻吩環(huán)、吡唑環(huán)、咪唑環(huán)、三唑環(huán)、噁唑環(huán)、噻唑環(huán)、吡咯烷環(huán)、哌啶環(huán)、環(huán)戊烯環(huán)、環(huán)己烯環(huán)、苯環(huán)、吡啶環(huán)、吡嗪環(huán)、噠嗪環(huán),優(yōu)選可以舉出苯環(huán)、吡啶環(huán)。另外,當(dāng)具有取代基時(shí),作為取代基,可以舉出例如在上述R21~R26中說明過的取代基,優(yōu)選的取代基也與R21~R26相同。
另外,通式(1)表示的染料還可以是互變異構(gòu)體。
接著,以下示出通式(1)表示的具體例子,但本發(fā)明并不限定于這些。另外,作為其他具體例子,可以舉出日本特愿2008-152272號說明書的段落號
~
中記載的染料。
通式(1)表示的染料可以通過美國專利第4774339號、美國專利第5433896號、日本特開2001-240761號、日本特開2002-155052號、日本專利第3614586號、Aust.J.Chem,1965,11,1835-1845、J.H.Boger et al,Heteroatom Chemistry,Vol.1,No.5,389(1990)等中記載的方法合成。
<通式(2)> 作為本發(fā)明中使用的染料的優(yōu)選的例子之一,可以舉出通式(2)表示的染料。
通式(2)
在通式(2)和后述的通式(2-1)的各基團(tuán)的說明中,“取代基”與上述通式(1)的“取代基”意義相同,優(yōu)選方式也相同。
這些取代基可以進(jìn)一步被該取代基取代,當(dāng)被2個(gè)以上取代基取代時(shí),這些取代基可以相同也可以不同。
通式(2)中的R1~R4各自獨(dú)立地表示烷基、鏈烯基、芳基或雜環(huán)基。R1~R4表示的各基團(tuán)可以具有在上文中說明過的取代基,當(dāng)被2個(gè)以上取代基取代時(shí),這些取代基可以相同也可以不同。R1~R4優(yōu)選為烷基或芳基。R1~R4表示的各基團(tuán)與在上文中說明過的取代基中所列舉的各基團(tuán)意義相同,優(yōu)選方式也相同。
以下示出通式(2)中的R1~R4的具體例子,但本發(fā)明并不限定于這些。其中,優(yōu)選a-8、a-20、a-23、a-25、a-26、a-27、b-1、b-2、b-8、b-9、b-13、b-20、b-21、b-25、b-26。
通式(2)中,w、x、y和z各自獨(dú)立地表示0~4的整數(shù)。w、x、y和z的總和(w+x+y+z)不為0,優(yōu)選為4、3或2,更優(yōu)選為3或4。
通式(2)中,Z1~Z4各自獨(dú)立地表示選自碳原子或氮原子的原子組、且表示形成與鍵合的2個(gè)碳原子一起構(gòu)成的5元環(huán)或6元環(huán)的原子組。5元環(huán)或6元環(huán)可以是芳香族或非芳香族的任一種。作為與鍵合的2個(gè)碳原子一起構(gòu)成的5元環(huán)或6元環(huán),可以舉出例如苯環(huán)、吡啶環(huán)、吡嗪環(huán)、嘧啶環(huán)、吡咯環(huán)、咪唑環(huán)、吡唑環(huán)等,優(yōu)選苯環(huán)或吡啶環(huán)。所形成的5元環(huán)或6元環(huán)上可以進(jìn)一步稠合有苯環(huán)等環(huán)。所形成的5元環(huán)或6元環(huán)可以具有在上文中說明的取代基,當(dāng)具有2個(gè)以上取代基時(shí),這些取代基可以相同也可以不同。
通式(2)中的M1表示金屬原子或金屬氧化物。作為所述金屬原子,可以舉出Al、Zn、Mg、Si、Sn、Rh、Pt、Pd、Mo、Mn、Pb、Cu、Ni、Co和Fe等。作為金屬氧化物,可以舉出TiO、VO等。作為金屬氫氧化物,可以舉出AlOH等。優(yōu)選Cu、Ni、Co、Zn。
上述通式(2)表示的染料中,優(yōu)選下述通式(2-1)表示的染料。
通式(2-1)
通式(2-1)中,R1、R2、R3、R4、w、x、y、z和M1與它們在上述通式(2)中的定義相同。
通式(2-1)中,R6~R9各自獨(dú)立地表示取代基。該取代基的定義與在上文中說明的取代基的定義相同。當(dāng)R6~R9表示的取代基為可進(jìn)一步取代的基團(tuán)時(shí),可以被在上述取代基中說明的基團(tuán)取代,當(dāng)被2個(gè)以上的取代基取代時(shí),它們可以相同也可以不同。
通式(2-1)中,m、n、p和q各自獨(dú)立地表示0~4的整數(shù)。其中,m和w之和(m+w)、n和x之和(n+x)、p和y之和(p+y)、q和z之和(q+z)分別為4以下。
通式(2-1)表示的結(jié)構(gòu)式中,優(yōu)選R1為烷基或芳基,M1為Cu、Co、Zn或V=O,m、n、p、q全部為0。更優(yōu)選R1為烷基或芳基,M1為Cu、Co、Zn或V=O,w、x、y、z中的2個(gè)為1、另外2個(gè)為0,m、n、p、q全部為0。進(jìn)一步優(yōu)選R1為烷基或芳基,M1為Cu、Co、Zn或V=O,w、x、y、z中的3個(gè)以上為1、另外1個(gè)為0,m、n、p、q全部為0。最優(yōu)選R1為烷基或芳基,M1為Cu,w、x、y、z中的3個(gè)以上為1、另外1個(gè)為0,m、n、p、q全部為0。
以下示出通式(2-1)表示的染料的具體例子,但本發(fā)明并不限定于這些。另外,作為其他的具體例子,可以舉出例如日本特愿2007-303611說明書的段落號
~
中記載的染料。
由上述通式(2)表示的染料和通式(2-1)表示的染料可以參照日本特開2006-047497號公報(bào)的段落號
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、或日本特開2006-047752號公報(bào)的段落號
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中記載的方法合成。
<通式(3-a)~通式(3-f)> 作為本發(fā)明中使用的染料的優(yōu)選的例子之一,可以舉出通式(3-a)~通式(3-f)表示的染料。這些染料可見光部的最大吸收波長為400~500nm、優(yōu)選為420~480nm,適合用作黃色色調(diào)用的油墨。
<通式(3-a)> 以下對通式(3-a)表示的染料進(jìn)行說明。
通式(3-a)
通式(3-a)中,R30表示氫原子或取代基。R30表示的取代基與上述通式(1)的“取代基”的定義相同,優(yōu)選方式也相同。
這些取代基可進(jìn)一步被該取代基取代,當(dāng)被2個(gè)以上取代基取代時(shí),這些取代基可以相同也可以不同。
通式(3-a)中,R31表示氫原子、烷基、鏈烯基、芳基、雜環(huán)基、?;⑼檠趸驶虬被柞;?。其中,優(yōu)選芳基、雜環(huán)基、酰基、烷氧基羰基、氨基甲?;?,更優(yōu)選芳基、雜環(huán)基,特別優(yōu)選含氮雜環(huán)基、取代有需電子性基團(tuán)的芳基。作為需電子性基團(tuán),優(yōu)選哈曼特取代基常數(shù)σp為0.20以上的基團(tuán),例如氰基、硝基、烷基磺?;?、芳基磺?;?、?;⑼檠趸驶?、氨磺酰基、鹵化烷基、酰氧基、氨基甲酰基、鹵原子等。哈曼特取代基常數(shù)例如在J.A.Dean編、《Lange’s Handbook of Chemistry》第12版、1979年(Mc Graw-Hill)或《化學(xué)の領(lǐng)域》增刊,122號,96~103頁,1979年(南光堂)中有詳細(xì)敘述。另外,本發(fā)明中利用哈曼特取代基常數(shù)σp值對各取代基進(jìn)行限定或說明,但這并不意味著僅限定于具有在上述書籍中所見文獻(xiàn)已知的值的取代基,也包括即使該值是文獻(xiàn)未知的、但根據(jù)哈曼特定律進(jìn)行測定時(shí)包括在其范圍內(nèi)的取代基。R31表示的各基團(tuán)與上述R30表示的取代基中列舉的各基團(tuán)意義相同。R31表示的各基團(tuán)可以進(jìn)一步被上述R30表示的取代基取代,當(dāng)被2個(gè)以上取代基取代時(shí),這些取代基可以相同也可以不同。
通式(3-a)中,X30表示-OM基或-N(R32)(R33)。M表示氫原子、烷基或?yàn)榱酥泻碗姾伤枰慕饘僭踊蛴袡C(jī)堿基對,R32和R33各自獨(dú)立地表示氫原子、烷基、鏈烯基、芳基、雜環(huán)基、?;?、烷氧基羰基或氨基甲?;?。作為M表示的金屬原子,可以舉出金屬陽離子種類,例如鋰、鈉、鉀、鎂、鈣、鋁、鐵、鋅等。另外,作為M表示的有機(jī)堿基對,可以舉出有機(jī)陽離子種類,例如季銨、胍陽離子、三烷基銨等。R32和R33表示的各基團(tuán)與上述R30表示的取代基中列舉的各基團(tuán)意義相同,其優(yōu)選方式也相同。通式(3-a)中,X30優(yōu)選羥基或無取代的氨基,其中優(yōu)選無取代的氨基。
通式(3-a)中,A30表示芳基或芳香族雜環(huán)基。其中,優(yōu)選5員或6員的含氮雜環(huán)基或取代有需電子性基團(tuán)的芳基。優(yōu)選的需電子性基團(tuán)可以舉出哈曼特取代基常數(shù)σp為0.20以上的基團(tuán)。A30表示的芳基與上述R30表示的取代基中列舉的芳基意義相同,優(yōu)選方式也相同。A30表示的芳香族雜環(huán)基是指上述R30表示的取代基中列舉的雜環(huán)基中的芳香族性基團(tuán)。A30表示的各基團(tuán)可以進(jìn)一步被上述R30表示的取代基取代,當(dāng)被2個(gè)以上的取代基取代時(shí),這些取代基可以相同也可以不同。
<通式(3-b)> 以下對通式(3-b)表示的染料進(jìn)行說明。
通式(3-b)
通式(3-b)中,R34表示氫原子或取代基。R34表示的取代基與上述通式(3-a)中的R30表示的取代基意義相同,其優(yōu)選方式也相同。
另外,在后文所述的通式(3-b)~通式(3-j)中的各基團(tuán)的說明中,“取代基”也與通式(3-a)中的R30表示的取代基意義相同。這些取代基可以進(jìn)一步被該取代基取代,當(dāng)被2個(gè)以上取代基取代時(shí),這些取代基可以相同也可以不同。
另外,后文所述的通式(3-b)~通式(3-j)中說明的各基團(tuán)(例如烷基、鏈烯基、芳基、雜環(huán)基、?;?、烷氧基羰基等)與通式(3-a)中R30表示的取代基中列舉的各基團(tuán)意義相同,優(yōu)選方式也相同。另外,這些各基團(tuán)可以進(jìn)一步被上述“取代基”取代,當(dāng)被2個(gè)以上取代基取代時(shí),這些取代基可以相同也可以不同。
通式(3-b)中,R35表示氫原子、烷基、鏈烯基、芳基、雜環(huán)基、?;?、烷氧基羰基或氨基甲酰基,優(yōu)選氫原子。
通式(3-b)中,Z30和Z31各自獨(dú)立地表示-C(R36)=或-N=,R36表示氫原子或取代基。
通式(3-b)中,A31表示芳基或芳香族雜環(huán)基。A31表示的各基團(tuán)與上述通式(3-a)中的A30表示的各基團(tuán)意義相同,優(yōu)選方式也相同。
<通式(3-c)> 以下對通式(3-c)表示的染料進(jìn)行說明。
通式(3-c)
通式(3-c)中,R37、R38、R39和R40各自獨(dú)立地表示氫原子、烷基、鏈烯基、芳基、雜環(huán)基、?;?、烷氧基羰基、氨基甲?;⑼榛酋;蚍蓟酋;?。其中,優(yōu)選烷基、芳基、雜環(huán)基、?;?、氨基甲?;⑼榛酋;?、芳基磺酰基,特別優(yōu)選烷基、芳基、?;?。
通式(3-c)中,Z32、Z33和Z34各自獨(dú)立地表示-C(R41)=或-N=。其中優(yōu)選Z32、Z33和Z34中的至少1個(gè)為-N=。R41表示氫原子或取代基。
通式(3-c)中,A32表示芳基或芳香族雜環(huán)基。A32表示的各基團(tuán)與上述通式(3-a)中的A30表示的各基團(tuán)意義相同,優(yōu)選方式也相同。
<通式(3-d)> 以下對通式(3-d)表示的染料進(jìn)行說明。
通式(3-d)
通式(3-d)中,R42表示氫原子、烷基、鏈烯基、芳基或雜環(huán)基。其中優(yōu)選烷基、芳基或雜環(huán)基。
通式(3-d)中,R43和R44各自獨(dú)立地表示氫原子或取代基,其中R43優(yōu)選為需電子性的取代基。
通式(3-d)中,A33表示芳基或芳香族雜環(huán)基。A33表示的各基團(tuán)與上述通式(3-a)中的A30表示的各基團(tuán)意義相同,優(yōu)選方式也相同。
<通式(3-e)> 以下對通式(3-e)表示的染料進(jìn)行說明。
通式(3-e)
通式(3-e)中,R45、R46和R47各自獨(dú)立地表示氫原子或取代基。
通式(3-e)中,a和b各自獨(dú)立地表示0~4的整數(shù)。當(dāng)a為2以上時(shí),R45表示的基團(tuán)可以相同也可以不同。當(dāng)b為2以上時(shí),R47表示的基團(tuán)可以相同也可以不同。
<通式(3-f)> 以下對通式(3-f)表示的染料進(jìn)行說明。
通式(3-f)
通式(3-f)中,R48和R49各自獨(dú)立地表示氫原子或取代基。
通式(3-f)中,R50表示氫原子、鹵原子、烷基或芳基,其中優(yōu)選氫原子。
通式(3-f)中,R51表示氫原子、烷基、鏈烯基、芳基、雜環(huán)基、?;?、烷氧基羰基、氨基甲?;?、烷基磺?;蚍蓟酋;?,其中優(yōu)選氫原子。
通式(3-f)中,Z35、Z36、Z37和Z38各自獨(dú)立地表示-C(R52)=或-N=,R52表示氫原子或取代基。
通式(3-a)~通式(3-f)中的R30~R52表示的各取代基可以進(jìn)一步被上述通式(3-a)的R30表示的取代基取代,當(dāng)被2個(gè)以上的取代基取代時(shí),這些取代基可以相同也可以不同。
通式(3-a)~通式(3-f)中,優(yōu)選通式(3-a)~通式(3-d)中的A30~A33各自獨(dú)立地以下述通式(I)~通式(V)表示的染料、以通式(3-e)表示的染料和以通式(3-f)表示的染料。
通式(I)
通式(I)中,R53和R54各自獨(dú)立地表示氫原子、烷基、鏈烯基、芳基、雜環(huán)基或酰基。
通式(II) 通式(III)
通式(II)和通式(III)中,R55表示氫原子或取代基。
通式(II)和通式(III)中,R56表示氫原子、烷基、鏈烯基、芳基、雜環(huán)基、?;⑼檠趸驶?、氨基甲酰基、烷基磺?;蚍蓟酋;?。
通式(II)和通式(III)中,Z39表示-C(R57)=或-N=,R57表示氫原子或取代基。
通式(IV) 通式(V)
通式(IV)和通式(V)中,R58表示氫原子或取代基。
通式(IV)和通式(V)中,X31表示氧原子或硫原子。
通式(I)~通式(V)中的*表示與通式(3-a)~通式(3-d)中的氮原子進(jìn)行鍵合的位置。
通式(I)~通式(V)中說明的各基團(tuán)可以進(jìn)一步被上述通式(3-a)的R30表示的取代基取代,當(dāng)被2個(gè)以上的取代基取代時(shí),這些取代基可以相同也可以不同。
更優(yōu)選可以舉出通式(3-c)中的A32以通式(II)~通式(V)表示的染料,通式(3-d)中的A33以通式(I)表示的染料,通式(3-e)中的R45為氫原子、R46為氫原子或取代基、R47為烷氧基羰基或氨基甲?;硎镜娜玖希ㄊ?3-f)中的R50為氫原子、R51為氫原子或烷基、Z35和Z36中的任一個(gè)為-N=、另一個(gè)為-C(R52)、Z37和Z38中的任一個(gè)為-N=、另一個(gè)為-C(R52)、R52為氫原子或取代基所表示的染料。
更優(yōu)選可以舉出通式(3-c)中的Z33為-C(R41)=、R41為氫原子或取代基、Z32和Z34中的至少1個(gè)為-N=、A32以通式(II)~通式(V)中的任一個(gè)表示的染料;通式(3-d)中的R42為烷基或芳基、R43為氰基、R44為烷基或芳基、A33以通式(I)表示的染料,通式(3-e)中的R45為氫原子、R46為烷基、a為0或1所表示的染料;通式(3-f)中的R50為氫原子、R51為氫原子或烷基,Z35和Z36中的任一個(gè)為-N=、另一個(gè)為-C(R52)=,Z37和Z38中的任一個(gè)為-N=、另一個(gè)為-C(R52)=,R52為氫原子或取代基,R48和R49各自獨(dú)立地為叔烷基、芳基或雜環(huán)基所表示的染料。
更優(yōu)選可以舉出下述通式(3-g)~通式(3-j)表示的染料。
通式(3-g)
通式(3-g)中,R60、R61、R62和R63各自獨(dú)立地表示氫原子、烷基、芳基或雜環(huán)基。其中,R60和R61不同時(shí)為氫原子、R62和R63不同時(shí)為氫原子。R64表示氫原子、氰基、烷氧基羰基或氨基甲?;?。R65表示氫原子或取代基。R67表示氫原子、烷基、芳基或雜環(huán)基。R68表示氰基、烷氧基羰基、芳氧基羰基、氨基甲?;?、烷基磺酰基或芳基磺酰基。R69表示氫原子、烷基、鏈烯基、芳基、雜環(huán)基、酰基、烷基磺酰基或芳基磺?;?。
通式(3-h)
通式(3-h)中,R70、R71、R72、R73、R74和R75各自獨(dú)立地表示氫原子、烷基、芳基或雜環(huán)基。其中,R70和R71不同時(shí)為氫原子、R72和R73不同時(shí)為氫原子、而且R74和R75不同時(shí)為氫原子。R76表示氫原子、烷基、芳基或雜環(huán)基。R77表示氰基、烷氧基羰基、芳氧基羰基、氨基甲?;⑼榛酋;蚍蓟酋;78表示氫原子、烷基、鏈烯基、芳基、雜環(huán)基、?;⑼榛酋;蚍蓟酋;?。
通式(3-i)通式(3-j)
通式(3-i)和通式(3-j)中,R79和R80各自獨(dú)立地表示叔烷基。R81和R82各自獨(dú)立地表示烷基、芳基或雜環(huán)基。R83表示氫原子或烷基。
以下示出通式(3-a)~通式(3-f)表示的染料的具體例子,但本發(fā)明并不限定于這些。另外,作為其他的具體例子,可以舉出日本特愿2007-303611號說明書的段落號
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中記載的染料。
通式(a)的化合物例
通式(d)的化合物例
通式(e)的化合物例
上述通式(3-a)和(3-b)表示的染料可以參照日本特開平6-301179號的段落號
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中記載的方法來合成。上述通式(3-c)表示的染料可以參照日本特開2007-31616號公報(bào)的段落號
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、以及日本特開2007-39478號公報(bào)的段落號
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中記載的方法來合成。上述通式(3-d)表示的染料可以參照日本特開2006-124634號公報(bào)的段落號
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中記載的方法來合成。上述通式(3-e)表示的染料可以參照日本特開平6-9891號公報(bào)的段落號
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中記載的方法來合成。上述通式(3-f)表示的染料可以參照日本特開2005-250420號公報(bào)的段落號
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中記載的方法來合成。
<通式(4)> 作為本發(fā)明中使用的染料的優(yōu)選的例子之一,可以舉出通式(4)表示的染料。
通式(4)
通式(4)中,R11~R16各自獨(dú)立地表示氫原子或取代基。R11~R16的取代基與上述通式(1)的“取代基”的定義相同,優(yōu)選方式也相同。
上述R11~R16的取代基為可進(jìn)一步取代的基團(tuán)時(shí),可具有在R11~R16中說明過的取代基,當(dāng)具有2個(gè)以上取代基時(shí),這些取代基可以相同也可以不同。
通式(4)中的R11與R12、R12與R13、R14與R13和/或R15與R16還可各自獨(dú)立地鍵合,形成5元、6元或7元的飽和環(huán)或不飽和環(huán)。所形成的5元、6元或7元的環(huán)為可進(jìn)一步取代的基團(tuán)時(shí),可以被上述R11~R16中說明過的取代基取代,當(dāng)被2個(gè)以上取代基取代時(shí),這些取代基可以相同也可以不同。
通式(4)中的R17表示氫原子、鹵原子、烷基、芳基或雜環(huán)基;R17的鹵原子、烷基、芳基或雜環(huán)基分別與在上述R11~R16中說明過的鹵原子、烷基、芳基或雜環(huán)基意義相同,其優(yōu)選范圍也相同。R17的烷基、芳基和雜環(huán)基為可進(jìn)一步取代的基團(tuán)時(shí),可以被在上述R11~R16中說明過的取代基取代,當(dāng)被2個(gè)以上取代基取代時(shí),這些取代基可以相同也可以不同。
在通式(4)中,優(yōu)選R11和R16各自獨(dú)立地表示氫原子、烷基、鏈烯基、芳基、雜環(huán)基、甲硅烷基、羥基、氰基、烷氧基、芳氧基、雜環(huán)氧基、酰基、烷氧基羰基、氨基甲?;?、氨基、苯胺基、雜環(huán)氨基、碳酰胺基、脲基、酰亞胺基、烷氧基羰基氨基、芳氧基羰基氨基、磺酰胺基、偶氮基、烷基硫基、芳基硫基、雜環(huán)硫基、烷基磺酰基、芳基磺?;蜓蹯⒒被?;R12和R15各自獨(dú)立地表示氫原子、鹵原子、烷基、鏈烯基、芳基、雜環(huán)基、羥基、氰基、硝基、烷氧基、芳氧基、雜環(huán)氧基、?;⑼檠趸驶?、芳氧基羰基、氨基甲?;?、酰亞胺基、烷氧基羰基氨基、磺酰胺基、偶氮基、烷基硫基、芳基硫基、雜環(huán)硫基、烷基磺?;?、芳基磺?;虬被酋;?;R13和R14各自獨(dú)立地表示氫原子、鹵原子、烷基、鏈烯基、芳基、雜環(huán)基、甲硅烷基、羥基、氰基、烷氧基、芳氧基、雜環(huán)氧基、?;?、烷氧基羰基、氨基甲?;?、苯胺基、碳酰胺基、脲基、酰亞胺基、烷氧基羰基氨基、磺酰胺基、偶氮基、烷基硫基、芳基硫基、雜環(huán)硫基、烷基磺?;⒎蓟酋;被酋;蜓蹯⒒被籖17表示氫原子、烷基、芳基或雜環(huán)基。
更優(yōu)選上述通式(4)中,R11和R16各自獨(dú)立地表示氫原子、烷基、鏈烯基、芳基、雜環(huán)基、氰基、?;?、烷氧基羰基、氨基甲?;被?、雜環(huán)氨基、碳酰胺基、脲基、酰亞胺基、烷氧基羰基氨基、芳氧基羰基氨基、磺酰胺基、偶氮基、烷基磺?;⒎蓟酋;蜓蹯⒒被籖12和R15表示烷基、鏈烯基、芳基、雜環(huán)基、氰基、硝基、?;⑼檠趸驶?、芳氧基羰基、氨基甲酰基、酰亞胺基、烷基磺?;?、芳基磺?;虬被酋;?;R13和R14各自獨(dú)立地表示氫原子、烷基、鏈烯基、芳基、雜環(huán)基、氰基、?;?、烷氧基羰基、氨基甲?;?、碳酰胺基、脲基、酰亞胺基、烷氧基羰基氨基、磺酰胺基、烷基硫基、芳基硫基、雜環(huán)硫基、烷基磺?;?、芳基磺?;虬被酋;?;R17表示氫原子或烷基。
特別優(yōu)選通式(4)中,R11和R16各自獨(dú)立地表示氫原子、烷基、芳基、雜環(huán)基、氨基、雜環(huán)氨基、碳酰胺基、脲基、酰亞胺基、烷氧基羰基氨基、磺酰胺基、偶氮基、烷基磺?;?、芳基磺酰基或氧膦基氨基;通式(4)中,R12和R15各自獨(dú)立地表示烷基、芳基、雜環(huán)基、氰基、?;?、烷氧基羰基、氨基甲?;⑼榛酋;蚍蓟酋;?;R13和R14各自獨(dú)立地表示氫原子、烷基、芳基或雜環(huán)基表示;R17表示氫原子。
<通式(5)> 作為本發(fā)明中使用的染料的優(yōu)選的例子之一,可以舉出通式(5)表示的染料。
通式(5)
通式(5)中的R11~R17與通式(4)中的R11~R17意義相同,優(yōu)選方式也相同。
通式(5)中的Ma表示金屬原子或金屬化合物。作為金屬原子或金屬化合物,只要是能夠形成配位體的金屬原子或金屬化合物則可以是任一種,包括2價(jià)的金屬原子、2價(jià)的金屬氧化物、2價(jià)的金屬氫氧化物或2價(jià)的金屬氯化物。例如除了Zn、Mg、Si、Sn、Rh、Pt、Pd、Mo、Mn、Pb、Cu、Ni、Co、Fe等之外,還包括AlCl、InCl、FeCl、TiCl2、SnCl2、SiCl2、GeCl2等金屬氯化物,TiO、VO等金屬氧化物,Si(OH)2等金屬氫氧化物。
其中,從配位體的穩(wěn)定性、分光特性、耐熱、耐光性和適于制造性等觀點(diǎn)出發(fā),優(yōu)選Fe、Zn、Co、V=O或Cu,最優(yōu)選Zn。
通式(5)中的X1只要是可鍵合于金屬原子Ma的基團(tuán)則可以是任何一種,可以舉出水、醇類(例如甲醇、乙醇、丙醇)等,進(jìn)一步可以舉出《金屬キレ一ト》[1]坂口武一、上野景平著(1995年南江堂)、《金屬キレ一ト》[2](1996年)、《金屬キレ一ト》[3](1997年)等中記載的化合物。
通式(5)中的X2表示為了中和Ma的電荷所需要的基團(tuán),可以舉出例如鹵原子、羥基、羧酸基、磷酸基、磺酸基等。
通式(5)中的X1和X2可相互鍵合,與Ma一起形成5元、6元或7元的環(huán)。所形成的5元、6元和7元的環(huán)可以是飽和環(huán)也可以是不飽和環(huán)。另外,5元、6元或7元的環(huán)可以僅由碳原子構(gòu)成,也可以形成具有至少1個(gè)選自氮原子、氧原子和/或硫原子中的原子的雜環(huán)。
<通式(5-1)> 作為通式(5)表示的染料的其它的優(yōu)選實(shí)施方式,可以舉出通式(5-1)表示的染料。
通式(5-1)
(通式(5-1)中,R12~R15各自獨(dú)立地表示氫原子或取代基。R17表示氫原子、鹵原子、烷基、芳基或雜環(huán)基。Ma表示金屬原子或金屬化合物。X3表示NR(R為氫原子、烷基、鏈烯基、芳基、雜環(huán)基、?;?、烷基磺?;蚍蓟酋;?、氮原子、氧原子或硫原子,X4表示NRa(Ra為氫原子、烷基、鏈烯基、芳基、雜環(huán)基、?;?、烷基磺酰基或芳基磺?;?、氧原子或硫原子,Y1表示NRc(Rc為氫原子、烷基、鏈烯基、芳基、雜環(huán)基、?;?、烷基磺?;蚍蓟酋;?、氮原子或碳原子,Y2表示氮原子或碳原子。R18和R19各自獨(dú)立地表示烷基、鏈烯基、芳基、雜環(huán)基、烷氧基、芳氧基、烷基氨基、芳基氨基或雜環(huán)氨基。R18和Y1可以相互鍵合形成5元、6元或7元的環(huán),R19和Y2可以相互鍵合形成5元、6元或7元的環(huán)。X5表示可與Ma鍵合的基團(tuán),a表示0、1或2。) 通式(5-1)中的R12~R15和R17分別與通式(5)中的R12~R15和R17意義相同,優(yōu)選方式也相同。
通式(5-1)中的Ma表示金屬原子或金屬化合物,與在通式(5)中說明過的金屬原子或金屬化合物意義相同,其優(yōu)選方式也相同。
通式(5-1)中,R18和R19各自獨(dú)立地表示烷基(優(yōu)選碳原子數(shù)為1~36、更優(yōu)選碳原子數(shù)為1~12的直鏈、支鏈或環(huán)狀的烷基,例如甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、叔丁基、己基、2-乙基己基、十二烷基、環(huán)丙基、環(huán)戊基、環(huán)己基、1-金剛烷基)、鏈烯基(優(yōu)選碳原子數(shù)為2~24、更優(yōu)選碳原子數(shù)為2~12的鏈烯基,例如乙烯基、烯丙基、3-丁烯-1-基)、芳基(優(yōu)選碳原子數(shù)為6~36、更優(yōu)選碳原子數(shù)為6~18的芳基,例如苯基、萘基)、雜環(huán)基(優(yōu)選碳原子數(shù)為1~24、更優(yōu)選碳原子數(shù)為1~12的雜環(huán)基,例如2-噻吩基、4-吡啶基、2-呋喃基、2-嘧啶基、1-吡啶基、2-苯并噻唑基、1-咪唑基、1-吡唑基、苯并三唑-1-基)、烷氧基(優(yōu)選碳原子數(shù)為1~36、更優(yōu)選碳原子數(shù)為1~18的烷氧基,例如甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、己氧基、2-乙基己氧基、十二烷氧基、環(huán)己氧基)、芳氧基(優(yōu)選碳原子數(shù)為6~24、更優(yōu)選碳原子數(shù)為1~18的芳氧基,例如苯氧基、萘氧基)、烷基氨基(優(yōu)選碳原子數(shù)為1~36、更優(yōu)選碳原子數(shù)為1~18的烷基氨基,例如甲基氨基、乙基氨基、丙基氨基、丁基氨基、己基氨基、2-乙基己基氨基、異丙基氨基、叔丁基氨基、叔辛基氨基、環(huán)己基氨基、N,N-二乙基氨基、N,N-二丙基氨基、N,N-二丁基氨基、N-甲基-N-乙基氨基)、芳基氨基(優(yōu)選碳原子數(shù)為6~36、更優(yōu)選碳原子數(shù)為6~18的芳基氨基,例如苯基氨基、萘基氨基、N,N-二苯基氨基、N-乙基-N-苯基氨基)、或雜環(huán)氨基(優(yōu)選碳原子數(shù)為1~24、更優(yōu)選碳原子數(shù)為1~12的雜環(huán)氨基,例如2-氨基吡咯、3-氨基吡唑、2-氨基吡啶、3-氨基吡啶)。
通式(5-1)中,R18和R19表示的烷基、鏈烯基、芳基、雜環(huán)基、烷氧基、芳氧基、烷基氨基、芳基氨基或雜環(huán)氨基為可進(jìn)一步取代的基團(tuán)時(shí),可以被在上述通式(4)的R11~R16中說明過的取代基取代,當(dāng)被2個(gè)以上取代基取代時(shí),這些取代基可以相同也可以不同。
通式(5-1)中,X3表示NR、氮原子、氧原子或硫原子,X4表示NRa、氧原子或硫原子。R和Ra各自獨(dú)立表示氫原子、烷基(優(yōu)選碳原子數(shù)為1~36、更優(yōu)選碳原子數(shù)為1~12的直鏈、支鏈或環(huán)狀的烷基,例如甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、叔丁基、己基、2-乙基己基、十二烷基、環(huán)丙基、環(huán)戊基、環(huán)己基、1-金剛烷基)、鏈烯基(優(yōu)選碳原子數(shù)為2~24、更優(yōu)選碳原子數(shù)為2~12的鏈烯基,例如乙烯基、烯丙基、3-丁烯-1-基)、芳基(優(yōu)選碳原子數(shù)為6~36、更優(yōu)選碳原子數(shù)為6~18的芳基,例如苯基、萘基)、雜環(huán)基(優(yōu)選碳原子數(shù)為1~24、更優(yōu)選碳原子數(shù)為1~12的雜環(huán)基,例如2-噻吩基、4-吡啶基、2-呋喃基、2-嘧啶基、1-吡啶基、2-苯并噻唑基、1-咪唑基、1-吡唑基、苯并三唑-1-基)、酰基(優(yōu)選碳原子數(shù)為1~24、更優(yōu)選碳原子數(shù)為2~18的?;?,例如乙?;⑷谆阴;?、2-乙基己基、苯甲酰基、環(huán)己?;?、烷基磺?;?優(yōu)選碳原子數(shù)為1~24、更優(yōu)選碳原子數(shù)為1~18的烷基磺?;?,例如甲基磺?;?、乙基磺酰基、異丙基磺酰基、環(huán)己基磺?;?、芳基磺?;?優(yōu)選碳原子數(shù)為6~24、更優(yōu)選碳原子數(shù)為6~18的芳基磺?;?,例如苯基磺酰基、萘基磺酰基)。
R和Ra表示的烷基、鏈烯基、芳基、雜環(huán)基、?;⑼榛酋;⒎蓟酋;€可進(jìn)一步被在上述通式(4)的R11~R16表示的取代基取代,當(dāng)被多個(gè)取代基取代時(shí),這些取代基可以相同也可以不同。
通式(5-1)中,Y1表示NRc、氮原子或碳原子,Y2表示氮原子或碳原子。Rc與上述X3的R意義相同。
通式(5-1)中,R18與Y1可相互鍵合,R18、Y1和碳原子一起形成5元環(huán)(例如環(huán)戊烷、吡咯烷、四氫呋喃、二氧雜戊烷、四氫噻吩、吡咯、呋喃、噻吩、吲哚、苯并呋喃、苯并噻吩)、6元環(huán)(例如環(huán)己烷、哌啶、哌嗪、嗎啉、四氫吡喃、二噁烷、硫雜環(huán)己烷、二噻烷、苯、哌啶、哌嗪、噠嗪、喹啉、喹唑啉)或7元環(huán)(例如環(huán)庚烷、氮雜環(huán)庚烷)。
通式(5-1)中,R19與Y2可相互鍵合,R19、Y2和碳原子一起形成5元、6元或7元的環(huán)。所形成的5元、6元和7元的環(huán)可以舉出從由上述R18、Y1和碳原子形成的環(huán)中1個(gè)鍵變化為雙鍵所得到的環(huán)。
通式(5-1)中,當(dāng)R18與Y1以及R19與Y2鍵合所形成的5元、6元和7元的環(huán)為可進(jìn)一步取代的環(huán)時(shí),可以被在上述通式(4)的R11~R16的取代基中說明過的基團(tuán)取代,當(dāng)被2個(gè)以上的取代基取代時(shí),這些取代基可以相同也可以不同。
通式(5-1)中,X5表示可鍵合于Ma的基團(tuán),可以舉出與上述通式(5)的X1相同的基團(tuán)。a表示0、1或2。
通式(5-1)表示的化合物的優(yōu)選方式是R12~R15、R17和Ma分別為在通式(4)表示的染料的說明中記載的優(yōu)選方式,X3為NR(R為氫原子、烷基)、氮原子或氧原子,X4為NRa(Ra為氫原子、烷基、雜環(huán)基)或氧原子,Y1為NRc(Rc為氫原子或烷基)、氮原子或碳原子,Y2為氮原子或碳原子,X5為借助氧原子鍵合的基團(tuán),R18和R19各自獨(dú)立地為烷基、芳基、雜環(huán)基、烷氧基或烷基氨基,或者R18與Y1相互鍵合形成5元或6元環(huán),或者R19與Y2相互鍵合形成5元或6元環(huán),a表示0或1。
通式(5-1)表示的化合物的更優(yōu)選方式是R12~R15、R17、Ma分別為在通式(4)表示的染料的說明中記載的特別優(yōu)選的方式,X3和X4為氧原子,Y1為NH,Y2為氮原子,X5為借助氧原子鍵合的基團(tuán),R18和R19各自獨(dú)立地為烷基、芳基、雜環(huán)基、烷氧基或烷基氨基,或者R18與Y1相互鍵合形成5元或6元環(huán),或者R19與Z2相互鍵合形成5元或6元環(huán),a表示0或1。
<通式(5-2)> 作為通式(5)表示的染料的其它實(shí)施方式,可以舉出通式(5-2)表示的染料。
通式(5-2)
(通式(5-2)中,R11~R16各自獨(dú)立地表示氫原子或取代基。R17表示氫原子、鹵原子、烷基、芳基或雜環(huán)基。Ma表示金屬原子或金屬化合物。) 通式(5-2)中R11~R17分別與通式(5)中的R11~R17意義相同,優(yōu)選方式也相同。
通式(5-2)中的Ma表示金屬原子或金屬化合物,與在通式(5)中說明過的金屬原子或金屬化合物意義相同,其優(yōu)選范圍也相同。
接著,以下示出通式(5)、通式(5-1)和通式(5-2)表示的染料的具體例子,但本發(fā)明并不限定于這些。另外,作為其他的具體例子,可以舉出日本特愿2008-149467號說明書的段落號
~
中記載的染料等。
通式(5)、通式(5-1)或通式(5-2)表示的染料可以通過美國專利第4774339號、美國專利第5433896號、日本特開2001-240761號、日本特開2002-155052號、日本專利第3614586號、Aust.J.Chem,1965,11,1835-1845、J.H.Boger et al,Heteroatom Chemistry,Vol.1,No.5,389(1990)等中記載的方法來合成。
<通式(6)> 作為本發(fā)明中使用的染料的優(yōu)選例子之一,可以舉出通式(6)表示的染料。
通式(6)
通式(6)中,R1~R5和R8各自獨(dú)立地表示氫原子或取代基。R1~R5和R8表示的取代基與上述通式(1)的“取代基”的定義相同,優(yōu)選方式也相同。
另外,各基團(tuán)分別可以進(jìn)一步被上述取代基取代,當(dāng)被2個(gè)以上取代基取代時(shí),這些取代基可以相同也可以不同。
通式(6)中,R1優(yōu)選為烷基、芳基、雜環(huán)基、烷氧基、芳氧基、烷基硫基、芳基硫基、酰基氨基、烷氧基羰基氨基、氨基甲?;被⒈桨坊?,更優(yōu)選為烷基、芳基、雜環(huán)基、烷氧基、芳氧基。進(jìn)一步優(yōu)選為烷基,最優(yōu)選為叔烷基。
通式(6)中,R2~R5優(yōu)選氫原子、鹵原子、烷基、烷氧基、芳氧基、?;被?、烷氧基羰基氨基、氨基甲?;被?、磺酰胺基,更優(yōu)選氫原子、鹵原子、?;被?、烷氧基羰基氨基。
通式(6)中,R6和R7各自獨(dú)立地表示氫原子、烷基、鏈烯基、芳基或雜環(huán)基,優(yōu)選為烷基。另外,R6和R7表示的各基團(tuán)可以被上述取代基取代,當(dāng)被2個(gè)以上取代基取代時(shí),這些取代基可以相同也可以不同。
通式(6)中,R2與R3、R3與R6、R4與R5、R5與R7和/或R6與R7可相互鍵合,各自獨(dú)立地形成5元環(huán)、6元環(huán)或7元環(huán)。作為5元環(huán)、6元環(huán)或7元環(huán),可以舉出環(huán)戊烯、環(huán)己烯、環(huán)庚烯、二氫吡咯、四氫吡啶等。所述各環(huán)可以被上述取代基取代,當(dāng)被2個(gè)以上取代基取代時(shí),這些取代基可以相同也可以不同。
通式(6)中,Za和Zb各自獨(dú)立地表示=N-或=C(R8)-,R8表示氫原子或取代基。R8表示的優(yōu)選的取代基為烷基、鏈烯基、芳基或雜環(huán)基。R8表示的取代基可以被上述取代基取代,當(dāng)被2個(gè)以上的取代基取代時(shí),這些取代基可以相同也可以不同。
通式(6)中,優(yōu)選Za為=N-、Zb為=C(R8)-,更優(yōu)選Za為=N-、Zb為=C(R8)-、且R8為烷基、芳基或雜環(huán)基。
通式(6)表示的染料中,優(yōu)選下述通式(6-1)表示的染料。
通式(6-1)
通式(6-1)中,R1~R4各自獨(dú)立地表示氫原子或取代基。R1~R4表示的取代基與上述通式(6)中的R1~R5和R8表示的取代基意義相同,優(yōu)選方式也相同。
通式(6-1)中,R6表示氫原子、烷基、鏈烯基、芳基或雜環(huán)基。另外,R6表示的各基團(tuán)可以進(jìn)一步被上述取代基取代,當(dāng)被2個(gè)以上的取代基取代時(shí),這些取代基可以相同也可以不同。
通式(6-1)中,R9~R14各自獨(dú)立地表示氫原子或取代基。R9~R14表示的取代基可以被上述取代基取代,當(dāng)被2個(gè)以上的取代基取代時(shí),這些取代基可以相同也可以不同。
通式(6-1)中,Za和Zb各自獨(dú)立地表示=N-或=C(R8)-,R8表示氫原子或取代基。R8表示的優(yōu)選的取代基為烷基、鏈烯基、芳基或雜環(huán)基。R8表示的取代基可以被上述取代基取代,當(dāng)被2個(gè)以上的取代基取代時(shí),這些取代基可以相同也可以不同。
通式(6-1)中,R2與R3、R3與R6、R6與R9和/或R4與R14可以相互鍵合,各自獨(dú)立地形成5元環(huán)、6元環(huán)或7元環(huán)。5元環(huán)、6元環(huán)或7元環(huán)可以舉出環(huán)戊烯、環(huán)己烯、環(huán)庚烯、二氫吡咯、四氫吡啶等。所述各環(huán)可以被上述取代基取代,當(dāng)被2個(gè)以上的取代基取代時(shí),這些取代基可以相同也可以不同。
通式(6)表示的染料中,更優(yōu)選下述通式(6-2)表示的染料。
通式(6-2)
通式(6-2)中,R1~R4、R6、R9~R14分別與上述通式(6-1)中的R1~R4、R6、R9~R14的意義相同,它們的優(yōu)選方式也分別相同。
通式(6-2)中,R15表示氫原子或取代基。R15表示的優(yōu)選的取代基為烷基、鏈烯基、芳基或雜環(huán)基。R15表示的取代基可以被上述取代基取代,當(dāng)被2個(gè)以上的取代基取代時(shí),這些取代基可以相同也可以不同。
通式(6-2)表示的染料的優(yōu)選范圍如下所述。優(yōu)選下述化合物通式(6-2)中的R1為烷基、鏈烯基、芳基、雜環(huán)基、羥基、氰基、烷氧基、芳氧基、雜環(huán)氧基、氨基甲?;趸?、?;?、烷氧基羰基、芳氧基羰基、氨基甲?;?、酰亞胺基、偶氮基、烷基硫基、芳基硫基、雜環(huán)硫基、烷基亞磺?;?、芳基亞磺?;⑼榛酋;?、芳基磺酰基、氨磺?;?、磺基、膦?;蜓蹯⒒被琑2、R3和R4各自獨(dú)立地為氫原子、鹵原子、烷基、鏈烯基、芳基、雜環(huán)基、烷氧基、芳氧基、烷氧基羰基、氨基甲?;?、氨基、苯胺基、碳酰胺基、脲基、烷氧基羰基氨基、磺胺基、氨磺?;被?、偶氮基、烷基硫基、芳基硫基、雜環(huán)硫基、烷基亞磺?;?、芳基亞磺酰基、烷基磺?;⒎蓟酋;被酋;?、磺基、膦?;蜓蹯⒒被?,R6為烷基、鏈烯基、芳基或雜環(huán)基;R9~R14各自獨(dú)立地為氫原子、鹵原子、烷基或烷氧基,R15為氫原子、烷基、鏈烯基、芳基或雜環(huán)基。
進(jìn)而,更優(yōu)選下述化合物通式(6-2)中的R1為烷基、鏈烯基、芳基、雜環(huán)基、烷氧基羰基、氨基甲酰基、酰亞胺基、烷基硫基、芳基硫基、雜環(huán)硫基、烷基磺?;蚍蓟酋;琑2、R3和R4各自獨(dú)立地為氫原子、鹵原子、烷基、烷氧基、芳氧基、烷氧基羰基、氨基甲酰基、碳酰胺基、脲基、烷氧基羰基氨基、磺胺基、烷基硫基或芳基硫基,R6為烷基、鏈烯基、芳基或雜環(huán)基;R9~R14各自獨(dú)立地為氫原子或烷基,R15為烷基、鏈烯基、芳基或雜環(huán)基。
此外,進(jìn)一步優(yōu)選下述化合物通式(6-2)中的R1為烷基,R2、R3和R4各自獨(dú)立地為氫原子、鹵原子、烷基、烷氧基、碳酰胺基、脲基或烷氧基羰基氨基,R6為烷基,R9~R14各自獨(dú)立地為氫原子或烷基,R15為烷基、鏈烯基、芳基或雜環(huán)基。
此外,最優(yōu)選下述化合物通式(6-2)中的R1為叔烷基(優(yōu)選碳原子數(shù)為4~16、更優(yōu)選碳原子數(shù)為4~8的叔烷基,例如叔丁基、叔戊基、叔辛基、1-金剛烷基、乙基環(huán)己基),R2、R3和R4各自獨(dú)立地為氫原子、鹵原子(可以舉出例如氟原子、氯原子、溴原子或碘原子,優(yōu)選氟原子或氯原子。)、烷基(優(yōu)選碳原子數(shù)為1~12、更優(yōu)選碳原子數(shù)為1~8的烷基,例如甲基、乙基、丙基、異丙基、叔丁基、環(huán)己基、2-乙基己基)、或烷氧基(優(yōu)選碳原子數(shù)為1~12、更優(yōu)選碳原子數(shù)為1~8的烷氧基,例如甲氧基、乙氧基、異丙基氧基、辛基氧基、2-乙基己基氧基)、R6為烷基(優(yōu)選碳原子數(shù)為1~18、更優(yōu)選碳原子數(shù)為1~12的烷基,例如甲基、乙基、丙基、異丙基、辛基、2-乙基己基、2-羥基乙基、2-羥基丙基),R9和R10為烷基(優(yōu)選碳原子數(shù)為1~8、更優(yōu)選碳原子數(shù)為1~4的烷基,例如甲基、乙基、丙基、丁基,最優(yōu)選甲基),R11~R13為氫原子,R14為烷基(優(yōu)選碳原子數(shù)為1~8、更優(yōu)選碳原子數(shù)為1~4的烷基,例如甲基、乙基、丙基、丁基,最優(yōu)選甲基),R15為烷基、芳基或雜環(huán)基。
以下示出上述通式(6)表示的化合物的具體例子,但本發(fā)明并不限定于這些。
上述通式(6)表示的染料可以參照日本特開2005-189802號公報(bào)的段落號
~
中記載的方法來合成。
<通式(7)> 作為本發(fā)明中使用的染料的優(yōu)選例子之一,可以舉出通式(7)表示的染料。
通式(7)
通式(7)中,R1各自獨(dú)立地表示氫原子或取代基。R1表示的取代基與上述通式(1)的“取代基”的定義相同,優(yōu)選方式也相同。
另外,各基團(tuán)還可分別被上述取代基取代,當(dāng)被2個(gè)以上取代基取代時(shí),這些取代基可以相同也可以不同。
從本發(fā)明的效果的角度出發(fā),R1優(yōu)選為鹵原子、脂肪族基團(tuán)(烷基等)、氰基、羧基、氨基甲酰基、脂肪族氧基羰基、芳氧基羰基、羥基、脂肪族氧基、氨基甲?;趸?、雜環(huán)氧基、脂肪族氧基羰基氧基、氨基甲酰基氨基、氨磺?;被?、脂肪族氧基羰基氨基、脂肪族磺酰基氨基、芳基磺?;被⒅咀辶蚧?、芳基硫基、脂肪族磺?;⒎蓟酋;?、氨磺?;?、脂肪族磺?;被柞;⒎蓟酋;被柞;?、脂肪族羰基氨磺?;⒎蓟驶被酋;⒅咀寤酋;被酋;?、芳基磺?;被酋;?、酰亞胺基、磺基或它們組合而成的基團(tuán),更優(yōu)選脂肪族基團(tuán)、羧基、氨基甲?;⒘u基、脂肪族氧基羰基、芳基氧基羰基、脂肪族氧基、脂肪族氧基羰基氧基、氨基甲?;被?、氨磺?;被?、脂肪族氧基羰基氨基、脂肪族磺酰基氨基、芳基磺?;被?、脂肪族磺?;?、芳基磺酰基、氨磺?;?、脂肪族磺?;被柞;?、脂肪族羰基氨磺酰基、脂肪族磺酰基氨磺?;Ⅴ啺坊?、磺基或它們組合而成的基團(tuán),最優(yōu)選羧基、氨基甲?;?、羥基、脂肪族氧基羰基、脂肪族氧基、脂肪族氧基羰基氧基、氨基甲酰基氨基、脂肪族氧基羰基氨基、芳基磺酰基、脂肪族磺?;被柞;?、脂肪族羰基氨磺?;?、脂肪族磺?;被酋;?、酰亞胺基、脂肪族磺?;蛩鼈兘M合而成的基團(tuán)。
通式(7)中,L各自獨(dú)立地表示脂肪族或芳香族的連接基團(tuán),各個(gè)L可以相同也可以不同。L表示的脂肪族的連接基團(tuán)可以無取代,也可以具有取代基,優(yōu)選總碳原子數(shù)為1~20的脂肪族基團(tuán),更優(yōu)選總碳原子數(shù)為1~15的脂肪族基團(tuán)。可以舉出例如亞甲基、亞乙基、亞丙基、亞丁基等。
L表示的芳香族的連接基團(tuán)可以無取代的,也可以具有取代基,優(yōu)選總碳原子數(shù)為6~20的芳香族基團(tuán),更優(yōu)選總碳原子數(shù)為6~16的芳香族基團(tuán)??梢耘e出例如亞苯基、亞萘基等,最優(yōu)選亞苯基。
另外,當(dāng)n=0時(shí),R1與S(硫原子)直接鍵合。
通式(7)中,Z1表示與2個(gè)碳原子一起形成6元環(huán)時(shí)所需要的非金屬原子組,4個(gè)Z1可以相同也可以不同。所形成的6元環(huán)可以是芳基環(huán)或雜環(huán)中的任一個(gè),也可以縮環(huán),縮環(huán)而成的環(huán)還可進(jìn)一步具有取代基。作為6元環(huán),可以舉出例如苯環(huán)、吡啶環(huán)、環(huán)己烯環(huán)、萘環(huán)等,優(yōu)選苯環(huán)。
通式(7)中,M表示2個(gè)氫原子、2價(jià)的金屬原子、2價(jià)的金屬氧化物、2價(jià)的金屬氫氧化物或2價(jià)的金屬氯化物。作為該M,可以舉出例如VO、TiO、Zn、Mg、Si、Sn、Rh、Pt、Pd、Mo、Mn、Pb、Cu、Ni、Co、Fe、AlCl、InCl、FeCl、TiCl2、SnCl2、SiCl2、GeCl2、Si(OH)2、H2等,優(yōu)選M為VO、Zn、Mn、Cu、Ni、Co的方式。從本發(fā)明的效果的角度出發(fā),M優(yōu)選為VO、Mn、Co、Ni、Cu、Zn或Mg,更優(yōu)選為VO、Co、Cu或Zn,最優(yōu)選為Cu。
通式(7)中,m各自獨(dú)立地表示1或2,優(yōu)選m為2。n各自獨(dú)立地表示0或1,優(yōu)選n為1。p各自獨(dú)立地表示1~5的整數(shù),優(yōu)選為1~3,更優(yōu)選為1。
本發(fā)明中,分子中的多個(gè)R1分別可以相同也可以不同,多個(gè)R1中優(yōu)選至少1個(gè)R1具有-OY、-COOY、-SO3Y、-CON(Y)CO-、CON(Y)SO2-或-SO2N(Y)CO-。由此,所得色像素的外觀特性或耐藥品性進(jìn)一步提高。
上述-OY、-COOY、-SO3Y、-CON(Y)CO-、CON(Y)SO2-或-SO2N(Y)CO-在通式(7)中,還可鍵合在連接基團(tuán)L上,也可以不借助連接基團(tuán)L而與-S(=O)m-直接鍵合。當(dāng)不借助連接基團(tuán)L而與-S(=O)m-直接鍵合時(shí),R1優(yōu)選為-OY,優(yōu)選與-S(=O)m-一起構(gòu)成直接鍵合于四氮雜卟啉環(huán)的-SO3Y(m=2)。
Y表示氫原子、金屬原子或共軛酸。Y表示的金屬原子可以舉出Li、Na、K、Mg、Ca,優(yōu)選Li、Na、K。作為形成Y表示的共軛酸的堿基,可以舉出叔胺類(例如三乙基胺、三丙基胺、三丁基胺、二異丙基乙基胺、N-甲基哌啶、4-甲基嗎啉)、胍類(例如胍、N,N-二苯基胍、1,3-二鄰甲苯基胍)、吡啶類(例如吡啶、2-甲基吡啶)等。其中,優(yōu)選三乙基胺、三丙基胺、三丁基胺、N,N-二苯基胍、1,3-二鄰甲苯基胍。
r1、r2、r3和r4各自獨(dú)立地表示0或1,優(yōu)選r1+r2+r3+r4為1以上、更優(yōu)選r1+r2+r3+r4為2~4。另外,還優(yōu)選r1、r2、r3和r4分別為1。
以下,示出上述“-S(O)m-(L)n-(R1)p”表示的基團(tuán)的例子。但在本發(fā)明中,并不限定于這些。此外,以下例子中,優(yōu)選可以舉出T-87、T-89、T-94、T-95、T-96、T-97、T-98、T-125、T-126、T-127、T-128、T-129、T-140、T-141。
T-84 T-85 T-86T-87 -SO2CH3-SO2(CH2)2OC2H5-SO2(CH2)2O(CH2)2OCH3-SO2(CH2)3CONH(CH2)3OC2H5 T-88 T-89T-90 -SO2CH2CH2CH2SO3Na-SO2(CH2)3SO2N(CH2CH2CH2OCH3)2
T-91T-92T-93T-94 -SO2(CH2)2O(CH2)2O(CH2)2OCH3-SO2(CH2)3COOH -SO2(CH2)3COOCH5
T-98T-99
-SO2-NHCOCH3
以下示出通式(7)表示的染料的具體例子,但本發(fā)明并不限定于這些。這些染料可以用公知的方法合成。
另外,上述通式(7)表示的四氮雜卟啉類色素例如可以通過日本特開2006-58787號公報(bào)、日本特開2006-124379號公報(bào)、日本特開2006-124679號公報(bào)等中記載的方法來合成。
另外,當(dāng)使用2種染料(染料A、染料B)時(shí),從所得色像素顯示更為優(yōu)異的外觀、優(yōu)異的耐藥品性的角度出發(fā),優(yōu)選其質(zhì)量比(染料A/染料B)為0.1~10、更優(yōu)選為0.25~4。
噴墨用油墨中的上述染料的總含量相對于油墨總量優(yōu)選為1~30質(zhì)量%、更優(yōu)選為3~20質(zhì)量%。當(dāng)含量過少時(shí),為了達(dá)成作為濾色器的所需要的光學(xué)濃度,膜厚要增厚。因此,黑色矩陣也需要加厚,從而黑色矩陣的形成變得困難,因此不優(yōu)選。當(dāng)含量過多時(shí),油墨粘度增高,噴出變得困難,且變得難以溶解于溶劑中,因此不優(yōu)選。
<有機(jī)溶劑> 噴墨用油墨中含有有機(jī)溶劑。作為有機(jī)溶劑,只要滿足各成分的溶解性則無特殊限定。
作為有機(jī)溶劑的具體例子,優(yōu)選可以舉出水或酯類,例如甲酸戊酯、乙酸異戊酯、丙酸丁酯、丁酸異丙酯、丁酸乙酯、丁酸丁酯、烷基酯類、乳酸甲酯、乳酸乙酯、氧基乙酸甲酯、氧基乙酸乙酯、氧基乙酸丁酯、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、乙氧基乙酸乙酯等;3-氧基丙酸甲酯、3-氧基丙酸乙酯等3-氧基丙酸烷基酯類,例如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-乙氧基丙酸乙酯等;2-氧基丙酸甲酯、2-氧基丙酸乙酯、2-氧基丙酸丙酯等2-氧基丙酸烷基酯類,例如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-甲基丙酸乙酯等;丙酮酸甲酯、丙酮酸乙酯、丙酮酸丙酯、乙酰乙酸甲酯、乙酰乙酸乙酯、2-氧代丁酸甲酯、2-氧代丁酸乙酯等;醚類,例如二乙二醇二甲基醚、乙二醇單甲基醚、乙二醇單乙基醚、乙酸甲基纖溶劑、乙酸乙基纖溶劑、二乙二醇單甲基醚、二乙二醇單乙基醚、二乙二醇單丁基醚、丙二醇甲基醚、丙二醇甲基醚乙酸酯、丙二醇乙基醚乙酸酯、丙二醇丙基醚乙酸酯等;酮類,例如環(huán)己酮、2-庚酮、3-庚酮等;芳香族烴類,例如二甲苯等;二環(huán)己基甲基胺等有機(jī)溶劑等。這些有機(jī)溶劑可以使用1種或者2種以上并用。
本發(fā)明的噴墨用油墨中的有機(jī)溶劑的含量相對于油墨總量,優(yōu)選為30~90質(zhì)量%、更優(yōu)選為50~90質(zhì)量%。當(dāng)在30質(zhì)量%以上時(shí),滴入在1個(gè)像素內(nèi)的油墨量得以保持,油墨在像素內(nèi)的潤展良好。另外,當(dāng)在90質(zhì)量%以下時(shí),可以將除用于形成油墨中的功能膜(例如像素等)的溶劑以外的成分量保持在規(guī)定量以上。由此,在形成濾色器時(shí),每1個(gè)像素的油墨需要量不會變得過多,例如通過噴墨法將油墨施予到以隔壁劃分的凹部時(shí),可以抑制油墨從凹部溢出或者發(fā)生與相鄰像素的混色。
本發(fā)明中所用有機(jī)溶劑的沸點(diǎn)優(yōu)選為130~280℃。沸點(diǎn)過低時(shí),從面內(nèi)像素形狀的均勻性的觀點(diǎn)出發(fā)不優(yōu)選。沸點(diǎn)過高時(shí),從通過預(yù)烘焙除去溶劑的觀點(diǎn)出發(fā)不優(yōu)選。另外,有機(jī)溶劑的沸點(diǎn)是指壓力為1atm時(shí)的沸點(diǎn),其可以通過化合物辭典(Chapman&Hall公司)等的物性值表了解。
作為有機(jī)溶劑的優(yōu)選的使用方式之一,優(yōu)選含有占有機(jī)溶劑總量的10質(zhì)量%以上的沸點(diǎn)為160℃以上的有機(jī)溶劑。其中,優(yōu)選沸點(diǎn)為160~250℃的有機(jī)溶劑,更優(yōu)選沸點(diǎn)為180~240℃的有機(jī)溶劑。沸點(diǎn)在上述規(guī)定范圍的有機(jī)溶劑的含量在所用有機(jī)溶劑總量中優(yōu)選為10質(zhì)量%以上,更優(yōu)選為20~100質(zhì)量%,進(jìn)一步優(yōu)選為25~75質(zhì)量%。當(dāng)在上述范圍內(nèi)含有具有規(guī)定沸點(diǎn)的有機(jī)溶劑時(shí),從能夠控制油墨的干燥、使其具有噴出穩(wěn)定性的角度、噴出后的油墨的流平性提高的角度出發(fā)是優(yōu)選的。另一方面,當(dāng)含有沸點(diǎn)低的有機(jī)溶劑時(shí),由于在噴墨頭上迅速地蒸發(fā),因此易于引起噴墨頭上的油墨的粘度上升和固體成分的析出等,并多伴有噴出性的惡化。另外,當(dāng)油墨噴到基板面上并在基板面上潤展時(shí),由于在潤展的邊緣的部分處溶劑蒸發(fā),使得油墨的粘度上升,并由于稱為釘扎(PINNING)的現(xiàn)象,有抑制潤展的情況。
另外,作為沸點(diǎn)為160℃以上的有機(jī)溶劑,可以舉出例如2-庚醇、環(huán)己醇、2-糠醛、N,N-二乙基乙醇胺、2-甲基環(huán)己醇、N,N-二甲基乙酰胺、2-(甲氧基甲氧基)乙醇、二丙酮醇、糠醇、乙二醇單丁基醚、單乙醇胺、3-甲基環(huán)己醇、4-甲基環(huán)己醇、1-庚醇、N,N-乙基甲酰胺、2-辛醇、四氫糠醇、N-甲基甲酰胺、乙二醇單異戊基醚、乙二醇單乙酸酯、2,3-丁二醇、甘油單乙酸酯、2-乙基-1-己醇、1,2-丙二醇、二甲基亞砜、二丙二醇單甲基醚、乙二醇二乙酸酯、1,2-丁二醇、乙二醇單丁基醚乙酸酯、3,3,5-三甲基-1-己醇、二乙二醇單甲基醚、1-辛醇、2-甲基-2,4-戊二醇、二丙二醇單乙基醚、乙二醇、二乙二醇單乙基醚、N-甲基吡咯烷酮、γ-丁內(nèi)酯、芐醇、N-甲基乙酰胺、1,3-丁二醇、乙二醇單己基醚、甲酰胺、1-壬醇、1,3-丙二醇、二乙二醇單乙基醚乙酸酯、α-松油醇、乙酰胺、1,4-丁二醇、二乙二醇單丁基醚、1-癸醇、二丙二醇、1,3-丁二醇二乙酸酯、2-丁烯-1,4-二醇、乙烯碳酸酯、丙烯碳酸酯、1,5-戊二醇、1-十一烷醇、三丙二醇單甲基醚、2-乙基-1,3-己二醇、乙二醇單苯基醚、二乙二醇、2-吡咯烷酮、二乙二醇單丁基醚乙酸酯、三乙二醇單甲基醚、四乙二醇二甲基醚、三丙二醇單丁基醚、三乙二醇等。
<聚合性單體> 噴墨用油墨中含有聚合性單體。通過聚合性單體的添加,油墨液滴與基板的密合性提高。同時(shí)可以期望上述染料在油墨中的分散均勻性提高或者耐候性、耐熱性等堅(jiān)牢性提高。作為該聚合性單體,并無特別限制,從各種取代基的變化多、獲得容易的觀點(diǎn)出發(fā),優(yōu)選含有選自(甲基)丙烯酸類單體等自由基聚合性單體、環(huán)氧類單體和氧雜環(huán)丁烯類單體中的1種以上。
聚合性單體優(yōu)選具有2個(gè)以上聚合性基團(tuán)的單體(以下也稱作“2官能以上的單體”)。聚合性單體只要能夠通過活性能量射線和/或熱而發(fā)生聚合反應(yīng),則無特別限定,從膜的強(qiáng)度或耐溶劑性等的觀點(diǎn)出發(fā),更優(yōu)選具有3個(gè)以上聚合性基團(tuán)的單體(以下也稱作“3官能以上的單體”)。
上述聚合性基團(tuán)的種類并無特別限制,如上所述,特別優(yōu)選丙烯酰氧基、甲基丙烯酰氧基、環(huán)氧基、氧雜環(huán)丁烯基。作為聚合性單體的具體例子,可以舉出日本特開2001-350012號公報(bào)的段落號
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中記載的含環(huán)氧基單體、日本特開2002-371216號公報(bào)的段落號
中記載的丙烯酸酯單體和甲基丙烯酸酯單體、日本特開2001-220526號公報(bào)、日本特開2001-310937號公報(bào)、日本特開2003-341217號公報(bào)的段落號
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和日本特開2004-91556號公報(bào)的段落號
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等中記載的含氧雜環(huán)丁烯基單體以及シ一エムシ一出版《反応性單マ一の市埸展望》中記載的單體等。
另外,作為(甲基)丙烯酸類單體的丙烯酸酯單體和甲基丙烯酸酯單體,可以舉出聚乙二醇單(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇單(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸苯氧基乙基酯等單官能的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯,聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基乙烷三(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、己二醇(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三(丙烯酰氧基丙基)醚、三(丙烯酰氧基乙基)異氰脲酸酯等丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯,甘油或三羥甲基乙烷等多官能醇上加成有環(huán)氧乙烷或環(huán)氧丙烷后進(jìn)行(甲基)丙烯酸酯化而獲得的三羥甲基丙烷PO(環(huán)氧丙烷)改性三(甲基)丙烯酸酯或三羥甲基丙烷EO(環(huán)氧乙烷)改性三(甲基)丙烯酸酯、己內(nèi)酯改性二季戊四醇六丙烯酸酯,日本特公昭48-41708號、日本特公昭50-6034號、日本特開昭51-37193號的各公報(bào)中記載的氨酯丙烯酸酯類,日本特開昭48-64183號、日本特公昭49-43191號、日本特公昭52-30490號的各公報(bào)中記載的聚酯丙烯酸酯類,作為環(huán)氧樹脂與(甲基)丙烯酸酸的反應(yīng)產(chǎn)物的環(huán)氧丙烯酸酯類等多官能丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯以及它們的混合物。進(jìn)而,也可以舉出在日本接著協(xié)會誌Vol.20、No.7、300~308頁中作為光固化性單體和寡聚物所介紹的物質(zhì)等。優(yōu)選適當(dāng)組合單官能單體、2官能單體、3官能以上的多官能單體、寡聚物以對粘度進(jìn)行調(diào)節(jié)。當(dāng)并用單官能單體或2官能單體時(shí),可獲得油墨的粘度降低、防止噴嘴堵塞的效果,同時(shí)為了增強(qiáng)膜的強(qiáng)度、賦予與基板的密合性,可以少量并用在25℃下的粘度為700mPa·s以上的高粘度多官能單體或氨酯丙烯酸酯等高極性單體、寡聚物等。
另外,作為氧雜環(huán)丁烯基類單體的含氧雜環(huán)丁烯基單體,可優(yōu)選使用日本特開2003-341217號公報(bào)的段落號
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中記載的化合物。進(jìn)而還可使用日本特開2004-91556號公報(bào)的段落號
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中記載的化合物。
上述聚合性單體的含量優(yōu)選為噴墨用油墨的固體成分中的30~80量%、更優(yōu)選為40~80質(zhì)量%。當(dāng)單體的使用量在上述范圍內(nèi)時(shí),由于像素部的聚合變得充分,因此難以產(chǎn)生像素部的膜強(qiáng)度不足所導(dǎo)致的傷痕,或者在施予透明導(dǎo)電膜時(shí),能夠獲得難以發(fā)生斷裂或縮皺網(wǎng)紋、在設(shè)置取向膜時(shí)的耐溶劑性提高、不會降低電壓保持率等的效果。這里,用于說明配比的噴墨用油墨的固體成分是指含有除去溶劑后的全部成份,液態(tài)的聚合性單體等也包括在固體成分中。
<光聚合引發(fā)劑> 噴墨用油墨中含有光聚合引發(fā)劑。光聚合引發(fā)劑可以對照噴墨用油墨所用的聚合性單體的種類、聚合路徑來進(jìn)行選擇。其中,優(yōu)選選自肟酯類、?;趸㈩悺ⅵ?羥基烷基酮類、三苯基咪唑二聚物類和三鹵甲基三嗪類中的至少1種。
更具體地說,作為肟酯類,可以舉出例如日本特開2008-3164號公報(bào)的段落號
中記載的化合物等。作為?;趸㈩悾梢耘e出例如2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基-氧化膦、雙(2,4,6-三甲基苯甲?;?-苯基氧化膦等。
作為α-羥基烷基酮類,可以舉出例如1-羥基環(huán)己基苯酮、2-羥基-2-甲基-1-苯基丙烷-1-酮、1-[4-(2-羥基乙氧基)-苯基]-2-羥基-2-甲基-1-丙烷-1-酮、2-羥基-1-{4-[4-(2-羥基-2-甲基-丙?;?-芐基]苯基}-2-甲基-丙烷-1-酮等。
作為三苯基咪唑二聚物類,可以舉出例如2-(鄰氯苯基)-4,5-二苯基咪唑啉基二聚物、2-(鄰氟苯基)-4,5-二苯基咪唑啉基二聚物、2-(鄰甲氧基苯基)-4,5-二苯基咪唑啉基二聚物、2-(對甲氧基苯基)-4,5-二苯基咪唑啉基二聚物、2-(對二甲氧基苯基)-4,5-二苯基咪唑啉基二聚物、2-(2,4-二甲氧基苯基)-4,5-二苯基咪唑啉基二聚物、2-(對-甲基巰基苯基)-4,5-二苯基咪唑啉基二聚物等。
作為三鹵甲基三嗪類,可以舉出例如日本特開2008-3164號公報(bào)的段落號
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中記載的化合物等。
噴墨用油墨中的光聚合引發(fā)劑的含量可以通過所用的聚合性單體的量來適當(dāng)選擇,相對于油墨總量優(yōu)選為0.1~5質(zhì)量%、更優(yōu)選為0.5~3質(zhì)量%。當(dāng)含量在上述范圍內(nèi)時(shí),可形成更為良好的靈敏度和牢固的固化部。另外,上述產(chǎn)生酸的化合物可以使用1種或混合使用2種以上。
<表面活性劑> 噴墨用油墨中還可以含有表面活性劑。含有表面活性劑時(shí),從噴墨噴出穩(wěn)定性、噴出時(shí)的流平性的角度出發(fā)優(yōu)選。
作為表面活性劑的例子,可以舉出非離子系表面活性劑、兩性表面活性劑、以銨離子為對離子的陰離子系表面活性劑、以有機(jī)酸陰離子為對離子的陽離子系表面活性劑等。作為非離子系表面活性劑,可以舉出例如聚乙二醇衍生物、聚丙二醇衍生物。作為兩性表面活性劑,可以舉出例如長鏈烷基的甜菜堿類。作為以銨離子為對離子的陰離子系表面活性劑,可以舉出例如長鏈烷基硫酸銨鹽、烷基芳基硫酸銨鹽、烷基芳基磺酸銨鹽、烷基磷酸銨鹽、聚羧酸類高分子的銨鹽等。作為以有機(jī)酸陰離子為對離子的陽離子系表面活性劑,可以舉出例如長鏈烷基胺乙酸酯等。另外,作為優(yōu)選物質(zhì)還可以舉出日本特開2003-337424號公報(bào)、日本特開平11-133600號公報(bào)中公開的表面活性劑。
噴墨用油墨中的表面活性劑的含量并無特別限定,相對于噴墨用油墨總量優(yōu)選為5質(zhì)量%以下、更優(yōu)選為0.01~2質(zhì)量%。當(dāng)在上述范圍內(nèi)時(shí),從不會損害油墨的其他物性、可獲得優(yōu)選的表面張力的角度出發(fā)優(yōu)選。
上述的噴墨用油墨還可根據(jù)需要含有其他添加劑(例如固化劑、熱潛在性催化劑、粘合劑樹脂等)。
作為噴墨用油墨的各成分的含量,相對于油墨總量,染料的含量優(yōu)選為1~30質(zhì)量%、更優(yōu)選為2~20質(zhì)量%,有機(jī)溶劑的含量優(yōu)選為30~90質(zhì)量%、更優(yōu)選為50~90質(zhì)量%,聚合性單體的含量優(yōu)選為5~50質(zhì)量%、更優(yōu)選為7~30質(zhì)量%,光聚合引發(fā)劑的含量優(yōu)選為0.1~5質(zhì)量%、更優(yōu)選為0.5~3質(zhì)量%。
<噴墨用油墨的制造方法> 本發(fā)明的噴墨用油墨的制造中可以適用公知的噴墨用油墨的制造方法。例如可以在溶劑中溶解染料后,在噴墨用油墨中溶解必要的各成分(例如聚合性單體、光聚合引發(fā)劑),從而制備噴墨用油墨。
<噴墨用油墨的物性值> 本發(fā)明的噴墨用油墨的物性值只要在能夠用噴墨頭噴出的范圍,則無特別限定,油墨粘度從穩(wěn)定噴出觀點(diǎn)出發(fā),優(yōu)選在25℃下為2~30mPa·s、更優(yōu)選為2~20mPa·s。另外,在裝置中進(jìn)行噴出時(shí),優(yōu)選將噴墨油墨的溫度在20~80℃的范圍內(nèi)基本保持到恒定溫度。當(dāng)將裝置的溫度設(shè)定在高溫時(shí),油墨的粘度降低,能夠噴出粘度更高的油墨,但由于溫度變高,熱所導(dǎo)致的油墨變性或熱聚合反應(yīng)在頭內(nèi)發(fā)生、且在噴出油墨的噴嘴表面處溶劑易于蒸發(fā)而易于發(fā)生噴嘴堵塞,因此優(yōu)選裝置的溫度在20~80℃的范圍。
另外,粘度為在將噴墨用油墨保持到25℃的狀態(tài)下,使用通常使用的E型粘度計(jì)(例如東機(jī)產(chǎn)業(yè)株式會社制E型粘度計(jì)(RE-80L))進(jìn)行測定而得到的值。
另外,作為噴墨用油墨在25℃的表面張力(靜態(tài)表面張力),從提高對非浸透性基板的潤濕性、噴出穩(wěn)定性的觀點(diǎn)出發(fā),優(yōu)選為20~40mN/m、更優(yōu)選為20~35mN/m。另外,利用裝置進(jìn)行噴出時(shí),優(yōu)選在20~80℃的范圍內(nèi)將噴墨用油墨的溫度保持到基本恒定的溫度,優(yōu)選使此時(shí)的表面張力為20~40mN/m。為了以規(guī)定精度將噴墨用油墨的溫度保持在恒定溫度,優(yōu)選具備油墨溫度檢測機(jī)構(gòu)、油墨加熱或冷卻機(jī)構(gòu)和根據(jù)所檢測的油墨溫度來控制加熱或冷卻的控制機(jī)構(gòu)?;蛘撸€優(yōu)選具有通過根據(jù)油墨溫度來控制向使油墨噴出的機(jī)構(gòu)施加的能量,從而減輕對油墨物性變化的影響的機(jī)構(gòu)。
上述的表面張力是使用一般使用的表面張力計(jì)(例如協(xié)和界面科學(xué)株式會社制、表面張力計(jì)FACE SURFACE TENSIOMETER CBVB-A3等)通過Wilhelmy法在液溫25℃、60%RH下測定的值。
另外,為了在噴墨用油墨噴到基板后適當(dāng)?shù)卮_保潤展形狀,優(yōu)選將噴到基板后的噴墨用油墨的液體物性保持到規(guī)定物性。為此,優(yōu)選將基板和/或基板的附近保持到規(guī)定溫度范圍內(nèi)?;蛘?,通過增大支撐基板的臺的熱容量等來降低溫度變化的影響的方法也是有效的。
<濾色器及其制造方法> 接著,參照附圖所示的優(yōu)選實(shí)施方式,對使用了上述噴墨用油墨的濾色器及其制造方法進(jìn)行詳細(xì)地說明。
本發(fā)明的濾色器的制造方法的特征在于,具有向由形成于基板上的隔壁包圍而成的凹部通過噴墨法施予上述噴墨用油墨以形成像素的工序(以下稱作“像素形成工序”)。更具體地說,像素形成工序可以具有下述工序構(gòu)成向由形成于基板上的隔壁劃分而成的凹部通過噴墨法施予上述含有至少1種染料、至少1種有機(jī)溶劑、聚合性單體和光聚合引發(fā)劑的噴墨用油墨的描繪工序;除去施予至凹部的油墨所含的溶劑,從而得到油墨剩余部分的預(yù)備處理工序;和,向油墨剩余部分照射活性能量射線的照射工序;根據(jù)需要在照射工序后設(shè)置加熱處理等加熱工序。
圖1為表示本發(fā)明的濾色器的制造方法的一個(gè)實(shí)施方式的制造工序的流程圖,圖2(a)~(f)為依次表示本發(fā)明的濾色器的制造方法的由基板至濾色器的制造工序的基板和濾色器的示意截面圖。
如圖1和圖2(a)~(f)所示,本發(fā)明的濾色器10的制造方法具有以下工序在基板12上形成成為黑色矩陣(BM)的隔壁(堤壩)14的隔壁形成工序S102(參照圖2(b))、使隔壁14具有疏液性(疏油墨性)的疏液處理工序S104、向相鄰的隔壁14間的凹部16通過噴墨法施予本發(fā)明的噴墨用油墨18以形成色像素20的像素形成工序S106(參照圖2(c)~(e))、以及形成保護(hù)所形成的色像素20的保護(hù)膜22以制造濾色器10的保護(hù)膜形成工序S108(參照圖2(f))。
另外,像素形成工序S106如上所述,具有以下工序向隔壁14間的凹部16通過噴墨法以液滴形式噴出并施予油墨18的描繪工序S110(參照圖2(c));使施予至凹部16的油墨18干燥以除去油墨18內(nèi)的溶劑,從而得到油墨剩余部分18a的預(yù)備處理工序S112(參照圖2(d));通過向基板12上的凹部16內(nèi)的油墨剩余部分18a照射活性能量射線的,使油墨剩余部分18a聚合并固化,從而形成色像素20的固化工序S114(參照圖2(e)),以及根據(jù)需要設(shè)置的加熱工序S116。
另外,隔壁14在像素形成工序S106之前的隔壁形成工序S102中預(yù)先形成于基板12上,對于隔壁14的隔壁形成工序S102及其形成方法的詳細(xì)情況在后敘述,首先說明像素形成工序S106。
<像素形成工序> 如圖2(c)~(e)所示,在像素形成工序S106中,在描繪工序S110中向隔壁(色隔離壁)14間的凹部16通過噴墨法施予本發(fā)明的噴墨用油墨18的液滴,通過照射工序S114將所施予的油墨18固化,從而形成像素20。該像素20成為構(gòu)成濾色器10的紅色(R)、綠色(G)、藍(lán)色(B)等色像素。對于本發(fā)明中使用的噴墨法和描繪工序S110的詳細(xì)情況在后敘述。通過使用本發(fā)明的噴墨用油墨,可以制造具有各色色像素的濾色器10。另外,作為濾色器的基板12,并無特別限定,可以使用玻璃板、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯或聚對苯二甲酸乙二醇酯等樹脂板。
作為使用本發(fā)明的噴墨用油墨制造的濾色器,不僅可以舉出單色的濾色器,而且可以舉出具有由黃色(Y)和深紅色(M)構(gòu)成的紅色(R)的色像素、由黃色(Y)和青綠色(C)構(gòu)成的綠色(G)的色像素、由深紅色(M)和青綠色(C)構(gòu)成的藍(lán)色(B)的色像素的3色濾色器,或具有黃色(Y)、深紅色(M)、青綠色(C)的色像素的4~6色的色像素的濾色器等。
例如,作為藍(lán)色(B)的噴墨用油墨,優(yōu)選使用含有通式(1)表示的染料、通式(4)表示的染料、通式(5)表示的染料、通式(6)表示的染料和/或通式(7)表示的染料的噴墨用油墨。
作為紅色(R)的噴墨用油墨,可優(yōu)選使用例如含有至少1種通式(3-a)~通式(3-f)中的任一個(gè)表示的染料的噴墨用油墨。
作為綠色(G)的噴墨用油墨,可優(yōu)選使用例如含有通式(3-a)~通式(3-f)的任一個(gè)表示的染料和/或通式(2)表示的染料的噴墨用油墨。
作為用于與上述油墨一起形成具有色像素的濾色器的各個(gè)著色用油墨,可以在不損害本發(fā)明效果的范圍內(nèi)使用公知的油墨。例如當(dāng)為深紅色色調(diào)油墨時(shí),作為偶聯(lián)成分(以下稱作偶聯(lián)劑),可以舉出具有苯酚類、萘酚類、苯胺類、吡啶等雜環(huán)類、開鏈型活性甲撐化合物類等的芳基或雜鹵偶氮染料;可以舉出例如含有具有開鏈型活性甲撐化合物類等作為偶聯(lián)劑的甲亞胺染料;蒽吡啶酮染料(例如US2004/0239739A1說明書中記載的表1中的No.20化合物或國際公開第04/104108號小冊子記載的化合物(13)等)等的油墨。
作為黃色色調(diào)用油墨,可以舉出例如含有作為偶聯(lián)劑的具有苯酚類、萘酚類、苯胺類、吡唑啉酮或吡啶酮等之類的雜環(huán)類、開鏈型活性甲撐化合物類等的芳基或雜鹵偶氮染料;例如作為偶聯(lián)劑的具有開鏈型活性甲撐化合物類等的甲亞胺染料;例如苯亞甲基染料或單甲川氧鎓醇染料等之類的甲川染料;例如有萘醌染料、蒽醌染料等之類的醌系染料等,以及作為除此之外的染料種類的喹酞酮染料、硝基/亞硝基染料、吖啶染料、吖啶酮染料等油墨。
作為青綠色色調(diào)用染料,可以舉出例如含有作為偶聯(lián)劑的具有苯酚類、萘酚類、苯胺類等的芳基或雜鹵偶氮染料;例如作為偶聯(lián)劑的具有苯酚類、萘酚類、吡咯三唑之類的雜環(huán)類等的甲亞胺染料;菁(cyanine)染料、氧鎓醇染料、份菁染料等之類的聚甲川染料;二苯基甲烷染料、三苯基甲烷染料、呫噸染料等之類的碳鎓染料;酞菁染料;蒽醌染料;靛藍(lán)/硫靛藍(lán)染料等的油墨。
對于濾色器圖案的形狀,并無特別限定,可以是作為黑色矩陣形狀的一般的條狀、格子狀,也可以是三角排列狀。
在本發(fā)明中,如圖2(c)所示,在描繪工序S110中,向基板12上的凹部16施予油墨18的液滴而形成油墨18的層后,如圖2(d)所示,在預(yù)備處理工序S112中將油墨18內(nèi)所含的有機(jī)溶劑干燥、除去,得到油墨剩余部分18a后,如圖2(e)所示,通過向該油墨剩余部分18a照射活性能量射線的照射工序S114、將油墨剩余部分18a聚合,從而形成像素20。另外,也可以在使油墨剩余部分的熱聚合開始的溫度為T℃時(shí),在預(yù)備處理工序S112中,在小于T℃的溫度下進(jìn)行預(yù)備加熱(以下也稱作預(yù)備加熱工序),將油墨18內(nèi)所含的有機(jī)溶劑強(qiáng)行地干燥、除去,得到油墨剩余部分18a后,通過向油墨剩余部分18a照射活性能量射線的照射工序使油墨剩余部分18a聚合并固化,從而形成像素20。另外,還可根據(jù)需要在照射工序后設(shè)置加熱工序S116。
<照射工序> 設(shè)置向描繪工序S110中形成的用于至少1色的像素形成的凹部16內(nèi)的油墨剩余部分(以下稱作未固化像素油墨)18a照射活性能量射線以進(jìn)行固化的照射工序(第1固化工序)。在照射工序中,通過使含有紅色(R)、綠色(G)和藍(lán)色(B)的各色油墨固化,可以形成固化的像素20。固化可以在每次形成1色的未固化像素油墨18a時(shí)進(jìn)行,也可以在形成多色或全色的未固化像素油墨18a后進(jìn)行。
照射工序中,在每個(gè)1色或多色地使凹部16內(nèi)的油墨、即未固化像素油墨18a固化時(shí),使之固化的順序并無特別限定,可以是任何順序。
另外,R、G、B等油墨的固化可以通過使用發(fā)出對應(yīng)于油墨所具有的感光波長的波長范圍的活性能量射線的能量源、實(shí)施促進(jìn)聚合固化的曝光處理來進(jìn)行。
作為能量源,例如可以適當(dāng)?shù)剡x擇使用400~200nm的紫外線、遠(yuǎn)紫外線、g線、h線、i線、KrF準(zhǔn)分子激光、ArF準(zhǔn)分子激光、電子射線、X射線、分子射線或離子束等已知的聚合引發(fā)劑所感應(yīng)的能量源。具體而言,可以使用發(fā)出屬于250~450nm、優(yōu)選365±20nm的波長范圍的活性光線的光源,例如LD、LED(發(fā)光二極管)、熒光燈、低壓汞燈、高壓汞燈、金屬鹵化物燈、碳極電弧燈、氙燈、化學(xué)燈等適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行。優(yōu)選的光源可以舉出LED、高壓汞燈、金屬鹵化物燈。
活性能量射線的照射時(shí)間可以根據(jù)單體和聚合引發(fā)劑的組合來適當(dāng)設(shè)定,例如可以設(shè)定為1~30秒。
<加熱工序> 像素形成工序可根據(jù)需要在上述照射工序后設(shè)置通過熱而固化的加熱工序S116(第2固化工序)。如上所述,通過在設(shè)置照射工序的同時(shí)設(shè)置加熱工序,可以平衡性良好地兼顧濾色器10的制造效率和顯示特性。
在加熱工序S116中,可以形成隔壁和由所希望的色調(diào)構(gòu)成的未固化像素油墨,在進(jìn)行了照射工序后,進(jìn)一步進(jìn)行加熱處理(所謂的烘焙處理),實(shí)施通過熱的固化。即,可以將形成有通過光照射而進(jìn)行了光聚合的像素的基板放入電爐、干燥器等中進(jìn)行加熱或者照射紅外線燈以進(jìn)行加熱。
此時(shí)的加熱溫度和加熱時(shí)間依賴于噴墨用油墨的組成或像素的厚度,但一般從確保充分的耐溶劑性、耐堿性和紫外線吸光度的觀點(diǎn)出發(fā),優(yōu)選在約120℃~約250℃下加熱約10分鐘~約120分鐘。
<預(yù)備處理工序> 另外,在使用本發(fā)明的噴墨用油墨的濾色器的制造方法中,在進(jìn)行通過活性能量射線的曝光來使像素形成用凹部(未固化像素)內(nèi)的油墨聚合之前,作為預(yù)備處理工序S112,具備將噴墨用油墨中所含的有機(jī)溶劑除去的工序。例如,還可以設(shè)置預(yù)備加熱工序來作為預(yù)備加熱工序S112。預(yù)備加熱工序的加熱溫度并無特別限定,當(dāng)以使未固化像素油墨的熱聚合開始的溫度為T℃時(shí),優(yōu)選加熱溫度低于T℃、不發(fā)生未固化像素油墨的聚合的溫度,更優(yōu)選50~100℃、進(jìn)一步優(yōu)選60~90℃。通過加入該預(yù)備加熱工序,不僅可以促進(jìn)通過噴墨法施予的油墨中的有機(jī)溶劑蒸發(fā)、高效地制作濾色器,而且由于油墨剩余部分的粘度因熱而降低,從而能夠獲得更高的流動性、并獲得具有高平坦性的像素的濾色器。
上述預(yù)備加熱工序S112如果如本發(fā)明那樣是油墨剩余部分具有流動性的油墨,則是有效的。當(dāng)為通過光進(jìn)行聚合的油墨時(shí),上述油墨開始熱聚合的溫度T是指光聚合引發(fā)劑等通過熱而分解、聚合反應(yīng)開始的溫度,或者單體本身通過熱而分解、聚合反應(yīng)開始的溫度。預(yù)備加熱工序的時(shí)間并無特別限定,優(yōu)選進(jìn)行1~5分鐘。
溫度T可以如下求得。將油墨加熱、通過加熱油墨開始聚合、將觀察到油墨的凝膠化等的溫度作為T。更具體地說,將加熱后的油墨粘度相對于加熱前的油墨粘度上升5mPa·s以上時(shí)的加熱溫度作為T。
在使用了本發(fā)明油墨的濾色器的制造方法中,優(yōu)選在24小時(shí)以內(nèi)、更優(yōu)選在12小時(shí)以內(nèi)、進(jìn)一步優(yōu)選在6小時(shí)以內(nèi)進(jìn)行從描繪工序S110至預(yù)備加熱工序(S112)和照射工序(S114)、根據(jù)需要設(shè)置的加熱工序的像素形成工序S106。通過在24小時(shí)以內(nèi)進(jìn)行從描繪工序S110至最終照射工序S114的像素形成,能夠提高像素的表面形狀。
另外,在本發(fā)明的濾色器的制造方法中,可以每1種顏色地或者每多種顏色地進(jìn)行像素形成工序S106、即從描繪工序S110至預(yù)備處理工序(S112)、照射工序(S114)、根據(jù)需要設(shè)置的加熱工序(S116),或者也可以在描繪工序S110中對全色進(jìn)行描繪,對全色進(jìn)行通過預(yù)備處理工序(S112)的預(yù)備加熱、通過照射工序S114的固化。另外,當(dāng)每1種顏色或每多種顏色地進(jìn)行像素形成工序S106時(shí),所形成的像素的顏色順序并無特別限定,可以是任何顏色順序。
<隔壁形成工序> 在本發(fā)明的濾色器的制造方法中,在上述像素形成工序S106中,如圖2(c)~(e)所示,向由形成于基板12上的隔壁14包圍而成的凹部16內(nèi)通過噴墨法施予本發(fā)明的噴墨用油墨18的液滴,從而形成像素20。
該隔壁14并無特別限定,可以使用公知的隔壁,可以是任何樣式,但在制作濾色器時(shí),優(yōu)選為帶黑色矩陣功能的具有遮光性的隔壁。
因此,在圖1所示的例子中,在隔壁形成工序S102中,如圖2(b)所示,在圖2(a)所示的基板12上,形成這種帶黑色矩陣功能的具有遮光性的隔壁14。
另外,該隔壁14可以使用與公知的濾色器用黑色矩陣同樣的材料、通過同樣的公知方法制作??梢耘e出例如日本特開2007-193090號公報(bào)的段落號
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、日本特開2005-3861號公報(bào)的段落號
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或日本特開2004-240039號公報(bào)的段落號
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中記載的黑色矩陣(所謂的樹脂黑色矩陣),或者日本特開2006-17980號公報(bào)的段落號
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或日本特開2006-10875號公報(bào)的段落號
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中記載的噴墨用黑色矩陣等。另外,隔壁14可以是由分別具有黑色矩陣功能和隔壁功能的層構(gòu)成的兩層結(jié)構(gòu)。例如可以是日本特開2004-361491號公報(bào)的段落號
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、日本特開2004-295039號公報(bào)的段落號
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或日本特開2006-86128號公報(bào)的段落號
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中記載的由金屬遮光膜和在其上形成的樹脂制、優(yōu)選疏液性的樹脂制的隔壁(堤壩)層構(gòu)成的兩層結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明方法中,在上述公知的制作方法中,從降低成本的觀點(diǎn)出發(fā),優(yōu)選使用感光性樹脂轉(zhuǎn)印材料。感光性樹脂轉(zhuǎn)印材料為在暫時(shí)支撐體上設(shè)有至少具有遮光性的樹脂層的材料,可以壓接在基板上、將具有遮光性的樹脂層轉(zhuǎn)印到基板上。
感光性樹脂轉(zhuǎn)印材料優(yōu)選日本特開平5-72724號公報(bào)中記載的感光性樹脂轉(zhuǎn)印材料、即使用成為一體型的薄膜來形成。作為該一體型薄膜的構(gòu)成的例子,可以舉出按順序?qū)盈B有暫時(shí)支撐體/熱塑性樹脂層/中間層/感光性樹脂層(本發(fā)明中“感光性樹脂層”是指通過光照射能夠固化的樹脂,在其具有遮光性時(shí)也稱作“具有遮光性的樹脂層”,當(dāng)著色成目標(biāo)顏色時(shí)也稱作“著色樹脂層”。)/保護(hù)膜的構(gòu)成。對于構(gòu)成感光性樹脂轉(zhuǎn)印材料的暫時(shí)支撐體、熱塑性樹脂層、中間層、保護(hù)膜、轉(zhuǎn)印材料的制作方法,作為合適的方法,可以舉出日本特開2005-3861號公報(bào)的段落號
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或日本特開2007-193090號公報(bào)的段落號
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中記載的方法。
另外,這種隔壁14為了防止噴墨用油墨的混色,可以實(shí)施疏油墨處理。
為此,在圖1所示的例子中,在隔壁形成工序S102后,在疏液處理工序S104中,對在圖2(b)所示的基板12上的隔壁14實(shí)施疏液處理、即疏油墨處理。
另外,作為這樣的疏油墨處理,可以舉出例如日本特開2007-187884號公報(bào)的段落號
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中記載的疏油墨處理方法,具體地,(1)將疏油墨性物質(zhì)混煉入隔壁的方法(例如參照日本特開2005-36160號公報(bào))、(2)重新設(shè)置疏油墨層的方法(例如參照日本特開平5-241011號公報(bào))、(3)通過等離子體處理賦予疏油墨性的方法(例如參照日本特開2002-62420號公報(bào))、(4)在隔壁的壁上面涂布疏油墨材料的方法(例如參照日本特開平10-123500號公報(bào))等,特別優(yōu)選(3)對形成于基板上的隔壁實(shí)施利用等離子體的疏油墨化處理的方法。
除這些之外,作為可適用于本發(fā)明法的疏油墨處理方法,可以舉出日本特開2004-361491號公報(bào)的段落號
中記載的疏油墨處理方法(例如參照日本特開平9-203803號公報(bào)、日本特開平9-230129號公報(bào)和日本特開平9-230127號公報(bào))、或日本特開2006-86128號公報(bào)的段落號
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中記載的疏油墨處理方法等。
另外,在上述的例子中,對基板12上的隔壁14實(shí)施疏油墨處理,但本發(fā)明并不限定于此,可以同時(shí)對基板12上的凹部16內(nèi)實(shí)施親油墨處理。
另外,當(dāng)隔壁14具備疏油墨性時(shí),不需要疏液處理工序S104,但即使此時(shí),也可以對基板12上的凹部16內(nèi)實(shí)施親油墨處理。
如圖2(e)所示,在基板12上形成隔壁14和像素20、制作濾色器10之后,為了提高耐性,如圖2(f)所示,為了覆蓋像素20和隔壁14的整個(gè)表面,可以形成外敷層22作為保護(hù)層。外敷層22可以在保護(hù)R、G、B等的像素20和隔壁14的同時(shí),使表面平坦。但是,從工序數(shù)增加的觀點(diǎn)出發(fā),優(yōu)選不設(shè)置。外敷層22可以使用樹脂(OC劑)構(gòu)成,作為樹脂(OC劑),可以舉出丙烯酸類樹脂組合物、環(huán)氧樹脂組合物、聚酰亞胺樹脂組合物等。其中,從在可見光范圍內(nèi)的透明性優(yōu)異,噴墨用油墨的樹脂成分以通常丙烯酸類樹脂為主成分,且密合性優(yōu)異的觀點(diǎn)出發(fā),優(yōu)選丙烯酸類樹脂組合物。作為外敷層的例子,可以舉出日本特開2003-287618號公報(bào)的段落號
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中記載的外敷層,及作為外敷劑的市售品的JSR公司制的Optoma SS6699G。
本發(fā)明的濾色器可以進(jìn)一步具有氧化銦錫(ITO)層作為透明導(dǎo)電膜。作為ITO層的形成方法,可以舉出例如在線低溫濺射法、在線高溫濺射法、間歇式低溫濺射法、間歇式高溫濺射法、真空蒸鍍法和等離子體CVD法等,特別優(yōu)選使用低溫濺射法,因其減小了對濾色器的破壞。
本發(fā)明的濾色器沒有特別限定地優(yōu)選適用于例如液晶顯示器、電視、個(gè)人計(jì)算機(jī)、液晶放映機(jī)、游戲機(jī)、手機(jī)等便攜式終止端、數(shù)碼相機(jī)、車輛行使用信息系統(tǒng)等的圖像顯示、特別是彩色圖像顯示的用途。
另外,本發(fā)明的濾色器也可適用于電子紙或有機(jī)EL元件器件等圖像顯示器件、特別是彩色圖像顯示器件。
接著,說明本發(fā)明的濾色器的制造方法的描繪工序、其中使用的噴墨描繪方法、實(shí)施該方法的噴墨描繪裝置以及其中使用的噴墨頭。
圖3為表示為了實(shí)施本發(fā)明的濾色器的制造方法的描繪工序而使用的噴墨描繪裝置的一個(gè)實(shí)施方式的一部分的立體圖,圖4為圖3所示的噴墨描繪裝置的部分截面圖,圖5為表示圖3所示的噴墨描繪裝置的油墨循環(huán)體系的一個(gè)實(shí)施方式的概略構(gòu)成的示意圖。
圖3和圖4所示的噴墨描繪裝置(以下也僅稱作描繪裝置)30具有放置基板12并進(jìn)行支撐的臺板32、具備向基板12噴出濾色器制造用油墨的噴墨頭34的搬運(yùn)型的頭單元36、在支撐于臺板32上的基板12上使頭單元36在主掃描方向(圖3中箭頭X所示的方向)上移動的頭移動機(jī)構(gòu)38、將放置于臺板32的基板12向基本垂直于主掃描方向(X方向)的副掃描方向(圖3和圖4中箭頭Y所示的方向)搬送的基板搬送機(jī)構(gòu)40、向頭單元36的噴墨頭34供給油墨的油墨供給體系50(參照圖5)、和通過基板搬送機(jī)構(gòu)40向臺板32供給基板12的未圖示的基板供給裝置。另外,基板供給裝置只要是按照基板搬送機(jī)構(gòu)40能夠?qū)⒒?2搬送至臺板32的方式將基板12供給至基板搬送機(jī)構(gòu)40,則可以是任何基板供給裝置,例如可以是公知的基板供給裝置、或通過基板搬送機(jī)構(gòu)40將基板12自動地供給至臺板32的自動給板裝置。
這里,臺板32具有平板形狀,將由基板供給裝置供給的基板12放置于其表面上并進(jìn)行支撐。這里,優(yōu)選在臺板32的表面上設(shè)置空氣抽吸孔,以在利用頭單元36的描繪中、即在由頭單元36的噴墨頭34進(jìn)行的描繪中吸著基板12。由此,可以適當(dāng)?shù)鼐S持基板12的平面性。另外,在利用基板搬送機(jī)構(gòu)40將基板12在副掃描方向(Y方向)上搬送時(shí),優(yōu)選臺板32的表面與基板12背面之間的摩擦小。另外,臺板32被安裝于描繪裝置30的箱體(未圖示)中。
頭單元36具有噴墨頭34并與臺板32相向地配置,利用后述的頭移動機(jī)構(gòu)38以能夠與臺板32的表面平行地移動的狀態(tài)被支撐。另外,頭單元36上連接有用于將油墨供給體系50的油墨罐52(參照圖5)內(nèi)的油墨供至噴墨頭34的油墨供給管54。
噴墨頭34是根據(jù)用于形成濾色器的規(guī)定色的油墨噴出信號、噴出用于制造上述本發(fā)明的濾色器的噴墨用油墨18,在基板12上描繪像素(未固化像素18a),以用來形成固化像素20(參照圖2(e)和(f))的裝置。這里,噴出信號是指,基于圖像信號,按照在成為濾色器像素的部分上選擇性地涂布油墨的方式噴出液滴的噴出信號。
作為噴墨頭,可以使用連續(xù)型或按需型的壓電方式、熱方式、實(shí)心方式、靜電抽吸方式等各種方式的噴墨頭(噴出頭),優(yōu)選使用按需型的各種方式的噴墨頭,特別優(yōu)選使用按需型的壓電方式的噴墨頭。另外,噴墨頭的噴出部(噴嘴)并不限定于單列配置,也可以作為多列地配置為交錯(cuò)格子狀。其中,噴墨頭的噴嘴的配置和與其相應(yīng)的描繪方法在后文敘述。
另外,在圖3和圖4所示的描繪裝置30中,使用1色、例如深紅色的油墨以形成濾色器的R像素,但為了形成濾色器的2色以上、例如3色的RGB像素,可以利用1臺描繪裝置30更換不同色的油墨來依次形成其它顏色的像素,也可以利用使用分別不同顏色的油墨的3臺描繪裝置30來分別形成不同顏色的像素,或者在圖3和圖4所示的描繪裝置30中,形成具有可在2維方向上移動的2個(gè)以上的頭單元的構(gòu)成。
另外,在圖示例子中,頭單元36具備噴出1色油墨的1種噴墨頭34,但本發(fā)明并不限定于此,可以具備分別噴出2色以上、例如3色或4色的全彩色油墨的2種以上、例如3種或4種的噴墨頭34。此時(shí),分別相對于3種或4種的噴墨頭34,需要分別的油墨供給體系50、即分別供給3色或4色的全彩色油墨的3種或4種的油墨供給體系50,對應(yīng)上述各個(gè)體系,將3個(gè)或4個(gè)油墨供給管54連接于頭單元36上。
頭移動機(jī)構(gòu)38為將頭單元36在主掃描方向(圖3中箭頭X方向)上掃描移動的機(jī)構(gòu),其具有驅(qū)動螺桿42、導(dǎo)軌43、驅(qū)動支撐部44和支撐部45。驅(qū)動螺桿42和導(dǎo)軌43相互離開規(guī)定間隔,一起與垂直于基板12的搬送方向(圖3中Y方向)的主掃描方向(圖3中X方向)平行地配置,以使得可使用的最大(主掃描方向的長度最長)的基板12從其左端跨至右端。
驅(qū)動螺桿42由具有與形成于頭單元36的陰螺紋部(未圖示)螺合的陽螺紋部的滾珠螺桿(未圖示)等構(gòu)成,通過旋轉(zhuǎn)移動頭單元36。導(dǎo)軌43插入形成在頭單元36上的貫通孔中,是使通過驅(qū)動螺桿42的旋轉(zhuǎn)而移動的噴墨頭34的姿態(tài)不變化地進(jìn)行引導(dǎo)的導(dǎo)軌。
另外,驅(qū)動支撐部44設(shè)置在驅(qū)動螺桿42和導(dǎo)軌43的一側(cè)端部,支撐部45設(shè)置在它們的另一側(cè)端部,以能夠正反旋轉(zhuǎn)驅(qū)動螺桿42的狀態(tài)支撐,按照不移動導(dǎo)軌43的方式支撐。驅(qū)動支撐部44具有驅(qū)動驅(qū)動螺桿42的發(fā)動機(jī)等驅(qū)動源(未圖示)。另外,驅(qū)動支撐部44和支撐部45同時(shí)被上述未圖示的描繪裝置30的箱體支撐。
頭單元36被驅(qū)動螺桿42和導(dǎo)軌43可移動地支撐,通過利用驅(qū)動支撐部44正反旋轉(zhuǎn)驅(qū)動螺桿42,從而使頭單元36在被導(dǎo)軌43引導(dǎo)的同時(shí)在主掃描方向(X方向)上往復(fù)移動(掃描)。另外,頭移動機(jī)構(gòu)38為了保持頭單元36的姿態(tài),可以具備多個(gè)導(dǎo)軌,也可以具有其它的姿態(tài)保持裝置。另外,頭單元36利用導(dǎo)軌43維持噴出油墨液滴的部分、即噴墨頭34的油墨液滴噴出面與臺板32相向的規(guī)定姿勢并被移動。
這里,作為頭單元36的移動機(jī)構(gòu),并不限定于上述頭移動機(jī)構(gòu)38,可以使用各種公知的頭移動機(jī)構(gòu)。例如也可以使用以驅(qū)動螺桿為導(dǎo)軌等棒狀部件、在作為噴墨頭的X方向的端部兩側(cè)分別加以導(dǎo)絲的構(gòu)成,卷繞移動方向的導(dǎo)絲并使之沿著導(dǎo)軌移動的構(gòu)成。另外,也可以代替導(dǎo)絲、利用同步帶使其移動。此時(shí),可以代替繞線盤使用同步帶用鏈輪。另外,也可以使用齒條齒輪機(jī)構(gòu)。另外,也可以制成自行式。進(jìn)而也可以使用線性發(fā)動機(jī)。
基板搬送機(jī)構(gòu)40相對于頭單元36將放置于臺板32上的基板12在副掃描方向(Y方向)上搬送,具有在副掃描方向(Y方向)上僅離開規(guī)定間隔、例如稍微短于可用的最小(副掃描方向的長度最短)的基板12的長度的間隔、在主掃描方向(X方向)上延伸配置、具有與未圖示的驅(qū)動源相連接的1對輸送輥46,和配置于分別夾持載置于各輸送輥46上的基板12的主掃描(X)方向兩端部的位置上、各輸送輥46每個(gè)1組的小幅壓制輥48,在輸送輥46和壓制輥48之間夾持基板12并在副掃描(Y)方向上進(jìn)行搬送。1對輸送輥46由長于可用的最大(主掃描方向上最長)的基板12的主掃描方向長度的2個(gè)長條狀驅(qū)動輥構(gòu)成,這2個(gè)驅(qū)動輥的驅(qū)動軸利用驅(qū)動帶等同期驅(qū)動裝置相互連接并同期驅(qū)動。另一方面,壓制輥48優(yōu)選由與各輸送輥46相對設(shè)置的2個(gè)、共計(jì)4個(gè)的小幅短的從動輥構(gòu)成,在從可用的主掃描方向上最長的基板12的兩端的位置至可用的主掃描方向上最短的基板12的兩端的位置之間,可在主掃描方向上移動,可適當(dāng)調(diào)整至所用基板12的兩端位置。1個(gè)輸送輥46和2個(gè)壓制輥48以上下夾持基板12的搬送路徑的方式配置。由自動給板裝置供給的基板12在輸送輥46和壓制輥48之間以規(guī)定的夾持壓夾持,通過利用驅(qū)動源(未圖示)在規(guī)定方向(在圖4中為逆時(shí)針)上旋轉(zhuǎn)輸送輥46,將基板在副掃描(Y)方向上搬送。
這里,在利用頭單元36的描繪中,當(dāng)將基板12吸著在臺板32的表面上時(shí),優(yōu)選如下構(gòu)成停止旋轉(zhuǎn)全部輸送輥46和壓制輥48,在未進(jìn)行利用頭單元36的描繪的期間,利用未圖示的驅(qū)動源旋轉(zhuǎn)驅(qū)動輸送輥48,將夾持在與壓制輥48之間的基板12在副掃描(Y)方向上搬送。即,基板搬送機(jī)構(gòu)40優(yōu)選將基板12間斷地副掃描搬送。另外,輸送輥46和壓制輥48共同被未圖示的描繪裝置30的箱體可旋轉(zhuǎn)地支撐。另外,本發(fā)明中使用的基板搬送機(jī)構(gòu)40只要是能夠?qū)⒒?2在副掃描方向上搬送的機(jī)構(gòu),則可以是任何形式,可以適用公知的全部副掃描搬送機(jī)構(gòu)。
如此,基板搬送機(jī)構(gòu)40通過將基板12在副掃描方向上搬送,可以使頭單元36相對于基板12在副掃描方向上相對地移動。
如上所述,頭移動機(jī)構(gòu)38和基板搬送機(jī)構(gòu)40可以使頭單元36相對于基板12在主掃描方向和副掃描方向上相對地移動,可以實(shí)現(xiàn)利用頭單元36的噴墨頭34的基板12的2維掃描(XY掃描)。另外,在本發(fā)明中,頭移動機(jī)構(gòu)38和基板搬送機(jī)構(gòu)40的驅(qū)動源只要能夠正確地進(jìn)行用于制造濾色器等的描繪,則無特別限定,優(yōu)選為步進(jìn)電動機(jī)。
另外,頭移動機(jī)構(gòu)38在不使用噴墨頭34時(shí)將頭單元36移動至規(guī)定的頭存儲位置,在維護(hù)時(shí)移動至規(guī)定的維護(hù)位置。另外,規(guī)定的頭存儲位置和規(guī)定的維護(hù)位置優(yōu)選為偏離臺板32上的基板12的位置或者偏離臺板32的位置,更優(yōu)選規(guī)定的頭存儲位置為偏離臺板32上的基板12的位置、規(guī)定的維護(hù)位置為偏離臺板32的位置。
另外,在圖示例子中,通過利用頭移動機(jī)構(gòu)38的頭單元36在主掃描方向移動和利用基板搬送機(jī)構(gòu)40的基板12在副掃描方向的搬送,來實(shí)現(xiàn)利用頭單元36的噴墨頭34對基板12的2維掃描(XY掃描),但本發(fā)明并不限定于此,也可以將基板12預(yù)先載置固定在作為支撐臺的臺板32上,以利用頭單元掃描裝置等使頭單元36在主掃描(X)方向和副掃描(Y)方向上移動掃描,從而進(jìn)行對固定的基板12的2維掃描(XY掃描)。
對于利用頭單元36的基板的2維掃描,將與用于制造本發(fā)明的濾色器的噴墨描繪方法一起在后文中詳細(xì)地說明。
圖5表示噴墨描繪裝置30中的油墨供給體系50的概略構(gòu)成。
油墨供給體系50具有儲存供于噴墨頭34的油墨的油墨罐52,連接噴墨頭34和油墨罐52的油墨供給管54,設(shè)置于油墨供給管54途中的過濾器56,覆蓋噴墨頭34的噴嘴區(qū)域的蓋子58,清潔噴墨頭34的噴嘴面34a的清潔刮板60,連接于蓋子58并進(jìn)行噴墨頭34的噴嘴抽吸的抽吸泵62,回收用抽吸泵62抽吸的油墨的回收罐64,通過抽吸泵62連接蓋子58和回收罐64的油墨回收管66,分支地設(shè)于油墨供給管54并用來對噴墨頭34的噴嘴的壓力室(未圖示)進(jìn)行加壓以強(qiáng)制噴出的頭加壓泵68,和向油墨罐52補(bǔ)充油墨的油墨補(bǔ)充體系70。
另外,蓋子58、清潔刮板60、抽吸泵62和頭加壓泵68構(gòu)成噴墨頭34的維護(hù)體系,蓋子58、回收罐64、油墨回收管66以及后述的油墨補(bǔ)充體系70的回收油墨補(bǔ)充管82、過濾器84和濃度檢測部86構(gòu)成油墨回收體系。
這里,油墨供給體系50不僅包括從油墨罐52向噴墨頭34供給油墨的狹義的供給體系,還包括噴墨頭34的維護(hù)體系、油墨回收體系和油墨補(bǔ)充體系70。
油墨罐52為用于向噴墨頭34供給油墨的主罐,用于儲存以用于制造上述濾色器的本發(fā)明的噴墨用油墨為代表的各種油墨。在圖示例子中,作為油墨罐52的形態(tài),采用具備油墨補(bǔ)充體系70,在油墨罐52內(nèi)的油墨剩余量變少時(shí),從油墨補(bǔ)充體系70經(jīng)由補(bǔ)充口(未圖示)補(bǔ)充油墨的方式,但本發(fā)明并不局限于此,也可以采用以油墨罐52為油墨盒、油墨罐一個(gè)一個(gè)地進(jìn)行交換的盒方式。
在大量生產(chǎn)濾色器的情況等下,在按照各色、各種類具有噴墨頭34和油墨供給體系50并消耗大量油墨的情況下,從油墨交換或成本的觀點(diǎn)出發(fā),優(yōu)選油墨補(bǔ)充方式,但在油墨消耗少、并根據(jù)使用用途替換油墨種類的情況下,優(yōu)選盒方式。在該盒方式的情況下,優(yōu)選利用條形碼等識別油墨的種類信息,根據(jù)油墨種類進(jìn)行噴出控制。
如圖5所示,在連接油墨罐52和噴墨頭34的油墨供給管54的途中,為了除去雜質(zhì)或氣泡,設(shè)有過濾器56。過濾器56的篩孔尺寸優(yōu)選與噴墨頭34的噴嘴直徑相等或者在噴嘴直徑以下(一般為20μm左右)。另外,詳細(xì)情況在后文敘述,且在油墨供給管54的途中分支地設(shè)置頭加壓泵68,其用于當(dāng)噴墨頭34發(fā)生油墨的噴出故障時(shí),對噴墨頭34的噴嘴的壓力室(未圖示)進(jìn)行強(qiáng)制加壓以強(qiáng)制地噴出。另外,為了連接于噴墨頭34的部分、例如比頭加壓泵68更靠近噴墨頭34一側(cè)的部分在頭單元36二維(XY方向)移動時(shí)實(shí)現(xiàn)順暢的移動,油墨供給管54優(yōu)選為撓性管。
另外,圖5中雖未示出,但優(yōu)選在噴墨頭34的附近或與噴墨頭34一體地設(shè)置副罐。副罐具有防止頭的內(nèi)壓變動的減震效果和改善充墨的功能。
另外,在圖示例的噴墨描繪裝置30上具備用于從噴墨頭34的各噴嘴適當(dāng)?shù)貒姵鲇湍?、用于維持噴墨頭34適當(dāng)?shù)膰姵鰻顟B(tài)的包括蓋子58和清潔刮板60等的維護(hù)單元。這些維護(hù)單元通過未圖示的移動機(jī)構(gòu)可以相對于噴墨頭34相對移動,根據(jù)需要,從其規(guī)定的存儲位置向位于維護(hù)位置的噴墨頭34的下方移動。在圖3所示的噴墨描繪裝置30的情況下,維護(hù)單元的存儲位置、維護(hù)位置均可以是偏離臺板32上的基板12的位置,優(yōu)選是偏離臺板32的位置。
蓋子58按照覆蓋噴墨頭34的噴嘴面34a的噴嘴區(qū)域的方式包覆,作為防止噴墨頭34在不使用時(shí)的噴嘴干燥或噴嘴附近的油墨粘度上升的裝置而設(shè)置。另外,蓋子58在噴墨頭34的噴嘴(未圖示)的噴出狀態(tài)的檢查和/或用于消除噴出故障的預(yù)備噴出(以下也稱作空轉(zhuǎn)噴出)或利用頭加壓泵68的從噴嘴的強(qiáng)制性噴出、利用抽吸泵62的噴墨頭34的噴嘴抽吸時(shí),為了回收所噴出的油墨、使利用抽吸泵62的噴嘴抽吸成為可能,且為了回收所抽吸的油墨,按照覆蓋噴嘴面34a的方式覆蓋在噴墨頭34上來使用。
該蓋子58在維護(hù)位置處由未圖示的升降機(jī)構(gòu)使其相對于噴墨頭34相對地升降變位。升降機(jī)構(gòu)在電源關(guān)閉(OFF)時(shí)或描繪待機(jī)時(shí)將蓋子58升至規(guī)定的上升位置,并密合在噴墨頭34上,從而用蓋子58覆蓋噴嘴面34a的噴嘴區(qū)域。
清潔刮板60作為噴墨頭34的噴嘴面34a的清掃裝置而設(shè)置,由橡膠等彈性部件構(gòu)成,在維護(hù)位置處,利用未圖示的刮板移動機(jī)構(gòu)在噴墨頭34的油墨噴出面(噴嘴面34a)上可以滑動。當(dāng)在噴嘴面34a上附著有油墨液滴或雜質(zhì)時(shí),通過使清潔刮板60在噴嘴面34a上滑動,以擦拭噴嘴面34a,從而清潔噴嘴面34a。
抽吸泵62通過油墨回收管66連接于蓋子58。該抽吸泵62在初期的油墨填充到噴墨頭34的各噴嘴時(shí)、或者在長時(shí)間停止后開始使用時(shí),使蓋子58與噴墨頭34的噴嘴面34a接觸,來進(jìn)行抽吸動作(噴嘴抽吸動作),以用來吸除粘度上升并固化的劣化油墨。另外,抽吸泵62將吸出除去的劣化油墨送至回收罐64以進(jìn)行回收。
另外,在打印中或待機(jī)中,當(dāng)特定噴嘴的使用頻率降低、其噴嘴附近的油墨粘度上升時(shí),為了排出粘度上升而劣化的油墨,向著蓋子58進(jìn)行預(yù)備噴出。但是,即使從噴墨頭34的各噴嘴進(jìn)行預(yù)備噴出,對各噴嘴的噴出狀態(tài)進(jìn)行檢查,其結(jié)果也有存在噴出故障的噴嘴的情況。
如此,即使進(jìn)行預(yù)備噴出,噴出故障噴嘴也不恢復(fù)到可容易地噴出的狀態(tài)時(shí),即不能容易地消除噴出故障時(shí),例如氣泡混入到噴墨頭34內(nèi)(壓力室內(nèi))的油墨中時(shí),或者在噴嘴內(nèi)油墨變?yōu)楦哒扯然蛘吖袒蔀榱踊湍珪r(shí),使蓋子58接觸于噴墨頭34,使用抽吸泵62通過抽吸(噴嘴抽吸)除去壓力室內(nèi)的(混入有氣泡的)油墨或者高粘度的或固化的劣化油墨。當(dāng)然,此時(shí)抽吸泵62將抽吸除去的氣泡混入油墨或劣化油墨送至回收罐64進(jìn)行回收。
頭加壓泵68分支地設(shè)置于連接在噴墨頭34的油墨供給管54上。該頭加壓泵68與上述抽吸泵62同樣,在初期的油墨填充時(shí)、或者長時(shí)間停止后開始使用時(shí),即使進(jìn)行預(yù)備噴出,也難以消除噴出故障時(shí)等,用來對噴墨頭34的噴嘴的壓力室進(jìn)行加壓,將壓力室內(nèi)的氣泡混入油墨或噴嘴內(nèi)的含有劣化油墨的油墨從各噴嘴強(qiáng)制性地噴出(進(jìn)行強(qiáng)制噴出)。此時(shí),蓋子58被壓入噴墨頭34,接收被頭加壓泵68強(qiáng)制噴出的氣泡混入油墨或含有劣化油墨的油墨,通過抽吸泵62和油墨回收管66送至回收罐64進(jìn)行回收。
另外,抽吸泵62和頭加壓泵68由于具有同樣的功能,因此只要具有其中任一個(gè)即可,但也可如圖例所示地具有兩者。
回收罐64用來將預(yù)備噴出的油墨、被抽吸泵62抽吸除去的油墨或劣化油墨、被頭加壓泵68強(qiáng)制性噴出的氣泡混入油墨或噴嘴內(nèi)含有劣化油墨的油墨回收,作為回收油墨進(jìn)行保存。
另外,被該回收罐64回收、保存、成為規(guī)定量的回收油墨可以廢棄,但也可如后文所述,優(yōu)選送至油墨補(bǔ)充體系70、在對油墨濃度或電導(dǎo)度等油墨特性進(jìn)行檢查和評價(jià)后,根據(jù)該評價(jià)結(jié)果,作為可再使用的油墨經(jīng)再調(diào)液后,補(bǔ)充至油墨罐52以用于制造濾色器。
然而,噴墨頭34當(dāng)在某段時(shí)間以上持續(xù)為不噴出狀態(tài)時(shí),噴嘴附近的油墨溶劑蒸發(fā)、噴嘴附近的油墨的粘度增高,即使噴出驅(qū)動用的壓力發(fā)生裝置(未圖示)動作,也不會從噴嘴噴出油墨。因而,在成為這樣的狀態(tài)之前(在通過壓力發(fā)生裝置的動作可噴出油墨的粘度范圍內(nèi)),向著接收油墨的蓋子58使壓力發(fā)生裝置動作,進(jìn)行使粘度上升的噴嘴附近的油墨噴出的“預(yù)備噴出”。另外,通過作為噴嘴面34a的清掃裝置而設(shè)置的清潔刮板60等的擦拭,對噴嘴面34a的污垢進(jìn)行清掃后,為了防止由于該擦拭滑擦動作而將雜質(zhì)混入到噴嘴內(nèi),也進(jìn)行預(yù)備噴出。另外,預(yù)備噴出有時(shí)也稱作“空轉(zhuǎn)噴出”、“空噴出”、“清洗”、“吐出”等。
另外,當(dāng)氣泡混入到噴墨頭34的噴嘴或壓力室內(nèi)、或噴嘴內(nèi)的油墨粘度上升超過一定水平時(shí),通過上述預(yù)備噴出無法噴出油墨,因而進(jìn)行如上述的利用抽吸泵62的抽吸動作或利用頭加壓泵68的頭加壓動作。
即,當(dāng)氣泡混入到噴墨頭34的噴嘴或壓力室的油墨內(nèi)時(shí),或者噴嘴內(nèi)的油墨粘度上升至一定水平時(shí),即使使壓力發(fā)生裝置動作,也無法從噴嘴噴出油墨。此時(shí),進(jìn)行使蓋子58接觸于噴墨頭34的噴嘴面34a、并通過抽吸泵62抽吸壓力室內(nèi)混入有氣泡的油墨或增粘油墨或固化油墨的動作,或者進(jìn)行通過頭加壓泵68對壓力室內(nèi)進(jìn)行強(qiáng)制性地加壓、以從噴嘴強(qiáng)制性噴出的動作。
但是,上述利用抽吸動作或頭加壓的強(qiáng)制噴出動作,由于是對壓力室內(nèi)的全部油墨進(jìn)行的,因此油墨消耗量大。因而,當(dāng)粘度上升少時(shí),優(yōu)選盡量進(jìn)行預(yù)備噴出。另外,圖5中說明的蓋子58,不用說能夠作為抽吸裝置發(fā)揮作用,同時(shí)作為預(yù)備噴出的油墨接收發(fā)揮作用。
另外,蓋子58的內(nèi)側(cè)優(yōu)選被隔離壁分割成與噴嘴列相應(yīng)的多個(gè)區(qū)域,并可利用選擇器等對這些隔離的各區(qū)域進(jìn)行選擇性地抽吸。
接著,油墨補(bǔ)充體系70如圖5所示具有儲存濃油墨的濃油墨補(bǔ)充罐72,儲存稀釋液的稀釋液補(bǔ)充罐74,檢測油墨罐52的油墨濃度的濃度檢測部76,檢測油墨罐52的油墨儲存量的水平檢測部78,和接受來自濃度檢測部76的檢測濃度和來自水平檢測部78的油墨儲存量的信息、控制來自濃油墨補(bǔ)充罐72的濃油墨的補(bǔ)充量和來自稀釋液補(bǔ)充罐74的稀釋液的補(bǔ)充量的補(bǔ)充控制部80。
另外,在圖5所示的油墨補(bǔ)充體系70中,油墨罐52和回收罐64通過回收油墨補(bǔ)充管82連接。該回收油墨補(bǔ)充管82在途中設(shè)有用于除去回收于回收罐64內(nèi)的回收油墨中所含的固化油墨等劣化油墨的過濾器84,在回收油墨補(bǔ)充管82接近油墨罐52的一側(cè)設(shè)有濃度檢測部86。這里,補(bǔ)充控制部80還接收來自濃度檢測部86的回收油墨的檢測濃度信息,除了控制濃油墨的補(bǔ)充量和稀釋液的補(bǔ)充量之外,還控制來自回收罐64的回收油墨補(bǔ)充量。
濃油墨補(bǔ)充罐72為填充濃油墨(高濃度油墨)的罐,具有將濃油墨補(bǔ)充罐72內(nèi)的濃油墨供至油墨罐52的泵(未圖示)等,按照來自補(bǔ)充控制部80的指示,將濃油墨補(bǔ)充到油墨罐52。
另一方面,稀釋液補(bǔ)充罐74為填充在補(bǔ)充油墨時(shí)作為油墨稀釋液使用的溶劑的罐,具有將稀釋液供至油墨罐52的泵等,按照來自補(bǔ)充控制部80的指示,將稀釋液補(bǔ)充到油墨罐52。
這里,在本發(fā)明中,對濃油墨的濃度并無特別限定,只要是高于油墨的目標(biāo)濃度的濃度即可。優(yōu)選著色劑量為1.5倍~5倍的濃度范圍,更優(yōu)選為2倍~4倍的濃度范圍。即,作為補(bǔ)充用的規(guī)定濃度的油墨,可以使用濃度比油墨的目標(biāo)濃度高的油墨。另外,稀釋液也無特別限定,可以使用濃度比油墨的目標(biāo)濃度低的油墨。即,在本發(fā)明中,作為濃油墨和稀釋液,可以使用包括與油墨的目標(biāo)濃度相比的高濃度和低濃度的油墨的濃度互不相同的多個(gè)規(guī)定濃度的油墨來進(jìn)行補(bǔ)充。
濃度檢測部76使用光學(xué)檢測裝置來檢測油墨的濃度,并提供給補(bǔ)充控制部80。
例如在噴墨描繪裝置30的油墨供給體系50中,油墨供給管54的一部分具有由玻璃等透光性部件形成的透過部,濃度檢測部76將由發(fā)光元件射出的測定光入射到透光部,用受光元件測定透過透光部的透過光的光量。濃度檢測部76具有通過實(shí)驗(yàn)等預(yù)先制作的表示透過光的測定結(jié)果和油墨濃度之間關(guān)系的一覽表(LUT),使用該LUT從透射光的測定結(jié)果求得油墨的濃度?;蛘撸部梢圆挥肔UT,而用將透射光的測定結(jié)果作為參數(shù)的演算式來求出油墨的濃度。
另外,在本發(fā)明中,濃度檢測部76的油墨濃度的檢測方法或裝置并不限定于光學(xué)方法或裝置,可以利用各種方法或裝置,例如可以檢測油墨罐52內(nèi)的油墨的電導(dǎo)度等油墨特性,以求得油墨濃度。另外,在本發(fā)明中,從能夠直接且高精度地檢測油墨的濃度等觀點(diǎn)出發(fā),可以優(yōu)選使用這樣的光學(xué)濃度檢測方法或裝置。
水平檢測部78用來檢測油墨罐52內(nèi)的油墨水平(油墨的液面高度、即油墨的量)、并提供給補(bǔ)充控制部80。即,在圖示例子中,通過檢測油墨罐52內(nèi)的油墨水平,檢測油墨供給體系50內(nèi)的油墨量。
在本發(fā)明中,對油墨水平的檢測裝置或方法并無特別限定,可以利用使用電極棒等的電水平檢測裝置、使用浮標(biāo)的水平檢測裝置、超聲波式的水平檢測裝置、靜電容量式的水平檢測裝置或者使用這些裝置的檢測方法等公知的各種裝置或方法。另外,也可以不檢測油墨水平,而是通過測定油墨罐內(nèi)的油墨重量等,直接地檢測油墨罐52內(nèi)的油墨量。
補(bǔ)充控制部80用來在對油墨罐52進(jìn)行油墨補(bǔ)充時(shí),接收來自濃度檢測部76和86的油墨和回收油墨的濃度信息以及來自水平檢測部78的油墨罐52內(nèi)的油墨量信息,決定濃油墨和稀釋液的補(bǔ)充量或回收油墨、濃油墨和稀釋液的補(bǔ)充量,對濃油墨補(bǔ)充罐72指示濃油墨的補(bǔ)充量、對稀釋液補(bǔ)充罐74指示稀釋液的補(bǔ)充量、對回收罐64指示回收油墨的補(bǔ)充量。
另外,在使用本發(fā)明的記錄裝置10中,對油墨補(bǔ)充的時(shí)機(jī)并無特別限定,例如可以在規(guī)定時(shí)間或每個(gè)期間地或?qū)γ恳?guī)定張數(shù)的基板進(jìn)行描繪等時(shí)自動地進(jìn)行,也可以根據(jù)用水平檢測部78檢測的油墨罐52內(nèi)的油墨量自動地進(jìn)行,也可以根據(jù)操作者等對經(jīng)描繪的像素進(jìn)行觀察后的判斷的輸入指示來進(jìn)行,也可以具有多個(gè)時(shí)機(jī)決定裝置來選擇性地進(jìn)行。
圖3~圖5所示的噴墨描繪裝置基本上如上構(gòu)成,以下說明該噴墨描繪裝置的作用和用于利用噴墨描繪裝置制造濾色器的噴墨描繪方法。
圖6為表示圖3~圖5所示的噴墨描繪裝置中,作為用于制造濾色器的描繪工序而實(shí)施的噴墨描繪方法在描繪開始前的一個(gè)實(shí)施方式的流程的流程圖。
首先,如圖6所示,在步驟S120中,在圖3所示的噴墨描繪裝置30中,利用未圖示的基板供給裝置、通過基板搬送機(jī)構(gòu)40向臺板32上供給形成有隔壁14的基板12。接著,在步驟S122中,利用基板搬送機(jī)構(gòu)40的輸送輥46和壓制輥48將所供給的基板12搬送至臺板32上,并在規(guī)定的位置處定位,使基板12通過例如吸附而安裝、固定在臺板32上。接著,在步驟S124中,使用基板12上的對準(zhǔn)標(biāo)記對基板進(jìn)行對準(zhǔn),從而設(shè)定描繪開始位置。
另一方面,在步驟S130中,如圖3所示,利用頭移動機(jī)構(gòu)38對驅(qū)動螺桿42進(jìn)行驅(qū)動,使頭單元36沿著導(dǎo)軌43移動,使頭單元36從基板12的區(qū)域或臺板32的區(qū)域偏離,移動到用于檢查噴墨頭34的噴出狀態(tài)的維護(hù)位置(噴出檢查位置;未圖示),如圖5所示,使噴墨頭34的噴嘴面34a與蓋子58相向。此時(shí),頭單元36被移動至與蓋子58相向的規(guī)定位置。
接著,在步驟S132中,提升蓋子58使其接觸于噴墨頭34的噴嘴面34a,使油墨從各噴嘴噴出以進(jìn)行油墨的噴出檢測。該油墨的噴出檢測、即噴出狀態(tài)的檢查可以如下進(jìn)行檢測蓋子58內(nèi)各噴墨頭34的各噴嘴上設(shè)置的感光器、例如發(fā)光受光元件上有無噴出油墨液滴?;蛘?,也可以測量在各噴墨頭34的各噴嘴上噴出油墨液滴的量,通過確認(rèn)其量是否為預(yù)先設(shè)定的方式、即在規(guī)定范圍內(nèi),來檢查各噴嘴的噴出狀態(tài)。另外,噴出檢測時(shí)的噴出油墨經(jīng)由油墨回收管66回收至回收罐64。
接著,在步驟S134中,判斷噴墨頭34的所有噴嘴是否處于預(yù)先設(shè)定的方式內(nèi),即是否處于適當(dāng)?shù)膰姵鰻顟B(tài)。
在該步驟S134的判斷中,噴墨頭34的全部噴嘴在上述設(shè)定方式內(nèi)(適當(dāng)?shù)膰姵鰻顟B(tài))時(shí)(Y),移至步驟S126,使蓋子58從噴墨頭34的噴嘴面34a脫離,如圖3所示,利用頭移動機(jī)構(gòu)38驅(qū)動驅(qū)動螺桿42,使頭單元36沿著導(dǎo)軌43移動,將頭單元36移動至通過基板對準(zhǔn)得到的基板12上的規(guī)定的描繪開始位置。
接著,在步驟S128中,在基板12上進(jìn)行描繪。
另一方面,在上述步驟S134的判斷中,當(dāng)噴墨頭34的1個(gè)噴嘴偏離上述設(shè)定方式(適當(dāng)?shù)膰姵鰻顟B(tài))時(shí)(N),移至步驟S136,從噴墨頭34的各噴嘴進(jìn)行空轉(zhuǎn)噴出(預(yù)備噴出)。
接著,在步驟S138中,與步驟S132同樣,進(jìn)行噴墨頭34的各噴嘴處油墨的噴出檢測,檢查各噴嘴的噴出狀態(tài)。另外,空轉(zhuǎn)噴出和噴出檢測時(shí)的噴出油墨經(jīng)由油墨回收管66回收至回收罐64(參照圖5)。
接著,在步驟S140中,與步驟S134同樣,判斷噴墨頭34的全部噴嘴是否在上述設(shè)定方式內(nèi),當(dāng)在上述設(shè)定方式內(nèi)時(shí)(Y),移至步驟S126,如上所述,使蓋子58從噴墨頭34的噴嘴面34a脫離,利用頭移動機(jī)構(gòu)38驅(qū)動驅(qū)動螺桿42,使頭單元36沿著導(dǎo)軌43移動(參照圖3),將頭單元36移動至通過基板對準(zhǔn)得到的基板12上的規(guī)定的描繪開始位置。
接著,在步驟S128中,在基板12上進(jìn)行描繪。
另一方面,在上述步驟S140的判斷中,當(dāng)噴墨頭34的1個(gè)噴嘴偏離上述設(shè)定方式時(shí)(N),移至步驟S142,利用抽吸泵62對噴墨頭34的各噴嘴抽吸各噴嘴內(nèi)的油墨,或者利用頭加壓泵68對各噴嘴進(jìn)行頭加壓以強(qiáng)制地噴出各噴嘴內(nèi)的油墨(參照圖5)。另外,也可以進(jìn)行利用抽吸泵62的噴嘴抽吸動作和利用頭加壓泵68的強(qiáng)制噴出動作這兩者。
接著,在步驟S144中,使蓋子58從噴墨頭34的噴嘴面34a脫離,利用清潔刮板60進(jìn)行噴嘴面34a的擦拭,將附著在噴嘴面34a上的固化油墨或高粘度油墨等劣化油墨擦去,從而清潔噴嘴面34a(參照圖5)。
之后,在步驟S146中,與步驟S136同樣,從噴墨頭34的各噴嘴進(jìn)行空轉(zhuǎn)噴出。
接著,在步驟S148中,與步驟S138同樣,進(jìn)行噴墨頭34的各噴嘴的油墨噴出檢測,檢查各噴嘴的噴出狀態(tài)。另外,噴嘴抽吸動作和/或強(qiáng)制噴出動作、空轉(zhuǎn)噴出和噴出檢測時(shí)的噴出油墨經(jīng)由油墨回收管66回收至回收罐64(參照圖5)。
接著,在步驟S150中,與步驟S140同樣,判斷噴墨頭34的全部噴嘴是否在上述設(shè)定方式內(nèi),當(dāng)在上述設(shè)定方式內(nèi)時(shí)(Y),移至步驟S126,如上所述,使蓋子58從噴墨頭34的噴嘴面34a脫離,利用頭移動機(jī)構(gòu)38驅(qū)動驅(qū)動螺桿42,使頭單元36沿著導(dǎo)軌43移動,將頭單元36移動至利用基板對準(zhǔn)得到的基板12上的描繪開始位置(參照圖3)。
接著,在步驟S128中,在基板12上進(jìn)行描繪。
另一方面,在上述步驟S150的判斷中,當(dāng)噴墨頭34的1個(gè)噴嘴偏離上述設(shè)定方式時(shí)(N),再次返回步驟S142,進(jìn)行利用上述抽吸泵62的噴嘴抽吸動作和/或利用頭加壓泵68的強(qiáng)制噴出動作,依次判斷在步驟S144中的利用清潔刮板60的噴嘴擦拭、在步驟S146中的空轉(zhuǎn)噴出、在步驟S148中的噴出檢測以及在步驟S150中的全部噴嘴是否在上述設(shè)定方式內(nèi)。
在步驟S150中,當(dāng)全部噴嘴在上述設(shè)定方式內(nèi)時(shí)(Y),移至步驟S126,同樣地將頭單元36移動至通過基板對準(zhǔn)得到的基板12上的描繪開始位置(參照圖3),在步驟S 128中,在基板12上進(jìn)行描繪,但當(dāng)噴墨頭34的1個(gè)噴嘴偏離上述設(shè)定方式時(shí)(N),再次返回步驟S142,反復(fù)進(jìn)行步驟S142、S144、S146、S148和S150的各動作,直至全部噴嘴都在上述設(shè)定方式內(nèi)(Y)。另外,該反復(fù)次數(shù)在超過預(yù)先設(shè)定的規(guī)定次數(shù)時(shí),為錯(cuò)誤,可以停止該描繪方法的實(shí)施。
另外,在步驟S128的描繪步驟中,在圖3所示的噴墨描繪裝置30中,利用頭移動機(jī)構(gòu)38將頭單元36在主掃描(X)方向上移動(掃描)、同時(shí)從噴墨頭34向基板12的規(guī)定位置、即基板12上的隔壁14間的規(guī)定的凹部16噴出油墨18的液滴以進(jìn)行描繪,從而形成濾色器的像素(未固化像素油墨18a)。
如此,使頭單元36從基板12的描繪區(qū)域(隔壁14所形成的區(qū)域)主掃描(X)方向的起始端移動掃描至終止端和/或從終止端移動掃描至起始端,結(jié)束主掃描方向的像素形成。
之后,解除基板12對臺板32的吸附固定,利用基板移動機(jī)構(gòu)40使輸送輥46旋轉(zhuǎn),將基板12在副掃描方向僅搬送、移動規(guī)定距離(例如描繪區(qū)域部分的長度ΔY(濾色器的單元的1個(gè)間距(單道)或2個(gè)間距(往復(fù)))),在臺板32上停止,再次使基板12吸附固定于臺板32。由此,使到達(dá)基板12在主掃描方向的起始端或終止端的頭單元36成為在副掃描方向上移動一定量(描繪區(qū)域部分的長度ΔY)的狀態(tài)。
接著,在如此吸附固定于臺板32的基板12上,如上所述再次利用頭移動機(jī)構(gòu)38使頭單元36從主掃描方向的描繪開始位置移動至主掃描(X)方向,進(jìn)行利用噴墨頭34的描繪,結(jié)束基板12的主掃描方向的描繪。
之后,再次反復(fù)進(jìn)行解除基板12對臺板32的吸附、將基板12在副掃描方向僅搬送規(guī)定距離ΔY、將基板12吸附固定于臺板32、利用噴墨頭34反復(fù)進(jìn)行基板12在主掃描方向的描繪,一邊使基板12從副掃描區(qū)域的起始端沿著描繪區(qū)域部分的長度ΔY依次地移動至終止端,一邊使頭單元36在主掃描(X)方向上移動,根據(jù)噴出信號使油墨從噴墨頭的噴嘴噴出,在基板12的整個(gè)面上對1個(gè)顏色進(jìn)行描繪,從而形成濾色器的像素(未固化像素油墨18a)。
如此,對于濾色器的其它顏色,反復(fù)進(jìn)行一邊在基板12上使頭單元36在主掃描方向上移動、一邊噴出油墨,及其后使基板12在副掃描方向上移動一定距離的操作,在基板12上依次對其它顏色進(jìn)行描繪,從而形成濾色器的像素(未固化像素油墨18a),從而可以對濾色器的全色形成全像素(未固化像素油墨18a)。
另外,在本發(fā)明中,對頭單元36的噴墨頭34的噴嘴排列并無特別限定,可以是單列,也可以是多個(gè)列,各噴嘴列的噴嘴數(shù)也無特別限定,可以是1個(gè)也可是多個(gè)。另外,利用帶有這樣的噴嘴排列的噴墨頭34對濾色器的單元或像素的描繪形式也無特別限定,可以是任何形式。
例如,如圖9(a)所示,使用噴嘴部具有4列噴嘴列并噴出R油墨的噴墨頭34R、噴嘴部具有4列噴嘴列并噴出G油墨的噴墨頭34G、和噴嘴部具有4列噴嘴列并噴出G油墨的噴墨頭34B,對應(yīng)于其各噴墨頭34R、34G、34B的各噴嘴列的噴嘴間隔,如圖9(b)所示,當(dāng)需描繪于濾色器的各色的1個(gè)單元(像素)20R、20G、20B內(nèi)的點(diǎn)間隔小時(shí),可以使噴墨頭34R、34G、34B按照使其主掃描(X)方向與濾色器單元的長度方向垂直的方式進(jìn)行掃描,由1個(gè)噴墨頭對濾色器的1個(gè)單元使用4列的每列的2個(gè)噴嘴,共計(jì)8個(gè)噴嘴噴出油墨液滴,在濾色器的1個(gè)單元中形成8個(gè)點(diǎn),形成每色的單元(即單元20R、20G、20B)。另外,如圖9(c)所示,使用在噴嘴部配置有噴出R油墨的噴嘴的噴嘴列35R、配置有噴出G油墨的噴嘴的噴嘴列35G、配置有噴出B油墨的噴嘴的噴嘴列35B的3列噴嘴列的噴墨頭34’,噴墨頭34’按照其主掃描(X)方向與濾色器單元的長度方向一致的方式進(jìn)行掃描,對濾色器的1個(gè)單元使用1個(gè)噴嘴列(即噴嘴列35R、35G、35B中任1個(gè)的噴嘴列)的1個(gè)噴嘴,從1個(gè)噴嘴噴出共計(jì)8個(gè)的油墨液滴,在圖9(d)所示的濾色器的1個(gè)單元、即圖9(d)中單元20R、20G、20B、20R’中對應(yīng)的1個(gè)單元內(nèi)可以形成8個(gè)點(diǎn)。在圖9(d)所示的例子中,表示在濾色器的4個(gè)單元內(nèi)、3個(gè)單元(具體地,單元20R、20G、20B)內(nèi)分別形成由不同的3種油墨形成的每種8個(gè)點(diǎn),圖9(d)的最上和最下的2個(gè)單元(具體地為單元20R和單元20R’)由圖9(c)所示的噴墨頭34’的噴嘴列35R的不同噴嘴形成,分部形成由同種油墨形成的每種8個(gè)點(diǎn)。
這里,使用圖3~圖5所示的噴墨描繪裝置30,可以將通過圖6所示的噴墨描繪方法形成的濾色器的像素排列(像素圖案)的形狀作為黑色矩陣形狀,制成圖7(a)所示的條狀、圖7(b)所示的格子狀或者圖7(c)所示的三角排列狀,但本發(fā)明沒有特殊限制。
另外,當(dāng)描繪、固化、形成圖7(a)~圖7(c)所示的濾色器的色像素排列(色像素圖案)時(shí),可以將1色、例如首先描繪、固化R的色像素圖案形成色像素20,然后依次每次1色地例如按照G之后B的順序?qū)ζ渌纳袼貓D案進(jìn)行描繪、固化,從而形成全色的色像素20的色像素圖案,也可以首先對2色以上例如RGB的3色色像素圖案依次或者同時(shí)或每次多色地描繪,然后使所描繪的2色以上、例如RGB的3色色像素圖案的未固化像素18a固化,形成多色或全色的色像素圖案的固化色像素20。
如此,在濾色器的制造中,例如RGB等3原色的像素排列、即像素圖案是規(guī)則的,因此與利用噴墨頭描繪由隨機(jī)色像素圖案構(gòu)成的通常圖像的情況相比,或者與它們不同,噴墨頭中使用的噴嘴是已定好的,在噴墨頭的全部噴嘴中會產(chǎn)生長時(shí)間不使用的噴嘴。因此,在本發(fā)明的濾色器的制造方法中的噴墨描繪方法中,如圖6所示,優(yōu)選在檢查噴墨頭各噴嘴的噴出狀態(tài)、確認(rèn)噴出的同時(shí)來實(shí)施噴墨描繪。
另外,上述實(shí)施方式中,使頭單元在主掃描方向和副掃描方向上移動以形成像素,但并非限定于此,例如可以使頭單元僅在主掃描方向上移動、使基板在副掃描方向上依次以一定距離地移動。
另外,可以使噴墨頭為全線頭(full-line head),通過頭單元的一次掃描,在印刷版原版的整個(gè)面上形成像素。這里,當(dāng)使噴墨頭為全線頭時(shí),既可以使噴墨頭掃描,也可以使基板掃描。
在圖5所示的例子中,其為通過油墨供給管54使油墨罐52直接連接于噴墨頭34的構(gòu)成,但本發(fā)明并不限定于此,為了賦予防止頭的內(nèi)壓變動的減震效果和改善充墨的功能,也可以為在油墨罐52和噴墨頭34之間設(shè)置供給副罐的構(gòu)成。
圖8示意地表示代替圖5所示的油墨供給體系、適用于圖3和圖4所示的噴墨描繪裝置的油墨供給體系的另一實(shí)施方式的概略構(gòu)成。
如圖8所示,噴墨描繪裝置31及其中所用的油墨供給體系90基本上具有噴墨頭(噴出頭)12、蓋子58、油墨罐52、供給副罐92、回收罐64和補(bǔ)充罐94。
圖8所示的噴墨描繪裝置31和油墨供給體系90具有圖3~圖5所示的噴墨描繪裝置30以及油墨供給體系50和供給副罐92,除了在用溢流管98連接回收罐64和油墨罐52這點(diǎn)不同之外,具有同樣的構(gòu)成,因此相同的構(gòu)成要素的參照符號(附圖標(biāo)記)相同,其詳細(xì)說明省略。另外,圖8未示出的噴墨描繪裝置31的掃描體系可以適用圖3和圖4所示的噴墨描繪裝置30的掃描體系,也可以適用以往公知的掃描體系。
油墨供給體系90主要由將油墨罐52的油墨供至噴墨頭34的狹義的油墨供給體系、和用于將經(jīng)清洗的油墨回收至蓋子58中進(jìn)行再利用的油墨回收體系構(gòu)成。油墨供給體系主要由油墨泵96、供給副罐92、連接油墨泵96和供給副罐92的第1油墨供給管54a、連接供給副罐92和噴墨頭34的第2油墨供給管54b、以及溢流管98a構(gòu)成,所述溢流管98a作為使供給副罐92內(nèi)的油墨溢流并送液回收至油墨罐52的第3油墨回收管(流路)98發(fā)揮功能,并在供給副罐92的內(nèi)部開口。另外,油墨回收體系主要由回收罐64、連接蓋子58和回收罐64的第1油墨回收管66、和溢流管100a構(gòu)成,所述溢流管100a作為使回收罐64內(nèi)的油墨溢流并送液回收至油墨罐52的第2油墨回收管100發(fā)揮功能,并在回收罐64的內(nèi)部開口。另外,在第2油墨回收管100(溢流管100a)上安裝有為了檢測流過內(nèi)部的回收油墨的濃度而測量回收油墨的透射率的濃度檢測部86。另外,在供給副罐92上安裝有大氣開放閥102和壓力調(diào)節(jié)閥104。成為油墨供給流路的油墨供給管或成為油墨回收流路的油墨回收管例如可以由軟管或具有可撓性的管子等構(gòu)成。
另外,圖8主要顯示了本發(fā)明的特征部位,噴墨描繪裝置31和油墨供給體系90除了圖示的之外,當(dāng)然具有包括例如驅(qū)動噴墨頭34使之噴出油墨液滴的驅(qū)動器、噴墨頭34的掃描裝置或者在與噴墨頭34相對的規(guī)定路徑上將記錄介質(zhì)P在與后述噴嘴列方向(行方向)垂直的方向上搬送(掃描搬送)的掃描搬送裝置等公知的噴墨描繪裝置所具有的各種構(gòu)成要素。
蓋子58在油墨循環(huán)停止時(shí)或長時(shí)間不進(jìn)行描繪的期間,被安裝在噴墨頭34的噴嘴側(cè),并使噴墨頭34的全部噴嘴處于與外部空氣隔離的狀態(tài),防止由于殘留于噴嘴的油墨的蒸發(fā)所導(dǎo)致的干燥固著。這樣的蓋子58可以利用在各種噴墨記錄裝置中通常使用的各種蓋子。
油墨罐52具有混合來自補(bǔ)充罐94的溶劑、濃油墨、來自回收罐64的經(jīng)回收的油墨,使液體物性、光學(xué)特性恒定的功能以及保存油墨的功能。油墨罐52優(yōu)選具有用于防止染料析出的攪拌裝置,和用于提高油墨噴出穩(wěn)定性的溫度調(diào)節(jié)裝置。
在第1油墨供給管54a上配置用于從油墨罐52向供給副罐92輸送油墨的油墨泵96。利用油墨泵96的送液量要設(shè)定得比由供給副罐92向噴墨頭34的油墨供給量多。
供給副罐92為連接第1油墨供給管54a和第2油墨供給管54b的密閉型油墨罐,在垂直方向上配置在比噴墨頭34更下方的位置處。連接于供給副罐92的第2油墨供給管54b的另一端連接于噴墨頭34。
供給副罐92中儲存通過第1油墨供給管54a從油墨罐52供給的油墨,所儲存的油墨通過第2油墨供給管54b供給至噴墨頭34。
另外,在供給副罐92內(nèi)配置成為第3油墨回收管98的溢流管98a、且第2油墨供給管54b連接在比溢流管98a的上端更下方的位置處。在圖示例子中,其為將與第2油墨供給管54b連接的連接部設(shè)置在供給副罐92底面上的構(gòu)成。
儲存在供給副罐92的油墨,通過噴嘴彎液面上的表面張力或者通過供給副罐壓力調(diào)整機(jī)構(gòu)對供給副罐92進(jìn)行加壓,從第2油墨供給管54b供給至噴墨頭34。
另外,在供給副罐92中,即使由油墨泵96供給的油墨超過溢流管98a的高度,由于被從溢流管98a中溢流、排出,因此罐內(nèi)液面的高度保持恒定。其結(jié)果是,當(dāng)將供給副罐92開放于大氣時(shí),供給副罐92的壓力保持恒定。
另外,從溢流管98溢流、排出的油墨經(jīng)由第3油墨回收管98返回至油墨罐52,再次供于循環(huán)。
回收罐64為連接于蓋子58的密閉型油墨罐,其被配置在垂直方向的比噴墨頭34更下方的位置處。如上所述,第1油墨回收管66的另一端連接于蓋子58,第2油墨回收管100的另一端連接于油墨罐52。
在回收罐64中儲存通過清洗、空轉(zhuǎn)噴出排出至蓋子58的油墨。儲存在回收罐64中的油墨從第2油墨回收管100返回至油墨罐52。
油墨的補(bǔ)充罐94為將所消耗的油墨補(bǔ)充至油墨罐52的密閉型罐,通過油墨補(bǔ)充管106與油墨罐52相連。
補(bǔ)充罐94按照使油墨罐52內(nèi)的油墨為規(guī)定濃度及規(guī)定量的方式向油墨罐52補(bǔ)充油墨。補(bǔ)充罐94的構(gòu)成并無特別限定,例如如圖5所示的油墨補(bǔ)充體系70,具有儲存濃油墨(高濃度油墨)的濃罐和儲存油墨的稀釋液的稀釋液罐,可以按照達(dá)到規(guī)定濃度及規(guī)定量的方式,將所決定量的濃油墨和稀釋液補(bǔ)充至油墨罐中。另外,作為稀釋液,使用溶劑即可。
在噴墨描繪裝置31和油墨供給體系90中,油墨的補(bǔ)充時(shí)機(jī)并無特別限定。例如可以在每次規(guī)定張數(shù)的描繪等時(shí)自動地進(jìn)行,也可以檢測油墨罐52內(nèi)的油墨量自動地進(jìn)行,也可以根據(jù)操作者等對所描繪的像素觀察后的判斷的輸入指示進(jìn)行,也可以具有多個(gè)時(shí)機(jī)決定裝置來選擇性地進(jìn)行。
另外,對濃油墨和稀釋液補(bǔ)充量的決定方法并無特別限定。例如除了油墨預(yù)想蒸發(fā)量之外,還使用由像素?cái)?shù)據(jù)等檢測的總油墨噴出次數(shù)、循環(huán)的油墨的濃度測定結(jié)果、油墨罐52內(nèi)的油墨量等,預(yù)測油墨的消耗量,按照油墨罐52內(nèi)的油墨Q以規(guī)定濃度達(dá)到規(guī)定量的方式,決定油墨的補(bǔ)充量。
稀釋液、濃油墨、回收油墨的混合方法也可以按照以下方法進(jìn)行。在成為從回收罐64至油墨罐52的流路的第3油墨回收管100的途中設(shè)置透明的部分作為油墨濃度測定區(qū)域,在該部分上配置濃度檢測部86。在濃度檢測部86中,通過測定測定區(qū)域內(nèi)的油墨透光率,計(jì)算回收于油墨罐的油墨的溶劑蒸發(fā)量。透光率與溶劑蒸發(fā)量的關(guān)系可以由事先測定染料濃度不同的油墨與透光率的關(guān)系或者由透光率exp(-α·t)(α吸收系數(shù)(與染料濃度成比例)、t厚度)來求得。為了測定透射率,在油墨濃度測定區(qū)域上具有光源、受光傳感器和玻璃等透明部件的流路。流路對于透過測定光的部分而言優(yōu)選為平面,優(yōu)選表面經(jīng)AR涂布,并相對于光軸偏離垂直數(shù)度。這是為了防止反射光所導(dǎo)致的測定精度惡化。
由所回收油墨的濃度來決定稀釋液、濃油墨、回收油墨的混合比。
圖8所示的噴墨描繪裝置31和油墨供給體系90基本上如上構(gòu)成。
如上制造的濾色器可以優(yōu)選用作液晶顯示器、電子紙或有機(jī)EL等彩色圖像顯示器件的濾色器。
以上舉出了各種實(shí)施方式和實(shí)施例詳細(xì)地說明了本發(fā)明的噴墨用油墨、濾色器及其制造方法以及使用該濾色器的液晶顯示器和圖像顯示器件,但本發(fā)明并不局限于上述實(shí)施例或?qū)嵤┓绞?,在不脫離本發(fā)明主旨的范圍內(nèi)當(dāng)然可進(jìn)行各種改良或變更。
實(shí)施例 以下舉出實(shí)施例進(jìn)一步具體地說明本發(fā)明。以下實(shí)施例所示的材料、試劑、比例、機(jī)器、操作等只要不脫離本發(fā)明的范圍則可以適當(dāng)改變。因此,本發(fā)明的范圍并不限定于以下所示的具體例子。另外,在以下實(shí)施例中只要沒有特別說明,則“%”和“份”是指“質(zhì)量%”和“質(zhì)量份”,分子量是指重均分子量。
(隔壁形成用的濃色組合物的制備) 濃色組合物K1如下獲得首先量取表1記載量的K顏料分散物1、丙二醇單甲基醚乙酸酯,在溫度24℃(±2℃)下混合,以150rpm攪拌10分鐘,再一邊攪拌一邊量取表1記載量的甲乙酮、粘合劑2、氫醌單甲基醚、DPHA液、2,4-雙(三氯甲基)-6-[4’-(N,N-雙二乙氧基羰基甲基)氨基-3’-溴苯基]-s-三嗪、表面活性劑1,在溫度25℃(±2℃)下按此順序添加,在溫度40℃(±2℃)下、以150rpm攪拌30分鐘。另外,表1記載的量為質(zhì)量份,詳細(xì)為以下組成。
<K顏料分散物1> ·炭黑(Degussa公司制Nipex35)13.1% ·分散劑(下述化合物1) 0.65% ·聚合物(甲基丙烯酸芐基酯/甲基丙烯酸=72/28摩爾比的無規(guī)共聚物、分子量為3.7萬) 6.72% ·丙二醇單甲基醚乙酸酯 79.53%
化合物1 <粘合劑2> ·聚合物(甲基丙烯酸芐基酯/甲基丙烯酸=78/22摩爾比的無規(guī)共聚物、分子量為3.8萬)27% ·丙二醇單甲基醚乙酸酯73% <DPHA液> ·二季戊四醇六丙烯酸酯 (含聚合抑制劑MEHQ 500ppm,日本化藥株式會社制、商品名KAYARAD DPHA) 76% ·丙二醇單甲基醚乙酸酯24% <表面活性劑1> ·下述結(jié)構(gòu)物 130% ·甲乙酮 70% 結(jié)構(gòu)物1
(n=6、x=55、y=5、 Mw=33940、Mw/Mn=2.55 PO環(huán)氧丙烷、EO環(huán)氧乙烷) 表1 (質(zhì)量份) (隔壁的形成) 使用UV洗滌裝置洗滌無堿玻璃基板,然后用洗滌劑進(jìn)行沖洗,進(jìn)而用超純水進(jìn)行超聲波洗滌。在120℃下熱處理基板3分鐘,使表面狀態(tài)穩(wěn)定化。
冷卻基板,調(diào)溫至23℃后,使用具有狹縫狀噴嘴的玻璃基板用涂布機(jī)(F·A·S-ASIA公司制、商品名MH-1600)涂布如上制備的濃色組合物K1。接著,使用VCD(真空干燥裝置、東京應(yīng)化工業(yè)公司制)干燥溶劑的一部分30秒鐘,使涂布層的流動性消失后,在120℃下預(yù)烘焙3分鐘,獲得膜厚為2.3μm的濃色組合物層K1。
使用具有超高壓汞燈的近接型曝光機(jī)(日立High-Tech ElectronicsEngineering株式會社制)在垂直地豎起基板和掩模(具有圖像圖案的石英曝光掩模)的狀態(tài)下,將曝光掩模面與濃色感光層K1之間的距離設(shè)定為200μm,在氮?dú)鈿夥障?,以曝光量?00mJ/cm2、隔壁寬為20μm、間隔寬度為100μm進(jìn)行圖案曝光。
接著,使用淋浴噴嘴噴霧純水,將濃色組合物層K1的表面均勻地濕潤后,在23℃、80秒、扁平噴嘴壓力為0.04MPa下進(jìn)行KOH類顯影液(將含非離子表面活性劑(商品名CDK-1、富士膠片Electronic Materials株式會社制)稀釋100倍后得到的顯影液)噴淋顯影,獲得布像。接著,使用超高壓洗滌噴嘴在9.8MPa的壓力下噴射超純水,進(jìn)行殘?jiān)?,在大氣下以曝光?500mJ/cm2從基板的形成有濃色組合物層K1的表面?zhèn)冗M(jìn)行后曝光,使用烘箱在240℃下加熱50分鐘,獲得膜厚為2.0μm、光學(xué)濃度為4.0、具有100μm寬度的開口部的條狀隔壁。
(疏油墨化等離子體處理) 在形成有隔壁的基板上使用電極耦合方式平行平板型等離子體處理裝置,在以下的條件下進(jìn)行疏油墨化等離子體處理。
使用氣體CF4 氣體流量80sccm 壓力40Pa RF功率50W 處理時(shí)間30sec <紅色(R)用油墨> 以表2記載的配比混合下述成分,攪拌1小時(shí)。之后用平均孔徑為0.25μm的微過濾器進(jìn)行減壓過濾,制備紅色用油墨液(R實(shí)施例1~10)。
以下示出紅色(R)用油墨的制備中使用的各材料的詳細(xì)情況。
(有機(jī)溶劑) ·環(huán)己酮(和光純藥公司制) ·N-甲基吡咯烷酮(和光純藥制) ·1,3-BGDA(Daicel工業(yè)公司制)1,3-丁二醇二乙酸酯 ·DCHMA(東京化成公司制)二環(huán)己基甲基胺 (聚合性單體) ·DPCA-60(日本化藥公司制(KAYARAD DPCA-60)) 己內(nèi)酯改性二季戊四醇六丙烯酸酯 ·DPHA(日本化藥公司制(KAYARAD DPHA)) 二季戊四醇六丙烯酸酯 (表面活性劑) ·KF-353(信越Silicone公司制)聚醚改性有機(jī)硅油 ·F781-F(大日本油墨化學(xué)工業(yè)制(メガフアツクF781F)) (光聚合引發(fā)劑) ·IRGACURE 369(Ciba Specialty Chemicals公司制) ·IRGACURE 819(Ciba Specialty Chemicals公司制) ·IRGACURE OXE 02(Ciba Specialty Chemicals公司制) ·DAROCUR TPO(Ciba Specialty Chemicals公司制) ·三嗪1(富士膠片公司制)N-[4-[4,6-雙(三氯甲基)-1,3,5-三嗪-2-基]-4-羥基苯甲酰胺 ·雙咪唑1(和光純藥公司制)2,2’-雙(2-氯苯基)-4,4’,5,5’-四苯基-1,2’-雙咪唑 (染料) ·特定染料M-1(相當(dāng)于上述通式(3-a)表示的染料的示例化合物a-7) ·特定染料M-2(相當(dāng)于上述通式(3-f)表示的染料的示例化合物f-21) ·特定染料Y-1(相當(dāng)于上述通式(3-d)表示的染料的示例化合物d-4) ·特定染料Y-2(相當(dāng)于上述通式(3-e)表示的染料的示例化合物e-3) 特定染料M-1 特定染料M-2
特定染料Y-1特定染料Y-2
<綠色(G)用油墨> 以表3記載的配比混合下述成分,攪拌1小時(shí)。之后用平均孔徑為0.25μm的微過濾器進(jìn)行減壓過濾,制備綠色用油墨液(G實(shí)施例1~10)。
以下示出綠色(G)用油墨的制備中使用的各材料的詳細(xì)情況。有機(jī)溶劑、單體、表面活性劑、光聚合引發(fā)劑使用與在上述紅色(R)用油墨的制備中使用的各材料相同的材料。
染料使用以下的染料。
·特定染料C-1(相當(dāng)于上述通式(2)表示的染料的示例化合物A-13) ·特定染料C-2(相當(dāng)于上述通式(2)表示的染料的示例化合物B-15) ·特定染料Y-3(相當(dāng)于上述通式(3-c)表示的染料的示例化合物c-20) ·特定染料Y-4(相當(dāng)于上述通式(3-d)表示的染料的示例化合物d-10) 特定染料C-1
特定染料C-2
特定染料Y-3 特定染料Y-4
<藍(lán)色(B)用油墨> 以表4記載的配比混合下述成分,攪拌1小時(shí)。之后用平均孔徑為0.25μm的微過濾器進(jìn)行減壓過濾,制備藍(lán)色用油墨液(B實(shí)施例1~14)。
以下示出藍(lán)色(B)用油墨的制備中使用的各材料的詳細(xì)情況。有機(jī)溶劑、聚合性單體、表面活性劑、光聚合引發(fā)劑使用與在上述紅色(R)用油墨的制備中使用的各材料相同的材料。
染料使用以下的染料。
·特定染料C-3VALIFAST BLUE2620(Orient化學(xué)工業(yè)公司制) ·特定染料C-4(相當(dāng)于上述通式(2)表示的染料的示例化合物C-4) ·特定染料C-5(上述通式(7)表示的染料) ·特性染料C-6(上述通式(7)表示的染料) ·特定染料M-3(上述通式(6)表示的染料) ·特定染料M-4(相當(dāng)于上述通式(5)表示的染料的示例化合物I-2) ·特定染料M-5(相當(dāng)于上述通式(5)表示的染料的示例化合物I-34) ·特定染料M-6(相當(dāng)于上述通式(1)表示的染料的示例化合物IIIa-1)
特定染料C-5
特定染料C-6
<粘度、表面張力的測定> 測定上述制備的油墨的粘度和表面張力。
油墨粘度為將所得油墨調(diào)溫至25℃,直接用東機(jī)產(chǎn)業(yè)株式會社制E型粘度計(jì)(RE-80L)在以下條件下進(jìn)行測定。結(jié)果示于表5~7。
(測定條件) ·使用轉(zhuǎn)子1°34’×R24 ·測定時(shí)間2分鐘 ·測定溫度25℃ 表面張力為將所得油墨調(diào)溫至25℃,直接用協(xié)和界面科學(xué)株式會社制表面張力計(jì)(FACE SURFACE TENSIOMETER CBVB-A3)進(jìn)行測定。結(jié)果示于表5~7。
<噴出穩(wěn)定性評價(jià)> 使用上述制備的油墨,進(jìn)行噴出穩(wěn)定性的評價(jià)。評價(jià)方法為使用富士膠片制噴墨打印機(jī)DMP-2831以滴加量為10pL、滴加頻率為10kHz來進(jìn)行,觀察連續(xù)噴出30分鐘時(shí)的狀態(tài)。評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)如下分類。結(jié)果示于表5~7。
◎可以沒有問題地連續(xù)噴出 ○噴出停止后稍觀察到不噴出、噴出混亂等,但噴出中恢復(fù)為基本沒有問題的狀態(tài) △噴出中或噴出停止后發(fā)生不噴出、噴出混亂,噴出中不會恢復(fù),但通過維護(hù)(利用洗滌液的洗滌)恢復(fù)至正常狀態(tài)的狀態(tài) ×噴出中或噴出停止后發(fā)生不噴出、噴出混亂,無法正常地噴出,即使通過維護(hù)噴出也無法恢復(fù)的狀態(tài) 表5 表6 表7(其1) 表7(其2) <利用噴墨方式的濾色器的制造> 接著使用上述R實(shí)施例1、G實(shí)施例1、B實(shí)施例1所記載的油墨,利用搭載有Dimatix公司制噴墨頭(SE-128、頭溫度為28℃)的富士膠片制噴墨打印機(jī)DMP-2831向上述所得基板上的用隔壁劃分的區(qū)域內(nèi)(被凸部包圍的凹部)使各個(gè)油墨噴出到規(guī)定位置,進(jìn)行油墨的噴出,直到達(dá)到所需濃度,利用100℃的加熱板干燥2分鐘。
接著,使用三永電機(jī)制作所制UVE-251S(光源EL-100)照射500mJ/cm2的光量,使油墨固化。進(jìn)而通過在220℃烘箱中烘焙30分鐘,使隔壁、像素一起完全地固化,從而制作由R、G、B的圖案形成的濾色器。所得色像素的膜厚為2.0μm。
另外,關(guān)于其他的R實(shí)施例2~10、G實(shí)施例2~10、B實(shí)施例2~14的各自油墨,也使用同樣的方法制作使用這些油墨的濾色器。
<評價(jià)用濾色器的制作方法> 使用上述制備的油墨,利用搭載有Dimatix公司制噴墨頭(SE-128、頭溫度為28℃)的富士膠片制噴墨打印機(jī)DMP-2831向上述所得基板的用隔壁劃分的區(qū)域內(nèi)(被凸部包圍的凹部)進(jìn)行噴出,然后,用100℃的加熱板干燥2分鐘。
接著,使用三永電機(jī)制作所制UVE-251S(光源EL-100)照射500mJ/cm2的光量,使油墨固化。進(jìn)而通過在220℃烘箱中靜置30分鐘來制作單色的濾色器。所得色像素的膜厚為2.0μm。
使用上述R實(shí)施例1~R實(shí)施例10、G實(shí)施例1~G實(shí)施例10、B實(shí)施例1~B實(shí)施例14的各個(gè)油墨,通過上述方法制作單色的濾色器,實(shí)施以下所示的評價(jià)。
<耐藥品性評價(jià)> 將上述制作的各色濾色器浸漬于進(jìn)行評價(jià)的藥品(2-丁酮、乙醇、5%硫酸水溶液、5%氫氧化鈉水溶液)中20分鐘,測定其前后的色調(diào)。色調(diào)的測定使用UV-560(日本分光公司制),將ΔEab低于5的作為○。將ΔEab為5以上但低于15的作為△、將ΔEab為15以上的作為×。結(jié)果示于以下的表8~10中。
另外,ΔEab為利用CIE1976(L*,a*,b*)空間色度圖的由以下色差公式求得的值(日本色彩學(xué)會編《新編色彩科學(xué)ハンドブツク》(昭和60年)p.266)。
ΔEab={(ΔL)2+(Δa)2+(Δb)2}1/2 <耐熱性評價(jià)> 將上述制作的各色的濾色器放入加熱至230℃的烘箱內(nèi),放置1小時(shí)后,測定色調(diào)。色調(diào)的測定使用UV-560(日本分光公司制),將評價(jià)前后的ΔEab低于5的作為○。將ΔEab為5以上但低于15的作為△、將ΔEab為15以上的作為×。結(jié)果示于以下表8~10中。
<外觀檢查> 利用倍率為100倍的光學(xué)顯微鏡觀察上述制作的各色的濾色器。將在視野內(nèi)觀察到大小為1μm以上粒狀物質(zhì)的情況作為不合格(×)、將視野內(nèi)未觀察到粒狀物質(zhì)的情況作為合格(○)。作為例子,圖10為顯示了合格的情況的觀察圖、圖11為顯示了不合格的情況的觀察圖。結(jié)果示于以下表8~10中。
(比較例) 使用上述制備的油墨,利用搭載有Dimatix公司制噴墨頭(SE-128、頭溫度為28℃)的富士膠片制噴墨打印機(jī)DMP-2831向上述所得基板的用隔壁劃分的區(qū)域內(nèi)(被凸部包圍的凹部)進(jìn)行噴出,之后用100℃的加熱板干燥2分鐘。
接著,不實(shí)施照射工序,通過在220℃烘箱中靜置30分鐘,制作單色的濾色器。所得色像素的膜厚為2.0μm。
使用上述R實(shí)施例1~R實(shí)施例4、G實(shí)施例1~G實(shí)施例4、B實(shí)施例1~B實(shí)施例4、B實(shí)施例11和B實(shí)施例12的各個(gè)油墨,通過上述方法制作單色的濾色器。使用所得各色的濾色器,實(shí)施上述耐藥品性評價(jià)、耐熱性評價(jià)、外觀檢查。結(jié)果示于以下的表8~10。
表8中,“R實(shí)施例1~10”是指分別使用R實(shí)施例1~10所記載的油墨,通過上述包括照射工序的方法制作的濾色器?!癛比較例1~4”是指使用R實(shí)施例1~4所記載的油墨,在除了上述曝光工序以外的比較例的條件下制作的濾色器。
表9中,“G實(shí)施例1~10”是指分別使用G實(shí)施例1~10所記載的油墨,通過上述包括照射工序的方法制作的濾色器?!癎比較例1~4”是指使用G實(shí)施例1~4所記載的油墨,在除了上述曝光工序以外的比較例的條件下制作的濾色器。
表10中,“B實(shí)施例1~14”是指分別使用B實(shí)施例1~14所記載的油墨,通過上述包括照射工序的方法制作的濾色器?!癇比較例1~4、11、12”是指使用B實(shí)施例1~4、11、12所記載的油墨,在除了上述曝光工序以外的比較例的條件下制作的濾色器。
如表8~表10所示,通過使用了本發(fā)明中記載的噴墨用油墨的濾色器的制造方法獲得的濾色器具有優(yōu)異的耐藥品性、耐熱性和良好的外觀。另一方面,比較例中,無法平衡良好地滿足耐藥品性、耐熱性和外觀。
權(quán)利要求
1.一種濾色器的制造方法,其具備以下工序
利用噴墨法向被形成于基板上的隔壁劃分而成的凹部施予含有至少1種染料、至少1種有機(jī)溶劑、聚合性單體和光聚合引發(fā)劑的噴墨用油墨的描繪工序;
將施予至所述凹部的所述噴墨用油墨中所含的所述有機(jī)溶劑除去,從而得到油墨剩余部分的預(yù)備處理工序;和,
向所述油墨剩余部分照射活性能量射線的照射工序。
2.如權(quán)利要求1所述的濾色器的制造方法,其中,所述染料為選自通式(1)表示的染料、通式(2)表示的染料、通式(3-a)表示的染料、通式(3-b)表示的染料、通式(3-c)表示的染料、通式(3-d)表示的染料、通式(3-e)表示的染料、通式(3-f)表示的染料、通式(4)表示的染料、通式(5)表示的染料、通式(6)表示的染料和通式(7)表示的染料中的至少1種,
通式(1)
通式(1)中,R21~R26各自獨(dú)立地表示氫原子或取代基;R27表示氫原子、鹵原子、烷基、芳基或雜環(huán)基;X1和Y1各自獨(dú)立地表示鹵原子、烷氧基、芳氧基、羥基、烷基硫基、芳基硫基或雜環(huán)硫基;
通式(2)
通式(2)中,R1~R4各自獨(dú)立地表示烷基、鏈烯基、芳基或雜環(huán)基;w、x、y和z各自獨(dú)立地表示0~4的整數(shù),其中,w、x、y和z的總和w+x+y+z不為0;Z1~Z4各自獨(dú)立地表示選自碳原子、氮原子的原子組,并為形成與鍵合的2個(gè)碳原子一起構(gòu)成的5元環(huán)或6元環(huán)的原子組,M1表示金屬原子或金屬氧化物;
(通式3-a)
通式(3-a)中,R30表示氫原子或取代基;R31表示氫原子、烷基、鏈烯基、芳基、雜環(huán)基、酰基、烷氧基羰基或氨基甲酰基;X30表示-OM基或-N(R32)(R33),M表示氫原子、烷基或?yàn)榱酥泻碗姾伤枰慕饘僭踊蛴袡C(jī)堿基對,R32和R33各自獨(dú)立地表示氫原子、烷基、鏈烯基、芳基、雜環(huán)基、?;⑼檠趸驶虬被柞;籄30表示芳基或芳香族雜環(huán)基;
通式(3-b)
通式(3-b)中,R34表示氫原子或取代基;R35表示氫原子、烷基、鏈烯基、芳基、雜環(huán)基、?;?、烷氧基羰基或氨基甲?;?;Z30和Z31各自獨(dú)立地表示-C(R36)=或-N=;R36表示氫原子或取代基;A31表示芳基或芳香族雜環(huán)基;
通式(3-c)
通式(3-c)中,R37、R38、R39和R40各自獨(dú)立地表示氫原子、烷基、鏈烯基、芳基、雜環(huán)基、?;?、烷氧基羰基、氨基甲酰基、烷基磺?;蚍蓟酋;?;Z32、Z33和Z34各自獨(dú)立地表示-C(R41)=或-N=;R41表示氫原子或取代基;A32表示芳基或芳香族雜環(huán)基;
通式(3-d)
通式(3-d)中,R42表示氫原子、烷基、鏈烯基、芳基或雜環(huán)基;R43和R44各自獨(dú)立地表示氫原子或取代基;A33表示芳基或芳香族雜環(huán)基;
通式(3-e)
通式(3-e)中,R45、R46和R47各自獨(dú)立地表示氫原子或取代基;a和b各自獨(dú)立地表示0~4的整數(shù);
通式(3-f)
通式(3-f)中,R48和R49各自獨(dú)立地表示氫原子或取代基;R50表示氫原子、鹵原子、烷基或芳基;R51表示氫原子、烷基、鏈烯基、芳基、雜環(huán)基、?;?、烷氧基羰基、氨基甲?;?、烷基磺酰基或芳基磺?;?;Z35、Z36、Z37和Z38各自獨(dú)立地表示-C(R52)=或-N=;R52表示氫原子或取代基;
通式(4)
通式(4)中,R11~R16各自獨(dú)立地表示氫原子或取代基;R17表示氫原子、鹵原子、烷基、芳基或雜環(huán)基;
通式(5)
通式(5)中,R11~R16各自獨(dú)立地表示氫原子或取代基;R17表示氫原子、鹵原子、烷基、芳基或雜環(huán)基;Ma表示金屬原子或金屬化合物,X1表示可鍵合于Ma的基團(tuán),X2表示為了中和Ma的電荷所需要的基團(tuán);X1和X2可相互鍵合形成5元、6元或7元的環(huán);
通式(6)
通式(6)中,Za和Zb各自獨(dú)立表示-N=或-C(R8)=;R1~R5和R8各自獨(dú)立地表示氫原子或取代基;R6~R7各自獨(dú)立地表示氫原子、烷基、鏈烯基、芳基或雜環(huán)基;R2與R3、R3與R6、R4與R5、R5與R7和/或R6與R7可以相互鍵合而各自獨(dú)立地形成5元環(huán)、6元環(huán)或7元環(huán);
通式(7)
通式(7)中,R1各自獨(dú)立地表示氫原子或取代基;L各自獨(dú)立地表示脂肪族或芳香族的連接基團(tuán);Z1表示與2個(gè)碳原子一起形成6元環(huán)所需要的非金屬原子組,4個(gè)Z1可以相同也可以不同;M表示2個(gè)氫原子、2價(jià)的金屬原子、2價(jià)的金屬氧化物、2價(jià)的金屬氫氧化物或2價(jià)的金屬氯化物;m各自獨(dú)立地表示1或2,n各自獨(dú)立地表示0或1;p各自獨(dú)立地表示1~5的整數(shù);r1、r2、r3和r4各自獨(dú)立地表示0或1,且滿足r1+r2+r3+r4≥1。
3.如權(quán)利要求1所述的濾色器的制造方法,其具備在所述照射工序后進(jìn)一步加熱照射了活性能量射線的油墨剩余部分的加熱工序。
4.如權(quán)利要求1所述的濾色器的制造方法,其中,所述光聚合引發(fā)劑為選自肟酯類、?;趸㈩?、α-羥基烷基酮類、三苯基咪唑二聚物類和三鹵甲基三嗪類中的至少1種。
5.如權(quán)利要求1所述的濾色器的制造方法,其中,所述有機(jī)溶劑中含有相對于所述有機(jī)溶劑總量為10質(zhì)量%以上的沸點(diǎn)為160℃以上的有機(jī)溶劑。
6.如權(quán)利要求1所述的濾色器的制造方法,其中,所述噴墨用油墨中含有表面活性劑。
7.如權(quán)利要求1所述的濾色器的制造方法,其中,所述噴墨用油墨在25℃下的粘度為2~30mPa·s。
8.如權(quán)利要求1所述的濾色器的制造方法,其中,所述噴墨用油墨在25℃下的表面張力為20~40mN/m。
9.一種在權(quán)利要求1~8任一項(xiàng)所述的濾色器的制造方法中使用的噴墨用油墨。
10.一種通過權(quán)利要求1~8任一項(xiàng)所述的濾色器的制造方法獲得的濾色器。
11.一種具備權(quán)利要求10所述的濾色器的液晶顯示器。
12.一種具備權(quán)利要求10所述的濾色器的圖像顯示器件。
全文摘要
本發(fā)明的目的在于提供能夠制造可形成呈現(xiàn)良好色調(diào)且耐熱性、耐藥品性優(yōu)異的色像素的濾色器的濾色器的制造方法,這樣的濾色器制造方法中使用的噴出穩(wěn)定性優(yōu)異的噴墨用油墨、通過這樣的濾色器的制造方法獲得的光學(xué)特性、耐光性和耐熱性等特性優(yōu)異的濾色器,以及可應(yīng)對高亮度背光的高對比度、高彩度的液晶顯示器和圖像顯示器件。上述目的是通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種濾色器的制造方法,其具備以下工序向由形成于基板上的隔壁劃分而成的凹部通過噴墨法施予含有至少1種染料、至少1種有機(jī)溶劑、至少1種聚合性單體和光聚合引發(fā)劑的油墨的描繪工序;除去施予至所述凹部的所述油墨中所含的溶劑,從而得到油墨剩余部分的預(yù)備處理工序;和,向所述油墨剩余部分照射活性能量射線的照射工序。
文檔編號G02B5/20GK101672940SQ200910172899
公開日2010年3月17日 申請日期2009年9月10日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月10日
發(fā)明者松下泰明 申請人:富士膠片株式會社