JP2014160160A - カラーフィルタ用着色剤、着色組成物、およびカラーフィルタ - Google Patents

カラーフィルタ用着色剤、着色組成物、およびカラーフィルタ Download PDF

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Abstract

【課題】流動性と保存安定性に優れ、カラーフィルタに使用した際に高輝度が得られ、耐熱性、耐光性が良好で、塗膜異物のないカラーフィルタ用着色剤を提供する。
【解決手段】一般式(1)で表されるアゾ顔料カラーフィルタ用着色剤。一般式(1)
Figure 2014160160

【選択図】なし

Description

本発明は、カラー液晶表示装置、およびカラー撮像管素子等に用いられるカラーフィルタの製造に使用されるカラーフィルタ用着色剤、着色組成物、およびそれを用いて形成されるカラーフィルタに関する。
液晶表示装置は、2枚の偏光板に挟まれた液晶層が、1枚目の偏光板を通過した光の偏
光度合いを制御して、2枚目の偏光板を通過する光量をコントロールすることにより表示
を行う表示装置であり、ツイストネマチック(TN)型液晶を用いるタイプが主流となっ
ている。その他の代表的な液晶表示装置の方式としては、一対の電極を片側の基板上に設
けて基板に平行な方向に電解を印加するイン・プレーン・スイッチング(IPS)方式、
負の誘電異方性をもつネマチック液晶を垂直配向させるヴァーティカリー・アライメント
(VA)方式、また一軸性の位相差フィルムの光軸を互いに直交させ、光学補償を行なっ
ているオプティカリー・コンベンセンド・ベンド(OCB)方式等があり、それぞれが実
用化されている。
カラーフィルタは、ガラス等の透明な基板の表面に2種以上の異なる色相の微細な帯(ストライプ)状のフィルタセグメントを平行または交差して配置したもの、あるいは微細なフィルタセグメントを縦横一定の配列で配置したものからなっている。フィルタセグメントは、数ミクロン〜数100ミクロンと微細であり、しかも色相毎に所定の配列で整然と配置されている。
一般的に、カラーフィルタの製造は、顔料を分散した着色組成物と、多官能モノマー、重合開始剤、アルカリ可溶性樹脂及びその他の成分を含有した光硬化性着色組成物を使用して、現像工程および230℃以上の高温処理工程を経て、着色パターンおよびブラックマトリクスを形成する方法が主流である。
近年、カラー液晶表示装置、およびカラー撮像管素子等は、省スペース性や軽量性、また省電力性などが評価され、家庭用テレビ、パソコン用モニタ、タブレット型端末やスマートフォンとして急速に普及している。この普及に伴い、特に輝度の高度化が年々要求されており、構成する部材であるカラーフィルタにおいては、透過性の向上が望まれている。輝度が低いカラーフィルタを用いると、光の透過率が低いため、暗い画面となってしまい、明るい画面とするためには、光源であるバックライトの数を増量する必要がある。そのため消費電力の増大を抑制する観点から、カラーフィルタの高輝度化がトレンドとなっている。
カラーフィルタ基板の3原色(赤・緑・青;RGB)の一つであるの赤色フィルタセグメントには、一般的に輝度の観点から、ジケトピロロピロール系顔料であるC.I.ピグメントレッド254が、コントラスト比の観点から、アントラキノン系顔料であるC.I.ピグメントレッド177が、主顔料として使用されている。この中で、C.I.ピグメントレッド177は、分光透過率がC.I.ピグメントレッド254より低く、分光形状も不良であるため、C.I.ピグメントレッド177を添加するにつれて、輝度低下を引き起こしてしまうという問題があった。そこで、輝度に優れたC.I.ピグメントレッド177代替材料の開発が望まれている。
特許文献1〜3には、赤色フィルタセグメントの更なる輝度向上を図るべく、C.I.ピグメントレッド176、C.I.ピグメントレッド242、およびC.I.ピグメントオレンジ38などのアゾ顔料を主顔料として使用することが提案されているが、十分な輝度を得ることはできず、更なる改善が求められていた。
特開2009−237462号公報 特開平11−14824号公報 特開平10−115709号公報
本発明が解決しようとする課題は、カラーフィルタ用着色組成物に使用した際に流動性と保存安定性に優れ、カラーフィルタに使用した際に高輝度が得られ、耐熱性、耐光性が良好で、塗膜異物のないカラーフィルタ用着色剤、着色組成物、およびそれを用いたカラーフィルタを提供することにある。
本発明者は、鋭意検討を重ねた結果、ある特定の構造を有するアゾ顔料をカラーフィルタ用着色剤に使用することで、上記の課題を解決し得ることを見出し、本発明に至った。
即ち、本発明の実施態様は、下記一般式(1)で表されるアゾ顔料からなることを特徴とするカラーフィルタ用着色剤に関する。
一般式(1)
Figure 2014160160
[一般式(1)中、RaおよびRbは、それぞれ独立して、水素原子、炭素数1〜4のアルキル基または置換基を有しても良いフェニル基を表す。Rcは、炭素数1〜4のアルキル基を表す。XおよびYは、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、炭素数1〜4のアルキル基、炭素数1〜4のアルコキシル基またはトリフルオロメチル基を表す。]
また、本発明の実施態様は、さらに、色素誘導体を含有してなることを特徴とする前記カラーフィルタ用着色剤に関する。
また、本発明の実施態様は、少なくとも着色剤とバインダー樹脂とからなるカラーフィルタ用着色組成物において、着色剤が、前記カラーフィルタ用着色剤であることを特徴とするカラーフィルタ用着色組成物に関する。
また、本発明の実施態様は、さらに、C.I.ピグメントレッド254、C.I.C.I.ピグメントレッド242および/または臭素化ジケトピロロピロール顔料を含有してなることを特徴とする前記カラーフィルタ用着色組成物に関する。
また、本発明の実施態様は、さらに、光重合性単量体を含有してなることを特徴とする前記カラーフィルタ用着色組成物に関する。
また、本発明の実施態様は、前記カラーフィルタ用着色組成物から形成されてなるフィルタセグメントを具備することを特徴とするカラーフィルタに関する。
本発明の着色剤を使用することにより、輝度に優れ、かつ耐熱性、および耐光性が良好なカラーフィルタを提供することができる。
以下、本発明を詳細に説明する。
なお、以下に挙げる「C.I.」とは、カラーインデックス(C.I.)を意味する。
<カラーフィルタ用着色剤(着色剤)>
まず、本発明の一般式(1)で表されるアゾ顔料からなるカラーフィルタ用着色剤について説明する。尚、本明細書中では、「一般式(1)で表されるアゾ顔料」を「顔料」、「カラーフィルタ用着色剤」を「着色剤」とそれぞれ略記して説明することがある。
一般式(1)中、ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子が挙げられる。好ましくは、塩素原子である。
炭素数1〜4のアルキル基としては、直鎖状でも分岐状でもよく、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基が挙げられる。好ましくは、メチル基である。
炭素数1〜4のアルコキシル基としては、直鎖状でも分岐状でもよく、具体的には、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、ブトキシ基、イソブトキシ基、sec−ブトキシ基、tert−ブトキシ基が挙げられる。好ましくは、メトキシ基である。
置換基を有しても良いフェニル基における置換基としては、上記のハロゲン原子、炭素数1〜4のアルキル基、トリフルオロメチル基、メトキシカルボニル基等の炭素数2〜4のアルコキシカルボニル基等が挙げられ、ウレイル基(−NHCONH−)等の2価の基によって置換基同士が結合してベンズイミダゾロン環等の環を形成してもよい。
本発明の着色剤としては、輝度の観点から、RaまたはRbのいずれか一方が、フェニル基であることが好ましい。また、Rcは、メチル基が好ましい。また、XまたはYのいずれか一方は、塩素原子が好ましい。
本発明の着色剤は、化学構造が一般式(1)、またはその互変異性体であっても良く、あらゆる結晶形態を持った顔料であっても良く、いわゆる多形と呼称されるあらゆる結晶形態を持った顔料同士の混晶であっても良い。これら顔料の結晶形態は、粉末X線回折測定やX線結晶構造解析により確認できる。
本発明の着色剤の具体例として、下記表1に示すアゾ顔料等が挙げられるが、本発明はこれらに限定されるものではない。尚、表1中、Phはフェニル基を、C49はブチル基を表わす。
Figure 2014160160
Figure 2014160160
Figure 2014160160
Figure 2014160160
Figure 2014160160
Figure 2014160160
(着色剤の製造方法)
本発明の着色剤は、顔料分野でよく知られているように、主に2つの(A)法と(B)法の製造方法が知られているが、本発明はこれらに限定されるものではない。
(A)法は、下記一般式(2)で表されるアゾ化合物のカルボン酸クロライドを、一般式(3)で表されるジアミンとを、モル比2:1で縮合反応させる方法である。
一般式(2)
Figure 2014160160
一般式(3)
Figure 2014160160
[一般式(2)および(3)中、Ra、Rb、Rc、X、およびYは、一般式(1)におけるものと同義である。]
もう1つの(B)法は、下記一般式(4)で表されるアミン類(ジアゾ成分)を、一般式(5)で表されるジナフトール(カップリング成分)とを、モル比2:1でカップリング反応させる方法である。
一般式(4)
Figure 2014160160
一般式(5)
Figure 2014160160
[一般式(4)および(5)中、Ra、Rb、Rc、X、およびYは、一般式(1)におけるものと同義である。]
一般式(2)で表されるカルボン酸クロライドは、一般式(4)で表されるアミン類のジアゾ化合物(一般式(6))と2−ヒドロキシ−3−ナフトエ酸とのカップリング反応させることで得られるアゾ化合物のカルボン酸誘導体を、塩素化することで得ることができる。
一般式(6)
Figure 2014160160
[一般式(6)中、Ra、RbおよびRcは、一般式(1)におけるものと同義である。Z-は、無機または有機アニオンを表す。]
一般式(4)で表わされるアミンの例としては、次の化合物が挙げられる。
4−メトキシ−3−アミノ−安息香酸アミド、
4−メトキシ−3−アミノ−安息香酸メチルアミド、
4−メトキシ−3−アミノ−安息香酸エチルアミド、
4−メトキシ−3−アミノ−安息香酸プロピルアミド、
4−メトキシ−3−アミノ−安息香酸ブチルアミド、
4−メトキシ−3−アミノ−安息香酸ジメチルアミド、
4−メトキシ−3−アミノ−安息香酸ジエチルアミド、
4−メトキシ−3−アミノ−安息香酸ジn−プロピルアミド、
4−メトキシ−3−アミノ−安息香酸ジn−ブチルアミド、
4−メトキシ−3−アミノ−安息香酸アニリド、
4−メトキシ−3−アミノ−安息香酸−(3’−クロロ)−アニリド、
4−メトキシ−3−アミノ−安息香酸−(3’−メチル)−アニリド、
4−メトキシ−3−アミノ−安息香酸−(3’−メトキシ)−アニリド、
4−メトキシ−3−アミノ−安息香酸−(3’−トリフルオロメチル)−アニリド、
4−メトキシ−3−アミノ−安息香酸−(2’・5’−ジクロロ)−アニリド、
4−メトキシ−3−アミノ−安息香酸−(2’−クロロ−5’−トリフルオロメチル)−アニリド、
4−メトキシ−3−アミノ−安息香酸−(2’−クロロ−5’−メチル)−アニリド、
4−メトキシ−3−アミノ−安息香酸−(2’−クロロ−5’−メトキシ)−アニリド、
4−メトキシ−3−アミノ−安息香酸−(3’−シアノ)−アニリド、
4−メトキシ−3−アミノ−安息香酸−(3’−ニトロ)−アニリド、
4−メトキシ−3−アミノ−安息香酸−(2’−メチル−5’−カルボメトキシ)−アニリド、
4−エトキシ−3−アミノ−安息香酸アミド、
4−エトキシ−3−アミノ−安息香酸メチルアミド、
4−エトキシ−3−アミノ−安息香酸エチルアミド、
4−エトキシ−3−アミノ−安息香酸プロピルアミド、
4−エトキシ−3−アミノ−安息香酸ブチルアミド、
4−エトキシ−3−アミノ−安息香酸ジメチルアミド、
4−エトキシ−3−アミノ−安息香酸ジエチルアミド、
4−エトキシ−3−アミノ−安息香酸ジn−プロピルアミド、
4−エトキシ−3−アミノ−安息香酸ジn−ブチルアミド、
4−エトキシ−3−アミノ−安息香酸アニリド、
4−エトキシ−3−アミノ−安息香酸アミド、
4−プロポキシ−3−アミノ−安息香酸メチルアミド、
4−プロポキシ−3−アミノ−安息香酸エチルアミド、
4−プロポキシ−3−アミノ−安息香酸プロピルアミド、
4−プロポキシ−3−アミノ−安息香酸ブチルアミド、
4−プロポキシ−3−アミノ−安息香酸ジメチルアミド、
4−プロポキシ−3−アミノ−安息香酸ジエチルアミド、
4−プロポキシ−3−アミノ−安息香酸ジn−プロピルアミド、
4−プロポキシ−3−アミノ−安息香酸ジn−ブチルアミド、
4−ブトキシ−3−アミノ−安息香酸アニリド、
4−ブトキシ−3−アミノ−安息香酸メチルアミド、
4−ブトキシ−3−アミノ−安息香酸エチルアミド、
4−ブトキシ−3−アミノ−安息香酸プロピルアミド、
4−ブトキシ−3−アミノ−安息香酸ブチルアミド、
4−ブトキシ−3−アミノ−安息香酸ジメチルアミド、
4−ブトキシ−3−アミノ−安息香酸ジエチルアミド、
4−ブトキシ−3−アミノ−安息香酸ジn−プロピルアミド、
4−ブトキシ−3−アミノ−安息香酸ジn−ブチルアミド、
4−ブトキシ−3−アミノ−安息香酸アニリド。
上記カルボン酸クロライドは、相当するカルボン酸を、塩素化剤を使用して反応させることにより得られる。塩素化剤としては、五塩化リン、三塩化リン、好ましくは塩化チオニルである。
上記カルボン酸クロライドを合成する際は、あらかじめ相当するアゾ化合物のカルボン酸を乾燥するか、あるいは有機溶媒中で共沸蒸留によって水分を除去するが好ましい。
塩素化の反応は、例えば、ピリジン、ジメチルホルムアミド、モノクロロベンゼン、ジクロロベンゼン、トルエン、キシレン、トリメチルベンゼン、ニトロベンゼン、または塩化チオニル中で行うのが好ましい。ピリジン、ジメチルホルムアミド以外を用いる場合は、ピリジン、またはジメチルホルムアミドを併用することが好ましい。
一般式(2)で表されるアゾ化合物のカルボン酸クロライドを、式(3)で表されるジアミンとモル比2:1で縮合させる。ジアミンとしては、次の化合物が挙げられる。
1,4−フェニレンジアミン、
2−メチル−1,4−フェニレンジアミン、
2−メトキシ−1,4−フェニレンジアミン、
2−トリフルオロメチル−1,4−フェニレンジアミン、
2−クロロ−1,4−フェニレンジアミン、
2−ニトロ−1,4−フェニレンジアミン、
2−シアノ−1,4−フェニレンジアミン、
2,5−ジクロロ−1,4−フェニレンジアミン、
2,5−ジメチル−1,4−フェニレンジアミン、
2,5−ジメトキシ−1,4−フェニレンジアミン、
2−メチル−5−クロロ−1,4−フェニレンジアミン、
2−メトキシ−5−クロロ−1,4−フェニレンジアミン、
2−トリフルオロメチル−5−クロロ−1,4−フェニレンジアミン。
カルボン酸クロライドとジアミンとの縮合反応は、無水溶媒中で行うことが好ましい。具体的には、ピリジン、ジメチルホルムアミド、モノクロロベンゼン、ジクロロベンゼン、トルエン、キシレン、トリメチルベンゼン、ニトロベンゼンなどがあげられる。
また、使用するカルボン酸クロライドは単離することが好ましいが、この単離工程を省いて直接縮合反応を行うことも可能である。
一般式(5)で表されるジナフトールは、無水溶媒、例えばトルエン、キシレン、クロロベンゼンなどの中で、2−ヒドロキシ−3−ナフトエ酸と一般式(3)で表されるジアミンとから、三塩化リンなどを使用して既知の方法により得ることができる。
カップリング反応は、ジアゾニウム塩の酸性溶液に、カップリング成分のアルカリ性溶液を添加することによって行われる。カップリング成分の溶解に使用するアルカリ金属の水酸化物、例えば水酸化ナトリウムは、ジアゾニウム塩から遊離する酸を中和するのに十分な量が好ましい。
ジアゾニウム塩は、一般式(4)で表されるアミン類を、塩酸、硫酸、または酢酸などを加えた酸性水溶液中、亜硝酸、亜硝酸塩または亜硝酸エステルにより、ジアゾ化することによって得られる。
カップリング反応は、pHが4〜6の範囲で行うことが好ましく、その際、酢酸などの緩衝液を用いても良い。
カップリング反応は、5〜100℃の範囲で行われ、急速に反応が進行する。また、得られたアゾ顔料は、不溶性が高いため、ろ過によって未反応物や副生物から単離が容易で、純度の高い顔料が得られる。
カップリング反応は、潤滑剤、分散剤、または乳化剤の存在下で行うことも可能である。
(顔料(カラーフィルタ用着色剤)の微細化)
本発明のカラーフィルタ用着色剤を構成する顔料は、着色組成物とした場合に高い輝度および高いコントラストを得るため、必要に応じてソルトミリングやアシッドペースティング処理等により、顔料粒子の微細化を施すことにより、カラーフィルタ用顔料として好適に使用することができる。顔料の一次粒子径は、10nm以上、50nm以下であることが好ましい。
ソルトミリング処理とは、顔料と水溶性無機塩と水溶性有機溶剤との混合物を、ニーダー、2本ロールミル、3本ロールミル、ボールミル、アトライター、サンドミル等の混練機を用いて、加熱しながら機械的に混練した後、水洗により水溶性無機塩と水溶性有機溶剤を除去する処理である。水溶性無機塩は、破砕助剤として働くものであり、ソルトミリング時に無機塩の硬度の高さを利用して顔料が破砕され、それにより活性面が生じて、結晶成長がおこると考えられている。従って、混練時は顔料の破砕と結晶成長が同時に起こり、混練条件により得られる顔料の1次粒子径が異なる。
加熱により顔料の結晶成長を促進するためには、加熱温度が35〜150℃であることが好ましい。また、ソルトミリングの混練時間は、ソルトミリングを行った顔料の1次粒子の粒度分布とソルトミリングに要する費用のバランスの点から2〜24時間であることが好ましい。
顔料をソルトミリングする際の条件を最適化することにより、1次粒子径が非常に微細であり、また分布の幅がせまく、シャープな粒度分布をもつ顔料を得ることができる。特に、色素誘導体を併用すると好適である。
また、ソルトミリングに用いる水溶性無機塩としては、塩化ナトリウム、塩化バリウム、塩化カリウム、硫酸ナトリウム等を用いることができるが、価格の点から塩化ナトリウム(食塩)を用いるのが好ましい。水溶性無機塩は、処理効率と生産効率の両面から、顔料100質量部に対して、50〜2000質量部用いることが好ましく、300〜1200質量部用いることが最も好ましい。
水溶性有機溶剤は、顔料及び水溶性無機塩を湿潤する働きをするものであり、水に溶解(混和)し、かつ用いる無機塩を実質的に溶解しないものであれば特に限定されない。ただし、ソルトミリング時に温度が上昇し、溶剤が蒸発し易い状態になるため、安全性の点から、沸点120℃以上の高沸点のものが好ましい。そのようなものとしては、例えば、2−メトキシエタノール、2−ブトキシエタノール、2−(イソペンチルオキシ)エタノール、2−(ヘキシルオキシ)エタノール、ジエチレングリコール、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、トリエチレングリコール、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、液状のポリエチレングリコール、1−メトキシ−2−プロパノール、1−エトキシ−2−プロパノール、ジプロピレングリコール、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、液状のポリプロピレングリコール等が用いられる。これら水溶性有機溶剤は、顔料の全重量を基準(100重量%)として、5〜1000重量%用いることが好ましく、50〜500重量%用いることが最も好ましい。
(色素誘導体)
以下、本発明に用いられる色素誘導体の具体例を記載するが、本発明は、これらに限定されるものではない。但し、式中、C49はブチル基、C37はプロキル基、i−C37はイソプロキル基、C24はエチレン基、C36は1,3−プロピレン基を表す。
(ベンゾイソインドール誘導体の具体例)
ベンゾイソインドール誘導体としては、具体的には、下記式(7)で表される化合物を用いることができるが、これらに限定されるものではない。
Figure 2014160160
(アントラキノン誘導体の具体例)
アントラキノン誘導体としては、具体的には、下記式(8)で表される化合物を用いることができるが、これらに限定されるものではない。
Figure 2014160160
(ジアントラキノン誘導体の具体例)
ジアントラキノン誘導体としては、具体的には、下記式(9)で表される化合物を用いることができるが、これらに限定されるものではない。
Figure 2014160160
(チアジンインジゴ誘導体の具体例)
チアジンインジゴ誘導体としては、具体的には、下記式(10)で表される化合物を用いることができるが、これらに限定されるものではない。
Figure 2014160160
(アゾ色素誘導体の具体例)
アゾ色素誘導体としては、具体的には、下記式(11)、式(12)、または式(13)で表される化合物を用いることができるが、これらに限定されるものではない。
Figure 2014160160
Figure 2014160160
Figure 2014160160
(キノフタロン誘導体の具体例)
キノフタロン誘導体としては、具体的には、下記式(14−1)〜式(14−13)で表される化合物を用いることができるが、これらに限定されるものではない。
Figure 2014160160
Figure 2014160160
Figure 2014160160
(キナクリドン誘導体の具体例)
キナクリドン誘導体としては、具体的には、下記式(15)で表される化合物を用いることができるが、これらに限定されるものではない。
Figure 2014160160
(ジケトピロロピロール誘導体の具体例)
ジケトピロロピロール誘導体としては、具体的には、下記式(16)または式(17)で表される化合物を用いることができるが、これらに限定されるものではない。
Figure 2014160160
Figure 2014160160
(ナフトール誘導体の具体例)
ナフトール誘導体としては、具体的には、下記式(18)で表される化合物を用いることができるが、これらに限定されるものではない。
Figure 2014160160
これら色素誘導体は、顔料の全重量を基準(100重量%)として、2〜30重量%用いることが好ましく、5〜20重量%用いることが最も好ましい。
顔料をソルトミリング処理する際には、必要に応じて樹脂を添加してもよい。ここで、用いられる樹脂の種類は特に限定されず、天然樹脂、変性天然樹脂、合成樹脂、天然樹脂で変性された合成樹脂等を用いることができる。用いられる樹脂は、室温で固体であり、水不溶性であることが好ましく、かつ上記水溶性有機溶剤に一部可溶であることがさらに好ましい。樹脂の使用量は、顔料の全重量を基準(100重量%)として、2〜200重量%の範囲であることが好ましい。
(その他色素)
本発明のカラーフィルタ用着色組成物には、色度を調製するため等に、本発明の効果を損なわない範囲で本発明の着色剤以外の顔料あるいは染料といったその他色素を併用してもよい。
例えば、C.I.ピグメントレッド7、14、41、48:1、48:2、48:3、48:4、57:1、81、81:1、81:2、81:3、81:4、122、146、168、169、176、177、178、179、184、185、187、200、202、208、210、242、246、254、255、264、270、272、273、274,276、277、278、279、280、281、282、283、284、285、286、または287等の赤色顔料を挙げることができる。赤色染料としては、キサンテン系、アゾ系(ピリドン系、バルビツール酸系、金属錯体系など)、ジスアゾ系、アントラキノン系などが挙げられる。具体的には、C.I.アシッド レッド 52、87、92、289、338などのキサンテン系酸性染料の造塩化合物等が挙げられる。
また、C.I.ピグメントオレンジ43、71、または73等の橙色顔料および/またはC.I.ピグメント イエロー 1、2、3、4、5、6、10、12、13、14、15、16、17、18、24、31、32、34、35、35:1、36、36:1、37、37:1、40、42、43、53、55、60、61、62、63、65、73、74、77、81、83、93、94、95、97、98、100、101、104、106、108、109、110、113、114、115、116、117、118、119、120、123、126、127、128、129、138、139、147、150、151、152、153、154、155、156、161、162、164、166、167、168、169、170、171、172、173、174、175、176、177、179、180、181、182、185、187、188、193、194、198、199、213、214、218、219、220、または221等の黄色顔料を併用することができる。また、橙色染料および/または黄色染料としては、キノリン系、アゾ系(ピリドン系、バルビツール酸系、金属錯体系など)、ジスアゾ系、メチン系などが挙げられる。
併用する色素で好ましいものは、輝度の観点から、アゾ系、ナフトールアゾ系、ジケトピロロピロール系、アントラキノン系、キノフタロン系、およびペリレン系の色素が挙げられる。具体的には、C.I.ピグメントレッド176、177、254、242、C.I.ピグメントイエロー138、139、150、185、臭素化ジケトピロロピロール顔料が挙げられる。この中でも特に好ましい色素は、C.I.ピグメントレッド254、C.I.ピグメントレッド242、および臭素化ジケトピロロピロール顔料である。
本発明の着色剤以外に上記その他色素を併用する場合、着色剤全量中(100重量%)、本発明の着色剤は10重量%〜100重量%の範囲であることが好ましい。より好ましくは、30重量%〜100重量%の範囲である。本発明の着色剤が10質量%以下の場合は、輝度の優れた効果を十分に発揮できない。
<カラーフィルタ用着色組成物>
本発明のカラーフィルタ用着色組成物は、前記で説明した着色剤の他に、バインダー樹脂、有機溶剤から構成される。
(バインダー樹脂)
本発明のカラーフィルタ用着色組成物に含まれるバインダー樹脂としては、従来公知の熱可塑性樹脂、および熱硬化性樹脂が挙げられる。
熱可塑性樹脂としては、例えば、アクリル樹脂、ブチラール樹脂、スチレンーマレイン酸共重合体、塩素化ポリエチレン、塩素化ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリ酢酸ビニル、ポリウレタン系樹脂、ポリエステル樹脂、ビニル系樹脂、アルキッド樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアミド樹脂、ゴム系樹脂、環化ゴム系樹脂、セルロース類、ポリエチレン(HDPE、LDPE)、ポリブタジエン、及びポリイミド樹脂等が挙げられる。
カラーフィルタ用着色組成物として用いる場合には、可視光領域の400〜700nmの全波長領域において分光透過率が好ましくは80%以上、より好ましくは95%以上の樹脂であることが好ましい。また、アルカリ現像型着色レジストの形態で用いる場合には、酸性基含有エチレン性不飽和単量体を共重合したアルカリ可溶性ビニル系樹脂を用いることが好ましい。また、さらに光感度を向上させるために、エチレン性不飽和活性二重結合を有するエネルギー線硬化性樹脂を用いることもできる。
酸性基含有エチレン性不飽和モノマーを共重合したアルカリ可溶性樹脂としては、例えば、カルボキシル基、スルホン基等の酸性基を有する樹脂が挙げられる。アルカリ可溶性樹脂として具体的には、酸性基を有するアクリル樹脂、α−オレフィン/(無水)マレイン酸共重合体、スチレン/スチレンスルホン酸共重合体、エチレン/(メタ)アクリル酸共重合体、又はイソブチレン/(無水)マレイン酸共重合体等が挙げられる。中でも、酸性基を有するアクリル樹脂、及びスチレン/スチレンスルホン酸共重合体から選ばれる少なくとも1種の樹脂、特に酸性基を有するアクリル樹脂は、耐熱性、透明性が高いため、好適に用いられる。
エチレン性不飽和活性二重結合を有するエネルギー線硬化性樹脂としては、水酸基、カルボキシル基、アミノ基等の反応性の置換基を有する高分子にイソシアネート基、アルデヒド基、エポキシ基等の反応性置換基を有する(メタ)アクリル化合物やケイヒ酸を反応させて、(メタ)アクリロイル基、スチリル基等の光架橋性基を該高分子に導入した樹脂が用いられる。又、スチレン−無水マレイン酸共重合物やα−オレフィン−無水マレイン酸共重合物等の酸無水物を含む高分子をヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート等の水酸基を有する(メタ)アクリル化合物によりハーフエステル化したものも用いられる。
熱可塑性樹脂として、アルカリ可溶性能とエネルギー線硬化性能とを併せもつものも、カラーフィルタ用感光性着色組成物として好ましい。
上記熱可塑性樹脂を構成するモノマーとして以下のものが挙げられる。例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n−プロピル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、t−ブチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、フェニル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、フェノキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、又はエトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリレート類、
あるいは、(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジエチル(メタ)アクリルアミド、N−イソプロピル(メタ)アクリルアミド、ダイアセトン(メタ)アクリルアミド、又はアクリロイルモルホリン等の(メタ)アクリルアミド類、スチレン、又はα−メチルスチレン等のスチレン類、エチルビニルエーテル、n−プロピルビニルエーテル、イソプロピルビニルエーテル、n−ブチルビニルエーテル、又はイソブチルビニルエーテル等のビニルエーテル類、酢酸ビニル、又はプロピオン酸ビニル等の脂肪酸ビニル類が挙げられる。
あるいは、シクロヘキシルマレイミド、フェニルマレイミド、メチルマレイミド、エチルマレイミド、1,2−ビスマレイミドエタン1,6−ビスマレイミドヘキサン、3−マレイミドプロピオン酸、6,7−メチレンジオキシ−4−メチル−3−マレイミドクマリン、4,4’−ビスマレイミドジフェニルメタン、ビス(3−エチル−5−メチル−4−マレイミドフェニル)メタン、N,N’−1,3−フェニレンジマレイミド、N,N’−1,4−フェニレンジマレイミド、N−(1−ピレニル)マレイミド、N−(2,4,6−トリクロロフェニル)マレイミド、N−(4−アミノフェニル)マレイミド、N−(4−ニトロフェニル)マレイミド、N−ベンジルマレイミド、N−ブロモメチル−2,3−ジクロロマレイミド、N−スクシンイミジル−3−マレイミドベンゾエート、N−スクシンイミジル−3−マレイミドプロピオナート、N−スクシンイミジル−4−マレイミドブチラート、N−スクシンイミジル−6−マレイミドヘキサノアート、N−[4−(2−ベンゾイミダゾリル)フェニル]マレイミド、9−マレイミドアクリジン等のN-置換マレイミド類が挙げられる。
特に、N-置換マレイミド由来の構成単位を有することが好ましく、なかでも耐熱性の点からシクロヘキシルマレイミド、メチルマレイミド、エチルマレイミド、1,2−ビスマレイミドエタンが好ましく、特にシクロヘキシルマレイミドが好ましい。
熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、ロジン変性マレイン酸樹脂、ロジン変性フマル酸樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、及びフェノール樹脂等が挙げられる。
本発明のカラーフィルタ用着色組成物は、熱硬化性樹脂を含むとさらに耐熱性の面で好ましく、例えば、なかでも、エポキシ樹脂、メラミン樹脂がより好適に使用出来、特にメラミン樹脂がより好ましく、なかでも、メチロールイミノ基を有するメラミン化合物またはその縮合物がさらに好ましい。
熱硬化性樹脂は、着色剤100重量部に対し、5〜60重量部の範囲で添加することが好ましい。10重量部未満であると耐熱性・耐光性向上への効果が小さくなり、60重量部を超えるとアルカリ現像の際の現像性悪化のため好ましくない。
バインダー樹脂の重量平均分子量(Mw)は、着色剤を好ましく分散させるためには、5,000〜100,000の範囲が好ましく、より好ましくは8,000〜50,000の範囲である。また数平均分子量(Mn)は2,500〜50,000の範囲が好ましく、Mw/Mnの値は10以下であることが好ましい。
ここで重量平均分子量(Mw)、数平均分子量(Mn)は、東ソー株式会社製ゲルパーミエイションクロマトグラフィー「HLC−8120GPC」において、分離カラムを4本直列に繋ぎ、充填剤には順に東ソー株式会社製「TSK−GEL SUPER H5000」、「H4000」、「H3000」、及び「H2000」を用い、移動相にテトラヒドロフランを用いて測定したポリスチレン換算分子量である。
バインダー樹脂をカラーフィルタ用着色組成物として使用する場合には、分散性、現像性、及び耐熱性の観点から、顔料吸着基及び現像時のアルカリ可溶基として働くカルボキシル基、顔料担体及び有機溶剤に対する親和性基として働く脂肪族基及び芳香族基のバランスが、分散性、現像性、さらには耐久性にとって重要であり、酸価20〜300mgKOH/gの樹脂を用いることが好ましい。酸価が、20mgKOH/g未満では、現像液に対する溶解性が悪く、微細パターン形成するのが困難である。300mgKOH/gを超えると、微細パターンが残らなくなる。
バインダー樹脂は、着色剤の全重量を基準として、20〜500重量%の量で用いることができる。30重量%未満では、成膜性及び諸耐性が不十分となり、500重量%より多いと顔料濃度が低く、色特性を発現できない。
(有機溶剤)
本発明の着色組成物には、着色剤を充分に担体中に分散、浸透させ、ガラス基板等の基板上に乾燥膜厚が0.2〜5μmとなるように塗布してフィルタセグメントを形成することを容易にするために有機溶剤を含有させることができる。
有機溶剤としては、例えば乳酸エチル、ベンジルアルコール、1,2,3−トリクロロプロパン、1,3−ブタンジオール、1,3−ブチレングリコール、1,3−ブチレングリコールジアセテート、1,4−ジオキサン、2−ヘプタノン、2−メチル−1,3−プロパンジオール、3,5,5−トリメチル−2−シクロヘキセン−1−オン、3,3,5−トリメチルシクロヘキサノン、3−エトキシプロピオン酸エチル、3−メチル−1,3−ブタンジオール、3−メトキシ−3−メチル−1−ブタノール、3−メトキシ−3−メチルブチルアセテート、3−メトキシブタノール、3−メトキシブチルアセテート、4−ヘプタノン、m−キシレン、m−ジエチルベンゼン、m−ジクロロベンゼン、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、n−ブチルアルコール、n−ブチルベンゼン、n−プロピルアセテート、o−キシレン、o−クロロトルエン、o−ジエチルベンゼン、o−ジクロロベンゼン、p−クロロトルエン、p−ジエチルベンゼン、sec−ブチルベンゼン、tert−ブチルベンゼン、γ−ブチロラクトン、イソブチルアルコール、イソホロン、エチレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールジブチルエーテル、エチレングリコールモノイソプロピルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノターシャリーブチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノプロピルエーテル、エチレングリコールモノヘキシルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジイソブチルケトン、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールモノイソプロピルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、シクロヘキサノール、シクロヘキサノールアセテート、シクロヘキサノン、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、ジプロピレングリコールメチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノプロピルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ダイアセトンアルコール、トリアセチン、トリプロピレングリコールモノブチルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールジアセテート、プロピレングリコールフェニルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルプロピオネート、ベンジルアルコール、メチルイソブチルケトン、メチルシクロヘキサノール、酢酸n−アミル、酢酸n−ブチル、酢酸イソアミル、酢酸イソブチル、酢酸プロピル、二塩基酸エステル等が挙げられる。
中でも、本発明の着色剤の分散が良好なことから、乳酸エチル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート等のグリコールアセテート類、ベンジルアルコール等の芳香族アルコール類やシクロヘキサノン等のケトン類を用いることが好ましい。
有機溶剤は、1種を単独で、若しくは2種以上を混合して用いることができる。また溶剤は、着色組成物を適正な粘度に調節し、目的とする均一な膜厚のフィルタセグメントを形成できることから、着色剤の全重量を基準(100重量%)にして、500〜4000重量%の量で用いることが好ましい。
(分散助剤)
着色剤を担体中に分散する際には、適宜、色素誘導体、樹脂型分散剤、界面活性剤等の分散助剤を用いることができる。分散助剤は、着色剤の分散に優れ、分散後の着色剤の再凝集を防止する効果が大きいので、分散助剤を用いて着色剤を担体中に分散してなる着色組成物を用いた場合には、分光透過率の高いカラーフィルタが得られる。
色素誘導体の配合量は、着色剤の分散性向上の観点から、着色剤の全量を基準(100重量%)として、好ましくは0.5重量%以上、さらに好ましくは1重量%以上、最も好ましくは3重量%以上である。また、耐熱性、耐光性の観点から、着色剤の全量を基準(100重量%)として、好ましくは40重量%以下、さらに好ましくは35重量%以下である。
(樹脂型分散剤)
樹脂型分散剤は、着色剤に吸着する性質を有する顔料親和性部位と、担体と相溶性のある部位とを有し、着色剤に吸着して担体への分散を安定化する働きをするものである。樹脂型分散剤として具体的には、ポリウレタン、ポリアクリレート等のポリカルボン酸エステル、不飽和ポリアミド、ポリカルボン酸、ポリカルボン酸(部分)アミン塩、ポリカルボン酸アンモニウム塩、ポリカルボン酸アルキルアミン塩、ポリシロキサン、長鎖ポリアミノアマイドリン酸塩、水酸基含有ポリカルボン酸エステルや、これらの変性物、ポリ(低級アルキレンイミン)と遊離のカルボキシル基を有するポリエステルとの反応により形成されたアミドやその塩等の油性分散剤、(メタ)アクリル酸−スチレン共重合体、(メタ)アクリル酸−(メタ)アクリル酸エステル共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン等の水溶性樹脂や水溶性高分子化合物、ポリエステル系、変性ポリアクリレート系、エチレンオキサイド/プロピレンオキサイド付加化合物、リン酸エステル系等が用いられ、これらは単独または2種以上を混合して用いることができるが、必ずしもこれらに限定されるものではない。
上記分散剤のうち少量の添加量で分散体の粘度が低くなり、高いコントラストを示すという理由から、塩基性官能基を有する高分子分散剤が好ましく、窒素原子含有グラフト共重合体や、側鎖に3級アミノ基、4級アンモニウム塩基、含窒素複素環などを含む官能基を有する、窒素原子含有アクリル系ブロック共重合体およびウレタン系高分子分散剤などが好ましい。
樹脂型分散剤は、着色剤全量に対して5〜200重量%程度使用することが好ましく、成膜性の観点から10〜100重量%程度使用することがより好ましい。
市販の樹脂型分散剤としては、ビックケミー・ジャパン社製のDsperbyk−101、103、107、108、110、111、116、130、140、154、161、162、163、164、165、166、170、171、174、180、181、182、183、184、185、190、2000、2001、2020、2025、2050、2070、2095、2150、2155またはAnti−Terra−U、203、204、またはBYK−P104、P104S、220S、6919、またはLactimon、Lactimon−WSまたはBykumen等、日本ルーブリゾール社製のSOLSPERSE−3000、9000、13000、13240、13650、13940、16000、17000、18000、20000、21000、24000、26000、27000、28000、31845、32000、32500、32550、33500、32600、34750、35100、36600、38500、41000、41090、53095、55000、76500等、チバ・ジャパン社製のEFKA−46、47、48、452、4008、4009、4010、4015、4020、4047、4050、4055、4060、4080、4400、4401、4402、4403、4406、4408、4300、4310、4320、4330、4340、450、451、453、4540、4550、4560、4800、5010、5065、5066、5070、7500、7554、1101、120、150、1501、1502、1503、等、味の素ファインテクノ社製のアジスパーPA111、PB711、PB821、PB822、PB824等が挙げられる。
(界面活性剤)
界面活性剤としては、ラウリル硫酸ナトリウム、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、スチレン−アクリル酸共重合体のアルカリ塩、ステアリン酸ナトリウム、アルキルナフタリンスルホン酸ナトリウム、アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウム、ラウリル硫酸モノエタノールアミン、ラウリル硫酸トリエタノールアミン、ラウリル硫酸アンモニウム、ステアリン酸モノエタノールアミン、スチレン−アクリル酸共重合体のモノエタノールアミン、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸エステル等のアニオン性界面活性剤、ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート、ポリエチレングリコールモノラウレート等のノニオン性界面活性剤、アルキル4級アンモニウム塩やそれらのエチレンオキサイド付加物等のカオチン性界面活性剤、アルキルジメチルアミノ酢酸ベタイン等のアルキルベタイン、アルキルイミダゾリン等の両性界面活性剤が挙げられ、これらは単独でまたは2種以上を混合して用いることができるが、必ずしもこれらに限定されるものではない。
樹脂型分散剤、界面活性剤を添加する場合の配合量は、着色剤の全量を基準(100重量%)として、好ましくは0.1〜55重量%、さらに好ましくは0.1〜45重量%である。樹脂型分散剤、界面活性剤の配合量が、0.1重量%未満の場合には、添加した効果が得られ難く、配合量が55重量%より多いと、過剰な分散剤により分散に悪影響を及ぼすことがある。
(着色組成物の製造方法)
本発明の着色組成物は、着色剤、バインダー樹脂、および有機溶剤を混合したものを、三本ロールミル、二本ロールミル、サンドミル、ニーダー、またはアトライター等の各種分散機を用いて分散して製造することができる。また、本発明の着色組成物は、着色剤を別々にバインダー樹脂および有機溶剤中に分散したものを混合して製造することもできる。
このように、分散機を用いて着色剤をバインダー樹脂に分散すると、分散が進むにつれ分散粒径は小さくなり、透明性が増し、コントラスト比は上昇するため、分散粒径は小さくなるほどよく、一般的に、300nmくらいから良好な特性が得られるようになる。一方、分散が進行し、分散粒径が小さくなると分散体の粘度が上昇し、かつチキソトロピック性が大きくなる傾向がみられる。カラーフィルタ用感光性着色組成物として用いる場合には、薄膜塗布されかつ塗膜表面が平滑であることが要求されるため、低粘度でかつニュートニアンフローであることが要求される。このため、通常の使用に好ましい粘度やチキソトロピック性を考慮すると、分散粒径を100nm程度に抑えることが好ましい。このように、平均一次粒子径が100nm以下の着色剤を用い、分散粒子の平均粒径を50nmから150nmの範囲内となるように分散度合いを制御することにより、粘度上昇およびチキソトロピック性が最小限に抑えられ、良好な顔料分散体を得ることができる。
(粗大粒子の除去)
カラーフィルタ用着色組成物は、遠心分離、あるいは、焼結フィルタやメンブレンフィルタ等を用いた濾過によって、5μm以上の粗大粒子、好ましくは1μm以上の粗大粒子、さらに好ましくは0.5μm以上の粗大粒子および混入した塵の除去を行うことが好ましい。このように着色組成物は、実質的に0.5μm以上の粒子を含まないことが好ましい。より好ましくは0.3μm以下の粒子を含まないことが好ましい。
<カラーフィルタ用感光性着色組成物>
カラーフィルタ用着色組成物は、さらに光重合性単量体および/または光重合開始剤を添加し、カラーフィルタ用感光性着色組成物として使用することができる。
(光重合性単量体)
カラーフィルタ用着色組成物に添加することができる光重合性単量体には、紫外線や熱などにより硬化して透明樹脂を生成するモノマーもしくはオリゴマーが含まれ、これらを単独で、または2種以上混合して用いることができる。モノマーの配合量は、着色剤の全重量を基準(100重量%)として、5〜400重量%であることが好ましく、光硬化性および現像性の観点から10〜300重量%であることがより好ましい。
紫外線や熱などにより硬化して透明樹脂を生成するモノマー、オリゴマーとしては、例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、β−カルボキシエチル(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジグリシジルエーテルジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAジグリシジルエーテルジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテルジ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、トリシクロデカニル(メタ)アクリレート、エステルアクリレート、メチロール化メラミンの(メタ)アクリル酸エステル、エポキシ(メタ)アクリレート、ウレタンアクリレート等の各種アクリル酸エステルおよびメタクリル酸エステル、(メタ)アクリル酸、スチレン、酢酸ビニル、ヒドロキシエチルビニルエーテル、エチレングリコールジビニルエーテル、ペンタエリスリトールトリビニルエーテル、(メタ)アクリルアミド、N−ヒドロキシメチル(メタ)アクリルアミド、N−ビニルホルムアミド、アクリロニトリル等が挙げられるが、必ずしもこれらに限定されるものではない。
(光重合開始剤)
カラーフィルタ用感光性着色組成物は、該組成物を紫外線照射により硬化させ、フォトリソグラフ法によりフィルタセグメントを形成する場合、光重合開始剤等を加えて溶剤現像型あるいはアルカリ現像型着色レジスト材の形態で調製することができる。光重合開始剤を使用する際の配合量は、着色剤の全量を基準として、2〜200重量%であることが好ましく、光硬化性および現像性の観点から5〜150重量%であることがより好ましい。
光重合開始剤としては、4−フェノキシジクロロアセトフェノン、4−t−ブチル−ジクロロアセトフェノン、ジエトキシアセトフェノン、1−(4−イソプロピルフェニル)−2−ヒドロキシ−2−メチルプロパン−1−オン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2−メチル−1−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルフォリノプロパン−1−オン、2−(ジメチルアミノ)−2−[(4−メチルフェニル)メチル]−1−[4−(4−モルフォリニル)フェニル]−1−ブタノン、または2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)−ブタン−1−オン等のアセトフェノン系化合物;ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、またはベンジルジメチルケタール等のベンゾイン系化合物;ベンゾフェノン、ベンゾイル安息香酸、ベンゾイル安息香酸メチル、4−フェニルベンゾフェノン、ヒドロキシベンゾフェノン、アクリル化ベンゾフェノン、4−ベンゾイル−4’−メチルジフェニルサルファイド、または3,3’,4,4’−テトラ(t−ブチルパーオキシカルボニル)ベンゾフェノン等のベンゾフェノン系化合物;チオキサントン、2−クロルチオキサントン、2−メチルチオキサントン、イソプロピルチオキサントン、2,4−ジイソプロピルチオキサントン、または2,4−ジエチルチオキサントン等のチオキサントン系化合物;2,4,6−トリクロロ−s−トリアジン、2−フェニル−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(p−メトキシフェニル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(p−トリル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−ピペロニル−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2,4−ビス(トリクロロメチル)−6−スチリル−s−トリアジン、2−(ナフト−1−イル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(4−メトキシ−ナフト−1−イル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2,4−トリクロロメチル−(ピペロニル)−6−トリアジン、または2,4−トリクロロメチル−(4’−メトキシスチリル)−6−トリアジン等のトリアジン系化合物;1,2−オクタンジオン,1−〔4−(フェニルチオ)−,2−(O−ベンゾイルオキシム)〕、またはO−(アセチル)−N−(1−フェニル−2−オキソ−2−(4’−メトキシ−ナフチル)エチリデン)ヒドロキシルアミン等のオキシムエステル系化合物;ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)フェニルホスフィンオキサイド、または2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキサイド等のホスフィン系化合物;9,10−フェナンスレンキノン、カンファーキノン、エチルアントラキノン等のキノン系化合物; ボレート系化合物; カルバゾール系化合物;イミダゾール系化合物;あるいは、チタノセン系化合物等が用いられる。
これらの光重合開始剤は1種または必要に応じて任意の比率で2種以上混合して用いることができる。これらの光重合開始剤は、カラーフィルタ用着色組成物中の着色剤の全量を基準(100重量%)として、2〜200重量%であることが好ましく、光硬化性および現像性の観点から5〜150重量%であることがより好ましい。
(増感剤)
さらに、本発明のカラーフィルタ用感光性着色組成物には、増感剤を含有させることができる。
増感剤としては、カルコン誘導体、ジベンザルアセトン等に代表される不飽和ケトン類、ベンジルやカンファーキノン等に代表される1,2−ジケトン誘導体、ベンゾイン誘導体、フルオレン誘導体、ナフトキノン誘導体、アントラキノン誘導体、キサンテン誘導体、チオキサンテン誘導体、キサントン誘導体、チオキサントン誘導体、クマリン誘導体、ケトクマリン誘導体、シアニン誘導体、メロシアニン誘導体、オキソノ−ル誘導体等のポリメチン色素、アクリジン誘導体、アジン誘導体、チアジン誘導体、オキサジン誘導体、インドリン誘導体、アズレン誘導体、アズレニウム誘導体、スクアリリウム誘導体、ポルフィリン誘導体、テトラフェニルポルフィリン誘導体、トリアリールメタン誘導体、テトラベンゾポルフィリン誘導体、テトラピラジノポルフィラジン誘導体、フタロシアニン誘導体、テトラアザポルフィラジン誘導体、テトラキノキサリロポルフィラジン誘導体、ナフタロシアニン誘導体、サブフタロシアニン誘導体、ピリリウム誘導体、チオピリリウム誘導体、テトラフィリン誘導体、アヌレン誘導体、スピロピラン誘導体、スピロオキサジン誘導体、チオスピロピラン誘導体、金属アレーン錯体、有機ルテニウム錯体、またはミヒラーケトン誘導体、α−アシロキシエステル、アシルフォスフィンオキサイド、メチルフェニルグリオキシレート、ベンジル、9,10−フェナンスレンキノン、カンファーキノン、エチルアンスラキノン、4,4’−ジエチルイソフタロフェノン、3,3’または4,4’−テトラ(t−ブチルパーオキシカルボニル)ベンゾフェノン、4,4’−ジエチルアミノベンゾフェノン等が挙げられる。
さらに具体的には、大河原信ら編、「色素ハンドブック」(1986年、講談社)、大河原信ら編、「機能性色素の化学」(1981年、シーエムシー)、池森忠三朗ら編、及び「特殊機能材料」(1986年、シーエムシー)に記載の増感剤が挙げられるがこれらに限定されるものではない。また、その他、紫外から近赤外域にかけての光に対して吸収を示す増感剤を含有させることもできる。
増感剤は、必要に応じて任意の比率で2種以上用いても構わない。増感剤を使用する際の配合量は、着色組成物中に含まれる光重合開始剤の全重量を基準(100重量%)として、3〜60重量%であることが好ましく、光硬化性、現像性の観点から5〜50重量%であることがより好ましい。
(アミン系化合物)
また、本発明のカラーフィルタ用着色組成物には、溶存している酸素を還元する働きのあるアミン系化合物を含有させることができる。
このようなアミン系化合物としては、トリエタノールアミン、メチルジエタノールアミン、トリイソプロパノールアミン、4−ジメチルアミノ安息香酸メチル、4−ジメチルアミノ安息香酸エチル、4−ジメチルアミノ安息香酸イソアミル、安息香酸2−ジメチルアミノエチル、4−ジメチルアミノ安息香酸2−エチルヘキシル、及びN,N−ジメチルパラトルイジン等が挙げられる。
(レベリング剤)
本発明のカラーフィルタ用着色組成物には、透明基板上での組成物のレベリング性を良くするため、レベリング剤を添加することが好ましい。レベリング剤としては、主鎖にポリエーテル構造またはポリエステル構造を有するジメチルシロキサンが好ましい。主鎖にポリエーテル構造を有するジメチルシロキサンの具体例としては、東レ・ダウコーニング社製FZ−2122、ビックケミー社製BYK−333などが挙げられる。主鎖にポリエステル構造を有するジメチルシロキサンの具体例としては、ビックケミー社製BYK−310、BYK−370などが挙げられる。主鎖にポリエーテル構造を有するジメチルシロキサンと、主鎖にポリエステル構造を有するジメチルシロキサンとは、併用することもできる。レベリング剤の含有量は通常、着色組成物の全重量を基準(100重量%)として、0.003〜0.5重量%用いることが好ましい。
レベリング剤として特に好ましいものとしては、分子内に疎水基と親水基を有するいわゆる界面活性剤の一種で、親水基を有しながらも水に対する溶解性が小さく、着色組成物に添加した場合、その表面張力低下能が低いという特徴を有し、さらに表面張力低下能が低いにも拘らずガラス板への濡れ性が良好なものが有用であり、泡立ちによる塗膜の欠陥が出現しない添加量において十分に帯電性を抑止できるものが好ましく使用できる。このような好ましい特性を有するレベリング剤として、ポリアルキレンオキサイド単位を有するジメチルポリシロキサンが好ましく使用できる。ポリアルキレンオキサイド単位としては、ポリエチレンオキサイド単位、ポリプロピレンオキサイド単位があり、ジメチルポリシロキサンは、ポリエチレンオキサイド単位とポリプロピレンオキサイド単位とを共に有していてもよい。
また、ポリアルキレンオキサイド単位のジメチルポリシロキサンとの結合形態は、ポリアルキレンオキサイド単位がジメチルポリシロキサンの繰り返し単位中に結合したペンダント型、ジメチルポリシロキサンの末端に結合した末端変性型、ジメチルポリシロキサンと交互に繰り返し結合した直鎖状のブロックコポリマー型のいずれであってもよい。ポリアルキレンオキサイド単位を有するジメチルポリシロキサンは、東レ・ダウコーニング株式会社から市販されており、例えば、FZ−2110、FZ−2122、FZ−2130、FZ−2166、FZ−2191、FZ−2203、FZ−2207が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
レベリング剤には、アニオン性、カチオン性、ノニオン性、または両性の界面活性剤を補助的に加えることも可能である。界面活性剤は、2種以上混合して使用しても構わない。
レベリング剤に補助的に加えるアニオン性界面活性剤としては、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、スチレン−アクリル酸共重合体のアルカリ塩、アルキルナフタリンスルホン酸ナトリウム、アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウム、ラウリル硫酸モノエタノールアミン、ラウリル硫酸トリエタノールアミン、ラウリル硫酸アンモニウム、ステアリン酸モノエタノールアミン、ステアリン酸ナトリウム、ラウリル硫酸ナトリウム、スチレン−アクリル酸共重合体のモノエタノールアミン、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸エステルなどが挙げられる。
レベリング剤に補助的に加えるカオチン性界面活性剤としては、アルキル4級アンモニウム塩やそれらのエチレンオキサイド付加物が挙げられる。レベリング剤に補助的に加えるノニオン性界面活性剤としては、ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート、ポリエチレングリコールモノラウレートなどの;アルキルジメチルアミノ酢酸ベタインなどのアルキルベタイン、アルキルイミダゾリンなどの両性界面活性剤、また、フッ素系やシリコーン系の界面活性剤が挙げられる。
(硬化剤、硬化促進剤)
また本発明のカラーフィルタ用着色組成物には、熱硬化性樹脂の硬化を補助するため、必要に応じて、硬化剤、硬化促進剤などを含んでいてもよい。硬化剤としては、フェノール系樹脂、アミン系化合物、酸無水物、活性エステル、カルボン酸系化合物、スルホン酸系化合物などが有効であるが、特にこれらに限定されるものではなく、熱硬化性樹脂と反応し得るものであれば、いずれの硬化剤を使用してもよい。また、これらの中でも、1分子内に2個以上のフェノール性水酸基を有する化合物、アミン系硬化剤が好ましく挙げられる。前記硬化促進剤としては、例えば、アミン化合物(例えば、ジシアンジアミド、ベンジルジメチルアミン、4−(ジメチルアミノ)−N,N−ジメチルベンジルアミン、4−メトキシ−N,N−ジメチルベンジルアミン、4−メチル−N,N−ジメチルベンジルアミン等)、4級アンモニウム塩化合物(例えば、トリエチルベンジルアンモニウムクロリド等)、ブロックイソシアネート化合物(例えば、ジメチルアミン等)、イミダゾール誘導体二環式アミジン化合物及びその塩(例えば、イミダゾール、2−メチルイミダゾール、2−エチルイミダゾール、2−エチル−4−メチルイミダゾール、2−フェニルイミダゾール、4−フェニルイミダゾール、1−シアノエチル−2−フェニルイミダゾール、1−(2−シアノエチル)−2−エチル−4−メチルイミダゾール等)、リン化合物(例えば、トリフェニルホスフィン等)、グアナミン化合物(例えば、メラミン、グアナミン、アセトグアナミン、ベンゾグアナミン等)、S−トリアジン誘導体(例えば、2,4−ジアミノ−6−メタクリロイルオキシエチル−S−トリアジン、2−ビニル−2,4−ジアミノ−S−トリアジン、2−ビニル−4,6−ジアミノ−S−トリアジン・イソシアヌル酸付加物、2,4−ジアミノ−6−メタクリロイルオキシエチル−S−トリアジン・イソシアヌル酸付加物等)などを用いることができる。これらは1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。前記硬化促進剤の含有量としては、熱硬化性樹脂全量に対し、0.01〜15重量%が好ましい。
(その他の添加剤成分)
本発明のカラーフィルタ用着色組成物には、組成物の経時粘度を安定化させるために貯蔵安定剤を含有させることができる。また、透明基板との密着性を高めるためにシランカップリング剤等の密着向上剤を含有させることもできる。
貯蔵安定剤としては、例えば、ベンジルトリメチルクロライド、ジエチルヒドロキシアミンなどの4級アンモニウムクロライド、乳酸、シュウ酸などの有機酸およびそのメチルエーテル、t−ブチルピロカテコール、テトラエチルホスフィン、テトラフェニルフォスフィンなどの有機ホスフィン、亜リン酸塩等が挙げられる。貯蔵安定剤は、着色剤の全量を基準(100重量%)として、0.1〜10重量%の量で用いることができる。
密着向上剤としては、ビニルトリス(β−メトキシエトキシ)シラン、ビニルエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン等のビニルシラン類、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン等の(メタ)アクリルシラン類、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)メチルトリメトキシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリエトキシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)メチルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン等のエポキシシラン類、N−β(アミノエチル)γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−β(アミノエチル)γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−β(アミノエチル)γ−アミノプロピルメチルジエトキシシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−フェニル−γ−アミノプロピルトリエトキシシラン等のアミノシラン類、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリエトキシシラン等のチオシラン類等のシランカップリング剤が挙げられる。密着向上剤は、着色組成物中の着色剤の全量を基準(100重量%)として、0.01〜10重量%、好ましくは0.05〜5重量%の量で用いることができる。
<カラーフィルタ>
次に、本発明のカラーフィルタについて説明する。カラーフィルタは、カラーフィルタ用着色組成物を用いて形成されたフィルタセグメントを具備するものである。カラーフィルタとしては、赤色フィルタセグメント、緑色フィルタセグメント、および青色フィルタセグメントを具備するものが挙げられ、前記フィルタセグメントは、スピンコート方式あるいはダイコート方式によってカラーフィルタ用着色組成物を塗布したのち、紫外線等の活性エネルギー線を照射してフィルタセグメントとなる部分を硬化し、ついで現像することにより、基板上に形成される。その中の赤色フィルタセグメントが、本発明の着色剤を含有する着色組成物または感光性着色組成物から形成される。
緑色フィルタセグメントは、緑色顔料と顔料担体を含む通常の緑色着色組成物あるいは緑色感光性着色組成物を用いて形成することができる。緑色顔料としては、例えばC.I.ピグメント グリーン7、10、36、37、58等が用いられる。また、アルミニウムフタロシアニンなどの青色顔料も使用することができる。
また、緑色着色組成物あるいは緑色感光性着色組成物には、黄色顔料を併用することができる。併用可能な黄色顔料としては、C.I.ピグメント イエロー1、2、3、4、5、6、10、12、13、14、15、16、17、18、24、31、32、34、35、35:1、36、36:1、37、37:1、40、42、43、53、55、60、61、62、63、65、73、74、77、81、83、93、94、95、97、98、100、101、104、106、108、109、110、113、114、115、116、117、118、119、120、123、126、127、128、129、138、139、147、150、151、152、153、154、155、156、161、162、164、166、167、168、169、170、171、172、173、174、175、176、177、179、180、181、182、185、187、188、193、194、198、199、213、214、218、219、220、または221等の黄色顔料を挙げることができる。また黄色を呈する塩基性染料、酸性染料の造塩化合物を併用することもできる。
青色フィルタセグメントは、青色顔料と顔料担体を含む通常の青色着色組成物あるいは青色感光性着色組成物を用いて形成することができる。青色顔料としては、例えばC.I.ピグメント ブルー 15、15:1、15:2、15:3、15:4、15:6、16、22、60、64等が用いられる。また青色着色組成物あるいは青色感光性着色組成物には、紫色顔料を併用することができる。併用可能な紫色顔料としては、C.I.ピグメント バイオレット 1、19、23、27、29、30、32、37、40、42、50等の紫色顔料を挙げることができる。また、青色や紫色を呈する塩基性染料、酸性染料の造塩化合物を使用することもできる。染料を使用する場合、キサンテン系染料が耐熱性と輝度の点で好ましい。
(カラーフィルタの製造方法)
カラーフィルタは、印刷法またはフォトリソグラフィー法により、製造することができる。
印刷法によるフィルタセグメントの形成は、印刷インキとして調製した着色組成物の印刷と乾燥を繰り返すだけでパターン化ができるため、カラーフィルタの製造法としては、低コストで量産性に優れている。さらに、印刷技術の発展により高い寸法精度および平滑度を有する微細パターンの印刷を行うことができる。印刷を行うためには、印刷の版上にて、あるいはブランケット上にてインキが乾燥、固化しないような組成とすることが好ましい。また、印刷機上でのインキの流動性の制御も重要であり、分散剤や体質顔料によるインキ粘度の調整を行うこともできる。
フォトリソグラフィー法によりフィルタセグメントを形成する場合は、上記溶剤現像型あるいはアルカリ現像型着色レジスト材として調製した着色組成物を、透明基板上に、スプレーコートやスピンコート、スリットコート、ロールコート等の塗布方法により、乾燥膜厚が0.2〜5μmとなるように塗布する。必要により乾燥された膜には、この膜と接触あるいは非接触状態で設けられた所定のパターンを有するマスクを通して紫外線露光を行う。その後、溶剤またはアルカリ現像液に浸漬するかもしくはスプレーなどにより現像液を噴霧して未硬化部を除去して所望のパターンを形成したのち、同様の操作を他色について繰り返してカラーフィルタを製造することができる。さらに、着色レジスト材の重合を促進するため、必要に応じて加熱を施すこともできる。フォトリソグラフィー法によれば、上記印刷法より精度の高いカラーフィルタが製造できる。
現像に際しては、アルカリ現像液として炭酸ナトリウム、水酸化ナトリウム等の水溶液が使用され、ジメチルベンジルアミン、トリエタノールアミン等の有機アルカリを用いることもできる。また、現像液には、消泡剤や界面活性剤を添加することもできる。なお、紫外線露光感度を上げるために、上記着色レジストを塗布乾燥後、水溶性あるいはアルカリ水溶性樹脂、例えばポリビニルアルコールや水溶性アクリル樹脂等を塗布乾燥し酸素による重合阻害を防止する膜を形成した後、紫外線露光を行うこともできる。
本発明のカラーフィルタは、上記方法の他に電着法、転写法などにより製造することができるが、本発明の着色組成物または感光性着色組成物はいずれの方法にも用いることができる。なお、電着法は、基板上に形成した透明導電膜を利用して、コロイド粒子の電気泳動により各色フィルタセグメントを透明導電膜の上に電着形成することでカラーフィルタを製造する方法である。また、転写法は剥離性の転写ベースシートの表面に、あらかじめフィルタセグメントを形成しておき、このフィルタセグメントを所望の基板に転写させる方法である。
透明基板あるいは反射基板上に各色フィルタセグメントを形成する前に、あらかじめブラックマトリクスを形成することができる。ブラックマトリクスとしては、クロムやクロム/酸化クロムの多層膜、窒化チタニウムなどの無機膜や、遮光剤を分散した樹脂膜が用いられるが、これらに限定されない。また、上記の透明基板あるいは反射基板上に薄膜トランジスター(TFT)をあらかじめ形成しておき、その後に各色フィルタセグメントを形成することもできる。また本発明のカラーフィルタ上には、必要に応じてオーバーコート膜や透明導電膜などが形成される。
以下に、本発明を実施例に基づいて説明するが、本発明はこれによって限定されるものではない。なお、実施例中、特に断りのない限り、「部」および「%」は、「重量部」および「重量%」をそれぞれ表す。
また、顔料の平均一次粒子径、顔料の同定方法、樹脂の重量平均分子量(Mw)および樹脂の酸価は、以下の方法により決定した。
(顔料の平均一次粒子径)
次のような方法により、顔料の平均一次粒子径を測定(算出)した。
顔料の粉末にプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートを加え、樹脂型分散剤としてDisperbyk−161を少量添加し、超音波洗浄機で1分間分散し、測定用試料を調製した。この試料を透過型電子顕微鏡(日本電子社製「JEM-1200EX」)により、100個以上の顔料の一次粒子が確認出来る写真を3枚(3視野分)撮影し、それぞれ左上から順番に100個の1次粒子の大きさを測定した。具体的には、個々の顔料の一次粒子の短軸径と長軸径をnm単位で計測し、その平均をその顔料の一次粒子径とし、合計300個の分布を5nm刻みで作成し、5nm刻みの中央値(例えば6nm以上10nm以下の場合は8nm)をそれらの粒子の粒子径として近似し、それぞれの粒子径とその数を基に計算することで個数平均粒子径を算出した。
(顔料の同定方法)
本発明の着色剤を構成する顔料の同定に際しては、ブルカー・ダルトニクス社製MALDI質量分析装置autoflex III(以下、TOF−MSと称す)を用い、得られたマススペクトラムの分子イオンピークと、計算によって得られる質量数との一致、さらに、パーキン・エルマー社製 2400 CHN Element Analyserを用い、得られる炭素、水素、窒素の比率と、理論値との一致をもって同定した。
(樹脂の重合平均分子量(Mw))
樹脂の重合平均分子量(Mw)は、TSKgelカラム(東ソー社製)を用い、RI検出器を装備したGPC(東ソー社製、HLC−8120GPC)で、展開溶媒にテトラヒドロフラン(THF)を用いて測定したポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)である。
(樹脂の酸価)
樹脂溶液0.5〜1.0部に、アセトン80部および水10部を加えて攪拌して均一に溶解させ、0.1mol/LのKOH水溶液を滴定液として、自動滴定装置(「COM−555」平沼産業製)を用いて滴定し、樹脂溶液の酸価を測定した。そして、樹脂溶液の酸価と樹脂溶液の固形分濃度から、樹脂の固形分あたりの酸価を算出した。
(バインダー樹脂溶液の製造方法)
(アクリル樹脂溶液1の調製)
セパラブル4口フラスコに温度計、冷却管、窒素ガス導入管、滴下管および撹拌装置を取り付けた反応容器にシクロヘキサノン196部を仕込み、80℃に昇温し、反応容器内を窒素置換した後、滴下管より、n−ブチルメタクリレート37.2部、2−ヒドロキシエチルメタクリレート12.9部、メタクリル酸12.0部、パラクミルフェノールエチレンオキサイド変性アクリレート(東亞合成株式会社製「アロニックスM110」)20.7部、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル1.1部の混合物を2時間かけて滴下した。滴下終了後、更に3時間反応を継続し、アクリル樹脂の溶液を得た。室温まで冷却した後、樹脂溶液約2部をサンプリングして180℃、20分加熱乾燥して不揮発分を測定し、先に合成した樹脂溶液に不揮発分が20%になるようにメトキシプロピルアセテートを添加してアクリル樹脂溶液1を調製した。重量平均分子量(Mw)は26000であった。
(アクリル樹脂溶液2の調製)
セパラブル4口フラスコに温度計、冷却管、窒素ガス導入管、滴下管および撹拌装置を取り付けた反応容器にシクロヘキサノン207部を仕込み、80℃に昇温し、反応容器内を窒素置換した後、滴下管より、メタクリル酸20部、パラクミルフェノールエチレンオキサイド変性アクリレート(東亜合成社製アロニックスM110)20部、メタクリル酸メチル45部、2−ヒドロキシエチルメタクリレート8.5部、及び2,2'−アゾビスイソブチロニトリル1.33部の混合物を2時間かけて滴下した。滴下終了後、更に3時間反応を継続し、共重合体樹脂溶液を得た。次に得られた共重合体溶液全量に対して、窒素ガスを停止し乾燥空気を1時間注入しながら攪拌したのちに、室温まで冷却した後、2−メタクリロイルオキシエチルイソシアネート(昭和電工社製カレンズMOI)6.5部、ラウリン酸ジブチル錫0.08部、シクロヘキサノン26部の混合物を70℃で3時間かけて滴下した。滴下終了後、更に1時間反応を継続し、アクリル樹脂の溶液を得た。室温まで冷却した後、樹脂溶液約2部をサンプリングして180℃、20分加熱乾燥して不揮発分を測定し、先に合成した樹脂溶液に不揮発分が20%になるようにシクロヘキサノンを添加してアクリル樹脂溶液2を調製した。重量平均分子量(Mw)は18000であった。
(着色剤の製造方法)
本発明の着色剤を構成する顔料の具体的な製造方法(合成方法)を、以下、実施例にて具体的に記す。
[実施例1]
(赤色着色剤1(RP−1)の製造)
以下に、前記アゾ顔料1の具体的な合成方法をその反応スキーム(下記反応スキームA)とともに示す。本発明に係る他のアゾ顔料も同様のスキームに従って合成することができる。なお、アゾ顔料の製造方法(合成方法)は以下の方法に限定されるものではない。
Figure 2014160160
(1)アゾ化合物aの合成
水1500部に4−メトキシ−3−アミノ−安息香酸アミド62部を加えた後、35%塩酸147部を加え、−2〜0℃になるよう冷却した。この溶液に25%亜硝酸ナトリウム水溶液104部を加えた後、0〜5℃に保持しながら、30分間攪拌し、ジアゾニウム溶液を調整した。別途、2,3−ヒドロキシナフトエ酸70部と、25%水酸化ナトリウム溶液158部、水1500部からなるカップラー溶液を調整した。調整したジアゾニウム溶液とカップラー溶液を、同時にpH5.4の酢酸バッファー溶液3000部に10分間で滴下した。滴下終了後、室温で30分間攪拌した後、さらに、80℃に保持しながら攪拌し、析出した反応物をろ取し、熱湯で洗浄後、乾燥して化合物(B)を132部(収率:98.0%)得た。
(1)アゾ顔料1の合成
O−キシレン900部に、化合物(B)122部、およびN,N−ジメチルホルムアミド10部を加え、85℃に加熱後、塩化チオニル42部を30分間で滴下した。滴下終了後、2時間還流した。別途調製した1,4−フェニレンジアミン17部とO−キシレン1500部を85℃に加熱した溶液に、上記反応溶液を1時間かけて滴下し、4時間加熱還流した。この反応液を95℃に冷却後、28%アンモニア水溶液20部および水20部を加え、95〜100℃にて30分間攪拌後、析出した反応物をろ取し、O−キシレン、メタノール、および熱湯で洗浄後、乾燥してアゾ顔料1を99部(収率:78.9%)得た。TOF−MSによる質量分析の結果、および元素分析の結果から、アゾ顔料1であることを同定した。表1に、元素分析の結果を示す。
次に、上記アゾ顔料1を80部、塩化ナトリウム800部、およびジエチレングリコール90部をステンレス製1ガロンニーダー(井上製作所社製)に仕込み、60℃で6時間混練し、ソルトミリング処理した。得られた混練物を3リットルの温水に投入し、70℃に加熱しながら1時間撹拌してスラリー状とし、濾過、水洗を繰り返して塩化ナトリウムおよびジエチレングリコールを除いた後、80℃で一昼夜乾燥し、78部の赤色着色剤1(RP−1)を得た。平均一次粒子径は38nmであった。
[実施例2]
<赤色着色剤2(RP−2)の製造>
(アゾ顔料2の合成)
実施例1で使用した1,4−フェニレンジアミン17部のかわりに、2,5−ジメチル−1,4−フェニレンジアミン21部を使用した以外は、実施例1と同様の操作を行い、アゾ顔料2を105部(収率:80.8%)得た。TOF−MSによる質量分析の結果、および元素分析の結果から、アゾ顔料2であることを同定した。
次に、上記アゾ顔料2を80部、塩化ナトリウム800部、およびジエチレングリコール90部をステンレス製1ガロンニーダー(井上製作所社製)に仕込み、60℃で6時間混練し、ソルトミリング処理した。得られた混練物を3リットルの温水に投入し、70℃に加熱しながら1時間撹拌してスラリー状とし、濾過、水洗を繰り返して塩化ナトリウムおよびジエチレングリコールを除いた後、80℃で一昼夜乾燥し、78部の赤色着色剤2(RP−2)を得た。平均一次粒子径は41nmであった。
[実施例3]
<赤色着色剤3(RP−3)の製造>
(アゾ顔料3の合成)
実施例1で使用した1,4−フェニレンジアミン17部のかわりに、2−メチル−5−クロロ−1,4−フェニレンジアミン24部を使用した以外は、実施例1と同様の操作を行い、アゾ顔料3を113部(収率:84.9)得た。TOF−MSによる質量分析の結果、および元素分析の結果から、アゾ顔料3であることを同定した。
次に、上記アゾ顔料3を80部、塩化ナトリウム800部、およびジエチレングリコール90部をステンレス製1ガロンニーダー(井上製作所社製)に仕込み、60℃で6時間混練し、ソルトミリング処理した。得られた混練物を3リットルの温水に投入し、70℃に加熱しながら1時間撹拌してスラリー状とし、濾過、水洗を繰り返して塩化ナトリウムおよびジエチレングリコールを除いた後、80℃で一昼夜乾燥し、78部の赤色着色剤3(RP−3)を得た。平均一次粒子径は43nmであった。
[実施例4]
<赤色着色剤4(RP−4)の製造>
(アゾ顔料4の合成)
実施例1で使用した1,4−フェニレンジアミン17部のかわりに、2,5−ジクロロ−1,4−フェニレンジアミン28部を使用した以外は、実施例1と同様の操作を行い、アゾ顔料4を121部(収率:88.8%)得た。TOF−MSによる質量分析の結果、および元素分析の結果から、アゾ顔料4であることを同定した。
次に、上記アゾ顔料4を80部、塩化ナトリウム800部、およびジエチレングリコール90部をステンレス製1ガロンニーダー(井上製作所社製)に仕込み、60℃で6時間混練し、ソルトミリング処理した。得られた混練物を3リットルの温水に投入し、70℃に加熱しながら1時間撹拌してスラリー状とし、濾過、水洗を繰り返して塩化ナトリウムおよびジエチレングリコールを除いた後、80℃で一昼夜乾燥し、78部の赤色着色剤4(RP−4)を得た。平均一次粒子径は40nmであった。
[実施例5]
<赤色着色剤5(RP−5)の製造>
(アゾ顔料5の合成)
実施例1で使用した1,4−フェニレンジアミン17部のかわりに、2−クロロ−1,4−フェニレンジアミン22部を使用した以外は、実施例1と同様の操作を行い、アゾ顔料5を117部(収率:89.4%)得た。TOF−MSによる質量分析の結果、および元素分析の結果から、アゾ顔料5であることを同定した。
次に、上記アゾ顔料5を80部、塩化ナトリウム800部、およびジエチレングリコール90部をステンレス製1ガロンニーダー(井上製作所社製)に仕込み、60℃で6時間混練し、ソルトミリング処理した。得られた混練物を3リットルの温水に投入し、70℃に加熱しながら1時間撹拌してスラリー状とし、濾過、水洗を繰り返して塩化ナトリウムおよびジエチレングリコールを除いた後、80℃で一昼夜乾燥し、78部の赤色着色剤5(RP−5)を得た。平均一次粒子径は37nmであった。
[実施例6]
<赤色着色剤6(RP−6)の製造>
(アゾ顔料6の合成)
実施例1で使用した1,4−フェニレンジアミン17部のかわりに、2−クロロ−5−メトキシ−1,4−フェニレンジアミン27部を使用した以外は、実施例1と同様の操作を行い、アゾ顔料6を115部(収率:84.8%)得た。TOF−MSによる質量分析の結果、および元素分析の結果から、アゾ顔料6であることを同定した。
次に、上記アゾ顔料6を80部、塩化ナトリウム800部、およびジエチレングリコール90部をステンレス製1ガロンニーダー(井上製作所社製)に仕込み、60℃で6時間混練し、ソルトミリング処理した。得られた混練物を3リットルの温水に投入し、70℃に加熱しながら1時間撹拌してスラリー状とし、濾過、水洗を繰り返して塩化ナトリウムおよびジエチレングリコールを除いた後、80℃で一昼夜乾燥し、78部の赤色着色剤6(RP−6)を得た。平均一次粒子径は36nmであった。
[実施例7]
<赤色着色剤7(RP−7)の製造>
(アゾ顔料7の合成)
実施例1で使用した1,4−フェニレンジアミン17部のかわりに、2,5−ジメトキシ−1,4−フェニレンジアミン26部を使用した以外は、実施例1と同様の操作を行い、アゾ顔料7を107部(収率:79.4%)得た。TOF−MSによる質量分析の結果、および元素分析の結果から、アゾ顔料7であることを同定した。
次に、上記アゾ顔料7を80部、塩化ナトリウム800部、およびジエチレングリコール90部をステンレス製1ガロンニーダー(井上製作所社製)に仕込み、60℃で6時間混練し、ソルトミリング処理した。得られた混練物を3リットルの温水に投入し、70℃に加熱しながら1時間撹拌してスラリー状とし、濾過、水洗を繰り返して塩化ナトリウムおよびジエチレングリコールを除いた後、80℃で一昼夜乾燥し、78部の赤色着色剤7(RP−7)を得た。平均一次粒子径は42nmであった。
[実施例8]
<赤色着色剤8(RP−8)の製造>
(アゾ顔料8の合成)
実施例1で使用した1,4−フェニレンジアミン17部のかわりに、2−クロロ−5−トリフルオロメチル−1,4−フェニレンジアミン33部を使用した以外は、実施例1と同様の操作を行い、アゾ顔料8を120部(収率:84.8%)得た。TOF−MSによる質量分析の結果、および元素分析の結果から、アゾ顔料8であることを同定した。
次に、上記アゾ顔料8を80部、塩化ナトリウム800部、およびジエチレングリコール90部をステンレス製1ガロンニーダー(井上製作所社製)に仕込み、60℃で6時間混練し、ソルトミリング処理した。得られた混練物を3リットルの温水に投入し、70℃に加熱しながら1時間撹拌してスラリー状とし、濾過、水洗を繰り返して塩化ナトリウムおよびジエチレングリコールを除いた後、80℃で一昼夜乾燥し、78部の赤色着色剤8(RP−8)を得た。平均一次粒子径は40nmであった。
[実施例9]
<赤色着色剤9(RP−9)の製造>
(アゾ顔料9の合成)
実施例1で使用した1,4−フェニレンジアミン17部のかわりに、2−トリフルオロメチル−1,4−フェニレンジアミン28部を使用した以外は、実施例1と同様の操作を行い、アゾ顔料9を116部(収率:85.2%)得た。TOF−MSによる質量分析の結果、および元素分析の結果から、アゾ顔料9であることを同定した。
次に、上記アゾ顔料9を80部、塩化ナトリウム800部、およびジエチレングリコール90部をステンレス製1ガロンニーダー(井上製作所社製)に仕込み、60℃で6時間混練し、ソルトミリング処理した。得られた混練物を3リットルの温水に投入し、70℃に加熱しながら1時間撹拌してスラリー状とし、濾過、水洗を繰り返して塩化ナトリウムおよびジエチレングリコールを除いた後、80℃で一昼夜乾燥し、78部の赤色着色剤9(RP−9)を得た。平均一次粒子径は35nmであった。
[実施例10]
<赤色着色剤10(RP−10)の製造>
(アゾ顔料10の合成)
実施例1で使用した1,4−フェニレンジアミン17部のかわりに、2−ニトロ−1,4−フェニレンジアミン24部を使用した以外は、実施例1と同様の操作を行い、アゾ顔料10を119部(収率:89.9%)得た。TOF−MSによる質量分析の結果、および元素分析の結果から、アゾ顔料10であることを同定した。
次に、上記アゾ顔料10を80部、塩化ナトリウム800部、およびジエチレングリコール90部をステンレス製1ガロンニーダー(井上製作所社製)に仕込み、60℃で6時間混練し、ソルトミリング処理した。得られた混練物を3リットルの温水に投入し、70℃に加熱しながら1時間撹拌してスラリー状とし、濾過、水洗を繰り返して塩化ナトリウムおよびジエチレングリコールを除いた後、80℃で一昼夜乾燥し、78部の赤色着色剤10(RP−10)を得た。平均一次粒子径は39nmであった。
[実施例11]
<赤色着色剤11(RP−11)の製造>
(アゾ顔料11の合成)
実施例1で使用した1,4−フェニレンジアミン17部のかわりに、2−シアノ−1,4−フェニレンジアミン21部を使用した以外は、実施例1と同様の操作を行い、アゾ顔料11を116部(収率:89.7%)得た。TOF−MSによる質量分析の結果、および元素分析の結果から、アゾ顔料11であることを同定した。
次に、上記アゾ顔料11を80部、塩化ナトリウム800部、およびジエチレングリコール90部をステンレス製1ガロンニーダー(井上製作所社製)に仕込み、60℃で6時間混練し、ソルトミリング処理した。得られた混練物を3リットルの温水に投入し、70℃に加熱しながら1時間撹拌してスラリー状とし、濾過、水洗を繰り返して塩化ナトリウムおよびジエチレングリコールを除いた後、80℃で一昼夜乾燥し、78部の赤色着色剤11(RP−11)を得た。平均一次粒子径は41nmであった。
[実施例12]
<赤色着色剤12(RP−12)の製造>
(アゾ顔料12の合成)
実施例1で使用した4−メトキシ−3−アミノ−安息香酸アミド62部のかわりに、4−メトキシ−3−アミノ−安息香酸アニリド90部、1,4−フェニレンジアミン17部のかわりに、2,5−ジメトキシ−1,4−フェニレンジアミン22部を使用した以外は、実施例1と同様の操作を行い、アゾ顔料12を105部(収率:79.3%)得た。TOF−MSによる質量分析の結果、および元素分析の結果から、アゾ顔料12であることを同定した。
次に、上記アゾ顔料12を80部、塩化ナトリウム800部、およびジエチレングリコール90部をステンレス製1ガロンニーダー(井上製作所社製)に仕込み、60℃で6時間混練し、ソルトミリング処理した。得られた混練物を3リットルの温水に投入し、70℃に加熱しながら1時間撹拌してスラリー状とし、濾過、水洗を繰り返して塩化ナトリウムおよびジエチレングリコールを除いた後、80℃で一昼夜乾燥し、78部の赤色着色剤12(RP−12)を得た。平均一次粒子径は36nmであった。
[実施例13]
<赤色着色剤13(RP−13)の製造>
(アゾ顔料13の合成)
実施例1で使用した4−メトキシ−3−アミノ−安息香酸アミド62部のかわりに、4−メトキシ−3−アミノ−安息香酸アニリド90部、1,4−フェニレンジアミン17部のかわりに、2,5−ジクロロ−1,4−フェニレンジアミン23部を使用した以外は、実施例1と同様の操作を行い、アゾ顔料13を119部(収率:89.1%)得た。TOF−MSによる質量分析の結果、および元素分析の結果から、アゾ顔料13であることを同定した。
次に、上記アゾ顔料13を80部、塩化ナトリウム800部、およびジエチレングリコール90部をステンレス製1ガロンニーダー(井上製作所社製)に仕込み、60℃で6時間混練し、ソルトミリング処理した。得られた混練物を3リットルの温水に投入し、70℃に加熱しながら1時間撹拌してスラリー状とし、濾過、水洗を繰り返して塩化ナトリウムおよびジエチレングリコールを除いた後、80℃で一昼夜乾燥し、78部の赤色着色剤13(RP−13)を得た。平均一次粒子径は39nmであった。
[実施例14]
<赤色着色剤14(RP−14)の製造>
(アゾ顔料14の合成)
実施例1で使用した4−メトキシ−3−アミノ−安息香酸アミド62部のかわりに、4−メトキシ−3−アミノ−安息香酸アニリド90部、1,4−フェニレンジアミン17部のかわりに、2−クロロ−5−メチル−1,4−フェニレンジアミン20部を使用した以外は、実施例1と同様の操作を行い、アゾ顔料14を111部(収率:84.8%)得た。TOF−MSによる質量分析の結果、および元素分析の結果から、アゾ顔料14であることを同定した。
次に、上記アゾ顔料14を80部、塩化ナトリウム800部、およびジエチレングリコール90部をステンレス製1ガロンニーダー(井上製作所社製)に仕込み、60℃で6時間混練し、ソルトミリング処理した。得られた混練物を3リットルの温水に投入し、70℃に加熱しながら1時間撹拌してスラリー状とし、濾過、水洗を繰り返して塩化ナトリウムおよびジエチレングリコールを除いた後、80℃で一昼夜乾燥し、78部の赤色着色剤14(RP−14)を得た。平均一次粒子径は35nmであった。
[実施例15]
<赤色着色剤15(RP−15)の製造>
(アゾ顔料15の合成)
実施例1で使用した4−メトキシ−3−アミノ−安息香酸アミド62部のかわりに、4−メトキシ−3−アミノ−安息香酸アニリド90部、1,4−フェニレンジアミン17部のかわりに、2−クロロ−5−メトキシ−1,4−フェニレンジアミン23部を使用した以外は、実施例1と同様の操作を行い、アゾ顔料15を113部(収率:85.0%)得た。TOF−MSによる質量分析の結果、および元素分析の結果から、アゾ顔料15であることを同定した。
次に、上記アゾ顔料1を80部、塩化ナトリウム800部、およびジエチレングリコール90部をステンレス製1ガロンニーダー(井上製作所社製)に仕込み、60℃で6時間混練し、ソルトミリング処理した。得られた混練物を3リットルの温水に投入し、70℃に加熱しながら1時間撹拌してスラリー状とし、濾過、水洗を繰り返して塩化ナトリウムおよびジエチレングリコールを除いた後、80℃で一昼夜乾燥し、78部の赤色着色剤15(RP−15)を得た。平均一次粒子径は38nmであった。
[実施例16]
<赤色着色剤16(RP−16)の製造>
(アゾ顔料16の合成)
実施例1で使用した4−メトキシ−3−アミノ−安息香酸アミド62部のかわりに、4−メトキシ−3−アミノ−安息香酸アニリド90部、1,4−フェニレンジアミン17部のかわりに、2−クロロ−5−トリフルオロメチル−1,4−フェニレンジアミン28部を使用した以外は、実施例1と同様の操作を行い、アゾ顔料16を117部(収率:84.8%)得た。TOF−MSによる質量分析の結果、および元素分析の結果から、アゾ顔料16であることを同定した。
次に、上記アゾ顔料16を80部、塩化ナトリウム800部、およびジエチレングリコール90部をステンレス製1ガロンニーダー(井上製作所社製)に仕込み、60℃で6時間混練し、ソルトミリング処理した。得られた混練物を3リットルの温水に投入し、70℃に加熱しながら1時間撹拌してスラリー状とし、濾過、水洗を繰り返して塩化ナトリウムおよびジエチレングリコールを除いた後、80℃で一昼夜乾燥し、78部の赤色着色剤16(RP−16)を得た。平均一次粒子径は40nmであった。
[実施例17]
<赤色着色剤17(RP−17)の製造>
(アゾ顔料17の合成)
実施例1で使用した4−メトキシ−3−アミノ−安息香酸アミド62部のかわりに、4−メトキシ−3−アミノ−安息香酸−(3’−クロロ)−アニリド103部、1,4−フェニレンジアミン17部のかわりに、2,5−ジクロロ−1,4−フェニレンジアミン22部を使用した以外は、実施例1と同様の操作を行い、アゾ顔料17を118部(収率:89.0%)得た。TOF−MSによる質量分析の結果、および元素分析の結果から、アゾ顔料17であることを同定した。
次に、上記アゾ顔料17を80部、塩化ナトリウム800部、およびジエチレングリコール90部をステンレス製1ガロンニーダー(井上製作所社製)に仕込み、60℃で6時間混練し、ソルトミリング処理した。得られた混練物を3リットルの温水に投入し、70℃に加熱しながら1時間撹拌してスラリー状とし、濾過、水洗を繰り返して塩化ナトリウムおよびジエチレングリコールを除いた後、80℃で一昼夜乾燥し、78部の赤色着色剤17(RP−17)を得た。平均一次粒子径は41nmであった。
[実施例18]
<赤色着色剤18(RP−18)の製造>
(アゾ顔料18の合成)
実施例1で使用した4−メトキシ−3−アミノ−安息香酸アミド62部のかわりに、4−メトキシ−3−アミノ−安息香酸−(3’−トリフルオロメチル)−アニリド115部、1,4−フェニレンジアミン17部のかわりに、2,5−ジクロロ−1,4−フェニレンジアミン20部を使用した以外は、実施例1と同様の操作を行い、アゾ顔料18を117部(収率:88.8)得た。TOF−MSによる質量分析の結果、および元素分析の結果から、アゾ顔料18であることを同定した。
次に、上記アゾ顔料18を80部、塩化ナトリウム800部、およびジエチレングリコール90部をステンレス製1ガロンニーダー(井上製作所社製)に仕込み、60℃で6時間混練し、ソルトミリング処理した。得られた混練物を3リットルの温水に投入し、70℃に加熱しながら1時間撹拌してスラリー状とし、濾過、水洗を繰り返して塩化ナトリウムおよびジエチレングリコールを除いた後、80℃で一昼夜乾燥し、78部の赤色着色剤18(RP−18)を得た。平均一次粒子径は44nmであった。
[実施例19]
<赤色着色剤19(RP−19)の製造>
(アゾ顔料19の合成)
実施例1で使用した4−メトキシ−3−アミノ−安息香酸アミド62部のかわりに、4−メトキシ−3−アミノ−安息香酸−(2’−クロロ−5’−トリフルオロメチル)−アニリド128部、1,4−フェニレンジアミン17部のかわりに、2,5−ジクロロ−1,4−フェニレンジアミン19部を使用した以外は、実施例1と同様の操作を行い、アゾ顔料19を117部(収率:89.2%)得た。TOF−MSによる質量分析の結果、および元素分析の結果から、アゾ顔料19であることを同定した。
次に、上記アゾ顔料19を80部、塩化ナトリウム800部、およびジエチレングリコール90部をステンレス製1ガロンニーダー(井上製作所社製)に仕込み、60℃で6時間混練し、ソルトミリング処理した。得られた混練物を3リットルの温水に投入し、70℃に加熱しながら1時間撹拌してスラリー状とし、濾過、水洗を繰り返して塩化ナトリウムおよびジエチレングリコールを除いた後、80℃で一昼夜乾燥し、78部の赤色着色剤19(RP−19)を得た。平均一次粒子径は38nmであった。
[実施例20]
<赤色着色剤20(RP−20)の製造>
(アゾ顔料20の合成)
実施例1で使用した4−メトキシ−3−アミノ−安息香酸アミド62部のかわりに、4−メトキシ−3−アミノ−安息香酸−(2’−メチル−5’−カルボメトキシ)−アニリド117部、1,4−フェニレンジアミン17部のかわりに、2,5−ジクロロ−1,4−フェニレンジアミン20部を使用した以外は、実施例1と同様の操作を行い、アゾ顔料20を117部(収率:88.8%)得た。TOF−MSによる質量分析の結果、および元素分析の結果から、アゾ顔料20であることを同定した。
次に、上記アゾ顔料20を80部、塩化ナトリウム800部、およびジエチレングリコール90部をステンレス製1ガロンニーダー(井上製作所社製)に仕込み、60℃で6時間混練し、ソルトミリング処理した。得られた混練物を3リットルの温水に投入し、70℃に加熱しながら1時間撹拌してスラリー状とし、濾過、水洗を繰り返して塩化ナトリウムおよびジエチレングリコールを除いた後、80℃で一昼夜乾燥し、78部の赤色着色剤20(RP−20)を得た。平均一次粒子径は43nmであった。
[実施例21]
<赤色着色剤21(RP−21)の製造>
(アゾ顔料21の合成)
実施例1で使用した4−メトキシ−3−アミノ−安息香酸アミド62部のかわりに、顔料(4−1)111部、1,4−フェニレンジアミン17部のかわりに、2,5−ジクロロ−1,4−フェニレンジアミン21部を使用した以外は、実施例1と同様の操作を行い、アゾ顔料21を118部(収率:89.3%)得た。TOF−MSによる質量分析の結果、および元素分析の結果から、アゾ顔料21であることを同定した。
顔料(4−1)
Figure 2014160160
次に、上記アゾ顔料21を80部、塩化ナトリウム800部、およびジエチレングリコール90部をステンレス製1ガロンニーダー(井上製作所社製)に仕込み、60℃で6時間混練し、ソルトミリング処理した。得られた混練物を3リットルの温水に投入し、70℃に加熱しながら1時間撹拌してスラリー状とし、濾過、水洗を繰り返して塩化ナトリウムおよびジエチレングリコールを除いた後、80℃で一昼夜乾燥し、78部の赤色着色剤21(RP−21)を得た。平均一次粒子径は42nmであった。
[実施例22]
<赤色着色剤22(RP−22)の製造>
(アゾ顔料22の合成)
実施例1で使用した4−メトキシ−3−アミノ−安息香酸アミド62部のかわりに、4−メトキシ−3−アミノ−安息香酸メチルアミド67部、1,4−フェニレンジアミン17部のかわりに、2,5−ジクロロ−1,4−フェニレンジアミン27部を使用した以外は、実施例1と同様の操作を行い、アゾ顔料22を121部(収率:89.2%)得た。TOF−MSによる質量分析の結果、および元素分析の結果から、アゾ顔料22であることを同定した。
次に、上記アゾ顔料22を80部、塩化ナトリウム800部、およびジエチレングリコール90部をステンレス製1ガロンニーダー(井上製作所社製)に仕込み、60℃で6時間混練し、ソルトミリング処理した。得られた混練物を3リットルの温水に投入し、70℃に加熱しながら1時間撹拌してスラリー状とし、濾過、水洗を繰り返して塩化ナトリウムおよびジエチレングリコールを除いた後、80℃で一昼夜乾燥し、78部の赤色着色剤22(RP−22)を得た。平均一次粒子径は41nmであった。
[実施例23]
<赤色着色剤23(RP−23)の製造>
(アゾ顔料23の合成)
実施例1で使用した4−メトキシ−3−アミノ−安息香酸アミド62部のかわりに、4−メトキシ−3−アミノ−安息香酸ブチルアミド83部、1,4−フェニレンジアミン17部のかわりに、2,5−ジクロロ−1,4−フェニレンジアミン24部を使用した以外は、実施例1と同様の操作を行い、アゾ顔料23を119部(収率:88.7%)得た。TOF−MSによる質量分析の結果、および元素分析の結果から、アゾ顔料23であることを同定した。
次に、上記アゾ顔料23を80部、塩化ナトリウム800部、およびジエチレングリコール90部をステンレス製1ガロンニーダー(井上製作所社製)に仕込み、60℃で6時間混練し、ソルトミリング処理した。得られた混練物を3リットルの温水に投入し、70℃に加熱しながら1時間撹拌してスラリー状とし、濾過、水洗を繰り返して塩化ナトリウムおよびジエチレングリコールを除いた後、80℃で一昼夜乾燥し、78部の赤色着色剤23(RP−23)を得た。平均一次粒子径は39nmであった。
[実施例24]
<赤色着色剤24(RP−24)の製造>
(アゾ顔料24の合成)
実施例1で使用した4−メトキシ−3−アミノ−安息香酸アミド62部のかわりに、4−メトキシ−3−アミノ−安息香酸ジエチルアミド83部、1,4−フェニレンジアミン17部のかわりに、2,5−ジクロロ−1,4−フェニレンジアミン24部を使用した以外は、実施例1と同様の操作を行い、アゾ顔料24を120部(収率:89.4%)得た。TOF−MSによる質量分析の結果、および元素分析の結果から、アゾ顔料24であることを同定した。
次に、上記アゾ顔料24を80部、塩化ナトリウム800部、およびジエチレングリコール90部をステンレス製1ガロンニーダー(井上製作所社製)に仕込み、60℃で6時間混練し、ソルトミリング処理した。得られた混練物を3リットルの温水に投入し、70℃に加熱しながら1時間撹拌してスラリー状とし、濾過、水洗を繰り返して塩化ナトリウムおよびジエチレングリコールを除いた後、80℃で一昼夜乾燥し、78部の赤色着色剤24(RP−24)を得た。平均一次粒子径は42nmであった。
[実施例25]
<赤色着色剤25(RP−25)の製造>
(アゾ顔料25の合成)
実施例1で使用した4−メトキシ−3−アミノ−安息香酸アミド62部のかわりに、4−メトキシ−3−アミノ−安息香酸ジブチルアミド103部、1,4−フェニレンジアミン17部のかわりに、2,5−ジクロロ−1,4−フェニレンジアミン21部を使用した以外は、実施例1と同様の操作を行い、アゾ顔料25を118部(収率:89.0%)得た。TOF−MSによる質量分析の結果、および元素分析の結果から、アゾ顔料25であることを同定した。
次に、上記アゾ顔料25を80部、塩化ナトリウム800部、およびジエチレングリコール90部をステンレス製1ガロンニーダー(井上製作所社製)に仕込み、60℃で6時間混練し、ソルトミリング処理した。得られた混練物を3リットルの温水に投入し、70℃に加熱しながら1時間撹拌してスラリー状とし、濾過、水洗を繰り返して塩化ナトリウムおよびジエチレングリコールを除いた後、80℃で一昼夜乾燥し、78部の赤色着色剤25(RP−25)を得た。平均一次粒子径は43nmであった。
[実施例26]
<赤色着色剤26(RP−26)の製造>
(アゾ顔料26の合成)
実施例1で使用した4−メトキシ−3−アミノ−安息香酸アミド62部のかわりに、4−ブトキシ−3−アミノ−安息香酸アミド77部、1,4−フェニレンジアミン17部のかわりに、2,5−ジクロロ−1,4−フェニレンジアミン25部を使用した以外は、実施例1と同様の操作を行い、アゾ顔料26を120部(収率:89.1%)得た。TOF−MSによる質量分析の結果、および元素分析の結果から、アゾ顔料26であることを同定した。
次に、上記アゾ顔料26を80部、塩化ナトリウム800部、およびジエチレングリコール90部をステンレス製1ガロンニーダー(井上製作所社製)に仕込み、60℃で6時間混練し、ソルトミリング処理した。得られた混練物を3リットルの温水に投入し、70℃に加熱しながら1時間撹拌してスラリー状とし、濾過、水洗を繰り返して塩化ナトリウムおよびジエチレングリコールを除いた後、80℃で一昼夜乾燥し、78部の赤色着色剤26(RP−26)を得た。平均一次粒子径は41nmであった。
[実施例27]
<赤色着色剤27(RP−27)の製造>
(アゾ顔料4とアゾ顔料13との混合物の合成)
実施例1で使用した4−メトキシ−3−アミノ−安息香酸アミド62部のかわりに、4−メトキシ−3−アミノ−安息香酸アミド31部と4−メトキシ−3−アミノ−安息香酸アニリド45部、1,4−フェニレンジアミン17部のかわりに、2,5−ジクロロ−1,4−フェニレンジアミン25部を使用した以外は、実施例1と同様の操作を行い、アゾ顔料4とアゾ顔料13との混合物を117部(収率:86.9%)得た。TOF−MSによる質量分析の結果の結果から、アゾ顔料4とアゾ顔料13との混合物であることを同定した。
次に、上記アゾ顔料4とアゾ顔料13との混合物を80部、塩化ナトリウム800部、およびジエチレングリコール90部をステンレス製1ガロンニーダー(井上製作所社製)に仕込み、60℃で6時間混練し、ソルトミリング処理した。得られた混練物を3リットルの温水に投入し、70℃に加熱しながら1時間撹拌してスラリー状とし、濾過、水洗を繰り返して塩化ナトリウムおよびジエチレングリコールを除いた後、80℃で一昼夜乾燥し、78部の赤色着色剤27(RP−27)を得た。平均一次粒子径は38nmであった。
[実施例28]
<赤色着色剤28(RP−28)の製造>
(アゾ顔料13とアゾ顔料15との混合物の合成)
実施例1で使用した4−メトキシ−3−アミノ−安息香酸アミド62部のかわりに、4−メトキシ−3−アミノ−安息香酸アニリド90部、1,4−フェニレンジアミン17部のかわりに、2,5−ジクロロ−1,4−フェニレンジアミン12部と2−クロロ−5−メトキシ−1,4−フェニレンジアミン11部を使用した以外は、実施例1と同様の操作を行い、アゾ顔料13とアゾ顔料15との混合物を116部(収率:87.0%)得た。TOF−MSによる質量分析の結果の結果から、アゾ顔料13とアゾ顔料15との混合物であることを同定した。
次に、上記アゾ顔料13とアゾ顔料15との混合物を80部、塩化ナトリウム800部、およびジエチレングリコール90部をステンレス製1ガロンニーダー(井上製作所社製)に仕込み、60℃で6時間混練し、ソルトミリング処理した。得られた混練物を3リットルの温水に投入し、70℃に加熱しながら1時間撹拌してスラリー状とし、濾過、水洗を繰り返して塩化ナトリウムおよびジエチレングリコールを除いた後、80℃で一昼夜乾燥し、78部の赤色着色剤28(RP−28)を得た。平均一次粒子径は35nmであった。
[実施例29]
<赤色着色剤29(RP−29)の製造>
実施例1で使用したアゾ顔料1を80部のかわりに、アゾ顔料1を75部と式(10−3)で表わされる色素誘導体5部を使用した以外は、実施例1と同様の操作を行い、78部の赤色着色剤29(RP−29)を得た。平均一次粒子径は31nmであった。
[実施例30]
<赤色着色剤30(RP−30)の製造>
実施例1で使用したアゾ顔料1を80部のかわりに、アゾ顔料1を75部と式(11−9)で表わされる色素誘導体5部を使用した以外は、実施例1と同様の操作を行い、78部の赤色着色剤30(RP−30)を得た。平均一次粒子径は30nmであった。
[実施例31]
<赤色着色剤31(RP−31)の製造>
実施例1で使用したアゾ顔料1を80部のかわりに、アゾ顔料1を75部と式(14−2)で表わされる色素誘導体5部を使用した以外は、実施例1と同様の操作を行い、78部の赤色着色剤31(RP−31)を得た。平均一次粒子径は33nmであった。
[実施例32]
<赤色着色剤32(RP−32)の製造>
実施例1で使用したアゾ顔料1を80部のかわりに、アゾ顔料1を75部と式(15−5)で表わされる色素誘導体5部を使用した以外は、実施例1と同様の操作を行い、78部の赤色着色剤32(RP−32)を得た。平均一次粒子径は29nmであった。
[実施例33]
<赤色着色剤33(RP−33)の製造>
実施例1で使用したアゾ顔料1を80部のかわりに、アゾ顔料1を75部と式(16−8)で表わされる色素誘導体5部を使用した以外は、実施例1と同様の操作を行い、78部の赤色着色剤33(RP−33)を得た。平均一次粒子径は27nmであった。
[実施例34]
<赤色着色剤34(RP−34)の製造>
実施例1で使用したアゾ顔料1を80部のかわりに、アゾ顔料1を75部と式(18−4)で表わされる色素誘導体5部を使用した以外は、実施例1と同様の操作を行い、78部の赤色着色剤34(RP−34)を得た。平均一次粒子径は29nmであった。
[実施例35]
<赤色着色剤35(RP−35)の製造>
濃硫酸1200部に実施例1で合成して得られたアゾ顔料1を80部加えて、40℃、3時間撹拌した後、3℃の冷水24000部にこの硫酸溶液を注入した。生成した析出物をろ過、水洗した後、80℃で一昼夜乾燥し、78部の赤色着色剤35(RP−35)を得た。平均一次粒子径は37nmであった。
(その他の赤色着色剤の製造方法)
[製造例1]
(赤色着色剤36(RP−36)の製造)
市販のC.I.ピグメントレッド254(PR254)(チバスペシャリティケミカルズ社製「イルガフォアレッドB−CF」)100部、塩化ナトリウム1200部、およびジエチレングリコール120部をステンレス製1ガロンニーダー(井上製作所社製)に仕込み、60℃で6時間混練し、ソルトミリング処理した。得られた混練物を3リットルの温水に投入し、70℃に加熱しながら1時間撹拌してスラリー状とし、濾過、水洗を繰り返して塩化ナトリウムおよびジエチレングリコールを除いた後、80℃で一昼夜乾燥し、98部の赤色着色剤36(RP−36)を得た。平均一次粒子径は33nmであった。
[製造例2]
(赤色着色剤37(RP−37)の製造)
C.I.ピグメントレッド254(チバスペシャリティケミカルズ社製「イルガフォアレッドB−CF」)を、C.I.ピグメントレッド177(PR177)(BASF社製「CROMOPHTAL RED A2B」)に変更した以外は、赤色着色剤36(RP−36)の製造と同様に行い、赤色着色剤37(RP−37)97部を得た。平均一次粒子径は37nmであった。
[製造例3]
(赤色着色剤38(RP−38)の製造)
C.I.ピグメントレッド254(チバスペシャリティケミカルズ社製「イルガフォアレッドB−CF」)を、C.I.ピグメントレッド242(PR242)(Clariant社製のSandorinScarlet4RF)に変更した以外は、赤色着色剤36(RP−36)の製造と同様に行い、赤色着色剤38(RP−38)98部を得た。平均一次粒子径は39nmであった。
[製造例4]
(赤色着色剤39(RP−39)の製造)
C.I.ピグメントレッド254(チバスペシャリティケミカルズ社製「イルガフォアレッドB−CF」)を、C.I.ピグメントレッド176(PR176)(クラリアント社製「Novoperm Carmine HF3C」)に変更した以外は、赤色着色剤36(RP−36)の製造と同様に行い、赤色着色剤39(RP−39)98部を得た。平均一次粒子径は35nmであった。
[製造例5]
(赤色着色剤40(RP−40)の製造)
C.I.ピグメントレッド254(チバスペシャリティケミカルズ社製「イルガフォアレッドB−CF」)を、C.I.ピグメントオレンジ38(PO38)(クラリアント社製「Novoperm Red HF部」)に変更した以外は、赤色着色剤36(RP−36)の製造と同様に行い、赤色着色剤40(RP−40)97部を得た。平均一次粒子径は39nmであった。
[製造例6]
(赤色着色剤41(RP−41)の製造)
(臭素化ジケトピロロピロール顔料)
還流管を付けたステンレス製反応容器に、窒素雰囲気下、モレキュラシーブで脱水したtert−アミルアルコール200部、およびナトリウム−tert−アミルアルコキシド140部を加え、攪拌しながら100℃に加熱し、アルコラート溶液を調製した。一方で、ガラス製フラスコに、コハク酸ジイソプロピル88部、4−ブロモベンゾニトリル153.6部を加え、攪拌しながら90℃に加熱して溶解させ、これらの混合物の溶液を調製した。この混合物の加熱溶液を、100℃に加熱した上記アルコラート溶液中に、激しく攪拌しながら、2時間かけて一定の速度でゆっくり滴下した。滴下終了後、90℃にて2時間、加熱攪拌を継続し、ジケトピロロピロール系顔料のアルカリ金属塩を得た。さらに、ガラス製ジャケット付き反応容器に、メタノール600部、水600部、及び酢酸304部を加え、−10℃に冷却した。この冷却した混合物を、高速攪拌ディスパーサーを用いて、直径8cmのシェアディスクを4000rpmで回転させながら、この中に、75℃まで冷却した先に得られたジケトピロロピロール系顔料のアルカリ金属塩溶液を、少量ずつ添加した。この際、メタノール、酢酸、および水からなる混合物の温度が常に−5℃以下の温度を保つように、冷却しながら、かつ、75℃のジケトピロロピロール系顔料のアルカリ金属塩の添加する速度を調整しながら、およそ120分にわたって少量ずつ添加した。アルカリ金属塩添加後、赤色の結晶が析出し、赤色の懸濁液が生成した。続いて、得られた赤色の懸濁液を5℃にて限外濾過装置で洗浄後、濾別し赤色ペーストを得た。このペーストを0℃に冷却したメタノール3500部にて再分散し、メタノール濃度約90%の懸濁液とし、5℃にて3時間攪拌し、結晶転移を伴う粒子整粒および洗浄を行った。続いて、限外濾過機で濾別し、得られたジケトピロロピロール系顔料の水ペーストを、80℃にて24時間乾燥させ、粉砕することにより臭素化ジケトピロロピロール顔料150.8部を得た。
上記で得られた臭素化ジケトピロロピロール顔料100部、塩化ナトリウム1200部、およびジエチレングリコール120部をステンレス製1ガロンニーダー(井上製作所社製)に仕込み、60℃で6時間混練し、ソルトミリング処理した。得られた混練物を3リットルの温水に投入し、70℃に加熱しながら1時間撹拌してスラリー状とし、濾過、水洗を繰り返して塩化ナトリウムおよびジエチレングリコールを除いた後、80℃で一昼夜乾燥し、98部の赤色着色剤41(RP−41)を得た。平均一次粒子径は45nmであった。
Figure 2014160160
(着色組成物の作製方法)
[実施例36]
(着色組成物1(RM−1)の作製)
下記の組成の混合物を均一になるように攪拌混合した後、直径0.5mmジルコニアビーズを用いて、アイガーミル(アイガージャパン社製「ミニモデルM−250 MKII」)にて5時間分散した後、5.0μmのフィルタで濾過し、着色組成物1(RM−1)を作製した。
赤色着色剤1(RP−1) 10.0部
樹脂型分散剤(味の素ファインテクノ社製「PB821」) 3.0部
アクリル樹脂溶液1 35.0部
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 52.0部
[実施例37〜70、比較例1〜3]
(着色組成物2〜38(RM−2〜38)の作製)
赤色着色剤1(RP−1)を、表3に記載の赤色着色剤に変更した以外は、着色組成物1(RM−1)と同様にして着色組成物2〜38(RM−2〜38)を作製した。
(着色組成物の評価)
得られた着色組成物およびそれを用いて作製した塗膜の耐熱性、耐光性、および異物評価を下記方法で行った。
(耐熱性評価)
着色組成物を100mm×100mm、1.1mm厚のガラス基板上に、スピンコーターを用いて乾燥膜厚が2.0μmになるように塗布し、次に70℃で20分乾燥し、ついで230℃で60分間加熱、放冷することで塗膜基板(カラーフィルタの一態様)を作製した。得られた塗膜のC光源での色度([L*(1)、a*(1)、b*(1)])を顕微分光光度計(オリンパス光学社製「OSP−SP100」)を用いて測定した。さらにその後、耐熱性試験として250℃で1時間加熱し、C光源での色度([L*(2)、a*(2)、b*(2)])を測定し、下記計算式により、色差ΔEab*を求め、下記の4段階で評価した。

ΔEab* = √((L*(2)- L*(1))2+ (a*(2)- a*(1)) 2+( b*(2)- b*(1)) 2)

◎:ΔEab*が1.0未満(極めて良好)
○:ΔEab*が1.0以上、2.5未満(良好)
△:ΔEab*が2.5以上、5.0未満(不良)
×:ΔEab*が5.0以上(極めて不良)
(耐光性評価)
耐熱性評価のときと同様の方法で塗膜基板を作製し、C光源での色度([L*(1)、a*(1)、b*(1)])を顕微分光光度計(オリンパス光学社製「OSP−SP100」)を用いて測定した。続いて、その基板上に紫外線カットフィルター(ホヤ社製「COLORED OPTICAL 部LASS L38」)を貼り、470W/m2のキセノンランプを用いて紫外線を100時間照射した後、C光源での色度([L*(2)、a*(2)、b*(2)])を測定し、上記計算式により、色差ΔEab*を求め、耐熱性と同じ基準で評価した。
(塗膜異物評価)
着色組成物を100mm×100mm、1.1mm厚のガラス基板上に、スピンコーターを用いて乾燥膜厚が2.0μmになるように塗布し、次に70℃で20分乾燥し、次いで、230℃で60分間加熱、放冷することで塗膜基板を作製した。評価はオリンパスシステム社製金属顕微鏡「BX60」)を用いて表面観察を行った。倍率は500倍とし、透過にて任意の5視野で観測可能な粒子の数をカウントした。下記の4段階で評価した。

◎:異物の数が5個未満(極めて良好)
○:異物の数が5個以上、10個未満(良好)
△:異物の数が10個以上、60個未満(不良)
×:異物の数が60個以上(極めて不良)
(保存安定性試験方法)
着色組成物の25℃における粘度を、E型粘度計(東機産業社製TUE−20L型)を用い回転数20rpmで測定した。着色組成物の作製当日の初期粘度と、40℃の恒温室にて7日間保存後に測定した粘度から、粘度変化率を算出し、保存安定性を下記の基準にて評価した。

◎:1割未満(極めて良好)
○:1割以上、2割未満 (良好)
△:2割以上、5割未満(不良)
×:5割以上(極めて不良)
Figure 2014160160

表3に示すように、本発明の着色剤を使用した着色組成物は、塗膜の耐熱性、耐光性、塗膜異物、および保存安定性において良好な結果であった。
(感光性着色組成物の作製方法)
感光性着色組成物の作製に使用する着色組成物の作製を行った。
(着色組成物39(RM−39)の作製)
下記の組成の混合物を均一になるように攪拌混合した後、直径0.5mmジルコニアビーズを用いて、アイガーミル(アイガージャパン社製「ミニモデルM−250 MKII」)にて5時間分散した後、5.0μmのフィルタで濾過し、着色組成物39(RM−39)を作製した。
赤色着色剤36(RP−36) 10.0部
樹脂型分散剤(味の素ファインテクノ社製「PB821」) 3.0部
アクリル樹脂溶液1 35.0部
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 52.0部
(着色組成物40(RM−40)の作製)
赤色着色剤36(RP−36)を赤色着色剤38(RP−38)に変更した以外は着色組成物39(RM−39)と同様にして着色組成物40(RM−40)を作製した。
(着色組成物41(RM−41)の作製)
赤色着色剤36(RP−36)を赤色着色剤41(RP−41)に変更した以外は着色組成物39(RM−39)と同様にして着色組成物41(RM−41)を作製した。
[実施例71]
(感光性着色組成物1(RR−1)の作製)
下記組成の混合物を均一になるように攪拌混合した後、1μmのフィルタで濾過し、感光性着色組成物1(RR−1)を作製した。
着色組成物1(RM−1) 20.5部
着色組成物5(RM−13) 22.5部
アクリル樹脂溶液2 8.2部
光重合性単量体(東亞合成社製「アロニックスM402」) 2.8部
光重合開始剤(チバ・ジャパン社製「イルガキュアー907」) 2.0部
増感剤(保土谷化学工業社製「EAB−F」) 0.4部
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 43.6部
[実施例72〜114、比較例4〜11]
(感光性着色組成物2〜52(RR−2〜52))
着色組成物1(RM−1)および着色組成物13(RM−13)を、表4に示す着色組成物の組合せおよび、塗膜評価の際にC光源でx=0.640、y=0.330の色度に合うような比率(着色組成物の全量43部内の比率)に変更する以外は、実施例71と同様にして感光性着色組成物2〜52(RR−2〜52)を得た。
(感光性着色組成物の塗膜評価)
得られた感光性着色組成物1〜52(RR−1〜52)を用いて作製した赤色塗膜の輝度(色特性)の評価を下記方法で行った。表4に評価結果を示す。
(輝度評価)
感光性着色組成物を、100mm×100mm、1.1mm厚のガラス基板上に、スピンコーターを用いて塗布し、次に70℃で20分乾燥し、超高圧水銀ランプを用いて、積算光量150mJ/cm2で紫外線露光を行い、23℃のアルカリ現像液で現像を行い、塗膜基板を得た。ついで230℃で60分間加熱、放冷後、得られた塗膜基板の輝度Y(C)を顕微分光光度計(オリンパス光学社製「OSP−SP100」)を用い、測定した。作製した塗膜基板は、230℃での熱処理後で、C光源でx=0.640、y=0.330の色度に合うようにした。アルカリ現像液としては、炭酸ナトリウム1.5質量%炭酸水素ナトリウム0.5質量%陰イオン系界面活性剤(花王社製「ペリレックスNBL」)8.0質量%および水90質量%からなるものを用いた。輝度Y(C)は、数値の高いもの程、良好であることを示し、0.1ポイント以上であれば、明らかに差があるといえる。
Figure 2014160160
表4の結果より、カラーフィルタ形成において、本発明の着色剤を使用した実施例は、輝度に優れていることが明らかとなった。特に青味の顔料として従来使用されているC.I.ピグメントレッド177やC.I.ピグメントレッド176の代わりに使用することで、輝度向上の効果が確認された。
(カラーフィルタの作製)
カラーフィルタの作製に使用する緑色感光性着色組成物と青色感光性着色組成物の作製を行った。尚、赤色については本発明の感光性着色組成物1(RR−1)を使用した。
(緑色着色組成物1(GM−1)の作製)
下記に示す配合組成の混合物を均一に撹拌混合し、直径0.5mmジルコニアビーズを用いて、アイガーミル(アイガージャパン社製「ミニモデルM−250 MKII」)にて5時間分散した後、5.0μmのフィルタで濾過し、緑色着色組成物1(GM−1)を作製した。
緑色顔料(C.I.ピグメント グリーン 36) 6.8部
黄色顔料(C.I.ピグメント イエロー 150) 5.2部
樹脂型分散剤(チバ・ジャパン社製「EFKA4300」) 1.0部
アクリル樹脂溶液1 35.0部
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 52.0部
(緑色感光性着色組成物1(GR−1)の調製)
下記組成の混合物を均一になるように攪拌混合した後、1μmのフィルタで濾過し、緑色感光性着色組成物1(GR−1)を作製した。
緑色着色組成物1(GM−1) 42.0部
アクリル樹脂溶液2 13.2部
光重合性単量体(東亞合成社製「アロニックスM402」) 2.8部
光重合開始剤(チバ・ジャパン社製「イルガキュアー907」) 2.0部
増感剤(保土谷化学工業社製「EAB−F」) 0.4部
エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート 39.6部
(青色着色組成物1(BM−1)の調製)
下記に示す配合組成の混合物を均一に撹拌混合し、直径0.5mmジルコニアビーズを用いて、アイガーミル(アイガージャパン社製「ミニモデルM−250 MKII」)にて5時間分散した後、5.0μmのフィルタで濾過し、青色着色組成物1(BM−1)を作製した。
青色顔料(C.I.ピグメント ブルー 15:6) 7.2部
紫色顔料(C.I.ピグメント バイオレット 23) 4.8部
樹脂型分散剤(チバ・ジャパン社製「EFKA4300」) 1.0部
アクリル樹脂溶液1 35.0部
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 52.0部
(青色感光性着色組成物1(BR−1)の調製)
下記組成の混合物を均一になるように攪拌混合した後、1μmのフィルタで濾過し、青色感光性着色組成物1(BR−1)を作製した。
青色着色組成物1(BM−1) 34.0部
アクリル樹脂溶液2 15.2部
光重合性単量体(東亞合成社製「アロニックスM400」) 3.3部
光重合開始剤(チバ・ジャパン社製「イルガキュアー907」) 2.0部
増感剤(保土谷化学工業社製「EAB−F」) 0.4部
エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート 45.1部
ガラス基板上にブラックマトリクスをパターン加工し、該基板上にスピンコーターで本発明の感光性着色組成物1(RR−1)を塗布し着色被膜を形成した。該被膜にフォトマスクを介して、超高圧水銀ランプを用いて300mJ/cm2の紫外線を照射した。次いで0.2重量%の炭酸ナトリウム水溶液からなるアルカリ現像液によりスプレー現像して未露光部分を取り除いた後、イオン交換水で洗浄し、この基板を230℃で20分加熱して、赤色フィルタセグメントを形成した。形成された赤色フィルタセグメントは、C光源でx=0.640、y=0.330であった。同様の方法により、緑色感光性着色組成物1(部R−1)をx=0.300、y=0.600、青色感光性着色組成物1(BR―1)をx=0.150、y=0.060になるように、緑色フィルタセグメント、青色フィルタセグメントを形成して、カラーフィルタを得た。
本発明の感光性着色組成物1(RR−1)を用いることにより、高輝度なカラーフィルタを作製することが可能であった。

Claims (6)

  1. 下記一般式(1)で表されるアゾ顔料からなることを特徴とするカラーフィルタ用着色剤。
    一般式(1)
    Figure 2014160160

    [一般式(1)中、RaおよびRbは、それぞれ独立して、水素原子、炭素数1〜4のアルキル基または置換基を有しても良いフェニル基を表す。Rcは、炭素数1〜4のアルキル基を表す。XおよびYは、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、炭素数1〜4のアルキル基、炭素数1〜4のアルコキシル基またはトリフルオロメチル基を表す。]
  2. さらに、色素誘導体を含有してなることを特徴とする請求項1記載のカラーフィルタ用着色剤。
  3. 少なくとも着色剤とバインダー樹脂とからなるカラーフィルタ用着色組成物において、着色剤が、請求項1または2記載のカラーフィルタ用着色剤であることを特徴とするカラーフィルタ用着色組成物。
  4. さらに、C.I.ピグメントレッド254、C.I.C.I.ピグメントレッド242および/または臭素化ジケトピロロピロール顔料を含有してなることを特徴とする請求項3記載のカラーフィルタ用着色組成物。
  5. さらに、光重合性単量体を含有してなることを特徴とする請求項4記載のカラーフィルタ用着色組成物。
  6. 基板上に、請求項4または5記載のカラーフィルタ用着色組成物から形成されてなるフィルタセグメントを具備することを特徴とするカラーフィルタ。
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