JP6431465B2 - Coloring composition for color filter - Google Patents

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Description

本発明は、液晶カラーディスプレーのカラーフィルターを製造するための材料として有用なカラーフィルター用着色組成物に関する。   The present invention relates to a color filter coloring composition useful as a material for producing a color filter for a liquid crystal color display.

昨今の情報機器の急速な発展に伴い、情報機器の情報表示部材として液晶カラーディスプレーが使用されている。液晶カラーディスプレーの用途としては、例えば、テレビジョン、プロジェクター、パーソナルコンピューター、モバイル情報機器、モニター、カーナビゲーション、携帯電話、電子計算機、及び電子辞書等の表示画面;情報掲示板、案内掲示板、機能表示板、及び標識板等のディスプレー;デジタルカメラやビデオカメラ等の撮影画面等がある。液晶カラーディスプレーには、通常、カラーフィルターが搭載されている。このカラーフィルターは、精細性、色濃度、光透過性、及びコントラスト性等の画像性能の色彩特性、並びに光学特性に優れたものであることが要求される。   With the recent rapid development of information equipment, liquid crystal color displays are used as information display members for information equipment. Applications of liquid crystal color displays include, for example, display screens for televisions, projectors, personal computers, mobile information devices, monitors, car navigation systems, mobile phones, electronic calculators, electronic dictionaries, etc .; information bulletin boards, guidance bulletin boards, function display boards And a display such as a sign board; a photographing screen of a digital camera or a video camera. A color filter is usually mounted on a liquid crystal color display. This color filter is required to have excellent color characteristics of image performance such as fineness, color density, light transmittance, and contrast, and optical characteristics.

カラーフィルターの三原色画素に用いられる着色剤(以下、「カラーフィルター用カラー」とも記す)には、顔料が従来使用されている。そして、高透明性、高コントラスト性、及び高輝度性などのフィルターとしての光学特性を向上させるべく、顔料は著しく微細化されている。具体的には、その一次粒子径(平均粒子径)が10nmから数十nmであるナノサイズの顔料が用いられている。微細化された顔料は、顔料分散剤、有機溶媒、必要に応じて用いられる顔料の表面を改質するシナジスト、及びアルカリ現像バインダーであるポリマー等と混合され、顔料を分散させて得られる着色剤の状態で使用される。着色剤は、所定の顔料濃度となるように有機溶剤で希釈されるとともに、光硬化性モノマーやオリゴマー、アルカリ現像性バインダー、及び光重合開始剤などが添加されることで、カラーフィルター用の塗布液とされる。調製された塗布液はスピンコーターなどによってガラス基板に塗布された後、加熱により塗膜化される。その後、マスク、露光、及びアルカリ現像等の工程を経て、カラーフィルターの画素が形成される。   A pigment is conventionally used for a colorant (hereinafter also referred to as “color for color filter”) used for the three primary color pixels of the color filter. In order to improve optical properties as a filter such as high transparency, high contrast, and high brightness, the pigment is remarkably miniaturized. Specifically, a nano-sized pigment having a primary particle size (average particle size) of 10 nm to several tens of nm is used. The finely divided pigment is mixed with a pigment dispersant, an organic solvent, a synergist that modifies the surface of the pigment used as necessary, and a polymer that is an alkali developing binder, and a colorant obtained by dispersing the pigment. Used in the state of. The colorant is diluted with an organic solvent so as to have a predetermined pigment concentration, and a photocurable monomer or oligomer, an alkali-developable binder, a photopolymerization initiator, and the like are added to the color filter. It is made liquid. The prepared coating solution is applied to a glass substrate by a spin coater or the like, and is then formed into a coating film by heating. Thereafter, pixels of a color filter are formed through processes such as masking, exposure, and alkali development.

しかしながら、ガラス基板等に塗布された塗布液が加熱される際、微細化された顔料の結晶粒子が過度の熱によって破壊されやすくなる。これは、微細化によって分子状態の顔料の性質が表面化するためであると考えられる。顔料の結晶粒子が過度の熱によって破壊されてしまうと、顔料の本来の色が出なくなったり、化学構造が壊れることで溶融・再結晶化して異物となったりして、色特性が顕著に低下する場合があるといった問題があった。   However, when the coating liquid applied to a glass substrate or the like is heated, the crystal particles of the fine pigment are easily destroyed by excessive heat. This is considered to be because the properties of the pigment in the molecular state are brought to the surface by miniaturization. If the crystal particles of the pigment are destroyed by excessive heat, the original color of the pigment will not be produced, or the chemical structure will be broken and it will be melted and recrystallized to become foreign matter, resulting in a marked decrease in color characteristics. There was a problem that sometimes.

上記のような問題を解消すべく、着色剤の耐熱性を向上させるための様々な試みがなされている。例えば、顔料とともに用いるシナジストの改良(特許文献1)、バインダーポリマーの熱的特性の向上(特許文献2)、及び酸化防止剤等の添加剤の添加(特許文献3)などの技術が提案されている。   In order to solve the above problems, various attempts have been made to improve the heat resistance of the colorant. For example, techniques such as improvement of synergists used with pigments (Patent Document 1), improvement of thermal properties of binder polymers (Patent Document 2), and addition of additives such as antioxidants (Patent Document 3) have been proposed. Yes.

特開2014−193955号公報JP 2014-193955 A 特開2010−210962号公報JP 2010-210962 A 特開2010−8650号公報JP 2010-8650 A

しかしながら、上記の特許文献1〜3で提案された技術を採用した場合であっても、着色剤の耐熱性の向上効果は未だ不十分であった。特に、近年の技術の急速な進展に伴って要求される高度な色特性を有するカラーフィルターを製造するための着色組成物としては、さらなる改良の余地があった。   However, even when the techniques proposed in Patent Documents 1 to 3 above are employed, the effect of improving the heat resistance of the colorant is still insufficient. In particular, there has been room for further improvement as a coloring composition for producing a color filter having advanced color characteristics required with the rapid development of technology in recent years.

本発明は、このような従来技術の有する問題点に鑑みてなされたものであり、その課題とするところは、保存しても粘度上昇しにくいとともに、現像性に優れた塗膜を形成可能であり、かつ、製造時の熱によっても色材の色特性が変化しにくい、耐熱性に優れたカラーフィルター用着色組成物を提供することにある。   The present invention has been made in view of such problems of the prior art, and the problem is that it is difficult to increase the viscosity even when stored, and a coating film having excellent developability can be formed. In addition, an object of the present invention is to provide a coloring composition for a color filter having excellent heat resistance, in which the color characteristics of the coloring material are hardly changed by heat during production.

すなわち、本発明によれば、以下に示すカラーフィルター用着色組成物が提供される。
[1]バインダーポリマー、色材、及び溶剤を含有するカラーフィルター用着色組成物であって、前記バインダーポリマーが、t−ブチルアクリレート及び下記一般式(A)で表されるアクリレートの少なくともいずれかに由来する構成単位(A)と、下記一般式(B)で表されるカルボキシ基含有(メタ)アクリレートに由来する構成単位(B)と、を有するとともに、前記バインダーポリマーの全体に対する、前記構成単位(A)の割合が40〜70質量%、前記構成単位(B)の割合が20〜50質量%であり、前記バインダーポリマーの酸価が40〜130mgKOH/gであり、かつ、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーにより測定されるポリスチレン換算の数平均分子量が3,000〜15,000であるカラーフィルター用着色組成物。
That is, according to this invention, the coloring composition for color filters shown below is provided.
[1] A color filter coloring composition containing a binder polymer, a color material, and a solvent, wherein the binder polymer is at least one of t-butyl acrylate and an acrylate represented by the following general formula (A). The structural unit derived from the structural unit (A) and the structural unit (B) derived from the carboxy group-containing (meth) acrylate represented by the following general formula (B), and the structural unit with respect to the entire binder polymer The proportion of (A) is 40 to 70 mass%, the proportion of the structural unit (B) is 20 to 50 mass%, the acid value of the binder polymer is 40 to 130 mgKOH / g, and gel permeation chromatography Filter having a polystyrene-equivalent number average molecular weight of 3,000 to 15,000 measured by chromatography Use colored composition.

Figure 0006431465
(前記一般式(A)中、R1は、炭素数1〜10のアルキル基、炭素数3〜6のシクロアルキル基、炭素数2〜10のアルケニル基、炭素数2〜10のアルキニル基、又はアリール基を示す)
Figure 0006431465
(In the general formula (A), R 1 is an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 6 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 10 carbon atoms, an alkynyl group having 2 to 10 carbon atoms, Or an aryl group)

Figure 0006431465
(前記一般式(B)中、R2は、水素原子又はメチル基を示し、R3は、1以上のカルボキシ基を有する、炭素数1〜10のアルキル基、炭素数3〜6のシクロアルキル基、炭素数2〜10のアルケニル基、炭素数2〜10のアルキニル基、又はアリール基を示し、Xは、ハロゲン原子を有していてもよい、炭素数1〜10のアルキレン基、炭素数3〜6のシクロアルキレン基、炭素数2〜10のアルケニレン基、炭素数2〜10のアルキニレン基、又はアリーレン基を示す)
Figure 0006431465
(In the general formula (B), R 2 represents a hydrogen atom or a methyl group, R 3 has one or more carboxyl groups, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, cycloalkyl of 3 to 6 carbon atoms Group, an alkenyl group having 2 to 10 carbon atoms, an alkynyl group having 2 to 10 carbon atoms, or an aryl group, and X is an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms which may have a halogen atom, A 3-6 cycloalkylene group, a C2-C10 alkenylene group, a C2-C10 alkynylene group, or an arylene group)

[2]前記バインダーポリマーが、その他の共重合性ビニルモノマーに由来する構成単位(C)をさらに有する前記[1]に記載のカラーフィルター用着色組成物。
[3]前記一般式(B)中、R3が、下記式のいずれかで表される基(下記式中の「*」は結合位置を示す)である前記[1]又は[2]に記載のカラーフィルター用着色組成物。
[2] The colored composition for a color filter according to [1], wherein the binder polymer further includes a structural unit (C) derived from another copolymerizable vinyl monomer.
[3] In the above general formula (B), R 3 is a group represented by any of the following formulas (“*” in the following formulas represents a bonding position): The coloring composition for color filters as described.

Figure 0006431465
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[4]前記一般式(A)中、R1が、炭素数1〜4のアルキル基又はシクロヘキシル基であり、前記一般式(B)中、R3が、1以上のカルボキシ基を有する、シクロヘキシル基又はフェニル基であり、前記一般式(B)中、Xが、炭素数1〜4のアルキレン基である前記[1]〜[3]のいずれかに記載のカラーフィルター用着色組成物。
[5]前記バインダーポリマーの分子量分布(重量平均分子量/数平均分子量)が、1.6以下である前記[1]〜[4]のいずれかに記載のカラーフィルター用着色組成物。
[4] In the general formula (A), R 1 is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or a cyclohexyl group, and in the general formula (B), R 3 has one or more carboxy groups. The coloring composition for a color filter according to any one of [1] to [3], which is a group or a phenyl group, and X in the general formula (B) is an alkylene group having 1 to 4 carbon atoms.
[5] The colored composition for a color filter according to any one of [1] to [4], wherein the binder polymer has a molecular weight distribution (weight average molecular weight / number average molecular weight) of 1.6 or less.

本発明のカラーフィルター用着色組成物は、保存しても粘度上昇しにくいとともに、現像性に優れた塗膜を形成可能であり、かつ、製造時の熱によっても色材の色特性が変化しにくい、耐熱性に優れたものである。このため、本発明のカラーフィルター用着色組成物を用いれば、例えば、超微細化された顔料を色材として含有しながらも、所望とする色特性が高度に維持された高品質なカラーフィルターを製造することができる。   The coloring composition for a color filter of the present invention is less likely to increase in viscosity even when stored, can form a coating film excellent in developability, and the color characteristics of the coloring material change due to heat during production. It is difficult and has excellent heat resistance. For this reason, if the coloring composition for a color filter of the present invention is used, for example, a high-quality color filter in which a desired color characteristic is highly maintained while containing an ultrafine pigment as a coloring material. Can be manufactured.

以下、本発明の実施の形態について説明するが、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではない。本発明のカラーフィルター用着色組成物(以下、「CF用着色組成物」又は「着色組成物」とも記す)は、バインダーポリマー、色材、及び溶剤を含有する。以下、その詳細について説明する。   Embodiments of the present invention will be described below, but the present invention is not limited to the following embodiments. The coloring composition for color filters of the present invention (hereinafter also referred to as “coloring composition for CF” or “coloring composition”) contains a binder polymer, a coloring material, and a solvent. The details will be described below.

(バインダーポリマー)
本発明のCF用着色組成物に含有されるバインダーポリマーは、構成単位(A)と、構成単位(B)とを有する。構成単位(A)は、t−ブチルアクリレート及び下記一般式(A)で表されるアクリレートの少なくともいずれかに由来する構成単位である。また、構成単位(B)は、下記一般式(B)で表されるカルボキシ基含有(メタ)アクリレートに由来する構成単位である。
(Binder polymer)
The binder polymer contained in the colored composition for CF of the present invention has a structural unit (A) and a structural unit (B). The structural unit (A) is a structural unit derived from at least one of t-butyl acrylate and an acrylate represented by the following general formula (A). The structural unit (B) is a structural unit derived from a carboxy group-containing (meth) acrylate represented by the following general formula (B).

Figure 0006431465
(前記一般式(A)中、R1は、炭素数1〜10のアルキル基、炭素数3〜6のシクロアルキル基、炭素数2〜10のアルケニル基、炭素数2〜10のアルキニル基、又はアリール基を示す)
Figure 0006431465
(In the general formula (A), R 1 is an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 6 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 10 carbon atoms, an alkynyl group having 2 to 10 carbon atoms, Or an aryl group)

Figure 0006431465
(前記一般式(B)中、R2は、水素原子又はメチル基を示し、R3は、1以上のカルボキシ基を有する、炭素数1〜10のアルキル基、炭素数3〜6のシクロアルキル基、炭素数2〜10のアルケニル基、炭素数2〜10のアルキニル基、又はアリール基を示し、Xは、ハロゲン原子を有していてもよい、炭素数1〜10のアルキレン基、炭素数3〜6のシクロアルキレン基、炭素数2〜10のアルケニレン基、炭素数2〜10のアルキニレン基、又はアリーレン基を示す)
Figure 0006431465
(In the general formula (B), R 2 represents a hydrogen atom or a methyl group, R 3 has one or more carboxyl groups, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, cycloalkyl of 3 to 6 carbon atoms Group, an alkenyl group having 2 to 10 carbon atoms, an alkynyl group having 2 to 10 carbon atoms, or an aryl group, and X is an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms which may have a halogen atom, A 3-6 cycloalkylene group, a C2-C10 alkenylene group, a C2-C10 alkynylene group, or an arylene group)

一般式(A)中のR1は、炭素数1〜4のアルキル基又はシクロヘキシル基であることが好ましい。また、一般式(B)中のR3は、下記式のいずれかで表される基(下記式中の「*」は結合位置を示す)であることが好ましく、1以上のカルボキシ基を有する、シクロヘキシル基又はフェニル基であることがさらに好ましい。そして、一般式(B)中のXは、炭素数1〜4のアルキレン基であることが好ましい。 R 1 in the general formula (A) is preferably an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or a cyclohexyl group. Further, R 3 in the general formula (B) is preferably a group represented by any of the following formulas (“*” in the following formulas represents a bonding position) and has one or more carboxy groups. More preferably, they are a cyclohexyl group or a phenyl group. And it is preferable that X in General formula (B) is a C1-C4 alkylene group.

Figure 0006431465
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構成単位(A)は、t−ブチルアクリレート及び一般式(A)で表されるアクリレートの少なくともいずれか(以下、「モノマー(A)」とも記す)に由来する構成単位である。一般式(A)で表されるアクリレートは、ヘミアセタールエステル基を有するアクリレートであり、例えば、アクリル酸と、特定のビニルエーテル化合物とを付加反応させて得られるモノマーである。このようなモノマー(A)に由来する構成単位(A)を有するバインダーポリマーを用いることで、着色組成物の耐熱性が向上し、加熱による顔料の色特性低下を防止することができる。上記のような効果が得られる理由については明らかではないが、本発明者は以下のように推測している。   The structural unit (A) is a structural unit derived from at least one of t-butyl acrylate and the acrylate represented by the general formula (A) (hereinafter also referred to as “monomer (A)”). The acrylate represented by the general formula (A) is an acrylate having a hemiacetal ester group, and is, for example, a monomer obtained by an addition reaction between acrylic acid and a specific vinyl ether compound. By using the binder polymer having the structural unit (A) derived from such a monomer (A), the heat resistance of the coloring composition is improved, and the color characteristics of the pigment due to heating can be prevented from being lowered. Although the reason why the above effect is obtained is not clear, the present inventor presumes as follows.

モノマー(A)は、比較的耐熱性が低いモノマーである。例えば、t−ブチルアクリレートは、酸やアルカリによって容易に脱アルキル化して(イソブテンが脱離して)アクリル酸となる。また、一般式(A)で表されるアクリレートも、酸やアルカリを触媒とし、加熱によって容易にビニルエーテル化合物が脱離してアクリル酸となる。イソブテンやビニルエーテル化合物はカルボキシ基の保護基として機能すると考えられる。このように容易に脱離しうる保護基としては、他にベンジル基なども知られている。しかし、本発明者らが検討したところ、ベンジル基の脱離速度は比較的遅いことが分かった。   The monomer (A) is a monomer having relatively low heat resistance. For example, t-butyl acrylate is easily dealkylated with acid or alkali (isobutene is eliminated) to become acrylic acid. The acrylate represented by the general formula (A) is also converted to acrylic acid by easily desorbing the vinyl ether compound by heating using an acid or alkali as a catalyst. Isobutene and vinyl ether compounds are considered to function as protecting groups for carboxy groups. As such a protecting group that can be easily removed, a benzyl group and the like are also known. However, as a result of studies by the present inventors, it has been found that the elimination rate of the benzyl group is relatively slow.

バインダーポリマーを加熱すると、保護基が脱離してカルボキシ基が生ずる。このため、加熱後のバインダーポリマーは、アクリル酸に由来する構成単位を有するポリマー(以下、「バインダーポリマーR」とも記す)となる。例えば、t−ブチルアクリレート(Mw128.2)40部からイソブテン(Mw56.1)が脱離すると、約24.2部のアクリル酸が生成する。すなわち、t−ブチルアクリレートに由来する構成単位(A)を40質量%含むバインダーポリマー100部からイソブテンが脱離すると、アクリル酸に由来する構成単位を27.3質量%含むバインダーポリマーRとなる。   When the binder polymer is heated, the protective group is eliminated and a carboxy group is generated. For this reason, the heated binder polymer is a polymer having a structural unit derived from acrylic acid (hereinafter also referred to as “binder polymer R”). For example, when isobutene (Mw 56.1) is desorbed from 40 parts of t-butyl acrylate (Mw 128.2), about 24.2 parts of acrylic acid is produced. That is, when isobutene is released from 100 parts of the binder polymer containing 40% by mass of the structural unit (A) derived from t-butyl acrylate, the binder polymer R containing 27.3% by mass of the structural unit derived from acrylic acid is obtained.

また、下記式(A−1)で表されるアクリレート(Mw256.4)に由来する構成単位(A)を40質量%含むバインダーポリマー100部から保護基が脱離すると、アクリル酸に由来する構成単位を15.7質量%含有するバインダーポリマーRとなる。すなわち、加熱前の着色組成物と、加熱後のカラーフィルターフィルター(着色膜)とでは、バインダーポリマーのモノマー組成が異なることになる。   Moreover, the structure derived from acrylic acid when the protective group is eliminated from 100 parts of the binder polymer containing 40% by mass of the structural unit (A) derived from the acrylate (Mw256.4) represented by the following formula (A-1). The binder polymer R contains 15.7% by mass of units. That is, the monomer composition of the binder polymer differs between the colored composition before heating and the color filter filter (colored film) after heating.

Figure 0006431465
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着色組成物で形成された膜は、バインダーポリマーの保護基が脱離する際に収縮する。膜の収縮によって、顔料の溶融や結晶変化が防止され、結晶劣化による色変化が抑制されることも想定される。
また、酸成分であるアクリル酸に由来する構成単位を含むことで、バインダーポリマーのガラス転移温度(Tg)が高くなるとともに、不溶化し、かつ、酸基と顔料の相互作用が生ずることなどによって、色変化が抑制されることも想定される。なお、保護基を有しないアクリル酸に由来する構成単位を加熱前から含むバインダーポリマーを用いることで、保護基を脱離させる必要がなくなるとも考えられる。しかし、検討の結果、アクリル酸に由来する構成単位を所定の割合で含むバインダーポリマーを用いた場合には、安定な顔料分散液を得ることができないことが判明した。CF用着色組成物は、通常、顔料分散剤を用いて有機溶剤中に顔料を分散させた油性の分散液である。酸性又は塩基性の官能基を有するシナジストで処理された顔料と、この官能基とイオン結合しうる基を有する顔料分散剤とは、通常、イオン結合して吸着している。ここで、酸性度が高いアクリル酸に由来する構成単位を相当量含むバインダーポリマーが存在すると、顔料の分散性が阻害されると考えられる。
The film formed of the coloring composition shrinks when the protective group of the binder polymer is released. It is also assumed that the film contraction prevents the melting of the pigment and the crystal change, and suppresses the color change due to the crystal deterioration.
In addition, by including a structural unit derived from acrylic acid which is an acid component, the glass transition temperature (Tg) of the binder polymer is increased, insolubilized, and the interaction between the acid group and the pigment occurs. It is also assumed that the color change is suppressed. In addition, it is thought that it becomes unnecessary to remove | eliminate a protective group by using the binder polymer which contains the structural unit derived from the acrylic acid which does not have a protective group before a heating. However, as a result of investigation, it has been found that a stable pigment dispersion cannot be obtained when a binder polymer containing a predetermined proportion of structural units derived from acrylic acid is used. The colored composition for CF is usually an oily dispersion in which a pigment is dispersed in an organic solvent using a pigment dispersant. The pigment treated with a synergist having an acidic or basic functional group and the pigment dispersant having a group capable of ionic bonding with the functional group are usually adsorbed by ionic bonding. Here, it is considered that the dispersibility of the pigment is inhibited when there is a binder polymer containing a considerable amount of a structural unit derived from acrylic acid having a high acidity.

一般式(A)で表されるアクリレートは、ヘミアセタールエステル基を有するアクリレートであり、例えば、アクリル酸と、特定のビニルエーテル化合物とを付加反応させて得られるモノマーである。ビニルエーテル化合物の具体例としては、下記一般式(A−2)で表される化合物を挙げることができる。
1−O−CH2=CH2 ・・・(A−2)
The acrylate represented by the general formula (A) is an acrylate having a hemiacetal ester group, and is, for example, a monomer obtained by an addition reaction between acrylic acid and a specific vinyl ether compound. Specific examples of the vinyl ether compound include compounds represented by the following general formula (A-2).
R 1 —O—CH 2 ═CH 2 (A-2)

一般式(A−2)中、R1は、炭素数1〜10のアルキル基、炭素数3〜6のシクロアルキル基、炭素数2〜10のアルケニル基、炭素数2〜10のアルキニル基、又はアリール基を示す。アルキル基、アルケニル基、及びアルキニル基の炭素数が10を超えると、脱離する保護基に対応する化合物の沸点が高いため、加工時の加熱によっても揮発しにくく、形成される着色膜に残存する可能性がある。このため、一般式(A−2)中、R1は、炭素数6以下のアルキル基、炭素数3〜6のシクロアルキル基、炭素数6以下のアルケニル基、炭素数6以下のアルキニル基、又はアリールであることが好ましい。また、脱離する保護基に対応する化合物の沸点が100℃以下であると、カラーフィルターの焼き付け工程時に容易に揮発するために好ましい。 In General Formula (A-2), R 1 is an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 6 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 10 carbon atoms, an alkynyl group having 2 to 10 carbon atoms, Or an aryl group is shown. If the alkyl group, alkenyl group, or alkynyl group has more than 10 carbon atoms, the compound corresponding to the protecting group to be removed has a high boiling point, so that it is difficult to volatilize by heating during processing and remains in the formed colored film. there's a possibility that. Therefore, in general formula (A-2), R 1 is an alkyl group having 6 or less carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 6 carbon atoms, an alkenyl group having 6 or less carbon atoms, an alkynyl group having 6 or less carbon atoms, Or it is preferable that it is an aryl. Moreover, it is preferable that the boiling point of the compound corresponding to the protecting group to be eliminated is 100 ° C. or lower because it easily volatilizes during the baking process of the color filter.

ビニルエーテル化合物の具体例としては、メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、1−プロピルビニルエーテル、2−プロピルビニルエーテル、ブチルビニルエーテル、イソブチルビニルエーテル、t−ブチルビニルエーテル、ペンチルビニルエーテル、ヘキシルビニルエーテル、シクロヘキシルビニルエーテル、アリルビニルエーテル、アセチレンメチルビニルエーテル、フェニルビニルエーテル、ベンジルビニルエーテルなどを挙げることができる。これらのビニルエーテル化合物は、1種単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。   Specific examples of the vinyl ether compound include methyl vinyl ether, ethyl vinyl ether, 1-propyl vinyl ether, 2-propyl vinyl ether, butyl vinyl ether, isobutyl vinyl ether, t-butyl vinyl ether, pentyl vinyl ether, hexyl vinyl ether, cyclohexyl vinyl ether, allyl vinyl ether, acetylene methyl vinyl ether. , Phenyl vinyl ether, benzyl vinyl ether, and the like. These vinyl ether compounds can be used singly or in combination of two or more.

バインダーポリマーの全体に対する、構成単位(A)の割合は40〜70質量%であり、好ましくは45〜65質量%である。バインダーポリマー中の構成単位(A)の含有割合が40質量%未満であると、保護基が脱離して形成されるカルボキシ基の割合が少なすぎるため、着色組成物の耐熱性が十分に向上しない。一方、バインダーポリマー中の構成単位(A)の含有割合が70質量%超であると、形成されるカルボキシ基の割合が多すぎるため、アルカリ現像時の着色膜の耐水性が低下する。   The ratio of the structural unit (A) to the whole binder polymer is 40 to 70% by mass, preferably 45 to 65% by mass. When the content ratio of the structural unit (A) in the binder polymer is less than 40% by mass, the ratio of carboxy groups formed by elimination of the protective group is too small, so that the heat resistance of the coloring composition is not sufficiently improved. . On the other hand, when the content ratio of the structural unit (A) in the binder polymer is more than 70% by mass, the ratio of the carboxy group to be formed is too large, so that the water resistance of the colored film during alkali development is lowered.

本発明のCF用着色組成物に用いるバインダーポリマーは、一般式(B)で表されるカルボキシ基含有(メタ)アクリレート(以下、「モノマー(B)」とも記す)に由来する構成単位(B)を有する。モノマー(B)は、アルカリ現像時の酸基の供給源となる構成単位を形成するモノマーである。従来、アルカリ現像時の酸基の供給源となる構成単位を形成するモノマーとしては、(メタ)アクリル酸が用いられていた。しかし、(メタ)アクリル酸は重合速度が速いため、得られるバインダーポリマーに均一に導入することが困難であった。このため、得られるバインダーポリマーの構造中にカルボキシ基の偏りが生じやすかった。また、溶液重合の際に重合系が白濁する、アルカリ現像の際に不均一化する、又は着色組成物の粘度が過度に高まる場合があった。これに対して、本発明のCF用着色組成物には、モノマー(B)に由来する構成単位(B)を有するバインダーポリマーを含有させる。モノマー(B)は分子量が十分に大きいとともに、立体障害などにより、(メタ)アクリル酸と比べて重合性が低い。   The binder polymer used in the colored composition for CF of the present invention is a structural unit (B) derived from a carboxy group-containing (meth) acrylate represented by the general formula (B) (hereinafter also referred to as “monomer (B)”). Have A monomer (B) is a monomer which forms the structural unit used as the supply source of the acid group at the time of alkali image development. Conventionally, (meth) acrylic acid has been used as a monomer that forms a structural unit that serves as a supply source of an acid group during alkali development. However, since (meth) acrylic acid has a high polymerization rate, it has been difficult to uniformly introduce it into the resulting binder polymer. For this reason, the carboxy group was easily biased in the structure of the obtained binder polymer. Also, the polymerization system may become cloudy during solution polymerization, become non-uniform during alkali development, or the viscosity of the colored composition may increase excessively. On the other hand, the coloring composition for CF of the present invention contains a binder polymer having a structural unit (B) derived from the monomer (B). The monomer (B) has a sufficiently large molecular weight and is less polymerizable than (meth) acrylic acid due to steric hindrance and the like.

モノマー(B)は、例えば、水酸基を有する(メタ)アクリレートと、2以上のカルボキシ基を有する化合物とを反応させて得ることができる。水酸基を有する(メタ)アクリレートの具体例としては、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、3−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、グリセロールモノ(メタ)アクリレート、3−クロロ−2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレートなどを挙げることができる。これらの水酸基を有する(メタ)アクリレートは、1種単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。   The monomer (B) can be obtained, for example, by reacting a (meth) acrylate having a hydroxyl group with a compound having two or more carboxy groups. Specific examples of the (meth) acrylate having a hydroxyl group include 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, 3-hydroxypropyl (meth) acrylate, 4-hydroxybutyl (meth) acrylate, and glycerol. Examples thereof include mono (meth) acrylate and 3-chloro-2-hydroxypropyl (meth) acrylate. These (meth) acrylates having a hydroxyl group can be used singly or in combination of two or more.

2以上のカルボキシ基を有する化合物の具体例としては、コハク酸、マレイン酸、イタコン酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、トリメリト酸、ピロメリト酸、ナフタレンジカルボン酸、アントラセンジカルボン酸、テトラブタン酸、シクロヘキサン−1,2−ジカルボン酸、4−シクロヘキセン−1,2−ジカルボン酸、シクロヘキサン−1,2,4−トリカルボン酸などを挙げることができる。これらの2以上のカルボキシ基を有する化合物は、1種単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。   Specific examples of the compound having two or more carboxy groups include succinic acid, maleic acid, itaconic acid, phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, trimellitic acid, pyromellitic acid, naphthalenedicarboxylic acid, anthracene dicarboxylic acid, tetrabutanoic acid, cyclohexane Examples include -1,2-dicarboxylic acid, 4-cyclohexene-1,2-dicarboxylic acid, and cyclohexane-1,2,4-tricarboxylic acid. These compounds having two or more carboxy groups can be used singly or in combination of two or more.

2以上のカルボキシ基を有する化合物は、酸無水物を形成しうる化合物であることが、副生成物が生じにくく、反応精製やコスト的に有利であるために好ましい。また、2以上のカルボキシ基を有する化合物の炭素数は6以下であることが好ましく、コハク酸、フタル酸、トリメリット酸、シクロヘキサン−1,2−ジカルボン酸、4−シクロヘキセン−1,2−ジカルボン酸、シクロヘキサン−1,2,4−トリカルボン酸がさらに好ましく、コハク酸、フタル酸、シクロヘキサン−1,2−ジカルボン酸が特に好ましい。   A compound having two or more carboxy groups is preferably a compound capable of forming an acid anhydride because by-products are unlikely to be generated and reaction purification and cost are advantageous. Moreover, it is preferable that carbon number of the compound which has a 2 or more carboxy group is 6 or less, and a succinic acid, a phthalic acid, trimellitic acid, a cyclohexane-1, 2- dicarboxylic acid, 4-cyclohexene 1, 2- dicarboxylic acid. Acid, cyclohexane-1,2,4-tricarboxylic acid is more preferable, and succinic acid, phthalic acid, and cyclohexane-1,2-dicarboxylic acid are particularly preferable.

バインダーポリマーの全体に対する、構成単位(B)の割合は20〜50質量%であり、好ましくは30〜40質量%である。バインダーポリマー中の構成単位(B)の含有割合が20質量%未満であると、構成単位(A)の含有割合にもよるが、アルカリ現像の速度が遅くなる。一方、バインダーポリマー中の構成単位(B)の含有割合が50質量%超であると、重合反応性が低下してしまい、未反応のモノマーが残存しやすくなる。   The proportion of the structural unit (B) with respect to the entire binder polymer is 20 to 50% by mass, preferably 30 to 40% by mass. When the content ratio of the structural unit (B) in the binder polymer is less than 20% by mass, the speed of alkali development is slow although it depends on the content ratio of the structural unit (A). On the other hand, when the content ratio of the structural unit (B) in the binder polymer is more than 50% by mass, the polymerization reactivity is lowered and unreacted monomers are likely to remain.

バインダーポリマーの酸価は40〜130mgKOH/gであり、好ましくは50〜100mgKOH/gである。バインダーポリマーの酸価が40mgKOH/g未満であると、アルカリ現像性が不十分になる。一方、バインダーポリマーの酸価が130mgKOH/g超であると、形成される着色膜の耐水性が低下する。バインダーポリマーの酸価は、ポリマー1gを中和するのに必要な水酸化カリウムの質量(mg)で表される。バインダーポリマーの酸価は、使用したモノマーの分子量から算出することもできるし、バインダーポリマー自体を滴定分析することにより測定することもできる。バインダーポリマーの酸価は、例えば、ポリマーを所定の有機溶剤に溶解して得た溶液を測定試料とし、フェノールフタレイン等を指示薬として、0.1N水酸化カリウムエタノール溶液を用いて滴定することで測定及び算出することができる。   The acid value of the binder polymer is 40 to 130 mgKOH / g, preferably 50 to 100 mgKOH / g. When the acid value of the binder polymer is less than 40 mgKOH / g, the alkali developability becomes insufficient. On the other hand, when the acid value of the binder polymer is more than 130 mgKOH / g, the water resistance of the formed colored film is lowered. The acid value of the binder polymer is expressed by the mass (mg) of potassium hydroxide necessary to neutralize 1 g of the polymer. The acid value of the binder polymer can be calculated from the molecular weight of the monomer used, or can be measured by titration analysis of the binder polymer itself. The acid value of the binder polymer is determined by, for example, titrating with a 0.1N potassium hydroxide ethanol solution using a solution obtained by dissolving the polymer in a predetermined organic solvent as a measurement sample and using phenolphthalein as an indicator. It can be measured and calculated.

ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により測定される、バインダーポリマーのポリスチレン換算の数平均分子量(Mn)は、3,000〜15,000であり、好ましくは4,000〜10,000である。バインダーポリマーの数平均分子量が3,000未満であると、カラーフィルター用の着色膜としての耐性が不足する。一方、バインダーポリマーの数平均分子量が15,000超であると、バインダーポリマーの酸価が高い場合であってもアルカリ現像性が不足するとともに、現像して形成される画素のシャープ性が損なわれる。   The number average molecular weight (Mn) in terms of polystyrene of the binder polymer, measured by gel permeation chromatography (GPC), is 3,000 to 15,000, preferably 4,000 to 10,000. When the number average molecular weight of the binder polymer is less than 3,000, resistance as a colored film for a color filter is insufficient. On the other hand, if the number average molecular weight of the binder polymer is more than 15,000, even if the acid value of the binder polymer is high, the alkali developability is insufficient and the sharpness of the pixel formed by development is impaired. .

バインダーポリマーの分子量分布(重量平均分子量/数平均分子量)は、1.6以下であることが好ましく、1.4以下であることがさらに好ましい。バインダーポリマーの分子量分布(PDI)は、GPCにより測定されるポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)を、前述の数平均分子量(Mn)で除して得られる値(Mw/Mn)である。すなわち、バインダーポリマーの分子量がある程度以上揃っていることが好ましい。バインダーポリマーのPDIが1.6以下であると、ポリマー分子の性質が均一であるため、アルカリ現像の際の溶解の仕方が均一になりやすい。このため、アルカリ現像時に脱膜的な溶解が生じにくくなるとともに、よりシャープな画素を形成することができる。   The molecular weight distribution (weight average molecular weight / number average molecular weight) of the binder polymer is preferably 1.6 or less, and more preferably 1.4 or less. The molecular weight distribution (PDI) of the binder polymer is a value (Mw / Mn) obtained by dividing the polystyrene-reduced weight average molecular weight (Mw) measured by GPC by the aforementioned number average molecular weight (Mn). That is, it is preferable that the molecular weights of the binder polymers are uniform to some extent. When the PDI of the binder polymer is 1.6 or less, the properties of the polymer molecules are uniform, so that the dissolution method during alkali development tends to be uniform. For this reason, film-dissolving dissolution hardly occurs during alkali development, and sharper pixels can be formed.

バインダーポリマーは、本発明の効果を損なわない範囲で、必要に応じて、前述のモノマー(A)及びモノマー(B)以外の「その他の共重合性ビニルモノマー」に由来する構成単位(C)をさらに有していてもよい。バインダーポリマーの全体に対する、構成単位(C)の割合は、5〜30質量%であることが好ましく、10〜25質量%であることが好ましい。その他の共重合性ビニルモノマーとしては、ラジカル重合しうる付加重合性ビニルモノマーが好ましい。その他の共重合性ビニルモノマーの具体例としては、スチレン、ビニルトルエン、ビニルナフタレン、ビニル安息香酸、ビニル安息香酸の低級アルコールエステル、ビニルカルバゾール、スチレンスルホン酸、スチレンスルホン酸の低級アルコールエステル、N−ビニルピリジンなどの芳香族及び複素環ビニルモノマー;酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、シクロヘキサンカルボン酸ビニル、安息香酸ビニルなどの脂肪族、脂環族、及び芳香族カルボン酸ビニルエステルモノマー;   As long as the binder polymer does not impair the effects of the present invention, the structural unit (C) derived from the “other copolymerizable vinyl monomer” other than the monomer (A) and the monomer (B) is included as necessary. Furthermore, you may have. The proportion of the structural unit (C) with respect to the entire binder polymer is preferably 5 to 30% by mass, and more preferably 10 to 25% by mass. As the other copolymerizable vinyl monomer, an addition polymerizable vinyl monomer capable of radical polymerization is preferable. Specific examples of other copolymerizable vinyl monomers include styrene, vinyl toluene, vinyl naphthalene, vinyl benzoic acid, lower alcohol ester of vinyl benzoic acid, vinyl carbazole, styrene sulfonic acid, lower alcohol ester of styrene sulfonic acid, N- Aromatic and heterocyclic vinyl monomers such as vinylpyridine; aliphatic, alicyclic and aromatic carboxylic acid vinyl ester monomers such as vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl cyclohexanecarboxylate, vinyl benzoate;

(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸プロピル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸イソブチル、(メタ)アクリル酸ヘキシル、(メタ)アクリル酸オクチル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸デシル、(メタ)アクリル酸トリデシル、(メタ)アクリル酸オクタデシル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸トリメチルシクロヘキシル、(メタ)アクリル酸t−ブチルシクロヘキシル、(メタ)アクリル酸イソボルニル、(メタ)アクリル酸トリシクロデシル、(メタ)アクリル酸アダマンチル、(メタ)アクリル酸ベンジル、(メタ)アクリル酸フェノキシエチル、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシブチル、(メタ)アクリル酸メトキシエチル、(メタ)アクリル酸エトキシエチル、(メタ)アクリル酸テトラヒドロフルフリル、(メタ)アクリル酸グリシジル、(メタ)アクリル酸フェニル、(メタ)アクリル酸ナフチル、(メタ)アクリル酸ジメチルアミノエチル、(メタ)アクリル酸ジメチルアミノエチルを塩化メチルや塩化ベンジルで4級化したモノマー、(メタ)アクリル酸ジエチルアミノエチル、(メタ)アクリル酸ジエチルアミノエチルを塩化メチルや塩化ベンジルで4級化したモノマー、(メタ)アクリル酸t−ブチルアミノエチル、(メタ)アクリル酸トリフルオロエチル、(メタ)アクリル酸ヘプタデカフルオロデシル、(メタ)アクリル酸ポリ(n=2以上)エチレングリコール、(メタ)アクリル酸ポリ(n=2以上)プロピレングリコール、(メタ)アクリル酸ポリ(n=2以上)エチレングリコールモノメチルエーテル、(メタ)アクリル酸シクロペンテニルオキシエチル、(メタ)アクリロイロキシエチルイソシアネート、2−(2’−ヒドロキシ−5−(メタ)アクリロイロキシエチルフェニル)−2H−ベンゾトリアゾール(耐光性を向上させるのに効果的である)、(メタ)アクリル酸テトラメチルピペリジニル、(メタ)アクリル酸ペンタメチルピペリジニル、(メタ)アクリロイロキシエチルリン酸エステルなどの(メタ)アクリル酸系ポリマー;   (Meth) acrylic acid, methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, propyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, isobutyl (meth) acrylate, hexyl (meth) acrylate, (meta ) Octyl acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, decyl (meth) acrylate, tridecyl (meth) acrylate, octadecyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, trimethylcyclohexyl (meth) acrylate, T-butylcyclohexyl (meth) acrylate, isobornyl (meth) acrylate, tricyclodecyl (meth) acrylate, adamantyl (meth) acrylate, benzyl (meth) acrylate, phenoxyethyl (meth) acrylate, (meta ) 2-hydroxyethyl acrylate, ( T) 2-hydroxypropyl acrylate, hydroxybutyl (meth) acrylate, methoxyethyl (meth) acrylate, ethoxyethyl (meth) acrylate, tetrahydrofurfuryl (meth) acrylate, glycidyl (meth) acrylate, ( Phenyl methacrylic acid, naphthyl (meth) acrylate, dimethylaminoethyl (meth) acrylate, monomer dimethylaminoethyl (meth) acrylate quaternized with methyl chloride or benzyl chloride, diethylaminoethyl (meth) acrylate , Quaternized monomers of diethylaminoethyl (meth) acrylate with methyl chloride or benzyl chloride, t-butylaminoethyl (meth) acrylate, trifluoroethyl (meth) acrylate, heptadecafluorodecyl (meth) acrylate , (Meth) acrylic acid (N = 2 or more) ethylene glycol, (meth) acrylic acid poly (n = 2 or more) propylene glycol, (meth) acrylic acid poly (n = 2 or more) ethylene glycol monomethyl ether, (meth) acrylic acid cyclopentenyloxy Ethyl, (meth) acryloyloxyethyl isocyanate, 2- (2′-hydroxy-5- (meth) acryloyloxyethylphenyl) -2H-benzotriazole (effective in improving light resistance), ( (Meth) acrylic acid-based polymers such as (meth) acrylic acid tetramethylpiperidinyl, (meth) acrylic acid pentamethylpiperidinyl, (meth) acryloyloxyethyl phosphate;

(メタ)アクリルアミド、ジメチル(メタ)アクリルアミド、(メタ)アクリロイルモルホリン、N−メチロール(メタ)アクリルアミドなどのアミド系モノマー;(メタ)アクリロニトリル;N−ビニルピロリドン;マレイン酸、マレイン酸のモノ、ジ低級アルコールエステル、N−フェニルマレイミド、N−シクロヘキシルマレイミド、イタコン酸のモノ、ジ低級アルコールエステルなどの二塩基酸ビニル系モノマー;などを挙げることができる。これらのモノマーは、1種単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。   Amide monomers such as (meth) acrylamide, dimethyl (meth) acrylamide, (meth) acryloylmorpholine, N-methylol (meth) acrylamide; (meth) acrylonitrile; N-vinylpyrrolidone; maleic acid, mono- and di-lower of maleic acid Examples thereof include alcoholic esters, N-phenylmaleimide, N-cyclohexylmaleimide, dibasic acid vinyl monomers such as mono- and di-lower alcohol esters of itaconic acid; and the like. These monomers can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.

また、必要に応じて、その片末端に付加重合性基を有するマクロモノマーを用いることもできる。そのようなマクロモノマーの具体例としては、(メタ)アクリロイルポリスチレン、(メタ)アクリロイルポリメタクリル酸メチル、(メタ)アクリロイルポリジメチルシロキサンなどを挙げることができる。   Moreover, if necessary, a macromonomer having an addition polymerizable group at one end thereof can also be used. Specific examples of such macromonomers include (meth) acryloyl polystyrene, (meth) acryloyl polymethyl methacrylate, (meth) acryloyl polydimethylsiloxane, and the like.

(バインダーポリマーの調製方法)
バインダーポリマーは、例えば、ラジカル重合、カチオン重合、アニオン重合などの重合方法によって調整することができる。また、これらの重合方法は、溶液重合、乳化重合、懸濁重合、塊状重合のいずれであってもよい。例えば、ラジカル重合の場合、アゾ系化合物や過酸化物系化合物などの重合開始剤が用いられ、所定の温度で重合される。
(Method for preparing binder polymer)
The binder polymer can be adjusted by a polymerization method such as radical polymerization, cationic polymerization, or anionic polymerization. These polymerization methods may be any of solution polymerization, emulsion polymerization, suspension polymerization, and bulk polymerization. For example, in the case of radical polymerization, a polymerization initiator such as an azo compound or a peroxide compound is used and polymerized at a predetermined temperature.

重合開始剤の具体例としては、過硫酸リチウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸カリウム等の過酸化物系化合物;2,2’−アゾビス(2−(2−イミダゾリン−2−イル)プロパン)、2,2’−アゾビス(2−アミジノプロパン)、これらの無機酸・有機酸塩などのアゾ系化合物;過酸化ベンゾイル、ラウロイルパーオキサイド、t−ブチルラウリン酸過エステルなどの油性の過酸化物などを挙げることができる。重合開始剤の使用量は、モノマーに対して、0.1〜5質量%とすることが好ましく、0.2〜3質量%とすることがさらに好ましい。   Specific examples of the polymerization initiator include peroxide compounds such as lithium persulfate, sodium persulfate, and potassium persulfate; 2,2′-azobis (2- (2-imidazolin-2-yl) propane), 2 , 2'-azobis (2-amidinopropane), azo compounds such as these inorganic acids and organic acid salts; oily peroxides such as benzoyl peroxide, lauroyl peroxide, t-butyl lauric acid overester, etc. Can be mentioned. The amount of the polymerization initiator used is preferably 0.1 to 5% by mass and more preferably 0.2 to 3% by mass with respect to the monomer.

従来のラジカル重合では、得られるバインダーポリマーのPDIを所望とする値に制御するのは困難である。このため、得られるバインダーポリマーのPDIを所望とする値に制御するには、リビングラジカル重合によってバインダーポリマーを調製することが好ましい。ラジカル重合やリビングラジカル重合は、有機溶剤を使用しない乳化重合、懸濁重合、塊状重合であってもよい。但し、有機溶剤を使用する溶液重合とすることが好ましい。有機溶剤としては、重合開始剤、触媒、及びモノマーなどの成分を溶解しうるものが好ましい。   In conventional radical polymerization, it is difficult to control the PDI of the obtained binder polymer to a desired value. For this reason, in order to control the PDI of the obtained binder polymer to a desired value, it is preferable to prepare the binder polymer by living radical polymerization. The radical polymerization or living radical polymerization may be emulsion polymerization, suspension polymerization, or bulk polymerization without using an organic solvent. However, solution polymerization using an organic solvent is preferable. As an organic solvent, what can melt | dissolve components, such as a polymerization initiator, a catalyst, and a monomer, is preferable.

リビングラジカル重合としては、アミンオキシドラジカルの解離と結合を利用するニトロキサイド法(Nitroxide mediated polymerization:NMP法);銅、ルテニウム、ニッケル、鉄等の重金属と、これらの重金属と錯体を形成するリガンドとを使用し、ハロゲン化合物を開始化合物として用いて重合する原子移動ラジカル重合(Atom transfer radical polymerization:ATRP法);ジチオカルボン酸エステルやザンテート化合物等を開始化合物として使用するとともに、付加重合性モノマーとラジカル開始剤を使用して重合する可逆的付加開裂型連鎖移動重合(Reversible addition− fragmentation chain transfer:RAFT法);MADIX法(Macromolecular Design via Interchange of Xanthate);有機テルル、有機ビスマス、有機アンチモン、ハロゲン化アンチモン、有機ゲルマニウム、ハロゲン化ゲルマニウム等の重金属を用いる方法(Degenerative transfer:DT法);ヨウ素とヨウ素化合物の少なくともいずれかを重合開始化合物として使用して、市販のラジカルとなりうる有機化合物を触媒として使用する可逆的移動触媒重合(Reversible transfer catalized polymerization:RTCP法)などを挙げることができる。なかでも、DT法やRTCP法が容易で好ましい。   Living radical polymerization includes a nitroxide method (NMP method) using dissociation and bonding of amine oxide radicals; heavy metals such as copper, ruthenium, nickel, and iron, and a ligand that forms a complex with these heavy metals. Atom transfer radical polymerization (ATRP method) in which a halogen compound is used as a starting compound, and a dithiocarboxylic acid ester or a xanthate compound is used as the starting compound, and an addition polymerizable monomer and a radical start Reversible addition-fragmentation chain train polymerizing using an agent ferm: RAFT method); MADIX method (Macromolecular Design via Interchange of Xanthate); Method using heavy metal such as organic tellurium, organic bismuth, organic antimony, antimony halide, organic germanium, germanium halide (DegenerativeTrans method) Examples thereof include reversible transfer catalyzed polymerization (RTCP method) in which at least one of iodine and an iodine compound is used as a polymerization initiating compound and an organic compound that can be a commercially available radical is used as a catalyst. Among them, the DT method and the RTCP method are easy and preferable.

重合時に用いる有機溶剤の具体例としては、ヘキサン、オクタン、デカン、イソデカン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、トルエン、キシレン、エチルベンゼンなどの炭化水素系溶剤;メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、イソブタノール、ヘキサノール、ベンジルアルコール、シクロヘキサノールなどのアルコール系溶剤;エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、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エチルエーテル、プロピレングリコールプロピルエーテル、ジグライム、トリグライム、テトラグライム、ジプロピリングリコールジメチルエーテル、ブチルカルビトール、ブチルトリエチレングリコール、メチルジプロピレングリコール、メチルセロソルブアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールブ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アセテートなどのグリコール系溶剤;ジエチルエーテル、ジプロピルエーテル、メチルシクロプロピルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、アニソールなどのエーテル系溶剤;メチルエチルケトン、ジエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、イソホロン、アセトフェノンなどのケトン系溶剤;酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸プロピル、酪酸メチル、酪酸エチル、カプロラクトン、乳酸メチル、乳酸エチル、琥珀酸ジメチル、アジピン酸ジメチル、グルタル酸ジメチルなどのエステル系溶剤;クロロホルム、ジクロロエタンなどのハロゲン化溶剤;ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、ピロリドン、N−メチルピロリドン、カプロラクタムなどのアミド系溶剤の他、ジメチルスルホキシド、スルホラン、テトラメチル尿素、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、炭酸ジメチルなどを挙げることができる。なお、これらの有機溶剤は、1種単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。   Specific examples of the organic solvent used in the polymerization include hydrocarbon solvents such as hexane, octane, decane, isodecane, cyclohexane, methylcyclohexane, toluene, xylene, ethylbenzene; methanol, ethanol, propanol, isopropanol, butanol, isobutanol, hexanol. , Alcohol solvents such as benzyl alcohol and cyclohexanol; ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol, methyl cellosolve, ethyl cellosolve, butyl cellosolve, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol propyl ether, diglyme, Triglyme, Tetraglyme, Dipropylin glycol dimethyl Glycol solvents such as ether, butyl carbitol, butyl triethylene glycol, methyl dipropylene glycol, methyl cellosolve acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, dipropylene glycol butyl ether acetate, diethylene glycol monobutyl ether acetate; diethyl ether, dipropyl ether, methyl Ether solvents such as cyclopropyl ether, tetrahydrofuran, dioxane, anisole; ketone solvents such as methyl ethyl ketone, diethyl ketone, methyl isobutyl ketone, cyclohexanone, isophorone, acetophenone; methyl acetate, ethyl acetate, butyl acetate, propyl acetate, methyl butyrate, Ethyl butyrate, caprolactone, methyl lactate, ethyl lactate, dioxalate Ester solvents such as chill, dimethyl adipate and dimethyl glutarate; halogenated solvents such as chloroform and dichloroethane; amide solvents such as dimethylformamide, dimethylacetamide, pyrrolidone, N-methylpyrrolidone and caprolactam, dimethyl sulfoxide and sulfolane , Tetramethylurea, ethylene carbonate, propylene carbonate, dimethyl carbonate and the like. In addition, these organic solvents can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.

溶液重合時の重合液の固形分濃度(モノマー濃度)は、5〜80質量%とすることが好ましく、20〜60質量%とすることがさらに好ましい。重合液の固形分濃度が5質量%未満であると、モノマー濃度が低すぎるために重合が完結しない場合がある。一方、重合液の固形分濃度が80質量%超又はバルク重合であると、重合液の粘度が高すぎてしまい、撹拌が困難になって収率が低下する場合がある。リビングラジカル重合は、モノマーがなくなる(反応により全て消費される)まで行うことが好ましい。重合時間は0.5〜48時間とすることが好ましく、1〜24時間とすることがさらに好ましい。重合雰囲気は特に限定されず、通常の範囲内で酸素が存在する雰囲気であっても、窒素気流雰囲気であってもよい。重合に使用する材料(モノマーなど)としては、蒸留、活性炭処理、又はアルミナ処理などにより不純物を除去したものを用いてもよいし、市販品をそのまま用いてもよい。また、遮光下で重合反応を行ってもよいし、ガラスなどの透明容器内で重合反応を行ってもよい。   The solid content concentration (monomer concentration) of the polymerization solution during solution polymerization is preferably 5 to 80% by mass, and more preferably 20 to 60% by mass. When the solid content concentration of the polymerization liquid is less than 5% by mass, the polymerization may not be completed because the monomer concentration is too low. On the other hand, when the solid content concentration of the polymerization solution is more than 80% by mass or bulk polymerization, the viscosity of the polymerization solution is too high, and stirring may be difficult, resulting in a decrease in yield. The living radical polymerization is preferably performed until the monomer is exhausted (all consumed by the reaction). The polymerization time is preferably 0.5 to 48 hours, and more preferably 1 to 24 hours. The polymerization atmosphere is not particularly limited, and may be an atmosphere in which oxygen exists within a normal range or a nitrogen stream atmosphere. As a material (such as a monomer) used for polymerization, a material from which impurities are removed by distillation, activated carbon treatment, alumina treatment or the like may be used, or a commercially available product may be used as it is. Further, the polymerization reaction may be performed under light shielding, or the polymerization reaction may be performed in a transparent container such as glass.

(色材)
本発明のCF用着色組成物は色材を含有する。色材としては、染料や顔料を用いることができる。得られるカラーフィルターの色相を調整すべく、染料と顔料を組み合わせて用いることもできる。CF用着色組成物中の色材の含有量は特に限定されず、任意に設定することができる。
(Coloring material)
The coloring composition for CF of the present invention contains a coloring material. As the color material, a dye or a pigment can be used. In order to adjust the hue of the obtained color filter, a combination of a dye and a pigment may be used. Content of the coloring material in the coloring composition for CF is not specifically limited, It can set arbitrarily.

染料としては、酸性染料、塩基性染料、油溶性染料、反応性染料、分散染料、直接染料などを用いることができる。染料の具体例としては、C.I.ダイレクトブラック17など、C.I.ダイレクトエロー4、26、44、50など、C.I.ダイレクトレッド1、4、23、31、37、39、75、80、81、83、225、226、227など、C.I.ダイレクトブルー1、15、71、86、106、199などの直接染料;   Examples of the dye that can be used include acid dyes, basic dyes, oil-soluble dyes, reactive dyes, disperse dyes, and direct dyes. Specific examples of the dye include C.I. I. Direct Black 17, etc., C.I. I. Direct Yellow 4, 26, 44, 50, etc., C.I. I. Direct Red 1, 4, 23, 31, 37, 39, 75, 80, 81, 83, 225, 226, 227, etc. I. Direct dyes such as Direct Blue 1, 15, 71, 86, 106, 199;

C.I.アシッドブラック1、26、52など、C.I.アシッドエロー7:1、17、19、23、25、29、42、49、110、141など、C.I.アシッドレッド8、9、14、18、26、27、37、51、52、57、82、87、92、94、111、129、131、186など、C.I.アシッドバイオレット15、17など、アシッドブルー1、7、9、15、22、43、78、83、90、103、113、158など、C.I.アシッドグリーン3、9、16、25、27などの酸性染料、及びこれらを第4級アンモニウム塩などで不溶化させた染料;   C. I. Acid Black 1, 26, 52, C.I. I. Acid Yellow 7: 1, 17, 19, 23, 25, 29, 42, 49, 110, 141, etc., C.I. I. Acid Red 8, 9, 14, 18, 26, 27, 37, 51, 52, 57, 82, 87, 92, 94, 111, 129, 131, 186, C.I. I. Acid Violet 15, 17, etc., Acid Blue 1, 7, 9, 15, 22, 43, 78, 83, 90, 103, 113, 158, etc. I. Acid dyes such as Acid Green 3, 9, 16, 25, 27, and dyes obtained by insolubilizing these with quaternary ammonium salts;

C.I.ベーシックイエロー11、13、15、19、21、28、51など、C.I.ベーシックオレンジ21、30など、C.I.ベーシックレッド1、12、15、18、27、46など、C.I.ベーシックバイオレット1、3、10など、C.I.ベーシックブルー1、3、41、54など、C.I.ベーシックグリーン1、4などの塩基性染料、及びこれらをスルホン酸基含有化合物などで不溶化させた染料などを挙げることができる。   C. I. Basic Yellow 11, 13, 15, 19, 21, 28, 51 etc., C.I. I. Basic orange 21, 30, etc., C.I. I. Basic Red 1, 12, 15, 18, 27, 46, etc., C.I. I. Basic violet 1, 3, 10, etc., C.I. I. Basic Blue 1, 3, 41, 54, C.I. I. Examples include basic dyes such as Basic Green 1 and 4, and dyes obtained by insolubilizing these with a sulfonic acid group-containing compound.

顔料の具体例としては、C.I.ピグメントレッド(PR)56、58、122、166、168、176、177、178、224、242、254、255などの赤色顔料;C.I.ピグメントグリーン(PG)7、36、58、ポリ(14〜16)ブロム銅フタロシアニン、ポリ(12〜15)ブロム化−ポリ(4〜1)クロル化銅フタロシアニンなどの緑色顔料;C.I.ピグメントブルー15:1、15:3、15:6、60、80などの青色顔料などを挙げることができる。また、カラーフィルター用の顔料に対する補色顔料及び多色型の画素用顔料としては、例えば、C.I.ピグメントイエロー(PY)12、13、14、17、24、55、60、74、83、90、93、126、128、138、139、150、154、155、180、185、216、219などの黄色顔料;C.I.ピグメントバイオレット(PV)19、23などを挙げることができる。   Specific examples of the pigment include C.I. I. Red pigments such as C.I. Pigment Red (PR) 56, 58, 122, 166, 168, 176, 177, 178, 224, 242, 254, 255; I. Green pigments such as CI Pigment Green (PG) 7, 36, 58, poly (14-16) bromide copper phthalocyanine, poly (12-15) brominated-poly (4-1) chlorinated copper phthalocyanine; I. And blue pigments such as CI Pigment Blue 15: 1, 15: 3, 15: 6, 60, and 80. Examples of complementary color pigments and multicolor pixel pigments for color filter pigments include C.I. I. Pigment Yellow (PY) 12, 13, 14, 17, 24, 55, 60, 74, 83, 90, 93, 126, 128, 138, 139, 150, 154, 155, 180, 185, 216, 219, etc. Yellow pigment; C.I. I. Pigment violet (PV) 19, 23, and the like.

顔料の平均粒子径は、10〜150nmであることが好ましく、10〜80nmであることがさらに好ましく、10〜50nmであることが特に好ましい。微粒子化された顔料を分散させて得られる本発明のCF用着色組成物は、高透明性及び高コントラスト性を有するカラーフィルターを製造しうる着色剤として特に好適である。顔料の平均粒子径が10nm未満であると、耐光性及び耐熱性など諸物性が低下する場合がある。一方、顔料の平均粒子径が150nm超であると、画素の透明性及びコントラスト性が低下する場合がある。なお、本明細書における顔料の「平均粒子径」は「数平均粒子径」を意味し、例えば、透過型電子顕微鏡(TEM)で観察して求めることができる。   The average particle diameter of the pigment is preferably 10 to 150 nm, more preferably 10 to 80 nm, and particularly preferably 10 to 50 nm. The coloring composition for CF of the present invention obtained by dispersing finely divided pigments is particularly suitable as a colorant capable of producing a color filter having high transparency and high contrast. When the average particle size of the pigment is less than 10 nm, various physical properties such as light resistance and heat resistance may be deteriorated. On the other hand, when the average particle diameter of the pigment is more than 150 nm, the transparency and contrast of the pixel may be deteriorated. In addition, the “average particle diameter” of the pigment in the present specification means “number average particle diameter” and can be obtained by observing with a transmission electron microscope (TEM), for example.

(溶剤)
本発明のCF用着色組成物は、有機溶媒などの溶剤を含有する。有機溶媒としては、カラーフィルター用の着色組成物に用いられるグリコール系溶剤が好ましい。なかでも、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などのプロピレングリコール系溶剤が好ましい。
(solvent)
The colored composition for CF of the present invention contains a solvent such as an organic solvent. As an organic solvent, the glycol solvent used for the coloring composition for color filters is preferable. Of these, propylene glycol solvents such as propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monopropyl ether, and propylene glycol monomethyl ether are preferable.

(色素誘導体)
本発明のCF用着色組成物には、必要に応じて、シナジストなどの色素誘導体を含有させることが好ましい。このような色素誘導体は、例えば、CF用着色組成物を製造するための顔料分散体を調製する際の分散工程において添加することができる。色素誘導体としては、酸性官能基や塩基性官能基を有する色素誘導体を挙げることができる。なかでも、顔料と同一若しくは類似の色素骨格、又は顔料の原料となる化合物と同一若しくは類似の色素骨格を有する色素誘導体を用いることが好ましい。色素骨格の具体例としては、アゾ系色素骨格、フタロシアニン系色素骨格、アントラキノン系色素骨格、トリアジン系色素骨格、アクリジン系色素骨格、ペリレン系色素骨格などを挙げることができる。これらの色素誘導体(シナジスト)は、顔料100質量部に対して、0.5〜30質量部添加することが好ましく、2〜15質量部添加することがさらに好ましい。
(Dye derivative)
The coloring composition for CF of the present invention preferably contains a pigment derivative such as a synergist, if necessary. Such a pigment derivative can be added, for example, in a dispersion step when preparing a pigment dispersion for producing a colored composition for CF. Examples of the dye derivative include a dye derivative having an acidic functional group or a basic functional group. Among them, it is preferable to use a dye derivative having the same or similar dye skeleton as the pigment or the same or similar dye skeleton as the compound used as the raw material of the pigment. Specific examples of the dye skeleton include azo dye skeleton, phthalocyanine dye skeleton, anthraquinone dye skeleton, triazine dye skeleton, acridine dye skeleton, and perylene dye skeleton. These pigment derivatives (synergists) are preferably added in an amount of 0.5 to 30 parts by mass, more preferably 2 to 15 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the pigment.

(顔料分散剤)
顔料を色材として用いる場合、溶剤に顔料を分散させるために顔料分散剤を用いることが好ましい。顔料分散剤としては、例えば、従来公知のアクリル系、エステル系、アミド系、ウレタン系、エーテル系、アミン系などのポリマー系の分散剤を用いることができる。顔料分散剤として用いられるポリマーとしては、ランダムコポリマー、ブロックコポリマー、グラフトコポリマー、デンドリマー、ボトルブラシポリマーなどがある。また、カルボキシ基、スルホン酸基、リン酸基などの酸性基;ジメチルアミノ基などのアミノ基;ベンジルジメチルアンモニウムクロライド基などの第4級アンモニウム塩などの顔料吸着性基を有するポリマーを顔料分散剤として用いることが好ましい。顔料分散剤は、顔料100質量部に対して、5〜200質量部添加することが好ましい。
(Pigment dispersant)
When using a pigment as a coloring material, it is preferable to use a pigment dispersant in order to disperse the pigment in the solvent. As the pigment dispersant, for example, conventionally known acrylic, ester, amide, urethane, ether, and amine polymer dispersants can be used. Examples of the polymer used as the pigment dispersant include a random copolymer, a block copolymer, a graft copolymer, a dendrimer, and a bottle brush polymer. In addition, a polymer having a pigment adsorbing group such as an acidic group such as a carboxy group, a sulfonic acid group, or a phosphoric acid group; an amino group such as a dimethylamino group; a quaternary ammonium salt such as a benzyldimethylammonium chloride group; It is preferable to use as. The pigment dispersant is preferably added in an amount of 5 to 200 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the pigment.

(その他の成分)
本発明のCF用着色組成物には、必要に応じて、種々の配合剤や添加剤などのその他の成分を配合してもよい。その他の成分の具体例としては、光重合性モノマー、光重合性オリゴマー、アルカリ現像性樹脂、紫外線吸収剤、光安定剤、光重合開始剤、光増感剤、酸塩基発生剤、酸化防止剤、レベリング剤、消泡剤、増粘剤などを挙げることができる。
(Other ingredients)
The CF coloring composition of the present invention may contain other components such as various compounding agents and additives as necessary. Specific examples of other components include photopolymerizable monomers, photopolymerizable oligomers, alkali-developable resins, ultraviolet absorbers, light stabilizers, photopolymerization initiators, photosensitizers, acid-base generators, and antioxidants. , Leveling agents, antifoaming agents, thickeners and the like.

本発明のCF用着色組成物を使用すれば、所望とする色特性が高度に維持された高品質なカラーフィルターを製造することができる。カラーフィルターの製造方法としては従来公知の方法を採用すればよく、特に限定されない。なお、本発明のCF用着色組成物は、カラーフィルター製造用の材料以外にも、例えば、塗料、インキ、文具用などの着色剤として使用することもできる。   If the coloring composition for CF of the present invention is used, a high-quality color filter in which desired color characteristics are highly maintained can be produced. As a method for producing the color filter, a conventionally known method may be adopted, and it is not particularly limited. The colored composition for CF of the present invention can also be used as a colorant for paints, inks, stationery, etc., in addition to materials for producing color filters.

以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。なお、実施例、比較例中の「部」及び「%」は、特に断らない限り質量基準である。   EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated concretely based on an Example, this invention is not limited to these Examples. In the examples and comparative examples, “parts” and “%” are based on mass unless otherwise specified.

<バインダーポリマーの合成>
(合成例1)
撹拌機、逆流コンデンサー、及び温度計を取り付けた1Lセパラブルフラスコ(反応装置)に、溶剤であるプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMAc)450部を入れ、80℃に加温した。別容器に、メタクリル酸メチル(MMA)48部、アクリル酸t−ブチル(tBA)138部、アクリル酸エチル(EA)24部、2−メタクリロイロキシエチルフタル酸(PAMA)90部、重合開始剤であるt−ブチル−パーオキシ−2−エチルヘキサノエート(PBO)(商品名「パーブチルO」、日油社製)9部、及び連鎖移動剤である1−ドデカンチオール(LSH)9部を入れ、内容物が均一になるまで撹拌してモノマー溶液を調製した。調製したモノマー溶液の1/3量を上記の反応装置に添加し、残りの2/3量を1.5時間かけて滴下した。滴下終了後、80℃で5.5時間重合してポリマー溶液BP−1を得た。
<Synthesis of binder polymer>
(Synthesis Example 1)
In a 1 L separable flask (reaction apparatus) equipped with a stirrer, a reverse flow condenser, and a thermometer, 450 parts of propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMAc) as a solvent was placed and heated to 80 ° C. In a separate container, 48 parts of methyl methacrylate (MMA), 138 parts of t-butyl acrylate (tBA), 24 parts of ethyl acrylate (EA), 90 parts of 2-methacryloyloxyethylphthalic acid (PAMA), polymerization initiator 9 parts of t-butyl-peroxy-2-ethylhexanoate (PBO) (trade name “Perbutyl O”, manufactured by NOF Corporation) and 9 parts of 1-dodecanethiol (LSH) which is a chain transfer agent The monomer solution was prepared by stirring until the contents were uniform. 1/3 amount of the prepared monomer solution was added to the above reactor, and the remaining 2/3 amount was added dropwise over 1.5 hours. After completion of the dropping, polymerization was carried out at 80 ° C. for 5.5 hours to obtain a polymer solution BP-1.

得られたポリマー溶液BP−1の固形分濃度は41.4%であり、重合率は約100%であった。テトラヒドロフラン(THF)を展開溶媒とするGPCによって得られたポリマー溶液BP−1中のバインダーポリマーを分析したところ、数平均分子量(Mn)が5,000であり、ピークトップ分子量(PT)が9,700であり、分散度(Mw/Mn)が1.95であった。なお、GPCの検出器には示差屈折率検出器を使用した。また、ポリマー溶液BP−1をトルエン及びエタノールで希釈して酸化測定用試料を調製した。そして、フェノールフタレイン溶液を指示薬とする、0.1%水酸化カリウムエタノール溶液を用いた酸塩基滴定によって測定したバインダーポリマーの酸価(実測値)は、64.3mgKOH/gであった。   The obtained polymer solution BP-1 had a solid content concentration of 41.4% and a polymerization rate of about 100%. When the binder polymer in the polymer solution BP-1 obtained by GPC using tetrahydrofuran (THF) as a developing solvent was analyzed, the number average molecular weight (Mn) was 5,000 and the peak top molecular weight (PT) was 9 ,. 700 and the dispersity (Mw / Mn) was 1.95. A differential refractive index detector was used as a GPC detector. In addition, a sample for oxidation measurement was prepared by diluting the polymer solution BP-1 with toluene and ethanol. The acid value (actual value) of the binder polymer measured by acid-base titration using a 0.1% potassium hydroxide ethanol solution using a phenolphthalein solution as an indicator was 64.3 mgKOH / g.

(合成例2)
PGMAc450部、PBO9部、LSH9部、MMA30部、tBA210部、及びPAMA60部を使用し、前述の合成例1と同様にして重合してポリマー溶液BP−2を得た。得られたポリマー溶液BP−2の固形分濃度は41.2%であり、重合率は約100%であった。前述の合成例1と同様にして測定したポリマー溶液BP−2中のバインダーポリマーのMn、PT、分散度、及び酸価を表1に示す。
(Synthesis Example 2)
450 parts of PGMAc, 9 parts of PBO, 9 parts of LSH, 30 parts of MMA, 210 parts of tBA, and 60 parts of PAMA were used and polymerized in the same manner as in Synthesis Example 1 to obtain a polymer solution BP-2. The obtained polymer solution BP-2 had a solid content concentration of 41.2% and a polymerization rate of about 100%. Table 1 shows the Mn, PT, dispersity, and acid value of the binder polymer in the polymer solution BP-2 measured in the same manner as in Synthesis Example 1 described above.

(合成例3)
PGMAc450部、PBO4.5部、LSH4.5部、MMA30部、アクリル酸にビニルエチルエーテルを付加反応させて得たアクリル酸1−エトキシエチル(EE)135部、及びPAMA135部を使用し、前述の合成例1と同様にして重合してポリマー溶液BP−3を得た。得られたポリマー溶液BP−3の固形分濃度は41.5%であり、重合率は約100%であった。前述の合成例1と同様にして測定したポリマー溶液BP−3中のバインダーポリマーのMn、PT、分散度、及び酸価を表1に示す。
(Synthesis Example 3)
Using 450 parts of PGMac, 4.5 parts of PBO, 4.5 parts of LSH, 30 parts of MMA, 135 parts of 1-ethoxyethyl acrylate (EE) obtained by addition reaction of vinyl ethyl ether to acrylic acid, and 135 parts of PAMA, Polymerization was carried out in the same manner as in Synthesis Example 1 to obtain a polymer solution BP-3. The obtained polymer solution BP-3 had a solid content concentration of 41.5% and a polymerization rate of about 100%. Table 1 shows Mn, PT, dispersity, and acid value of the binder polymer in the polymer solution BP-3 measured in the same manner as in Synthesis Example 1 described above.

(合成例4)
PGMAc450部、PBO9部、LSH9部、メタクリル酸ブチル(BMA)45部、アクリル酸にビニルシクロヘキシルエーテルを付加反応させて得たアクリル酸1−シクロヘキシルオキシエチル(CHE)135部、EA30部、及び2−メタクリロイロキシエチルヘキサヒドロフタル酸(HH)90部を使用し、前述の合成例1と同様にして重合してポリマー溶液BP−4を得た。得られたポリマー溶液BP−4の固形分濃度は41.0%であり、重合率は約100%であった。前述の合成例1と同様にして測定したポリマー溶液BP−4中のバインダーポリマーのMn、PT、分散度、及び酸価を表1に示す。
(Synthesis Example 4)
450 parts of PGMAc, 9 parts of PBO, 9 parts of LSH, 45 parts of butyl methacrylate (BMA), 135 parts of 1-cyclohexyloxyethyl acrylate (CHE) obtained by addition reaction of vinyl cyclohexyl ether to acrylic acid, 30 parts of EA, and 2- Using 90 parts of methacryloyloxyethyl hexahydrophthalic acid (HH), polymerization was carried out in the same manner as in Synthesis Example 1 to obtain a polymer solution BP-4. The obtained polymer solution BP-4 had a solid content concentration of 41.0% and a polymerization rate of about 100%. Table 1 shows Mn, PT, dispersity, and acid value of the binder polymer in the polymer solution BP-4 measured in the same manner as in Synthesis Example 1 described above.

(合成例5)
撹拌機、逆流コンデンサー、温度計、及び窒素導入管を取り付けた1Lセパラブルフラスコ(反応装置)に、PGMAc486.7部、連鎖移動剤であるヨウ素化合物を得るための2,2’−アゾビス(4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル)(V−70)18.9部とヨウ素5.2部、触媒であるジフェニルメタン(DPM)0.34部、MMA45部、BMA30部、tBA135部、及びPAMA90部を入れて撹拌し、40℃に加温して8時間重合した。反応溶液の一部をサンプリングして測定した固形分濃度は40.0%であり、重合率は約100%であった。また、前述の合成例1と同様にして測定した反応溶液中のバインダーポリマーのMn、PT、分散度、及び酸価を表1に示す。
(Synthesis Example 5)
In a 1 L separable flask (reactor) equipped with a stirrer, a reverse flow condenser, a thermometer, and a nitrogen introduction tube, 486.7 parts of PGMAc, 2,2′-azobis (4) for obtaining an iodine compound as a chain transfer agent -Methoxy-2,4-dimethylvaleronitrile) (V-70) 18.9 parts and 5.2 parts iodine, 0.34 parts diphenylmethane (DPM) as catalyst, 45 parts MMA, 30 parts BMA, 135 parts tBA, and PAMA90 The mixture was stirred and heated to 40 ° C. for polymerization for 8 hours. The solid content concentration measured by sampling a part of the reaction solution was 40.0%, and the polymerization rate was about 100%. Table 1 shows the Mn, PT, dispersity, and acid value of the binder polymer in the reaction solution measured in the same manner as in Synthesis Example 1 described above.

反応溶液を3Lのビーカーに移し、固形分濃度が25%となるようにPGMAcを加え、均一になるまで撹拌した。活性炭(商品名「白鷺M」、日本エンバイロケミカルズ社製)150部を添加し、室温で12時間撹拌してヨウ素を活性炭に吸着させた後、フィルターでろ過して淡黄色の透明液体であるポリマー溶液BP−5を得た。得られたポリマー溶液BP−5の固形分濃度は25.1%であった。前述の合成例1と同様にしてポリマー溶液BP−5中のバインダーポリマーの分子量や酸価を測定した。その結果、いずれの物性値もほとんど変化しておらず、バインダーポリマーが活性炭で除去されていないことを確認した。   The reaction solution was transferred to a 3 L beaker, PGMAc was added so that the solid concentration was 25%, and the mixture was stirred until uniform. 150 parts of activated carbon (trade name “Shirakaba M”, manufactured by Nippon Enviro Chemicals Co., Ltd.) is added and stirred for 12 hours at room temperature to adsorb iodine to the activated carbon, and then filtered through a filter, which is a light yellow transparent liquid polymer Solution BP-5 was obtained. The resulting polymer solution BP-5 had a solid content concentration of 25.1%. In the same manner as in Synthesis Example 1, the molecular weight and acid value of the binder polymer in the polymer solution BP-5 were measured. As a result, none of the physical property values changed, and it was confirmed that the binder polymer was not removed by activated carbon.

Figure 0006431465
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(比較合成例1)
撹拌機、逆流コンデンサー、及び温度計を取り付けた1Lセパラブルフラスコ(反応装置)にPGMAc450部を入れ、80℃に加温した。別容器に、PBO9部、LSH9部、MMA75部、BMA75部、EA30部、メタクリル酸ベンジル(BzMA)30部、及びPAMA90部を入れてモノマー溶液を調製した。調製したモノマー溶液を1.5時間かけて上記の反応装置に滴下した。滴下終了後、80℃で5時間重合してポリマー溶液RBP−1を得た。得られたポリマー溶液RBP−1の固形分濃度は40.8%であった。前述の合成例1と同様にして測定したポリマー溶液RBP−1中のバインダーポリマーのMn、PT、分散度、及び酸価を表2に示す。
(Comparative Synthesis Example 1)
450 parts of PGMAc was placed in a 1 L separable flask (reaction apparatus) equipped with a stirrer, a reverse flow condenser, and a thermometer, and heated to 80 ° C. In a separate container, 9 parts of PBO, 9 parts of LSH, 75 parts of MMA, 75 parts of BMA, 30 parts of EA, 30 parts of benzyl methacrylate (BzMA) and 90 parts of PAMA were prepared to prepare a monomer solution. The prepared monomer solution was dripped at said reactor over 1.5 hours. After completion of dropping, polymerization was carried out at 80 ° C. for 5 hours to obtain a polymer solution RBP-1. The resulting polymer solution RBP-1 had a solid content concentration of 40.8%. Table 2 shows Mn, PT, dispersity, and acid value of the binder polymer in the polymer solution RBP-1 measured in the same manner as in Synthesis Example 1 described above.

(比較合成例2)
PGMAc450部、PBO9部、LSH9部、MMA60部、tBA150部、EA45部、及びメタクリル酸(MAA)45部を使用し、前述の比較合成例1と同様にして重合してポリマー溶液RBP−2を得た。得られたポリマー溶液RBP−2の固形分濃度は40.5%であった。前述の合成例1と同様にして測定したポリマー溶液RBP−2中のバインダーポリマーのMn、PT、分散度、及び酸価を表2に示す。
(Comparative Synthesis Example 2)
Using 450 parts of PGMac, 9 parts of PBO, 9 parts of LSH, 60 parts of MMA, 150 parts of tBA, 45 parts of EA, and 45 parts of methacrylic acid (MAA), polymerization is performed in the same manner as in Comparative Synthesis Example 1 to obtain a polymer solution RBP-2. It was. The resulting polymer solution RBP-2 had a solid content concentration of 40.5%. Table 2 shows Mn, PT, dispersity, and acid value of the binder polymer in the polymer solution RBP-2 measured in the same manner as in Synthesis Example 1 described above.

(比較合成例3)
PGMAc450部、PBO3部、LSH1.5部、MMA75部、tBA135部、EA60部、及びPAMA30部を使用し、前述の比較合成例1と同様にして重合してポリマー溶液RBP−3を得た。得られたポリマー溶液RBP−3の固形分濃度は40.1%であった。前述の合成例1と同様にして測定したポリマー溶液RBP−3中のバインダーポリマーのMn、PT、分散度、及び酸価を表2に示す。
(Comparative Synthesis Example 3)
PGMac 450 parts, PBO 3 parts, LSH 1.5 parts, MMA 75 parts, tBA 135 parts, EA 60 parts, and PAMA 30 parts were used and polymerized in the same manner as in Comparative Synthesis Example 1 to obtain a polymer solution RBP-3. The resulting polymer solution RBP-3 had a solid content concentration of 40.1%. Table 2 shows Mn, PT, dispersity, and acid value of the binder polymer in the polymer solution RBP-3 measured in the same manner as in Synthesis Example 1 described above.

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<顔料分散液(着色組成物)の調製(1)>
(a)顔料の微細化処理
PR254、PR177、及びPY138をカラーフィルター用の顔料として準備し、以下に示す方法にしたがって微細化処理した。顔料100部、塩化ナトリウム400部、及びジエチレングリコール130部を、加圧時に使用する密閉用の蓋を装着した加圧ニーダー(モリヤマ社製)に仕込んだ。ニーダー内に均一に湿潤された塊ができるまで予備混合した後、加圧蓋を閉じて、圧力6kg/cm2で内容物を押さえ込みながら7時間混練及び摩砕処理して摩砕物を得た。得られた摩砕物を2%硫酸3,000部に投入し、1時間撹拌処理した。ろ過して塩化ナトリウム及びジエチレングリコールを除去した後、十分水洗し、乾燥及び粉砕して粉末状の顔料を得た。得られた顔料の平均粒子径は約30nmであった。
<Preparation of pigment dispersion (coloring composition) (1)>
(A) Pigment refinement treatment PR254, PR177, and PY138 were prepared as color filter pigments, and refined according to the following method. 100 parts of pigment, 400 parts of sodium chloride, and 130 parts of diethylene glycol were charged into a pressure kneader (manufactured by Moriyama Co., Ltd.) equipped with a sealing lid used during pressurization. After premixing until a uniformly wet mass was formed in the kneader, the pressure lid was closed, and the mixture was kneaded and ground for 7 hours while pressing the contents at a pressure of 6 kg / cm 2 to obtain a ground product. The obtained ground product was added to 3,000 parts of 2% sulfuric acid and stirred for 1 hour. After removing sodium chloride and diethylene glycol by filtration, the product was sufficiently washed with water, dried and pulverized to obtain a powdery pigment. The average particle diameter of the obtained pigment was about 30 nm.

(b)顔料分散液(実施例1〜5、比較例1〜3)の調製
各成分を表3に示す量(部)で配合し、ディゾルバーを用いて2時間撹拌した。顔料の塊がなくなったことを確認した後、横型メディア分散機を使用して分散処理し、顔料分散液を調製した。表3中の「BYK−LPN21116」は、ビックケミー・ジャパン社製のブロックコポリマー型顔料分散剤(固形分40%)である。また、「シナジスト1」、「シナジスト2」、及び「シナジスト3」は、それぞれ、下記式(1)〜(3)で表される化合物である。
(B) Preparation of pigment dispersion (Examples 1-5, Comparative Examples 1-3) Each component was mix | blended in the quantity (part) shown in Table 3, and it stirred for 2 hours using the dissolver. After confirming that the lump of the pigment had disappeared, it was dispersed using a horizontal media disperser to prepare a pigment dispersion. “BYK-LPN21116” in Table 3 is a block copolymer type pigment dispersant (solid content 40%) manufactured by Big Chemie Japan. “Synergist 1”, “Synergist 2”, and “Synergist 3” are compounds represented by the following formulas (1) to (3), respectively.

Figure 0006431465
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(c)顔料分散液の評価
調製した顔料分散液に含まれる顔料の平均粒子径、顔料分散液の初期の粘度、及び45℃で7日間放置した後の顔料分散液の粘度(保存後の粘度)の測定結果を表4に示す。なお、顔料分散液の粘度は、E型粘度計を使用し、60rpm、25℃の条件で測定した。
(C) Evaluation of pigment dispersion The average particle diameter of the pigment contained in the prepared pigment dispersion, the initial viscosity of the pigment dispersion, and the viscosity of the pigment dispersion after standing at 45 ° C. for 7 days (viscosity after storage) Table 4 shows the measurement results. The viscosity of the pigment dispersion was measured using an E-type viscometer under the conditions of 60 rpm and 25 ° C.

Figure 0006431465
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表4に示すように、実施例1〜5の顔料分散液(着色組成物)に含まれる顔料の平均粒子径はいずれも30〜33nmであり、微細化された顔料が十分に微分散されていることが分かる。また、実施例1〜5の顔料分散液のいずれも、初期の粘度は10mPa・s以下であった。さらに、初期の粘度と保存後の粘度を比較すると、粘度変化が極めて小さいことが分かる。以上より、実施例1〜5の顔料分散液は、十分な分散安定性を有することが明らかである。なお、ポリマー溶液RBP−1及びRBP−2を用いて調製した比較例1及び3の顔料分散液は、実施例の顔料分散液とほぼ同等の分散安定性を有することが分かった。   As shown in Table 4, the average particle diameters of the pigments contained in the pigment dispersions (coloring compositions) of Examples 1 to 5 are all 30 to 33 nm, and the refined pigment is sufficiently finely dispersed. I understand that. In addition, all of the pigment dispersions of Examples 1 to 5 had an initial viscosity of 10 mPa · s or less. Furthermore, when the initial viscosity and the viscosity after storage are compared, it can be seen that the change in viscosity is extremely small. From the above, it is clear that the pigment dispersions of Examples 1 to 5 have sufficient dispersion stability. In addition, it turned out that the pigment dispersion liquid of the comparative examples 1 and 3 prepared using polymer solution RBP-1 and RBP-2 has a dispersion stability substantially equivalent to the pigment dispersion liquid of an Example.

これに対して、比較合成例3で調製したポリマー溶液RBP−3を用いて調製した比較例2の顔料分散液は、顔料の平均粒子径が大きく、初期の粘度が高いことが分かる。さらに、保存後の粘度も増加していることから、分散安定性が良好ではないことが分かる。ポリマー溶液RBP−3中のバインダーポリマーの分子量及び酸価のいずれもが所定の範囲から外れていたため、顔料の分散性が不十分となったと考えられる。   In contrast, it can be seen that the pigment dispersion liquid of Comparative Example 2 prepared using the polymer solution RBP-3 prepared in Comparative Synthesis Example 3 has a large average particle diameter of the pigment and a high initial viscosity. Furthermore, it can be seen that the dispersion stability is not good because the viscosity after storage is also increased. Since both the molecular weight and the acid value of the binder polymer in the polymer solution RBP-3 were out of the predetermined range, it is considered that the dispersibility of the pigment became insufficient.

(d)顔料インク(CF用着色組成物)(実施例6〜10、比較例4、5)の調製
各成分を表5に示す量(部)で配合し、混合機を用いて十分に混合して、カラーレジストである各色の顔料インク(CF用着色組成物)を得た。表5中の「感光性アクリル樹脂」は、BzMA/MAA共重合体にメタクリル酸グリシジルを反応させて得られたアクリル樹脂を含有するワニスである。このアクリル樹脂は、Mnが6,000であり、PTが14,300であり、分散度が2.38であり、酸価が110mgKOH/gであった。また、「TMPTA」はトリメチロールプロパントリアクリレートを示し、「HEMPA」は2−ヒドロキシエチル−2−メチルプロピオン酸を示し、「DEAP」は2,2−ジエトキシアセトフェノンを示す。
(D) Preparation of pigment ink (coloring composition for CF) (Examples 6 to 10, Comparative Examples 4 and 5) Each component was blended in the amounts (parts) shown in Table 5 and mixed thoroughly using a mixer. Thus, pigment inks (coloring compositions for CF) of the respective colors as color resists were obtained. The “photosensitive acrylic resin” in Table 5 is a varnish containing an acrylic resin obtained by reacting glycidyl methacrylate with a BzMA / MAA copolymer. This acrylic resin had Mn of 6,000, PT of 14,300, dispersity of 2.38, and acid value of 110 mgKOH / g. “TMPTA” represents trimethylolpropane triacrylate, “HEMPA” represents 2-hydroxyethyl-2-methylpropionic acid, and “DEAP” represents 2,2-diethoxyacetophenone.

Figure 0006431465
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(e)カラーレジストの評価
シランカップリング剤で処理したガラス基板をスピンコーターにセットした。実施例6〜10、比較例4、5の顔料インクを、300rpm、5秒間の条件でガラス基板上にそれぞれスピンコートした。90℃で2分間プリベイクした後、230℃で30分間ポストベイクした。次いで、超高圧水銀灯を用いて100mJ/cm2の光量で露光し、各色ガラス基板を製造した。
(E) Evaluation of color resist A glass substrate treated with a silane coupling agent was set on a spin coater. The pigment inks of Examples 6 to 10 and Comparative Examples 4 and 5 were each spin-coated on a glass substrate under conditions of 300 rpm and 5 seconds. After prebaking at 90 ° C. for 2 minutes, it was post-baked at 230 ° C. for 30 minutes. Subsequently, each color glass substrate was manufactured by exposing with an amount of light of 100 mJ / cm 2 using an ultrahigh pressure mercury lamp.

製造した各色ガラス基板(カラーガラス基板)は、いずれも優れた分光カーブ特性を有するとともに、耐光性や耐熱性等の堅牢性に優れていた。また、いずれのカラーガラス基板も、光透過性やコントラスト比等の光学特性に優れていた。   Each of the manufactured color glass substrates (color glass substrates) had excellent spectral curve characteristics and excellent fastness such as light resistance and heat resistance. In addition, all the color glass substrates were excellent in optical properties such as light transmittance and contrast ratio.

(f)耐熱性評価
上記のプリベイク後及びポストベイク後に、CIE表色系における色度(x、y)、コントラスト(CR)、及び透明性の指標となるY値を測定した。具体的には、コントラスト測定機(商品名「コントラストテスター CT−1」、壺坂電機社製)を使用し、色度(x、y)、コントラスト(CR)、Y値を測定した。そして、プリベイク後とポストベイク後のコントラスト差(ΔCR、ΔY値)、及び色差(ΔEab*)により、顔料インクの耐熱性を評価した。なお、ΔCR及びΔY値は、プリベイク後のCR及びY値をそれぞれ100%とする相対値で表した。また、ΔEab*は、色差を絶対値で表したものであり、下記式にしたがって算出した。それぞれの結果を表6に示す。
ΔEab*={(L2*−L1*2+(a2*−a1*2+(b2*−b1*21/2
プリベイク後の色差1 :(L1*,a1*,b1*
ポストベイク後の色差2 :(L2*,a2*,b2*
(F) Evaluation of heat resistance After pre-baking and post-baking, the chromaticity (x, y), contrast (CR), and Y value serving as an index of transparency in the CIE color system were measured. Specifically, a chromaticity (x, y), contrast (CR), and Y value were measured using a contrast measuring machine (trade name “Contrast Tester CT-1”, manufactured by Aisaka Electric Co., Ltd.). Then, the heat resistance of the pigment ink was evaluated based on the contrast difference (ΔCR, ΔY value) and color difference (ΔEab * ) after pre-baking and post-baking. The ΔCR and ΔY values were expressed as relative values with the CR and Y values after prebaking as 100%, respectively. ΔEab * represents the color difference as an absolute value, and was calculated according to the following formula. Each result is shown in Table 6.
ΔEab * = {(L2 * −L1 * ) 2 + (a2 * −a1 * ) 2 + (b2 * −b1 * ) 2 } 1/2
Color difference 1 after pre-baking: (L1 * , a1 * , b1 * )
Color difference 2 after post-baking: (L2 * , a2 * , b2 * )

Figure 0006431465
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表6に示すように、実施例6〜10の顔料インクを用いて製造したガラス基板は、いずれも、ΔCRの変動値が5%以内、ΔY値の変動値が3%以内、ΔEab*が1.0以下であった。すなわち、プリベイク後とポストベイク後で物性値がほとんど変化していないことから、実施例6〜10の顔料インクの耐熱性が良好であることが分かる。 As shown in Table 6, all the glass substrates manufactured using the pigment inks of Examples 6 to 10 have a ΔCR variation value within 5%, a ΔY value variation value within 3%, and ΔEab * = 1. 0.0 or less. That is, since the physical property values hardly change after pre-baking and post-baking, it can be seen that the heat resistance of the pigment inks of Examples 6 to 10 is good.

これに対して、比較例4及び5の顔料インクを用いて製造したガラス基板は、ΔCRの変動値が約20%、ΔY値の変動値が約30%、ΔEab*は4以上であり、ポストベイク後に物性値がかなり低下していることが分かった。これは、所定のバインダーポリマーを用いていないため、形成した塗膜が熱に弱く、表面状態が変化したと考えられる。 In contrast, the glass substrates manufactured using the pigment inks of Comparative Examples 4 and 5 have a ΔCR variation value of about 20%, a ΔY value variation value of about 30%, and ΔEab * of 4 or more. It was later found that the physical property values were considerably lowered. This is presumably because the formed coating film was weak against heat and the surface condition was changed because a predetermined binder polymer was not used.

<染料ハイブリッド顔料の調製>
(a)第4級アンモニウム塩型ブロックコポリマーの合成
還流管、窒素ガス導入装置、温度計、及び撹拌装置を取り付けた1Lセパラブルフラスコに、ジエチレングリコールモノブチルエーテル(BDG)272.1部、ヨウ素3.2部、MMA44.0部、BMA44.0部、メタクリル酸2−エチルヘキシル(2−EHMA)22.0部、ポリ(n=2〜4)エチレングリコールモノメチルエーテルメタクリレート(PME200)(日油社製)34.0部、MAA15.0部、DPM0.3部、及びV−70 13.5部を入れた。窒素を流しながら40℃で5.5時間重合して、ポリマーブロックAを含有するポリマー溶液を得た。得られたポリマー溶液の固形分濃度は38.8%であり、重合転化率は約100%であった。また、ポリマーブロックAのMnは5,500であり、PDIは1.26であった。
<Preparation of dye hybrid pigment>
(A) Synthesis of Quaternary Ammonium Salt Type Block Copolymer In a 1 L separable flask equipped with a reflux tube, a nitrogen gas introducing device, a thermometer, and a stirring device, 272.1 parts of diethylene glycol monobutyl ether (BDG), iodine 3. 2 parts, MMA 44.0 parts, BMA 44.0 parts, 2-ethylhexyl methacrylate (2-EHMA) 22.0 parts, poly (n = 2-4) ethylene glycol monomethyl ether methacrylate (PME200) (manufactured by NOF Corporation) 34.0 parts, MAA 15.0 parts, DPM 0.3 parts, and V-70 13.5 parts were added. Polymerization was performed at 40 ° C. for 5.5 hours while flowing nitrogen to obtain a polymer solution containing the polymer block A. The resulting polymer solution had a solid content concentration of 38.8% and a polymerization conversion rate of about 100%. Moreover, Mn of the polymer block A was 5,500, and PDI was 1.26.

得られたポリマー溶液に、メタクリル酸ベンジルジメチルアンモニウムクロライドエチル(DMQ−1)73.8部、BzMA44.0部、及びBDG172.2部を予め混合して均一化させた溶液を添加した。さらに、V−70 2.4部を添加し、40℃で4時間重合して、第4級アンモニウム塩型のブロックコポリマーを含有するポリマー溶液を得た。得られたポリマー溶液の固形分濃度は40.0%であり、重合転化率は約100%であった。GPCを行ったところ、ピークが小さく不明瞭であった。これは、第4級アンモニウム塩がTHFに溶解しにくく、しかも、カラムに吸着したためであると考えられる。得られた第4級アンモニウム塩型のブロックコポリマーを「AC−1」と称する。AC−1中には、第4級アンモニウム塩が8.81mmol/g含まれている。ポリマー中の第4級アンモニウム塩の算出方法を以下に示す。溶剤以外のポリマーの固形分は296.2部であり、DMQ−1の配合量は73.8部である。また、DMQ−1の分子量は282.79であるため、第4級アンモニウム塩の含有量は「(73.8/282.79)/296.2=8.81mmol/g」となる。   To the obtained polymer solution, a solution obtained by previously mixing and homogenizing 73.8 parts of benzyldimethylammonium chloride ethyl chloride (DMQ-1), 44.0 parts of BzMA, and 172.2 parts of BDG was added. Further, 2.4 parts of V-70 was added and polymerized at 40 ° C. for 4 hours to obtain a polymer solution containing a quaternary ammonium salt type block copolymer. The obtained polymer solution had a solid content concentration of 40.0% and a polymerization conversion rate of about 100%. When GPC was performed, the peak was small and unclear. This is considered to be because the quaternary ammonium salt is difficult to dissolve in THF and is adsorbed on the column. The obtained quaternary ammonium salt type block copolymer is referred to as “AC-1”. AC-1 contains 8.81 mmol / g of a quaternary ammonium salt. The calculation method of the quaternary ammonium salt in the polymer is shown below. The solid content of the polymer other than the solvent is 296.2 parts, and the blending amount of DMQ-1 is 73.8 parts. Moreover, since the molecular weight of DMQ-1 is 282.79, the content of the quaternary ammonium salt is “(73.8 / 2822.79) /296.2=8.81 mmol / g”.

(b)染料ハイブリッド顔料の調製
5Lフラスコに、微細化されたPB−15:6(商品名「A−037」、大日精化工業社製、固形分28.8%、平均一次粒子径30nm)の水ペースト347.2部(顔料分=100部)、及び顔料のシナジストとして銅フタロシアニンモノスルホン酸5.0部を入れ、顔料の濃度が5%となるように水を添加した。ホモジナイザーで撹拌しながら、キサンテン系染料であるアシッドレッド52(AR−52)(東京化成工業社製、Mw580.6)50.0部(0.0861mol)を添加した。5000rpmで1時間撹拌して解膠し、染料含有顔料スラリーを得た。得られた染料含有顔料スラリーの一部を採ってろ紙にスポットし、染料由来の滲みが色濃く表れることを確認した。
(B) Preparation of dye hybrid pigment In a 5 L flask, refined PB-15: 6 (trade name “A-037”, manufactured by Dainichi Seika Kogyo Co., Ltd., solid content 28.8%, average primary particle size 30 nm) 347.2 parts of water paste (pigment content = 100 parts) and 5.0 parts of copper phthalocyanine monosulfonic acid were added as a synergist of the pigment, and water was added so that the concentration of the pigment was 5%. While stirring with a homogenizer, 50.0 parts (0.0861 mol) of Acid Red 52 (AR-52) (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., Mw 580.6) as a xanthene dye was added. The mixture was stirred at 5000 rpm for 1 hour to peptize to obtain a dye-containing pigment slurry. A part of the obtained dye-containing pigment slurry was taken and spotted on a filter paper, and it was confirmed that the blur derived from the dye appeared deeply.

「AC−1」244.3部(0.0861mol)(AC−1の第4級アンモニウム塩のモル数とAR−52のモル数が同一)と、イオン交換水244.3部との混合溶液を、染料含有顔料スラリーに徐々に添加した。添加に伴い、ある時点で粘度が上昇するとともに、その後に粘度が低下することが確認された。粘度の上昇は、水に溶解していたAC−1が、AR−52と塩交換して顔料表面に析出し、顔料表面がAC−1に由来して疎水性となって流動性が低下したためであると考えられる。そのままの状態で1時間撹拌した後、スラリーの一部を採ってろ紙にスポットしたところ、染料由来の滲みがほとんど認められなくなった。これは、AC−1とAR−52が造塩して不溶化したためであると考えられる。   “AC-1” 244.3 parts (0.0861 mol) (the mole number of the quaternary ammonium salt of AC-1 is the same as the mole number of AR-52) and a mixed solution of 244.3 parts of ion-exchanged water Was gradually added to the dye-containing pigment slurry. With the addition, it was confirmed that the viscosity increased at a certain point and then decreased. The increase in viscosity is due to the fact that AC-1 dissolved in water is salt-exchanged with AR-52 and deposited on the pigment surface. It is thought that. After stirring for 1 hour in the same state, a part of the slurry was taken and spotted on a filter paper. As a result, almost no dye-derived bleeding was observed. This is probably because AC-1 and AR-52 were salted and insolubilized.

スラリーをろ過した後、洗浄して、染料含有顔料ペースト得た。なお、ろ過速度が速かったことから、AR−52がAC−1で処理されていることが示唆された。得られた染料含有顔料ペーストを80℃で24時間乾燥した後、粉砕機にて粉砕して、処理ブルー顔料−1を得た。得られた処理ブルー顔料−1には、顔料と染料の合計成分が60.6%含まれている。   The slurry was filtered and then washed to obtain a dye-containing pigment paste. The filtration rate was high, suggesting that AR-52 was treated with AC-1. The obtained dye-containing pigment paste was dried at 80 ° C. for 24 hours and then pulverized by a pulverizer to obtain treated blue pigment-1. The obtained treated blue pigment-1 contains 60.6% of the total components of the pigment and the dye.

<顔料分散液(着色組成物)の調製(2)>
(a)顔料分散液(実施例11、比較例6、7)の調製
各成分を表7に示す量(部)で配合し、ディゾルバーを用いて2時間撹拌した。顔料の塊がなくなったことを確認した後、横型メディア分散機を使用して分散処理し、顔料分散液を調製した。表7中の「PGM」は、プロピレングリコールモノメチルエーテルを示す。
<Preparation of pigment dispersion (coloring composition) (2)>
(A) Preparation of pigment dispersion (Example 11, Comparative Examples 6 and 7) Each component was blended in the amounts (parts) shown in Table 7, and stirred for 2 hours using a dissolver. After confirming that the lump of the pigment had disappeared, it was dispersed using a horizontal media disperser to prepare a pigment dispersion. “PGM” in Table 7 represents propylene glycol monomethyl ether.

Figure 0006431465
Figure 0006431465

(b)顔料分散液の評価
調製した顔料分散液に含まれる顔料の平均粒子径、顔料分散液の初期の粘度、及び45℃で7日間放置した後の顔料分散液の粘度(保存後の粘度)の測定結果を表8に示す。なお、顔料分散液の粘度は、E型粘度計を使用し、60rpm、25℃の条件で測定した。
(B) Evaluation of the pigment dispersion The average particle diameter of the pigment contained in the prepared pigment dispersion, the initial viscosity of the pigment dispersion, and the viscosity of the pigment dispersion after standing at 45 ° C. for 7 days (viscosity after storage) Table 8 shows the measurement results. The viscosity of the pigment dispersion was measured using an E-type viscometer under the conditions of 60 rpm and 25 ° C.

Figure 0006431465
Figure 0006431465

(c)顔料インク(CF用着色組成物)(実施例12、比較例8、9)の調製
各成分を表9に示す量(部)で配合し、混合機を用いて十分に混合して、カラーレジストである青色の顔料インク(CF用着色組成物)を得た。
(C) Preparation of pigment ink (coloring composition for CF) (Example 12, Comparative Examples 8 and 9) Each component was blended in the amounts (parts) shown in Table 9, and mixed well using a mixer. Thus, a blue pigment ink (coloring composition for CF) as a color resist was obtained.

Figure 0006431465
Figure 0006431465

(d)カラーレジストの評価
シランカップリング剤で処理したガラス基板をスピンコーターにセットした。実施例12、比較例8、9の顔料インクを、300rpm、5秒間の条件でガラス基板上にそれぞれスピンコートした。90℃で2分間プリベイクした後、230℃で30分間ポストベイクした。次いで、超高圧水銀灯を用いて100mJ/cm2の光量で露光し、青色ガラス基板を製造した。
(D) Evaluation of color resist A glass substrate treated with a silane coupling agent was set on a spin coater. The pigment inks of Example 12 and Comparative Examples 8 and 9 were each spin-coated on a glass substrate at 300 rpm for 5 seconds. After prebaking at 90 ° C. for 2 minutes, it was post-baked at 230 ° C. for 30 minutes. Subsequently, it exposed with the light quantity of 100 mJ / cm < 2 > using the ultrahigh pressure mercury lamp, and manufactured the blue glass substrate.

(e)耐熱性評価
上記のプリベイク後及びポストベイク後に、CIE表色系における色度(x、y)、コントラスト(CR)、及び透明性の指標となるY値を測定した。具体的には、コントラスト測定機(商品名「コントラストテスター CT−1」、壺坂電機社製)を使用し、色度(x、y)、コントラスト(CR)、Y値を測定した。そして、プリベイク後とポストベイク後のコントラスト差(ΔCR、ΔY値)、及び色差(ΔEab*)により、顔料インクの耐熱性を評価した。なお、ΔCR及びΔY値は、プリベイク後のCR及びY値をそれぞれ100%とする相対値で表した。また、ΔEab*は、色差を絶対値で表したものである。それぞれの結果を表10に示す。
(E) Evaluation of heat resistance After pre-baking and post-baking, the chromaticity (x, y), contrast (CR), and Y value serving as an index of transparency in the CIE color system were measured. Specifically, a chromaticity (x, y), contrast (CR), and Y value were measured using a contrast measuring machine (trade name “Contrast Tester CT-1”, manufactured by Aisaka Electric Co., Ltd.). Then, the heat resistance of the pigment ink was evaluated based on the contrast difference (ΔCR, ΔY value) and color difference (ΔEab * ) after pre-baking and post-baking. The ΔCR and ΔY values were expressed as relative values with the CR and Y values after prebaking as 100%, respectively. ΔEab * represents a color difference as an absolute value. The results are shown in Table 10.

Figure 0006431465
Figure 0006431465

表10に示すように、実施例12の顔料インクを用いて製造したガラス基板は、ΔCRの変動値及びΔY値の変動値がいずれも0%であり、ΔEab*が1.1であった。すなわち、プリベイク後とポストベイク後で物性値がほとんど変化していないことから、染料を含有する顔料分散液を用いて調製した顔料インクであっても、耐熱性が良好であることが分かる。 As shown in Table 10, the glass substrate produced using the pigment ink of Example 12 had a variation value of ΔCR and a variation value of ΔY value of 0%, and ΔEab * was 1.1. That is, since the physical property values hardly change after pre-baking and post-baking, it can be seen that even a pigment ink prepared using a pigment dispersion containing a dye has good heat resistance.

これに対して、比較例8及び9の顔料インクを用いて製造したガラス基板は、ΔCRの変動値が10〜18%、ΔY値の変動値が15〜23%、ΔEab*は2.5〜5.5であり、ポストベイク後に物性値がかなり低下していることが分かった。これは、所定のポリマーバインダーを用いていないため、耐熱性が維持できなかったと考えられる。 In contrast, the glass substrates manufactured using the pigment inks of Comparative Examples 8 and 9 have a ΔCR variation value of 10 to 18%, a ΔY value variation value of 15 to 23%, and ΔEab * of 2.5 to 2.5%. It was 5.5, and it was found that the physical property value was considerably lowered after post-baking. This is probably because heat resistance could not be maintained because a predetermined polymer binder was not used.

<現像性試験>
実施例6、8、9、12、及び比較例4、9での顔料インク用いて製造した各色ガラス基板に、0.1Nテトラメチルアンモニウムハイドロキサイド水溶液を5秒ごとにスポットし、「何秒後に塗膜の露光部が溶解するか」確認する現像性試験を行った。結果を表11に示す。
<Developability test>
A 0.1N tetramethylammonium hydroxide aqueous solution was spotted every 5 seconds on each color glass substrate manufactured using the pigment inks of Examples 6, 8, 9, 12 and Comparative Examples 4 and 9, and “how many seconds A developability test was performed to confirm whether the exposed portion of the coating film is dissolved later. The results are shown in Table 11.

Figure 0006431465
Figure 0006431465

実施例6、8、9、12の顔料インクを用いて製造したガラス基板では、15〜25秒後に露光部の塗膜が溶解するとともに、いずれも溶解残渣(膜状のカス)が発生せず、良好な現像性を示した。また、溶解せずに残存した塗膜の端部(エッジ)を顕微鏡で観察したところ、いずれもシャープであることが確認できた。これは、顔料分散液にバインダーポリマー中のt−ブチルアクリレートに由来する構成単位、又はヘミアセタールエステル基を有するアクリレートに由来する構成単位が、ポストベイク時に脱エステル反応した結果、バインダーポリマーの酸価が高まってアルカリ現像しやすくなったためと考えられる。さらに、実施例8の顔料インクには分散度の値が小さい(分子量分布が狭い)バインダーポリマーを用いているため、溶解時間が特に短かった。以上より、実施例の顔料インクを用いれば現像時間を短縮することができ、生産性を向上させることができる。   In the glass substrates manufactured using the pigment inks of Examples 6, 8, 9, and 12, the exposed portion of the coating film was dissolved after 15 to 25 seconds, and no dissolution residue (film residue) was generated. Good developability was exhibited. Moreover, when the edge part (edge) of the coating film which remained without melt | dissolving was observed with the microscope, it has confirmed that all were sharp. This is because the structural unit derived from t-butyl acrylate in the binder polymer or the structural unit derived from an acrylate having a hemiacetal ester group in the pigment dispersion undergoes a deesterification reaction during post-baking, so that the acid value of the binder polymer is This is thought to be due to the increase in alkali development. Furthermore, since the pigment ink of Example 8 uses a binder polymer having a small degree of dispersion (narrow molecular weight distribution), the dissolution time was particularly short. As described above, when the pigment ink of the embodiment is used, the development time can be shortened and the productivity can be improved.

これに対して、比較例4及び9の顔料インクを用いて製造したガラス基板では、露光部の塗膜が完全に溶解するのに60秒以上を要した。これは、用いたバインダーポリマーがポストベイク時に脱エステル反応しないために、酸価が低いままであったためと考えられる。また、塗膜の露光部は膜状に脱離しており、いずれも溶解残渣(膜状のカス)が発生していた。   On the other hand, in the glass substrate manufactured using the pigment inks of Comparative Examples 4 and 9, it took 60 seconds or more for the coating film in the exposed portion to completely dissolve. This is presumably because the acid value remained low because the binder polymer used did not undergo a deesterification reaction during post-baking. Moreover, the exposed part of the coating film was detached in the form of a film, and in all cases, a dissolution residue (film-like residue) was generated.

本発明のCF用着色組成物は、色材の分散性及び耐熱性に優れているとともに、アルカリ現像性の良好な塗膜を形成することができるため、精細性、色濃度、光透過性、及びコントラスト性等の光学特性に優れたカラーフィルターを製造するための材料として有用である。また、本発明のCF用着色組成物を用いて製造されるカラーフィルターを備えた画素表示装置は、精細性、色濃度、光透過性、及びコントラスト性等の画像性能に優れている。   Since the coloring composition for CF of the present invention is excellent in dispersibility and heat resistance of the color material and can form a coating film having good alkali developability, the fineness, color density, light transmittance, In addition, it is useful as a material for producing a color filter having excellent optical properties such as contrast. In addition, a pixel display device including a color filter manufactured using the CF coloring composition of the present invention is excellent in image performance such as definition, color density, light transmittance, and contrast.

Claims (5)

バインダーポリマー、色材、及び溶剤を含有するカラーフィルター用着色組成物であって、
前記バインダーポリマーが、t−ブチルアクリレート及び下記一般式(A)で表されるアクリレートの少なくともいずれかに由来する構成単位(A)と、下記一般式(B)で表されるカルボキシ基含有(メタ)アクリレートに由来する構成単位(B)と、を有するとともに、前記バインダーポリマーの全体に対する、前記構成単位(A)の割合が40〜70質量%、前記構成単位(B)の割合が20〜50質量%であり、
前記バインダーポリマーの酸価が40〜130mgKOH/gであり、かつ、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーにより測定されるポリスチレン換算の数平均分子量が3,000〜15,000であるカラーフィルター用着色組成物。
Figure 0006431465
(前記一般式(A)中、R1は、炭素数1〜10のアルキル基、炭素数3〜6のシクロアルキル基、炭素数2〜10のアルケニル基、炭素数2〜10のアルキニル基、又はアリール基を示す)
Figure 0006431465
(前記一般式(B)中、R2は、水素原子又はメチル基を示し、R3は、1以上のカルボキシ基を有する、炭素数1〜10のアルキル基、炭素数3〜6のシクロアルキル基、炭素数2〜10のアルケニル基、炭素数2〜10のアルキニル基、又はアリール基を示し、Xは、ハロゲン原子を有していてもよい、炭素数1〜10のアルキレン基、炭素数3〜6のシクロアルキレン基、炭素数2〜10のアルケニレン基、炭素数2〜10のアルキニレン基、又はアリーレン基を示す)
A color filter coloring composition containing a binder polymer, a color material, and a solvent,
The binder polymer contains a structural unit (A) derived from at least one of t-butyl acrylate and an acrylate represented by the following general formula (A), and a carboxy group-containing (meta) represented by the following general formula (B) ) A structural unit (B) derived from acrylate, and the proportion of the structural unit (A) is 40 to 70% by mass and the proportion of the structural unit (B) is 20 to 50 with respect to the entire binder polymer. Mass%,
The coloring composition for color filters whose acid value of the said binder polymer is 40-130 mgKOH / g, and whose number average molecular weight of polystyrene conversion measured by gel permeation chromatography is 3,000-15,000.
Figure 0006431465
(In the general formula (A), R 1 is an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 6 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 10 carbon atoms, an alkynyl group having 2 to 10 carbon atoms, Or an aryl group)
Figure 0006431465
(In the general formula (B), R 2 represents a hydrogen atom or a methyl group, R 3 has one or more carboxyl groups, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, cycloalkyl of 3 to 6 carbon atoms Group, an alkenyl group having 2 to 10 carbon atoms, an alkynyl group having 2 to 10 carbon atoms, or an aryl group, and X is an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms which may have a halogen atom, A 3-6 cycloalkylene group, a C2-C10 alkenylene group, a C2-C10 alkynylene group, or an arylene group)
前記バインダーポリマーが、その他の共重合性ビニルモノマーに由来する構成単位(C)をさらに有する請求項1に記載のカラーフィルター用着色組成物。   The coloring composition for a color filter according to claim 1, wherein the binder polymer further has a structural unit (C) derived from another copolymerizable vinyl monomer. 前記一般式(B)中、R3が、下記式のいずれかで表される基(下記式中の「*」は結合位置を示す)である請求項1又は2に記載のカラーフィルター用着色組成物。
Figure 0006431465
In the general formula (B), R 3 is a group represented by any of the following formulas (“*” in the formulas below represents a bonding position): Coloring for color filter according to claim 1 or 2 Composition.
Figure 0006431465
前記一般式(A)中、R1が、炭素数1〜4のアルキル基又はシクロヘキシル基であり、
前記一般式(B)中、R3が、1以上のカルボキシ基を有する、シクロヘキシル基又はフェニル基であり、
前記一般式(B)中、Xが、炭素数1〜4のアルキレン基である請求項1〜3のいずれか一項に記載のカラーフィルター用着色組成物。
The general formula (A), is R 1, an alkyl group or a cyclohexyl group having 1 to 4 carbon atoms,
In the general formula (B), R 3 is a cyclohexyl group or a phenyl group having one or more carboxy groups,
The coloring composition for color filters according to any one of claims 1 to 3, wherein X in the general formula (B) is an alkylene group having 1 to 4 carbon atoms.
前記バインダーポリマーの分子量分布(重量平均分子量/数平均分子量)が、1.6以下である請求項1〜4のいずれか一項に記載のカラーフィルター用着色組成物。   The colored composition for a color filter according to claim 1, wherein the binder polymer has a molecular weight distribution (weight average molecular weight / number average molecular weight) of 1.6 or less.
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