JP6658254B2 - カラーフィルタ用有機顔料組成物、その製造方法及びカラーフィルタ - Google Patents
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Description
『項1.フタロシアニン顔料(A)と、フタロシアニン骨格のベンゼン環上の少なくとも一つの水素原子が一般式(1)で表される基で置換された顔料誘導体(B)を含むことを特徴とするカラーフィルタ用有機顔料組成物
項2.質量換算でフタロシアニン顔料(A)100部当たり、フタロシアニン骨格のベンゼン環上の少なくとも一つの水素原子が前記一般式(1)で表される基で置換された顔料誘導体(B)を0.1部〜50.0部含むことを特徴とする項1に記載のカラーフィルタ用有機顔料組成物、
項3.項1又は項2に記載のカラーフィルタ用有機顔料組成物を画素部に含むことを特徴とするカラーフィルタ、
項4.粗製フタロシアニン又はフタロシアニン顔料(A)と、フタロシアニン骨格のベンゼン環上の少なくとも一つの水素原子が一般式(1):
項5.粗製フタロシアニン又はフタロシアニン顔料(A)と、フタロシアニン骨格のベンゼン環上の少なくとも一つの水素原子が前記一般式(1)で表される基で置換された顔料誘導体(B)と、水溶性無機塩と、水溶性有機溶剤との混合物が、さらにアクリル樹脂を含有することを特徴とする項4に記載のカラーフィルタ用有機顔料組成物の製造方法』に関する。
さらに、カラーフィルタの緑色画素に用いられる顔料は、C.I.ピグメントグリーン7、C.I.ピグメントグリーン36、C.I.ピグメントグリーン58、C.I.ピグメントグリーン59等のハロゲン化銅フタロシアニンやハロゲン化亜鉛フタロシアニンが好適に使用されている。近年高色再現を達成されるべく、青味から黄味の緑色顔料の研究が盛んにおこなわれており、これら色相の異なるハロゲン化フタロシアニンを本発明でも使用ができる。ハロゲン化フタロシアニンは、中心金属の違いにより、色相、結晶性、耐熱性が異なり、ハロゲン化銅フタロシアニン、ハロゲン化亜鉛フタロシアニン、ハロゲン化アルミフタロシアニンが現状では好適に使用されている。
そこで、本発明者らは、スルホンアミド結合とトリアジン環との間の結合部に、自由なコンフォメーションがとれる構造を導入することで、フタロシアニン顔料(A)と顔料誘導体(B)のフタロシアニン環同士が吸着しても、顔料誘導体のトリアジン環部位は比較的自由に動くことができ、これにより、結晶成長抑制作用を存分に発揮するであろうとの考えに基づき種々検討を重ね、本発明の顔料誘導体のスルホンアミド結合とトリアジン環との間の結合部はアルキル鎖とすることが好適であることを見出し、その他の部分を最適化し、本発明の顔料誘導体(B)を設計するに至った。
粗製フタロシアニンまたはフタロシアニン顔料(A)と、フタロシアニン骨格のベンゼン環上の少なくとも一つの水素原子が前記一般式(1)で表される基で置換された顔料誘導体(B)と、水溶性無機塩と、水溶性有機溶剤との混合物を、ソルベントソルトミリングすることで得ることができる。ソルベントソルトミリングに用いる装置としては、ニーダー、ミックスマーラー、特開2007−100008号公報に記載のプラネタリー型ミキサーである井上製作所株式会社製のトリミックス(商標名)や、特開2006−306996号公報に記載の連続式一軸混練機である浅田鉄工株式会社製のミラクルKCK等を用いることができる。
また、当該無機塩の使用量は、フタロシアニン顔料(A)1質量部に対して4〜20質量部とするのが好ましく、6〜15質量部とするのがより好ましい。
本発明における顔料誘導体の分子量測定は、日本電子株式会社製JMS−T100GCを用いて、電界脱離イオン化質量分析法(以下、「FD−MS」と略記する。)で行った。サンプル5mgをジブチルヒドロキシトルエン不含のテトラヒドロフラン1.0mLに加え、超音波にて懸濁させたものを測定に使用した。測定条件は次の通りである。
エミッタ電流:0mA〜40mA[25.6mA/分]
対向電極:−10000V
測定質量範囲:m/z=50〜2000
測定時間:2分
本発明におけるアクリル樹脂の重量平均分子量(ポリスチレン換算)の測定は、ゲル浸透クロマトグラフィー(以下、「GPC」と略記する。)によって行い、高速測定装置(東ソー株式会社製「HLC8220システム」)を用い以下の測定条件で行った。
「TSKgel G5000」(7.8mmI.D.×30cm)×1本
「TSKgel G4000」(7.8mmI.D.×30cm)×1本
「TSKgel G3000」(7.8mmI.D.×30cm)×1本
「TSKgel G2000」(7.8mmI.D.×30cm)×1本
検出器:RI(示差屈折計)
カラム温度:40℃
溶離液:テトラヒドロフラン(THF)
流速:1.0mL/分
注入量:100μL(試料濃度0.4質量%のテトラヒドロフラン溶液)
標準試料:下記の標準ポリスチレンを用いて検量線を作成した。
(標準ポリスチレン)
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン A−500」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン A−1000」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン A−2500」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン A−5000」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン F−1」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン F−2」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン F−4」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン F−10」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン F−20」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン F−40」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン F−80」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン F−128」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン F−288」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン F−550」
撹拌機、温度計、冷却管および窒素導入管を装備した4つ口フラスコに、1000mLの純水と73.6gのシアヌル酸クロリド(和光純薬工業株式会社製)を投入し、室温で撹拌し分散させた。次に、混合液を10℃に冷やしながら、110gのN,N−ジエチルプロパン−1,3−ジアミン(和光純薬工業株式会社製)を加え、室温に反応液を戻し終夜撹拌した。続いて、60gのトリエチルアミン(和光純薬工業株式会社製)を加え、濾別し白色の固体を得た。白色の固体を8000mLの純水で洗い、室温で真空乾燥機により乾燥させ、81.2gの中間体(B−1−1)が得られた。
撹拌機、温度計、冷却管および窒素導入管を装備した4つ口フラスコに、1000mLの純水と73.6gのシアヌル酸クロリド(和光純薬工業株式会社製)を投入し、室温で撹拌し分散させた。次に、混合液を10℃に冷やしながら、74.4gのN,N−ジメチルエチレンジアミン(和光純薬工業株式会社製)を加え、室温に反応液を戻し終夜撹拌した。続いて、60gのトリエチルアミン(和光純薬工業株式会社製)を加え、濾別し白色の固体を得た。白色の固体を8000mLの純水で洗い、室温で真空乾燥機により乾燥させ、60.4gの中間体(B−2−1)が得られた。
撹拌機、温度計、冷却管および窒素導入管を装備した4つ口フラスコに、1000mLの純水と73.6gのシアヌル酸クロリド(和光純薬工業株式会社製)を投入し、室温で撹拌し分散させた。次に、混合液を10℃に冷やしながら、160gのN,N−ジブチル−1,3−プロパンジアミン(和光純薬工業株式会社製)を加え、室温に反応液を戻し終夜撹拌した。続いて、60gのトリエチルアミン(和光純薬工業株式会社製)を加え、濾別し白色の固体を得た。白色の固体を8000mLの純水で洗い、室温で真空乾燥機により乾燥させ、106gの中間体(B−3−1)が得られた。
撹拌機、温度計、冷却管および窒素導入管を装備した4つ口フラスコに、500mLのアセトニトリル(和光純薬工業株式会社製)、45.8gのシアヌル酸クロリド(和光純薬工業株式会社製)、13.8gのp−ニトロアニリン(和光純薬工業株式会社製)、25.25gのトリエチルアミン(和光純薬工業株式会社製)を投入し、0℃で6時間撹拌した。濾過後、100mLのメタノール(和光純薬工業株式会社製)で固形物を洗い、22gの中間体(B−4−1)を得た。
中間体(B−5−1)を、Journal of the American Chemical Society,1994年,No.6,Vol.116,2389〜2390ページ記載の方法を参考に合成した。
撹拌機、温度計、冷却管および窒素導入管を装備した4つ口フラスコに、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(ダイセル化学工業株式会社)1540部を仕込み、窒素気流下で110℃に昇温した後、メチルメタクリレート(和光純薬工業株式会社製)597部、n−ブチルメタクリレート(和光純薬工業株式会社製)261部、グリシジルメタクリレート(和光純薬工業株式会社製)142部およびtert−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート(日油株式会社製)18部からなる混合液を、4時間かけて滴下した。滴下終了後、110℃にて7時間反応させて、不揮発分40%、重量平均分子量15,000の樹脂溶液を得た。この樹脂溶液を減圧乾燥(60℃、24時間)し、アクリル樹脂(C)を得た。
FASTOGEN BLUE EP−207(DIC株式会社製C.I.Pigment Blue 15:6)36部、顔料誘導体(B−1)2.0部、アクリル樹脂(C)2.0部、粉砕した塩化ナトリウム(日本食塩製造株式会社製)400部、およびジエチレングリコール(三菱化学株式会社製)63.4部を双腕型ニーダー(株式会社吉田製作所製)に仕込み、80〜90℃で8時間混練した。
得られた内容物を大過剰の水で洗浄、濾過し、濾液の比電導度が原水の比電導度+20μS/cm以下となるまで水洗することによって、ε型銅フタロシアニン顔料組成物のウエットケーキを得た。得られたウエットケーキをビーカーに移し、2%塩酸(ダイキン工業株式会社)水溶液2000部を加え、撹拌分散してスラリーとし、70℃で1時間撹拌後、濾過、水洗し、ウエットケーキを得た。得られたウエットケーキをビーカーに移し、室温の水2000部を加え、撹拌分散してスラリーとした。引き続き、平均置換基数0.8の銅フタロシアニンスルホン酸誘導体(DIC株式会社製)0.80部の水酸化ナトリウム(和光純薬工業株式会社製)水溶液を前記顔料スラリー中に添加し、1時間撹拌後、塩酸(ダイキン工業株式会社)を添加してスラリーのpHを7まで戻し、銅フタロシアニンスルホン酸誘導体を顔料の表面に析出させた。そのまま1時間保持後、濾過、温水洗浄、乾燥、粉砕し、カラーフィルタ用有機顔料組成物を得た。
得られたカラーフィルタを分光光度計CM−3500d(コニカミノルタ株式会社製)を用いてC光源で測定し、y=0.110における輝度を算出した。輝度は高いほど優れる。
得られたカラーフィルタをコントラストテスター(壺坂電気株式会社製、装置名:CT−1)を用いて測定し、y=0.110におけるコントラストを算出した。この装置は2枚の偏光板の間にカラーフィルタを設置する場所があり、偏光板の一方には光源を、更にその反対側には色彩輝度計を設置しているものである。偏光軸が平行になる時と垂直になる時との輝度(透過光強度)の比よりコントラストを算出している。尚、カラーフィルタのない状態であるブランクのコントラストが、10,000となるように、あらかじめ調整してから測定した。コントラストは高いほど優れる。
実施例1の顔料誘導体(B−1)に変えて、顔料誘導体(B−2)を用いた以外は実施例1と同様にして、カラーフィルタ用有機顔料組成物を得た後、カラーフィルタ用有機顔料分散液を作製し、それを用いてカラーフィルタ(D−2)とした。得られたカラーフィルタ(D−1)を用いて、輝度、コントラストを測定したところ、輝度は13.2、コントラストは4,700だった。
実施例1の顔料誘導体(B−1)に変えて、顔料誘導体(B−3)を用いた以外は実施例1と同様にして、カラーフィルタ用有機顔料組成物を得た後、カラーフィルタ用有機顔料分散液を作製し、それを用いてカラーフィルタ(D−3)とした。得られたカラーフィルタ(D−3)を用いて、輝度、コントラストを測定したところ、輝度は13.3、コントラストは4,800だった。
実施例1の顔料誘導体(B−1)に変えて、比較顔料誘導体(B’−4)を用いた以外は実施例1と同様にして、カラーフィルタ用有機顔料組成物を得た後、カラーフィルタ用有機顔料分散液を作製し、それを用いてカラーフィルタ(D’−4)とした。得られたカラーフィルタ(D’−4)を用いて、輝度、コントラストを測定したところ、輝度は13.1、コントラストは4,100だった。
実施例1の顔料誘導体(B−1)に変えて、比較顔料誘導体(B’−5)を用いた以外は実施例1と同様にして、カラーフィルタ用有機顔料組成物を得た後、カラーフィルタ用有機顔料分散液を作製し、それを用いてカラーフィルタ(D’−5)とした。得られたカラーフィルタ(D’−5)を用いて、輝度、コントラストを測定したところ、輝度は13.1、コントラストは4,200だった。
Claims (5)
- 質量換算でフタロシアニン顔料(A)100部当たり、フタロシアニン骨格のベンゼン環上の少なくとも一つの水素原子が前記一般式(1)で表される基で置換された顔料誘導体(B)を0.1部〜50.0部含むことを特徴とする請求項1に記載のカラーフィルタ用有機顔料組成物。
- 請求項1又は請求項2に記載のカラーフィルタ用有機顔料組成物を画素部に含むことを特徴とするカラーフィルタ。
- 粗製フタロシアニン又はフタロシアニン顔料(A)と、フタロシアニン骨格のベンゼン環上の少なくとも一つの水素原子が前記一般式(1)で表される基で置換された顔料誘導体(B)と、水溶性無機塩と、水溶性有機溶剤との混合物が、さらにアクリル樹脂を含有することを特徴とする請求項4に記載のカラーフィルタ用有機顔料組成物の製造方法。
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