KR101274297B1 - 유색 미소 복합 입자, 유색 미소 복합 입자의 제조 방법,착색재, 컬러 필터 및 잉크젯용 잉크 - Google Patents

유색 미소 복합 입자, 유색 미소 복합 입자의 제조 방법,착색재, 컬러 필터 및 잉크젯용 잉크 Download PDF

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Abstract

본 발명은 일차 입자경이 미소함과 동시에 높은 착색력과 우수한 분산성을 갖고, 또한 내광성이 우수한 유색 미소 복합 입자, 그의 제조 방법 및 그의 분산체를 제공한다. 유색 미소 복합 입자는, 실리카와 유기 안료를 포함하는 복합 입자로서, 실리카가 유기 안료에 내포되어 있고, 실리카의 양이 복합 입자에 대하여, Si 환산으로 0.001 내지 9 중량％이다. 컬러 필터용 착색 조성물은, 유색 미소 복합 입자를 포함하는 컬러 필터용 착색재가 착색 조성물 구성 기재에 분산되어 이루어지고, 또한 잉크젯용 잉크는, 유색 미소 복합 입자를 포함하는 잉크젯용 잉크의 착색재가 잉크 구성 용액에 분산되어 이루어진다. 그리고, 유색 미소 복합 입자는 착색력이 높고, 또한 분산성 및 내광성이 우수하기 때문에 일반적으로 사용되고 있는 도료, 인쇄 잉크 등, 수계 또는 용제계를 막론하고 다양한 용도의 착색재로서 바람직하다.
일차 입자경, 착색력, 분산성, 내광성, 유색 미소 복합 입자, 분산체, 실리카, 유기 안료, 복합 입자, 착색 조성물, 착색제

Description

유색 미소 복합 입자, 유색 미소 복합 입자의 제조 방법, 착색재, 컬러 필터 및 잉크젯용 잉크{COLORED COMPOSITE MICROPARTICLE, METHOD FOR PRODUCTION OF COLORED COMPOSITE MICROPARTICLE, COLORING MATERIAL, COLOR FILTER, AND INK-JET INK}
본 발명은 유색 미소 복합 입자, 상기 유색 미소 복합 입자를 함유하는 분산체, 유색 미소 복합 입자의 제조 방법, 컬러 필터용 착색재, 상기 착색재를 함유하는 컬러 필터용 착색 조성물, 컬러 필터, 잉크젯용 잉크의 착색재 및 잉크젯용 잉크에 관한 것이다. 상세하게는, 본 발명은, 일차 입자경이 미소함과 동시에 높은 착색력과 우수한 분산성을 갖고 내광성도 우수한 유색 미소 복합 입자, 상기 유색 복합 입자를 함유하는 분산성이 우수한 분산체 및 유색 미소 복합 입자의 제조 방법, 및 일차 입자경이 미소함과 동시에 높은 착색력과 비히클 내에서의 우수한 분산성을 갖고 내광성 및 내열성도 우수한 컬러 필터용 착색재, 내광성과 내열성이 우수하고 투명성도 우수한 컬러 필터용 착색 조성물 및 컬러 필터, 및 일차 입자경이 미소하고 입자 크기가 균일화되어 있음과 동시에 높은 착색력과 우수한 분산성을 갖고 내광성도 우수한 잉크젯용 잉크의 착색재 및 상기 잉크젯용 잉크의 착색재를 함유하는 분산성, 분산 안정성 및 내광성이 우수한 잉크젯용 잉크에 관한 것이다.
유기 안료는 도료, 수지, 인쇄 잉크, 잉크젯용 잉크, 토너 및 컬러 필터 등의 착색재로서 폭넓게 사용되고 있다. 이들 용도에 대해서는 일반적으로 높은 착색력이 요구되고, 이 때문에 안료를 보다 미세화할 것이 요구되고 있다.
유기 안료는, 일반적으로 화학 반응 등으로 분자 상태의 안료로부터 20㎚ 내지 100㎚ 정도의 미세한 일차 입자가 형성된다. 그러나, 미세한 일차 입자의 상태에서는, 입자의 표면 에너지가 매우 높기 때문에 응집을 일으키기 쉽다. 그 때문에 통상적으로 입자 크기가 매우 크고, 응집력이 강한 이차 입자의 상태로 존재하고 있다. 따라서, 안료를 미세화하는 기술의 제공이 요구되고 있다.
현재, 유기 안료를 미세화하는 방법으로는, 식염 등의 연마제를 사용하여 폴리에틸렌글리콜 등의 점성이 높은 수용성 유기 용제와 함께 안료 입자를 기계적으로 미분화하는 솔벤트 솔트 밀링법(solvent salt milling method)으로 대표되는 습식 분쇄법이나 볼밀, 아트라이터(attritor), 진동밀 등의 분쇄기를 사용하여 건식으로 분쇄하는 건식 분쇄법, 안료를 가용화시켜 용액으로 하고, 이것을 특정한 조건으로 침전시켜 미립자 안료로 하는 방법 등이 있다.
그러나, 이들 어느 방법서나, 안료의 미립자화가 진행될수록 안료 입자끼리의 응집력도 강해지고, 특히 수계의 습식법으로는 건조 후의 응집이 현저해지기 때문에 일차 입자의 형상을 유지하는 것은 매우 곤란해진다. 그 결과 안료 입자가 매우 응집력이 강한 집합체의 상태로 이차 응집체로서 존재하기 때문에 용매로의 분산 처리가 한층 곤란해진다.
또한, 유기 안료를 이용한 도료나 인쇄물은, 옥외 등에서도 사용되어, 직접 일광이나 비바람에 노출되는 경우가 있기 때문에 내광성이 우수할 것이 요구되고 있다. 그러나, 미세화가 진행됨에 따라 내광성도 떨어지는 경향이 강해지기 때문에 안료의 미세화와 우수한 내광성을 양립하는 특성을 얻는 것은 곤란하였다.
한편, 컬러 필터는 텔레비젼, 퍼스널 컴퓨터, 휴대 전화 등의 모니터 용도나 디지털 카메라에 사용되는 CCD 또는 CMOS 용도 등 폭넓게 사용되고 있어, 내광성 및 내열성의 문제 때문에 안료 분산형이 주류로 되어 있다. 현재, 컬러 필터에 대하여, 더 한층의 고화소화 및 고콘트라스트화가 요구되고 있다. 이를 위해서는, 사용되는 유기 안료로서, 나노 레벨로 안정적으로 분산되는 미립자 유기 안료의 제공이 요구되고 있다.
컬러 필터는, 백라이트의 조사에 의해 퇴색되지 않기 위해서 내광성이 필요하고, 또한 패터닝의 경화나 ITO 막의 증착시에 250℃ 정도의 가열 처리를 하기 때문에 내열성이 필요해진다. 그러나 안료가 미립자화되면 일반적으로 내광성 및 내열성은 저하된다. 따라서, 크기가 나노 레벨임과 동시에, 비히클 내로 안정적으로 분산될 수 있을 뿐 아니라 우수한 내광성 및 내열성을 갖는 컬러 필터용 착색재의 제공이 강하게 요구되고 있다.
한편, 퍼스널 컴퓨터를 비롯한 각종 OA 기기는 업무용, 가정용을 막론하고 급속히 보급되어 있고, 그 기록 장치의 하나인 잉크젯 프린터도 또한, 최근의 가격 저하와 품질 향상으로 인해 널리 보급되어 있다.
최근 들어, 잉크젯 프린터에 의해서 고정밀, 고광택의 은염 사진 수준의 화 질 레벨이 실현되고 있고, 그에 따라 인쇄물이 다양한 용도에 이용됨과 동시에 인쇄물의 장기간에 있어서의 보존성(내광성)이 중시되게 되었다.
종래, 잉크젯용 잉크의 착색재로는 헤드 부분의 눈막힘, 잉크의 분산 안정성, 채도 등의 면에서 염료가 이용되고 있지만, 염료에는 독성 문제가 있다. 또한, 최근의 인쇄물의 내광성 향상의 요구로부터, 염료에 대항하는 착색재로서 안료를 잉크화하는 것이 시도되고 있다.
잉크젯용 잉크의 착색재로서 안료를 사용한 경우에는, 착색재로서 염료를 사용한 경우에 비하여, 인쇄 화상의 농도가 높고, 내광성 면에서도 우수하다. 그러나, 잉크젯용 잉크는 일반적으로 그 구성 성분의 8할이 물이기 때문에 특히 유기물인 유기 안료의 분산이 곤란하다. 또한, 안료는 염료와 달리 물 등의 용매에는 불용이기 때문에 잉크젯용 잉크를 장기간 안정적으로 유지하는 것이 곤란하며 헤드 부분의 눈막힘을 일으키기 쉽다는 문제를 갖고 있다. 또한, 화학 반응 등에 의해 얻어진 분자 상태의 유기 안료 및 20㎚ 내지 100㎚ 정도의 미세한 일차 입자를 포함하는 유기 안료는, 입자의 표면 에너지가 매우 높기 때문에 응집을 일으키기 쉬워 입자 크기의 균일화가 곤란해지고, 그 결과 칙칙함 없는 깨끗한 화상을 얻는 것이 곤란해진다.
한편, 착색재의 입자 크기를 미세화함으로써 헤드 부분의 눈막힘을 감소시킬 수 있지만, 반면, 잉크 조성 중에서의 착색재의 분산이 곤란하게 됨과 동시에, 내광성이 저하된다는 문제가 생긴다.
입자 크기의 미세화의 방법으로는, 평균 입자경이 100nm보다 큰 조제 퀴노프 탈론 안료 또는 이소인돌린 안료에 결정 성장 작용을 갖는 유기 용제를 소량 첨가하고 건식 분쇄하는 것을 포함하는 미립자화 방법이 제안되어 있다(특허 문헌 1).
또한, 미세하고 내광성이 우수한 착색재로서, 백색 무기 입자의 입자 표면에 알콕시실란 등의 호제(糊劑)를 통해 유기 안료를 부착시킨 유기무기 복합 안료가 제안되어 있다(특허 문헌 2).
미세하고 투명성이 우수한 착색재로서, 코어 입자로서의 백색 무기 입자 표면에 알콕시실란 등의 호재(糊材)를 통해 유기 안료를 부착시켜 이루어지는 복합 입자로부터, 코어 입자인 백색 무기 입자를 전량 용해시킬 수 있는 이론값 등량 이상의 산 또는 알칼리를 사용하여, 코어 입자를 완전히 용해 제거한 유색 미세 입자가 제안되어 있다(특허 문헌 3).
유기 안료를 미립자화하는 기술로서, 미세한 유기 안료 ε형 구리 프탈로시아닌 안료와 종횡비 10 내지 25의 디옥사진 바이올렛 안료를 함께 솔벤트 솔트 밀링 처리하는 컬러 필터 청색 화소부용 안료 조성물의 제조 방법이 제안되어 있다(특허 문헌 4). 또한, 알칼리성 또는 산성의 수성 매체에 용해시킨 유기 안료의 용액을 층류로서 유통시키고, 그 층류 과정에서 용액의 pH를 변화시킴으로써 유기 안료의 미립자를 제조하는 방법이 제안되어 있다(특허 문헌 5).
컬러 필터로서, 백색 무기 미립자 표면에 유기 안료를 부착시킨 평균 입자경 1 내지 100nm의 유기무기 복합 안료를 함유하는 컬러 필터용 착색 조성물 및 상기 컬러 필터용 착색재를 함유하는 컬러 필터가 제안되어 있다(특허 문헌 6).
잉크젯용 잉크로서, 고품위의 인쇄 화상을 얻는 것을 목적으로 하는 안료 및 콜로이달 실리카를 함유하는 수성 잉크젯용 기록액이 제안되어 있다(특허 문헌 7 내지 8).
또한, 미세하고 내광성이 우수한 착색재로서, 체질 안료의 입자 표면에 호제를 통해 유기 안료가 균일하게 부착되어 이루어지는 평균 입자경 0.001 내지 0.15㎛의 복합 입자를 포함하는 잉크젯용 잉크의 착색재가 제안되어 있다(특허 문헌 9 내지 12).
특허 문헌 1: 일본 특허 공개 제2005-36150호 공보
특허 문헌 2: 일본 특허 공개 제2002-356625호 공보
특허 문헌 3: 일본 특허 공개 제2003-246941호 공보
특허 문헌 4: 일본 특허 공개 제2006-091649호 공보
특허 문헌 5: 일본 특허 공개 제2005-307154호 공보
특허 문헌 6: 일본 특허 공개 제2004-307853호 공보
특허 문헌 7: 일본 특허 공개 (평)9-227812호 공보
특허 문헌 8: 일본 특허 공개 제2000-53901호 공보
특허 문헌 9: 일본 특허 공개 제2003-55591호 공보
특허 문헌 10: 일본 특허 공개 제2003-268278호 공보
특허 문헌 11: 일본 특허 공개 제2003-327880호 공보
특허 문헌 12: 일본 특허 공개 제2006-111875호 공보
<발명이 해결하고자 하는 과제>
일차 입자경이 미소하고 입자 크기가 균일화되어 있음과 동시에, 높은 착색력을 갖고, 또한 내광성 및 내열성이 우수한 미세한 착색재가 현재 매우 요구되는 바이다. 그러나, 높은 착색력 및 투명성을 얻기 위해서는 안료를 미세화할 필요가 있지만, 안료의 입자경이 작아지면 내광성 및 내열성은 저하되는 경향이 있고, 이들 상반되는 특성을 만족시키는 착색재는 아직 얻어지지 않았다.
즉, 평균 입자경이 100nm보다 큰 조제 퀴노프탈론 안료 또는 이소인돌린 안료에 결정 성장 작용을 갖는 유기 용제를 소량 첨가하고 건식 분쇄함으로써 미립자화하는 특허 문헌 1에 기재된 방법은, 후술된 비교예에 기술한 바와 같이, 유기 안료를 단순히 미세화할 뿐이고, 얻어진 유기 안료의 ζ 전위가 제로에 가깝기 때문에 비히클 내에 있어서의 정전 반발 효과가 얻어지기 어렵고, 그 때문에 비히클 내에 있어서의 양호한 분산성 및 분산 안정성을 얻는 것은 곤란해진다.
백색 무기 입자의 입자 표면에 알콕시실란 등의 호제를 통해 유기 안료를 부착시키는 특허 문헌 2에 기재된 방법은, 후술된 비교예에 기술한 바와 같이, 코어 입자로서 실리카 입자 등의 백색 무기 입자를 사용하고 있기 때문에 부착시키는 원료 유기 안료와 동등 또는 그 이상의 높은 착색력을 얻는 것이 곤란하다.
또한, 코어 입자로서의 백색 무기 입자 표면에 알콕시실란 등의 호재를 통해 유기 안료를 부착시켜 이루어지는 복합 입자로부터 코어 입자인 백색 무기 입자를 전량 용해시킬 수 있는 이론값 등량 이상의 산 또는 알칼리를 이용하여, 코어 입자를 완전히 용해 제거하여 유기 안료를 잔존시키는 특허 문헌 3에 기재된 유색 미세 입자의 제조 방법은, 후술된 비교예에 기술한 바와 같이, 산 또는 알칼리를 이론값 등량 이상 이용하기 때문에 유기 안료에 대한 손상이 커서, 내광성 및 내열성이 좋은 착색재를 얻는 것은 곤란하다. 또한, 실리카가 완전히 용해 제거되었기 때문에 ζ 전위가 제로에 가까워서, 비히클 내에 있어서의 정전 반발 효과가 얻어지기 어렵고, 그 결과 비히클 내에 있어서의 양호한 분산성 및 분산 안정성을 얻는 것이 곤란해진다.
미세한 유기 안료 ε형 구리 프탈로시아닌 안료와 종횡비 10 내지 25의 디옥사진 바이올렛 안료를 함께 솔벤트 솔트 밀링 처리하는 특허 문헌 4에 기재된 컬러 필터 청색 화소부용 안료 조성물의 제조 방법, 및 알칼리성 또는 산성의 수성 매체에 용해시킨 유기 안료의 용액을 층류로서 유통시키고, 그 층류 과정에서 용액의 pH를 변화시키는 특허 문헌 5에 기재된 유기 안료 미립자의 제조 방법은, 수계에서의 습식 처리이고, 최종적으로 건조 처리는 필요하기 때문에 결과적으로 건조 응집이 유발되어, 비히클 내에 있어서의 양호한 분산성 및 분산 안정성을 갖는 착색재를 얻는 것은 곤란해진다. 또한, 후술된 비교예에 기술한 바와 같이, 안료의 미립자화를 행했을 뿐이기 때문에 내광성 및 내열성이 우수한 컬러 필터용 착색재를 얻는 것이 곤란하다.
또한, 백색 무기 입자 표면에 직접 또는 표면 개질제를 통해 유기 안료를 부착시킨 일차 입자를 포함하는 평균 입자경이 1 내지 100nm인 유기무기 복합 안료를 용제에 분산시켜서 이루어지는 특허 문헌 6에 기재된 투명 착색 조성물의 기재는, 후술된 비교예에 기술한 바와 같이, 코어 입자로서 실리카 입자 등의 백색 무기 입자를 사용한 유기무기 복합 안료의 투명 착색 조성물이기 때문에 부착시키는 원료 유기 안료와 동등 또는 그 이상의 높은 착색력의 컬러 필터용 착색 조성물을 얻는 것은 곤란하다.
특허 문헌 7 내지 8에 기재된 안료 및 콜로이달 실리카를 함유하는 수성 잉크젯용 기록액은, 유기 안료 자체의 ζ 전위는 제로에 가깝기 때문에 비히클 내에 있어서의 정전 반발 효과가 얻어지기 어렵고, 그 때문에 비히클 내에 있어서의 양호한 분산성 및 분산 안정성을 얻는 것은 곤란해진다. 또한, 착색에 관여하지 않는 콜로이달 실리카가 다량으로 첨가되었기 때문에 안료 농도를 높일 수 없어, 인쇄 화상의 고농도화를 달성하는 것이 곤란하다.
또한, 특허 문헌 9 내지 12에 기재된 체질 안료의 입자 표면에 호제를 통해 유기 안료의 균일한 부착층이 형성되어 있는 평균 입자경 0.001 내지 0.15㎛의 복합 입자는 후술된 비교예에 기술한 바와 같이 코어 입자로서 실리카 입자 등의 백색 무기 입자를 사용하고 있기 때문에 부착시키는 원료 유기 안료와 동등 또는 그 이상의 높은 착색력을 얻는 것이 곤란하다.
본 발명은 상기한 실정을 감안하여 이루어진 것으로서, 그 목적은 일차 입자경이 미소함과 동시에 높은 착색력과 우수한 분산성을 갖고, 또한 내광성이 우수한 유색 미소 복합 입자, 그의 제조 방법 및 그것을 용매에 분산시킨 분산체를 제공하는 것이다. 또한, 일차 입자경이 미소함과 동시에 높은 착색력을 갖고, 또한 내광성, 내열성 및 비히클 내에 있어서의 분산성이 우수한 컬러 필터용 착색재, 컬러 필터용 착색 조성물 및 컬러 필터를 제공하는 것이다. 또한, 일차 입자경이 미소하고 입자 크기가 균일화되어 있음과 동시에, 높은 착색력과 우수한 내광성을 갖는 잉크젯용 잉크의 착색재 및 잉크젯용 잉크를 제공하는 것이다.
<과제를 해결하기 위한 수단>
본 발명에서는, 유기 안료가 표면 개질제를 통해 실리카 입자의 표면에 피복되어 이루어지는 복합 입자 내의 실리카 입자의 일부 및 표면 개질제의 적어도 일부를 용출시킴으로써 상기한 각 과제를 해결하였다.
즉, 유기 안료에 바람직한 본 발명은 이하의 제1 내지 제3의 3개의 요지를 포함하고, 그 제1의 요지는, 실리카와 유기 안료를 포함하는 유색 미소 복합 입자이며, 실리카가 유기 안료에 내포되어 있고, 실리카의 양이 유색 미소 복합 입자에 대하여, Si 환산으로 0.001 내지 9 중량％인 유색 미소 복합 입자이다.
본 발명의 제2의 요지는, 실리카와 유기 안료를 포함하고, 실리카가 유기 안료에 내포되어 있고, 실리카의 양이 유색 미소 복합 입자에 대하여, Si 환산으로 0.001 내지 9 중량％인 제1의 요지에 기재된 유색 미소 복합 입자를 용매에 분산시켜 이루어지는 분산체이다.
본 발명의 제3의 요지는, 실리카 입자에 표면 개질제를 첨가하고, 혼합교반하여 실리카 입자의 입자 표면에 표면 개질제를 피복시키고, 이어서 유기 안료를 첨가하고, 혼합교반하여 표면 개질제로 피복된 실리카 입자의 입자 표면에 유기 안료를 부착시켜 복합 입자를 얻고, 얻어진 복합 입자 내의 실리카 입자의 일부 및 표면 개질제의 적어도 일부를 알칼리 용액을 사용하여 용해시키는 것을 포함하는 제1의 요지에 기재된 유색 미소 복합 입자의 제조 방법이다.
또한, 컬러 필터용 착색재 및 컬러 필터에 바람직한 본 발명은 이하의 제4 내지 제10의 7개의 요지를 포함하고, 그 제4의 요지는, 실리카와 유기 안료를 포함하고, 실리카가 유기 안료에 내포되어 있고, 실리카의 양이 유색 미소 복합 입자에 대하여, Si 환산으로 0.001 내지 9 중량％인 유색 미소 복합 입자를 포함하는 컬러 필터용 착색재이다.
본 발명의 제5의 요지는, 실리카와 유기 안료를 포함하고, 실리카가 유기 안료에 내포되어 있고, 실리카의 양이 유색 미소 복합 입자에 대하여, Si 환산으로 0.001 내지 9 중량％인 유색 미소 복합 입자를 포함하는 제4의 요지에 기재된 컬러 필터용 착색재를 용제에 분산시켜서 이루어지는 컬러 필터용 착색 조성물 (a)이다.
본 발명의 제6의 요지는, 실리카와 유기 안료를 포함하고, 실리카가 유기 안료에 내포되어 있고, 실리카의 양이 유색 미소 복합 입자에 대하여, Si 환산으로 0.001 내지 9 중량％인 유색 미소 복합 입자를 포함하는 컬러 필터용 착색재가 용제에 분산된 제5의 요지에 기재된 컬러 필터용 착색 조성물 (a)가 산성기 및/또는 잠재성 산성기를 갖는 투명 수지 용액 내에 분산되어 이루어지는 컬러 필터용 착색 조성물 (b)이다.
본 발명의 제7의 요지는, 실리카와 유기 안료를 포함하고, 실리카가 유기 안료에 내포되어 있고, 실리카의 양이 유색 미소 복합 입자에 대하여, Si 환산으로 0.001 내지 9 중량％인 유색 미소 복합 입자를 포함하는 컬러 필터용 착색재가 용제에 분산된 컬러 필터용 착색 조성물 (a)가 산성기 및/또는 잠재성 산성기를 갖는 투명 수지 용액 내에 분산되어 이루어지는 제6의 요지에 기재된 컬러 필터용 착색 조성물 (b)와 에틸렌성 불포화 이중 결합을 2개 이상 갖는 다관능성 단량체와 광 라디칼 중합 개시제를 포함하는 컬러 필터용 착색 조성물 (C)이다.
본 발명의 제8의 요지는, 실리카와 유기 안료를 포함하고, 실리카가 유기 안료에 내포되어 있고, 실리카의 양이 유색 미소 복합 입자에 대하여, Si 환산으로 0.001 내지 9 중량％인 유색 미소 복합 입자를 포함하는 컬러 필터용 착색재가 용제에 분산된 컬러 필터용 착색 조성물 (a)가 산성기 및/또는 잠재성 산성기를 갖는 투명 수지 용액 내에 분산되어 이루어지는 제6의 요지에 기재된 컬러 필터용 착색 조성물 (b)와 광산발생제를 포함하는 컬러 필터용 착색 조성물 (D)이다.
본 발명의 제9의 요지는, 실리카와 유기 안료를 포함하고, 실리카가 유기 안료에 내포되어 있고, 실리카의 양이 유색 미소 복합 입자에 대하여, Si 환산으로 0.001 내지 9 중량％인 유색 미소 복합 입자를 포함하는 컬러 필터용 착색재를 용제에 분산시킨 컬러 필터용 착색 조성물 (a)를 산성기 및/또는 잠재성 산성기를 갖는 투명 수지 용액 내에 분산시켜서 이루어지는 제6의 요지에 기재된 컬러 필터용 착색 조성물 (b)의 도막 형성물을 포함하는 컬러 필터이다.
본 발명의 제10의 요지는, 제7의 요지에 기재된 컬러 필터용 착색 조성물 (C) 또는 제8의 요지에 기재된 컬러 필터용 착색 조성물 (D)의 도막 형성물을 포함하는 컬러 필터이다.
또한, 잉크젯용 잉크의 착색재 및 잉크젯용 잉크에 바람직한 본 발명은 이하의 제11 내지 제12의 2개의 요지를 포함하고, 그 제11의 요지는, 실리카와 유기 안료를 포함하고, 실리카가 유기 안료에 내포되어 있고, 실리카의 양이 유색 미소 복합 입자에 대하여, Si 환산으로 0.001 내지 9 중량％인 유색 미소 복합 입자를 포함하는 잉크젯용 잉크의 착색재이다.
본 발명의 제12의 요지는, 실리카와 유기 안료를 포함하고, 실리카가 유기 안료에 내포되어 있고, 실리카의 양이 유색 미소 복합 입자에 대하여, Si 환산으로 0.001 내지 9 중량％인 유색 미소 복합 입자를 포함하는 제8의 요지에 기재된 잉크젯용 잉크의 착색재를 함유하는 잉크젯용 잉크이다.
<발명의 효과>
본 발명의 제1의 요지에 따른 유색 미소 복합 입자는, 착색력이 높고, 또한 분산성 및 내광성이 우수하기 때문에 일반적으로 사용되고 있는 도료, 인쇄 잉크 등, 수계 또는 용제계를 막론하고 다양한 용도의 착색재로서 바람직하다.
특히, 본 발명의 제2의 요지에 따른 분산체는, 높은 착색력과 우수한 분산성 및 내광성의 특성을 갖는 유색 미소 복합 입자를 착색재로서 사용하기 때문에 각종 용도의 분산체로서 바람직하다.
본 발명의 제4의 요지에 따른 착색재는, 일차 입자경이 미소함과 동시에 높은 착색력과 우수한 비히클 내에 있어서의 분산성을 갖고, 또한 내광성 및 내열성이 우수하기 때문에 컬러 필터용 착색재로서 바람직하다.
본 발명의 제5 내지 제8의 요지에 따른 착색 조성물은, 높은 착색력 및 우수한 분산성과 내광성과 내열성의 특성을 갖는 컬러 필터용 착색재를 사용하기 때문에 분산성, 분산 안정성, 내광성 및 내열성이 우수함과 동시에, 투명성도 우수하여 컬러 필터용 착색 조성물로서 바람직하다.
본 발명의 제9 내지 제10의 요지에 따른 컬러 필터는, 분산성, 분산 안정성, 내광성 및 내열성이 우수함과 동시에, 투명성도 우수한 컬러 필터용 착색 조성물을 사용하기 때문에 분광 특성, 내광 및 내열성이 우수한 컬러 필터이다.
본 발명의 제11의 요지에 따른 착색재는, 일차 입자경이 미소하고, 입자 크기가 균일화되어 있음과 동시에, 높은 착색력과 우수한 분산성을 갖고, 또한 내광성이 우수하기 때문에 잉크젯용 잉크의 착색재로서 바람직하다.
본 발명의 제12의 요지에 따른 잉크젯용 잉크는, 미소하고, 입자 크기가 균일화되어 있음과 동시에, 착색력이 높고, 분산성 및 내광성이 우수한 잉크젯용 잉크의 착색재를 사용하기 때문에 분산성, 분산 안정성 및 내광성이 우수한 잉크젯용 잉크이다.
<발명을 실시하기 위한 최선의 형태>
우선, 본 발명의 제1의 요지에 따른 유색 미소 복합 입자에 관해서 설명한다. 본 발명의 제1의 요지의 유색 미소 복합 입자는, 실리카와 유기 안료를 포함하는 복합 입자로서, 실리카가 유기 안료에 내포되어 있고, 실리카의 양이 복합 입자에 대하여, Si 환산으로 0.001 내지 9 중량％이다.
유색 미소 복합 입자에 포함되는 실리카량은, Si 환산으로 유색 미소 복합 입자에 대하여 통상적으로 0.001 내지 9.0 중량％이고, 바람직하게는 0.005 내지 7.0 중량％이고, 보다 바람직하게는 0.01 내지 5.0 중량％이다. 실리카량이 Si 환산으로 유색 미소 복합 입자에 대하여 0.001 중량％ 미만인 경우에는, 유색 미소 복합 입자에 내포되는 실리카량이 너무 적기 때문에 유색 미소 복합 입자의 ζ 전위가 거의 제로가 되어 정전 반발 효과가 얻어지지 않는다. 그 결과 비히클 내에 있어서의 분산성이 나빠진다. 또한, 실리카가 거의 존재하지 않기 때문에 충분한 내광성 및 내열성을 얻는 것이 곤란하다. 한편, 9.0 중량％를 초과하는 경우에는, 유색 미소 복합 입자에 내포되는 실리카량이 너무 많기 때문에 충분한 착색력을 얻는 것이 곤란해진다.
유기 안료로는, 도료, 수지, 인쇄 잉크, 잉크젯용 잉크, 토너 및 컬러 필터 등의 착색재로서 이용되는 적색계 유기 안료, 청색계 유기 안료, 황색계 유기 안료, 녹색계 유기 안료, 오렌지색계 유기 안료, 갈색계 유기 안료, 보라색계 유기 안료 및 흑색계 유기 안료 등의 각종 내알칼리성 유기 안료를 들 수 있다. 적색계 유기 안료로는, 브릴리언트 카민, 퍼머넌트 레드, 축합 아조 레드 등의 아조계 안료, 디아미노안트라퀴노닐 레드, 퀴나크리돈 레드, 티오인디고 레드, 페릴렌 레드, 페리논 레드, 디케토피롤로피롤 레드 등의 축합 다환계 안료 등을 들 수 있다. 청색계 유기 안료로는, 무금속 프탈로시아닌 블루, 프탈로시아닌 블루, 패스트 스카이 블루 등의 프탈로시아닌계 안료, 인단트론 블루, 인디고 블루 등의 축합 다환계 안료 등을 들 수 있다. 황색계 유기 안료로는, 한자 옐로우, 벤지딘 옐로우, 퍼머넌트 옐로우, 축합 아조 옐로우 등의 아조계 안료, 이소인돌리논 옐로우, 안트라피리미딘 옐로우, 퀴노프탈론 옐로우 등의 축합 다환계 안료 등을 들 수 있다. 녹색계 유기 안료로는, 프탈로시아닌 그린 등의 프탈로시아닌계 안료 등을 들 수 있다. 오렌지색계 유기 안료로는, 퍼머넌트 오렌지, 리솔 패스트 오렌지, 피라졸론 오렌지, 발칸 패스트 오렌지 등의 아조계 안료, 퀴나크리돈, 페리논 오렌지, 디케토피롤로피롤 오렌지 등의 축합 다환계 안료 등을 들 수 있다. 갈색계 유기 안료로는, 퍼머넌트 브라운, 파라 브라운, 벤즈이미다졸론 브라운 등의 아조계 안료, 티오인디고 브라운 등의 축합 다환계 안료 등을 들 수 있다. 보라색계 유기 안료로는, 패스트 바이올렛 등의 아조계 안료, 비치환 퀴나크리돈, 디옥사진 바이올렛, 페릴렌 바이올렛 등의 축합 다환계 안료 등을 들 수 있다. 흑색계 유기 안료로는, 페릴렌 블랙 등의 축합 다환계 안료, 아닐린 블랙 등을 들 수 있다.
본 발명에 따른 유색 미소 복합 입자의 평균 일차 입자경은, 통상적으로 1 내지 50㎚, 바람직하게는 1 내지 40㎚, 보다 바람직하게는 1 내지 30㎚이다.
본 발명에 따른 유색 미소 복합 입자의 개수 환산 평균 입자경은, 통상적으로 200㎚ 이하, 바람직하게는 1 내지 150㎚, 보다 바람직하게는 1 내지 100㎚, 더욱 바람직하게는 1 내지 50㎚이다. 유색 미소 복합 입자의 개수 환산 평균 입자경이 200㎚를 초과하는 경우에는, 입자 크기가 너무 크기 때문에 광학 특성이 저하되는 경우가 있고, 그 결과 본 발명의 목적을 달성하는 것이 곤란하다.
본 발명에 따른 유색 미소 복합 입자의 체적 환산 평균 입자경은, 통상적으로 200㎚ 이하, 바람직하게는 1 내지 150㎚이고, 보다 바람직하게는 1 내지 100㎚이다. 유색 미소 복합 입자의 체적 환산 평균 입자경이 200㎚를 초과하는 경우에는, 입자 크기가 너무 크기 때문에 광학 특성이 저하되는 경우가 있고, 그 결과 본 발명의 목적을 달성하는 것이 곤란하다.
본 발명에 따른 유색 미소 복합 입자의 BET 비표면적값은, 통상적으로 20 내지 500㎡/g, 바람직하게는 25 내지 400㎡/g, 보다 바람직하게는 30 내지 300㎡/g이다.
본 발명에 따른 유색 미소 복합 입자의 착색력은, 후술하는 평가 방법에 의해, 통상적으로 102％ 이상, 바람직하게는 103％ 이상이고, 보다 바람직하게는 104％ 이상이다.
본 발명에 따른 유색 미소 복합 입자의 내광성은, 후술하는 평가 방법에 있어서, ΔE*값으로 통상적으로 5.0 이하, 바람직하게는 4.5 이하이고, 보다 바람직하게는 4.0 이하이다.
본 발명에 따른 유색 미소 복합 입자의 ζ 전위는, 수계에서 측정한 경우 통상적으로 -5㎷ 이하, 바람직하게는 -8㎷ 이하, 보다 바람직하게는 -10㎷ 이하이다. 수계에서 측정한 경우의 ζ 전위가 -5㎷를 초과하여 제로에 가까워지면, 정전 반발 효과에 의한 양호한 분산성 및 분산 안정성을 얻는 것이 곤란하다.
용제계에서 ζ 전위를 측정한 경우, 유색 미소 복합 입자의 ζ 전위는, 통상적으로 -2㎷ 이하, 바람직하게는 -3㎷ 이하, 보다 바람직하게는 -5㎷ 이하이다. 용제계에서 측정한 경우의 ζ 전위가 -2㎷를 초과하여 제로에 가까워지면, 정전 반발 효과에 의한 양호한 분산성을 얻는 것이 곤란하다.
또한, 유색 미소 복합 입자의 내포되어 있는 실리카 입자의 표면에는 표면 개질제가 잔존해 있을 수도 있다.
다음으로, 본 발명의 제2 요지에 따른 분산체에 대하여 설명한다. 본 발명의 제2의 요지의 분산체는, 실리카와 유기 안료를 포함하고, 실리카가 유기 안료에 내포되어 있고, 실리카의 양이 유색 미소 복합 입자에 대하여, Si 환산으로 0.001 내지 9 중량％인 제1의 요지에 기재된 유색 미소 복합 입자를 용매에 분산시켜 이루어진다.
분산체 내의 유색 미소 복합 입자의 양은, 분산체 구성 기재 100 중량부에 대하여, 통상적으로 3 내지 300 중량부, 바람직하게는 4 내지 150 중량부, 보다 바람직하게는 5 내지 100 중량부, 더욱 바람직하게는 5 내지 75 중량부, 가장 바람직하게는 5 내지 50 중량부이다. 분산체 구성 기재는, 물 및/또는 수용성 유기 용제, 또는 유기 용제인 용매를 포함하고, 필요에 따라서, 수지, 소포제, 체질 안료, 건조 촉진제, 계면 활성제, 경화 촉진제, 보조제 등이 배합된다. 분산체 구성 기재 내의 수지, 소포제, 체질 안료, 건조 촉진제, 계면 활성제, 경화 촉진제, 보조제의 양은, 분산체의 사용 용도에 따라서 적절하게 선택되지만, 통상적으로 95 중량％ 이하이다.
수계 분산체용의 용매로는, 물과 수계 도료 등에 통상적으로 사용되고 있는 용매인 에틸알코올, 프로필알코올, 부틸알코올 등의 알코올계 용제, 메틸셀로솔브, 에틸셀로솔브, 프로필셀로솔브, 부틸셀로솔브 등의 글리콜에테르계 용제, 디에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜, 디프로필렌글리콜, 트리프로필렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜 등의 옥시에틸렌 또는 옥시프로필렌 부가 중합체, 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 1,2,6-헥산트리올 등의 알킬렌글리콜, 글리세린, 2-피롤리돈 등의 수용성 유기 용제와의 혼합 용매를 들 수 있다.
용제계 분산체용의 용매로는, 톨루엔, 크실렌 등의 방향족 탄화수소; 메틸에틸케톤, 시클로헥사논 등의 케톤류; N,N-디메틸포름아미드, N,N-디메틸아세트아미드, N-메틸피롤리돈 등의 아미드류; 에틸렌글리콜모노메틸에테르, 에틸렌글리콜모노에틸에테르, 디에틸렌글리콜모노메틸에테르, 프로필렌글리콜모노메틸에테르, 프로필렌글리콜모노에틸에테르 등의 에테르알코올류; 에틸렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 에틸렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노에틸에테르아세테이트 등의 에테르아세테이트류; 아세트산 에틸, 아세트산 부틸, 아세트산 이소부틸 등의 아세트산 에스테르류; 락트산 메틸에스테르, 락트산 에틸에스테르, 락트산 프로필에스테르 등의 락트산 에스테르류; 에틸렌카보네이트, 프로필렌카보네이트, γ-부티로락톤 등의 환상 에스테르류 등을 들 수 있다. 특히, 알코올류, 에테르알코올류, 에테르아세테이트류로 대표되는 극성이 높은 유기 용제는 정전 반발 효과를 얻을 수 있다. 이들 용제는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수도 있다.
분산체의 개수 환산 분산 평균 입자경은, 통상적으로 1 내지 200㎚, 바람직하게는 1 내지 150㎚, 보다 바람직하게는 1 내지 100㎚, 더욱 바람직하게는 1 내지 50㎚이다. 개수 환산 분산 입자경이 200㎚를 초과하는 경우에는, 입자 크기가 커지기 때문에 본 발명의 목적을 달성하는 것이 곤란하다.
분산체의 체적 환산 분산 평균 입자경은, 통상적으로 1 내지 200㎚, 바람직하게는 1 내지 150㎚, 보다 바람직하게는 1 내지 100㎚이다. 체적 환산 분산 입자경이 200㎚를 초과하는 경우에는, 입자 크기가 커지기 때문에 본 발명의 목적을 달성하는 것이 곤란하다.
분산체의 분산 안정성은, 후술하는 평가 방법 중 입자의 침강 정도를 육안으로 평가한 경우, 통상적으로 3, 4 또는 5이고, 바람직하게는 4 또는 5이다. 또한, 점도의 변화율은, 통상적으로 20％ 이하, 바람직하게는 10％ 이하이다. 입자의 침강 정도의 육안 평가에 있어서 1 또는 2인 경우, 또는 점도의 변화율이 20％를 초과하는 경우에는, 안정적인 분산 상태로 장기 저장하는 것이 곤란해진다.
본 발명에 따른 분산체의 착색력을 나타내는 비흡광 계수 εw(중량 기준)는, 후술하는 평가 방법에서, 통상적으로 1.20 이상, 바람직하게는 1.40 내지 5.00, 보다 바람직하게는 1.50 내지 5.00이다.
다음으로, 본 발명의 제3 요지에 따른 유색 미소 복합 입자의 제조 방법에 관해서 설명한다. 본 발명의 제3 요지의 제조 방법은, (1) 실리카 입자에 표면 개질제를 첨가하고, (2) 혼합교반하여 실리카 입자의 입자 표면에 표면 개질제를 피복시키고, (3) 얻어진 피복 입자에 유기 안료를 첨가하고, (4) 혼합교반하여 표면 개질제로 피복된 실리카 입자의 입자 표면에 유기 안료를 부착시켜 복합 입자를 얻고, (5) 알칼리 용액을 사용하여 얻어진 복합 입자 내의 실리카 입자의 일부 및 표면 개질제의 적어도 일부를 용해시킴으로써 이루어진다.
우선, 본 발명에서 사용하는 실리카 입자, 표면 개질제 및 유기 안료에 관해서 설명한다.
사용되는 실리카 입자의 평균 일차 입자경은, 통상적으로 1 내지 100㎚, 바람직하게는 1 내지 50㎚, 보다 바람직하게는 1 내지 30㎚이다.
실리카 입자의 BET 비표면적값은, 통상적으로 10 내지 1000㎡/g, 바람직하게는 15 내지 500㎡/g이다.
사용되는 표면 개질제로는, 실리카 입자의 입자 표면에 유기 안료를 부착할 수 있는 것이면 특별히 제한되지 않고, 예를 들면, 알콕시실란, 실란계 커플링제 및 오르가노폴리실록산 등의 유기 규소 화합물, 티타네이트계, 알루미네이트계 및 지르코네이트계 등의 커플링제, 저분자 또는 고분자 계면 활성제 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 알콕시실란, 실란계 커플링제 및 오르가노폴리실록산 등의 유기 규소 화합물이 바람직하다.
유기 규소 화합물로는, 메틸트리에톡시실란, 디메틸디에톡시실란, 페닐트리에톡시실란, 디페닐디에톡시실란, 메틸트리메톡시실란, 디메틸디메톡시실란, 페닐트리메톡시실란, 디페닐디메톡시실란, 에틸트리에톡시실란, 프로필트리에톡시실란, 부틸트리에톡시실란, 이소부틸트리메톡시실란, 헥실트리에톡시실란, 옥틸트리에톡시실란 및 데실트리에톡시실란 등의 알콕시실란; 비닐트리메톡시실란, 비닐트리에톡시실란, γ-아미노프로필트리에톡시실란, γ-글리시독시프로필트리메톡시실란, γ-머캅토프로필트리메톡시실란, γ-메타크로일옥시프로필트리메톡시실란, N-(β-아미노에틸)-γ-아미노프로필트리메톡시실란, γ-글리시독시프로필메틸디메톡시실란, γ-클로로프로필트리메톡시실란 등의 실란계 커플링제; 폴리실록산, 메틸하이드로젠폴리실록산, 변성 폴리실록산 등의 오르가노폴리실록산 등을 들 수 있다.
티타네이트계 커플링제로는, 이소프로필트리스테아로일티타네이트, 이소프로필트리스(디옥틸피로포스페이트)티타네이트, 이소프로필트리(N-아미노에틸·아미노에틸)티타네이트, 테트라옥틸비스(디트리데실)포스페이트티타네이트, 테트라(2,2디알릴옥시메틸-1-부틸)비스(디트리데실)포스페이트티타네이트, 비스(디옥틸피로포스페이트)옥시아세테이트티타네이트, 비스(디옥틸피로포스페이트)에틸렌티타네이트 등을 들 수 있다.
알루미네이트계 커플링제로는, 아세트알콕시알루미늄디이소프로필레이트, 알루미늄디이소프로폭시모노에틸아세토아세테이트, 알루미늄트리스에틸아세토아세테이트, 알루미늄트리스아세틸아세토네이트 등을 들 수 있다.
지르코네이트계 커플링제로는, 지르코늄테트라키스아세틸아세토네이트, 지르코늄디부톡시비스아세틸아세토네이트, 지르코늄테트라키스에틸아세토아세테이트, 지르코늄트리부톡시모노에틸아세토아세테이트, 지르코늄트리부톡시아세틸아세토네이트 등을 들 수 있다.
저분자계 계면 활성제로는, 알킬벤젠술폰산염, 디옥틸술폰숙신산염, 알킬아민아세트산염, 알킬 지방산염등을 들 수 있다. 고분자계 계면 활성제로는, 폴리비닐알코올, 폴리아크릴산염, 카르복시메틸셀룰로오스, 아크릴산-말레산염 공중합체, 올레핀-말레산염 공중합체 등을 들 수 있다.
표면 개질제의 피복량은, 코어 입자인 실리카 입자에 대하여 C 환산으로 통상적으로 0.05 내지 15.0 중량％, 바람직하게는 0.1 내지 12.0 중량％, 보다 바람직하게는 0.15 내지 10.0 중량％이다. 표면 개질제의 피복량을 0.05 내지 15 중량％으로 함으로써, 유기 안료를 실리카 입자 100 중량부에 대하여, 통상적으로 10 내지 500 중량부 부착할 수 있다.
사용되는 유기 안료로는, 상술한 적색계 유기 안료, 청색계 유기 안료, 황색계 유기 안료, 녹색계 유기 안료, 오렌지색계 유기 안료, 갈색계 유기 안료, 보라색계 유기 안료, 흑색계 유기 안료 등의 각종 유기 안료를 사용할 수 있다. 단, 알칼리 블루, 이소인돌린계 유기 안료 등의 내알칼리성이 약한 유기 안료는, 후술하는 처방에 의해 실리카 입자를 알칼리 용해시킬 때에, 복합 입자에 포함되는 유기 안료가 용해되게 되기 때문에 본 발명에 따른 유색 미소 복합 입자를 제조하는 데에 사용하는 것은 바람직하지 않다.
유기 안료의 첨가량은, 코어 입자인 실리카 입자 100 중량부에 대하여, 통상적으로 10 내지 500 중량부, 바람직하게는 30 내지 400 중량부, 보다 바람직하게는 50 내지 300 중량부이다.
본 발명에서의 복합 입자는, 상술한 바와 같이 (1) 실리카 입자에 표면 개질제를 첨가하고, (2) 혼합교반하여 실리카 입자의 입자 표면에 표면 개질제를 피복시키고, (3) 얻어진 표면 개질제 피복 실리카 입자에 유기 안료를 첨가하고, (4) 혼합교반하여 표면 개질제로 피복된 실리카 입자의 입자 표면에 유기 안료를 부착시킴으로써 얻을 수 있다. 또한, 첨가된 표면 개질제는 거의 전량이 실리카 입자 표면에 피복된다.
실리카 입자와 표면 개질제의 혼합교반, 유기 안료와 입자 표면에 표면 개질제가 피복되어 있는 실리카 입자를 혼합교반하기 위한 기기로는, 분체에 전단력을 가할 수 있는 장치가 바람직하다. 구체적으로는, 전단, 다듬질 및 압축을 동시에 행할 수 있는 장치, 예를 들면, 휠형 혼련기, 볼형 혼련기, 블레이드형 혼련기, 롤형 혼련기를 들 수 있고, 휠형 혼련기가 바람직하다.
상기 휠형 혼련기로는, 엣지 러너(「믹스 멀러」, 「심프슨 밀」, 「샌드 밀」과 동의어임), 멀티멀, 스토쯔 밀, 웨트 팬 밀, 코너 밀, 링 멀러 등을 들 수 있으며, 바람직하게는 엣지 러너, 멀티멀, 스토쯔 밀, 웨트 팬 밀, 링 멀러를 들 수 있고, 보다 바람직하게는 엣지 러너를 들 수 있다. 상기 볼형 혼련기로는, 진동밀 등을 들 수 있다. 상기 블레이드형 혼련기로는, 헨셸 믹서, 플라네터리 믹서, 나우타 믹서 등을 들 수 있다. 상기 롤형 혼련기로는, 익스트루더 등을 들 수 있다.
실리카 입자와 표면 개질제와의 혼합교반 조건으로는, 예를 들면, 전단, 다듬질 및 압축을 동시에 행할 수 있는 장치로서 엣지 러너를 사용한 경우, 표면 개질제가 균일하게 부착되도록, 선하중은 통상적으로 19.6 내지 1960N/㎝(2 내지 200㎏/㎝), 바람직하게는 98 내지 1470N/㎝(10 내지 150㎏/㎝), 보다 바람직하게는 147 내지 980N/㎝(15 내지 100㎏/㎝)이고, 처리 시간은, 통상적으로 5분 내지 24시간, 바람직하게는 10분 내지 20시간의 범위이다. 교반 속도는, 통상적으로 2 내지 2000rpm, 바람직하게는 5 내지 1000rpm, 보다 바람직하게는 10 내지 800rpm의 범위이다.
유기 안료는, 통상적으로 5분 내지 24시간, 바람직하게는 5분 내지 20시간 정도의 시간에 걸쳐서 소량씩 첨가하거나, 또는 원하는 첨가량이 될 때까지 실리카 입자 100 중량부에 대하여 5 내지 25 중량부의 유기 안료를 몇회 첨가한다.
표면 개질제 피복 실리카 입자와 유기 안료의 혼합교반 조건으로는, 예를 들면, 전단, 다듬질 및 압축을 동시에 행할 수 있는 장치로서 엣지 러너를 사용한 경우, 유기 안료가 균일하게 부착되도록, 선하중은 통상적으로 19.6 내지 1960N/㎝(2 내지 200㎏/㎝), 바람직하게는 98 내지 1470N/㎝(10 내지 150㎏/㎝), 보다 바람직하게는 147 내지 980N/㎝(15 내지 100㎏/㎝)이고, 처리 시간은 통상적으로 5분 내지 24시간, 바람직하게는 10분 내지 20시간의 범위이다. 교반 속도는 통상적으로 2 내지 2000rpm, 바람직하게는 5 내지 1000rpm, 보다 바람직하게는 10 내지 800rpm의 범위이다.
표면 개질제로 피복된 실리카 입자의 입자 표면에 유기 안료를 부착시킨 후, 필요에 따라, 건조 내지 가열 처리를 행할 수도 있다. 건조 내지 가열 처리를 행하는 경우의 가열 온도는, 통상적으로 40 내지 150℃, 바람직하게는 60 내지 120℃이고, 가열 시간은, 통상적으로 10분 내지 12시간, 바람직하게는 30분 내지 3시간 이다.
얻어진 복합 입자의 일차 입자의 평균 입자경은, 통상적으로 1 내지 100㎚ 바람직하게는 1 내지 50㎚, 보다 바람직하게는 1 내지 30㎚이다.
복합 입자의 BET 비표면적값은 통상적으로 10 내지 500㎡/g, 바람직하게는 15 내지 400㎡/g, 보다 바람직하게는 20 내지 300㎡/g이다.
복합 입자의 유기 안료의 이탈의 정도는, 후술된 평가 방법에 따른 육안 관찰에 있어서 통상적으로 4 또는 3, 바람직하게는 4이다. 유기 안료의 이탈의 정도가 2 이하인 경우에는, 이탈된 유기 안료가 재결정화 또는 응집 등을 일으킴으로써 조대화된 채로 최종 생성물인 유색 미소 복합 입자에 혼재하기 때문에 본 발명의 목적을 달성할 수 없다.
본 발명에 따른 유색 미소 복합 입자는, (5) 상술한 복합 입자를 알칼리 용액으로 처리하여 복합 입자 내에 실리카 성분의 일부 또는 실리카 성분과 표면 개질제 성분의 일부가 잔존하도록, 실리카 입자의 일부 및 표면 개질제의 적어도 일부를 용해시킴으로써 얻어진다.
사용하는 알칼리 용액으로는, 수산화나트륨 수용액, 수산화칼륨 수용액, 암모니아 등을 사용할 수 있다.
용해 처리를 행할 때의 용해액 내의 복합 입자 농도는, 물 100mL에 대하여, 통상적으로 1.0 내지 30.0 중량부, 바람직하게는 2.5 내지 25.0 중량부, 보다 바람직하게는 5.0 내지 20.0 중량부이다.
용해 처리를 행할 때의 용해액 내의 알칼리량은, 실리카 입자 및 표면 개질제 전량을 용해시키기 위해서 필요한 알칼리량에 대하여, 통상적으로 0.01 내지 0.95배, 바람직하게는 0.02 내지 0.90배, 보다 바람직하게는 0.05 내지 0.85배이다. 알칼리량이 0.95배를 초과하는 경우에는, 실리카 입자 및 표면 개질제가 완전히 용해되어 버리기 때문에 본 발명의 목적으로 하는 유색 미소 복합 입자를 얻을 수 없다. 한편, 알칼리량이 0.01배 미만인 경우, 실리카 입자 또는 실리카 입자 및 표면 개질제가 유색 미소 복합 입자에 대하여 9 중량％ 이하가 될 때까지 용해시키는 데 매우 장시간이 걸리기 때문에 공업적으로 바람직하지 않다.
용해 처리를 행할 때의 pH는, 통상적으로 10.0 내지 13.8, 바람직하게는 11.0 내지 13.6, 보다 바람직하게는 11.5 내지 13.4이다. pH가 13.8을 초과하는 경우에는, 알칼리에 의한 유기 안료에 대한 손상이 커져, 양호한 내광성 및 내열성을 갖는 유색 미소 복합 입자를 얻는 것이 곤란하다. pH가 10.0 미만인 경우에는, 실리카 입자 또는 실리카 입자 및 표면 개질제가 유색 미소 복합 입자에 대하여 9 중량％ 이하가 될 때까지 용해시키는 데 매우 장시간을 갖기 때문에 공업적으로 바람직하지 않다.
용해 처리 온도는, 통상적으로 40 내지 100℃, 바람직하게는 45 내지 90℃, 보다 바람직하게는 50 내지 80℃이다. 40℃ 미만인 경우에는, 용해 처리에 50시간을 초과하는 장시간을 요하기 때문에 공업적으로 불리해진다. 100℃를 초과하는 경우에는, 유기 안료에 대한 손상에 의해 양호한 내광성 및 내열성을 갖는 유색 미소 복합 입자를 얻는 것이 곤란함과 동시에, 오토클레이브 등의 장치를 필요로 하기 때문에 공업적으로도 바람직하지 않다.
용해 처리 시간은, 통상적으로 5분 내지 50시간, 바람직하게는 10분 내지 30시간, 보다 바람직하게는 20분 내지 10시간이다. 처리 시간이 50시간보다 긴 경우에는, 장시간의 용해 처리가 되기 때문에 공업적으로 바람직하지 않다.
용해 처리한 후, 고형분과 용해액을 여과 분리하고, 세정하고, 통상적인 건조 또는 동결 건조를 하여 유색 미소 복합 입자를 얻는다. 본 발명에서 얻어진 유색 미소 복합 입자는, 통상적인 건조를 행한 경우에 있어서도, 실리카 또는 실리카 및 표면 개질제에 기인하는 정전 반발 효과에 의해 유색 미소 복합 입자의 분산이 용이하다.
다음으로, 본 발명의 제2의 요지에 따른 분산체의 제조 방법에 대하여 설명한다.
본 발명에 따른 수계 분산체는, 얻어진 미소 복합 입자를 물 또는 물 및 수용성 유기 용제 내에 재분산시키거나, 또는 용해 처리하고, 고형분과 용해액을 여과 분리하고, 수세한 후, 건조시키지 않고서 취출한 고형분을 물 또는 수용성 유기 용제 내에 분산시킴으로써 얻을 수 있다. 필요에 따라, 첨가제로서, 수지, 분산제, 소포제, 계면 활성제 등을 첨가할 수도 있다.
본 발명에 따른 용제계 분산체는, 얻어진 미소 복합 입자를 유기 용제 또는 유성 비히클 내에 재분산시키거나, 또는 용해 처리한 후, 고형분과 용해액을 여과 분리하고, 수세한 고형분을 유기 용제 또는 유성 비히클로 플러싱한 후, 유기 용제 또는 유성 비히클 내에 분산시킴으로써 얻을 수 있다. 필요에 따라, 첨가제로서, 수지, 분산제, 소포제, 체질 안료, 건조 촉진제, 계면 활성제, 경화 촉진제, 보조제 등을 첨가할 수도 있다.
상기 유색 미소 복합 입자와 상기 용매의 혼합·분산은, 볼밀, 비드밀, 샌드 밀, 엣지 러너, 초음파 분산기, 2축 또는 3축 롤밀, 익스트루더 및 고속 충격밀 등을 사용하여 행한다. 볼밀이나 비드밀 등의 분쇄형 밀에 이용되는 분쇄 매체로는, 밀의 재질에 따라서, 스틸 비드, 유리 비드, 세라믹 비드 등을 사용할 수 있다. 분쇄 매체의 크기는, 통상적으로 0.01 내지 10㎜의 범위, 바람직하게는 0.03 내지 3㎜의 범위이다. 분쇄 온도는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 실온부터 사용하는 용매의 비점 이하의 범위의 온도이면 좋다.
다음으로, 본 발명의 제4의 요지에 따른 컬러 필터용 착색재에 관해서 설명한다. 본 발명의 제4의 요지의 컬러 필터용 착색재는, 실리카와 유기 안료를 포함하고, 실리카가 유기 안료에 내포되어 있고, 실리카의 양이 유색 미소 복합 입자에 대하여, Si 환산으로 0.001 내지 9 중량％인 유색 미소 복합 입자를 포함한다.
본 발명에 따른 컬러 필터용 착색재의 내열성은, 후술하는 평가 방법에 있어서, ΔE*값으로 통상적으로 5.0 이하, 바람직하게는 4.5 이하, 보다 바람직하게는 4.0 이하이다.
또한, 본 발명에 따른 컬러 필터용 착색재는, 제1의 요지의 유색 미소 복합 입자의 경우와 거의 동일한 정도의 실리카 함량, 평균 일차 입자경, 개수 환산 평균 입자경, 체적 환산 평균 입자경, BET 비표면적값, 착색력, 내광성, 수계에서 측정한 경우의 ζ 전위 및 용제계에서 측정한 경우의 ζ 전위를 갖고 있다.
다음으로, 본 발명의 제5의 요지에 따른 컬러 필터용 착색 조성물 (a)에 대하여 설명한다. 본 발명의 제5의 요지의 컬러 필터용 착색 조성물 (a)는, 실리카와 유기 안료를 포함하고, 실리카가 유기 안료에 내포되어 있고, 실리카의 양이 유색 미소 복합 입자에 대하여, Si 환산으로 0.001 내지 9 중량％인 유색 미소 복합 입자를 포함하는 컬러 필터용 착색재와 착색 조성물 구성 기재로 구성된다.
상기 착색 조성물 구성 기재는, 용제 및 필요에 따라서 첨가되는 분산제, 안료 유도체 및 소포제, 계면 활성제 등의 첨가제를 포함한다.
컬러 필터용 착색 조성물 중의 컬러 필터용 착색재의 양은, 착색 조성물 구성 기재 100 중량부에 대하여 통상적으로 3 내지 300 중량부, 바람직하게는 4 내지 200 중량부, 보다 바람직하게는 5 내지 150 중량부이다. 착색 조성물 구성 기재 내의 첨가제의 양은, 통상적으로 60 중량％ 이하이다.
본 발명에 있어서 사용하는 용제로는, 컬러 필터용 착색재, 투명 수지, 에틸렌성 불포화 이중 결합을 2개 이상 갖는 다관능성 단량체, 광중합 개시제 및 광산발생제를 용해 또는 분산시키고, 또한 도포 후에 휘발 제거할 수 있는 용제이면, 적절하게 사용할 수 있다.
예를 들면, 물; 톨루엔, 크실렌 등의 방향족 탄화수소; 메틸에틸케톤, 시클로헥사논 등의 케톤류; N,N-디메틸포름아미드, N,N-디메틸아세트아미드, N-메틸피롤리돈 등의 아미드류; 에틸렌글리콜모노메틸에테르, 에틸렌글리콜모노에틸에테르, 디에틸렌글리콜모노메틸에테르, 프로필렌글리콜모노메틸에테르, 프로필렌글리콜모노에틸에테르 등의 에테르알코올류; 에틸렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 에틸렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노에틸에테르아세테이트 등의 에테르아세테이트류; 아세트산 에틸, 아세트산 부틸, 아세트산 이소부틸 등의 아세트산 에스테르류; 락트산 메틸에스테르, 락트산 에틸에스테르, 락트산 프로필에스테르 등의 락트산 에스테르류; 에틸렌카보네이트, 프로필렌카보네이트, γ-부티로락톤 등의 환상 에스테르류 등을 들 수 있다. 이들 용제는, 2종 이상을 혼합하여 사용할 수도 있다.
본 발명에서 사용하는 분산제로는, 라우릴황산 암모늄, 폴리옥시에틸렌알킬에테르황산 에스테르염 등의 음이온성 계면 활성제, 스테아릴아민아세테이트, 라우릴트리메틸암모늄클로라이드 등의 양이온성 계면 활성제, 라우릴디메틸아민옥시드, 라우릴카르복시메틸히드록시에틸이미다졸륨베타인 등의 양쪽성 계면 활성제, 폴리옥시에틸렌라우릴에테르, 폴리옥시에틸렌스테아릴에테르, 소르비탄모노스테아레이트 등의 비이온성 계면 활성제를 들 수 있다. 이들 분산제는, 2종 이상을 병용할 수도 있다.
특히, 용제가 물인 경우에는, 음이온 계면 활성제, 비이온 계면 활성제, 양이온 계면 활성제, 나프탈렌술폰산 나트륨포르말린 축합물, 아세틸렌글리콜계 분산제 등의 분산제가 바람직하다.
컬러 필터용 착색 조성물 (a)의 개수 환산 분산 평균 입자경은, 통상적으로 1 내지 200㎚, 바람직하게는 1 내지 150㎚, 보다 바람직하게는 1 내지 100㎚, 더욱 바람직하게는 1 내지 50㎚이다. 개수 환산 분산 입자경이 200㎚를 초과하는 경우에는, 입자 크기가 너무 커서 광학 특성이 저하되기 때문에 본 발명의 목적을 달성할 수 없다.
컬러 필터용 착색 조성물 (a)의 체적 환산 분산 평균 입자경은, 통상적으로 1 내지 200㎚, 바람직하게는 1 내지 150㎚, 보다 바람직하게는 1 내지 100㎚이다. 체적 환산 분산 입자경이 200㎚를 초과하는 경우에는, 입자 크기가 너무 커서, 광학 특성이 저하되기 때문에 본 발명의 목적을 달성할 수 없다.
컬러 필터용 착색 조성물 (a)의 분산 안정성은, 후술하는 평가 방법에서, 점도의 변화율이 통상적으로 20％ 이하, 바람직하게는 10％ 이하이다. 점도의 변화율이 20％를 초과하는 경우에는, 안정적인 분산 상태로 장기간에 걸쳐 분산성을 유지하는 것이 곤란해진다.
컬러 필터용 착색 조성물 (a)가 녹색계인 경우, 컬러 필터용 착색 조성물 (a)의 530㎚의 투과율은, 통상적으로 65％ 이상, 바람직하게는 70％ 이상, 보다 바람직하게는 75％ 이상이다. 또한, 650㎚에서의 비흡광 계수(중량 기준)는, 후술하는 평가 방법에 있어서, 통상적으로 1.05 내지 5.00, 바람직하게는 1.10 내지 5.00, 보다 바람직하게는 1.20 내지 5.00이다.
컬러 필터용 착색 조성물 (a)가 청색계인 경우, 컬러 필터용 착색 조성물 (a)의 460㎚의 투과율은, 통상적으로 65％ 이상, 바람직하게는 70％ 이상, 보다 바람직하게는 75％ 이상이다. 또한, 610㎚에서의 비흡광 계수(중량 기준)는, 후술하는 평가 방법에 있어서, 통상적으로 1.05 내지 5.00, 바람직하게는 1.10 내지 5.00, 보다 바람직하게는 1.20 내지 5.00이다.
컬러 필터용 착색 조성물 (a)가 적색계인 경우, 컬러 필터용 착색 조성물 (a)의 620㎚의 투과율은, 통상적으로 65％ 이상, 바람직하게는 70％ 이상, 보다 바람직하게는 75％ 이상이다. 또한, 550㎚에서의 비흡광 계수(중량 기준)는, 후술하는 평가 방법에 있어서, 통상적으로 1.05 내지 5.00, 바람직하게는 1.10 내지 5.00, 보다 바람직하게는 1.20 내지 5.00이다.
컬러 필터용 착색 조성물 (a)가 황색계인 경우, 컬러 필터용 착색 조성물 (a)의 550㎚의 투과율은, 통상적으로 65％ 이상, 바람직하게는 70％ 이상, 보다 바람직하게는 75％ 이상이다. 또한, 400㎚에서의 비흡광 계수(중량 기준)는, 후술하는 평가 방법에 있어서, 통상적으로 1.05 내지 5.00, 바람직하게는 1.10 내지 5.00, 보다 바람직하게는 1.20 내지 5.00이다.
다음으로, 본 발명의 제6의 요지에 따른 컬러 필터용 착색 조성물 (b)에 대하여 설명한다. 본 발명의 제6의 요지의 컬러 필터용 착색 조성물 (b)는, 실리카와 유기 안료를 포함하고, 실리카가 유기 안료에 내포되어 있고, 실리카의 양이 유색 미소 복합 입자에 대하여, Si 환산으로 0.001 내지 9 중량％인 유색 미소 복합 입자를 포함하는 컬러 필터용 착색재와 착색 조성물 구성 기재를 포함하는 컬러 필터용 착색 조성물 (a)와 산성기 및/또는 잠재성 산성기를 갖는 투명 수지로 구성된다.
본 발명에서 사용하는 투명 수지로는, 알칼리 현상액에 가용이고, 가시 파장 영역에 흡수대를 갖지 않고, 또한 필름 형성능을 갖는 조건을 만족시키는 것이면, 특별히 제한되지는 않는다. 예를 들면 1개 이상의 산성기로 치환된 중합체, 또는 산의 작용에 의한 탈보호 반응에 의해서 산성기로 변환되는 잠재성 산성기를 1개 이상 갖는 중합체를 들 수 있다. 산성기로는, 페놀성 수산기, 카르복실기 등을 들 수 있다. 산성기 및/또는 잠재성 산성기의 양은, 특별히 제한되지 않고, 알칼리 수용액에 대한 용해성에 따라서 적절하게 조절하면 좋다.
페놀성 수산기를 갖는 투명 수지로는, 노볼락 수지, 4-히드록시스티렌의 단독 중합체 및 공중합체를 들 수 있다.
카르복실기를 갖는 투명 수지로는, 카르복실기를 갖는 에틸렌성 불포화 단량체와 다른 공중합 가능한 불포화 단량체와의 비닐계 공중합체를 들 수 있다. 카르복실기를 갖는 에틸렌성 불포화 단량체로는, 아크릴산, 메타크릴산, 2-아크릴로일옥시에틸프탈레이트, 2-아크릴로일옥시프로필프탈레이트, 말레산, 무수 말레산, 이타콘산, 무수 이타콘산 등을 들 수 있다. 상기 카르복실기를 갖는 단량체와 공중합하는 불포화 단량체로는, (메트)아크릴산 메틸, (메트)아크릴산 에틸, (메트)아크릴산 프로필, (메트)아크릴산 부틸, (메트)아크릴산 시클로헥실, (메트)아크릴산 이소보르닐, (메트)아크릴산 2-히드록시에틸, (메트)아크릴산 2-히드록시프로필, (메트)아크릴산 벤질, (메트)아크릴산 페닐, (메트)아크릴산 2-에톡시에틸, (메트)아크릴산 2-페녹시에틸, (메트)아크릴산 2-(N,N-디메틸아미노)에틸, (메트)아크릴산 글리시딜, (메트)아크릴로니트릴, (메트)아크릴아미드, (메트)아크릴로일모르폴리드, N-메틸말레이미드, N-페닐말레이미드, N-시클로헥실말레이미드, 스티렌, 4-비닐톨루엔, 아세트산 비닐, 비닐메틸에테르 등을 들 수 있다.
투명 수지 내의 카르복실기를 갖는 에틸렌성 불포화 단량체가 차지하는 몰비는, 통상적으로 0.005 내지 0.5, 바람직하게는 0.05 내지 0.4이다. 몰비가 0.05 미만인 공중합체는, 알칼리 수용액에 대한 용해성이 저하되어, 패터닝에서의 바탕 오염이 발생되기 쉬워진다. 한편, 몰비가 0.5를 초과하는 경우에는, 얻어지는 감광성 조성물을 포함하는 도막을 노광한 후에 알칼리 현상을 실시하면, 불용화한 노광부의 팽윤이 발생되기 때문에 해상성이 저하되거나, 도막 표면의 평활성이 손상되는 경우가 있다.
카르복실기를 함유하는 투명 수지로는, 테트라카르복실산 이무수물과 디아민과의 중부가 반응에 의해 얻어지는 폴리아믹산을 들 수 있다. 테트라카르복실산 이무수물로는, 1,2,3,4-시클로부탄테트라카르복실산 이무수물, 1,2,3,4-시클로펜탄테트라카르복실산 이무수물, 1,2,3,5-시클로펜탄테트라카르복실산 이무수물, 1,2,4,5-비시클로헥센테트라카르복실산 이무수물, 3,3',4,4'-벤조페논테트라카르복실산 이무수물, 피로멜리트산 이무수물, 3,3',4,4'-디페닐술폰테트라카르복실산 이무수물, 3,3',4,4'-비페닐테트라카르복실산 이무수물 등을 들 수 있다. 또한, 이들 테트라카르복실산 이무수물은, 2종 이상을 사용할 수도 있다. 테트라카르복실산 이무수물과 반응시키는 디아민으로는, 에틸렌디아민, 1,3-디아미노시클로헥산, 1,4-디아미노시클로헥산, 4,4'-디아미노디페닐에테르, 3,4'-디아미노디페닐에테르, 4,4'-디아미노디페닐메탄, 3,3'-디아미노디페닐메탄, 4,4'-디아미노디페닐술폰, 3,3'-디아미노디페닐술폰, m-페닐렌디아민, p-페닐렌디아민, 2,4-디아미노톨루엔, 2,5-디아미노톨루엔 등을 들 수 있다.
상기 폴리아믹산의 합성은, 극성 유기 용매 내에서 공지된 방법에 의해 행해진다. 폴리아믹산의 중합도는, 테트라카르복실산 이무수물과 디아민과의 혼합 몰비에 의해서 조정된다.
잠재성 산성기를 갖는 투명 수지로는, 광산발생제로부터 발생되는 산의 촉매 작용에 의해서 카르복실기 또는 페놀성 수산기를 생성하는 치환기를 갖는 중합체, 알칼리 현상성 화학 증폭형 포토레지스트에 사용되는 베이스 중합체를 들 수 있다. 구체적으로는, 시클로헥실(메트)아크릴레이트, tert-부틸(메트)아크릴레이트, tert-아밀(메트)아크릴레이트, 1,1-디메틸벤질(메트)아크릴레이트, 1-에톡시에틸(메트)아크릴레이트 등과 (메트)아크릴산을 포함하는 다른 아크릴레이트 단량체와의 공중합체, 4-(tert-부톡시카르보닐옥시)스티렌, 4-(1-메톡시에톡시)스티렌, 4-(1-에톡시에톡시)스티렌 등의 단독 중합체 또는 4-히드록시스티렌과의 공중합체를 들 수 있다.
투명 수지의 중량 평균 분자량은, 통상적으로 2000 내지 500000, 바람직하게는 3000 내지 300000이다.
상기 컬러 필터용 착색재에 대한 산성기 및/또는 잠재성 산성기로 치환된 투명 수지의 비율은, 컬러 필터용 착색재 100 중량부에 대하여, 통상적으로 5 내지 500 중량부, 바람직하게는 7 내지 300 중량부이다. 투명 수지의 혼합 비율이 5 중량부 미만인 경우에는, 제막성 및 알칼리 현상성이 저하된다. 500 중량부를 초과하는 경우에는, 상대적으로 안료 농도가 저하되기 때문에 컬러 필터로서의 색농도를 확보하기 위해서 막두께가 증대하여 균일 막두께를 얻는 것이 곤란하게 됨과 동시에, 광학 특성도 저하된다.
컬러 필터용 착색 조성물 (b)의 개수 환산 분산 평균 입자경은, 통상적으로 1 내지 200㎚, 바람직하게는 1 내지 150㎚, 보다 바람직하게는 1 내지 100㎚, 더욱 바람직하게는 1 내지 50㎚이다. 개수 환산 분산 입자경이 200㎚를 초과하는 경우에는, 입자 크기가 너무 커서, 광학 특성이 저하되기 때문에 본 발명의 목적을 달성할 수 없다.
컬러 필터용 착색 조성물 (b)의 체적 환산 분산 평균 입자경은, 통상적으로 1 내지 200㎚, 바람직하게는 1 내지 150㎚, 보다 바람직하게는 1 내지 100㎚이다. 체적 환산 분산 입자경이 200㎚를 초과하는 경우에는, 입자 크기가 너무 커서, 광학 특성이 저하되기 때문에 본 발명의 목적을 달성할 수 없다.
컬러 필터용 착색 조성물 (b)의 점도는, 통상적으로 0.5 내지 1000mPa·s이다. 점도가 1000mPa·s를 초과하는 경우에는, 균일한 코팅이 곤란해진다. 0.5mPa·s 미만인 경우에는, 도막이 너무 얇아지기 때문에 본 발명의 목적을 달성할 수 없다.
컬러 필터용 착색 조성물 (b)의 분산 안정성은, 후술하는 평가 방법에서, 점도의 변화율이 통상적으로 20％ 이하, 바람직하게는 10％ 이하이다. 점도의 변화율이 20％를 초과하는 경우에는, 안정적인 분산 상태로 장기간에 걸쳐 분산성을 유지하는 것이 곤란해진다.
컬러 필터용 착색재로서 녹색계를 사용한 경우, 컬러 필터용 착색 조성물 (b)의 650㎚의 파장에서의 비흡광 계수(중량 기준)는, 후술하는 평가 방법에서, 통상적으로 1.05 이상, 바람직하게는 1.10 내지 5.00, 보다 바람직하게는 1.20 내지 5.00이다. 컬러 필터용 착색재로서 청색계를 사용한 경우, 컬러 필터용 착색 조성물 (b)의 610㎚의 파장에서의 비흡광 계수(중량 기준)는, 후술하는 평가 방법에서, 통상적으로 1.05 이상, 바람직하게는 1.10 내지 5.00, 보다 바람직하게는 1.20 내지 5.00이다. 컬러 필터용 착색재로서 적색계를 사용한 경우, 컬러 필터용 착색 조성물 (b)의 550㎚의 파장에서의 비흡광 계수(중량 기준)는, 후술하는 평가 방법에서, 통상적으로 1.05 이상, 바람직하게는 1.10 내지 5.00, 보다 바람직하게는 1.20 내지 5.00이다. 컬러 필터용 착색재로서 황색계를 사용한 경우, 컬러 필터용 착색 조성물 (b)의 400㎚의 파장에서의 비흡광 계수(중량 기준)는, 후술하는 평가 방법에서, 통상적으로 1.05 이상, 바람직하게는 1.10 내지 5.00, 보다 바람직하게는 1.20 내지 5.00이다.
본 발명에 따른 컬러 필터용 착색 조성물 (b)를 사용하여 제조된 착색 투과막의 내광성은, 후술하는 평가 방법에 있어서, ΔE*값으로 통상적으로 5.0 이하, 바람직하게는 4.5 이하, 보다 바람직하게는 4.0 이하이다. 내광성(ΔE*값)이 5.0을 초과하는 경우, 백라이트의 조사 등에 의해서 컬러 필터의 광학 특성이 저하되기 때문에 본 발명의 목적을 달성할 수 없다.
본 발명에 따른 컬러 필터용 착색 조성물 (b)를 사용하여 제조된 착색 투과막의 내열성은, 후술하는 평가 방법에 있어서, ΔE*값으로 통상적으로 5.0 이하, 바람직하게는 4.5 이하, 보다 바람직하게는 4.0 이하이다. 내열성(ΔE*값)이 5.0을 초과하는 경우, 컬러 필터 형성시 또는 ITO막 증착시의 가열 처리에 의해서 광학 특성이 저하되기 때문에 본 발명의 목적을 달성할 수 없다.
다음으로, 컬러 필터용 착색 조성물 (b)를 사용하여 제조된 컬러 필터용 착색 투과막의 투과율에 대하여 설명한다. 컬러 필터용 착색재로서 녹색계를 사용한 경우, 컬러 필터용 착색 투과막의 530㎚의 파장에서의 투과율은, 통상적으로 80％ 이상, 바람직하게는 85％ 이상, 보다 바람직하게는 90％ 이상이다. 컬러 필터용 착색재로서 청색계를 사용한 경우, 컬러 필터용 착색 투과막의 460㎚의 파장에서의 투과율은, 통상적으로 80％ 이상, 바람직하게는 85％ 이상, 보다 바람직하게는 90％ 이상이다. 컬러 필터용 착색재로서 적색계를 사용한 경우, 컬러 필터용 착색 투과막의 620㎚의 파장에서의 투과율은, 통상적으로 80％ 이상, 바람직하게는 85％ 이상, 보다 바람직하게는 90％ 이상이다. 컬러 필터용 착색재로서 황색계를 사용한 경우, 컬러 필터용 착색 투과막의 550㎚의 파장에서의 투과율은, 통상적으로 80％ 이상, 바람직하게는 85％ 이상, 보다 바람직하게는 90％ 이상이다.
컬러 필터용 착색 조성물 (b)를 사용하여 제조된 컬러 필터용 착색 투과막의 비흡광 계수(중량 기준)는, 후술하는 평가 방법으로 측정하였다. 컬러 필터용 착색재로서 녹색계를 사용한 경우, 컬러 필터용 착색 투과막의 650㎚의 파장에서의 비흡광 계수(중량 기준)는, 통상적으로 1.05 이상, 바람직하게는 1.10 내지 5.00, 보다 바람직하게는 1.20 내지 5.00이다. 컬러 필터용 착색재로서 청색계를 사용한 경우, 컬러 필터용 착색 투과막의 610㎚의 파장에서의 비흡광 계수(중량 기준)는, 통상적으로 1.05 이상, 바람직하게는 1.10 내지 5.00, 보다 바람직하게는 1.20 내지 5.00이다. 컬러 필터용 착색재로서 적색계를 사용한 경우, 컬러 필터용 착색 투과막의 550㎚의 파장에서의 비흡광 계수(중량 기준)는, 통상적으로 1.05 이상, 바람직하게는 1.10 내지 5.00, 보다 바람직하게는 1.20 내지 5.00이다. 컬러 필터용 착색재로서 황색계를 사용한 경우, 컬러 필터용 착색 투과막의 400㎚의 파장에서의 비흡광 계수(중량 기준)는, 통상적으로 1.05 이상, 바람직하게는 1.10 내지 5.00, 보다 바람직하게는 1.20 내지 5.00이다.
다음으로, 본 발명의 제7의 요지에 따른 컬러 필터용 착색 조성물 (C)에 대하여 설명한다. 본 발명의 제7의 요지의 컬러 필터용 착색 조성물 (C)는, 실리카와 유기 안료를 포함하고, 실리카가 유기 안료에 내포되어 있고, 실리카의 양이 유색 미소 복합 입자에 대하여, Si 환산으로 0.001 내지 9 중량％인 유색 미소 복합 입자를 포함하는 컬러 필터용 착색재가 용제에 분산된 컬러 필터용 착색 조성물 (a)가 산성기 및/또는 잠재성 산성기를 갖는 투명 수지 용액 내에 분산되어 이루어지는 제6의 요지에 기재된 컬러 필터용 착색 조성물 (b)와 에틸렌성 불포화 이중 결합을 2개 이상 갖는 다관능성 단량체와 광라디칼 중합 개시제로 구성된다.
그런데, 안료 분산형 컬러 필터를 제조하는 방법으로서, 안료를 함유하는 도막 상에 안료를 함유하지 않는 감광성 피막을 설치하여 노광하고, 현상 과정에서 감광층에 패턴을 형성함과 동시에 패턴의 비형성 부분의 안료 도막층을 제거하는 에칭법과, 안료가 분산된 감광층을 설치하여 노광하고, 현상 과정에서 감광층에 패턴을 형성함과 동시에 패턴의 비형성 부분을 제거하는 착색 감재법이 제안되어 있다. 본 발명에 따른 컬러 필터용 착색 조성물 (b)는, 전자의 에칭법의 안료를 함유하는 도막 형성에 바람직하다. 한편, 후자의 착색 감재법의 안료가 분산된 감광층으로서, 컬러 필터용 착색 조성물 (b)를 적용하기 위해서는, 컬러 필터용 착색 조성물 (b)에 감광성을 부여할 필요가 있다. 컬러 필터용 착색 조성물 (b)에 감광성을 부여하는 물질로서, 에틸렌성 불포화 이중 결합을 2개 이상 갖는 다관능성 단량체를 들 수 있다. 착색 감재법에 있어서의 노광부에서는, 광중합 개시제로부터 생성되는 라디칼종에 의해서 에틸렌성 불포화 이중 결합을 2개 이상 갖는 다관능성 단량체의 중합이 개시되고, 또한 가교 반응이 유기됨으로써 불용화가 야기된다.
에틸렌성 불포화 이중 결합을 2개 이상 갖는 다관능성 단량체로는, 에틸렌글리콜디(메트)아크릴레이트, 디에틸렌글리콜디(메트)아크릴레이트, 트리메틸렌에틸렌글리콜디(메트)아크릴레이트, 테트라메틸렌글리콜디(메트)아크릴레이트, 펜타메틸렌글리콜디(메트)아크릴레이트, 헥사메틸렌글리콜디(메트)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜디(메트)아크릴레이트, 펜타에리트리톨트리(메트)아크릴레이트, 펜타에리트리톨테트라(메트)아크릴레이트, 스테아르산 변성 펜타에리트리톨메타(아)크릴레이트, 트리메틸올프로판트리(메트)아크릴레이트, 트리스(아크릴로일옥시에틸)이소시아누레이트, 디펜타에리트리톨헥사아크릴레이트, 디펜타에리트리톨펜타아크릴레이트 등의 다관능성 단량체 등을 들 수 있다. 또한, 폴리에스테르 수지, 에폭시 수지, 우레탄 수지, 실리콘 수지 등으로부터 얻어지는 아크릴레이트올리고머 등을 들 수 있다.
에틸렌성 불포화 이중 결합을 2개 이상 갖는 다관능성 단량체에는, 단관능성 단량체를 혼합할 수도 있다. 단관능성 단량체로는, 메톡시트리에틸렌글리콜(메트)아크릴레이트, 2-히드록시-3-페녹시프로필(메트)아크릴레이트, 2-아크릴로일옥시에틸숙시네이트, 2-아크릴로일옥시에틸프탈레이트, 2-아크릴로일옥시프로필프탈레이트 등을 들 수 있다. 단관능성 단량체의 양은, 다관능성 단량체 100 중량부에 대하여, 통상적으로 0 내지 80 중량부, 바람직하게는 0 내지 40 중량부이다. 단관능성 단량체의 양이 80 중량부를 초과하는 경우에는, 노광 후의 피막을 알칼리 현상 처리할 때에, 막이 일부 박리되거나, 해상성이 저하되는 경우가 있다.
본 발명에 있어서의 다관능성 단량체는, 상술한 투명 수지 내의 카르복실기를 갖는 비닐계 공중합체와의 혼합에 바람직하다. 다관능성 단량체의 사용 비율은, 투명 수지 100 중량부에 대하여 통상적으로 5 내지 300 중량부, 바람직하게는 10 내지 200 중량부이다. 다관능성 단량체의 혼합 비율이 5 중량부 미만인 경우에는, 알칼리 현상 후의 도막이 일부 박리되거나, 해상성이 저하되는 경우가 있다. 혼합 비율이 300 중량부를 초과하는 경우에는, 알칼리 현상성이 열화되어, 미노광부에서의 바탕 오염이나 막 잔여물과 같은 결점이 생기는 경우가 있다.
광중합 개시제는 광조사에 의해서 라디칼종을 효율적으로 발생시키는 물질로서, 다관능성 단량체의 중합을 개시하여 가교 구조를 형성하여, 산성기를 갖는 투명 수지의 알칼리 용해성이 저하되고, 그 결과 네가티브형 화상을 형성한다. 광중합 개시제로는, 케톤계 화합물, 트리클로로메틸기를 갖는 트리아진계 화합물, 전자 이동형 개시제 등 중에서, 파장 200 내지 450㎚의 범위의 자외선 조사에 의해 라디칼종을 발생시키는 중합 개시제를 사용할 수 있다. 광중합 개시제의 사용량은, 에틸렌성 불포화 이중 결합을 2개 이상 갖는 다관능성 단량체의 중합이 개시되는 양이면 특별히 제한되지 않고, 통상적인 사용량일 수 있다.
또한, 사용되는 케톤계 광중합 개시제로는, 2-히드록시-2-메틸-1-페닐프로판-1-온, 1-히드록시-1-벤조일시클로헥산, 2-모르폴리노-2-메틸-1-페닐프로판-1-온, 2-모르폴리노-2-메틸-1-(4-메톡시페닐)프로판-1-온, 2-모르폴리노-2-메틸-1-(4-메틸티오페닐)프로판-1-온, 2-벤질-2-디메틸아미노-1-(4-모르폴리노페닐)부탄-1-온, 2-페닐-2,2-디메톡시-1-(4-메틸티오페닐)에탄-1-온, 디페닐메시틸렌포스핀옥시드, 페나실테트라메틸렌술포늄헥사플루오로포스페이트 등을 들 수 있다.
사용되는 트리클로로메틸기를 갖는 트리아진계 화합물로는, 2-(4-메톡시-β-스티릴)-비스(4,6-트리클로로메틸)-s-트리아진, 1-페닐-3,5-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진, 1-(4-클로로페닐)-3,5-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진, 1-(4-메톡시페닐)-3,5-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진, 1-(4-부톡시페닐)-3,5-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진, 1-(3,4-메틸렌디옥시페닐)-3,5-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진, 1-(3,4-디메톡시페닐)-3,5-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진, 1-(4-메톡시나프틸-1)-3,5-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진, 1-{2-(4-메톡시페닐)에테닐}-3,5-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진, 1-{2-(2-메톡시페닐)에테닐}-3,5-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진, 1-{2-(3,4-디메톡시페닐)에테닐}-3,5-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진, 1-{2-(3-클로로-4-메톡시페닐)에테닐}-3,5-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진, 1-(비페닐-1)-3,5-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진 등을 들 수 있다.
사용되는 전자 이동형 개시제는, 전자 수용성 화합물 또는 전자 공여성 화합물로서 라디칼 발생제와 증감제를 포함한다. 전자 수용성 화합물로는, 상기 트리클로로메틸 치환 트리아진 유도체, 2,2'-비스(2-클로로페닐)-4,4',5,5'페닐비이미다졸, 2,2'-비스(2,4-디클로로페닐)-4,4',5,5'페닐비이미다졸, 2,2'-비스(2-클로로페닐)-4,4',5,5'테트라키스(4-에톡시카르보닐페닐)비이미다졸 등의 비이미다졸 화합물, 디페닐요오도늄헥사플루오로포스페이트, 비스(4-tert-부틸페닐)요오도늄헥사플루오로포스페이트, (4-메톡시페닐)(4-옥틸옥시페닐)요오도늄헥사플루오로포스페이트 등의 요오도늄염을 들 수 있다. 증감제로는, 9,10-디메틸안트라센, 9,10-디페닐안트라센, 9,10-비스(페닐에티닐)안트라센, 1,8-디메틸-9,10-비스(페닐에티닐)안트라센, 9,10-디메톡시안트라센, 9,10-디에톡시안트라센, 9,10-디프로폭시안트라센, 9,10-디부톡시안트라센, 티오크산톤, 이소프로필티오크산톤, 4,4'-비스(디에틸아미노)벤조페논 등을 들 수 있다. 또한, 전자 공여성 화합물과 증감제를 포함하는 광중합 개시제도 사용할 수 있다. 전자 공여성 화합물로는, p-디메틸아미노벤조산 에스테르, 디에탄올아민 등을 들 수 있으며, 증감제로는, 티오크산톤 유도체를 들 수 있다. 전자 수용성 화합물 또는 전자 공여성 화합물과 조합하여 사용하는 증감제는, 2종 이상을 병용할 수도 있다.
다음으로, 본 발명의 제8의 요지의 컬러 필터용 착색 조성물 (D)에 관해서 설명한다. 본 발명의 제8의 요지의 컬러 필터용 착색 조성물 (D)는, 실리카와 유기 안료를 포함하고, 실리카가 유기 안료에 내포되어 있고, 실리카의 양이 유색 미소 복합 입자에 대하여, Si 환산으로 0.001 내지 9 중량％인 유색 미소 복합 입자를 포함하는 컬러 필터용 착색재가 용제에 분산된 컬러 필터용 착색 조성물 (a)가 산성기 및/또는 잠재성 산성기를 갖는 투명 수지 용액 내에 분산되어 이루어지는 제6의 요지에 기재된 컬러 필터용 착색 조성물 (b)와 광산발생제로 구성된다.
컬러 필터용 착색 조성물 (D)에서 사용하는 광산발생제로는, 화학 증폭형 포토레지스트나 광양이온 중합에 이용되는 화합물 중에서, 200 내지 430㎚의 범위에 흡수 파장을 갖는 화합물을 들 수 있고, 예를 들면, 오늄 양이온 화합물, 할로겐화 수소산을 발생시키는 할로겐 함유 화합물, 술폰산을 발생시키는 술폰화 화합물이 예시된다. 오늄 양이온 화합물로는, p-페닐티오페닐디페닐술포늄, 페나실테트라메틸렌술포늄, 페나실디메틸술포늄, (2-나프틸카르보닐메틸)테트라메틸렌술포늄, 페닐(4-메톡시페닐)요오도늄, 페닐{4-(tert-부틸)페닐}요오도늄, (4-비스{4-(tert-부틸)페닐}요오도늄, 비스(4-도데실페닐)요오도늄 등의 BF4-, PF6-, AsF6-, SbF6-, CH3SO3-, CF3SO3-, 퍼플루오로부탄술포네이트, 벤젠술포네이트, p-톨루엔술포네이트, (C6F5)4B-염을 들 수 있다.
할로겐화 수소산을 발생시키는 화합물로는, 1-(3,4-디메톡시페닐)-3,5-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진, 1-(4-메톡시나프틸-1)-3,5-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진, 1-{2-(4-메톡시페닐)에테닐}-3,5-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진, 1-{2-(2-메톡시페닐)에테닐}-3,5-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진, 1-{2-(3,4-디메톡시페닐)에테닐}-3,5-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진, 1-{2-(3-클로로-4-메톡시페닐)에테닐}-3,5-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진, 1-(비페닐-1)-3,5-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진, 1-(4-히드록시비페닐-1)-3,5-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진, 1-(4-메톡시비페닐-1)-3,5-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진을 들 수 있다.
술폰산을 발생시키는 산발생제로는, N-트리플루오로메탄술포닐옥시디페닐말레이미드, N-p-톨루엔술포닐옥시숙신이미드, N-캄포술포닐옥시숙신이미드, N-트리플루오로메탄술포닐옥시숙신이미드, N-퍼플루오로부탄술포닐옥시프탈이미드, N-p-톨루엔술포닐옥시-1,8-나프탈렌카르복시이미드, N-캄포술포닐옥시-1,8-나프탈렌카르복시이미드, N-트리플루오로메탄술포닐옥시-1,8-나프탈렌카르복시이미드, N-퍼플루오로부탄술포닐옥시-1,8-나프탈렌카르복시이미드를 들 수 있다.
상술한 광산발생제는, 이하에 나타내는 증감제의 공존 하에서 사용할 수도 있다. 증감제로는, 9-메틸안트라센, 9,10-디메틸안트라센, 9,10-디페닐안트라센, 9,10-디메톡시안트라센, 9,10-디에톡시안트라센, 9,10-디프로폭시안트라센, 9,10-디부톡시안트라센, 1-메틸피렌, 티오크산톤 유도체를 들 수 있다.
광산발생제의 사용 비율은, 투명 수지 100 중량부에 대하여 통상적으로 0.1 내지 20 중량부, 바람직하게는 0.5 내지 10 중량부이다.
본 발명에 따른 컬러 필터용 착색 조성물 (C) 및 (D)의 개수 환산 분산 평균 입자경은, 통상적으로 1 내지 200㎚, 바람직하게는 1 내지 150㎚, 보다 바람직하게는 1 내지 100㎚, 더욱 바람직하게는 1 내지 50㎚이다. 개수 환산 분산 입자경이 200㎚를 초과하는 경우에는 입자 크기가 너무 커서 광학 특성이 저하되기 때문에 본 발명의 목적을 달성하는 것이 곤란하다.
본 발명에 따른 컬러 필터용 착색 조성물 (C) 및 (D)의 체적 환산 분산 평균 입자경은, 통상적으로 1 내지 200㎚, 바람직하게는 1 내지 150㎚, 보다 바람직하게는 1 내지 100㎚이다. 체적 환산 분산 입자경이 200㎚를 초과하는 경우에는, 입자 크기가 너무 커서, 광학 특성이 저하되기 때문에 본 발명의 목적을 달성하는 것이 곤란하다.
본 발명에 따른 컬러 필터용 착색 조성물 (C) 및 (D)의 점도는, 통상적으로 0.5 내지 1000mPa·s이다. 점도가 1000mPa·s를 초과하는 경우에는, 균일한 코팅이 곤란해진다. 0.5mPa·s 미만인 경우에는, 도막이 너무 얇아져서, 본 발명의 목적을 달성하는 것이 곤란하다.
본 발명에 따른 컬러 필터용 착색 조성물 (C) 및 (D)의 분산 안정성은, 후술하는 평가 방법에서, 점도의 변화율이 통상적으로 20％ 이하, 바람직하게는 10％ 이하이다. 점도의 변화율이 20％를 초과하는 경우에는, 장기간에 걸쳐 안정적인 분산성을 유지하는 것이 곤란해진다.
컬러 필터용 착색재로서 녹색계를 사용한 경우, 본 발명에 따른 컬러 필터용 착색 조성물 (C) 및 (D)의 650㎚의 파장에서의 비흡광 계수(중량 기준)는, 후술하는 평가 방법에서, 통상적으로 1.05 이상, 바람직하게는 1.10 내지 5.00, 보다 바람직하게는 1.20 내지 5.00이다. 컬러 필터용 착색재로서 청색계를 사용한 경우, 610㎚의 파장에서의 비흡광 계수(중량 기준)는, 통상적으로 1.05 이상, 바람직하게는 1.10 내지 5.00, 보다 바람직하게는 1.20 내지 5.00이다. 컬러 필터용 착색재로서 적색계를 사용한 경우, 550㎚의 파장에서의 비흡광 계수(중량 기준)는, 통상적으로 1.05 이상, 바람직하게는 1.10 내지 5.00, 보다 바람직하게는 1.20 내지 5.00이다. 컬러 필터용 착색재로서 황색계를 사용한 경우, 400㎚의 파장에서의 비흡광 계수(중량 기준)는, 통상적으로 1.05 이상, 바람직하게는 1.10 내지 5.00, 보다 바람직하게는 1.20 내지 5.00이다.
본 발명에 따른 컬러 필터용 착색 조성물 (C) 및 (D)을 사용하여 제조된 컬러 필터용 착색 투과막의 내광성은, 후술하는 평가 방법에 있어서, ΔE*값으로 통상적으로 5.0 이하, 바람직하게는 4.5 이하, 보다 바람직하게는 4.0 이하이다. 내광성(ΔE*값)이 5.0을 초과하는 경우, 백라이트의 조사 등에 의해서 컬러 필터의 광학 특성이 저하되기 때문에 본 발명의 목적을 달성하는 것이 곤란하다.
본 발명에 따른 컬러 필터용 착색 조성물 (C) 및 (D)을 사용하여 제조된 컬러 필터용 착색 투과막의 내열성은, 후술하는 평가 방법에 있어서, ΔE*값으로 통상적으로 5.0 이하, 바람직하게는 4.5 이하, 보다 바람직하게는 4.0 이하이다. 내열성(ΔE*값)이 5.0을 초과하는 경우, 컬러 필터 형성시 또는 ITO막 증착시의 가열 처리에 의해서 광학 특성이 저하되기 때문에 본 발명의 목적을 달성하는 것이 곤란하다.
컬러 필터용 착색재로서 녹색계를 사용한 경우, 본 발명에 따른 컬러 필터용 착색 조성물 (C) 및 (D)을 사용하여 제조된 착색 투과막의 650㎚의 파장에서의 비흡광 계수(중량 기준)는, 후술하는 평가 방법에서, 통상적으로 1.20 이상, 바람직하게는 1.40 내지 5.00, 보다 바람직하게는 1.50 내지 5.00이다. 컬러 필터용 착색재로서 청색계를 사용한 경우, 610㎚의 파장에서의 비흡광 계수(중량 기준)는, 통상적으로 1.20 이상, 바람직하게는 1.40 내지 5.00, 보다 바람직하게는 1.50 내지 5.00이다. 컬러 필터용 착색재로서 적색계를 사용한 경우, 550㎚의 파장에서의 비흡광 계수(중량 기준)는, 통상적으로 1.20 이상, 바람직하게는 1.40 내지 5.00, 보다 바람직하게는 1.50 내지 5.00이다. 컬러 필터용 착색재로서 황색계를 사용한 경우, 400㎚의 파장에서의 비흡광 계수(중량 기준)는, 통상적으로 1.20 이상, 바람직하게는 1.40 내지 5.00, 보다 바람직하게는 1.50 내지 5.00이다.
다음으로, 본 발명의 컬러 필터에 대하여 설명한다. 본 발명의 제9의 요지의 컬러 필터는, 실리카와 유기 안료를 포함하고, 실리카가 유기 안료에 내포되어 있고, 실리카의 양이 유색 미소 복합 입자에 대하여, Si 환산으로 0.001 내지 9 중량％인 유색 미소 복합 입자를 포함하는 컬러 필터용 착색재를 용제에 분산시킨 컬러 필터용 착색 조성물 (a)를 산성기 및/또는 잠재성 산성기를 갖는 투명 수지 용액 내에 분산시켜 이루어지는 제6의 요지에 기재된 컬러 필터용 착색 조성물 (b)의 도막 형성물을 포함한다.
또한, 본 발명의 제10의 요지의 컬러 필터는, (I) 실리카와 유기 안료를 포함하고, 실리카가 유기 안료에 내포되어 있고, 실리카의 양이 유색 미소 복합 입자에 대하여, Si 환산으로 0.001 내지 9 중량％인 유색 미소 복합 입자를 포함하는 컬러 필터용 착색재가 용제에 분산된 컬러 필터용 착색 조성물 (a)가 산성기 및/또는 잠재성 산성기를 갖는 투명 수지 용액 내에 분산되어 이루어지는 제6의 요지에 기재된 컬러 필터용 착색 조성물 (b)와 에틸렌성 불포화 이중 결합을 2개 이상 갖는 다관능성 단량체와 광 라디칼 중합 개시제를 포함하는 컬러 필터용 착색 조성물 (C)의 도막 형성물, 또는 (II) 실리카와 유기 안료를 포함하고, 실리카가 유기 안료에 내포되어 있고, 실리카의 양이 유색 미소 복합 입자에 대하여, Si 환산으로 0.001 내지 9 중량％인 유색 미소 복합 입자를 포함하는 컬러 필터용 착색재가 용제에 분산된 컬러 필터용 착색 조성물 (a)가 산성기 및/또는 잠재성 산성기를 갖는 투명 수지 용액 내에 분산되어 이루어지는 제6의 요지에 기재된 컬러 필터용 착색 조성물 (b)와 광산발생제를 포함하는 컬러 필터용 착색 조성물 (D)의 도막 형성물을 포함한다.
컬러 필터의 광투과율은, 각 색의 투과 영역에서, 통상적으로 75％ 이상, 바람직하게는 80％ 이상, 보다 바람직하게는 85％ 이상이다. 또한, 콘트라스트는, 통상적으로 800 이상, 바람직하게는 1000 이상, 보다 바람직하게는 1200 이상이다.
다음으로, 본 발명에 따른 컬러 필터용 착색 조성물의 제조 방법에 대하여 설명한다.
본 발명에 따른 컬러 필터용 착색 조성물 (a)는, 본 발명의 컬러 필터용 착색재를 유기 용제 또는 유성 비히클 내에 재분산시키거나, 또는 용해 처리한 후, 고형분과 용해액을 여과 분리하여 수세하고, 이어서 웨트 케이크를 유기 용제 또는 유성 비히클로 플러싱한 후, 유기 용제 또는 유성 비히클 내에 분산시킴으로써 얻을 수 있다. 분산 처리에는, 볼밀, 비드밀, 샌드 밀, 엣지 러너, 2축 또는 3축 롤밀, 익스트루더 및 고속 충격밀 등을 사용할 수 있다. 볼밀이나 비드밀 등의 분쇄형 밀에 이용되는 분쇄체로는, 밀의 재질에 따라서, 스틸 비드, 유리 비드, 세라믹 비드 등을 사용할 수 있다. 분쇄체의 크기는, 통상적으로 0.01 내지 10㎜, 바람직하게는 0.03 내지 3㎜이다. 분쇄 온도는, 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면, 실온부터 용매의 비점 이하의 온도이면 좋다. 필요에 따라서, 첨가제로서, 분산제, 안료 유도체, 소포제, 계면 활성제 등을 첨가할 수도 있다.
본 발명에 따른 컬러 필터용 착색 조성물 (b)는, 컬러 필터용 착색 조성물 (a)에 산성기를 갖는 투명 수지 또는 잠재성 산성기를 갖는 투명 수지를 용해시키거나, 또는 미리 산성기를 갖는 투명 수지 또는 잠재성 산성기를 갖는 투명 수지를 용해시킨 용제에 컬러 필터용 착색재를 혼합 분산시킴으로써 얻을 수 있다.
본 발명의 감광성이 부여된 컬러 필터용 착색 조성물 (C)는, 산성기를 갖는 투명 수지를 함유하는 착색 조성물 (b)에 광중합 개시제 및 에틸렌성 불포화 이중 결합을 2개 이상 갖는 다관능성 단량체를 첨가하고, 혼합함으로써 얻을 수 있다. 이 경우, 필요에 따라서 용제를 첨가하여, 안료 농도, 점도 등을 조정할 수도 있다. 또한 필요에 따라서, 중합 금지제, 2-머캅토벤조이미다졸 등의 경화 촉진제 등을 첨가할 수도 있다.
또한, 본 발명의 감광성이 부여된 컬러 필터용 착색 조성물 (D)는, 잠재성 산성기를 갖는 투명 수지를 함유하는 컬러 필터용 착색 조성물 (b)에 광산발생제를 첨가하고, 혼합함으로써 얻을 수 있다.
다음으로, 본 발명의 컬러 필터의 제조 방법을 설명한다. 우선, 블랙 매트릭스의 패턴이 형성된 투명 기판 상에 본 발명의 컬러 필터용 착색 조성물을 도포하고, 이어서 프리베이킹 처리에 의해서 용제를 충분히 증발 제거하여 착색 도막을 형성한다.
감광성이 부여되지 않은 착색 도막의 경우에는, 착색 도막 상에 알칼리 현상 가능한 포지티브형 포토레지스트층을 설치하여, 2층 구조의 도막을 형성한다. 알칼리 현상성 포지티브형 포토레지스트로는, 퀴논디아지드계 포토레지스트가 바람직하게 이용된다. 이 착색 도막에 포토마스크를 통해 광조사한 후, 알칼리 수용액에 의한 현상 처리를 행한다. 포지티브형 포토레지스트층으로 피복한 도막의 노광부는 알칼리 가용이 되기 때문에 노출된 착색층도 알칼리액에 의해서 에칭되어 착색 포지티브 화상을 형성한다. 이어서, 포토레지스트층을 용제로 선택적으로 제거하여 착색 패턴을 형성한다.
한편, 광중합 개시제 및 다관능성 단량체가 첨가된 감광성 컬러 필터용 착색 조성물 (C)의 경우에는, 감광성 컬러 필터용 착색 조성물 (C)로 형성되는 도막을 그대로 착색 감광층으로서 사용한다. 그리고, 포토마스크를 통해 노광하고 나서 알칼리 현상 처리를 행하면, 노광부가 불용화하여 네가티브형의 착색 패턴을 얻을 수 있다. 현상 처리로는, 침지법, 분무법, 퍼들법, 샤워법 등을 들 수 있다. 알칼리 현상 처리한 후, 수세하고, 건조한다.
투명 기판으로서, 실리카 유리 외에, 폴리카보네이트, 폴리에스테르, 폴리아미드, 폴리이미드, 폴리아미드이미드 등을 사용할 수 있다. 또한, 고체 촬상 소자 제조를 위해서, 실리콘 기판을 사용할 수 있다. 컬러 필터용 착색 조성물을 투명 기판 상에 도포하는 방법으로는, 회전 도포, 유연 도포, 롤 도포, 스크린 인쇄법, 잉크젯법 등을 들 수 있다. 도포막의 두께는, 컬러 필터용 착색재의 농도에 따라 따르지만, 통상적으로 0.1 내지 10㎛, 바람직하게는 0.2 내지 5.0㎛이다.
알칼리 현상액으로는, 탄산나트륨, 탄산칼륨, 수산화나트륨, 수산화칼륨, 테트라메틸암모늄히드록시드 등의 수용액을 들 수 있다. 알칼리 수용액에 메탄올, 에탄올, 이소프로필알코올, 계면 활성제 등을 첨가할 수도 있다.
다음으로, 본 발명의 제11의 요지에 따른 잉크젯용 잉크의 착색재에 대하여 설명한다. 본 발명의 제11의 요지의 잉크젯용 잉크의 착색재는, 실리카와 유기 안료를 포함하고, 실리카가 유기 안료에 내포되어 있고, 실리카의 양이 유색 미소 복합 입자에 대하여, Si 환산으로 0.001 내지 9 중량％인 제1의 요지의 유색 미소 복합 입자를 포함한다.
잉크젯용 잉크의 착색재의 일차 입자의 입자경의 입도 분포는, 일차 입자의 입자경의 기하 표준 편차값으로서, 통상적으로 2.0 이하, 바람직하게는 1.8 이하, 보다 바람직하게는 1.5 이하이다. 입도 분포가 2.0을 초과하는 경우에는, 복합 안료의 입도 분포가 넓어, 잉크젯용 잉크 내에 있어서의 분산성 및 분산 안정성이 저하되기 때문에 본 발명의 목적을 달성하는 것이 곤란하다.
잉크젯용 잉크의 착색재의 개수 환산 평균 입자경은, 통상적으로 150㎚ 이하, 바람직하게는 1 내지 100㎚, 보다 바람직하게는 1 내지 50㎚, 더욱 바람직하게는 1 내지 40㎚이다. 잉크젯용 잉크의 착색재의 개수 환산 평균 입자경이 150㎚를 초과하는 경우에는, 입자 크기가 너무 커서, 얻어지는 잉크젯용 잉크가 잉크젯 기록 장치의 헤드 부분에 눈막힘을 일으키는 경우가 있다.
잉크젯용 잉크의 착색재의 체적 환산 평균 입자경은, 통상적으로 1 내지 150㎚, 바람직하게는 1 내지 125㎚, 보다 바람직하게는 1 내지 100㎚이다. 잉크젯용 잉크의 착색재의 체적 환산 평균 입자경이 150㎚를 초과하는 경우에는, 입자 크기가 너무 커서, 얻어지는 잉크젯용 잉크가 잉크젯 기록 장치의 헤드 부분에 눈막힘을 일으키는 경우가 있다.
잉크젯용 잉크의 착색재의 내광성은, 후술하는 평가 방법에 있어서, ΔE*값으로 통상적으로 5.0 이하, 바람직하게는 4.5 이하, 보다 바람직하게는 4.0 이하이다. 내광성(ΔE*값)이 5.0을 초과하는 경우에는, 얻어진 잉크젯용 잉크에 의해서 인쇄된 인쇄물이 충분한 내광성을 갖지 않지 않는 경우가 있다.
또한, 본 발명에 따른 잉크젯용 잉크의 착색재는, 제1의 요지의 유색 미소 복합 입자의 경우와 거의 동일한 정도의 실리카량, 및 잉크젯용 잉크의 착색재의 평균 일차 입자경, BET 비표면적값, 착색력 및 수계에서 측정한 경우의 ζ 전위를 갖고 있다.
다음으로, 본 발명의 제12의 요지에 따른 잉크젯용 잉크의 착색재를 함유하는 잉크젯용 잉크에 대하여 설명한다. 본 발명의 제12의 요지의 잉크젯용 잉크는, 실리카와 유기 안료를 포함하고, 실리카가 유기 안료에 내포되어 있고, 실리카의 양이 유색 미소 복합 입자에 대하여, Si 환산으로 0.001 내지 9 중량％인 유색 미소 복합 입자를 포함하는 제8의 요지에 기재된 잉크젯용 잉크의 착색재와 잉크 구성 용액을 포함한다.
잉크젯용 잉크의 개수 환산 분산 평균 입자경은, 통상적으로 1 내지 150㎚, 바람직하게는 1 내지 100㎚, 보다 바람직하게는 1 내지 50㎚, 더욱 바람직하게는 1 내지 40㎚이다. 개수 환산 분산 입자경이 150㎚를 초과하는 경우에는, 헤드 부분의 눈막힘을 일으키기 쉬워짐과 동시에, 잉크젯용 잉크 내의 착색재의 분산 안정성이 저하된다.
잉크젯용 잉크의 체적 환산 분산 평균 입자경은, 통상적으로 1 내지 150㎚, 바람직하게는 1 내지 125㎚, 보다 바람직하게는 1 내지 100㎚이다. 체적 환산 분산 입자경이 150㎚를 초과하는 경우에는, 헤드 부분의 눈막힘을 일으키기 쉬워짐과 동시에, 잉크젯용 잉크 내의 착색재의 분산 안정성이 저하된다.
잉크젯용 잉크의 분산 안정성은, 후술된 평가 방법에 있어서의 육안 관찰에 있어서, 통상적으로 5 또는 4이고, 바람직하게는 5이다. 또한, 개수 환산 분산 입자경의 변화율은, 통상적으로 10％ 이하, 바람직하게는 8％ 이하이다.
잉크젯용 잉크의 착색력을 나타내는 비흡광 계수 εw(중량 기준)는, 후술하는 평가 방법에서, 통상적으로 1.20 이상, 바람직하게는 1.40 내지 5.00, 보다 바람직하게는 1.50 내지 5.00이다.
잉크젯용 잉크를 이용하여 얻어진 인쇄 화상의 내광성은, ΔE*값으로 통상적으로 3.0 이하, 바람직하게는 2.5 이하, 보다 바람직하게는 2.0 이하이다.
잉크젯용 잉크의 헤드 부분의 눈막힘 방지성은, 후술된 평가 방법에 있어서의 육안 관찰에 있어서, 통상적으로 5 또는 4이고, 바람직하게는 5이다.
잉크젯용 잉크 내에 있어서의 착색재의 비율은, 잉크 구성 용액에 대하여, 통상적으로 1 내지 20 중량％이다.
본 발명에 따른 잉크젯용 잉크의 구성 성분인 잉크 구성 용액은, 용매와 분산제와, 필요에 따라서, 수용성 수지, 침투제, 보습제, 수용성 용제, pH 조정제 및/또는 방부제를 포함한다. 잉크 구성 용액 내의 수용성 수지, 침투제, 보습제, 수용성 용제, pH 조정제 및/또는 방부제의 양은, 통상적으로 50 중량％ 이하이다.
잉크젯용 잉크 내에 있어서의 분산제의 비율은, 잉크젯용 잉크의 착색재에 대하여, 통상적으로 5 내지 200 중량％, 바람직하게는 7.5 내지 150 중량％, 보다 바람직하게는 10 내지 100 중량％이다.
분산제로는, 계면 활성제 및/또는 고분자 분산제를 사용할 수 있다. 잉크젯용 잉크 내에 있어서의 착색재의 분산성 및 분산 안정성을 고려하면, 계면 활성제로는, 음이온계 계면 활성제, 비이온계 계면 활성제가 바람직하고, 고분자 분산제로는, 스티렌-아크릴산 공중합체 등의 수용성 수지가 바람직하다.
구체적으로는, 음이온계 계면 활성제로는, 지방산염, 황산 에스테르염, 술폰산염, 인산 에스테르염을 들 수 있다. 그 중에서도, 황산 에스테르염 및 술폰산염이 바람직하다.
비이온계 계면 활성제로는, 폴리옥시에틸렌알킬에테르, 폴리옥시에틸렌아릴에테르 등의 폴리에틸렌글리콜형 비이온 계면 활성제, 소르비탄 지방산 에스테르 등의 다가 알코올형 비이온 계면 활성제를 들 수 있다. 그 중에서도, 폴리에틸렌글리콜형 비이온 계면 활성제가 바람직하다.
양이온계 계면 활성제로는, 아민염형 양이온계 계면 활성제, 제4급 암모늄염형 양이온계 계면 활성제 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 제4급 암모늄염형 양이온계 계면 활성제가 바람직하다.
고분자 분산제로는, 스티렌-아크릴산 공중합체, 스티렌-말레산 공중합체, 폴리아크릴산 유도체 등의 알칼리 가용성 수지를 들 수 있다.
잉크젯용 잉크의 용매로는, 물과, 필요에 따라서, 수용성 유기 용제를 포함한다. 수용성 유기 용제의 비율은, 잉크 구성 용액에 대하여, 통상적으로 50 중량％ 이하, 바람직하게는 1 내지 50 중량％, 보다 바람직하게는 1 내지 40 중량％, 더욱 바람직하게는 1 내지 30 중량％이다.
수용성 유기 용제로는, 메탄올, 에탄올, n-프로판올, 이소-프로판올, 부탄올 등의 1가 알코올, 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 테트라에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 디프로필렌글리콜 등의 2가 알코올, 글리세린 등의 3가 알코올, 폴리에틸렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜 등의 폴리알킬렌글리콜, 디에틸렌글리콜모노부틸에테르, 에틸렌글리콜모노부틸에테르, 트리에틸렌글리콜모노부틸에테르, 에틸렌글리콜모노에틸에테르 등의 다가 알코올의 저급 알킬에테르를 들 수 있다. 상술한 수용성 유기 용제는, 2종 이상을 병용할 수도 있다.
다음으로, 본 발명에 따른 잉크젯용 잉크의 제조 방법에 대하여 설명한다.
본 발명에 따른 잉크젯용 잉크는, 소정량의 잉크젯용 잉크의 착색재, 분산제 및 물, 필요에 따라, 침투제, 보습제, 수용성 용제, pH 조정제, 방식제 등의 첨가제를 분산기에 의해 혼합 분산시켜서 일차 분산액을 제조한 후, 추가로 물, 수용성 용제 및 기타 첨가제를 첨가하여 혼합 분산하고, 이어서 멤브레인 필터를 이용하여 여과함으로써 얻어진다.
상기 분산기로는, 볼밀, 샌드 밀, 아트라이터, 롤밀, 비드밀, 콜로이드밀, 2축 또는 3축 롤밀, 초음파 균질기, 고압 균질기 등을 사용할 수 있다.
본 발명의 제1 내지 제3의 요지에 있어서 중요한 점은, 본 발명에 따른 유색 미소 복합 입자의 일차 입자가 미소함과 동시에 유색 미소 복합 입자가 높은 착색력과 우수한 분산성을 갖고, 또한 내광성도 우수하다는 사실이다.
본 발명에 따른 유색 미소 복합 입자가 높은 착색력과 우수한 분산성을 갖는 이유에 관해서, 본 발명자는 다음과 같이 추정하고 있다. 일반적으로, 단순히 미세화했을 뿐인 유기 안료는, 입자의 표면 에너지가 매우 높기 때문에 응집을 일으키기 쉬워, 비히클 내에서 미세한 입자 상태를 유지하는 것이 곤란하다. 그러나, 본 발명에 따른 유색 미소 복합 입자는, 유기 안료에 실리카를 내포하기 때문에 ζ 전위의 절대값이 커져, 비히클 내에서 정전 반발 효과가 얻어져, 비히클 내에 있어서도 미세한 상태로 분산시킬 수가 있어, 높은 착색력을 얻을 수 있다.
본 발명의 제4 내지 제8의 요지에 있어서의 중요한 점은, 본 발명에 따른 컬러 필터용 착색재의 일차 입자가 미소함과 동시에 컬러 필터용 착색재가 높은 착색력과 비히클 내에 있어 우수한 분산성을 갖고, 또한 내광성 및 내열성도 우수하다는 사실이다.
본 발명에 따른 컬러 필터용 착색재가 높은 착색력과 우수한 분산성을 갖고, 또한 내광성 및 내열성이 우수한 이유에 관해서는, 컬러 필터용 착색재가 상술한 유색 미소 복합 입자를 포함하는 것에 기초하고 있다. 또한, 내열성 및 내광성이 높은 실리카가, 유기 안료에 내포되어 있음으로써, 유기 안료를 미세화한 경우에도 내열성 및 내광성이 유지되고, 또한 향상될 수 있는 것으로 본 발명자는 추측하고 있다.
본 발명에 따른 컬러 필터용 착색 조성물을 포함하는 도막 형성물을 이용한 컬러 필터의 광학 특성, 내광성 및 내열성이 우수한 이유에 관해서, 본 발명자는 미세하면서 분산성이 우수하고, 또한 내광성 및 내열성이 우수한 본 발명에 따른 컬러 필터용 착색재를 이용한 것에 기인하고 있다고 추측하고 있다.
본 발명의 제10 내지 제11의 요지에 있어서의 중요한 점은, 본 발명에 따른 잉크젯용 잉크의 착색재가 일차 입자경이 미소하고 입자 크기가 균일화되어 있음과 동시에, 높은 착색력과 우수한 분산성을 갖고, 또한 내광성도 우수하다는 사실이다.
본 발명에 따른 잉크젯용 잉크의 착색재가 높은 착색력과 우수한 분산성과 내광성을 갖는 이유에 관해서, 잉크젯용 잉크의 착색재가 상술한 유색 미소 복합 입자를 포함하는 것에 기초하고 있다.
본 발명에 따른 잉크젯용 잉크가 분산성 및 분산 안정성이 우수한 이유로서, 본 발명자는 본 발명에 따른 잉크젯용 잉크의 착색재를 이용한 것에 기인하여, 유기 안료에 실리카를 내포하기 때문에 ζ 전위의 절대값이 커져, 비히클 내에서 정전 반발 효과가 얻어져, 비히클 내에서도 미세한 상태로 분산 및 상기 분산성을 유지할 수 있었기 때문이라고 생각하고 있다.
본 발명의 제1의 요지에 따른 유색 미소 복합 입자는, 착색력이 높고, 또한 분산성 및 내광성이 우수하기 때문에 다양한 용도의 착색재로서 바람직하다. 본 발명의 제2의 요지에 따른 분산체는, 상기 특성을 갖는 유색 미소 복합 입자를 착색재로서 이용하기 때문에 각종 용도로의 분산체로서 바람직하다. 또한, 본 발명에 따른 유색 미소 복합 입자 및 분산체는, 일반적으로 사용되고 있는 도료, 인쇄 잉크 등, 수계 또는 용제계를 막론하고 다양한 용도의 착색재로서 사용할 수 있다.
본 발명의 제4의 요지에 따른 컬러 필터용 착색재는, 일차 입자경이 미소함과 동시에 높은 착색력과 비히클 내에 있어서의 우수한 분산성을 갖고, 또한 내광성 및 내열성이 우수하기 때문에 컬러 필터용 착색재로서 바람직하다.
본 발명의 제5 내지 제8의 요지에 따른 컬러 필터용 착색 조성물은, 상기 특성을 갖는 컬러 필터용 착색재를 이용함에 의해, 분산성, 분산 안정성 및 내광성, 내열성이 우수하기 때문에 투명성도 우수한 컬러 필터용 착색 조성물로서 바람직하다.
본 발명의 제9 내지 제10의 요지에 따른 컬러 필터는, 상기 특성을 갖는 컬러 필터용 착색재를 포함하는 컬러 필터용 착색 조성물을 이용함에 의해, 분광 특성, 내광 및 내열성이 우수하기 때문에 컬러 필터로서 바람직하다.
본 발명의 제11의 요지에 따른 잉크젯용 잉크의 착색재는, 일차 입자경이 미소하고 입자 크기가 균일화되어 있음과 동시에, 높은 착색력과 우수한 분산성을 갖고, 또한 내광성이 우수하기 때문에 잉크젯용 잉크의 착색재로서 바람직하다. 본 발명의 제9의 요지에 따른 잉크젯용 잉크의 착색재로서 이용하기 때문에 분산성, 분산 안정성 및 내광성이 우수한 잉크젯용 잉크로서 바람직하다.
이하, 본 발명에 있어서의 실시예를 기술하여, 본 발명을 구체적으로 설명한다. 단, 본 발명은 이들 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 여러 특성은, 이하의 방법에 의해서 측정하였다.
(1) 각 입자의 일차 입자의 평균 입자경은, 모두 전자 현미경 사진에 나타나는 입자 350개의 입자경을 각각 측정하고 그 평균값으로 나타내었다.
(2) 각 입자의 일차 입자의 입자경의 입도 분포는 하기의 방법에 의해 구한 기하 표준 편차값으로 나타내었다. 즉, 상기 확대 사진에 나타난 입자의 입자경을 측정한 값을, 그 측정값으로부터 계산하여 구한 입자의 실제의 입자경과 개수로부터 통계학적 수법에 따라서 대수 정규 확률지 상에 횡축에 입자경을, 종축에 소정의 입자경 구간의 각각에 속하는 입자의 누적 개수(적산 체(seive)하)를 백분율로 플로트한다. 그리고, 이 그래프로부터 입자의 개수가 50％ 및 84.13％의 각각에 상당하는 입자경의 값을 판독하고, 기하 표준 편차값=적산 체하 84.13％에 있어서의 입자경/적산 체하 50％에 있어서의 입자경(기하 평균 직경)에 따라서 산출된 값으로 나타내었다. 기하 표준 편차값이 1에 가까울수록, 일차 입자의 입자경의 입도 분포가 우수한 것을 의미한다.
(3) 각 입자의 개수 환산 평균 입자경 및 체적 환산 평균 입자경은, 피측정 입자와 물을 혼합한 수용액을 초음파 분산기를 이용하여 1분간 분산시킨 후, 동적 광산란법「농후계 입경 분석기 FPAR-1000」(오오쓰카 덴시 가부시끼가이샤)을 이용하여 측정하였다.
(4) 비표면적값은, BET법에 의해 측정한 값으로 나타내었다.
(5) 실리카 입자의 입자 표면에 피복되어 있는 표면 개질제의 피복량 및 복합 입자에 부착되어 있는 유기 안료의 피복량은, 「호리바 금속 탄소·황 분석 장치 EMIA-2200형」(가부시끼가이샤 호리바 세이사꾸쇼 제조)를 이용하여 탄소량을 측정함으로써 구하였다.
(6) 유색 미소 복합 입자, 컬러 필터용 착색재 및 잉크젯용 잉크의 착색재에 내포되는 실리카량은, 「형광 X선 분석 장치 3063M형」(리가꾸 덴끼 고교 가부시끼가이샤 제조)를 사용하여, JIS K 0119의「형광 X선 분석 통칙」에 따라서 측정하였다.
(7) 유기 안료, 복합 입자, 유색 미소 복합 입자, 컬러 필터용 착색재 및 잉크젯용 잉크의 착색재의 ζ 전위는, 수계의 경우 이온 교환수를 용제계의 경우 PGMEA(프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트)를 이용하여 유기 안료, 복합 입자, 유색 미소 복합 입자, 컬러 필터용 착색재 및 잉크젯용 잉크의 착색재가 0.5g/L의 농도가 되도록 조정하고, 초음파 분산기를 이용하여 3분간 분산시킨 후, 「Model501」(PEN KEN사 제조)를 이용하여, 전기 영동법에 의해 측정하였다.
(8) 각 입자의 색상은, 시료 0.5g과 피마자유 0.5mL를 후버식 멀러로 혼련하여 페이스트상으로 하고, 이 페이스트에 투명 라카 4.5g을 가하고, 혼련, 도료화하고 캐스트코트지 상에 150㎛(6mil)의 어플리케이터를 이용하여 도포한 도포편(도막 두께 약30㎛)을 제조하고, 「분광측색계 CM-3610d」(미놀타 가부시끼가이샤 제조)를 이용하여 측정을 행하고, JIS Z 8929에 정한 바에 따라서 표색 지수로 나타내었다. 또한, C*값은 채도를 나타내고, 식: C*값=((a*값)2+(b*값)2)1/2에 따라서 구하였다.
(9) 각 입자의 착색력은, 우선 하기에 나타내는 방법에 따라서 제조된 원색 에나멜과 전색 에나멜의 각각을, 캐스트코트지 상에 150㎛(6mil)의 어플리케이터를 이용하여 도포하여 도포편을 제조하고, 「분광측색계 CM-3610d」(미놀타 가부시끼가이샤 제조)를 이용하여 L*값을 측색하고, 그의 차이를 ΔL*값으로 하였다.
이어서, 유색 미소 복합 입자, 컬러 필터용 착색재 및 잉크젯용 잉크의 착색재의 표준 시료로서, 유색 미소 복합 입자, 컬러 필터용 착색재 및 잉크젯용 잉크의 착색재를 제조할 때에 이용된 유기 안료를 이용하여, 상기와 동일하게 하여 원색 에나멜과 전색 에나멜의 도포편을 제조하고, 각 도포편의 L*값을 측색하고, 그의 차이를 ΔLs*값으로 하였다.
얻어진 유색 미소 복합 입자, 컬러 필터용 착색재 및 잉크젯용 잉크의 착색재의 ΔL*값과 표준 시료의 ΔLs*값을 이용하여 식: 착색력(％)=100+{(ΔLs*값-ΔL*값)×10}에 따라서 산출된 값을 착색력(％)으로서 나타내었다.
원색 에나멜의 제조:
상기 시료 10g과 아미노알키드 수지 16g 및 신나 6g을 배합하고, 3㎜φ 유리 비드 90g과 함께 140mL의 유리병에 첨가하고, 이어서 페인트 쉐이커로 45분간 혼합 분산한 후, 아미노알키드 수지 50g을 추가하고, 또한 5분간 페인트 쉐이커로 분산시켜, 원색 에나멜을 제조하였다.
전색 에나멜의 제조:
상기 원색 에나멜 12g과 아밀락 화이트(이산화티탄 분산 아미노알키드 수지) 80g을 배합하고, 페인트 쉐이커로 15분간 혼합 분산시켜서, 전색 에나멜을 제조하였다.
(10) 각 입자의 내광성은, 상술한 착색력을 측정하기 위해서 제조된 원색 에나멜을, 냉간 압연 강판(0.8㎜×70㎜×150㎜)에 150㎛의 두께로 도포, 건조시켜서 도막을 형성하고, 얻어진 측정용 도포편의 반을 금속제 호일로 덮고, 「아이 슈퍼 UV 테스터 SUV-W13)(이와사키 덴끼 가부시끼가이샤 제조)를 이용하여, 자외선을 조사 강도 100㎽/㎠로 6시간 연속 조사한 후, 금속제 호일로 덮음으로써 자외선이 조사되지 않은 부분과 자외선 조사된 부분의 색상(L*값, a*값, b*값)을 각각 측정하 고, 식: ΔE*값=((ΔL*값)2+(Δa*값)2+(Δb*값)2)1/2(단, ΔL*값은 비교되는 시료의 자외선 조사 유무의 L*값의 차이를 나타내고, Δa*값은 비교되는 시료의 자외선 조사 유무의 a*값의 차이를 나타내고, Δb*값은 비교되는 시료의 자외선 조사 유무의 b*값의 차이를 나타냄)에 따라서 산출된 ΔE*값에 의해서 나타내었다.
(11) 복합 입자에 부착되어 있는 유기 안료의 이탈의 정도는, 하기의 방법에 의해 4 단계로 평가하였다. 4가 복합 입자의 입자 표면으로부터의 유기 안료의 이탈량이 적은 것을 나타낸다.
피측정 입자 2g과 에탄올 20mL를 50mL의 삼각 플라스크에 넣고, 60분간 초음파 분산을 행한 후, 회전수 10,000rpm으로 15분간 원심 분리를 행하여, 피측정 입자와 용제 부분을 분리하였다. 얻어진 피측정 입자를 80℃에서 1시간 건조시키고, 전자 현미경 사진에 나타내어지는 시야 내에 존재하는, 이탈하여 재응집한 유기 안료의 개수를 육안으로 관찰하고, 하기 4 단계로 평가하였다.
1: 복합 입자 100개당 30개 이상임.
2: 복합 입자 100개당 10개 이상 30개 미만임.
3: 복합 입자 100개당 5개 이상 10개 미만임.
4: 복합 입자 100개당 5개 미만임.
(12) 각 입자의 내열성은, 상술한 착색력을 측정하기 위해서 제조된 원색 에나멜을, 유리판(0.8㎜×70㎜×150㎜)에 150㎛의 두께로 도포, 건조시켜서 도막을 형성하고, 기어오븐을 이용하여, 240℃에서 1시간 유지한 후, 열처리 시험 전후의 색상(L*값, a*값, b*값)을 각각 측정하고, 식: ΔE*값=((ΔL*값)2+(Δa*값)2+(Δb*값)2)1/2(단, ΔL*값은 비교되는 시료의 열처리 시험 전후의 L*값의 차이를 나타내고, Δa*값은 비교되는 시료의 열처리 시험 전후의 a*값의 차이를 나타내고, Δb*값은 비교되는 시료의 열처리 시험 전후의 b*값의 차이를 나타냄)에 따라서 산출된 ΔE*값에 의해서 나타내었다.
(13) 유색 미소 복합 입자를 포함하는 분산체, 컬러 필터용 착색 조성물 및 잉크젯용 잉크의 개수 환산 분산 평균 입자경 및 체적 환산 분산 평균 입자경은, 동적 광산란법「농후계 입자경 분석기 FPAR-1000」(오오쓰카 덴시 가부시끼가이샤 제조)를 이용하여 측정하였다.
(14) 분산체 및 잉크젯용 잉크의 분산 안정성은, 분산체 25mL를 50mL의 비색관에 넣고, 60℃에서 1주일간 정치한 후, 입자의 침강 정도를 육안으로 평가하고, 하기의 5 단계로 평가를 행하였다.
1: 비착색 부분이 10㎝ 이상임.
2: 비착색 부분이 5㎝ 이상, 10㎝ 미만임.
3: 비착색 부분이 1㎝ 이상, 5㎝ 미만임.
4: 비착색 부분이 1㎝ 미만임.
5: 비착색 부분이 보이지 않음.
(15) 유색 미소 복합 입자를 포함하는 분산체 및 컬러 필터용 착색 조성물의 점도 변화율은, 얻어진 분산체를 60℃에서 1주일간 정치한 후, 「E형 점도계 EMD-R」(가부시끼가이샤 도쿄 게이끼 제조)를 이용하여, 25℃에서 전단 속도 D=383 sec-1에 있어서의 점도치를 측정하고, 정치 전후의 점도의 변화량을 정치전의 값으로 나눈 값을 변화율로 하여 백분율로 나타내었다.
(16) 유색 미소 복합 입자를 포함하는 분산체 및 컬러 필터용 착색 조성물의 착색력은, 수계 분산체의 경우, 유색 미소 복합 입자 및 컬러 필터용 착색재의 농도를 0.08 중량％로 조정한 수용액을, 용제계 분산체의 경우, 유색 미소 복합 입자 및 컬러 필터용 착색재의 농도를 0.08 중량％로 조정한 PGMEA 용액을, 석영셀에 넣고, 가장 광흡수가 큰 파장에서의 흡광 계수를, 「자기 광전 분광 광도계 UV-2100」(가부시끼가이샤 시마즈 세이사꾸쇼 제조)를 이용하여 각각 측정하고, 식: εw=εh/ε0(단, εw는 비흡광 계수를 나타내고, εh는, 각 유색 미소 복합 입자 및 컬러 필터용 착색재의 단위 중량당의 흡광 계수를 나타내고, ε0는 각 유색 미소 복합 입자 및 컬러 필터용 착색재의 원료로서 이용하는 유기 안료의 단위 중량당의 흡광 계수를 나타냄)에 따라서 산출된 비흡광 계수 εw에 의해서 나타내었다. 비흡광 계수의 값이 클수록, 유색 미소 복합 입자를 포함하는 분산체 및 컬러 필터용 착색 조성물의 착색력이 높은 것을 나타낸다.
(17) 컬러 필터용 착색 조성물의 점도는, 얻어진 조성물의 25℃에서의 점도 를, 「E형 점도계 EMD-R」(가부시끼가이샤 도쿄 게이끼 제조)를 이용하여 측정하고, 전단 속도 D=383sec-1에서의 값으로 나타내었다.
(18) 컬러 필터용 착색 조성물의 광투과율은, 유기 안료 농도가 0.008 중량％ 가 되도록 희석된 컬러 필터용 착색 조성물을 석영셀에 넣고, 녹색계 컬러 필터용 착색 조성물의 경우에는 530㎚의 파장의 투과율을, 청색계 컬러 필터용 착색 조성물의 경우에는 460㎚의 파장의 투과율을, 적색계 컬러 필터용 착색 조성물의 경우에는 620㎚의 파장의 투과율을, 황색계 컬러 필터용 착색 조성물의 경우에는 550㎚의 파장의 투과율을, 「자기 광전 분광 광도계 UV-2100」(가부시끼가이샤 시마즈 세이사꾸쇼 제조)를 이용하여 각각 측정하였다.
(19) 컬러 필터용 착색 조성물을 이용하여 얻어진 컬러 필터용 착색 투과막의 색도는, 후술하는 처방에 의해서 제조된 컬러 필터용 착색 조성물을 투명 필름에 150㎛의 두께로 도포, 건조시켜 얻어진 측정용 도포편에 관해서, 「분광측색계 CM-3610d」(미놀타 가부시끼가이샤 제조)를 이용하여 측정을 행하고, CIE(국제 조명 위원회)에 정하는 XY 색도도에 따라서 나타내었다.
(20) 컬러 필터용 착색 조성물을 이용하여 얻어진 컬러 필터용 착색 투과막의 내광성은, 상기 컬러 필터용 착색 조성물을 유리판(0.8㎜×70㎜×150㎜)에 150㎛의 두께로 도포, 건조시켜서 얻어진 측정용 도포편의 일부를 금속제 호일로 덮고, 「아이 슈퍼 UV 테스터」(SUV-W13(이와사키 덴끼 가부시끼가이샤 제조))를 이용하여, 자외선을 조사 강도 100㎽/㎠로 6시간 연속 조사한 후, 금속제 호일로 덮 음으로써 자외선이 조사되지 않은 부분과 자외선 조사된 부분의 색상(L*값, a*값, b*값)을, 「분광측색계 CM-3610d」(미놀타 가부시끼가이샤 제조)를 이용하여 측정하고, 자외선이 조사되지 않은 부분의 측정값을 기준으로, 식: ΔE*값=((ΔL*값)2+(Δa*값)2+(Δb*값)2)1/2(단, ΔL*값은 비교되는 시료의 자외선 조사 유무의 L*값의 차이를 나타내고, Δa*값은 비교되는 시료의 자외선 조사 유무의 a*값의 차이를 나타내고, Δb*값은 비교되는 시료의 자외선 조사 유무의 b*값의 차이를 나타냄)에 따라서 산출된 ΔE*값에 의해서 나타내었다.
(21) 컬러 필터용 착색 조성물을 이용하여 얻어진 컬러 필터용 착색 투과막의 내열성은, 상기 컬러 필터용 착색 조성물을 유리판(0.8㎜×70㎜×150㎜)에 150㎛의 두께로 도포, 건조시켜서 제조한 측정용 도포편을, 기어오븐을 이용하여, 240℃에서 1시간 유지한 후, 열처리 시험 전후의 색상(L*값, a*값, b*값)을 각각 측정하고, 식: ΔE*값=((ΔL*값)2+(Δa*값)2+(Δb*값)2)1/2(단, ΔL*값은, 비교되는 시료의 열처리 시험 전후의 L*값의 차이를 나타내고, Δa*값은 비교되는 시료의 열처리 시험 전후의 a*값의 차이를 나타내고, Δb*값은 비교되는 시료의 열처리 시험 전후의 b*값의 차이를 나타냄)에 따라서 산출된 ΔE*값에 의해서 나타내었다.
(22) 컬러 필터용 착색 조성물을 이용하여 얻어진 컬러 필터용 착색 투과막의 광투과율은, 상기 컬러 필터용 착색 투과막의 색도를 측정하기 위해서 제조된 측정용 도포편을 이용하여, 녹색계 컬러 필터용 착색 투과막의 경우에는 530㎚의 파장의 투과율을, 청색계 컬러 필터용 착색 투과막의 경우에는 460㎚의 파장의 투과율을, 적색계 컬러 필터용 착색 투과막의 경우에는 620㎚의 파장의 투과율을, 황색계 컬러 필터용 착색 투과막의 경우에는 550㎚의 파장의 투과율을 「자기 광전 분광 광도계 UV-2100」(가부시끼가이샤 시마즈 세이사꾸쇼 제조)를 이용하여 측정하였다.
(23) 컬러 필터의 투과율은, 후술하는 방법에 의해서 제조된 컬러 필터를 이용하여, 530㎚, 460㎚ 및 620㎚의 각 파장의 투과율을 「자기 광전 분광 광도계 UV-2100」(가부시끼가이샤 시마즈 세이사꾸쇼 제조)을 이용하여 측정하였다.
(24) 컬러 필터의 콘트라스트는, 후술하는 방법에 의해서 제조된 컬러 필터를 백라이트 상에서, 2장의 편광판 사이에 끼우고, 상기 편광판의 방향을 평행하게 했을 때의 휘도 (A)와 교차시켰을 때의 휘도 (B)를 측정하고, (A)/(B)로 나타내었다.
(25) 잉크젯용 잉크의 착색력은, 잉크젯용 잉크의 착색재의 농도를 0.08 중량％로 조정한 수용액을 석영셀에 넣고, 가장 광흡수가 큰 파장에서의 흡광 계수를 「자기 광전 분광 광도계 UV-2100」(가부시끼가이샤 시마즈 세이사꾸쇼 제조)를 이용하여 각각 측정하고, 식: εw=εh/ε0(단, εw는 비흡광 계수를 나타내고, εh는 각 잉크젯용 잉크의 착색재의 단위 중량당의 흡광 계수를 나타내고, ε0는 각 잉크젯용 잉크의 착색재의 원료로서 이용하는 유기 안료의 단위 중량당의 흡광 계수를 나타냄)에 따라서 산출된 비흡광 계수 εw에 의해서 나타내었다. 비흡광 계수의 값이 클수록, 잉크젯용 잉크의 착색재를 포함하는 분산체의 착색력이 높은 것을 나타낸다.
(26) 잉크젯용 잉크 내의 분산 평균 입자경 Dd50, 분산 입자경 Dd84 및 분산 최대 입자경 Dd99는, 동적 광산란법「농후계 입자경 분석기 FPAR-1000」(오오쓰카 덴시 가부시끼가이샤 제조)를 이용하여 측정하였다. 또한, 기하 표준 편차값(Dd84/Dd50)는, 적산 체하 84.13％에 있어서 입자경(Dd84)/적산 체하 50％에서의 입자경(Dd50)에 따라서 산출된 값으로 나타내었다. 기하 표준 편차값(Dd84/Dd50)이 1에 가까울수록, 잉크젯용 잉크 내에 있어서의 거동 입자경의 입도 분포가 우수한 것을 의미한다.
(27) 잉크젯용 잉크의 개수 환산 분산 입자경의 변화율은, 잉크를 60℃에서 1개월 동안 정치한 후, 상기 동적 광산란법「농후계 입자경 분석기 FPAR-1000」(오오쓰카 덴시 가부시끼가이샤 제조)을 이용하여 측정하고, 정치 전후의 개수 환산 분산 입자경의 변화량을 정치전의 값으로 나눈 값을 변화율로 하여 백분율로 나타내었다.
(28) 잉크젯용 잉크의 색상 및 채도는, 보통지 「KB」(고쿠요 가부시끼가이 샤 제조)에 기록된 인쇄 화상의 색상을「다광원 분광측색계 MSC-IS-2D」(스가 시껭끼 가부시끼가이샤 제조)를 이용하여 JIS Z 8729에 정해진 바에 따라서 표색지수 L*값, a*값, b*값 및 C*값으로 나타내었다.
(29) 잉크젯용 잉크의 내광성은, 보통지「KB」(고쿠요 가부시끼가이샤 제조)에 기록된 인쇄 용지의 반을 금속제 호일로 덮고, 「아이 슈퍼 UV 테스터 SUV-W13」(이와사키 덴끼 가부시끼가이샤 제조)를 이용하여, 자외선을 조사 강도 100㎽/㎠로 6시간 연속 조사한 후, 자외선이 조사된 부분과, 금속제 호일로 덮음으로써 자외선이 조사되지 않은 부분의 색상(L*값, a*값, b*값)을「다광원 분광측색계 MSC-IS-2D」(스가 시껭끼가부시끼가이샤 제조)를 이용하여 각각 측정하고, 금속제 호일로 덮음으로써 자외선이 조사되지 않은 부분의 측정값을 기준으로, 식: ΔE*값=((ΔL*값)2+(Δa*값)2+(Δb*값)2)1/2(단, ΔL*값은 비교되는 시료의 자외선 조사 유무의 L*값의 차이를 나타내고, Δa*값은 비교되는 시료의 자외선 조사 유무의 a*값의 차이를 나타내고, Δb*값은 비교되는 시료의 자외선 조사 유무의 b*값의 차이를 나타냄)에 따라서 산출된 ΔE*값에 의해서 내광성을 나타내었다.
(30) 잉크젯용 잉크의 눈막힘 방지성은, 잉크를 잉크젯 프린터「Deskjet 970Cxi」(HEWLETT PACKARD사 제조)의 카트리지에 넣고, 보통지 「KB」(고쿠요 가부시끼가이샤 제조)에 실온에서 문자 인쇄를 행하고, 문자 인쇄의 흐트러짐, 결손 또 는 불토출의 정도를 육안으로 평가하여, 하기의 5 단계로 평가를 행하였다.
1: 1장째부터 문자 인쇄의 흐트러짐, 결손 또는 불토출이 있음.
2: 5장째부터 문자 인쇄의 흐트러짐, 결손 또는 불토출이 있음.
3: 10장째부터 문자 인쇄의 흐트러짐, 결손 또는 불토출이 있음.
4: 20장째부터 문자 인쇄의 흐트러짐, 결손 또는 불토출이 있음.
5: 25장째부터 문자 인쇄의 흐트러짐, 결손 또는 불토출이 있음.
우선, 본 발명의 제1 내지 제3의 요지에 따른 유색 미소 복합 입자 및 그의 분산체의 실시예(실시예 1 내지 3) 및 이에 대한 비교예(비교예 1 내지 3)를 설명한다.
<복합 입자 1: 복합 입자의 제조>
실리카 1(평균 일차 입자경: 16㎚, BET 비표면적값: 204.3㎡/g, 내광성 ΔE* 5.36) 7.0㎏에, 메틸하이드로젠폴리실록산(상품명: TSF484: GE 도시바 실리콘 가부시끼가이샤 제조) 140g을, 엣지 러너를 가동시키면서 첨가하고, 588N/㎝(60㎏/㎝)의 선하중으로 30분간 혼합교반을 행하였다. 또한, 이때의 교반 속도는 22rpm이었다.
다음으로, 유기 안료 G(종류: 프탈로시아닌계 안료, 평균 입자경: 100㎚, BET 비표면적값: 67.3㎡/g, L*값: 29.77, a*값: -15.30, b*값: -1.12, C*값: 15.34, 내광성 ΔE*: 8.06, 수계의 ζ 전위: -3.6㎷, 용제계의 ζ 전위: -1.5㎷) 7.0㎏를, 엣지 러너를 가동시키면서 30분간에 걸쳐서 첨가하고, 또한 392N/㎝(40㎏/㎝)의 선 하중으로 100분간 혼합교반을 행하여, 메틸하이드로젠폴리실록산 피복에 유기 안료 G를 부착시켰다. 이어서, 건조기를 이용하여 80℃에서 60분간 건조를 행하여, 복합 입자 1을 얻었다. 또한, 이때의 교반 속도는 22rpm이었다.
얻어진 복합 입자 1은, 평균 일차 입자경이 20㎚이고, BET 비표면적값은 78.6㎡/g, L*값은 30.22, a*값은 -14.92, b*값은 -1.10, C*값은 14.96, 유기 안료의 이탈의 정도는 4였다. 또한, 착색력은 93％, 내광성 ΔE*는 2.12, 수계에 있어서의 ζ 전위는 -22.7㎷, 용제계에서의 ζ 전위는 -6.6㎷였다. 메틸하이드로젠폴리실록산의 피복량은 C 환산으로 0.53 중량％였다. 부착되어 있는 유기 안료 G는 C 환산으로 18.15 중량％(실리카 입자 100 중량부에 대하여 100 중량부에 상당함)였다.
얻어진 복합 입자 1의 전자 현미경 사진의 관찰 결과로부터, 첨가된 유기 안료 G의 입자가 거의 보이지 않기 때문에 유기 안료 G의 거의 전량이 메틸하이드로젠폴리실록산 피복에 부착되어 있는 것으로 보였다.
<실시예 1-1: 유색 미소 복합 입자의 제조>
3L의 비이커에, 상기에서 얻어진 복합 입자 (복합 입자 1) 200g과 0.65mol/L의 수산화나트륨 수용액 2L(코어 입자인 실리카 입자 및 표면 개질제를 용해시킬 수 있는 이론량의 0.2배)를 넣고, pH를 13.1로 하여, 60℃에서 30분간 교반하였다. 이것을 여과, 수세한 후, 건조시켜 유색 미소 복합 입자를 얻었다.
얻어진 유색 미소 복합 입자는, 평균 일차 입자경이 15㎚, 개수 환산 평균 입자경이 22㎚, 체적 환산 평균 입자경이 78㎚, BET 비표면적값이 83.6㎡/g이었다. 유색 미소 복합 입자가 내포하는 실리카량은 Si 환산으로 1.06 중량％, 색상 중 L*값은 31.33, a*값은 -14.29, b*값은 -1.10, C*값은 14.33, 착색력은 105％이고, 내광성 ΔE*는 3.56, 수계에 있어서의 ζ 전위는 -13.8㎷, 용제계에서의 ζ 전위는 -6.4㎷였다.
<실시예 2-1: 수계 분산체의 제조>
140mL 유리병에, 실시예 1-1에서 얻어진 유색 미소 복합 입자 15 중량부, 물 100 중량부를 0.35㎜φ 유리 비드 100g과 함께 첨가하고, 페인트 쉐이커로 2시간 분산시켜, 수계 분산체를 얻었다.
얻어진, 유색 미소 복합 입자를 포함하는 수계 분산체의 개수 환산 분산 입자경은 19㎚이고, 체적 환산 분산 입자경은 42㎚, 분산 안정성은 5, 점도의 변화율은 4.8％, 비흡광 계수 εw는 2.46이었다.
<실시예 3-1: 용제계 분산체의 제조>
140mL 유리병에, 실시예 1-1에서 얻어진 유색 미소 복합 입자 15 중량부, PGMEA 100 중량부를 0.35㎜φ 유리 비드 100g과 함께 첨가하고, 페인트 쉐이커로 2시간 혼합 분산시켜 용제계 분산체를 얻었다.
얻어진 유색 미소 복합 입자를 포함하는 용제계 분산체의 개수 환산 분산 입자경은 19㎚이고, 체적 환산 분산 입자경은 48㎚, 분산 안정성은 5, 점도의 변화율은 4.7％, 비흡광 계수 εw는 2.44였다.
복합 입자 1 및 실시예 1-1 내지 3-1에 따라서, 복합 입자, 유색 미소 복합 입자, 수계 분산체, 용제계 분산체를 제조하였다. 각 제조 조건 및 얻어진 복합 입자, 유색 미소 복합 입자, 수계 분산체 및 용제계 분산체의 여러 특성을 이하에 나타내었다.
실리카 1 내지 4:
코어 입자로서, 표 1에 나타내는 특성을 갖는 실리카 입자 1 내지 4를 준비하였다.
유기 안료 G, B, R-1, Y, Bk:
유기 안료로서, 표 2에 나타내는 특성을 갖는 유기 안료를 준비하였다.
Figure 112008016237494-pct00001
Figure 112008016237494-pct00002
<복합 입자의 제조>
복합 입자 2 내지 5:
코어 입자의 종류, 표면 개질제의 종류 및 첨가량, 표면 개질제의 피복 공정에서의 엣지 러너 처리의 선하중 및 시간, 유기 안료의 부착 공정에서의 유기 안료의 종류, 첨가량, 엣지 러너 처리의 선하중 및 시간을 다양하게 변화시킨 것 이외에는, 복합 입자 1과 동일하게 하여 복합 입자를 얻었다. 이때의 제조 조건을 표 3에, 얻어진 복합 입자의 여러 특성을 표 4에 나타내었다.
Figure 112008016237494-pct00003
Figure 112008016237494-pct00004
<유색 미소 복합 입자의 제조>
실시예 1-2 내지 1-8, 비교예 1-1 내지 1-3:
복합 입자의 종류, 알칼리 용해 시에 있어서의 용해액의 pH 및 첨가되는 알칼리의 이론량 대비량, 처리 온도 및 처리 시간을 다양하게 변화시킨 것 이외에는 실시예 1-1과 동일하게 하여 유색 미소 복합 입자를 얻었다. 또한, 복합 입자의 농도(g/100mL)는, 용해액 100mL에 대한 복합 입자의 중량(g)이다. 또한, 실시예 1-2에서는, 건조 공정으로서, 동결 건조를 행하였다. 이때의 제조 조건을 표 5에, 얻어진 유색 미소 복합 입자의 여러 특성을 표 6에 나타내었다.
비교예 1-4(일본 특허 공개 제2005-36150호 공보 실시예 1의 추시 실험)
유기 안료 Y(종류: 퀴노프탈론계 안료, 평균 일차 입자경: 252㎚, BET 비표면적값: 27.9㎡/g, L*값: 84.21, a*값: 3.00, b*값: 91.31, C*값: 91.36, 내광성 ΔE*: 7.22, 수계의 ζ 전위: -3.1mV, 용제계의 ζ 전위: -1.4㎷) 80g, 크실렌 6g, 직경 8㎜의 스틸비드 2㎏를 건식 아트라이터 내에 투입하고, 회전수 300rpm으로 80℃에서 2시간 운전하여, 퀴노프탈론 안료를 얻었다. 얻어진 퀴노프탈론 안료의 여러 특성을 표 6에 나타내었다.
Figure 112008016237494-pct00005
Figure 112008016237494-pct00006
<수계 분산체>
실시예 2-2 내지 2-8, 비교예 2-1 내지 2-10:
유색 미소 복합 입자의 종류 및 배합량을 다양하게 변화시킨 것 이외에는, 실시예 2-1과 동일하게 하여 수계 분산체를 얻었다. 이때의 제조 조건 및 얻어진 수계 분산체의 여러 특성을 표 7에 나타내었다.
실시예 2-9:
유색 미소 복합 입자 100 중량부와 물 100 중량부를 혼합하고, 50℃의 가열 조건 하에서 3축 롤밀을 이용하여 혼련분산시킴으로써, 수계 분산체를 얻었다. 이때의 제조 조건 및 얻어진 수계 분산체의 여러 특성을 표 7에 나타내었다.
Figure 112008016237494-pct00007
<용제계 분산체>
실시예 3-2 내지 3-8, 비교예 3-1 내지 3-10
유색 미소 복합 입자의 종류 및 배합량을 다양하게 변화시킨 것 이외에는, 실시예 3-1과 동일하게 하여 용제계 분산체를 얻었다. 이때의 제조 조건 및 얻어진 용제계 분산체의 여러 특성을 표 8에 나타내었다.
실시예 3-9:
유색 미소 복합 입자 100 중량부와 PGMEA 100 중량부를 혼합하고, 50℃의 가열 조건 하에서 3축 롤밀을 이용하여 혼련분산시킴으로써, 용제계 분산체를 얻었다. 이때의 제조 조건 및 얻어진 용제계 분산체의 여러 특성을 표 8에 나타내었다.
Figure 112008016237494-pct00008
다음으로, 본 발명의 제4 내지 제10의 요지에 따른 컬러 필터용 착색재, 컬러 필터용 착색 조성물 및 컬러 필터의 실시예(실시예 4 내지 9) 및 이에 대한 비교예(비교예 4 내지 9)를 설명한다.
<복합 입자 6: 복합 입자 (G)의 제조>
실리카 1(평균 일차 입자경: 16㎚, BET 비표면적값: 204.3㎡/g, 내광성 ΔE*값: 5.36, 내열성 ΔE*값: 3.46) 3.5㎏에, 메틸하이드로젠폴리실록산(상품명: TSF484: GE 도시바 실리콘 가부시끼가이샤 제조) 70g을, 엣지 러너를 가동시키면서 첨가하고, 588N/㎝(60㎏/㎝)의 선하중으로 30분간 혼합교반을 행하였다. 또한, 이때의 교반 속도는 22rpm이었다.
다음으로, 유기 안료 G(종류: 프탈로시아닌계 안료, 평균 일차 입자경: 100nm, BET 비표면적값: 67.3㎡/g, L*값: 29.77, a*값: -15.30, b*값: -1.12, C*값15.34, 내광성 ΔE*값: 8.06, 내열성 ΔE*값: 7.46, 수계의 ζ 전위: -3.6㎷, 용제계의 ζ 전위: -1.5㎷) 7.0㎏를 엣지 러너를 가동시키면서 30분간에 걸쳐서 첨가하고, 추가로 392N/㎝(40㎏/㎝)의 선하중으로 150분간 혼합교반을 행하여, 메틸하이드로젠폴리실록산 피복에 유기 안료 G를 부착시켜, 복합 입자 6을 얻었다. 또한, 이때의 교반 속도는 22rpm이었다.
얻어진 복합 입자 6은, 평균 일차 입자경이 23㎚이고, BET 비표면적값은 76.9㎡/g, L*값은 30.36, a*값은 -14.79, b*값은 -1.12, C*값은 14.83, 유기 안료의 이탈의 정도는 4였다. 착색력은 96％, 내광성 ΔE*값은 2.28, 내열성 ΔE*값은 2.49, 수계에 있어서의 ζ 전위는 -23.0㎷, 용제계에 있어서의 ζ 전위는 -6.6㎷였다. 또한, 메틸하이드로젠폴리실록산의 피복량은 C 환산으로 0.53 중량％였다. 부착되어 있는 유기 안료 G는 C 환산으로 24.06 중량％(실리카 입자 100 중량부에 대하여 200 중량부에 상당함)였다.
얻어진 복합 입자 6의 전자 현미경 사진의 관찰 결과로부터, 첨가된 유기 안료 G의 입자가 거의 보이지 않기 때문에 유기 안료 G의 거의 전량이 메틸하이드로젠폴리실록산 피복에 부착되어 있는 것으로 보였다.
<복합 입자 7: 복합 입자 (B)의 제조>
유기 안료로서, 유기 안료 B(종류: 프탈로시아닌계 안료, 평균 일차 입자경: 80㎚, BET 비표면적값: 87.9㎡/g, L*값: 23.04, a*값: 5.99, b*값: -13.16, C*값: 14.46, 내광성 ΔE*값: 8.83, 내열성 ΔE*값: 9.04, 수계의 ζ 전위: -2.9㎷, 용제계의 ζ 전위: -1.3㎷)를 사용한 것 이외에는, 복합 입자 6과 동일하게 하여 복합 입자 7을 얻었다.
얻어진 복합 입자 7은, 평균 일차 입자경이 25㎚이고, BET 비표면적값은 90.3㎡/g, L*값은 26.38, a*값은 5.92, b*값은 -12.95, C*값은 14.24, 유기 안료의 이탈의 정도는 4였다. 착색력은 96％, 내광성 ΔE*값은 2.64, 내열성 ΔE*값은 2.75, 수계에 있어서의 ζ 전위는 -22.2㎷, 용제계에서의 ζ 전위는 -6.0㎷였다. 또한, 메틸하이드로젠폴리실록산의 피복량은 C 환산으로 0.54 중량％였다. 부착되어 있는 유기 안료 B는 C 환산으로 44.68 중량％(실리카 입자 100 중량부에 대하여 200 중량부에 상당함)였다.
얻어진 복합 입자 7의 전자 현미경 사진의 관찰 결과로부터, 첨가된 유기 안료 B의 입자가 거의 보이지 않기 때문에 유기 안료 B의 거의 전량이 메틸하이드로젠폴리실록산 피복에 부착되어 있는 것으로 보였다.
<복합 입자 8: 복합 입자 (R)의 제조>
유기 안료로서, 유기 안료 R(종류: 디케토피롤로피롤계 안료, 평균 일차 입자경: 130㎚, BET 비표면적값: 82.4㎡/g, L*값: 38.42, a*값: 43.20, b*값: 23.36, C*값: 49.11, 내광성 ΔE*값: 7.92, 내열성 ΔE*값: 7.28, 수계의 ζ 전위: -2.9㎷, 용제계의 ζ 전위: -1.2㎷)를 사용한 것 이외에는, 복합 입자 6과 동일하게 하여 복합 입자 8을 얻었다.
얻어진 복합 입자 8은, 평균 일차 입자경이 24㎚이고, BET 비표면적값은 85.6㎡/g, L*값은 48.46, a*값은 48.10, b*값은 22.39, C*값은 53.06, 유기 안료의 이탈의 정도는 4였다. 착색력은 96％, 내광성 ΔE*값은 2.48, 내열성 ΔE*값은 2.26, 수계에 있어서의 ζ 전위는 -20.5㎷, 용제계에서의 ζ 전위는 -6.3㎷였다. 또한, 메틸하이드로젠폴리실록산의 피복량은 C 환산으로 0.53 중량％였다. 부착되어 있는 유기 안료 R은 C 환산으로 40.38 중량％(실리카 입자 100 중량부에 대하여 200 중량부에 상당함)였다.
얻어진 복합 입자 8의 전자 현미경 사진의 관찰 결과로부터, 첨가된 유기 안료 R의 입자가 거의 보이지 않기 때문에 유기 안료 R의 거의 전량이 메틸하이드로젠폴리실록산 피복에 부착되어 있는 것으로 보였다.
<실시예 4-1: 컬러 필터용 착색재 (G)의 제조>
3L의 비이커에, 얻어진 복합 입자(복합 입자 6) 200g과 0.44mol/L의 수산화나트륨 수용액 2L(코어 입자인 실리카 입자 및 표면 개질제를 용해시킬 수 있는 이론량의 0.2배)를 넣고, pH를 13.2로 하여, 60℃에서 30분간 교반하였다. 이것을 여과, 수세한 후, 건조시켜 컬러 필터용 착색재 (G)를 얻었다.
얻어진 컬러 필터용 착색재 (G)는, 평균 일차 입자경이 16㎚, 개수 환산 평균 입자경이 23㎚, 체적 환산 평균 입자경이 74㎚, BET 비표면적값이 84.7㎡/g이었다. 컬러 필터용 착색재가 내포하는 실리카량은 Si 환산으로 1.09 중량％, 색상 중 L*값은 31.38, a*값은 -14.29, b*값은 -1.11, C*값은 14.33, 착색력은 106％이고, 내광성 ΔE*값은 3.50, 내열성 ΔE*값은 3.69, 수계에 있어서의 ζ 전위는 -13.9㎷, 용제계에 있어서의 ζ 전위는 -6.5㎷였다.
<실시예 4-2: 컬러 필터용 착색재 (B)의 제조>
복합 입자로서, 복합 입자 7을 이용한 것 이외에는, 컬러 필터용 착색재 (G)와 동일하게 하여, 컬러 필터용 착색재 (B)를 얻었다.
얻어진 컬러 필터용 착색재 (B)는, 평균 일차 입자경이 16㎚, 개수 환산 평균 입자경이 27㎚, 체적 환산 평균 입자경이 78㎚, BET 비표면적값이 95.2㎡/g이었다. 컬러 필터용 착색재가 내포하는 실리카량은 Si 환산으로 0.96 중량％, 색상 중 L*값은 26.49, a*값은 5.83, b*값은 -12.88, C*값은 14.14, 착색력은 106％이고, 내광성 ΔE*값은 3.62, 내열성 ΔE*값은 3.94, 수계에 있어서의 ζ 전위는 -12.9㎷, 용제계에 있어서의 ζ 전위는 -6.1㎷였다.
<실시예 4-3: 컬러 필터용 착색재 (R)의 제조>
복합 입자로서, 복합 입자 8을 이용한 것 이외에는, 컬러 필터용 착색재 (G)와 동일하게 하여, 컬러 필터용 착색재 (R)을 얻었다.
얻어진 컬러 필터용 착색재 (R)는, 평균 일차 입자경이 17㎚, 개수 환산 평균 입자경이 31㎚, 체적 환산 평균 입자경이 84㎚, BET 비표면적값이 88.6㎡/g이었다. 컬러 필터용 착색재가 내포하는 실리카량은 Si 환산으로 1.14 중량％, 색상 중 L*값은 40.19, a*값은 43.26, b*값은 23.51, C*값은 49.24, 착색력은 105％이고, 내광성 ΔE*은 3.24, 내열성 ΔE*는 3.42, 수계에 있어서의 ζ 전위는 -14.0㎷, 용제계에서의 ζ 전위는 -6.6㎷였다.
<실시예 5-1: 컬러 필터용 착색 조성물 (I-G)의 제조>
컬러 필터용 착색재 (G)(실시예 4-1) 100.0 중량부, 분산제(변성 아크릴 블록 공중합체)(상품명: DYSPERBYK-2001: 빅케미 제조) 30.0 중량부, PGMEA 270.0 중량부를, 비드밀을 이용하여 4시간 혼합 분산시켜, 컬러 필터용 착색 조성물 (I-G)를 얻었다.
얻어진 컬러 필터용 착색 조성물 (I-G)의 개수 환산 분산 입자경은 18㎚이고, 체적 환산 분산 입자경은 42㎚, 점도의 변화율은 4.0％, 파장 530㎚의 투과율은 84.6％, 파장 650㎚의 비흡광 계수 εw(중량 기준)는 2.45였다.
<실시예 5-2: 컬러 필터용 착색 조성물 (I-B)의 제조>
컬러 필터용 착색재로서, 컬러 필터용 착색재 (B)를 이용한 것 이외에는, 실시예 5-1과 동일하게 하여, 컬러 필터용 착색 조성물 (I-B)를 얻었다.
얻어진 컬러 필터용 착색 조성물 (I-B)의 개수 환산 분산 입자경은 22㎚이고, 체적 환산 분산 입자경은 37㎚, 점도의 변화율은 4.7％, 파장 460㎚의 투과율은 82.8％, 파장 610㎚의 비흡광 계수 εw(중량 기준)는 2.35였다.
<실시예 5-3: 컬러 필터용 착색 조성물 (I-R)의 제조>
컬러 필터용 착색재로서, 상기 컬러 필터용 착색재 (R)을 이용한 것 이외에는, 실시예 5-1과 동일하게 하여, 컬러 필터용 착색 조성물 (I-R)을 얻었다.
얻어진 컬러 필터용 착색 조성물 (I-R)의 개수 환산 분산 입자경은 28㎚이고, 체적 환산 분산 입자경은 45㎚, 점도의 변화율은 4.9％, 파장 620㎚의 투과율은 89.6％, 파장 550㎚의 비흡광 계수 εw(중량 기준)는 1.94였다.
<실시예 6-1: 컬러 필터용 착색 조성물 (II-G)의 제조>
컬러 필터용 착색 조성물 (I-G)(실시예 5-1) 400.0 중량부, 메틸메타크릴레이트/메타크릴산 공중합체 100.0 중량부를, 비드밀을 이용하여 2시간 혼합 분산시키고, 얻어진 혼련물을 5㎛의 유리 필터로 여과하여, 컬러 필터용 착색 조성물 (II-G)를 얻었다.
얻어진 컬러 필터용 착색 조성물 (II-G)의 개수 환산 분산 입자경은 19㎚이고, 체적 환산 분산 입자경은 44㎚, 점도는 16.6mP·s, 점도의 변화율은 3.9％, 650㎚의 비흡광 계수 εw(중량 기준)는 2.56이었다.
얻어진 컬러 필터용 착색 조성물 (II-G)를 투명 베이스 필름에 150㎛(6mil)의 두께로 도포, 건조시켜서 컬러 필터용 착색 투과막 (II-G)를 얻었다. 얻어진 컬러 필터용 착색 투과막 (II-G)의 색도는, x값이 0.2754, y값이 0.3878, Y값이 70.21, 내광성 ΔE*값이 3.32, 내열성 ΔE*값이 3.51이었다. 파장 530㎚의 투과율은 92.6％, 650㎚의 비흡광 계수 εw(중량 기준)는 2.47이었다.
<실시예 6-2: 컬러 필터용 착색 조성물 (II-B)의 제조>
컬러 필터용 착색 조성물로서, 컬러 필터용 착색 조성물 (I-B)를 이용한 것 이외에는, 실시예 6-1과 동일하게 하여, 컬러 필터용 착색 조성물 (II-B)를 얻었다.
얻어진 컬러 필터용 착색 조성물 (II-B)의 개수 환산 분산 입자경은 23㎚이고, 체적 환산 분산 입자경은 38㎚, 점도는 17.9mPa·s, 점도의 변화율은 4.6％, 610㎚의 비흡광 계수 εw(중량 기준)는 2.47이었다.
얻어진 컬러 필터용 착색 조성물 (II-B)를 투명 베이스 필름에 150㎛(6mil)의 두께로 도포, 건조시켜서 컬러 필터용 착색 투과막 (II-B)를 얻었다. 얻어진 컬러 필터용 착색 투과막 (II-B)의 색도는, x값이 0.1475, y값이 0.2182, Y값이 29.33, 내광성 ΔE*값이 3.42, 내열성 ΔE*값이 3.74였다. 파장 460㎚의 투과율은 91.8％, 610㎚의 비흡광 계수 εw(중량 기준)는 2.36이었다.
<실시예 6-3: 컬러 필터용 착색 조성물 (II-R)의 제조>
컬러 필터용 착색 조성물로서, 컬러 필터용 착색 조성물 (I-R)을 이용한 것 이외에는, 실시예 6-1과 동일하게 하여, 컬러 필터용 착색 조성물 (II-R)을 얻었다.
얻어진 컬러 필터용 착색 조성물 (II-R)의 개수 환산 분산 입자경은 30㎚이고, 체적 환산 분산 입자경은 55㎚, 점도는 19.4mPa·s, 점도의 변화율은 4.7％, 550㎚의 비흡광 계수 εw(중량 기준)는 2.01이었다.
얻어진 컬러 필터용 착색 조성물 (II-R)을 투명 베이스 필름에 150㎛(6mil)의 두께로 도포, 건조시켜서 컬러 필터용 착색 투과막 (II-R)을 얻었다. 얻어진 컬러 필터용 착색 투과막 (II-R)의 색도는, x값이 0.5846, y값이 0.3398, Y값이 23.24, 내광성 ΔE*값이 3.18, 내열성 ΔE*값이 3.36이었다. 파장 620㎚의 투과율은 96.6％, 550㎚의 비흡광 계수 εw(중량 기준)는 1.95였다.
<실시예 7-1: 컬러 필터용 착색 조성물 (III-G)의 제조>
컬러 필터용 착색 조성물 (II-G)(실시예 6-1) 500.0 중량부, 디펜타에리트리톨펜타아크릴레이트 100.0 중량부, 2-(4-메톡시-β-스티릴)-비스(4,6-트리클로로메틸)-s-트리아진 5.0 중량부를 비드밀을 이용하여 2시간 혼합 분산시키고, 얻어진 혼련물을 1㎛의 유리 필터로 여과하여, 컬러 필터용 착색 조성물 (III-G)를 얻었다.
얻어진 컬러 필터용 착색 조성물 (III-G)의 개수 환산 분산 입자경은 17㎚이고, 체적 환산 분산 입자경은 40㎚, 점도는 16.8mPa·s, 점도의 변화율은 3.9％, 650㎚의 비흡광 계수 εw(중량 기준)는 2.55였다.
얻어진 컬러 필터용 착색 조성물 (III-G)를 투명 베이스 필름에 150㎛(6mil)의 두께로 도포, 건조시켜서 컬러 필터용 착색 투과막 (III-G)를 얻었다. 얻어진 컬러 필터용 착색 투과막 (III-G)의 색도는, x값이 0.2755, y값이 0.3877, Y값이 70.36, 내광성 ΔE*값이 3.30, 내열성 ΔE*값이 3.49였다. 파장 530㎚의 투과율은 93.1, 650㎚의 비흡광 계수 εw(중량 기준)는 2.49였다.
<실시예 7-2: 컬러 필터용 착색 조성물 (III-B)의 제조>
컬러 필터용 착색 조성물로서, 컬러 필터용 착색 조성물 (II-B)를 이용한 것 이외에는, 실시예 7-1과 동일하게 하여, 컬러 필터용 착색 조성물 (III-B)를 얻었다.
얻어진 컬러 필터용 착색 조성물 (III-B)의 개수 환산 분산 입자경은 21㎚이고, 체적 환산 분산 입자경은 35㎚, 점도는 17.8mPa·s, 점도의 변화율은 4.6％, 610㎚의 비흡광 계수 εw(중량 기준)는 2.45였다.
상기 컬러 필터용 착색 조성물 (III-B)를 투명 베이스 필름에 150㎛(6mil)의 두께로 도포, 건조시켜서 컬러 필터용 착색 투과막 (III-B)를 얻었다. 얻어진 컬러 필터용 착색 투과막 (III-B)의 색도는, x값이 0.1476, y값이 0.2181, Y값이 29.42, 내광성 ΔE*값이 3.41, 내열성 ΔE*값이 3.71이었다. 파장 460㎚의 투과율은 92.4, 610㎚의 비흡광 계수 εw(중량 기준)는 2.38이었다.
<실시예 7-3: 컬러 필터용 착색 조성물 (III-R)의 제조>
컬러 필터용 착색 조성물로서, 컬러 필터용 착색 조성물 (II-R)을 이용한 것 이외에는, 실시예 7-1과 동일하게 하여, 컬러 필터용 착색 조성물 (III-R)을 얻었다.
얻어진 컬러 필터용 착색 조성물 (III-R)의 개수 환산 분산 입자경은 26㎚이고, 체적 환산 분산 입자경은 51㎚, 점도는 19.6mPa·s, 점도의 변화율은 4.8％, 550㎚의 비흡광 계수 εw(중량 기준)는 2.00이었다.
상기 컬러 필터용 착색 조성물 (III-R)을 투명 베이스 필름에 150㎛(6mil)의 두께로 도포, 건조시켜서 컬러 필터용 착색 투과막 (III-R)을 얻었다. 얻어진 컬러 필터용 착색 투과막 (III-R)의 색도는, x값이 0.5848, y값이 0.3399, Y값이 23.29, 내광성 ΔE*값이 3.14, 내열성 ΔE*값이 3.35였다. 파장 620㎚의 투과율은 97.1, 550㎚의 비흡광 계수 εw(중량 기준)는 1.97이었다.
<실시예 8-1: 컬러 필터용 착색 조성물 (IV-G)의 제조>
컬러 필터용 착색 조성물 (II-G)(실시예 6-1) 500.0 중량부, p-페닐티오페닐디페닐술포늄트리플루오로아세테이트 5.0 중량부를, 샌드 그라인더를 이용하여 분산시키고, 얻어진 혼련물을 1㎛의 유리 필터로 여과하여, 컬러 필터용 착색 조성물 (IV-G)를 얻었다.
얻어진 컬러 필터용 착색 조성물 (IV-G)의 개수 환산 분산 입자경은 18㎚이고, 체적 환산 분산 입자경은 41㎚, 점도는 17.2mPa·s, 점도의 변화율은 4.0％, 650㎚의 비흡광 계수 εw(중량 기준)는 2.53이었다.
얻어진 컬러 필터용 착색 조성물 (IV-G)를 투명 베이스 필름에 150㎛(6mil)의 두께로 도포, 건조시켜서 컬러 필터용 착색 투과막 (IV-G)를 얻었다. 얻어진 컬러 필터용 착색 투과막 (IV-G)의 색도는, x값이 0.2752, y값이 0.3877, Y값이 70.41, 내광성 ΔE*값이 3.28, 내열성 ΔE*값이 3.45였다. 파장 530㎚의 투과율은 93.2, 650㎚의 비흡광 계수 εw(중량 기준)는 2.48이었다.
<실시예 8-2: 컬러 필터용 착색 조성물 (IV-B)의 제조>
컬러 필터용 착색 조성물로서, 컬러 필터용 착색 조성물 (II-B)를 이용한 것 이외에는, 실시예 8-1과 동일하게 하여, 컬러 필터용 착색 조성물 (IV-B)를 얻었다.
얻어진 컬러 필터용 착색 조성물 (IV-B)의 개수 환산 분산 입자경은 21㎚이고, 체적 환산 분산 입자경은 36㎚, 점도는 18.1mPa·s, 점도의 변화율은 4.6％, 610㎚의 비흡광 계수 εw(중량 기준)는 2.44였다.
얻어진 컬러 필터용 착색 조성물 (IV-B)를 투명 베이스 필름에 150㎛(6mil)의 두께로 도포, 건조시켜서 컬러 필터용 착색 투과막 (IV-B)를 얻었다. 얻어진 컬러 필터용 착색 투과막 (IV-B)의 색도는, x값이 0.1475, y값이 0.2179, Y값이 29.44, 내광성 ΔE*는 3.38, 내열성 ΔE*는 3.66이었다. 파장 460㎚의 투과율은 92.5, 610㎚의 비흡광 계수 εw(중량 기준)는 2.38이었다.
<실시예 8-3: 컬러 필터용 착색 조성물 (IV-R)의 제조>
컬러 필터용 착색 조성물로서, 컬러 필터용 착색 조성물 (II-R)을 이용한 것 이외에는, 실시예 8-1과 동일하게 하여, 컬러 필터용 착색 조성물 (IV-R)을 얻었다.
얻어진 컬러 필터용 착색 조성물 (IV-R)의 개수 환산 분산 입자경은 27㎚이고, 체적 환산 분산 입자경은 52㎚, 점도는 20.1mPa·s, 점도의 변화율은 4.9％, 550㎚의 비흡광 계수 εw(중량 기준)는 2.01이었다.
얻어진 컬러 필터용 착색 조성물 (IV-R)을 투명 베이스 필름에 150㎛(6mil)의 두께로 도포, 건조시켜서 컬러 필터용 착색 투과막 (IV-R)을 얻었다. 얻어진 컬러 필터용 착색 투과막 (IV-R)의 색도는, x값이 0.5846, y값이 0.3402, Y값이 23.29, 내광성 ΔE*값이 3.15, 내열성 ΔE*값이 3.34였다. 파장 620㎚의 투과율은 97.3, 550㎚의 비흡광 계수 εw(중량 기준)는 1.96이었다.
<실시예 9-1: 컬러 필터 (I)의 제조>
막두께 1.0㎛의 수지 블랙매트릭스의 패턴이 형성된 무알칼리 유리 기판(두께 0.7㎜) 상에 컬러 필터용 착색 조성물 (II-G)(실시예 6-1)를 스핀 코팅하고, 90℃에서 4분간 핫 플레이트를 이용하여 프리베이킹을 행한 후, 이 막 상에 포지티브형 포토레지스트를 도포하고, 80℃에서 20분간 가열 건조시켜서 레지스트막을 얻었다. 초고압 수은등 2.50㎾를 이용하여, 400mJ/㎠의 광량으로 노광을 행하였다. 이어서, 탄산나트륨 수용액으로 현상을 행한 후, 불필요해진 포토레지스트층을 메틸셀로솔브아세테이트로 박리하였다. 또한, 얻어진 착색막을 질소 분위기 속에서 250℃에서 30분간 가열 처리함으로써 녹색 착색막의 패턴을 얻었다.
그 후, 동일하게 하여, 컬러 필터용 착색 조성물 (II-B), 컬러 필터용 착색 조성물 (II-R)을 이용하여, 각각의 착색막의 패턴을 형성하였다.
얻어진 컬러 필터 (I)의 투과율은, 파장 530㎚가 92.0％, 파장 460㎚가 91.4％, 파장 620㎚가 96.2％이고, 콘트라스트는 1700이었다.
<컬러 필터 (II)의 제조>
막두께 1.0㎛의 수지 블랙매트릭스의 패턴이 형성된 무알칼리 유리 기판(두께 0.7㎜) 상에 컬러 필터용 착색 조성물 (III-G)(실시예 7-1)을 스핀 코팅하고, 90℃에서 4분간 핫 플레이트를 이용하여 프리베이킹을 행한 후, 초고압 수은등 2.50㎾를 이용하여, 400mJ/㎠의 광량으로 패턴 노광을 행하였다. 이어서, 탄산나트륨 수용액으로 현상하여, 미노광 부분의 포토레지스트층을 제거하고, 또한 얻어진 착색막을 질소 분위기 속에서 250℃에서 30분간 가열 처리함으로써 녹색 착색막의 패턴을 얻었다.
그 후, 동일하게 하여, 컬러 필터용 착색 조성물 (III-B), 컬러 필터용 착색 조성물 (III-R)을 이용하여, 각각의 착색막의 패턴을 형성하였다.
얻어진 컬러 필터 (II)의 투과율은, 파장 530㎚가 92.4％, 파장 460㎚가 91.6％, 파장 620㎚가 96.4％이고, 콘트라스트는 1720이었다.
<컬러 필터 (III)의 제조>
컬러 필터용 착색 조성물로서, 컬러 필터용 착색 조성물 (IV-G), 컬러 필터용 착색 조성물 (IV-B), 컬러 필터용 착색 조성물 (IV-R)을 이용한 것 이외에는, 상기 컬러 필터 (II)와 동일하게 하여 컬러 필터 (III)를 얻었다.
얻어진 컬러 필터 (III)의 투과율은, 파장 530㎚가 92.6％, 파장 460㎚가 91.7％, 파장 620㎚가 96.6％이고, 콘트라스트는 1730이었다.
복합 입자 6 및 실시예 4-1 내지 9-1에 따라서, 복합 입자, 컬러 필터용 착색재, 컬러 필터용 착색 조성물 및 컬러 필터를 제조하였다. 각 제조 조건 및 얻어진 복합 입자, 컬러 필터용 착색재, 컬러 필터용 착색 조성물 및 컬러 필터의 여러 특성을 이하에 나타내었다.
실리카 1 내지 4:
코어 입자로서, 표 1에 나타내는 특성을 갖는 실리카 입자 1 내지 4를 준비하였다.
유기 안료 G, B, R, Y:
유기 안료로서, 표 2에 나타내는 특성을 갖는 유기 안료를 준비하였다.
<복합 입자의 제조>
복합 입자 7 내지 12:
코어 입자의 종류, 표면 개질제의 종류 및 첨가량, 표면 개질제의 피복 공정에서의 엣지 러너 처리의 선하중 및 시간, 유기 안료의 부착 공정에서의 유기 안료의 종류, 첨가량, 엣지 러너 처리의 선하중 및 시간을 다양하게 변화시킨 것 이외에는, 복합 입자 6과 동일하게 하여 복합 입자를 얻었다. 이때의 제조 조건을 표 9에, 얻어진 복합 입자의 여러 특성을 표 10에 나타내었다.
Figure 112008016237494-pct00009
Figure 112008016237494-pct00010
<컬러 필터용 착색재의 제조>
실시예 4-2 내지 4-8, 비교예 4-1 내지 4-4:
복합 입자의 종류, 알칼리 용해 시에 있어서의 용해액의 pH 및 첨가되는 알칼리의 이론량 대비량, 처리 온도 및 처리 시간을 다양하게 변화시킨 것 이외에는 실시예 4-1과 동일하게 하여 컬러 필터용 착색재를 얻었다. 또한, 복합 입자의 농도(g/100mL)는, 용해액 100mL에 대한 복합 입자의 중량(g)이다. 또한, 실시예 4-5는, 건조 공정으로서, 동결 건조를 행한 것이다. 이때의 제조 조건을 표 11에, 얻어진 컬러 필터용 착색재의 여러 특성을 표 12에 나타내었다.
Figure 112008016237494-pct00011
Figure 112008016237494-pct00012
비교예 4-5(일본 특허 공개 제2006-91649호 공보 실시예 1 추시 실험):
산슬러리 처리에 의해서 제조된 침상 결정의 디옥사진 바이올렛 안료 4부, 유기 안료 B(종류: 프탈로시아닌계 안료, 평균 일차 입자경: 80㎚, BET 비표면적값: 87.9㎡/g, L*값: 23.04, a*값: 5.99, b*값: -13.16, C*값: 14.46, 내광성 ΔE*값: 8.83, 내열성 ΔE*값: 9.04, 수계의 ζ 전위: -2.9㎷, 용제계의 ζ 전위: -1.3㎷) 36부, 분쇄된 염화나트륨 400부, 디에틸렌글리콜 80부를 2축형 혼련기에 투입하고, 100 내지 110℃에서 8시간 혼련하고, 그 후, 80℃의 1％ 염산 수용액 100부에 상기 혼합물을 취출하고, 1시간 교반한 후, 여과, 탕세, 건조, 분쇄하여, 프탈로시아닌 블루 안료를 얻었다.
비교예 4-6:
유기 안료 G(종류: 프탈로시아닌계 안료, 평균 일차 입자경: 100㎚, BET 비표면적값: 67.3㎡/g, L*값: 29.77, a*값: -15.30, b*값: -1.12, C*값: 15.34, 내광성 ΔE*값: 8.06, 내열성 ΔE*값: 7.46, 수계의 ζ 전위: -3.6㎷, 용제계의 ζ 전위: -1.5㎷) 36부, 분쇄된 염화나트륨 400부, 디에틸렌글리콜 80부를 2축형 혼련기에 투입하고, 100 내지 110℃에서 8시간 혼련하고, 그 후, 80℃의 1％ 염산 수용액 100부에 상기 혼합물을 취출하고, 1시간 교반한 후, 여과, 탕세, 건조, 분쇄하여, 프탈로시아닌 그린 안료를 얻었다.
비교예 4-7:
유기 안료 R(종류: 디케토피롤로피롤계 안료, 평균 일차 입자경: 130㎚, BET 비표면적값: 82.4㎡/g, L*값: 38.42, a*값: 43.20, b*값: 23.36, C*값: 49.11, 내광성 ΔE*값: 7.92, 내열성 ΔE*값: 7.28, 수계의 ζ 전위: -2.9㎷, 용제계의 ζ 전위: -1.2㎷) 36부, 분쇄된 염화나트륨 400부, 디에틸렌글리콜 80부를 2축형 혼련기에 투입하고, 100 내지 110℃에서 8시간 혼련하고, 그 후, 80에서의 1％ 염산 수용액 100부에 상기 혼합물을 취출하고, 1시간 교반한 후, 여과, 탕세, 건조, 분쇄하여, 디케토피롤로피롤 안료를 얻었다.
얻어진 프탈로시아닌 블루 안료, 프탈로시아닌 그린 안료, 디케토피롤로피롤 안료의 여러 특성을 표 12에 나타내었다.
<컬러 필터용 착색 조성물 (I)>
실시예 5-2 내지 5-8, 비교예 5-1 내지 5-14:
컬러 필터용 착색재의 종류, 분산제의 종류 및 배합량 및 용제의 배합량을 다양하게 변화시킨 것 이외에는, 실시예 5-1과 동일하게 하여 컬러 필터용 착색 조성물 (I)을 얻었다. 이때의 제조 조건을 표 13 및 표 14에, 얻어진 컬러 필터용 착색 조성물 (I)의 여러 특성을 표 15 및 표 16에 나타내었다.
Figure 112008016237494-pct00013
Figure 112008016237494-pct00014
Figure 112008016237494-pct00015
Figure 112008016237494-pct00016
실시예 5-9:
컬러 필터용 착색재 100.0 중량부, 분산제(변성 아크릴 블록 공중합체)(상품명: DYSPERBYK-2001: 빅케미 제조) 30.0 중량부, PGMEA 100.0 중량부를 혼합하고, 50℃의 가열 조건 하에서 3축 롤밀을 이용하여 혼련분산시킴으로써, 컬러 필터용 착색 조성물 (I)을 얻었다. 이때의 제조 조건을 표 13에, 얻어진 컬러 필터용 착색 조성물 (I)의 여러 특성을 표 15에 나타내었다.
<컬러 필터용 착색 조성물 (II)>
실시예 6-2 내지 6-8, 비교예 6-1 내지 6-14:
컬러 필터용 착색 조성물 (I)의 종류 및 수지의 배합량을 다양하게 변화시킨 것 이외에는, 실시예 6-1과 동일하게 하여 컬러 필터용 착색 조성물 (II)를 얻었다. 이때의 제조 조건을 표 17에, 얻어진 컬러 필터용 착색 조성물 (II)의 여러 특성을 표 18 및 표 19에, 컬러 필터용 착색 조성물 (II)를 도포하여 얻어진 컬러 필터용 착색 투과막 (II)의 여러 특성을 표 20 및 표 21에 나타내었다.
Figure 112008016237494-pct00017
Figure 112008016237494-pct00018
Figure 112008016237494-pct00019
Figure 112008016237494-pct00020
Figure 112008016237494-pct00021
실시예 6-9:
실시예 5-9에서 얻어진 착색 조성물 (I) 220.0 중량부와 메틸메타크릴레이트/메타크릴산 공중합체 100.0 중량부를 혼합하고, 50℃의 가열 조건 하에서 3축 롤밀을 이용하여 혼련분산시킴으로써, 컬러 필터용 착색 조성물 (II)를 얻었다. 이때의 제조 조건을 표 17에, 얻어진 컬러 필터용 착색 조성물의 여러 특성을 표 18에, 컬러 필터용 착색 조성물 (II)를 도포하여 얻어진 컬러 필터용 착색 투과막 (II)의 여러 특성을 표 20에 나타내었다.
<컬러 필터용 착색 조성물 (III)>
실시예 7-2 내지 7-8, 비교예 7-1 내지 7-14:
컬러 필터용 착색 조성물 (II)의 종류 및 중합 개시제의 배합량을 다양하게 변화시킨 것 이외에는, 실시예 7-1과 동일하게 하여 컬러 필터용 착색 조성물 (III)을 얻었다. 이때의 제조 조건을 표 22에, 얻어진 컬러 필터용 착색 조성물 (III)의 여러 특성을 표 23, 표 24에, 컬러 필터용 착색 조성물 (III)을 도포하여 얻어진 컬러 필터용 착색 투과막 (III)의 여러 특성을 표 25, 표 26에 나타내었다.
Figure 112008016237494-pct00022
Figure 112008016237494-pct00023
Figure 112008016237494-pct00024
Figure 112008016237494-pct00025
Figure 112008016237494-pct00026
실시예 7-9:
실시예 6-9에서 얻어진 착색 조성물 (II) 320.0 중량부, 디펜타에리트리톨펜타아크릴레이트 100.0 중량부 및 2-(4-메톡시-β-스티릴)-비스(4,6-트리클로로메틸)-s-트리아진 2.5 중량부를 혼합하고, 50℃의 가열 조건 하에서 3축 롤밀을 이용하여 혼련분산시킴으로써, 컬러 필터용 착색 조성물 (III)을 얻었다. 이때의 제조 조건을 표 22에, 얻어진 컬러 필터용 착색 조성물의 여러 특성을 표 23에, 컬러 필터용 착색 조성물 (III)을 도포하여 얻어진 컬러 필터용 착색 투과막 (III)의 여러 특성을 표 25에 나타내었다.
<컬러 필터용 착색 조성물 (IV)>
실시예 8-2 내지 8-8, 비교예 8-1 내지 8-14:
컬러 필터용 착색 조성물 (II)의 종류 및 배합량 및 광산발생제의 종류 및 배합량을 다양하게 변화시킨 것 이외에는, 실시예 8-1과 동일하게 하여 컬러 필터용 착색 조성물 (IV)를 얻었다. 이때의 제조 조건을 표 27에, 얻어진 컬러 필터용 착색 조성물 (IV)의 여러 특성을 표 28 및 표 29에, 컬러 필터용 착색 조성물 (IV)를 도포하여 얻어진 컬러 필터용 착색 투과막 (IV)의 여러 특성을 표 30 및 표 31에 나타내었다.
Figure 112008016237494-pct00027
Figure 112008016237494-pct00028
Figure 112008016237494-pct00029
Figure 112008016237494-pct00030
Figure 112008016237494-pct00031
실시예 8-9:
실시예 8-9에서 얻어진 착색 조성물 (II) 320.0 중량부와 p-페닐티오페닐디페닐술포늄트리플루오로아세테이트 2.5 중량부를 혼합하고, 50℃의 가열 조건 하에서 3축 롤밀을 이용하여 혼련분산시킴으로써, 컬러 필터용 착색 조성물 (IV)를 얻었다. 이때의 제조 조건을 표 27에, 얻어진 컬러 필터용 착색 조성물의 여러 특성을 표 28에, 컬러 필터용 착색 조성물 (IV)를 도포하여 얻어진 컬러 필터용 착색 투과막 (IV)의 여러 특성을 표 30에 나타내었다.
<컬러 필터>
실시예 9-2 내지 9-6, 비교예 9-1 내지 9-3:
컬러 필터용 착색 조성물의 종류를 다양하게 변화시킨 것 이외에는, 실시예 9-1과 동일하게 하여 컬러 필터 (I)를 얻었다. 이때의 제조 조건 및 얻어진 컬러 필터의 여러 특성을 표 32 및 표 33에 나타내었다.
Figure 112008016237494-pct00032
Figure 112008016237494-pct00033
실시예 9-8 내지 9-12, 비교예 9-4 내지 9-6:
컬러 필터용 착색 조성물의 종류를 다양하게 변화시킨 것 이외에는, 실시예 9-7과 동일하게 하여 컬러 필터 (II)를 얻었다. 이때의 제조 조건 및 얻어진 컬러 필터의 여러 특성을 표 32 및 표 33에 나타내었다.
실시예 9-14 내지 9-18, 비교예 9-7 내지 9-9:
컬러 필터용 착색 조성물의 종류를 다양하게 변화시킨 것 이외에는, 실시예 9-13과 동일하게 하여 컬러 필터 (III)를 얻었다. 이때의 제조 조건 및 얻어진 컬러 필터의 여러 특성을 표 32 및 표 33에 나타내었다.
다음으로, 본 발명의 제11 내지 제12의 요지에 따른 잉크젯용 잉크의 착색재 및 잉크젯용 잉크의 실시예(실시예 10 내지 11) 및 이에 대한 비교예(비교예 10 내지 11)를 설명한다.
<복합 입자 13: 복합 입자의 제조>
실리카 1(평균 일차 입자경: 16㎚, BET 비표면적값: 204.3㎡/g, 내광성 ΔE* 5.36) 7.0㎏에, 메틸하이드로젠폴리실록산(상품명: TSF484: GE 도시바 실리콘 가부시끼가이샤 제조) 140g을, 엣지 러너를 가동시키면서 첨가하고, 588N/㎝의 선하중으로 30분간 혼합교반을 행하였다. 또한, 이때의 교반 속도는 22rpm이었다.
다음으로, 유기 안료 B(종류: 프탈로시아닌계 안료, 평균 입자경: 80㎚, BET 비표면적값: 87.9㎡/g, 기하 표준 편차값: 2.15, L*값: 23.04, a*값: 5.99, b*값: -13.16, C*값: 14.46, 내광성 ΔE*: 8.83, ζ 전위: -2.9㎷) 7.0㎏를, 엣지 러너를 가동시키면서 30분간에 걸쳐서 첨가하고, 또한 392N/㎝의 선하중으로 120분간 혼합교반을 행하여, 메틸하이드로젠폴리실록산 피복에 유기 안료 B를 부착시켜, 복합 입자 13를 얻었다. 또한, 이때의 교반 속도는 22rpm이었다.
얻어진 복합 입자 13은, 평균 일차 입자경이 20㎚이고, BET 비표면적값은 89.1㎡/g, 개수 환산 평균 입자경은 26㎚, 체적 환산 평균 입자경은 94㎚, 기하 표준 편차값은 1.26이었다. 색상 중 L*값은 26.95, a*값은 5.74, b*값은 -12.66, C*값은 13.90이고, 유기 안료의 이탈의 정도는 4였다. 착색력은 93％, 내광성 ΔE*는 2.15, ζ 전위는 -22.8㎷였다. 또한, 메틸하이드로젠폴리실록산의 피복량은 C 환산으로 0.53 중량％였다. 부착되어 있는 유기 안료 B는 C 환산으로 33.19 중량％(실리카 입자 100 중량부에 대하여 약100 중량부에 상당함)였다.
얻어진 복합 입자 13의 전자 현미경 사진의 관찰 결과로부터, 첨가된 유기 안료 B의 입자가 거의 보이지 않기 때문에 유기 안료 B의 거의 전량이 메틸하이드로젠폴리실록산 피복에 부착되어 있는 것으로 보였다.
<실시예 10-1: 잉크젯용 잉크의 착색재의 제조>
3L의 비이커에, 상기에서 얻어진 복합 입자(복합 입자 13) 200g과 0.65mol/L의 수산화나트륨 수용액 2L(코어 입자인 실리카 입자 및 표면 개질제를 용해시킬 수 있는 이론량의 0.2배)를 넣고, pH를 13.1로 하여, 60℃에서 30분간 교반하였다. 이것을 여과, 수세한 후, 건조시켜 잉크젯용 잉크의 착색재를 얻었다.
얻어진 잉크젯용 잉크의 착색재는, 잉크젯용 잉크의 착색재가 내포하는 실리카량이 Si 환산으로 1.04 중량％, 평균 일차 입자경이 15㎚, BET 비표면적값이 82.4㎡/g, 개수 환산 평균 입자경이 21㎚, 체적 환산 평균 입자경이 75㎚, 기하 표준 편차값이 1.31이었다. 색상 중 L*값은 25.39, a*값은 -5.90, b*값은 -12.95, C*값은 14.23, 착색력은 105％이고, 내광성 ΔE*는 3.54, ζ 전위는 -13.6㎷였다.
<실시예 11-1: 잉크젯용 잉크의 제조>
샌드 밀에 이온 교환수 67.7 중량부, 폴리옥시에틸렌라우릴에테르 1.3 중량부를 넣고 혼합한 후, 상기 혼합 용액에 착색재 5.0 중량부, 디에틸렌글리콜 10 중량부, 글리세린 10 중량부, 트리에틸렌글리콜모노부틸에테르 5 중량부, 트리에탄올아민 0.8 중량부 및 소포제(실리콘계 소포제) 0.2 중량부를 첨가하고 3시간 혼합 분산시킨 후, 0.5㎛의 멤브레인 필터를 이용하여 여과함으로써, 잉크젯용 잉크를 얻었다.
얻어진 잉크젯용 잉크는, 잉크 내의 개수 환산 분산 평균 입자경이 18㎚, 체적 환산 분산 평균 입자경이 51㎚, 분산 안정성 중 육안 평가가 5, 개수 환산 분산 입자경의 변화율이 6.8％, 색상은 L*값이 27.68, a*값이 5.42, b*값이 -13.04, C*값이 14.12, 비흡광 계수 εw가 2.28, 내광성 ΔE*값이 1.73, 눈막힘 방지성이 5였다.
복합 입자 13 및 실시예 10-1에 따라서, 복합 입자, 잉크젯용 잉크의 착색재 및 잉크젯용 잉크를 제조하였다. 각 제조 조건 및 얻어진 복합 입자, 잉크젯용 잉크의 착색재 및 잉크젯용 잉크의 여러 특성을 이하에 나타내었다.
실리카 1 및 2:
코어 입자로서, 표 1에 나타내는 특성을 갖는 실리카 입자 1 및 2를 준비하였다.
유기 안료 B, R-1, Y, G:
유기 안료로서, 표 2에 나타내는 특성을 갖는 유기 안료를 준비하였다.
<복합 입자의 제조>
복합 입자 14 내지 16:
코어 입자의 종류, 표면 개질제의 종류 및 첨가량, 표면 개질제의 피복 공정에서의 엣지 러너 처리의 선하중 및 시간, 유기 안료의 부착 공정에서의 유기 안료의 종류, 첨가량, 엣지 러너 처리의 선하중 및 시간을 다양하게 변화시킨 것 이외에는, 복합 입자 13과 동일하게 하여 복합 입자를 얻었다. 이때의 제조 조건을 표 34에, 얻어진 복합 입자의 여러 특성을 표 35에 나타내었다.
Figure 112008016237494-pct00034
Figure 112008016237494-pct00035
<잉크젯용 잉크의 착색재의 제조>
실시예 10-2 내지 10-7, 비교예 10-1 내지 10-3:
복합 입자의 종류, 알칼리 용해 시에 있어서의 용해액의 pH 및 첨가되는 알칼리의 이론량 대비량, 처리 온도 및 처리 시간을 다양하게 변화시킨 것 이외에는, 실시예 10-1과 동일하게 하여 잉크젯용 잉크의 착색재를 얻었다. 또한, 복합 입자의 농도(g/100mL)는, 용해액 100mL에 대한 복합 입자의 중량(g)이다. 또한, 실시예 10-2는 건조 공정으로서 동결 건조를 행한 것이다. 이때의 제조 조건을 표 36에, 얻어진 잉크젯용 잉크의 착색재의 여러 특성을 표 37에 나타내었다.
Figure 112008016237494-pct00036
Figure 112008016237494-pct00037
<잉크젯용 잉크>
실시예 11-2 내지 11-7, 비교예 11-1 내지 11-11:
잉크젯용 잉크의 착색재의 종류를 다양하게 변화시킨 것 이외에는, 실시예 11-1과 동일하게 하여 잉크젯용 잉크를 얻었다. 이때의 제조 조건을 표 38에, 얻어진 잉크젯용 잉크의 여러 특성을 표 39 및 표 40에 나타내었다.
Figure 112008016237494-pct00038
Figure 112011035038971-pct00041
Figure 112008016237494-pct00040

Claims (18)

  1. 실리카와 유기 안료를 포함하는 유색 미소 복합 입자이며, 실리카가 유기 안료에 내포되어 있고, 실리카의 양이 유색 미소 복합 입자에 대하여, Si 환산으로 0.001 내지 7 중량％인 유색 미소 복합 입자.
  2. 제1항에 있어서, 개수 환산 평균 입자경이 200㎚ 이하이고, 체적 환산 평균 입자경이 200㎚ 이하인 유색 미소 복합 입자.
  3. 제1항에 기재된 유색 미소 복합 입자를 용매에 분산시켜 이루어지는 분산체.
  4. 제3항에 있어서, 용매가 물, 수용성 유기 용제 또는 물과 수용성 유기 용제의 혼합 매체인 분산체.
  5. 제3항에 있어서, 용매가 유기 용제인 분산체.
  6. 실리카 입자에 표면 개질제를 첨가하고, 혼합교반하여 실리카 입자의 입자 표면에 표면 개질제를 피복시키고, 이어서 유기 안료를 첨가하고, 혼합교반하여 표면 개질제로 피복된 실리카 입자의 입자 표면에 유기 안료를 부착시켜 복합 입자를 얻고, 얻어진 복합 입자 내의 실리카 입자의 일부 및 표면 개질제의 적어도 일부를 알칼리 용액을 사용하여 용해시키는 것을 포함하는, 제1항에 기재된 유색 미소 복합 입자의 제조 방법.
  7. 제1항에 기재된 유색 미소 복합 입자를 포함하는 컬러 필터용 착색재.
  8. 제7항에 기재된 컬러 필터용 착색재가 착색 조성물 구성 기재에 분산되어 이루어지는 컬러 필터용 착색 조성물.
  9. 제8항에 있어서, 컬러 필터용 착색재의 양이 착색 조성물 구성 기재 100 중량부에 대하여 3 내지 300 중량부인 컬러 필터용 착색 조성물.
  10. 제8항에 기재된 컬러 필터용 착색 조성물이 산성기, 잠재성 산성기 또는 산성기 및 잠재성 산성기를 갖는 투명 수지 용액 내에 분산되어 이루어지는 컬러 필터용 착색 조성물.
  11. 제10항에 있어서, 개수 환산 분산 평균 입자경이 1 내지 200㎚이고, 체적 환산 분산 평균 입자경이 1 내지 200nm인 컬러 필터용 착색 조성물.
  12. 제10항에 있어서, 광 라디칼 중합 개시제 및 에틸렌성 불포화 이중 결합을 2개 이상 갖는 다관능성 단량체를 추가로 함유하는 컬러 필터용 착색 조성물.
  13. 제10항에 있어서, 광산발생제를 추가로 함유하는 컬러 필터용 착색 조성물.
  14. 제10항, 제12항 및 제13항 중 어느 한 항에 기재된 컬러 필터용 착색 조성물의 도막 형성물을 포함하는 컬러 필터.
  15. 제14항에 있어서, 광투과율이 각 색의 투과 영역에서 75％ 이상이고, 콘트라스트가 800 이상인 컬러 필터.
  16. 제1항에 기재된 유색 미소 복합 입자를 포함하는 잉크젯용 잉크의 착색재.
  17. 제16항에 기재된 잉크젯용 잉크의 착색재가 잉크 구성 용액에 분산되어 이루어지는 잉크젯용 잉크.
  18. 제17항에 있어서, 잉크젯용 잉크의 착색재의 양이 잉크 구성 용액에 대하여 1 내지 20 중량％인 잉크젯용 잉크.
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