KR102031127B1 - 염료 분산액 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 염료가 분산제에 의해 용제 중에 분산되어 이루어지는 염료 분산액으로서, 염료는 쿠마린 염료를 포함하고, 쿠마린 염료의 함유량은, 염료의 총량에 대하여, 40 질량% 이상 100 질량% 이하인 염료 분산액을 제공하는 것을 목적으로 한다.

Description

염료 분산액{DYE DISPERSION}
본 발명은 염료 분산액 등에 관한 것이다.
염료는, 예컨대, 섬유 재료, 액정 표시 장치, 잉크젯 등의 분야에서 반사광 또는 투과광을 이용하여 색 표시하기 위해서 사용되고 있다. 일본 특허 공개 제2006-154740호 공보에는, 이러한 염료로서, 쿠마린 6(하기 화학식으로 표시되는 화합물)이 기재되어 있다.
Figure 112014093513651-pat00001
본 발명은, 내열성이 우수하고, 액정 표시 장치 등의 표시 장치의 컬러 필터로서 적합한 염료 분산제를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 이하의 발명을 포함한다.
[1] 염료가 분산제에 의해 용제 중에 분산되어 이루어지는 염료 분산액으로서,
염료는 쿠마린 염료를 포함하고, 실질적으로 안료를 포함하지 않으며,
쿠마린 염료의 함유량은, 염료의 총량에 대하여, 40 질량% 이상 100 질량% 이하인 염료 분산액.
[2] 분산제의 아민가가 0∼200 mgKOH/g인 [1]에 기재된 염료 분산액.
[3] 용제는, 에테르에스테르 용제를 포함하는 [1] 또는 [2]에 기재된 염료 분산액.
[4] 에테르에스테르 용제의 함유량은, 용제의 총량에 대하여, 40 질량% 이상 100 질량% 이하인 [3]에 기재된 염료 분산액.
[5] 수지를 더 포함하는 [1] 내지 [4] 중 어느 하나에 기재된 염료 분산액.
[6] [1] 내지 [5] 중 어느 하나에 기재된 염료 분산액과, 중합성 화합물과, 중합 개시제를 포함하는 착색 경화성 조성물.
[7] [1] 내지 [6] 중 어느 하나에 기재된 염료 분산액과, 중합성 화합물과, 중합 개시제를 혼합하여 이루어지는 착색 경화성 조성물.
[8] 안료, 용제, 그리고 안료 분산제 및 수지로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 1종을 더 포함하는 안료 조성물을 포함하는 [6] 또는 [7]에 기재된 착색 경화성 조성물.
[9] [6] 내지 [8] 중 어느 하나에 기재된 착색 경화성 조성물에 의해 형성되는 컬러 필터.
[10] [9]에 기재된 컬러 필터를 포함하는 표시 장치.
본 발명의 염료 분산액은, 내열성이 우수하고, 명도가 높은 컬러 필터를 얻을 수 있는 착색 경화성 조성물의 재료로서 유용하다.
1. 염료 분산액
본 발명의 염료 분산액은, 염료(A)가 분산제(D)에 의해 용제(B) 중에 분산되어 이루어지고, 염료(A)는, 쿠마린 염료(A1)를 포함하며, 또한, 쿠마린 염료(A1)의 함유량이, 착색제의 총량에 대하여, 40 질량% 이상 100 질량% 이하이다.
본 발명의 염료 분산액은, 실질적으로 안료를 포함하지 않고, 안료를 포함하지 않아도 좋다.
본 발명의 염료 분산액을 이용하면, 명도가 높은 컬러 필터를 제조할 수 있는 착색 경화성 조성물을 얻을 수 있다.
이하, 각 성분에 대해서 상세히 설명한다. 또한, 본 명세서에 있어서, 각 성분으로서 예시하는 화합물은, 특별히 언급하지 않는 한, 단독으로 또는 복수 종을 조합하여 사용할 수 있다.
1-1. 염료(A)
염료(A)는, 쿠마린 염료(A1)를 포함한다. 쿠마린 염료(A1)의 함유량은, 염료(A)의 총량에 대하여, 40 질량% 이상 100 질량% 이하이며, 바람직하게는 60 질량% 이상이다. 염료(A)는, 쿠마린 염료(A1) 이외의 염료[「그 밖의 염료(A2)」라고 하는 경우가 있음]를 더 포함하여도 좋다.
1-1-1. 쿠마린 염료(A1)
쿠마린 염료(A1)는, 분자 내에 쿠마린 골격을 갖는 염료이다. 쿠마린 염료(A1)로는, 화학식 (4a)로 표시되는 화합물[이하, 「화합물 (4a)」라고 하는 경우가 있음] 또는 화학식 (4a')로 표시되는 화합물[이하, 「화합물 (4a')」라고 하는 경우가 있음]을 포함하는 염료가 바람직하다.
Figure 112014093513651-pat00002
Figure 112014093513651-pat00003
[화학식 (4a) 및 화학식 (4a')에서,
L은 탄소수 1∼20의 2가의 탄화수소기를 나타낸다. 상기 2가의 탄화수소기를 구성하는 메틸렌기는, 산소 원자, 황 원자, -N(R65)-, 술포닐기 또는 카르보닐기로 치환되어 있어도 좋고, 상기 2가의 탄화수소기에 포함되는 수소 원자는 시아노기, 니트로기, 카르바모일기, 술파모일기, 술포기, 카르복시기, 히드록시기, 염소 원자, 브롬 원자, 이미다졸-1-일기 또는 아미노로 치환되어 있어도 좋다.
X1은 산소 원자, 황 원자 또는 -N(R65)-를 나타낸다.
A는 탄소수 6∼20의 방향족기를 나타낸다. 상기 방향족기에 포함되는 수소 원자는, 할로겐 원자, 시아노기, 니트로기, 카르바모일기, 술파모일기, 술포기, 카르복시기, 히드록시기, 이미다졸-1-일기, 아미노기 또는 탄소수 1∼20의 1가의 탄화수소기로 치환되어 있어도 좋다. 상기 1가의 탄화수소기를 구성하는 메틸렌기는, 산소 원자, 황 원자, -N(R65)-, 술포닐기 또는 카르보닐기로 치환되어 있어도 좋고, 상기 1가의 탄화수소기에 포함되는 수소 원자는, 할로겐 원자, 시아노기, 니트로기, 카르바모일기, 술파모일기, 술포기, 카르복시기, 히드록시기, 이미다졸-1-일기 또는 아미노기로 치환되어 있어도 좋다.
R56∼R59는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 탄소수 1∼20의 1가의 탄화수소기를 나타내거나 혹은 R56과 R58이 결합되어 인접하는 벤젠 고리 상의 탄소 원자 및 인접하는 질소 원자와 함께 고리를 형성하고, 또는 R57과 R59가 결합되어 인접하는 벤젠 고리 상의 탄소 원자 및 인접하는 질소 원자와 함께 고리를 형성한다. 상기 1가의 탄화수소기를 구성하는 메틸렌기는, 산소 원자, 황 원자, -N(R65)-, 술포닐기 또는 카르보닐기로 치환되어 있어도 좋고, 상기 1가의 탄화수소기에 포함되는 수소 원자는, 할로겐 원자, 시아노기, 니트로기, 카르바모일기, 술파모일기, 술포기, 카르복시기, 히드록시기, 이미다졸-1-일기 또는 아미노기로 치환되어 있어도 좋다.
R60∼R64는 각각 독립적으로 수소 원자, 할로겐 원자, 시아노기, 니트로기, 카르바모일기, 술파모일기, 술포기, 카르복시기, 히드록시기, 아미노기 또는 탄소수 1∼20의 1가의 탄화수소기를 나타내거나 R60과 R61이 결합되어 인접하는 탄소 원자와 함께 고리를 형성하거나 혹은 R62와 R63이 결합되어 인접하는 탄소 원자와 함께 고리를 형성한다. 상기 1가의 탄화수소기를 구성하는 메틸렌기는, 산소 원자, 황 원자, -N(R65)-, 술포닐기 또는 카르보닐기로 치환되어 있어도 좋고, 상기 1가의 탄화수소기에 포함되는 수소 원자는, 할로겐 원자, 시아노기, 니트로기, 카르바모일기, 술파모일기, 술포기, 카르복시기, 히드록시기, 이미다졸-1-일기 또는 아미노기로 치환되어 있어도 좋다.
R65는 수소 원자 또는 탄소수 1∼20의 1가의 탄화수소기를 나타낸다. R65가 복수 존재하는 경우, 이들은 서로 동일하거나 또는 상이하다.]
술포기는, -SO3M으로 표시되는 기를 나타내고, 카르복시기는 -CO2M으로 표시되는 기를 나타낸다. M은, 수소 원자 또는 알칼리 금속 원자를 나타내고, 바람직하게는 수소 원자, 나트륨 원자 또는 칼륨 원자이며, 보다 바람직하게는 수소 원자이다.
L로 표시되는 기로는, 탄소수 1∼20, 바람직하게는 탄소수 1∼10의 알킬렌기; 탄소수 2∼10의 알킬리덴기, 탄소수 1∼10의 알킬기, 탄소수 3∼10의 지환식 탄화수소기 또는 탄소수 6∼14의 방향족 탄화수소기를 갖는 2가의 탄화수소기; 시아노기, 니트로기, 카르바모일기, 술파모일기, 술포기, 카르복시기, 히드록시기, 염소 원자, 브롬 원자, 이미다졸-1-일기 또는 아미노기를 갖는 상기 알킬렌기; 카르보닐기; -N(R65)-; 산소 원자; 술포닐기; 황 원자; 등을 들 수 있다.
L로 표시되는 기의 구체예로서, 화학식 (L1)∼화학식 (L29)로 표시되는 기 및 이들 기에 포함되는 수소 원자가 시아노기, 니트로기, 카르바모일기, 술파모일기, 술포기, 카르복시기, 히드록시기, 염소 원자, 브롬 원자, 이미다졸-1-일기 또는 아미노기로 치환된 기를 들 수 있다. 화학식 (L1)∼화학식 (L29)에서, ●은 결합수(手)를 나타낸다.
Figure 112014093513651-pat00004
Figure 112014093513651-pat00005
Figure 112014093513651-pat00006
Figure 112014093513651-pat00007
Figure 112014093513651-pat00008
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Figure 112014093513651-pat00010
Figure 112014093513651-pat00011
L은 치환기를 갖고 있어도 좋은 메틸렌기 또는 술포닐기인 것이 바람직하다.
바람직한 L로는, 구체적으로는, 각각 화학식 (L1) 및 화학식 (L3)∼화학식 (L14)로 표시되는 기를 들 수 있다. 그 중에서도 화학식 (L1), 화학식 (L3), 화학식 (L10), 화학식 (L13) 및 화학식 (L14)로 표시되는 기가 바람직하고, 그 중에서도 화학식 (L1), 화학식 (L3), 화학식 (L13) 및 화학식 (L14)로 표시되는 기가 보다 바람직하다. L이 이들 기이면, 원료를 입수하기 쉽다.
X1은 산소 원자, 황 원자 또는 -N(R65)-를 나타내고, 산소 원자 및 황 원자가 바람직하며, 산소 원자가 보다 바람직하다. X1이 산소 원자이면, 본 발명의 화합물을 포함하는 착색 경화성 수지 조성물로부터 형성되는 녹색 컬러 필터의 명도가 높은 경향이 있다.
A로 표시되는 탄소수 6∼20의 방향족기로는, 탄소수 6∼20의 방향족 탄화수소기, 탄소수 6∼20의 방향족 복소환을 갖는 기, 상기 방향족 탄화수소기와 상기 방향족 복소환이 연결되어 이루어지는 기 등을 들 수 있다. 상기 방향족 탄화수소기 및 방향족 복소환은 각각 단환이어도 좋고, 다환이어도 좋다. 상기 방향족 복소환에 있어서의 헤테로 원자로는, 질소 원자, 산소 원자나 황 원자를 들 수 있다.
A로 표시되는 기로는, 화학식 (A1)∼화학식 (A12)로 표시되는 기, 및, 이들 기에 포함되는 수소 원자가, 할로겐 원자, 시아노기, 니트로기, 카르바모일기, 술파모일기, 술포기, 카르복시기, 히드록시기, 이미다졸-1-일기, 아미노기 또는 탄소수 1∼20의 1가의 탄화수소기로 치환된 기를 들 수 있다.
상기 1가의 탄화수소기를 구성하는 메틸렌기는, 산소 원자, 황 원자, -N(R65)-, 술포닐기 또는 카르보닐기로 치환되어 있어도 좋고, 상기 1가의 탄화수소기에 포함되는 수소 원자는, 할로겐 원자, 시아노기, 니트로기, 카르바모일기, 술파모일기, 술포기, 카르복시기, 히드록시기, 이미다졸-1-일기 또는 아미노기로 치환되어 있어도 좋다.
A로 표시되는 기로는, 특히 화학식 (A12)로 표시되는 기가 바람직하다. 하기 화학식 (A1)∼화학식 (A12)에서, R56∼R64 및 X는 각각 상기와 동일하며, ●는 L과의 결합수를 나타낸다.
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Figure 112014093513651-pat00013
Figure 112014093513651-pat00014
Figure 112014093513651-pat00015
R56∼R64에 있어서의 할로겐 원자로는, 불소 원자, 염소 원자, 브롬 원자 및 요오드 원자를 들 수 있다.
R56∼R64에 있어서의 탄소수 1∼20의 1가의 탄화수소기로는, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기, 이소프로페닐기, 1-프로페닐기, 2-프로페닐기, 부틸기, 이소부틸기, sec-부틸기, tert-부틸기, (2-에틸)부틸기, 2-부테닐기, 1,3-부타디에닐기, 펜틸기, 이소펜틸기, 3-펜틸기, 네오펜틸기, tert-펜틸기, 1-메틸펜틸기, 2-메틸펜틸기, 2-펜테닐기, (3-에틸)펜틸기, 헥실기, 이소헥실기, 5-메틸헥실기, (2-에틸)헥실기, 헵틸기, (3-에틸)헵틸기, 옥틸기, 노닐기, 데실기, 운데실기, 도데실기, 옥타데실기 등의 지방족 탄화수소기;
시클로프로필기, 시클로부틸기, 시클로펜틸기, 시클로헥실기, 시클로헥세닐기, 시클로헵틸기, 1-메틸시클로헥실기, 2-메틸시클로헥실기, 3-메틸시클로헥실기, 4-메틸시클로헥실기, 1,2-디메틸시클로헥실기, 1,3-디메틸시클로헥실기, 1,4-디메틸시클로헥실기, 2,3-디메틸시클로헥실기, 2,4-디메틸시클로헥실기, 2,5-디메틸시클로헥실기, 2,6-디메틸시클로헥실기, 3,4-디메틸시클로헥실기, 3,5-디메틸시클로헥실기, 2,2-디메틸시클로헥실기, 3,3-디메틸시클로헥실기, 4,4-디메틸시클로헥실기, 2,4,6-트리메틸시클로헥실기, 2,2,6,6-테트라메틸시클로헥실기, 3,3,5,5-테트라메틸시클로헥실기 등의 지환식 탄화수소기;
페닐기, o-톨릴기, m-톨릴기, p-톨릴기, 크실릴기, 메시틸기, o-쿠메닐기, m-쿠메닐기, p-쿠메닐기, 벤질기, 페네틸기, 비페닐일기, 1-나프틸기, 2-나프틸기 등의 방향족 탄화수소기; 및,
이들을 조합한 기를 들 수 있다.
이들 1가의 탄화수소기를 구성하는 메틸렌기가, 산소 원자, 황 원자, -N(R65)-, 술포닐기 또는 카르보닐기로 치환된 기, 1가의 탄화수소기에 포함되는 수소 원자가, 할로겐 원자, 시아노기, 니트로기, 카르바모일기, 술파모일기, 술포기, 카르복시기, 히드록시기 또는 아미노기로 치환된 기로는,
메톡시기, 에톡시기, 프로폭시기, 이소프로폭시기, 부톡시기, 이소부톡시기, sec-부톡시기, tert-부톡시기, 펜틸옥시기, (2-에틸)헥실옥시기 등의 알콕시기;
페녹시기 등의 아릴옥시기;
벤질옥시기 등의 아랄킬옥시기;
메톡시카르보닐기, 에톡시카르보닐기, 프로폭시카르보닐기 등의 알콕시카르보닐기;
아세톡시기, 벤조일옥시기 등의 아실옥시기;
N-메틸카르바모일기, N-에틸카르바모일기, N-프로필카르바모일기, N-이소프로필카르바모일기, N-부틸카르바모일기, N-이소부틸카르바모일기, N-sec-부틸카르바모일기, N-tert-부틸카르바모일기, N-펜틸카르바모일기, N-(1-에틸프로필)카르바모일기, N-(1,1-디메틸프로필)카르바모일기, N-(1,2-디메틸프로필)카르바모일기, N-(2,2-디메틸프로필)카르바모일기, N-(1-메틸부틸)카르바모일기, N-(2-메틸부틸)카르바모일기, N-(3-메틸부틸)카르바모일기, N-시클로펜틸카르바모일기, N-헥실카르바모일기, N-(1,3-디메틸부틸)카르바모일기, N-(3,3-디메틸부틸)카르바모일기, N-헵틸카르바모일기, N-(1-메틸헥실)카르바모일기, N-(1,4-디메틸펜틸)카르바모일기, N-옥틸카르바모일기, N-(2-에틸헥실)카르바모일기, N-(1,5-디메틸)헥실카르바모일기, N-(1,1,2,2-테트라메틸부틸)카르바모일기 등의 N-1 치환 카르바모일기;
N,N-디메틸카르바모일기, N,N-에틸메틸카르바모일기, N,N-디에틸카르바모일기, N,N-프로필메틸카르바모일기, N,N-이소프로필메틸카르바모일기, N,N-tert-부틸메틸카르바모일기, N,N-부틸에틸카르바모일기, N,N-비스(1-메틸프로필)카르바모일기, N,N-헵틸메틸카르바모일기, N,N-비스(2-에틸헥실)카르바모일기 등의 N,N-2 치환 카르바모일기;
N-메틸술파모일기, N-에틸술파모일기, N-프로필술파모일기, N-이소프로필술파모일기, N-부틸술파모일기, N-이소부틸술파모일기, N-sec-부틸술파모일기, N-tert-부틸술파모일기, N-펜틸술파모일기, N-(1-에틸프로필)술파모일기, N-(1,1-디메틸프로필)술파모일기, N-(1,2-디메틸프로필)술파모일기, N-(2,2-디메틸프로필)술파모일기, N-(1-메틸부틸)술파모일기, N-(2-메틸부틸)술파모일기, N-(3-메틸부틸)술파모일기, N-시클로펜틸술파모일기, N-헥실술파모일기, N-(1,3-디메틸부틸)술파모일기, N-(3,3-디메틸부틸)술파모일기, N-헵틸술파모일기, N-(1-메틸헥실)술파모일기, N-(1,4-디메틸펜틸)술파모일기, N-옥틸술파모일기, N-(2-에틸헥실)술파모일기, N-(1,5-디메틸)헥실술파모일기, N-(1,1,2,2-테트라메틸부틸)술파모일기 등의 N-1 치환 술파모일기;
N,N-디메틸술파모일기, N,N-에틸메틸술파모일기, N,N-디에틸술파모일기, N,N-프로필메틸술파모일기, N,N-이소프로필메틸술파모일기, N,N-tert-부틸메틸술파모일기, N,N-부틸에틸술파모일기, N,N-비스(1-메틸프로필)술파모일기, N,N-헵틸메틸술파모일기, N,N-비스(2-에틸헥실)술파모일기 등의 N, N-2 치환 술파모일기;
N-메틸아미노기, N-에틸아미노기, N-프로필아미노기, N-이소프로필아미노기, N-부틸아미노기, N-이소부틸아미노기, N-sec-부틸아미노기, N-tert-부틸아미노기, N-펜틸아미노기, N-(1-에틸프로필)아미노기, N-(1,1-디메틸프로필)아미노기, N-(1,2-디메틸프로필)아미노기, N-(2,2-디메틸프로필)아미노기, N-(1-메틸부틸)아미노기, N-(2-메틸부틸)아미노기, N-(3-메틸부틸)아미노기, N-시클로펜틸아미노기, N-헥실아미노기, N-(1,3-디메틸부틸)아미노기, N-(3,3-디메틸부틸)아미노기, N-헵틸아미노기, N-(1-메틸헥실)아미노기, N-(1,4-디메틸펜틸)아미노기, N-옥틸아미노기, N-(2-에틸헥실)아미노기, N-(1,5-디메틸)헥실아미노기, N-(1,1,2,2-테트라메틸부틸)아미노기 등의 N-알킬아미노기;
N,N-디메틸아미노기, N,N-에틸메틸아미노기, N,N-디에틸아미노기, N,N-프로필메틸아미노기, N,N-이소프로필메틸아미노기, N,N-tert-부틸메틸아미노기, N,N-부틸에틸아미노기, N,N-비스(1-메틸프로필)아미노기, N,N-헵틸메틸아미노기, N,N-비스(2-에틸헥실)아미노기 등의 N,N-디알킬아미노기;
N-메틸아미노메틸기, N-에틸아미노메틸기, N-프로필아미노메틸기, N-이소프로필아미노메틸기, N-부틸아미노메틸기, N-이소부틸아미노메틸기, N-sec-부틸아미노메틸기, N-tert-부틸아미노메틸기, N-펜틸아미노메틸기, N-(1-에틸프로필)아미노메틸기, N-(1,1-디메틸프로필)아미노메틸기, N-(1,2-디메틸프로필)아미노메틸기, N-(2,2-디메틸프로필)아미노메틸기, N-(1-메틸부틸)아미노메틸기, N-(2-메틸부틸)아미노메틸기, N-(3-메틸부틸)아미노메틸기, N-시클로펜틸아미노메틸기, N-헥실아미노메틸기, N-(1,3-디메틸부틸)아미노메틸기, N-(3,3-디메틸부틸)아미노메틸기, N-헵틸아미노메틸기, N-(1-메틸헥실)아미노메틸기, N-(1,4-디메틸펜틸)아미노메틸기, N-옥틸아미노메틸기, N-(2-에틸헥실)아미노메틸기, N-(1,5-디메틸)헥실아미노메틸기, N-(1,1,2,2-테트라메틸부틸)아미노메틸기 등의 N-알킬아미노메틸기;
N,N-디메틸아미노메틸기, N,N-에틸메틸아미노메틸기, N,N-디에틸아미노메틸기, N,N-프로필메틸아미노메틸기, N,N-이소프로필메틸아미노메틸기, N,N-tert-부틸메틸아미노메틸기, N,N-부틸에틸아미노메틸기, N,N-비스(1-메틸프로필)아미노메틸기, N,N-헵틸메틸아미노메틸기, N,N-비스(2-에틸헥실)아미노메틸기 등의 N,N-디알킬아미노메틸기;
트리플루오로메틸기, 퍼플루오로에틸기, 퍼플루오로프로필기, 퍼플루오로이소프로필기, 퍼플루오로이소프로페닐기, 퍼플루오로(1-프로페닐)기, 퍼플루오로(2-프로페닐)기, 퍼플루오로부틸기, 퍼플루오로이소부틸기, 퍼플루오로(sec-부틸)기, 퍼플루오로(tert-부틸)기, 퍼플루오로(2-부테닐)기, 퍼플루오로(1,3-부타디에닐)기, 퍼플루오로펜틸기, 퍼플루오로(이소펜틸)기, 퍼플루오로(3-펜틸)기, 퍼플루오로네오펜틸기, 퍼플루오로(tert-펜틸)기, 퍼플루오로(1-메틸펜틸)기, 퍼플루오로(2-메틸펜틸)기, 퍼플루오로(2-펜테닐)기, 퍼플루오로헥실기, 퍼플루오로이소헥실기, 퍼플루오로(5-메틸헥실)기, 퍼플루오로(2-에틸헥실)기, 퍼플루오로헵틸기, 퍼플루오로옥틸기, 퍼플루오로노닐기, 퍼플루오로데실기, 퍼플루오로운데실기, 퍼플루오로도데실기, 퍼플루오로옥타데실기 등의 불소 원자를 갖는 지방족 탄화수소기;
퍼플루오로시클로프로필기, 퍼플루오로시클로부틸기, 퍼플루오로시클로펜틸기, 퍼플루오로시클로헥실기, 퍼플루오로시클로헥세닐기, 퍼플루오로시클로헵틸기, 퍼플루오로(1-메틸시클로헥실)기, 퍼플루오로(2-메틸시클로헥실)기, 퍼플루오로(3-메틸시클로헥실)기, 퍼플루오로(4-메틸시클로헥실)기, 퍼플루오로(1,2-디메틸시클로헥실)기, 퍼플루오로(1,3-디메틸시클로헥실)기, 퍼플루오로(1,4-디메틸시클로헥실)기, 퍼플루오로(2,3-디메틸시클로헥실)기, 퍼플루오로(2,4-디메틸시클로헥실)기, 퍼플루오로(2,5-디메틸시클로헥실)기, 퍼플루오로(2,6-디메틸시클로헥실)기, 퍼플루오로(3,4-디메틸시클로헥실)기, 퍼플루오로(3,5-디메틸시클로헥실)기, 퍼플루오로(2,2-디메틸시클로헥실)기, 퍼플루오로(3,3-디메틸시클로헥실)기, 퍼플루오로(4,4-디메틸시클로헥실)기, 퍼플루오로(2,4,6-트리메틸시클로헥실)기, 퍼플루오로(2,2,6,6-테트라메틸시클로헥실)기, 퍼플루오로(3,3,5,5-테트라메틸시클로헥실)기 등의 불소 원자를 갖는 지환식 탄화수소기;
퍼플루오로페닐기, 퍼플루오로(o-톨릴)기, 퍼플루오로(m-톨릴)기, 퍼플루오로(p-톨릴)기, 퍼플루오로크실릴기, 퍼플루오로메시틸기, 퍼플루오로(o-쿠메닐)기, 퍼플루오로(m-쿠메닐)기, 퍼플루오로(p-쿠메닐)기, 퍼플루오로벤질기, 퍼플루오로페네틸기, 퍼플루오로비페닐일기, 퍼플루오로(1-나프틸)기, 퍼플루오로(2-나프틸)기, 1-트리플루오로메틸페닐기, 2-트리플루오로메틸페닐기, 3-트리플루오로메틸페닐기, 4-트리플루오로메틸페닐기 등의 불소 원자를 갖는 방향족 탄화수소기;
퍼플루오로메톡시기, 퍼플루오로에톡시기, 퍼플루오로프로폭시기, 퍼플루오로(이소프로폭시)기, 퍼플루오로부톡시기, 퍼플루오로(이소부톡시)기, 퍼플루오로(sec-부톡시)기, 퍼플루오로(tert-부톡시)기, 퍼플루오로펜틸옥시기, 퍼플루오로페녹시기, 퍼플루오로벤질옥시기, 2,2,2-트리플루오로에톡시기, (퍼플루오로에틸)메톡시기, (퍼플루오로프로필)메톡시기, (퍼플루오로(이소프로필))메톡시기, (퍼플루오로(이소프로페닐))메톡시기, (퍼플루오로(1-프로페닐))메톡시기, (퍼플루오로(2-프로페닐))메톡시기, (퍼플루오로부틸)메톡시기, (퍼플루오로(이소부틸))메톡시기, (퍼플루오로(sec-부틸))메톡시기, (퍼플루오로(tert-부틸))메톡시기, (퍼플루오로(2-부테닐))메톡시기, (퍼플루오로(1,3-부타디에닐))메톡시기, (퍼플루오로펜틸)메톡시기, (퍼플루오로(이소펜틸))메톡시기, (퍼플루오로(3-펜틸))메톡시기, (퍼플루오로(네오펜틸))메톡시기, (퍼플루오로(tert-펜틸))메톡시기, (퍼플루오로(1-메틸펜틸))메톡시기, (퍼플루오로(2-메틸펜틸))메톡시기, (퍼플루오로(2-펜테닐))메톡시기, (퍼플루오로헥실)메톡시기, (퍼플루오로(이소헥실))메톡시기, (퍼플루오로(5-메틸헥실))메톡시기, (퍼플루오로((2-에틸)헥실))메톡시기, (퍼플루오로헵틸)메톡시기, (퍼플루오로옥틸)메톡시기, (퍼플루오로노닐)메톡시기, (퍼플루오로데실)메톡시기, (퍼플루오로운데실기)메톡시기, (퍼플루오로도데실)메톡시기, (퍼플루오로옥타데실)메톡시기 등의 불소 원자를 갖는 치환 알콕시기;
2,3-비스(트리플루오로메틸)페닐메틸기, 2,4-비스(트리플루오로메틸)페닐메틸기, 2,5-비스(트리플루오로메틸)페닐메틸기, 2,6-비스(트리플루오로메틸)페닐메틸기, 3,4-비스(트리플루오로메틸)페닐메틸기, 3,5-비스(트리플루오로메틸)페닐메틸기 등의 불소 원자를 갖는 치환 페닐메틸기;를 들 수 있다.
R56 및 R57로는, 탄소수 1∼20의 지방족 탄화수소기, 탄소수 3∼20의 지환식 탄화수소기 및 탄소수 6∼20의 방향족 탄화수소기가 바람직하다. 상기 지방족 탄화수소기에 포함되는 수소 원자는, 상기 지환식 탄화수소기 또는 상기 방향족 탄화수소기로 치환되어 있어도 좋다. 상기 지환식 탄화수소기에 포함되는 수소 원자는, 상기 지방족 탄화수소기, 상기 지환식 탄화수소기 또는 상기 방향족 탄화수소기로 치환되어 있어도 좋다. 상기 방향족 탄화수소기에 포함되는 수소 원자는, 상기 지방족 탄화수소기, 상기 지환식 탄화수소기 또는 상기 방향족 탄화수소기로 치환되어 있어도 좋다.
R56으로는, 탄소수 1∼10의 지방족 탄화수소기가 바람직하다. 그 중에서도, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기, 부틸기, 헥실기, (2-에틸)헥실기 및 옥틸기가 보다 바람직하고, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기, 부틸기, 헥실기 및 (2-에틸)헥실기가 더욱 바람직하며, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기, 부틸기, (2-에틸)헥실기가 특히 바람직하다.
R57로는, 탄소수 1∼10의 지방족 탄화수소기가 바람직하다. 그 중에서도, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기, 부틸기, 헥실기, (2-에틸)헥실기 및 옥틸기가 보다 바람직하고, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기, 부틸기, 헥실기 및 (2-에틸)헥실기가 더욱 바람직하며, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기, 부틸기, 헥실기 및 (2-에틸)헥실기가 특히 바람직하다.
R58∼R64는 모두 수소 원자인 것이 바람직하다.
R65에 있어서의 탄소수 1∼20의 1가의 탄화수소기로는, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기, 이소프로페닐기, 1-프로페닐기, 2-프로페닐기, 부틸기, 이소부틸기, sec-부틸기, tert-부틸기, (2-에틸)부틸기, 2-부테닐기, 1,3-부타디에닐기, 펜틸기, 이소펜틸기, 3-펜틸기, 네오펜틸기, tert-펜틸기, 1-메틸펜틸기, 2-메틸펜틸기, 2-펜테닐기, (3-에틸)펜틸기, 헥실기, 이소헥실기, 5-메틸헥실기, (2-에틸)헥실기, 헵틸기, (3-에틸)헵틸기, 옥틸기, 노닐기, 데실기, 운데실기, 도데실기, 옥타데실기 등의 지방족 탄화수소기;
시클로프로필기, 시클로부틸기, 시클로펜틸기, 시클로헥실기, 시클로헥세닐기, 시클로헵틸기, 1-메틸시클로헥실기, 2-메틸시클로헥실기, 3-메틸시클로헥실기, 4-메틸시클로헥실기, 1,2-디메틸시클로헥실기, 1,3-디메틸시클로헥실기, 1,4-디메틸시클로헥실기, 2,3-디메틸시클로헥실기, 2,4-디메틸시클로헥실기, 2,5-디메틸시클로헥실기, 2,6-디메틸시클로헥실기, 3,4-디메틸시클로헥실기, 3,5-디메틸시클로헥실기, 2,2-디메틸시클로헥실기, 3,3-디메틸시클로헥실기, 4,4-디메틸시클로헥실기, 2,4,6-트리메틸시클로헥실기, 2,2,6,6-테트라메틸시클로헥실기, 3,3,5,5-테트라메틸시클로헥실기 등의 지환식 탄화수소기;
페닐기, o-톨릴기, m-톨릴기, p-톨릴기, 크실릴기, 메시틸기, o-쿠메닐기, m-쿠메닐기, p-쿠메닐기, 벤질기, 페네틸기, 비페닐일기, 1-나프틸기, 2-나프틸기 등의 방향족 탄화수소기;
및, 이들을 조합한 기를 들 수 있다.
화합물 (4a')로는, 구체적으로 이하에 나타내는 화합물을 들 수 있다.
Figure 112014093513651-pat00016
Figure 112014093513651-pat00017
Figure 112014093513651-pat00018
Figure 112014093513651-pat00019
Figure 112014093513651-pat00020
Figure 112014093513651-pat00021
Figure 112014093513651-pat00022
Figure 112014093513651-pat00023
화합물 (4a)는, 예컨대, Dyes and Pigments(2008), 77, 556-558에 기재된 방법에 준하여 제조할 수 있다. 구체적으로는, 화학식 (pa1)로 표시되는 화합물, 화학식 (pa2)로 표시되는 화합물 및 시아노아세트산에틸을, 안식향산 및 용매의 존재 하에서, 고리화 반응시킴으로써 제조할 수 있다. 반응 온도는, 0℃∼200℃가 바람직하고, 100℃∼150℃가 보다 바람직하다. 반응 시간은, 1시간∼24시간이 바람직하고, 8시간∼18시간이 보다 바람직하며, 8시간∼16시간이 더욱 바람직하다. 상기 용매로는, 메탄올, 에탄올, 2-프로판올, 1-부탄올, 1-펜탄올, 1-옥탄올 및 N-메틸피롤리돈을 들 수 있고, 1-펜탄올이 바람직하다.
Figure 112014093513651-pat00024
[화학식 (pa1) 및 화학식 (pa2)에서, R56∼R60, R62∼R64, A, X1 및 L은 각각 상기와 동일한 의미를 나타낸다.]
화학식 (pa1)로 표시되는 화합물의 사용량은, 화학식 (pa2)로 표시되는 화합물 1몰에 대하여, 통상 1몰∼10몰이고, 바람직하게는 1몰∼2몰이며, 보다 바람직하게는 1몰이다. 시아노아세트산에틸의 사용량은, 화학식 (pa2)로 표시되는 화합물 1몰에 대하여, 통상 1몰∼10몰이고, 바람직하게는 1몰∼2몰이며, 보다 바람직하게는 1몰이다. 안식향산의 사용량은, 화학식 (pa2)로 표시되는 화합물 1몰에 대하여, 통상 0.3몰∼3몰이고, 바람직하게는 0.3몰∼0.6몰이며, 보다 바람직하게는 0.3몰∼0.4몰이다.
화합물 (4a')는 화학식 (pa1)로 표시되는 화합물, 화학식 (pa3)으로 표시되는 화합물 및 시아노아세트산에틸을, 안식향산 및 용매의 존재 하에서, 고리화 반응시킴으로써 제조할 수 있다. 반응 온도는, 0℃∼200℃가 바람직하고, 100℃∼150℃가 보다 바람직하다. 반응 시간은, 1시간∼24시간이 바람직하고, 8시간∼18시간이 보다 바람직하며, 8시간∼16시간이 더욱 바람직하다. 상기 용매로는, 메탄올, 에탄올, 2-프로판올, 1-부탄올, 1-펜탄올, 1-옥탄올 및 N-메틸피롤리돈 등을 들 수 있고, 1-펜탄올이 바람직하다.
Figure 112014093513651-pat00025
[화학식 (pa3)에서, R62∼R64, X1 및 L은 각각 상기와 동일한 의미를 나타낸다.]
화학식 (pa1)로 표시되는 화합물의 사용량은, 화학식 (pa3)으로 표시되는 화합물 1몰에 대하여, 통상 2몰 이상 20몰 이하이고, 바람직하게는 2몰∼4몰이며, 보다 바람직하게는 2몰이다. 시아노아세트산에틸의 사용량은, 화학식 (pa3)으로 표시되는 화합물 1몰에 대하여, 통상 2몰∼20몰이고, 바람직하게는 2몰∼4몰이며, 보다 바람직하게는 2몰이다. 안식향산의 사용량은, 화학식 (pa3)으로 표시되는 화합물 1몰에 대하여, 통상 0.6몰∼6몰이고, 바람직하게는 0.6몰∼1.2몰이며, 보다 바람직하게는 0.6몰∼0.7몰이다.
반응 혼합물로부터 화합물 (4a) 또는 화합물 (4a')를 취득하는 방법은 특별히 한정되지 않고, JP2013-151668A1에 기재된 방법 등, 공지된 여러 가지 수법을 채용할 수 있다.
1-1-2. 그 밖의 염료(A2)
그 밖의 염료(A2)로는, 쿠마린 염료(A1) 이외의 염료라면 특별히 한정되지 않는다. 염료(A2)로는, 직접 염료 및 매염 염료 중 어느 것이어도 좋고, 유용성(油溶性) 염료, 산성 염료, 염기성 염료, 산성 염료의 아민염이나 산성 염료의 술폰아미드 유도체 등의 염료를 들 수 있다. 염료(A2)로는, 예컨대, 컬러 인덱스(The Society of Dyens and Colourists 출판)에서 염료, 즉 C.I. 피그먼트 이외로 색상을 갖는 것으로 분류되어 있는 화합물이나, 염색 노트(시키센샤)에 기재되어 있는 공지된 염료를 들 수 있다.
화학 구조로 나타낸 경우, 염료(A2)로는, 아조 염료, 트리알릴메탄 염료, 안트라퀴논 염료, 시아닌 염료, 프탈로시아닌 염료, 나프토퀴논 염료, 퀴논이민 염료, 메틴 염료, 아조메틴 염료, 스쿠아릴리움 염료, 아크리딘 염료, 스티릴 염료, 크산텐 염료, 퀴놀린 염료 및 니트로 염료 등을 들 수 있다.
1-2. 용제(B)
용제(B)로는, 특별히 한정되지 않고, 해당 분야에서 통상 사용되는 용제를 이용할 수 있다. 예컨대, 에스테르 용제(분자 내에 -COO-를 포함하고, -O-를 포함하지 않는 용제), 에테르 용제(분자 내에 -O-를 포함하고, -COO-를 포함하지 않는 용제), 에테르에스테르 용제(분자 내에 -COO-와 -O-를 포함하는 용제), 케톤 용제(분자 내에 -CO-를 포함하고, -COO-를 포함하지 않는 용제), 알코올 용제(분자 내에 OH를 포함하고, -O-, -CO- 및 -COO-를 포함하지 않는 용제), 방향족 탄화수소 용제, 아미드 용제, 디메틸술폭시드 등 중에서 선택하여 이용할 수 있다.
에스테르 용제로는, 젖산메틸, 젖산에틸, 젖산부틸, 2-히드록시이소부탄산메틸, 아세트산에틸, 아세트산n-부틸, 아세트산이소부틸, 포름산펜틸, 아세트산이소펜틸, 프로피온산부틸, 부티르산이소프로필, 부티르산에틸, 부티르산부틸, 피루브산메틸, 피루브산에틸, 피루브산프로필, 아세토아세트산메틸, 아세토아세트산에틸, 시클로헥산올아세테이트, γ-부티로락톤, 프로필렌글리콜디아세테이트, 1,3-부틸렌글리콜디아세테이트 등을 들 수 있다.
에테르 용제로는, 에틸렌글리콜모노메틸에테르, 에틸렌글리콜모노에틸에테르, 에틸렌글리콜모노프로필에테르, 에틸렌글리콜모노부틸에테르 등의 에틸렌글리콜모노알킬에테르류; 디에틸렌글리콜모노메틸에테르, 디에틸렌글리콜모노에틸에테르, 디에틸렌글리콜모노부틸에테르 등의 디에틸렌글리콜모노알킬에테르류; 프로필렌글리콜모노메틸에테르, 프로필렌글리콜모노에틸에테르, 프로필렌글리콜모노프로필에테르, 프로필렌글리콜모노부틸에테르 등의 프로필렌글리콜모노알킬에테르류; 테트라히드로푸란, 테트라히드로피란, 1,4-디옥산 등의 환상 에테르류; 디에틸렌글리콜디메틸에테르, 디에틸렌글리콜디에틸에테르, 디에틸렌글리콜에틸메틸에테르, 디에틸렌글리콜디프로필에테르, 디에틸렌글리콜디부틸에테르 등의 디에틸렌글리콜디알킬에테르류; 디프로필렌글리콜디메틸에테르 등의 디프로필렌글리콜디알킬에테르류; 아니솔, 페네톨, 메틸아니솔 등의 페놀에테르류; 3-메톡시-1-부탄올, 3-메톡시-3-메틸부탄올 등을 들 수 있다.
에테르에스테르 용제로는, 에틸렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 에틸렌글리콜모노에틸에테르아세테이트 등의 에틸렌글리콜모노알킬에테르아세테이트류; 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노프로필에테르아세테이트 등의 프로필렌글리콜모노알킬에테르아세테이트류; 디에틸렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 디에틸렌글리콜모노부틸에테르아세테이트 등의 디에틸렌글리콜모노알킬에테르아세테이트류; 디프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 등의 디프로필렌글리콜모노알킬에테르아세테이트류; 메톡시아세트산메틸, 메톡시아세트산에틸, 메톡시아세트산부틸, 에톡시아세트산메틸, 에톡시아세트산에틸, 3-메톡시프로피온산메틸, 3-메톡시프로피온산에틸, 3-에톡시프로피온산메틸, 3-에톡시프로피온산에틸, 2-메톡시프로피온산메틸, 2-메톡시프로피온산에틸, 2-메톡시프로피온산프로필, 2-에톡시프로피온산메틸, 2-에톡시프로피온산에틸, 2-메톡시-2-메틸프로피온산메틸, 2-에톡시-2-메틸프로피온산에틸, 3-메톡시부틸아세테이트, 3-메틸-3-메톡시부틸아세테이트 등을 들 수 있다.
케톤 용제로는, 4-히드록시-4-메틸-2-펜타논, 아세톤, 2-부탄온, 2-헵타논, 3-헵타논, 4-헵타논, 4-메틸-2-펜타논, 시클로펜타논, 시클로헥사논, 이소포론 등을 들 수 있다.
알코올 용제로는, 메탄올, 에탄올, 프로판올, 부탄올, 헥산올, 시클로헥산올, 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 글리세린 등을 들 수 있다.
방향족 탄화수소 용제로는, 벤젠, 톨루엔, 크실렌, 메시틸렌 등을 들 수 있다.
아미드 용제로는, N,N-디메틸포름아미드, N,N-디메틸아세트아미드, N-메틸피롤리돈 등을 들 수 있다.
용제(B)는, 에테르에스테르 용제를 포함하는 것이 바람직하다. 에테르에스테르 용제로는, 에틸렌글리콜모노알킬에테르아세테이트류, 프로필렌글리콜모노알킬에테르아세테이트류 및 디에틸렌글리콜모노알킬에테르아세테이트류로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 1종의 용제가 보다 바람직하고, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트가 더욱 바람직하다.
용제(B)가, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 등의 에테르에스테르 용제를 포함하는 경우, 상기 용제의 함유량은, 용제(B)의 총량에 대하여, 바람직하게는 40 질량% 이상 100 질량% 이하, 보다 바람직하게는 40 질량% 이상 99 질량% 이하이며, 분산 안정성의 점에서, 바람직하게는 50 질량% 이상 100 질량% 이하, 보다 바람직하게는 50 질량% 이상 99 질량% 이하이다.
용제(B)가 혼합 용제인 경우, 에테르에스테르 용제와 조합하는 용제는, 바람직하게는, 에테르 용제 및 케톤 용제로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 1종의 용제이며, 보다 바람직하게는, 프로필렌글리콜모노메틸에테르 및 4-히드록시-4-메틸-2-펜타논으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 1종의 용제이다.
용제(B)가, 이러한 용제이면, 본 발명의 염료 분산액으로부터 조제되는 착색 경화성 조성물에 의해, 명도가 높은 컬러 필터를 제조할 수 있기 때문에 바람직하다.
용제(B)로는, 도포성, 건조성의 점에서, 1 atm에 있어서의 비점이 120℃ 이상 180℃ 이하의 유기 용제인 것이 바람직하고, 염료(A)의 용해도(23℃)가 5 질량% 이하의 용제인 것이 바람직하며, 염료(A)의 용해도(23℃)가 0.3∼3 질량%의 용제인 것이 보다 바람직하다.
본 발명의 염료 분산액은, 분산제(D)를 더 포함한다.
1-3. 분산제(D)
분산제(D)로는, 착색제의 분산에 이용되는 것이면 한정되지 않고, 예컨대 고분자 분산제를 들 수 있다.
분산제(D)의 아민가는, 바람직하게는 0∼200 mgKOH/g이고, 보다 바람직하게는 0∼120 mgKOH/g이며, 더욱 바람직하게는 0∼80 mgKOH/g이다.
본 명세서에 있어서, 아민가는 분산제(D)의 고형분 1 g당의 아민가를 의미하고, 0.1 mol/ℓ의 염산 수용액을 이용하여, 전위차 적정법[예컨대, COMTITE(AUTO TITRATOR COM-900, BURET B-900, TITSTATIONK-900), 히라누마산교사 제조]에 의해 측정한 후, 수산화칼륨의 당량으로 환산한 값을 말한다.
상기 고분자 분산제로는, 아크릴계 분산제, 우레탄계 분산제 등을 들 수 있다.
상기 아크릴계 분산제로는, 아크릴계 블록 공중합체를 들 수 있다. 아크릴계 블록 공중합체로는, 염기성기와 산기를 포함하는 블록과, 상기 염기성기나 상기 산기를 포함하지 않는 블록을 갖는 블록 공중합체가 바람직하다.
상기 염기성기나 상기 산기(이하, 이들 기를 「착색제 흡착기」라고 총칭하는 경우가 있음)는, 각각 전술한 염료를 흡착하는 작용을 나타낸다.
상기 착색제 흡착기를 포함하는 착색제 흡착 블록으로는, 염기성기를 갖는 단량체와 함께 산기를 갖는 단량체를 이용함으로써 구성되는 것을 들 수 있다.
상기 염기성기를 갖는 단량체로는, 1급 아미노기, 2급 아미노기, 3급 아미노기 또는 4급 암모늄기를 갖는 단량체를 들 수 있다. 상기 단량체의 구체예로서, N,N-디메틸아미노에틸(메트)아크릴레이트, N,N-디에틸아미노에틸(메트)아크릴레이트, N,N-디메틸아크릴아미드, 디에틸아크릴아미드, 디메틸아미노프로필메타크릴아미드, 아크릴로일모르폴린, 비닐이미다졸, 2-비닐피리딘, 아미노기와 카프로락톤 골격을 갖는 단량체; 글리시딜(메트)아크릴레이트 등의 글리시딜기를 갖는 화합물과 분자 중에 1개의 2급 아미노기를 갖는 화합물과의 반응물; (메트)아크릴로일알킬이소시아네이트 화합물과 4-(2-아미노메틸)-피리딘, 4-(2-아미노에틸)-피리딘, 4-(2-히드록시에틸)피리딘, 1-(2-아미노에틸)-피페라진, 2-아미노-6-메톡시벤조티아졸, 1-(2-히드록시에틸이미다졸), N,N-디알릴멜라민, N,N-디메틸-1,3-프로판디아민과의 반응물 등을 들 수 있다.
상기 산기를 갖는 단량체로는, 카르복시기, 술포기, 인산기를 갖는 단량체를 들 수 있다. 카르복시기를 갖는 단량체로서, 아크릴산, 메타크릴산, 크로톤산 등의 불포화 모노카르복실산 화합물; 말레산, 푸마르산, 이타콘산 등의 불포화 디카르복실산 화합물 및 그 하프 에스테르; 등을 들 수 있다. 술포기를 갖는 단량체로서, 2-아크릴아미드-2-메틸-1-프로판술폰산, 2-메타크릴아미드-2-메틸-1-프로판술폰산, 스티렌술폰산 등을 들 수 있다. 인산기를 갖는 단량체로서, 애시드포스포닐(메트)아크릴레이트, 애시드포스포닐에틸(메트)아크릴레이트 등을 들 수 있다.
상기 착색제 흡착기를 포함하지 않는 블록으로는, 스티렌, α-메틸스티렌, 비닐톨루엔, 염화벤질 등의 방향족 비닐 화합물; 메틸(메트)아크릴레이트, 에틸(메트)아크릴레이트, 부틸(메트)아크릴레이트 등의 불포화 카르복실산알킬에스테르; 벤질(메트)아크릴레이트 등의 불포화 카르복실산아릴알킬에스테르; 폴리카프로락톤 함유 화합물, 폴리알킬렌글리콜모노에스테르계 화합물 등에서 유래되는 블록을 들 수 있다.
상기 아크릴계 블록 공중합체는, 리빙 음이온 중합 등의 종래 공지된 중합 방법에 의해 얻을 수 있다.
상기 아크릴계 블록 공중합체의 아민가는, 통상 0∼200 mgKOH/g이고, 바람직하게는 0∼120 mgKOH/g이며, 보다 바람직하게는 0∼80 mgKOH/g이다.
상기 아크릴계 블록 공중합체의 시판품으로는, 빅케미·재팬사에서 제조한 「Disperbyk(등록상표)-112(아민가 36 mgKOH/g)」, 「Disperbyk(등록상표)-2000(아민가 4 mgKOH/g)」, 「Disperbyk-2001(아민가 29 mgKOH/g)」, 「Disperbyk(등록상표)-2020(아민가 38 mgKOH/g)」, 「Disperbyk(등록상표)-2050(아민가 30 mgKOH/g)」, 「Disperbyk(등록상표)-2070(아민가 20 mgKOH/g)」 등을 들 수 있다.
상기 우레탄계 분산제로는, 분자 내에 히드록시기를 1개 이상 갖는 수 평균 분자량 300∼10,000의 화합물 및 분자 내에 이소시아네이트기와 반응 가능한 작용기를 갖는 염기성기 함유 화합물을, 폴리이소시아네이트 화합물의 이소시아네이트기와 반응시켜 얻어지는 분산제를 이용할 수 있다.
이러한 우레탄계 분산제를 얻는 방법으로는, 일본 특허 공개 소화 제60-166318호에 기재되어 있는 방법 등을 이용할 수 있다.
상기 폴리이소시아네이트 화합물로는, 2개 이상의 이소시아네이트기를 갖는 이소시아네이트 화합물을 들 수 있고,
2,4-톨릴렌디이소시아네이트, 2,4-톨릴렌디이소시아네이트의 2량체, 2,6-톨릴렌디이소시아네이트, p-크실렌디이소시아네이트, m-크실렌디이소시아네이트, 4,4'-디페닐메탄디이소시아네이트, 1,5-나프틸렌디이소시아네이트, 3,3'-디메틸비페닐-4,4'-디이소시아네이트 등의 방향족 디이소시아네이트 화합물;
헥사메틸렌디이소시아네이트, 이소포론디이소시아네이트, 4,4'-메틸렌비스(시클로헥실이소시아네이트), 메틸시클로헥산-2,4(또는 2,6)디이소시아네이트, 1,3-(이소시아네이트메틸렌)시클로헥산 등의 지방족 폴리이소시아네이트나 지환식 폴리이소시아네이트;
상기 디이소시아네이트에서 유래되는 이소시아눌기를 갖는 폴리이소시아네이트(상기 디이소시아네이트가 3량화하여 형성되는 이소시아눌기를 갖는 폴리이소시아네이트 등);
폴리올에 디이소시아네이트를 반응시켜 얻어지는 폴리이소시아네이트;
디이소시아네이트 화합물의 뷰렛 반응에 의해 얻어지는 폴리이소시아네이트; 등을 들 수 있다.
상기 폴리이소시아네이트 화합물 중에서도, 톨릴렌디이소시아네이트, 이소포론디이소시아네이트 등의 디이소시아네이트에서 유래되는 이소시아눌기를 갖는 폴리이소시아네이트가 바람직하다.
상기 분자 내에 히드록시기를 1개 이상 갖는 화합물로는, 폴리에테르 화합물, 폴리에스테르 화합물 등을 들 수 있다.
상기 폴리에테르 화합물로는, 폴리에틸렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜, 폴리부틸렌글리콜, 폴리테트라메틸렌글리콜 등의 폴리알킬렌글리콜류;
에틸렌글리콜, 프로판디올, 프로필렌글리콜, 테트라메틸렌글리콜, 펜타메틸렌글리콜, 헥산디올, 네오펜틸글리콜, 글리세린, 트리메틸올프로판, 펜타에리스리톨, 디글리세린, 디트리메틸올프로판, 디펜타에리스리톨 등의 알킬렌글리콜류;
메탄올, 에탄올 등의 저분자 모노올류의 변성물 등을 들 수 있다.
상기 저분자 모노올류의 변성물로는, 에틸렌옥사이드 변성물, 프로필렌옥사이드 변성물, 부틸렌옥사이드 변성물, 테트라히드로푸란 변성물 등을 들 수 있다.
상기 폴리에스테르 화합물로는, 에틸렌글리콜, 프로판디올, 프로필렌글리콜, 테트라메틸렌글리콜, 펜타메틸렌글리콜, 헥산디올, 네오펜틸글리콜, 글리세린, 트리메틸올프로판, 펜타에리스리톨, 디글리세린, 디트리메틸올프로판, 디펜타에리스리톨 등의 알킬렌글리콜류의 변성물;
메탄올, 에탄올 등의 저분자 모노올류의 변성물;
아디프산이나 다이머산 등의 지방족 디카르복실산과, 네오펜틸글리콜이나 메틸펜탄디올 등의 폴리올과의 에스테르화물, 즉 지방족 폴리에스테르폴리올;
테레프탈산 등의 방향족 디카르복실산과, 네오펜틸글리콜 등의 폴리올과의 에스테르화물, 즉 폴리에스테르폴리올(방향족 폴리에스테르폴리올 등);
폴리카보네이트폴리올, 아크릴폴리올, 폴리테트라메틸렌헥사글리세릴에테르(헥사글리세린의 테트라히드로푸란 변성물) 등의 다가 히드록시기 화합물과, 푸마르산, 프탈산, 이소프탈산, 이타콘산, 아디프산, 세바신산, 말레산 등의 디카르복실산과의 에스테르화물;
글리세린 등의 다가 히드록시기 함유 화합물과 지방산 에스테르와의 에스테르 교환 반응에 의해 얻어지는 모노글리세리드 등의 다가 히드록시기 함유 화합물;
등을 들 수 있다.
알킬렌글리콜류나 저분자 모노올류 등의 알코올류의 변성물로는, ε-카프로락톤 변성물, γ-부티로락톤 변성물, δ-발레로락톤 변성물, 메틸발레로락톤 변성물 등을 들 수 있다.
상기 분자 내에 히드록시기를 1개 이상 갖는 화합물 중에서도 알코올류의 ε-카프로락톤 부가물이 바람직하다.
상기 분자 내에 히드록시기를 1개 이상 갖는 화합물의 수 평균 분자량은, 300∼10,000, 바람직하게는 300∼6,000이다.
또한, 수 평균 분자량, 중량 평균 분자량은 칼럼 크로마토그래피법에 의해 측정할 수 있다.
상기 분자 내에 이소시아네이트기와 반응 가능한 작용기를 갖는 염기성기 함유 화합물로는, 특별히 한정되지 않고, 분산제의 기술 분야에서 관용으로 이용되고 있는 화합물을 사용할 수 있다.
상기 염기성기 함유 화합물로서, 체레비티노프(Zerewitinoff)의 활성 수소 원자와 적어도 1개의 질소 원자 함유 염기성기를 갖는 화합물, 예컨대, N,N-디치환 아미노기 또는 복소환 질소 원자를 갖는 폴리올, 폴리티올 및 아민류로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 1종의 화합물이 바람직하다.
그와 같은 염기성기 함유 화합물로는, N,N-디메틸-1,3-프로판디아민, N,N-디에틸1,4-부탄디아민, 2-디메틸아미노에탄올, 1-(2-아미노에틸)-피페라진, 2-(1-피롤리딜)-에틸아민, 4-아미노-2-메톡시피리미딘, 4-(2-아미노에틸)-피리딘, 1-(2-히드록시에틸)-피페라진, 4-(2-히드록시에틸)-모르폴린, 2-머캅토피리미딘, 2-머캅토벤조이미다졸, 2-아미노-6-메톡시벤조티아졸, N,N-디알릴-멜라민, 3-아미노-1,2,4-트리아졸, 1-(2-히드록시에틸)-이미다졸, 3-머캅토-1,2,4-트리아졸 등을 들 수 있다. 그 중에서도 복소환 질소 원자를 갖는 아민류가 바람직하다.
상기 우레탄계 분산제는, 종래 공지된 방법에 의해 합성할 수 있다.
상기 우레탄계 분산제의 아민가는, 바람직하게는 0∼200 mgKOH/g이고, 보다 바람직하게는 0∼120 mgKOH/g이며, 더욱 바람직하게는 0∼80 mgKOH/g이다. 또한, 상기 우레탄계 분산제의 아민가는, 0∼55 mgKOH/g인 것이 바람직하고, 5∼40 mgKOH/g인 것이 보다 바람직하다.
상기 우레탄계 분산제의 시판품으로는, Disperbyk-161(아민가 11 mgKOH/g, 빅케미사 제조), Disperbyk-162(아민가 13 mgKOH/g 빅케미사 제조), Disperbyk-167(아민가 13 mgKOH/g, 빅케미사 제조), Disperbyk-182(아민가 13 mgKOH/g, 빅케미사 제조) 등을 들 수 있다.
분산제로서, 상기 아크릴계 분산제 및 우레탄계 분산제가 바람직하다.
1-4. 수지(C)
본 발명의 염료 분산액은, 수지(C)를 더 포함하여도 좋다. 수지(C)는, 알칼리 가용성 수지인 것이 바람직하다. 수지(C)로는, 이하의 수지 [K1]∼[K6] 등을 들 수 있다.
수지 [K1] 불포화 카르복실산 및 불포화 카르복실산 무수물로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 1종(a)[이하 「(a)」라고 하는 경우가 있음]과, 탄소수 2∼4의 환상 에테르 구조와 에틸렌성 불포화 결합을 갖는 단량체 (b)[이하 「(b)」라고 하는 경우가 있음]와의 공중합체;
수지 [K2] (a)와 (b)와, (a)와 공중합 가능한 단량체(c)[단, (a) 및 (b)와는 상이함][이하 「(c)」라고 하는 경우가 있음]와의 공중합체;
수지 [K3] (a)와 (c)와의 공중합체;
수지 [K4] (a)와 (c)와의 공중합체에 (b)를 반응시킴으로써 얻어지는 수지;
수지 [K5] (b)와 (c)와의 공중합체에 (a)를 반응시킴으로써 얻어지는 수지;
수지 [K6] (b)와 (c)와의 공중합체에 (a)를 반응시키고, 카르복실산 무수물을 더 반응시킴으로써 얻어지는 수지.
(a)로는, 구체적으로는, 아크릴산, 메타크릴산, 크로톤산, o-, m-, p-비닐안식향산 등의 불포화 모노카르복실산류;
말레산, 푸마르산, 시트라콘산, 메사콘산, 이타콘산, 3-비닐프탈산, 4-비닐프탈산, 3,4,5,6-테트라히드로프탈산, 1,2,3,6-테트라히드로프탈산, 디메틸테트라히드로프탈산, 1,4-시클로헥센디카르복실산 등의 불포화 디카르복실산류;
메틸-5-노르보넨-2,3-디카르복실산, 5-카르복시비시클로[2.2.1]헵트-2-엔, 5,6-디카르복시비시클로[2.2.1]헵트-2-엔, 5-카르복시-5-메틸비시클로[2.2.1]헵트-2-엔, 5-카르복시-5-에틸비시클로[2.2.1]헵트-2-엔, 5-카르복시-6-메틸비시클로[2.2.1]헵트-2-엔, 5-카르복시-6-에틸비시클로[2.2.1]헵트-2-엔 등의 카르복시기를 함유하는 비시클로 불포화 화합물류;
무수 말레산, 시트라콘산 무수물, 이타콘산 무수물, 3-비닐프탈산 무수물, 4-비닐프탈산 무수물, 3,4,5,6-테트라히드로프탈산 무수물, 1,2,3,6-테트라히드로프탈산 무수물, 디메틸테트라히드로프탈산 무수물, 5,6-디카르복시비시클로[2.2.1]헵트-2-엔 무수물 등의 불포화 디카르복실산류 무수물;
호박산 모노[2-(메트)아크릴로일옥시에틸], 프탈산 모노[2-(메트)아크릴로일옥시에틸] 등의 2가 이상의 다가 카르복실산의 불포화 모노[(메트)아크릴로일옥시알킬]에스테르류;
α-(히드록시메틸)아크릴산과 같은, 동일 분자 중에 히드록시기 및 카르복시기를 함유하는 불포화 아크릴레이트류 등을 들 수 있다.
이들 중, 공중합 반응성의 점이나 얻어지는 수지의 알칼리 수용액에의 용해성의 점에서, 아크릴산, 메타크릴산, 무수 말레산 등이 바람직하다.
(b)는, 탄소수 2∼4의 환상 에테르 구조(예컨대, 옥시란 고리, 옥세탄 고리 및 테트라히드로푸란 고리로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 1종)와 에틸렌성 불포화 결합을 갖는 중합성 화합물을 말한다. (b)는, 탄소수 2∼4의 환상 에테르 구조와 (메트)아크릴로일옥시기를 갖는 단량체가 바람직하다.
(b)로는, 옥시라닐기와 에틸렌성 불포화 결합을 갖는 단량체, 옥세타닐기와 에틸렌성 불포화 결합을 갖는 단량체, 테트라히드로푸릴기와 에틸렌성 불포화 결합을 갖는 단량체 등을 들 수 있다.
(b)로는, 얻어지는 컬러 필터의 내열성, 내약품성 등의 신뢰성을 보다 높일 수 있다는 점에서, 옥시라닐기와 에틸렌성 불포화 결합을 갖는 단량체인 것이 바람직하다.
(c)로는, 메틸(메트)아크릴레이트, 에틸(메트)아크릴레이트, n-부틸(메트)아크릴레이트, sec-부틸(메트)아크릴레이트, tert-부틸(메트)아크릴레이트, 2-에틸헥실(메트)아크릴레이트, 도데실(메트)아크릴레이트, 라우릴(메트)아크릴레이트, 스테아릴(메트)아크릴레이트, 시클로펜틸(메트)아크릴레이트, 시클로헥실(메트)아크릴레이트, 2-메틸시클로헥실(메트)아크릴레이트, 트리시클로[5.2.1.02,6]데칸-8-일(메트)아크릴레이트[해당 기술분야에서는, 관용명으로서 「디시클로펜타닐(메트)아크릴레이트」라고 불리고 있음. 또한, 「트리시클로데실(메트)아크릴레이트」라고 하는 경우가 있음], 트리시클로[5.2.1.02,6]데센-8-일(메트)아크릴레이트[해당 기술분야에서는, 관용명으로서 「디시클로펜테닐(메트)아크릴레이트」라고 불리고 있음], 디시클로펜타닐옥시에틸(메트)아크릴레이트, 이소보르닐(메트)아크릴레이트, 아다만틸(메트)아크릴레이트, 알릴(메트)아크릴레이트, 프로파르길(메트)아크릴레이트, 페닐(메트)아크릴레이트, 나프틸(메트)아크릴레이트, 벤질(메트)아크릴레이트 등의 (메트)아크릴산에스테르류;
2-히드록시에틸(메트)아크릴레이트, 2-히드록시프로필(메트)아크릴레이트 등의 히드록시기 함유 (메트)아크릴산에스테르류;
말레산디에틸, 푸마르산디에틸, 이타콘산디에틸 등의 디카르복실산디에스테르류;
비시클로[2.2.1]헵트-2-엔, 5-메틸비시클로[2.2.1]헵트-2-엔, 5-에틸비시클로[2.2.1]헵트-2-엔, 5-히드록시비시클로[2.2.1]헵트-2-엔, 5-히드록시메틸비시클로[2.2.1]헵트-2-엔, 5-(2'-히드록시에틸)비시클로[2.2.1]헵트-2-엔, 5-메톡시비시클로[2.2.1]헵트-2-엔, 5-에톡시비시클로[2.2.1]헵트-2-엔, 5,6-디히드록시비시클로[2.2.1]헵트-2-엔, 5,6-디(히드록시메틸)비시클로[2.2.1]헵트-2-엔, 5,6-디(2'-히드록시에틸)비시클로[2.2.1]헵트-2-엔, 5,6-디메톡시비시클로[2.2.1]헵트-2-엔, 5,6-디에톡시비시클로[2.2.1]헵트-2-엔, 5-히드록시-5-메틸비시클로[2.2.1]헵트-2-엔, 5-히드록시-5-에틸비시클로[2.2.1]헵트-2-엔, 5-히드록시메틸-5-메틸비시클로[2.2.1]헵트-2-엔, 5-tert-부톡시카르보닐비시클로[2.2.1]헵트-2-엔, 5-시클로헥실옥시카르보닐비시클로[2.2.1]헵트-2-엔, 5-페녹시카르보닐비시클로[2.2.1]헵트-2-엔, 5,6-비스(tert-부톡시카르보닐)비시클로[2.2.1]헵트-2-엔, 5,6-비스(시클로헥실옥시카르보닐)비시클로[2.2.1]헵트-2-엔 등의 비시클로 불포화 화합물류;
N-페닐말레이미드, N-시클로헥실말레이미드, N-벤질말레이미드, N-숙신이미딜-3-말레이미드벤조에이트, N-숙신이미딜-4-말레이미드부틸레이트, N-숙신이미딜-6-말레이미드카프로에이트, N-숙신이미딜-3-말레이미드프로피오네이트, N-(9-아크리디닐)말레이미드 등의 디카르보닐이미드 유도체류;
스티렌, α-메틸스티렌, m-메틸스티렌, p-메틸스티렌, 비닐톨루엔, p-메톡시스티렌 등의 스티렌계 모노머; 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴 등의 니트릴계 모노머; 염화비닐, 염화비닐리덴 등의 할로겐화비닐류; 아크릴아미드, 메타크릴아미드 등의 아미드계 모노머; 아세트산비닐; 1,3-부타디엔, 이소프렌, 2,3-디메틸-1,3-부타디엔 등의 디엔계 모노머 등을 들 수 있다.
이들 중, 공중합 반응성 및 내열성의 점에서, 스티렌, 비닐톨루엔, 벤질(메트)아크릴레이트, 트리시클로[5.2.1.02,6]데칸-8일(메트)아크릴레이트, N-페닐말레이미드, N-시클로헥실말레이미드, N-벤질말레이미드, 비시클로[2.2.1]헵트-2-엔 등이 바람직하다.
또한, 본 명세서에 있어서, 「(메트)아크릴산」이란, 아크릴산 및 메타크릴산으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 1종을 나타낸다. 「(메트)아크릴로일」 및 「(메트)아크릴레이트」 등의 표기도 동일한 의미를 갖는다.
수지(C)로는, 구체적으로, 3,4-에폭시시클로헥실메틸(메트)아크릴레이트/(메트)아크릴산 공중합체, 3,4-에폭시트리시클로[5.2.1.02.6]데실아크릴레이트/(메트)아크릴산 공중합체 등의 수지 [K1];
글리시딜(메트)아크릴레이트/벤질(메트)아크릴레이트/(메트)아크릴산 공중합체, 글리시딜(메트)아크릴레이트/스티렌/(메트)아크릴산 공중합체, 3,4-에폭시트리시클로[5.2.1.02.6]데실아크릴레이트/(메트)아크릴산/N-시클로헥실말레이미드 공중합체, 3,4-에폭시트리시클로[5.2.1.02.6]데실아크릴레이트/(메트)아크릴산/스티렌계 모노머 공중합체, 3-메틸-3-(메트)아크릴로일옥시메틸옥세탄/(메트)아크릴산/스티렌 공중합체 등의 수지 [K2];
벤질(메트)아크릴레이트/(메트)아크릴산 공중합체, 스티렌/(메트)아크릴산 공중합체 등의 수지 [K3];
벤질(메트)아크릴레이트/(메트)아크릴산 공중합체에 글리시딜(메트)아크릴레이트를 부가시킨 수지, 트리시클로데실(메트)아크릴레이트/스티렌/(메트)아크릴산 공중합체에 글리시딜(메트)아크릴레이트를 부가시킨 수지, 트리시클로데실(메트)아크릴레이트/벤질(메트)아크릴레이트/(메트)아크릴산 공중합체에 글리시딜(메트)아크릴레이트를 부가시킨 수지 등의 수지 [K4];
트리시클로데실(메트)아크릴레이트/글리시딜(메트)아크릴레이트의 공중합체에 (메트)아크릴산을 반응시킨 수지, 트리시클로데실(메트)아크릴레이트/스티렌/글리시딜(메트)아크릴레이트의 공중합체에 (메트)아크릴산을 반응시킨 수지 등의 수지 [K5];
트리시클로데실(메트)아크릴레이트/글리시딜(메트)아크릴레이트의 공중합체에 (메트)아크릴산을 반응시킨 수지에 테트라히드로프탈산 무수물을 더 반응시킨 수지 등의 수지 [K6] 등을 들 수 있다.
수지(C)로는, 수지 [K1] 및 수지 [K2]가 바람직하다.
수지(C)의 폴리스티렌 환산의 중량 평균 분자량은, 바람직하게는 3,000∼100,000이며, 보다 바람직하게는 5,000∼50,000이며, 더욱 바람직하게는 5,000∼30,000이다.
수지(C)의 분자량 분포[중량 평균 분자량(Mw)/수 평균 분자량(Mn)]는, 바람직하게는 1.1∼6이며, 보다 바람직하게는 1.2∼4이다.
수지(C)의 산가는, 바람직하게는 1∼200 mgKOH/g이고, 보다 바람직하게는 50∼170 mgKOH/g이며, 보다 바람직하게는 60∼150 mgKOH/g이고, 더욱 바람직하게는 70∼135 mgKOH/g이다. 여기서 산가는 수지 1 g을 중화하는 데 필요한 수산화칼륨의 양(mg)으로서 측정되는 값이며, 예컨대 수산화칼륨 수용액을 이용하여 적정(適定)함으로써 구할 수 있다.
1-5. 염료 분산액의 제조 방법
본 발명의 염료 분산액은, 염료(A)를 분산제(D)에 의해, 용제(B)에 분산 처리하고, 필요에 따라, 수지(C)도 상기 용제(B) 중에 더 분산 처리함으로써, 제조할 수 있다.
분산 처리란, 염료(A)나 수지(C) 등이 분산 상태가 될 때까지 혼합하는 것을 말한다. 이 분산 처리에 의해, 염료(A)나 수지(C)는, 각각 입자의 상태로 용제(B) 중에 분산된다. 또한, 분산 상태란, 혼합액 중에서, 상기 입자가 용제(B) 중에 혼합된 상태를 말한다.
본 발명의 염료 분산액 중의 염료(A)의 함유량은, 염료 분산액의 총량에 대하여, 2 질량% 이상이 바람직하고, 보다 바람직하게는 5 질량% 이상이며, 30 질량% 이하가 바람직하고, 20 질량% 이하가 보다 바람직하다.
용제(B)의 함유량은, 염료 분산액의 총량에 대하여, 60 질량% 이상이 바람직하고, 보다 바람직하게는 75 질량% 이상이며, 90 질량% 이하가 바람직하고, 보다 바람직하게는 85 질량% 이하이다.
염료 분산액이 수지(C)를 포함하는 경우, 수지(C)의 함유량은, 염료 분산액의 총량에 대하여, 1 질량% 이상이 바람직하고, 보다 바람직하게는 2 질량% 이상이며, 15 질량% 이하가 바람직하고, 보다 바람직하게는 7 질량% 이하이다. 수지(C)의 함유량이, 상기한 범위 내에 있으면, 분산 상태가 안정되는 경향이 있다.
염료 분산액 중의 분산제(D)의 함유량은, 염료 분산액의 총량에 대하여, 1 질량% 이상이 바람직하고, 보다 바람직하게는 2 질량 이하이며, 20 질량% 이하가 바람직하고, 보다 바람직하게는 10 질량% 이하이다. 분산제(D)의 함유량이, 상기한 범위 내에 있으면, 분산 상태가 안정되는 경향이 있다.
상기 염료(A)를 용제(B)에 분산시킬 때, 그리고 상기 혼합물을 분산시킬 때의 온도는, 120℃ 이하가 바람직하고, 보다 바람직하게는 70℃ 이하이다. 분산시킬 때의 온도의 하한은 특별히 한정되지 않지만, 통상 20℃이다.
분산 시간은, 0.5시간 이상이 바람직하고, 보다 바람직하게는 2시간 이상이며, 48시간 이하가 바람직하고, 20시간 이하가 보다 바람직하다.
분산에 이용하는 장치로는, 롤밀, 고속 교반 장치, 비드밀, 볼밀, 샌드밀, 페인트 컨디셔너, 초음파 분산기, 고압 분산기 등을 들 수 있다.
얻어진 염료 분산액은, 구멍 직경 1.0∼5.0 ㎛ 정도의 필터로 여과하는 것이 바람직하다.
2. 착색 경화성 조성물
본 발명의 착색 경화성 조성물은, 전술한 염료 분산액, 중합성 화합물(E) 및 중합 개시제(F)를 포함한다.
2-1. 중합성 화합물(E)
중합성 화합물(E)은, 후술하는 중합 개시제(F)로부터 발생된 활성 라디칼 및 산 등에 의해 중합할 수 있는 화합물로서, 예컨대, 중합성의 에틸렌성 불포화 결합을 갖는 화합물 등을 들 수 있고, 바람직하게는 (메트)아크릴산에스테르 화합물을 들 수 있다.
중합성 화합물(E)로는, 에틸렌성 불포화 결합을 3개 이상(바람직하게는 4∼10, 더욱 바람직하게는 5∼8) 갖는 중합성 화합물이 바람직하고, 나아가서는 3개 이상(바람직하게는 4∼10, 더욱 바람직하게는 5∼8)의 OH기를 갖는 알코올(예컨대, 펜타에리스리톨, 그 축합물, 또는 이들의 변성물)과 (메트)아크릴산과의 에스테르가 바람직하다. 이러한 중합성 화합물로는, 예컨대, 펜타에리스리톨테트라(메트)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨펜타(메트)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨헥사(메트)아크릴레이트, 트리펜타에리스리톨옥타(메트)아크릴레이트, 트리펜타에리스리톨헵타(메트)아크릴레이트, 테트라펜타에리스리톨데카(메트)아크릴레이트, 테트라펜타에리스리톨노나(메트)아크릴레이트, 트리스(2-(메트)아크릴로일옥시에틸)이소시아누레이트, 에틸렌글리콜 변성 펜타에리스리톨테트라(메트)아크릴레이트, 에틸렌글리콜 변성 디펜타에리스리톨헥사(메트)아크릴레이트, 프로필렌글리콜 변성 펜타에리스리톨테트라(메트)아크릴레이트, 프로필렌글리콜 변성 디펜타에리스리톨헥사(메트)아크릴레이트, 카프로락톤 변성 펜타에리스리톨테트라(메트)아크릴레이트, 카프로락톤 변성 디펜타에리스리톨헥사(메트)아크릴레이트 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 바람직하게는, 디펜타에리스리톨펜타(메트)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨헥사(메트)아크릴레이트 등을 들 수 있다.
중합성 화합물(E)의 중량 평균 분자량은, 바람직하게는 150 이상, 2,900 이하, 보다 바람직하게는 250 이상, 1,500 이하이다.
중합성 화합물(E)의 함유량은, 착색 경화성 조성물의 고형분에 대하여, 1 질량%∼95 질량%인 것이 바람직하고, 7∼65 질량%인 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 13∼60 질량%이고, 더욱 바람직하게는 17∼55 질량%이다. 상기한 중합성 화합물(E)의 함유량이, 상기한 범위 내에 있으면, 경화가 충분히 일어나, 현상에 의한 잔막률이 향상되고, 착색 패턴에 언더컷이 쉽게 생기지 않게 되어 밀착성이 양호해지는 경향이 있기 때문에 바람직하다.
2-2. 중합 개시제(F)
상기 중합 개시제(F)로는, 빛이나 열의 작용에 의해 활성 라디칼, 산 등을 발생하여, 중합을 개시할 수 있는 화합물이라면 특별히 한정되지 않고, 공지된 중합 개시제를 이용할 수 있다.
중합 개시제(F)로는, 빛의 작용에 의해 활성 라디칼을 발생하는 화합물이 바람직하고, 알킬페논 화합물, 트리아진 화합물, 아실포스핀옥사이드 화합물, 옥심 화합물 및 비이미다졸 화합물이 보다 바람직하다.
알킬페논 화합물로는, 2-메틸-2-모르폴리노-1-(4-메틸술파닐페닐)프로판-1-온, 2-디메틸아미노-1-(4-모르폴리노페닐)-2-벤질부탄-1-온, 2-(디메틸아미노)-2-[(4-메틸페닐)메틸]-1-[4-(4-모르폴리닐)페닐]부탄-1-온, 2-히드록시-2-메틸-1-페닐프로판-1-온, 2-히드록시-2-메틸-1-[4-(2-히드록시에톡시)페닐]프로판-1-온, 1-히드록시시클로헥실페닐케톤, 2-히드록시-2-메틸-1-(4-이소프로페닐페닐)프로판-1-온의 올리고머, α,α-디에톡시아세토페논, 벤질디메틸케탈 등을 들 수 있다. 이르가큐어(등록상표) 369, 907 및 379(이상, BASF사 제조) 등의 시판품을 이용하여도 좋다.
트리아진 화합물로는, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-(4-메톡시페닐)-1,3,5-트리아진, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-(4-메톡시나프틸)-1,3,5-트리아진, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-피페로닐-1,3,5-트리아진, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-(4-메톡시스티릴)-1,3,5-트리아진, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-[2-(5-메틸푸란-2-일)에테닐]-1,3,5-트리아진, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-[2-(푸란-2-일)에테닐]-1,3,5-트리아진, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-[2-(4-디에틸아미노-2-메틸페닐)에테닐]-1,3,5-트리아진, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-[2-(3,4-디메톡시페닐)에테닐]-1,3,5-트리아진 등을 들 수 있다.
아실포스핀옥사이드 화합물로는, 2,4,6-트리메틸벤조일디페닐포스핀옥사이드 등을 들 수 있다. 이르가큐어(등록상표) 819(BASF사 제조) 등의 시판품을 이용하여도 좋다.
옥심 화합물로는, N-벤조일옥시-1-(4-페닐술파닐페닐)부탄-1-온-2-이민, N-벤조일옥시-1-(4-페닐술파닐페닐)옥탄-1-온-2-이민, N-벤조일옥시-1-(4-페닐술파닐페닐)-3-시클로펜틸프로판-1-온-2-이민, N-아세톡시-1-[9-에틸-6-(2-메틸벤조일)-9H-카르바졸-3-일]에탄-1-이민, N-아세톡시-1-[9-에틸-6-{2-메틸-4-(3,3-디메틸-2,4-디옥사시클로펜타닐메틸옥시)벤조일}-9H-카르바졸-3-일]에탄-1-이민, N-아세톡시-1-[9-에틸-6-(2-메틸벤조일)-9H-카르바졸-3-일]-3-시클로펜틸프로판-1-이민, N-벤조일옥시-1-[9-에틸-6-(2-메틸벤조일)-9H-카르바졸-3-일]-3-시클로펜틸프로판-1-온-2-이민 등을 들 수 있다. 이르가큐어(등록상표) OXE01, OXE02(이상, BASF사 제조), N-1919(ADEKA사 제조) 등의 시판품을 이용하여도 좋다.
비이미다졸 화합물로는, 2,2'-비스(2-클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐비이미다졸, 2,2'-비스(2,3-디클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐비이미다졸(일본 특허 공개 평성 제6-75372호 공보, 일본 특허 공개 평성 제6-75373호 공보 등 참조), 2,2'-비스(2-클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐비이미다졸, 2,2'-비스(2-클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라(알콕시페닐)비이미다졸, 2,2'-비스(2-클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라(디알콕시페닐)비이미다졸, 2,2'-비스(2-클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라(트리알콕시페닐)비이미다졸(일본 특허 공고 소화 제48-38403호 공보, 일본 특허 공개 소화 제62-174204호 공보 등 참조), 4,4'5,5'-위치의 페닐기가 카르보알콕시기에 의해 치환되어 있는 이미다졸 화합물(일본 특허 공개 평성 제7-10913호 공보 등 참조) 등을 들 수 있다. 바람직하게는 2,2'-비스(2-클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐비이미다졸, 2,2'-비스(2,3-디클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐비이미다졸, 2,2'-비스(2,4-디클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐비이미다졸을 들 수 있다.
또한, 중합 개시제(F)로는, 벤조인, 벤조인메틸에테르, 벤조인에틸에테르, 벤조인이소프로필에테르, 벤조인이소부틸에테르 등의 벤조인 화합물; 벤조페논, o-벤조일안식향산메틸, 4-페닐벤조페논, 4-벤조일-4'-메틸디페닐술파이드, 3,3',4,4'-테트라(tert-부틸퍼옥시카르보닐)벤조페논, 2,4,6-트리메틸벤조페논 등의 벤조페논 화합물; 9,10-페난트렌퀴논, 2-에틸안트라퀴논, 캄파퀴논 등의 퀴논 화합물; 10-부틸-2-클로로아크리돈, 벤질, 페닐글리옥실산메틸, 티타노센 화합물 등을 들 수 있다.
광에 의해 산을 발생하는 산발생제로는, 4-히드록시페닐디메틸술포늄 p-톨루엔술포네이트, 4-히드록시페닐디메틸술포늄헥사플루오로안티모네이트, 4-아세톡시페닐디메틸술포늄 p-톨루엔술포네이트, 4-아세톡시페닐·메틸·벤질술포늄헥사플루오로안티모네이트, 트리페닐술포늄 p-톨루엔술포네이트, 트리페닐술포늄헥사플루오로안티모네이트, 디페닐요오드늄 p-톨루엔술포네이트, 디페닐요오드늄헥사플루오로안티모네이트 등의 오늄염류나, 니트로벤질토실레이트류, 벤조인토실레이트류 등을 들 수 있다.
중합 개시제(F)의 함유량은, 본 발명의 착색 경화성 조성물 중의 수지(C) 및 중합성 화합물(E)의 합계량 100 질량부에 대하여, 바람직하게는 0.01 질량부∼40 질량부이고, 보다 바람직하게는 0.1∼30 질량부이며, 더욱 바람직하게는 1∼20 질량부이다. 광중합 개시제의 함유량이, 상기한 범위 내에 있으면, 고감도화하여 노광 시간이 단축되어 생산성이 향상된다.
본 발명의 착색 경화성 조성물은, 레벨링제(G)를 더 포함하여도 좋다.
2-3. 레벨링제(G)
레벨링제(G)로는, 실리콘계 계면활성제, 불소계 계면활성제 및 불소 원자를 갖는 실리콘계 계면활성제 등을 들 수 있다. 이들은 측쇄에 중합성기를 갖고 있어도 좋다.
실리콘계 계면활성제로는, 실록산 결합을 갖는 계면활성제 등을 들 수 있다. 구체적으로는, 도레이실리콘(상품명) DC3PA, 도레이실리콘 SH7PA, 도레이실리콘 DC11PA, 도레이실리콘 SH21PA, 도레이실리콘 SH28PA, 도레이실리콘 SH29PA, 도레이실리콘 SH30PA, 도레이실리콘 8400[도레이·다우코닝(주) 제조], KP321, KP322, KP323, KP324, KP326, KP340, KP341[신에츠카가쿠고교(주) 제조], TSF400, TSF401, TSF410, TSF4300, TSF4440, TSF4445, TSF4446, TSF4452, TSF4460(모멘티브·퍼포먼스·머트리얼즈·재팬·고도가이샤 제조) 등을 들 수 있다.
상기한 불소계 계면활성제로는, 플루오로카본쇄를 갖는 계면활성제 등을 들 수 있다. 구체적으로는, 플로라드(등록상표) FC430, 플로라드 FC431[스미토모쓰리엠(주) 제조], 메가팍(등록상표) F142D, 메가팍 F171, 메가팍 F172, 메가팍 F173, 메가팍 F177, 메가팍 F183, 메가팍 F554, 메가팍 R30, 메가팍 RS-718-K[DIC(주) 제조], 에프톱(등록상표) EF301, 에프톱 EF303, 에프톱 EF351, 에프톱 EF352[미츠비시머트리얼덴시카세이(주) 제조], 서프론(등록상표) S381, 서프론 S382, 서프론 SC101, 서프론 SC105[아사히가라스 (주) 제조], E5844[(주)다이킨파인케미컬겐큐쇼 제조] 등을 들 수 있다.
상기한 불소 원자를 갖는 실리콘계 계면활성제로는, 실록산 결합 및 플루오로카본쇄를 갖는 계면활성제 등을 들 수 있다. 구체적으로는, 메가팍(등록상표) R08, 메가팍 BL20, 메가팍 F475, 메가팍 F477, 메가팍 F443[DIC(주) 제조] 등을 들 수 있다.
레벨링제(G)의 함유량은, 본 발명의 착색 경화성 조성물의 총량에 대하여, 바람직하게는 0.001 질량% 이상 0.2 질량% 이하이며, 바람직하게는 0.002 질량% 이상 0.1 질량% 이하, 보다 바람직하게는 0.01 질량% 이상 0.05 질량% 이하이다. 또한, 이 함유량에, 후술하는 안료 분산제(D')의 함유량은 포함되지 않는다. 레벨링제(G)의 함유량이 상기한 범위 내에 있으면, 컬러 필터의 평탄성을 양호하게 할 수 있다.
2-4. 수지(C')
본 발명의 염료 분산액이 수지(C)를 포함하지 않는 경우, 착색 경화성 조성물을 조제할 때에 수지(「수지(C')」)를 첨가하는 것이 바람직하다. 또한, 염료 분산액이 수지(C)를 포함하는 경우에도, 착색 경화성 조성물을 조제할 때에 수지(C')를 더 첨가하여도 좋다. 착색 경화성 조성물을 조제할 때에 이용하는 수지(C')로는, 수지(C)와 동일한 것을 들 수 있다. 수지(C')는 수지(C)와 동일하여도 좋지만, 상이한 종류여도 좋다.
수지(C)와 수지(C')의 합계 함유량은, 고형분의 총량에 대하여, 통상 1 질량%∼90 질량%이고, 바람직하게는 7∼65 질량%이며, 보다 바람직하게는 13∼60 질량%이고, 더욱 바람직하게는 17∼55 질량%이다. 수지의 함유량이, 상기한 범위에 있으면, 착색 패턴의 해상도 및 착색 패턴의 잔막률이 향상되는 경향이 있다.
본 발명의 착색 경화성 조성물은, 용제(B') 및 착색제(A')를 더 혼합하여 이루어지는 것이 바람직하다.
2-5. 용제(B')
착색 경화성 조성물을 조제할 때에 이용하는 용제[이하, 「용제(B')」라고 함]로는, 용제(B)와 동일한 것을 들 수 있다.
용제(B')는, 바람직하게는, 도포성, 건조성의 점에서, 1 atm에 있어서의 비점이 120℃ 이상 180℃ 이하의 유기 용제이고, 보다 바람직하게는, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 젖산에틸, 프로필렌글리콜모노메틸에테르, 3-에톡시프로피온산에틸, 에틸렌글리콜모노메틸에테르, 디에틸렌글리콜모노메틸에테르, 디에틸렌글리콜모노에틸에테르, 디에틸렌글리콜에틸메틸에테르, 3-메톡시부틸아세테이트, 3-메톡시-1-부탄올, 4-히드록시-4-메틸-2-펜타논, N,N-디메틸포름아미드 등이며, 더욱 바람직하게는, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 젖산에틸, 4-히드록시-4-메틸-2-펜타논, 디에틸렌글리콜에틸메틸에테르, 3-메톡시부틸아세테이트, 3-메톡시-1-부탄올, 3-에톡시프로피온산에틸 등이다.
착색 경화성 조성물에 있어서의 용제(B)와 용제(B')의 합계 함유량은, 착색 경화성 조성물의 총량에 대하여, 통상 20 질량%∼98 질량%이고, 바람직하게는 70∼95 질량%이며, 보다 바람직하게는 75∼92 질량%이다. 다시 말하면, 착색 경화성 조성물의 고형분은, 바람직하게는 5∼30 질량%, 보다 바람직하게는 8∼25 질량%이다. 용제의 함유량이 상기한 범위에 있으면, 도포시의 평탄성이 양호해지고, 또한, 컬러 필터를 형성했을 때에 색 농도가 부족하지 않기 때문에 표시 특성이 양호해지는 경향이 있다.
2-6. 착색제(A')
착색 경화성 조성물을 조제할 때에 이용하는 착색제(A')로는, 착색제(A)와 동일한 염료, 및 안료(P)를 들 수 있다.
착색제(A)와 착색제(A')의 합계 함유량은, 착색 경화성 조성물의 고형분에 대하여, 통상 0.1 질량%∼80 질량%이고, 바람직하게는 5∼60 질량%이며, 보다 바람직하게는 8∼55 질량%이고, 더욱 바람직하게는 10∼50 질량%이다. 착색제의 함유량이 상기한 범위에 있으면, 컬러 필터로 했을 때의 색 농도가 충분하고, 또한 조성물 중에 수지나 중합성 화합물을 필요량 함유시킬 수 있기 때문에, 기계적 강도가 충분한 컬러 필터를 형성할 수 있다. 여기서, 착색 경화성 조성물의 고형분이란, 본 발명의 착색 경화성 조성물로부터 용제를 제외한 성분의 합계량을 말한다. 고형분 및 이것에 대한 각 성분의 함유량은, 예컨대, 액체 크로마토그래피 또는 가스 크로마토그래피 등의 공지된 분석 수단으로 측정할 수 있다.
2-7. 안료 조성물
본 발명의 착색 경화성 조성물이 안료(P)를 포함하는 경우, 상기 염료 분산액과는 별도로 안료 조성물을 조제하고, 본 발명의 착색 경화성 조성물의 조제에 이용하는 것이 바람직하다.
안료 조성물은, 안료(P) 및 용제(B'')를 포함하는 것이 바람직하다. 안료(P)는, 미리 용제(B'')와 혼합하고, 안료의 평균 입자경이 0.2 ㎛ 이하 정도가 될 때까지, 비드밀 등을 이용하여 분산시키는 것이 바람직하다.
안료 조성물은 수지(C'') 및 안료 분산제(D')로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 1종을 더 포함하는 것이 바람직하다.
수지(C'') 및 안료 분산제(D')로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 1종을 함유시켜 안료(P)의 분산 처리를 행함으로써, 안료(P)가 용매 중에서 균일하게 분산된 상태가 된다.
본 발명의 착색 경화성 조성물은, 안료, 용제, 그리고 안료 분산제 및 수지로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 1종을 더 포함하는 안료 조성물을 혼합하여 이루어지는 것이 바람직하다.
2-7-1. 안료(P)
안료(P)로는, 특별히 한정되지 않고 공지된 안료를 사용할 수 있으며, 예컨대 유기 안료 및 무기 안료를 들 수 있고, 컬러 인덱스(The Society of Dyers and Colourists 출판)에서 피그먼트로 분류되어 있는 화합물 등을 들 수 있다.
유기 안료로는,
C.I. 피그먼트 옐로우 1, 3, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 20, 24, 31, 53, 83, 86, 93, 94, 109, 110, 117, 125, 128, 137, 138, 139, 147, 148, 150, 153, 154, 166, 173, 180, 194, 214 등의 황색 안료;
C.I. 피그먼트 오렌지 13, 31, 36, 38, 40, 42, 43, 51, 55, 59, 61, 64, 65, 71, 73 등의 오렌지색 안료;
C.I. 피그먼트 레드 9, 97, 105, 122, 123, 144, 149, 166, 168, 176, 177, 180, 192, 209, 215, 216, 224, 242, 254, 255, 264, 265 등의 적색 안료;
C.I. 피그먼트 블루 15, 15:3, 15:4, 15:6, 60 등의 청색 안료;
C.I. 피그먼트 바이올렛 1, 14, 19, 23, 29, 32, 33, 36, 37, 38 등의 바이올렛색 안료;
C.I. 피그먼트 브라운 23, 25 등의 브라운색 안료;
C.I. 피그먼트 블랙 1, 7 등의 흑색 안료;
C.I. 피그먼트 그린 7, 10, 15, 25, 36, 47, 58 등의 녹색 안료 등을 들 수 있다.
안료(P)는, 바람직하게는, 프탈로시아닌 안료이고, 보다 바람직하게는, 할로겐화 구리 프탈로시아닌 안료 및 할로겐화 아연 프탈로시아닌 안료로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 1종이며, 더욱 바람직하게는, C.I. 피그먼트 그린 7, 36 및 58로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 1종이다. 이들 안료는, 녹색 색소에 적합하게 이용되고, 상기 안료를 포함함으로서, 투과 스텍트럼의 최적화가 용이하며, 컬러 필터의 내광성 및 내약품성이 양호해진다.
또한, C.I. 피그먼트 레드 바이올렛 23, C.I. 피그먼트 블루 15:3, 15:6이 바람직하고, C.I. 피그먼트 블루 15:6이 보다 바람직하다.
무기 안료로는, 금속 산화물이나 금속 착염 등의 금속 화합물을 들 수 있고, 구체적으로는, 철, 코발트, 알루미늄, 카드뮴, 납, 구리, 티탄, 마그네슘, 크롬, 아연, 안티몬 등의 금속 산화물 또는 복합 금속 산화물을 들 수 있다.
안료(P)를 이용하는 경우는, 안료(P)의 함유량은, 염료(A)와 착색제(A')와의 합계량에 대하여, 바람직하게는 1∼99 질량%, 보다 바람직하게는 50∼99 질량%, 더욱 바람직하게는 70∼99 질량%이다.
2-7-2. 안료 분산제(D')
안료 분산제(D')로는, 전술한 분산제(D)와 동일한 분산제에 덧붙여, 시너지스트형 분산제를 이용할 수 있다.
상기 시너지스트형 분산제(소위 안료 유도체형 분산제)로는, 프탈로시아닌 유도체를 들 수 있다. 시너지스트형 분산제의 시판품으로는, 루브리즈사에서 제조한 「솔스퍼스(등록상표) 5000(구리 프탈로시아닌 유도체)」 등을 들 수 있다.
상기 시너지스트형 분산제를 포함하는 경우, 그 함유량은, 안료 100 질량부에 대하여 0.1 질량부 이상이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.5 질량부 이상, 더욱 바람직하게는 1 질량부 이상이며, 20 질량부 이하가 바람직하고, 보다 바람직하게는 10 질량부 이하, 더욱 바람직하게는 8 질량부 이하이다.
안료 분산제(D')로서 상기 고분자 분산제와 시너지스트형 분산제를 병용하는 경우, 이들의 질량 비율(고분자 분산제/시너지스트형 분산제)은, 70/30∼99/1이 바람직하고, 보다 바람직하게는 80/20∼97/3, 더욱 바람직하게는 85/15∼95/5이다.
안료 분산제(D')의 사용량은, 안료(P) 100 질량부당, 바람직하게는 100 질량부 이하이며, 보다 바람직하게는 5 질량부 이상 50 질량부 이하이다.
또한, 분산제(D)와 안료 분산제(D')의 합계 함유량은, 착색 경화성 조성물의 총량에 대하여 0.1 질량% 이상인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.5 질량% 이상, 더욱 바람직하게는 1 질량% 이상이며, 20 질량% 이하가 바람직하고, 보다 바람직하게는 10 질량% 이하, 더욱 바람직하게는 5 질량% 이하이다.
안료 분산제(D')의 사용량이 상기한 범위에 있으면, 안료의 분산 상태가 양호하다.
안료 조성물 중의 안료(P)의 함유량은, 안료 조성물의 총량에 대하여, 5 질량% 이상이 바람직하고, 보다 바람직하게는 10 질량% 이상이며, 30 질량% 이하가 바람직하고, 20 질량% 이하가 보다 바람직하다.
안료 조성물 중의 용제(B'')의 함유량은, 안료 조성물의 총량에 대하여, 60 질량% 이상이 바람직하고, 보다 바람직하게는 75 질량% 이상이며, 90 질량% 이하가 바람직하고, 보다 바람직하게는 85 질량% 이하이다.
수지(C'')를 포함하는 경우, 안료 조성물 중의 수지(C'')의 함유량은, 안료 조성물의 총량에 대하여, 1 질량% 이상이 바람직하고, 보다 바람직하게는 2 질량% 이상이며, 15 질량% 이하가 바람직하고, 보다 바람직하게는 7 질량% 이하이다.
안료 분산제(D')를 포함하는 경우, 안료 조성물 중의 안료 분산제(D')의 함유량은, 안료 조성물의 총량에 대하여, 1 질량% 이상이 바람직하고, 보다 바람직하게는 2 질량 이상이며, 20 질량% 이하가 바람직하고, 보다 바람직하게는 10 질량% 이하이다.
2-8. 그 밖의 성분
본 발명의 착색 경화성 조성물은, 필요에 따라, 중합 개시 보조제, 충전제, 다른 고분자 화합물, 밀착 촉진제, 산화 방지제, 광 안정제, 연쇄 이동제 등, 해당 기술분야에서 공지된 여러 가지 첨가제(이하 「그 밖의 성분」이라고 함)를 포함하여도 좋다.
2-9. 착색 경화성 조성물의 제조 방법
본 발명의 착색 경화성 조성물은, 예컨대, 본 발명의 염료 분산액, 중합성 화합물(E) 및 중합 개시제(F), 그리고, 필요에 따라 이용되는 중합 개시 보조제(F1), 레벨링제(G), 안료 조성물 및 그 밖의 성분을 혼합함으로써 조제할 수 있다.
염료 분산액이 수지(C)를 포함하지 않는 경우, 착색 경화성 조성물을 조제할 때에 수지(C')를 첨가하는 것이 바람직하다. 염료 분산액이 수지(C)를 포함하는 경우, 착색 경화성 조성물을 조제할 때에 수지(C')를 더 첨가하여도 좋다.
착색 경화성 조성물을 조제할 때에, 착색제(A') 및/또는 용제(B')를 더 첨가하여도 좋다.
상기 혼합의 순서는, 특별히 한정되지 않는다. 중합성 화합물(E), 중합 개시제(F)나 그 밖의 성분은, 상기 염료 분산액에 동시에 혼합하여도 좋고, 따로따로 혼합하여도 좋다.
혼합함으로써 조제된 착색 경화성 조성물은, 구멍 직경 0.01∼10 ㎛ 정도의 필터로 여과하는 것이 바람직하다.
3. 컬러 필터의 제조 방법
본 발명의 착색 경화성 조성물로부터 형성되는 컬러 필터도 또한, 본 발명의 하나이다.
상기 컬러 필터는, 본 발명의 착색 경화성 조성물을 기판 등에 도포하고, 경화함으로써 얻을 수 있다. 상기 컬러 필터는, 착색 패턴을 갖고 있어도 좋다. 상기 컬러 필터의 제조에 있어서, 도포나 경화는 종래의 컬러 필터와 동일하게 행할 수 있다.
본 발명의 착색 경화성 조성물로부터 컬러 필터의 착색 패턴을 제조하는 방법으로는, 포토리소그래프법, 잉크젯법, 인쇄법 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 포토리소그래프법이 바람직하다. 포토리소그래프법은, 상기 착색 경화성 조성물을 기판에 도포하고, 건조시켜 조성물층을 형성하고, 포토마스크를 통해 상기 조성물층을 노광하여, 현상하는 방법이다.
포토리소그래프법에 있어서, 노광시에 포토마스크를 이용하지 않음으로써, 및/또는 현상하지 않음으로써, 상기 조성물층의 경화물인 착색 도포막을 형성할 수 있다.
컬러 필터의 막 두께는, 특별히 한정되지 않고, 목적이나 용도 등에 따라 적절하게 조정할 수 있으며, 통상 0.1∼30 ㎛, 바람직하게는 0.1∼20 ㎛, 더욱 바람직하게는 0.5∼6 ㎛이다.
기판으로는, 석영 유리, 붕규산 유리, 알루미나규산염 유리, 표면을 실리카 코트한 소다라임 유리 등의 유리판이나, 폴리카보네이트, 폴리메타크릴산메틸, 폴리에틸렌테레프탈레이트 등의 수지판, 실리콘, 상기 기판 상에 알루미늄, 은, 은/구리/팔라듐 합금 박막 등을 형성한 것이 이용된다. 이들 기판 상에는, 별도의 컬러 필터층, 수지층, 트랜지스터, 회로 등이 형성되어 있어도 좋다.
포토리소그래프법에 의한 각 색 화소의 형성은, 공지 또는 관용되는 장치나 조건으로 행할 수 있다. 예컨대, 하기와 같이 하여 제작할 수 있다.
우선, 착색 경화성 조성물을 기판 상에 도포하고, 가열 건조(프리베이크) 및/또는 감압 건조시킴으로써 용제 등의 휘발 성분을 제거하고 건조시켜, 평활한 조성물층을 얻는다.
도포 방법으로는, 스핀 코트법, 슬릿 코트법, 슬릿 앤드 스핀 코트법 등을 들 수 있다. 가열 건조를 행하는 경우의 온도는, 30℃∼120℃가 바람직하고, 50℃∼110℃가 보다 바람직하다. 또한, 가열 시간으로는, 10초간∼60분간인 것이 바람직하고, 30초간∼30분간인 것이 보다 바람직하다.
감압 건조를 행하는 경우는, 50∼150 Pa의 압력 하, 20℃∼25℃의 온도 범위에서 행하는 것이 바람직하다.
조성물층의 막 두께는, 특별히 한정되지 않고, 목적으로 하는 컬러 필터의 막 두께에 따라 적절하게 선택하면 좋다.
다음에, 조성물층은, 원하는 착색 패턴을 형성하기 위한 포토마스크를 통해 노광된다. 상기 포토마스크 상의 패턴은 특별히 한정되지 않고, 목적으로 하는 용도에 따른 패턴이 이용된다.
노광에 이용되는 광원으로는, 250∼450 ㎚ 파장의 광을 발생하는 광원이 바람직하다. 예컨대, 350 ㎚ 미만의 광을, 이 파장 영역을 커트하는 필터를 이용하여 커트하거나, 436 ㎚ 부근, 408 ㎚ 부근, 365 ㎚ 부근의 광을, 이들의 파장 영역을 추출하는 밴드 패스 필터를 이용하여 선택적으로 추출하거나 하여도 좋다. 구체적으로는, 수은등, 발광 다이오드, 메탈 할라이드 램프, 할로겐 램프 등을 들 수 있다.
노광면 전체에 균일하게 평행 광선을 조사하거나, 포토마스크와 기판과의 정확한 위치 맞춤을 행할 수 있기 때문에, 마스크 얼라이너 및 스테퍼 등의 노광 장치를 사용하는 것이 바람직하다.
노광 후의 조성물층을 현상액에 접촉시켜 현상함으로써, 기판 상에 착색 패턴이 형성된다. 현상에 의해, 조성물층의 미노광부가 현상액에 용해되어 제거된다. 현상액으로는, 수산화칼륨, 탄산수소나트륨, 탄산나트륨, 수산화테트라메틸암모늄 등의 알칼리성 화합물의 수용액이 바람직하다. 이들 알칼리성 화합물의 수용액 중의 농도는, 바람직하게는 0.01∼10 질량%이며, 보다 바람직하게는 0.03∼5 질량%이다. 또한, 현상액은, 계면활성제를 포함하고 있어도 좋다.
현상 방법은, 퍼들법, 디핑법 및 스프레이법 등 중 어느 것이어도 좋다. 또한, 현상시에 기판을 임의의 각도에 기울여도 좋다.
현상 후에는, 수세하는 것이 바람직하다.
또한, 얻어진 착색 패턴에, 포스트 베이크를 행하는 것이 바람직하다. 포스트 베이크 온도는, 150℃∼250℃가 바람직하고, 160℃∼235℃가 보다 바람직하다. 포스트 베이크 시간은, 1∼120분간이 바람직하고, 10∼60분간이 보다 바람직하다.
본 발명의 착색 경화성 조성물로부터 얻어지는 착색 패턴 및 착색 도포막은, 명도가 높기 때문에 컬러 필터로서 유용하다. 상기 컬러 필터는, 표시 장치(예컨대, 액정 표시 장치, 유기 EL 장치 등), 전자 페이퍼, 고체 촬상 소자 등에 이용되는 컬러 필터로서 유용하다. 상기 컬러 필터를 포함하는 표시 장치도 또한, 본 발명의 하나이다.
실시예
이하, 실시예를 들어 본 발명을 보다 구체적으로 설명하였으나, 본 발명은, 하기 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다. 예 중의 「%」 및 「부」는 특별히 언급하지 않는 한, 질량% 및 질량부이다.
이하의 합성예에 있어서, 화합물은 질량 분석(LC; Agilent 제조 1200형, MASS; Agilent 제조 LC/MSD형) 또는 NMR[JMM-ECA-500; 니혼덴시(주) 제조]로 동정(同定)하였다.
[합성예 1]
비스(3-아미노-4-히드록시페닐)술폰[도쿄카세이고교(주) 제조] 10.6부, 4-(디에틸아미노)살리실알데히드[도쿄카세이고교(주) 제조] 14.6부, 안식향산[도쿄카세이고교(주) 제조] 3.17부, 1-펜탄올[도쿄카세이고교(주) 제조] 183부 및 시아노아세트산에틸[도쿄카세이고교(주) 제조] 8.61부를 혼합하여 120℃에서 3시간 동안 교반하였다. 이 반응 용액에 4-(디에틸아미노)살리실알데히드[도쿄카세이고교(주) 제조] 14.6부, 안식향산[도쿄카세이고교(주) 제조] 3.17부 및 시아노아세트산에틸[도쿄카세이고교(주) 제조] 8.61부를 첨가하여 120℃에서 12시간 동안 교반하였다. 상기한 반응액을 실온까지 냉각시킨 후, 석출된 결정을 흡인 여과의 잔사로서 얻었다. 이 잔사에 아세토니트릴 236부와 이소프로필알코올 234부를 첨가하여 교반한 후, 불용물을 흡인 여과의 잔사로서 얻었다. 이 잔사에 아세토니트릴 236부와 이소프로필알코올 234부를 첨가하여 교반한 후, 불용물을 흡인 여과의 잔사로서 얻었다. 이 잔사에 클로로포름 2220부를 첨가하여 교반하고, 여과하였다. 이 여과액에 5% 수산화나트륨 수용액 530부를 첨가하여 교반하고, 클로로포름 용액층을 추출하였다. 이 클로로포름 용액에 18% 염화나트륨 수용액 610부를 첨가하여 교반하고, 클로로포름 용액층을 추출하였다. 이 클로로포름 용액에 황산마그네슘 10부를 첨가하여 교반한 후, 여과하였다. 여과액을 증발기(evaporator)로 용매 증류 제거한 후, 60℃에서 감압 건조시켜, 화학식 (4a-148)로 표시되는 화합물 19.5부를 얻었다. 1H-NMR로 구조를 확인하였다.
Figure 112014093513651-pat00026
<화학식 (4a-148)로 표시되는 화합물의 동정>
1H-NMR(500MHz, DMSO-d6): 1.14(12H, t), 3.50(8H, q), 6.61(2H, d), 6.82(2H, dd), 7.71(2H, d), 7.95(2H, d), 8.04(2H, dd), 8.43(2H, d), 8.83(2H, s)
[합성예 2]
3-아미노-4-히드록시벤젠술폰산 수화물[도쿄카세이고교(주) 제조] 45.4부, 안식향산[도쿄카세이고교(주) 제조] 9.50부, 4-(디에틸아미노)살리실알데히드[도쿄카세이고교(주)제조] 44.1부, 시아노아세트산에틸[도쿄카세이고교(주) 제조] 25.8부 및 1-펜탄올[도쿄카세이고교(주) 제조] 547부를 혼합하여 125℃에서 2시간 동안 교반하였다. 이 혼합물에, 안식향산[도쿄카세이고교(주) 제조] 9.50부, 4-(디에틸아미노)살리실알데히드[도쿄카세이고교(주) 제조] 44.1부, 시아노아세트산에틸[도쿄카세이고교(주) 제조] 25.8부 및 1-펜탄올[도쿄카세이고교(주) 제조] 30.3부를 혼합하여 125℃에서 12시간 동안 교반하였다. 상기한 혼합물을 실온까지 냉각시킨 후, 고형물을 흡인 여과의 잔사로서 얻었다. 이 잔사에 N,N-디메틸포름아미드 967부를 첨가하여 90℃에서 2시간 동안 교반하였다. 이 혼합물을 80℃로 유지하면서 흡인 여과하고, 고형물을 흡인 여과의 잔사로서 얻었다. 이 잔사에 N,N-디메틸포름아미드 126부를 첨가하고, 고형물을 흡인 여과의 잔사로서 얻었다. 이 잔사에 N,N-디메틸포름아미드 967부를 첨가하여 90℃에서 4시간 동안 교반하였다. 이 혼합물을 실온에서 12시간 동안 교반하고, 고형물을 흡인 여과의 잔사로서 얻었다. 이 잔사에 N,N-디메틸포름아미드 126부를 첨가하여, 고형물을 흡인 여과의 잔사로서 얻었다. 이 잔사에 물 2000부를 첨가하고, 80℃로 가열하여 용액을 조제하였다. 이 용액을 30℃로 냉각시킨 후, 메탄올 1580부를 첨가하여 12시간 동안 교반하였다. 석출된 고형물을 흡인 여과의 잔사로서 얻었다. 이 잔사에 물 2000부를 첨가하고, 80℃로 가열하여 용액을 조제하였다. 이 용액의 용매를 증류 제거하고, 고형물을 얻었다. 이 고형물에 클로로포름 148부를 첨가하여 교반하였다. 이 혼합물의 용매를 증류 제거하고, 화학식 (C-PT)로 표시되는 화합물을 75.3부 얻었다.
Figure 112014093513651-pat00027
<화학식 (C-PT)로 표시되는 화합물의 동정>
1H-NMR(500MHz, DMSO-d6): 1.14(6H, t), 3.49(4H, q), 6.60(1H, d), 6.81(1H, dd), 7.09(4H, s), 7.66(1H, dd), 7.66(1H, d), 7.70(1H, d), 7.88(1H, d), 8.83(1H, s)
[합성예 3]
정제수 3960부와 화학식 (C-PT)로 표시되는 화합물 40부를, 5 ℓ 비이커에 투입하고, 고전단(hight-shear) 믹서(실버슨 제조)에 의해 회전수 4000 rpm으로 1시간 동안 교반함으로써, 화학식 (C-PT)로 표시되는 화합물을 용해시켰다. pH 측정하여, pH가 6.0인 것을 확인하였다.
계속해서 아크릴계 분산제 용액(고형분 40%)을 100부 투입하여, 회전수 4000 rpm으로 교반을 계속한 후, 시간마다 pH를 측정하고, pH의 변동이 없어진 시점을 종점으로 하였다. 상기 슬러리를 여과하고, 화학식 (C-PT)로 표시되는 화합물의 중화 케이크를 채취하였다. 화학식 (C-PT)로 표시되는 화합물의 중화물을 재차 4000부의 이온 교환수(5 μS/cm)로 수회, 여과를 반복하고, 전기 전도도가 20 μS/cm가 된 단계에서 종점으로 하였다.
화학식 (C-PT)로 표시되는 화합물의 중화 케이크를 채취하고, 60℃ 오븐에서 24시간 동안 건조시켜 화학식 (C-PT)로 표시되는 화합물의 중화물인 (C-PT′)를 65부 얻었다.
[합성예 4]
<수지 용액 C1의 합성>
환류 냉각기, 적하 깔때기 및 교반기를 구비한 플라스크 내에 질소를 주입함으로써 질소 분위기로 치환하고, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 371부를 넣어, 교반하면서 85℃까지 가열하였다. 계속해서, 아크릴산 54부, 3,4-에폭시트리시클로[5.2.1.02,6]데칸-8-일아크릴레이트 및 3,4-에폭시트리시클로[5.2.1.02,6]데칸-9-일아크릴레이트의 혼합물(함유비는 몰비로 50:50) 225부, 비닐톨루엔(이성체 혼합물) 81부를, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 80부에 용해시켜 조제한 혼합 용액을 4시간에 걸쳐 플라스크 내에 적하하였다.
한편, 중합 개시제 2,2-아조비스(2,4-디메틸발레로니트릴) 30부를 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 160부에 용해시킨 중합 개시제 용액을 5시간에 걸쳐 적하하였다. 중합 개시제 용액의 적하 종료 후, 85℃에서 4시간 동안 유지한 후, 실온까지 냉각시켜 공중합체 용액을 얻었다. 이 공중합체를 수지 C1로 한다. 수지 C1 용액의 고형분은 37.5%, B형 점도계(23℃)로 측정한 점도는 246 mPa·s였다. 수지 C1의 중량 평균 분자량은 1.06ㅧ104, 고형분 환산의 산가는 115 mgKOH/g, 분자량 분포는 2.01이었다. 수지 C1은 이하의 구조 단위를 갖는다.
Figure 112014093513651-pat00028
[합성예 5]
<수지 용액 C2의 합성>
환류 냉각기, 적하 깔때기 및 교반기를 구비한 1 ℓ의 플라스크 내에 질소를 주입함으로써 질소 분위기로 치환하고, 디에틸렌글리콜에틸메틸에테르 300 중량부를 넣어, 교반하면서 85℃까지 가열하였다. 계속해서, 메타크릴산 54 중량부, 3,4-에폭시트리시클로[5.2.1.02,6]데칸-8-일아크릴레이트 및 3,4-에폭시트리시클로[5.2.1.02,6]데칸-9-일아크릴레이트의 혼합물(함유비, 몰비로 50:50) 306 중량부, 및 2,2-아조비스(2,4-디메틸발레로니트릴) 24 중량부를 디에틸렌글리콜에틸메틸에테르 316 중량부에 용해한 혼합 용액을 5시간에 걸쳐 적하하였다. 적하 종료 후, 4시간 동안, 같은 온도로 유지한 후, 실온까지 냉각시켜 B형 점도(23℃) 88 mPas, 고형분 37.0 중량%, 용액 산가 34 mgKOH/g의 공중합체를 얻었다. 생성된 공중합체의 중량 평균 분자량(Mw)은 7500, 분자량 분포 1.93의 수지 C2 용액을 얻었다.
Figure 112014093513651-pat00029
합성예에서 얻어진 수지의 중량 평균 분자량(Mw) 및 수 평균 분자량(Mn)의 측정은, GPC법을 이용하여 이하의 조건으로 행하였다.
장치; K2479[(주)시마즈세이사쿠쇼 제조]
칼럼; SHIMADZU Shim-pack GPC-80M
칼럼 온도; 40℃
용매; THF[테트라히드로푸란]
유속; 1.0 ㎖/min
검출기; RI
교정용 표준 물질; TSK STANDARD POLYSTYRENE F-40, F-4, F-288, A-2500, A-500[도소(주) 제조]
상기에서 얻어진 폴리스티렌 환산의 중량 평균 분자량 및 수 평균 분자량의 비(Mw/Mn)를 분자량 분포로 하였다.
[실시예 1]
(염료 분산액의 조제)
쿠마린 염료(A1); 화학식 (4a-148)로 표시되는 화합물 9.60부
분산제(D); 아크릴계 안료 분산제[Disperbyk(등록상표) 2000; 빅케미사 제조; 아민가 4 mgKOH/g) 4.32부
수지(C); 수지 C1(고형분 환산) 2.88부
용제(B); 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 53.81부
용제(B); 프로필렌글리콜모노메틸에테르 6.20부
용제(B); 에틸렌글리콜모노부틸에테르 3.20부
와, 0.2 ㎜ 직경의 지르코니아 비드 360부를, 용량 140 ㎖의 마요네즈 병에 투입하고, 페인트 컨디셔너로 60℃에서 10시간 동안 혼련하여 분산 처리를 행하였다. 그 후, 지르코니아 비드를 제거하고 분산액을 얻었다. 상기 분산액을, 구멍 직경 1.0 ㎛의 멤브레인 필터로 여과하고, 염료 분산액 1을 얻었다.
(착색 경화성 조성물의 조제)
이하의 성분을 혼합하여 착색 경화성 조성물을 얻었다.
염료 분산액 1 165부
수지(C'): 수지 C2 용액 50부
중합성 화합물(E): 디펜타에리스리톨헥사아크릴레이트
[KAYARAD(등록상표) DPHA; 니혼카야쿠(주) 제조] 50부
중합 개시제(F); N-벤조일옥시-1-(4-페닐술파닐페닐)옥탄-1-온-2-이민[이르가큐어(등록상표) OXE 01; BASF사 제조; 옥심 화합물] 15부
레벨링제(G): 폴리에테르 변성 실리콘 오일[도레이실리콘 SH8400; 도레이·다우코닝(주) 제조] 0.25부
용제(B'): 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 725부
용제(B'): 프로필렌글리콜모노메틸에테르 145부
안료 조성물 1 732부
[실시예 2]
(염료 분산액의 조제)
쿠마린 염료(A1); 화학식 (4a-148)로 표시되는 화합물 11.2부
분산제(D); 아크릴계 안료 분산제[Disperbyk(등록상표) 2000; 빅케미사 제조; 아민가 4 mgKOH/g) 3.20부
수지(C); 수지 C1(고형분 환산) 3.20부
용제(B); 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 56.90부
용제(B); 프로필렌글리콜모노메틸에테르 3.14부
용제(B); 에틸렌글리콜모노부틸에테르 2.36부
와, 0.2 ㎜ 직경의 지르코니아 비드 360부를, 용량 140 ㎖의 미요네즈 병에 투입하고, 페인트 컨디셔너로 60℃에서 10시간 동안 혼련하여 분산 처리를 행하였다. 그 후, 지르코니아 비드를 제거하고 분산액을 얻었다. 상기 분산액을, 구멍 직경 1.0 ㎛의 멤브레인 필터로 여과하고, 염료 분산액 2를 얻었다.
(착색 경화성 조성물의 조제)
이하의 성분을 혼합하여 착색 경화성 조성물을 얻었다.
염료 분산액 2 140부
수지(C'): 수지 C2 용액 50부
중합성 화합물(E): 디펜타에리스리톨헥사아크릴레이트
[KAYARAD(등록상표) DPHA; 니혼카야쿠(주) 제조] 50부
중합 개시제(F); N-벤조일옥시-1-(4-페닐술파닐페닐)옥탄-1-온-2-이민[이르가큐어(등록상표) OXE 01; BASF사 제조; 옥심 화합물] 15부
레벨링제(G): 폴리에테르 변성 실리콘 오일[도레이실리콘 SH8400; 도레이·다우코닝(주) 제조] 0.25부
용제(B'): 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 716부
용제(B'): 프로필렌글리콜모노메틸에테르 144부
안료 조성물 1 723부
[실시예 3]
(염료 분산액의 조제)
쿠마린 염료(A1); 화학식 (4a-148)로 표시되는 화합물 9.60부
분산제(D); 아크릴계 안료 분산제[Disperbyk(등록상표) 2001; 빅케미사 제조; 아민가 29 mgKOH/g) 4.32부
수지(C); 수지 C1(고형분 환산) 2.88부
용제(B); 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 53.81부
용제(B); 프로필렌글리콜모노메틸에테르 6.20부
용제(B); 에틸렌글리콜모노부틸에테르 3.20부
와, 0.2 ㎜ 직경의 지르코니아 비드 360부를, 용량 140 ㎖의 마요네즈 병에 투입하고, 페인트 컨디셔너로 60℃에서 10시간 동안 혼련하여 분산 처리를 행하였다. 그 후, 지르코니아 비드를 제거하고 분산액을 얻었다. 상기 분산액을, 구멍 직경 1.0 ㎛의 멤브레인 필터로 여과하고, 염료 분산액 3을 얻었다.
(착색 경화성 조성물의 조제)
이하의 성분을 혼합하여 착색 경화성 조성물을 얻었다.
염료 분산액 3 165부
수지(C'): 수지 C2 용액 50부
중합성 화합물(E): 디펜타에리스리톨헥사아크릴레이트
[KAYARAD(등록상표) DPHA; 니혼카야쿠(주) 제조] 50부
중합 개시제(F); N-벤조일옥시-1-(4-페닐술파닐페닐)옥탄-1-온-2-이민[이르가큐어(등록상표) OXE 01; BASF사 제조; 옥심 화합물] 15부
레벨링제(G): 폴리에테르 변성 실리콘 오일[도레이실리콘 SH8400; 도레이·다우코닝(주) 제조] 0.25부
용제(B'): 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 725부
용제(B'): 프로필렌글리콜모노메틸에테르 145부
안료 조성물 1 732부
[실시예 4]
(염료 분산액의 조제)
쿠마린 염료(A1); 화학식 (4a-148)로 표시되는 화합물 11.2부
분산제(D); 아크릴계 안료 분산제[Disperbyk(등록상표) 2001; 빅케미사 제조; 아민가 29 mgKOH/g) 3.20부
수지(C); 수지 C1(고형분 환산) 3.20부
용제(B); 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 56.90부
용제(B); 프로필렌글리콜모노메틸에테르 3.14부
용제(B); 에틸렌글리콜모노부틸에테르 2.36부
와, 0.2 ㎜ 직경의 지르코니아 비드 360부를, 용량 140 ㎖의 마요네즈 병에 투입하고, 페인트 컨디셔너로 60℃에서 10시간 동안 혼련하여 분산 처리를 행하였다. 그 후, 지르코니아 비드를 제거하고 분산액을 얻었다. 상기 분산액을, 구멍 직경 1.0 ㎛의 멤브레인 필터로 여과하고, 염료 분산액 4를 얻었다.
(착색 경화성 조성물의 조제)
이하의 성분을 혼합하여 착색 경화성 조성물을 얻었다.
염료 분산액 4 140부
수지(C'): 수지 C2 용액 50부
중합성 화합물(E): 디펜타에리스리톨헥사아크릴레이트
[KAYARAD(등록상표) DPHA; 니혼카야쿠(주) 제조] 50부
중합 개시제(F); N-벤조일옥시-1-(4-페닐술파닐페닐)옥탄-1-온-2-이민][이르가큐어(등록상표) OXE 01; BASF사 제조; 옥심 화합물] 15부
레벨링제(G): 폴리에테르 변성 실리콘 오일[도레이실리콘 SH8400; 도레이·다우코닝(주) 제조] 0.25부
용제(B'): 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 716부
용제(B'): 프로필렌글리콜모노메틸에테르 144부
안료 조성물 1 723부
[실시예 5]
(염료 분산액의 조제)
쿠마린 염료(A1); 화학식 (4a-148)로 표시되는 화합물 8.00부
쿠마린 염료(A1); 화학식 (C-PT′)로 표시되는 화합물 1.60부
분산제(D); 아크릴계 안료 분산제[Disperbyk(등록상표) 2000; 빅케미사 제조; 아민가 4 mgKOH/g) 4.32부
수지(C); 수지 C1(고형분 환산) 2.88부
용제(B); 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 53.81부
용제(B); 프로필렌글리콜모노메틸에테르 6.20부
용제(B); 에틸렌글리콜모노부틸에테르 3.20부
와, 0.2 ㎜ 직경의 지르코니아 비드 360부를, 용량 140 ㎖의 마요네즈 병에 투입하고, 페인트 컨디셔너로 60℃에서 10시간 동안 혼련하여 분산 처리를 행하였다. 그 후, 지르코니아 비드를 제거하고 분산액을 얻었다. 상기 분산액을, 구멍 직경 1.0 ㎛의 멤브레인 필터로 여과하고, 염료 분산액 5를 얻었다.
(착색 경화성 조성물의 조제)
이하의 성분을 혼합하여 착색 경화성 조성물을 얻었다.
염료 분산액 5 165부
수지(C'): 수지 C2 용액 50부
중합성 화합물(E): 디펜타에리스리톨헥사아크릴레이트
[KAYARAD(등록상표) DPHA; 니혼카야쿠(주) 제조)] 50부
중합 개시제(F); N-벤조일옥시-1-(4-페닐술파닐페닐)옥탄-1-온-2-이민[이르가큐어(등록상표) OXE 01; BASF사 제조; 옥심 화합물] 15부
레벨링제(G): 폴리에테르 변성 실리콘 오일[도레이실리콘 SH8400; 도레이·다우코닝(주) 제조] 0.25부
용제(B'): 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 725부
용제(B'): 프로필렌글리콜모노메틸에테르 145부
안료 조성물 1 732부
[실시예 6]
(염료 분산액의 조제)
쿠마린 염료(A1); 화학식 (4a-148)로 표시되는 화합물 9.60부
쿠마린 염료(A1); 화학식 (C-PT′)로 표시되는 화합물 1.60부
분산제(D); 아크릴계 안료 분산제[Disperbyk(등록상표) 2001; 빅케미사 제조; 아민가 29 mgKOH/g] 4.32부
수지(C); 수지 C1(고형분 환산) 2.88부
용제(B); 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 53.81부
용제(B); 프로필렌글리콜모노메틸에테르 6.20부
용제(B); 에틸렌글리콜모노부틸에테르 3.20부
와, 0.2 ㎜ 직경 지르코니아 비드 360부를, 용량 140 ㎖의 마요네즈 병에 투입하고, 페인트 컨디셔너로 60℃에서 10시간 동안 혼련하여 분산 처리를 행하였다. 그 후, 지르코니아 비드를 제거하고 분산액을 얻었다. 상기 분산액을, 구멍 직경 1.0 ㎛의 멤브레인 필터로 여과하고, 염료 분산액 6을 얻었다.
(착색 경화성 조성물의 조제)
이하의 성분을 혼합하여 착색 경화성 조성물을 얻었다.
염료 분산액 6 140부
수지(C'): 수지 C2 용액 50부
중합성 화합물(E): 디펜타에리스리톨헥사아크릴레이트
[KAYARAD(등록상표) DPHA; 니혼카야쿠(주) 제조] 50부
중합 개시제(F); N-벤조일옥시-1-(4-페닐술파닐페닐)옥탄-1-온-2-이민[이르가큐어(등록상표) OXE 01; BASF사 제조; 옥심 화합물] 15부
레벨링제(G): 폴리에테르 변성 실리콘 오일[도레이실리콘 SH8400; 도레이·다우코닝(주)제조] 0.25부
용제(B'): 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 716부
용제(B'): 프로필렌글리콜모노메틸에테르 144부
안료 조성물 1 723부
[비교예 1]
(착색 경화성 조성물의 조제)
이하의 성분을 혼합하여 착색 경화성 조성물을 얻었다.
쿠마린 7 18.7부
수지(C'): 수지 C2 용액 50부
중합성 화합물(E): 디펜타에리스리톨헥사아크릴레이트
[KAYARAD(등록상표) DPHA; 니혼카야쿠(주) 제조] 50부
중합 개시제(F); N-벤조일옥시-1-(4-페닐술파닐페닐)옥탄-1-온-2-이민[이르가큐어(등록상표) OXE 01; BASF사 제조; 옥심 화합물] 15부
레벨링제(G): 폴리에테르 변성 실리콘 오일[도레이실리콘 SH8400; 도레이·다우코닝(주) 제조] 0.24부
용제(B'): 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 437부
용제(B'): 프로필렌글리콜모노메틸에테르 137부
안료 조성물 1 141부
Figure 112014093513651-pat00030
[비교예 2]
(착색 경화성 조성물의 조제)
이하의 성분을 혼합하였지만, 화학식 (4a-148)로 표시되는 염료가 용제에 용해되지 않아, 비교 가능한 색도가 되지 않았기 때문에, 조색(調色) 불가능하였다.
쿠마린 염료(A1); 화학식 (4a-148)로 표시되는 화합물 18.7부
수지(C'): 수지 C2 용액 50부
중합성 화합물(E): 디펜타에리스리톨헥사아크릴레이트
[KAYARAD(등록상표) DPHA; 니혼카야쿠(주) 제조] 50부
중합 개시제(F); N-벤조일옥시-1-(4-페닐술파닐페닐)옥탄-1-온-2-이민[이르가큐어(등록상표) OXE 01; BASF사 제조; 옥심 화합물] 15부
레벨링제(G): 폴리에테르 변성 실리콘 오일[도레이실리콘 SH8400; 도레이·다우코닝(주) 제조] 0.24부
용제(B'): 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 605부
용제(B'): 프로필렌글리콜모노메틸에테르 137부
안료 조성물 1 690부
안료 조성물 1은 이하와 같이 조제하였다.
(안료 조성물 1의 조제)
안료(A2); C.I. 피그먼트 그린 7 9.6부
용제(B'); 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 63.68부
수지(C'); 수지 C1(고형분 환산) 3.84부
안료 분산제(D'); 아크릴계 분산제 2.88부
를 혼합하고, 비드밀을 이용하여 안료를 충분히 분산시킴으로써, 안료 조성물 1을 얻었다.
<착색 패턴의 제작>
1변이 2인치인 정사각형 유리 기판(이글 XG; 코닝사 제조) 상에, 착색 경화성 조성물을 스핀 코트법으로 도포한 후, 100℃에서 3분간 프리베이크함으로써 착색 조성물층을 얻었다. 방냉(放冷) 후, 기판 상의 착색 조성물층과 석영 유리로 제조된 포토마스크와의 간격을 100 ㎛로 하여, 노광기[TME-150RSK; 톱콘(주) 제조]를 사용하여, 대기 분위기 하, 40 mJ/㎠의 노광량(365 ㎚ 기준)으로 노광하였다. 포토마스크로는, 100 ㎛ 라인 앤드 스페이스 패턴이 형성된 것을 사용하였다. 노광 후, 비이온계 계면활성제 0.12%와 탄산나트륨 2%를 포함하는 수계 현상액에, 노광 후의 착색 조성물층을, 25℃에서 70초간, 침지함으로써 현상하였다. 또한, 노광 후의 착색 조성물층을 수세한 후, 오븐 안에서, 230℃로 20분간 포스트 베이크를 행하여 착색 패턴을 얻었다.
<막 두께 측정>
얻어진 착색 패턴의 막 두께를, 막 두께 측정 장치[DEKTAK3; 니혼신쿠기쥬쯔(주) 제조]를 이용하여 측정하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
<색도 평가>
얻어진 착색 패턴에 대해서, 측색기[OSP-SP-200; 올림푸스(주) 제조]를 이용하여 분광을 측정하고, C 광원의 특성 함수를 이용하여 CIE의 XYZ 표색계에 있어서의 xy 색도 좌표(x, y)와 3자극값(Y)을 측정하였다. Y의 값이 클수록 명도가 높은 것을 나타낸다. 결과를 표 1에 나타낸다.
<콘트라스트 평가>
포토마스크를 사용하지 않고 노광하고, 현상을 행하지 않은 것 이외에는 착색 패턴의 제작과 동일한 조작을 행하여, 유리 기판 상에 착색 도포막을 제작하였다. 얻어진 착색 도포막에 대해서, 콘트라스트계(CT-1; 쯔보사카 덴키사 제조, 색채 색차계 BM-5A; 톱콘사 제조, 광원; F-10)를 이용하여, 블랭크값을 30000으로 하여 콘트라스트를 측정하였다. 유리 기판 상의 착색 도포막을, 편광 필름(POLAX-38S; 루케오사 제조) 사이에 끼운 것을 측정 샘플로 하였다. 착색 도포막의 콘트라스트가 높으면, 동일한 착색 경화성 조성물로부터 얻어지는 착색 패턴에 있어서도 마찬가지로 콘트라스트가 높다고 할 수 있다. 결과를 표 1에 나타낸다.
<내열성 평가>
얻어진 착색 도포막을 오븐 안에서, 230℃로 2시간 동안 가열하였다. 가열 전후로 xy 색도 좌표(x, y) 및 Y를 측정하고, 이 측정값으로부터 JIS Z 8730: 2009(7. 색차의 계산 방법)에 기재되는 방법으로 색차 △Eab*를 계산하고, 결과를 표 1에 나타내었다. △Eab*는 작을수록 색 변화가 작은 것을 의미하고, △Eab*가 3 이하이면, 그 도포막은 컬러 필터로서 실용상 문제없다고 할 수 있다. 착색 도포막의 내열성이 양호하다면, 동일한 착색 경화성 수지 조성물로부터 제작된 착색 패턴도, 내열성은 양호하다고 할 수 있다.
Figure 112014093513651-pat00031
본 발명의 염료 분산액은, 내열성이 있고, 명도가 높은 컬러 필터를 형성할 수 있는 착색 경화성 조성물의 재료로서 유용하다.

Claims (10)

  1. 염료가 분산제에 의해 용제 중에 분산되어 이루어지는 염료 분산액으로서,
    염료는 쿠마린 염료를 포함하고, 실질적으로 안료를 포함하지 않으며,
    쿠마린 염료의 함유량은, 염료의 총량에 대하여, 40 질량% 이상 100 질량% 이하인 염료 분산액으로써,
    상기 쿠마린 염료는 하기 화학식 4a-148로 표시되는 화합물 및 화합물 C-PT'로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 것이며,
    상기 화합물 C-PT'는 하기 화학식 C-PT로 표시되는 화합물의 중화물인 것인, 염료 분산액:
    [4a-148]
    Figure 112019098521177-pat00033

    [C-PT]
    Figure 112019098521177-pat00034
  2. 제1항에 있어서, 분산제의 아민가가 0∼200 mgKOH/g인 염료 분산액.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 용제는, 에테르에스테르 용제를 포함하는 염료 분산액.
  4. 제3항에 있어서, 에테르에스테르 용제의 함유량은, 용제의 총량에 대하여, 40 질량% 이상 100 질량% 이하인 염료 분산액.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 수지를 더 포함하는 염료 분산액.
  6. 제1항에 기재된 염료 분산액과, 중합성 화합물과, 중합 개시제를 포함하는 착색 경화성 조성물.
  7. 제1항에 기재된 염료 분산액과, 중합성 화합물과, 중합 개시제를 혼합하여 이루어지는 착색 경화성 조성물.
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서, 안료, 용제, 그리고 안료 분산제 및 수지로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 1종을 더 포함하는 안료 조성물을 포함하는 착색 경화성 조성물.
  9. 제6항 또는 제7항에 기재된 착색 경화성 조성물로부터 형성되는 컬러 필터.
  10. 제9항에 기재된 컬러 필터를 포함하는 표시 장치.
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