特許 5747909 アントラキノン系色素を含むインク及び該インクに用いられる色素並びにディスプレイ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5747909

(24)【登録日】2015年5月22日

(45)【発行日】2015年7月15日

(54)【発明の名称】アントラキノン系色素を含むインク及び該インクに用いられる色素並びにディスプレイ

(51)【国際特許分類】

   C09D 11/00 20140101AFI20150625BHJP

   C09B 1/28 20060101ALI20150625BHJP

   G02F 1/17 20060101ALI20150625BHJP

   G02F 1/167 20060101ALI20150625BHJP

   C09B 67/20 20060101ALN20150625BHJP

【ＦＩ】

   C09D11/00

   C09B1/28

   G02F1/17

   G02F1/167

   !C09B67/20 L

【請求項の数】11

【全頁数】20

(21)【出願番号】特願2012-504478(P2012-504478)

(86)(22)【出願日】2011年3月8日

(86)【国際出願番号】JP2011055404

(87)【国際公開番号】WO2011111710

(87)【国際公開日】20110915

【審査請求日】2013年12月16日

(31)【優先権主張番号】特願2010-51815(P2010-51815)

(32)【優先日】2010年3月9日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000005968

【氏名又は名称】三菱化学株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002000

【氏名又は名称】特許業務法人栄光特許事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100090343

【弁理士】

【氏名又は名称】濱田 百合子

(74)【代理人】

【識別番号】100129160

【弁理士】

【氏名又は名称】古館 久丹子

(74)【代理人】

【識別番号】100177460

【弁理士】

【氏名又は名称】山崎 智子

(74)【代理人】

【識別番号】100108589

【弁理士】

【氏名又は名称】市川 利光

(72)【発明者】

【氏名】石田 美織

(72)【発明者】

【氏名】志賀 靖

(72)【発明者】

【氏名】武田 詠子

(72)【発明者】

【氏名】門脇 雅美

【審査官】 内藤 康彰

(56)【参考文献】

【文献】 特表２００５−５２１７８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２８６８３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−３１３１７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−１００５２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６２−０７２７８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−３０９１７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００８／１４２０８６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特表２００７−５３１９１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−２７９５３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−１６４６７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１２−５０３０５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 ZIELSKE,A.G.，(Tosyloxy)anthraquinones. Versatile synthons for the preparation of various aminoanthraquinones，Journal of Organic Chemistry，１９８７年，Vol.52, No.7，p.1305-9

【文献】 TERAMURA,K. et al，Dyeing polypropylene fibers. VII. Dyeing polypropylene fibers modified with nickel salts by means of，Sen'i Gakkaishi，１９６５年，Vol.21, No.5，p.277-81

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ０９Ｄ１１／００−１３／００

Ｃ０９Ｂ１／００−６９／１０

Ｇ０２Ｆ１／１５−１／１９

ＣＡｐｌｕｓ／ＲＥＧＩＳＴＲＹ（ＳＴＮ）

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

下記一般式（ＩＩ）で表されるアントラキノン系色素と比誘電率２．２以下の低極性溶媒とを含むインク。

【化1】

［一般式（ＩＩ）中、Ｘ^２は、ＣＯＯＲ^２３を示し、Ｒ^２１およびＲ^２２は、それぞれ独立に置換基を有していてもよい炭素数４〜２０の分岐鎖状アルキル基を示し、Ｒ^２３は置換基を有していてもよい炭素数１〜２０のアルキル基を示す。］

【請求項2】

低極性溶媒が、炭化水素系溶媒、フルオロカーボン系溶媒、及びシリコーンオイルからなる群より選択される１以上を含む、請求項１に記載のインク。

【請求項3】

アントラキノン系色素が、該色素をｎ−デカンに溶解させたとき、３５０〜７５０ｎｍ波長域における吸収極大波長が６００〜７２０ｎｍの範囲内にあり、吸収極大波長におけるモル吸光係数ε（Ｌｍｏｌ^−１ｃｍ^−１）と室温（２５℃）における同溶媒での飽和溶液の濃度Ｃ（ｍｏｌＬ^−１）との積εＣが５００（ｃｍ^−１）以上である、請求項１又は２に記載のインク。

【請求項4】

アントラキノン系色素が、２５℃、１気圧の条件下における水に対する溶解度が０．１質量％以下である、請求項１〜３のいずれか一項に記載のインク。

【請求項5】

さらに他の色素を含み、黒色である、請求項１〜４のいずれか一項に記載のインク。

【請求項6】

ディスプレイ用又は光シャッター用である、請求項１〜５のいずれか一項に記載のインク。

【請求項7】

請求項１〜６のいずれか一項に記載のインクを含む表示部位を有し、表示部位の電圧印加を制御することで画像を表示する、ディスプレイ。

【請求項8】

該表示部位が、電気泳動粒子又は水性媒体を含む、請求項７に記載のディスプレイ。

【請求項9】

該電圧印加によって着色状態を変化させることにより画像を表示する請求項７又は８に記載のディスプレイ。

【請求項10】

エレクトロウェッティング方式又は電気泳動方式により画像を表示する、請求項７〜９のいずれか一項に記載のディスプレイ。

【請求項11】

請求項７〜１０のいずれか一項に記載のディスプレイを有する電子ペーパー。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ディスプレイ材料等に有用な、アントラキノン系色素及び該色素を含むインクに関する。

【背景技術】

【0002】

近年、低消費電力で視認性の高い新しい方式の電気光学ディスプレイが提案され、電子ペーパー等に適用されつつある。例えば、電気泳動方式は、油性溶媒と着色電気泳動粒子とを内蔵する複数のマイクロカプセルをバインダ中に分散して薄く塗布した層に、電界を印加し着色電気泳動粒子を移動させることで、画像を表示する方式である。またエレクトロウェッティング方式は、基板上に水性媒体と油性着色インクの２相で満たされた複数のピクセルを配し、ピクセルごとに電圧印加のｏｎ−ｏｆｆによって水性媒体／油性着色インクの界面の親和性を制御し、油性着色インクを基板上に展開／凝集させることによって行う画像表示形式であり、電気泳動方式に比べると応答速度が高い（非特許文献１）。

【0003】

このようなディスプレイの油性インクに用いられる色素には、高溶解性、高吸光係数、耐光性等の高い耐久性が求められる。特許文献１には、エレクトロウェッティング方式ディスプレイの油性インクに用いる色素として、Ｏｉｌ Ｂｌｕｅ Ｎ、Ｓｏｌｖｅｎｔ Ｇｒｅｅｎ、Ｓｕｄａｎ Ｒｅｄ、Ｓｕｄａｎ Ｂｌａｃｋが挙げられている。特許文献２には、色素転写型感熱転写記録用色素として特定のアントラキノン系色素が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】日本国特表２００７−５３１９１７号公報

【特許文献2】日本国特開２０００−３１３１７４号公報

【非特許文献】

【0005】

【非特許文献1】“Ｎａｔｕｒｅ”（英国）、２００３年、Ｖｏｌ．４２５、ｐ．３８３−３８５

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、本発明者等の検討によれば、特許文献１に具体的に記載された色素は低極性溶媒への溶解性、吸光係数、耐光性等の点で更なる改善が必要であることが判明した。また、特許文献２には、色素のディスプレイ材料への適用は記載されていない。
本発明は、低極性溶媒への溶解性に優れ、高い吸光係数、高い耐光性を有するアントラキノン系色素、及びこれを含むインクの提供を目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、ある種の化学構造を有するアントラキノン系色素が、炭化水素系溶媒等の低極性溶媒への溶解性に優れ、しかも高いモル吸光係数、高い耐光性を有することを見出した。本発明はこれらの知見に基づいて成し遂げられたものである。

【0008】

すなわち、本発明の要旨は、以下のとおりである。
＜１＞ 下記一般式（Ｉ）で表されるアントラキノン系色素と低極性溶媒とを含むインク。

【0009】

【化1】

【0010】

［一般式（Ｉ）中、Ｘは、水素原子又はＣＯＯＲ^３基を示し、Ｒ^１〜Ｒ^３は、それぞれ独立に置換基を有していてもよい炭素数１〜２０のアルキル基を示すが、Ｒ^１〜Ｒ^３の少なくとも１つは置換基を有していてもよい炭素数４〜２０の分岐鎖状アルキル基であり、アントラキノン環は、Ｘ、ＮＨＲ^１およびＮＨＲ^２以外に任意の置換基を有していてもよい。］
＜２＞ 低極性溶媒が、比誘電率２．２以下の溶媒である、上記＜１＞に記載のインク。
＜３＞ 低極性溶媒が、炭化水素系溶媒、フルオロカーボン系溶媒、及びシリコーンオイルからなる群より選択される１以上を含む、上記＜１＞又は＜２＞に記載のインク。
＜４＞ アントラキノン系色素が、下記一般式（ＩＩ）で表される色素である、上記＜１＞〜＜３＞のいずれか一に記載のインク。

【0011】

【化2】

【0012】

［一般式（ＩＩ）中、Ｘ^２は、水素原子又はＣＯＯＲ^２３を示し、Ｒ^２１およびＲ^２２は、それぞれ独立に置換基を有していてもよい炭素数４〜２０の分岐鎖状アルキル基を示し、Ｒ^２３は置換基を有していてもよい炭素数１〜２０のアルキル基を示す。］
＜５＞ アントラキノン系色素が、該色素をｎ−デカンに溶解させたとき、３５０〜７５０ｎｍ波長域における吸収極大波長が６００〜７２０ｎｍの範囲内にあり、吸収極大波長におけるモル吸光係数ε（Ｌｍｏｌ^−１ｃｍ^−１）と室温（２５℃）における同溶媒での飽和溶液の濃度Ｃ（ｍｏｌＬ^−１）との積εＣが５００（ｃｍ^−１）以上である、上記＜１＞〜＜４＞のいずれか一に記載のインク。
＜６＞ ディスプレイ用又は光シャッター用である、上記＜１＞〜＜５＞のいずれか一に記載のインク。
＜７＞ 上記＜１＞〜＜６＞のいずれか一に記載のインクを含む表示部位を有し、表示部位の電圧印加を制御することで画像を表示する、ディスプレイ。
＜８＞ 該表示部位が、電気泳動粒子又は水性媒体を含む、上記＜７＞に記載のディスプレイ。
＜９＞ 該電圧印加によって着色状態を変化させることにより画像を表示する上記＜７＞又は＜８＞に記載のディスプレイ。
＜１０＞ エレクトロウェッティング方式又は電気泳動方式により画像を表示する、上記＜７＞〜＜９＞のいずれか一に記載のディスプレイ。
＜１１＞ 上記＜７＞〜＜１０＞のいずれか一に記載のディスプレイを有する電子ペーパー。
＜１２＞ 低極性溶媒に溶解させてインクとして用いられる色素であって、下記一般式（Ｉ）で表されるアントラキノン系色素。

【0013】

【化3】

【0014】

［一般式（Ｉ）中、Ｘは、水素原子又はＣＯＯＲ^３基を示し、Ｒ^１〜Ｒ^３は、それぞれ独立に置換基を有していてもよい炭素数１〜２０のアルキル基を示すが、Ｒ^１〜Ｒ^３の少なくとも１つは置換基を有していてもよい炭素数４〜２０の分岐鎖状アルキル基であり、アントラキノン環は、Ｘ、ＮＨＲ^１およびＮＨＲ^２以外に任意の置換基を有していてもよい。］
＜１３＞ 低極性溶媒が、比誘電率２．２以下の溶媒である、上記＜１２＞に記載のアントラキノン系色素。
＜１４＞ 低極性溶媒が、炭化水素系溶媒、フルオロカーボン系溶媒、及びシリコーンオイルからなる群より選択される１以上を含む、上記＜１２＞又は＜１３＞に記載のアントラキノン系色素。
＜１５＞ 下記一般式（ＩＩ）で表される色素である、上記＜１２＞〜＜１４＞のいずれか一に記載のアントラキノン系色素。

【0015】

【化4】

【0016】

［一般式（ＩＩ）中、Ｘ^２は、水素原子又はＣＯＯＲ^２３を示し、Ｒ^２１およびＲ^２２は、それぞれ独立に置換基を有していてもよい炭素数４〜２０の分岐鎖状アルキル基を示し、Ｒ^２３は置換基を有していてもよい炭素数１〜２０のアルキル基を示す。］
＜１６＞ 該アントラキノン系色素をｎ−デカンに溶解させたとき、３５０〜７５０ｎｍ波長域における吸収極大波長が６００〜７２０ｎｍの範囲内にあり、吸収極大波長におけるモル吸光係数ε（Ｌｍｏｌ^−１ｃｍ^−１）と室温（２５℃）における同溶媒での飽和溶液の濃度Ｃ（ｍｏｌＬ^−１）との積εＣが５００（ｃｍ^−１）以上である、上記＜１２＞〜＜１５＞のいずれか一に記載のアントラキノン系色素。
＜１７＞ 該インクがディスプレイ用又は光シャッター用である、上記＜１２＞〜＜１６＞のいずれか一に記載のアントラキノン系色素。

【発明の効果】

【0017】

本発明のアントラキノン系色素は、低極性溶媒への高い溶解性と高いモル吸光係数及び高い耐光性を併せもつため、これを低極性溶媒に溶解させたインクは視認性や耐久性が求められる用途に有用である。特に電気光学的に表示を行うディスプレイ、なかでもエレクトロウェッティングディスプレイに用いると、高い視認性と耐久性を実現できる利点がある。

【0018】

また、本発明のアントラキノン色素を他の特定の色素と組み合わせたインクは、黒色の色相に優れた良好な黒色インクとしうる利点があり、光シャッターとして機能する部材としても特に有用である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下に本発明を実施するための代表的な態様を具体的に説明するが、本発明は、その要旨を超えない限り、以下の態様に限定されるものではなく、種々変形して実施することができる。
また、本願において、“質量％”、“質量ｐｐｍ”及び“質量部”は、それぞれ“重量％”、“重量ｐｐｍ”及び“重量部”と同義である。

【0020】

（アントラキノン系色素）
本発明のアントラキノン系色素としては、下記一般式（Ｉ）で表される化学構造を有するものを用いる。

【0021】

【化5】

【0022】

上記一般式（Ｉ）中、Ｘは、水素原子又はＣＯＯＲ^３基（ここでＲ^３は次に示すとおりである。）を示す。Ｘは好ましくはＣＯＯＲ^３基である。ＸをＣＯＯＲ^３基とすることにより、Ｘを水素原子とした場合に比べて、極大吸収波長を長波長化することができる。このような構造とすることにより、可視光の長波長領域の光を効率よく吸収することができるため、赤色、黄色の色素を混合して黒色組成物を作製した場合に、黒色の色相に優れた良好な黒色インクを得ることができる。

【0023】

また、Ｒ^１〜Ｒ^３は、それぞれ独立に、置換基を有していてもよい炭素数１〜２０（以下「Ｃ１〜Ｃ２０」とも記載する。）のアルキル基を示し、Ｒ^１〜Ｒ^３の少なくとも１つは、置換基を有していてもよいＣ４〜Ｃ２０の分岐鎖状アルキル基である。さらに、アントラキノン環は、Ｘ、ＮＨＲ^１およびＮＨＲ^２以外に任意の置換基を有していてもよい。

【0024】

上記一般式（Ｉ）の置換基の定義において、Ｃ１〜Ｃ２０のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基等のＣ１〜Ｃ２０、好ましくはＣ１〜Ｃ１０の、直鎖状アルキル基；イソプロピル基、イソブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、イソオクチル基等のＣ３〜Ｃ２０、好ましくはＣ３〜Ｃ１０の、分岐鎖状アルキル基；シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロプロピルメチル基、シクロヘキシルメチル基、４−ブチルメチルシクロヘキシル基等のＣ３〜Ｃ２０、好ましくＣ３〜Ｃ１０の、環状アルキル基等が挙げられる。

【0025】

Ｃ４〜Ｃ２０の分岐鎖状アルキル基としては、上記した分岐鎖状アルキル基から選ばれるもの、好ましくはｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、イソオクチル基等のＣ４〜Ｃ１０の分岐鎖状アルキル基が挙げられる。

【0026】

Ｃ１〜Ｃ２０のアルキル基およびＣ４〜Ｃ２０の分岐鎖状アルキル基は、更に置換基を有していてもよい。このような置換基としては、低極性溶媒への溶解性の観点から低極性の置換基が好ましく、より具体的には、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等のハロゲン原子；メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、イソブトキシ基、ｓｅｃ−ブトキシ基、ｔｅｒｔ−ブトキシ基等のＣ１〜Ｃ１０のアルコキシ基等が挙げられる。

【0027】

ここで、上記した基に具体的に示されていない基は、上記した原子および基から任意に組合せて或いは一般的に知られた常識に従って選択される。

【0028】

さらに、一般式（Ｉ）におけるアントラキノン環は、Ｘ、ＮＨＲ^１およびＮＨＲ^２以外に任意の置換基を有していてもよい。かかる置換基としては、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等のハロゲン原子；メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基等のＣ１〜Ｃ１０のアルキル基等が挙げられる。

【0029】

上記一般式（Ｉ）で表される化学構造を有するアントラキノン系色素の中で、好ましいものとしては、下記一般式（ＩＩ）で表される化学構造を有する化合物が挙げられる。

【0030】

【化6】

【0031】

上記一般式（ＩＩ）中、Ｘ^２は、水素原子又はＣＯＯＲ^２３基（ここでＲ^２３は次に示すとおりである。）を示す。Ｘ^２は好ましくはＣＯＯＲ^２３基である。Ｘ^２をＣＯＯＲ^２３基とすることにより、Ｘ^２を水素原子とした場合に比べて、極大吸収波長を長波長化することができる。このような構造とすることにより、可視光の長波長領域の光を効率よく吸収することができるため、赤色、黄色の色素を混合して黒色組成物を作製した場合に、黒色の色相に優れた良好な黒色インクを得ることができる。

【0032】

上記一般式（ＩＩ）中、Ｒ^２１およびＲ^２２は、それぞれ独立に、置換基を有していてもよいＣ４〜Ｃ２０の分岐鎖状アルキル基を示す。Ｒ^２３は置換基を有していてもよいＣ１〜Ｃ２０のアルキル基を示す。

【0033】

一般式（ＩＩ）のＲ^２１およびＲ^２２におけるＣ４〜Ｃ２０の分岐鎖状アルキル基、Ｒ^２３におけるＣ１〜Ｃ２０のアルキル基の具体的な基や好ましい基は、一般式（Ｉ）におけるＲ^１〜Ｒ^３における、Ｃ４〜Ｃ２０の分岐鎖状アルキル基、Ｃ１〜Ｃ２０のアルキル基と同義である。また、これらの置換基が有していてもよい置換基の具体的な基や好ましい基も、上記一般式（Ｉ）におけるものと同義である。

【0034】

上記一般式（Ｉ）、（ＩＩ）で表されるアントラキノン系色素の具体例を以下の式（１）〜（８）に例示する（以下、それぞれの具体例を例示化合物１〜８とも記載する。）。ただし、本発明はその要旨を超えない限りこれらに限定されるものではない。

【0035】

例示化合物１〜８

【0036】

【化7】

【0037】

上記一般式（Ｉ）、好ましくは一般式（ＩＩ）で表される化学構造を有する化合物は、例えば、日本国特開２０００−３１３１７４号公報に記載の方法に準じて合成することができる。

【0038】

本発明のインクは上記アントラキノン系色素のいずれか１種を単独で含んでいてもよく、２種以上を任意の組合せ及び比率で含んでいてもよい。

【0039】

以上に説明した本発明のアントラキノン系色素は、グラム吸光係数の点から、置換基を有する場合は置換基も含めて、その分子量が、通常２０００以下、好ましくは１０００以下であり、また、通常３００以上、好ましくは４００以上である。

【0040】

本発明のアントラキノン系色素は、低極性溶媒への溶解性、特に炭化水素系溶媒への溶解性に優れることが好ましい。

【0041】

本発明のアントラキノン系色素は、室温（２５℃）におけるｎ−デカンに対する溶解度が、通常１質量％以上、好ましくは２質量％以上、さらに好ましくは３質量％以上、最も好ましくは４．５質量％以上である。溶解度は高ければ高いほど好ましいが、通常８０質量％以下程度である。

【0042】

本発明のアントラキノン系色素は、室温（２５℃）におけるテトラデカンに対する溶解度が、通常１質量％以上、好ましくは２質量％以上、さらに好ましくは３質量％以上、最も好ましくは４．５質量％以上である。溶解度は高ければ高いほど好ましいが、通常８０質量％以下程度である。

【0043】

本発明のアントラキノン系色素は、室温（２５℃）におけるアイソパーＭに対する溶解度が、通常１質量％以上、好ましくは２質量％以上、さらに好ましくは３質量％以上、最も好ましくは４質量％以上である。溶解度は高ければ高いほど好ましいが、通常８０質量％以下程度である。

【0044】

本発明のアントラキノン系色素は、室温（２５℃）におけるアイソパーＧに対する溶解度が、通常１質量％以上、好ましくは３質量％以上、さらに好ましくは４質量％以上、最も好ましくは５質量％以上である。溶解度は高ければ高いほど好ましいが、通常８０質量％以下程度である。

【0045】

本発明のアントラキノン系色素は、室温（２５℃）におけるデカリンに対する溶解度が、通常１質量％以上、好ましくは３質量％以上、さらに好ましくは５質量％以上、最も好ましくは７重量％以上である。溶解度は高ければ高いほど好ましいが、通常８０質量％以下程度である。

【0046】

低極性溶媒に対する色素の溶解度が高いことにより、低極性溶媒に色素を溶解させたインクをディスプレイ等に適用すると高い視認性が得られる。

【0047】

なお、本発明のアントラキノン系色素は、エレクトロウェッティングディスプレイに用いる場合、その原理から言って水不溶性であることが望ましい。ここで「水不溶性」とは、２５℃、１気圧の条件下における水に対する溶解度が、０．１質量％以下、好ましくは０．０１質量％以下であることを言う。

【0048】

また、本発明のアントラキノン系色素は通常、青色系の色調を呈する。すなわち、色素を低極性溶媒に溶解した場合に、３５０〜７５０ｎｍ波長域における吸収極大波長が６００〜７２０ｎｍの範囲内にあることが好ましく、６４０〜７００ｎｍの範囲内にあることがより好ましく、６５５〜７００ｎｍの範囲内にあることがさらに好ましく、６６０〜７００ｎｍの範囲内にあることが最も好ましい。具体的には色素をｎ−デカンに溶解した場合に、３５０〜７５０ｎｍ波長域における吸収極大波長が６００〜７２０ｎｍの範囲内にあることが好ましく、６５５〜７００ｎｍの範囲内にあることがより好ましく、６５５〜７００ｎｍの範囲内にあることがさらに好ましく、６６０〜７００ｎｍの範囲内にあることが最も好ましい。

【0049】

さらに、本発明のアントラキノン系色素は、ｎ−デカンに溶解したときに、該溶液での吸収極大波長におけるモル吸光係数ε（Ｌｍｏｌ^−１ｃｍ^−１）と、室温（２５℃）における同溶媒での飽和溶液の濃度Ｃ（ｍｏｌＬ^−１）の積εＣの値が、通常５００（ｃｍ^−１）以上、好ましくは８００（ｃｍ^−１）以上、より好ましくは１０００（ｃｍ^−１）以上、さらに好ましくは１２００以上である。εＣ値は高いほど好ましく、上限は特にないが、通常４００００（ｃｍ^−１）以下程度である。

【0050】

モル吸光係数、及びεＣ値が高いことにより、低極性溶媒に色素を溶解させたインクをディスプレイ等に適用すると高い視認性が得られる。

【0051】

本発明のインクにおけるアントラキノン系色素の濃度については、その目的に応じて任意の濃度で調製されるが、通常１重量％以上であり、また通常８０重量％以下である。例えば、ディスプレイ用または光フィルター用の青色色素として用いる場合、必要とされるεＣ値に応じて低極性溶媒に溶解又は分散して用いられるが、通常１重量％以上、好ましくは３重量％以上、さらに好ましくは５重量％以上である。濃度は高いほど好ましいが、通常８０重量％以下程度である。

【0052】

本発明のアントラキノン系色素は、低極性溶媒への溶解性に優れ、高い吸光係数、高い耐光性を有することから、低極性溶媒に溶解又は分散させたインクとして、ディスプレイ材料、特にエレクトロウェッティングディスプレイ材料に好ましく適用できる。また他の色素と組みあわせたインクは光シャッター材料にも好ましく適用できる。

【0053】

（低極性溶媒）
本発明で用いる低極性溶媒は、極性が低いものであれば特に限定はないが、例えば比誘電率が好ましくは２．２以下、より好ましくは２．１以下、さらに好ましくは２．０以下である。比誘電率の下限は特に制限されないが、通常１．５以上、好ましくは１．８以上が適当である。

【0054】

低極性溶媒の具体例としては、炭化水素系溶媒、フルオロカーボン系溶媒、シリコーンオイル、高級脂肪酸エステルなどが挙げられる。

【0055】

炭化水素系溶媒としては、直鎖状又は分岐状の脂肪族炭化水素、脂環式炭化水素、芳香族炭化水素、石油ナフサなどが挙げられる。このうち、脂肪族炭化水素系溶媒は、密度、融点、沸点、粘度、表面張力、比誘電率、光学特性等の物性値や、エレクトロウェッティングの挙動から、溶媒として特に好ましい。脂肪族炭化水素系溶媒としては、例えば、ｎ−デカン、イソデカン、デカリン、ノナン、ドデカン、イソデカン、テトラデカン、ヘキサデカン、イソアルカン類等の脂肪族炭化水素系溶媒が挙げられ、市販品としては、アイソパーＥ、アイソパーＧ、アイソパーＨ、アイソパーＬ、アイソパーＭ（エクソン・モービル株式会社製）、ＩＰソルベント（出光石油化学株式会社製）、ソルトール（フィリップス石油株式会社製）などが挙げられる。芳香族炭化水素系溶媒としては、例えばハイソゾール（日本石油株式会社製）などが挙げられ、石油ナフサ系溶媒としては、シェルＳ．Ｂ．Ｒ．、シェルゾール７０、シェルゾール７１（シェル石油化学株式会社製）、ペガゾール（エクソン・モービル社製）などが挙げられる。

【0056】

フルオロカーボン系溶媒は、主にフッ素置換された炭化水素であり、例えば、Ｃ_７Ｆ_１６、Ｃ_８Ｆ_１８などのＣ_ｎＦ_２ｎ＋２で表されるパーフルオロアルカン類（住友３Ｍ社製「フロリナートＰＦ５０８０」、「フロリナートＰＦ５０７０」（商品名）等）、フッ素系不活性液体（住友３Ｍ社製「フロリナートＦＣシリーズ」（商品名）等）、フルオロカーボン類（デュポンジャパンリミテッド社製「クライトックスＧＰＬシリーズ」（商品名）等）、フロン類（ダイキン工業株式会社製「ＨＣＦＣ−１４１ｂ」（商品名）等）、［Ｆ（ＣＦ_２）_４ＣＨ_２ＣＨ_２Ｉ］、［Ｆ（ＣＦ_２）_６Ｉ］等のヨウ素化フルオロカーボン類（ダイキンファインケミカル研究所製「Ｉ−１４２０」、「Ｉ−１６００」（商品名）等）等が挙げられる。

【0057】

シリコーンオイルとしては、例えば、低粘度の合成ジメチルポリシロキサンが挙げられ、市販品としては、信越シリコーン製のＫＦ９６Ｌ（商品名）、東レ・ダウコーニング・シリコーン製のＳＨ２００（商品名）等が挙げられる。

【0058】

これら低極性溶媒は、単独あるいは混合して用いることができる。

【0059】

本発明において低極性溶媒は、好ましくは、炭化水素系溶媒、フルオロカーボン系溶媒、及びシリコーンオイルからなる群より選ばれる１以上を含む。これらの含有量は通常、低極性溶媒の５０％以上であり、好ましくは７０％以上であり、より好ましくは９０％以上である。
なかでも好ましくは低極性溶媒が炭化水素系溶媒を含み、特に好ましくは脂肪族炭化水素系溶媒を含む。

【0060】

本発明の低極性溶媒の粘度は、特に限定はないが、３０℃において、通常１．０ｃＰ以上、好ましくは１．２ｃＰ以上である。また上限は通常１０．００ｃＰである。

【0061】

本発明の低極性溶媒の表面張力は、通常５ｍＮ・ｍ^−１以上、好ましくは１０ｍＮ・ｍ^−１以上、より好ましくは１５ｍＮ・ｍ^−１以上である。また上限は通常５０ｍＮ・ｍ^−１である。

【0062】

本発明において、低極性溶媒は、溶媒中に水や極性溶媒を含有しないことが効果の観点から好ましいが、本発明の効果を損なわない範囲においては、他の極性溶媒などを混合して用いてもよい。

【0063】

本発明のインクは、低極性溶媒とアントラキノン系色素とを含み、アントラキノン系色素および必要に応じてその他の色素や添加剤等を、低極性溶媒に溶解することにより得られる。

【0064】

ここで、「溶解」とは、アントラキノン系色素が低極性溶媒に完全に溶解している必要はなく、低極性溶媒に溶解させた溶液が０．１ミクロン程度のフィルターを通過し、かつ吸光係数が測定可能な程度の状態であればよく、色素の微粒子が分散している状態であってもよい。

【0065】

（他の色素）
本発明のインクは、上記アントラキノン系色素の他に、所望の色調とするために他の色素を含んでいてもよい。例えば、本発明のアントラキノン系色素に、赤色、黄色の色素を混合して黒色とすることもできる。

【0066】

本発明のインクが含んでいてもよい他の色素としては、使用する媒体に対して溶解性・分散性を有する色素の中から、本発明の効果を損なわない範囲で任意に選択することが可能である。

【0067】

本発明のインクをディスプレイ材料や光シャッター材料として用いる場合、他の色素としては、脂肪族炭化水素系溶媒等の低極性溶媒に溶解するものの中から、任意の色素を選択して用いることができる。具体的には、例えば、Ｏｉｌ Ｂｌｕｅ Ｎ（アルキルアミン置換アントラキノン）、Ｓｏｌｖｅｎｔ Ｇｒｅｅｎ、Ｓｏｌｖｅｎｔ Ｂｌｕｅ、Ｓｕｄａｎ Ｂｌｕｅ、Ｓｕｄａｎ Ｒｅｄ、Ｓｕｄａｎ Ｙｅｌｌｏｗ、Ｓｕｄａｎ Ｂｌａｃｋ等が挙げられる。これらの色素は、それ自体既知のものであり、市販品として入手できる。

【0068】

また、本発明のインクが含んでいてもよい他の色素としてはピラゾールジスアゾ系色素、アルキルアミン置換アントラキノン系色素、ヘテロ環アゾ系色素が好ましく、これらを任意に組み合わせることにより、好ましい黒色インクを実現することができる。

【0069】

さらに、本発明のインクは、本発明の効果を損なわない範囲で、必要に応じて、また各用途に適した任意の添加剤を含んでいてもよい。

【0070】

（インクの物性）
低極性溶媒に色素を溶解した本発明のインクの粘度（Ｖｉ）に対する、該低極性溶媒の粘度（Ｖｓ）と該インクの粘度との変化率の絶対値（｜{Ｖｉ−Ｖｓ}／Ｖｉ×１００｜）は、３０℃において、通常４０％以下、好ましくは２０％以下、より好ましくは１０％以下、さらに好ましくは９％以下である。本発明のインクの粘度は低極性溶媒の粘度と大きく異ならないため、色素の濃度がばらついても粘度の変化が小さく、駆動特性に対する影響は小さいという利点がある。なお、粘度は、公知の方法で測定すれば特に制限はないが、例えば、デジタル粘度計で測定することができる。

【0071】

低極性溶媒に色素を溶解した本発明のインクの表面張力（Ｔｉ）に対する、該低極性溶媒の表面張力（Ｔｓ）と該インクの表面張力との変化率の絶対値（｜{Ｔｉ−Ｔｓ}／Ｔｉ×１００｜）は、通常７．０％以下、好ましくは５．０％以下、より好ましくは３．０％以下、さらに好ましくは２．０％以下である。本発明のインクの表面張力は低極性溶媒の表面張力と大きく異ならないため、色素の濃度がばらついても表面張力の変化が小さく、駆動特性に対する影響は小さいという利点がある。なお、表面張力は、公知の方法で測定すれば特に制限はないが、例えば、温度２０℃、気泡発生周期１Ｈｚでバブルプレッシャー動的表面張力計で測定することができる。

【0072】

低極性溶媒に色素を溶解した本発明のインクの比誘電率（Ｐｉ）に対する、該低極性溶媒の比誘電率（Ｐｓ）と該インクの比誘電率との変化率の絶対値（｜{Ｐｉ−Ｐｓ}／Ｐｉ×１００｜）は、通常１９％以下、好ましくは１７％以下、より好ましくは１５．０％以下、さらに好ましくは１０．０％以下、最も好ましくは５．０％以下である。本発明のインクの比誘電率は低極性溶媒の比誘電率と大きく異ならないため、色素の濃度がばらついても比誘電率の変化が小さく、駆動特性に対する影響は小さいという利点がある。なお、比誘電率は、公知の方法で測定すれば特に制限はないが、例えば、測定対象を、電極間隔３０μｍに対向した並行平板のＩＴＯ電極付きガラス基板で挟持した後、測定周波数１ｋＨｚ、テスト信号電圧０．１Ｖ印加時の等価並列容量を測定し、下式による計算で決定することができる。
比誘電率＝等価並列容量×電極間隔／電極面積／真空の誘電率（ε_０ ）

【0073】

（用途）
本発明のインクの用途は特に限定はないが、ディスプレイ用インクとして用いることが好ましい。
本発明のディスプレイは、本発明のインクを含む表示部位を有し、この表示部位の電圧印加を制御することで画像を表示する。また、表示部位はピクセル単位に分かれていてもよい。好ましくは、電圧印加によって表示部位の着色状態を変化させることにより画像を表示する。好ましくは、エレクトロウェッティング方式、電気泳動方式のディスプレイである。

【0074】

エレクトロウェッティング方式の場合には、本発明のインクは水性媒体と分離・共存した状態で用いることができ、該表示部位が水性媒体を含むものとすることができる。エレクトロウェッティング方式は、基板上に水性媒体と油性着色インクの２相で満たされた複数のピクセルを配し、ピクセルごとに電圧印加のｏｎ−ｏｆｆによって水性媒体／油性着色インクの界面の親和性を制御し、油性着色インクを基板上に展開／凝集させることによって画像を表示する方式である。本発明のインクは油性着色インクとして特に好適に用いることができる。

【0075】

電気泳動方式の場合には、本発明のインク中に電気泳動粒子を分散させた状態で用いることができ、該表示部位に電気泳動粒子を含むものとすることができる。電気泳動方式は、油性溶媒と着色電気泳動粒子とを内蔵する複数のマイクロカプセルをバインダ中に分散して薄く塗布した層に、電界を印加し着色電気泳動粒子を移動させることで、画像を表示する方式である。本発明のインクは油性溶媒として好適に用いることができる。

【0076】

本発明のディスプレイの用途としては、コンピューター用、電子ペーパー用、電子インク用、など様々なものが挙げられ、既存の液晶表示ディスプレイの用途のほとんどを代替することができる可能性がある。本発明のインクは、中でも、エレクトロウェッティングディスプレイ用のインクとして特に好ましい。

【0077】

また、本発明のインクは、黒色の色相に優れた良好な黒色インクとし得る利点があり、光シャッターとして機能する部材としても特に有用である。

【実施例】

【0078】

以下に実施例、比較例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に何ら限定されるものではない。

【0079】

＜色素＞
日本国特開２０００−３１３１７４号公報の製造例１に記載の方法に準じて、上記式（１）〜（４）に示した例示化合物１〜４を合成した。
比較として、下記式（ｉ）で表わされる比較例化合物１（Ｃ．Ｉ．ソルベント・ブルー１１）は東京化成工業株式会社製品を使用した。また下記式（ｉｉ）で表わされる比較例化合物２は日本国特許第３７１９２９８号公報に記載の化合物Ｎｏ．４であり、同公報に記載の方法で合成した。下記式（ｉｉｉ）で表わされる比較例化合物３は日本国特開平０２−２４１７８４号公報の化合物Ｎｏ．２８であり、同公報に記載の方法で合成した。下記式（ｉｖ）で表わされる比較例化合物４は日本国特開平０１−１３６７８７号公報の化合物Ｍ−２であり、同公報に記載の方法で合成した。

【0080】

（比較例化合物１〜４）

【0081】

【化8】

【0082】

＜溶媒＞
ｎ−デカン及びテトラデカンは東京化成工業株式会社製品を使用した。アイソパーＭ及びアイソパーＧはエクソン・モービル社製品を使用した。デカリンは関東化学株式会社製品を使用した。キシレンは純正化学株式会社製品を使用した。

【0083】

＜インクの調製と溶解性評価＞
例示化合物１〜４及び比較例化合物１、２、４を、ｎ−デカン、テトラデカン、アイソパーＭ、及びアイソパーＧの各溶媒に溶解し、インクの調製を行った。その際、各化合物の各溶媒に対する溶解性を次のとおり測定した。
各溶媒に各化合物（色素）を溶解残存分が生じるまで添加し、水温３０度で３０分間超音波処理をした。室温で１２時間放置後、超小型遠心機を用い、０．１μｍのフィルターで遠心濾過した（遠心力５２００ｘｇ）。得られた各飽和溶液を適当な濃度に希釈し、あらかじめ測定した吸光係数との関係から各色素の溶解度を計算し、また、吸収極大波長におけるモル吸光係数ε（Ｌｍｏｌ^−１ｃｍ^−１）と飽和溶液の濃度Ｃ（ｍｏｌＬ^−１）の積εＣ（ｃｍ^−１）の値を求めた。測定結果を表１〜５に示す。

【0084】

【表1】

【0085】

【表2】

【0086】

【表3】

【0087】

【表4】

【0088】

【表5】

【0089】

本発明の例示化合物（色素）は、比較例化合物に比べて、ｎ―デカン、テトラデカン、アイソパーＧ、アイソパーＭの各溶媒に対し、高い溶解性を示すとともに、高いεＣ値を示した。

【0090】

このことから、本発明のアントラキノン系色素は低極性溶媒への高い溶解性と高いモル吸光係数、高いεＣを有するため、これを低極性溶媒に溶解させたインクをディスプレイ等に適用すると高い視認性が得られることが裏付けられた。

【0091】

なお、例示化合物２〜４においては、例示化合物１と比較して、極大吸収波長の長波長化が実現している。例示化合物２〜４は、分子内と特定の位置にエステル構造を有することにより、可視光の長波長領域の光を効率よく吸収することができるため、赤色、黄色の色素を混合して黒色組成物を作製した場合に、黒色の色相に優れた良好な黒色インクを得ることができるのでより好ましい。このようなインクをディスプレイや光シャッターとして機能する部材に適用すると、高い遮光性が得られるのでより好ましい。

【0092】

＜耐光性試験＞
各化合物（色素）の耐光性を次のとおり測定した。
１ｍｇの各化合物（色素）を、容器内で２００ｍｌの各低極性溶媒に溶解し、インクの調製を行った。このインクに対し、理工科学産業株式会社製の光反応装置ＵＶＬ−４００ＨＡ（４００Ｗ高圧水銀ランプ）を用いて２時間光照射した。この間、容器を冷媒で冷却して内部温度を１０〜３０℃に保った。下式による計算で色素の残存率を決定し、耐光性を評価した。結果を表６に示す。
＊色素の残存率 ＝ （照射後の最大吸収波長における吸光度）／（照射前の最大吸収波長における吸光度）

【0093】

【表6】

【0094】

表６より、例示化合物３、４と各低極性溶媒を用いた場合に高い耐光性を有することがわかる。
このことから、本発明のアントラキノン系色素は、高い耐光性をも併せもつため、これを低極性溶媒に溶解させたインクをディスプレイ等に適用すると高い視認性や耐久性が得られることが裏付けられた。

【0095】

＜オイルインクの調製＞
表７に示した組成で色素を低極性溶媒に溶解し、オイルインク１〜５及び比較例オイルインク１を調製した。いずれの組成でも色素は低極性溶媒に完全に溶解した。

【0096】

【表7】

【0097】

＜粘度測定＞
オイルインク２〜５の粘度を、ＢＲＯＯＫＦＩＥＬＤ社製のデジタル粘度計 ＤＶ−Ｉ＋を用いて測定した。この間ＹＡＭＡＴＯ−ＫＯＭＡＴＳＵ社製クールニクスサーキュレータＣＴＥ４２Ａを用いて一定温度を保持した。結果を表８に示す。

【0098】

【表8】

【0099】

表８より、オイルインク２〜５の場合、すなわち本発明の低極性溶媒を用いて調製したオイルインクでは、各溶媒のみの場合と比べて粘度の変化は小さく、駆動特性に対する悪影響は小さいことが裏付けられた。なお、比較例オイルインク１は、粘度が低すぎるため、測定機器の測定限界を超えていた。

【0100】

＜表面張力測定＞
オイルインク１〜５の表面張力を、ＫＲＵＳＳ社製のバブルプレッシャー動的表面張力計 ＢＰ−２を用いて、温度２０℃，気泡発生周期が１Ｈｚ時の表面張力を測定した。結果を表９に示す。

【0101】

【表9】

【0102】

表９より、オイルインク１〜５の場合、すなわち本発明の低極性溶媒を用いて調製したオイルインクでは、各溶媒のみの場合と比べて表面張力の変化は小さく、駆動特性に対する悪影響は小さいことが裏付けられた。

【0103】

＜比誘電率測定＞
オイルインク１〜５及び比較例オイルインク１の比誘電率を、アジレント・テクノロジー株式会社製のプレシジョンＬＣＲメータ ４２８４Ａを用いてインピーダンスメーター法により測定した。オイルインクそれぞれを、電極間隔３０μｍに対向した並行平板のＩＴＯ電極付きガラス基板で挟持した後、測定周波数１ｋＨｚ、テスト信号電圧０．１Ｖ印加時の等価並列容量を測定し、下式による計算で比誘電率を決定し、評価した。結果を表１０に示す。
比誘電率＝等価並列容量×電極間隔／電極面積／真空の誘電率（ε_０）

【0104】

【表10】

【0105】

表１０より、オイルインク１〜５の場合、すなわち本発明の各低極性溶媒を用いて調製したオイルインクでは、比誘電率の変化は小さく、駆動特性に対する悪影響は小さいことが裏付けられた。
なお、比較例オイルインク１の場合、すなわち、溶媒にキシレン（比誘電率２．３）を用いて本発明のアントラキノン色素を溶解して調製したオイルインクでは、キシレンのみの場合と比べて比誘電率が２０％程度大きく変化し、駆動特性に悪影響を与える場合がある。

【0106】

本発明を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明らかである。本出願は２０１０年３月９日出願の日本特許出願（特願２０１０−０５１８１５）に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。

【産業上の利用可能性】

【0107】

本発明のインクおよびアントラキノン系色素は、例えばディスプレイ及び光シャッター、なかでも、電子ペーパーなどのエレクトロウェッティングディスプレイ用として特に好適に用いることができる。