(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
少なくとも1つの赤色フィルタセグメント、少なくとも1つの緑色フィルタセグメント及び少なくとも1つの青色フィルタセグメントを備えるカラーフィルタにおいて、少なくとも1つの緑色フィルタセグメントが、請求項5又は6に記載のカラーフィルタ用着色組成物から形成されるカラーフィルタ。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本発明の目的は、明度、コントラスト、分散性、及び耐熱性に優れたカラーフィルタ用着色組成物を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0005】
すなわち、本発明は、下記一般式(1)で表されるキノフタロン化合物(A)に関する。
一般式(1)
【化1】
[一般式(1)中、X
1は、−O−又は−NH−を表し、R
1は、
無置換のアルキレン基を表し、Mは、水素原子又は酸性基の1価〜3価の金属カチオン;アルキルアンモニウムカチオンを表す。R
2〜R
10は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、ニトロ基、アルコキシ基、置換もしくは無置換のアルキル基、置換もしくは無置換のアリール基又は−COOPを表し、隣接する置換基が結合して置換もしくは無置換の芳香環を形成してもよい。Pは、置換もしくは無置換のアルキル基を表す。]
【0006】
また本発明は、一般式(1)におけるR
1が、炭素数1〜8の無置換のアルキレン基を含む2価の連結基である上記キノフタロン化合物(A)に関する。
【0007】
また本発明は、一般式(1)におけるMが、水素原子又は酸性基の1価〜3価の金属カチオンである上記キノフタロン化合物(A)に関する。
【0008】
また本発明は、下記一般式(2)で表される上記キノフタロン化合物(A’)に関する。
一般式(2)
【化2】
[一般式(2)中、X
2は、−O−又は−NH−を表し、R
11は、炭素数1〜5の無置換のアルキレン基を表し、Mは、水素原子又は酸性基の1価〜3価の金属カチオン;アルキルアンモニウムカチオンを表す。R
12〜R
16は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、ニトロ基又はアルコキシ基を表す。]
【0009】
また本発明は、上記キノフタロン化合物を含む顔料分散剤に関する。
【0010】
また本発明は、上記顔料分散剤、着色剤、有機溶剤及びバインダー樹脂を含有するカラーフィルタ用着色組成物に関する。
【0011】
また本発明は、さらに、光重合性単量体及び光重合開始剤から選ばれた少なくとも1種を含有する上記カラーフィルタ用着色組成物に関する。
【0012】
さらに本発明は、少なくとも1つの赤色フィルタセグメント、少なくとも1つの緑色フィルタセグメント及び少なくとも1つの青色フィルタセグメントを備えるカラーフィルタにおいて、少なくとも1つの緑色フィルタセグメントが、上記カラーフィルタ用着色組成物から形成されるカラーフィルタに関する。
【発明の効果】
【0013】
本発明の一般式(1)で表されるキノフタロン化合物(A)を着色剤と併用することで、明度、コントラスト、耐熱性が良好かつ、異物の少ない低粘度なカラーフィルタ用着色組成物を提供することができる。
【0014】
以下、本発明を詳細に説明する。なお、本明細書における「C.I.」は、カラーインデックス(C.I.)を意味する。
【0015】
<キノフタロン化合物(A)>
本発明のキノフタロン化合物(A)は、下記一般式(1)で表される。
一般式(1)
【化3】
[一般式(1)中、X
1は、−O−又は−NH−を表し、R
1は、
無置換のアルキレン基を表し、Mは、水素原子又は酸性基の1価〜3価の金属カチオン;アルキルアンモニウムカチオンを表す。
R
2〜R
10は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、ニトロ基、アルコキシ基、置換もしくは無置換のアルキル基、置換もしくは無置換のアリール基又は−COOPを表し、隣接する置換基が結合して置換もしくは無置換の芳香環を形成してもよい。Pは、置換もしくは無置換のアルキル基を表す。]
【0016】
一般式(1)における各基について説明する。
R
2〜R
10におけるハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が挙げられる。
【0017】
R
2〜R
10およびPにおけるアルキル基としては、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、ドデシル基、オクタデシル基、トリフルオロメチル基、イソプロピル基、イソブチル基、イソペンチル基、2−エチルヘキシル基、2−ヘキシルドデシル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、sec−ペンチル基、tert−ペンチル基、tert−オクチル基、ネオペンチル基、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、アダマンチル基、ノルボルニル基、ボロニル基、4−デシルシクロヘキシル基等を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
【0018】
R
2〜R
10におけるアルコキシ基とは、上述のアルキル基に酸素原子が結合した基である。
【0019】
R
2〜R
10におけるアリール基としては、フェニル基、ビフェニリル基、ターフェニリル基、クオーターフェニリル基、ペンタレニル基、インデニル基、ナフチル基、ビナフタレニル基、ターナフタレニル基、クオーターナフタレニル基、アズレニル基、ヘプタレニル基、ビフェニレニル基、インダセニル基、フルオランテニル基、アセフェナントリレニル基、アセアントリレニル基、フェナレニル基、フルオレニル基、アントリル基、ビアントラセニル基、ターアントラセニル基、クオーターアントラセニル基、アントラキノリル基、フェナントリル基、トリフェニレニル基、ピレニル基、クリセニル基、ナフタセニル基、プレイアデニル基、ピセニル基、ペリレニル基、ペンタフェニル基、ペンタセニル基、テトラフェニレニル基、ヘキサフェニル基、ヘキサセニル基、ルビセニル基、コロネニル基、トリナフチレニル基、ヘプタフェニル基、ヘプタセニル基、ピラントレニル基、オバレニル基等を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
【0020】
R
7〜R
10において、隣接する置換基は結合して置換もしくは無置換の芳香環を形成することが好ましく、R
8とR
9が結合して芳香環を形成することがより好ましい。
【0021】
R
1における
無置換のアルキレン基としては、前述の
アルキル基から水素原子1個を取り除いた
アルキレン基を含む2価の連結基であればよく、
アルキレン基が互いに連結していてもよい。
【0022】
R
1における
無置換のアルキレン基は、炭素数1〜12が好ましく、炭素数1〜8がより好ましく、炭素数1〜5がさらに好ましく、炭素数1〜3が最も好ましい。
【0023】
一般式(1)におけるアルキル基、アルコキシ基、アリール基、アルキレン基、アリーレン基の水素原子はさらに他の置換基で置換されていても良く、そのような置換基としては、ハロゲン原子、アルキル基、ハロゲン原子で置換されたアルキル基、アリール基、ニトロ基、ヒドロキシル基、アルコキシ基、カルボキシル基、スルホ基等が挙げられ、これらのうち、ハロゲン原子、アルキル基、アリール基、アルコキシ基は前記記述と同義である。
【0024】
一般式(1)において、X
1は−O−又は−NH−を表し、好ましくは−O−である。
【0025】
一般式(1)のMにおける酸性基の1価〜3価の金属カチオンとしては、ナトリウム、カリウム、マグネシウム、カルシウム、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、アルミニウム等が挙げられ、アルミニウムがより好ましい。
【0026】
一般式(1)のMにおける酸性基のアルキルアンモニウムカチオンとしては、オクチルアミン、ラウリルアミン、ステアリルアミン等の長鎖モノアルキルアミンのアンモニウム、パルミチルトリメチルアンモニウム、ジラウリルジメチルアンモニウム、ジステアリルジメチルアンモニウム等の4級アルキルアンモニウムカチオンが挙げられ、ラウリルアミンがより好ましい。
【0027】
一般式(1)のMは、水素原子または、酸性基の1価〜3価の金属カチオンであることが好ましい。
【0028】
一般式(1)で表されるキノフタロン化合物(A)としては、下記一般式(2)で表されるキノフタロン化合物(A’)が好ましい。
一般式(2)
【化4】
[一般式(2)中、X
2は、−O−又は−NH−を表し、R
11は、炭素数1〜5の無置換のアルキレン基を表し、Mは、水素原子又は酸性基の1価〜3価の金属カチオン;アルキルアンモニウムカチオンを表す。R
12〜R
16は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、ニトロ基又はアルコキシ基を表す。]
【0029】
一般式(2)における置換基は、一般式(1)における置換基と同義である。
【0030】
一般式(1)のキノフタロン化合物(A)の具体例を下記に示すが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【0031】
【化5】
【0032】
【化6】
【0033】
<着色剤>
一般式(1)で表されるキノフタロン化合物(A)に加えて、従来公知の種々の顔料、及び染料を着色材として任意に選択して含有することが出来る。本発明のキノフタロン化合物(A)は、黄色顔料(C)及びフタロシアニン顔料(D)から選ばれた少なくとも1種の顔料と組み合わせて用いることが好ましい。
以下、本発明に使用しうる代表的な顔料と染料を挙げる。
【0034】
本発明で使用することができる黄色顔料(C)としては、C.I.ピグメントイエロー1、2、3、4、5、6、10、12、13、14、15、16、17、18、24、31、32、34、35、35:1、36、36:1、37、37:1、40、42、43、53、55、60、61、62、63、65、73、74、77、81、83、93、94、95、97、98、100、101、104、106、108、109、110、113、114、115、116、117、118、119、120、123、126、127、128、129、138、139、147、150、151、152、153、154、155、156、161、162、164、166、167、168、169、170、171、172、173、174、175、176、177、179、180、181、182、185、187、188、192、193、194、196、198、199、213、214、特許第4993026号公報に記載のキノフタロン系顔料等の黄色顔料を用いることができる。特にフィルタセグメントの耐熱性、耐光性、及び明度の観点から、黄色色素としては、C.I.ピグメントイエロー138、139、150及び185からなる群より選ばれた少なくとも1種であることが好ましい。
【0035】
黄色染料としては、アゾ染料、アゾ金属錯塩染料、アントラキノン染料、インジゴ染料、チオインジゴ染料、フタロシアニン染料、ジフェニルメタン染料、トリフェニルメタン染料、キサンテン染料、チアジン染料、カチオン染料、シアニン染料、ニトロ染料、キノリン染料、ナフトキノン染料、オキサジン染料が挙げられる。
【0036】
黄色染料の具体例としては、C.I.アシッド イエロー2、3、4、5、6、7、8、9、9:1、10、11、11:1、12、13、14、15、16、17、17:1、18、20、21、22、23、25、26、27、29、30、31、33、34、36、38、39、40、40:1、41、42、42:1、43、44、46、48、51、53、55、56、60、63、65、66、67、68、69、72、76、82、83、84、86、87、90、94、105、115、117、122、127、131、132、136、141、142、143、144、145、146、149、153、159、166、168、169,172、174、175、178、180、183、187、188、189、190、191、192、199等が挙げられる。
【0037】
また、C.I.ダイレクト イエロー1、2、4、5、12、13、15、20、24、25、26、32、33、34、35、41、42、44、44:1、45、46、48、49、50、51、61、66、67、69、70、71、72、73、74、81、84、86、90、91、92、95、107、110、117、118、119、120、121、126、127、129、132、133、134等も挙げられる。
【0038】
また、C.I.ベーシック イエロー1、2、5、11、13、14、15、19、21、24、25、28、29、37、40、45、49、51、57、79、87、90、96、103、105、106等が挙げられる。
【0039】
また、C.I.ソルベント イエロー2、3、4、7、8、10、11、12、13、14、15、16、18、19、21、22、25、27、28、29、30、32、33、34、40、42、43、44、45、47、48、56、62、64、68、69、71、72、73、77、79、81、82、83、85、88、89、90、93、94、98、104、107、114、116、117、124、130、131、133、135、138、141、143、145、146、147、157、160、162、163、167、172、174、175、176、177、179、181、182、183、184、185、186、187、188、190、191、192、194、195等も挙げられる。
【0040】
また、C.I.ディスパーズ イエロー1、2、3、5、7、8、10、11、13、13、23、27、33、34、42、45、48、51、54、56、59、60、63、64、67、70、77、79、82、85、88、93、99、114、118、119、122、123、124、126、163、184、184:1、202、211、229、231、232、233、241、245、246、247、248、249、250、251等が挙げられる。
【0041】
本発明で使用することができる赤色顔料は、例えば、C.I.ピグメントレッド1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、14、17、22、23、31、38、41、48:1、48:2、48:3、48:4、49、49:1、49:2、57:1、81、81:1、81:2、81:3、81:4、83、88、90、105、112、119、122、123、144、146、149、150、155、166、168、169、170、171、172、175、176、177、178、179、184、185、187、188、190、200、202、206、207、208、209、210、216、220、221、224、226、242、246、254、255、264、270、272、273、274,276、277、278、279、280、281、282、283、284、285、286、287、又は特表2011−523433号公報に記載のジケトピロロピロール顔料等が挙げられるが、特にこれらに限定されない。また、キサンテン系、アゾ系、ジスアゾ系、アントラキノン系などの赤色染料も使用できる。具体的には、C.I.アシッドレッド52、87、92、289、338などのキサンテン系酸性染料の造塩化合物等が挙げられる。
【0042】
本発明で使用することができる橙色顔料は、例えば、C.I.ピグメントオレンジ38、43、71、又は73等が挙げられるが、特にこれらに限定されない。
【0043】
本発明で使用することができる緑色顔料(D)は、例えば、C.I.ピグメントグリーン7、10、36、37、58、62、63、特開2008−19383号公報、特開2007−320986号公報、特開2004−70342号公報等に記載の亜鉛フタロシアニン顔料等が挙げられるが、特にこれらに限定されない。
【0044】
本発明で使用することができる青色顔料は、例えば、C.I.ピグメントブルー1、1:2、9、14、15、15:1、15:2、15:3、15:4、15:6、16、22、60、64、特開2004−333817号公報、特許第4893859号公報等に記載のアルミニウムフタロシアニン顔料等が挙げられるが、特にこれらに限定されない。
【0045】
黄色顔料(C)を含有する場合においては、一般式(1)で表されるキノフタロン化合物(A)は、黄色顔料(C)に対して5質量%以上、60質量%以下であることが好ましく、5質量%以上、40質量%以下であることがより好ましい。キノフタロン化合物(A)の比率が着色剤に対して少なすぎる場合は、明度、コントラスト、耐熱性、異物抑制、初期粘度、保存安定性の向上効果が小さくなる傾向がある。
【0046】
また、着色剤のなかでも、キノフタロン化合物(A)の色特性との関係上、いずれかのフタロシアニン顔料(C)を1種単独、又は、2種以上をさらに組み合わせて用いることが好ましい。
【0047】
上記フタロシアニン顔料(C)としては、ハロゲン化銅フタロシアニン顔料、ハロゲン化亜鉛フタロシアニン顔料、アルミニウムフタロシアニン顔料、又はハロゲン化アルミニウムフタロシアニン顔料が好ましい。より好ましくは、C.I.ピグメントグリーン58、62又は63である。
【0048】
一般式(1)で表されるキノフタロン化合物(A)を含む黄色色素に、緑色色素を併用する場合には、明度と色相の観点から、緑色色素/一般式(1)で表されるキノフタロン化合物(A)を含む黄色色素の質量比が10/90〜80/20の範囲が好ましい。
【0049】
(着色剤の微細化)
本発明の着色組成物に用いられる着色剤は、高い明度及び高いコントラストを得るため、必要に応じてソルトミリング処理等により、着色剤粒子の微細化を施すことにより、カラーフィルタ用着色剤として好適に使用することができる。着色剤の体積平均一次粒子径は、着色剤担体中への分散性を高めるために、10nm以上であることが好ましい。また、コントラストが高いフィルタセグメントを得るためには、80nm以下であることが好ましい。特に好ましい範囲は、20〜60nmの範囲である。
【0050】
ソルトミリング処理とは、着色剤と水溶性無機塩と水溶性有機溶剤との混合物を、ニーダー、2本ロールミル、3本ロールミル、ボールミル、アトライター、サンドミル等の混練機を用いて、加熱しながら機械的に混練した後、水洗により水溶性無機塩と水溶性有機溶剤を除去する処理である。水溶性無機塩は、破砕助剤として働くものであり、ソルトミリング時に無機塩の硬度の高さを利用して着色剤が破砕される。着色剤をソルトミリング処理する際の条件を最適化することにより、体積平均一次粒子径が非常に微細であり、また、分布の幅がせまく、シャープな粒度分布をもつ着色剤を得ることができる。
【0051】
水溶性無機塩としては、塩化ナトリウム、塩化バリウム、塩化カリウム、硫酸ナトリウム等を用いることができるが、価格の点から塩化ナトリウム(食塩)を用いるのが好ましい。水溶性無機塩は、処理効率と生産効率の両面から、顔料の全質量を基準(100質量%)として、50〜2000質量%用いることが好ましく、300〜1000質量%用いることが最も好ましい。
【0052】
水溶性有機溶剤は、着色剤及び水溶性無機塩を湿潤する働きをするものであり、水に溶解(混和)し、かつ用いる無機塩を実質的に溶解しないものであれば特に限定されない。ただし、ソルトミリング時に温度が上昇し、溶剤が蒸発し易い状態になるため、安全性の点から、沸点120℃以上の高沸点のものが好ましい。そのようなものとしては、例えば、2−メトキシエタノール、2−ブトキシエタノール、2−(イソペンチルオキシ)エタノール、2−(ヘキシルオキシ)エタノール、ジエチレングリコール、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、トリエチレングリコール、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、液状のポリエチレングリコール、1−メトキシ−2−プロパノール、1−エトキシ−2−プロパノール、ジプロピレングリコール、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、液状のポリプロピレングリコール等が用いられる。これら水溶性有機溶剤は、着色剤の全質量を基準(100質量%)として、5〜1000質量%用いることが好ましく、50〜500質量%用いることが最も好ましい。
【0053】
着色剤をソルトミリング処理する際には、必要に応じて樹脂を添加してもよい。ここで、用いられる樹脂の種類は特に限定されず、天然樹脂、変性天然樹脂、合成樹脂、天然樹脂で変性された合成樹脂等を用いることができる。用いられる樹脂は、室温で固体であり、水不溶性であることが好ましく、かつ上記水溶性有機溶剤に一部可溶であることがさらに好ましい。樹脂の使用量は、着色剤の全質量を基準(100質量%)として、2〜200質量%の範囲であることが好ましい。また、着色剤をソルトミリング処理する際には、必要に応じて一般式(1)で表されるキノフタロン化合物(A)を添加してもよい。キノフタロン化合物(A)が顔料分散剤として作用し、微細化を促進する効果がある。
【0054】
<バインダー樹脂>
バインダー樹脂は、顔料や色素などの着色剤及び一般式(1)で表されるキノフタロン化合物(A)を分散するものであって、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂等が挙げられる。
【0055】
バインダー樹脂としては、可視光領域の400〜700nmの全波長領域において分光透過率が好ましくは80%以上、より好ましくは95%以上の樹脂であることが好ましい。また、アルカリ現像型着色レジスト材の形態で用いる場合には、酸性基含有エチレン性不飽和単量体を共重合したアルカリ可溶性ビニル系樹脂を用いることが好ましい。また、さらに光感度を向上と耐溶剤の改善を目的に、エチレン性不飽和二重結合を有する活性エネルギー線硬化性樹脂を用いることもできる。
【0056】
特に側鎖にエチレン性不飽和二重結合を有する活性エネルギー線硬化性樹脂をカラーフィルタ用アルカリ現像型レジストに用いることで、着色剤を塗布した後の塗膜異物が発生せず、レジスト材中の着色剤の安定性が改善され好ましい。側鎖にエチレン性不飽和二重結合を有さない直鎖状の樹脂を用いた場合は、樹脂と着色剤の混在する液中で着色剤が樹脂にトラップされにくく自由度を持っていることで着色剤成分が凝集・析出しやすいが、側鎖にエチレン性不飽和二重結合を有する活性エネルギー線硬化性樹脂を用いることで、樹脂と着色剤の混在する液中で着色剤が樹脂にトラップされ易いため、耐溶剤性試験において、色素が溶出しにくく、着色剤成分が凝集・析出しにくく、また、さらに活性エネルギー線で露光し膜を形成する際に樹脂が3次元架橋されることで着色剤分子が固定され、その後の現像工程で溶剤が除去されても着色剤成分が凝集・析出しにくくなると推定される。
【0057】
バインダー樹脂の重量平均分子量(Mw)は、着色剤を好ましく分散させるためには、10,000〜100,000の範囲が好ましく、より好ましくは10,000〜80,000の範囲である。また数平均分子量(Mn)は5,000〜50,000の範囲が好ましく、Mw/Mnの値は10以下であることが好ましい。
【0058】
バインダー樹脂をカラーフィルタ用感光性着色組成物として使用する場合には、顔料の分散性、浸透性、現像性、及び耐熱性の観点から、着色剤吸着基及び現像時のアルカリ可溶基として働くカルボキシル基、着色剤担体及び溶剤に対する親和性基として働く脂肪族基及び芳香族基のバランスが、顔料の分散性、浸透性、現像性、さらには耐久性にとって重要であり、酸価20〜300mgKOH/gの樹脂を用いることが好ましい。酸価が、20mgKOH/g未満では、現像液に対する溶解性が悪く、微細パターン形成するのが困難である。300mgKOH/gを超えると、微細パターンが残らなくなる。
【0059】
バインダー樹脂は、成膜性及び諸耐性が良好なことから、着色剤の全質量100質量部に対し、30質量部以上の量で用いることが好ましく、着色剤濃度が高く、良好な色特性を発現できることから、500質量部以下の量で用いることが好ましい。
【0060】
(熱可塑性樹脂)
バインダー樹脂に用いる熱可塑性樹脂としては、例えば、アクリル樹脂、ブチラール樹脂、スチレン−マレイン酸共重合体、塩素化ポリエチレン、塩素化ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリ酢酸ビニル、ポリウレタン系樹脂、ポリエステル樹脂、ビニル系樹脂、アルキッド樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアミド樹脂、ゴム系樹脂、環化ゴム系樹脂、セルロース類、ポリエチレン(HDPE、LDPE)、ポリブタジエン、及びポリイミド樹脂等が挙げられる。中でもアクリル樹脂を用いることが好ましい。
【0061】
酸性基含有エチレン性不飽和モノマーを共重合したビニル系アルカリ可溶性樹脂としては、例えば、カルボキシル基、スルホン基等の酸性基を有する樹脂が挙げられる。アルカリ可溶性樹脂として具体的には、酸性基を有するアクリル樹脂、α−オレフィン/(無水)マレイン酸共重合体、スチレン/スチレンスルホン酸共重合体、エチレン/(メタ)アクリル酸共重合体、又はイソブチレン/(無水)マレイン酸共重合体等が挙げられる。中でも、酸性基を有するアクリル樹脂、及びスチレン/スチレンスルホン酸共重合体から選ばれる少なくとも1種の樹脂、特に酸性基を有するアクリル樹脂は、耐熱性、透明性が高いため、好適に用いられる。
【0062】
エチレン性不飽和二重結合を有する活性エネルギー線硬化性樹脂としては、たとえば以下に示す(a)や(b)の方法により不飽和エチレン性二重結合を導入した樹脂が挙げられる。
【0063】
[方法(a)]
方法(a)としては、例えば、エポキシ基を有する不飽和エチレン性単量体と、他の1種類以上の単量体とを共重合することによって得られた共重合体の側鎖エポキシ基に、不飽和エチレン性二重結合を有する不飽和一塩基酸のカルボキシル基を付加反応させ、更に、生成した水酸基に、多塩基酸無水物を反応させ、不飽和エチレン性二重結合及びカルボキシル基を導入する方法がある。
【0064】
エポキシ基を有する不飽和エチレン性単量体としては、例えば、グリシジル(メタ)アクリレート、メチルグリシジル(メタ)アクリレート、2−グリシドキシエチル(メタ)アクリレート、3,4エポキシブチル(メタ)アクリレート、及び3,4エポキシシクロヘキシル(メタ)アクリレートが挙げられ、これらは、単独で用いても、2種類以上を併用してもかまわない。次工程の不飽和一塩基酸との反応性の観点で、グリシジル(メタ)アクリレートが好ましい。
【0065】
不飽和一塩基酸としては、(メタ)アクリル酸、クロトン酸、o−、m−、p−ビニル安息香酸、(メタ)アクリル酸のα位ハロアルキル、アルコキシル、ハロゲン、ニトロ、シアノ置換体等のモノカルボン酸等が挙げられ、これらは、単独で用いても、2種類以上を併用してもかまわない。
【0066】
多塩基酸無水物としては、テトラヒドロ無水フタル酸、無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、無水コハク酸、無水マレイン酸等が挙げられ、これらは単独で用いても、2種類以上を併用してもかまわない。カルボキシル基の数を増やす等、必要に応じて、トリメリット酸無水物等のトリカルボン酸無水物を用いたり、ピロメリット酸二無水物等のテトラカルボン酸二無水物を用いて、残った無水物基を加水分解すること等もできる。また、多塩基酸無水物として、不飽和エチレン性二重結合を有する、エトラヒドロ無水フタル酸、又は無水マレイン酸を用いると、更に不飽和エチレン性二重結合を増やすことができる。
【0067】
方法(a)の類似の方法として、例えば、カルボキシル基を有する不飽和エチレン性単量体と、他の1種類以上の単量体とを共重合することによって得られた共重合体の側鎖カルボキシル基の一部に、エポキシ基を有する不飽和エチレン性単量体を付加反応させ、不飽和エチレン性二重結合及びカルボキシル基を導入する方法がある。
【0068】
[方法(b)]
方法(b)としては、水酸基を有する不飽和エチレン性単量体を使用し、他のカルボキシル基を有する不飽和一塩基酸の単量体や、他の単量体とを共重合することによって得られた共重合体の側鎖水酸基に、イソシアネート基を有する不飽和エチレン性単量体のイソシアネート基を反応させる方法がある。
【0069】
水酸基を有する不飽和エチレン性単量体としては、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−若しくは3−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2−若しくは3−若しくは4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、グリセロール(メタ)アクリレート、又はシクロヘキサンジメタノールモノ(メタ)アクリレート等のヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート類が挙げられ、これらは、単独で用いても、2種類以上を併用してもかまわない。また、上記ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートに、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、及び/又はブチレンオキシド等を付加重合させたポリエーテルモノ(メタ)アクリレートや、(ポリ)γ−バレロラクトン、(ポリ)ε−カプロラクトン、及び/又は(ポリ)12−ヒドロキシステアリン酸等を付加した(ポリ)エステルモノ(メタ)アクリレートも使用できる。塗膜異物抑制の観点から、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、又はグリセロール(メタ)アクリレートが好ましい。
【0070】
イソシアネート基を有する不飽和エチレン性単量体としては、2−(メタ)アクリロイルオキシエチルイソシアネート、又は1,1−ビス〔(メタ)アクリロイルオキシ〕エチルイソシアネート等が挙げられるが、これらに限定することなく、2種類以上併用することもできる。
【0071】
(熱硬化性樹脂)
バインダー樹脂に用いる熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、ロジン変性マレイン酸樹脂、ロジン変性フマル酸樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、カルド樹脂、及びフェノール樹脂等が挙げられる。
【0072】
熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ化合物、ベンゾグアナミン化合物、ロジン変性マレイン酸化合物、ロジン変性フマル酸化合物、メラミン化合物、尿素化合物、カルド化合物、及びフェノール化合物といった、低分子化合物でもよく、本発明はこれに限定されるものではない。このような熱硬化性樹脂を含むことで、フィルタセグメントの焼成時に樹脂が反応し、塗膜の架橋密度を高め、耐熱性が向上し、フィルタセグメント焼成時の顔料凝集が抑えられるという効果が得られる。
これらの中でも、エポキシ樹脂、カルド樹脂、又はメラミン樹脂が好ましい。
【0073】
<有機溶剤>
本発明の着色組成物には、着色剤を充分にモノマー、樹脂などに溶解させ、ガラス基板等の基板上に乾燥膜厚が0.2〜5μmとなるように塗布してフィルタセグメントを形成することを容易にするために有機溶剤を含有させる。
【0074】
有機溶剤としては、例えば、乳酸エチル、ベンジルアルコール、1,2,3−トリクロロプロパン、1,3−ブタンジオール、1,3−ブチレングリコール、1,3−ブチレングリコールジアセテート、1,4−ジオキサン、2−ヘプタノン、2−メチル−1,3−プロパンジオール、3,5,5−トリメチル−2−シクロヘキセン−1−オン、3,3,5−トリメチルシクロヘキサノン、3−エトキシプロピオン酸エチル、3−メチル−1,3−ブタンジオール、3−メトキシ−3−メチル−1−ブタノール、3−メトキシ−3−メチルブチルアセテート、3−メトキシブタノール、3−メトキシブチルアセテート、4−ヘプタノン、m−キシレン、m−ジエチルベンゼン、m−ジクロロベンゼン、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、n−ブチルアルコール、n−ブチルベンゼン、n−プロピルアセテート、o−キシレン、o−クロロトルエン、o−ジエチルベンゼン、o−ジクロロベンゼン、p−クロロトルエン、p−ジエチルベンゼン、sec−ブチルベンゼン、tert−ブチルベンゼン、γ−ブチロラクトン、イソブチルアルコール、イソホロン、エチレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールジブチルエーテル、エチレングリコールモノイソプロピルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノターシャリーブチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノプロピルエーテル、エチレングリコールモノヘキシルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジイソブチルケトン、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールモノイソプロピルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、シクロヘキサノール、シクロヘキサノールアセテート、シクロヘキサノン、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、ジプロピレングリコールメチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノプロピルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ダイアセトンアルコール、トリアセチン、トリプロピレングリコールモノブチルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールジアセテート、プロピレングリコールフェニルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルプロピオネート、ベンジルアルコール、メチルイソブチルケトン、メチルシクロヘキサノール、酢酸n−アミル、酢酸n−ブチル、酢酸イソアミル、酢酸イソブチル、酢酸プロピル、二塩基酸エステル等が挙げられる。これらの有機溶剤は、1種を単独で、若しくは2種以上を混合して用いることができる。
【0075】
中でも、着色剤の分散性、浸透性、及び着色組成物の塗布性が良好なことから、乳酸エチル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート等のグリコールアセテート類、ベンジルアルコール、ダイアセトンアルコール等のアルコール類やシクロヘキサノン等のケトン類を用いることが好ましい。
【0076】
また、有機溶剤は、着色組成物を適正な粘度に調節し、目的とする均一な膜厚のフィルタセグメントを形成できることから、着色剤の全質量100質量部に対し、500〜4000質量部の量で用いることが好ましい。
【0077】
<着色組成物の製造方法>
本発明の着色組成物は、一般式(1)で表されるキノフタロン化合物(A)を含む分散剤と前記着色剤と前記バインダー樹脂とを、必要に応じて溶剤とからなる着色剤担体中に、好ましくは色素誘導体などの分散助剤と一緒に、三本ロールミル、二本ロールミル、サンドミル、ニーダー、又はアトライター等の各種分散手段を用いて微細に分散して製造することができる。また、一般式(1)で表されるフタロシアニン顔料の溶解性が高い場合、具体的には使用する有機溶剤への溶解性が高く、攪拌により溶解、異物が確認されない状態であれば、上記のような微細に分散して製造する必要はない。
【0078】
また、本発明の着色組成物は、顔料、一般式(1)で表されるキノフタロン化合物(A)及びその他の着色剤等を別々に着色剤担体に分散したものを混合して製造することもできる。
【0079】
[分散助剤]
着色剤を着色剤担体中に分散する際には、適宜、色素誘導体、樹脂型分散剤、界面活性剤等の分散助剤を用いることができる。分散助剤は、着色剤の分散に優れ、分散後の着色剤の再凝集を防止する効果が大きいので、分散助剤を用いて着色剤を着色剤担体中に分散してなる着色組成物を用いた場合には、分光透過率の高いカラーフィルタが得られる。
【0080】
色素誘導体としては、有機顔料、アントラキノン、アクリドン又はトリアジンに、塩基性置換基、酸性置換基、又は置換基を有していても良いフタルイミドメチル基を導入した化合物があげられ、例えば、特開昭63−305173号公報、特公昭57−15620号公報、特公昭59−40172号公報、特公昭63−17102号公報、特公平5−9469号公報等に記載されているものを使用でき、これらは単独又は2種類以上を混合して用いることができる。
【0081】
色素誘導体の配合量は、分散性向上の点から、着色剤100質量部に対し、好ましくは0.5質量部以上、さらに好ましくは1質量部以上、最も好ましくは3質量部以上である。また、耐熱性、耐光性の観点から、着色剤100質量部に対し、好ましくは40質量部以下、最も好ましくは35質量部以下である。
【0082】
樹脂型分散剤は、着色剤に吸着する性質を有する顔料親和性部位と、着色剤担体と相溶性のある部位とを有し、着色剤に吸着して着色剤担体への分散を安定化する働きをするものである。樹脂型分散剤として具体的には、ポリウレタン、ポリアクリレート等のポリカルボン酸エステル、不飽和ポリアミド、ポリカルボン酸、ポリカルボン酸(部分)アミン塩、ポリカルボン酸アンモニウム塩、ポリカルボン酸アルキルアミン塩、ポリシロキサン、長鎖ポリアミノアマイドリン酸塩、水酸基含有ポリカルボン酸エステルや、これらの変性物、ポリ(低級アルキレンイミン)と遊離のカルボキシル基を有するポリエステルとの反応により形成されたアミドやその塩等の油性分散剤、(メタ)アクリル酸−スチレン共重合体、(メタ)アクリル酸−(メタ)アクリル酸エステル共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン等の水溶性樹脂や水溶性高分子化合物、ポリエステル系、変性ポリアクリレート系、エチレンオキサイド/プロピレンオキサイド付加化合物、リン酸エステル系等が用いられ、これらは単独又は2種以上を混合して用いることができるが、必ずしもこれらに限定されるものではない。
【0083】
市販の樹脂型分散剤としては、ビックケミー・ジャパン社製のDisperbyk−101、103、107、108、110、111、116、130、140、154、161、162、163、164、165、166、170、171、174、180、181、182、183、184、185、190、2000、2001、2020、2025、2050、2070、2095、2150、2155、又はAnti−Terra−U、203、204、又はBYK−P104、P104S、220S、6919、又はLactimon、Lactimon−WS又はBykumen等、日本ルーブリゾール社製のSOLSPERSE−3000、9000、13000、13240、13650、13940、16000、17000、18000、20000、21000、24000、26000、27000、28000、31845、32000、32500、32550、33500、32600、34750、35100、36600、38500、41000、41090、53095、55000、76500等、BASF社製のEFKA−46、47、48、452、4008、4009、4010、4015、4020、4047、4050、4055、4060、4080、4400、4401、4402、4403、4406、4408、4300、4310、4320、4330、4340、450、451、453、4540、4550、4560、4800、5010、5065、5066、5070、7500、7554、1101、120、150、1501、1502、1503、等、味の素ファインテクノ社製のアジスパーPA111、PB711、PB821、PB822、PB824等が挙げられる。
【0084】
界面活性剤としては、ラウリル硫酸ナトリウム、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、スチレン−アクリル酸共重合体のアルカリ塩、ステアリン酸ナトリウム、アルキルナフタリンスルホン酸ナトリウム、アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウム、ラウリル硫酸モノエタノールアミン、ラウリル硫酸トリエタノールアミン、ラウリル硫酸アンモニウム、ステアリン酸モノエタノールアミン、スチレン−アクリル酸共重合体のモノエタノールアミン、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸エステル等のアニオン性界面活性剤;ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート、ポリエチレングリコールモノラウレート等のノニオン性界面活性剤;アルキル4級アンモニウム塩やそれらのエチレンオキサイド付加物等のカオチン性界面活性剤;アルキルジメチルアミノ酢酸ベタイン等のアルキルベタイン、アルキルイミダゾリン等の両性界面活性剤が挙げられ、これらは単独で又は2種以上を混合して用いることができるが、必ずしもこれらに限定されるものではない。
【0085】
樹脂型分散剤、界面活性剤を添加する場合には、分散に対する効果の観点から、着色剤100質量部に対し、好ましくは0.1〜55質量部、さらに好ましくは0.1〜45質量部である。
【0086】
本発明の着色組成物は、さらに光重合性単量体及び/又は光重合開始剤を添加し、カラーフィルタ用感光性着色組成物として使用することができる。さらに、本発明の着色組成物には、増感剤、多官能チオール、アミン系化合物、レベリング剤、硬化剤、硬化促進剤、その他の添加剤成分を含有させることができる。
【0087】
<光重合開始剤>
本発明の着色組成物は、光重合開始剤を含有させることができる。光重合開始剤を使用する際の配合量は、着色剤の全質量を基準(100質量部)として、5〜400質量部であることが好ましく、光硬化性の観点から10〜300質量部であることがより好ましい。
【0088】
光重合開始剤としては、従来公知の重合開始剤を用いることが可能である。具体的には、ジエトキシアセトフェノン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン、ベンジルメチルケタール、4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル−(2−ヒドロキシ−2−プロピル)ケトン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2−メチル−1−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルホリノプロパン−1−オン、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルホリノフェニル)ブタン、オリゴ[2−ヒドロキシ−2−メチル−1−[4−(1−メチルビニル)フェニル]プロパノン]、2−ヒドロキシ−1−[4−[4−(2−ヒドロキシ−2−メチルプロピオニル)ベンジル]フェニル]−2−メチルプロパン−1−オン等のアセトフェノン類;ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル等のベンゾイン類;2,4,6−トリメチルベンゾイル−ジフェニル−ホスフィンオキサイド、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−フェニルホスフィンオキサイド等のホスフィン類;その他フェニルグリオキシリックメチルエステル等が挙げられる。より具体的には、イルガキュアー651、イルガキュアー184、ダロキュアー1173、イルガキュアー500、イルガキュアー1000、イルガキュアー2959、イルガキュアー907、イルガキュアー369、イルガキュアー379、イルガキュアー1700、イルガキュアー149、イルガキュアー1800、イルガキュアー1850、イルガキュアー819、イルガキュアー784、イルガキュアー261、イルガキュアーOXE−01、イルガキュアーOXE−02(BASF社)、アデカオプトマーN1717、アデカオプトマーN1919、アデカアークルズNCI−831(ADEKA社)、Esacure1001M(Lamberti社)、特公昭59−1281号公報、特公昭61−9621号公報ならびに特開昭60−60104号公報記載のトリアジン誘導体、特開昭59−1504号公報ならびに特開昭61−243807号公報記載の有機過酸化物、特公昭43−23684号公報、特公昭44−6413号公報、特公昭47−1604号公報ならびにUSP第3567453号明細書記載のジアゾニウム化合物公報、USP第2848328号明細書、USP第2852379号明細書ならびにUSP第2940853号明細書記載の有機アジド化合物、特公昭36−22062号公報、特公昭37−13109号公報、特公昭38−18015号公報ならびに特公昭45−9610号公報記載のオルト−キノンジアジド類、特公昭55−39162号公報、特開昭59−140203号公報ならびに「マクロモレキュルス(MACROMOLECULES)」、第10巻、第1307頁(1977年)記載のヨードニウム化合物をはじめとする各種オニウム化合物、特開昭59−142205号公報記載のアゾ化合物、特開平1−54440号公報、ヨーロッパ特許第109851号明細書、ヨーロッパ特許第126712号明細書、「ジャーナル・オブ・イメージング・サイエンス(J.IMAG.SCI.)」、第30巻、第174頁(1986年)記載の金属アレン錯体、特開昭61−151197号公報記載のチタノセン類、「コーディネーション・ケミストリー・レビュー(COORDINATION CHEMISTRY REVIEW)」、第84巻、第85〜第277頁(1988年)ならびに特開平2−182701号公報記載のルテニウム等の遷移金属を含有する遷移金属錯体、特開平3−209477号公報記載のアルミナート錯体、特開平2−157760号公報記載のホウ酸塩化合物、特開昭55−127550号公報ならびに特開昭60−202437号公報記載の2,4,5−トリアリールイミダゾール二量体、四臭化炭素や特開昭59−107344号公報記載の有機ハロゲン化合物、特開平5−255347号公報記載のスルホニウム錯体又はオキソスルホニウム錯体、特開昭54−99185号公報、特開昭63−264560号公報ならびに特開平10−29977記載のアミノケトン化合物、特開2001−264530号公報、特開2001−261761号公報、特開2000−80068号公報、特開2001−233842号公報、特表2004−534797号公報、特開2006−342166、特開2008−094770、特開2009−40762、特開2010−15025、特開2010−189279、特開2010−189280公報、特表2010−526846、特表2010−527338、特表2010−527339、USP3558309号明細書(1971年)、USP4202697号明細書(1980年)ならびに特開昭61−24558号公報記載のオキシムエステル化合物等が挙げられる。
【0089】
これらの光重合開始剤は1種又は必要に応じて任意の比率で2種以上混合して用いることができる。
【0090】
<光重合性単量体>
本発明の光重合性単量体には、紫外線や熱などにより硬化して透明樹脂を生成するモノマーもしくはオリゴマーが含まれ、これらを単独で、又は2種以上混合して用いることができる。
【0091】
紫外線や熱などにより硬化して透明樹脂を生成するモノマー、オリゴマーとしては、例えば、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、エポキシ(メタ)アクリレート、EO変性ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート、1,4−ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、ポリエステル(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、トリス(アクリロキシエチル)イソシアヌレート、トリス(メタクリロキシエチル)イソシアヌレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、エポキシアクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート等の各種アクリル酸エステル及びメタクリル酸エステル、(メタ)アクリル酸、スチレン、酢酸ビニル、ヒドロキシエチルビニルエーテル、エチレングリコールジビニルエーテル、ペンタエリスリトールトリビニルエーテル、(メタ)アクリルアミド、N−ヒドロキシメチル(メタ)アクリルアミド、N−ビニルホルムアミド、アクリロニトリル等が挙げられるが、本発明の効果はこれらに限定されるものではない。
【0092】
また、光重合性単量体は酸基を含有してもよい。例えば、多価アルコールと(メタ)アクリル酸との遊離水酸基含有ポリ(メタ)アクリレート類と、ジカルボン酸類とのエステル化物;多価カルボン酸と、モノヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート類とのエステル化物等を挙げることができる。具体例としては、トリメチロールプロパンジアクリレート、トリメチロールプロパンジメタクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールトリメタクリレート、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート、ジペンタエリスリトールペンタメタクリレート等のモノヒドロキシオリゴアクリレート又はモノヒドロキシオリゴメタクリレート類と、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、テレフタル酸等のジカルボン酸類との遊離カルボキシル基含有モノエステル化物;プロパン−1,2,3−トリカルボン酸(トリカルバリル酸)、ブタン−1,2,4−トリカルボン酸、ベンゼン−1,2,3−トリカルボン酸、ベンゼン−1,3,4−トリカルボン酸、ベンゼン−1,3,5−トリカルボン酸等のトリカルボン酸類と、2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシエチルメタクリレート、2−ヒドロキシプロピルアクリレート、2−ヒドロキシプロピルメタクリレート等のモノヒドロキシモノアクリレート又はモノヒドロキシモノメタクリレート類との遊離カルボキシル基含有オリゴエステル化物等が挙げられるが、本発明の効果はこれらに限定されるものではない。
【0093】
光重合性単量体の含有量は、光硬化性及び現像性の観点から着色剤100質量部に対して、10〜300質量部であることが好ましく、さらに10〜200質量部の量で用いることが好ましい。
【0094】
<増感剤>
さらに、本発明の着色組成物には、増感剤を含有させることができる。
増感剤としては、ベンゾフェノン誘導体、カルコン誘導体やジベンザルアセトン等に代表される不飽和ケトン誘導体、ベンジルやカンファーキノンなどに代表される1,2−ジケトン誘導体、ベンゾイン誘導体、フルオレン誘導体、ナフトキノン誘導体、アントラキノン誘導体、キサンテン誘導体、チオキサンテン誘導体、キサントン誘導体、チオキサントン誘導体、クマリン誘導体、ケトクマリン誘導体、シアニン誘導体、メロシアニン誘導体、オキソノ−ル誘導体等のポリメチン色素、アクリジン誘導体、アジン誘導体、チアジン誘導体、オキサジン誘導体、インドリン誘導体、アズレン誘導体、アズレニウム誘導体、スクアリリウム誘導体、ポルフィリン誘導体、テトラフェニルポルフィリン誘導体、トリアリールメタン誘導体、テトラベンゾポルフィリン誘導体、テトラピラジノポルフィラジン誘導体、フタロシアニン誘導体、テトラアザポルフィラジン誘導体、テトラキノキサリロポルフィラジン誘導体、ナフタロシアニン誘導体、サブフタロシアニン誘導体、ピリリウム誘導体、チオピリリウム誘導体、テトラフィリン誘導体、アヌレン誘導体、スピロピラン誘導体、スピロオキサジン誘導体、チオスピロピラン誘導体、金属アレーン錯体、有機ルテニウム錯体等を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
【0095】
さらに具体例には、大河原信ら編、「色素ハンドブック」(1986年、講談社)、大河原信ら編、「機能性色素の化学」(1981年、シーエムシー)、池森忠三朗ら編、「特殊機能材料」(1986年、シーエムシー)に記載の色素及び増感剤が挙げられるがこれらに限定されるものではなく、その他、紫外から近赤外域にかけての光に対して吸収を示す色素や増感剤が挙げられ、これらは必要に応じて任意の比率で二種以上用いてもかまわない。上記、増感剤の中でチオキサントン誘導体としては、2,4−ジエチルチオキサントン、2−クロロチオキサントン、2,4−ジクロロチオキサントン、2−イソプロピルチオキサントン、4−イソプロピルチオキサントン、1−クロロ−4−プロポキシチオキサントン等を挙げることができ、ベンゾフェノン類としては、ベンゾフェノン、4−メチルベンゾフェノン、2,4,6−トリメチルベンゾフェノン、4,4'−ジメチルベンゾフェノン、4,4'−ジメトキシベンゾフェノン、4,4'−ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン等を挙げることができ、クマリン類としては、クマリン1、クマリン338、クマリン102等を挙げることができ、ケトクマリン類としては、3,3'−カルボニルビス(7−ジエチルアミノクマリン)等を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
【0096】
増感剤は、必要に応じて任意の比率で2種以上用いても構わない。増感剤を使用する際の配合量は、着色感光性組成物中に含まれる光重合開始剤(E)の全質量100質量部に対し、3〜60質量部であることが好ましく、光硬化性の観点から5〜50質量部であることがより好ましい。
【0097】
<多官能チオール>
本発明の着色組成物は、連鎖移動剤としての働きをする多官能チオールを含有することができる。
多官能チオールは、チオール基を2個以上有する化合物であればよく、例えば、ヘキサンジチオール、デカンジチオール、1,4−ブタンジオールビスチオプロピオネート、1,4−ブタンジオールビスチオグリコレート、エチレングリコールビスチオグリコレート、エチレングリコールビスチオプロピオネート、トリメチロールプロパントリスチオグリコレート、トリメチロールプロパントリスチオプロピオネート、トリメチロールプロパントリス(5−メルカプトブチレート)、ペンタエリスリトールテトラキスチオグリコレート、ペンタエリスリトールテトラキスチオプロピオネート、トリメルカプトプロピオン酸トリス(2−ヒドロキシエチル)イソシアヌレート、1,4−ジメチルメルカプトベンゼン、2、4、6−トリメルカプト−s−トリアジン、2−(N,N−ジブチルアミノ)−4,6−ジメルカプト−s−トリアジン等が挙げられる。
これらの多官能チオールは、1種を単独で、又は必要に応じて任意の比率で2種以上混合して用いることができる。
【0098】
多官能チオールの含有量は、着色組成物の全固形分の質量を基準(100質量%)として好ましくは0.1〜30質量%であり、より好ましくは1〜20質量%である。多官能チオールの含有量が0.1質量%未満では多官能チオールの添加効果が不充分であり、30質量%を越えると感度が高すぎて逆に解像度が低下する。
【0099】
<アミン系化合物>
また、本発明の着色組成物には、溶存している酸素を還元する働きのあるアミン系化合物を含有させることができる。このようなアミン系化合物としては、トリエタノールアミン、メチルジエタノールアミン、トリイソプロパノールアミン、4−ジメチルアミノ安息香酸メチル、4−ジメチルアミノ安息香酸エチル、4−ジメチルアミノ安息香酸イソアミル、安息香酸2−ジメチルアミノエチル、4−ジメチルアミノ安息香酸2−エチルヘキシル、及びN,N−ジメチルパラトルイジン等が挙げられる。
【0100】
<レベリング剤>
本発明の着色組成物には、透明基板上での組成物のレベリング性を良くするため、レベリング剤を添加することが好ましい。レベリング剤としては、主鎖にポリエーテル構造又はポリエステル構造を有するジメチルシロキサンが好ましい。主鎖にポリエーテル構造を有するジメチルシロキサンの具体例としては、東レ・ダウコーニング社製FZ−2122、ビックケミー社製BYK−333などが挙げられる。主鎖にポリエステル構造を有するジメチルシロキサンの具体例としては、ビックケミー社製BYK−310、BYK−370などが挙げられる。主鎖にポリエーテル構造を有するジメチルシロキサンと、主鎖にポリエステル構造を有するジメチルシロキサンとは、併用することもできる。レベリング剤の含有量は通常、着色組成物の合計100質量%中、0.003〜0.5質量%用いることが好ましい。
【0101】
レベリング剤として特に好ましいものとしては、分子内に疎水基と親水基を有するいわゆる界面活性剤の一種で、親水基を有しながらも水に対する溶解性が小さく、着色組成物に添加した場合、その表面張力低下能が低いという特徴を有し、さらに表面張力低下能が低いにも拘らずガラス板への濡れ性が良好なものが有用であり、泡立ちによる塗膜の欠陥が出現しない添加量において十分に帯電性を抑止できるものが好ましく使用できる。このような好ましい特性を有するレベリング剤として、ポリアルキレンオキサイド単位を有するジメチルポリシロキサンが好ましく使用できる。ポリアルキレンオキサイド単位としては、ポリエチレンオキサイド単位、ポリプロピレンオキサイド単位があり、ジメチルポリシロキサンは、ポリエチレンオキサイド単位とポリプロピレンオキサイド単位とを共に有していてもよい。
【0102】
また、ポリアルキレンオキサイド単位のジメチルポリシロキサンとの結合形態は、ポリアルキレンオキサイド単位がジメチルポリシロキサンの繰り返し単位中に結合したペンダント型、ジメチルポリシロキサンの末端に結合した末端変性型、ジメチルポリシロキサンと交互に繰り返し結合した直鎖状のブロックコポリマー型のいずれであってもよい。ポリアルキレンオキサイド単位を有するジメチルポリシロキサンは、東レ・ダウコーニング株式会社から市販されており、例えば、FZ−2110、FZ−2122、FZ−2130、FZ−2166、FZ−2191、FZ−2203、FZ−2207が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【0103】
レベリング剤には、アニオン性、カチオン性、ノニオン性、又は両性の界面活性剤を補助的に加えることも可能である。界面活性剤は、2種以上混合して使用しても構わない。
【0104】
レベリング剤に補助的に加えるアニオン性界面活性剤としては、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、スチレン−アクリル酸共重合体のアルカリ塩、アルキルナフタリンスルホン酸ナトリウム、アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウム、ラウリル硫酸モノエタノールアミン、ラウリル硫酸トリエタノールアミン、ラウリル硫酸アンモニウム、ステアリン酸モノエタノールアミン、ステアリン酸ナトリウム、ラウリル硫酸ナトリウム、スチレン−アクリル酸共重合体のモノエタノールアミン、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸エステルなどが挙げられる。
【0105】
レベリング剤に補助的に加えるカオチン性界面活性剤としては、アルキル4級アンモニウム塩やそれらのエチレンオキサイド付加物が挙げられる。レベリング剤に補助的に加えるノニオン性界面活性剤としては、ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート、ポリエチレングリコールモノラウレートなどの;アルキルジメチルアミノ酢酸ベタインなどのアルキルベタイン、アルキルイミダゾリンなどの両性界面活性剤、また、フッ素系やシリコーン系の界面活性剤が挙げられる。
【0106】
<硬化剤、硬化促進剤>
また本発明の着色組成物には、熱硬化性樹脂の硬化を補助するため、必要に応じて、硬化剤、硬化促進剤などを含んでいてもよい。硬化剤としては、フェノール系樹脂、アミン系化合物、酸無水物、活性エステル、カルボン酸系化合物、スルホン酸系化合物などが有効であるが、特にこれらに限定されるものではなく、熱硬化性樹脂と反応し得るものであれば、いずれの硬化剤を使用してもよい。また、これらの中でも、1分子内に2個以上のフェノール性水酸基を有する化合物、アミン系硬化剤が好ましく挙げられる。前記硬化促進剤としては、例えば、アミン化合物(例えば、ジシアンジアミド、ベンジルジメチルアミン、4−(ジメチルアミノ)−N,N−ジメチルベンジルアミン、4−メトキシ−N,N−ジメチルベンジルアミン、4−メチル−N,N−ジメチルベンジルアミン等)、4級アンモニウム塩化合物(例えば、トリエチルベンジルアンモニウムクロリド等)、ブロックイソシアネート化合物(例えば、ジメチルアミン等)、イミダゾール誘導体二環式アミジン化合物及びその塩(例えば、イミダゾール、2−メチルイミダゾール、2−エチルイミダゾール、2−エチル−4−メチルイミダゾール、2−フェニルイミダゾール、4−フェニルイミダゾール、1−シアノエチル−2−フェニルイミダゾール、1−(2−シアノエチル)−2−エチル−4−メチルイミダゾール等)、リン化合物(例えば、トリフェニルホスフィン等)、グアナミン化合物(例えば、メラミン、グアナミン、アセトグアナミン、ベンゾグアナミン等)、S−トリアジン誘導体(例えば、2,4−ジアミノ−6−メタクリロイルオキシエチル−S−トリアジン、2−ビニル−2,4−ジアミノ−S−トリアジン、2−ビニル−4,6−ジアミノ−S−トリアジン・イソシアヌル酸付加物、2,4−ジアミノ−6−メタクリロイルオキシエチル−S−トリアジン・イソシアヌル酸付加物等)などを用いることができる。これらは1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。前記硬化促進剤の含有量としては、熱硬化性樹脂100質量部に対し、0.01〜15質量部が好ましい。
【0107】
<その他の添加剤成分>
本発明の着色組成物には、組成物の経時粘度を安定化させるために貯蔵安定剤を含有させることができる。また、透明基板との密着性を高めるためにシランカップリング剤等の密着向上剤を含有させることもできる。
【0108】
貯蔵安定剤としては、例えば、ベンジルトリメチルクロライド、ジエチルヒドロキシアミンなどの4級アンモニウムクロライド、乳酸、シュウ酸などの有機酸及びそのメチルエーテル、t−ブチルピロカテコール、テトラエチルホスフィン、テトラフェニルフォスフィンなどの有機ホスフィン、亜リン酸塩等が挙げられる。貯蔵安定剤は、着色剤の全量100質量部に対し、0.1〜10質量部の量で用いることができる。
【0109】
密着向上剤としては、ビニルトリス(β−メトキシエトキシ)シラン、ビニルエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン等のビニルシラン類、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン等の(メタ)アクリルシラン類、β−(5,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、β−(5,4−エポキシシクロヘキシル)メチルトリメトキシシラン、β−(5,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリエトキシシラン、β−(5,4−エポキシシクロヘキシル)メチルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン等のエポキシシラン類、N−β(アミノエチル)γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−β(アミノエチル)γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−β(アミノエチル)γ−アミノプロピルメチルジエトキシシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−フェニル−γ−アミノプロピルトリエトキシシラン等のアミノシラン類、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリエトキシシラン等のチオシラン類等のシランカップリング剤が挙げられる。密着向上剤は、着色組成物中の着色剤の全量100質量部に対し、0.01〜10質量部、好ましくは0.05〜5質量部の量で用いることができる。
【0110】
<粗大粒子の除去>
本発明の着色組成物は、遠心分離、焼結フィルタ、メンブレンフィルタ等の手段にて、5μm以上の粗大粒子、好ましくは1μm以上の粗大粒子、さらに好ましくは0.5μm以上の粗大粒子及び混入した塵の除去を行うことが好ましい。このように着色組成物は、実質的に0.5μm以上の粒子を含まないことが好ましい。より好ましくは0.3μm以下であることが好ましい。
【0111】
<カラーフィルタ>
次に、本発明のカラーフィルタについて説明する。本発明のカラーフィルタは、少なくとも1つの赤色フィルタセグメント、少なくとも1つの緑色フィルタセグメント、及び少なくとも1つの青色フィルタセグメントを具備する。また、カラーフィルタは、さらにマゼンタ色フィルタセグメント、シアン色フィルタセグメント、及び黄色フィルタセグメントを具備するものであってもよい。
【0112】
カラーフィルタを構成する透明基板等の基材としては、ソーダ石灰ガラス、低アルカリ硼珪酸ガラス、無アルカリアルミノ硼珪酸ガラスなどのガラス板や、ポリカーボネート、ポリメタクリル酸メチル、ポリエチレンテレフタレートなどの樹脂板が用いられる。また、ガラス板や樹脂板の表面には、パネル化後の液晶駆動のために、酸化インジウム、酸化錫などからなる透明電極が形成されていてもよい。
【0113】
<カラーフィルタの製造方法>
本発明のカラーフィルタは、印刷法又はフォトリソグラフィー法により、製造することができる。
印刷法によるフィルタセグメントの形成は、印刷インキとして調製した着色組成物の印刷と乾燥を繰り返すだけでパターン化ができるため、カラーフィルタの製造法としては、低コストであり、かつ量産性に優れている。さらに、印刷技術の発展により高い寸法精度及び平滑度を有する微細パターンの印刷を行うことができる。印刷を行うためには、印刷の版上にて、あるいはブランケット上にてインキが乾燥、固化しないような組成とすることが好ましい。また、印刷機上でのインキの流動性制御も重要であり、分散剤や体質顔料によってインキ粘度の調整も行うことができる。
【0114】
フォトリソグラフィー法によりフィルタセグメントを形成する場合は、上記溶剤現像型あるいはアルカリ現像型着色レジスト材として調製した着色組成物を、透明基板上に、スプレーコートやスピンコート、スリットコート、ロールコート等の塗布方法により、乾燥膜厚が0.2〜5μmとなるように塗布する。必要により乾燥された膜には、この膜と接触あるいは非接触状態で設けられた所定のパターンを有するマスクを通して紫外線露光を行う。その後、溶剤又はアルカリ現像液に浸漬するかもしくはスプレーなどにより現像液を噴霧して未硬化部を除去して所望のパターンを形成したのち、同様の操作を他色について繰り返してカラーフィルタを製造することができる。さらに、着色レジスト材の重合を促進するため、必要に応じて加熱を施すこともできる。フォトリソグラフィー法によれば、上記印刷法より精度の高いカラーフィルタが製造できる。
【0115】
現像に際しては、アルカリ現像液として炭酸ナトリウム、水酸化ナトリウム等の水溶液が使用され、ジメチルベンジルアミン、トリエタノールアミン等の有機アルカリを用いることもできる。また、現像液には、消泡剤や界面活性剤を添加することもできる。なお、紫外線露光感度を上げるために、上記着色レジスト材を塗布乾燥後、水溶性あるいはアルカリ水溶性樹脂、例えばポリビニルアルコールや水溶性アクリル樹脂等を塗布乾燥し酸素による重合阻害を防止する膜を形成した後、紫外線露光を行うこともできる。
【0116】
本発明のカラーフィルタは、上記方法の他に電着法、転写法、インクジェット法などにより製造することができるが、本発明の着色組成物はいずれの方法にも用いることができる。なお、電着法は、基板上に形成した透明導電膜を利用して、コロイド粒子の電気泳動により各色フィルタセグメントを透明導電膜の上に電着形成することでカラーフィルタを製造する方法である。また、転写法は剥離性の転写ベースシートの表面に、あらかじめフィルタセグメントを形成しておき、このフィルタセグメントを所望の基板に転写させる方法である。
【0117】
透明基板あるいは反射基板上に各色フィルタセグメントを形成する前に、あらかじめブラックマトリクスを形成することができる。ブラックマトリクスとしては、クロムやクロム/酸化クロムの多層膜、窒化チタニウムなどの無機膜や、遮光剤を分散した樹脂膜が用いられるが、これらに限定されない。また、前記の透明基板あるいは反射基板上に薄膜トランジスター(TFT)をあらかじめ形成しておき、その後に各色フィルタセグメントを形成することもできる。また本発明のカラーフィルタ上には、必要に応じてオーバーコート膜や透明導電膜などが形成される。
【0118】
カラーフィルタは、シール剤を用いて対向基板と張り合わせ、シール部に設けられた注入口から液晶を注入したのち注入口を封止し、必要に応じて偏光膜や位相差膜を基板の外側に張り合わせることにより、液晶表示パネルが製造される。
【0119】
かかる液晶表示パネルは、ツイステッド・ネマティック(TN)、スーパー・ツイステッド・ネマティック(STN)、イン・プレーン・スイッチング(IPS)、ヴァーティカリー・アライメント(VA)、オプティカリー・コンベンセンド・ベンド(OCB)等のカラーフィルタを使用してカラー化を行う液晶表示モードに使用することができる。
【実施例】
【0120】
以下に、本発明を実施例に基づいて説明するが、本発明はこれによって限定されるものではない。なお、例中、「部」及び「%」は、「質量部」及び「質量%」をそれぞれ表す。また、「PGMAC」とはプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートを意味する。
【0121】
(樹脂の重合平均分子量(Mw))
樹脂の重合平均分子量(Mw)は、TSKgelカラム(東ソー社製)を用い、RI検出器を装備したGPC(東ソー社製、HLC−8120GPC)で、展開溶媒にTHFを用いて測定したポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)である。
【0122】
(樹脂の酸価)
樹脂溶液0.5〜1.0部に、アセトン80ml及び水10mlを加えて攪拌して均一に溶解させ、0.1mol/LのKOH水溶液を滴定液として、自動滴定装置(「COM−555」平沼産業製)を用いて滴定し、樹脂溶液の酸価を測定した。そして、樹脂溶液の酸価と樹脂溶液の固形分濃度から、樹脂の固形分あたりの酸価を算出した。
【0123】
(顔料のハロゲン置換数)
顔料中のハロゲン置換数は、顔料を酸素燃焼フラスコ法にて燃焼させ、該燃焼物を水に吸収させた液体を、イオンクロマトグラフ(ICS−2000イオンクロマトグラフィー、DIONEX社製)により分析してハロゲン量を定量し、ハロゲン置換数に換算することで得た。
【0124】
(顔料のハロゲン分布幅)
顔料中のハロゲン分布幅は、飛行時間型質量分析装置(autoflexIII(TOF−MS)、ブルカー・ダルトニクス社製)を用いて決定した。ハロゲンの含有量は顔料粉末を質量分析して得られたマススペクトラムにおいて、各成分に相当する分子イオンピークの信号強度(各ピーク値)と、各ピーク値を積算した値(全ピーク値)とを算出し、全ピーク値に対する各ピーク値の割合より求めた。ハロゲン分布幅は、全ピーク値に対する各ピーク値の割合が1%以上のピークの数をカウントし、ハロゲン分布幅とした。
【0125】
<バインダー樹脂の製造方法>
(アクリル樹脂溶液1の調整)
セパラブル4口フラスコに温度計、冷却管、窒素ガス導入管、撹拌装置を取り付けた反応容器にシクロヘキサノン70.0部を仕込み、80℃に昇温し、反応容器内を窒素置換した後、滴下管よりn−ブチルメタクリレート13.3部、2−ヒドロキシエチルメタクリレート4.6部、メタクリル酸4.3部、パラクミルフェノールエチレンオキサイド変性アクリレート(東亞合成株式会社製「アロニックスM110」)7.4部、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル0.4部の混合物を2時間かけて滴下した。滴下終了後、更に3時間反応を継続し、重量平均分子量(Mw)26000のアクリル樹脂の溶液を得た。室温まで冷却した後、樹脂溶液約2gをサンプリングして180℃、20分加熱乾燥して不揮発分を測定し、先に合成した樹脂溶液に不揮発分が20質量%になるようにプロピレングリコールモノエチルエーテルアセテートを添加してアクリル樹脂溶液1を調製した。
【0126】
(アクリル樹脂溶液2の調製)
セパラブル4口フラスコに温度計、冷却管、窒素ガス導入管、滴下管及び撹拌装置を取り付けた反応容器にシクロヘキサノン207部を仕込み、80℃に昇温し、反応容器内を窒素置換した後、滴下管より、メタクリル酸20部、パラクミルフェノールエチレンオキサイド変性アクリレート(東亜合成社製アロニックスM110)20部、メタクリル酸メチル45部、2−ヒドロキシエチルメタクリレート8.5部、及び2,2'−アゾビスイソブチロニトリル1.33部の混合物を2時間かけて滴下した。滴下終了後、更に3時間反応を継続し、共重合体樹脂溶液を得た。次に得られた共重合体溶液全量に対して、窒素ガスを停止し乾燥空気を1時間注入しながら攪拌したのちに、室温まで冷却した後、2−メタクリロイルオキシエチルイソシアネート(昭和電工社製カレンズMOI)6.5部、ラウリン酸ジブチル錫0.08部、シクロヘキサノン26部の混合物を70℃で3時間かけて滴下した。滴下終了後、更に1時間反応を継続し、アクリル樹脂の溶液を得た。室温まで冷却した後、樹脂溶液約2部をサンプリングして180℃、20分加熱乾燥して不揮発分を測定し、先に合成した樹脂溶液に不揮発分が20重量%になるようにシクロヘキサノンを添加してアクリル樹脂溶液2を調製した。重量平均分子量(Mw)は18000であった。
【0127】
<樹脂型分散剤の調整>
(樹脂型分散剤溶液1の調整)
冷却管、攪拌機を備えたフラスコに、AIBN(2,2'−アゾビスイソブチロニトリル)1.0質量部及びプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート186質量部を仕込み、引き続きメチルメタクリレート27質量部、ブチルメタクリレート27質量部、2−エチルヘキシルメタクリレート21質量部、ベンジルメタクリレート18質量部及びクミルジチオベンゾエート3.6質量部を仕込んで、30分間窒素置換した。その後ゆるやかに攪拌して、反応溶液の温度を60℃に上昇させ、この温度を24時間保持してリビングラジカル重合を行った。次いで、この反応溶液に、AIBN1.0質量部及びジメチルアミノエチルメタクリレート35質量部をプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート70質量部に溶解させ30分間窒素置換した溶液を添加し、60℃で24時間リビングラジカル重合することによりブロック共重合体の溶液を得た。得られたブロック共重合体溶液に、塩化ベンジル25質量部とプロピレングリコールモノメチルエーテル50質量部を添加し、80℃で2時間反応を行い、固形分濃度を40%に調整することによって、樹脂型分散剤溶液1を得た。樹脂型分散剤1は、メタクリロイルオキシエチルベンジルジメチルアンモニウムクロライド及びジメチルアミノエチルメタクリレート由来の繰り返し単位を有するAブロックと、メチルメタクリレート、ブチルメタクリレート、2−エチルヘキシルメタクリレート及びベンジルメタクリレート由来の繰り返し単位を有するBブロックからなる、ブロック共重合体である。プロトンNMR測定の結果、各繰り返し単位の共重合比は、メタクリロイルオキシエチルベンジルジメチルアンモニウムクロライド/ジメチルアミノエチルメタクリレート/メチルメタクリレート/ブチルメタクリレート/2−エチルヘキシルメタクリレート/ベンジルメタクリレート=34/4/18/18/14/12(質量比)であった。
【0128】
(樹脂型分散剤溶液2の調製)
市販の樹脂型分散剤であるBASF社製EFKA4300と、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートとを混合して不揮発分40質量%溶液に調製し、樹脂型分散剤溶液2を得た。
【0129】
<キノフタロン化合物[A]の製造方法>
キノフタロン化合物の製造に先だって、本発明に用いたキノフタロン化合物の同定方法について説明する。
【0130】
(キノフタロン化合物の同定方法)
本発明のキノフタロン化合物の同定は、Waters社ACQUITY UPLS H−Class(使用カラム:ACQUITY UPLC BEH C18 Column 130Å、1.7μm、2.1mm×50mm)/Ms TAP XEVO TQDから得られたマススペクトラムの分子イオンピークと、計算によって得られる質量数との一致をもって、得られた化合物の同定を行った。
【0131】
[実施例1](キノフタロン化合物A−1の製造)
安息香酸メチル60部、安息香酸60部、8−ヒドロキシキナルジン20部、無水フタル酸22.3部加え、180℃に加熱し、水を留去しながら6時間攪拌を行った。室温まで冷却後、反応混合物をメタノール500部に投入し、室温下にて1時間攪拌した。析出した結晶を濾別した後、さらにメタノールで洗浄を行い、減圧下で乾燥させ、中間体1を32.0部(収率88%)得た。
中間体1 32部、N,N−ジメチルアセトアミド(DMAc)320部、ジアザビシクロウンデセン(DBU)18.5部、1,4−ブタンスルトン22.6部加え、120℃で加熱撹拌を行った。5時間後、25℃まで冷却した後、この反応溶液に水500部を加えた。30分撹拌した後、析出した個体を濾別した後、さらに水1000部で洗浄を行い、減圧下で乾燥させ、化合物A−1を21.1部(収率45%)得た。
【0132】
[実施例2](キノフタロン化合物A−2の製造)
中間体1 32部、DMAc320部、DBU18.5部、1,4−ブタンスルトン22.6部加え、120℃に加熱撹拌を行った。5時間後、25℃まで冷却した後、この反応溶液に水160部を加え、30分撹拌した。次に、8%液体硫酸アルミニウム105.7部加え、30分撹拌した後、析出した個体を濾別した後、さらに水500部で洗浄を行い、減圧下で乾燥させ、化合物A−2を41.2部(収率86%)得た。
【0133】
[実施例3](キノフタロン化合物A−3の製造)
中間体1 32部、DMAc320部、DBU18.5部1,4−ブタンスルトン22.6部加え、120℃に加熱撹拌を行った。5時間後、25℃まで冷却した後、この反応溶液に水160部を加え、30分撹拌した。次に、ラウリルアミン22.6部加え、30分撹拌した後、析出した個体を濾別した後、さらに水500部で洗浄を行い、減圧下で乾燥させ、化合物A−3を53.4部(収率79%)得た。
【0134】
【化7】
【0135】
[実施例4](キノフタロン化合物A−4の製造)
中間体1の合成反応において、無水フタル酸22.3部をテトラフルオロフタル酸無水物33.2部に変更した以外は同様に反応を行い、中間体2を40.8部(収率90%)得た。
化合物A−1の合成反応において、中間体1 32部を中間体2 40.8部、DMAc320部を410部、DBU18.5部を18.9部、1,4−ブタンスルトン22.6部を1,3−プロパンスルトン20.7部に変更した以外は同様に反応を行い、化合物A−4を30.1部(収率54%)得た。
【0136】
[実施例5](キノフタロン化合物A−5の製造)
化合物A−3の合成反応において、中間体1 32部を中間体2 40.8部、DMAc320部を410部、DBU18.5部を18.9部、1,4−ブタンスルトン22.6部を1,3−プロパンスルトン20.7部、ラウリルアミン22.6部を28.8部に変更した以外は同様に反応を行い、化合物A−5を70.7部(収率75%)得た。
【0137】
【化8】
【0138】
[実施例6](キノフタロン化合物A−6の製造)
中間体1の合成反応において、無水フタル酸22.3部をテトラクロロフタル酸無水物43.1部に変更した以外は同様に反応を行い、中間体3を48.8部(収率91%)得た。
化合物A−1の合成反応において、中間体1 32部を中間体3 48.8部、DMAc320部を490部、DBU18.5部を19.2部、1,4−ブタンスルトン22.6部を23.4部に変更した以外は同様に反応を行い、化合物A−6を37.3部(収率58%)得た。
【0139】
[実施例7](キノフタロン化合物A−7の製造)
化合物A−2の合成反応において、中間体1 32部を中間体3 48.8部、DMAc320部を490部、DBU18.5部を19.2部、1,4−ブタンスルトン22.6部を23.4部、8%液体硫酸アルミニウム105.7部を109.2部に変更した以外は同様に反応を行い、化合物A−7を57.3部(収率89%)得た。
【0140】
【化9】
【0141】
[実施例8](キノフタロン化合物A−8の製造)
中間体1の合成反応において、無水フタル酸22.3部を2,3−ナフタレンジカルボン酸無水物29.9部に変更した以外は同様に反応を行い、中間体4を37.5部(収率88%)得た。
化合物A−1の合成反応において、中間体1 32部を中間体4 37.5部、DMAc320部を380部に変更した以外は同様に反応を行い、化合物A−8を36.8部(収率70%)得た。
【0142】
[実施例9](キノフタロン化合物A−9の製造)
化合物A−2の合成反応において、中間体1 32部を中間体4 37.5部、DMAc320部を380部に変更した以外は同様に反応を行い、化合物A−9を46.8部(収率89%)得た。
【0143】
【化10】
【0144】
[実施例10](キノフタロン化合物A−10の製造)
中間体1の合成反応において、8−ヒドロキシキナルジン20部を6−ブロモ−8−ヒドロキシキナルジン20部、無水フタル酸22.3部を14.9部に変更した以外は同様に反応を行い、中間体5を27.2部(収率88%)得た。
化合物A−1の合成反応において、中間体1 32部を中間体5 27.2部、DMAc320部を270部、DBU18.5部を12.4部、1,4−ブタンスルトン22.6部を15.1部に変更した以外は同様に反応を行いに変更した以外は同様に反応を行い、化合物A−10を23.8部(収率64%)得た。
【0145】
【化11】
【0146】
[実施例11](キノフタロン化合物A−11の製造)
中間体1の合成反応において、無水フタル酸22.3部を2,3−ジブロモフタル酸無水物46.1部に変更した以外は同様に反応を行い、中間体6を50部(収率89%)得た。
化合物A−1の合成反応において、中間体1 32部を中間体6 50部、DMAc320部を500部、DBU18.5部を18.7部、1,4−ブタンスルトン22.6部を1,3−プロパンスルトン20.5部に変更した以外は同様に反応を行い、化合物A−11を34.4部(収率54%)得た。
【0147】
【化12】
【0148】
[実施例12](キノフタロン化合物A−12の製造)
中間体1の合成反応において、8−ヒドロキシキナルジン20部を5−ニトロ−8−ヒドロキシキナルジン20部、無水フタル酸22.3部をテトラクロロフタル酸無水物33.6部に変更した以外は同様に反応を行い、中間体7を40.7部(収率88%)得た。
化合物A−1の合成反応において、中間体1 32部を中間体7 40.7部、DMAc320部を410部、DBU18.5部を14.5部、1,4−ブタンスルトン22.6部を17.6部に変更した以外は同様に反応を行い、化合物A−12を33.6部(収率64%)得た。
【0149】
【化13】
【0150】
[実施例13](キノフタロン化合物A−13の製造)
中間体1の合成反応において、8−ヒドロキシキナルジン20部を4−メトキシ−8−ヒドロキシキナルジン20部、無水フタル酸22.3部を4−メトキシフタル酸無水物22.6部に変更した以外は同様に反応を行い、中間体8を31.4部(収率85%)得た。
化合物A−1の合成反応において、中間体1 32部を中間体8 31.4部、DMAc320部を310部、DBU18.5部を15.1部、1,4−ブタンスルトン22.6部を1,3−プロパンスルトン16.5部に変更した以外は同様に反応を行い、化合物A−13を19.1部(収率45%)得た。
【0151】
【化14】
【0152】
[
参考例14](キノフタロン化合物A−14の製造)
中間体4 40部、DMAc 400部、水酸化ナトリウム5.6部、2−ブロモエタノール17.7部を加え、120℃で加熱撹拌を行った。5時間後、25℃まで冷却した後、この反応溶液にメタノール400部を加えた。30分撹拌した後、析出した個体を濾別した後、さらに水500部で洗浄を行い、減圧下で乾燥させ、中間体9を39.8部(収率88%)得た。
化合物A−1の合成反応において、中間体1 32部を中間体9 39.8部、DMAc320部を400部、DBU18.5部を17.4部、1,4−ブタンスルトン22.6部を1,3−プロパンスルトン19部に変更した以外は同様に反応を行い、化合物A−14を34.6部(収率66%)得た。
【0153】
【化15】
【0154】
[実施例15](キノフタロン化合物A−15の製造)
中間体1の合成反応において、無水フタル酸22.3部を4−tert−ブチルフタル酸無水物30.8部に変更した以外は同様に反応を行い、中間体10を37.3部(収率86%)得た。
化合物A−1の合成反応において、中間体1 32部を中間体10 37.3部、DMAc320部を380部、DBU18.5部を18.1部、1,4−ブタンスルトン22.6部を1,3−プロパンスルトン19.8部に変更した以外は同様に反応を行い、化合物A−15を29.3部(収率58%)得た。
【0155】
【化16】
【0156】
[実施例16](キノフタロン化合物A−16の製造)
中間体1の合成反応において、無水フタル酸22.3部を4−トリメリット酸無水物29部に変更した以外は同様に反応を行い、中間体11を39.4部(収率94%)得た。
化合物A−2の合成反応において、中間体1 32部を中間体11 39.4部、DMAc320部を400部、DBU18.5部を39.6部、1,4−ブタンスルトン22.6部を40.2部、8%液体硫酸アルミニウム105.7部を226部に変更した以外は同様に反応を行い、化合物A−16を50.8部(収率71%)得た。
【0157】
【化17】
【0158】
[実施例17](キノフタロン化合物A−17の製造)
中間体1の合成反応において、無水フタル酸22.3部を4−メチルフタル酸無水物24.5部に変更した以外は同様に反応を行い、中間体12を33.2部(収率87%)得た。
化合物A−1の合成反応において、中間体1 32部を中間体12 33.2部、DMAc320部を330部、DBU18.5部を18.3部、1,4−ブタンスルトン22.6部を22.3部に変更した以外は同様に反応を行い、化合物A−17を28.3部(収率59%)得た。
【0159】
【化18】
【0160】
[
参考例18](キノフタロン化合物A−18の製造)
中間体4 40部、DMAc 400部、水酸化ナトリウム6.1部、4−ヒドロキシフェナシルブロミド30.5部を加え、120℃で加熱撹拌を行った。5時間後、25℃まで冷却した後、この反応溶液にメタノール400部を加えた。30分撹拌した後、析出した個体を濾別した後、さらに水500部で洗浄を行い、減圧下で乾燥させ、中間体13を28.0部(収率56%)得た。
化合物A−1の合成反応において、中間体1 32部を中間体13 28.0部、DMAc320部を280部、DBU18.5部を11部、1,4−ブタンスルトン22.6部を1,3−プロパンスルトン12.1部に変更した以外は同様に反応を行い、化合物A−18を19.8部(収率55%)得た。
【0161】
【化19】
【0162】
[実施例19](キノフタロン化合物A−19の製造)
中間体1の合成反応において、8−ヒドロキシキナルジン20部を3−メトキシ−8−ヒドロキシキナルジン20部、無水フタル酸22.3部を2,3−ナフタレンジカルボン酸無水物25.2部に変更した以外は同様に反応を行い、中間体14を34.0部(収率87%)得た。
化合物A−1の合成反応において、中間体1 32部を中間体14 34.0部、DMAc320部を340部、DBU18.5部を15.4部、1,4−ブタンスルトン22.6部を1,3−プロパンスルトン16.9部に変更した以外は同様に反応を行い、化合物A−19を26.7部(収率59%)得た。
【0163】
【化20】
【0164】
[実施例20](キノフタロン化合物A−20の製造)
中間体1の合成反応において、8−ヒドロキシキナルジン20部を7−ブロモ−8−ヒドロキシキナルジン20部、無水フタル酸22.3部を2,3−ナフタレンジカルボン酸無水物20.0部に変更した以外は同様に反応を行い、中間体15を28.8部(収率82%)得た。
化合物A−1の合成反応において、中間体1 32部を中間体15 28.8部、DMAc320部を290部、DBU18.5部を11.5部、1,4−ブタンスルトン22.6部を14.1部に変更した以外は同様に反応を行い、化合物A−20を24.8部(収率65%)得た。
【0165】
【化21】
【0166】
[実施例21](キノフタロン化合物A−21の製造)
安息香酸メチル60部、安息香酸60部、8−アミノキナルジン20部、2,3−ナフタレンジカルボン酸無水物22.5部加え、180℃に加熱し、水を留去しながら6時間攪拌を行った。室温まで冷却後、反応混合物をメタノール500部に投入し、室温下にて1時間攪拌した。析出した結晶を濾別した後、さらにメタノールで洗浄を行い、ケーキを得た。つづいて、上記ケーキに、イソブタノールを200部、ジメチルプロピルアミン28.5部加え、100℃に加熱し、メタノールを留去しながら6時間攪拌を行った。室温まで冷却後、反応混合物をメタノール500部に投入し、室温下にて1時間攪拌した。析出した結晶を濾別した後、さらにメタノールで洗浄を行い、減圧下で乾燥させ、中間体16を39.8部(収率93%)得た。
化合物A−1の合成反応において、中間体1 32部を中間体16 39.8部、DMAc320部を400部、DBU18.5部を0.9部、1,4−ブタンスルトン22.6部を24部に変更した以外は同様に反応を行い、化合物A−21を24.6部(収率41%)得た。
【0167】
[実施例22](キノフタロン化合物A−22の製造)
化合物A−2の合成反応において、中間体1 32部を中間体16 39.8部、DMAc320部を400部、DBU18.5部を0.9部、1,4−ブタンスルトン22.6部を24部、8%液体硫酸アルミニウム105.7部を112.4部に変更した以外は同様に反応を行い、化合物A−22を38.5部(収率69%)得た。
【0168】
[実施例23](キノフタロン化合物A−23の製造)
化合物A−3の合成反応において、中間体1 32部を中間体16 39.8部、DMAc320部を400部、DBU18.5部を0.9部、1,4−ブタンスルトン22.6部を24部、ラウリルアミン22.6部を24部に変更した以外は同様に反応を行い、化合物A−23を41.9部(収率54%)得た。
【0169】
【化22】
【0170】
[実施例24](キノフタロン化合物A−24の製造)
中間体16の合成反応において、2,3−ナフタレンジカルボン酸無水物22.5部を3−フルオロフタル酸無水物25.2部に変更した以外は同様に反応を行い、中間体17を32.5部(収率84%)得た。
化合物A−1の合成反応において、中間体1 32部を中間体17 32.5部、DMAc320部を330部、DBU18.5部を0.8部、1,4−ブタンスルトン22.6部を1,3−プロパンスルトン19.5部に変更した以外は同様に反応を行い、化合物A−24を20.6部(収率38%)得た。
【0171】
【化23】
【0172】
[実施例25](キノフタロン化合物A−25の製造)
中間体16の合成反応において、2,3−ナフタレンジカルボン酸無水物22.5部を3−ニトロフタル酸無水物29.3部に変更した以外は同様に反応を行い、中間体18を37.1部(収率88%)得た。
化合物A−1の合成反応において、中間体1 32部を中間体18 37.1部、DMAc320部を370部、DBU18.5部を0.8部、1,4−ブタンスルトン22.6部を22.7部に変更した以外は同様に反応を行い、化合物A−25を25.5部(収率43%)得た。
【0173】
【化24】
【0174】
[実施例26](キノフタロン化合物A−26の製造)
化合物A−1の合成反応において、中間体1 32部を中間体4 31.2部、DMAc320部を320部、DBU18.5部を15.4部、1,4−ブタンスルトン22.6部を2−ブロモエタンスルホン酸ナトリウム29.1部に変更した以外は同様に反応を行い、化合物A−26を16.1部(収率39%)得た。
【0175】
【化25】
【0176】
[実施例27](キノフタロン化合物A−27の製造)
化合物A−1の合成反応において、中間体1 32部を中間体4 40.0部、DMAc320部を400部、DBU18.5部を19.8部、1,4−ブタンスルトン22.6部を6−ブロモヘキシルスルホン酸ナトリウム25.1部に変更した以外は同様に反応を行い、化合物A−27を12.5部(収率21%)得た。
【0177】
【化26】
【0178】
(キノフタロン化合物A−28の製造)
化合物A−1の合成反応において、中間体1 32部を中間体4 40.0部、DMAc320部を400部、DBU18.5部を19.8部、1,4−ブタンスルトン22.6部を8−ブロモオクチルスルホン酸ナトリウム27.1部に変更した以外は同様に反応を行い、化合物A−28を15.1部(収率24%)得た。
【0179】
【化27】
【0180】
<比較キノフタロン顔料の製造方法>
本発明の参考例では、実施例1〜27で製造したキノフタロン化合物に加え、比較例として、以下の製造方法により製造したキノフタロン化合物を使用した。
【0181】
(キノフタロン化合物B−1の製造)
特許第4585781号公報に記載の合成方法に従い、キノフタロン化合物(B−1)を得た。
【0182】
キノフタロン化合物(B−1)
【化28】
【0183】
(キノフタロン化合物B−2の製造)
特開2014−199308号公報に記載の合成方法に従い、キノフタロン化合物(B−2)を得た。
【0184】
キノフタロン化合物(B−2)
【化29】
【0185】
(キノフタロン化合物B−3の製造)
中間体1の合成反応において、8−ヒドロキシキナルジン20部を6−ヒドロキシキナルジン20部に変更した以外は同様に反応を行い、中間体20を30.9部(収率85%)得た。
化合物A−1の合成反応において、中間体1 32部を中間体20 30.9部、DMAc320部を310部、DBU18.5部を17.9部、1,4−ブタンスルトン22.6部を21.8部に変更した以外は同様に反応を行い、化合物B−3を20部(収率44%)得た。
【0186】
(キノフタロン化合物B−4の製造)
化合物A−2の合成反応において、中間体1 32部を中間体20 30.9部、DMAc320部を310部、DBU18.5部を17.9部、1,4−ブタンスルトン22.6部を21.6部、8%液体硫酸アルミニウム105.7部を102.1部に変更した以外は同様に反応を行い、化合物B−4を39.8部(収率86%)得た。
【0187】
(キノフタロン化合物B−5の製造)
化合物A−3の合成反応において、中間体1 32部を中間体20 30.9部、DMAc320部を310部、DBU18.5部を17.9部、1,4−ブタンスルトン22.6部を21.6部、ラウリルアミン22.6部を29.7部に変更した以外は同様に反応を行い、化合物B−5を52.8部(収率81%)得た。
【0188】
【化30】
【0189】
(キノフタロン化合物B−6の製造)
中間体1の合成反応において、8−ヒドロキシキナルジン20部を2−メチル−4−キノリノール20部、無水フタル酸22.3部を2,3−ナフタレンジカルボン酸無水物29.9部に変更した以外は同様に反応を行い、中間体21を35部(収率85%)得た。
化合物A−1の合成反応において、中間体1 32部を中間体21 35部、DMAc320部を350部、DBU18.5部を17.3部、1,4−ブタンスルトン22.6部を1,3−プロパンスルトン18.9部に変更した以外は同様に反応を行い、化合物B−6を31.8部(収率65%)得た。
【0190】
(キノフタロン化合物B−7の製造)
化合物A−3の合成反応において、中間体1 32部を中間体21 35部、DMAc320部を350部、DBU18.5部を17.3部、1,4−ブタンスルトン22.6部を1,3−プロパンスルトン18.9部、8%液体硫酸アルミニウム105.7部を98.6部に変更した以外は同様に反応を行い、化合物B−7を43,1部(収率88%)得た。
【0191】
【化31】
【0192】
<黄色顔料[C]の製造方法>
(微細化黄色顔料(C−1)の製造)
キノフタロン系黄色顔料C.I.ピグメント イエロー138(BASF社製「Paliotol Yellow L 0962HD」)200部、塩化ナトリウム1400部、及びジエチレングリコール360部をステンレス製1ガロンニーダー(井上製作所社製)に仕込み、80℃で6時間混練した。次にこの混練物を8リットルの温水に投入し、80℃に加熱しながら2時間攪拌してスラリー状とし、濾過、水洗を繰り返して塩化ナトリウム及びジエチレングリコールを除いた後、85℃で一昼夜乾燥し、微細化黄色顔料(C−1)を得た。
【0193】
(微細化黄色顔料(C−2)の製造)
イソインドリン系黄色顔料C.I.ピグメント イエロー 139(BASF社製「Paliotol Yellow L 2146HD」)200部、塩化ナトリウム1400部、及びジエチレングリコール360部をステンレス製1ガロンニーダー(井上製作所社製)に仕込み、80℃で6時間混練した。次にこの混練物を8リットルの温水に投入し、80℃に加熱しながら2時間攪拌してスラリー状とし、濾過、水洗を繰り返して塩化ナトリウム及びジエチレングリコールを除いた後、85℃で一昼夜乾燥し、微細化黄色顔料(C−2)を得た。
【0194】
(微細化黄色顔料(C−3)の製造)
特許第5267696号に記載の合成方法に従い、下記式(1)で表されるキノフタロン化合物を得た。前記着色剤(C−1)で使用したC.I.ピグメント イエロー138を、下記式(1)のキノフタロン化合物に変更した以外は、黄色顔料(C−1)と同様にして、微細化黄色顔料(C−3)を得た。
【0195】
式(1)
【化32】
【0196】
<フタロシアニン顔料[D]の製造方法>
(微細化フタロシアニン顔料(D−1)の製造)
フタロシアニン系緑色顔料C.I.ピグメント グリーン58(DIC社製「FASTOGEN GREEN A110」)200部、塩化ナトリウム1400部、及びジエチレングリコール360部をステンレス製1ガロンニーダー(井上製作所社製)に仕込み、80℃で6時間混練した。次にこの混練物を8000部の温水に投入し、80℃に加熱しながら2時間攪拌してスラリー状とし、濾過、水洗を繰り返して塩化ナトリウム及びジエチレングリコールを除いた後、85℃で一昼夜乾燥し、微細化フタロシアニン顔料(D−1)を得た。
【0197】
(微細化フタロシアニン顔料(D−2)の製造)
98%硫酸500部、クロロアルミニウムフタロシアニン(P−1)50部、1,2−ジブロモ−5,5−ジメチルヒダントイン(DBDMH)129.3部を加え撹拌し、20℃、6時間、反応させた。その後、3℃の氷水5000部に上記反応混合物を注入し、析出した固体をろ取し、水洗した。ビーカーに2.5%水酸化ナトリウム水溶液500部、ろ取した残渣を加え、80℃、1時間撹拌した。その後、この混合物をろ取、水洗、乾燥して、フタロシアニン顔料(P−2)を57.3部(収率40%、ハロゲン原子置換数10.1、ハロゲン分布幅9)得た。
3口フラスコに、N−メチルピロリドンを500部、フタロシアニン顔料(P−2)を50部及びリン酸ジフェニル13.9部を加え、90℃に加熱し、8時間反応させた。これを室温まで冷却後、水500部を加えた後、生成物をろ過し、メタノールで洗浄後、乾燥させて、フタロシアニン顔料(D−2)を51.6部(収率88%、ハロゲン原子置換数10.1、ハロゲン分布幅9)得た。
【0198】
【化33】
【0199】
<その他・微細化顔料の製造方法>
(微細化赤色顔料(PR254−1)の製造)
ジケトピロロピロール顔料C.I.ピグメント レッド254(BASF社製「B−CF」)200部、塩化ナトリウム1400部、及びジエチレングリコール360部をステンレス製1ガロンニーダー(井上製作所社製)に仕込み、80℃で6時間混練した。次にこの混練物を8000部の温水に投入し、80℃に加熱しながら2時間攪拌してスラリー状とし、濾過、水洗を繰り返して塩化ナトリウム及びジエチレングリコールを除いた後、85℃で一昼夜乾燥し、190部の微細化ジケトピロロピロール顔料(PR254−1)を得た。
【0200】
(微細化赤色顔料(PR177−1)の製造)
アントラキノン系赤色顔料C.I.ピグメント レッド177(BASF社製「クロモフタルレッド A2B」)200部、塩化ナトリウム1400部、及びジエチレングリコール360部をステンレス製1ガロンニーダー(井上製作所社製)に仕込み、80℃で6時間混練した。次にこの混練物を8000部の温水に投入し、80℃に加熱しながら2時間攪拌してスラリー状とし、濾過、水洗を繰り返して塩化ナトリウム及びジエチレングリコールを除いた後、85℃で一昼夜乾燥し、アントラキノン系の微細化赤色顔料(PR177−1)を得た。
【0201】
(微細化青色顔料(PB15:6−1)の製造)
フタロシアニン系青色顔料C.I.ピグメント ブルー15:6(トーヨーカラー社製「LIONOL BLUE ES」、比表面積60m
2/g)200部、塩化ナトリウム1400部、及びジエチレングリコール360部をステンレス製1ガロンニーダー(井上製作所社製)に仕込み、80℃で6時間混練した。次にこの混練物を8000部の温水に投入し、80℃に加熱しながら2時間攪拌してスラリー状とし、濾過、水洗を繰り返して塩化ナトリウム及びジエチレングリコールを除いた後、85℃で一昼夜乾燥し、微細化青色顔料(PB15:6−1)を得た。
【0202】
(微細化紫色顔料(PV23−1)の製造)
ジオキサジン系紫色顔料C.I.ピグメント バイオレット23(トーヨーカラー社製「LIONOGEN VIOLET RL」)200部、塩化ナトリウム1400部、及びジエチレングリコール360部をステンレス製1ガロンニーダー(井上製作所社製)に仕込み、80℃で6時間混練した。次にこの混練物を8000部の温水に投入し、80℃に加熱しながら2時間攪拌してスラリー状とし、濾過、水洗を繰り返して塩化ナトリウム及びジエチレングリコールを除いた後、85℃で一昼夜乾燥し、紫色微細化紫色顔料(PV23−1)を得た。
【0203】
<その他顔料分散体の製造方法>
(フタロシアニン・顔料分散体(FP−1))
下記の混合物を均一になるように攪拌混合した後、直径0.5mmのジルコニアビーズを用いて、アイガーミル(アイガージャパン社製「ミニモデルM−250 MKII」)で3時間分散した後、孔径5.0μmのフィルタで濾過し、不揮発成分が20質量%の顔料分散体(FP−1)を作製した。
フタロシアニン顔料(D−1) :11.0部
アクリル樹脂溶液1 :17.5部
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート :66.5部
樹脂型分散剤溶液2 : 5.0部
【0204】
(フタロシアニン・顔料分散体(FP−2))
フタロシアニン顔料(D−1)を(D−2)に変更した以外は、FP−1と同様の方法で顔料分散体(FP−2)を作製した。
【0205】
(PR254・顔料分散体(RP−1))
フタロシアニン顔料(D−1)をPR254−1に変更した以外は、FP−1と同様の方法でPR254・顔料分散体(RP−1)を作製した。
【0206】
(PR177・顔料分散体(RP−2))
フタロシアニン顔料(D−1)をPR177−1に変更した以外は、FP−1と同様の方法でPR177・顔料分散体(RP−2)を作製した。
【0207】
(PB15:6・顔料分散体(BP−1))
フタロシアニン顔料(D−1)をPB15:6−1に変更した以外は、FP−1と同様の方法でPB15:6・顔料分散体(BP−1)を作製した。
【0208】
(PV23・顔料分散体(VP−1))
フタロシアニン顔料(C−1)をPV23−1に変更した以外は、FP−1と同様の方法でPV23・顔料分散体(VP−1)を作製した。
【0209】
<黄色顔料分散体(着色組成物)の製造>
[実施例28]
(顔料分散体(YP−1))
下記の混合物を均一になるように攪拌混合した後、直径0.5mmのジルコニアビーズを用いて、アイガーミル(アイガージャパン社製「ミニモデルM−250 MKII」)で3時間分散した後、孔径5.0μmのフィルタで濾過し、不揮発成分が20質量%の顔料分散体(YP−1)を作製した。
キノフタロン化合物(A−1) : 1.8部
微細化黄色顔料(C−1) :10.2部
アクリル樹脂溶液1 :10.5部
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート :70.0部
樹脂型分散剤1 : 7.5部
【0210】
[実施例29〜65、比較例1〜10]
(顔料分散体(YP−2〜48))
キノフタロン化合物と、黄色顔料とを、表1に示す種類に変更した以外は、それぞれ実施例28と同様の方法で、顔料分散体(YP−2〜48)をそれぞれ作製した。
ただし、実施例41、45は参考例である。
【0211】
<黄色顔料分散体(着色組成物)の評価>
得られた顔料分散体について、下記評価を行った。結果を表1に示す。
(コントラスト(CR)の評価)
液晶ディスプレー用バックライトユニットから出た光は、偏光板を通過して偏光され、ガラス基板上に塗布された着色組成物の塗膜を通過し、もう一方の偏光板に到達する。この際、偏光板と偏光板の偏光面が並行であれば、光は偏光板を透過するが、偏光面が直交している場合には光は偏光板により遮断される。しかし、偏光板によって偏光された光が着色組成物の塗膜を通過する際に、着色剤粒子によって散乱等が起こり、偏光面の一部にずれが生じると、偏光板が並行のときは透過する光量が減り、偏光板が直交のときは一部光が透過する。この透過光を偏光板上の輝度として測定し、偏光板が並行の際の輝度と、直交の際の輝度との比を、コントラスト比として算出した。
(コントラスト比)=(並行のときの輝度)/(直交のときの輝度)
従って、塗膜中の着色剤により散乱が起こると、並行のときの輝度が低下し、かつ直交のときの輝度が増加するため、コントラスト比が低くなる。
【0212】
なお、輝度計としては色彩輝度計(トプコン社製「BM−5A」)、偏光板としては偏光板(日東電工社製「NPF−G1220DUN」)を用いた。測定に際しては、測定部分に1cm角の孔を開けた黒色マスクを介して測定した。
【0213】
顔料分散体(YP−1〜48)を、100mm×100mm、1.1mm厚のガラス基板上に、スピンコーターを用いて、C光源においてx=0.420になるような塗布基板を得た。乾燥条件は、塗布後60℃で20分、さらに230℃60分で行った。コントラスト比は、下記基準に従って判定した。
S:9000以上:極めて良好
A:6000以上〜9000未満:良好
B:3000以上〜6000未満:実用可能
C:3000未満:不良
【0214】
(耐熱性の評価)
顔料分散体(YP−1〜48)を、100mm×100mm、1.1mm厚のガラス基板上に、スピンコーターを用いて塗布し、次に60℃で20分乾燥し、ついで230℃で30分間加熱、放冷することで塗膜基板を作製した。作製した塗膜基板は、230℃での熱処理後で、1.5μmの膜厚に合うようにした。得られた塗膜のC光源での色度([L*(1)、a*(1)、b*(1)])を顕微分光光度計(オリンパス光学社製「OSP−SP100」)を用いて測定した。さらにその後、耐熱性試験として230℃で60分加熱し、C光源での色度([L*(2)、a*(2)、b*(2)])を測定し、下記計算式により、色差ΔEab*を求めた。
ΔEab* = √((L*(2)- L*(1))
2+ (a*(2)- a*(1))
2+( b*(2)- b*(1))
2)
S:ΔEab*が3.0未満:極めて良好
A:ΔEab*が3.0以上、4.0未満:良好
B:ΔEab*が4.0以上、6.0未満:実用可能
C:ΔEab*が6.0以上の場合:不良
【0215】
(初期粘度の評価)
顔料分散体の粘度は、E型粘度計(東機産業社製「ELD型粘度計」)を用いて、25℃における初期粘度を測定した。
S:10mPa・s未満:極めて良好
A:10mPa・s以上、15mPa・s未満:良好
B:15mPa・s以上、20mPa・s未満:実用可能
C:20mPa・s以上の場合:不良
【0216】
(保存安定性の評価)
得られた顔料分散体について、40℃の恒温機に1週間保存して経時促進させた後、経時後の着色組成物の粘度を前記粘度測定と同じ方法で測定し、40℃で1週間保存した前後の粘度の変化率を計算し、以下の基準により2段階で評価した。
S:粘度変化率が±10%未満で、沈降物を生じなかった場合:極めて良好
A:粘度変化率が±10%以上15%未満で、沈降物を生じなかった場合:良好
B:粘度変化率が±15%以上20%未満で、沈降物を生じなかった場合:実用可能
C:粘度変化率が±20%を超える場合、又は粘度変化率が±20%以内であっても沈降物を生じていた場合:不良
【0217】
【表1】
【0218】
表1に示す通り、本発明のキノフタロン化合物A−1〜28を用いた顔料分散体YP−1〜38は、併せる黄色顔料の種類に関係なく高CR、高耐熱性、低粘度及び保存安定性において優れる評価結果となった。中でもキノフタロン化合物A−8、9、14が特に良好であった。一方アルキル基の長いA−27、28はCR、初期粘度、保存安定性が上記キノフタロン化合物A−1〜26よりも若干劣ることから、R1のアルキレン基としては炭素数1〜5が好ましい結果となった。来品のキノフタロン化合物B−1、B−2の顔料分散体YP−39、40、46、47はCR、耐熱性、初期粘度及び保存安定性において本発明の実施例よりも著しく劣る結果となった。また、本発明のキノフタロン化合物(A)の置換基の位置が異なるキノフタロン化合物B−3〜7の顔料分散体YP−41〜45はCRと耐熱性は良好なものの、初期粘度と保存安定性が著しく劣る結果となり、置換基の位置が重要であることがわかる。
【0219】
<緑色顔料分散体(着色組成物)の作製>
上記黄色顔料分散体(YP−1〜48)とフタロシアニン・顔料分散体(FP−1、2)を用いて緑色着色組成物の作製を行った。
【0220】
[実施例66]
(緑色顔料分散体(GP−1))
下記組成の混合物を均一になるように撹拌混合して、顔料分散体(GP−1)を作製した。
フタロシアニン・顔料分散体(FP−2) :22.2部
黄色顔料分散体(YP−1) :27.8部
【0221】
[実施例67〜114、比較例11〜27]
(緑色顔料分散体(GP−2〜66))
顔料分散体の合計の50部の内訳を、表2に示す種類・質量部にそれぞれ変更した以外は、実施例66と同様にして、それぞれ緑色顔料分散体(GP−2〜66)を得た。
ただし、実施例79、83は参考例である。
【0222】
<緑色顔料分散体(着色組成物)の評価>
得られた緑色顔料分散体について、下記評価を行った。また、耐熱性、初期粘度及び保存安定性は、黄色顔料分散体と同様に塗膜を作製し、同様な評価基準で評価を行った。結果を表2に示す。
【0223】
(コントラストの評価)
顔料分散体(GP−1〜66)を、100mm×100mm、1.1mm厚のガラス基板上に、スピンコーターを用いて、C光源においてx=0.297、y=0.570になるような塗布基板を得た。乾燥条件は、塗布後60℃で20分、さらに230℃で60分で行った。コントラスト比は、下記基準に従って判定した。
S:9000以上:極めて良好
A:6000以上〜9000未満:良好
B:3000以上〜6000未満:実用可能
C:3000未満:不良
【0224】
(異物評価)
顔料分散体(GP−1〜66)を、100mm×100mm、1.1mm厚のガラス基板上に、スピンコーターを用いて塗布し、次に60℃で20分乾燥し、230℃で60分間加熱、さらに250℃で60分間追加加熱を行い、放冷することで塗膜基板を作製した。作製した塗膜基板は、250℃での熱処理後で、1.5μmの膜厚に合うようにした。得られた塗膜基板の塗膜中の異物の数を計測した。評価はオリンパスシステム社製金属顕微鏡「BX60」)を用いて表面観察を行った。倍率は500倍とし、透過にて任意の5視野で観測可能な異物の数を計測した。
S:異物の数が3個未満:極めて良好
A:異物の数が3個以上、20個未満:良好
B:異物の数が21個以上、100個未満:実用可能
C:異物の数が100個以上:不良
【0225】
【表2】
【0226】
表2に示す通り、表1と同等の結果となった。
【0227】
<感光性着色組成物の製造>
[実施例115]
(緑色感光性着色組成物(GR−1))
下記組成の混合物を均一になるように撹拌混合した後、孔径1μmのフィルタで濾過して、緑色感光性着色組成物(GR−1)を作製した。
緑色顔料分散体(GP−1) :50.0部
アクリル樹脂溶液1 : 7.5部
光重合性単量体(東亞合成社製「アロニックスM−402」) : 2.0部
ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート
光重合開始剤(BASF社製「イルガキュアー907」) : 1.2部
増感剤(保土谷化学工業社製「EAB−F」) : 0.3部
シクロヘキサノン :39.0部
【0228】
[実施例116〜163、比較例28〜44]
顔料分散体GP−1をGP−2〜GP−66に変更した以外は、実施例115と同様にして、それぞれ緑色感光性着色組成物(GR−2〜66)を得た。
【0229】
<感光性着色組成物の評価>
得られた緑色顔料感光性着色組成物について、下記評価を行った。結果を表3に示す。
【0230】
(明度の評価)
顔料分散体(GR−1〜66)を、100mm×100mm、1.1mm厚のガラス基板上に、スピンコーターを用いて、C光源においてx=0.297、y=0.570になるような塗布基板を得た。乾燥条件は、塗布後60℃で20分、さらに230℃で60分で行った。得られた基板の明度(Y)を顕微分光光度計(オリンパス光学社製「OSP−SP200」)で測定した。
【0231】
(異物の評価)
明度測定に用いた塗膜基板の塗膜中の異物の数を計測した。評価はオリンパスシステム社製金属顕微鏡「BX60」)を用いて表面観察を行った。倍率は500倍とし、透過にて任意の5視野で観測可能な異物の数を計測した。
S:異物の数が3個未満:極めて良好
A:異物の数が3個以上、20個未満:良好
B:異物の数が21個以上、100個未満:実用可能
C:異物の数が100個以上:不良
【0232】
(耐溶剤性の評価)
緑色感光性着色組成物(GR−1〜66)をスピンコート法により、予めブラックマトリックスが形成されているガラス基板に塗工した後、クリーンオーブン中で、70℃で20分間乾燥させた。次いで、この基板を室温に冷却した後、超高圧水銀ランプを用い、フォトマスクを介して紫外光を露光した。その後、この基板を23℃の0.2質量%の炭酸ナトリウム水溶液にて30秒間スプレー現像した後、イオン交換水で洗浄し、乾燥した。さらに、クリーンオーブン中で、230℃で30分間加熱処理を行い、基板上にストライプ状の着色画素層を形成した。得られたストライプ状の緑画素について、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)及びメタノール(MeOH)に15分間浸漬し、浸漬前後での緑色画素部分の色差を測定した。色差の測定方法・算出方法・評価基準は、耐熱性と同様とした。
【0233】
【表3】
【0234】
表3に示すように、本発明の一般式(1)で表されるキノフタロン化合物(A)を用いた着色組成物は、明度、異物及び耐溶剤性について良好な結果となった。一方、従来のキノフタロン化合物B−1、2を用いた着色組成物は異物、耐性において、本実施例化合物よりも明らかに劣る結果となった。また、本発明のキノフタロン化合物(A)の置換基の位置が異なるキノフタロン化合物B−3〜7を用いた着色組成物は明度、異物及び耐溶剤性が著しく劣る結果となり、置換基の位置が重要であることがわかる
【0235】
<カラーフィルタの作製>
(赤色感光性着色組成物(RR−1))
下記組成の混合物を均一になるように撹拌混合した後、孔径1μmのフィルタで濾過して、赤色感光性着色組成物(RR−1)を作製した。
PR254・顔料分散体(RP−1)・顔料分散体 :30.0部
PR177・顔料分散体(RP−2)・顔料分散体 :20.0部
アクリル樹脂溶液1 : 7.5部
光重合性単量体(東亞合成社製「アロニックスM−402」) : 2.0部
光重合開始剤(BASF社製「イルガキュアー907」) : 1.2部
増感剤(保土谷化学工業社製「EAB−F」) : 0.3部
シクロヘキサノン :39.0部
【0236】
(青色感光性着色組成物(BR−1))
下記組成の混合物を均一になるように撹拌混合した後、孔径1μmのフィルタで濾過して、青色感光性着色組成物(BR−1)を作製した。
PB15:6・顔料分散体(BP−1) :45.0部
PV23・顔料分散体(VP−1) : 5.0部
アクリル樹脂溶液1 : 7.5部
光重合性単量体(東亞合成社製「アロニックスM−402」) : 2.0部
光重合開始剤(BASF社製「イルガキュアー907」) : 1.2部
増感剤(保土谷化学工業社製「EAB−F」) : 0.3部
シクロヘキサノン :39.0部
【0237】
赤色感光性着色組成物(RR−1)をスピンコート法により、予めブラックマトリックスが形成されているガラス基板に塗工した後、クリーンオーブン中で、70℃で20分間乾燥させた。次いで、この基板を室温に冷却した後、超高圧水銀ランプを用い、フォトマスクを介して紫外線を露光した。その後、この基板を23℃の0.2質量%の炭酸ナトリウム水溶液にて30秒間スプレー現像した後、イオン交換水で洗浄し、乾燥した。さらに、クリーンオーブン中で、230℃で30分間加熱処理を行い、基板上にストライプ状の着色画素層を形成した。次に、本発明の緑色感光性着色組成物(GR−2)を使用し、赤色着色画素層と同様にして緑色着色画素層を形成し、さらに青色感光性着色組成物(BR−1)を使用して青色着色画素層を形成し、カラーフィルタ(CF−1)を得た。各着色画素層の形成膜厚はいずれも2.0μmであった。
【0238】
本発明のキノフタロン化合物を含有した緑色着色組成物を使用したカラーフィルタは明度が高く、コントラスト比も優れた結果であり、本発明の効果が立証された。