IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2022.1.31 β版

知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」

▶ 東洋インキSCホールディングス株式会社の特許一覧

特開2024-124612着色組成物、カラーフィルタ、画像表示装置、および固体撮像素子
<>
  • 特開-着色組成物、カラーフィルタ、画像表示装置、および固体撮像素子 図1
< >
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024124612
(43)【公開日】2024-09-13
(54)【発明の名称】着色組成物、カラーフィルタ、画像表示装置、および固体撮像素子
(51)【国際特許分類】
   C08L 67/00 20060101AFI20240906BHJP
   G02B 5/20 20060101ALI20240906BHJP
   G03F 7/004 20060101ALI20240906BHJP
   G03F 7/038 20060101ALI20240906BHJP
   C08K 5/00 20060101ALI20240906BHJP
   C08L 101/02 20060101ALI20240906BHJP
   H01L 27/146 20060101ALI20240906BHJP
   G02F 1/1335 20060101ALN20240906BHJP
【FI】
C08L67/00
G02B5/20 101
G03F7/004 505
G03F7/004 504
G03F7/004 501
G03F7/038 501
C08K5/00
C08L101/02
H01L27/146 D
G02F1/1335 505
【審査請求】未請求
【請求項の数】10
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2023032398
(22)【出願日】2023-03-03
(71)【出願人】
【識別番号】000222118
【氏名又は名称】artience株式会社
(72)【発明者】
【氏名】早川 友浩
(72)【発明者】
【氏名】和田 拓巳
(72)【発明者】
【氏名】大江 慧
【テーマコード(参考)】
2H148
2H225
2H291
4J002
4M118
【Fターム(参考)】
2H148BE09
2H148BE13
2H148BE23
2H148BE26
2H148BG02
2H148BG11
2H148BH02
2H148BH17
2H148BH28
2H225AC36
2H225AC43
2H225AC44
2H225AC46
2H225AC47
2H225AC49
2H225AC72
2H225AD06
2H225AM22P
2H225AM23P
2H225AM32P
2H225AM62P
2H225AM90P
2H225AM92P
2H225AM95P
2H225AM96P
2H225AN29P
2H225AN34P
2H225AN39P
2H225AN41P
2H225AN42P
2H225AN49P
2H225AN65P
2H225AN75P
2H225AN80P
2H225AN82P
2H225AN95P
2H225AN96P
2H225AN97P
2H225AN98P
2H225BA01P
2H225BA16P
2H225BA35P
2H225CA17
2H225CB02
2H225CC01
2H225CC13
2H291FA02Y
2H291FA14Y
2H291FA22X
2H291FA22Z
2H291FA82Z
2H291FA85Z
2H291FB02
2H291FB04
2H291FB22
2H291GA04
2H291GA08
2H291GA19
2H291HA06
2H291HA09
2H291HA11
2H291HA13
2H291HA15
2H291LA13
4J002AA03X
4J002AB01X
4J002BB02X
4J002BB08X
4J002BB24X
4J002BC03X
4J002BD03X
4J002BE06X
4J002BF02X
4J002BG03X
4J002CF00X
4J002CF03W
4J002CF03X
4J002CF04W
4J002CK02X
4J002CL00X
4J002EE056
4J002EQ016
4J002EU026
4J002FD090
4J002FD096
4J002FD200
4J002GP00
4J002GQ00
4M118AA10
4M118AB01
4M118BA10
4M118BA14
4M118CA02
4M118GB03
4M118GB07
4M118GB11
4M118GC07
4M118GD04
(57)【要約】
【課題】本発明は、保存安定性とろ過性が良好であり、塗布均一性に優れた着色組成物、カラーフィルタ、それを備えた画像表示装置、および固体撮像素子を提供することを目的とする。
【解決手段】上記課題は、着色剤(A)、顔料誘導体(B)、ポリエステル分散剤(C)、および有機溶剤(D)を含有する着色組成物であって、
着色剤(A)が、赤色顔料または黄色顔料を含有し、
顔料誘導体(B)が、下記一般式(1)で表される化合物であり、
ポリエステル分散剤(C)が、酸無水物基を2個以上有する芳香族化合物、および水酸基を2個以上有する化合物の反応生成部位であるエステル結合を有する芳香族カルボン酸エステル部位に基づく主鎖、ならびにビニル重合体部位に基づく側鎖を有し、
前記芳香族カルボン酸エステル部位に基づく主鎖は、モノアルコール(x1)に由来する封止部位を有することを特徴とする、着色組成物によって、解決される。
【選択図】図1
【特許請求の範囲】
【請求項1】
着色剤(A)、顔料誘導体(B)、ポリエステル分散剤(C)、および有機溶剤(D)を含有する着色組成物であって、
着色剤(A)が、赤色顔料または黄色顔料を含有し、
顔料誘導体(B)が、下記一般式(1)で表される化合物であり、
ポリエステル分散剤(C)が、酸無水物基を2個以上有する芳香族化合物、および水酸基を2個以上有する化合物の反応生成部位であるエステル結合を有する芳香族カルボン酸エステル部位に基づく主鎖、ならびにビニル重合体部位に基づく側鎖を有し、
前記芳香族カルボン酸エステル部位に基づく主鎖は、モノアルコール(x1)に由来する封止部位を有することを特徴とする、着色組成物。

一般式(1)
【化1】
[一般式(1)中、Pは顔料構造を表し、
は単結合または連結基を表し、
は酸基、塩基性基、塩構造を有する基またはフタルイミドメチル基を表し、
nは1以上の整数を表し、mは1以上の整数を表し、
mが2以上の場合は複数のLおよびRは互いに異なっていてもよく、
nが2以上の場合は複数のRは互いに異なっていてもよい。]
【請求項2】
着色剤(A)が、C.I.ピグメントレッド177、254、269、272、291、296、C.I.ピグメントイエロー138、139、150、185、および231からなる群より選ばれる少なくとも1種を含有することを特徴とする、請求項1記載の着色組成物。
【請求項3】
一般式(1)中のPが、ジケトピロロピロール構造、アントラキノン構造、アゾ構造、およびキノフタロン構造からなる群より選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする、請求項1記載の着色組成物。
【請求項4】
有機溶剤(D)が、有機溶剤(d1)を含有し、
有機溶剤(d1)の比重が、20℃における水の比重を1とした際に0.75以上0.96以下であることを特徴とする、請求項1記載の着色組成物。
【請求項5】
モノアルコール(x1)が、エーテル基またはカルボニル基を有する化合物であることを特徴とする、請求項1に記載の着色組成物。
【請求項6】
さらに、光重合性化合物および/または光重合性開始剤を含有することを特徴とする、請求項1記載の着色組成物。
【請求項7】
さらに、エチレン性不飽和二重結合を有するバインダ樹脂を含有することを特徴とする、請求項1記載の着色組成物。
【請求項8】
基材、および請求項1または6記載の着色組成物から形成されるフィルタセグメントを備えることを特徴とする、カラーフィルタ。
【請求項9】
請求項8記載のカラーフィルタを備えることを特徴とする、画像表示装置。
【請求項10】
請求項8記載のカラーフィルタを備えることを特徴とする、固体撮像素子。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、着色組成物、カラーフィルタ、画像表示装置、および固体撮像素子に関するものである。
【背景技術】
【0002】
カラーフィルタは、ガラス基板等の透明な基板上に、色相が異なる2種以上の微細な帯状のフィルタセグメントを互いに平行に(ストライプ状に)若しくは交差するように配置してなるか、又は、色相が異なる2種以上の微細なフィルタセグメントを縦方向及び横方向の各々において順番に配列するように配置してなる。フィルタセグメントは、数ミクロン~数100ミクロンの小さな寸法を有しており、色相毎に所定の配列で整然と配置されている。
【0003】
現在、カラーフィルタの製造方法としては、着色組成物を、ガラス等の透明基板に塗布し、乾燥によってこの塗膜から溶剤を除去する工程、この塗膜を、所望するパターン形状を有するフォトマスクを介して放射線を照射・硬化(以下、露光という)工程、次いで、この塗膜の未露光部を洗浄・除去(以下、現像という)する工程、その後、必要に応じて硬化膜を十分に硬化させるために加熱処理(以下、ポストベークという)工程により1色目のフィルタセグメントパターンを得る。そして、これと同様の操作を行うことにより他の色のフィルタセグメントパターンを形成し、カラーフィルタを完成する。
【0004】
カラーフィルタ用着色組成物に要求される品質項目として、コントラスト比や輝度などが挙げられるが、近年、ろ過性や塗布均一性などの品質項目についても重要性が高くなっている。
【0005】
カラーフィルタ用着色組成物の製造において、最終工程でろ過の工程があるが、粗大粒子が残存しているとろ過用フィルタを頻繁に交換しなければならず、ろ過処理速度が著しく低下してしまう。
【0006】
一般に、着色剤として耐熱性や耐候性に優れた顔料を用いる顔料分散法において、微細な顔料粒子をワニスのような着色剤担体に分散させ、安定な着色組成物を得ることは難しく、その中の顔料粒子は、往々にして経時で凝集したり、さらに過分散と呼ばれる、一次粒子が破砕により一次粒子径よりも粒子径が微細化し活性面を露出する現象が起きてしまったりすることもある。微細な顔料粒子が凝集した着色組成物はろ過性を著しく低下させてしまう。すると、生産性や品位が低下してしまうため、高いろ過性は非常に重要である。
【0007】
更に、近年では画像表示装置のフィルタセグメントの微細化が進み、より微細な異物除去の為、ろ過用フィルタの孔径が小さくなってきており、非常に高いレベルでのろ過性が求められている。
【0008】
また、画像表示装置のフィルタセグメントは、微細化だけでなく薄膜化も進んでおり、高い画質を得るために、着色組成物に対する塗布均一性への要求も高まっている。
【0009】
特許文献1には、特定構造の分散剤を使用することで、色ムラやパターン形状に優れていることは記載されているが、ろ過性や塗布均一性の点に関する記載は無い。また、特許文献2には、特定構造の顔料誘導体を使用することで、分散性やコントラストに優れていることは記載されているが、同じくろ過性や塗布均一性の点に関する記載はない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0010】
【特許文献1】特開2015-052778号公報
【特許文献2】特開2020-147632号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0011】
本発明は、保存安定性とろ過性が良好であり、塗布均一性に優れた着色組成物、カラーフィルタ、それを備えた画像表示装置、および固体撮像素子を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0012】
本発明者らは、鋭意研究を重ねた結果、赤色顔料または黄色顔料と、顔料誘導体を含有し、特定のポリエステル分散剤を用いることにより、保存安定性とろ過性が良好であり、塗布均一性に優れた着色組成物が得られることを見出し、本発明に至った。
【0013】
すなわち、本発明は、着色剤(A)、顔料誘導体(B)、ポリエステル分散剤(C)、および有機溶剤(D)を含有する着色組成物であって、
着色剤(A)が、赤色顔料または黄色顔料を含有し、
顔料誘導体(B)が、下記一般式(1)で表される化合物であり、
ポリエステル分散剤(C)が、酸無水物基を2個以上有する芳香族化合物、および水酸基を2個以上有する化合物の反応生成部位であるエステル結合を有する芳香族カルボン酸エステル部位に基づく主鎖、ならびにビニル重合体部位に基づく側鎖を有し、
前記芳香族カルボン酸エステル部位に基づく主鎖は、モノアルコール(x1)に由来する封止部位を有することを特徴とする、着色組成物に関する。
【0014】
一般式(1)
【化1】
[一般式(1)中、Pは顔料構造を表し、
は単結合または連結基を表し、
は酸基、塩基性基、塩構造を有する基またはフタルイミドメチル基を表し、
nは1以上の整数を表し、mは1以上の整数を表し、
mが2以上の場合は複数のLおよびRは互いに異なっていてもよく、
nが2以上の場合は複数のRは互いに異なっていてもよい。]
【0015】
また、本発明は、着色剤(A)が、C.I.ピグメントレッド177、254、269、272、291、296、C.I.ピグメントイエロー138、139、150、185、および231からなる群より選ばれる少なくとも1種を含有することを特徴とする、前記着色組成物に関する。
【0016】
また、本発明は、一般式(1)中のPが、ジケトピロロピロール構造、アントラキノン構造、アゾ構造、およびキノフタロン構造からなる群より選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする、前記着色組成物に関する。
【0017】
また、本発明は、有機溶剤(D)が、有機溶剤(d1)を含有し、
有機溶剤(d1)の比重が、20℃における水の比重を1とした際に0.75以上0.96以下であることを特徴とする、前記着色組成物に関する。
【0018】
また、本発明は、モノアルコール(x1)が、エーテル基またはカルボニル基を有する化合物であることを特徴とする、前記着色組成物に関する。
【0019】
また、本発明は、さらに、光重合性化合物および/または光重合開始剤を含有することを特徴とする、前記着色組成物に関する。
【0020】
さらに、エチレン性不飽和二重結合を有するバインダ樹脂を含有することを特徴とする、着色組成物。
【0021】
また、本発明は、基材、および前記着色組成物から形成されるフィルタセグメントを備えることを特徴とする、カラーフィルタに関する。
【0022】
また、本発明は、前記カラーフィルタを備えることを特徴とする、画像表示装置に関する。
【0023】
また、本発明は、前記カラーフィルタを備えることを特徴とする、固体撮像素子に関する。
【発明の効果】
【0024】
本発明によれば、保存安定性とろ過性が良好であり、塗布均一性に優れた着色組成物、カラーフィルタ、それを備えた画像表示装置、および固体撮像素子を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0025】
図1図1は、画像表示装置の模式的断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0026】
以下、本明細書の用語を定義する。「(メタ)アクリロイル」、「(メタ)アクリル」、「(メタ)アクリル酸」、「(メタ)アクリレート」、又は「(メタ)アクリルアミド」と表記した場合には、特に説明がない限り、それぞれ、「アクリロイル及び/又はメタクリロイル」、「アクリル及び/又はメタクリル」、「アクリル酸及び/又はメタクリル酸」、「アクリレート及び/又はメタクリレート」、又は「アクリルアミド及び/又はメタクリルアミド」を表すものとする。本明細書に挙げる「C.I.」は、カラーインデックス(C.I.)を意味する。着色剤は、顔料および染料を含む。
【0027】
<着色剤(A)>
本発明の着色組成物は、着色剤(A)として赤色顔料または黄色顔料を含む。
【0028】
(赤色顔料)
赤色顔料としては、例えば、C.I.ピグメントレッド1、2、3、4、5、6、7、8、9、12、14、15、16、17、21、22、23、31、32、37、38、41、47、48、48:1、48:2、48:3、48:4、49、49:1、49:2、50:1、52:1、52:2、53、53:1、53:2、53:3、57、57:1、57:2、58:4、60、63、63:1、63:2、64、64:1、68、69、81、81:1、81:2、81:3、81:4、83、88、90:1、101、101:1、104、108、108:1、109、112、113、114、122、123、144、146、147、149、151、166、168、169、170、172、173、174、175、176、177、178、179、181、184、185、187、188、190、193、194、200、202、206、207、208、209、210、214、216、220、221、224、230、231、232、233、235、236、237、238、239、242、243、245、247、249、250、251、253、254、255、256、257、258、259、260、262、263、264、265、266、267、268、269、270、271、272、273、274、275、276、277、278、279、280、281、282、283、284、285、286、287、291、295、296、特開2014-134712号公報に記載された顔料、特許第6368844号公報に記載された顔料等を挙げることができる。
【0029】
(黄色顔料)
黄色顔料としては、例えば、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、231、233、特開2012-226110号公報に記載された顔料等が挙げられる。好ましくはC.I.ピグメントイエロー138、139、150、185、231、233、特開2012-226110号公報に記載された顔料である。
【0030】
耐熱性と色相の観点から、C.I.ピグメントレッド177、254、269、272、291、296、C.I.ピグメントイエロー138、139、150、185、および231からなる群より選ばれる少なくとも1種を用いることが好ましい。さらに、これらの中でもC.I.ピグメントレッド177、254、269、272、C.I.ピグメントイエロー138、150、231が特に好ましい。
【0031】
(その他着色剤)
本発明の着色組成物は、色度を調整するため等に、本発明の効果を損なわない範囲で上記赤色顔料、黄色顔料以外の着色剤を併用してもよい。
【0032】
[顔料]
顔料としては、例えば、C.I.ピグメントオレンジ36、38、43、51、55、59、61、71、または73等の橙色顔料を併用することができる。色相の観点から、C.I.ピグメントオレンジ73が好ましい。
【0033】
[染料]
染料は、例えば、酸性染料、直接染料、塩基性染料、造塩染料、油溶性染料、分散染料、反応染料、媒染染料、建染染料、硫化染料等が挙げられる。また、染料の誘導体や、染料をレーキ化したレーキ顔料も挙げられる。
【0034】
また、染料は、スルホン酸やカルボン酸等の酸性基を有する酸性染料、直接染料の場合、酸性染料の無機塩;酸性染料と、四級アンモニウム塩化合物、三級アミン化合物、二級アミン化合物、または一級アミン化合物との造塩化合物;これらアミノ基を有する樹脂成分と酸性染料等の造塩化合物等が挙げられる。酸性染料とオニウム塩基を有する化合物との造塩化合物も、堅牢性に優れるため好ましい。なお、オニウム塩基を有する化合物は、側鎖にカチオン性基を有する樹脂が好ましい。
【0035】
塩基性染料は、有機酸、もしくは過塩素酸、またはこれらの金属塩との造塩化合物が挙げられる。造塩化合物の中でも塩基性染料の造塩化合物は、各種耐性、顔料との相溶性に優れているために好ましい。
【0036】
染料の化学構造は、例えば、アゾ系染料、ジスアゾ系染料、アゾメチン系染料(インドアニリン系染料、インドフェノール系染料など)、ジピロメテン系染料、キノン系染料(ベンゾキノン系染料、ナフトキノン系染料、アントラキノン系染料、アントラピリドン系染料など)、カルボニウム系染料(ジフェニルメタン系染料、トリフェニルメタン系染料、キサンテン系染料、アクリジン系染料など)、キノンイミン系染料(オキサジン系染料、チアジン系染料など)、アジン系染料、ポリメチン系染料(オキソノール系染料、メロシアニン系染料、アリーリデン系染料、スチリル系染料、シアニン系染料、スクアリリウム系染料、クロコニウム系染料など)、キノフタロン系染料、フタロシアニン系染料、サブフタロシアニン系染料、ペリノン系染料、インジゴ系染料、チオインジゴ系染料、キノリン系染料、ニトロ系染料、ニトロソ系染料、ローダミン系染料等が挙げられる。これらの中でも、色相、色分離性、色むらなどの色特性の観点から、アゾ系染料、キサンテン系染料、シアニン系染料、トリフェニルメタン系染料、アントラキノン系染料、ジピロメテン系染料、スクアリリウム系染料、キノフタロン系染料、フタロシアニン系染料、サブフタロシアニン系染料が好ましく、キサンテン系染料、シアニン系染料、トリフェニルメタン系染料、アントラキノン系染料、ジピロメテン系染料、フタロシアニン系染料がより好ましい。染料の具体的な構造は「新版染料便覧」(有機合成化学協会編;丸善、1970)、「カラーインデックス」(The Society of Dyers and colourists)、「色素ハンドブック」(大河原他編;講談社、1986)などに記載されている。
【0037】
(顔料の微細化)
着色剤として有機顔料を使用する場合は、微細化処理を行った後、他の原料と混合することが好ましい。微細化処理の方法は、例えば、湿式磨砕、乾式磨砕、溶解析出法等が挙げられる。これらの中でも湿式磨砕の1種であるニーダー法によるソルトミリング処理等が好ましい。微細化処理後の有機顔料の平均一次粒子径は、10~80nmが好ましく、15~70nmがより好ましい。適度な粒子径により分散性がより向上し、被膜のコントラスト比がより向上する。なお、平均一次粒子径は、TEM(透過型電子顕微鏡)の拡大画像から任意に選択した約20個の粒子の平均値である。なお、粒子の縦軸長さと横軸長さがある場合、縦軸長さを使用する。
【0038】
ソルトミリング処理とは、顔料と水溶性無機塩と水溶性有機溶剤との混合物を、例えば、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、プラネタリー型ミキサー等のバッチ式又は連続式混練機を用いて、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顔料が破砕される。顔料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、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顔料を得ることができる。
【0039】
水溶性無機塩は、例えば塩化ナトリウム、塩化カリウム、硫酸ナトリウム等が挙げられる。これらの中でも、価格の点から塩化ナトリウム(食塩)が好ましい。水溶性無機塩の使用量は、処理効率と生産効率の両面から、顔料100質量部に対し、50~2000質量部が好ましく、300~1000質量部がより好ましい。
【0040】
水溶性有機溶剤は、顔料及び水溶性無機塩を湿潤する。水溶性有機溶剤は、水に溶解(混和)し、水溶性無機塩を実質的に溶解しない化合物である。水溶性有機溶剤は、ソルトミリング時の温度上昇で揮発しにくい面で沸点120℃以上の高沸点溶剤が好ましい。水溶性有機溶剤は、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挙げられる。水溶性有機溶剤の使用量は、顔料100質量部に対し、5~1000質量部が好ましく、50~500質量部がより好ましい。
【0041】
ソルトミリング処理の際、必要に応じて樹脂を添加できる。樹脂は、例えば、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が挙げられる。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、かつ水溶性有機溶剤に一部可溶であることがより好ましい。樹脂の使用量は、顔料100質量部に対し、5~200質量部が好ましい。
【0042】
<顔料誘導体(B)>
本発明の色組成物は、一般式(1)で表される顔料誘導体(B)を含む。
【0043】
一般式(1)
【化2】
[一般式(1)中、Pは顔料構造を表し、
は単結合または連結基を表し、
は酸基、塩基性基、塩構造を有する基またはフタルイミドメチル基を表し、
nは1以上の整数を表し、mは1以上の整数を表し、
mが2以上の場合は複数のLおよびRは互いに異なっていてもよく、
nが2以上の場合は複数のRは互いに異なっていてもよい。]
【0044】
一般式(1)における顔料構造Pとしては、例えばジケトピロロピロール系顔料、アントラキノン系顔料、キナクリドン系顔料、ジオキサジン系顔料、ペリノン系顔料、ペリレン系顔料、チアジンインジゴ系顔料、トリアジン系顔料、ベンズイミダゾロン系顔料、ベンゾイソインドール等のインドール系顔料、イソインドリン系顔料、イソインドリノン系顔料、キノフタロン系顔料、ナフトール系顔料、スレン系顔料、金属錯体系顔料、アゾ、ジスアゾ、ポリアゾ等のアゾ系顔料、等が挙げられる。
【0045】
の酸基としては、例えば、カルボキシル基、スルホ基、カルボン酸アミド基、スルホン酸アミド基、イミド酸基などが挙げられる。
塩基性基としては、アミノ基、ピリジル基などが挙げられる。
塩構造を有する基としては、酸基の塩、塩基性基の塩が挙げられる。塩構造が酸基の塩の場合、塩を構成する原子または原子団としては、金属イオン(Li、Na、K、Cu2+、Al3+など)、アンモニウム系イオン、ピリジン系イオン、イミダゾール系イオンなどが挙げられる。塩構造が塩基性基の塩の場合、塩を構成する原子または原子団としては、水酸化物イオン、ハロゲンイオン、カルボン酸イオン、スルホン酸イオンなどが挙げられる。
【0046】
具体的には、ジケトピロロピロール系顔料誘導体としては、特開2001-220520号公報、WO2009/081930号パンフレット、WO2011/052617号パンフレット、WO2012/102399号パンフレット、特開2017-156397号公報、フタロシアニン系顔料誘導体としては、特開2007-226161号公報、WO2016/163351号パンフレット、特開2017-165820号公報、特許第5753266号公報、アントラキノン系顔料誘導体としては、特開昭63-264674号公報、特開平09-272812号公報、特開平10-245501号公報、特開平10-265697号公報、特開2007-079094号公報、WO2009/025325号パンフレット、キナクリドン系顔料誘導体としては、特開昭48-54128号公報、特開平03-9961号公報、特開2000-273383号公報、ジオキサジン系顔料誘導体としては、特開2011-162662号公報、チアジンインジゴ系顔料誘導体としては、特開2007-314785号公報、トリアジン系顔料誘導体としては、特開昭61-246261号公報、特開平11-199796号公報、特開2003-165922号公報、特開2003-168208号公報、特開2004-217842号公報、特開2007-314681号公報、ベンゾイソインドール系色顔料導体としては、特開2009-57478号公報、キノフタロン系顔料誘導体としては、特開2003-167112号公報、特開2006-291194号公報、特開2008-31281号公報、特開2012-226110号公報、ナフトール系顔料誘導体としては、特開2012-208329号公報、特開2014-5439号公報、アゾ系顔料誘導体としては、特開2001-172520号公報、特開2012-172092号公報、酸性置換基としては、特開2004-307854号公報、塩基性置換基としては、特開2002-201377号公報、特開2003-171594号公報、特開2005-181383号公報、特開2005-213404号公報、などに記載の公知の顔料誘導体が挙げられる。なおこれらの文献には、顔料誘導体を誘導体、分散剤、顔料分散剤若しくは単に化合物などと記載している場合があるが、前記した有機色素残基に酸性基、塩基性基などの置換基を有する化合物は、顔料誘導体と同義である。
これら顔料誘導体は、単独又は2種類以上を混合して用いることができる。
【0047】
ろ過性や塗膜均一性の観点から、一般式(1)中のPが、ジケトピロロピロール構造、アントラキノン構造、アゾ構造、およびキノフタロン構造からなる群より選ばれる少なくとも1種であることが好ましい。
【0048】
より具体的には、以下の顔料誘導体が好ましい。
【0049】
(ジケトピロロピロール系顔料誘導体)
【化3】
【0050】
(アントラキノン系顔料誘導体)
【化4】
【0051】
(アゾ系顔料誘導体)
【化5】
【0052】
(キノフタロン系顔料誘導体)
【化6】
【0053】
【化7】
【0054】
一般式(2)~(26)中、
101~R105、R108~R110、R129~R130、R141~R145はそれぞれ独立に、水素原子、水酸基、置換基を有してもよいアルキル基、置換基を有してもよいアルコキシ基、置換基を有してもよいフタルイミドアルキル基、置換基を有してもよいアシル基、アミノ基、スルホ基、カルボキシル基、リン酸基、ハロゲン基で表される基である。mはそれぞれ独立に、正の整数を表す。但し、1分子中に複数の置換基を有する場合、少なくとも1つ以上は酸基、塩基性基、塩構造を有する基またはフタルイミドメチル基のいずれかである。また、1分子中に置換基が1つのみの場合は、酸基、塩基性基、塩構造を有する基またはフタルイミドメチル基のいずれかである。これらの中でも、保存安定性の観点から塩基性基を有する基がより好ましい。
【0055】
<ポリエステル分散剤(C)>
本発明の着色組成物は、ポリエステル分散剤(C)を含む。
【0056】
本発明に使用するポリエステル分散剤(C)は、酸無水物基を2個以上有する芳香族化合物、および水酸基を2個以上有する化合物の反応生成部位であるエステル結合を有する芳香族カルボン酸エステル部位に基づく主鎖、ならびにビニル重合体部位に基づく側鎖を有し、
前記芳香族カルボン酸エステル部位に基づく主鎖は、モノアルコール(x1)に由来する封止部位を有する。
本発明に使用するポリエステル分散剤(C)のビニル重合体部位は、例えば、下記2つの方法で重合できる。1つ目の方法は、水酸基を2つ以上有する化合物の存在下に、エチレン性不飽和単量体を重合する方法である。水酸基を有する化合物は、分子内に水酸基とチオール基を有する化合物が好ましく、分子内に2つの水酸基と1つのチオール基とを有する化合物がより好ましい。
2つ目の方法は、酸無水物基を2つ以上有する芳香族化合物と、水酸基を2つ以上有する化合物の水酸基との反応生成物の存在下に、エチレン性不飽和単量体を重合する方法である。中でも、分子内に2つの水酸基と1つのチオール基とを有する化合物の水酸基と、芳香族テトラカルボン酸二無水物の酸無水物基との反応生成物の存在下に、エチレン性不飽和単量体を重合した重合体が好ましい。
上記2つの方法は、エチレン性不飽和単量体を重合した重合体部位の導入を先に行うか後で行うかの違いである。諸条件により分子量等が若干異なることがあるが、原料と反応条件が同じであれば、理論上は同じものができる。
【0057】
芳香族カルボン酸エステル部位に基づく主鎖のうち、芳香族カルボン酸は、顔料吸着基として作用する。なお、芳香族カルボン酸とは、カルボキシル基と芳香環が直接結合する構造である。また、ビニル重合体部位に基づく側鎖は、顔料担体親和部位として作用する。これにより顔料の凝集を抑え分散体の安定性に優れている。
芳香族カルボン酸エステル部位に基づく主鎖は、前駆体である水酸基を2個以上有する化合物と、前駆体である酸無水物基を2個以上有する芳香族化合物のエステル化反応で生成し、開環反応によりエステル結合が生成すると同時に芳香族カルボン酸が生成する。さらに、芳香族カルボン酸エステル部位に基づく主鎖の末端の酸無水物基の少なくとも一方は、モノアルコール(x1)に由来する封止部位を有する。すなわち、酸無水物基がモノアルコール(x1)で開環し、アルコールエステルおよびカルボキシル基が生成する。これにより着色組成物のろ過性が向上し、着色組成物を塗工して形成する塗膜上の異物を抑制し、更には着色組成物を塗工する際、塗工装置に形成する着色組成物に由来する固化物物のPGMAcに対する再溶解性が向上する。なお、前記エステル化反応の際、酸無水物基を2個以上有する芳香族化合物の使用量は、水酸基を2個以上有する化合物1モルに対し、0.9~1.5モルが好ましく、1.0~1.3モルがより好ましい。
本発明でビニル重合体部位に基づく側鎖は、エチレン性不飽和単量体の重合によって形成する。なお、ビニル重合体部位を構成する全単量体単位とは、ビニル重合後の各エチレン性不飽和単量体由来の部分構造をいう。
まず、本発明のポリエステル分散剤(C)の各構成要素について説明する。
【0058】
(酸無水物基を2つ以上有する芳香族化合物)
酸無水物基を2つ以上有する芳香族化合物の無水物基は、前駆体である水酸基を2つ以上有する化合物との開環反応によって、ポリエステル分散剤の主鎖に顔料吸着基となるカルボキシル基を規則的に並べることができ、顔料分散性に寄与する。
【0059】
酸無水物基を2つ以上有する芳香族化合物は、例えば、ピロメリット酸二無水物、エチレングリコールジ無水トリメリット酸エステル、プロピレングリコールジ無水トリメリット酸エステル、ブチレングリコールジ無水トリメリット酸エステル、3,3’,4,4’-ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’-ビフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物、1,4,5,8-ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、2,3,6,7-ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’-ビフェニルエーテルテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’-ジメチルジフェニルシランテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’-テトラフェニルシランテトラカルボン酸二無水物、1,2,3,4-フランテトラカルボン酸二無水物、4,4’-ビス(3,4-ジカルボキシフェノキシ)ジフェニルスルフィド二無水物、4,4’-ビス(3,4-ジカルボキシフェノキシ)ジフェニルスルホン二無水物、4,4’-ビス(3,4-ジカルボキシフェノキシ)ジフェニルプロパン二無水物、3,3’,4,4’-パーフルオロイソプロピリデンジフタル酸二無水物、3,3’,4,4’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、ビス(フタル酸)フェニルホスフィンオキサイド二無水物、p-フェニレン-ビス(トリフェニルフタル酸)二無水物、m-フェニレン-ビス(トリフェニルフタル酸)二無水物、ビス(トリフェニルフタル酸)-4,4’-ジフェニルエーテル二無水物、ビス(トリフェニルフタル酸)-4,4’-ジフェニルメタン二無水物、9,9-ビス(3,4-ジカルボキシフェニル)フルオレン二無水物、9,9-ビス[4-(3,4-ジカルボキシフェノキシ)フェニル]フルオレン二無水物、3,4-ジカルボキシ-1,2,3,4-テトラヒドロ-1-ナフタレンコハク酸二無水物、又は3,4-ジカルボキシ-1,2,3,4-テトラヒドロ-6-メチル-1-ナフタレンコハク酸二無水物等のが挙げられる。
【0060】
酸無水物基を2つ以上有する芳香族化合物は、一般式で示すと下記一般式(27)又は一般式(28)で表される芳香族テトラカルボン酸二無水物が挙げられる。
【0061】
一般式(27):
【化8】

[一般式(27)中、kは1又は2である。]
【0062】
一般式(28):
【化9】

[一般式(28)中、Qは、直接結合、-O-、-CO-、-COOCHCHOCO-、-SO-、-C(CF-、下記一般式(29)で表される基、又は下記一般式(30)で表される基である。]
【0063】
一般式(29):
【化10】

【0064】
一般式(30):
【化11】
【0065】
酸無水物基を2つ以上有する芳香族化合物は、顔料に対する吸着性の観点から、芳香族テトラカルボン酸二無水物が好ましく、ピロメリット酸二無水物がより好ましい。
【0066】
酸無水物基を2つ以上有する芳香族化合物は、酸無水物基を2つ以上有する脂肪族化合物を併用できる。
【0067】
(水酸基を2個以上有する化合物)
水酸基を2個以上有する化合物は、上記の通り、分子内に水酸基とチオール基を有する化合物が好ましく、分子内に2つの水酸基と1つのチオール基とを有する化合物がより好ましい。
【0068】
分子内に2つの水酸基と1つのチオール基を有する化合物は、例えば、1-メルカプト-1,1-メタンジオール、1-メルカプト-1,1-エタンジオール、3-メルカプト-1,2-プロパンジオール(チオグリセリン)、2-メルカプト-1,2-プロパンジオール、2-メルカプト-2-メチル-1,3-プロパンジオール、2-メルカプト-2-エチル-1,3-プロパンジオール、1-メルカプト-2,2-プロパンジオール、2-メルカプトエチル-2-メチル-1,3-プロパンジオール、又は2-メルカプトエチル-2-エチル-1,3-プロパンジオール等が挙げられる。
【0069】
(エチレン性不飽和単量体)
エチレン性不飽和単量体は、例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、ターシャリブチル(メタ)アクリレート、イソアミル(メタ)アクリレート、オクチル(メタ)アクリレート、イソオクチル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、セチル(メタ)アクリレート、デシル(メタ)アクリレート、イソデシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、トリデシル(メタ)アクリレート、イソミリスチル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、又はイソステアリル(メタ)アクリレート、メトキシエチル(メタ)アクリレート、メトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシポリテトラメチレングリコール(メタ)アクリレート、又はメトキシポリエチレングリコールポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート等の直鎖又は分岐アルキル(メタ)アクリレート類;
シクロヘキシル(メタ)アクリレート、ターシャリブチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニルオキシエチル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニルオキシエチル(メタ)アクリレート、又はイソボルニル(メタ)アクリレート等の環状アルキル(メタ)アクリレート類;
トリフルオロエチル(メタ)アクリレート、オクタフルオロペンチル(メタ)アクリレート、パーフルオロオクチルエチル(メタ)アクリレート、又はテトラフルオロプロピル(メタ)アクリレート等のフルオロアルキル(メタ)アクリレート類;
(メタ)アクリロキシ変性ポリジメチルシロキサン(シリコーンマクロマー)類;
テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、又は3-メチル-3-オキセタニル(メタ)アクリレート等の複素環を有する(メタ)アクリレート類;
ベンジル(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、フェノキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、パラクミルフェノキシエチル(メタ)アクリレート、パラクミルフェノキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、又はノニルフェノキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート等の芳香族環を有する(メタ)アクリレート類;
(メタ)アクリル酸、アクリル酸ダイマー、2-(メタ)アクリロイロキシエチルフタレート、2-(メタ)アクリロイロキシプロピルフタレート、2-(メタ)アクリロイロキシエチルヘキサヒドロフタレート、2-(メタ)アクリロイロキシプロピルヘキサヒドロフタレート、エチレンオキサイド変性コハク酸(メタ)アクリレート、β-カルボキシエチル(メタ)アクリレート、又はω-カルボキシポリカプロラクトン(メタ)アクリレート等のカルボキシル基を有する(メタ)アクリレート類;
スチレン、α-メチルスチレン、酢酸ビニル、(メタ)アクリル酸ビニル、又は(メタ)アクリル酸アリル等のビニル類;
(メタ)アクリルアミド、N,N-ジメチル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジエチル(メタ)アクリルアミド、N-イソプロピル(メタ)アクリルアミド、ダイアセトン(メタ)アクリルアミド、又はアクリロイルモルホリン等のN置換型(メタ)アクリルアミド類;
N,N-ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、又はN,N-ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート等のアミノ基含有(メタ)アクリレート類;
(メタ)アクリロニトリル等のニトリル類;あるいは、これらの混合物が挙げられる。
【0070】
また、上記(メタ)アクリル単量体と併用できる単量体として、スチレン、α-メチルスチレン等のスチレン類、エチルビニルエーテル、n-プロピルビニルエーテル、イソプロピルビニルエーテル、n-ブチルビニルエーテル、イソブチルビニルエーテル等のビニルエーテル類、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル等の脂肪酸ビニル類が挙げられる。
【0071】
また、カルボキシル基含有エチレン性不飽和単量体を併用することもできる。カルボキシル基含有エチレン性不飽和単量体としては、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、マレイン酸、フマール酸、クロトン酸などから1種又は2種以上を選択することができる。
【0072】
上記ビニル重合体部位は、片末端領域に2つの水酸基を有するビニル重合体から形成できる。その合成は、分子内に2つの水酸基と1つのチオール基とを有する化合物の存在下にエチレン性不飽和単量体をラジカル重合する方法に加え、以下の方法が挙げられる。
【0073】
〔1〕片末端領域に(メタ)アクリル基を1つ有する樹脂と、1つのアミンと2つの水酸基とを有する化合物とをマイケル付加させる方法
〔2〕片末端領域にカルボン酸基を1つ有する樹脂と、1つのエポキシ基と1つの水酸基とを有する化合物とをエポキシ付加させる方法
〔3〕片末端領域にビニルエーテル基を1つ有する樹脂と、1つのカルボン酸基と2つの水酸基とを有する化合物とを付加させる方法
〔4〕重合開始剤に2つの水酸基を有する重合開始剤を用いて、ラジカル重合又は、原子移動型ラジカル重合(リビングラジカル重合)を行う方法とがある。
これらの方法を用いることで片末端領域に2つの水酸基を有する樹脂の合成が可能であるが、多段階反応になってしまう場合が多いことや、分子量の制御が困難である場合が多く、生産性の面からも2つの水酸基と1つのチオール基とを有する化合物の存在下にエチレン性不飽和単量体をラジカル重合する方法がもっとも好ましい。
【0074】
上記ビニル重合体部位は、分子内に2つの水酸基と1つのチオール基とを有する化合物を、エチレン性不飽和単量体と共に重合して合成できる。2つの水酸基と1つのチオール基とを有する化合物は、エチレン性不飽和単量体の全単量体質量を基準として、1~10質量%を用い、より好ましくは2~9質量%、更に好ましく3~8質量%である。1質量%以上の場合、ビニル重合体部位の分子量高くなりすぎず、顔料担体及び有機溶剤に対する親和性部位として、その絶対量を抑えられ、顔料分散性がより向上する。10質量%以下の場合、ビニル重合体部位の分子量が低くなりすぎず、顔料担体及び有機溶剤に対する親和性部位として、その立体反発の効果を十分に得ることができ、顔料分散性がより向上する。
【0075】
重合温度は、40~150℃、好ましくは50~110℃である。40℃以上であれば重合が進行し易く、150℃以下であれば分子量のコントロールが容易になる。
【0076】
重合の際、エチレン性不飽和単量体の全単量体質量を基準として、0.001~5質量%の重合開始剤を使用できる。重合開始剤は、アゾ系化合物及び有機過酸化物が挙げられる。
【0077】
アゾ系化合物は、例えば、2,2’-アゾビスイソブチロニトリル、2,2’-アゾビス(2-メチルブチロニトリル)、1,1’-アゾビス(シクロヘキサン1-カルボニトリル)、2,2’-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)、2,2’-アゾビス(2,4-ジメチル-4-メトキシバレロニトリル)、ジメチル2,2’-アゾビス(2-メチルプロピオネート)、4,4’-アゾビス(4-シアノバレリック酸)、2,2’-アゾビス(2-ヒドロキシメチルプロピオニトリル)、又は2,2’-アゾビス[2-(2-イミダゾリン-2-イル)プロパン]等が挙げられる。
【0078】
有機過酸化物は、例えば、過酸化ベンゾイル、t-ブチルパーベンゾエイト、クメンヒドロパーオキシド、ジイソプロピルパーオキシジカーボネート、ジ-n-プロピルパーオキシジカーボネート、ジ(2-エトキシエチル)パーオキシジカーボネート、t-ブチルパーオキシネオデカノエート、t-ブチルパーオキシビバレート、(3,5,5-トリメチルヘキサノイル)パーオキシド、ジプロピオニルパーオキシド、又はジアセチルパーオキシド等が挙げられる。
【0079】
重合開始剤は、単独または2種類以上組み合わせて使用できる。
【0080】
ビニル重合体の合成は、塊状重合または溶液重合を行うことが好ましい。溶液重合の重合溶媒は、例えば、酢酸エチル、酢酸n-ブチル、酢酸イソブチル、トルエン、キシレン、アセトン、ヘキサン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、プロピレングリコールモノ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、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エチルエーテルアセテート、又はジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート等が挙げられるが特にこれらに限定されるものではない。これらの重合溶媒は、2種類以上混合して用いても良い。
【0081】
ポリエステル分散剤(C)の側鎖は、ビニル重合体部位以外にその他ポリオールに基づく部位を有することができる。
【0082】
(その他ポリオール)
重合の際、その他ポリオールを併用することでカルボン酸基の密度や、有機溶剤溶解部の割合の調整が容易になる。
【0083】
その他ポリオールは、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,3-プロパンジオール、1,4-ブタンジオール、1,3-ブタンジオール、1,5-ペンタンジオール、ネオペンチルグリコール、1,6-ヘキサンジオール、1,4-ビス(ヒドロキシメチル)シクロヘサン、ビスフェノールA、水添ビスフェノールA、ヒドロキシピバリルヒドロキシピバレート、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、2,2,4-トリメチル-1,3-ペンタンジオール、グリセリン、若しくはヘキサントリオールの如き多価アルコール類;
ポリオキシエチレングリコール、ポリオキシプロピレングリコール、ポリオキシエチレンポリオキシテトラメチレングリコール、ポリオキシプロピレンポリオキシテトラメチレングリコール、若しくはポリオキシエチレンポリオキシプロピレンポリオキシテトラメチレングリコールの如き、各種のポリエーテルグリコール類;
上記した各種の多価アルコール類と、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、テトラヒドロフラン、エチルグリシジルエーテル、プロピルグリシジルエーテル、ブチルグリシジルエーテル、フェニルグリシジルエーテル、若しくはアリルグリシジルエーテルの如き各種の(環状)エーテル結合含有化合物との開環重合によって得られる変性ポリエーテルポリオール類;
上記した各種の多価アルコール類の1種以上と、多価カルボン酸類との共縮合によって得られるポリエステルポリオール類であって、多価カルボン酸類が、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、アゼライン酸、フタル酸、テトラヒドロフタル酸、ヘキサヒドロフタル酸、マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、イタコン酸、グルタコン酸、1,2,5-ヘキサントリカルボン酸、1,4-シクロヘキサンヒカルボン酸、1,2,4-ベンゼントリカルボン酸、1,2,5-ベンゼントリカルボン酸、1,2,4-シクロヘキサトリカルボン酸、若しくは2,5,7-ナフタレントリカルボン酸等で特に代表されるものを用いて得られるポリオール類;
上記した各種の多価アルコール類の1種以上と、ε-カプロラクトン、δ-バレロラクトン、若しくは3-メチル-δ-バレロラクトンの如き各種のラクトン類との重縮合反応によって得られるラクトン系ポリエステルポリオール類、あるいは、上記した各種の多価アルコール類と、多価カルボン酸類、若しくは各種のラクトン類との重縮合反応によって得られるラクトン変性ポリエステルポリオール類;
ビスフェノールA型エポキシ化合物、水添ビスフェノールA型エポキシ化合物、一価及び/若しくは多価アルコール類のグリシジルエーテル、あるいは、一塩基酸及び/又は多塩基酸類のグリシジルエステルの如き各種のエポキシ化合物を、ポリエステルポリオールの合成時に、1種以上併用して得られるエポキシ変性ポリエステルポリオール類;あるいは、
ポリエステルポリアミドポリオール、ポリカーボネートポリオール、ポリブタジエンポリオール、ポリペンタジエンポリオール、ひまし油、ひまし油誘導体、水添ひまし油、水添ひまし油誘導体、水酸基含有アクリル系共重合体、水酸基含有含フッ素化合物、又は水酸基含有シリコン樹脂等が挙げられる。
【0084】
その他ポリオールは、単独使用でも2種以上の併用でもよいことは勿論であるが、その重量平均分子量としては、相溶性や分散安定性の観点から、40~10,000が好ましく、より好ましくは、100~2,000であり、更に好ましくは、100~1,000である。重量平均分子量が40以上である場合には、カルボン酸基の密度調整をすることができる。重量平均分子量が10,000以下である場合には、他原料との相溶性が良好となる。
【0085】
その他ポリオールとしては、ジオールが好ましい。特に、酸無水物基を2つ以上有する芳香族化合物と反応することで、主鎖に顔料吸着基となるカルボキシル基を規則的に並べることができ、顔料分散に有利である。水酸基が二つより多いポリオールを多く用いると、ポリエステルの主鎖が分岐して複雑かつ笠高くなり、分散効果が得られにくくなる。ポリエステル分散剤の分子量調整や、分散液の粘度調整のため等、設計の観点から最小限に止めるべきである。配合量に関しては、後述する。
【0086】
(ポリエステルの合成)
本発明で用いられるポリエステル分散剤(C)のポリエステル合成の過程について、水酸基を2つ以上有する化合物と酸無水物基を2つ以上有する芳香族化合物のそれぞれ好ましい化合物である、2つの水酸基を持つ化合物とテトラカルボン酸二無水物との反応を例に説明する。
【0087】
本発明に使用するテトラカルボン酸二無水物は、水酸基と反応してエステル結合を形成し、かつ、生成するポリエステル主鎖上にペンダントカルボキシル基を残すことができる。2つの水酸基を持つ化合物のモル量をa、テトラカルボン酸二無水物のモル量をbとし、i)a>b、ii)a=b、及びiii)a<bとしたときのテトラカルボン酸二無水物と2つの水酸基を持つ化合物との反応を、下記一般式(31)、(32)、及び(33)に示す。下記一般式(31)~(33)の生成物中に残っている酸無水物基を加水分解またはアルコールによる酸無水物の開環をすれば、この反応による生成物は、構造式中のX1部分にカルボキシル基を2個又は3個を有しており、この複数のカルボキシル基が顔料の吸着部位として有効である。
【0088】
i)a>b
【0089】
一般式(31):
【化12】
【0090】
ii)a=b
【0091】
一般式(32):
【化13】
【0092】
iii)a<b
【0093】
一般式(33):
【化14】
【0094】
Rは、酸無水物基を加水分解する場合は水素原子を示し、モノアルコール(x1)による酸無水物の開環の場合は後述するモノアルコール(x1)の構造を示す。
【0095】
本発明におけるXは、テトラカルボン酸二無水物が水酸基と反応した後の反応残基、Yは、2つの水酸基を持つ化合物が酸無水物基と反応した後の反応残基である。Xの形態として好ましくは、前記一般式(27)又は一般式(28)で示されるテトラカルボン酸二無水物が、2つの水酸基を持つ化合物と反応した後の反応残基である。
【0096】
(ポリエステル分散剤(C)の合成)
ポリエステル分散剤(C)は、前記一般式(31)~(33)に示したポリエステルの合成の説明中、2つの水酸基を持つ化合物中のYに、S原子を介してビニル重合体を導入する方法が好ましい。以下、好ましい2つの合成パターンを示す。
【0097】
合成パターン1)
下記一般式(34)は、片末端に2つの水酸基と一つのチオール基を有する化合物(a1)の存在下、エチレン性不飽和単量体をラジカル重合し、片末端に2つの水酸基を有するビニル重合体(a2)を生成させ、これとテトラカルボン酸二無水物(b1)を反応させる。
【0098】
一般式(34):
【0099】
【化15】
【0100】
(a1)のモル比をa(整数)、(b)のモル比をb(整数)とすると、本発明のモル比は2b/2a=b/a=0.9~1.5が好ましい。モル比が1未満の場合でも未反応の酸無水物が残る場合があり、モノアルコール(x1)で主鎖末端を封止する。モル比b/aが0.9以上であれば、一分子中の顔料に吸着する部位の割合が十分で異物発生が抑制され、1.5以下であれば、酸無水物基が残らず保存安定性が良好となり、酸無水物を開環しても酸性基が過剰にならず、顔料担体や有機溶剤への相溶性が良好となる。顔料分散性と安定性の観点から、b/a=1.0~1.3がより好ましい。
【0101】
合成パターン2)
下記一般式(35)および(36)は、片末端に2つの水酸基と一つのチオール基を有する化合物とテトラカルボン酸二無水物を反応させて、ビニル重合体部位を含まない化合物を最初に生成し、続いて、残存しているチオール基を連鎖移動剤としてラジカル重合することでビニル重合体部分を導入できる。
【0102】
一般式(35):
【0103】
【化16】
【0104】
一般式(36):
【0105】
【化17】
【0106】
(a1)のモル比をa(整数)、(b)のモル比をb(整数)とすると、本発明のモル比は2b/2a=b/a=0.9~1.5が好ましい。モル比が1未満の場合でも未反応の酸無水物が残る場合があり、モノアルコール(x1)で酸無水物を開環する。モノアルコール(x1)による酸無水物の開環反応は、一般式(35)のようにラジカル重合の前でも、一般式(36)のように後でもどちらでもよい。モル比b/aが0.9以上であれば、一分子中の顔料に吸着する部位の割合が十分で異物発生が抑制され、1.5以下であれば、酸無水物基が残らず保存安定性が良好となり、酸無水物を開環しても酸性基が過剰にならず、顔料担体や有機溶剤への相溶性が良好となる。顔料分散性と安定性の観点から、b/a=1.0~1.3がより好ましい。
【0107】
[反応触媒]
ポリエステル分散剤(C)の合成に使用する触媒は、3級アミン系化合物が好ましい。3級アミン系化合物は、例えば、トリエチルアミン、トリエチレンジアミン、N,N-ジメチルベンジルアミン、N-メチルモルホリン、1,8-ジアザビシクロ-[5.4.0]-7-ウンデセン、又は1,5-ジアザビシクロ-[4.3.0]-5-ノネン等が挙げられる。
【0108】
[反応有機溶剤]
ポリエステル分散剤(C)の合成には、有機溶剤を使用できる。有機溶剤は、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、酢酸エチル、酢酸ブチル、トルエン、キシレン、アセトニトリル、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等が挙げられる。
【0109】
ポリエステル分散剤(C)中の前記芳香族カルボン酸エステル部位に基づく主鎖は、酸無水物基にモノアルコール(x1)を反応させた、モノアルコール(x1)に由来する封止部位を有する。
モノアルコール(x1)は、例えば、メタノール、エタノール、1-ブタノール、2-ブタノール、イソブタノール、t-ブタノール、1-ペンタノール、イソペンチルアルコール、tert-ペンチルアルコール、シクロペンタノール、1-ヘキサノール、シクロヘキサノール、1-ヘプタノール、1-オクタノール、2-エチル-1-ヘキサノール、イソノニルアルコール、1-ノニルアルコール、アミルアルコール、ラウリルアルコール、n-ブチルアルコール、イソブチルアルコール、シクロヘキサノール、ベンジルアルコール、メチルシクロヘキサノールなどのモノアルコール、
3-メトキシ-3-メチル-1-ブタノール、3-メトキシブタノール、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、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ブチルエーテル、ジエチ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、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、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モノフェニルエーテル、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などのエーテル基を有するモノアルコール、
乳酸メチル、乳酸エチル、ダイアセトンアルコール、などのカルボニル基を有するモノアルコール等が挙げられる。これらは単独または2種類以上を使用できる。
【0110】
モノアルコール(x1)は、エーテル基またはカルボニル基を有する化合物であることが好ましい。分散剤の主鎖の末端にエーテル基またはカルボニル基を有することができ、分散剤のPGMAc再溶解性が向上する。これらの中でも、3-メトキシブタノール、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が好ましい。
【0111】
芳香族カルボン酸エステル部位に基づく主鎖は、モノアルコール(x1)に由来する封止部位に加え、水と反応させた封止部位を有してもよい。
【0112】
封止部位の合成について、酸無水物基に対するモノアルコール(x1)の使用量は、主鎖に残る酸無水物基1当量に対して1~30当量が好ましく、1.5~20当量がより好ましい。1当量以上の場合は酸無水物基が残らず保存安定性が良好となり、30当量以下の場合はモノアルコール(x1)と分散剤のエステル結合によるエステル交換反応が起こりにくく、分子量の低下が起こりにくい。
【0113】
[反応条件]
ポリエステル合成の開環反応温度は50℃~180℃、好ましくは80℃~140℃の範囲で行う。反応温度が50℃以上の場合は反応が進行し、180℃以下の場合ではカルボキシル基と水酸基がエステル化反応を起こさず、酸価の減少や、ゲル化が起こりにくい。
【0114】
[分子量]
ポリエステル分散剤(C)の重量平均分子量は、2,000~35,000が好ましく、4,000~30,000がより好ましく、4,000~25,000がさらに好ましい。分子量が2,000以上である場合、溶媒親和部位による立体反発効果により顔料凝集を抑制でき、顔料分散性がより向上する。分子量が35,000以下である場合に溶媒溶解性が担保され、十分な立体反発効果を保つことができ顔料分散性がより向上する。前記範囲となる場合に、立体反発効果による顔料凝集抑制効果がより良好となる。
【0115】
[酸価]
ポリエステル分散剤(C)の酸価は、5~200mgKOH/gが好ましく、20~180mgKOH/gがより好ましく、30~150mgKOH/gがさらに好ましい。酸価が5mgKOH/g以上の場合は、顔料吸着能が向上して顔料分散性がより向上する。一方、200mgKOH/g以下の場合は、樹脂間の相互作用がなく顔料分散組成物の粘度を低く抑えられる。
【0116】
着色組成物中のポリエステル分散剤(C)の含有量は、顔料の質量を基準として、0.01~100質量%が好ましく、0.01~60質量%がより好ましく、5~40質量%がさらに好ましい。ポリエステル分散剤(C)の含有量が0.01質量%以上の場合は良好な分散効果を得られ、100質量%以下の場合は樹脂間の相互作用がなく顔料分散組成物の粘度を低く抑えられる。
【0117】
<その他樹脂型分散剤(E)>
本発明の着色組成物には、ポリエステル分散剤(C)以外に公知のその他樹脂型分散剤(E)を用いることができる。その他樹脂型分散剤(E)としては、着色剤に吸着する性質を有する着色剤親和性部位と、着色剤担体と相溶性のある部位とを有し、添加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れば良く、具体的には、ポリウレタン等のウレタン系分散剤、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-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、これらは単独または2種以上を混合して用いることができる。
【0118】
酸性官能基を有する樹脂型分散剤の好ましい例としては、ポリエステル分散剤(C)と類似の構造を有する芳香族カルボン酸構造を有する樹脂型分散剤が挙げられ、それらはWO2008/007776号公報、特開2008-029901号公報、特開2009-155406号公報、特開2010-185934号公報、特開2011-157416号公報、特開2009-251481号公報、特開2007-23195号公報、特開1996-143651号公報等の公知の方法で製造することができる。
【0119】
塩基性官能基を有する樹脂型分散剤の好ましい例としては、窒素原子含有グラフト共重合体や、側鎖に3級アミノ基、4級アンモニウム塩基、含窒素複素環などを含む官能基を有する、窒素原子含有アクリル系ブロック共重合体及びウレタン系高分子分散剤などが挙げられる。
【0120】
また、特開2009-185277号公報に開示されている様に、芳香族カルボキシル基を有する樹脂型分散剤と、3級アミノ基を有するビニル系樹脂(樹脂型分散剤の機能を有する)とを併用することも好ましい例として挙げられる。
【0121】
樹脂型分散剤(E)は、着色剤全量に対して3~200質量%程度使用することが好ましく、成膜性の観点から5~100質量%程度使用することがより好ましい。
【0122】
<有機溶剤(D)>
本発明の着色組成物は、有機溶剤(D)を含む。
【0123】
本発明の着色組成物は、ガラス等の基板上に乾燥膜厚が0.2~5μmとなるように塗布して着色膜を形成することを容易にするために有機溶剤(D)を含有する。有機溶剤(D)は、着色組成物の塗布性が良好であることに加え、着色組成物の各成分の溶解性、さらには安全性を考慮して選定される。
【0124】
有機溶剤(D)としては、当該分野で通常使用される溶剤を用いることが出来、沸点、SP値、蒸発速度、粘度などの性能を勘案し、塗布条件(速度、乾燥条件など)に合わせて適宜、単独または混合して使用される。
【0125】
使用される有機溶剤(D)としては、例えば、エステル溶剤(分子内に-COO-を含み、-O-を含まない溶剤)、エーテル溶剤(分子内に-O-を含み、-COO-を含まない溶剤)、エーテルエステル溶剤(分子内に-COO-と-O-とを含む溶剤)、ケトン溶剤(分子内に-CO-を含み、-COO-を含まない溶剤)、アルコール溶剤(分子内にOHを含み、-O-、-CO-及び-COO-を含まない溶剤)、芳香族炭化水素溶剤、アミド溶剤、ジメチルスルホキシド等が挙げられる。
【0126】
(有機溶剤(d1))
有機溶剤のなかでも、20℃における水の比重を1とした際の比重が、0.75以上0.96以下である有機溶剤(d1)から選ばれるいずれかの有機溶剤を1種単独、または、2種以上を組み合わせて用いることが好ましい。この特定の沸点を持つ有機溶剤を用いることで、着色組成物の中に含まれる顔料(A)と顔料誘導体(B)の親和性が良くなり、異物の発生を抑えることができ、着色組成物として高い安定性とろ過性を発揮することが可能となる。
【0127】
有機溶剤(d1)を、〈比重〉と併記し例示すると、
3-メトキシブタノール〈0.93〉、シクロへキサノン〈0.95〉、シクロペンタノン〈0.95〉、2-エトキシエタノール〈0.93〉、プロピレングリコールモノメチルエーテル〈0.96〉、1-ヘキサノール〈0.82〉等が挙げられる。
特に好ましい有機溶剤(d1)としては、3-メトキシブタノール、シクロペンタノン、プロピレングリコールモノメチルエーテルが挙げられる。
【0128】
<バインダ樹脂>
本発明の着色組成物は、バインダ樹脂を含むでもよい。バインダ樹脂は、400~700nmの全波長領域において透過率が80%以上の樹脂である。なお、透過率は、95%以上が好ましい。バインダ樹脂は硬化性の面でいうと、例えば、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、活性エネルギー線硬化性樹脂等が挙げられる。なお、活性エネルギー線硬化性樹脂は、熱可塑性樹脂、または熱硬化樹脂に活性エネルギー線反応性官能基を有しても良い。また、バインダ樹脂は、物性面でいうと、現像性の観点からアルカリ可溶性樹脂が好ましい。アルカリ可溶性は、カラーフィルタ作製時のアルカリ現像工程において現像溶解性を付与するためのものであり、酸性基が必要である。
【0129】
バインダ樹脂は、単独または2種類以上を併用して使用できる。
【0130】
バインダ樹脂の含有量は、着色剤100質量部に対して、20~400質量部が好ましく、50~250質量部がより好ましい。適量含有すると被膜を容易に形成できる上、良好な色特性が得やすい。
【0131】
(熱可塑性樹脂)
熱可塑性樹脂は、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。
アルカリ可溶性を有する熱可塑性樹脂は、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。アルカリ可溶性を有する熱可塑性樹脂は、例えば、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。これらの中でも現像性、耐熱性、透明性が向上する面で酸性基を有するアクリル樹脂、スチレン/スチレンスルホン酸共重合体が好ましい。
【0132】
(活性エネルギー線硬化性アルカリ可溶性樹脂)
活性エネルギー線硬化性アルカリ可溶性樹脂は、エチレン性不飽和二重結合を有することが好ましい。エチレン性不飽和二重結合は、例えば以下に示す(i) (ii)の方法で導入でき、保存安定性の観点から、(i)の方法で導入した、エポキシ基を有するエチレン性不飽和単量体と、他の単量体とを共重合して得られた共重合体の側鎖エポキシ基に、エチレン性不飽和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、次いで、生成した水酸基に、多塩基酸無水物を反応させてなる活性エネルギー線硬化性アルカリ可溶性樹脂がより好ましい。活性エネルギー線による効果で樹脂は、3次元架橋されることで架橋密度が上がり、薬品耐性が向上する。
【0133】
[方法(i)]
方法(i)は、例えば、エポキシ基を有するエチレン性不飽和単量体と、他の単量体とを共重合して得られた共重合体の側鎖エポキシ基に、エチレン性不飽和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る。次いで、生成した水酸基に、多塩基酸無水物を反応させることで、エチレン性不飽和二重結合及びカルボキシル基を導入する方法である。
【0134】
エポキシ基を有するエチレン性不飽和単量体は、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る。これらの中でも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。
【0135】
不飽和一塩基酸は、(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る。
【0136】
多塩基酸無水物は、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る。なお、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したりすること等もできる。
【0137】
他の単量体としては、以下のものが挙げられる。例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n-プロピル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メタ)アクリレート、n-ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、t-ブチル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、フェニル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、フェノキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、又はエトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリレート類、
あるいは、(メタ)アクリルアミド、N,N-ジメチル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジエチル(メタ)アクリルアミド、N-イソプロピル(メタ)アクリルアミド、ダイアセトン(メタ)アクリルアミド、又はアクリロイルモルホリン等の(メタ)アクリルアミド類スチレン、又はα-メチルスチレン等のスチレン類、エチルビニルエーテル、n-プロピルビニルエーテル、イソプロピルビニルエーテル、n-ブチルビニルエーテル、又はイソブチルビニルエーテル等のビニルエーテル類、酢酸ビニル、又はプロピオン酸ビニル等の脂肪酸ビニル類等が挙げられる。
【0138】
あるいは、シクロヘキシルマレイミド、フェニルマレイミド、メチルマレイミド、エチルマレイミド、1,2-ビスマレイミドエタン1,6-ビスマレイミドヘキサン、3-マレイミドプロピオン酸、6,7-メチレンジオキシ-4-メチル-3-マレイミドクマリン、4,4’-ビスマレイミドジフェニルメタン、ビス(3-エチル-5-メチル-4-マレイミドフェニル)メタン、N,N’-1,3-フェニレンジマレイミド、N,N’-1,4-フェニレンジマレイミド、N-(1-ピレニル)マレイミド、N-(2,4,6-トリクロロフェニル)マレイミド、N-(4-アミノフェニル)マレイミド、N-(4-ニトロフェニル)マレイミド、N-ベンジルマレイミド、N-ブロモメチル-2,3-ジクロロマレイミド、N-スクシンイミジル-3-マレイミドベンゾエート、N-スクシンイミジル-3-マレイミドプロピオナート、N-スクシンイミジル-4-マレイミドブチラート、N-スクシンイミジル-6-マレイミドヘキサノアート、N-[4-(2-ベンゾイミダゾリル)フェニル]マレイミド、9-マレイミドアクリジン等のN-置換マレイミド類、EO変性クレゾールアクリレート、n-ノニルフェノキシポリエチレングリコールアクリレート、フェノキシエチルアクリレート、エトキシ化フェニルアクリレート、フェノールのエチレンオキサイド(EO)変性(メタ)アクリレート、パラクミルフェノールのEO又はプロピレンオキサイド(PO)変性(メタ)アクリレート、ノニルフェノールのEO変性(メタ)アクリレート、ノニルフェノールのPO変性(メタ)アクリレート等が挙げられる。
【0139】
方法(i)の類似の方法として、例えば、カルボキシル基を有するエチレン性不飽和単量体と、他の単量体とを共重合で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エチレン性不飽和単量体を付加反応させ、エチレン性不飽和二重結合及びカルボキシル基を導入する方法である。
【0140】
[方法(ii)]
方法(ii)は、水酸基を有するエチレン性不飽和単量体と、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エチレン性不飽和単量体のイソシアネート基を反応させる方法である。
【0141】
水酸基を有するエチレン性不飽和単量体は、例えば、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、グリセロールモノ(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る。また、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)アクリレートも挙げられる。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、又はグリセロールモノ(メタ)アクリレートが好ましく、また感度の点からは2個以上6個以下の水酸基を有するものを使用することが感度の点から好ましく、グリセロールモノ(メタ)アクリレートがさらに好ましい。
【0142】
イソシアネート基を有するエチレン性不飽和単量体は、例えば、2-(メタ)アクリロイルエチルイソシアネート、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。
【0143】
アルカリ可溶性樹脂を構成できるその他単量体は、既に説明したその他のエチレン性不飽和単量体に加え、N-置換マレイミド類、アルキレンオキシ基含有単量体、リン酸エステル基含有エチレン性不飽和単量体、カルボキシル基含有エチレン性不飽和単量体等が挙げられる。
N-置換マレイミド類は、例えば、シクロヘキシルマレイミド、フェニルマレイミド、メチルマレイミド、エチルマレイミド、1,2-ビスマレイミドエタン1,6-ビスマレイミドヘキサン、3-マレイミドプロピオン酸、6,7-メチレンジオキシ-4-メチル-3-マレイミドクマリン、4,4’-ビスマレイミドジフェニルメタン、ビス(3-エチル-5-メチル-4-マレイミドフェニル)メタン、N,N’-1,3-フェニレンジマレイミド、N,N’-1,4-フェニレンジマレイミド、N-(1-ピレニル)マレイミド、N-(2,4,6-トリクロロフェニル)マレイミド、N-(4-アミノフェニル)マレイミド、N-(4-ニトロフェニル)マレイミド、N-ベンジルマレイミド、N-ブロモメチル-2,3-ジクロロマレイミド、N-スクシンイミジル-3-マレイミドベンゾエート、N-スクシンイミジル-3-マレイミドプロピオナート、N-スクシンイミジル-4-マレイミドブチラート、N-スクシンイミジル-6-マレイミドヘキサノアート、N-[4-(2-ベンゾイミダゾリル)フェニル]マレイミド、9-マレイミドアクリジン等が挙げられる。アルキレンオキシ基含有単量体は、例えば、EO変性クレゾールアクリレート、n-ノニルフェノキシポリエチレングリコールアクリレート、フェノキシエチルアクリレート、エトキシ化フェニルアクリレート、フェノールのエチレンオキサイド(EO)変性(メタ)アクリレート、パラクミルフェノールのEO又はプロピレンオキサイド(PO)変性(メタ)アクリレート、ノニルフェノールのEO変性(メタ)アクリレート、ノニルフェノールのPO変性(メタ)アクリレート等が挙げられる。
【0144】
カルボキシル基含有エチレン性不飽和単量体は、既に説明した単量体を使用できる。
【0145】
リン酸エステル基含有エチレン性不飽和単量体は、例えば、上記水酸基含有エチレン性不飽和単量体の水酸基に、たとえば5酸化リンやポリリン酸等のリン酸エステル化剤を反応させた化合物である。
【0146】
(エチレン性不飽和二重結合を有しないアルカリ可溶性樹脂)
本発明の着色組成物は、被膜の硬化度を調整するために、エチレン性不飽和二重結合を有しないアルカリ可溶性樹脂を含有できる。
【0147】
本発明におけるアルカリ可溶性樹脂の重量平均分子量(Mw)は、アルカリ現像溶解性を付与するために、2,000以上40,000以下であり、3,000以上30,000以下が好ましく、4,000以上20,000以下がより好ましい。また、Mw/Mnの値は10以下であることが好ましい。重量平均分子量(Mw)が2,000未満であると基板に対する密着性が低下し、露光パターンが残りにくくなる。40,000を超えるとアルカリ現像溶解性が低下し、残渣が発生しパターンの直線性が悪化する。
本発明におけるアルカリ可溶性樹脂の酸価は、アルカリ現像溶解性を付与するために50以上200以下(KOHmg/g)であり、70以上180以下の範囲が好ましく、より好ましくは90以上170以下の範囲である。酸価が50未満であるとアルカリ現像溶解性が低下し、残渣が発生しパターンの直線性が悪化する。200を超えると基板への密着性が低下し、露光パターンが残りにくくなる。
【0148】
バインダ樹脂の合成に使用する各原料は、単独または2種類以上を併用して使用できる。
【0149】
<熱硬化性化合物>
本発明においては、バインダ樹脂として熱可塑性樹脂と併用して、さらに熱硬化性化合物を含むことが出来る。本発明のカラーフィルタ用着色組成物を用いてカラーフィルタを作製する際、熱硬化性化合物を含むことで、フィルタセグメントの焼成時に反応し塗膜の架橋密度を高め、そのためフィルタセグメントの耐熱性が向上し、フィルタセグメント焼成時の顔料凝集が抑えられ、コントラスト比が向上するという効果が得られる。
【0150】
熱硬化性化合物は、低分子化合物でもよく、樹脂のような高分子量化合物でもよい。
熱硬化性化合物としては、例えば、エポキシ化合物、オキセタン化合物、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、およびフェノール化合物が挙げられるが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明のカラーフィルタ用着色組成物ではエポキシ化合物およびオキセタン化合物が好ましく用いられる。
【0151】
<光重合性化合物>
本発明の着色組成物は、光重合性化合物および/または光重合性開始剤を含有し、感光性着色組成物とすることができる。光重合性化合物には、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る。
【0152】
光重合性化合物は、例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、β-カルボキシエチル(メタ)アクリレート、ポリ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、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(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、フェノキシテトラエチレングリコール(メタ)アクリレート、フェノキシヘキサエチレングリコール(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンPO変性トリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンEO変性トリ(メタ)アクリレート、イソシアヌル酸EO変性ジ(メタ)アクリレート、イソシアヌル酸EO変性トリ(メタ)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、ペンタエリスリトールトリ(メタ)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、1,6-ヘキサンジオールジグリシジルエーテルジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAジグリシジルエーテルジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテルジ(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、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、トリシクロデカニル(メタ)アクリレート、メチロール化メラミンの(メタ)アクリル酸エステル、エポキシ(メタ)アクリレート、ウレタン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。
【0153】
(酸基を有する光重合性化合物)
光重合性化合物は、酸基を有する光重合性化合物を含有できる。酸基は、スルホン酸基、カルボキシル基、リン酸基等が挙げられる。
【0154】
酸基を有する光重合性化合物は、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が挙げられる。具体例は、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、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。
【0155】
(ウレタン結合を有する光重合性化合物)
光重合性化合物は、エチレン性不飽和結合とウレタン結合を有する化合物を含有できる。前記化合物は、例えば、水酸基を有する(メタ)アクリレートに多官能イソシアネートを反応させて得られる多官能ウレタンアクリレートや、アルコールに多官能イソシアネートを反応させ、さらに水酸基を有する(メタ)アクリレートを反応させて得られる多官能ウレタンアクリレート等が挙げられる。
【0156】
水酸基を有する(メタ)アクリレートは、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、4-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンジ(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、ジトリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、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エチレンオキサイド変性ペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールプロピレンオキサイド変性ペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールカプロラクトン変性ペンタ(メタ)アクリレート、グリセロールアクリレートメタクリレート、グリセロールジメタクリレート、2-ヒドロキシ-3-アクリロイルプロピルメタクリレート、エポキシ基含有化合物とカルボキシ(メタ)アクリレートの反応物、水酸基含有ポリオールポリアクリレート等が挙げられる。
【0157】
また、多官能イソシアネートは、トリレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、ジフェニルメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ポリイソシアネート等が挙げられる。
【0158】
光重合性化合物は、単独または2種類以上を併用して使用できる。
【0159】
光重合性化合物の配合量は、着色組成物の不揮発分100質量%中、1~50質量%が好ましく、2~40質量部がより好ましい。適量配合すると硬化性及び現像性がより向上する。
【0160】
<光重合性開始剤>
光重合性開始剤は、例えば、4-フェノキシジクロロアセトフェノン、4-t-ブチル-ジクロロアセトフェノン、ジエトキシアセトフェノン、1-(4-イソプロピルフェニル)-2-ヒドロキシ-2-メチルプロパン-1-オン、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-モルフォリノプロパン-1-オン、2-(ジメチルアミノ)-1-[4-(4-モルホリノ)フェニル]-2-(フェニルメチル)-1-ブタノン、又は2-(ジメチルアミノ)-2-[(4-メチルフェニル)メチル]-1-[4-(4-モルホリニル)フェニル]-1-ブタノン等のアセトフェノン系化合物;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、又はベンジルジメチルケタール等のベンゾイン系化合物;ベンゾフェノン、ベンゾイル安息香酸、ベンゾイル安息香酸メチル、4-フェニルベンゾフェノン、ヒドロキシベンゾフェノン、アクリル化ベンゾフェノン、4-ベンゾイル-4’-メチルジフェニルサルファイド、又は3,3’,4,4’-テトラ(t-ブチルパーオキシカルボニル)ベンゾフェノン等のベンゾフェノン系化合物;チオキサントン、2-クロルチオキサントン、2-メチルチオキサントン、イソプロピルチオキサントン、2,4-ジイソプロピルチオキサントン、又は2,4-ジエチルチオキサントン等のチオキサントン系化合物;2,4,6-トリクロロ-s-トリアジン、2-フェニル-4,6-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン、2-(p-メトキシフェニル)-4,6-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン、2-(p-トリル)-4,6-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン、2-ピペロニル-4,6-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン、2,4-ビス(トリクロロメチル)-6-スチリル-s-トリアジン、2-(ナフト-1-イル)-4,6-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン、2-(4-メトキシ-ナフト-1-イル)-4,6-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン、2,4-トリクロロメチル-(ピペロニル)-6-トリアジン、又は2,4-トリクロロメチル-(4’-メトキシスチリル)-6-トリアジン等のトリアジン系化合物;1,2-オクタンジオン,1-〔4-(フェニルチオ)フェニル-,2-(O-ベンゾイルオキシム)〕、又はエタノン,1-〔9-エチル-6-(2-メチルベンゾイル)-9H-カルバゾール-3-イル〕-,1-(O-アセチルオキシム)等のオキシムエステル系化合物;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、又はジフェニル-2,4,6-トリメチルベンゾイルホスフィンオキサイド等のホスフィン系化合物;9,10-フェナンスレンキノン、カンファーキノン、エチルアントラキノン等のキノン系化合物;ボレート系化合物;カルバゾール系化合物;イミダゾール系化合物;あるいは、チタノセン系化合物等が挙げられる。これらの中でも、オキシムエステル系化合物が好ましい。
【0161】
光重合性開始剤は、単独または2種類以上を併用して使用できる。
【0162】
(オキシムエステル系化合物)
オキシムエステル系化合物は、紫外線を吸収することによってオキシムのN-O結合の解裂がおこり、イミニルラジカルとアルキロキシラジカルを生成する。これらのラジカルは更に分解することにより活性の高いラジカルを生成するため、少ない露光量でパターンを形成させることができる。感光性着色組成物の着色剤濃度が高い場合、塗膜の紫外線透過率が低くなり塗膜の硬化度が低くなることがあるが、オキシムエステル系化合物は高い量子効率を持つため好適に使用される。
【0163】
オキシムエステル系化合物は、特開2007-210991号公報、特開2009-179619号公報、特開2010-037223号公報、特開2010-215575号公報、特開2011-020998号公報等に記載のオキシムエステル系光重合性開始剤が挙げられる。
【0164】
光重合性開始剤の含有量は、着色剤100質量部に対し、2~50質量部が好ましく、2~30質量部がより好ましい。適量配合すると光硬化性及び現像性がより向上する。
【0165】
<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、カルコン誘導体、ジベンザルアセトン等に代表される不飽和ケトン類、ベンジルやカンファーキノン等に代表される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、又はミヒラーケトン誘導体、α-アシロキシエステル、アシルフォスフィンオキサイド、メチルフェニルグリオキシレート、ベンジル、9,10-フェナンスレンキノン、カンファーキノン、エチルアンスラキノン、4,4’-ジエチルイソフタロフェノン、3,3’又は4,4’-テトラ(t-ブチルパーオキシカルボニル)ベンゾフェノン、4,4’-ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン等が挙げられる。
【0166】
上記増感剤の中で、特に好適に増感しうる増感剤としては、チオキサントン誘導体、ミヒラーケトン誘導体、カルバゾール誘導体が挙げられる。さらに具体的には、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、4,4’-ビス(ジメチルアミノ)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、4,4’-ビス(エチルメチルアミノ)ベンゾフェノン、N-エチルカルバゾール、3-ベンゾイル-N-エチルカルバゾール、3,6-ジベンゾイル-N-エチルカルバゾール等が用いられる。
【0167】
さらに具体的には、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、及び「特殊機能材料」(1986年、シーエムシー)に記載の増感剤が挙げられるがこれらに限定されるものではない。また、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増感剤を含有させることもできる。
【0168】
増感剤は、単独または2種類以上を併用して使用できる。
【0169】
増感剤の含有量は、光重合性開始剤100質量部に対し、3~60質量部でが好ましく、5~50質量部がより好ましい。適量含有すると硬化性、現像性がより向上する。
【0170】
<チオール系連鎖移動剤>
本発明の着色組成物は連鎖移動剤として、チオール系連鎖移動剤を含むことが好ましい。チオールを光重合性開始剤とともに使用することにより、光照射後のラジカル重合過程において、連鎖移動剤として働き、酸素による重合阻害を受けにくいチイルラジカルが発生するので、得られる着色組成物は高感度となる。
【0171】
また、チオール基が2個以上あるメチレン、エチレン基等の脂肪族基に結合した多官能脂肪族チオールが好ましい。より好ましくは、チオール基が4個以上ある多官能脂肪族チオールである。官能基数が増えることで、重合開始機能が向上し、パターンにおける表面から基材付近まで硬化させることができる。
【0172】
多官能チオールとしては、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(3-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-トリアジンなどが挙げられ、好ましくは、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プロピオネート、ペンタエリスリトールテトラキスチオプロピオネートが挙げられる。
【0173】
チオール系連鎖移動剤は、単独または2種類以上を併用して使用できる。
【0174】
チオール系連鎖移動剤の含有量は、着色組成物の不揮発分100質量%中、0.1~10質量%が好ましく、0.1~3質量%がより好ましい。適量含有すると光感度、テーパー形状が向上し、被膜表面にシワが発生し難くなる。
【0175】
<重合禁止剤>
本発明の着色組成物は、重合禁止剤を含有できる。これによりフォトリソグラフィー法の露光時にマスクの回折光による感光を抑制できるため、所望の形状のパターンが得やすくなる。
【0176】
重合禁止剤としては、例えば、カテコール、レゾルシノール、1,4-ヒドロキノン、2-メチルカテコール、3-メチルカテコール、4-メチルカテコール、2-エチルカテコール、3-エチルカテコール、4-エチルカテコール、2-プロピルカテコール、3-プロピルカテコール、4-プロピルカテコール、2-n-ブチルカテコール、3-n-ブチルカテコール、4-n-ブチルカテコール、2-tert-ブチルカテコール、3-tert-ブチルカテコール、4-tert-ブチルカテコール、3,5-ジ-tert-ブチルカテコール等のアルキルカテコール系化合物、2-メチルレゾルシノール、4-メチルレゾルシノール、2-エチルレゾルシノール、4-エチルレゾルシノール、2-プロピルレゾルシノール、4-プロピルレゾルシノール、2-n-ブチルレゾルシノール、4-n-ブチルレゾルシノール、2-tert-ブチルレゾルシノール、4-tert-ブチルレゾルシノール等のアルキルレゾルシノール系化合物、メチルヒドロキノン、エチルヒドロキノン、プロピルヒドロキノン、tert-ブチルヒドロキノン、2,5-ジ-tert-ブチルヒドロキノン等のアルキルヒドロキノン系化合物、トリブチルホスフィン、トリオクチルホスフィン、トリシクロヘキシルホスフィン、トリフェニルホスフィン、トリベンジルホスフィン等のホスフィン化合物、トリオクチルホスフィンオキサイド、トリフェニルホスフィンオキサイドなどのホスフィンオキサイド化合物、トリフェニルホスファイト、トリスノニルフェニルホスファイト等のホスファイト化合物、ピロガロール、フロログルシンなどが挙げられる。
【0177】
重合禁止剤の含有量は、着色組成物の不揮発分100質量%中、0.01~0.4質量部が好ましい。この範囲において、重合禁止剤の効果が大きくなり、テーパーの直線性や塗膜のシワ、パターン解像性等が良好になる。
【0178】
<紫外線吸収剤>
発明の着色組成物は、紫外線吸収剤を含んでも良い。本発明における紫外線吸収剤とは、紫外線吸収機能を有する有機化合物であり、ベンゾトリアゾール系化合物、トリアジン系化合物、ベンゾフェノン系化合物、サリチル酸エステル系化合物、シアノアクリレート系化合物、及びサリシレート系化合物などが挙げられる。
【0179】
紫外線吸収剤の含有量は、光重合性開始剤と紫外線吸収剤との合計100質量%中、5~70質量%が好ましい。適量含有すると現像後の解像性がより向上する。
【0180】
また、光重合性開始剤と紫外線吸収剤の合計含有量は、着色組成物の不揮発分100質量%中、1~20質量%が好ましい。適量含有すると基板と被膜の密着性がより向上し、良好な解像性が得られる。
【0181】
ベンゾトリアゾール系化合物は、例えば、2-(5メチル-2-ヒドロキシフェニル)ベンゾトリアゾール、2-(2-ヒドロキシ-5-t-ブチルフェニル)-2H-ベンゾトリアゾール、2-[2-ヒドロキシ-3,5-ビス(α, α-ジメチルベンジル)フェニル]-2H-ベンゾトリアゾール、2-(3-tブチル-5-メチル-2-ヒドロキシフェニル)-5-クロロベンゾトリアゾール、2-(2’-ヒドロキシ-5’-t-オクチルフェニル)ベンゾトリアゾール、5%の2-メトキシ-1-メチルエチルアセテートと95%のベンゼンプロパン酸,3-(2H-ベンゾトリアゾール2-イル)-(1,1-ジメチルエチル)-4-ヒドロキシ,C7-9側鎖及び直鎖アルキルエステルの混合物、2-(2H-ベンゾトリアゾール2-イル)-4,6-ビス(1-メチル-1-フェニルエチル)フェノール、2-(2H-ベンゾトリアゾール2-イル)-6-(1-メチル-1-フェニルエチル)-4-(1,1,3,3-テトラメチルブチル)フェノール、メチル 3-(3-(2H-ベンゾトリアゾール2-イル)-5-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート/ポリエチレングリコール300の反応生成物、2-(2H-ベンゾトリアゾール2-イル)-4-(1,1,3,3-テトラメチルブチル)フェノール、2,2’-メチレンビス[6-(2H-ベンゾトリアゾール2-イル)-4-(1,1,3,3-テトラメチルブチル)フェノール]、2-(2H-ベンゾトリアゾール2-イル)-p-クレゾール、2-(5-クロロ-2H-ベンゾトリアゾール2-イル)-6-t-ブチル-4-メチルフェノール、2-(3,5-ジ-t-アミル-2-ヒドロキシフェニル)ベンゾトリアゾール、2-[2-ヒドロキシ-5-[2-(メタクリロイルオキシ)エチル]フェニル]-2H-ベンゾトリアゾール、オクチル-3-[3-tert-ブチル-4-ヒドロキシ-5-(5-クロロ-2H-ベンゾトリアゾール2-イル)フェニル]プロピオネート、2-エチルヘキシル-3-[3-tert-ブチル-4-ヒドロキシ-5-(5-クロロ-2H-ベンゾトリアゾール2-イル)フェニル]プロピオネートが挙げられる。
【0182】
トリアジン系化合物としては、2,4-ビス(2,4-ジメチルフェニル)-6-(2-ヒドロキシ-4-n-オクチルオキシフェニル)-1,3,5-トリアジン、2‐[4,6‐ビス(2,4‐ジメチルフェニル)‐1,3,5‐トリアジン‐2‐イル]‐5‐[3‐(ドデシルオキシ)‐2‐ヒドロキシプロポキシ]フェノール、2-(2,4-ジヒドロキシフェニル)-4,6-ビス(2,4-ジメチルフェニル)-1,3,5-トリアジンと(2-エチルヘキシル)-グリシド酸エステルの反応生成物、2,4-ビス「2-ヒドロキシ-4-ブトキシフェニル」-6-(2,4-ジブトキシフェニル)-1,3,5-トリアジン、2-(4,6-ジフェニル-1,3,5-トリアジン-2-イル)-5-(ヘキシルオキシ)フェノール、2-(4,6-ジフェニル-1,3,5-トリアジン-2-イル)-5-[2-(2-エチルヘキサノイルオキシ)エトキシ]フェノール、2,4,6-トリス(2-ヒドロキシ-4-ヘキシルオキシ-3-メチルフェニル)-1,3,5-トリアジン等が挙げられる。その他トリアジン構造を有するオリゴマータイプ及びポリマータイプの化合物等も使用することが出来る。
【0183】
ベンゾフェノン系化合物としては、2,4-ジ-ヒドロキシベンゾフェノン、2-ヒドロキシ-4-メトキシベンゾフェノン、2-ヒドロキシ-4-n-オクトキシベンゾフェノン、2,2’-ジ-ヒドロキシ-4-メトキシベンゾフェノン、2,2’-ジヒドロキシ-4,4’-ジメトキシベンゾフェノン、4-ドデシロキシ-2-ヒドロキシベンゾフェノン、2-ヒドロキシ-4-オクタデシロキシベンゾフェノン、2,2’ジヒドロキシ-4,4’-ジメトキシベンゾフェノン、2,2’,4,4’-テトラヒドロキシベンゾフェノン、2-ヒドロキシ-4-メトキシ-2’-カルボキシベンゾフェノン等が挙げられる。その他ベンゾフェノン構造を有するオリゴマータイプ及びポリマータイプの化合物等も使用することが出来る。
【0184】
サリチル酸エステル系化合物としては、サリチル酸フェニル、サリチル酸p-オクチルフェニル、サリチル酸p-tertブチルフェニル等が挙げられる。その他サリチル酸エステル構造を有するオリゴマータイプ及びポリマータイプの化合物等も使用することが出来る。
【0185】
<酸化防止剤>
本発明の着色組成物は、酸化防止剤を含有することができる。酸化防止剤は、着色組成物に含まれる光重合性開始剤や熱硬化性化合物が、熱硬化やITOアニール時の熱工程によって酸化し黄変することを防ぐため、塗膜の透過率を向上できる。特に着色組成物の着色剤濃度が高い場合、塗膜架橋成分量が少なくなるため高感度の架橋成分の使用や、光重合性開始剤の増量といった対応を取るため熱工程の黄変が強くなる現象が見られる。そのため、酸化防止剤を含むことで、加熱工程時の酸化による黄変を防止し、高い塗膜の透過率を得る事ができる。
【0186】
酸化防止剤は、例えば、ヒンダードフェノール系、ヒンダードアミン系、リン系、イオウ系、及びヒドロキシルアミン系の化合物が挙げられる。なお、本明細書で酸化防止剤は、ハロゲン原子を含有しない化合物が好ましい。
【0187】
ここれらの中でも、塗膜の透過率と感度の両立の観点から、ヒンダードフェノール系酸化防止剤、ヒンダードアミン系酸化防止剤、リン系酸化防止剤、イオウ系酸化防止剤が好ましい。
【0188】
酸化防止剤は、単独または2種類以上を併用して使用できる。
【0189】
また酸化防止剤の含有量は、着色組成物の固形分100質量%中、0.5~5.0質量%の場合、透過率、分光特性、及び感度が良好であるためより好ましい。
【0190】
<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塗布性、着色被膜の乾燥性を良好することを目的として、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、シリコーン系界面活性剤、フッ素系界面活性剤、ノニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、アニオン性界面活性剤などの各種界面活性剤を使用できる。
【0191】
シリコーン系界面活性剤としては、シロキサン結合からなる直鎖状ポリマーや、側鎖や末端に有機基を導入した変性シロキサンポリマーが挙げられる。
【0192】
さらに具体的には、ビックケミー社製BYK-300、306、310、313、315N、320、322、323、330、331、333、342、345/346、347、348、349、370、377、378、3455、UV3510、3570、東レ・ダウコーニング株式会社製FZ-7002、2110、2122、2123、2191、5609、信越化学工業株式会社製X-22-4952、X-22-4272、X-22-6266、KF-351A、KF-354L、KF-355A、KF-945、KF-640、KF-642、KF-643、X-22-4515、KF-6004、KP-341等が挙げられる。
【0193】
フッ素系界面活性剤としては、フルオロカーボン鎖を有する界面活性剤又はレべリング剤が挙げられる。
【0194】
さらに具体的には、AGCセイミケミカル株式会社製サーフロンS-242、S-243、S-420、S-611、S-651、S-386、DIC株式会社製メガファックF-253、F-477、F-551、F-552、F-555、F-558、F-560、F-570、F-575,F-576、R-40-LM、R-41、RS-72-K、DS-21、住友スリーエム株式会社製FC-4430、FC-4432、三菱マテリアル電子化成株式会社製EF-PP31N09、EF-PP33G1、EF-PP32C1、株式会社ネオス製フタージェント602A等が挙げられる。
【0195】
ノニオン性界面活性剤としては、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セチルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、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アルキルエーテル、ポリオキシエチレンミリステルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルドデシルエーテル、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル、ポリオキシフェニレンジスチレン化フェニルエーテル、ポリオキシエチレントリベンジルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレングリコール、ポリオキシアルキレンアルケニルエーテル、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、ソルビタンモノラウレート、ソルビタンモノパルミテート、ソルビタンモノステアレート、ソルビタンジステアレート、ソルビタントリステアレート、ソルビタンモノオレエート、ソルビタントリオレエート、ソルビタンセスキオレエート、ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノパルミテート、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート、ポリオキシエチレンソルビタントリステアレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノオレエート、ポリオキイエチレンソルビタントリイソステアレート、テトラオレイン酸ポリオキシエチレンソルビット、グリセロールモノステアレート、グリセロールモノオレエート、ポリエチレングリコールモノラウレート、ポリエチレングリコールモノステアレート、ポリエチレングリコールジステアレート、ポリエチレングリコールモノオレエート、ポリオキシエチレン硬化ヒマシ油、ポリオキシエチレンアルキルアミン、アルキルアルカノールアミド、アルキルイミダゾリン等が挙げられる。
【0196】
さらに具体的には、花王株式会社製エマルゲン103、104P、106、108、109P、120、123P、130K、147、150、210P、220、306P、320P、350、404、408、409PV、420、430、705、707、709、1108、1118S-70、1135S-70、1150S-60、2020G-HA、2025G、LS-106、LS-110、LS-114、MS-110、A-60、A-90、B-66、PP-290、ラテムルPD-420、PD-430、PD-430S、PD450、レオドールSP-L10、SP-P10、SP-S10V、SP-S20、SP-S30V、SP-O10V、SP-O30V、スーパーSP-L10、AS-10V、AO-10V、AO-15V、TW-L120、TW-L106、TW-P120、TW-S120V、TW-S320V、TW-O120V、TW-O106V、TW-IS399C、スーパーTW-L120、430V、440V、460V、MS-50、MS-60、MO-60、MS-165V、エマノーン1112、3199V、3299V、3299RV、4110、CH-25、CH-40、CH-60(K)、アミート102、105、105A、302、320、アミノーンPK-02S、L-02、ホモゲノールL-95、株式会社ADEKA社製アデカプルロニック(登録商標)L-23、31、44、61、62、64、71、72、101、121、TR-701、702、704、913R、共栄社化学株式会社製(メタ)アクリル酸系(共)重合体ポリフローNo.75、No.90、No.95等が挙げられる。
【0197】
カチオン性界面活性剤としてはアルキルアミン塩やラウリルトリメチルアンモニウムクロライド、ステアリルトリメチルアンモニウムクロライド、セチルトリメチルアンモニウムクロライドなどのアルキル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。
【0198】
さらに具体的には、花王株式会社製アセタミン24、コータミン24P、60W、86Pコンク等が挙げられる。
【0199】
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、アルキルナフタレ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等が挙げられる。
【0200】
さらに具体的には、株式会社ネオス製フタージェント100、150、株式会社ADEKA社製アデカホープYES-25、アデカコールTS-230E、PS-440E、EC-8600等が挙げられる。
【0201】
両性界面活性剤としてはラウリン酸アミドプロピルベタイン、ラウリルベタイン、コカミドプロピルベタイン、ステアリルベタイン、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、ラウリルジメチルアミンオキサイド等のアルキルアミンオキサイド等が挙げられる。
【0202】
さらに具体的には、花王株式会社製アンヒトール20AB、20BS、24B、55AB、86B、20Y-B、20N等が挙げられる。
【0203】
本発明の着色組成物に界面活性剤を含有する場合、界面活性剤の添加量は、本発明の組成物の全固形分に対して、0.001~2.0質量%が好ましく、より好ましくは0.005~1.0質量%である。この範囲内であることで、着色組成物の塗布性とパターン密着性、透過率のバランスが良好となる。
本発明の着色組成物は、界面活性剤を、1種類のみを含んでいてもよいし、2種類以上含んでいてもよい。2種類以上含む場合は、その合計量が上記範囲となることが好ましい。
【0204】
<貯蔵安定剤>
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。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およ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、着色剤の全量を基準(100質量%)として、0.1~10質量%の量で用いることができる。
【0205】
<密着向上剤>
本発明の着色組成物には、基材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ができる。密着向上剤による密着性が向上することにより、細線の再現性が良好となり解像度が向上する。
【0206】
密着向上剤としては、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン等のビニルシラン類、3-メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、3-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3-メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、3-メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、3-ア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、2-(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、3-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-2-(アミノエチル)-3-アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N-2-(アミノエチル)-3-アミノプロピルトリメトキシシラン、3-アミノプロピルトリメトキシシラン、3-アミノプロピルトリエトキシシラン、3-トリエトキシシリル-N-(1,3-ジメチル-ブチリデン)プロピルアミン、N-フェニル-3-アミノプロピルトリメトキシシラン、N-(ビニルベンジル)-2-アミノエチル-3-アミノプロピルトリメトキシシランの塩酸塩等のアミノシラン類、3-メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、3-メルカプトプロピルトリメトキシシラン等のメルカプト類、p-スチリルトリメトキシシラン等のスチリル類、3-ウレイドプロピルトリエトキシシラン等のウレイド類、ビス(トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィド等のスルフィド類、3-イソシアネートプロピルトリエトキシシラン等のイソシアネート類など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。この範囲内で効果が大きくなり、密着性、解像性、感度のバランスが良好であるためより好ましい。
【0207】
<着色組成物の製造方法>
本発明の着色組成物は、着色剤を、分散剤、バインダ樹脂などの着色剤担体及び/又は溶剤中に、好ましくは分散助剤(顔料誘導体や界面活性剤)と一緒に、ニーダー、2本ロールミル、3本ロールミル、ボールミル、横型サンドミル、縦型サンドミル、アニュラー型ビーズミル、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(着色剤分散体)。このとき、2種以上の着色剤等を同時に着色剤担体に分散しても良いし、別々に着色材担体に分散したものを混合しても良い。染料等、着色剤の溶解性が高い場合、具体的には使用する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。
【0208】
また、カラーフィルタ用感光性着色組成物(レジスト材)として用いる場合には、溶剤現像型あるいはアルカリ現像型着色組成物として調製することができる。溶剤現像型あるいはアルカリ現像型着色組成物は、前記着色剤分散体と、光重合性化合物及び/又は光重合性開始剤と、必要に応じて、有機溶剤、その他の分散助剤、及び添加剤等を混合して調整することができる。光重合性開始剤は、着色組成物を調製する段階で加えてもよく、調製した着色組成物に後から加えてもよい。
【0209】
<粗大粒子の除去>
本発明の着色組成物は、重力加速度3000~25000Gの遠心分離、焼結フィルタやメンブレンフィルタによる濾過等の手段にて、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。
【0210】
<着色組成物中の水分量>
本発明の着色組成物は、水の含有量が着色組成物全体に対して0.1~2.0質量%であることが好ましい。
【0211】
水の含有量が、上記範囲内の着色組成物であると、経時保存後でも分散安定性・感度に優れる。
【0212】
着色組成物に含まれる水の含有量は、1.8質量%以下が好ましく、1.6質量%以下がより好ましく、この範囲の十分少ない水分量であれば、経時保存後でも分散安定性・感度に問題は起こりにくい。
【0213】
水の含有量を制御する方法は、特に制限がなく、公知の方法を用いることができる。例えば、乾燥した不活性ガスを吹き込みながら、着色組成物を製造する方法や、製造後、モレキュラーシーブスを投入し脱水する方法等が挙げられる。その中でも、乾燥した不活性ガスを吹き込みながら、製造する方法が好ましい。
【0214】
水の含有量は、カールフィッシャー法などの公知の方法により測定することができる。
【0215】
<着色組成物中の特定金属原子>
本発明の着色組成物は、顔料の構成成分以外に少量のLi、Na、K、Mg、Ca、Fe、及びCr(以下、特定金属原子ともいう)を含む金属成分が存在する場合がある。これら特定金属原子を含む金属成分が多く存在すると、保存安定性が阻害される場合、耐熱性が低下する場合、感光性着色組成物の形態で調製した際の感度低下を引き起こす場合がある。
また、このような特定金属原子を含む金属成分が多く存在する着色組成物を用いて作成したカラーフィルタは、異物が発生する場合があり、結果として透過率低下を引き起こしやすい。本発明の着色組成物に含まれる該金属成分中の特定金属原子の合計含有量は、着色組成物全体に対し、1~500質量ppmであることが好ましい。
【0216】
本発明の着色組成物に含まれる特定金属原子の合計量は、着色組成物全体に対し、300質量ppm以下がより好ましく、200質量ppm以下が特に好ましい。また、特定金属原子の合計量の下限は、特に限定されないが、着色組成物全体に対し、1質量ppm以上が好ましく、5質量ppm以上がより好ましい。上記範囲内であれば、コストも抑制でき、保存安定性に優れ、かつ異物の発生、透過率低下が少ないカラーフィルタを形成できる着色組成物を得ることができる。
【0217】
本発明の着色組成物に含まれる各特定金属原子の含有量は、着色組成物全体に対し、各々100質量ppm以下であることが好ましく、各々50質量ppm以下であることがより好ましい。
【0218】
また、顔料構造の一部にNi、Zn、Cu、Al、Fe、及びCo等の金属原子が含まれる場合には、顔料構造の一部を構成していないこれら金属原子が存在する場合がある。このような金属原子も少ない方がよく、以下の方法で特定金属原子と同様に取り除くことが出来る。さらに、Mn、Cs、Ti、Co、Si、Pd等、着色組成物の各種原料の製造工程で用いる材料(たとえば触媒)等により混入してしまうものも、低濃度であることが好ましい。
【0219】
着色組成物に含まれる各種原料あるいは製造過程において装置から混入した金属原子を除去する方法としては、特開2010-83997号公報、特開2018-36521号公報、特開平7-198928号公報、特開平8-333521号公報、特開2009-7432号公報等による水洗による方法、特開2011-48736号公報に記載のマグネットによる磁性異物の除去等の方法が挙げられ、単独または複数の方法を適宜使用する。
【0220】
特定金属原子の含有量は、誘導結合プラズマ発光分光分析(ICP)によって、測定できる。
【0221】
<着色組成物中のトルエン量>
本発明の着色組成物は、トルエンを含んでいても良く、含む場合はトルエンの含有量が0.1~10質量ppmであることが好ましい。トルエンの含有量の上限は、9質量ppm以下であることが好ましく、8質量ppm以下であることがより好ましく、7質量ppm以下であることが更に好ましい。下限は、0.2質量ppm以上であることが好ましく、0.3質量ppm以上であることがより好ましく、0.4質量ppm以上であることが更に好ましい。
【0222】
<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、赤色フィルタセグメント、緑色フィルタセグメント、および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、およ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。本発明のカラーフィルタは、赤色フィルタセグメント、および黄色フィルタセグメントのうち少なくとも1つが、本発明の着色組成物から形成されてなるものである。特に、赤色フィルタセグメントが本発明の着色組成物から形成されてなるものが好ましい。
【0223】
(カラーフィルタの製造方法)
カラーフィルタは、まず基材上にブラックマトリクスを形成し、次いでフィルタセグメントを形成することが好ましい。なお、基材上に薄膜トランジスター(TFT)をあらかじめ形成してから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は、例えば、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挙げられる。
【0224】
フィルタセグメントの形成は、例えば、印刷法、電着法、転写法、インクジェット法、フォトリソグラフィー法、ドライエッチング法等で作製できる。
【0225】
印刷法は、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形成ができるため、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の制御も重要であり、分散剤や体質顔料によるインキ粘度の調整を行うこともできる。
【0226】
電着法は、透明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のフィルタセグメントをそれぞれ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作製する。また、転写法は、剥離性シートの剥離処理面に、フィルタセグメントを形成する。次いでこのフィルタセグメントを透明基板に転写して作製する。
【0227】
フォトリソグラフィー法は、基板上に本発明の着色組成物を塗工して形成した層を、必要に応じて乾燥(プレベーク)した後、マスクを介してパターン状に露光し(露光工程)、未露光部分をアルカリ現像により除去(現像工程)後、必要に応じてパターンを加熱処理(ポストベーク工程)する。
【0228】
〔露光工程〕
露光工程は、塗工で形成した層を、例えば、ステッパー等の露光装置を用い、マスクを介して特定のパターンを露光する。これにより、露光部分を硬化することができる。露光に用いる活性エネルギー線は、例えば、g線(波長436nm)、h線(波長405nm)、i線(波長365nm)等の紫外線が挙げられる。また、波長300nm以下の光を用いることもできる。波長300nm以下の光としては、KrF線(波長248nm)、ArF(波長193nm)などが挙げられる。
また、露光に際しては、光を連続的に照射して露光してもよく、短時間(例えば、ミリ秒レベル以下)のサイクルで光の照射と休止を繰り返して露光(パルス露光)してもよい。
【0229】
〔現像工程〕
次に、アルカリ現像処理を行うことで、未露光部分の層がアルカリ水溶液に溶出し、硬化部分のみが残りパターン状の膜が得られる。
アルカリ現像液は、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、硅酸ナトリウム、メタ硅酸ナトリウム、アンモニア水、エチルアミン、ジエチルアミン、ジメチルエタノールアミン、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド、コリン、ピロール、ピペリジン、1,8-ジアザビシクロ-〔5.4.0〕-7-ウンデセン等のアルカリ性化合物が挙げられる。
アルカリ現像液の濃度は、0.001~10質量%が好ましく、0.01~1質量%がより好ましい。アルカリ現像液のpHは、11~13が好ましく、11.5~12.5がより好ましい。適度なpHで使用するとパターンの荒れや剥離を抑制し、現像後の残膜率が向上する。
現像方法は、例えば、ディップ法、スプレー法、パドル法等が挙げられる。現像温度は15~40℃が好ましい。なお、アルカリ現像後は、純水で洗浄することが好ましい。
【0230】
〔ポストベーク工程〕
現像後、必要に応じて加熱処理(ポストベーク)を行うこともできる。ポストベークにより、膜の耐性が向上する。
温度は、80~300℃が好ましい。また、時間は、2分間~1時間程度が好ましい。基材に耐熱性の低い素材を用いた場合や、光源として有機エレクトロルミネッセンス素子を用いた場合などは、温度は、150℃以下が好ましく、130℃以下がより好ましい。
【0231】
ドライエッチング法は、例えば、基板上に本発明の着色組成物を塗工して形成した層を加熱し硬化させる。次いで、硬化膜上にパターニングされたフォトレジスト層を形成後、パターニングされたフォトレジスト層をマスクとして硬化膜に対しエッチングガスを用いてドライエッチングを行う。ドライエッチング法でのパターン形成については、特開2013-064993号公報の記載された方法を参酌できる。
【0232】
本発明のカラーフィルタは、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、カラー画像表示装置が製造される。このカラー画像表示装置は、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。
【0233】
本発明のカラーフィルタは、画像表示装置以外に固体撮像素子、有機EL表示装置、量子ドット表示装置、電子ペーパー、ヘッドマウントディスプレイ等の用途に使用できる。
【0234】
<画像表示装置>
本発明のカラーフィルタを備えた画像表示装置について説明する。
本発明の画像表示装置は、本発明のカラーフィルタと、光源とを具備する。光源としては、冷陰極管(CCFL),白色LEDが挙げられるが、本発明においては赤の再現領域が広がるという点で、白色LEDを使用することが好ましい。図1は、本発明のカラーフィルタを備えた画像表示装置10の概略断面図である。図1に示す装置10は、離間対向して配置された一対の透明基板11および21を備え、それらの間には、液晶LCが封入されている。
【0235】
液晶LCは、TN(Twisted Nematic)、STN(Super Twisted Nematic)、IPS(In-Plane switching)、VA(Vertical Alignment)、OCB(Optically Compensated Birefringence)等の駆動モードに応じて配向される。第1の透明基板11の内面には、TFT(薄膜トランジスター)アレイ12が形成されており、その上には例えばITOからなる透明電極層13が形成されている。透明電極層13の上には、配向層14が設けられている。また、透明基板11の外面には、偏光板15が形成されている。
【0236】
他方、第2の透明基板21の内面には、本発明のカラーフィルタ22が形成されている。カラーフィルタ22を構成する赤色、緑色および青色のフィルタセグメントは、ブラックマトリックス(図示せず)により分離されている。
【0237】
カラーフィルタ22を覆って、必要に応じて透明保護膜(図示せず)が形成され、さらにその上に、例えばITOからなる透明電極層23が形成され、透明電極層23を覆って配向層24が設けられている。
【0238】
また、透明基板21の外面には、偏光板25が形成されている。なお、偏光板15の下方には、バックライトユニット30が設けられている。
【0239】
白色LED光源としては、青色LEDの表面に蛍光フィルタを形成したものや、青色LEDの樹脂パッケージに蛍光体を含有させたものがあり、430nm~485nmの範囲内で発光強度が極大となる波長(λ3)を有し、530nm~580nmの範囲内で発光強度が極大となる波長(λ4)を有し、600nm~650nmの範囲内で発光強度が極大となる波長(λ5)を有し、かつ波長λ3における発光強度I3と波長λ4における発光強度I4の比(I4/I3)が0.2以上0.4以下であり、波長λ3における発光強度I3と波長λ5における発光強度I5の比(I5/I3)が0.1以上1.3以下である分光特性を持つ白色LED光源(LED1)や、430nm~485nmの範囲内に発光強度が最大となる波長(λ1)を有し、530nm~580nmの範囲内に第2の発光強度のピーク波長(λ2)を有し、波長λ1における発光強度I1と波長λ2における発光強度I2の比(I2/I1)が0.2以上0.7以下である分光特性を持つ白色LED光源(LED2)が好ましい。
【0240】
LED1としては、具体的にはNSSW306D-HG-V1(日亜化学社製)、NSSW304D-HG-V1(日亜化学社製)等が挙げられる。
【0241】
LED2としては、具体的にはNSSW440(日亜化学社製)、NSSW304D(日亜化学社製)等が挙げられる。
【0242】
<固体撮像素子>
本発明の固体撮像素子は、本発明のカラーフィルタが備えられた構成であり、固体撮像素子として機能する構成であれば特に限定はないが、例えば、以下のような構成が挙げられる。
基板上に、固体撮像素子(CCDセンサ、CMOSセンサ、有機CMOSセンサ等)の受光エリアを構成する複数のフォトダイオード及びポリシリコン等からなる転送電極を有し、前記フォトダイオード及び前記転送電極上にフォトダイオードの受光部のみ開口したタングステン等からなる遮光膜を有し、遮光膜上に遮光膜全面及びフォトダイオード受光部を覆うように形成された窒化シリコン等からなるデバイス保護膜を有し、前記デバイス保護膜上に、本発明のカラーフィルタを有する構成である。
更に、前記デバイス保護層上であってカラーフィルタの下(基板に近い側)に集光手段(例えば、マイクロレンズ等。以下同じ)を有する構成や、カラーフィルタ上に集光手段を有する構成等であってもよい。
本発明の固体撮像素子を備えた撮像装置は、例えば、デジタルカメラ、撮像機能を有する電子機器(スマートフォン、タブレット端末等)、車載カメラ、監視カメラ、光センサ等様々な用途に使用できる。
【実施例0243】
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、実施例中、「部」及び「%」は、「質量部」及び「質量%」をそれぞれ表す。
【0244】
(ポリエステル分散剤溶液(C)、樹脂型分散剤溶液(E-2)及びバインダ樹脂1の重量平均分子量(Mw))
ポリエステル分散剤溶液(C)、樹脂型分散剤溶液(E-2)及びバインダ樹脂溶液1の重量平均分子量(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。
【0245】
(ポリエステル分散剤溶液(C)、及び樹脂型分散剤溶液(E-2)の酸価)
ポリエステル分散剤溶液(C)、及び樹脂型分散剤溶液(E-2)0.5~1g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、酸価(mgKOH/g)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。
【0246】
(樹脂型分散剤溶液(E-1)の平均分子量)
樹脂型分散剤溶液(E-1)の数平均分子量(Mn)及び重量平均分子量(Mw)は、装置としてHLC-8320GPC(東ソー株式会社製)を用い、カラムとして SUPER-AW3000を使用し、溶離液として30mMトリエチルアミン及び10mM LiBrのN,N-ジメチルホルムアミド溶液を用いて測定したポリスチレン換算の数平均分子量(Mn)及び重量平均分子量(Mw)である。
【0247】
(樹脂型分散剤溶液(E-1)のアミン価)
樹脂型分散剤溶液(E-1)のアミン価は、ASTM D 2074の方法に準拠し、測定した全アミン価(mgKOH/g)を固形分換算した値である。
【0248】
<ポリエステル分散剤溶液(C)の製造>
(ポリエステル分散剤溶液(C-1)の製造)
ガス導入管、温度計、コンデンサー、攪拌機を備えた反応容器に、tert-ブチルメタクリレート50.0部、メチルメタクリレート45.0部、メタクリル酸5.0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25.0部を仕込み、窒素ガスで置換した。反応容器内を50℃に加熱し、3-メルカプト-1,2-プロパンジオール6.0部を添加した。90℃に昇温し、2,2’-アゾビスイソブチロニトリル0.1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45.7部に溶解した溶液を添加して、10時間反応した。不揮発分測定により95%が反応したことを確認した。
次に、ピロメリット酸二無水物(ダイセル化学工業社製)を14.5部、PGMAc38.0部、触媒として1,8-ジアザビシクロ-[5.4.0]-7-ウンデセン0.2部を追加し、120℃で5時間反応させた。その後、3-メトキシブタノール12.1gを追加し、120℃で3時間反応させた。酸価の測定で98%以上の酸無水物がハーフエステル化していることを確認し反応を終了した。反応終了後、不揮発分が50質量%になるようにプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートを添加して調製し、酸価98mgKOH/g、重量平均分子量9300のポリエステル分散剤溶液(C-1)の溶液を得た。
【0249】
(ポリエステル分散剤溶液(C-2)、比較分散剤溶液(C’’-1)の製造)
表1に記載した原料と配合量に変更した以外はポリエステル分散剤溶液(C-1)の製造と同様にして、ポリエステル分散剤溶液(C-2)、比較分散剤溶液(C’’-1)を得た。
【0250】
【表1】
【0251】
(ポリエステル分散剤溶液(C-3)の製造)
ガス導入管、温度計、コンデンサー、攪拌機を備えた反応容器に、3-メルカプト-1,2-プロパンジオール6部、PMA14.5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70.8部を仕込み、窒素ガスで置換した。反応容器内を100℃に加熱して、5時間反応させた。その後、3-メトキシブタノール12.1gを追加し、120℃で3時間反応させた。酸価の測定で98%以上の酸無水物がハーフエステル化していることを確認した後、系内の温度を70℃に冷却し、t-ブチルアクリレート50.0部、メチルメタクリレート50.0部を仕込み、2,2’-アゾビスイソブチロニトリル0.1部を溶解したプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート38.0部を添加して、10時間反応した。不揮発分測定により重合が95%進行したことを確認し反応を終了した。反応終了後、不揮発分が50質量%になるようにプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートを添加して調製し、酸価93mgKOH/g、重量平均分子量10800のポリエステル分散剤溶液(C-3)を得た。
【0252】
表中に使用する材料を以下に列挙する。
〔エチレン性不飽和単量体〕
・t-BA:t-ブチルアクリレート
・MMA:メチルメタクリレート
・EA:エチルアクリレート
・MAA:メタクリル酸
【0253】
〔分子内に2つの水酸基と1つのチオール基を有する化合物〕
・チオグリセロール:3-メルカプト-1,2-プロパンジオール
【0254】
〔ラジカル重合開始剤〕
・AIBN:2,2‘-アゾビスイソブチロニトリル
【0255】
〔有機溶剤〕
・PGMAc:プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート
・3MB:3-メトキシブタノール;モノアルコール(x1)に該当
〔テトラカルボン酸二無水物〕
・PMA:ピロメリット酸二無水物(ダイセル化学工業社製)
【0256】
〔エステル化反応触媒〕
・DBU:1,8-ジアザビシクロ-[5.4.0]-7-ウンデセン(サンアプロ社製)
【0257】
<その他の樹脂型分散剤の製造>
(樹脂型分散剤溶液(E-1)の製造)
ガス導入管、コンデンサー、攪拌翼、及び温度計を備え付けた反応装置に、メチルメタクリレート40部、nーブチルメタクリレート10部、触媒としてテトラメチルエチレンジアミン13.2部を仕込み、窒素を流しながら50℃で1時間撹拌し、系内を窒素置換した。次に、開始剤としてブロモイソ酪酸エチル9.3部、触媒として塩化第一銅5.6部、メトキシプロピルアセテート133部を仕込み、窒素気流下で、110℃まで昇温して第一ブロック(Bブロック)の重合を開始した。4時間重合後、重合溶液をサンプリングして固形分測定を行い、不揮発分から換算して重合転化率が98%以上であることを確認した。次に、この反応装置に、メトキシプロピルアセテート61部、第二ブロック(Aブロック)モノマーとしてジメチルアミノエチルメタクリレート25部、メタクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウムクロリド25部を投入し、110℃・窒素雰囲気下を保持したまま撹拌し、反応を継続した。ジメチルアミノエチルメタクリレート投入から2時間後、重合溶液をサンプリングして固形分測定を行い、不揮発分から換算して第二ブロック(Aブロック)の重合転化率が98%以上であることを確認し、反応溶液を室温まで冷却して重合を停止した。GPC測定の結果、重合体のMw16000、分子量分布Mw/Mnが1.4であり、反応転化率は98.5%であった。このようにして、固形分当たりのアミン価が62.5mgKOH/gのアクリル系ブロック共重合体(E-1)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分間加熱乾燥して不揮発分を測定し、先に合成したブロック共重合体溶液に不揮発分が50質量%になるようにプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートを添加して樹脂型分散剤溶液(E-1)を調製した。
【0258】
(樹脂型分散剤溶液(E-2)の製造)
ガス導入管、温度計、コンデンサー、攪拌機を備えた反応容器に、3-メルカプト-1,2-プロパンジオール108部、ピロメリット酸二無水物174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650部、触媒としてモノブチルスズオキシド0.2部を仕込み、窒素ガスで置換した後、120℃で5時間反応させた(第一工程)。酸価の測定で95%以上の酸無水物がハーフエステル化していることを確認した。次に、第一工程で得られた化合物を固形分換算で160部、ヒドロキシエチルメタクリレート180部、エチルアクリレート200部、t-ブチルアクリレート150部、2-メトキシエチルアクリレート200部、メチルメタクリレート200部、メタクリル酸50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663部を仕込み、反応容器内を80℃に加熱して、2,2’-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)1.2部を添加し、12時間反応した(第二工程)。固形分測定により95%が反応したことを確認した。最後に、第二工程で得られた化合物の50%プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート溶液を500部、2-メタクリロイルオキシエチルイソシアネート(MOI)27.0部、ヒドロキノン0.1部を仕込み、IRにてイソシアネート基に基づく2270cm-1のピークの消失を確認するまで反応を行った(第三工程)。ピーク消失の確認後、反応溶液を冷却して、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートで固形分調整することにより固形分50%の樹脂型分散剤溶液(E-2)を得た。得られた分散剤の酸価は68、不飽和二重結合当量は1593、重量平均分子量は13000であった。
【0259】
(樹脂型分散剤溶液(E-3)の調整)
ビックケミー・ジャパン社製DISPERBYK‐111(酸価129mgKOH/g)を、不揮発分が50質量%になるようにプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートを添加して調製し、樹脂型分散剤溶液(E-3)を得た。
【0260】
<バインダ樹脂の製造方法>
(バインダ樹脂溶液1の製造)
温度計、冷却管、窒素ガス導入管、滴下管及び撹拌装置を備えたセパラブル4口フラスコにシクロヘキサノン370部を仕込み、80℃に昇温し、フラスコ内を窒素置換した後、滴下管より、ジシクロペンタニルメタクリレート30部、スチレン10部、グリシジルメタクリレート31.2部、及び2,2'-アゾビスイソブチロニトリル2.0部の混合物を2時間かけて滴下した。滴下後、更に100℃で3時間反応させた後、アゾビスイソブチロニトリル1.0部をシクロヘキサノン50部で溶解させたものを添加し、更に100℃で1時間反応を続けた。次に、容器内を空気置換に替え、アクリル酸9.3部(グリシジル基の100%)にトリスジメチルアミノフェノール0.5部及びハイドロキノン0.1部を上記容器内に投入し、120℃で6時間反応を続け固形分酸価0.5となったところで反応を終了し、アクリル樹脂の溶液を得た。更に、引き続きテトラヒドロ無水フタル酸19.5部(生成した水酸基の100%)、トリエチルアミン0.5部を加え120℃で3.5時間反応させ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メチルエーテルアセテートを添加してバインダ樹脂溶液1を調製した。重量平均分子量(Mw)は19000であった。
【0261】
<顔料組成物の製造>
(顔料組成物(A-1-1)の製造)
C.I.ピグメントレッド254(BASF社製IrgazinREDL3630)90部、その他顔料誘導体(Z-1)10部、塩化ナトリウム1000部、およびジエチレングリコール120部の混合物を、ステンレス製1ガロンニーダー(井上製作所)を使用し、60℃で6時間混練した。次に、この混練物を5リットルの温水に投入し、70℃に加熱しながら1時間攪拌してスラリー状とした。ろ過した後、水6Lの水洗を3回繰り返して塩化ナトリウムおよびジエチレングリコールを除去後、80℃にて24時間乾燥させ、粉砕して95部の顔料組成物(A-1-1)を得た。用いた原料の詳細は後述する。
【0262】
(顔料組成物(A-2-1)の製造)
C.I.ピグメントレッド254をC.I.ピグメントレッド291(CINIC社製CinilexDPPMT-CF)に変更し、さらにその他顔料誘導体(Z-1)をその他顔料誘導体(Z-2)に変更した以外は顔料組成物(A-1-1)の製造と同様にして、顔料組成物(A-2-1)を得た。用いた原料の詳細は後述する。
【0263】
顔料誘導体(Z)は以下のものを用いた。
その他顔料誘導体(Z-1):
【化18】
【0264】
その他顔料誘導体(Z-2):
【化19】
【0265】
<着色組成物の製造>
[実施例1]
(着色組成物1の製造)
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-250MKII」)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%の着色組成物1を製造した。用いた原料の詳細は後述する。
顔料組成物(A-1-1):11.25部
その他着色剤(P-1):0.15部
顔料誘導体(B-3):0.3部
顔料誘導体(B-4):0.3部
ポリエステル分散剤溶液(C-3):3.0部
樹脂型分散剤溶液(E-1):1.0部
バインダ樹脂溶液1:30.0部
有機溶剤(d-2-1):54.0部
【0266】
[実施例2~32、比較例1~11]
(着色組成物2~43の製造)
表2に記載した原料と配合量に変更した以外は着色組成物1の製造と同様にして、着色組成物2~43を製造した。
【0267】
顔料(A)は以下のものを用いた。
顔料(A-1):C.I.ピグメントレッド254(BASF社製IrgazinREDL3630)
顔料(A-2):C.I.ピグメントレッド291(CINIC社製CinilexDPPMT-CF)
顔料(A-3):C.I.ピグメントレッド272(BASF社製DPP Flame Red FP)
顔料(A-4):C.I.ピグメントレッド177(CINIC社製Cinilex RED SR4C)
顔料(A-5):C.I.ピグメントレッド269(山陽色素社製パーマネントカーミン3810)
顔料(A-6):C.I.ピグメントレッド296
顔料(A-7):C.I.ピグメントイエロー150(レバスクリーンイエローG01)
顔料(A-8):C.I.ピグメントイエロー139(BASF社製Paliotol Yellow K 1841)
顔料(A-9):C.I.ピグメントレッド185(BASF社製Paliotol Yellow D 1155)
顔料(A-10):C.I.ピグメントレッド231
顔料(A-11):C.I.ピグメントレッド138(BASF社製Paliotol Y
【0268】
顔料誘導体(B)は以下のものを用いた。
顔料誘導体(B-1):
【化20】
【0269】
顔料誘導体(B-2):
【化21】
【0270】
顔料誘導体(B-3):
【化22】
【0271】
顔料誘導体(B-4):
【化23】
【0272】
顔料誘導体(B-5):
【化24】
【0273】
顔料誘導体(B-6):
【化25】
【0274】
顔料誘導体(B-7):
【化26】
【0275】
顔料誘導体(B-8):
【化27】
【0276】
顔料誘導体(B-9):化28と化29の等量混合物
【化28】
【0277】
【化29】
【0278】
顔料誘導体(B-10):
【化30】
【0279】
その他着色剤(P)は以下のものを用いた。
顔料(P-1):C.I.ピグメントオレンジ73(CINIC社製Cinilex DPP Orange SJ1C)
【0280】
有機溶剤(D)は以下のものを用いた。
(d-1-1):3-メトキシブタノール
(d-1-2):シクロペンタノン
(d-2-1):プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート
【0281】
<着色組成物の評価>
(ろ過性)
ろ過性の評価方法として得られた着色組成物60gをトムシック社製1.5μmディスクフィルターTitan3PTFEFILTERにて、0.05MPasの圧力を一定時間かけ、その間にフィルターを通過した液量を評価した。液量が多いほど、ろ過性が優れているといえる。
◎:フィルターを通過した液量が45g以上(極めて良好)
〇:フィルターを通過した液量が30g以上45g未満(良好)
△:フィルターを通過した液量が15g以上30g未満(実用可能)
×:フィルターを通過した液量が15g未満(不良)
【0282】
(塗布均一性)
得られた着色組成物を100mm×100mm、0.5mm厚のガラス基板上に中心部の膜厚(Aとする)が2.5μmとなるようにスピンコートし、230℃で20分焼成した後、中心部の膜厚Aと対角線上で中心から40mm部分の膜厚4点の平均値(Bとする)を測定し、下記式により塗布均一性を評価した。
(A-B)×100/{(A+B)/2} [%]
◎:1%未満(極めて良好)
○:1%以上2%未満(良好)
△:2%以上5%未満(実用可能)
×:5%以上(不良)
【0283】
(保存安定性)
得られた着色組成物を下記の方法で保存安定性を評価した。着色組成物を調製した翌日の初期粘度と、40℃で1週間、経時促進させた経時粘度を、E型粘度計(東機産業社製「ELD型粘度計」)を用いて、25℃において回転数50rpmという条件で測定した。この初期粘度及び経時粘度の値から、下記式で経時粘度変化率を算出し、保存安定性を3段階で評価した。
[経時粘度変化率]=|([初期粘度]-[経時粘度])/[初期粘度]|×100
◎:変化率1%以上3%未満(極めて良好)
〇:変化率3%以上5%未満(良好)
△:変化率5%以上10%未満(実用可能)
×:変化率10%以上(不良)
【0284】
【表2-1】
【0285】
【表2-2】
【0286】
【表2-3】
【0287】
<感光性着色組成物の製造>
[実施例101]
(感光性着色組成物1の製造)
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、感光性着色組成物1を製造した。
着色組成物1:30.0部
着色組成物14:30.0部
光重合性化合物(東亞合成社製「アロニックスM-402」):4.2部
光重合性開始剤(BASF社製「OXE-04」):1.2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(PGMAc):34.6部
【0288】
[実施例102~130、141~157、比較例201~207]
(感光性着色組成物102~130、141~157、158~164の製造)
感光性着色組成物101の着色組成物1および着色組成物14の代わりに、表3に記載した着色組成物を用いた以外は感光性着色組成物1の製造と同様にして、感光性着色組成物2~130、141~157、158~164を得た。
【0289】
[実施例131]
(感光性着色組成物131の製造)
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、感光性着色組成物131を製造した。
着色組成物7:15.0部
着色組成物2:15.0部
着色組成物4:15.0部
着色組成物14:15.0部
光重合性化合物(東亞合成社製「アロニックスM-402」):4.2部
光重合性開始剤(BASF社製「OXE-04」):1.2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(PGMAc):34.6部
【0290】
[実施例132~140、比較例208~210]
(感光性着色組成物132~140、165~167の製造)
感光性着色組成物131の着色組成物7、着色組成物2、着色組成物4および着色組成物14の代わりに、表3に記載した着色組成物を用いた以外は感光性着色組成物131の製造と同様にして、感光性着色組成物132~140、165~167を得た。
【0291】
<感光性着色組成物の評価>
(ろ過性)
ろ過性の評価方法として得られた感光性着色組成物60gをトムシック社製1.5μmディスクフィルターTitan3PTFEFILTERにて、0.05MPasの圧力を一定時間かけ、その間にフィルターを通過した液量を評価した。液量が多いほど、ろ過性が優れているといえる。
◎:フィルターを通過した液量が45g以上(極めて良好)
〇:フィルターを通過した液量が30g以上45g未満(良好)
△:フィルターを通過した液量が15g以上30g未満(実用可能)
×:フィルターを通過した液量が15g未満(不良)
【0292】
(塗布均一性)
得られた感光性着色組成物を100mm×100mm、0.5mm厚のガラス基板上に中心部の膜厚(Aとする)が2.5μmとなるようにスピンコートし、230℃で20分焼成した後、中心部の膜厚Aと対角線上で中心から40mm部分の膜厚4点の平均値(Bとする)を測定し、下記式により塗布均一性を評価した。
(A-B)×100/{(A+B)/2} [%]
◎:1%未満(極めて良好)
○:1%以上2%未満(良好)
△:2%以上5%未満(実用可能)
×:5%以上(不良)
【0293】
(保存安定性)
得られた感光性着色組成物を下記の方法で保存安定性を評価した。感光性着色組成物を調製した翌日の初期粘度と、40℃で1週間、経時促進させた経時粘度を、E型粘度計(東機産業社製「ELD型粘度計」)を用いて、25℃において回転数50rpmという条件で測定した。この初期粘度及び経時粘度の値から、下記式で経時粘度変化率を算出し、保存安定性を3段階で評価した。
[経時粘度変化率]=|([初期粘度]-[経時粘度])/[初期粘度]|×100
◎:変化率1%以上3%未満(極めて良好)
〇:変化率3%以上5%未満(良好)
△:変化率5%以上10%未満(実用可能)
×:変化率10%以上(不良)
【0294】
【表3-1】
【0295】
【表3-2】
【0296】
【表3-3】
【0297】
【表3-4】
【0298】
表2、3に示す通り、着色組成物1~32を使用した本発明の着色組成物は、ろ過性、塗膜均一性、保存安定性に優れていた。比較例1~7、201~204、206~210は分散剤は、モノアルコール(x1)がなく、酸無水物機が残ることでろ過性、塗布均一性及び保存安定性が悪化した。比較例8~10、205は顔料誘導体(B)がなく、ポリエステル分散剤との吸着部位が乏しいことでろ過性、塗布均一性及び保存安定性が悪化する結果となった。比較例11は、ポリエステル分散剤特有の顔料吸着基と顔料担体親和部位のない分散剤を使用することで、ろ過性が悪化する結果となった。
【符号の説明】
【0299】
10 液晶表示装置
11 透明基板
12 TFTアレイ
13 透明電極層
14 配向層
15 偏光板
21 透明基板
22 カラーフィルタ
23 透明電極層
24 配向層
25 偏光板
30 バックライトユニット
31 白色LED光源
LC 液晶
図1