JP2010132874A - 着色組成物の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】染料溶液(A)を第1のフィルタに通す第1工程と、第1のフィルタを通過した染料溶液(A)、顔料又は顔料分散液(B)及び溶剤(C)を含む混合液を、第2のフィルタに通す第2工程とを含む着色組成物の製造方法。第1のフィルタの孔径は、0.01〜0.5μmであり、第1のフィルタの孔径と第2のフィルタの孔径との比は、1:1.1〜1:500である。
【選択図】なし
Description
)することにより、画素を形成する。そして、残る2色の画素についてもそれぞれ同様の操作を行い、最終的に、赤、緑及び青の3色の画素を有するカラーフィルタを形成する。
着色組成物には、通常、ラジカル重合性モノマー、染料、光重合開始剤等が含まれているものが使用されている。
そのために、着色組成物の調製後、この着色組成物を複数回フィルタリングすることにより、微細な異物の発生及び混入を抑制する方法が提案されている(特許文献1参照)。
染料溶液(A)を第1のフィルタに通す第1工程と、
第1のフィルタを通過した染料溶液(A)、顔料又は顔料分散液(B)及び溶剤(C)を含む混合液を、第2のフィルタに通す第2工程とを含むことを特徴とする。
第1のフィルタの孔径と第2のフィルタの孔径との比が、1:1.1〜1:500であることが好ましい。
また、第1のフィルタの孔径が、0.01〜0.5μmであるか、第2のフィルタの孔径が、0.5〜5.0μmであることが好ましい。
混合液が、さらに、樹脂(D)、光重合性化合物(E)及び光重合開始剤(F)からなる群から選ばれる少なくとも1つを含む混合液であることが好ましい。
まず、第1工程において、染料溶液(A)を調製した段階で、第1のフィルタに通す。
ここで、染料溶液(A)とは、溶剤可溶性の染料が単独又は2種以上組み合わせられて、溶剤に溶解された溶液を意味する。
Acid alizarin violet N;
C.I.Acid black 1、2、24、48等;
C.I.Acid blue 1、7、9、120、138、335、340等;
C.I.Acid chrome violet K等;
Acid Fuchsin;
C.I.Acid green 1、3、5、58、80、106、109等;
C.I.Acid orange 6〜8、62〜64、169、173等;
C.I.Acid red 1、4、8、50〜52、111、257、426等;
C.I.Acid violet 6B、7、9、17、19等;
C.I.Acid yellow 1、3、7、123、202〜205、251等;
C.I.Direct Yellow 2、33〜35、93〜95、141等;
C.I.Direct Orange 34、39、41、97、106、107等;
C.I.Direct Red 79、82〜84、96〜99、220〜234等;
C.I.Direct Violet 47、52、84、103、104等;
C.I.Direct Blue 57、97〜101、158〜164、275、293等;
C.I.Direct Green 25、63、77、79、82等;
C.I.Mordant Yellow 5、8、33、50、62、65等;
C.I.Mordant Orange 3、36、47、48等;
C.I.Mordant Red 1〜4、22〜26、63、71、88、95等;
C.I.Mordant Violet 2、4、30〜32、53、58等;
C.I.Mordant Blue 2、30、53、61、74、84等;
C.I.Mordant Green 1、26、53等;
C.I.Food Yellow 3等及びこれらの染料の誘導体;
C.I.Solvent Blue 44,38;
C.I.Solvent Orange45;
Rhodamine B,
Rhodamine 110、
3−[(5−クロロ−2−フェノキシフェニル)ヒドラゾノ]−3,4−ジヒドロ−4−オキソ−5−[(フェニルスルフォニル)アミノ]−2,7−ナフタレンジスルフォニックアシッド等が例示される。
R5は、−SO3 −、−SO3Na、−CO2H、−CO2R、−SO3H又は−SO2NHR8を表す。mは、0〜5の整数を表す。mが2以上の整数であるとき、複数のR5は同一であっても異なっていてもよい。
Rは、それぞれ独立に、ハロゲン原子で置換されていてもよい炭素数1〜10の飽和炭化水素基又はハロゲン原子で置換されていてもよい総炭素数1〜10のアルコキシ置換飽和炭化水素基を表す。
R8は、水素原子、−R、−CO2R又は炭素数6〜10の芳香族炭化水素基を表し、該炭素数6〜10の芳香族炭化水素基に含まれる水素原子は、−R又は−ORで置換されていてもよい。
Xは、ハロゲン原子を表す。aは、0又は1の整数を表す。)
ハロゲン原子としては、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素等が挙げられる。
−SO2NHR8としては、スルファモイル、N−メチルスルファモイル基、N−エチルスルファモイル基、N−プロピルスルファモイル基、N−イソプロピルスルファモイル基、N−ブチルスルファモイル基、N−イソブチルスルファモイル基、N−ペンチルスルファモイル基、N−イソペンチルスルファモイル基、N−ネオペンチルスルファモイル基、N−シクロペンチルスルファモイル基、N−ヘキシルンスルファモイル基、N−シクロヘキシルスルファモイル基、N−ヘプチルスルファモイル基、N−シクロヘプチルスルファモイル基、N−オクチルスルファモイル基、N−(2−エチルヘキシル)スルファモイル基、N−(1,5−ジメチルヘキシル)スルファモイル基、N−シクロオクチルスルファモイル基、N−ノニルスルファモイル基、N−デカニルスルファモイル基、N−トリシクロデカニルスルファモイル基、N−メトキシプロピルスルファモイル基、N−エトキシプロピルスルファモイル基、N−プロポキシプロピルスルファモイル基、N−イソプロポキシプロピルスルファモイル基、N−ヘキシロキシプロピルスルファモイル基、N−(2−エチルヘキシロキシプロピル)スルファモイル基、N−(メトキシヘキシル)スルファモイル基、N−(3−フェニル−1−メチルプロピル)スルファモイル基等が挙げられる。
アルコキシ置換飽和炭化水素基としては、メトキシプロピル基、エトキシプロピル基、ヘキシロキシプロピル基、2−エチルヘキシロキシプロピル基、メトキシヘキシル基、エトキシプロピル基等が挙げられる。
R1及びR2の中の少なくとも1つ、かつ、R3及びR4の中の少なくとも1つが、炭素数1〜4のアルキル基又は置換されていてもよい炭素数6〜10の芳香族炭化水素基であることがより好ましい。
R1及びR2の中の少なくとも1つ、かつ、R3及びR4の中の少なくとも1つが、置換されていてもよい炭素数6〜10の芳香族炭化水素基であることがさらに好ましい。
特に、R5は、カルボキシ基、エトキシカルボニル、スルホ基、N−(2−エチルヘキシロキシプロピル)スルファモイル、N−(1,5−ジメチルヘキシル)スルファモイル、N−(3−フェニル−1−メチルプロピル)スルファモイル、N−(イソプロポキシプロピル)スルファモイル等であることが好ましい。
(式(1−1)中、R10及びR11は、それぞれ独立に、フェニル基を表す。該フェニル基に含まれる水素原子は、ハロゲン原子、−R、−OR、−CO2R、−SO3R又は−SO2NHR8に置換されていてもよい。
R12は、−SO3 −又は−SO2NHR8を表す。
R13は、水素原子、−SO3 −又は−SO2NHR8を表す。
R及びR8は、上記と同じ意味を表す。)
(式(1a)中、Rdは、それぞれ独立に、水素原子、−SO3 −、−CO2H又は−SO2NHRaを表す。Raは、2−エチルヘキシル基を表す。X及びaは、上記と同じ意味を表す。)
また、特開平3−78702号公報3頁の右上欄〜左下欄に記載の方法により製造された染料を、上記と同様、クロル化後、アミンと反応させることにより製造することができる。
有機溶剤としては、特に限定されないが、エステル類、例えば、酢酸エチル、酢酸−n−ブチル、酢酸イソブチル、ギ酸アミル、酢酸イソアミル、プロピオン酸ブチル、酪酸イソプロピル、酪酸エチル、酪酸ブチル、アルキルエステル類、乳酸メチル、乳酸エチル、オキシ酢酸メチル、オキシ酢酸エチル、オキシ酢酸ブチル、メトキシ酢酸メチル、メトキシ酢酸エチル、メトキシ酢酸ブチル、エトキシ酢酸メチル、エトキシ酢酸エチル等;
芳香族炭化水素類、例えば、トルエン、キシレン等が例示される。
これらは単独又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
第2のフィルタは、上述した第1のフィルタと同様の材料等で形成されたものを使用することができる。第2のフィルタの孔径は、0.5〜5.0μm程度が適しており、好ましくは0.5〜2.5μm程度、さらに好ましくは0.5〜1.5μm程度である。この範囲とすることにより、混合液に含有されている成分粒子を残存させたまま、混合液に混入しており、後工程でおいて均一及び平滑な着色組成物の調製を阻害する異物を除去することができる。
顔料は、有機顔料及び無機顔料のいずれでもよく、カラーインデックス(The Society of Dyers and Colourists出版)でピグメント(Pigment)に分類されている化合物が挙げられる。
C.I.ピグメントオレンジ13、31、36、38、40、42、43、51、55、59、61、64、65、71、73などのオレンジ色の顔料;
C.I.ピグメントレッド9、97、105、122、123、144、149、166、168、176、177、180、192、209、215、216、224、242、254、255、264、265などの赤色顔料;
C.I.ピグメントバイオレット1、19、23、29、32、36、38などのバイオレット色顔料;
C.I.ピグメントグリーン7、36、58などの緑色顔料;
C.I.ピグメントブラウン23、25などのブラウン色顔料;
C.I.ピグメントブラック1、7などの黒色顔料などが挙げられる。
これらの顔料は、単独でも、2種以上を混合して用いてもよい。
顔料を分散させるための分散剤としては、界面活性剤を用いることが適している。例えば、シリコーン系、フッ素系、エステル系、カチオン系、アニオン系、ノニオン系、両性などの界面活性剤などが挙げられる。これらは単独で又は2種以上を組合せて用いることができる。
染料溶液(A)と、顔料又は顔料分散液(B)と、溶剤(C)との混合液においては、染料溶液(A)、顔料又は顔料分散液(B)、溶剤(C)の総重量に対して、染料及び顔料の総重量を、1〜30重量%の範囲に調整することが好ましい。この場合、染料と顔料とは、1:99から99:1程度の割合で含有されていることが好ましい。
このような範囲に調整することにより、着色組成物をカラーフィルタの製造に用いた場合に、得られるカラーフィルタの高明度化及び高コントラスト化等を実現することができる。
樹脂(D)としては、例えば、アルカリ可溶性であるものが好ましい。また、耐熱性を有するものが好ましい。具体的には、(メタ)アクリル系樹脂、ポリヒドロキシスチレン系樹脂、ポリシロキサン系樹脂、アクリルアミド系樹脂、これらの共重合体樹脂等が例示される。なかでも、アルカリ可溶性樹脂として、酸性官能基を有するものが好ましく、酸性官能基を有する樹脂は、例えば、酸性官能基を有する不飽和化合物に由来する構造単位を含む樹脂等が挙げられる。なお、本明細書では、(メタ)アクリルは、アクリル及び/又はメタクリルを表す。
[式(V)および式(VI)中、R21およびR22は、それぞれ独立に、水素原子または炭素数1〜6のアルキル基を表す。]
活性ラジカル発生剤としては、例えば、ベンゾイン系化合物、ベンゾフェノン系化合物、チオキサントン系化合物、トリアジン系化合物、オキシム系化合物などが挙げられる。
光重合開始助剤は、通常、光重合開始剤(F)と組み合わせて用いられ、光重合開始剤によって重合が開始された光重合性化合物の重合を促進させる。
光重合開始助剤としては、アミン系化合物、アルコキシアントラセン系化合物、チオキサントン系化合物などが挙げられる。
光重合開始助剤は、単独でも2種以上を組み合わせて用いてもよい。
光重合開始助剤として、例えば、商品名「EAB−F」(保土谷化学工業(株)製)などの市販のものを用いることもできる。
冷却管及び攪拌装置を備えたフラスコに、スルホローダミンB(関東化学製)15部、クロロホルム150部及びN,N−ジメチルホルムアミド9.8部を投入し、攪拌下20℃以下を維持しながら、塩化チオニル12.0部を滴下して加えた。滴下終了後、50℃に昇温し、同温度で5時間維持して反応させ、その後20℃に冷却した。冷却後の反応溶液を、攪拌下20℃以下に維持しながら、2−エチルヘキシルアミン13.9部及びトリエチルアミン24.5部の混合液を滴下して加えた。その後、同温度で5時間攪拌して反応させた。次いで、得られた反応混合物をロータリーエバポレーターで溶剤留去した後、メタノールを少量加えて激しく攪拌した。この混合物を、イオン交換水375部の混合液中に攪拌しながら加えて、結晶を析出させた。析出した結晶を濾別し、イオン交換水でよく洗浄し、60℃で減圧乾燥して、染料A1 14.7部を得た。
冷却管及び攪拌装置を備えたフラスコに、式A0−2で示される色素(中外化成製)15部、クロロホルム150部及びN,N−ジメチルホルムアミド7.1部を投入し、攪拌下20℃以下を維持しながら、塩化チオニル8.7部を滴下して加えた。滴下終了後、50℃に昇温し、同温度で5時間維持して反応させ、その後20℃に冷却した。冷却後の反応溶液を、攪拌下20℃以下に維持しながら、2−エチルヘキシルアミン10部及びトリエチルアミン17.7部の混合液を滴下して加えた。その後、同温度で5時間攪拌して反応させた。次いで、得られた反応混合物をロータリーエバポレーターで溶剤留去した後、メタノールを少量加えて激しく攪拌した。この混合物を、イオン交換水375部の混合液中に攪拌しながら加えて、結晶を析出させた。析出した結晶を濾別し、イオン交換水でよく洗浄し、60℃で減圧乾燥して、染料A2(染料A2−1〜染料A2−7の混合染料) 12.7部を得た。
冷却管及び攪拌装置を備えたフラスコに、式A0−3で示される色素(中外化成製)15部、クロロホルム150部及びN,N−ジメチルホルムアミド8.9部を投入し、攪拌下20℃以下を維持しながら、塩化チオニル10.9部を滴下して加えた。滴下終了後、50℃に昇温し、同温度で5時間維持して反応させ、その後20℃に冷却した。冷却後の反応溶液を、攪拌下20℃以下に維持しながら、2−エチルヘキシルアミン12.5部及びトリエチルアミン22.1部の混合液を滴下して加えた。その後、同温度で5時間攪拌して反応させた。次いで、得られた反応混合物をロータリーエバポレーターで溶剤留去した後、メタノールを少量加えて激しく攪拌した。この混合物を、イオン交換水375部の混合液中に攪拌しながら加えて、結晶を析出させた。析出した結晶を濾別し、イオン交換水でよく洗浄し、60℃で減圧乾燥して、染料A3(染料A3−1〜染料A3−8の混合染料) 11.3部を得た。
還流冷却器、滴下ロート及び攪拌機を備えた1Lのフラスコ内に窒素を0.02L/分で流して窒素雰囲気とし、乳酸エチル100質量部を入れ、撹拌しながら70℃まで加熱した。次いで、メタクリル酸60質量部及び3,4−エポキシトリシクロ[5.2.1.02.6]デシルアクリレート(式(B1−1−1)で表される化合物及び式(B1−2−1)で表される化合物を、モル比で、50:50で混合)200質量部を乳酸エチル100質量部に溶解して溶液を調製した。この溶液を、滴下ロートを用いて4時間かけて、70℃に保温したフラスコ内に滴下した。一方、重合開始剤2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)30質量部を乳酸エチル190質量部に溶解した溶液を、別の滴下ロートを用いて4時間かけてフラスコ内に滴下した。重合開始剤の溶液の滴下が終了した後、4時間、70℃に保持し、その後室温まで冷却して、重量平均分子量Mwは、7,700、分散度は2.5、固形分40質量%、酸価42mg−KOH/gの樹脂溶液D1を得た。
装置 ;HLC−8120GPC(東ソー(株)製)
カラム ;TSK−GELG2000HXL
カラム温度 ;40℃
溶媒 ;THF
流速 ;1.0mL/min
被検液固型分濃度;0.001〜0.01質量%
注入量 ;50μL
検出器 ;RI
校正用標準物質 ;TSK STANDARD POLYSTYRENE
F−40、F−4、F−1、A−2500、A−500
(東ソー(株)製)
2,2’−ベンジジンジスルホン酸(水30%含有)100部に水1000部を加えた。その後、氷冷下、30%水酸化ナトリウム水溶液でpH7〜8に調節し、亜硝酸ナトリウムを56.1部加えて30分攪拌した。35%塩酸148部を少量ずつ加えて褐色溶液とし、2時間攪拌した。アミド硫酸38.3部を水383部に溶解した水溶液を反応溶液に加えて攪拌し、ジアゾニウム塩を含む懸濁液A0−4を得た。
1−エチル−3−シアノ−4−メチル−6−ヒドロキシピリド−2−オン76.1部に水761部を加えた。その後、氷冷下、30%水酸化ナトリウム水溶液でpH8〜9に調節し、攪拌して無色溶液とした。さらに、得られた溶液を、30%水酸化ナトリウム水溶液でpH8〜9に調節しながら、ジアゾニウム塩を含む懸濁液A0−4をポンプで滴下した。滴下終了後、さらに3時間攪拌することで黄色懸濁液を得た。濾過して得た黄色固体を減圧下60℃で乾燥し、式(A0−5)で表される化合物を157部得た。
染料溶液(A)の調製1
染料A1 3.5 部
乳酸エチル 35 部
を混合し、窒素圧(0.3MPa)にて、第1のフィルタ(φ0.1μm、マイクロリス社製、型番;PTVW04700、材質;ポリエチレン)に通し、染料溶液1を得た。
C.I.ピグメントブルー15:6 20 部
アクリル系顔料分散剤 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 137 部
を混合し、ビーズミルを用いて顔料を十分に分散させ、顔料分散液1を得た。
染料溶液(A) :染料溶液1 35 部
顔料分散液(B) :顔料分散液1 162 部
溶剤(C) :乳酸エチル 300 部
樹脂(D) :樹脂溶液D1 105 部
光重合性化合物(E):ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート
(KAYARAD DPHA;日本化薬(株)製)
50 部
光重合開始剤(F) :イルガキュアOXE 01
(チバ・ジャパン社製) 15 部
を混合して、混合液1を得た。得られた混合液1を、窒素圧(0.3MPa)にて第2のフィルタ(φ4.5μm、ポール社製、型番;HDCII J045047100、材質;ポリプロピレン)に通すことにより、着色組成物1を得た。
染料A1を染料A2に変更したこと以外は、実施例1と同様にして着色組成物2を得た。
染料A1を染料A3に変更したこと以外は、実施例1と同様にして着色組成物3を得た。
染料A1をローダミンB(田岡化学製)に変更したこと以外は、実施例1と同様にして着色組成物4を得た。
染料A1をローダミンBベース(アルドリッチ製)に変更したこと以外は、実施例1と同様にして着色組成物5を得た。
染料溶液(A)の調製6
染料A5 5 部
乳酸エチル 95 部
を混合し、第1のフィルタ(φ0.45μm、関東化学社製、型番;HLC−DISK96911−00、材質;ポリビニルジフルオライド)に通し、染料溶液6を得た。
C.I.ピグメントレッド177 31 部
C.I.ピグメントレッド254 58 部
アクリル系顔料分散剤 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 137 部
を混合し、ビーズミルを用いて顔料を十分に分散させ、顔料分散液2を得た。
染料溶液(A) :染料溶液6 190 部
顔料分散液(B):顔料分散液2 384 部
溶剤(C) :プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 198 部
樹脂(D) :樹脂溶液D1 50 部
光重合性化合物(E):ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート
(KAYARAD DPHA;日本化薬(株)製) 25 部
光重合開始剤(F) :イルガキュアOXE 01(チバ・ジャパン社製) 10 部
を混合して、混合液6を得た。得られた混合液6を、第2のフィルタ(φ0.5μm、ADVANTEC社製、型番;LABODISC−50JP 50JP050AN、材質;ポリテトラフルオロエチレン)に通すことにより、着色組成物6を得た。
染料溶液(A)の調製7
Neozapon yellow073(BASF社製) 5 部
乳酸エチル 95 部
を混合し、第1のフィルタ(φ0.45μm、関東化学社製、型番;HLC−DISK96911−00、材質;ポリビニルジフルオライド)に通し、染料溶液7を得た。
C.I.ピグメントグリーン58 12 部
アクリル系顔料分散剤 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 128 部
を混合し、ビーズミルを用いて顔料を十分に分散させ、顔料分散液3を得た。
染料溶液(A) :染料溶液7 255 部
顔料分散液(B) :顔料分散液3 271 部
溶剤(C) :プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 26部
溶剤(C) :プロピレングリコールモノメチルエーテル 66 部
樹脂(D) :樹脂溶液D1 50 部
光重合性化合物(E):ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート
(KAYARAD DPHA;日本化薬(株)製) 25 部
光重合開始剤(F) :イルガキュアOXE 01(チバ・ジャパン社製) 10 部
を混合して、混合液7を得た。得られた混合液7を、第2のフィルタ(φ0.5μm、ADVANTEC社製、型番;DISMIC−50JP、材質;ポリテトラフルオロエチレン)に通すことにより、着色組成物7を得た。
染料溶液(A)を第1のフィルタに通さなかったこと、及び、混合液1を第2のフィルタに2回通したこと以外は、実施例1と同様にして着色組成物H1を得た。
2インチ角のガラス基板(イーグル2000;コーニング社製)上に、着色組成物をスピンコート法で塗布したのち、100℃で3分間プリベークした。冷却後、この着色組成物を塗布した基板を、露光機(TME−150RSK;トプコン(株)製)を用いて、大気雰囲気下、150mJ/cm2の露光量(365nm基準)で光照射し、オーブン中、220℃で20分間ポストベークを行った。
得られたガラス基板上の塗膜について、光学顕微鏡(250倍(透過測定))にて観察し、一定面積当たりの微小異物数を目視でカウントした。10個以下である場合、合格と判断し、表に○で示す。
結果を表1に示す。
Claims (5)
- 染料溶液(A)を第1のフィルタに通す第1工程と、
第1のフィルタを通過した染料溶液(A)、顔料又は顔料分散液(B)及び溶剤(C)を含む混合液を、第2のフィルタに通す第2工程と、
を含む着色組成物の製造方法。 - 第1のフィルタの孔径と第2のフィルタの孔径との比が、1:1.1〜1:500である請求項1記載の着色組成物の製造方法。
- 第1のフィルタの孔径が、0.01〜0.5μmである請求項1又は2記載の着色組成物の製造方法。
- 第2のフィルタの孔径が、0.5〜5.0μmである請求項1〜3のいずれかに記載の着色組成物の製造方法。
- 混合液が、さらに、樹脂(D)、光重合性化合物(E)及び光重合開始剤(F)からなる群から選ばれる少なくとも1つを含む混合液である請求項1〜4のいずれかに記載の着色組成物の製造方法。
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