JP2019152760A - カラーフィルタ用顔料組成物、カラーフィルタ用着色組成物、およびカラーフィルタ - Google Patents

カラーフィルタ用顔料組成物、カラーフィルタ用着色組成物、およびカラーフィルタ Download PDF

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Abstract

【課題】本発明の目的は、分散性および耐熱性が良好であり、明度およびコントラストが良好なカラーフィルタを作製できるカラーフィルタ用顔料組成物、およびカラーフィルタの提供である。【解決手段】上記課題は、一般式(1)で示すジケトピロロピロール顔料、および、一般式(2)で示すジケトピロロピロール顔料を含有するカラーフィルタ用ジケトピロロピロール顔料組成物により解決される。なお、前記一般式(1)で示すジケトピロロピロール顔料と前記一般式(2)で示すジケトピロロピロール顔料との質量比は、99.99:0.01〜80:20であることが好ましい。【選択図】なし

Description

本発明は、カラー液晶表示装置、およびカラー撮像素子等に使用するカラーフィルタ用顔料組成物に関する。
一般的に、カラー液晶表示装置では、カラーフィルタの上に液晶を駆動させるための透明電極が蒸着あるいはスパッタリングにより形成され、さらにその上に液晶を一定方向に配向させるための配向膜が形成されている。これらの透明電極および配向膜でカラーフィルタを形成する製造工程は、一般に200℃以上、好ましくは230℃以上の高温処理が必要である。このため、カラーフィルタ用顔料組成物は、耐光性、耐熱性に優れる顔料を着色剤とする顔料分散法が主流となっている。
顔料分散法において、赤色フィルタセグメントには、着色剤としてジケトピロロピロール顔料、アントラキノン顔料、ペリレン顔料、ジスアゾ顔料等の耐光性および耐熱性に優れた顔料を、単独または組み合わせて用いることが一般的である。
ジケトピロロピロール顔料の中でも、C.I.ピグメントレッド254が、赤色カラーフィルタ用の着色剤として良く知られているが、近年、その臭素類縁体である臭素化ジケトピロロピロール顔料が、C.I.ピグメントレッド254よりも高い明度を与えることが開示されている(例えば、特許文献1、特許文献2)。
カラーフィルタは、高明度化や高コントラスト化が追及されるため、ジケトピロロピロール顔料の一次粒子径を微細化、および結晶形を整える顔料化工程(コンディショニングまたはフィニッシング工程とも称する)が必要になる。しかし、微細化されたジケトピロロピロール顔料は、顔料の比表面積増加による分散性の悪化、また、高温処理で顔料の結晶が析出する耐熱性の問題があった。
特許文献3では、C.I.ピグメントレッド254と、少なくとも一つの特定構造式のジケトピロロピロール顔料とを合わせた顔料組成物が開示されている。
特開2010−47748号公報 特開2016−180042号公報 特開2009−215361号公報
しかし、従来のカラーフィルタ用顔料組成物は、ある程度の分散性および耐熱性を有していたが、コントラストや明度が不足する問題があった。
本発明の目的は、分散性および耐熱性が良好であり、明度およびコントラストが良好なカラーフィルタを作製できるカラーフィルタ用顔料組成物、カラーフィルタ用着色組成物およびカラーフィルタの提供である。
本発明のカラーフィルタ用顔料組成物は、一般式(1)で示すジケトピロロピロール顔料、および、一般式(2)で示すジケトピロロピロール顔料を含有する。
一般式(1) 一般式(2)
[式中、R1は塩素原子、または臭素原子であり、R2は、−SR3、または−CON(R3)R4であり、R3およびR4は、それぞれ独立して、水素原子、炭素数1〜20のアルキル基、または置換基を有してもよいフェニル基である。]
本発明によれば、分散性および耐熱性が良好であり、明度およびコントラストが良好なカラーフィルタを作製できるカラーフィルタ用顔料組成物、カラーフィルタ用着色組成物およびカラーフィルタを提供できる。
以下、本発明を詳細に説明する。なお、以下に挙げる「C.I.」とは、カラーインデックス(C.I.)を意味する。
<ジケトピロロピロール顔料組成物>
本発明のカラーフィルタ用顔料組成物(以下、顔料組成物という)は、着色剤として、一般式(1)で示すジケトピロロピロール顔料、および一般式(2)で示すジケトピロロピロール顔料を含有する。
本明細書において顔料組成物は、塗料、インキ、その他各種着色用途に使用できるところ、優れた明度とコントラストが得られるカラーフィルタ用途に使用することが好ましい。
一般式(1) 一般式(2)
[式中、R1は塩素原子、または臭素原子であり、R2は、−SR3、または−CON(R3)R4であり、R3およびR4は、それぞれ独立して、水素原子、炭素数1〜20のアルキル基、または置換基を有してもよいフェニル基である。]
上記炭素数1〜20のアルキル基は、直鎖状または分岐状であり、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、デシル基、ドデシル基、ヘキサデシル基、オクタデシル基、イコシル基、1,5−ジメチルヘキシル基、1,6−ジメチルヘプチル基、2−エチルヘキシル基等が挙げられる。これらの中でもコントラストおよび結晶析出抑制効果の点から、炭素数4〜8のアルキル基が好ましい。
上記置換基を有してもよいフェニル基は、例えば、炭素数1〜4のアルキル基、トリフルオロメチル基、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基、カルバモイル基、スルファモイル基、炭素数1〜4のアルコキシル基等の置換基を有するフェニル基が挙げられる。より具体的には、例えば、フェニル基、p−メチルフェニル基、4−tert−ブチルフェニル基、p−ニトロフェニル基、p−メトキシフェニル基、p−クロロフェニル基、2,4−ジクロロフェニル基、3−カルバモイルフェニル基等が挙げられる。これらの中でも、ハロゲン原子又は炭素数1〜4のアルコキシル基で置換されたフェニル基若しくは無置換のフェニル基が好ましく、無置換のフェニル基がより好ましい。
上記R3およびR4としては、コントラストおよび結晶析出抑制効果の点から、各々独立して水素原子、フェニル基または炭素数4〜8のアルキル基が好ましく、炭素数4〜8のアルキル基がより好ましい。
一般式(2)のジケトピロロピロール顔料の具体例を以下に挙げるが、これらに限定されない。
一般式(1)で示すジケトピロロピロール顔料は、例えば、コハク酸エステル合成法で作製するか、または市販品を使用できる。コハク酸エステル合成法は、コハク酸ジエステル1モルに対して4−ブロモベンゾニトリル2モル、もしくは、4−クロロベンゾニトリル2モルを、tert−アミルアルコール等の不活性有機溶剤中で、アルカリ金属又はアルカリ金属アルコキシドの存在下において、80〜110℃の高温で縮合反応を行い、ジケトピロロピロール化合物のアルカリ金属塩を生成させ、続いて、このジケトピロロピロール化合物のアルカリ金属塩に対して、水、アルコール、酸等を用いてプロトン化することにより、ジケトピロロピロール顔料を合成できる。合成の際、プロトン化における温度、水、アルコールまたは酸の種類、比率や量により、得られる一次粒子径の大きさを制御することができる。
一般式(2)で示すジケトピロロピロール顔料は、一般式(1)で示すジケトピロロピロール顔料同様、コハク酸エステル合成法で作製できる。合成法の一例を挙げると、上記コハク酸エステル合成法において、例えば、4−ブロモベンゾニトリル2モル、もしくは、4−クロロベンゾニトリル2モルを、下記一般式(3)で示すベンゾニトリル化合物2モル、もしくは、下記一般式(4)で示すベンゾニトリル化合物2モルに変更して合成すれば良い。
[式中、R3およびR4は、それぞれ独立して、水素原子、炭素数1〜20のアルキル基、または置換基を有してもよいフェニル基である。]
本明細書において顔料組成物は、一般式(1)で示すジケトピロロピロール顔料と一般式(2)で示すジケトピロロピロール顔料との質量比が、99.99:0.01〜80:20であることが好ましい。一般式(2)で示すジケトピロロピロール顔料が0.01質量%を超えるとコントラストがより向上し、結晶析出をより抑制できる。また、20質量%以下になると明度がより向上する。なお、一般式(1)で示すジケトピロロピロール顔料と一般式(2)で示すジケトピロロピロール顔料との質量比は、99.9:0.1〜85:15がより好ましい。
一般式(1)で示すジケトピロロピロール顔料と一般式(2)で示すジケトピロロピロール顔料の質量比は、HPLC,TOF−MASS、FD−MASS、LC−MASSまたはNMRを用いて分析することができる。あるいは、特開平08−199085号公報に開示されているように、ジケトピロロピロール顔料組成物を、テトラヒドロフラン中で、ジ−tert−ブチルジカーボネートおよび4−ジメチルアミノピリジンと室温撹拌して得られる可溶性のジケトピロロピロール化合物に変換した後に、NMR、MASSまたはLC−MASS等を用いた分析を行ってもよい。あるいは、ピロロピロール環のNH基の水素を、ハロゲン化アルキル等を用いてアルキル基に置換し、可溶性のジケトピロロピロール化合物に変換した後に、上記分析を行ってもよい。
(色素誘導体)
本明細書において顔料組成物は、色素誘導体を使用できる。これにより、顔料結晶成長をより抑制し、顔料分散性がより向上する。前記色素誘導体は、例えば、ジケトピロロピロール誘導体、ベンゾイソインドール誘導体、アントラキノン誘導体、ジアントラキノン誘導体、チアジンインジゴ誘導体、アゾ色素誘導体、キノフタロン誘導体、およびキナクリドン誘導体等が挙げられる。また、色素誘導体の構造として、例えば、下記式(5)で示す色素誘導体が挙げられる。
P−Lm 式(5)
[式(5)中、Pは、ジケトピロロピロール残基、ベンゾイソインドール残基、アントラキノン残基、ジアントラキノン残基、チアジンインジゴ残基、アゾ色素残基、キノフタロン残基、またはキナクリドン残基であり、mは、1〜4の整数であり、Lは、それぞれ独立して、−OH;−SOH、および−COOH、ならびにこれらの1価〜3価の金属塩、ならびにこれらのアルキルアンモニウム塩;置換基を有しても良いフタルイミドメチル基;下記式(a)、(b)、(c)、(d)、(e)、または(f)で示す基であり、Xは、−SO−、−CO−、−CH−、−CHNHCOCH−、−CHNHSOCH−、または直接結合であり、Yは、−NH−、−O−、−S−、または直接結合であり、nは、1〜10の整数であり、R16、R17は、それぞれ独立して、水素原子、置換基を有しても良い炭素数1〜30のアルキル基、置換基を有しても良い炭素数2〜30のアルケニル基、またはR16とR17とが一体となって更なる窒素、酸素、もしくは硫黄原子を含む、置換基を有しても良い複素環であり、R18、R19、R20、R21およびR22は、それぞれ独立して、水素原子、置換基を有しても良い炭素数1〜20のアルキル基、置換基を有しても良い炭素数2〜20のアルケニル基であり、R23は、式(a)、または式(b)で示す置換基であり、R24は、塩素原子、−OH、アルコキシル基、式(a)、または式(b)で示す置換基であり、Zは、−CONH−、−NHCO−、−SONH−、または−NHSO−であり、R25は、水素原子、−NH、−NHCOCH、−NHR26、または式(c)で示す置換基であり、ここでR26は、置換基を有して良い炭素数1〜20のアルキル基、置換基を有しても良い炭素数2〜20のアルケニル基である。]
1価〜3価の金属は、例えば、ナトリウム、カリウム、マグネシウム、カルシウム、鉄、またはアルミニウム等が挙げられる。また、アルキルアンモニウム塩は、例えば、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塩;パルミチルトリメチルアンモニウム塩;ジラウリルジメチルアンモニウム塩;ジステアリルジメチルアンモニウム塩等の4級アルキルアンモニウム塩が挙げられる。
置換基を有しても良いフタルイミドメチル基、置換基を有しても良いアルキル基、置換基を有しても良いアルケニル基、または置換基を有しても良い複素環の置換基は、例えば、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基、カルバモイル基、N−置換カルバモイル基、スルファモイル基、N−置換スルファモイル基、炭素数1〜20のアルコキシル基、炭素数1〜20のアルキルチオ基等が挙げられる。
色素誘導体は、硫酸もしくは発煙硫酸中で加熱することによるスルホン化反応、硫酸中、N−ヒドロキシメチルフタルイミドと脱水縮合させるフタルイミドメチル化反応、クロルスルホン酸と塩化チオニルを用いてクロルスルホン化した後、ジメチルアミノプロピルアミン等のアミン成分を反応させるスルホンアミド化反応等の公知の製法により合成される。
上記式(a)、式(b)、および式(c)で示す置換基を形成するために使用されるアミン成分は、例えば、ジメチルアミン、ジエチルアミン、メチルエチルアミン、N,N−エチルイソプロピルアミン、N,N−エチルプロピルアミン、N,N−メチルブチルアミン、N,N−メチルイソブチルアミン、N,N−ブチルエチルアミン、N,N−tert−ブチルエチルアミン、ジイソプロピルアミン、ジプロピルアミン、N,Nsec−ブチルプロピルアミン、ジブチルアミン、ジ−sec−ブチルアミン、ジイソブチルアミン、N,N−イソブチル−sec−ブチルアミン、ジアミルアミン、ジイソアミルアミン、ジヘキシルアミン、ジシクロヘキシルアミン、ジ(2−エチルへキシル)アミン、ジオクチルアミン、N,N−メチルオクタデシルアミン、ジデシルアミン、ジアリルアミン、N,N−エチル−1,2−ジメチルプロピルアミン、N,N−メチルヘキシルアミン、ジオレイルアミン、ジステアリルアミン、N,N−ジメチルアミノメチルアミン、N,N−ジメチルアミノエチルアミン、N,N−ジメチルアミノアミルアミン、N,N−ジメチルアミノブチルアミン、N,N−ジエチルアミノエチルアミン、N,N−ジエチルアミノプロピルアミン、N,N−ジエチルアミノヘキシルアミン、N,N−ジエチルアミノブチルアミン、N,N−ジエチルアミノペンチルアミン、N,N−ジプロピルアミノブチルアミン、N,N−ジブチルアミノプロピルアミン、N,N−ジブチルアミノエチルアミン、N,N−ジブチルアミノブチルアミン、N,N−ジイソブチルアミノペンチルアミン、N,N−メチルーラウリルアミノプロピルアミン、N,N−エチルーヘキシルアミノエチルアミン、N,N−ジステアリルアミノエチルアミン、N,N−ジオレイルアミノエチルアミン、N,N−ジステアリルアミノブチルアミン、ピペリジン、2−ピペコリン、3−ピペコリン、4−ピペコリン、2,4−ルペチジ ン、2,6−ルペチジン、3,5−ルペチジン、3−ピペリジンメタノール、ピペコリン酸、イソニペコチン酸、イソニペコチン酸メチル、イソニペコチン酸エチル、2−ピペリジンエタノール、ピロリジン、3−ヒドロキシピロリジン、N−アミノエチルピペリジン、N−アミノエチル−4−ピペコリン、N−アミノエ チルモルホリン、N−アミノプロピルピペリジン、N−アミノプロピル−2−ピペコリン、N−アミノプロピル−4−ピペコリン、N−アミノプロピルモルホリン、N−メチルピペラジン、N−ブチルピペラジン、N−メチルホモピペラジン、1−シクロペンチルピペラジン、1−アミノ−4−メチルピペラジン、1−シクロペンチルピペラジン等が挙げられる。
また、アゾ色素に置換基を導入する場合は、置換基をあらかじめジアゾ成分またはカップリング成分に導入し、その後カップリング反応を行うことによってアゾ色素誘導体を製造することもできる。
色素誘導体の使用法は、ジケトピロロピロール顔料を顔料担体中に分散するときに顔料と混合する方法のほかに、顔料製造時に水または有機溶剤中で混合処理する方法、溶解析出時に共溶解共析出させる方法、湿式混練時に添加する方法が挙げられる。色素誘導体を顔料製造時に水または有機溶剤中で混合処理する方法、溶解析出時に共析出させる方法、湿式混練時に添加する方法は、ジケトピロロピロール顔料の結晶成長を抑制する効果を発現するが、結晶成長を抑制する効果を発揮するためには、色素誘導体がジケトピロロピロール顔料の表面に効率よく吸着し、簡単に脱着しないことが求められる。このため、色素誘導体の構造は、用いる顔料と類似の化学構造を部分的に有するものとされる場合が多い。このような理由から、ジケトピロロピロール顔料を製造する場合には、一般的には、ジケトピロロピロール構造、チアジンインジゴ構造、ベンゾイソインドール構造、またはキナクリドン構造を有する色素誘導体が好ましい。
また、色素誘導体を使用する場合、ジケトピロロピロール顔料の色調を極力損なわないことが好ましい。色相の観点から、黄色、橙色、赤色を呈するジケトピロロピロール誘導体、ベンゾイソインドール誘導体、チアジンインジゴ誘導体、アゾ色素誘導体、またはキノフタロン誘導体の使用が好ましい。
色素誘導体の配合量は、顔料組成物100質量%中、0.5〜40質量%が好ましい。3〜35質量%がより好ましい。0.5〜40質量%を配合することで分散性がより向上し、顔料の色調がより向上する。
以下、色素誘導体の具体例を説明する。
(ジケトピロロピロール誘導体)
色素誘導体の一例としてジケトピロロピロール誘導体を説明する。ジケトピロロピロール誘導体は、例えば、下記式(6)または式(7)で示す化合物が好ましい。


(ベンゾイソインドール誘導体)
色素誘導体の一例としてベンゾイソインドール誘導体を説明する。ベンゾイソインドール誘導体は、例えば、下記式(8)で示す化合物が好ましい。
(アントラキノン誘導体)
色素誘導体の一例としてアントラキノン誘導体を説明する。アントラキノン誘導体は、例えば、下記式(9)で示す化合物が好ましい。
(ジアントラキノン誘導体)
色素誘導体の一例としてジアントラキノン誘導体を説明する。ジアントラキノン誘導体は、例えば、下記式(10)で示す化合物が好ましい。
(チアジンインジゴ誘導体)
色素誘導体の一例としてチアジンインジゴ誘導体を説明する。チアジンインジゴ誘導体は、例えば、下記式(11)で示す化合物が好ましい。

(アゾ色素誘導体)
色素誘導体の一例としてアゾ色素誘導体を説明する。アゾ色素誘導体は、例えば、下記式(12)、式(13)、または式(14)で示す化合物が好ましい。





(キノフタロン誘導体)
色素誘導体の一例としてキノフタロン誘導体を説明する。キノフタロン誘導体は、例えば、下記式(15−1)〜式(15−17)で示す化合物が好ましい。









(キナクリドン誘導体)
色素誘導体の一例としてキナクリドン誘導体を説明する。キナクリドン誘導体は、例えば、下記式(16)で示す化合物が好ましい。


<ジケトピロロピロール顔料組成物の製造方法>
本明細の顔料組成物は、例えば、顔料化工程を行う際に、式(1)で示すジケトピロロピロール顔料、式(2)で示すジケトピロロピロール顔料を併用することで作製できる。また、他の製造方法は、例えば、ジケトピロロピロール顔料を製造するために、コハク酸エステル合成法の工程中のジケトピロロピロール化合物のアルカリ金属塩をプロトン化して顔料粒子を析出させる工程において、式(1)で示すジケトピロロピロール顔料の金属塩、式(2)で示すジケトピロロピロール顔料の金属塩を混合する方法も挙げられる。また、式(1)で示すジケトピロロピロール顔料をコハク酸エステル合成法で製造する過程で得られる式(1)で示すジケトピロロピロール顔料の金属塩に対し、別途調整した式(2)で示すジケトピロロピロール顔料の金属塩を混合し、得られた混合液に対して、水、アルコール、酸等を用いてプロトン化する方法も挙げられる。この時、得られるジケトピロロピロール顔料組成物の含水ケーキもしくは乾燥品に対し、さらに顔料化工程を加えてもよい。
前記顔料化工程は、例えば、顔料に水溶性無機塩と水溶性有機溶剤とを加えて混練するソルトミリング処理、顔料を有機溶剤存在下で加熱撹拌する溶剤加熱処理、および顔料を良溶媒に溶解させた後に貧溶媒によって再析出させる溶解析出処理等が挙げられる。顔料組成物の作製は、ソルトミリング処理を行うことが好ましい。
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、ニーダー、トリミックス、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顔料が破砕され、それにより活性面が生じて、結晶成長が起こると考えられている。従って、混練時は顔料の破砕と結晶成長が同時に起こり、混練条件により得られる顔料の一次粒子径が異なる。
加熱により結晶成長を促進するには、加熱温度35〜150℃が好ましい。加熱温度を35〜150℃にすると結晶成長と破砕のバランスが取れ、適度な一次粒子径を有する顔料が得易い。また、ソルトミリング処理の混練時間は、ソルトミリング処理顔料の一次粒子の粒度分布とソルトミリング処理に要する費用のバランスの点から、2〜24時間程度が好ましい。
顔料をソルトミリング処理する際の条件を最適化すると、一次粒子径が非常に微細であり、また分布の幅が狭く、シャープな粒度分布を持つ顔料を得ることができる。
また、ソルトミリング処理に用いる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、一般式(1)で示すジケトピロロピロール顔料、および一般式(2)で示すジケトピロロピロール顔料の合計100質量部に対して、50〜2000質量部を用いることが好ましく、300〜1200質量%がより好ましい。
また水溶性有機溶剤は、顔料およ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。水溶性有機溶剤は、一般式(1)で示すジケトピロロピロール顔料、および一般式(2)で示すジケトピロロピロール顔料の合計100質量部に対して、5〜1000質量部を用いることが好ましく、50〜500質量部がより好ましい。
ソルトミリング処理する際には、混練効率を向上させるために前述の色素誘導体を併用してもよく、顔料の微細化および整粒化に非常に有効である。本発明のジケトピロロピロール顔料組成物の微細化においては、上記色素誘導体を使用することが好ましいが、これらに限定されるものではない。色素誘導体の使用量は、色調に影響を与えない程度、すなわち一般式(1)で示すジケトピロロピロール顔料、および一般式(2)で示すジケトピロロピロール顔料の合計100質量部に対して、0.5〜40質量部を使用することが好ましい。
また、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できる。前記樹脂は、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(25℃)で固体かつ水不溶性非水溶性であることが好ましく、上記有機溶剤に一部可溶であることがより好ましい。樹脂は、一般式(1)で示すジケトピロロピロール顔料、および一般式(2)で示すジケトピロロピロール顔料の合計100質量部に対して5〜200質量部を用いることが好ましい。
また、ソルトミリング処理する際には、必要に応じて樹脂型分散剤および/または界面活性剤等の添加剤を含有してもよい。添加剤は、例えば、後述する樹脂型分散剤および/または界面活性剤が好ましい。添加剤の使用量は、一般式(1)で示すジケトピロロピロール顔料、および一般式(2)で示すジケトピロロピロール顔料の合計100質量部に対して、0.1〜55量部が好ましく、0.1〜45質量部がより好ましい。
本明細書のカラーフィルタ用着色組成物(以下、着色組成物ともいう)は、ジケトピロロピロール顔料組成物、バインダー樹脂および有機溶剤を含むことが好ましい。
<その他着色剤>
着色組成物は、その他着色剤を含むことができる。これにより着色組成物の色度を調整し易くなる。その他着色剤は、一般式(1)で示すジケトピロロピロール顔料、および一般式(2)で示すジケトピロロピロール顔料以外の顔料および染料である。以下、その他着色剤の具体例を示す。なお、本明細書で着色剤という場合、一般式(1)で示すジケトピロロピロール顔料、および一般式(2)で示すジケトピロロピロール顔料、ならびにその他着色剤を含む。
その他着色剤は、例えば、C.I.ピグメント レッド 7、14、41、48:1、48:2、48:3、48:4、57:1、81、81:1、81:2、81:3、81:4、122、146、168、169、176、177、178、179、184、185、187、200、202、208、20、242、246、254、255、264、270、272、273、274,276、277、278、279、280、281、282、283、284、285、286、または287等の赤色顔料が挙げられる。赤色染料は、例えば、キサンテン系、アゾ系(ピリドン系、バルビツール酸系、金属錯体系など)、ジスアゾ系、アントラキノン系が挙げられる。これらの中でも赤色染料は、C.I.アシッド レッド 52、87、92、289、338等のキサンテン系酸性染料の造塩化合物が好ましい。
また、C.I.ピグメント オレンジ 43、71、または73等の橙色顔料および/または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、193、194、198、199、213、214、218、219、220、または221等の黄色顔料が挙げられる。また、橙色染料および/または黄色染料は、例えば、キノリン系、アゾ系(ピリドン系、バルビツール酸系、金属錯体系など)、ジスアゾ系、メチン系などが挙げられる。
これらの中でもC.I.ピグメント レッド 177、254、242、C.I.ピグメント イエロー 139、150、185が好ましい。
ジケトピロロピロール顔料組成物は、全着色剤100質量%中に40〜100質量%を含むことが好ましく、60〜100質量%がより好ましい。
<バインダー樹脂>
バインダー樹脂は、従来公知の熱可塑性樹脂、および熱硬化性樹脂が挙げられる。バインダー樹脂の分光透過率は、可視光領域の400〜700nmの全波長領域において80%以上が好ましく、95%以上がより好ましい。
熱可塑性樹脂は、例えば、アクリル樹脂、ブチラール樹脂、スチレンー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、およびポリイミド樹脂等が挙げられる。
また、バインダー樹脂は、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樹脂を用いることが好ましい。このバインダー樹脂を使用するとカラーフィルタのアルカリ現像型着色レジスト用として好ましく使用できる。前記アルカリ可溶性樹脂は、エチレン性不飽和活性二重結合を付加することで光反応性が得られる。
前記アルカリ可溶性樹脂は、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好ましい。アルカリ可溶性樹脂は、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、またはイソブチレン/(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、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く、酸性基を有するアクリル樹脂がより好ましい。
エチレン性不飽和活性二重結合を有するアルカリ可溶性樹脂は、例えば、水酸基、カルボキシル基、アミノ基等の反応性の置換基を有する高分子にイソシアネート基、アルデヒド基、エポキシ基等の反応性置換基を有する(メタ)アクリル化合物やケイヒ酸を反応させて、(メタ)アクリロイル基、スチリル基等の光反応性基を該高分子に導入した樹脂が好ましい。または、スチレン−無水マレイン酸共重合物やα−オレフィン−無水マレイン酸共重合物等の酸無水物を含む高分子をヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート等の水酸基を有する(メタ)アクリル化合物によりハーフエステル化した樹脂も好ましい。
熱可塑性樹脂として、アルカリ可溶性能とエネルギー線硬化性能とを併せもつものも、カラーフィルタ用感光性着色組成物として好ましい。
熱硬化性樹脂は、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、フェノール樹脂等が挙げられる。これらの中でも、耐熱性向上の観点から、エポキシ樹脂、メラミン樹脂がより好適に用いられる。
バインダー樹脂の重量平均分子量(Mw)は、5,000〜80,000が好ましく、7,000〜50,000がより好ましい。また、数平均分子量(Mn)は、2,500〜40,000が好ましい。また、分子量分散度(Mw/Mn)は、10以下が好ましい。なお、重量平均分子量(Mw)、数平均分子量(Mn)は、東ソー株式会社製ゲルパーミエイションクロマトグラフィー「HLC−8120GPC」において、分離カラムを4本直列に繋ぎ、充填剤には順に東ソー株式会社製「TSK−GEL SUPER H5000」、「H4000」、「H3000」、および「H2000」を用い、移動相にテトラヒドロフランを用いて測定したポリスチレン換算分子量である。
バインダー樹脂が酸価を有する場合、酸価20〜300mgKOH/gが好ましい。この範囲で使用すると、現像液に対する溶解性がより向上し、微細なレジストパターンを形成し易くなる。
バインダー樹脂は、着色剤100質量部に対して、20〜500質量%を使用することが好ましい。バインダー樹脂を適量使用するとカラーフィルタの被膜形成が容易になり、良好な色調が得易い。
<有機溶剤>
本明細書の着色組成物は、有機溶剤を含むことが好ましい。これにより着色組成物の不揮発分成分の溶解性が向上し、着色組成物の塗布性もより向上する。
有機溶剤は、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。
これらの中でも、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;ベンジルアルコール等の芳香族アルコール;シクロヘキサノン等のケトン;が好ましい。
有機溶剤は、単独または2種類以上を併用して使用できる。
有機溶剤は、着色剤100質量部に対して、500〜4000質量%を用いることが好ましい。有機溶剤を適量使用すると均一な膜厚のフィルタセグメントを形成し易い。
<着色組成物の作製>
着色組成物は、顔料組成物、バインダー樹脂、および有機溶剤からなる着色剤担体中を、分散手段を使用して微細に分散することで作製できる。前記分散手段は、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、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、アトライター等が挙げられる。
また、着色剤を着色剤担体中に分散する際、適宜、前述の色素誘導体、樹脂型分散剤、界面活性剤等の分散助剤を含有してもよい。分散助剤は、分散後の着色剤の再凝集を防止する効果が大きいため、分散助剤を用いた着色組成物は、コントラストおよび粘度安定性がより向上する。
(樹脂型分散剤および界面活性剤)
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の着色剤担体への分散を安定化する。樹脂型分散剤は、例えば、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、および水酸基含有ポリカルボン酸エステル、ならびにこれらの変性物;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物の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、燐酸エステル系等が挙げられる。
樹脂型分散剤は、単独または2種類以上を併用して使用できる。
樹脂型分散剤の市販品は、例えば、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、またはAnti−Terra−U、203、204、またはBYK−P104、P104S、220S、6919、またはLactimon、Lactimon−WSまたは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。
界面活性剤は、例えば、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る。
界面活性剤は、単独または2種類以上を併用して使用できる。
樹脂型分散剤や界面活性剤を添加する場合には、着色剤100質量部に対して、0.1〜55質量部が好ましく、0.1〜45質量部がより好ましい。樹脂型分散剤や界面活性剤を適量配合すると分散性がより向上する。
本明細書の着色組成物は、さらに光重合性単量体および光重合開始剤を含むことが好ましい。これにより着色組成物は、感光性着色組成物として使用できる。
<光重合性単量体>
光重合性単量体は、紫外線や熱などで反応するモノマーおよびオリゴマーを含む。
光重合性単量体の配合量は、着色剤100重量部に対して、5〜400重量%が好ましく、10〜300重量%がより好ましい。光重合性単量体を適量使用すると光硬化性および現像性がより向上する。
モノマーは、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、トリシクロデカニル(メタ)アクリレート、エステルアクリレート、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およ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、アクリロニトリルが挙げられる。
オリゴマーは、例えば、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、ト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、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)アクリレートが挙げられる。
<光重合開始剤>
光重合開始剤は、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)−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、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)−ブタン−1−オ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、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、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、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、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)−,2−(O−ベンゾイルオキシム)〕、O−(アセチル)−N−(1−フェニル−2−オキソ−2−(4’−メトキシ−ナフチル)エチリデン)ヒドロキシルアミン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、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;チタノセン系化合物等が挙げられる。
光重合開始剤は、単独または2種類以上を併用して使用できる。
光重合開始剤の配合量は、着色剤の全量100質量部に対して、2〜200質量%が好ましく、光硬化性及び現像性の観点から3〜150質量%がより好ましい。
<増感剤>
着色組成物は、さらに、増感剤を含むことができる。
増感剤は、例えば、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’−ジエチルアミノベンゾフェノン等が挙げられる。
また、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)に記載された増感剤も挙げられる。
増感剤は、単独または2種類以上を併用して使用できる。
増感剤の配合量は、光重合開始剤100質量部に対して、3〜60質量%が好ましく、5〜50質量%がより好ましい。増感剤を適量配合すると光硬化性、現像性がより向上する。
<アミン系化合物>
着色組成物は、さらに、アミン系化合物を含むことができる。アミン系化合物は、酸化防止剤として機能する。
アミン系化合物は、例えば、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、N,N−ジメチルパラトルイジン等が挙げられる。
<レベリング剤>
着色組成物は、さらに、レベリング剤を含むことができる。これにより、より平滑なフィルタセグメントを作製できる。
レベリング剤は、例えば、主鎖にポリエーテル構造またはポリエステル構造を有するジメチルシロキサンが挙げられる。主鎖にポリエーテル構造を有するジメチルシロキサンの市販品は、例えば、東レ・ダウコーニング社製FZ−2122、ビックケミー社製BYK−333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市販品は、例えば、ビックケミー社製BYK−310、BYK−370が挙げられる。
レベリング剤は、単独または2種類以上を併用して使用できる。
レベリング剤の配合量は、着色組成物の不揮発分100質量%中に、0.003〜0.5質量%が好ましい。
レベリング剤と併用して、アニオン性、カチオン性、ノニオン性、両性、フッ素系またはシリコーン系の界面活性剤を使用できる。アニオン性界面活性剤は、例えば、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が挙げられる。
カオチン性界面活性剤は、例えば、アルキル4級アンモニウム塩、およびそのエチレンオキシ基付加物が挙げられる。ノニオン性界面活性剤は、例えば、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が挙げられる。良性界面活性剤は、例えば、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が挙げられる。フッ素系の界面活性剤は、例えば、フルオロカーボン鎖を有する界面活性剤、また、シリコーン系の界面活性剤は、例えば、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。
界面活性剤は、単独または2種類以上を併用して使用できる。
<硬化剤、硬化促進剤>
着色組成物は、さらに、硬化剤、硬化促進剤を含むことができる。これにより熱硬化性樹脂の硬化性がより向上する。
硬化剤は、例えば、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が挙げられる。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い。また、硬化促進剤は、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およびその塩(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)が好ましい。
硬化剤、硬化促進剤は、単独または2種類以上を併用して使用できる。
硬化促進剤の含有量は、熱硬化性樹脂100質量部に対して、0.01〜15質量部が好ましい。
<その他添加剤成分>
着色組成物は、さらに、その他添加剤成分を含むことができる。その他添加剤成分は、例えば、貯蔵安定剤、密着向上剤等が挙げられる。
貯蔵安定剤を含むと着色組成物を保管中の経時粘度が変化し難い。また、密着向上剤を含むと着色組成物は、透明基板等との密着性がより向上する。
貯蔵安定剤は、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、シュウ酸等の有機酸、ならびに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。
貯蔵安定剤の含有量は、着色剤100質量部に対して、0.1〜10質量部が好ましい。
密着向上剤は、シランカップリング剤が好ましい。シランカップリング剤は、例えば、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;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;β−(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、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)メチルトリメトキシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリエトキシシラン、β−(3,4−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;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;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;等が挙げられる。
密着向上剤の含有量は、着色剤100質量部に対して、0.1〜10質量部が好ましい。
<粗大粒子の除去>
着色組成物は、製造時に混入または発生する粗大粒子を除去することが好ましい。着色組成物を遠心分離、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を使用して、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以上の粗大粒子および混入した塵の除去を行うことが好ましい。
<カラーフィルタ>
本明細書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備えることが好ましい。前記赤色フィルタセグメントは、顔料組成物を含有するか、着色組成物の硬化物であることが好ましい。
緑色フィルタセグメントは、緑色顔料と着色剤担体を含む通常の緑色着色組成物を用いて形成することができる。緑色顔料は、例えばC.I.ピグメント グリーン7、10、36、37、58等が挙げられる。
また緑色着色組成物には、黄色顔料を併用できる。前記黄色顔料は、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、193、194、198、199、213、214、218、219、220、221等が挙げられる。また黄色を呈する塩基性染料、酸性染料の造塩化合物を併用できる。
青色フィルタセグメントは、青色顔料と着色剤担体を含む通常の青色着色組成物を用いて形成することができる。青色顔料は、例えば、C.I.ピグメント ブルー 15、15:1、15:2、15:3、15:4、15:6、16、22、60、64等が挙げられる。また青色着色組成物には、紫色顔料を併用できる。前記紫色顔料は、例えば、C.I.ピグメント バイオレット 1、19、23、27、29、30、32、37、40、42、50等を挙げられる。また、青色や紫色を呈する塩基性染料、酸性染料の造塩化合物を使用できる。染料を使用する場合、キサンテン系染料が耐熱性と明度の点で好ましい。
<カラーフィルタの製造方法>
カラーフィルタは、着色組成物を使用して、印刷法またはフォトリソグラフィー法により、製造できる。
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、低コストで量産性に優れている。さらに、高い寸法精度および平滑度を有する微細パターンを形成できる。印刷には、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を制御するため、分散剤や体質顔料でインキ粘度を調整できる。
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、溶剤現像型あるいはアルカリ現像型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となるように塗布して被膜を形成する。被膜は、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、溶剤また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作製する。さらに、着色組成物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を使用すると印刷法よりも精度の高いカラーフィルタを作製できる。
現像は、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できる。また、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も使用できる。また、現像液には、消泡剤や界面活性剤を添加できる。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。
カラーフィルタは、上記方法以外に電着法、転写法などにより製造できる。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。
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、上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。
透明基板、反射基板の素材は、例えば、ガラス板、透明樹脂板が挙げられる。
透明基板、反射基板の厚みは、50μm〜1mm程度である。
カラーフィルタは、例えば、液晶表示装置、有機EL表示装置等の表示装置や、カメラ用途に使用することが好ましい。
以下、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。実施例および比較例中、「部」は、「質量部」であり、「%」は「質量%」を意味する。
<ジケトピロロピロール顔料の質量比>
顔料組成物中の一般式(1)で示すジケトピロロピロール顔料、一般式(2)で示すジケトピロロピロール顔料の含有量は、HPLCを用いて定量した。測定条件は以下の通りである。
装置:日本分光社製Gulliverシリーズ
検出器:日本分光社製UV−970検出器
カラム:Waters社製Symmetry C18(5μm、2.1mmφ×150mm)
移動相A液:ジメチルホルムアミド/水(1:1)
移動相B液:ジメチルホルムアミド/水(97.5:2.5)
グラジエント(B液):47%→(15min)→47%→(5min)→100%→(25min)→100%
波長:510nm
カラム温度:35℃
流量:0.3mL/min
試料注入量:5μL(N−メチルピロリドン/28%ナトリウムメトキシドメタノール溶液に溶解)
<バインダー樹脂の質量平均分子量(Mw)>
バインダー樹脂の質量平均分子量(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、展開溶媒にテトラヒドロフランを用いて測定したポリスチレン換算の質量平均分子量(Mw)である。
<ジケトピロロピロール顔料の製造方法>
[製造例1](式(1−1)で示すジケトピロロピロール顔料の製造)
還流管を付けたステンレス製反応容器に、窒素雰囲気下、モレキュラシーブで脱水したtert−アミルアルコール200部、およびナトリウム−tert−アミルアルコキシド140部を加え、攪拌しながら100℃に加熱し、アルコラート溶液を調製した。一方で、ガラス製フラスコに、コハク酸ジイソプロピル88部、4−ブロモベンゾニトリル153.6部を加え、攪拌しながら90℃に加熱して溶解させ、これらの混合物の溶液を調製した。この混合物の加熱溶液を、100℃に加熱した上記アルコラート溶液中に、激しく攪拌しながら、2時間で均一滴下した。滴下終了後、90℃にて2時間、加熱攪拌を継続し、ジケトピロロピロール系化合物のアルカリ金属塩を得た。さらに、ガラス製ジャケット付き反応容器に、メタノール600部、水600部、及び酢酸304部を加え、−10℃に冷却した。この冷却した混合物を、高速攪拌ディスパーサーを用いて、直径8cmのシェアディスクを4000rpmで回転させながら、この中に、75℃まで冷却した先に得られたジケトピロロピロール系化合物のアルカリ金属塩溶液を、少量ずつ添加した。この際、メタノール、酢酸、および水からなる混合物の温度が常に−5℃以下の温度を保つように、冷却しながら、かつ、75℃のジケトピロロピロール系化合物のアルカリ金属塩の添加する速度を調整しながら、およそ120分にわたって少量ずつ添加した。アルカリ金属塩添加後、赤色の結晶が析出し、赤色の懸濁液が生成した。続いて、得られた赤色の懸濁液を5℃にて限外濾過装置で洗浄後、濾別し、赤色ペーストを得た。このペーストを0℃に冷却したメタノール3500部にて再分散し、メタノール濃度約90%の懸濁液とし、5℃にて3時間撹拌し、結晶転移を伴う粒子整粒および洗浄を行った。続いて、限外濾過機で濾別し、得られたジケトピロロピロール系化合物の水ペーストを、80℃にて24時間乾燥させ、粉砕することにより下記式(1−1)で示すジケトピロロピロール顔料を得た。
[製造例2](式(1−2)で示すジケトピロロピロール顔料の製造)
4−ブロモベンゾニトリル153.6部を、4−クロロベンゾニトリル117.4部に変更した以外は、製造例1と同様に行い、式(1−2)で示すジケトピロロピロール顔料を得た。
[製造例3](式(2−1)で示すジケトピロロピロール顔料の製造)
4−ブロモベンゾニトリル153.6部を、4−シアノベンズアミド124.7部に変更した以外は、製造例1と同様に行い、式(2−1)で示すジケトピロロピロール顔料を得た。
[製造例4](式(2−3)で示すジケトピロロピロール顔料の製造)
4−ブロモベンゾニトリル153.6部を、Nーブチルー4−シアノベンズアミド172.6部に変更した以外は、製造例1と同様に行い、式(2−3)で示すジケトピロロピロール顔料を得た。
[製造例5](式(2−7)で示すジケトピロロピロール顔料の製造)
4−ブロモベンゾニトリル153.6部を、Nーフェニルー4−シアノベンズアミド189.6部に変更した以外は、製造例1と同様に行い、式(2−7)で示すジケトピロロピロール顔料を得た。
[製造例6](式(2−11)で示すジケトピロロピロール顔料の製造)
4−ブロモベンゾニトリル153.6部を、Nーブチルー3−シアノベンズアミド172.6部に変更した以外は、製造例1と同様に行い、式(2−11)で示すジケトピロロピロール顔料を得た。
[製造例7](式(2−15)で示すジケトピロロピロール顔料の製造)
4−ブロモベンゾニトリル153.6部を、N,Nージブチルー4−シアノベンズアミド220.4部に変更した以外は、製造例1と同様に行い、式(2−15)で示すジケトピロロピロール顔料を得た。
[製造例8](式(2−22)で示すジケトピロロピロール顔料の製造)
4−ブロモベンゾニトリル153.6部を、4−(ブチルチオ)ベンゾニトリル163.2部に変更した以外は、製造例1と同様に行い、式(2−22)で示すジケトピロロピロール顔料を得た。
[製造例9](式(2−24)で示すジケトピロロピロール顔料の製造)
4−ブロモベンゾニトリル153.6部を、4−(オクチルチオ)ベンゾニトリル211.1部に変更した以外は、製造例1と同様に行い、式(2−24)で示すジケトピロロピロール顔料を得た。
[製造例10](式(2−27)で示すジケトピロロピロール顔料の製造)
4−ブロモベンゾニトリル153.6部を、4−(フェニルチオ)ベンゾニトリル180.3部に変更した以外は、製造例1と同様に行い、式(2−27)で示すジケトピロロピロール顔料を得た。
[製造例11](式(2−34)で示すジケトピロロピロール顔料の製造)
4−ブロモベンゾニトリル153.6部を、3−(オクチルチオ)ベンゾニトリル211.1部に変更した以外は、製造例1と同様に行い、式(2−34)で示すジケトピロロピロール顔料を得た。
[製造例12](式(17)で示すジケトピロロピロール顔料の製造)
4−ブロモベンゾニトリル153.6部を、3−ブトキシベンゾニトリル149.5部に変更した以外は、製造例1と同様に行い、下記式(17)で示すジケトピロロピロール顔料を得た。
[製造例13](式(18)で示すジケトピロロピロール顔料の製造)
4−ブロモベンゾニトリル153.6部を、ベンゾニトリル88.0部に変更した以外は、製造例1と同様に行い、下記式(18)で示すジケトピロロピロール顔料を得た。
[製造例14](式(19)で示すジケトピロロピロール顔料の製造)
4−ブロモベンゾニトリル153.6部を、4−シアノビフェニル152.9部に変更した以外は、製造例1と同様に行い、下記式(19)で示すジケトピロロピロール顔料を得た。
<バインダー樹脂溶液の製造方法>
[製造例15](アクリル樹脂溶液1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、滴下管および撹拌装置を取り付けた反応容器にシクロヘキサノン196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37.2部、2−ヒドロキシエチルメタクリレート12.9部、メタクリル酸12.0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(「アロニックスM110」東亞合成社製)20.7部、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル1.1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、アクリル樹脂の溶液を得た。室温まで冷却した後、不揮発分が20質量%になるようにメトキシプロピルアセテートで調整することで重量平均分子量(Mw)の26000のアクリル樹脂溶液1を得た。
[製造例16](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、滴下管およ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、不揮発分が20質量%になるようにシクロヘキサノンで調整することで重量平均分子量(Mw)18000のアクリル樹脂溶液2を得た。
<ジケトピロロピロール顔料組成物の製造方法>
[実施例1](ジケトピロロピロール顔料組成物(R−1)の製造)
式(1−1)のジケトピロロピロール顔料95.0部、式(2−1)のジケトピロロピロール顔料5.0部、塩化ナトリウム1000部、およびジエチレングリコール120部を、ステンレス製1ガロンニーダー(井上製作所製)中に仕込み、60℃で10時間混練した。次に、混練した混合物を温水に投入し、約80℃に加熱しながら1時間撹拌してスラリー状として、濾過および水洗をして食塩およびジエチレングリコールを除いた後、80℃で一昼夜乾燥させ、粉砕することによりジケトピロロピロール顔料組成物(R−1)を得た。
[実施例2](ジケトピロロピロール顔料組成物(R−2)の製造)
式(2−1)のジケトピロロピロール顔料5.0部を、式(2−3)のジケトピロロピロール顔料5.0部に変更した以外は、実施例1と同様に行い、ジケトピロロピロール顔料組成物(R−2)を得た。
[実施例3](ジケトピロロピロール顔料組成物(R−3)の製造)
式(2−1)のジケトピロロピロール顔料5.0部を、式(2−7)のジケトピロロピロール顔料5.0部に変更した以外は、実施例1と同様に行い、ジケトピロロピロール顔料組成物(2−7)を得た。
[実施例4](ジケトピロロピロール顔料組成物(R−4)の製造)
式(2−1)のジケトピロロピロール顔料5.0部を、式(2−11)のジケトピロロピロール顔料5.0部に変更した以外は、実施例1と同様に行い、ジケトピロロピロール顔料組成物(R−4)を得た。
[実施例5](ジケトピロロピロール顔料組成物(R−5)の製造)
式(2−1)のジケトピロロピロール顔料5.0部を、式(2−15)のジケトピロロピロール顔料5.0部に変更した以外は、実施例1と同様に行い、ジケトピロロピロール顔料組成物(R−5)を得た。
[実施例6](ジケトピロロピロール顔料組成物(R−6)の製造)
式(2−1)のジケトピロロピロール顔料5.0部を、式(2−22)のジケトピロロピロール顔料5.0部に変更した以外は、実施例1と同様に行い、ジケトピロロピロール顔料組成物(R−6)を得た。
[実施例7](ジケトピロロピロール顔料組成物(R−7)の製造)
式(2−1)のジケトピロロピロール顔料5.0部を、式(2−24)のジケトピロロピロール顔料5.0部に変更した以外は、実施例1と同様に行い、ジケトピロロピロール顔料組成物(R−7)を得た。
[実施例8](ジケトピロロピロール顔料組成物(R−8)の製造)
式(2−1)のジケトピロロピロール顔料5.0部を、式(2−27)のジケトピロロピロール顔料5.0部に変更した以外は、実施例1と同様に行い、ジケトピロロピロール顔料組成物(R−7)を得た。
[実施例9](ジケトピロロピロール顔料組成物(R−9)の製造)
式(2−1)のジケトピロロピロール顔料5.0部を、式(2−34)のジケトピロロピロール顔料5.0部に変更した以外は、実施例1と同様に行い、ジケトピロロピロール顔料組成物(R−7)を得た。
[実施例10](ジケトピロロピロール顔料組成物(R−10)の製造)
式(1−1)のジケトピロロピロール顔料95.0部を、式(1−2)のジケトピロロピロール顔料95.0部に変更した以外は、実施例1と同様に行い、ジケトピロロピロール顔料組成物(R−10)を得た。
[実施例11](ジケトピロロピロール顔料組成物(R−11)の製造)
式(1−1)のジケトピロロピロール顔料95.0部、式(2−1)のジケトピロロピロール顔料5.0部を、式(1−2)のジケトピロロピロール顔料95.0部、式(2−3)のジケトピロロピロール顔料5.0部に変更した以外は、実施例1と同様に行い、ジケトピロロピロール顔料組成物(R−11)を得た。
[実施例12](ジケトピロロピロール顔料組成物(R−12)の製造)
式(1−1)のジケトピロロピロール顔料95.0部、式(2−1)のジケトピロロピロール顔料5.0部を、式(1−2)のジケトピロロピロール顔料95.0部、式(2−15)のジケトピロロピロール顔料5.0部に変更した以外は、実施例1と同様に行い、ジケトピロロピロール顔料組成物(R−12)を得た。
[実施例13](ジケトピロロピロール顔料組成物(R−13)の製造)
式(1−1)のジケトピロロピロール顔料95.0部、式(2−1)のジケトピロロピロール顔料5.0部を、式(1−2)のジケトピロロピロール顔料95.0部、式(2−24)のジケトピロロピロール顔料5.0部に変更した以外は、実施例1と同様に行い、ジケトピロロピロール顔料組成物(R−13)を得た。
[実施例14](ジケトピロロピロール顔料組成物(R−14)の製造)
式(1−1)のジケトピロロピロール顔料95.0部、式(2−1)のジケトピロロピロール顔料5.0部を、式(1−2)のジケトピロロピロール顔料95.0部、式(2−27)のジケトピロロピロール顔料5.0部に変更した以外は、実施例1と同様に行い、ジケトピロロピロール顔料組成物(R−14)を得た。
[実施例15](ジケトピロロピロール顔料組成物(R−15)の製造)
式(1−1)のジケトピロロピロール顔料95.0部、式(2−1)のジケトピロロピロール顔料5.0部を、式(1−1)のジケトピロロピロール顔料99.99部、式(2−15)のジケトピロロピロール顔料0.01部に変更した以外は、実施例1と同様に行い、ジケトピロロピロール顔料組成物(R−15)を得た。
[実施例16](ジケトピロロピロール顔料組成物(R−16)の製造)
式(1−1)のジケトピロロピロール顔料95.0部、式(2−1)のジケトピロロピロール顔料5.0部を、式(1−1)のジケトピロロピロール顔料80.0部、式(2−15)のジケトピロロピロール顔料20.0部に変更した以外は、実施例1と同様に行い、ジケトピロロピロール顔料組成物(R−16)を得た。
[実施例17](ジケトピロロピロール顔料組成物(R−17)の製造)
式(1−1)のジケトピロロピロール顔料95.0部、式(2−1)のジケトピロロピロール顔料5.0部を、式(1−1)のジケトピロロピロール顔料70.0部、式(2−15)のジケトピロロピロール顔料30.0部に変更した以外は、実施例1と同様に行い、ジケトピロロピロール顔料組成物(R−17)を得た。
[実施例18](ジケトピロロピロール顔料組成物(R−18)の製造)
式(1−1)のジケトピロロピロール顔料95.0部、式(2−1)のジケトピロロピロール顔料5.0部を、式(1−1)のジケトピロロピロール顔料85.5部、式(2−15)のジケトピロロピロール顔料4.5部、式(8−1)のベンゾイソインドール誘導体10.0部に変更した以外は、実施例1と同様に行い、ジケトピロロピロール顔料組成物(R−18)を得た。
[実施例19](ジケトピロロピロール顔料組成物(R−19)の製造)
式(1−1)のジケトピロロピロール顔料95.0部、式(2−1)のジケトピロロピロール顔料5.0部を、式(1−1)のジケトピロロピロール顔料85.5部、式(2−15)のジケトピロロピロール顔料4.5部、式(11−6)のチアジンインジゴ誘導体10.0部に変更した以外は、実施例1と同様に行い、ジケトピロロピロール顔料組成物(R−19)を得た。
[実施例20](ジケトピロロピロール顔料組成物(R−20)の製造)
式(1−1)のジケトピロロピロール顔料95.0部、式(2−1)のジケトピロロピロール顔料5.0部を、式(1−1)のジケトピロロピロール顔料85.5部、式(2−15)のジケトピロロピロール顔料4.5部、式(7−6)のジケトピロロピロール誘導体10.0部に変更した以外は、実施例1と同様に行い、ジケトピロロピロール顔料組成物(R−20)を得た。
[実施例21](ジケトピロロピロール顔料組成物(R−21)の製造)
式(1−1)のジケトピロロピロール顔料95.0部、式(2−1)のジケトピロロピロール顔料5.0部を、式(1−1)のジケトピロロピロール顔料85.5部、式(2−15)のジケトピロロピロール顔料4.5部、式(15−1)のキノフタロン誘導体10.0部に変更した以外は、実施例1と同様に行い、ジケトピロロピロール顔料組成物(R−21)を得た。
[実施例22](ジケトピロロピロール顔料組成物(R−22)の製造)
ステンレス製容器に、製造例1記載の方法により調整したジケトピロロピロール系化合物のアルカリ金属塩溶液549.6部、および製造例7記載の方法により調整したジケトピロロピロール系化合物のアルカリ金属塩溶液24.0部を加え、75℃で30分撹拌混合し、ジケトピロロピロール系化合物のアルカリ金属塩混合溶液とした。さらに、ガラス製ジャケット付き反応容器に、メタノール600部、水600部、及び酢酸304部を加え、−10℃に冷却した。この冷却した混合物を、高速攪拌ディスパーサーを用いて、直径8cmのシェアディスクを4000rpmで回転させながら、この中に、先に得られたジケトピロロピロール系化合物のアルカリ金属塩混合溶液を、少量ずつ添加した。この際、メタノール、酢酸、および水からなる混合物の温度が常に−5℃以下の温度を保つように、冷却しながら、かつ、75℃のジケトピロロピロール系化合物のアルカリ金属塩の添加する速度を調整しながら、およそ120分にわたって少量ずつ添加した。アルカリ金属塩添加後、赤色の結晶が析出し、赤色の懸濁液が生成した。続いて、得られた赤色の懸濁液を5℃にて限外濾過装置で洗浄後、濾別し、赤色ペーストを得た。このペーストを0℃に冷却したメタノール3500部にて再分散し、メタノール濃度約90%の懸濁液とし、5℃にて3時間撹拌し、結晶転移を伴う粒子整粒および洗浄を行った。続いて、限外濾過機で濾別し、得られたジケトピロロピロール系化合物の水ペーストを、80℃にて24時間乾燥させ、粉砕することによりジケトピロロピロール顔料組成物(R−22)を得た。
[比較例1](ジケトピロロピロール顔料組成物(R−23)の製造)
式(1−1)のジケトピロロピロール顔料95.0部、式(2−1)のジケトピロロピロール顔料5.0部を、式(1−1)のジケトピロロピロール顔料100.0部に変更した以外は、実施例1と同様に行い、ジケトピロロピロール顔料(R−23)を得た。
[比較例2](ジケトピロロピロール顔料組成物(R−24)の製造)
式(1−1)のジケトピロロピロール顔料95.0部、式(2−1)のジケトピロロピロール顔料5.0部を、式(1−2)のジケトピロロピロール顔料100.0部に変更した以外は、実施例1と同様に行い、ジケトピロロピロール顔料(R−24)を得た。
[比較例3](ジケトピロロピロール顔料組成物(R−25)の製造)
式(1−1)のジケトピロロピロール顔料95.0部、式(2−1)のジケトピロロピロール顔料5.0部を、式(1−2)のジケトピロロピロール顔料95.0部、式(17)のジケトピロロピロール顔料5.0部に変更した以外は、実施例1と同様に行い、ジケトピロロピロール顔料(R−25)を得た。
[比較例4](ジケトピロロピロール顔料組成物(R−26)の製造)
式(1−1)のジケトピロロピロール顔料95.0部、式(2−1)のジケトピロロピロール顔料5.0部を、式(1−2)のジケトピロロピロール顔料95.0部、式(18)のジケトピロロピロール顔料5.0部に変更した以外は、実施例1と同様に行い、ジケトピロロピロール顔料(R−26)を得た。
[比較例5](ジケトピロロピロール顔料組成物(R−27)の製造)
式(1−1)のジケトピロロピロール顔料95.0部、式(2−1)のジケトピロロピロール顔料5.0部を、式(1−2)のジケトピロロピロール顔料95.0部、式(19)のジケトピロロピロール顔料5.0部に変更した以外は、実施例1と同様に行い、ジケトピロロピロール顔料(R−27)を得た。
製造したジケトピロロピロール顔料組成物1〜27の内容を表1に示す。
<カラーフィルタ用着色組成物の製造方法>
[実施例23](着色組成物(RP−1)の作製)
下記の混合物を均一になるように撹拌混合した後、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5時間分散した後、5μmのフィルタで濾過し、着色組成物(RP−1)を作製した。
ジケトピロロピロール顔料組成物(R−1) 11.0部
色素誘導体 式(15−1) 1.0部
アクリル樹脂溶液1 40.0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 48.0部
[実施例24〜44](着色組成物(RP−2〜22))
ジケトピロロピロール顔料組成物(R−1)を、表2に記載のジケトピロロピロール顔料組成物(R−2〜22)に変更した以外は、実施例23と同様にして行い、着色組成物(RP−2〜22)を得た。
[比較例6〜10](着色組成物(RP−23〜27))
ジケトピロロピロール顔料組成物(R−1)を、表2に記載のジケトピロロピロール顔料組成物(R−23〜27)に変更した以外は、実施例23と同様にして行い、着色組成物(RP−23〜27)を得た。
<カラーフィルタ用着色組成物の評価>
得られた着色組成物(RP−1〜27)について、下記評価を行った。評価結果を表2に示す。
(塗膜のコントラスト比評価)
得られた着色組成物を、100mm×100mm、0.7mm厚のガラス基板上に、C光源においてx=0.640になるような膜厚に塗布し、乾燥した。さらに、230℃で60分加熱することで赤色塗膜を得た。得られた赤色塗膜について、下記方法にてコントラストを測定した。
塗膜のコントラスト比の測定法について説明する。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乾燥塗膜を通過し、偏光板に到達する。偏光板と偏光板の偏光面が平行であれば、光は偏光板を透過するが、偏光面が直行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乾燥塗膜を通過するときに、顔料粒子による散乱等が起こり、偏光面の一部にずれを生じると、偏光板が平行のときは偏光板を透過する光量が減り、偏光板が直行のときは偏光板を一部光が透過する。この透過光を偏光板上の輝度として測定し、偏光板が平行のときの輝度と、直行のときの輝度との比(コントラスト比)を算出した。
(コントラスト比)=(平行のときの輝度)/(直行のときの輝度)
従って、塗膜中の顔料により散乱が起こると、平行のときの輝度が低下し、かつ直行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。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。なお、測定に際しては、不要光を遮断するために、測定部分に1cm角の孔を開けた黒色のマスクを当てた。
(初期粘度の評価)
着色組成物の粘度は、着色組成物調整当日に、E型粘度計(東機産業社製「ELD型粘度計」)を用いて、25℃における粘度を測定した。
○:初期粘度が50mPa・s以下 良好
△:初期粘度が50以上150mPa・s未満 実用可能
×:初期粘度が150mPa・s以上 実用不可
(粘度の経時安定性の評価)
着色組成物調整当日から数えて7日間40℃で静置したものについて、25℃にサンプル温度を戻した後に、上記粘度測定法に従い、経時粘度を測定し、下式から経時増粘率を求めた。
経時増粘率=(経時粘度)/(初期粘度)×100(%)
粘度の経時安定性に関しては、経時増粘率により評価を行った。以下、評価基準を示す。
○:経時増粘率90%以上110%未満 良好
△:経時増粘率80%以上90%未満、または110%以上120%未満 実用上問題なし
×:経時増粘率80%未満、または120%以上 実用不可
<その他着色組成物の作製方法>
(着色組成物(RP−28)の作製)
下記に示す配合組成の混合物を均一に撹拌混合し、直径0.1mmのジルコニアビーズを用いて、ピコミルで8時間分散した後、5μmのフィルタで濾過し、着色組成物(RP−28)を作製した。
ジアントラキノン系顔料(PR177−1) 10.8部
式(9−5)で示す色素誘導体 1.2部
アクリル樹脂溶液1 40.0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 48.0部
<感光性着色組成物の作製方法>
[実施例45](感光性着色組成物(RR−1)の作製)
下記組成の混合物を均一になるように攪拌混合した後、1μmのフィルタで濾過し、感光性着色組成物1(RR−1)を作製した。
着色組成物(RP−1) 38.4部
着色組成物(RP−28) 3.6部
アクリル樹脂溶液2 13.2部
光重合性単量体(東亞合成社製「アロニックスM400」) 2.8部
光重合開始剤(BASF社製「イルガキュアー907」) 2.0部
増感剤(保土谷化学工業社製「EAB−F」) 0.4部
エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート 39.6部
[実施例46〜66](感光性着色組成物(RR−2〜22)の作製)
着色組成物(RP−1)を着色組成物(RP−2〜22)に変更し、さらに、実施例45と同じ色度になるように着色組成物(RP−2〜22)と着色組成物(RP−28)の比率を調整した以外は、実施例45と同様にして感光性着色組成物(RR−2〜22)を作製した。
[比較例11〜15](感光性着色組成物(RR−23〜27)の作製)
着色組成物(RP−1)を着色組成物(RP−23〜27)に変更し、さらに、実施例45と同じ色度になるように着色組成物(RP−23〜27)と着色組成物(RP−28)の比率を調整した以外は、実施例45と同様にして感光性着色組成物(RR−23〜27)を作製した。
<感光性着色組成物の評価>
得られた感光性着色組成物(RR−1〜27)について、下記評価を行った。評価結果を表3に示す。
(色特性評価)
得られた感光性着色組成物を、100mm×100mm、0.7mm厚のガラス基板上に、C光源においてx=0.640、y=0.328になるような膜厚に塗布し、乾燥後、超高圧水銀ランプを用いて300mJ/cmの紫外線を照射した。さらに、230℃で60分加熱することで赤色塗膜を得た。その後、得られた塗膜の明度(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。
(塗膜表面の結晶析出評価)
得られた感光性着色組成物を、100mm×100mm、0.7mm厚のガラス基板上に、C光源においてx=0.640、y=0.328になるような膜厚に塗布し、乾燥後、超高圧水銀ランプを用いて300mJ/cmの紫外線を照射した。続けて230℃で60分間の加熱処理を行った後、さらに240℃で60分間の加熱処理を2回繰り返した。加熱処理後の基板の塗膜表面を光学顕微鏡にて観察し、結晶析出有無を下記基準に従って判定した。
◎:230℃60分間加熱処理後、さらなる240℃60分間加熱処理後、およびさらなる240℃60分間加熱処理でも結晶析出無し 良好
○:230℃60分間加熱処理後、およびさらなる240℃60分間加熱処理でも結晶析出は無いが、2回目の240℃60分間加熱処理で結晶析出あり 実用上問題無し
△:230℃60分間加熱処理では結晶析出は無いが、さらなる240℃60分間加熱処理で結晶析出あり 実用不可
×:230℃60分間加熱処理で結晶析出あり 実用不可
表3の結果より、一般式(1)で示すジケトピロロピロール顔料、および一般式(2)で示すジケトピロロピロール顔料を含む顔料組成物を使用した実施例は、加熱工程による顔料の結晶析出を抑制した良好な耐熱性が有り、明度およびコントラスト比に優れることが分かる。
<カラーフィルタの製造方法>
[製造例18](緑色感光性着色組成物1(GR−1)の調製)
下記に示す配合組成の混合物を均一に撹拌混合し、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5時間分散した後、5μmのフィルタで濾過し、緑色着色組成物1(GP−1)を作製した。
緑色顔料(C.I.ピグメント グリーン 36) 6.8部
黄色顔料(C.I.ピグメント イエロー 150) 5.2部
樹脂型分散剤(BASF社製「EFKA4300」) 1.0部
アクリル樹脂溶液1 35.0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 52.0部
下記組成の混合物を均一になるように攪拌混合した後、1μmのフィルタで濾過し、緑色感光性着色組成物1(GR−1)を作製した。
緑色着色組成物1(GP−1) 42.0部
アクリル樹脂溶液2 13.2部
光重合性単量体(東亞合成社製「アロニックスM400」) 2.8部
光重合開始剤(BASF社製「イルガキュアー907」) 2.0部
増感剤(保土谷化学工業社製「EAB−F」) 0.4部
エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート 39.6部
[製造例19](青色感光性着色組成物1(BR−1)の調製)
下記に示す配合組成の混合物を均一に撹拌混合し、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5時間分散した後、5μmのフィルタで濾過し、青色着色組成物1(BP−1)を作製した。
青色顔料(C.I.ピグメント ブルー 15:6) 7.2部
紫色顔料(C.I.ピグメント バイオレット 23) 4.8部
樹脂型分散剤(BASF社製「EFKA4300」) 1.0部
アクリル樹脂溶液1 35.0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 52.0部
下記組成の混合物を均一になるように攪拌混合した後、1μmのフィルタで濾過し、青色感光性着色組成物1(BR−1)を作製した。
青色着色組成物1(BP−1) 34.0部
アクリル樹脂溶液2 15.2部
光重合性単量体(東亞合成社製「アロニックスM400」) 3.3部
光重合開始剤(BASF社製「イルガキュアー907」) 2.0部
増感剤(保土谷化学工業社製「EAB−F」) 0.4部
エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート 45.1部
(カラーフィルタの作製)
ガラス基板上にブラックマトリクスをパターン加工し、該基板上にスピンコーターで本発明の感光性着色組成物(RR−5)を x=0.640、y=0.328になるような膜厚に塗布し着色被膜を形成した。該被膜にフォトマスクを介して、超高圧水銀ランプを用いて300mJ/cmの紫外線を照射した。次いで、0.2質量%の炭酸ナトリウム水溶液からなるアルカリ現像液によりスプレー現像して未露光部分を取り除いた後、イオン交換水で洗浄し、この基板を230℃で20分加熱して、赤色フィルタセグメントを形成した。同様の方法により、緑色感光性着色組成物1(GR−1)をx=0.300、y=0.600になるような膜厚に、青色感光性着色組成物1(BR−1)を用いてx=0.150、y=0.060になるような膜厚にそれぞれ塗布し、緑色フィルタセグメント、青色フィルタセグメントを形成して、カラーフィルタを得た。
本明細書の顔料組成物を使用すると、例えば、明度およびコントラストに優れ、加熱工程で顔料の結晶析出が無いカラーフィルタを作製できることが分かる。

Claims (5)

  1. 下記一般式(1)で示すジケトピロロピロール顔料、および下記一般式(2)で示すジケトピロロピロール顔料を含有するカラーフィルタ用顔料組成物。
    一般式(1) 一般式(2)

    [式中、R1は塩素原子、または臭素原子であり、R2は、−SR3、または−CON(R3)R4であり、R3およびR4は、それぞれ独立して、水素原子、炭素数1〜20のアルキル基、または置換基を有してもよいフェニル基である。]
  2. 前記一般式(1)で示すジケトピロロピロール顔料と前記一般式(2)で示すジケトピロロピロール顔料との質量比が、99.99:0.01〜80:20であるカラーフィルタ用顔料組成物。
  3. 請求項1または2に記載のカラーフィルタ用顔料組成物、バインダー樹脂および有機溶剤を含む、カラーフィルタ用着色組成物。
  4. さらに、光重合性単量体および光重合開始剤を含む、請求項3に記載のカラーフィルタ用着色組成物。
  5. 請求項3または4に記載のカラーフィルタ用着色組成物の硬化物であるフィルタセグメントを備える、カラーフィルタ。


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