JP2021102743A - 着色組成物、感光性着色組成物、及びカラーフィルタ、液晶表示装置 - Google Patents
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Abstract
Description
また、赤色フィルタセグメントの製造には、着色剤として赤色顔料以外に、より高い明度と広い色再現領域を達成するために、着色剤としてC.I.ピグメントイエロー138、C.I.ピグメントイエロー139、C.I.ピグメントイエロー185などの黄色顔料を用いられている。
中でも、高い透過率が得られる点で、キノフタロン化合物であるC.I.ピグメントイエロー138が用いられることが多い。しかし、キノフタロン化合物であるC.I.ピグメントイエロー138は、230℃以上の熱を加えたときに塗膜に異物が発生するという課題があった。また、キノフタロン化合物であるC.I.ピグメントイエロー138を分散した感光性着色組成物は、分散安定性が悪く、経時保存で粘度が上昇するという課題があった。
前記着色剤(A)が、下記一般式(1)で表わされるキノフタロン化合物(A1)を含み、前記樹脂型分散剤(C)が、下記(C1)、または(C2)いずれかの樹脂型分散剤を含むことを特徴とする着色組成物に関する。
(C1):塩基性樹脂型分散剤(c1)と、リン酸系樹脂型分散剤(c2)と、カルボン酸系樹脂型分散剤(c4)とを含む樹脂型分散剤。
(C2):下記一般式(2)で表される化合物もしくは下記一般式(3)で表される化合物と塩基性樹脂型分散剤(c1)との塩(c3)、およびカルボン酸系樹脂型分散剤(c4)を含む樹脂型分散剤。
一般式(2)において、R1及びR2はそれぞれ独立に、水素原子、水酸基、炭素数1〜20の直鎖、分岐鎖もしくは環状のアルキル基、ビニル基、置換基を有してもよいフェニル基もしくはベンジル基、または−O−R4を表し、R4は、炭素数1〜20の直鎖、分岐鎖もしくは環状のアルキル基、ビニル基、置換基を有してもよいフェニル基もしくはベンジル基、または炭素数1〜4のアルキレン基を介した(メタ)アクリロイル基を表す。但し、R1及びR2の少なくとも一つは炭素原子を含む基である。
一般式(3)において、R3は、炭素数1〜20の直鎖、分岐鎖又は環状のアルキル基、ビニル基、置換基を有してもよいフェニル基もしくはベンジル基、または−O−R4を表し、R4は、炭素数1〜20の直鎖、分岐鎖又は環状のアルキル基、ビニル基、置換基を有してもよいフェニル基もしくはベンジル基、または炭素数1〜4のアルキレン基を介した(メタ)アクリロイル基を表す。)
(c2−1):下記一般式(4)で表される樹脂型分散剤。
一般式(4)
(HO−)3-n−PO−(O−R5)n
(一般式(4)中、R5は数平均分子量300〜10,000のポリエステル残基、nは1または2を表す。)
(c2−2):リン酸基を有するエチレン性不飽和単量体と、他のエチレン性不飽和単量体との共重合体である樹脂型分散剤。
(c4−1):テトラカルボン酸無水物及びトリカルボン酸無水物の群から選ばれる一種以上の酸無水物中の酸無水物基と水酸基含有化合物中の水酸基とを反応させてなる、カルボキシル基を有するポリエステル部分、並びに、エチレン性不飽和単量体をラジカル重合してなるビニル重合体部分、を含んでなる樹脂型分散剤に関する。
(c4−2):下記一般式(5)で表される樹脂型分散剤。
一般式(5)
(HOOC−)m−R6−(−COO−[−R8−COO−]n−R7)t
(一般式(5)中、R6は4価のテトラカルボン酸化合物残基、R7はモノアルコール残基、R8はラクトン残基、mは2または3、nは1〜50の整数、tは(4−m)を表す。)
(c4−1−1):ビニル重合体部分が、水酸基、オキセタン基、t−ブチル基、およびブロックイソシアネート基からなる群より選ばれる少なくとも1種の熱架橋性官能基を有するエチレン性不飽和単量体と、カルボキシル基を有するエチレン性不飽和単量体とをラジカル重合してなるビニル重合体部分である樹脂型分散剤。
(c4−1−2):ビニル重合体部分が、(メタ)アクリロイル基を有するビニル重合体部分である樹脂型分散剤。
また、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。
本発明の一実施形態は、着色組成物に係わる。本発明の着色組成物は、着色剤(A)と、酸性置換基を有する色素誘導体(B)と、樹脂型分散剤(C)と、バインダ樹脂(D)とを含む着色組成物であって、前記着色剤(A)が、下記一般式(1)で表わされるキノフタロン化合物(A1)を含み、前記樹脂型分散剤が、下記(C1)、または(C2)いずれかの樹脂型分散剤を含む。
(C1):塩基性樹脂型分散剤(c1)と、リン酸系樹脂型分散剤(c2)と、カルボン酸系樹脂型分散剤(c4)とを含む樹脂型分散剤。
(C2):下記一般式(2)で表される化合物もしくは下記一般式(3)で表される化合物と塩基性樹脂型分散剤(c1)との塩(c3)、およびカルボン酸系樹脂型分散剤(c4)を含む樹脂型分散剤。
一般式(2)において、R1及びR2はそれぞれ独立に、水素原子、水酸基、炭素数1〜20の直鎖、分岐鎖もしくは環状のアルキル基、ビニル基、置換基を有してもよいフェニル基もしくはベンジル基、または−O−R4を表し、R4は、炭素数1〜20の直鎖、分岐鎖又は環状のアルキル基、ビニル基、置換基を有してもよいフェニル基もしくはベンジル基、または炭素数1〜4のアルキレン基を介した(メタ)アクリロイル基を表す。但し、R1及びR2の少なくとも一つは炭素原子を含む基である。
一般式(3)において、R3は、炭素数1〜20の直鎖、分岐鎖又は環状のアルキル基、ビニル基、置換基を有してもよいフェニル基又はベンジル基、または−O−R4を表し、R4は、炭素数1〜20の直鎖、分岐鎖もしくは環状のアルキル基、ビニル基、置換基を有してもよいフェニル基もしくはベンジル基、または炭素数1〜4のアルキレン基を介した(メタ)アクリロイル基を表す。)
(キノフタロン化合物(A1))
本発明における着色組成物は、着色剤(A)として下記一般式(1)で表わされるキノフタロン化合物(A1)を含む。
本発明の着色組成物に用いられるキノフタロン化合物(A1)は、例えば、特開平4−226163号公報、特開2012−226110号公報記載の方法によって製造することができるが、これらの方法に限定されるものではない。
メント、さらに緑色フィルタセグメント、赤色フィルタセグメントを形成するための着色組成物とすることができる。
本発明の着色剤組成物は、着色剤(A)として、さらに緑色顔料(A2)を含むことが好ましい。本発明で用いることができる緑色顔料(A2)は、例えば、C.I.ピグメントグリーン1、2、4、7、8、10、13、14、15、17、18、19、26、36、37、45、48、50、51、54、55、58、62、63、特開2008−19383号公報、特開2007−320986号公報、特開2004−70342号公報等に記載の亜鉛フタロシアニン顔料、特許第4893859号公報、特開2016−153481号公報、特開2017−197685号公報等に記載のアルミニウムフタロシアニン顔料等が挙げられるが、特にこれらに限定されない。中でも、保存安定性と耐溶剤性の観点から、フタロシアニン系顔料が好ましい。
本発明の着色剤組成物は、着色剤(A)として、さらに赤色顔料(A3)を含むことが好ましい。本発明で用いることができる赤色顔料(A3)は、例えば、C.I.ピグメントレッド1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、14、17、22、23、31、38、41、48:1、48:2、48:3、48:4、49、49:1、49:2、57:1、81、81:1、81:2、81:3、81:4、83、88、90、105、112、119、122、123、144、146、149、150、155、166、168、169、170、171、172、175、176、177、178、179、184、185、187、188、190、200、202、206、207、208、209、210、216、220、221、224、226、242、246、254、255、264、269、270、272、273、274,276、277、278、279、280、281、282、283、284、285、286、287、291、295、296等が挙げられるが、特にこれらに限定されない。中でも、保存安定性と耐溶剤性の観点から、ジケトピロロピロール系顔料、アントラキノン系顔料、およびアゾ系顔料が好ましい。
本発明の着色組成物は、さらに従来公知の種々の顔料、および染料を着色剤(A)として任意に選択して含有することができる。以下、本発明で用いることができる代表的な顔料と染料を挙げる。
43、71、または73等が挙げられるが、特にこれらに限定されない。
また、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く、より好ましくは、オニウム塩基を有する化合物が、側鎖にカチオン性基を有する樹脂である場合である。
本発明の着色剤(A)が顔料である場合は、微細化して用いることが好ましい。微細化方法は特に限定されるものではなく、例えば、湿式磨砕、乾式磨砕、溶解析出法いずれも使用でき、本発明で例示するように湿式磨砕の1種であるニーダー法によるソルトミリング処理等を行い微細化することができる。顔料のTEM(透過型電子顕微鏡)により求められる平均一次粒子径は5〜90nmの範囲であることが好ましい。有機溶剤中への分散、コントラスト比の観点から、より好ましい平均一次粒子径は10〜70nmの範囲である。
0〜2,000質量%用いることが好ましく、300〜1,000質量%用いることが最も好ましい。
本発明の着色組成物は、分散助剤として、酸性置換基を有する色素誘導体(B)を含む。本発明で色素誘導体とは、分子内に色素骨格を有する。酸性置換基を有する色素誘導体(B)としては、色素骨格である有機顔料、アントラキノン、アクリドンまたはトリアジン等に、酸性置換基を導入した化合物があげられ、例えば、特開昭63−305173号公報、特公昭57−15620号公報、特公昭59−40172号公報、特公昭63−17102号公報、特公平5−9469号公報、特開2001−335717号公報、特開2003−128669号公報、特開2004−091497号公報、特開2007−156395号公報、特開2008−094873号公報、特開2008−094986号公報、特開2008−095007号公報、特開2008−195916号公報、特許第4585781号公報等に記載されているものを使用でき、これらは単独または2種類以上を混合して用いることができる。
マグネシウム、アルミニウム、マンガン、ニッケル、コバルト、ストロンチウム、銅、クロム、銀、亜鉛、ガリウム等の各種金属が挙げられる。これらの中でも、スルホ基を有する色素誘導体と金属塩を構成する金属が、銅、又は鉄である場合、前記緑色顔料(A2)であるフタロシアニン系顔料を併用した緑色画素の課題のひとつである外光や内光によって引き起こされる明度低下を改善でき、スルホ基を有する色素誘導体と金属塩を構成する金属が、亜鉛、又はガリウムである場合、前記緑色顔料(A2)であるフタロシアニン系顔料を併用したフタロシアニン顔料を使用した緑色画素の課題のひとつである電圧保持率の低下を改善できる。
スルホ基を有する色素誘導体との金属塩は、1種単独で用いてもよく、2種以上組み合わせてもよい。
アミン、2−エチルヘキシルアミン、N,N−ジメチルアミノプロピルアミン、N,N−ジエチルアミノプロピルアミン、N,N−ジブチルアミノプロピルアミン等の低級アミン、ラウリルアミン、オレイルアミン、パルミチルアミン、ステアリルアミン、ジメチルラウリルアミン等の炭素数2以上のアルキル基を有する長鎖アルキルアミン、ラウリルアンモニウム、ステアリルアンモニウム、ラウリルトリメチルアンモニウム、ジラウリルジメチルアンモニウム、ステアリルトリメチルアンモニウム、ジステアリルジメチルアンモニウム等の炭素数12以上のアルキル基を有する長鎖アルキル4級アンモニウムイオンが挙げられる。これらの中でも、ラウリルアンモニウム、ステアリルアンモニウム等の炭素数12以上のアルキル基を有する長鎖アルキル4級アンモニウムイオンとの塩を用いると、最も分散安定性に優れ、特に保存安定性が高い着色組成物が得られる。
本発明の着色組成物は、樹脂型分散剤(C)として下記(C1)、または(C2)いずれかの樹脂型分散剤を含む。
(C1):塩基性樹脂型分散剤(c1)と、リン酸系樹脂型分散剤(c2)と、カルボン酸系樹脂型分散剤(c4)とを含む樹脂型分散剤、または、
(C2):下記一般式(2)または(3)と塩基性樹脂型分散剤(c1)との塩(c3)と、カルボン酸系樹脂型分散剤(c4)とを含む樹脂型分散剤。
一般式(3)において、R3は、炭素数1〜20の直鎖、分岐鎖もしくは環状のアルキ
ル基、ビニル基、置換基を有してもよいフェニル基もしくはベンジル基、または−O−R4を表し、R4は、炭素数1〜20の直鎖、分岐鎖もしくは環状のアルキル基、ビニル基、置換基を有してもよいフェニル基もしくはベンジル基、または炭素数1〜4のアルキレン基を介した(メタ)アクリロイル基を表す。)
(C1):塩基性樹脂型分散剤(c1)と、リン酸系樹脂型分散剤(c2)と、カルボン酸系樹脂型分散剤(c4)とを含む樹脂型分散剤。
前記塩基性樹脂型分散剤(c1)は、例えば、塩基性基を有するエチレン性不飽和単量体を含むエチレン性不飽和単量体をラジカル重合してなる共重合体であり、着色剤(A)に吸着する塩基性基を含む親和性部位を有し、着色剤(A)に吸着して分散を安定化する働きをするものである。
を有していてもよい鎖状若しくは環状の炭化水素基を示し、R9〜R11のうち2つ以上が
互いに結合して環状構造を形成してもよい。R12 は水素原子又はメチル基を示し、Xは
2価の連結基を示し、Y-は対アニオンを示す。)
R18、R19はそれぞれ独立に、メチル基、エチル基、またはフェニル基を示す。R12は水素原子又はメチル基を示し、Xは2価の連結基を示す。)
〜4のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素数7〜16のアラルキル基がより好ましく、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ベンジル基が特に好ましい。
炭素数6〜20のアリール基としては、例えば、フェニル基、1−ナフチル基、2−ナフチル基等を挙げることが出来る。
炭素数7〜12のアラルキル基としては、例えば、炭素数6〜10のアリール基が炭素数1〜8のアルキル基に結合した基が挙げられ、具体的には、ベンジル基、フェネチル基、α−メチルベンジル基、2−フェニルプロパン−2−イル基等を挙げることが出来る。
またアシル基としては、炭素数2〜8のアルカノイル基及び、アロイル基が挙げられ、具体的にはアセチル基、ベンゾイル基等を挙げることが出来る。
この中でも特に、水素原子、炭素数1〜5のアルキル基、オキシラジカル基が好ましく、水素原子、メチル基がより好ましく、メチル基が最も好ましい。
クロライド、(メタ)アクリロイルオキシエチルジメチルベンジルアンモニウムクロライド、(メタ)アクリロイルオキシエチルメチルモルホリノアンモニウムクロライド等のアルキル(メタ)アクリレート系第4級アンモニウム塩、
(メタ)アクリロイルアミノプロピルトリメチルアンモニウムクロライド、(メタ)アクリロイルアミノエチルトリエチルアンモニウムクロライド、(メタ)アクリロイルアミノエチルジメチルベンジルアンモニウムクロライド等のアルキル(メタ)アクリロイルアミド系第4級アンモニウム塩、
ジメチルジアリルアンモニウムメチルサルフェート、トリメチルビニルフェニルアンモニウムクロライド等が挙げられる。
N,N−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジエチルアミノエチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド、及びN,N−ジエチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド等の三級アミノ基を有する(メタ)アクリルアミド類等が挙げられる。
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、及びイソステアリル(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、ジシクロペンテニル(メタ)アクリレート、及びイソボルニル(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;
テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、及び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)アクリレートの芳香族環を有する(メタ)アクリレート類;2−メトキシエチル(メタ)アクリレート、2−エトキシエチル(メタ)アクリレート、2−メトキシプロピル(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールモノメチルエーテル(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールモノエチルエーテル(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールモノ−2−エチルヘキシルエーテル(メタ)アクリレート、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールモノメチルエーテル(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールモノエチルエーテル(メタ)アクリレート、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコールモノメチルエーテル(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールモノメチルエーテル(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールモノメチルエーテル(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールモノラウリルエーテル(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールモノステアリルエーテル(メタ)アクリレート、及びオク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、(ポリ)アルキレングリコールモノアルキルエーテル(メタ)アクリレート類;
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 、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、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ポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、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、ノニルフェノキシポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、及びノニルフェノキシポリ(エチレングリコール-プロピレングリコール)(メタ)アクリレー
ト等の芳香族環を有する(ポリ)アルキレングリコール(メタ)アクリレート類;
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、及び3−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン等のアルキルオキシシリル基を有する(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、及び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;
(メタ)アクリルアミド、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、及び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;並びに、(メタ)アクリロニトリル等のニトリル類等が挙げられる。
また、スチレン、及び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、及びイソブチルビニルエーテル等のビニルエーテル類;並びに、酢酸ビニル、及びプロピ
オン酸ビニル等の脂肪酸ビニル類等が挙げられる。
ルボキシポリカプロラクトン(メタ)アクリレート等が挙げられる。
本発明において、リン酸系樹脂型とは、分子内にリン酸結合[(−O)3P=O]を有
する樹脂をいう。好ましい例としては、下記(c2−1)、または(c2−2)のいずれかで示される樹脂型分散剤である。
一般式(4)
(HO−)3-n−PO−(O−R5)n
(一般式(4)中、R5は数平均分子量300〜10,000のポリエステル残基、nは
1または2を表す。)
点のモノアルコールを用いる場合には、オートクレーブを用いて加圧下で反応させることができる。反応には、無溶剤またはトルエン、キシレンの様な適当な脱水溶媒を使用することもできる。反応に使用した溶媒は、反応終了後、蒸留等の操作により取り除くか、あるいはそのまま製品の一部として使用することもできる。
モノアルコール1モルに対するε−カプロラクトンの付加モル数は、1〜50モル、好ましくは、3〜20モルである。付加モル数が、1モルより少ないと、分散剤としての効果を得にくくなり、50モルより大きいと反応物の分子量が大きくなりすぎ、分散性、流動性の低下を招く傾向がある。
しくは1ppm〜1000ppmである。触媒量が3000ppmを超えると、樹脂の着色が激しくなり、製品の安定性に悪影響を与える。逆に、触媒の使用量が0.1ppm未満では環状エステルの開環付加重合速度が極めて遅くなるので好ましくない。
範囲よりも低い場合にはエステル化反応が不充分でリン酸エステル化剤が残留する場合があり、これらの範囲よりも高い場合には副生成物が生成し易くなるとともにエステル化反応物の分解が起こり易くなる傾向がある。
が好ましい。
一般式(4−1)
-(R51-COO-)m-R52
(一般式(4−1)中、R51はラクトン残基、R52はモノアルコール残基、mは1〜50の整数を表す。)
例えば、R5がポリカプロラクトン残基であると、顔料分散性、乾燥溶解性が良好にな
り好ましい。特に、数平均分子量300〜10000のポリカプロラクトン残基がより好ましい。
リン酸系樹脂型分散剤(c2−2)は、リン酸基を有するエチレン性不飽和単量体と、他のエチレン性不飽和単量体との共重合体である分散剤であり、特開2003−253078号公報、特開2008−161737号公報に記載されたものである。
(C2): 一般式(2)で表される化合物もしくは一般式(3)で表される化合物と、
塩基性樹脂型分散剤(c1)との塩(c3)と、カルボン酸系樹脂型分散剤(c4)とを含む樹脂型分散剤。
前記樹脂型分散剤(c3)は、下記一般式(2)または(3)で表される化合物と、上述した塩基性樹脂型分散剤(c1)との塩である樹脂型分散剤である。
一般式(3)において、R3は、炭素数1〜20の直鎖、分岐鎖もしくは環状のアルキ
ル基、ビニル基、置換基を有してもよいフェニル基もしくはベンジル基、または−O−R4を表し、R4は、炭素数1〜20の直鎖、分岐鎖もしくは環状のアルキル基、ビニル基、置換基を有してもよいフェニル基もしくはベンジル基、または炭素数1〜4のアルキレン基を介した(メタ)アクリロイル基を表す。)
酸、モノn−プロピル硫酸等が挙げられる。なお、p−トルエンスルホン酸一水和物のような水和物を用いても良い。
本発明の着色組成物の第一の形態および第二の形態に使用するカルボン酸系樹脂型分散剤(c4)は、下記(c4−1)、または(c4−2)のいずれかで示される酸性の樹脂型分散剤である。本発明において、カルボン酸系樹脂とは、分子内にカルボキシル基(−COOH)を含む分散能を有する樹脂を言う。好ましくは、分子内に芳香族カルボキシル基を含む樹脂である。
カルボン酸系樹脂型分散剤(c4−1)は、テトラカルボン酸無水物及びトリカルボン酸無水物の群から選ばれる一種以上の酸無水物中の酸無水物基と水酸基含有化合物中の水酸基とを反応させてなる、カルボキシル基を有するポリエステル部分、並びに、
エチレン性不飽和単量体ラジカル重合してなるビニル重合体部分、
を含んでなる樹脂型分散剤である。
まず、ポリエステル部分の説明をする。ポリエステル部分は、酸無水物基と水酸基との反応に由来するエステル基が複数存在するものである。
本発明に使用するテトラカルボン酸二無水物としては、
1,2,3,4−ブタンテトラカルボン酸二無水物、1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、1,3−ジメチル−1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、1,2,3,4−シクロペンタンテトラカルボン酸二無水物、2,3,5−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物、3,5,6−トリカルボキシノルボルナン−2−酢酸二無水物、2,3,4,5−テトラヒドロフランテトラカルボン酸二無水物、5−(2,5−ジオキソテトラヒドロフラル)−3−メチル−3−シクロヘキセン−1,2−ジカルボン酸二無水物、ビシクロ[2.2.2]−オクト−7−エン−2,3,5,6−テトラカルボン酸二無水物等の脂肪族テトラカルボン酸二無水物、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芳香族テトラカルボン酸二無水物が挙げられる。
トリカルボン酸無水物としては、脂肪族トリカルボン酸無水物、又は芳香族トリカルボン酸無水物等が挙げられる。
0.5より小さい場合、1.5より大きい場合、いずれも反応しない部分が多くなり、目的とする分散剤が得られないことが多い。
水酸基含有化合物は、酸無水物基と反応する水酸基を有していればよいが、複数の水酸基を有するジオールなどのポリオールが好ましい。また、一部または全部のポリオールは、ビニル重合体部分との結合起点ともなる。
ビニル重合体部分との結合起点となるポリオールとして、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および片末端水酸基含有ビニル重合体の群から選ばれる少なくとも一種の水酸基含有化合物などが挙げられる。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(チオグリセリンあるいは1-チオグリセロール)、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。
カルボン酸系樹脂型分散剤(c4−1−1)のビニル重合体部位は、1)水酸基、オキセタン基、t−ブチル基およびブロックイソシアネート基からなる群より選ばれる少なくとも1種の熱架橋性官能基を有するエチレン性不飽和単量体と、2)カルボキシル基を有するエチレン性不飽和単量体と、必要に応じて、3)その他のエチレン性不飽和単量体とをラジカル重合して得られる。
水酸基を有するエチレン性不飽和単量体としては、水酸基を有し、エチレン性不飽和二重結合を有する単量体であればどのようなものでも構わないが、具体的には、水酸基を有する(メタ)アクリレート系単量体、例えば、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2(又は3)−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2(又は3又は4)−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート及びシクロヘキサンジメタノールモノ(メタ)アクリレートなどのヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート、及びエチル−α−ヒドロキシメチルアクリレートなどのアルキル−α−ヒドロキシアルキルアクリレート、
あるいは水酸基を有する(メタ)アクリルアミド系単量体、例えば、N−(2−ヒドロキシエチル)(メタ)アクリルアミド、N−(2−ヒドロキシプロピル)(メタ)アクリルアミド、N−(2−ヒドロキシブチル)(メタ)アクリルアミドなどのN−(ヒドロキシアルキル)(メタ)アクリルアミド、
あるいは、水酸基を有するビニルエーテル系単量体、例えば、2−ヒドロキシエチルビニルエーテル、2−(又は3−)ヒドロキシプロピルビニルエーテル、2−(又は3−又は4−)ヒドロキシブチルビニルエーテルなどのヒドロキシアルキルビニルエーテル、
あるいは水酸基を有するアリルエーテル系単量体、例えば、2−ヒドロキシエチルアリルエーテル、2−(又は3−)ヒドロキシプロピルアリルエーテル、2−(又は3−又は4−)ヒドロキシブチルアリルエーテルなどのヒドロキシアルキルアリルエーテルが挙げられる。
オキセタン基を有するエチレン性不飽和単量体としては、(ビニルオキシアルキル)アルキルオキセタン、(メタ)アクリロイルオキシアルキルオキセタン、〔(メタ)アクリ
ロイルオキシアルキル〕アルキルオキセタン等を挙げることができる。中でも好ましくは、メタクリル酸(3−エチルオキセタン−3−イル)メチル等を挙げることが出来る。市
販品としては、例えば、ETERNACOLL OXMA(メタクリル酸(3−エチルオキセタン−3−イル)メチル)(宇部興産製)が挙げられる。
t−ブチル基を有するエチレン性不飽和単量体としては、例えば、t−ブチルメタクリレート、t−ブチルアクリレートなどが挙げられる。
ブロックイソシアネート基を有するエチレン性不飽和単量体としては、メタクリル酸2−(0−[1‘−メチルプロピリデンアミノ]カルボキシアミノ)エチル、2−[(3,
5−ジメチルピラゾリル)カルボニルアミノ]エチルメタクリレート等を挙げることが出来る。
市販品としては、例えば、カレンズMOI−BM(メタクリル酸2−(0−[1‘−メチルプロピリデンアミノ]カルボキシアミノ)エチル)(昭和電工製)、カレンズMOI
−BP(2−[(3,5−ジメチルピラゾリル)カルボニルアミノ]エチルメタクリレート)(昭和電工製)などが挙げられる。
カルボキシル基を有するエチレン性不飽和単量体としては、(メタ)アクリル酸、クロトン酸、α−クロルアクリル酸、けい皮酸等を挙げることができる。中でも、共重合反応性および入手が容易である点から、(メタ)アクリル酸が好ましい。
本発明の分散剤中のビニル重合体部分には、熱架橋性官能基を有するエチレン性不飽和単量体、カルボキシル基を有するエチレン性不飽和単量体以外のその他のエチレン性不飽和単量体をラジカル重合しても良い。
その他のエチレン性不飽和単量体としては、上記したエチレン性不飽和単量体以外に、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、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、トリメチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート等のアルキル(メタ)アクリレート類;
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)アクリレート等の芳香族(メタ)アクリレート類;
テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート等の複素環式(メタ)アクリレート類;
メトキシポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、エトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート等のアルコキシポリアルキレングリコール(メタ)アクリレート類;
(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、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、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;
及び、(メタ)アクリロニトリル等のニトリル類があげられる。なお、ここで、(メタ)アクリレートとは、メタクリレート又はアクリレートを示し、(メタ)アクリルアミドとはメタクリルアミド又はアクリルアミドを示す。
カルボン酸系樹脂型分散剤(c4−1−2)のビニル重合体部分は、エチレン性不飽和単量体をラジカル重合した重合体を(メタ)アクリロイル基を有するよう変性したものである。
カルボン酸系樹脂型分散剤(c4−1−2)の製造方法として、具体的には、(メタ)アクリロイル基と官能基とを有する化合物と、前記官能基と反応する官能基を有するエチレン性不飽和単量体を含む単量体を重合させた重合体とを反応させて得ることができる。例えば、グリシジルメタクリレートと水酸基もしくはカルボキシル基を有する重合体との組み合わせ、メタクリロイルオキシエチルイソシアネートと水酸基もしくはカルボキシル基を有する重合体との組み合わせなどが挙げられる。
水酸基もしくはカルボキシル基を有する重合体は、グリシジル基を有する重合体を、酸無水物化合物と開環反応させて得る、もしくは酸無水物基を有する重合体を開環反応させて得ることもできる。
例えば、特開2011−157416号公報記載の分散剤が挙げられる。
カルボン酸系樹脂型分散剤(c4−2)は、下記一般式(5)で表される樹脂型分散剤であり、具体的には、特開2007−140487号公報に記載された樹脂型分散剤である。
一般式(5)
(HOOC−)m−R6−(−COO−[−R8−COO−]n−R7)t
(一般式(5)中、R6は4価のテトラカルボン酸化合物残基、R7はモノアルコール残基、R8はラクトン残基、mは2または3、nは1〜50の整数、tは(4−m)を表す。)
本発明の着色組成物には、市販されている公知の樹脂型分散剤を上記の塩基性樹脂型分散剤(c1)、リン酸系樹脂型分散剤(c2)、カルボン酸系樹脂型分散剤(c4)として、あるいは適宜併用しても構わない。市販の樹脂型分散剤としては、ビックケミー・ジャパン社製のDisperbyk−101、103、107、108、110、111、116、130、140、154、161、162、163、164、165、166、
167、168、170、171、174、180、181、182、183、184、185、190、2000、2001、2009、2010、2020、2025、2050、2070、2095、2150、2155、2163、2164またはAnti−Terra−U、203、204、またはBYK−P104、P104S、220S、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、56000、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。
本発明の着色組成物は、バインダ樹脂(D)を含む。バインダ樹脂(D)は、400〜700nmの全波長領域において透過率が好ましくは80%以上、より好ましくは95%以上の樹脂を用いる。バインダ樹脂(D)には、その主たる硬化方式で分類すると熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、エチレン性不飽和二重結合等を有する活性エネルギー線硬化性樹脂などがあり、活性エネルギー線硬化性樹脂は熱可塑性樹脂であっても熱硬化の機能を併せ持つものであってもよく、さらに現像性の観点からアルカリ可溶性樹脂であることが好ましい。また、活性エネルギー線硬化性でない熱可塑性樹脂を含んでもよく、これについてもアルカリ可溶性であることが好ましい。これらを単独で、又は2種以上混合して用いることができる。
バインダ樹脂(D)として用いることができる熱可塑性樹脂としては、例えば、アクリル樹脂、ブチラール樹脂、スチレン−マレイン酸共重合体、塩素化ポリエチレン、塩素化ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリ酢酸ビニル、ポリウレタン系樹脂、ポリエステル樹脂、ビニル系樹脂、アルキッド樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアミド樹脂、ゴム系樹脂、環化ゴム系樹脂、セルロース類、ポリエチレン(HDPE、LDPE)、ポリブタジエン、及びポリイミド樹脂等が挙げられる。
熱可塑性樹脂は、アルカリ可溶性であることが好ましく、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。樹脂として具体的には、酸性基を有するアクリル樹脂、α−オレフィン/(無水)マレイン酸共重合体、スチレン/スチレンスルホン酸共重合体、エチレン/(メタ)アクリル酸共重合体、又はイソブチレン/(無水)マレイン酸共重合体等が挙げられる。中でも、酸性基を有するアクリル樹脂、及びスチレン/スチレンスルホン酸共重合体から選ばれる少なくとも1種の樹脂、特に酸性基及び/
又は水酸基を有するアルカリ可溶性樹脂は、現像性、耐熱性、透明性が高いため、好適に用いられる。
本発明の着色組成物は、現像性、耐熱性、透明性の観点から、バインダ樹脂(D)としてアルカリ可溶性樹脂を含むことがより好ましい。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、酸基及び/又は水酸基を有する。
本発明の着色組成物に含まれるバインダ樹脂(D)は、エチレン性不飽和二重結合を有するアルカリ可溶性樹脂が特に好ましい。特に以下に示す(i) (ii)の方法によりエチ
レン性不飽和二重結合を導入した樹脂を用いることで、活性エネルギー線で露光し塗膜を形成する際に、樹脂が3次元架橋されることで架橋密度が上がり、薬品耐性が良好になる。
方法(i)としては、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1種類以上の単量体とを共重合することによって得られた共重合体の側鎖エポキシ基に、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、更に、生成した水酸基に、多塩基酸無水物を反応させ、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がある。
方法(ii)としては、水酸基を有するエチレン性不飽和単量体を使用し、他のカルボキシル基を有する不飽和一塩基酸の単量体や、他の単量体とを共重合することによって得られた共重合体の側鎖水酸基に、イソシアネート基を有する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がある。
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。
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。
ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、又はシクロヘキサンジメタノールモノ(メタ)アクリレート等のヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート類が挙げられる。又、上記ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートに、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、及び/又はブチレンオキシド等を付加重合させたポリエーテルモノ(メタ)アクリレートや、(ポリ)γ−バレロラクトン、(ポリ)ε−カプロラクトン、及び/又は(ポリ)12−ヒドロキシステアリン酸等を付加した(ポリ)エステルモノ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
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。
本発明の着色組成物は、バインダ樹脂(D)として、熱可塑性樹脂と併用して、さらに熱硬化性化合物(G)を含むことができる。本発明の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。
前記エポキシ化合物は、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。
このようなエポキシ化合物の例としては、ビスフェノール類(ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールS、ビフェノール、ビスフェノールAD等)、フェノール類(フェノール、アルキル置換フェノール、芳香族置換フェノール、ナフトール、アルキル置換ナフトール、ジヒドロキシベンゼン、アルキル置換ジヒドロキシベンゼン、ジヒドロキシナフタレン等)と各種アルデヒド(ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、アルキルアルデヒド、ベンズアルデヒド、アルキル置換ベンズアルデヒド、ヒドロキシベンズアルデヒド、ナフトアルデヒド、グルタルアルデヒド、フタルアルデヒド、クロトンアルデヒド、シンナムアルデヒド等)との重縮合物、フェノール類と各種ジエン化合物(ジシクロペンタジエン、テルペン類、ビニルシクロヘキセン、ノルボルナジエン、ビニルノルボルネン、テトラヒドロインデン、ジビニルベンゼン、ジビニルビフェニル、ジイソプロペニルビフェニル、ブタジエン、イソプレン等)との重合物、フェノール類とケトン類(アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、アセトフェノン、ベンゾフェノン等)との重縮合物、フェノール類と芳香族ジメタノール類(ベンゼンジメタノール、α,α,α’,α’−ベンゼンジメタノール、ビフェニルジメタノール、α,α,α’,α’−ビフェニルジメタノール等)との重縮合物、フェノール類と芳香族ジクロロメチル類(α,α’−ジクロロキシレン、ビスクロロメチルビフェニル等)との重縮合物、ビスフェノール類と各種アルデヒドの重縮合物、アルコール類等をグリシジル化したグリシジルエーテル系エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、複素環式エポキシ樹脂、脂肪族エポキシ樹脂、グリシジルアミン系エポキシ樹脂、グリシジルエステル系エポキシ樹脂等が挙げられるが、通常用いられるエポキシ化合物であればこれらに限定されるものではない。これらは単独で用いてもよく、2種以上を用いてもよい。
157S65、157S70(商品名;ジャパンエポキシレジン(株)製)、EPPN−201(商品名;日本化薬(株)製)、JER152、JER154(以上は商品名;ジャパンエポキシレジン(株)製)、EOCN−102S、EOCN−103S、EOCN−104S、EOCN−1020(以上は商品名;日本化薬(株)製)、セロキサイド2021、EHPE−3150(以上商品名;ダイセル化学工業(株)製)、デナコールEX−211、212、252、313、314、321、411、421、512、521、611、612、614、614B、622、711、721、(以上は商品名;ナガセケムテックス(株)製)、TEPIC−L,TEPIC−H、TEPIC−S(日産化学工業株式会社製)等が挙げられる。
などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
量部であることが好ましく、1.0〜50質量部であることがより好ましい。0.5質量部未満ではコントラスト比および耐熱性改善効果が小さく、300質量部より多いとフォトリソグラフィーによるフィルタセグメント形成時に不具合を生ずる場合がある。
前記オキセタン化合物は、オキセタン基を有する公知の化合物を特に限定されず使用することができる。オキセタン化合物は、オキセタン基が1官能であるもの、オキセタン基が2官能であるもの、オキセタン基が2官能以上であるものが挙げられる。
−ヒドロキシメチルオキセタン、3−エチル−3−(2−エチルヘキシロキシメチル)オキセタン、3−エチル−3−(フェノキシメチル)オキセタン、3−エチル−3−(2−メタクリロキシメチル)オキセタン、3−エチル−3−{[3−(トリエトキシシリル)プロポキシ]メチル}オキセタン等が挙げられる。
具体例としては、大阪有機化学工業株式会社製OXE−10、OXE−30、東亞合成株式会社製OXT−101、OXT−212等が挙げられる。
具体例としては、宇部興産株式会社製、OXBP、OXTP、東亞合成株式会社製OXT−121、OXT−221等が挙げられる。
ペンタエリスリトールトリス(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、ペンタエリスリトールテトラキス(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、ジペンタエリスリトールヘキサ(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、ジペンタエリスリトールペンタキス(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、ジペンタエリスリトールテトラキス(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールヘキサ(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールペンタキス(3−エチル−3−オキセタニ
ルメチル)エーテル、ジトリメチロールプロパンテトラキス(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、オキセタン基を含有する樹脂(例えば、特許第3783462号記載のオキセタン変性フェノールノボラック樹脂等)や前述のOXE−30のような(メタ)アクリルモノマーをラジカル重合させて得られる重合体が挙げられる。このような重合体は、公知の重合法を用いて得ることができる。
本発明の着色組成物には、熱硬化性化合物の硬化を補助するため、必要に応じて、硬化剤(硬化促進剤)などを含んでいてもよい。硬化剤としては、アミン系化合物、酸無水物、活性エステル、カルボン酸系化合物、スルホン酸系化合物などが有効であるが、特にこれらに限定されるものではなく、熱硬化性化合物と反応し得るものであれば、いずれの硬化剤を使用してもよい。硬化剤としては、例えば、アミン化合物(例えば、ジシアンジアミド、ベンジルジメチルアミン、4−(ジメチルアミノ)−N,N−ジメチルベンジルアミン、4−メトキシ−N,N−ジメチルベンジルアミン、4−メチル−N,N−ジメチルベンジルアミン等)、4級アンモニウム塩化合物(例えば、トリエチルベンジルアンモニウムクロリド等)、ブロックイソシアネート化合物(例えば、ジメチルアミン等)、イミダゾール誘導体二環式アミジン化合物及びその塩(例えば、イミダゾール、2−メチルイミダゾール、2−エチルイミダゾール、2−エチル−4−メチルイミダゾール、2−フェニルイミダゾール、4−フェニルイミダゾール、1−シアノエチル−2−フェニルイミダゾール、1−(2−シアノエチル)−2−エチル−4−メチルイミダゾール等)、リン化合物(例えば、トリフェニルホスフィン等)、S−トリアジン誘導体(例えば、2,4−ジアミノ−6−メタクリロイルオキシエチル−S−トリアジン、2−ビニル−2,4−ジ
アミノ−S−トリアジン、2−ビニル−4,6−ジアミノ−S−トリアジン・イソシアヌル酸付加物、2,4−ジアミノ−6−メタクリロイルオキシエチル−S−トリアジン・イソシアヌル酸付加物等)などを用いることができる。これらは1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。前記硬化促進剤の含有量としては、熱硬化性化合物100質量部に対し、0.01〜15質量部が好ましい。
本発明の着色組成物は、着色剤(A)の分散性、バインダ樹脂(D)の溶解性の観点から、有機溶剤(P)を含有することが好ましい。有機溶剤(P)は、特に制限はなく、公知のものを用いることができる。
ルエーテルアセテート等のグリコールアセテート類、ベンジルアルコール、ダイアセトンアルコール等のアルコール類やシクロヘキサノン等のケトン類を用いることが好ましい。これらの有機溶剤(P)は、1種単独で用いてもよく、2種以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。
本発明の一実施形態は、感光性着色組成物に係わる。本発明の感光性着色組成物は、前記着色組成物、重合性化合物(E)、及び光重合性開始剤(F)を含む。
本発明の感光性着色組成物は、重合性化合物(E)を含む。重合性化合物(E)は、特に制限がなく、公知のものを用いることができる。重合性化合物(E)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。
A−9300等を好適に使用することができる。
本発明の前記重合性化合物(E)は、酸基を有する重合性化合物を含有してもよい。酸基としては、スルホン酸基やカルボキシル基、リン酸基等を挙げることができる。
本発明の前記重合性化合物(E)は、エチレン性不飽和結合とウレタン結合を少なくとも1つずつ含有する重合性化合物を含有してもよい。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。
H、UA−306T、UA−306I、UA−510H、UF−8001G、DAUA−167、新中村化学工業社製のUA−160TM、大阪有機化学工業社製のUV−4108F、UV−4117F等を好適に使用することができる。
本発明の感光性着色組成物は、光重合開始剤(F)を含む。光重合開始剤(F)を含むことで、該感光性着色組成物を紫外線照射により硬化させ、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ことができる。光重合開始剤(F)は、特に制限はなく、公知のものを用いることができる。
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。
GACURE OXE−01)、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)(IRGACURE OXE 02)、N−1919(ADEKA社製)、TRONLY TR−P
BG−304、TRONLY TR−PBG−305、TRONLY TR−PBG−309(いずれも常州強力新材料社製)等が市販されている。また、この他に、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開始剤を用いることも可能である。
本発明の感光性着色組成物には、増感剤(H)を含有させることができる。
増感剤(H)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、オキソノー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。
市販品としては、「KAYACURE DETX-S」(2,4−ジエチルチオキサントン 日本化薬社製)、「CHEMARK DEABP」(4,4’−ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン Chemark Chemical社製)などが挙げられる。
本発明の感光性着色組成物は連鎖移動剤として、チオール系連鎖移動剤(I)を含むことが好ましい。チオールを光重合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。
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。
本発明の感光性着色組成物には、露光時にマスクの回折光による感光を防ぐために、重合禁止剤(J)を含有させることができる。重合禁止剤(J)を添加することで感光による連鎖重合で所望のパターン外まで硬化が進行しないようにする効果が得られる。
発明の感光性着色組成物は、紫外線吸収剤(K)を含んでも良い。本発明における紫外線吸収剤(K)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有機化合物、トリアジン系有機化合物、ベンゾフェノン系有機化合物、サリチル酸エステ
ル系有機化合物、シアノアクリレート系有機化合物、及びサリシレート系有機化合物などが挙げられる。
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−t−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−t−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。その他ベンゾトリアゾー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。
、329、384−2、900、928、99−2、1130、株式会社ADEKA製アデカスタブLA−29、LA−31RG、LA−32、LA−36、ケミプロ化成株式会社製KEMISORB71、73、74、79、279、大塚化学株式会社製RUVA−
93等が挙げられる。
UVIN 400、405、460、477、479、1577ED、ADEKA社アデ
カスタブLA−46、LA−F70、サンケミカル社製CYASORB UV−1164
等が挙げられる。
12、111、シプロ化成株式会社製SEESORB 101、107、株式会社ADE
KA社製アデカスタブ1413、サンケミカル株式会社製UV−12等が挙げられる。
本発明の感光性着色組成物は、酸化防止剤(L)を含有することができる。酸化防止剤(L)は、感光性着色組成物に含まれる光重合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、塗膜の透過率を高くすることができる。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。
,6−ヘキサンジオールビス[3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル
)プロピオネート、2,4−ビス−(n−オクチルチオ)−6−(4−ヒドロキシ−3,5−ジ−t−ブチルアニリノ)−1,3,5−トリアジン、2,2’−チオ−ビス−(6−t−ブチル−4−メチルフェノール)、2,5−ジ−t−アミル−ヒドロキノン、2,6−ジ−t−ブチル−4−ノニルフェノール、2,2’−イソブチリデン−ビス−(4,6−ジメチル−フェノール)、2,2’−メチレン−ビス−(6−(1−メチル−シクロヘキシル)−p−クレゾール)、2,4−ジメチル−6−(1−メチル−シクロヘキシル)−フェノール等が挙げられる。その他ヒンダードフェノー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。
ボキシレート、ビス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)セバケート、ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)セバケート、ビス(1−ウンデカノキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−4−イル)カルボネート、1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジルメタクリレート、2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジルメタクリレート、コハク酸ジメチルと1−(2−ヒドロキシエチル)−4−ヒドロキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジンとの重縮合物、ポリ[[6−[(1,1,3,3−テトラメチルブチル)アミノ]−s−トリアジン−2,4−ジイル]−[(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)イミノ]−ヘキサメチレン−[(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)イミノ]]、4−ヒドロキシ−2,2,6,6−テトラメチル−1−ピペリジンエタノールと3,5,5−トリメチルヘキサン酸のエステル、N,N’−4,7−テトラキス〔4,6−ビス{N−ブチル−N−(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)アミノ}−1,3,5−トリアジン−2−イル〕−4,7−ジアザデカン−1,10−ジアミン、デカン二酸ビス(2,2,6,6−テトラメチル−1−(オクチルオキシ)−4−ピペリジニル)エステル,1,1−ジメチルエチルヒドロペルオキシドとオクタンの反応生成物、ビス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピリペリジル)[[3,5−ビス(1,1ジメチルエチル)−4−ヒドロキシフェニル]メチル]ブチルマロネートメチル1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピリペリジルセバケート、ポリ[[6−モルホリノ−s−トリアジン−2,4−ジイル]−[(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)イミノ]−ヘキサメチレン−[(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)イミノ]]、2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル−C12−21およびC18不飽和脂肪酸エステル、N,N’−ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)−1,6−ヘキサメチレンジアミン、2−メチル−2−(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)アミノ−N−(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)プロピオンアミド等が挙げられる。その他ヒンダードアミ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。
ェノール)ジホスファイト、ヘキサトリデシル1,1,3−トリス(2−メチル−4−ヒドロキシ−5−t−ブチルフェニル)ブタントリホスファイト、3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジルホスファイトジエチルエステル、ソジウムビス(4−t−ブチルフェニル)ホスファイト、ソジウム−2,2−メチレン−ビス(4,6−ジ−t−ブチルフェニル)−ホスファイト、1,3−ビス(ジフェノキシフォスフォニロキシ)−ベンゼン、亜リン酸エチルビス(2,4−ジt−ブチル−6−メチルフェニル)等が挙げられる。その他ホスファイト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。
本発明の感光性着色組成物には、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(M)を添加することが好ましい。レベリング剤(M)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。
剤が挙げられる。
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。
本発明の感光性着色組成物は、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。
本発明の感光性着色組成物には、感光性着色組成物の経時粘度を安定化させるために貯蔵安定剤(N)を含有させることができる。貯蔵安定剤(N)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(N)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。
本発明の感光性着色組成物には、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(O)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。
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。
本発明の感光性着色組成物には、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(P)を含有させる。有機溶剤(P)は、感光性着色組成物の塗布性が良好であることに加え、感光性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。
本発明の着色組成物は、有機溶剤中に、着色剤(A)、酸性基を有する色素誘導体(B)、樹脂型分散剤(C)、及びバインダ樹脂(D)を加え、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。このとき、2種以上の着色剤(A)を同時に分散しても良いし、別々に分散したものを混合しても良い。
本発明の着色組成物における着色剤(A)の平均分散粒子径(二次粒子径)は、30〜200nmの範囲が好ましい。より好ましくは、40〜120nmの範囲である。この範囲であると、粘度、分散安定性が高く、この着色組成物を単独あるいは混合し、さらに重合性化合物(E)、光重合開始剤(F)を加えると、粘度、分散安定性のみならず、感度が高く、現像速度が速い感光性着色組成物を得ることが出来、それを用いてカラーフィルタを作製すると高品質なカラーフィルタとなる。
げられる。測定用の希釈溶剤は分散に使用した有機溶剤をそれぞれ用い、超音波で処理したサンプルについてサンプル調整直後に測定するとバラツキが少ない結果が得られやすく好ましい。
本発明の感光性着色組成物は、前記着色組成物と、重合性化合物(E)、及び光重合開始剤(F)に、必要に応じて、有機溶剤、その他の成分を混合して調整することができる。
本発明の着色組成物、及び感光性着色組成物は、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。
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、及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、及び黄色フィルタセグメントを具備するものであってもよい。
カラーフィルタは、印刷法又はフォトリソグラフィー法により、製造することができる。
印刷法によるフィルタセグメントの形成は、印刷インキとして調製した着色組成物の印刷と乾燥を繰り返すだけでパターン化ができるため、カラーフィルタの製造法としては、低コストで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。
なお、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、露光を行うこともできる。
本発明のカラーフィルタを備えた液晶表示装置について説明する。
本発明の液晶表示装置は、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液晶表示装置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。
Birefringence)等の駆動モードに応じて配向される。第1の透明基板1
1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。
樹脂型分散剤、及びバインダ樹脂の数平均分子量(Mn)、重量平均分子量(Mw)は、RI検出器を装備したゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)で測定した。装置としてHLC−8220GPC(東ソー株式会社製)を用い、分離カラムを2本直列に繋ぎ、両方の充填剤には「TSK−GEL SUPER HZM−N」を2連でつなげて使用し、オーブン温度40℃、溶離液としてTHF溶液を用い、流速0.35ml/minで測定した。
サンプルは1wt%の上記溶離液からなる溶剤に溶解し、20マイクロリットル注入した。分子量はいずれもポリスチレン換算値である。
樹脂型分散剤、及びバインダ樹脂溶液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。
塩基性樹脂型分散剤のアミン価は、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。
(微細化キノフタロン顔料(A1−1))
キノフタロン顔料であるC.I.ピグメントイエロー138(PY138)(BASF社製「パリオトールイエローK0960−HD」)100部、塩化ナトリウム700部、およびジエチレングリコール180部をステンレス製1ガロンニーダー(井上製作所製)に仕込み、80℃で6時間混練した。この混合物を温水2,000部に投入し、80℃に加熱しながら1時間攪拌してスラリー状とし、濾過、水洗をくりかえして食塩および溶剤を除いた後、80℃で一昼夜乾燥し、95部の微細化したC.I.ピグメントイエロー138(A1−1)を得た。
安息香酸メチル200部に、8−アミノキナルジン40部、テトラブロモ無水フタル酸334 部、安息香酸154 部を加え、180℃ に加熱し、4時間攪拌を行った。さら
に、室温まで冷却後、反応混合物をアセトン5,440部に投入し、室温下にて1時間攪拌した。生成物を濾別し、メタノール洗浄、および乾燥を行い、下記式(10)で表されるキノフタロン顔料(A1−2)を116部得た。
続いて、得られたキノフタロン顔料(A1−2)100部、塩化ナトリウム700部、およびジエチレングリコール180部をステンレス製1ガロンニーダー(井上製作所製)に仕込み、80℃で6時間混練した。この混合物を温水2000部に投入し、80℃に加熱しながら1時間攪拌してスラリー状とし、濾過、水洗をくりかえして食塩および溶剤を除いた後、80℃で一昼夜乾燥し、96部の微細化したキノフタロン顔料(A1−2)を得た。
特開2012−226110号公報の実施例1、および実施例8に従って下記式(11)、および式(12)で表される微細化したキノフタロン顔料(A1−3、A1−7)を得た。以下に、その構造を示す。
特許第6432076号公報に記載の黄色着色剤(Y−1、Y−2、Y−4)の製造に従って下記式(13)〜(15)で表される微細化したキノフタロン顔料(A1−4、A1−5、A1−12)を得た。以下に、その構造を示す。
特開2012−226110号公報の実施例9に従い、上記式(15)で示されるキノフタロン化合物とC.I.ピグメントイエロー138を含む微細化したキノフタロン顔料(A1−17)を得た。
(微細化緑色顔料(A2−1〜3))
特開2017−111398号公報の実施例に従って下記式(16)〜(18)で表される微細化した緑色顔料(A2−1〜3)を得た。以下に、構造を示す。
C.I.ピグメントグリーン58(DIC社製「FASTGEN GREEN A110」)を100部、塩化ナトリウム1200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)に仕込み、70℃で6時間混練した。この混練物を3000部の温水に投入し、70℃に加熱しながら1時間撹拌してスラリー状とし、濾過、水洗を繰り返して塩化ナトリウムおよびジエチレングリコールを除いた後、80℃で一昼夜乾燥し、97部の微細化した緑色顔料(A2−4)を得た。
C.I.ピグメントグリーン36を 200部、塩化ナトリウム1400部、およびジ
エチレングリコール360部をステンレス製1ガロンニーダー(井上製作所製)に仕込み、80℃で6時間混練した。次にこの混練物を8リットルの温水に投入し、80℃に加熱しながら2時間攪拌してスラリー状とし、濾過、水洗を繰り返して塩化ナトリウム及びジエチレングリコールを除いた後、85℃で一昼夜乾燥し、190部の微細化した緑色顔料(A2−5)を得た。
300mLフラスコに、塩化スルフリル91部、塩化アルミニウム109部、塩化ナトリウム15部、亜鉛フタロシアニン30部、臭素59部を仕込んだ。130℃まで40時間かけて昇温し、水に取り出した後、ろ過することにより緑色粗顔料を得た。得られた緑色粗顔料20部、粉砕した塩化ナトリウム140部、ジエチレングリコール32部、キシレン1.8部を1L双腕型ニーダーに仕込み、100℃で6時間混練した。混練後80℃の水2kgに取り出し、1時間攪拌後、ろ過、湯洗、乾燥、粉砕することにより、微細化フタロシアニン顔料(A2−6)を得た。得られた微細化した緑色顔料(A2−6)は、蛍光X線分析から、1分子中のハロゲン原子数が平均12.71個であり、そのうち臭素原子数が平均10.22個、塩素原子数が平均2.49個であるハロゲン化亜鉛フタロシアニン顔料であった。
300mLフラスコに、塩化スルフリル91部、塩化アルミニウム109部、塩化ナトリウム15部、亜鉛フタロシアニン30部、臭素44部を仕込んだ。130℃まで40時間かけて昇温し、水に取り出した後、ろ過することにより緑色粗顔料を得た。得られた緑色粗顔料20部、粉砕した塩化ナトリウム140部、ジエチレングリコール32部、キシレン1.8部を1L双腕型ニーダーに仕込み、100℃で6時間混練した。混練後80℃の水2kgに取り出し、1時間攪拌後、ろ過、湯洗、乾燥、粉砕することにより、微細化緑色顔料(A2−7)を得た。得られた微細化した緑色顔料(A2−7)は、蛍光X線分析から、1分子中のハロゲン原子数が平均11.98個であり、そのうち臭素原子数が平均9.00個、塩素原子数が平均2.98個であるハロゲン化亜鉛フタロシアニン顔料で
あった。
(微細化ジケトピロロピロール系赤色顔料(A3−1))
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時間かけて一定の速度でゆっくり滴下した。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時間攪拌し、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系赤色顔料(A3−1)150.8部を得た。
得られたジケトピロロピロール系赤色顔料(A3−1)を100部、塩化ナトリウム1,000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時間攪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微細化ジケトピロロピロール系赤色顔料(A3−1)96.9部を得た。
反応容器1にtert−アミルアルコール220部を入れて水浴冷却させながら、60%NaH32部を加えて、90℃にて加熱攪拌させた。次いで、反応容器2にtert−アミルアルコール100部、Tetrahedron, 58(2002)5547−5565の方法により合成した下記化学式(19)の化合物85.0部、および4−シアノビフェニル60.9部を加熱溶解させ、これを反応容器1に2時間かけて滴下した。120℃で10時間反応させた後、60℃まで冷却させ、メタノール400部、および酢酸50部を加えてから、濾別およびメタノール洗浄を行い、ジケトピロロピロール系赤色顔料(A3−2)を88.1部得た。
得られたジケトピロロピロール系赤色顔料(A3−2)を、微細化ジケトピロロピロール系赤色顔料(A3−1)と同様の方法で粉砕することにより微細化したジケトピロロピロール系赤色顔料(A3−2)96.5部を得た。
4−シアノビフェニル60.9部をN,N−ジブチル−4−シアノベンズアミド87.8部に変更した以外は、ジケトピロロピロール系赤色顔料(A3−2)の製造と同様に行い、ジケトピロロピロール系赤色顔料(A3−3)を87.1部得た。
得られたジケトピロロピロール系赤色顔料(A3−3)を、微細化ジケトピロロピロール系赤色顔料(A3−1)と同様の方法で粉砕することにより微細化したジケトピロロピロール系赤色顔料(A3−3)97.5部を得た。
ジケトピロロピロール系赤色顔料(A3−1)を、市販のC.I.ピグメントレッド254(BASF社製「イルガジンレッド D3656 HD」)に変更した以外は、微細化ジケトピロロピロール系赤色顔料(A3−1)と同様の方法で粉砕することにより微細化したジケトピロロピロール系赤色顔料(A3−4)97.3部を得た。
ジケトピロロピロール系赤色顔料(A3−1)を、市販のC.I.Pigment R
ed 177(シニック社製「シニレックスレッド SR3C」)に変更した以外は、微
細化ジケトピロロピロール系赤色顔料(A3−1)と同様の方法で粉砕することにより微細化したアントラキノン系赤色顔料(A3−5)を得た。
ジケトピロロピロール系赤色顔料(A3−1)を、市販のC.I.Pigment Red 242(クラリアント社製「ノボパーム スカーレット4RF」)に変更した以外は、微細化ジケトピロロピロール系赤色顔料(A3−1)と同様の方法で粉砕することにより微細化したアゾ系赤色顔料(A3−6)を得た。
ジケトピロロピロール系赤色顔料(A3−1)を、市販のC.I.ピグメントレッド269(クラリアント社製「Toner Magenta F8B」)に変更した以外は、微細化ジケトピロロピロール系赤色顔料(A3−1)と同様の方法で粉砕することにより微細化したアゾ系赤色顔料(A3−7)を得た。
キノフタロン化合物であるC.I.ピグメントイエロー138(BASF社製「パリオトールイエロー K0960−HD」)30部を101%硫酸300部中に溶解し、70℃にて8時間攪拌し、スルホン化反応を行った。反応の終点は、硫酸溶液の分光スペクトルを測定し、スペクトルの変化が見られなくなる点とした。次いで、この反応溶液を氷水3000部中に注入し、析出物を濾別、水洗後、80℃で乾燥し、酸性置換基を有する色素誘導体(B)として、下記式(20)で表されるスルホ基を有するキノフタロン化合物(B1−1)を得た。
特開2015−172732号公報の実施例に記載のキノフタロン化合物(QL−c−1)と同様の製造方法で、酸性置換基を有する色素誘導体(B)として、下記式(21)で表されるスルホ基を有するキノフタロン化合物(B1−2)を得た。
特許第4585781号公報に記載の合成方法に従い、酸性置換基を有する色素誘導体(B)として、下記式(22)で表されるスルホ基のアルミニウム塩を有するキノフタロン化合物(B2−1)を得た。
特許第6160061号公報の実施例に記載のキノフタロン化合物(B−3)と同様の製造方法で、酸性置換基を有する色素誘導体(B)として、下記式(23)で表されるスルホ基のラウリルトリメチルアンモニウム塩を有するキノフタロン化合物(B2−2)を得た。
前記スルホ基を有するキノフタロン化合物(B1−1)10gを、水500部に加え25℃で2時間撹拌し再分散させた。次いで、この溶液に硫酸銅(II)5水和物4.8部を徐々に添加し、60℃で2時間反応させた。反応物を濾別、水洗後、80℃で乾燥し、酸性置換基を有する色素誘導体(B)として、下記式(24)で表されるスルホ基の銅塩を有するキノフタロン化合物(B2−3)を得た。
前記キノフタロン化合物(B2−3)の製造で使用した硫酸銅(II)五水和物の代わりに、塩化鉄(III)六水和物5.2部を使用した以外は、前記キノフタロン化合物(B2−3)と同様の方法で、酸性置換基を有する色素誘導体(B)として、下記式(25)で表されるスルホ基の鉄塩を有するキノフタロン化合物(B2−4)を得た。
前記キノフタロン化合物(B2−3)の製造で使用した硫酸銅(II)五水和物の代わりに、塩化クロム(III)六水和物5.2部を使用した以外は、前記キノフタロン化合物(B2−3)と同様の方法で、酸性置換基を有する色素誘導体(B)として、下記式(26)で表されるスルホ基のクロム塩を有するキノフタロン化合物(B2−5)を得た。
前記キノフタロン化合物(B2−3)の製造で使用した硫酸銅(II)五水和物の代わりに、硝酸銀(I)6.6部を使用した以外は、前記キノフタロン化合物(B2−3)と同様の方法で、酸性置換基を有する色素誘導体(B)として、下記式(27)で表されるスルホ基の銀塩を有するキノフタロン化合物(B2−6)を得た。
前記キノフタロン化合物(B2−3)の製造で使用した硫酸銅(II)五水和物の代わりに、酢酸カルシウム一水和物3.4部を使用した以外は、前記キノフタロン化合物(B2−3)と同様の方法で、酸性置換基を有する色素誘導体(B)として、下記式(28)で表されるスルホ基のカルシウム塩を有するキノフタロン化合物(B2−7)を得た。
前記キノフタロン化合物(B2−3)の製造で使用した硫酸銅(II)五水和物の代わりに、塩化ガリウム(III)3.4部を使用した以外は、前記キノフタロン化合物(B2−3)と同様の方法で、酸性置換基を有する色素誘導体(B)として、下記式(29)で表されるスルホ基のガリウム塩を有するキノフタロン化合物(B2−8)を得た。
前記キノフタロン化合物(B2−3)の製造で使用した硫酸銅(II)五水和物の代わりに、酢酸亜鉛二水和物4.3部を使用した以外は、前記キノフタロン化合物(B2−3)と同様の方法で、酸性置換基を有する色素誘導体(B)として、下記式(30)で表されるスルホ基の亜鉛塩を有するキノフタロン化合物(B2−9)を得た。
前記キノフタロン化合物(B2−3)の製造で使用した硫酸銅(II)五水和物の代わりに、塩化コバルト(II)六水和物4.6部を使用した以外は、前記キノフタロン化合物(B2−3)と同様の方法で、酸性置換基を有する色素誘導体(B)として、下記式(31)で表されるスルホ基のコバルト塩を有するキノフタロン化合物(B2−10)を得た。
前記キノフタロン化合物(B2−3)の製造で使用した硫酸銅(II)五水和物の代わりに、硫酸ニッケル(II)六水和物5.1部を使用した以外は、前記キノフタロン化合物(B2−3)と同様の方法で、酸性置換基を有する色素誘導体(B)として、下記式(32)で表されるスルホ基のニッケル塩を有するキノフタロン化合物(B2−11)を得た。
前記スルホ基を有するキノフタロン化合物(B1−2)10gを、水500部に加え25℃で2時間撹拌し再分散させた。次いで、この溶液に硫酸アルミニウム5部を徐々に添加し、60℃で2時間反応させた。反応物を濾別、水洗後、80℃で乾燥し、酸性置換基を有する色素誘導体(B)として、下記式(33)で表されるスルホ基のアルミニウム塩を有するキノフタロン化合物(B2−12)を得た。
前記キノフタロン化合物(B2−12)の製造で使用した硫酸アルミニウムの代わりに、硫酸銅(II)5水和物5.5部を使用した以外は、前記キノフタロン化合物(B2−12)と同様の方法で、酸性置換基を有する色素誘導体(B)として、下記式(34)で表されるスルホ基の銅塩を有するキノフタロン化合物(B2−13)を得た。
前記キノフタロン化合物(B2−12)の製造で使用した硫酸アルミニウムの代わりに、酢酸亜鉛二水和物4.8部を使用した以外は、前記キノフタロン化合物(B2−12)と同様の方法で、酸性置換基を有する色素誘導体(B)として、下記式(35)で表されるスルホ基の亜鉛塩を有するキノフタロン化合物(B2−14)を得た。
イソインドリン化合物であるC.I.ピグメントイエロー185(BASF社製「パリオゲンイエロー D1155」)30部を101%硫酸300部中に溶解し、70℃にて8時間攪拌し、スルホン化反応を行った。反応の終点は、硫酸溶液の分光スペクトルを測定し、スペクトルの変化が見られなくなる点とした。次いで、この反応溶液を氷水3000部中に注入し、析出物を濾別、水洗後、80℃で乾燥し、酸性置換基を有する色素誘導体(B)として、下記式(36)で表されるスルホ基を有するイソインドリン化合物(B3)31部を得た。
(塩基性樹脂型分散剤(c1))
〔塩基性樹脂型分散剤(c1−1)溶液〕
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、PGMAc133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、PGMAc61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40部、メタクリロイルオキシエチルベンジルジメチルアンモニウムクロライド10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。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、ポリマーの質量平均分子量20000、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169.8mgKOH/gの塩基性樹脂型分散剤(c1−1)を得た。室温まで冷却した後、樹脂型分散剤溶液約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、先に合成した塩基性樹脂型分散剤(c1−1)に不揮発分が30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(PGMAc)を添加して塩基性樹脂型分散剤(c1−1)溶液を調製した。
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槽に、PGMAc133部を仕込み、窒素置換しながら110℃に昇温した。滴下槽にジエチルアミノエチルメタクリレート177部、メチルアクリレート3部、2−ヒドロキシエチルメタクリレート20部、PGMAc61部、及び2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)を6部仕込み、均一になるまで攪拌した後、反応槽へ2時間かけて滴下し、その後同温度で3時間反応を継続した。このようにして、固形分当たりのアミン価が345mgKOH/g、数平均分子量(Mn)3,000の塩基性樹脂型分散剤(c1−2)を得た。樹脂型分散剤(c1−1)溶液と同様にして希釈して、不揮発分が30質量%の塩基性樹脂型分散剤(c1−2)溶液を調製した。
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槽に、PGMAc133部を仕込み、窒素置換しながら110℃に昇温した。滴下槽に1,2,2,6,6−ペンタメチルピペリジルメタクリレート177部、メチルアクリレート3部、2−ヒドロキシエチルメタクリレート20部、PGMAc61部、及び2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)を6部仕込み、均一になるまで攪拌した後、反応槽へ2時間かけて滴下し、その後同温度で3時間反応を継続した。このようにして、固形分当たりのアミン価が201mgKOH/g、数平均分子量3,800(Mn)の塩基性樹脂型分散剤(c1−3)を得た。塩基性樹脂型分散剤(c1−1)溶液と同様にして希釈して、不揮発分が30質量%の塩基性樹脂型分散剤(c1−3)溶液を調製した。
冷却管、攪拌機を備えたフラスコに、AIBN1.0質量部及びプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート186質量部を仕込み、引き続きメチルメタクリレート27質量部、ブチルメタクリレート27質量部、2−エチルヘキシルメタクリレート19質量部、ベンジルメタクリレート16質量部、トリエチレングリコールエチルエーテルメタクリレート16質量部及びクミルジチオベンゾエート3.6質量部を仕込んで、30分間窒素置換した。その後ゆるやかに撹拌して、反応溶液の温度を60℃に上昇させ、この温度を24時間保持してリビングラジカル重合を行った。
次いで、この反応溶液に、AIBN1.0質量部及びジメチルアミノエチルメタクリレート54質量部をプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート108質量部に溶解させ30分間窒素置換を行った溶液を添加し、60℃で24時間リビングラジカル重合し、その後、塩基性樹脂型分散剤(c1−1)溶液と同様にして希釈して、不揮発分が30質量%の塩基性樹脂型分散剤(c1−4)溶液を調製した。
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、メチルメタクリレート500部、チオグリセロール22部と、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート511部を仕込み、窒素ガスで置換した。反応容器内を90℃に加熱して、AIBN 0.50部を添加した後7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後、室温まで冷却して、重量平均分子量5200の、片末端領域に2つの遊離ヒドロキシル基を有するビニル重合体の不揮発分50%溶液を得た。ついでイソホロンジイソシアネート 90.4部と、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート45.1部と、触媒としてジブチル錫ジラウレート0.11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、3時間反応した後、40℃まで冷却し、イソシアネート基を有するプレポリマー溶液を得た。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2にメチルイミノビスプロピルアミン22.2部、ジブチルアミン 13.2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304.6部を仕込み100℃に加熱した。そこへ前記プレポリマー溶液を30分かけて滴下し、さらに1時間反応した後、室温まで冷却して反応を終了した。必要に応じて、減圧蒸留により溶剤の一部除去し、ついで、塩基性樹脂型分散剤(c1−1)溶液と同様にして希釈して、不揮発分が30質量%の塩基性樹脂型分散剤(c1−5)溶液を調製した。
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30部、nーブチルメタクリレート30部、ヒドロキシエチルメタクリレート20部、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、ブロモイソ酪酸エチル9.3部、塩化第一銅5.6部、PGMAc133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不揮発分測定を行い、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、PGMAc61部、第二ブロック(Aブロック)モノマーとして1,2,2,6,6−ペンタメチルピペリジルメタクリレート20部(日立化成工業社製、ファンクリルFA−711MM)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。1,2,2,6,6−ペンタメチルピペリジ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不揮発分測定を行い、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。
このようにして、不揮発分当たりのアミン価が57mgKOH/g、数平均分子量4,500(Mn)のピペリジル骨格を有する塩基性基樹脂型分散剤(c1−6)を得た。
樹脂型分散剤(c1−1)溶液と同様にして希釈して、不揮発分が30質量%の塩基性基樹脂型分散剤(c1−6)溶液を調製した。
特許第5513691号公報の製造例1に記載の顔料分散剤(1)の製造方法で、〔(3−(N,N−ジメチルアミノ)プロピルアクリルアミド/メトキシポリエチレングリコールメタクリレート共重合体(23/77重量%)の4級化物;4級化率27mol%)〕を合成し、樹脂型分散剤(c1−1)溶液と同様にして希釈して、不揮発分が30質量%の塩基性基樹脂型分散剤(c1−7)溶液を調製した。
〔リン酸系樹脂型分散剤(c2−1)溶液〕
窒素ガス導入管、コンデンサー、攪拌機を備えた反応容器に、ラウリルアルコール186g、ε−カプロラクトンモノマー571g、テトラブチルチタネート0.6gを仕込み、窒素ガスで置換した後、120℃で3時間加熱、撹拌した。カプロラクトンモノマーの消失を、テトラヒドロフランを溶離液とするGPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィ)のRI検出器により確認した。40℃以下に冷却した後、オルトリン酸換算含有量116%のポリリン酸84.5gと混合し、徐々に昇温し、80℃で6時間、攪拌しながら加熱し、R1の数平均分子量760、n=1と2の存在比が100:12のリン酸系樹脂型分散剤(c2−1)を得た。PGMAcで固形分調整することにより固形分30%、不揮発分当たりの酸価166mgKOH/gのリン酸系樹脂型分散剤(c2−1)溶液を得た。
セパラブル4口フラスコに温度計、冷却管、窒素ガス導入管、撹拌装置を取り付けてシクロヘキサノン1500部を仕込み、80℃に昇温し反応容器内を窒素置換した後、滴下管よりメチルメタクリレート120部、n−ブチルメタクリレート210部、2−ヒドロキシエチルメタクリレート90部、メタクリル酸60部、パラクミルフェノールエチレンオキサイド変性アクリレート(東亞合成社製「アロニックスM−110」)120部、アシッドホスホキシエチルメタクリレート6部、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル30部の混合溶液を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、固形分30%、重量平均分子量24,000のリン酸系樹脂型分散剤(c2−2)溶液を得た。
〔フェニルホスホン酸とアミノ基を有する塩基性樹脂型分散剤との塩(c3−1)溶液〕
100mL丸底フラスコ中で、PGMAc35質量部に、塩基性樹脂型分散剤(メタクリル酸メチル/メタクリル酸ジメチルアミノエチル:構成比5/3)12.6質量部を溶解させ、塩形成成分であるフェニルホスホン酸を2.4質量部(メタクリル酸ジメチルアミノエチルに対し、0.5モル当量)加え、反応温度40℃で2時間攪拌することにより、フェニルホスホン酸とアミノ基を有する塩基性樹脂型分散剤との塩(c3−1)の固形分30質量%溶液を調製した。
100mL丸底フラスコ中で、PGMAc35質量部に、塩基性樹脂型分散剤(メタクリル酸メチル/メタクリル酸ジメチルアミノエチル/メタクリル酸ジメチルアミノエチルメチルクロライド塩:構成重量比3/3/2)12.6質量部を溶解させ、塩形成成分であるフェニルホスホン酸を2.4質量部(メタクリル酸ジメチルアミノエチルに対し、0.5モル当量)加え、反応温度40℃で2時間攪拌することにより、フェニルホスホン酸とアミノ基とアンモニウム塩とを有する塩基性樹脂型分散剤との塩(c3−2)の固形分30質量%溶液を調製した。
冷却管、添加用ロート、窒素用インレット、機械的攪拌機、デジタル温度計を備えた500mL丸底4口セパラブルフラスコに、テトラヒドロフラン(THF)250質量部及び開始剤のジメチルケテンメチルトリメチルシリルアセタール5.81質量部を、添加用
ロートを介して加え、充分に窒素置換を行った。触媒のテトラブチルアンモニウムm−クロロベンゾエートの1モル/Lアセトニトリル溶液0.5質量部を、シリンジを用いて注入し、親溶剤性を有するブロック用モノマーのメタクリル酸2−ヒドロキシエチル19.7質量部、メタクリル酸2−エチルヘキシル7.5質量部、メタクリル酸n−ブチル12.9質量部、メタクリル酸ベンジル10.7質量部、メタクリル酸メチル30.9質量部を、添加用ロートを用いて60分かけて滴下した。反応フラスコを氷浴で冷却することにより、温度を40℃未満に保った。1時間後、色材吸着機能ブロック用モノマーであるジメチルアミノプロピルメタクリルアミド18.3質量部を20分かけて滴下した。1時間反応させた後、メタノール1質量部を加えて反応を停止させた。得られたブロック共重合体THF溶液はヘキサン中で再沈殿させ、濾過、真空乾燥により精製を行った。
続いて、100mL丸底フラスコ中でPGMAc35質量部に、得られたブロック共重合体15.0質量部を溶解させ、塩形成成分であるフェニルホスフィン酸1.1質量部(ジメチルアミノプロピルメタクリルアミドに対し、0.5モル等量)加え、反応温度30℃で20時間攪拌し、PGMAcを添加して調整し、固形分30質量%の塩基性樹脂型分散剤との塩(c3−3)溶液を得た。
〔カルボン酸系樹脂型分散剤(c4−1)溶液〕
ガス導入管、温度、コンデンサー、攪拌機を備えた反応容器に、メタクリル酸10部、メチルメタクリレート100部、i−ブチルメタクリレート70部、ベンジルメタクリレート20部、PGMAc50部を仕込み、窒素ガスで置換した。反応容器内を50℃に加熱撹拌し、3−メルカプト−1,2−プロパンジオール12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PGMAc90部に加えた溶液を添加しながら7時間反応した。固形分測定により95%が反応したことを確認した。ピロメリット酸無水物19部、PGMAc50部、シクロヘキサノン50部、触媒として1,8−ジアザビシクロ−[5.4.0]−7−ウンデセン0.4部を追加し、100℃で7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、固形分測定で固形分30%となるようPGMAcを加えて希釈し、酸価70mgKOH/g、重量平均分子量8,500のカルボン酸系樹脂型分散剤(c4−1)溶液を得た。
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槽に、無水トリメリット酸3部、3−メルカプト−1,2−プロパンジオール1部、PGMAc50部、ジメチルベンジルアミン0.1部を仕込んだ。窒素ガスで置換した後、反応容器内を120℃に加熱し4時間反応させ、次いで80℃で2時間反応させた。さらにターシャリーブチルアクリレート30部、ETERNACOLL OXMA(メタクリル酸(3−エチルオキセタン−3−イル)メチル 、宇部興産社製)20部、メタクリル酸5部、エチルアクリレート40部、PGMAc10部を仕込み、反応容器内を80℃に保ちながら2,2’−アゾビスイソブチロニトリル0.2部を15回に分けて30分ごとに添加した。最終添加から1時間後に不揮発分測定を行い、モノマーの95%が反応したことを確認した。不揮発分測定で不揮発分30%となるようPGMAcを加えて希釈し、不揮発分当たりの酸価51mgKOH/g、重量平均分子量(Mw)24,000のカルボン酸系樹脂型分散剤(c4−1−1)溶液を得た。
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、1−チオグリセロール108部、ピロメリット酸無水物174部、PGMAc650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、2−ヒドロキシプロピルメタクリレート200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、メチルアクリレート200部、メタクリル酸50部、PGMAc663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%PGMAc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、PGMAcで固形分調整することにより固形分30%のカルボン酸系樹脂型分散剤(c4−1−2)溶液を得た。得られたカルボン酸系樹脂型分散剤(c4−1−2)の酸価は68mgKOH/g、不飽和二重結合当量は1,593、重量平均分子量は13,000であった。
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、1−ドデカノール62.6部、ε−カプロラクトン287.4部、触媒としてモノブチルスズ(IV)オキシド0.1部を仕込み、窒素ガスで置換した後、120℃で4時間加熱、撹拌した。固形分測定により98%が反応したことを確認したのち、無水ピロメリット酸73.3部を加え、120℃で2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。PGMAcで固形分調整することにより固形分30%のカルボン酸系樹脂型分散剤(c4−2)溶液を得た。得られたカルボン酸系樹脂型分散剤(c4−2)の酸価は、49mgKOH/gであった。
(バインダ樹脂(D−1)溶液)
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(東亞合成株式会社製「アロニックスM110」)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、樹脂溶液約2部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、先に合成した樹脂溶液に不揮発分が20%になるようにPGMAcを添加してバインダ樹脂(D−1)液を調製した。重量平均分子量(Mw)は26,000であった。
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、樹脂溶液約2部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、先に合成した樹脂溶液に不揮発分が20%になるようにシクロヘキサノンを添加してバインダ樹脂(D−2)を調製した。重量平均分子量(Mw)は18,000であった。
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、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)18部、ベンジルメタクリレート10部、グリシジルメタクリレート18.2部、メタクリル酸メチル25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PGMAcを添加してバインダ樹脂(D−3)液を調製した。重量平均分子量(Mw)は19,000であった。
反応槽として冷却管を付けたセパラブルフラスコを準備し、他方、モノマー滴下槽として、ジメチル−2,2’−[オキシビス(メチレン)]ビス−2−プロペノエート40部、メタクリル酸40部、メタクリル酸メチル120部、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート( 日本油脂製「パーブチルO 」)4部、PGMAc40部をよく攪拌混合したものを準備し、連鎖移動剤滴下槽として、n−ドデカンチオール8部、PGMAc32部をよく攪拌混合したものを準備した。
反応槽にPGMAc395部を仕込み、窒素置換した後、攪拌しながらオイルバスで加熱して反応槽の温度を90℃ まで昇温した。反応槽の温度が90℃ に安定してから、モノマー滴下槽および連鎖移動剤滴下槽から滴下を開始した。滴下は、温度を90℃ に保
ちながら、それぞれ135分間かけて行った。滴下が終了してから60分後に昇温を開始して反応槽を110 ℃ にした。3時間110℃を維持した後、セパラブルフラスコにガス導入管を付け、酸素/窒素=5/95(体積比)混合ガスのバブリングを開始した。次いで、反応槽に、メタクリル酸グリシジル7 0 部、2,2’−メチレンビス(4−メチルー6−t−ブチルフェノール)0.4部、トリエチルアミン0.8部を仕込み、そのまま110℃ で12時間反応させた。その後、PGMAc150部を加えて室温まで冷却
し、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PGMAcを添加してバインダ樹脂(D−4)液を得た。樹脂の重量平均分子量は18,000 、固形分当たりの酸価は2mgKOH/gであった。
[実施例1]
(着色組成物(R−1)の作製)
下記の混合物を均一になるように攪拌混合した後、直径0.5mmのジルコニアビーズを用いて、アイガーミル(アイガージャパン社製「ミニモデルM−250 MKII」)で3時間分散した後、孔径5.0μmのフィルタで濾過し、不揮発成分が20.0質量%
の着色組成物(R−1)を作製した。溶剤(P−1)は、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートである。
着色剤(A1−1) :11.5部
酸性置換基を有する色素誘導体(B1−1) :0.5部
塩基性樹脂型分散剤(c1−1) :10.0部
リン酸系樹脂型分散剤(c2−1) :4.0部
カルボン酸系樹脂型分散剤(c4−1) :6.0部
バインダ樹脂(D−1) :10.0部
溶剤(P−1) :58.0部
(着色組成物(R−2〜69)の作製)
表1に記載した通りの材料種、質量に変更した以外は、実施例1と同様に着色組成物(R−2〜69)を作製した。
[製造例1]
(着色組成物(R−70)の作製)
下記の混合物を均一になるように攪拌混合した後、直径0.5mmのジルコニアビーズを用いて、アイガーミル(アイガージャパン社製「ミニモデルM−250 MKII」)で3時間分散した後、孔径5.0μmのフィルタで濾過し、不揮発成分が20.0質量%の着色組成物(R−70)を作製した。
着色剤(A2−1) :12.0部
塩基性樹脂型分散剤(c1−1) :10.0部
リン酸系樹脂型分散剤(c2−1) :4.0部
カルボン酸系樹脂型分散剤(c4−1) :6.0部
バインダ樹脂(D−1) :10.0部
溶剤(P−1) :58.0部
表2に記載した通りの材料種、質量に変更した以外は、[製造例1]と同様にキノフタロン化合物(A1)を含まない着色組成物(R−71〜85)を作製した。
[実施例101]
(着色組成物(X−1)の作製)
以下の原料を混合、攪拌し、孔径1.0μmのフィルタで濾過して着色組成物(X−1)を得た。
着色組成物(R−1) :46.5部
着色組成物(R−71) :37.0部
バインダ樹脂(D−1) :16.5部
(着色組成物(X−2〜154)の作製)
表3、及び4に記載した通りの材料種、質量に変更した以外は、実施例101と同様に着色組成物(X−2〜154)を作製した。
得られた着色組成物(R−1〜69、X−1〜154)について、粘度、保存安定性、及び異物に関する試験を下記の方法で行った。評価結果を表5〜表7に示す。
E型粘度計(東機産業社製「ELD型粘度計」)を用いて回転数20rpmにおける粘度を測定した。2以上が実用可能である。
3:粘度 4.0以上10.0未満
2:粘度 10.0以上20.0未満
1:粘度 20.0以上
(保存安定性)
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、保存安定性を評価した。2以上が実用可能である。
式:[経時粘度変化率]=|([初期粘度]−[経時粘度])/[初期粘度]|×100
3:変化率5%未満のもの
2:変化率5%以上10%未満のもの
1:変化率10%以上のもの
透明基板上に乾燥塗膜が約2.0μmとなるように着色組成物を塗布し、オーブンで230℃1時間の熱処理を行い、塗膜中の異物の数を計測した。評価は、金属顕微鏡「BX60」(オリンパスシステム社製)を用いて表面観察を行った。倍率は、500倍とし、透過にて任意の5視野で観測可能な異物の数を計測した。2以上が実用可能である。
4:異物の数が5個未満
3:異物の数が5個以上、20個未満
2:異物の数が21個以上、100個未満
1:異物の数が100個以上
[実施例301]
(感光性着色組成物(Y−1))
以下の原料を混合、攪拌し、孔径1.0μmのフィルタで濾過して感光性着色組成物(
Y−1)を得た。
着色組成物(R−1) :50.0部
バインダ樹脂(D−2) :15.0部
エポキシ化合物(G−1) :1.0部
オキセタン化合物(G−2) :1.0部
光重合性化合物(E) :3.0部
光重合開始剤(F) :1.8部
増感剤(H) :0.2部
チオール系連鎖移動剤(I) :0.4部
重合禁止剤(J) :0.1部
紫外線吸収剤(K) :0.1部
酸化防止剤(L) :0.1部
レベリング剤(M) :1.0部
貯蔵安定剤(N) :0.1部
シランカップリング剤(O) :0.2部
溶剤(P) :26.0部
(感光性着色組成物(Y−2〜227)の作製)
実施例301の着色組成物、およびバインダ樹脂溶液の種類を表8に記載した通りに変更した以外は、実施例301と同様に行い感光性着色組成物(Y−2〜227)をそれぞれ作製した。また表中、実施例439は、実施例365のバインダ樹脂(D−2)を(D−3)に変えたものであり、実施例440は、実施例365のバインダ樹脂(D−2)を(D−4)に変えたものである。また、実施例515は、実施例441のバインダ樹脂(D−2)を(D−3)に変えたものであり、実施例516は、実施例441のバインダ樹脂(D−2)を(D−4)に変えたものである。尚、それぞれの原料については、以下の通りである。
(G−1−1)2,2‘−ビス(ヒドロキシメチル)−1−ブタノールの1,2−
エポキシ−4−(2−オキシラニル)シクロヘキサン付加物
[EHPE−3150(ダイセル社製)]、
(G−1−2)ソルビトールのグリシジルエーテル化エポキシ化合物
[デナコールEX611(ナガセケムテックス株式会社製)]、
(G−1−3)イソシアヌル酸トリグリシジル
(G−1−1)〜(G−1−3)をそれぞれ同量混合し、エポキシ化合物(G−1)とした。
<オキセタン化合物(G−2)>
3−エチル−3−[(3−エチルオキセタン−3−イル)メトキシメチル]オキセタン
[アロンオキセタンOXT−221(東亞合成株式会社製)]
(E−1)トリメチロールプロパントリアクリレート
[アロニックスM309(東亞合成株式会社製)]
(E−2)ジペンタエリスリトールペンタ及びヘキサアクリレート
[アロニックスM402(東亞合成株式会社製)]
(E−3)多塩基酸性アクリルオリゴマー
[アロニックスM520(東亞合成株式会社製)]
(E−4)カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート
[KAYARAD DPCA−30(日本化薬社製)]
内容量が1リットル5つ口反応容器に、ペンタエリスリトールトリアクリレート(432g、ヘキサメチレンジイソシアネート84gを仕込み、60℃で8時間反応させ、(メタ)アクリロイル基を有する多官能ウレタンアクリレート(E−5)を含む生成物を得た。生成物中、多官能ウレタンアクリレート(E−5)の占める割合は、70質量%であり、残部を他の光重合性モノマーで占めている。なお、IR分析により反応生成物中にイソシアネート基が存在しないことを確認した。
[ABE−300(新中村化学社製)]
(E−7)エトキシ化イソシアヌル酸トリアクリレート
[A−9300(新中村化学社製)]
以上、(E−1)〜(E−7)をそれぞれ同量にて混合し、重合性化合物(E)とした。
(F−1)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
[イルガキュア907(BASFジャパン社製)]
(F−2)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
[イルガキュア379(BASFジャパン社製)]
(F−3)2,4,6−トリメチルベンゾイルージフェニルーホスフィンオキサイド
[ルシリンTPO(チバ・ジャパン社製)]
(F−4)2,2’−ビス(o−クロロフェニル)−4,5,4’,5’−テトラフェニル−1,2’−ビイミダゾール
[ビイミダゾール(黒金化成社製)]
(F−5)p−ジメチルアミノアセトフェノン
[DMA(ダイキファイン社製)]
(F−6)エタン−1−オン,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)
[イルガキュアOXE02(BASFジャパン社製)]
(F−7)1−[4−(2−ヒドロキシエトキシ)−フェニル] −2−ヒドロキシ−2−
メチル−1−プロパン−1−オン
[イルガキュア2959(BASFジャパン社製)]
(F−8)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
[イルガキュア819(BASFジャパン社製)]
以上、(F−1)〜(F−8)をそれぞれ同量にて混合し、光重合開始剤(F)とした。
(H−1)2,4−ジエチルチオキサントン
[カヤキュアDETX−S(日本化薬社製)]
(H−2)4,4’−ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン
[CHEMARK DEABP(Chemark Chemical社製)]
以上、(H−1)、(H−2)をそれぞれ同量にて混合し、増感剤(H)とした。
(I−1)トリメチロールエタントリス(3−メルカプトブチレート)
[TEMB(昭和電工社製)]
(I−2)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)
[TPMB(昭和電工社製)]
(I−3)ペンタエリスリトールテトラキス(3−メルカプトプロピオネート)
[PEMP(堺化学工業社製)]
(I−4)トリメチロールプロパントリス(3−メルカプトプロピオネート)
[TMMP(堺化学工業社製)]
(I−5)トリス[(3−メルカプトプロピオニルオキシ)−エチル]−イソシアヌレート[TEMPIC(堺化学工業社製)]
以上、(I−1)〜(I−5)をそれぞれ同量にて混合し、チオール系連鎖移動剤(I)とした。
(J−1)3−メチルカテコール
(J−2)メチルヒドロキノン
(J−3)t−ブチルヒドロキノン
以上、(J−1)〜(J−3)をそれぞれ同量にて混合し、重合禁止剤(J)とした。
(K−1)2−[4−[(2−ヒドロキシ−3−(ドデシルおよびトリデシル)オキシプロピル)オキシ]−2−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
[TINUVIN400(BASFジャパン社製)]
(K−2)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
[TINUVIN900(BASFジャパン社製)]
以上、(K−1)〜(K−2)をそれぞれ同量にて混合し、紫外線吸収剤(K)とした。
(L−1)ペンタエリスリトールテトラキス[3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート
(L−2)3,3'−チオジプロパン酸ジオクタデシル
(L−3)トリス[2,4−ジ−(t)−ブチルフェニル]ホスフィン
(L−4)ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)セバケート
(L−5)サリチル酸p−オクチルフェニル
以上、(L−1)〜(L−5)をそれぞれ同量にて混合し、酸化防止剤(L)とした。
(M−1)ビックケミー社製「BYK−330 」
(M−2)DIC株式会社製「メガファックF−551」
(M−3)花王株式会社製「エマルゲン103」
以上、(M−1)〜(M−3)をそれぞれ1部混合し、PGMAc97部に溶解させた混
合溶液をレベリング剤(M)とした。
(N−1)2,6−ビス(1,1−ジメチルエチル)−4−メチルフェノール
(本州化学工業社製「BHT」)
(N−2)トリフェニルホスフィン
(北興化学工業社製「TPP」)
以上、(N−1)〜(N−2)をそれぞれ同量にて混合し、貯蔵安定剤(N)とした。
(O−1)3−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン
[信越シリコーン シランカップリング剤KBM−403(信越化学工業株式会社製)]
(O−2)3−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン
[信越シリコーン シランカップリング剤KBE−503(信越化学工業株式会社製)]
(O−3)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
[信越シリコーン シランカップリング剤KBM−603(信越化学工業株式会社製)]
(O−4)3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン
[信越シリコーン シランカップリング剤KBM−803(信越化学工業株式会社製)]
以上、(O−1)〜(O−4)をそれぞれ同量にて混合し、シランカップリング剤(O)とした。
(P−1)プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 30部
(P−2)シクロヘキサノン 30部
(P−3)3−エトキシプロピオン酸エチル 10部
(P−4)プロピレングリコールモノメチルエーテル 10部
(P−5)シクロヘキサノールアセテート 10部
(P−6)ジプロプレングリコールメチルエーテルアセテート 10部
以上、(P−1)〜(P−6)をそれぞれ上記質量部にて混合し、溶剤(P)とした。
各試験を下記の方法で行った。試験の結果を表9〜表11に示す。
感光性着色組成物を、厚み0.7mmで10mm×10mmのガラス基板上に、スピンコーターを用いて乾燥膜厚が1.0μmとなるように回転塗工し、70℃で20分乾燥した。上記塗膜に、2質量%水酸化カリウム水溶液を2ml滴下して、塗厚が溶解してなくなるまでの時間を測定し、感光性着色組成物の現像速度を評価した。2以上が実用可能である。
3:10秒未満
2:10秒以上、15秒未満
1:15秒以上
(粘度特性の測定)
E型粘度計(東機産業社製「ELD型粘度計」)を用いて回転数20rpmにおける粘度を測定した。2以上が実用可能である。
3:粘度 2.0以上5.0未満
2:粘度 5.0以上10.0未満
1:粘度 10.0以上
(保存安定性)
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、保存安定性を評価した。2以上が実用可能である。
式:[経時粘度変化率]=|([初期粘度]−[経時粘度])/[初期粘度]|×100
3:変化率5%未満のもの
2:変化率5%以上10%未満のもの
1:変化率10%以上のもの
異物評価は、透明基板上に乾燥塗膜が約2.0μmとなるように感光性着色組成物を塗布し、オーブンで230℃1時間の熱処理を行って得た塗膜基板の塗膜中の異物の数を計測した。評価は金属顕微鏡「BX60」(オリンパスシステム社製)を用いて表面観察を行った。倍率は500倍とし、透過にて任意の5視野で観測可能な異物の数を計測した。2以上が実用可能である。
4:異物の数が5個未満
3:異物の数が5個以上、20個未満
2:異物の数が21個以上、100個未満
1:異物の数が100個以上
透明基板上に乾燥塗膜が約2.0μmとなるように感光性着色組成物を塗布し、オーブンで230℃1時間の熱処理を行って得た塗膜基板をN−メチルピロリドン溶液に30分浸漬後、イオン交換水で洗浄、風乾し、100μmフォトマスク部分でのパターンについて光学顕微鏡を用いて観察して評価を行った。2以上が実用可能である。
3:外観、色に変化なく良好
2:一部にシワ等が発生するが、色には変化なく良好
1:ハガレや色落ちが発生
得られた感光性着色組成物(Y−70〜Y−148)を透明基板上に、スピンコーターを用いて塗布し、次に70℃で20分乾燥し、超高圧水銀ランプを用いて、積算光量150mJ/cm2で紫外線露光を行い、23℃のアルカリ現像液で現像を行った。その後、220℃で30分間ポストベークし塗膜基板を得た。作成した塗膜基板は、ポストベーク後での塗膜の色度が、C光源でx=0.290、y=0.600に合うように作成した。
得られた塗膜のC光源での初期の色度([L*(1)、a*(1)、b*(1)])を顕微分光光度計(オリンパス光学社製「OSP−SP100」)を用いて測定した。その後、塗膜上に紫外線カットフィルタ(ホヤ社製「COLORED OPTICAL GLASS L38」)を被せ、470W/m2キセノンランプを用いて紫外線を100時間照射した後、C光源での色度([L*(2)、a*(2)、b*(2)])を測定した。下位式より、色差ΔEab*を求めた。2以上が実用可能である。
ΔEab*=√((L*(2)−L*(1))2+(a*(2)−a*(1))2+(b*(2)−b*(1))2)
3:ΔEab*が5未満
2:ΔEab*が5以上、10未満
1:ΔEab*が10以上
得られた感光性着色組成物(Y−70〜Y−148)を有効電極サイズ10mm×10mmのITO透明電極を有するガラス基板上に、スピンコーターを用いて、乾燥皮膜の膜厚が3.2μmになるように塗布し、電極部の塗膜を溶剤で拭き取りした後、積算光量50mJ/cm2で紫外線露光を行い、23℃のアルカリ現像液で現像し、塗膜基板を得た。ついで230℃で20分間加熱、放冷後、測定用のサンプル塗布基板を各二枚作製した。
上記サンプル塗布済ガラス基板2枚を、ITO透明電極面同士が向かい合うように対向配置し、セルギャップが9μm になるようにシール剤を用いて小型セルを作製した。この小型セルに液晶液をセルギャップ間に注入して、50℃において、電圧5Vで60μ秒間電圧を印加し、電圧解放後16.67m秒経過後のセル電圧[V1]を、東陽テクニカ製VHR−1Sにて測定した。測定されたセル電圧を平均化し、得られたセル電圧を用いて、下記式より初期VHR( % ) を求めた。
VHR(電圧保持率)(%)=([V1]/5)×100
上記初期VHR測定済セルサンプルを、LED照明15万nit、3時間照射し再度照射後のVHR( %)の測定し、下記式より△VHR(電圧保持率変化率)を求め、下記の基準にて評価した。2以上を実用レベルとした。
△VHR=|初期VHR−露光後VHR|
4:2%未満
3:2%以上、5%未満
2:5%以上、10%未満
1:10%以上
感光性着色組成物(Y−54)を、ブラックマトリックスが形成されたガラス基板上に、スリットダイコーターを用いて塗布したのち、90℃のホットプレートで2分間プレベークを行って、塗膜を形成した。次いで、塗膜が形成された基板を室温に冷却した後、高
圧水銀ランプを用い、ストライプ状フォトマスクを介して、塗膜に365nm、405nm及び436nmの各波長を含む放射線を1,000J/m2の露光量で露光した。
アルカリ現像を行った後、超純水で洗浄し、更に230℃で20分間ポストベークを行うことにより、基板上に緑色のストライプ状画素を形成した。
次いで、画素上に、光硬化性樹脂組成物を用いて保護膜を形成した。このようにして、塗膜の異物が少ないカラーフィルタを作成することができた。
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
Claims (9)
- 着色剤(A)と、酸性置換基を有する色素誘導体(B)と、樹脂型分散剤(C)と、バインダ樹脂(D)とを含む着色組成物であって、
前記着色剤(A)が、下記一般式(1)で表わされるキノフタロン化合物(A1)を含み、前記樹脂型分散剤(C)が、下記(C1)、または(C2)いずれかの樹脂型分散剤を含むことを特徴とする着色組成物。
(C1):塩基性樹脂型分散剤(c1)と、リン酸系樹脂型分散剤(c2)と、カルボン酸系樹脂型分散剤(c4)とを含む樹脂型分散剤。
(C2):下記一般式(2)で表される化合物または下記一般式(3)で表される化合物と塩基性樹脂型分散剤(c1)との塩(c3)、およびカルボン酸系樹脂型分散剤(c4)を含む樹脂型分散剤。
一般式(1)
一般式(2)
一般式(3)
(但し、一般式(1)において、R101〜R113は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、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コキシル基、置換基を有しても良いアリール基を示す。R101〜R104、および/または、R105〜R108の隣接した基は、一体となって、置換基を有してもよい芳香環を形成してもよい。
一般式(2)において、R1及びR2は、それぞれ独立に、水素原子、水酸基、炭素数1〜20の直鎖、分岐鎖もしくは環状のアルキル基、ビニル基、置換基を有してもよいフェニル基もしくはベンジル基、または−O−R4を表し、R4は、炭素数1〜20の直鎖、分岐鎖もしくは環状のアルキル基、ビニル基、置換基を有してもよいフェニル基もしくはベンジル基、または炭素数1〜4のアルキレン基を介した(メタ)アクリロイル基を表す。但し、R1及びR2の少なくとも一つは炭素原子を含む基である。
一般式(3)において、R3は、炭素数1〜20の直鎖、分岐鎖もしくは環状のアルキ
ル基、ビニル基、置換基を有してもよいフェニル基もしくはベンジル基、または−O−R4を表し、R4は、炭素数1〜20の直鎖、分岐鎖もしくは環状のアルキル基、ビニル基、置換基を有してもよいフェニル基もしくはベンジル基、または炭素数1〜4のアルキレン基を介した(メタ)アクリロイル基を表す。) - 前記酸性置換基を有する色素誘導体(B)が、スルホ基を有するキノフタロン化合物(B1)、またはスルホ基の金属塩もしくはアルキルアンモニウム塩を有するキノフタロン化合物(B2)であることを特徴とする請求項1に記載の着色組成物。
- 前記リン酸系樹脂型分散剤(c2)が、下記(c2−1)または(c2−2)のいずれかで示される樹脂型分散剤を含み、カルボン酸系樹脂型分散剤(c4)が、下記(c4−1)または(c4−2)のいずれかで示される樹脂型分散剤を含むことを特徴とする請求項1または2に記載の着色組成物。
(c2−1):下記一般式(4)で表される樹脂型分散剤。
一般式(4)
(HO−)3-n−PO−(O−R5)n
(一般式(4)中、R5は数平均分子量300〜10,000のポリエステル残基、nは
1または2を表す。)
(c2−2):リン酸基を有するエチレン性不飽和単量体と、他のエチレン性不飽和単量体との共重合体である樹脂型分散剤。
(c4−1):テトラカルボン酸無水物及びトリカルボン酸無水物の群から選ばれる一種以上の酸無水物中の酸無水物基と水酸基含有化合物中の水酸基とを反応させてなる、カルボキシル基を有するポリエステル部分、並びに、
エチレン性不飽和単量体をラジカル重合してなるビニル重合体部分、
を含んでなる樹脂型分散剤。
(c4−2):下記一般式(5)で表される樹脂型分散剤。
一般式(5)
(HOOC−)m−R6−(−COO−[−R8−COO−]n−R7)t
(一般式(5)中、R6は4価のテトラカルボン酸化合物残基、R7はモノアルコール残基、R8はラクトン残基、mは2または3、nは1〜50の整数、tは(4−m)を表す。) - 前記カルボン酸系樹脂型分散剤(c4−1)が、下記(c4−1−1)または(c4−1−2)のいずれかで示される樹脂型分散剤を含むことを特徴とする請求項3に記載の着色組成物。
(c4−1−1):ビニル重合体部分が、
水酸基、オキセタン基、t−ブチル基、およびブロックイソシアネート基からなる群より選ばれる少なくとも1種の熱架橋性官能基を有するエチレン性不飽和単量体と、カルボキシル基を有するエチレン性不飽和単量体とをラジカル重合してなるビニル重合体部分である樹脂型分散剤。
(c4−1−2):ビニル重合体部分が、
(メタ)アクリロイル基を有するビニル重合体部分である樹脂型分散剤。 - さらに緑色顔料(A2)を含むことを特徴とする請求項1〜4いずれかに記載の着色組成物。
- さらに赤色顔料(A3)を含むことを特徴とする請求項1〜4いずれかに記載の着色組成物。
- 請求項1〜6いずれかに記載の着色組成物、重合性化合物(E)、及び光重合開始剤(F)を含むことを特徴とする感光性着色組成物。
- 請求項7に記載の感光性着色組成物を用いて形成されてなるフィルタセグメントを有するカラーフィルタ。
- 請求項8に記載のカラーフィルタを備えてなる、液晶表示装置。
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