JP4082818B2 - 顔料分散剤、それを含む顔料分散組成物及び着色感光性組成物 - Google Patents

顔料分散剤、それを含む顔料分散組成物及び着色感光性組成物 Download PDF

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    • C09B67/0084Dispersions of dyes
    • C09B67/0085Non common dispersing agents

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、顔料分散剤、それを含む顔料分散組成物及び着色感光性組成物に関し、更に詳しくは、顔料同士の凝集を効果的に防止し該顔料の良好な分散を実現する顔料分散剤、該顔料分散剤を含有し、顔料の分散性、流動性等に優れ、着色力に優れ、塗料、印刷インキ、カラー表示板等の広い範囲で好適に使用し得る顔料分散組成物、及び、該顔料分散組成物を含有し、カラープルーフ等の基体上の多色画像の形成や、液晶カラーディスプレイ等に使用されるカラーフィルタの製造等に好適に使用し得る着色感光性組成物に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来から、顔料は、鮮明な色調と高い着色力とを示し、多くの分野で広く使用されてきている。これらの顔料の中でも実用上重要なものは、一般に、微細な粒子のものが多く、該顔料の凝集を防ぎ微細化することによって鮮明な色調と高い着色力とが得られる。
しかし、顔料をより微細化していくと、該顔料の分散液は高粘度を示すことが多い。このため、この顔料分散液を工業的規模で調製した場合は、該顔料分散液の分散機からの取り出しが困難となったり、パイプラインによる輸送ができなくなったり、更には貯蔵中にゲル化して使用不能となる、等の問題がある。
【0003】
ところで、前記顔料を含有する着色感光性組成物は、液晶ディスプレイ等に用いるカラーフィルタの材料等として有用であり、該着色感光性組成物を用いてカラーフィルタを製造する場合、品質、製造安定性等の点で優れる顔料分散法が広く採用されている。この顔料分散法においては、前記着色感光性組成物の塗布液を透明基板上に塗布して着色感光性層を設け、パターン露光した後、現像して第一色目の画素パターンを形成し、これを複数回繰り返して、該透明基板上に複数色の画素パターンを形成する。
【0004】
しかし、ここでは着色材として顔料を用いるため、該顔料の微細化が十分でない場合には、該顔料により光が散乱、吸収され、光透過率が低下してしまう。更に、該顔料による光の散乱、複屈折等で偏光軸が回転し、液晶表示装置のコントラストも低下してしまう、等の問題がある(1990年第7回色彩光学コンファレンス、512色表示10.4”サイズTFT−LCD用カラーフィルタ、植木、小関、福永、山中)。このため、前記着色感光性組成物においては、前記顔料を高度に微細化した状態で分散させておくことが必要とされる。
【0005】
そこで、従来においては、流動性、分散性等に優れた顔料分散液あるいは着色感光性組成物を得るため、種々の分散剤を使用することが知られている。該分散剤は、ポリマー系分散剤と低分子化合物分散剤とに大別でき、前記ポリマー系分散剤としては、ポリアクリル酸塩、マレイン酸ナトリウムオレフィン共重合体、末端カルボキシル基含有ポリエステル(特公昭54−34009号公報)、テトラキス(2−ヒドロキシアルキル)エチレンジアミンを出発物質とする酸性基及び/又は塩基性基を有するポリエステル(特開平2−245231号公報)、マクロモノマー(末端にエチレン性不飽和基を有するオリゴマー)、水酸基を有するモノマー、カルボキシ基含有モノマー及びこれら以外のモノマーの4種からなる共重合体(特開平8−259876号公報)等が知られている。また、前記低分子化合物分散剤としては、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルアミン、アルキルジアミン、アルカノールアミン誘導体(米国特許第3536510号)等が知られており、顔料母核を導入した分散剤の例が、特公平5−72943号公報、特開平8−48890号公報に記載されている。
【0006】
一方、鮮明な色調と高い着色力とを示す顔料を含有した着色感光性組成物は、例えばカラープルーフやカラーフィルタ等を作製するための画像形成材料として有用である。
該着色感光性組成物を用いて着色画像を形成する場合、一般に、着色感光性組成物の塗布液を基板上に塗布して該着色感光性組成物による層を形成した後、露光・現像を行なうが、この現像の際に用いる現像液としては、環境に与える影響の少ないアルカリ性水溶液を使用することが多く、前記着色感光性組成物による層は、即ち着色感光性組成物中の結合剤(バインダー)は、前記アルカリ性水溶液に可溶であることが要求される。その一方、着色感光性組成物の塗布液に用いられる溶媒(顔料の分散媒)としては、塗布後の乾燥の容易さから有機溶剤が有効である。
このため、前記着色感光性組成物中の結合剤は、酸性基を有し、かつ適当な有機溶媒に溶解し得る性質を有する必要があり、該着色感光性組成物においては、有機顔料は、かかる性質を有し、酸性基を有する前記結合剤中に分散される。
【0007】
このような着色感光性組成物による層は、一般に極めて薄く、かつ、薄厚で高い着色濃度を示すことが要求されることから、有機溶媒に可溶の酸性基を有する結合剤中に、有機顔料を高度に微細化した状態で分散させることが必要となる。
しかし、前記顔料の分散性、流動性等に優れた顔料分散物、それを含む顔料分散組成物及び着色感光性組成物は、未だ提供されていないのが現状である。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、前記従来における諸問題を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。即ち、
本発明は、顔料を凝集させず該顔料の安定かつ良好な分散性、流動性を実現し、かつ光透過性にも優れた顔料分散剤を提供することを目的とする。また、
本発明は、該顔料分散剤を含有し、顔料の分散性、流動性等に優れ、かつ着色力が高く、アルカリ現像適性にも優れ、塗料、印刷インキ、カラー表示板等の広い範囲で好適に使用し得る顔料分散組成物を提供することを目的とする。更に、本発明は、該顔料分散組成物を含有し、着色力が高く、アルカリ現像適性に優れ、カラープルーフ等の基体上の多色画像の形成や、液晶カラーディスプレイ等に使用されるカラーフィルタの製造等に好適に使用し得る着色感光性組成物を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために本発明者等が鋭意検討を重ねた結果、以下の知見を得た。即ち、有機溶媒に可溶な酸性基を有する結合剤中に、有機顔料を分散させた場合、該酸性基と該有機顔料との間で分子間力が働いて増粘する傾向がある。この増粘により分散安定性は向上するが、取扱性、作業性等の低下を招く上、該有機顔料が微細化しにくくなる傾向がある。このため、増粘を伴わずに分散を促進させ得る分散剤が望まれ、そのような分散剤として、低分子化合物分散剤、中でも特にアミン化合物等が知られている。しかし、このアミン化合物等の場合、酸性基と塩を形成してしまい、感光性樹脂層が現像液に溶解し易くなる等、後の現像に悪影響を与え得る。アルカリ性分散剤や水易溶性分散剤にも、前記アミン化合物等と同様な傾向がある、という知見である。
【0010】
本発明は、本発明者等による前記知見に基づくものであり、前記課題を解決するための手段は、以下の通りである。即ち、
<1> 下記一般式(I)で表される化合物を含有することを特徴とする顔料分散剤である。
【0011】
【化4】
Figure 0004082818
【0012】
(一般式(I)中、Aは、X−Yとともにアゾ色素を形成しうる成分を表す。Xは、下記構造式で表される二価の連結基から選択される基を表す。Yは、下記一般式(II)で表される基を表す。)
【0013】
【化5】
Figure 0004082818
【0014】
【化6】
Figure 0004082818
【0015】
(一般式(II)中、Zは、低級アルキレン基を表す。−NR2は、低級アルキルアミノ基、又は窒素原子を含む5乃至6員飽和ヘテロ環を表す。aは、1又は2を表す。)
<2> 前記<1>に記載の顔料分散剤と、顔料とを、有機溶剤中に分散してなることを特徴とする顔料分散組成物である。
<3> 酸性基を有するバインダーポリマーを含有する前記<2>に記載の顔料分散組成物である。
<4> 前記<2>に記載の顔料分散組成物と、酸性基を有するバインダーポリマーと、エチレン性不飽和二重結合を二個以上有する多官能モノマーと、光重合開始剤とを含有することを特徴とする着色感光性組成物である。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について詳細に説明する。
《顔料分散剤》
本発明の顔料分散剤は、下記一般式(I)で表される化合物を含有し、必要に応じて適宜選択したその他の成分を含有する。
(一般式(I)で表される化合物)
【0017】
【化7】
Figure 0004082818
【0018】
一般式(I)中、Aは、X−Yとともにアゾ色素を形成しうる成分を表す。
前記Aは、ジアゾニウム化合物とカップリングしてアゾ色素を形成しうる化合物であれば、任意に選択することができる。
以下に、前記Aの具体例を示すが、本発明はこれらの具体例に何ら限定されるものではない。
【0019】
【化8】
Figure 0004082818
【0020】
【化9】
Figure 0004082818
【0021】
前記一般式(I)中、Xは、下記構造式で表される二価の連結基から選択される基を表す。
【0022】
【化10】
Figure 0004082818
【0023】
前記一般式(I)中、Yは、下記一般式(II)で表される基を表す。
【0024】
【化11】
Figure 0004082818
【0025】
一般式(II)中、Zは、低級アルキレン基を表す。Zは、−(CH2b−と表されるが、該bは1〜5の整数を表し、好ましくは2又は3を表す。
一般式(II)中、−NR2は、低級アルキルアミノ基、又は窒素原子を含む5乃至6員飽和ヘテロ環を表す。該−NR2は、低級アルキルアミノ基を表す場合、−N(Cn2n+12と表され、nは1〜4の整数を表し、好ましくは1又は2を表す。一方、該−NR2は、窒素原子を含む5乃至6員飽和ヘテロ環を表す場合、下記構造式で表されるヘテロ環が好ましい。
【0026】
【化12】
Figure 0004082818
【0027】
前記一般式(II)における、Z及び−NR2は、それぞれ、低級アルキル基、アルコキシ基を置換基として有していてもよい。
前記一般式(II)中、aは、1又は2を表し、好ましくは2を表す。
【0028】
以下に、前記一般式(I)で表される化合物の具体例を示すが、本発明はこれらの具体例に何ら限定されるものではない。
【0029】
【化13】
Figure 0004082818
【0030】
【化14】
Figure 0004082818
【0031】
【化15】
Figure 0004082818
【0033】
以下に、参考化合物及び前記一般式(I)で表される化合物の合成例を示す。
[合成例1]
参考化合物の合成−
(1)5−ニトロイソフタル酸ジメチル50部とN,N−ジエチル−1,3−プロパンジアミン130部とを、弱く減圧しながら80〜100℃で約4時間反応させた。原料の5−ニトロイソフタル酸ジメチル及びモノアミド化合物の消失を確認したのち、過剰のN,N−ジエチル−1,3−プロパンジアミンを減圧除去し、92部の5−ニトロイソフタル酸ビス−3−ジエチルアミノプロピルアミドを得た。
(2)得られた5−ニトロイソフタル酸ビス−3−ジエチルアミノプロピルアミド92部を、還元鉄112部及び塩化アンモニウム12部とともにイソプロパノール200部、水35部中で還流、還元し、5−アミノ−イソフタル酸ビス−3−ジエチルアミノプロピルアミド86部を得た。
(3)得られた5−アミノ−イソフタル酸ビス−3−ジエチルアミノプロピルアミド18.3部をメタノール250部に加え、氷冷下、塩酸32部を加えた。混合液を更に−15℃まで冷却した。これにNaNO3.4部の水溶液(水35部)を滴下し、ジアゾ化した(ジアゾ液の調製)。
別に5−アセトアセチルアミノ−ベンズイミダゾロン9.3部、メタノール400部、水800部、及びNaCO19部からなるカップリング成分溶液を調製し、10℃以下に冷却した。これに上記で得られたジアゾ液を滴下し、ジアゾカップリングさせた。KCOを加えて系を塩基性にし、析出した黄色生成物を濾取した。
これをクロロホルムとアセトニトリルとにより再結晶して、下記参考化合物を19部得た。得られた化合物の最大吸収波長は、λmax380nm(CHCl中)であった。
【化16】
Figure 0004082818
【0034】
[合成例2]
−化合物例の合成−
(1)合成例1の(2)で得た5−ニトロイソフタル酸ビス−3−ジエチルアミノプロピルアミド18.5部、及びトリエチルアミン5.1部をDMF60部に溶かし、氷冷した。
これに4−ニトロベンゾイルクロライド9.3部のアセトン60部溶液を加えアミド化した。反応後、水800部を加えて結晶を濾取し、酢酸エチルにより再結晶して、4−ニトロベンゾイル−4−[3,5−ビス(3−ジエチルアミノプロピルカルバモイル)]フェニルアミド14部を得た。
(2)得られた化合物を、合成例1の(2)と同様に還元してアニリン誘導体13.2部を得た。
(3)得られたアニリン誘導体13.2部をメタノール120部に加え、氷冷下、塩酸18部を加えた。混合液を更に−15℃まで冷却した。
これにNaNO1.8部の水溶液(水20部)を滴下し、ジアゾ化した(ジアゾ液の調製)。
別に5−アセトアセチルアミノベンズイミダゾロン5.9部、メタノール260部、水530部、及びNaCO10.8部からなるカップリング成分溶液を調製し、10℃以下に冷却した。これに上記で得られたジアゾ液を10℃を超えないように滴下し、反応させた。KCOを加えて系を塩基性にし、析出した黄色生成物を濾取し、DMFとアセトニトリルとにより再結晶して、前記に示した例示化合物を19部得た。得られた化合物の最大吸収波長は、λmax391nm(CHCl中)であった。
【0035】
[合成例3]
−例示化合物の合成−
(1)合成例2の(3)と同様にしてアニリン誘導体22.9部を用いてメタノール180部、塩酸31部、NaNO3.1部、及び水30部からなるジアゾ液を調製した。
(2)バルビツール酸5.6部、メタノール600部、水1100部、及びNaCO19部からなるカップリング成分液を調製した。
これに(1)で得られたジアゾ液を滴下し、反応させた。反応後、KCOを加えて系を塩基性にし、析出した結晶を濾取し、DMFとアセトニトリルとにより再結晶して、前記に示した例示化合物を16.3部得た。得られた化合物の最大吸収波長は、λmax378nm(CHCl中)であった。
【0036】
(その他の成分)
本発明の顔料分散剤は、前記一般式(I)で表される化合物のみを含んでいてもよいし、必要に応じて適宜選択したその他の成分を更に含んでいてもよい。
前記その他の成分としては、公知の分散剤が挙げられ、具体的には、ノナノアミド、デカンアミド、ドデカンアミド、N−ドデシルヘキサデカンアミド、N−オクタデシルプロピオアミド、N,N−ジメチルドデカンアミド及びN,N−ジヘキシルアセトアミド等のアミド化合物、ジエチルアミン、ジヘプチルアミン、ジブチルヘキサデシルアミン、N,N,N’,N’−テトラメチルメタンアミン、トリエチルアミン、トリブチルアミン及びトリオクチルアミン等のアミン化合物、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、N,N,N’,N’−(テトラヒドロキシエチル)−1,2−ジアミノエタン、N,N,N’−トリ(ヒドロキシエチル)−1,2−ジアミノエタン、N,N,N’,N‘−テトラ(ヒドロキシエチルポリオキシエチレン)−1,2−ジアミノエタン、1,4−ビス(2−ヒドロキシエチル)ピペラジン及び1−(2−ヒドロキシエチル)ピペラジシ等のヒドロキシ基を有するアミン、その他、ペコタミド、イソニペコタミド、ニコチン酸アミド等の化合物、等が挙げられる。これらは、市販品であってもよいし、適宜合成したものであってもよく、該市販品としては、例えばシゲノックス−105(商品名、ハッコールケミカル社製)等が挙げられる。
【0037】
前記その他の成分の前記顔料分散剤における含有量としては、1〜90重量%が好ましく、1〜70重量%がより好ましい。
前記含有量が、1重量%未満であると、顔料分散組成物の粘度上昇を抑制できないことがあり、90重量%を超えると、顔料分散剤としての性能が十分に発揮されないことがある。
【0038】
また、本発明の顔料分散剤は、更に、下記一般式(III)又は(IV)で表されるアミン化合物を含有していてもよい。
一般式(III)
【0039】
【化17】
Figure 0004082818
【0040】
前記一般式(III)において、R31及びR32は、水素原子、又は、置換基を有していてもよいアルキル基若しくはアラルキル基を表し、これらは互いに結合して窒素原子を含む5員乃至6員の飽和環を形成してもよい。この飽和環は、更に酸素原子、硫黄原子及び窒素原子から選択される1〜3個の原子を含んでもよい。R33は、アルキレン基、又はエーテル結合を含むアルキレン基を表す。X3は、−CON(Y31)(Y32)、−OCON(Y31)(Y32)、−N(Y33)CO(Y34)、又は、−N(Y33)CON(Y31)(Y32)を表す。Y31、Y32、Y33及びY34は、水素原子、又は、置換基を有してもよいアルキル基、アラルキル基若しくはアリール基を表す。
一般式(IV)
【0041】
【化18】
Figure 0004082818
【0042】
前記一般式(IV)において、R41、R42、R46及びR47は、水素原子、又は、置換基を有していてもよいアルキル基若しくはアラルキル基を表し、これらは互いに結合して窒素原子を含む5員乃至6員の飽和環を形成してもよい。この飽和環は、更に酸素原子、硫黄原子及び窒素原子から選択される1〜3個の原子を含んでもよい。R44及びR45は、アルキレン基、又はエーテル結合を合むアルキレン基を表す。Z4は、−CON(Y41)−、−OCON(Y41)−又は−N(Y42)CON(Y43)−、を表す。Y41、Y42及びY43は、前記一般式(III)におけるY31、Y32及びY33と順に同義である。
【0043】
前記一般式(III)又は(IV)で表されるアミン化合物の具体例としては、ビス(2−(1−モルホリノ)エチル)テレフタルアミド、等が好適に挙げられる。
【0044】
また、本発明の顔料分散剤は、各種界面活性剤を含有していてもよく、該界面活性剤を含有していると分散安定性の向上に有効である。該界面活性剤としては、例えば、アルキルナフタレンスルホン酸塩、燐酸エステル塩に代表されるアニオン系界面活性剤、アミン塩に代表されるカチオン系界面活性剤、アミノカルボン酸、ベタイン型に代表される両性界面活性剤、等が挙げられる。
【0045】
(分散)
次に、本発明の顔料分散剤による顔料の分散について説明する。
本発明の顔料分散剤を用いた場合、該顔料分散剤が、顔料粒子の表面に吸着する。このとき、顔料粒子の表面には、前記顔料分散剤における窒素原子が吸着する。顔料粒子は、前記一般式(I)で表される化合物で覆われた状態になる。個々の顔料粒子の表面に前記一般式(I)で表される化合物が吸着しているので、顔料粒子同士は、互いに吸着し凝集することがなく、微細化した状態のまま、前記一般式(I)で表される化合物により均一に分散され、流動し易い状態になる。
【0046】
通常の顔料分散剤を着色感光性組成物に用いた場合には、該着色感光性組成物に含まれる、酸性基を有するバインダーポリマーにおける該酸性基と、前記顔料分散剤における窒素原子とが、塩を形成したり、強い分子間力で結合したりすることが多いが、本発明の顔料分散剤の場合には、顔料母核を有していることから、顔料との親和性の方が高いため、このような挙動を抑制する一方、分散後の安定性を向上させ、窒素原子による分散性向上の効果も高め得る。また、前記一般式(I)で表される化合物によると、有機顔料を分散する際、増粘を伴うことがなく、有機顔料の分散性が良好であり、特に酸性の有機顔料に対する分散性が良好である。
【0047】
本発明の顔料分散剤による分散とは、二次粒子の状態で一般に存在する顔料粒子をほぐして一次粒子の状態にし、再凝集を防止することを意味する。本発明の顔料分散剤は、顔料への吸着部位を有し、該顔料が一次粒子の形態に分散された後での再凝集を防ぐために、酸性基を有するバインダーを共存させることにより、立体反発性を付与することができる。
本発明の顔料分散剤による顔料の分散は、該顔料分散剤と、顔料との直接の混合により効果的に達成され、顔料以外に分散され得る粒子ができるだけ存在しない状態で行なうのが好ましい。このような状態で顔料の分散を行なうと、本発明の顔料分散剤が該顔料粒子の周囲に瞬時に吸着し、該顔料粒子が良好に分散し、良好に流動し、該顔料粒子同士の凝集が効果的に抑制される。一方、顔料粒子以外に分散され得る粒子が存在した状態で顔料の分散を行なうと、本発明の顔料分散剤が、目的とする顔料粒子の表面に吸着せず、他の粒子表面に吸着し、該顔料分散剤の顔料分散効果が損なわれることがある。したがって、例えば、感光材料等を製造する場合等において、顔料を良好に分散させた状態で該感光材料等中に含有させるには、該顔料と本発明の顔料分散剤とを早い時期に混合し、分散前、又は分散中に、酸性基を有するバインダーポリマーを添加することが好ましく、感光層用塗布液等の調製時等の遅い時期に本発明の顔料分散剤を添加・混合するのは好ましくない。
【0048】
本発明の顔料分散剤は、公知の顔料の分散に好適に使用することができ、後述する本発明の顔料分散組成物及び着色感光性組成物に特に好適に使用することができる。
【0049】
《顔料分散組成物》
本発明の顔料分散物は、前記本発明の顔料分散剤と、顔料とを、有機溶剤中に分散してなり、更に、好ましくは酸性基を有するバインダーポリマーを分散してなる。
【0050】
(顔料)
前記顔料としては、有機顔料が挙げられる。該有機顔料としては、例えば、黄色顔料、オレンジ顔料、赤色顔料、バイオレット顔料、青色顔料、緑色顔料、ブラウン顔料、黒色顔料、等が挙げられる。
【0051】
前記黄色顔料としては、例えば、C.I.ピグメントイエロー20、C.I.ピグメントイエロー24、C.I.ピグメントイエロー12、C.Iピグメントイエロー17、C.I.ピグメントイエロー83,C.I.ピグメントイエロー86、C.I.ピグメントイエロー93、C.I.ピグメントイエロー109、C.I.ピグメントイエロー110、C.I.ピグメントイエロー117、C.I.ピグメントイエロー125、C.I.ピグメントイエロー137、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、C.I.ピグメントイエロー147、C.I.ピグメントイエロー148、C.Iピグメントイエロー153、C.I.ピグメントイエロー、C.I.ピグメントイエロー154、C.I.ピグメントイエロー166、C.I.ピグメントイエロー168、C.I.ピグメントイエロー185、等が挙げられる。
【0052】
前記オレンジ顔料としては、例えば、C.I.ピグメントオレンジ36、C.I.ピグメントオレンジ43、C.I.ピグメントオレンジ51、C.I.ピグメントオレンジ55、C.I.ピグメントオレンジ59、C.I.ピグメントオレンジ61、C.I.ピグメントオレンジ71、等が挙げられる。
【0053】
前記赤色顔料としては、例えば、C.I.ピグメントレッド9、C.I.ピグメントレッド97、C.I.ピグメントレッド122、C.I.ピグメントレッド123、C.I.ピグメントレッド149、C.I.ピグメントレッド168、C.I.ピクメントレッド177、C.I.ピグメントレッド180、C.I.ピグメントレッド192、C.I.ピグメントレッド215、C.I.ピグメントレッド216、C.I.ピグメントレッド217、C.I.ピグメントレッド220、C.I.ピグメンレッド223、C.I.ピグメントレッド224、C.I.ピグメントレッド226、C.I.ピグメントレッド227、C.I.ピグメントレッド228、C.I.ピグメントレッド240、C.I.ピグメントレッド48:1、C.I.ピグメントレッド209、C.I.ピグメントレッド146、C.I.ピグメントレッド11、C.I.ピグメントレッド81、C.I.ピグメントレッド213、C.I.ピグメントレッド272、C.I.ピグメントレッド270、C.I.ピグメントレッド255、C.I.ピグメントレッド264、C.I.ピグメントレッド254、等が挙げられる。
【0054】
前記バイオレット顔料としては、例えば、C.I.ピグメントバイオレット19、C.I.ピグメントバイオレット23、C.I.ピグメントバイオレット29、C.I.ピグメントバイオレット30、C.I.ピグメントバイオレット37、C.I.ピクメンドバイオレット40、C.I.ピグメントバイオレット50、等が挙げられる。
【0055】
前記青色顔料としては、例えば、C.I.ピグメントブルー15、C.I.ピグメントブルー15:6、C.I.ピグメントブルー22、C、I.ピグメントブルー60、C.I.ピグメントブルー64、等が挙げられる。
【0056】
前記緑色顔料としては、例えば、C.I.ピグメントグリーン7、C.I.ピクメントグリーン36、等が挙げられる。
前記ブラウン顔料としては、例えば、C.I.ピグメントブラウン23、C.I.ピグメントブラウン25、C.I.ピグメントブラウン26、等が挙げられる。
前記黒色顔料としては、例えば、C.I.ピグメントブラック7、等が挙げられる。
【0057】
これらの顔料は1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。本発明においては、これらの中でも、ピグメントイエロー138、ピグメントイエロー139、ピグメントイエロー185、ピグメントイエロー83、等の酸性基を有する顔料が好ましく、ピグメントイエロー138、ピグメントイエロー139、ピグメントイエロー185、ピグメントレッド254、ピグメントグリーン36、ピグメントブルー15等が特に好ましい。
【0058】
(有機溶剤)
前記有機溶剤としては、特に制限はなく、公知のものの中から適宜選択することができ、例えば、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エチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピ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メチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル等の(ポリ)アルキレングリコールモノアルキルエーテル及びこれらの酢酸エステル類;酢酸エチル、酢酸n−プロピル、酢酸i−プロピル、酢酸n−ブチル、酢酸i−ブチル等の酢酸エステル類;ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類;メチルエチルケトン、アセトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類;エタノール、プロパノール、ブタノール、ヘキサノール、シクロヘキサノール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、グリセリン等のアルコール類、等が挙げられる。
これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、アルキレングリコールモノアルキルエーテル類、及びその酢酸エステル類、酢酸エステル類、メチルエチルケトン、等が好ましい。
【0059】
前記顔料の前記顔料分散組成物における含有量としては、通常5〜80重量%であり、10〜70重量%が好ましい。
前記含有量が、5重量%未満であると、着色力が十分でないことがあり、80重量%を超えると、顔料分散組成物の粘度が上昇することがある。
【0060】
前記顔料分散剤の前記顔料分散組成物における含有量としては、前記顔料100重量部に対し、通常、0.1〜100重量部であり、1〜30重量部が好ましい。
前記含有量が、0.1重量部未満であると、顔料分散組成物の粘度が上昇することがあり、100重量部を超えると、カラーフィルター等の作製の際において、色度の調整が困難となることがある。
【0061】
前記有機溶剤の前記顔料分散組成物における含有量としては、前記顔料100重量部に対し、通常、10〜1000重量部であり、20〜500重量部が好ましい。
前記含有量が、10重量部未満であると、顔料分散組成物の粘度が上昇することがあり、1000重量部を超えると、貯蔵時のスペース確保が難しくなること等がある。
【0062】
(酸性基を有するバインダーポリマー)
本発明の顔料分散組成物には、酸性基を有するバインダーポリマーが好ましく含有される。
前記酸性基を有するバインダーポリマーは、前記顔料の分散安定性と、着色感光性組成物として用いた際のアルカリ現像性との両性質を付与し得るものであり、例えば、(メタ)アクリル酸と(メタ)アクリル酸エステルとの共重合体、スチレン/無水マレイン酸共重合体、及びスチレン/無水マレイン酸共重合体とアルコール類との反応物、等が挙げられる。
これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、顔料分散性に優れ、着色感光性組成物として用いた際に、多官能モノマー、光重合開始剤との相溶性に優れ、アルカリ現像液溶解性、有機溶剤溶解性、強度、軟化温度等が適当であるものが好ましく、具体的には(メタ)アクリル酸と(メタ)アクリル酸エステルとの共重合体が好ましい。
【0063】
前記酸性基を有するバインダーポリマーの重量平均分子量としては、5000〜200000が好ましい。
前記重量平均分子量が、5000未満であると、着色感光性組成物として用いた際に、塗布膜の形成上問題があることがあり、200000を超えると、着色感光性組成物の粘度が高くなることがある。
【0064】
前記酸性基を有するバインダーポリマーの前記顔料分散組成物における含有量としては、前記顔料100重量部に対し、通常、10〜200重量部であり、20〜150重量部が好ましい。
前記含有量が、10重量部未満であると、立体反発効果が得られなくなることがあり、200重量部を超えると、分散液の粘度が高くなることがある。
【0065】
本発明の顔料分散組成物は、例えば、以下の方法により調製することができる。
1)前記顔料と前記顔料分散剤とを予め混合して得られる組成物を、前記有機溶剤(又はビヒクル)に添加して分散させる方法
2)前記有機溶剤(又はビヒクル)に、前記顔料と前記顔料分散剤とを別々に添加して分散させる方法
3)前記顔料と前記顔料分散剤とを予め別々に前記有機溶剤(又はビヒクル)に分散し、得られた分散体を混合する方法(この場合、前記顔料分散剤を前記有機溶剤のみで分散してもよい)
4)前記有機溶剤(又はビヒクル)に前記顔料を分散した後、得られた分散体に前記顔料分散剤を添加する方法
【0066】
前記ビヒクルとは、塗料が液体状態にあるときに顔料を分散させている媒質の部分をいい、液状であって前記顔料と結合して塗膜を固める成分(バインダ)と、これを溶解希釈する成分(前記有機溶剤)とを含む。
【0067】
前記顔料を分散させる際に使用する分散機としては、特に制限はなく、例えば、ニーダー、ロールミル、アトライタ、スーパーミル、ディゾルバ、ホモミキサー、サンドミル、等の公知の分散機が挙げられる。
【0068】
前記顔料分散組成物を用いた着色画像の形成は、例えば、該顔料分散組成物を含む塗布液を、支持体上に塗布、乾燥して該顔料分散組成物の層を形成し、あるいは仮支持体上に形成されたこの顔料分散組成物の層を支持体上に転写し、その上に公知のポジ型又はネガ型の感光性樹脂組成物の層を形成し、露光、現像し、次いで未露光の前記感光性樹脂組成物の層と共に同じ領域の前記顔料分散組成物の層を除去する方法等により行なうことができる。
【0069】
《着色感光性組成物》
前記着色感光性組成物は、前記顔料分散組成物と、感光性組成物とを少なくとも含有する。
【0070】
(感光性組成物)
前記感光性組成物としては、例えば、特開平3−282404号公報に記載されている感光性組成物等が挙げられ、具体的には、ネガ型ジアゾ樹脂とバインダからなる感光性組成物、光重合性組成物、アジド化合物とバインダとからなる感光性組成物、桂皮酸型感光性組成物、等が挙げられる。
前記感光性組成物としては、アルカリ水溶液により現像可能なものと、有機溶剤により現像可能なものとが知られているが、公害防止、労働安全性等の点でアルカリ水溶液により現像可能なものが好ましい。
【0071】
−光重合性組成物−
本発明においては、前記感光性組成物の中でも光重合性組成物が特に好ましい。該光重合性組成物は、酸性基を有するバインダーポリマーと、エチレン性不飽和二重結合を二個以上有する多官能モノマーと、光重合開始剤とを少なくとも含有する。
【0072】
−−酸性基を有するバインダーポリマー−−
前記光重合性組成物に含有される酸性基を有するバインダーポリマーとは、前記本発明の顔料分散組成物に好適に含有される酸性基を有するバインダーポリマーである。
【0073】
前記酸性基を有するバインダーポリマーの前記着色感光性組成物における含有量としては、全固形分に対し、20〜80重量%程度である。
前記含有量が、20重量%未満であると、塗布膜の形成上問題が生ずることがあり、80重量%を超えると、他の素材の能力が発揮され難くなることがある。
【0074】
−−エチレン性不飽和二重結合を二個以上有する多官能モノマー−−
前記エチレン性不飽和二重結合を二個以上有する多官能モノマーとしては、例えば、特開昭60−258539号公報に記載されているような公知の(メタ)アクリル酸エステル、ウレタン(メタ)アクリレート、(メタ)アクリル酸アミド、アリル化合物、ビニルエステル、等が挙げられる。
これらは1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、(メタ)アクリル酸エステルが好ましい。
【0075】
前記エチレン性不飽和二重結合を有する多官能モノマーの前記着色感光性組成物における含有量としては、全固形分に対し、10〜60重量%が好ましい。
前記含有量が、10重量%未満であると、露光時における硬化力が不足することがあり、60重量%を超えると、他の素材の能力が発揮され難くなることがある。
【0076】
−−光重合開始剤−−
前記光重合開始剤としては、波長が約300〜500nmに少なくとも約50の分子吸光係数を有する化合物を少なくとも1種使用するのが好ましく、このような化合物としては、例えば、特開平2−48664号公報、特開平1−152449号公報、及び特開平2−153353号公報に記載されているような、芳香族ケトン類、ロフィン2量体、ベンゾイン、ベンゾインエーテル類、ポリハロゲン類、等が挙げられる。
これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、4,4’−ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノンと2−(o−クロロフェニル)−4,5−ジフェニルイミダゾール2量体の組み合わせ、及び4−[p−N,N−ジ(エトキシカルボニルメチル)-2,6−ジ(トリクロロメチル)−s−トリアジン]が好ましい。
【0077】
前記光重合開始剤の前記着色感光性組成物における含有量としては、着色感光性組成物の全固形分に対し、0.2〜10重量%が好ましい。
前記含有量が、0.2重量%未満であると、露光感度が低くなることがあり、10重量%を超えると、露光感度が高くなりすぎる(制御が困難になる)ことがある。
【0078】
前記着色感光性組成物は、例えば、前記顔料分散組成物と、前記感光性組成物とを、適宜選択した条件、手法に従って混合することにより調製することができる。
【0079】
前記着色感光性組成物を用いた着色画像の形成は、基本的に下記(1)〜(3)の工程により行なうことができる。
(1)前記顔料分散組成物を調製した後、これを用いて前記着色感光性組成物を調製する工程
(2)得られた着色感光性組成物を基板上に塗布し乾燥して、又は、別の仮支持体上に塗布し乾燥して形成した層を基板上に転写して、着色感光性組成物による層を形成する工程
(3)基板上に形成された着色感光性組成物による層を露光、現像し、パターンを形成する工程
【0080】
液晶ディスプレイ等に用いたカラーフィルタの製造は、前記(2)及び(3)の工程を繰り返し行い、2色目以降のパターンを組み合わせることにより行なうことができる。転写法によるカラーフィルタの製造方法は、例えば、特開平4−208940号公報、特開平5−72724号公報、特開平5−80503号公報、特開平5−173320号公報等に記載されている。
【0081】
前記基板としては、ガラス板や透明プラスティック板等の透明材料が一般に用いられる。前記基板と前記着色感光性組成物との密着力を向上させるために、市販の各種シランカップリング剤等を前記着色感光性組成物に添加するか、あるいはあらかじめ前記基板をカップリング処理しておいてもよい。
【0082】
前記着色感光性組成物の塗布液の前記基板への塗布は、スピンコータ、ロールコータ、バーコータ、カーテンコータ等の公知の塗布手段を用いて行なうことができる。
【0083】
前記仮支持体上に形成された前記着色感光性組成物による層を、前記基板上に転写する方法としては、常圧下又は減圧下でヒートロールラミネータを用いる方法が好適に挙げられる。
【0084】
前記現像の際に使用される現像液の例としては、アルカリ金属又はアルカリ土類金属の水酸化物又は炭酸塩、炭酸水素塩、アシモニア水、4級アンモニウム塩の水溶液、等が挙げられる。これらは1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、炭酸ナトリウム水溶液が特に好ましい。
【0085】
【実施例】
以下に、本発明の実施例について説明するが、本発明はこれらの実施例によって何ら限定されるものではない。
【0086】
(実施例1)
下記組成の赤色の顔料分散組成物を調製した。
C.I.ピグメントレッド254 ・・・・・・・・・・・・ 6.4g
合成例2の顔料分散剤 ・・・・・・・・・・・・・・・・・ 0.6g
メタクリル酸/メタクリル酸ベンジル共重合体 ・・・・・ 15.8g
(モル比28/72、重量平均分子量:3万、40%1−メトキシ−2−プロ
ピルアセテート溶液)
1−メトキシ−2−プロピルアセテート ・・・・・・・・ 57.2g
【0087】
上記組成の赤色の顔料組成物をモーターミルM−50(アイガー社製)で、直径0.65mmのジルコニアビーズを用い、周速9m/sで9時間分散し、赤色顔料分散組成物を調製した。
【0088】
得られた顔料分散組成物について下記の評価を行なった。
(1)粘度測定:
得られた顔料分散組成物について、E型粘度計を用いてその粘度を測定し、増粘の程度を評価した。結果を表1に示す。
【0089】
(2)コントラスト測定:
得られた顔料分散組成物をガラス基板上に厚みが6μmになるように塗布し、サンプルを作製した。2枚の偏光板の間にこのサンプルを置き、偏光軸が平行のときと垂直のときとの透過光量を測定し、その比をコントラストとした(「1990年第7回色彩光学コンファレンス、512色表示10.4”サイズTFT−LCD用カラーフィルター、植木、小関、福永、山中」を参考にした)。結果を表1に示す。
【0090】
参考例1
実施例1において、前記合成例2の顔料分散剤を前記合成例1の顔料分散剤に代えた外は、実施例1と同様にして赤色の顔料分散組成物を調製し、実施例1と同様の評価を行なった。
【0091】
(実施例
実施例1において、前記合成例2の顔料分散剤を前記合成例3の顔料分散剤に代えた外は、実施例1と同様にして赤色の顔料分散組成物を調製し、実施例1と同様の評価を行なった。
【0092】
(実施例
実施例1において、C.I.ピグメントレッド254を、C.I.ピグメントレッド177に代えた外は、実施例1と同様にして赤色の顔料分散組成物を調製し、実施例1と同様の評価を行なった。
【0093】
(実施例
実施例1において、C.I.ピグメントレッド254を、C.I.ピグメントイエロー139に代えた外は、実施例1と同様にして黄色の顔料分散組成物を調製し、実施例1と同様の評価を行なった。
【0094】
(実施例
実施例1において、C.I.ピグメントレッド254を、C.I.ピグメントイエロー138に代えた外は、実施例1と同様にして黄色の顔料分散組成物を調製し、実施例1と同様の評価を行なった。
【0095】
(実施例
実施例1において、C.I.ピグメントレッド254を、C.I.ピグメントグリーン36に代えた外は、実施例1と同様にして緑色の顔料分散組成物を調製し、実施例1と同様の評価を行なった。
【0096】
(実施例
実施例1において、C.I.ピグメントレッド254を、C.I.ピグメントブルー15:6に代えた外は、実施例1と同様にして青色の顔料分散組成物を調製し、実施例1と同様の評価を行なった。
【0097】
(比較例1)
実施例1において、前記合成例2の顔料分散剤を全く加えなかった外は、実施例1と同様にして赤色の顔料分散組成物を調製し、実施例1と同様の評価を行なった。
【0098】
(実施例
下記組成を混合し、カラーフィルター作製用の着色感光性組成物を調製した。
実施例1の赤色の顔料分散組成物 ・・・・・・・・・・・ 32.4g
メタクリル酸/メタクリル酸ベンジル共重合体 ・・・・・・ 9.0g
(モル比28/72、重量平均分子量3万、30%1−メトキシ−2−プロピルアセテート溶液)
ペンタエリスリトールテトラアクリレート ・・・・・・・・ 5.2g
4−[p−N,N−ジ(エトキシカルボニルメチル)]
−2,6−ジ(トリクロロメチル)−5−トリアジン ・・・ 0.2g
ハイドロキノンモノメチルエーテル ・・・・・・・・・・ 0.01g
1−メトキシ−2−プロピルアセテート ・・・・・・・・・・ 62g
【0099】
前記混合は、モーターミルM50(アイガー社製)で、直径0.65mmのジルコニアビーズを用いて、周速9m/sで9時間行なった。
得られたカラーフィルタ作製用の着色感光性組成物について、実施例1と同様にして粘度を測定し、下記のようにしてカラーフィルタを作製し、実施例1と同様にしてコントラストを測定した。結果を表1に示す。
【0100】
即ち、ガラス基板上に前記カラーフィルタ作製用の着色感光性組成物を、スピンコーターを用いて塗布し、100℃で2分間乾燥させて、約2μmの厚みの膜を形成した。次いで、窒素気流下、超高圧水銀灯で露光した後、1%炭酸ナトリウム水溶液で現像した。得られたカラーフィルタのコントラストを実施例1と同様に測定した。
【0101】
参考例2
実施例において、実施例1の赤色の顔料分散組成物を、参考例1の赤色の顔料分散組成物に代えた外は、実施例と同様にして着色感光性組成物を調製し、実施例と同様にして評価した。
【0102】
(実施例
実施例において、実施例1の赤色の顔料分散組成物を、実施例の赤色の顔料分散組成物に代えた外は、実施例と同様にして着色感光性組成物を調製し、実施例と同様にして評価した。
【0103】
(実施例10
実施例において、実施例1の赤色の顔料分散組成物32.4gを、実施例の赤色の顔料分散組成物25.9gと、実施例の黄色の顔料分散組成物6.5gとに代えた外は、実施例と同様にして着色感光性組成物を調製し、実施例9と同様にして評価した。
【0104】
(実施例11
実施例において、実施例1の赤色の顔料分散組成物32.4gを、実施例の黄色の顔料分散組成物13.0gと、実施例の緑色の顔料分散組成物19.4gとに代えた外は、実施例と同様にして着色感光性組成物を調製し、実施例と同様にして評価した。
【0105】
(実施例12
実施例において、実施例1の赤色の顔料分散組成物を、実施例の青色の顔料分散組成物に代えた外は、実施例と同様にして着色感光性組成物を調製し、実施例と同様にして評価した。
【0106】
【表1】
Figure 0004082818
【0107】
表1の結果から、本発明の顔料分散剤を含有する本発明の顔料分散組成物、及びそれを用いた着色感光性組成物は、粘度が低く、高いコントラストが得られることが明らかである。高いコントラストが得られるのは、顔料粒子が微細化された状態で分散されているためであると推測される。一方、比較例の顔料分散組成物の場合、粘度が高く、分散ができなかった。
【0108】
【発明の効果】
本発明によると、前記従来における諸問題を解決することができる。また、本発明によると、顔料を凝集させず該顔料の安定かつ良好な分散性、流動性を実現し、かつ光透過性にも優れた顔料分散剤を提供することができる。また、本発明によると、該顔料分散剤を含有し、顔料の分散性、流動性等に優れ、かつ着色力が高く、アルカリ現像適性にも優れ、塗料、印刷インキ、カラー表示板等の広い範囲で好適に使用し得る顔料分散組成物を提供することができる。更に、本発明によると、該顔料分散組成物を含有し、着色力が高く、アルカリ現像適性に優れ、カラープルーフ等の基体上の多色画像の形成や、液晶カラーディスプレイ等に使用されるカラーフィルタの製造等に好適に使用し得る着色感光性組成物を提供することができる。

Claims (4)

  1. 下記一般式(I)で表される化合物を含有することを特徴とする顔料分散剤。
    Figure 0004082818
    (一般式(I)中、Aは、X−Yとともにアゾ色素を形成しうる成分を表す。Xは、下記構造式で表される二価の連結基から選択される基を表す。Yは、下記一般式(II)で表される基を表す。)
    Figure 0004082818
    Figure 0004082818
    (一般式(II)中、Zは、低級アルキレン基を表す。−NRは、低級アルキルアミノ基、又は窒素原子を含む5乃至6員飽和ヘテロ環を表す。aは、1又は2を表す。)
  2. 請求項1に記載の顔料分散剤と、顔料とを、有機溶剤中に分散してなることを特徴とする顔料分散組成物。
  3. 酸性基を有するバインダーポリマーを含有する請求項2に記載の顔料分散組成物。
  4. 請求項2に記載の顔料分散組成物と、酸性基を有するバインダーポリマーと、エチレン性不飽和二重結合を二個以上有する多官能モノマーと、光重合開始剤とを含有することを特徴とする着色感光性組成物。
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