JP4866255B2

JP4866255B2 - カラーフィルター用着色組成物

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Publication number: JP4866255B2
Application number: JP2007019168A
Authority: JP
Inventors: 義紀今野; 道衛中村; 茂坂本
Original assignee: Dainichiseika Color and Chemicals Mfg Co Ltd
Current assignee: Dainichiseika Color and Chemicals Mfg Co Ltd
Priority date: 2007-01-30
Filing date: 2007-01-30
Publication date: 2012-02-01
Anticipated expiration: 2027-01-30
Also published as: JP2008184535A

Description

本発明は、高分子顔料分散剤（以下単に「分散剤」という）を含むカラーフィルター用着色組成物に関し、さらに詳しくはカラーフィルター用着色組成物などに有用な顔料の分散剤を含むカラーフィルター用着色組成物に関する。

従来からグラフトポリマー型の分散剤として、ヒドロキシカルボン酸の縮合物とポリ（低級アルキレンイミン）からなるものが知られている。例えば、ヒドロキシカルボン酸の縮合物として、１２−ヒドロキシステアリン酸の縮合物（ポリエステル）を用いた例がある（特許文献１）。

また、ポリエチレンイミンとポリ（カルボニル−Ｃ３〜Ｃ６−アルキレンオキシ）鎖を骨格とし、カルボン酸を有するポリエステルからなる例（特許文献２）、ポリアルキレンポリアミンとポリアルカン酸またはポリアルケン酸の縮合物を原料として用いた例（特許文献３）が開示されている。

上記特許文献によれば、これらの分散剤の具体的な合成の基礎となる技術は、何れもε−カプロラクトンの開環重合物を用いる方法である。ε−カプロラクトンの開環重合物の応用は良いアイデアではあるが、その反面、ポリカプロラクトンが高結晶性の重合体であることから、上記特許文献に記載の分散剤を用いて得られる顔料分散液は、低温安定性が乏しくなるという欠点を有している。

特開昭６３−３００５７号公報特公平６−７７６８１号公報特開平９−３１３９１７号公報

従って、本発明の目的は、上記の従来技術の欠点が解消され、低温安定性に優れ、保存時の変質が抑制されたカラーフィルター用着色組成物を提供することである。

上記目的は以下の本発明によって達成される。
１．少なくとも顔料と、高分子顔料分散剤と、樹脂ワニスとを含んでなり、前記高分子顔料分散剤が、重量平均分子量が１００〜２０，０００のポリエチレンイミンの主鎖と、前記主鎖に結合したグラフト鎖とからなり、前記グラフト鎖が、前記主鎖にアミド結合を介して結合した重量平均分子量が５００〜２０，０００の下記式（１）で表される低結晶性ポリアルカン酸エステルオキシ酸の残基であり、前記グラフト鎖の数が１分子当たり１〜２０個である顔料分散剤であることを特徴とするカラーフィルター用着色組成物。
H-{(O-(CH ₂ ) ₅ -CO) _x -O-R-CO(O-(CH ₂ ) ₅ -CO) _y } _z -OH （１）
（上記式中のＲは、ヒドロキシカルボン酸の残基であり、ｘ、ｙは０から５の整数を表し、且つｘ＋ｙは１から１０の整数を表す。ｚは２以上の整数を表す。）

２．前記高分子顔料分散剤の凝固点が、マイナス５℃以下である前記１に記載のカラーフィルター用着色組成物。
３．前記樹脂ワニスが、感光性樹脂ワニス又は非感光性樹脂ワニスである前記１又は２に記載のカラーフィルター用着色組成物。

４．前記樹脂ワニスに含有される樹脂バインダー１００質量部に対する、前記顔料の配合割合が５〜５００質量部であり、前記顔料１００質量部に対する、前記高分子顔料分散剤の配合割合が０．０５〜４０質量部である前記１〜３のいずれかに記載のカラーフィルター用着色組成物。

本発明者らは、前記本発明の目的を達成するため、鋭意研究を重ねた結果、低結晶性ポリアルカン酸エステルオキシ酸をグラフト結合させたポリエチレンイミンからなる分散剤が、カラーフィルター用着色組成物などの顔料分散液の低温安定性を改良することを見出した。すなわち、上記分散剤を使用することで、顔料の分散性を損なうことなく、低温安定性に優れた顔料分散液、特にカラーフィルター用着色組成物を提供することができる。

次に好ましい実施の形態を挙げて本発明をより詳しく説明する。
本発明の分散剤は、主鎖がポリエチレンイミンであり、該主鎖に低結晶性ポリアルカン酸エステルオキシ酸がアミド結合によりグラフト結合している構造を有している。主鎖として使用するポリエチレンイミンは、前記特許文献１〜３に記載されているポリエチレンイミンと同様であり、その重量平均分子量は１００〜２０，０００である。より好ましい重量平均分子量は３００〜１０，０００である。

ポリエチレンイミンの重量平均分子量が１００未満では得られる分散剤の顔料に対する吸着点が少なく、顔料が分散剤から離脱し易く、顔料の凝集を防止しづらくなり、一方、重量平均分子量が２０，０００を超えると、得られる分散剤を用いた分散液の粘度上昇が顕著になり、顔料分散液の分散安定性が低下するなどの不都合がある。

本発明の主たる特徴は、上記ポリエチレンイミンにグラフト結合させるポリアルカン酸エステルオキシ酸にある。本発明の分散剤のグラフト鎖の前駆体である低分子のポリアルカン酸エステルオキシ酸の合成には一般的な方法を用いることができる。例えば、カプロラクトンのようなラクトンと乳酸の如きオキシカルボン酸とを反応させ、さらに重縮合を行うことでグラフト鎖となる低結晶性ポリアルカン酸エステルオキシ酸が得られる。

このようにして得られるポリアルカン酸エステルオキシ酸の酸価は２．８〜１１２ＫＯＨｍｇ／ｇであることが好ましい。酸価が２．８ＫＯＨｍｇ／ｇ未満では、得られる分散液の粘度の制約からグラフト数を少なくする必要があり、顔料の分散性が低下するなどの不都合があり、一方、酸価が１１２ＫＯＨｍｇ／ｇを超えると、グラフト鎖が短くなり、分散剤によって分散している複数の顔料粒子同士が近付くことで、顔料粒子の凝集を引き起こすなどの不都合がある。

上記でポリアルカン酸エステルオキシ酸の製造に使用するラクトンとしては、例えば、β−ブチロラクトン、γ−ブチロラクトン、α−メチル−γ−ブチロラクトン、γ−ヘキサノラクトン、γ−バレロラクトン、δ−バレロラクトン、γ−ペンタノ−δ−バレロラクトン、δ−ヘキサノラクトン、ε−カプロラクトン、γ−ヘプタノラクトン、δ−ヘプタノラクトン、γ−オクタノラクトン、β−メチル−γ−オクタノラクトン、δ−オクタノラクトン、γ−ノナノラクトン、δ−ノナノラクトン、γ−デカノラクトン、δ−デカノラクトン、ε−デカノラクトン、γ−ウンデカノラクトン、δ−ウンデカノラクトン、γ−ドデカノラクトン、δ−ドデカノラクトン、ε−ドデカノラクトンなどが挙げられる。

特に好ましいラクトンは、ε−カプロラクトンである。ラクトンとしてε−カプロラクトンを使用して得られるポリアルカン酸エステルオキシ酸の好ましい例は下記式（１）で表される。
H-{(O-(CH₂)₅-CO)_x-O-R-CO(O-(CH₂)₅-CO)_y}_z-OH（１）
（上記式中のＲは、ヒドロキシカルボン酸の残基であり、ｘ、ｙは０から５の整数を表し、且つｘ＋ｙは１から１０の整数を表す。ｚは２以上の整数を表す。）

ポリアルカン酸エステルオキシ酸の製造に使用するヒドロキシカルボン酸としては、例えば、乳酸、ヒドロキシ酢酸、ヒドロキシイソ酪酸、３−ヒドロキシ−３−メチルブタン酸、２−ヒドロキシノナン酸、３−ヒドロキシノナン酸、２−ヒドロキシデカン酸、３−ヒドロキシデカン酸、２−ヒドロキシウンデカン酸、３−ヒドロキシウンデカン酸、１１−ヒドロキシウンデカン酸、２−ヒドロキシテトラデカン酸、３−ヒドロキシテトラデカン酸、２−ヒドロキシヘキサデカン酸、３−ヒドロキシヘキサデカン酸、１２−ヒドロキシステアリン酸などが挙げられる。

本発明の分散剤は、前記ポリエチレンイミンに以上の如くして得られる低結晶性ポリアルカン酸エステルオキシ酸をグラフト結合させることによって得られる。ポリエチレンイミンとポリアルカン酸エステルオキシ酸のグラフト結合は、アミド結合であり、ポリエチレンイミンとポリアルカン酸エステルオキシ酸とは極めて容易に反応する。

ポリアルカン酸エステルオキシ酸の製造は、前述のようにヒドロキシカルボン酸を開始剤として、ラクトンを開環付加させるのが一般的である。しかし、この方法では低温安定性に乏しい高結晶性のものしか得られない。これらのラクトン付加体をさらに重縮合することで低結晶性ポリアルカン酸エステルオキシ酸を得ることができる。本発明で使用するポリアルカン酸エステルオキシ酸の重量平均分子量は５００〜２０，０００の範囲である。重量平均分子量が５００未満ではグラフト鎖が短く、分散している複数の顔料粒子が近付き易くなり、凝集を起こすなどの点で不都合であり、一方、重量平均分子量が２０，０００を超えると、得られる分散液の粘度の制約からグラフト数を少なくする必要が生じ、顔料の分散性が低下するなどの点で不都合である。より好ましい重量平均分子量は２，０００〜１０，０００である。

上記製造方法において、使用するポリエチレンイミンの重量平均分子量や使用量、ポリアルカン酸エステルオキシ酸の重量平均分子量や使用量によって種々の形態のグラフト重合体が得られる。

また、本発明の分散剤においては、主鎖であるポリエチレンイミンに対してグラフト鎖であるポリアルカン酸エステルオキシ酸残基が１〜２０個グラフト結合している。より好ましいグラフト鎖の数は３〜１６である。グラフト鎖数が１未満の分散剤では顔料の分散性に乏しいなどの不都合があり、グラフト鎖数が２０を超えると、粘度の制約から低分子のグラフト鎖となり、顔料分散液の安定性に乏しいなどの不都合がある。

以上の本発明の分散剤は主として、顔料を油性媒体中に分散させる分散剤として有用であり、塗料、インクジェットインキ、印刷インキ、各種コーティング剤などにおける顔料の分散剤として有用である。本発明の分散剤は特にカラーフィルター用着色組成物用の顔料の分散剤として有用であるので、本発明の分散剤の使用方法を、以下カラーフィルター用着色組成物を代表例とて説明する。

本発明のカラーフィルター用着色組成物は、顔料、前記の分散剤および樹脂ワニスから構成される。本発明で使用する顔料は、従来カラーフィルターの画素形成に使用されている顔料であって、例えば、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１２２、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１７７、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１７８、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２４２、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２５４、Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン７、Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン３６、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー８３、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー９３、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１２６、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１５０、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１８０、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１８５、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：６、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー６０、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などが挙げられる。上記顔料の使用量は特に限定されないが、通常、後述の樹脂ワニスの樹脂バインダー１００質量部に対し５〜５００質量部の割合で使用される。

本発明の分散剤の顔料に対する配合割合は、顔料１００質量部に対して、０．０５〜４０質量部の割合が好ましく、さらに好ましくは０．１〜１０質量部の割合である。分散剤の配合割合が少なすぎると、目的とする分散剤の効果が十分に得られにくくなる。また、分散剤の配合割合が多すぎると、多く用いただけの効果が得られず、逆にその結果得られるカラーフィルター用着色組成物の諸物性の低下をもたらす。

本発明において顔料を分散させる分散媒体としての樹脂ワニスとしては、従来からカラーフィルター用着色組成物に使用されている公知の樹脂ワニスがいずれも使用でき、特に限定されない。また、樹脂ワニスとしては適切な溶剤または水系媒体が使用される。また、必要に応じて従来公知の添加剤、例えば、分散助剤、平滑化剤および密着化剤などが適宜添加使用される。

樹脂ワニスとしては、感光性の樹脂ワニスと非感光性樹脂ワニスが使用される。感光性樹脂ワニスとしては、例えば、紫外線硬化性インキや電子線硬化インキなどに用いられる感光性樹脂ワニスが挙げられ、非感光性樹脂ワニスとしては、例えば、凸版インキ、平版インキ、凹版グラビアインキおよび孔版スクリーンインキなどの印刷インキに使用する樹脂ワニス、インクジェット方法に使用する樹脂ワニス、電着塗装に使用する樹脂ワニス、電子印刷や静電印刷の現像剤に使用する樹脂ワニス、熱転写フィルムまたはリボンに使用する樹脂ワニスなどが挙げられる。

感光性樹脂ワニスの具体例としては、例えば、感光性環化ゴム系樹脂、感光性フェノール系樹脂、感光性ポリアクリレート系樹脂、感光性ポリアミド系樹脂、感光性ポリイミド系樹脂など、および不飽和ポリエステル系樹脂、ポリエステルアクリレート系樹脂、ポリエポキシアクリレート系樹脂、ポリウレタンアクリレート系樹脂、ポリエーテルアクリレート系樹脂、ポリオールアクリレート系樹脂などのワニス、或いはこれらにさらに反応性希釈剤としてモノマーが加えられたワニスが挙げられる。上記感光性樹脂ワニスの中で好適な樹脂としては、分子中にフリーのカルボキシル基を有するアルカリ現像可能なアクリレート系の樹脂が望ましい。

非感光性の樹脂ワニスの具体例としては、例えば、セルロースアセテート系樹脂、ニトロセルロース系樹脂、スチレン系（共）重合体、ポリビニルブチラール系樹脂、アミノアルキッド系樹脂、ポリエステル系樹脂、アミノ樹脂変性ポリエステル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、アクリルポリオールウレタン系樹脂、可溶性ポリアミド系樹脂、可溶性ポリイミド系樹脂、可溶性ポリアミドイミド系樹脂、可溶性ポリエステルイミド系樹脂、ヒドロキシエチルセルロース、スチレン−マレイン酸エステル系共重合体の水溶性塩、（メタ）アクリル酸エステル系（共）重合体の水溶性塩、水溶性アミノアルキッド系樹脂、水溶性アミノポリエステル系樹脂および水溶性ポリアミド系樹脂などが挙げられ、これらは単独或いは２種以上を組み合わせて使用される。

本発明の上記の各成分から構成される着色組成物の製造方法は、特に制限されないが、例えば、下記の方法などが挙げられる。
（イ）有機溶媒中に顔料を均一に懸濁させ、該懸濁液に分散剤を含有する溶液を添加し、上記顔料粒子表面に分散剤を沈着させたものを樹脂ワニスに加えて練肉する方法。
（ロ）顔料および分散剤をアトライターやボールミルなどの湿式媒体分散機で微分散し、樹脂ワニスに添加して練肉する方法。
（ハ）樹脂ワニス中に顔料および分散剤をプレミキシング時に添加し、湿式媒体分散機で分散処理する方法。

本発明のカラーフィルター用着色組成物を用いてカラーフィルターを製造するに際しては、樹脂ワニスとして感光性の樹脂ワニスを使用する場合には、該組成物にベンゾインエーテルやベンゾフェノンなどの従来公知の光重合開始剤を加え、従来公知の方法で練肉して調製した感光性着色組成物を使用する。また、上記の光重合開始剤に代えて熱重合開始剤を使用して熱重合性着色組成物として使用することもできる。

上記の感光性着色組成物を用いて基板上にカラーフィルターの画素を形成する場合には、透明基板上に該感光性着色組成物を、例えば、スピンコーター、低速回転コーター、ロールコーターまたはナイフコーターなどを用いて全面コーティングを行うか、或いは各種の印刷方法による全面印刷または画素よりやや大きな部分印刷を行い、予備乾燥後フォトマスクを密着させ、超高圧水銀灯を使用して露光を行って画素を焼き付けする。次いで現像および洗浄を行い、必要に応じポストベークを行うことによりカラーフィルターの画素を形成することができる。これらのカラーフィルターの画素形成方法自体は公知であり、本発明においてはカラーフィルターの画素形成方法は特に限定されない。

非感光性の樹脂ワニスを使用した本発明のカラーフィルター用着色組成物（非感光性着色組成物）を用いてカラーフィルターの画素を形成する場合には、透明基板上に該非感光性着色組成物を、例えば、カラーフィルター用印刷インキとして上記した各種の印刷方法にて直接基板に画素を印刷する方法、カラーフィルター用水性電着塗装組成物として電着塗装により基板に画素を形成する方法、インクジェット用インキとしてインクジェット方法により基板に画素を形成する方法、電子印刷方法や静電印刷方法を用いたり、或いは転写性基材に上記の方式などで一旦画素を形成させてからカラーフィルター用基板に転写する方法などが挙げられる。

次いで常法に従い、必要に応じてベーキングを行ったり、表面平滑化のための研磨を行ったり、表面保護のためのトップコーティングを行う。また、常法に従いブラックマトリックスを形成させて、ＲＧＢの各画素を有するカラーフィルターを得ることができる。これらのカラーフィルターの製造方法自体は公知であり、本発明においてはカラーフィルターの製造方法は特に限定されない。

次に実施例および比較例を挙げて本発明をさらに具体的に説明する。なお、文中「部」または「％」とあるのは特に断りのない限り質量基準である。また、「分子量」は特に断りのない限り重量平均分子量である。

［参考例１］
１リットルのフラスコにグリコール酸（DuPont社製：商品名グリピュア９９）を６３ｇ、ε−カプロラクトン（ダイセル化学工業：商品名プラクセルＭ）を１８８ｇ、および触媒としてテトラブチルチタネート（以降ＴＢＴとする）を０．１２５ｇを配合する。加熱制御装置、コンデンサー、撹拌装置および温度計を取り付け、窒素ガスを導入しながら１時間掛けて加熱昇温させる。この時、急な発熱に十分気をつける。１６５〜１７５℃で昇温を止め温度を５時間保持する。その後、１９５〜２０５℃まで１時間掛けて昇温して温度を保持する。窒素ガスを止めてトラップのついた減圧装置を取り付ける。減圧を開始し、系内の水を取り除く。この時、減圧度は徐々に上げることがポイントである。急激な減圧は好ましくない。

２０ｍｍＨｇで３０分減圧したら一旦常圧に戻し、触媒のＴＢＴを０．１２５ｇ追加してさらに減圧を続ける。１時間毎にサンプリングして酸価を測定し、１１．２ＫＯＨｍｇ／ｇ（分子量５，０００）になったところを終点とし、１５０℃まで冷却する。ポリエチレンイミン（（株）日本触媒製エポミンＳＰ−００６、分子量６００）９．４ｇを一気に投入する。温度１５０℃で再び２０ｍｍＨｇ以下の減圧を開始する。１時間ほどで生成した水が溜出するので反応を完結させる。減圧を止め、冷却しながら希釈用ポリプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＰＭＡ）を３６７ｇ仕込む。固形分約３９．５％、分子量約２１，０００、アミン価約２１．８（固形分）の高分子顔料分散剤（１分子当たりのグラフト鎖数４、凝固点−１０℃）溶液（Ａ）約６１１ｇを得た。

［参考例２］
１リットルのフラスコに乳酸を７０．７ｇ、ε−カプロラクトン（ダイセル化学工業：商品名プラクセルＭ）を１７９．１ｇ、触媒としてＴＢＴを０．１２ｇを配合する。加熱制御装置、コンデンサー、撹拌装置、温度計を取り付け、窒素ガスを導入しながら１時間掛けて１６５〜１７５℃まで加熱昇温させる。５時間位この温度を保持する。その後、１時間掛けて１９５〜２０５℃まで昇温して、この温度を１時間保持する。窒素ガスを止めてトラップのついた減圧装置を取り付ける。徐々に減圧度を上げ最終的に２０ｍｍＨｇで３０分減圧し系内の水を取り除く。その後、一旦常圧に戻し触媒のＴＢＴを０．１３ｇ追加してさらに減圧を続ける。

時間毎にサンプリングして酸価を測定し、１１．２ＫＯＨｍｇ／ｇ（分子量５，０００）になったところを終点とし、直ちに１５０℃まで冷却する。ポリエチレンイミン（商品名エポミンＳＰ−２００、分子量１０，０００）２．０９ｇを一気に投入する。温度１５０℃で再び２０ｍｍＨｇ以下の減圧を開始する。１時間ほどで生成した水が溜出する。減圧を止め、冷却しながら希釈用ＰＭＡを３５５．９ｇ仕込む。固形分約３９．７％、分子量約４７，０００、アミン価約１９３．０（固形分）の高分子顔料分散剤（１分子当たりのグラフト鎖数８、凝固点−１０℃）溶液（Ｂ）約５９３ｇを得た。

［参考例３］
１リットルのフラスコにグリコール酸を６５．２ｇ、ε−カプロラクトンを１８７．４ｇおよび触媒としてＴＢＴを０．１２ｇを配合する。加熱制御装置、コンデンサー、撹拌装置および温度計を取り付け、窒素ガスを導入しながら１時間掛けて１６５〜１７５℃まで加熱昇温させる。５時間位この温度を保持する。その後、１時間掛けて１９５〜２０５℃まで昇温して、この温度を１時間保持する。窒素ガスを止めてトラップのついた減圧装置を取り付ける。徐々に減圧度を上げ最終的に２０ｍｍＨｇで３０分減圧し系内の水を取り除く。

その後、一旦常圧に戻し触媒のＴＢＴを０．１３ｇ追加してさらに減圧を続ける。時間毎にサンプリングして酸価を測定し５．６ＫＯＨｍｇ／ｇ（分子量１０，０００）になったところを終点とし、直ちに１５０℃まで冷却する。ポリエチレンイミン（商品名エポミンＳＰ−２００、分子量１０，０００）７．８ｇを一気に投入する。温度１５０℃で再び２０ｍｍＨｇ以下の減圧を開始する。１時間ほどで生成した水が溜出する。減圧を止め、冷却しながら希釈用ＰＭＡを３６５ｇ仕込む。固形分約３９．９％、分子量約７０，０００、アミン価約１３９．４（固形分）の高分子顔料分散剤（１分子当たりのグラフト鎖数６、凝固点−１０℃）溶液（Ｃ）約６０８ｇを得た。

［比較例１］
１リットルのフラスコにグリコール酸を３．８ｇ、ε−カプロラクトンを２４６．２ｇおよび触媒としてＴＢＴを０．１３ｇを配合する。加熱制御装置、コンデンサー、撹拌装置および温度計を取り付け、窒素ガスを導入しながら１時間掛けて１６５〜１７５℃まで加熱昇温させる。この時、反応熱には十分気をつける。５時間位この温度を保持する。窒素ガスを止めてトラップのついた減圧装置を取り付ける。徐々に減圧度を上げ最終的に２０ｍｍＨｇで３０分減圧し系内にある未反応モノマー取り除く（生成したポリアルカン酸エステルオキシ酸の分子量５，０００）。

１５０℃まで冷却して、ポリエチレンイミン（エポミンＳＰ−２００、分子量１０，０００）２２．２ｇを一気に投入する。温度１５０℃で再び２０ｍｍＨｇ以下の減圧を開始する。１時間ほどで生成した水が溜出する。減圧を止め、冷却しながら希釈用ＰＭＡを４０８ｇ仕込む。固形分約４０．２％、分子量約５０，０００、アミン価約１９３．０（固形分）の高分子顔料分散剤（１分子当たりのグラフト鎖数８、凝固点５０℃）溶液（Ｄ）約６８０．６ｇを得た。

［比較例２］
１リットルのフラスコに乳酸を４．５ｇ、ε−カプロラクトンを２４５．４ｇおよび触媒としてＴＢＴを０．１２ｇを配合する。加熱制御装置、コンデンサー、撹拌装置および温度計を取り付け、窒素ガスを導入しながら１時間掛けて１６５〜１７５℃まで加熱昇温させる。この時、反応熱には十分気をつける。５時間位この温度を保持する。窒素ガスを止めてトラップのついた減圧装置を取り付ける。徐々に減圧度を上げ最終的に２０ｍｍＨｇで３０分減圧し系内にある未反応モノマー取り除く（生成したポリアルカン酸エステルオキシ酸の分子量５，０００）。

１５０℃まで冷却して、ポリエチレンイミン（商品名エポミンＳＰ−２００、分子量１０，０００）２２．２ｇを一気に投入する。温度１５０℃で再び２０ｍｍＨｇ以下の減圧を開始する。１時間ほどで生成した水が溜出する。減圧を止め、冷却しながら希釈用ＰＭＡを４０８．３ｇ仕込む。固形分約４０．５％、分子量約５０，０００、アミン価約１９３．０（固形分）の高分子顔料分散剤（１分子当たりのグラフト鎖数８、凝固点５０℃）溶液（Ｅ）約６８０．６ｇを得た。

参考例と比較例で得た高分子顔料分散剤について性能の比較を行った。低温安定性については常温と−１０℃における状態を、固体、分散剤溶液および顔料分散液について評価した。分散性については実際に顔料分散液を作り評価を行った。顔料分散液の粘度（２５℃）を目安に評価した。低い方が分散性良好とみる。配合は下記の如く全て同一とした。

・顔料６部
・高分子顔料分散剤３部
・アクリル樹脂（大日精化工業（株）製）３部
・ＰＭＡ１８部
計３０部

上記配合液に１〜１．２５ｍｍΦガラスビーズ３０ｍｌ（約９０ｇ）を加え、ペイントシェーカーで３時間分散を行い分散液を得た。評価した顔料はＣ．Ｉ．ピグメントレッド（ＰＲ）２５４、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー（ＰＹ）１３８およびＣ．Ｉ．ピグメントブルー（ＰＢ）１５：６である。結果を表１および表２に示す。

［用途実施例１］
アクリル樹脂ワニス（メタクリル酸／ブチルアクリレート／スチレン／ヒドロキシエチルアクリレートを２５／５０／１５／１０のモル比で共重合させたもの、分子量１２，０００、固形分３０％）５０部にジケトピロロピロール顔料（ＰＲ２５４）１５部、前記分散剤Ａ７．５部および溶剤（ＰＭＡ）を２７．５部配合し、プレミキシングの後、横型ビーズミルで分散し、赤色のカラーフィルター用着色組成物を得た。

［用途実施例２］
顔料としてＰＲ２５４の代わりにＰＧ（Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン）３６を、そして前記分散剤Ａの代わりに前記分散剤Ｂを使用する以外は用途実施例１と同様にして緑色のカラーフィルター用着色組成物を得た。

［用途実施例３］
顔料としてＰＲ２５４の代わりにＰＢ１５：６を、そして前記分散剤Ａの代わりに前記分散剤Ｃを使用する以外は用途実施例１と同様にして青色のカラーフィルター用着色組成物を得た。

［用途実施例４］
顔料としてＰＲ２５４の代わりにＰＹ１３８を、そして前記分散剤Ａの代わりに前記分散剤Ｂを使用する以外は用途実施例１と同様にして黄色のカラーフィルター用着色組成物を得た。

［用途比較例１］
前記分散剤Ａの代わりに前記分散剤Ｅを使用する以外は用途実施例１と同様にして赤色のカラーフィルター用着色組成物を得た。

上記の用途実施例１〜４のカラーフィルター用着色組成物の流動性と展色面のグロスを用途比較例１の場合と比較した。カラーフィルター用着色組成物の流動性および展色のグロスは、下記の方法に従って測定し、用途比較例の場合と相対評価を行った。

流動性：Ｂ型粘度計を用い、室温（２５℃）、ローターの回転数６ｒｐｍの条件で測定した。
グロス：バーコーター（巻線の太さ０．４５ｍｍ）を使用して、ポリプロピレンフィルムに展色し、展色面のグロスを目視およびグロスメーターにて比較した。なお、グロスの高いものを良好とし、下記の指標で表示した。
○：良好
△：やや良好
×：不良
以上の結果を表３に示す。

表３から明らかなように、分散剤Ａ〜Ｃを使用した用途実施例１〜４のカラーフィルター用着色組成物は、分散剤Ｅを使用した用途比較例１に比べて、初期粘度および貯蔵後の粘度（１ヶ月後）が低く、グロスも良好でカラーフィルター用着色組成物として優れた性質を有していた。

［参考例］
Ｒ（レッド）、Ｇ（グリーン）およびＢ（ブルー）のカラーフィルターを作成するために、下記表４の配合処方により、Ｒ、ＧおよびＢの感光性顔料分散液を得た。

シランカップリング剤処理を行ったガラス基板をスピンコーターにセットし、前記表４の赤色感光性顔料分散液を最初３００ｒｐｍで５秒間、次いで１，２００ｒｐｍで５秒間の条件でスピンコートした。次いで８０℃で１０分間プリベークを行い、モザイク状の画素を有するフォトマスクを密着させ、超高圧水銀灯を用い１００ｍＪ／ｃｍ²の光量で露光を行った。次いで専用現像液および専用リンスで現像および洗浄を行い、ガラス基板上に赤色のモザイク状画素を形成させた。

引き続いて前記表４の緑色および青色感光性顔料分散液を用いて上記と同様にして塗布および焼き付けを行って緑色画素および青色画素を形成し、ＲＧＢの各画素を有するカラーフィルターを得た。得られたカラーフィルターは優れた分光カーブ特性を有し、耐光性や耐熱性などの堅牢性に優れ、また、光の透過性にも優れた性質を有し、液晶カラーディスプレイ用カラーフィルターとして優れた性質を示した。

本発明のカラーフィルター用着色組成物に含まれる分散剤は顔料に対して優れた分散性を有する。また、上記の分散剤を用いた分散液は、特に低温安定性に優れているため低温時の顔料分散液の保存性や使い勝手が格段に向上する。さらにカラーフィルター用着色組成物としても同様であり、使用温度環境に左右されない安定したカラーフィルターの画素を形成することが可能となった。

Claims

少なくとも顔料と、高分子顔料分散剤と、樹脂ワニスとを含んでなり、
前記高分子顔料分散剤が、重量平均分子量が１００〜２０，０００のポリエチレンイミンの主鎖と、前記主鎖に結合したグラフト鎖とからなり、前記グラフト鎖が、前記主鎖にアミド結合を介して結合した重量平均分子量が５００〜２０，０００の下記式（１）で表される低結晶性ポリアルカン酸エステルオキシ酸の残基であり、前記グラフト鎖の数が１分子当たり１〜２０個である顔料分散剤であることを特徴とするカラーフィルター用着色組成物。
H-{(O-(CH ₂ ) ₅ -CO) _x -O-R-CO(O-(CH ₂ ) ₅ -CO) _y } _z -OH （１）
（上記式中のＲは、ヒドロキシカルボン酸の残基であり、ｘ、ｙは０から５の整数を表し、且つｘ＋ｙは１から１０の整数を表す。ｚは２以上の整数を表す。）
前記高分子顔料分散剤の凝固点が、マイナス５℃以下である請求項１に記載のカラーフィルター用着色組成物。
前記樹脂ワニスが、感光性樹脂ワニス又は非感光性樹脂ワニスである請求項１又は２に記載のカラーフィルター用着色組成物。
前記樹脂ワニスに含有される樹脂バインダー１００質量部に対する、前記顔料の配合割合が５〜５００質量部であり、
前記顔料１００質量部に対する、前記高分子顔料分散剤の配合割合が０．０５〜４０質量部である請求項１〜３のいずれか一項に記載のカラーフィルター用着色組成物。