JP6135282B2 - Color material, color material dispersion, colored resin composition for color filter, color filter, liquid crystal display device, and organic light emitting display device - Google Patents
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Description
本発明は、色材、色材分散液、カラーフィルタ用着色樹脂組成物、カラーフィルタ、液晶表示装置、及び有機発光表示装置に関する。 The present invention relates to a color material, a color material dispersion, a colored resin composition for a color filter, a color filter, a liquid crystal display device, and an organic light emitting display device.
ディスプレイ等に代表される薄型画像表示装置、いわゆるフラットパネルディスプレイが、ブラウン管型ディスプレイよりも薄く奥行き方向に場所をとらないことを特徴として数多く上市された。その市場価格は生産技術の進化と共に年々価格が手ごろになり、さらに需要が拡大され、生産量も年々増加している。特にカラー液晶テレビはほぼTVのメインストリームに到達した。また、最近においては、自発光により視認性が高い有機ELディスプレイのような有機発光表示装置も、次世代画像表示装置として注目されている。これらの画像表示装置の性能においては、コントラストや色再現性の向上といったさらなる高画質化や消費電力の低減が強く望まれている。
これらの液晶表示装置や有機発光表示装置には、カラーフィルタが用いられる。例えばカラー液晶ディスプレイの場合は、バックライトを光源とし、電気的に液晶を駆動させることで光量を制御し、その光がカラーフィルタを通過することで色表現を行っている。よって液晶テレビの色表現にはカラーフィルタは無くてはならず、またディスプレイの性能を左右する大きな役目を担っている。また、有機発光表示装置では、白色発光の有機発光素子にカラーフィルタを用いた場合は液晶表示装置と同様にカラー画像を形成する。
Many thin image display devices represented by displays and the like, so-called flat panel displays, have been put on the market, characterized by being thinner than a cathode ray tube type display and taking up little space in the depth direction. The market price has become affordable year by year with the evolution of production technology, the demand has further expanded, and the production volume has been increasing year by year. In particular, color LCD TVs have almost reached the mainstream of TV. Recently, an organic light-emitting display device such as an organic EL display having high visibility due to self-emission has been attracting attention as a next-generation image display device. In the performance of these image display devices, further improvement in image quality such as improvement in contrast and color reproducibility and reduction in power consumption are strongly desired.
Color filters are used in these liquid crystal display devices and organic light emitting display devices. For example, in the case of a color liquid crystal display, a backlight is used as a light source, the amount of light is controlled by electrically driving the liquid crystal, and color expression is performed by the light passing through a color filter. Therefore, a color filter must be present in the color representation of a liquid crystal television and plays a major role in determining the performance of the display. In the organic light emitting display device, when a color filter is used for the white light emitting organic light emitting element, a color image is formed as in the liquid crystal display device.
近年の傾向として、画像表示装置の省電力化が求められており、バックライトの利用効率を向上させるためにカラーフィルタの高輝度化が特に求められている。特にモバイルディスプレイ(携帯電話、スマートフォン、タブレットPC)では大きな課題である。
技術進化により電池容量が大きくなったとはいえ、モバイルの蓄電量は有限であることに変わりはなく、その一方で画面サイズの拡大に伴い消費電力は増加する傾向にある。モバイル端末の使用可能時間や充電頻度に直結するために、カラーフィルタを含む画像表示装置は、モバイル端末の設計や性能を左右する。
As a recent trend, there is a demand for power saving of an image display device, and in order to improve the utilization efficiency of a backlight, a high brightness of a color filter is particularly demanded. This is a big problem especially for mobile displays (cell phones, smartphones, tablet PCs).
Although the battery capacity has increased due to technological evolution, the amount of power stored in the mobile is still limited, while the power consumption tends to increase as the screen size increases. An image display device including a color filter affects the design and performance of a mobile terminal in order to be directly linked to the usable time and charging frequency of the mobile terminal.
ここで、カラーフィルタは、一般的に、透明基板と、透明基板上に形成され、赤、緑、青の三原色の着色パターンからなる着色層と、各着色パターンを区画するように透明基板上に形成された遮光部とを有している。
このような着色層の形成方法においては、色材として耐熱性や耐光性に優れた顔料を用いた顔料分散法が広く用いられてきた。しかし、顔料を用いたカラーフィルタでは、現在の更なる高輝度化の要求を達成することが困難となってきた。
Here, the color filter is generally formed on a transparent substrate, a transparent layer formed on the transparent substrate, and composed of a colored layer of three primary colors of red, green, and blue, and on the transparent substrate so as to partition each colored pattern. And a light shielding portion formed.
In such a colored layer forming method, a pigment dispersion method using a pigment having excellent heat resistance and light resistance as a coloring material has been widely used. However, with color filters using pigments, it has become difficult to achieve the current demand for higher brightness.
高輝度化を達成するための一つの手段として、染料を用いたカラーフィルタ用着色樹脂組成物が検討されている。染料は顔料に比べて、一般に透過率が高く、高輝度のカラーフィルタを製造し得るが、耐熱性や耐光性が悪く、カラーフィルタ製造工程における高温加熱時等に、色度が変化し易いという問題があった。また、染料を用いた着色樹脂組成物は、乾燥工程中に異物を析出し易いという問題があった。塗膜に異物が析出するとコントラストが著しく悪化して着色層として使用することは困難であった。 As one means for achieving high brightness, a colored resin composition for a color filter using a dye has been studied. Dyes generally have higher transmittance than pigments and can produce high-intensity color filters, but heat resistance and light resistance are poor, and chromaticity is likely to change during high-temperature heating in the color filter production process. There was a problem. Moreover, the colored resin composition using a dye has a problem that foreign matters are likely to precipitate during the drying process. When foreign matter is deposited on the coating film, the contrast is remarkably deteriorated and it is difficult to use it as a colored layer.
染料の各種耐性を向上する手法として、染料をレーキ化乃至造塩する手法が知られている。
特許文献1には、水溶性染料で体質顔料を着色し、沈殿剤でレーキ化した染付けレーキ顔料を含有する着色感光性組成物が記載されている。特許文献1によれば、上記染付けレーキ顔料を用いることにより、当該着色感光性組成物は、耐熱性、耐光性、色特性、透明性、分散安定性に優れるとされている。
As a technique for improving various resistances of dyes, a technique for lake-forming or salt-forming dyes is known.
Patent Document 1 describes a colored photosensitive composition containing a dyed lake pigment obtained by coloring an extender pigment with a water-soluble dye and raked it with a precipitant. According to Patent Document 1, by using the dyed lake pigment, the colored photosensitive composition is excellent in heat resistance, light resistance, color characteristics, transparency, and dispersion stability.
特許文献2には、透明樹脂、その前駆体またはそれらの混合物からなる顔料担体と、リンを含有するコンプレックスアシッドを用いてレーキ化されたローダミン系染料の金属レーキ顔料とを含むカラーフィルタ用着色組成物が記載されおり、前記コンプレックスアシッドとして、リン・タングステン・モリブデン酸等が挙げられている。特許文献2によれば、リンを含有するコンプレックスアシッドを用いたローダミン系染料の金属レーキ顔料は、赤色フィルタセグメントや、マゼンタ色フィルタセグメントを形成するために用いられ、透過性に優れ、広い色再現領域をもつと共に、耐熱性、耐光性、耐溶剤性に優れるとされている。また、特許文献2には、コンプレックスアシッド中のモリブデンは顔料の着色性の安定化、濃度アップに寄与し、タングステンは顔料の透過性を向上させるものであると記載されている。 Patent Document 2 discloses a coloring composition for a color filter, which includes a pigment carrier made of a transparent resin, a precursor thereof, or a mixture thereof, and a rhodamine-based metal lake pigment raked using a complex acid containing phosphorus. The complex acid includes phosphorus, tungsten, molybdic acid and the like. According to Patent Document 2, a rhodamine dye metal lake pigment using a complex acid containing phosphorus is used to form a red filter segment and a magenta color filter segment, and has excellent transparency and wide color reproduction. It has an area and is excellent in heat resistance, light resistance and solvent resistance. Further, Patent Document 2 describes that molybdenum in the complex acid contributes to stabilizing the coloration and increasing the concentration of the pigment, and tungsten improves the permeability of the pigment.
特許文献3には、塩基性染料とアニオン成分であるカウンタ化合物とからなる造塩生成物を含むカラーフィルタ用着色組成物が記載されており、カチオン成分としてトリアリールメタン系塩基性染料を用い、アニオン成分としてキサンテン系酸性染料を用いることが記載されている。特許文献3によれば、着色剤として、当該造塩生成物を用いることにより、従来の顔料を用いた場合に比べて明度が高くなり、従来の染料を用いた場合に比べて耐性が向上すると記載されている。 Patent Document 3 describes a coloring composition for a color filter including a salt formation product composed of a basic dye and a counter compound which is an anionic component, and uses a triarylmethane basic dye as a cation component, It is described that a xanthene acid dye is used as an anionic component. According to Patent Document 3, by using the salt-formation product as a colorant, the brightness is higher than when a conventional pigment is used, and the resistance is improved as compared with the case where a conventional dye is used. Have been described.
本発明者らは、特許文献4において、複数の染料骨格が架橋基によって架橋された2価以上のカチオンと、2価以上のアニオンを含む特定の色材を用いたカラーフィルタ等を開示している。上記色材は耐熱性に優れており、当該色材を用いたカラーフィルタは高コントラストで、耐溶剤性及び電気信頼性に優れていることを開示している。 In Patent Document 4, the inventors disclosed a color filter using a specific color material containing a divalent or higher cation in which a plurality of dye skeletons are cross-linked by a cross-linking group and a divalent or higher anion. Yes. It is disclosed that the color material has excellent heat resistance, and a color filter using the color material has high contrast, excellent solvent resistance, and electrical reliability.
本発明者らは、耐熱性に優れ、高輝度化が期待できることから、特許文献4に記載の色材を用いることを検討した。しかしながら、所望の色調に調整するためには、他の色材を組み合わせて用いる必要があった。他の色材として従来使用されているジオキサジン系顔料を用いた場合には、顔料の透過率が低いために輝度が低下してしまい、他の色材として染料を用いた場合には耐熱性や耐光性が悪化し、結果として輝度が低下するという問題があった。また、他の色材として金属レーキ顔料を用いた場合には、染料よりは耐熱性が向上しているものの、耐熱性が未だ不十分で、結果として輝度が低下するという問題があった。 The present inventors have studied to use the color material described in Patent Document 4 because it has excellent heat resistance and high brightness can be expected. However, in order to adjust to a desired color tone, it is necessary to use other color materials in combination. When using a dioxazine-based pigment that has been conventionally used as another color material, the luminance decreases due to the low transmittance of the pigment, and when a dye is used as the other color material, heat resistance and There was a problem that the light resistance deteriorated and as a result the luminance decreased. Further, when a metal lake pigment is used as another color material, although the heat resistance is improved as compared with the dye, the heat resistance is still insufficient, resulting in a problem that the luminance is lowered.
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、所望の色調に調整しながら耐熱性に優れ、高輝度な塗膜を形成可能な色材及び色材分散液、所望の色調に調整しながら耐熱性に優れ、高輝度な着色層を形成可能なカラーフィルタ用着色樹脂組成物、当該着色樹脂組成物を用いた高輝度なカラーフィルタ、当該カラーフィルタを有する液晶表示装置及び有機発光表示装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and is adjusted to a desired color tone, a colorant and a colorant dispersion liquid that are excellent in heat resistance and capable of forming a high-brightness coating film while being adjusted to a desired color tone. Color resin composition for color filter which is excellent in heat resistance and capable of forming a high brightness colored layer, high brightness color filter using the color resin composition, liquid crystal display device having the color filter, and organic light emitting display device The purpose is to provide.
本発明に係る色材は、下記一般式(I)で表される、複塩からなる色材である。 The color material according to the present invention is a color material composed of a double salt represented by the following general formula (I).
a及びcは2以上の数、b及びdは1以上の数を表す。eは0又は1であり、eが0のとき結合は存在しない。複数あるeは同一であっても異なっていてもよい。
Bc−はc価のポリ酸アニオンを表す。
R6〜R9は各々独立に水素原子、置換基を有していてもよいアルキル基又は置換基を有していてもよいアリール基を表し、R6とR7、R8とR9が結合して環構造を形成してもよい。X1、及びX2は、各々独立に、水素原子、ハロゲン原子、又は置換基を有していてもよいアルキル基を表す。Yは、−COOZ基、又は−NR10R10’基を表し、Zは水素原子、又は置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアリール基、又は置換基を有していてもよいアラルキル基を表し、R10及びR10’は各々独立に水素原子、置換基を有していてもよいアルキル基又は置換基を有していてもよいアリール基を表し、R10とR10’が結合して環構造を形成してもよい。
fは0又は1であり、fが0のとき結合は存在しない。g及びhは1以上の数を表す。)
a and c represent a number of 2 or more, and b and d represent a number of 1 or more. e is 0 or 1, and when e is 0, there is no bond. A plurality of e may be the same or different.
B c- represents a c-valent polyacid anion.
R 6 to R 9 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group which may have a substituent, or an aryl group which may have a substituent, and R 6 and R 7 , R 8 and R 9 are They may combine to form a ring structure. X 1 and X 2 each independently represent a hydrogen atom, a halogen atom, or an alkyl group which may have a substituent. Y represents a —COOZ group or a —NR 10 R 10 ′ group, and Z represents a hydrogen atom, an alkyl group which may have a substituent, an aryl group which may have a substituent, or a substituent. Represents an aralkyl group which may have a group, and R 10 and R 10 ′ each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group which may have a substituent, or an aryl group which may have a substituent. R 10 and R 10 ′ may combine to form a ring structure.
f is 0 or 1, and when f is 0, there is no bond. g and h represent a number of 1 or more. )
本発明に係る色材分散液は、(A)色材と、(B)分散剤と、(C)溶剤とを含有し、
前記(A)色材が、前記一般式(I)で表される複塩からなる色材を含有することを特徴とする。
また、本発明に係るカラーフィルタ用着色樹脂組成物は、(A)色材と、(B)分散剤と、(C)溶剤と、(D)バインダー成分とを含有し、前記(A)色材が、前記一般式(I)で表される複塩からなる色材を含有することを特徴とする。
The color material dispersion according to the present invention contains (A) a color material, (B) a dispersant, and (C) a solvent.
The (A) color material contains a color material composed of a double salt represented by the general formula (I).
Moreover, the colored resin composition for a color filter according to the present invention contains (A) a color material, (B) a dispersant, (C) a solvent, and (D) a binder component. The material contains a color material composed of a double salt represented by the general formula (I).
本発明の色材、色材分散液、及びカラーフィルタ用着色樹脂組成物においては、前記一般式(I)で表される色材中の前記ポリ酸アニオンが、少なくともタングステンを含むポリ酸アニオンであって、当該ポリ酸アニオン中のタングステンとモリブデンとのモル比が100:0〜85:15であることが、耐熱性の点から好ましい。 In the coloring material, the coloring material dispersion, and the colored resin composition for a color filter of the present invention, the polyacid anion in the coloring material represented by the general formula (I) is a polyacid anion containing at least tungsten. And it is preferable from a heat resistant point that the molar ratio of tungsten to molybdenum in the polyacid anion is 100: 0 to 85:15.
本発明に係るカラーフィルタは、透明基板と、当該透明基板上に設けられた着色層とを少なくとも備えるカラーフィルタであって、当該着色層の少なくとも1つが前記本発明に係るカラーフィルタ用着色樹脂組成物を硬化させて形成されてなる着色層を有することを特徴とする。 The color filter according to the present invention is a color filter comprising at least a transparent substrate and a colored layer provided on the transparent substrate, and at least one of the colored layers is a colored resin composition for a color filter according to the present invention. It has a colored layer formed by curing a product.
本発明は、前記本発明に係るカラーフィルタと、対向基板と、前記カラーフィルタと前記対向基板との間に形成された液晶層とを有することを特徴とする液晶表示装置を提供する。
また、本発明は、前記本発明に係るカラーフィルタと、有機発光体を有することを特徴とする有機発光表示装置を提供する。
The present invention provides a liquid crystal display device comprising the color filter according to the present invention, a counter substrate, and a liquid crystal layer formed between the color filter and the counter substrate.
In addition, the present invention provides an organic light emitting display device comprising the color filter according to the present invention and an organic light emitter.
本発明によれば、所望の色調に調整しながら耐熱性に優れ、高輝度な塗膜を形成可能な色材、所望の色調に調整しながら耐熱性に優れ、高輝度な塗膜を形成可能な色材分散液、所望の色調に調整しながら耐熱性に優れ、高輝度な着色層を形成可能なカラーフィルタ用着色樹脂組成物、当該着色樹脂組成物を用いた高輝度なカラーフィルタ、当該カラーフィルタを有する液晶表示装置及び有機発光表示装置を提供することができる。 According to the present invention, a color material that is excellent in heat resistance while adjusting to a desired color tone and can form a high-brightness coating film, and can be formed into a coating film with excellent heat resistance and high-brightness while adjusting to a desired color tone. Colorant dispersion, color resin composition for color filter that is excellent in heat resistance while adjusting to a desired color tone and can form a high-brightness colored layer, high-brightness color filter using the colored resin composition, A liquid crystal display device and an organic light emitting display device having a color filter can be provided.
以下、本発明に係る色材、色材分散液、カラーフィルタ用着色樹脂組成物、カラーフィルタ、液晶表示装置、及び有機発光表示装置について順に説明する。
なお、本発明において光には、可視及び非可視領域の波長の電磁波、さらには放射線が含まれ、放射線には、例えばマイクロ波、電子線が含まれる。具体的には、波長5μm以下の電磁波、及び電子線のことをいう。
本発明において(メタ)アクリルとは、アクリル及びメタクリルの各々を表し、(メタ)アクリレートとは、アクリレート及びメタクリレートの各々を表す。
また、本発明において有機基とは、炭素原子を1個以上有する基のことをいう。
Hereinafter, the color material, the color material dispersion, the color resin composition for color filter, the color filter, the liquid crystal display device, and the organic light emitting display device according to the present invention will be described in order.
In the present invention, light includes electromagnetic waves having wavelengths in the visible and invisible regions, and further includes radiation, and the radiation includes, for example, microwaves and electron beams. Specifically, it means an electromagnetic wave having a wavelength of 5 μm or less and an electron beam.
In the present invention, (meth) acryl represents each of acryl and methacryl, and (meth) acrylate represents each of acrylate and methacrylate.
In the present invention, the organic group means a group having one or more carbon atoms.
1.色材
本発明に係る色材は、下記一般式(I)で表される複塩からなる色材である。
1. Colorant The colorant according to the present invention is a colorant composed of a double salt represented by the following general formula (I).
a及びcは2以上の数、b及びdは1以上の数を表す。eは0又は1であり、eが0のとき結合は存在しない。複数あるeは同一であっても異なっていてもよい。
Bc−はc価のポリ酸アニオンを表す。
R6〜R9は各々独立に水素原子、置換基を有していてもよいアルキル基又は置換基を有していてもよいアリール基を表し、R6とR7、R8とR9が結合して環構造を形成してもよい。X1、及びX2は、各々独立に、水素原子、ハロゲン原子、又は置換基を有していてもよいアルキル基を表す。Yは、−COOZ基、又は−NR10R10’基を表し、Zは水素原子、又は置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアリール基、又は置換基を有していてもよいアラルキル基を表し、R10及びR10’は各々独立に水素原子、置換基を有していてもよいアルキル基又は置換基を有していてもよいアリール基を表し、R10とR10’が結合して環構造を形成してもよい。
fは0又は1であり、fが0のとき結合は存在しない。g及びhは1以上の数を表す。)
a and c represent a number of 2 or more, and b and d represent a number of 1 or more. e is 0 or 1, and when e is 0, there is no bond. A plurality of e may be the same or different.
B c- represents a c-valent polyacid anion.
R 6 to R 9 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group which may have a substituent, or an aryl group which may have a substituent, and R 6 and R 7 , R 8 and R 9 are They may combine to form a ring structure. X 1 and X 2 each independently represent a hydrogen atom, a halogen atom, or an alkyl group which may have a substituent. Y represents a —COOZ group or a —NR 10 R 10 ′ group, and Z represents a hydrogen atom, an alkyl group which may have a substituent, an aryl group which may have a substituent, or a substituent. Represents an aralkyl group which may have a group, and R 10 and R 10 ′ each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group which may have a substituent, or an aryl group which may have a substituent. R 10 and R 10 ′ may combine to form a ring structure.
f is 0 or 1, and when f is 0, there is no bond. g and h represent a number of 1 or more. )
本発明の前記一般式(I)で表される複塩からなる色材は、カチオンとして、前記一般式(I−1)で表される複数の染料骨格が架橋基Aによって架橋された2価以上のカチオンと、前記一般式(I−2)で表される1価のカチオンとを含み、アニオンとして2価以上のポリ酸アニオンを用いた複塩であることにより、所望の色調に調整しながら特に耐熱性に優れるようになる。その理由は、以下のように推定される。
従来、所望の色調に調整しながら耐熱性を向上する試みとして、例えば特許文献3においては塩基性染料と酸性染料とで造塩生成物を形成している。しかしながら、この手法では、図6のように、1価のカチオン201と1価のアニオン202とがイオン結合して塩203を形成することができるため染料単体と比べて耐熱性が向上するものの、カチオンとアニオンのいずれも有機成分の染料からなるため、十分な耐熱性を得ることができなかった。
また、特許文献4においては、複数のトリアリールメタン系染料骨格が架橋基によって架橋された2価以上のカチオンと、当該カチオンと塩を形成する2価以上のアニオンとして、キサンテン系染料等の酸性染料骨格を用いても良いことが記載されている。この手法では、図7のように、2価以上のカチオン204と2価以上のアニオン205を用いて塩を形成することで分子会合体206となり得る。そのため、特許文献3のような1価のカチオン又はアニオンを含む造塩生成物よりは分子量が大きくなり、耐熱性が向上するものの、この場合もカチオンとアニオンのいずれも有機成分の染料からなるため、耐熱性が不十分な場合があり、より高い耐熱性が求められていた。
The colorant composed of the double salt represented by the general formula (I) of the present invention has a divalent structure in which a plurality of dye skeletons represented by the general formula (I-1) are crosslinked by a crosslinking group A as a cation. It is adjusted to a desired color tone by being a double salt containing the above cation and the monovalent cation represented by the general formula (I-2) and using a diacid or higher polyacid anion as the anion. However, it becomes particularly excellent in heat resistance. The reason is estimated as follows.
Conventionally, as an attempt to improve heat resistance while adjusting to a desired color tone, for example, in Patent Document 3, a salt-formation product is formed with a basic dye and an acid dye. However, in this method, as shown in FIG. 6, although the monovalent cation 201 and the monovalent anion 202 can be ionically bonded to form the salt 203, the heat resistance is improved as compared with the dye alone, Since both the cation and the anion are composed of organic component dyes, sufficient heat resistance could not be obtained.
Further, in Patent Document 4, an acid such as a xanthene dye is used as a divalent or higher cation in which a plurality of triarylmethane dye skeletons are cross-linked by a crosslinkable group and a divalent or higher anion that forms a salt with the cation. It describes that a dye skeleton may be used. In this method, as shown in FIG. 7, a molecular aggregate 206 can be formed by forming a salt using a divalent or higher cation 204 and a divalent or higher anion 205. Therefore, although the molecular weight is larger than the salt-formation product containing a monovalent cation or anion as in Patent Document 3 and the heat resistance is improved, both the cation and the anion are composed of organic component dyes in this case as well. In some cases, heat resistance is insufficient, and higher heat resistance has been demanded.
それに対して、図4は、本発明の前記一般式(I)で表される複塩からなる色材の分子会合状態を示す模式図である。図4では、前記一般式(I−1)で表される複数の染料骨格が架橋基Aによって架橋された2価以上のカチオンとして、2個の染料骨格が架橋基Aによって架橋された2価のカチオン101と、前記一般式(I−2)で表される1価以上のカチオンとして1価のカチオン102と、前記一般式(I)における2価以上のポリ酸アニオンとして3価のアニオン103である場合を例にとって、説明する。
アニオンとカチオンが共に2価以上のイオンである場合、色材の凝集体において、アニオンとカチオンが単に1分子対1分子でイオン結合しているのではなく、図4の2価のカチオン101と3価のアニオン103のように複数の分子が連続したイオン結合を介して会合する、分子会合体110を形成するものと推定される。ここで2価以上のアニオンとして無機アニオンであるポリ酸アニオン103を用いることにより、分子会合体の接続部が強固なものになる。本発明ではこの分子会合体のネットワークに1価のカチオン102を複塩となるように組み込むことにより、図5のような2価のカチオン101とポリ酸アニオン103の分子会合体111に、1価のカチオン102とポリ酸アニオン103との金属レーキ顔料112を組み合わせて用いる場合と比べても、耐熱性が向上する。1価のカチオン102からなる染料は、ポリ酸アニオン103との金属レーキ顔料112とした場合であっても、図5のように分子会合体を形成し得ないため、比較的分子量が小さくなり、耐熱性が劣り易い。それに対して、本発明では1価のカチオンからなる染料を当該複塩からなる分子会合体の一部とすることにより、1価のカチオンを含めて分子会合体が色材の凝集体中で1つの分子のように振る舞うため、色材の見かけの分子量は、従来の金属レーキ顔料112の分子量に比べて格段に増大し、色材全体としての耐熱性が高くなると推定される。また、分子会合体110の形成により、固体状態での凝集力がより高まり、熱による運動を低下させ、更に電気的にも安定するため、イオン対の解離やカチオン部の分解を抑制できると推定される。その結果、耐熱性が向上するものと推定される。
このように、所望の色調に調整のための染料を適宜選択して、2価のカチオン101と1価のカチオン102とを組み合わせて用い、複塩とすることにより、1価のカチオンからなる染料を用いた場合であっても耐熱性を優れたものとすることができる。
以下、一般式(I)で表される色材について説明する。
On the other hand, FIG. 4 is a schematic diagram showing a molecular association state of a color material composed of a double salt represented by the general formula (I) of the present invention. In FIG. 4, a divalent cation in which two dye skeletons are crosslinked by a crosslinking group A as a divalent or higher cation in which a plurality of dye skeletons represented by the general formula (I-1) are crosslinked by a crosslinking group A. Cation 101, monovalent cation 102 as monovalent or higher cation represented by general formula (I-2), and trivalent anion 103 as divalent or higher polyacid anion in general formula (I). The case will be described as an example.
When both the anion and the cation are divalent or higher ions, the anion and the cation are not simply bonded one molecule to one molecule in the aggregate of the coloring material, but the divalent cation 101 of FIG. Like the trivalent anion 103, it is presumed to form a molecular aggregate 110 in which a plurality of molecules are associated through continuous ionic bonds. Here, by using the polyacid anion 103, which is an inorganic anion, as the divalent or higher anion, the connection part of the molecular aggregate becomes strong. In the present invention, a monovalent cation 102 is incorporated into this molecular aggregate network so as to form a double salt, whereby a monovalent cation 101 and a polyacid anion 103 as shown in FIG. As compared with the case where the metal lake pigment 112 of the cation 102 and the polyacid anion 103 is used in combination, the heat resistance is improved. Even when the dye comprising the monovalent cation 102 is a metal lake pigment 112 with the polyacid anion 103, a molecular aggregate cannot be formed as shown in FIG. Heat resistance is likely to be inferior. On the other hand, in the present invention, a dye composed of a monovalent cation is used as a part of the molecular aggregate composed of the double salt, so that the molecular aggregate including the monovalent cation is 1 in the aggregate of the coloring material. Since it behaves like two molecules, the apparent molecular weight of the color material is remarkably increased compared to the molecular weight of the conventional metal lake pigment 112, and the heat resistance of the entire color material is estimated to be high. In addition, the formation of the molecular aggregate 110 increases the cohesive force in the solid state, lowers the motion due to heat, and further stabilizes electrically. Therefore, it is estimated that the dissociation of the ion pair and the decomposition of the cation part can be suppressed. Is done. As a result, it is estimated that heat resistance is improved.
As described above, a dye composed of a monovalent cation is obtained by appropriately selecting a dye for adjusting to a desired color tone and using a combination of the divalent cation 101 and the monovalent cation 102 to form a double salt. Even if it is used, it can be made excellent in heat resistance.
Hereinafter, the color material represented by the general formula (I) will be described.
<前記一般式(I−1)で表されるカチオン>
前記一般式(I−1)で表される複数の染料骨格が架橋基Aによって架橋された2価以上のカチオンは、カチオン性の発色部位に直接結合する連結基Aの炭化水素がπ結合を有していないため、カチオン性の発色部位が有する色調や透過率等の色特性は、連結基Aの導入前後でほとんど変化しない。
前記一般式(I−1)で表される複数の染料骨格が架橋基Aによって架橋された2価以上のカチオンにおいて、eは、0又は1の整数である。eが0の場合、下記一般式(I−1’)で表されるトリアリールメタン骨格を有する。
<Cation Represented by General Formula (I-1)>
In the divalent or higher cation in which a plurality of dye skeletons represented by the general formula (I-1) are cross-linked by the cross-linking group A, the hydrocarbon of the linking group A directly bonded to the cationic coloring site has a π bond. Therefore, the color characteristics such as the color tone and transmittance of the cationic coloring portion hardly change before and after the introduction of the linking group A.
In a divalent or higher cation in which a plurality of dye skeletons represented by the general formula (I-1) are crosslinked by a crosslinking group A, e is an integer of 0 or 1. When e is 0, it has a triarylmethane skeleton represented by the following general formula (I-1 ′).
また、eが1の場合、下記一般式(I−1”)で表されるキサンテン骨格を有する。 Further, when e is 1, it has a xanthene skeleton represented by the following general formula (I-1 ″).
複数あるeは同一であっても異なっていてもよい。すなわち、例えば、トリアリールメタン骨格のみ、又は、キサンテン骨格のみを複数有するカチオン部であってもよく、1分子内に、トリアリールメタン骨格とキサンテン骨格の両方を含むカチオン部であってもよい。色純度の点からは、同一骨格のみを有するカチオン部であることが好ましい。 A plurality of e may be the same or different. That is, for example, it may be a cation moiety having only a triarylmethane skeleton or a plurality of xanthene skeletons, or may be a cation moiety containing both a triarylmethane skeleton and a xanthene skeleton in one molecule. From the viewpoint of color purity, a cation moiety having only the same skeleton is preferable.
一般式(I)におけるAは、N(窒素原子)と直接結合する炭素原子がπ結合を有しないa価の有機基であって、当該有機基は、少なくともNと直接結合する末端に飽和脂肪族炭化水素基を有する脂肪族炭化水素基、又は当該脂肪族炭化水素基を有する芳香族基を表し、炭素鎖中にO(酸素原子)、S(硫黄原子)、N(窒素原子)が含まれていてもよいものである。Nと直接結合する炭素原子がπ結合を有しないため、カチオン性の発色部位が有する色調や透過率等の色特性は、連結基Aや他の発色部位の影響を受けず、単量体と同様の色を保持することができる。
Aにおいて、少なくともNと直接結合する末端に飽和脂肪族炭化水素基を有する脂肪族炭化水素基は、Nと直接結合する末端の炭素原子がπ結合を有しなければ、直鎖、分岐又は環状のいずれであってもよく、末端以外の炭素原子が不飽和結合を有していてもよく、置換基を有していてもよく、炭素鎖中に、O、S、Nが含まれていてもよい。例えば、カルボニル基、カルボキシ基、オキシカルボニル基、アミド基等が含まれていてもよく、水素原子が更にハロゲン原子等に置換されていてもよい。
また、Aにおいて上記脂肪族炭化水素基を有する芳香族基は、少なくともNと直接結合する末端に飽和脂肪族炭化水素基を有する脂肪族炭化水素基を有する、単環又は多環芳香族基が挙げられ、置換基を有していてもよく、O、S、Nが含まれる複素環であってもよい。
中でも、骨格の堅牢性の点から、Aは、環状の脂肪族炭化水素基又は芳香族基を含むことが好ましい。
環状の脂肪族炭化水素基としては、中でも、有橋脂環式炭化水素基が、骨格の堅牢性の点から好ましい。有橋脂環式炭化水素基とは、脂肪族環内に橋かけ構造を有し、多環構造を有する多環状脂肪族炭化水素基をいい、例えば、ノルボルナン、ビシクロ[2,2,2]オクタン、アダマンタン等が挙げられる。有橋脂環式炭化水素基の中でも、ノルボルナンが好ましい。また、芳香族基としては、例えば、ベンゼン環、ナフタレン環を含む基が挙げられ、中でも、ベンゼン環を含む基が好ましい。例えば、Aが2価の有機基の場合、炭素原子数1〜20の直鎖、分岐、又は環状のアルキレン基や、キシリレン基等の炭素原子数1〜20のアルキレン基を2個置換した芳香族基等が挙げられる。
A in the general formula (I) is an a-valent organic group in which the carbon atom directly bonded to N (nitrogen atom) does not have a π bond, and the organic group is saturated at least at the terminal directly bonded to N. Represents an aliphatic hydrocarbon group having an aromatic hydrocarbon group, or an aromatic group having the aliphatic hydrocarbon group, and includes O (oxygen atom), S (sulfur atom), and N (nitrogen atom) in the carbon chain It may be. Since the carbon atom directly bonded to N does not have a π bond, the color characteristics such as the color tone and transmittance of the cationic coloring portion are not affected by the linking group A and other coloring portions, Similar colors can be retained.
In A, an aliphatic hydrocarbon group having a saturated aliphatic hydrocarbon group at the terminal directly bonded to N is linear, branched or cyclic unless the terminal carbon atom directly bonded to N has a π bond. The carbon atom other than the terminal may have an unsaturated bond, may have a substituent, and the carbon chain contains O, S, and N. Also good. For example, a carbonyl group, a carboxy group, an oxycarbonyl group, an amide group or the like may be contained, and a hydrogen atom may be further substituted with a halogen atom or the like.
The aromatic group having an aliphatic hydrocarbon group in A is a monocyclic or polycyclic aromatic group having an aliphatic hydrocarbon group having a saturated aliphatic hydrocarbon group at the terminal directly bonded to N. And may have a substituent, and may be a heterocyclic ring containing O, S, and N.
Especially, it is preferable that A contains a cyclic | annular aliphatic hydrocarbon group or an aromatic group from the point of the robustness of frame | skeleton.
Among the cyclic aliphatic hydrocarbon groups, a bridged alicyclic hydrocarbon group is preferable from the viewpoint of skeleton fastness. The bridged alicyclic hydrocarbon group means a polycyclic aliphatic hydrocarbon group having a bridged structure in the aliphatic ring and having a polycyclic structure, for example, norbornane, bicyclo [2,2,2]. Examples include octane and adamantane. Among the bridged alicyclic hydrocarbon groups, norbornane is preferable. Moreover, as an aromatic group, the group containing a benzene ring and a naphthalene ring is mentioned, for example, Among these, the group containing a benzene ring is preferable. For example, when A is a divalent organic group, an aromatic group in which two linear, branched, or cyclic alkylene groups having 1 to 20 carbon atoms or two alkylene groups having 1 to 20 carbon atoms such as xylylene groups are substituted Family groups and the like.
Aにおける価数aは、カチオンを構成する発色性カチオン部位の数であり、aは2以上の数である。本発明の色材においては、カチオンの価数aが2以上であるため、且つアニオンの価数も2以上であるため、上述した分子会合体が形成され、耐熱性が向上する。aの上限は特に限定されないが、製造の容易性の点から、aが4以下であることが好ましく、3以下であることがより好ましい。 The valence a in A is the number of chromogenic cation sites constituting the cation, and a is a number of 2 or more. In the coloring material of the present invention, since the valence a of the cation is 2 or more and the valence of the anion is 2 or more, the above-described molecular aggregate is formed, and the heat resistance is improved. The upper limit of a is not particularly limited, but a is preferably 4 or less, and more preferably 3 or less, from the viewpoint of ease of production.
R1〜R5におけるアルキル基は、特に限定されない。例えば、炭素原子数1〜20の直鎖又は分岐状アルキル基等が挙げられ、中でも、炭素原子数が1〜8の直鎖又は分岐のアルキル基であることが好ましく、炭素原子数が1〜5の直鎖又は分岐のアルキル基であることが、輝度及び耐熱性の点から、より好ましい。中でも、R1〜R5におけるアルキル基がエチル基又はメチル基であることが特に好ましい。アルキル基が有してもよい置換基としては、特に限定されないが、例えば、アリール基、ハロゲン原子、水酸基等が挙げられ、置換されたアルキル基としては、ベンジル基等が挙げられる。
R1〜R5におけるアリール基は、特に限定されない。例えば、フェニル基、ナフチル基等が挙げられる。アリール基が有してもよい置換基としては、例えばアルキル基、ハロゲン原子等が挙げられる。
The alkyl group in R 1 to R 5 is not particularly limited. For example, a linear or branched alkyl group having 1 to 20 carbon atoms is exemplified, among which a linear or branched alkyl group having 1 to 8 carbon atoms is preferable, and the number of carbon atoms is 1 to 8. The linear or branched alkyl group of 5 is more preferable from the viewpoints of luminance and heat resistance. Especially, it is especially preferable that the alkyl group in R < 1 > -R < 5 > is an ethyl group or a methyl group. The substituent that the alkyl group may have is not particularly limited, and examples thereof include an aryl group, a halogen atom, and a hydroxyl group, and examples of the substituted alkyl group include a benzyl group.
The aryl group in R 1 to R 5 is not particularly limited. For example, a phenyl group, a naphthyl group, etc. are mentioned. Examples of the substituent that the aryl group may have include an alkyl group and a halogen atom.
R2とR3、R4とR5が結合して環構造を形成しているとは、R2とR3、R4とR5が窒素原子を介して環構造を形成していることをいう。環構造は特に限定されないが、例えばピロリジン環、ピペリジン環、モルホリン環等が挙げられる。 R 2 and R 3 , R 4 and R 5 are combined to form a ring structure. R 2 and R 3 , R 4 and R 5 form a ring structure through a nitrogen atom. Say. The ring structure is not particularly limited, and examples thereof include a pyrrolidine ring, a piperidine ring, and a morpholine ring.
中でも化学的安定性の点からR1〜R5としては、各々独立に、水素原子、炭素原子数1〜5のアルキル基、フェニル基、又は、R2とR3、R4とR5が結合してピロリジン環、ピペリジン環、モルホリン環を形成していることが好ましい。 Among them, from the viewpoint of chemical stability, R 1 to R 5 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, a phenyl group, or R 2 and R 3 , R 4 and R 5. It is preferable that they are bonded to form a pyrrolidine ring, a piperidine ring, or a morpholine ring.
R1〜R5はそれぞれ独立に上記構造をとることができるが、中でも、色純度の点からR1が水素原子であることが好ましく、さらに製造および原料調達の容易さの点からR2〜R5がすべて同一であることがより好ましい。 R 1 to R 5 can each independently have the above structure. Among them, R 1 is preferably a hydrogen atom from the viewpoint of color purity, and R 2 to R 2 are preferably from the viewpoint of ease of production and raw material procurement. More preferably, all R 5 are the same.
Ar1における2価の芳香族基は特に限定されない。Ar1における芳香族基としては、Aにおける芳香族基に挙げられたものと同様のものとすることができる。
Ar1は炭素原子数が6〜20の芳香族基であることが好ましく、炭素原子数が10〜14の縮合多環式炭素環からなる芳香族基がより好ましい。中でも、構造が単純で原料が安価である点からフェニレン基やナフチレン基であることがより好ましい。
The divalent aromatic group in Ar 1 is not particularly limited. As the aromatic group for Ar 1, the same aromatic groups as those described for the aromatic group for A can be used.
Ar 1 is preferably an aromatic group having 6 to 20 carbon atoms, and more preferably an aromatic group composed of a condensed polycyclic carbocycle having 10 to 14 carbon atoms. Among these, a phenylene group or a naphthylene group is more preferable because the structure is simple and the raw material is inexpensive.
1分子内に複数あるR1〜R5及びAr1は、同一であっても異なっていてもよい。R1〜R5及びAr1の組み合わせにより、所望の色に調整することができる。 A plurality of R 1 to R 5 and Ar 1 in one molecule may be the same or different. A desired color can be adjusted by a combination of R 1 to R 5 and Ar 1 .
<前記一般式(I−2)で表されるカチオン>
前記一般式(I−2)で表されるカチオンにおいて、fは、0又は1の整数である。fが0の場合、一般式(I−1’)と同様にトリアリールメタン骨格を有し、fが1の場合、一般式(I−1”)と同様にキサンテン骨格を有する。
<Cation Represented by General Formula (I-2)>
In the cation represented by the general formula (I-2), f is an integer of 0 or 1. When f is 0, it has a triarylmethane skeleton similarly to general formula (I-1 ′), and when f is 1, it has a xanthene skeleton similarly to general formula (I-1 ″).
R6〜R9におけるアルキル基は、例えば、炭素原子数1〜12の直鎖又は分岐状アルキル基等が挙げられ、中でも、炭素原子数が1〜8の直鎖又は分岐のアルキル基であることが好ましく、炭素原子数が1〜5の直鎖又は分岐のアルキル基であることが、輝度及び耐熱性の点からより好ましい。中でも、R6〜R9におけるアルキル基がエチル基又はメチル基であることが特に好ましい。アルキル基が有してもよい置換基としては、特に限定されないが、例えば、アリール基、ハロゲン原子、水酸基等が挙げられ、置換されたアルキル基としては、ベンジル基等が挙げられる。
R6〜R9におけるアリール基は、例えば、炭素原子数6〜12のアリール基が挙げられ、アリール基の具体例としては、例えば、フェニル基、ナフチル基等が挙げられる。アリール基が有してもよい置換基としては、例えばアルキル基、ハロゲン原子等が挙げられる。
R6〜R9におけるアラルキル基は、例えば、炭素原子数7〜16のアラルキル基が挙げられ、具体例としては、例えば、ベンジル基、フェネチル基、ナフチルメチル基、ビフェニルメチル基等が挙げられる。
Examples of the alkyl group in R 6 to R 9 include a linear or branched alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, and among them, a linear or branched alkyl group having 1 to 8 carbon atoms. It is preferable that it is a linear or branched alkyl group having 1 to 5 carbon atoms from the viewpoint of luminance and heat resistance. Especially, it is especially preferable that the alkyl group in R < 6 > -R < 9 > is an ethyl group or a methyl group. The substituent that the alkyl group may have is not particularly limited, and examples thereof include an aryl group, a halogen atom, and a hydroxyl group, and examples of the substituted alkyl group include a benzyl group.
Examples of the aryl group in R 6 to R 9 include an aryl group having 6 to 12 carbon atoms, and specific examples of the aryl group include a phenyl group and a naphthyl group. Examples of the substituent that the aryl group may have include an alkyl group and a halogen atom.
Examples of the aralkyl group in R 6 to R 9 include an aralkyl group having 7 to 16 carbon atoms, and specific examples include a benzyl group, a phenethyl group, a naphthylmethyl group, and a biphenylmethyl group.
R6とR7、R8とR9が結合して環構造を形成しているとは、R6とR7、R8とR9が窒素原子を介して環構造を形成していることをいう。環構造は特に限定されないが、例えばピロリジン環、ピペリジン環、モルホリン環等が挙げられる。 R 6 and R 7 , R 8 and R 9 are combined to form a ring structure. R 6 and R 7 , R 8 and R 9 form a ring structure through a nitrogen atom. Say. The ring structure is not particularly limited, and examples thereof include a pyrrolidine ring, a piperidine ring, and a morpholine ring.
X1、及びX2におけるアルキル基は、上記R6〜R9におけるアルキル基と同様のものとすることができる。また、X1、及びX2におけるハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子が挙げられる。 The alkyl group in X 1 and X 2 can be the same as the alkyl group in R 6 to R 9 . Moreover, as a halogen atom in X < 1 > and X < 2 >, a fluorine atom, a chlorine atom, and a bromine atom are mentioned.
Yは、−COOZ基(ここで、Zは水素原子、又は置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアリール基、又は置換基を有していてもよいアラルキル基を表す)、又は、−NR10R10’基(ここで、R10及びR10’は各々独立に水素原子、置換基を有していてもよいアルキル基又は置換基を有していてもよいアリール基を表し、R10とR10’が結合して環構造を形成してもよいものである)を表す。
Zにおけるアルキル基、アリール基及びアラルキル基は、上記R6〜R9におけるものと同様のものとすることができる。
また、R10及びR10’におけるアルキル基、アリール基及び環構造は、上記R6〜R9におけるものと同様のものとすることができる。
Y is a -COOZ group (where Z is a hydrogen atom, an alkyl group which may have a substituent, an aryl group which may have a substituent, or an optionally substituted group). An aralkyl group), or a —NR 10 R 10 ′ group (where R 10 and R 10 ′ each independently have a hydrogen atom, an alkyl group which may have a substituent, or a substituent). Represents an aryl group which may be substituted, and R 10 and R 10 ′ may be bonded to form a ring structure.
The alkyl group, aryl group and aralkyl group in Z can be the same as those in R 6 to R 9 .
In addition, the alkyl group, aryl group and ring structure in R 10 and R 10 ′ can be the same as those in R 6 to R 9 .
前記一般式(I−2)において、キサンテン骨格に結合したベンゼン環における置換基Yの置換位置は、キサンテン骨格に対して、オルト位又はパラ位であることが安定性の点から好ましい。Yが上記−COOZ基である場合には、中でもオルト位であることが好ましく、Yが上記−NR10R10’基である場合には、中でもパラ位であることが好ましい。−COOZ基がオルト位にあると、ベンゼン環が結合しているキサンテン骨格の炭素原子と共鳴して環構造を形成でき、そのために耐熱性と耐光性が向上すると推定される。 In the general formula (I-2), the substitution position of the substituent Y in the benzene ring bonded to the xanthene skeleton is preferably ortho or para with respect to the xanthene skeleton from the viewpoint of stability. When Y is the -COOZ group, the ortho position is particularly preferable, and when Y is the -NR 10 R 10 ' group, the para position is particularly preferable. When the —COOZ group is in the ortho position, it is presumed that a ring structure can be formed by resonating with the carbon atom of the xanthene skeleton to which the benzene ring is bonded, thereby improving heat resistance and light resistance.
一般式(I−2)におけるカチオン骨格の具体例としては、例えば、C.I.ベーシックレッド1(ローダミン6G)、C.I.ベーシックレッド1:1、C.I.ベーシックレッド3、C.I.ベーシックレッド4、C.I.ベーシックレッド8、C.I.ベーシックレッド9、C.I.ベーシックバイオレット1(メチルバイオレット)、C.I.ベーシックバイオレット3(クリスタルバイオレット)、C.I.ベーシックバイオレット4(エチルバイオレット)、C.I.ベーシックバイオレット10(ローダミンB)、C.I.ベーシックバイオレット11(ローダミン3B)、C.I.ベーシックバイオレット11:1(ローダミンA)等が挙げられ、輝度と耐熱性の点から、ローダミン6G、ローダミンA、ローダミンBが好ましい。 Specific examples of the cation skeleton in formula (I-2) include C.I. I. Basic Red 1 (Rhodamine 6G), C.I. I. Basic Red 1: 1, C.I. I. Basic Red 3, C.I. I. Basic Red 4, C.I. I. Basic Red 8, C.I. I. Basic Red 9, C.I. I. Basic violet 1 (methyl violet), C.I. I. Basic violet 3 (crystal violet), C.I. I. Basic violet 4 (ethyl violet), C.I. I. Basic Violet 10 (Rhodamine B), C.I. I. Basic Violet 11 (Rhodamine 3B), C.I. I. Basic violet 11: 1 (rhodamine A) and the like can be mentioned, and rhodamine 6G, rhodamine A and rhodamine B are preferable from the viewpoint of luminance and heat resistance.
一般式(I−2)におけるカチオンは、通常、1価のカチオンである。一般式(I−2)におけるカチオンが1価のカチオンの場合には、本発明の前記一般式(I)で表される複塩からなる色材は、2価のカチオン101とポリ酸アニオン103の分子会合体111に、1価のカチオン102とポリ酸アニオン103との金属レーキ顔料112を組み合わせて用いる場合(図5参照)と比べて、色材分散液とした時の分散粒径が小さくなり、当該色材分散液を用いた着色樹脂組成物はコントラストが向上する。これは、本発明の前記一般式(I)で表される複塩からなる色材においては、1価のカチオン102が上記分子会合体の末端を構成するため、2価のカチオン101のみの場合と比べて分子会合体が大きくなりすぎることを抑制し、分散性にも優れた大きさとなることが推定される。
また、一般式(I−2)の1価のカチオン102とポリ酸アニオン103との金属レーキ顔料112は、合成する際に未反応染料(1価のカチオン)が残存し易い傾向があるが、本発明の前記一般式(I)で表される複塩からなる色材とすると、合成する際に未反応染料(1価のカチオン)が残存し難く、収率が高いというメリットもある。本発明の前記一般式(I)で表される複塩からなる色材に含まれる上記一般式(I−1)で表される2価以上のカチオンは、一つのカチオン部がポリ酸アニオンと塩を形成すれば不溶化できるため、同時にレーキ化している1価のカチオンが当該塩に取り込まれて不溶化されやすく、未反応染料(1価のカチオン)が残存し難いことが推定される。
The cation in the general formula (I-2) is usually a monovalent cation. When the cation in the general formula (I-2) is a monovalent cation, the colorant composed of the double salt represented by the general formula (I) of the present invention has a divalent cation 101 and a polyacid anion 103. Compared with the case where a metal lake pigment 112 of a monovalent cation 102 and a polyacid anion 103 is used in combination with the molecular aggregate 111 (see FIG. 5), the dispersed particle size when used as a colorant dispersion is small. Thus, the contrast of the colored resin composition using the color material dispersion is improved. This is because, in the color material comprising the double salt represented by the general formula (I) of the present invention, since the monovalent cation 102 constitutes the end of the molecular aggregate, only the divalent cation 101 is present. It is presumed that the molecular aggregates are suppressed from becoming too large compared to the above, and the dispersibility is excellent.
Further, the metal lake pigment 112 of the monovalent cation 102 of the general formula (I-2) and the polyacid anion 103 tends to leave unreacted dye (monovalent cation) when synthesized, When the colorant comprising the double salt represented by the general formula (I) of the present invention is used, there is an advantage that unreacted dye (monovalent cation) hardly remains during synthesis and the yield is high. In the divalent or higher cation represented by the general formula (I-1) contained in the colorant composed of the double salt represented by the general formula (I) of the present invention, one cation part is a polyacid anion. Since it can be insolubilized by forming a salt, it is presumed that monovalent cations that are simultaneously laked are easily taken into the salt and insolubilized, and that unreacted dye (monovalent cations) hardly remains.
<ポリ酸アニオン>
一般式(I)において、アニオン部(Bc−)は、c価のポリ酸アニオンである。cは2以上の数であり、アニオン部(Bc−)は2価以上のポリ酸である。ポリ酸アニオンを用いることにより、耐熱性に優れる。アニオン部(Bc−)は、耐熱性の点から3価以上のポリ酸アニオンであることがより好ましい。なおポリ酸とは、複数のオキソ酸が縮合した酸である。
ポリ酸アニオンとしては、イソポリ酸イオン(MmOn)c−であってもヘテロポリ酸イオン(XlMmOn)c−であってもよい。上記イオン式中、Mはポリ原子、Xはヘテロ原子、mはポリ原子の組成比、nは酸素原子の組成比を表す。ポリ原子Mとしては、例えば、Mo、W、V、Ti、Nb等が挙げられる。またヘテロ原子Xとしては、例えば、Si、P、As、S、Fe、Co等が挙げられる。また、一部にNa+やH+等の対カチオンが含まれていてもよい。
中でも、高輝度で耐熱性や耐光性に優れる点から、タングステン(W)及びモリブデン(Mo)の少なくとも1種を含むポリ酸アニオンであることが好ましく、少なくともタングステンを含むポリ酸アニオンであることが、耐熱性の点からより好ましい。
<Polyacid anion>
In the general formula (I), the anion part (B c− ) is a c-valent polyacid anion. c is a number of 2 or more, and the anion portion (B c− ) is a diacid or higher polyacid. By using a polyacid anion, heat resistance is excellent. The anion portion (B c− ) is more preferably a trivalent or higher polyacid anion from the viewpoint of heat resistance. The polyacid is an acid obtained by condensing a plurality of oxo acids.
The polyacid anion may be an isopolyacid ion (M m O n ) c- or a heteropoly acid ion (X l M m O n ) c- . In the above ionic formula, M represents a poly atom, X represents a hetero atom, m represents a composition ratio of poly atoms, and n represents a composition ratio of oxygen atoms. Examples of the poly atom M include Mo, W, V, Ti, and Nb. Examples of the hetero atom X include Si, P, As, S, Fe, and Co. Moreover, a counter cation such as Na + or H + may be partially included.
Among these, a polyacid anion containing at least one of tungsten (W) and molybdenum (Mo) is preferable, and a polyacid anion containing at least tungsten is preferable in terms of high brightness and excellent heat resistance and light resistance. From the viewpoint of heat resistance, it is more preferable.
タングステン(W)及びモリブデン(Mo)の少なくとも1種を含むポリ酸アニオンとしては、例えば、イソポリ酸である、タングステン酸イオン[W10O32]4−、モリブデン酸イオン[Mo6O19]2−や、ヘテロポリ酸である、リンタングステン酸イオン[PW12O40]3−、[P2W18O62]6−、ケイタングステン酸イオン[SiW12O40]4−、リンモリブデン酸イオン[PMo12O40]3−、ケイモリブデン酸イオン[SiMo12O40]4−、リンタングストモリブデン酸イオン[PW12−xMoxO40]3−(xは1〜11の整数)、P2W18−yMoyO62]6−(yは1〜17の整数)、ケイタングストモリブデン酸イオン[SiW12−xMoxO40]4−(xは1〜11の整数)等が挙げられる。タングステン(W)及びモリブデン(Mo)の少なくとも1種を含むポリ酸アニオンとしては、耐熱性の点、及び原料入手の容易さの点から、上記の中でもヘテロポリ酸であることが好ましく、更にP(リン)を含むヘテロポリ酸であることがより好ましい。 Examples of the polyacid anion containing at least one of tungsten (W) and molybdenum (Mo) include, for example, tungstate ion [W 10 O 32 ] 4− and molybdate ion [Mo 6 O 19 ] 2 which are isopolyacids. - or a heteropoly acid, ion phosphotungstic acid [PW 12 O 40] 3-, [P 2 W 18 O 62] 6-, silicotungstic acid ion [SiW 12 O 40] 4-, phosphomolybdic acid ion [ PMo 12 O 40 ] 3− , silicomolybdate ion [SiMo 12 O 40 ] 4− , phosphotungsto molybdate ion [PW 12-x Mo x O 40 ] 3− (x is an integer of 1 to 11), P 2 W 18-y Mo y O 62 ] 6- (y is 1 to 17 integer), Keita ring strike molybdate [SiW 1 -X Mo x O 40] 4- ( x is 1 to 11 integer), and the like. The polyacid anion containing at least one of tungsten (W) and molybdenum (Mo) is preferably a heteropolyacid among the above from the viewpoint of heat resistance and the availability of raw materials, and more preferably P ( More preferred is a heteropolyacid containing phosphorus.
少なくともタングステン(W)を含み、モリブデンを含んでいても良いポリ酸アニオンにおいて、タングステンとモリブデンとの含有比は特に限定されないが、特に耐熱性に優れる点から、タングステンとモリブデンとのモル比が100:0〜85:15であることが好ましく、100:0〜90:10であることがより好ましい。
一般式(I)で表される色材におけるポリ酸アニオンは、上記のポリ酸アニオンを1種単独で、又は2種以上組み合わせて用いることができ、2種以上組み合わせて用いる場合には、ポリ酸アニオン全体におけるタングステンとモリブデンとのモル比が上記範囲内であることが好ましい。
In the polyacid anion which contains at least tungsten (W) and may contain molybdenum, the content ratio of tungsten and molybdenum is not particularly limited. : 0 to 85:15 is preferable, and 100: 0 to 90:10 is more preferable.
The polyacid anion in the colorant represented by the general formula (I) can be used alone or in combination of two or more of the above polyacid anions. It is preferable that the molar ratio of tungsten to molybdenum in the entire acid anion is within the above range.
一般式(I)において、bは前記一般式(I−1)で表されるカチオンの数を、gは前記一般式(I−2)で表されるカチオンの数を、dとhはその合計が分子会合体中のアニオンの数を示し、b、g、d及びhはそれぞれ1以上の数を表す。b及びgがそれぞれ2以上の場合、分子会合体中に複数あるカチオンは、1種単独であっても、2種以上が組み合わされていてもよい。また、d及びhがそれぞれ2以上の場合、分子会合体中に複数あるアニオンは、1種単独であっても、2種以上が組み合わされていてもよい。 In the general formula (I), b is the number of cations represented by the general formula (I-1), g is the number of cations represented by the general formula (I-2), and d and h are The sum represents the number of anions in the molecular aggregate, and b, g, d and h each represent a number of 1 or more. When b and g are each 2 or more, a plurality of cations in the molecular aggregate may be one kind alone, or two or more kinds may be combined. Moreover, when d and h are each 2 or more, the anions present in the molecular aggregate may be one kind alone or two or more kinds may be combined.
一般式(I)で表される複塩からなる色材の製造方法において、前記一般式(I−1)で表されるカチオンと、前記一般式(I−2)で表されるカチオンとの含有比率は、所望の色に調整することができればよく、特に限定されるものではないが、耐熱性及び色調調整の点から、前記一般式(I−1)で表されるカチオンの数bと、前記一般式(I−2)で表されるカチオンの数gの比(b:g)は20:80〜99:1であることが好ましく、更に40:60〜95:5であることが好ましい。 In the manufacturing method of the coloring material which consists of double salt represented by general formula (I), the cation represented by the said general formula (I-1), and the cation represented by the said general formula (I-2) The content ratio is not particularly limited as long as it can be adjusted to a desired color, but from the viewpoint of heat resistance and color tone adjustment, the number of cations c represented by the general formula (I-1) and The ratio (b: g) of several g of the cation represented by the general formula (I-2) is preferably 20:80 to 99: 1, and more preferably 40:60 to 95: 5. preferable.
一般式(I)で表される複塩からなる色材の製造方法は、前記一般式(I−1)で表されるカチオンと、前記一般式(I−2)で表されるカチオンを準備した後、前記一般式(I−1)で表されるカチオンと前記一般式(I−2)で表されるカチオンとをポリ酸アニオンによって同時にレーキ化することにより、得ることができる。一般式(I−1)で表されるカチオンは、例えば、国際公開第2012/144520号パンフレットに記載の製造方法により得ることができる。
一般式(I)で表される複塩からなる色材は、例えば、前記一般式(I−1)で表されるカチオンの塩化物と、前記一般式(I−2)で表されるカチオンの塩化物と、ポリ酸アニオンを、水及びアルコールの混合溶媒中で混合して沈殿させることにより得ることができる。
A method for producing a coloring material comprising a double salt represented by the general formula (I) is prepared by preparing a cation represented by the general formula (I-1) and a cation represented by the general formula (I-2). Then, the cation represented by the general formula (I-1) and the cation represented by the general formula (I-2) can be simultaneously laked with a polyacid anion. The cation represented by the general formula (I-1) can be obtained, for example, by the production method described in International Publication No. 2012/144520 pamphlet.
The colorant composed of the double salt represented by the general formula (I) includes, for example, a cation chloride represented by the general formula (I-1) and a cation represented by the general formula (I-2). And the polyacid anion can be mixed and precipitated in a mixed solvent of water and alcohol.
2.色材分散液
本発明に係る色材分散液は、(A)色材と、(B)分散剤と、(C)溶剤とを含有し、
前記(A)色材が、下記一般式(I)で表される複塩からなる色材を含有することを特徴とする。
2. Color material dispersion The color material dispersion according to the present invention contains (A) a color material, (B) a dispersant, and (C) a solvent.
The (A) color material contains a color material composed of a double salt represented by the following general formula (I).
本発明に係る色材分散液は、(A)色材として前記一般式(I)で表される複塩からなる色材が(C)溶剤に分散されていることにより、所望の色調に調整しながら、耐熱性に優れ、高輝度な塗膜を形成可能な色材分散液となる。
上述のように、一般式(I)で表される複塩からなる色材は、所望の色調に調整のための染料を適宜選択して、2価のカチオン101と1価のカチオン102とを組み合わせて用い、複塩とすることにより、所望の色調に調整しながら、耐熱性が優れる。一般式(I)で表される複塩からなる色材のカチオンは、それぞれ発色部位が塩基性染料と同様の基本骨格を有するため、一般式(I)で表される複塩からなる色材は塩基性染料と同様に透過率が高い。そのため、カラーフィルタ製造工程における高温加熱工程を経ても、高輝度を実現できる。一般式(I)で表される複塩からなる色材を用いた本発明に係る色材分散液は、所望の色調に調整しながら、耐熱性に優れ、高輝度な塗膜を形成可能な色材分散液となる。
The color material dispersion according to the present invention is adjusted to a desired color tone by dispersing the color material composed of the double salt represented by the general formula (I) as the color material (A) in the solvent (C). On the other hand, the colorant dispersion is excellent in heat resistance and capable of forming a high-brightness coating film.
As described above, in the color material composed of the double salt represented by the general formula (I), a divalent cation 101 and a monovalent cation 102 are selected by appropriately selecting a dye for adjustment to a desired color tone. By using in combination and making a double salt, heat resistance is excellent while adjusting to a desired color tone. Since the cation of the color material composed of the double salt represented by the general formula (I) has a basic skeleton similar to that of the basic dye at each coloring site, the color material composed of the double salt represented by the general formula (I) Has a high transmittance as with basic dyes. Therefore, high brightness can be realized even after a high temperature heating process in the color filter manufacturing process. The colorant dispersion according to the present invention using the colorant composed of the double salt represented by the general formula (I) can form a coating film with excellent heat resistance and high brightness while adjusting to a desired color tone. It becomes a colorant dispersion.
本発明の色材分散液は、少なくとも(A)色材と、(B)分散剤と、(C)溶剤とを含有するものであり、本発明の効果を損なわない範囲で、更に他の成分を含有してもよいものである。
以下、このような本発明の色材分散液の各成分について順に詳細に説明する。
The color material dispersion of the present invention contains at least (A) a color material, (B) a dispersant, and (C) a solvent, and further contains other components as long as the effects of the present invention are not impaired. It may contain.
Hereinafter, each component of the color material dispersion of the present invention will be described in detail in order.
[(A)色材]
本発明において用いられる(A)色材は、少なくとも、前記一般式(I)で表される複塩からなる色材を含み、本発明の効果を損なわない範囲で、更に他の色材を含有してもよいものである。(A)色材における前記一般式(I)で表される複塩からなる色材については、前記本発明に係る色材と同様のものとすることができるため、ここでの説明は省略する。
[(A) Color material]
The color material (A) used in the present invention contains at least a color material composed of a double salt represented by the general formula (I), and further contains other color materials as long as the effects of the present invention are not impaired. You may do it. (A) The color material composed of the double salt represented by the general formula (I) in the color material can be the same as the color material according to the present invention, and the description thereof is omitted here. .
<他の色材>
(A)色材は、本発明の効果を損なわない範囲で、色調の制御を目的として、更に他の色材を含有してもよい。他の色材としては、公知の顔料及び染料等が挙げられ、1種又は2種以上選択して用いることができる。
他の色材としては、中でも前記一般式(I−1)で表される2価以上のカチオンと2価以上のアニオンとを含む、国際公開第2012/144521号パンフレットに記載の色材を用いることが好ましい。その他の色材の具体例、及び、他の色材の配合量は、本発明の効果が損なわれない範囲であれば特に限定されず、後述するカラーフィルタ用着色樹脂組成物で用いられる場合と同様とすることができる。
<Other colorants>
(A) The color material may further contain another color material for the purpose of controlling the color tone within a range not impairing the effects of the present invention. Examples of other colorants include known pigments and dyes, and one or more can be selected and used.
As the other color material, the color material described in International Publication No. 2012/144521 pamphlet including a divalent or higher cation represented by the general formula (I-1) and a divalent or higher anion is used. It is preferable. Specific examples of other color materials and the blending amount of other color materials are not particularly limited as long as the effects of the present invention are not impaired, and when used in a colored resin composition for a color filter described later. The same can be said.
本発明に用いられる(A)色材の平均分散粒径としては、カラーフィルターの着色層とした場合に、所望の発色が可能なものであればよく、特に限定されず、コントラストを向上し、耐熱性に優れる点から、10〜160nmの範囲内であることが好ましく、20〜130nmの範囲内であることがより好ましい。(A)色材の平均分散粒径が上記範囲であることにより、本発明のカラーフィルター用着色樹脂組成物を用いて製造された液晶表示装置、有機発光表示装置を高コントラストで、かつ高品質なものとすることができる。
色材分散液中の(A)色材の平均分散粒径は、少なくとも溶媒を含有する分散媒体中に分散している色材粒子の分散粒径であって、レーザー光散乱粒度分布計により測定されるものである。レーザー光散乱粒度分布計による粒径の測定としては、色材分散液に用いられている溶媒で、色材分散液をレーザー光散乱粒度分布計で測定可能な濃度に適宜希釈(例えば、1000倍など)し、レーザー光散乱粒度分布計(例えば、日機装社製ナノトラック粒度分布測定装置UPA−EX150)を用いて動的光散乱法により23℃にて測定することができる。ここでの平均分散粒径は、体積平均粒径である。
The average dispersed particle size of the colorant (A) used in the present invention is not particularly limited as long as it can produce a desired color when it is used as a colored layer of a color filter. From the viewpoint of excellent heat resistance, the thickness is preferably in the range of 10 to 160 nm, and more preferably in the range of 20 to 130 nm. (A) Since the average dispersed particle diameter of the color material is in the above range, a liquid crystal display device and an organic light emitting display device manufactured using the colored resin composition for a color filter of the present invention have high contrast and high quality. Can be.
The average dispersed particle size of the (A) color material in the color material dispersion is the dispersed particle size of the color material particles dispersed in a dispersion medium containing at least a solvent, and is measured by a laser light scattering particle size distribution meter. It is what is done. The particle size can be measured with a laser light scattering particle size distribution meter by appropriately diluting the color material dispersion liquid to a concentration that can be measured with a laser light scattering particle size distribution meter (for example, 1000 times). Etc.) and can be measured at 23 ° C. by a dynamic light scattering method using a laser light scattering particle size distribution meter (for example, Nanotrack particle size distribution measuring device UPA-EX150 manufactured by Nikkiso Co., Ltd.). The average dispersed particle size here is a volume average particle size.
本発明の色材分散液において、色材の含有量は、特に限定されない。色材の含有量は、分散性及び分散安定性の点から、色材分散液全量に対して5〜40質量%、更に10〜20質量%の範囲内であることが好ましい。 In the color material dispersion of the present invention, the content of the color material is not particularly limited. From the viewpoint of dispersibility and dispersion stability, the content of the color material is preferably 5 to 40% by mass, and more preferably 10 to 20% by mass, based on the total amount of the color material dispersion.
[(B)分散剤]
本発明の色材分散液において、前記(A)色材は、(B)分散剤により、溶剤中に分散させて用いられる。(B)分散剤としては、従来、分散剤として用いられているものの中から適宜選択して用いることができる。分散剤の具体例としては、例えば、カチオン系、アニオン系、ノニオン系、両性、シリコーン系、フッ素系等の界面活性剤を使用できる。界面活性剤の中でも、均一に、微細に分散し得る点から、高分子界面活性剤(高分子分散剤)が好ましい。
[(B) Dispersant]
In the color material dispersion of the present invention, the color material (A) is used by being dispersed in a solvent with a dispersant (B). (B) The dispersant can be appropriately selected from those conventionally used as dispersants. As specific examples of the dispersant, for example, cationic, anionic, nonionic, amphoteric, silicone, and fluorine surfactants can be used. Among the surfactants, a polymer surfactant (polymer dispersant) is preferable because it can be uniformly and finely dispersed.
高分子分散剤としては、例えば、ポリアクリル酸エステル等の不飽和カルボン酸エステルの(共)重合体類;ポリアクリル酸等の不飽和カルボン酸の(共)重合体の(部分)アミン塩、(部分)アンモニウム塩や(部分)アルキルアミン塩類;水酸基含有ポリアクリル酸エステル等の水酸基含有不飽和カルボン酸エステルの(共)重合体やそれらの変性物;ポリウレタン類;不飽和ポリアミド類;ポリシロキサン類;長鎖ポリアミノアミドリン酸塩類;ポリエチレンイミン誘導体(ポリ(低級アルキレンイミン)と遊離カルボキシル基含有ポリエステルとの反応により得られるアミドやそれらの塩基);ポリアリルアミン誘導体(ポリアリルアミンと、遊離のカルボキシル基を有するポリエステル、ポリアミド又はエステルとアミドの共縮合物(ポリエステルアミド)の3種の化合物の中から選ばれる1種以上の化合物とを反応させて得られる反応生成物)等が挙げられる。 Examples of the polymer dispersant include (co) polymers of unsaturated carboxylic acid esters such as polyacrylic acid esters; (partial) amine salts of (co) polymers of unsaturated carboxylic acid such as polyacrylic acid; (Partial) ammonium salts and (partial) alkylamine salts; (co) polymers of hydroxyl group-containing unsaturated carboxylic acid esters such as hydroxyl group-containing polyacrylates and their modified products; polyurethanes; unsaturated polyamides; polysiloxanes Long chain polyaminoamide phosphates; polyethylenimine derivatives (amides and their bases obtained by reaction of poly (lower alkylene imines) with free carboxyl group-containing polyesters); polyallylamine derivatives (polyallylamine and free carboxyls) Polyester, polyamide or ester-amide co-condensation with groups The reaction product obtained by reacting one or more compound selected from among the three compounds of (polyester amide)), and the like.
高分子分散剤としては、中でも、上記一般式(I)で表される色材を好適に分散でき、分散安定性が良好である点から、少なくとも下記一般式(II)で表される構成単位を有し、当該構成単位が有する窒素部位の少なくとも一部と、酸性有機リン化合物とが塩を形成した重合体、及び、1分子内に1個以上のウレタン結合(−NH−COO−)を有する化合物からなるウレタン系分散剤よりなる群から選択される1種以上であることが好ましい。
以下、上記好ましい分散剤について詳細に説明する。
As the polymer dispersant, among them, at least the structural unit represented by the following general formula (II) from the viewpoint that the colorant represented by the above general formula (I) can be suitably dispersed and the dispersion stability is good. A polymer in which at least a part of the nitrogen moiety of the structural unit and an acidic organic phosphorus compound form a salt, and one or more urethane bonds (—NH—COO—) in one molecule. It is preferable that it is 1 or more types selected from the group which consists of a urethane type dispersing agent which consists of a compound which has.
Hereinafter, the preferable dispersant will be described in detail.
<少なくとも下記一般式(II)で表される構成単位を有し、当該構成単位が有する窒素部位の少なくとも一部と、酸性有機リン化合物とが塩を形成した重合体>
本発明においては(B)分散剤として、少なくとも下記一般式(II)で表される構成単位を有し、当該構成単位が有する窒素部位の少なくとも一部と、酸性有機リン化合物とが塩を形成した重合体を好適に用いることができる。
<Polymer having at least a structural unit represented by the following general formula (II), wherein at least a part of the nitrogen moiety of the structural unit and an acidic organic phosphorus compound form a salt>
In the present invention, as the dispersant (B), at least a structural unit represented by the following general formula (II) is included, and at least a part of the nitrogen moiety of the structural unit and the acidic organic phosphorus compound form a salt. The polymer thus obtained can be suitably used.
一般式(II)において、Aは、直接結合又は2価の連結基である。直接結合とは、Qが連結基を介することなく一般式(II)における炭素原子に直接結合していることを意味する。
Aにおける2価の連結基としては、例えば、炭素原子数1〜10のアルキレン基、アリーレン基、−CONH−基、−COO−基、炭素原子数1〜10のエーテル基(−R’−OR”−:R’及びR”は、各々独立にアルキレン基)及びこれらの組み合わせ等が挙げられる。
中でも、分散性の点から、一般式(II)におけるAは、直接結合、−CONH−基、又は、−COO−基を含む2価の連結基であることが好ましい。
例えば、Aが−COO−基を含む2価の連結基でQが上記一般式(II−a)で表される基である場合、一般式(II)で表される構成単位は下記式(II−2)で表される構造が挙げられる。
In general formula (II), A is a direct bond or a divalent linking group. The direct bond means that Q is directly bonded to the carbon atom in the general formula (II) without a linking group.
Examples of the divalent linking group in A include an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, an arylene group, a -CONH- group, a -COO- group, and an ether group having 1 to 10 carbon atoms (-R'-OR “-: R ′ and R” are each independently an alkylene group), combinations thereof, and the like.
Among these, from the viewpoint of dispersibility, A in the general formula (II) is preferably a direct bond, a -CONH- group, or a divalent linking group containing a -COO- group.
For example, when A is a divalent linking group containing a —COO— group and Q is a group represented by the general formula (II-a), the structural unit represented by the general formula (II) is represented by the following formula ( The structure represented by II-2) is mentioned.
R14における炭素原子数1〜8のアルキレン基は、直鎖状、分岐状のいずれであってもよく、例えば、メチレン基、エチレン基、トリメチレン基、プロピレン基、各種ブチレン基、各種ペンチレン基、各種へキシレン基、各種オクチレン基などである。
xは1〜18の整数、好ましくは1〜4の整数、より好ましくは1〜2の整数であり、yは1〜5の整数、好ましくは1〜4の整数、より好ましくは2又は3である。zは1〜18の整数、好ましくは1〜4の整数、より好ましくは1〜2の整数である。
上記R14としては、分散性の点から、炭素原子数1〜8のアルキレン基が好ましく、中でも、R14がメチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基であることが更に好ましく、メチレン基及びエチレン基がより好ましい。
The alkylene group having 1 to 8 carbon atoms in R 14 may be linear or branched. For example, a methylene group, an ethylene group, a trimethylene group, a propylene group, various butylene groups, various pentylene groups, And various hexylene groups and various octylene groups.
x is an integer of 1 to 18, preferably an integer of 1 to 4, more preferably an integer of 1 to 2, and y is an integer of 1 to 5, preferably an integer of 1 to 4, more preferably 2 or 3. is there. z is an integer of 1-18, preferably an integer of 1-4, more preferably an integer of 1-2.
R 14 is preferably an alkylene group having 1 to 8 carbon atoms from the viewpoint of dispersibility. Among them, R 14 is more preferably a methylene group, an ethylene group, a propylene group, or a butylene group. An ethylene group is more preferable.
一般式(II−a)における、R12及びR13の、ヘテロ原子を含んでもよい炭化水素基における炭化水素基は、例えば、アルキル基、アラルキル基、アリール基などが挙げられる。
アルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、イソプロピル基、tert−ブチル基、2−エチルヘキシル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等が挙げられ、アルキル基の炭素原子数は、1〜18が好ましく、中でも、メチル基又はエチル基であることがより好ましい。
アラルキル基としては、例えば、ベンジル基、フェネチル基、ナフチルメチル基、ビフェニルメチル基等が挙げられる。アラルキル基の炭素原子数は、7〜20が好ましく、更に7〜14が好ましい。
また、アリール基としては、フェニル基、ビフェニル基、ナフチル基、トリル基、キシリル基等が挙げられる。アリール基の炭素原子数は、6〜24が好ましく、更に6〜12が好ましい。なお、上記好ましい炭素原子数には、置換基の炭素原子数は含まれない。
ヘテロ原子を含む炭化水素基とは、上記炭化水素基中の炭素原子がヘテロ原子で置き換えられた構造を有する。炭化水素基が含んでいてもよいヘテロ原子としては、例えば、酸素原子、窒素原子、硫黄原子、ケイ素原子等が挙げられる。
また、炭化水素基中の水素原子は、炭素原子数1〜5のアルキル基、フッ素原子、塩素原子、臭素原子等のハロゲン原子により置換されていてもよい。
Examples of the hydrocarbon group in the hydrocarbon group which may contain a hetero atom of R 12 and R 13 in the general formula (II-a) include an alkyl group, an aralkyl group, and an aryl group.
Examples of the alkyl group include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, an isopropyl group, a tert-butyl group, a 2-ethylhexyl group, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, and the like. 1-18 are preferable and, among them, a methyl group or an ethyl group is more preferable.
Examples of the aralkyl group include a benzyl group, a phenethyl group, a naphthylmethyl group, and a biphenylmethyl group. 7-20 are preferable and, as for the carbon atom number of an aralkyl group, 7-14 are more preferable.
Examples of the aryl group include a phenyl group, a biphenyl group, a naphthyl group, a tolyl group, and a xylyl group. 6-24 are preferable and, as for the carbon atom number of an aryl group, 6-12 are more preferable. The preferred number of carbon atoms does not include the number of carbon atoms of the substituent.
The hydrocarbon group containing a hetero atom has a structure in which a carbon atom in the hydrocarbon group is replaced with a hetero atom. Examples of the hetero atom that the hydrocarbon group may contain include an oxygen atom, a nitrogen atom, a sulfur atom, and a silicon atom.
Moreover, the hydrogen atom in a hydrocarbon group may be substituted by halogen atoms, such as a C1-C5 alkyl group, a fluorine atom, a chlorine atom, and a bromine atom.
また、Qにおける置換基を有していても良い、塩形成可能な含窒素複素環基としては、例えば、5〜7員環の含窒素複素環単環、又はこれらの縮合環が挙げられ、更に別のヘテロ原子を有していてもよく、置換基を有していていもよい。また、含窒素複素環基は芳香族性を有していてもよい。
上記含窒素複素環基を形成する含窒素複素環式化合物としては、具体的には、ピリジン、ピペリジン、ピペラジン、モルホリン、ピロリジン、ピロリン、イミダゾール、ピラゾール、トリアゾール、テトラゾール、ベンゾイミダゾール等が挙げられる。中でも、ピリジン、ピペリジン、ピペラジン、イミダゾール等のヘテロ原子として窒素原子のみを含む含窒素複素環式化合物であることが好ましく、ピリジン、イミダゾール等の芳香族性を有する含窒素複素環基であることがより好ましい。
Examples of the nitrogen-containing heterocyclic group capable of forming a salt which may have a substituent in Q include a 5- to 7-membered nitrogen-containing heterocyclic monocycle or a condensed ring thereof. Furthermore, it may have another hetero atom and may have a substituent. Moreover, the nitrogen-containing heterocyclic group may have aromaticity.
Specific examples of the nitrogen-containing heterocyclic compound forming the nitrogen-containing heterocyclic group include pyridine, piperidine, piperazine, morpholine, pyrrolidine, pyrroline, imidazole, pyrazole, triazole, tetrazole, and benzimidazole. Of these, nitrogen-containing heterocyclic compounds containing only nitrogen atoms as heteroatoms such as pyridine, piperidine, piperazine, and imidazole are preferred, and nitrogen-containing heterocyclic groups having aromaticity such as pyridine and imidazole are preferred. More preferred.
上記含窒素複素環基において、有していてもよい置換基としては、例えば炭素原子数1〜12の直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基、アラルキル基、アリール基、F、Cl、Brなどのハロゲン原子等が挙げられ、これらを組み合わせて用いることもできる。また、これらの置換基の置換位置、及び置換基数は特に限定されない。 Examples of the substituent that the nitrogen-containing heterocyclic group may have include a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, an aralkyl group, an aryl group, F, Cl, Br. And the like, and combinations thereof can also be used. Moreover, the substitution position of these substituents and the number of substituents are not particularly limited.
上記一般式(II)で表される構成単位としては、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリレート、ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジエチルアミノプロピル(メタ)アクリレート、ペンタメチルピペリジル(メタ)アクリレート等の含窒素(メタ)アクリレート;ビニルイミダゾール、ビニルピリジン等の含窒素ビニル単量体;ジメチルアミノプロピルアクリルアミド等のアクリルアミド系単量体等から誘導される構成単位が挙げられるが、これらに限定されない。
一般式(II)で表される構成単位は、1種類からなるものであってもよく、2種以上の構成単位を含むものであってもよい。
Examples of the structural unit represented by the general formula (II) include dimethylaminoethyl (meth) acrylate, dimethylaminopropyl (meth) acrylate, diethylaminoethyl (meth) acrylate, diethylaminopropyl (meth) acrylate, pentamethylpiperidyl (meta ) Nitrogen-containing (meth) acrylates such as acrylates; Nitrogen-containing vinyl monomers such as vinylimidazole and vinylpyridine; and structural units derived from acrylamide monomers such as dimethylaminopropylacrylamide. It is not limited.
The structural unit represented by the general formula (II) may be composed of one type or may include two or more types of structural units.
上記少なくとも一般式(II)で表される構成単位を有し、当該構成単位が有する窒素部位の少なくとも一部と、酸性有機リン化合物とが塩を形成した重合体としては、分散性を向上する点から、更に溶剤親和性を有する部位を含むことが好ましい。溶剤親和性部位としては、一般式(II)で表される構成単位を誘導するモノマーと重合可能な、エチレン性不飽和結合を有するモノマーの中から、溶剤親和性を有するように溶剤に応じて適宜選択して用いられることが好ましい。目安として、組み合わせて用いられる溶剤に対して、重合体の23℃における溶解度が50(g/100g溶剤)以上となるように、溶剤親和性部位を導入することが好ましい。
本発明において分散剤として用いられる重合体としては、中でも、後述する特定の構造を有するブロック共重合体、及び後述する特定の構造を有する2種類のグラフト共重合体が、色材の分散性及び分散安定性及び樹脂組成物の耐熱性を向上し、高輝度且つ高コントラストな着色層を形成できる点から好ましい。
以下、好ましい特定のブロック共重合体、及び好ましいグラフト共重合体について、順に説明する。
As a polymer having at least a structural unit represented by the general formula (II) and having a salt formed by at least part of the nitrogen moiety of the structural unit and the acidic organic phosphorus compound, the dispersibility is improved. In view of the above, it is preferable to further include a portion having solvent affinity. As the solvent affinity site, a monomer having an ethylenically unsaturated bond that can be polymerized with a monomer that derives the structural unit represented by the general formula (II) is selected depending on the solvent so as to have solvent affinity. It is preferable to select and use as appropriate. As a standard, it is preferable to introduce a solvent-affinity site so that the solubility of the polymer at 23 ° C. is 50 (g / 100 g solvent) or more with respect to the solvent used in combination.
As the polymer used as a dispersant in the present invention, among others, a block copolymer having a specific structure described later, and two types of graft copolymers having a specific structure described later are used for dispersibility of the coloring material and This is preferable from the viewpoint that the dispersion stability and the heat resistance of the resin composition are improved, and a colored layer having high brightness and high contrast can be formed.
Hereinafter, preferred specific block copolymers and preferred graft copolymers will be described in order.
(ブロック共重合体)
本発明において(B)分散剤として好ましく用いられるブロック共重合体としては、前記一般式(II)で表される構成単位を有するブロック部と、下記一般式(III)で表される構成単位を有するブロック部とを有し、前記一般式(II)で表される構成単位が有する窒素部位の少なくとも一部と、酸性有機リン化合物とが塩を形成したブロック共重合体が挙げられる。
(Block copolymer)
In the present invention, the block copolymer preferably used as the dispersant (B) includes a block unit having a structural unit represented by the general formula (II) and a structural unit represented by the following general formula (III). And a block copolymer in which at least a part of the nitrogen moiety of the structural unit represented by the general formula (II) and the acidic organic phosphorus compound form a salt.
上記炭化水素基は、置換基を有していてもよい。
xは1〜18の整数、yは1〜5の整数、zは1〜18の整数を示す。)
The hydrocarbon group may have a substituent.
x is an integer of 1 to 18, y is an integer of 1 to 5, and z is an integer of 1 to 18. )
(一般式(II)で表される構成単位を有するブロック部)
上記ブロック共重合体は、一般式(II)で表される構成単位を有するブロック部を有する。一般式(II)で表される構成単位は上述の通りなので、ここでの説明は省略する。
一般式(II)で表される構成単位を有するブロック中、一般式(II)で表される構成単位は、3個以上含まれることが好ましい。中でも、分散性、及び分散安定性を向上する点から、3〜100個含むことが好ましく、3〜50個含むことがより好ましく、更に3〜30個含むことがより好ましい。
一般式(II)で表される構成単位は、色材との親和性を有すればよく、1種からなるものであっても良いし、2種以上の構成単位を含んでいてもよい。
(Block part having a structural unit represented by the general formula (II))
The said block copolymer has a block part which has a structural unit represented by general formula (II). Since the structural unit represented by general formula (II) is as above-mentioned, description here is abbreviate | omitted.
In the block having the structural unit represented by the general formula (II), it is preferable that three or more structural units represented by the general formula (II) are included. Especially, from the point which improves a dispersibility and dispersion stability, it is preferable to contain 3-100 pieces, It is more preferable to contain 3-50 pieces, Furthermore, it is more preferable to contain 3-30 pieces.
The structural unit represented by the general formula (II) only needs to have affinity with the color material, and may be composed of one kind or may contain two or more kinds of structural units.
一般式(II)で表される構成単位を有するブロック共重合体中、一般式(II)で表される構成単位の含有割合は、一般式(II)で表される構成単位を有するブロック共重合体全体を100質量%としたときに、5〜60質量%であることが好ましく、10〜40質量%であることがより好ましい。
なお、上記構成単位の含有割合は、一般式(II)で表される構成単位を有するブロック共重合体を合成する際の仕込み量から算出される。
In the block copolymer having the structural unit represented by the general formula (II), the content ratio of the structural unit represented by the general formula (II) is the same as the block copolymer having the structural unit represented by the general formula (II). When the whole polymer is 100% by mass, it is preferably 5 to 60% by mass, and more preferably 10 to 40% by mass.
In addition, the content rate of the said structural unit is computed from the preparation amount at the time of synthesize | combining the block copolymer which has a structural unit represented by general formula (II).
(一般式(III)で表される構成単位を有するブロック部)
上記ブロック共重合体は、前記一般式(III)で表される構成単位を有するブロック部を有する。当該ブロック部を有することにより、溶剤親和性をより良好にし、色材の分散性及び分散安定性を向上する。
(Block part having a structural unit represented by the general formula (III))
The block copolymer has a block portion having a structural unit represented by the general formula (III). By having the said block part, solvent affinity is made more favorable and the dispersibility and dispersion stability of a coloring material are improved.
一般式(III)において、A’は、一般式(II)におけるAと同様のものとすることができる。中でも、有機溶剤への溶解性の点から、下記式(III−1)で表される構造であることが好ましい。 In the general formula (III), A ′ can be the same as A in the general formula (II). Especially, it is preferable that it is a structure represented by following formula (III-1) from the point of the solubility to an organic solvent.
一般式(III)及び一般式(III−1)において、R21は、炭化水素基、−[CH(R22)−CH(R23)−O]x−R24又は−[(CH2)y−O]z−R24を示す。
R21における炭化水素基としては、炭素原子数1〜18のアルキル基、炭素原子数2〜18のアルケニル基、アラルキル基、又はアリール基であることが好ましい。
上記炭素原子数1〜18のアルキル基は、直鎖状、分岐状、環状のいずれであってもよく、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、2−エチルヘキシル基、2−エトキシエチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、ボルニル基、イソボルニル基、ジシクロペンタニル基、アダマンチル基、低級アルキル基置換アダマンチル基などを挙げることができる。
上記炭素原子数2〜18のアルケニル基は、直鎖状、分岐状、環状のいずれであってもよい。このようなアルケニル基としては、例えばビニル基、アリル基、プロペニル基などを挙げることができる。アルケニル基の二重結合の位置には限定はないが、得られたポリマーの反応性の点からは、アルケニル基の末端に二重結合があることが好ましい。
In General Formula (III) and General Formula (III-1), R 21 represents a hydrocarbon group, — [CH (R 22 ) —CH (R 23 ) —O] x —R 24, or — [(CH 2 ) It shows the y -O] z -R 24.
The hydrocarbon group for R 21 is preferably an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 18 carbon atoms, an aralkyl group, or an aryl group.
The alkyl group having 1 to 18 carbon atoms may be linear, branched or cyclic, such as a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, 2 -Ethylhexyl group, 2-ethoxyethyl group, cyclopentyl group, cyclohexyl group, bornyl group, isobornyl group, dicyclopentanyl group, adamantyl group, lower alkyl group-substituted adamantyl group and the like can be mentioned.
The alkenyl group having 2 to 18 carbon atoms may be linear, branched or cyclic. Examples of such an alkenyl group include a vinyl group, an allyl group, and a propenyl group. The position of the double bond of the alkenyl group is not limited, but from the viewpoint of the reactivity of the polymer obtained, it is preferable that there is a double bond at the terminal of the alkenyl group.
アリール基としては、フェニル基、ビフェニル基、ナフチル基、トリル基、キシリル基等が挙げられ、更に置換基を有していてもよい。アリール基の炭素原子数は、6〜24が好ましく、更に6〜12が好ましい。
また、アラルキル基としては、ベンジル基、フェネチル基、ナフチルメチル基、ビフェニルメチル基等が挙げられ、更に置換基を有していてもよい。アラルキル基の炭素原子数は、7〜20が好ましく、更に7〜14が好ましい。
アリール基やアラルキル基等の芳香環の置換基としては、炭素原子数1〜4の直鎖状、分岐状のアルキル基の他、アルケニル基、ニトロ基、ハロゲン原子などを挙げることができる。
なお、上記好ましい炭素原子数には、置換基の炭素原子数は含まれない。
Examples of the aryl group include a phenyl group, a biphenyl group, a naphthyl group, a tolyl group, and a xylyl group, and may further have a substituent. 6-24 are preferable and, as for the carbon atom number of an aryl group, 6-12 are more preferable.
Moreover, as an aralkyl group, a benzyl group, a phenethyl group, a naphthylmethyl group, a biphenylmethyl group, etc. are mentioned, Furthermore, you may have a substituent. 7-20 are preferable and, as for the carbon atom number of an aralkyl group, 7-14 are more preferable.
Examples of the substituent of the aromatic ring such as an aryl group and an aralkyl group include an alkenyl group, a nitro group, and a halogen atom in addition to a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.
The preferred number of carbon atoms does not include the number of carbon atoms of the substituent.
上記R21において、x、y及びzは、前記R14で示したものと同様のものとすることができる。
上記R24における炭化水素基は、前記R21で示したものと同様のものとすることができる。
R25は水素原子又は炭素原子数1〜5のアルキル基であって、直鎖状、分岐状、又は環状のいずれであってもよい。
また、上記一般式(III)及び一般式(III−1)で表される構成単位中のR21は、互いに同一であってもよいし、異なるものであってもよい。
In R 21 , x, y, and z can be the same as those shown for R 14 .
The hydrocarbon group for R 24 can be the same as that shown for R 21 .
R 25 is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and may be linear, branched, or cyclic.
In addition, R 21 in the structural units represented by the general formula (III) and the general formula (III-1) may be the same as or different from each other.
上記R21としては、中でも、後述する溶剤との溶解性に優れたものを用いることが好ましく、具体的には、例えば上記溶剤が、カラーフィルタ用着色樹脂組成物の溶剤として一般的に使用されているエーテルアルコールアセテート系、エーテル系、エステル系などの溶剤を用いる場合には、メチル基、エチル基、イソブチル基、n−ブチル基、2−エチルヘキシル基、ベンジル基等が好ましい。 As the R 21 , it is preferable to use a material having excellent solubility with a solvent described later. Specifically, for example, the solvent is generally used as a solvent for a colored resin composition for a color filter. In the case of using a solvent such as ether alcohol acetate, ether, or ester, a methyl group, ethyl group, isobutyl group, n-butyl group, 2-ethylhexyl group, benzyl group or the like is preferable.
さらに、上記R21は、上記ブロック共重合体の分散性能等を妨げない範囲で、アルコキシ基、水酸基、カルボキシル基、アミノ基、エポキシ基、イソシアネート基、水素結合形成基等の置換基によって置換されたものとしてもよく、また、上記ブロック共重合体の合成後に、上記置換基を有する化合物と反応させて、上記置換基を付加させてもよい。 Further, R 21 is substituted with a substituent such as an alkoxy group, a hydroxyl group, a carboxyl group, an amino group, an epoxy group, an isocyanate group, or a hydrogen bond-forming group as long as it does not interfere with the dispersion performance of the block copolymer. Alternatively, after the synthesis of the block copolymer, the substituent may be added by reacting with the compound having the substituent.
一般式(III)で表される構成単位を有するブロック部を構成する構成単位の数は特に限定されないが、溶剤親和性部位と色材親和性部位が効果的に作用し、色材の分散性を向上する点から、10〜300個であることが好ましく、10〜100個であることがより好ましく、更に10〜70個であることがより好ましい。 The number of structural units constituting the block part having the structural unit represented by the general formula (III) is not particularly limited, but the solvent affinity part and the color material affinity part effectively act to disperse the color material. From the point which improves, it is preferable that it is 10-300 pieces, It is more preferable that it is 10-100 pieces, Furthermore, it is more preferable that it is 10-70 pieces.
ブロック共重合体中、一般式(III)で表される構成単位の含有割合は、ブロック共重合体全体を100質量%としたときに、40〜95質量%であることが好ましく、60〜90質量%であることがより好ましい。
なお、上記構成単位の含有割合は、一般式(III)で表される構成単位を有するブロック部を合成する際の仕込み量から算出される。
In the block copolymer, the content of the structural unit represented by the general formula (III) is preferably 40 to 95% by mass when the entire block copolymer is 100% by mass, and 60 to 90%. More preferably, it is mass%.
In addition, the content rate of the said structural unit is computed from the preparation amount at the time of synthesize | combining the block part which has a structural unit represented by general formula (III).
一般式(III)で表される構成単位を有するブロック部は、溶剤親和性部位として機能するように選択されれば良く、一般式(III)で表される構成単位は1種からなるものであっても良いし、2種以上の構成単位を含んでいてもよい。本発明においては、後述する酸性有機リン化合物と塩形成可能な窒素部位を有する構成単位がブロック部として含まれれば良く、一般式(III)で表される構成単位が2種以上の構成単位を含む場合に、当該ブロック部内は2種以上の構成単位がランダムに配列していてもよい。 The block part having the structural unit represented by the general formula (III) may be selected so as to function as a solvent affinity site, and the structural unit represented by the general formula (III) is composed of one kind. There may be two or more structural units. In the present invention, a structural unit having a nitrogen moiety capable of forming a salt with an acidic organic phosphorus compound described later may be included as a block part, and the structural unit represented by the general formula (III) includes two or more structural units. When included, two or more kinds of structural units may be randomly arranged in the block portion.
前記ブロック共重合体において、一般式(II)で表される構成単位を有するブロック部の構成単位のユニット数mと、一般式(III)で表される構成単位を有するブロック部の構成単位のユニット数nの比率m/nとしては、0.01〜1の範囲内であることが好ましく、0.05〜0.7の範囲内であることが、色材の分散性、分散安定性の点からより好ましい。 In the block copolymer, the number of units m of the structural unit of the block part having the structural unit represented by the general formula (II), and the structural unit of the block part having the structural unit represented by the general formula (III) The ratio m / n of the number n of units is preferably in the range of 0.01 to 1, and in the range of 0.05 to 0.7, the dispersibility and dispersion stability of the color material. It is more preferable from the point.
前記ブロック共重合体の結合順としては、上記一般式(II)で表される構成単位を有するブロック部及び一般式(III)で表される構成単位を有するブロック部を有し、色材を安定に分散することができるものであればよく、特に限定されないが、上記一般式(III)で表される構成単位を含むブロック部が上記ブロック共重合体の一端のみに結合したものであることが、色材との相互作用に優れ、分散剤同士の凝集を効果的に抑えることができる点から好ましい。 As the binding order of the block copolymer, the block copolymer has a block part having a structural unit represented by the general formula (II) and a block part having a structural unit represented by the general formula (III), and a coloring material. It is not particularly limited as long as it can be stably dispersed, and the block part including the structural unit represented by the general formula (III) is bonded to only one end of the block copolymer. However, it is preferable because it is excellent in interaction with the colorant and can effectively suppress aggregation of the dispersants.
前記ブロック共重合体の質量平均分子量Mwは、特に限定されないが、色材の分散性及び分散安定性を良好なものとする点から、1000〜20000であることが好ましく、2000〜12000であることがより好ましく、更に3000〜10000であることがより好ましい。
なお、本発明において質量平均分子量Mwは、GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)により測定された値である。測定は、東ソー(株)製のHLC−8120GPCを用い、溶出溶剤を0.01モル/リットルの臭化リチウムを添加したN−メチルピロリドンとし、校正曲線用ポリスチレンスタンダードをMw377400、210500、96000、50400、20650、10850、5460、2930、1300、580(以上、Polymer Laboratories社製 Easi PS−2シリーズ)及びMw1090000(東ソー(株)製)とし、測定カラムをTSK−GEL ALPHA−M×2本(東ソー(株)製)として行われたものである。
The mass average molecular weight Mw of the block copolymer is not particularly limited, but is preferably 1000 to 20000, and preferably 2000 to 12000 from the viewpoint of improving the dispersibility and dispersion stability of the color material. Is more preferable, and it is more preferable that it is 3000-10000.
In the present invention, the mass average molecular weight Mw is a value measured by GPC (gel permeation chromatography). For the measurement, HLC-8120GPC manufactured by Tosoh Corporation was used, the elution solvent was N-methylpyrrolidone to which 0.01 mol / liter of lithium bromide was added, and the polystyrene standard for calibration curve was Mw377400, 210500, 96000, 50400. , 20650, 10850, 5460, 2930, 1300, 580 (Easy PS-2 series manufactured by Polymer Laboratories) and Mw1090000 (manufactured by Tosoh Corporation), and TSK-GEL ALPHA-M × 2 (Tosoh Corporation) (Made by Co., Ltd.).
(グラフト共重合体1)
本発明において、前記分散剤として好ましく用いられるグラフト共重合体のうちの一種としては、前記一般式(II)で表される構成単位と、下記一般式(IV)で表される構成単位とを有し、前記一般式(II)で表される構成単位に含まれる窒素部位の少なくとも一部と、酸性有機リン化合物とが塩を形成したグラフト共重合体(以下、「グラフト共重合体1」とする。)が挙げられる。
(Graft copolymer 1)
In the present invention, as a kind of graft copolymer preferably used as the dispersant, a structural unit represented by the general formula (II) and a structural unit represented by the following general formula (IV) are included. And a graft copolymer in which at least a part of the nitrogen moiety contained in the structural unit represented by the general formula (II) and the acidic organic phosphorus compound form a salt (hereinafter referred to as “graft copolymer 1”) ).
R31は、水素原子、炭化水素基、−CHO、−CH2CHO又は−CH2COOR34で示される1価の基であり、R32は、炭化水素基、シアノ基、−[CH(R29)−CH(R30)−O]x−R31、−[(CH2)y−O]z−R31、−[CO−(CH2)y−O]z−R31で示される1価の基である。R33は炭素原子数1〜18のアルキル基であり、R34は水素原子又は炭素原子数1〜5のアルキル基を示す。
上記炭化水素基は、置換基を有していてもよい。
mは1〜5の整数、n及びn’は5〜200の整数を示す。xは1〜18の整数、yは1〜5の整数、zは1〜18の整数を示す。)
R 31 is a hydrogen atom, a hydrocarbon group, a monovalent group represented by —CHO, —CH 2 CHO or —CH 2 COOR 34 , and R 32 is a hydrocarbon group, a cyano group, — [CH (R 29 ) —CH (R 30 ) —O] x —R 31 , — [(CH 2 ) y —O] z —R 31 , — [CO— (CH 2 ) y —O] z —R 31. It is a monovalent group. R 33 represents an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, and R 34 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.
The hydrocarbon group may have a substituent.
m represents an integer of 1 to 5, and n and n ′ represent an integer of 5 to 200. x is an integer of 1 to 18, y is an integer of 1 to 5, and z is an integer of 1 to 18. )
(一般式(IV)で表される構成単位)
上記グラフト共重合体1は、側鎖にポリマー鎖を含む前記一般式(IV)で表される構成単位を有することにより、溶剤親和性が良好になる。
前記一般式(IV)において、Lは、直接結合又は2価の連結基である。Lにおける2価の連結基としては、エチレン性不飽和二重結合とポリマー鎖を連結可能であれば、特に制限はない。Lにおける2価の連結基としては、例えば、アルキレン基、水酸基を有するアルキレン基、アリーレン基、−CONH−基、−COO−基、−NHCOO−基、エーテル基(−O−基)、チオエーテル基(−S−基)、及びこれらの組み合わせ等が挙げられる。なお、本発明において、2価の連結基の結合の向きは任意である。すなわち、2価の連結基に−CONH−が含まれる場合、−COが主鎖の炭素原子側で−NHが側鎖のポリマー鎖側であっても良いし、反対に、−NHが主鎖の炭素原子側で−COが側鎖のポリマー鎖側であっても良い。
(Structural unit represented by general formula (IV))
The graft copolymer 1 has good solvent affinity by having the structural unit represented by the general formula (IV) including a polymer chain in the side chain.
In the general formula (IV), L is a direct bond or a divalent linking group. The divalent linking group in L is not particularly limited as long as it can link an ethylenically unsaturated double bond and a polymer chain. Examples of the divalent linking group in L include an alkylene group, an alkylene group having a hydroxyl group, an arylene group, a —CONH— group, a —COO— group, a —NHCOO— group, an ether group (—O— group), and a thioether group. (—S— group), and combinations thereof. In the present invention, the direction of bonding of the divalent linking group is arbitrary. That is, when -CONH- is contained in the divalent linking group, -CO may be on the carbon atom side of the main chain and -NH may be on the polymer chain side of the side chain. On the carbon atom side, -CO may be a polymer chain side chain.
上記R28、R31、R32における炭化水素基は、前記R21で示したものと同様のものとすることができる。また、R33における炭素原子数1〜18のアルキル基は、前記R21で示したものと同様のものとすることができる。また、R34における炭素原子数1〜5のアルキル基は、前記R35で示したものと同様のものとすることができる。
上記R28及びR32おいて、x、y及びzは、前記R14で示したものと同様のものとすることができる。
The hydrocarbon group in R 28 , R 31 , and R 32 can be the same as that shown for R 21 . In addition, the alkyl group having 1 to 18 carbon atoms in R 33 can be the same as that represented by R 21 . The alkyl group having 1 to 5 carbon atoms in R 34 may be similar to that shown by the R 35.
In the above R 28 and R 32 , x, y and z can be the same as those shown for R 14 .
一般式(IV)で表される構成単位に含まれるポリマー鎖は、上記した構成単位のなかでもメチル(メタ)アクリレート、エチル(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、tert−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、2−エトキシエチル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、フェニル(メタ)アクリレート、スチレン、α−メチルスチレン、ビニルシクロヘキサンなど由来の構成単位を有するものが好ましい。しかしながら、これらに限定されるものではない。 The polymer chain contained in the structural unit represented by the general formula (IV) includes methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, isopropyl (meth) acrylate, and n-butyl (meth) acrylate among the above-described structural units. , Isobutyl (meth) acrylate, tert-butyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, 2-ethoxyethyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, benzyl (meth) acrylate, phenyl (meth) acrylate, Those having a structural unit derived from styrene, α-methylstyrene, vinylcyclohexane and the like are preferable. However, it is not limited to these.
一般式(VI)において、mは1〜5の整数であり、好ましくは2〜5の整数、より好ましくは4又は5の整数である。また、ポリマー鎖の構成単位のユニット数n及びn’は、5〜200の整数であればよく、特に限定されないが、5〜100の範囲内であることが好ましい。 In general formula (VI), m is an integer of 1-5, Preferably it is an integer of 2-5, More preferably, it is an integer of 4 or 5. The number of units n and n ′ of the polymer chain constituent units may be an integer of 5 to 200, and is not particularly limited, but is preferably in the range of 5 to 100.
Polymerにおけるポリマー鎖の質量平均分子量Mwは、500〜20000の範囲内であることが好ましく、1000〜10000の範囲内であることがより好ましい。上記範囲であることにより、分散剤としての十分な立体反発効果を保持できるとともに、立体効果による色材の分散に要する時間の増大を抑制することもできる。 The mass average molecular weight Mw of the polymer chain in Polymer is preferably in the range of 500 to 20000, and more preferably in the range of 1000 to 10,000. By being the said range, while being able to hold | maintain sufficient steric repulsion effect as a dispersing agent, the increase in the time required for dispersion | distribution of the color material by a steric effect can also be suppressed.
また、Polymerにおけるポリマー鎖は、目安として、組み合わせて用いられる溶剤に対して、23℃における溶解度が50(g/100g溶剤)以上であることが好ましい。
当該ポリマー鎖の溶解性は、グラフト共重合体1を調製する際のポリマー鎖を導入する原料が上記溶解度を有することを目安にすることができる。例えば、グラフト共重合体1にポリマー鎖を導入するために、ポリマー鎖及びその末端にエチレン性不飽和二重結合を有する基を含む重合性オリゴマーを用いた場合、当該重合性オリゴマーが上記溶解度を有すれば良い。また、エチレン性不飽和二重結合を有する基を含むモノマーにより共重合体が形成された後に、共重合体中に含まれる反応性基と反応可能な反応性基を含むポリマー鎖を用いて、ポリマー鎖を導入する場合、当該反応性基を含むポリマー鎖が上記溶解度を有すれば良い。
Further, as a guide, the polymer chain in Polymer preferably has a solubility at 23 ° C. of 50 (g / 100 g solvent) or more with respect to the solvent used in combination.
The solubility of the polymer chain can be based on the fact that the raw material into which the polymer chain is introduced when preparing the graft copolymer 1 has the above-mentioned solubility. For example, when a polymerizable oligomer containing a polymer chain and a group having an ethylenically unsaturated double bond at its end is used to introduce the polymer chain into the graft copolymer 1, the polymerizable oligomer has the above solubility. It only has to. In addition, after a copolymer is formed with a monomer containing a group having an ethylenically unsaturated double bond, a polymer chain containing a reactive group capable of reacting with a reactive group contained in the copolymer is used. In the case of introducing a polymer chain, the polymer chain containing the reactive group may have the above-described solubility.
上記ポリマー鎖は、単独重合体でもよく、共重合体であってもよい。また、一般式(IV)で表される構成単位に含まれるポリマー鎖は、グラフト共重合体1において、1種単独でも良いが、2種以上混合していても良い。 The polymer chain may be a homopolymer or a copolymer. Moreover, the polymer chain contained in the structural unit represented by the general formula (IV) may be used alone or in combination of two or more in the graft copolymer 1.
上記グラフト共重合体1において、前記一般式(II)で表される窒素部位を含む構成単位は、3〜80質量%の割合で含まれていることが好ましく、5〜50質量%がより好ましく、10〜40質量%がさらに好ましい。グラフト共重合体1中の窒素部位を含む構成単位の含有量が上記範囲内にあれば、グラフト共重合体1中の塩形成部位の割合が適切となり、かつ重合性オリゴマーによる溶剤に対する溶解性の低下を抑制できるので、色材に対する吸着性が良好となり、優れた分散性、及び分散安定性が得られる。
なお、上記構成単位の含有割合は、一般式(II)で表される構成単位を有するグラフト共重合体1を合成する際の仕込み量から算出される。
In the graft copolymer 1, the structural unit containing a nitrogen moiety represented by the general formula (II) is preferably contained in a proportion of 3 to 80% by mass, more preferably 5 to 50% by mass. 10 to 40% by mass is more preferable. If the content of the structural unit containing a nitrogen moiety in the graft copolymer 1 is within the above range, the ratio of the salt-forming moiety in the graft copolymer 1 is appropriate, and the solubility of the polymerizable oligomer in the solvent is high. Since the decrease can be suppressed, the adsorptivity with respect to the coloring material is improved, and excellent dispersibility and dispersion stability are obtained.
In addition, the content rate of the said structural unit is computed from the preparation amount at the time of synthesize | combining the graft copolymer 1 which has a structural unit represented by general formula (II).
また、上記グラフト共重合体1の質量平均分子量Mwは、1000〜100000の範囲内であることが好ましく、3000〜30000の範囲内であることがより好ましく、5000〜20000の範囲内であることがさらに好ましい。上記範囲であることにより、色材を均一に分散させることができる。 Further, the mass average molecular weight Mw of the graft copolymer 1 is preferably in the range of 1000 to 100,000, more preferably in the range of 3000 to 30000, and in the range of 5000 to 20000. Further preferred. By being in the above range, the color material can be uniformly dispersed.
前記グラフト共重合体1に用いられる、前記一般式(II)で表される構成単位と、下記一般式(IV)で表される構成単位とを有する塩を形成する前のグラフト共重合体の製造方法としては、特に限定されないが、例えば、下記一般式(II’)で表される窒素含有モノマーと、前記一般式(V)又は前記一般式(VI)で表される構成単位を少なくとも1種有するポリマー鎖及びその末端にエチレン性不飽和二重結合を有する基からなるマクロモノマーとを共重合成分として含有して共重合する方法が挙げられる。また、必要に応じて更にその他のモノマーを用いることができ、重合手段としては、公知の重合手段を用いることができる。 The graft copolymer used for the graft copolymer 1 before forming a salt having the structural unit represented by the general formula (II) and the structural unit represented by the following general formula (IV) Although it does not specifically limit as a manufacturing method, For example, the nitrogen-containing monomer represented by the following general formula (II '), and at least 1 structural unit represented by the said general formula (V) or the said general formula (VI) are included. Examples thereof include a method in which a polymer chain having a seed and a macromonomer composed of a group having an ethylenically unsaturated double bond at its terminal are contained as a copolymerization component and copolymerized. Further, other monomers can be used as necessary, and a known polymerization means can be used as the polymerization means.
また、前記一般式(II’)で表される窒素含有モノマーとその他のエチレン性不飽和二重結合を有する基を含むモノマーとを付加重合して共重合体が形成された後に、共重合体中に含まれる反応性基と反応可能な反応性基を含むポリマー鎖を用いて、ポリマー鎖を導入しても良い。具体的には例えば、アルコキシ基、水酸基、カルボキシル基、アミノ基、エポキシ基、イソシアネート基、水素結合形成基等の置換基を有する共重合体を合成した後に、当該置換基と反応する官能基を含むポリマー鎖とを反応させて、ポリマー鎖を導入したものであっても良い。
例えば、側鎖にカルボキシル基を有する共重合体に、末端にグリシジル基を有するポリマー鎖を反応させたり、側鎖にイソシアネート基を有する共重合体に、末端にヒドロキシ基を有するポリマー鎖を反応させたりして、ポリマー鎖を導入することができる。
なお、上記重合においては、重合に一般的に用いられる添加剤、例えば重合開始剤、分散安定剤、連鎖移動剤などを用いてもよい。
Further, after the addition of the nitrogen-containing monomer represented by the general formula (II ′) and another monomer containing a group having an ethylenically unsaturated double bond to form a copolymer, the copolymer The polymer chain may be introduced using a polymer chain containing a reactive group capable of reacting with the reactive group contained therein. Specifically, for example, after synthesizing a copolymer having a substituent such as an alkoxy group, a hydroxyl group, a carboxyl group, an amino group, an epoxy group, an isocyanate group, or a hydrogen bond-forming group, a functional group that reacts with the substituent is added. The polymer chain may be introduced by reacting with the polymer chain contained therein.
For example, a polymer chain having a glycidyl group at the terminal is reacted with a copolymer having a carboxyl group at the side chain, or a polymer chain having a hydroxy group at the terminal is reacted with a copolymer having an isocyanate group at the side chain. Alternatively, polymer chains can be introduced.
In the above polymerization, additives generally used in the polymerization, for example, a polymerization initiator, a dispersion stabilizer, a chain transfer agent and the like may be used.
(グラフト共重合体2)
また、分散剤(B)として好ましく用いられる別のグラフト共重合体としては、側鎖に前記一般式(II)で表される構成単位を含むポリマー鎖を有する下記一般式(IV’)で表される構成単位と、上記一般式(IV)で表される構成単位とを有し、前記一般式(IV’)で表される構成単位が有するポリマー鎖に含まれる前記一般式(II)で表される構成単位の窒素部位の少なくとも一部と、酸性有機リン化合物とが塩を形成したグラフト共重合体(以下、「グラフト共重合体2」とする。)が挙げられる。
(Graft copolymer 2)
Further, another graft copolymer preferably used as the dispersant (B) is represented by the following general formula (IV ′) having a polymer chain containing a structural unit represented by the general formula (II) in the side chain. In the general formula (II) contained in the polymer chain of the structural unit represented by the general formula (IV ′), the structural unit represented by the general formula (IV) Examples thereof include a graft copolymer (hereinafter referred to as “graft copolymer 2”) in which at least a part of the nitrogen moiety of the structural unit represented and a salt of an acidic organic phosphorus compound form a salt.
前記一般式(IV’)中、L’は、前記一般式(IV)のLと同様である。
また、前記一般式(IV’)中、Polymer’における前記一般式(II)で表される構成単位を有するポリマー鎖としては、本発明の効果が損なわれない限り、前記一般式(II)で表される構成単位以外の構成単位、例えば、前記一般式(V)で表される構成単位を含んでいても良い。
前記一般式(IV’)中のポリマー鎖における前記一般式(II)で表される構成単位の割合は、20質量%以上であることが好ましく、更に50質量%以上であることが好ましい。
In the general formula (IV ′), L ′ is the same as L in the general formula (IV).
In the general formula (IV ′), the polymer chain having the structural unit represented by the general formula (II) in Polymer ′ is represented by the general formula (II) as long as the effects of the present invention are not impaired. A structural unit other than the structural unit represented, for example, a structural unit represented by the general formula (V) may be included.
The proportion of the structural unit represented by the general formula (II) in the polymer chain in the general formula (IV ′) is preferably 20% by mass or more, and more preferably 50% by mass or more.
前記一般式(IV’)で表される構成単位のポリマー鎖の質量平均分子量Mwは、500〜10000の範囲内であることが好ましく、1000〜5000の範囲内であることがより好ましい。上記範囲であることにより、適切に色材を吸着できるとともに、溶剤への親和性を阻害せず安定な分散性を達成することもできる。 The mass average molecular weight Mw of the polymer chain of the structural unit represented by the general formula (IV ′) is preferably in the range of 500 to 10,000, and more preferably in the range of 1000 to 5000. By being in the above range, the color material can be adsorbed appropriately, and stable dispersibility can be achieved without impairing the affinity for the solvent.
また、前記グラフト共重合体2に含まれる前記一般式(IV’)で表される構成単位、及び前記一般式(IV)で表される構成単位は、それぞれ1種単独で含まれていても良いし、2種以上混合して含まれていても良い。
前記グラフト共重合体2は、本発明の効果が損なわれない限り、前記一般式(IV’)で表される構成単位及び前記一般式(IV)で表される構成単位以外に、更にその他の構成単位を含んでいても良い。その他の構成単位としては、例えば、前記一般式(IV’)で表される構成単位や前記一般式(IV)で表される構成単位を誘導するマクロモノマーと重合可能な、エチレン性不飽和結合を有するモノマー由来の構成単位が挙げられる。その他の構成単位を含むことにより、前記グラフト共重合体2合成時に重合反応の進行を促進することができる場合がある。一方でその他の構成単位を含むことにより、良好な色材の分散性等が妨げられる場合があるので、組み合わせる色材や用途に合わせて適宜調整する。
Moreover, the structural unit represented by the general formula (IV ′) and the structural unit represented by the general formula (IV) included in the graft copolymer 2 may each be included alone. It may be good, and 2 or more types may be mixed and contained.
The graft copolymer 2 is not limited to the structural unit represented by the general formula (IV ′) and the structural unit represented by the general formula (IV), as long as the effects of the present invention are not impaired. A structural unit may be included. Other structural units include, for example, an ethylenically unsaturated bond that can be polymerized with the structural unit represented by the general formula (IV ′) and the macromonomer that derives the structural unit represented by the general formula (IV). The structural unit derived from the monomer which has is mentioned. By containing other structural units, the progress of the polymerization reaction may be promoted during the synthesis of the graft copolymer 2 in some cases. On the other hand, since the dispersibility of a good color material may be hindered by including other structural units, it is appropriately adjusted according to the color material to be combined and the application.
前記グラフト共重合体2において、前記一般式(IV’)で表される構成単位は、3〜80質量%の割合で含まれていることが好ましく、5〜50質量%がより好ましく、10〜40質量%がさらに好ましい。また、前記一般式(IV)で表される構成単位は、20〜97質量%の割合で含まれていることが好ましく、50〜95質量%がより好ましく、60〜90質量%がさらに好ましい。また、その他の構成単位が含まれる場合であっても、30質量%以下の割合で含まれていることが好ましく、20質量%以下がより好ましく、10質量%以下がさらに好ましい。前記グラフト共重合体2中の前記各構成単位の含有量が上記範囲内にあれば、グラフト共重合体2中の前記一般式(IV’)で表される構成単位による塩形成部位の割合が適切となり、かつ前記一般式(IV)で表される構成単位による溶剤との溶解性が過度に高くならないために、色材に対する吸着性が良好となり、色材の分散性、及び安定性が得られる。 In the graft copolymer 2, the structural unit represented by the general formula (IV ′) is preferably contained in a proportion of 3 to 80% by mass, more preferably 5 to 50% by mass, More preferred is 40% by mass. Moreover, it is preferable that the structural unit represented by the said general formula (IV) is contained in the ratio of 20-97 mass%, 50-95 mass% is more preferable, 60-90 mass% is further more preferable. Moreover, even if it is a case where another structural unit is contained, it is preferable that it is contained in the ratio of 30 mass% or less, 20 mass% or less is more preferable, and 10 mass% or less is further more preferable. If the content of each structural unit in the graft copolymer 2 is within the above range, the ratio of salt forming sites by the structural unit represented by the general formula (IV ′) in the graft copolymer 2 is Since it becomes appropriate and the solubility with the solvent by the structural unit represented by the general formula (IV) does not become excessively high, the adsorptivity to the color material is improved, and the dispersibility and stability of the color material are obtained. It is done.
また、上記グラフト共重合体2の質量平均分子量Mwは、1000〜100000の範囲内であることが好ましく、3000〜50000の範囲内であることがより好ましく、5000〜30000の範囲内であることがさらに好ましい。上記範囲であることにより、色材を均一に分散させることができる。
上記グラフト共重合体2は、特開2011−75661号公報を参考にして調製することができるが、当該方法に限定されず、上述のグラフト共重合体1に記載した方法と同様にして製造することが可能である。
Moreover, it is preferable that the mass mean molecular weight Mw of the said graft copolymer 2 exists in the range of 1000-100000, It is more preferable in the range of 3000-50000, It is in the range of 5000-30000. Further preferred. By being in the above range, the color material can be uniformly dispersed.
The graft copolymer 2 can be prepared with reference to Japanese Patent Application Laid-Open No. 2011-75661, but is not limited to this method, and is produced in the same manner as the method described in the graft copolymer 1 described above. It is possible.
(酸性有機リン化合物)
本発明の好ましい分散剤は、上記一般式(II)で表される構成単位が有する窒素部位の少なくとも一部と、酸性有機リン化合物とが塩を形成(以下、リン酸塩変性と称することがある。)した重合体である。
本発明においては、酸性有機リン化合物を用い、一般式(II)で表される構成単位が有する窒素部位を塩形成することにより、同様に塩形成している色材に対して強く分散剤が吸着することで色材の分散性及び分散安定性が向上する。更に、前記一般式(I)で表される色材の粒子表面に分散剤の酸性有機リン化合物を含む塩形成部位が局在化することで、色材表面がリン酸塩で被覆された状態となるため、活性酸素による色材の染料骨格への攻撃(水素引き抜き)が抑制され、一般式(I)で表される染料骨格を含む色材の耐熱性や耐光性を向上する。このため、リン酸塩変性した重合体を分散剤として用いると、本発明に用いられる高透過率の前記一般式(I)で表される色材が良好に分散した状態で高温加熱時の退色をより抑制できることから、カラーフィルタ製造工程における高温加熱工程を経ても、より高輝度な着色層を形成できる。
(Acid organophosphorus compound)
In the preferred dispersant of the present invention, at least a part of the nitrogen moiety of the structural unit represented by the general formula (II) and an acidic organic phosphorus compound form a salt (hereinafter referred to as phosphate modification). There is a polymer).
In the present invention, an acidic organophosphorus compound is used to form a salt at the nitrogen moiety of the structural unit represented by the general formula (II). Adsorption improves the dispersibility and dispersion stability of the color material. Further, the surface of the color material is coated with phosphate by localizing a salt forming site containing the acidic organic phosphorus compound as a dispersant on the particle surface of the color material represented by the general formula (I). Therefore, attack (hydrogen abstraction) of the coloring material to the dye skeleton by active oxygen is suppressed, and the heat resistance and light resistance of the coloring material including the dye skeleton represented by the general formula (I) are improved. For this reason, when a phosphate-modified polymer is used as a dispersant, the colorant represented by the general formula (I) having a high transmittance used in the present invention is discolored when heated at a high temperature in a well dispersed state. Therefore, even if it goes through the high temperature heating process in a color filter manufacturing process, a colored layer with higher brightness can be formed.
酸性有機リン化合物としては、中でも、下記一般式(VII)で表される有機リン酸化合物であることが好ましい。 As the acidic organic phosphorus compound, an organic phosphoric acid compound represented by the following general formula (VII) is particularly preferable.
Rc及びRdは、それぞれ独立に水素原子又はメチル基である。Reは、水素原子、炭化水素基、−CHO、−CH2CHO、−CO−CH=CH2、−CO−C(CH3)=CH2又は−CH2COORe’で示される1価の基であり、Re’は水素原子又は炭素原子数1〜5のアルキル基である。Rf、Rg、Rh、Ri、Rj及びRkは、それぞれ独立に、水素原子、炭化水素基、又は、炭化水素基をエーテル結合及びエステル結合の少なくとも1つで結合した基であって、Rf及びRhは、互いに結合して環構造を形成してもよい。上記環状構造を形成した場合、置換基Rlを有していてもよく、Rlは、水素原子、炭化水素基、又は、炭化水素基をエーテル結合及びエステル結合の少なくとも1つで結合した基である。
上記炭化水素基は置換基を有していてもよい。
sは1〜18の整数、tは1〜5の整数、uは1〜18の整数を示す。)
R c and R d are each independently a hydrogen atom or a methyl group. R e is a hydrogen atom, a hydrocarbon group, —CHO, —CH 2 CHO, —CO—CH═CH 2 , —CO—C (CH 3 ) ═CH 2 or monovalent represented by —CH 2 COOR e ′. R e ′ is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms. R f , R g , R h , R i , R j and R k are each independently a hydrogen atom, a hydrocarbon group, or a group in which a hydrocarbon group is bonded to at least one of an ether bond and an ester bond. R f and R h may be bonded to each other to form a ring structure. When the above cyclic structure is formed, it may have a substituent R 1 , and R 1 is a hydrogen atom, a hydrocarbon group, or a group in which a hydrocarbon group is bonded by at least one of an ether bond and an ester bond. It is.
The hydrocarbon group may have a substituent.
s is an integer of 1 to 18, t is an integer of 1 to 5, and u is an integer of 1 to 18. )
Ra、Ra’、Rb、Re、Rf、Rg、Rh、Ri、Rj及びRkにおける炭化水素基としては、例えば、炭素原子数1〜18のアルキル基、炭素原子数2〜18のアルケニル基、アラルキル基、及びアリール基などが挙げられる。炭素原子数1〜18のアルキル基、炭素原子数2〜18のアルケニル基、アラルキル基、及びアリール基は、前記一般式(III)におけるR21と同様のものとすることができる。
上記アルキル基やアルケニル基は置換基を有していても良く、当該置換基としては、F、Cl、Brなどのハロゲン原子、ニトロ基等が挙げられる。
また、上記アリール基やアラルキル基等の芳香環の置換基としては、炭素原子数1〜4の直鎖状、分岐状のアルキル基の他、アルケニル基、ニトロ基、ハロゲン原子などを挙げることができる。
Ra、Ra’及びRbにおいて、sは1〜18の整数、tは1〜5の整数、uは1〜18の整数である。sは、好ましくは1〜4の整数、より好ましくは1〜2の整数であり、tは、好ましくは1〜4の整数、より好ましくは2又は3である。uは、好ましくは1〜4の整数、より好ましくは1〜2の整数である。
Examples of the hydrocarbon group in R a , R a ′ , R b , R e , R f , R g , R h , R i , R j, and R k include, for example, an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, carbon Examples thereof include an alkenyl group having 2 to 18 atoms, an aralkyl group, and an aryl group. The alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, the alkenyl group having 2 to 18 carbon atoms, the aralkyl group, and the aryl group can be the same as R 21 in the general formula (III).
The alkyl group or alkenyl group may have a substituent, and examples of the substituent include halogen atoms such as F, Cl, and Br, nitro groups, and the like.
In addition, examples of the substituent of the aromatic ring such as the aryl group and the aralkyl group include straight chain and branched alkyl groups having 1 to 4 carbon atoms, alkenyl groups, nitro groups, and halogen atoms. it can.
In R a , R a ′ and R b , s is an integer of 1 to 18, t is an integer of 1 to 5, and u is an integer of 1 to 18. s is preferably an integer of 1 to 4, more preferably an integer of 1 to 2, and t is preferably an integer of 1 to 4, more preferably 2 or 3. u is preferably an integer of 1 to 4, more preferably an integer of 1 to 2.
Rf、Rg、Rh、Ri、Rj及びRkにおける、炭化水素基をエーテル結合及びエステル結合の少なくとも1つで結合した基とは、−R’−O−R”、−R’−(C=O)−O−R”、又は−R’−O−(C=O)−R”(R’及びR”は、炭化水素基、又は、炭化水素基をエーテル結合及びエステル結合の少なくとも1つで結合した基)で表される基である。1つの基の中に、エーテル結合及びエステル結合を2つ以上有していてもよい。炭化水素基が1価の場合としては、アルキル基、アルケニル基、アラルキル基、アリール基が挙げられ、炭化水素基が2価の場合としては、アルキレン基、アルケニレン基、アリーレン基、及びこれらの組み合わせの基が挙げられる。 In R f , R g , R h , R i , R j and R k , a group in which a hydrocarbon group is bonded by at least one of an ether bond and an ester bond is -R'-O-R ", -R '-(C = O) -O-R "or -R'-O- (C = O) -R"(R' and R "are hydrocarbon groups or ether groups and esters of hydrocarbon groups. A group represented by at least one bond). One group may have two or more ether bonds and ester bonds. Examples of the monovalent hydrocarbon group include an alkyl group, an alkenyl group, an aralkyl group, and an aryl group. Examples of the divalent hydrocarbon group include an alkylene group, an alkenylene group, an arylene group, and combinations thereof. The group of is mentioned.
一般式(VII)において、Rf及びRhが、互いに結合して環構造を形成しているとは、具体的には、下記一般式(VII−1)で表される構造を有するものである。 In the general formula (VII), R f and R h are bonded to each other to form a ring structure, specifically, having a structure represented by the following general formula (VII-1). is there.
RfとRhが結合して環構造を形成する場合、環構造を形成する炭素原子数は、5〜8であることが好ましく、6であること、即ち6員環であることがより好ましい。
置換基Rlにおける、炭化水素基、又は、炭化水素基をエーテル結合及びエステル結合の少なくとも1つで結合した基は、前記Rf、Rg、Rh、Ri、Rj及びRkにおけるものと同様のものとすることができる。
When R f and R h are bonded to form a ring structure, the number of carbon atoms forming the ring structure is preferably 5 to 8, more preferably 6, that is, a 6-membered ring. .
The hydrocarbon group in the substituent R 1 or a group in which the hydrocarbon group is bonded by at least one of an ether bond and an ester bond is the same as that in R f , R g , R h , R i , R j and R k . Can be similar.
−C(Rf)(Rg)−C(Rh)(Ri)−OH、又は、−CH2−C(Rj)(Rk)−CH2−OHはそれぞれ、例えば、リン酸基の酸性基(OH)に単官能エポキシ化合物、又は単官能オキセタン化合物を反応させることにより、得ることができる。 —C (R f ) (R g ) —C (R h ) (R i ) —OH or —CH 2 —C (R j ) (R k ) —CH 2 —OH is, for example, phosphoric acid, respectively. It can be obtained by reacting a monofunctional epoxy compound or a monofunctional oxetane compound with the acidic group (OH) of the group.
酸性有機リン化合物としては、中でも、上記一般式(VII)で表される有機リン酸化合物において、Raが、炭化水素基、−[CH(Rc)−CH(Rd)−O]s−Re、又は、−[(CH2)t−O]u−Reで示される1価の基であり、且つ、Ra’が、水酸基又は−O−Rbで示される1価の基であることが、色材の分散性及び分散安定性、及び色材の耐熱性を向上し、高輝度且つ高コントラストな着色層を形成できる上、塗膜の耐アルカリ性が高くなる点から好ましい。このような場合には、Raにおいてリンに直接炭素原子が結合された構造を有するため、耐熱性や耐加水分解性が向上する一方、Ra’において水酸基又は−O−Rbで示される1価の基を有するため、色材との親和性が向上することが推測される。 As the acidic organic phosphorus compound, in particular, in the organic phosphoric acid compound represented by the general formula (VII), R a is a hydrocarbon group, — [CH (R c ) —CH (R d ) —O] s. —R e or a monovalent group represented by — [(CH 2 ) t —O] u —R e , and R a ′ is a monovalent group represented by a hydroxyl group or —O—R b . It is preferable from the viewpoint that the dispersibility and dispersion stability of the color material and the heat resistance of the color material can be improved, a colored layer with high brightness and high contrast can be formed, and the alkali resistance of the coating film is increased. . In such a case, since R a has a structure in which a carbon atom is directly bonded to phosphorus, heat resistance and hydrolysis resistance are improved, while R a ′ is represented by a hydroxyl group or —O—R b. Since it has a monovalent group, it is estimated that the affinity with the colorant is improved.
また、酸性有機リン化合物としては、中でも、有機ホスホン酸モノエステル化合物を含むことが、色材の分散性及び分散安定性、及び色材の耐熱性を向上し、高輝度且つ高コントラストな着色層を形成できる上、塗膜の耐アルカリ性が高くなる点から好ましい。有機ホスホン酸モノエステル化合物の場合には、重合体中の塩形成部位を多くした場合であっても増粘が起こり難く、塩形成部位の量を多くし易いため、色材の耐熱性もより向上し易い。
本発明において有機ホスホン酸モノエステル化合物とは、有機ホスホン酸が有する2つの酸性基のうちの一つがエステル化された、下記一般式(VII−2)の構造を有するものである。
Further, among the acidic organic phosphorus compounds, among them, the organic phosphonic acid monoester compound improves the dispersibility and dispersion stability of the color material and the heat resistance of the color material, and has a high brightness and high contrast colored layer. It is preferable from the point that the alkali resistance of the coating film becomes high. In the case of organic phosphonic acid monoester compounds, thickening hardly occurs even when the number of salt forming sites in the polymer is increased, and the amount of salt forming sites is easily increased, so that the heat resistance of the coloring material is also improved. Easy to improve.
In the present invention, the organic phosphonic acid monoester compound has a structure of the following general formula (VII-2) in which one of the two acidic groups of the organic phosphonic acid is esterified.
中でも、Rbが、−C(Rf)(Rg)−C(Rh)(Ri)−OH、又は−CH2−C(Rj)(Rk)−CH2−OHで示される基であることが、耐アルカリ性、色材の分散性及び分散安定性が良好な点からより好ましい。
Rnにおける炭化水素基、−[CH(Rc)−CH(Rd)−O]s−Re、又は−[(CH2)t−O]u−Reで示される1価の基は、上記一般式(VII)におけるRaと同様のものとすることができる。
Among them, R b is represented by —C (R f ) (R g ) —C (R h ) (R i ) —OH, or —CH 2 —C (R j ) (R k ) —CH 2 —OH. It is more preferable from the viewpoint of good alkali resistance, colorant dispersibility and dispersion stability.
A hydrocarbon group in R n, a monovalent group represented by — [CH (R c ) —CH (R d ) —O] s —R e , or — [(CH 2 ) t —O] u —R e May be the same as R a in the general formula (VII).
前記分散剤において、前記酸性有機リン化合物の含有量は、良好な分散安定性が発揮されるのであればよく、特に制限はないが、一般式(II)で表される構成単位が有する窒素部位に対して、0.05〜4.0モル当量程度、好ましくは0.1〜1.5モル当量、より好ましくは0.3〜1.0モル当量とすることが、色材の分散性、分散安定性を向上し、耐熱性を向上する点から好ましい。 In the dispersant, the content of the acidic organophosphorus compound is not particularly limited as long as good dispersion stability is exhibited, but the nitrogen moiety of the structural unit represented by the general formula (II) Is about 0.05 to 4.0 molar equivalents, preferably 0.1 to 1.5 molar equivalents, more preferably 0.3 to 1.0 molar equivalents, This is preferable from the viewpoint of improving dispersion stability and improving heat resistance.
上記一般式(II)で表される構成単位を有する重合体の当該構成単位が有する窒素部位の少なくとも一部と、酸性有機リン化合物とが塩を形成した重合体を調製するには、上記一般式(II)で表される構成単位を有する重合体を、溶解乃至分散する溶剤中に、上記酸性有機リン化合物を添加し、攪拌(必要により加熱)することにより分散剤を製造することができる。 In order to prepare a polymer in which at least part of the nitrogen moiety of the structural unit of the polymer having the structural unit represented by the general formula (II) and the acidic organic phosphorus compound form a salt, the above general A dispersant can be produced by adding the acidic organic phosphorus compound in a solvent for dissolving or dispersing the polymer having the structural unit represented by the formula (II) and stirring (heating if necessary). .
<ウレタン系分散剤>
分散剤として好適に用いられるウレタン系分散剤は、1分子内に1個以上のウレタン結合(−NH−COO−)を有する化合物からなる分散剤である。
ウレタン系分散剤を用いることにより、少量で良好な分散が可能なとなる。分散剤を少量とすることにより、相対的に硬化成分等の配合量を増やすことができ、その結果、耐熱性に優れた着色層を形成することができる。
<Urethane-based dispersant>
The urethane-based dispersant suitably used as the dispersant is a dispersant composed of a compound having one or more urethane bonds (—NH—COO—) in one molecule.
By using a urethane-based dispersant, good dispersion can be achieved with a small amount. By making the amount of the dispersant small, it is possible to relatively increase the amount of the curing component and the like, and as a result, it is possible to form a colored layer having excellent heat resistance.
本発明においてウレタン系分散剤としては、中でも、(1)1分子中にイソシアネート基を2個以上有するポリイソシアネート類と、(2)片末端又は両末端に水酸基を有するポリエステル類、及び片末端又は両末端に水酸基を有するポリ(メタ)アクリレート類から選択される1種以上との反応生成物であることが好ましく、更に、(1)1分子中にイソシアネート基を2個以上有するポリイソシアネート類と、(2)片末端又は両末端に水酸基を有するポリエステル類、及び片末端又は両末端に水酸基を有するポリ(メタ)アクリレート類から選択される1種以上と、(3)同一分子内に活性水素と、塩基性基又は酸性基とを有する化合物との反応生成物であることがより好ましい。 As the urethane dispersant in the present invention, among others, (1) polyisocyanates having two or more isocyanate groups in one molecule, (2) polyesters having a hydroxyl group at one end or both ends, and one end or It is preferably a reaction product with one or more selected from poly (meth) acrylates having hydroxyl groups at both ends, and (1) polyisocyanates having two or more isocyanate groups in one molecule; (2) at least one selected from polyesters having a hydroxyl group at one or both ends, and poly (meth) acrylates having a hydroxyl group at one or both ends, and (3) active hydrogen in the same molecule And a reaction product of a compound having a basic group or an acidic group.
(1)1分子中にイソシアネート基を2個以上有するポリイソシアネート類
ポリイソシアネート類としては、ジイソシアネート類及びトリイソシアネート類から選択される1種以上のイソシアネート化合物を有することが好ましく、ジイソシアネート類及びトリイソシアネート類の少なくとも1種が重合した主鎖骨格を有する重合体であってもよい。
(1) Polyisocyanates having two or more isocyanate groups in one molecule The polyisocyanates preferably have one or more isocyanate compounds selected from diisocyanates and triisocyanates, and the diisocyanates and triisocyanates. It may be a polymer having a main chain skeleton obtained by polymerizing at least one kind.
ジイソシアネート類及びトリイソシアネート類の少なくとも1種が重合した主鎖構造としては、上記ポリイソシアネート類の分子間でイソシアネート基同士が結合して重合した分子構造が挙げられる。また、主鎖骨格の連鎖構造内には、置換基を有していても良い芳香環や複素環等の環構造が含まれていても良い。 Examples of the main chain structure in which at least one of diisocyanates and triisocyanates is polymerized include a molecular structure in which isocyanate groups are bonded to each other between the above polyisocyanates. Further, the chain structure of the main chain skeleton may contain a ring structure such as an aromatic ring or a heterocyclic ring which may have a substituent.
ウレタン系分散剤に用いられるジイソシアネート類としては、ヘキサメチレンジイソシアネートや、イソホロンジイソシアネートのような脂肪族ジイソシアネートでもよいが、耐熱性の点から芳香族ジイソシアネート類が好ましく、例えば、ベンゼン−1,3−ジイソシアネート、ベンゼン−1,4−ジイソシアネート等のベンゼンジイソシアネート類;トルエン−2,4−ジイソシアネート、トルエン−2,5−ジイソシアネート、トルエン−2,6−ジイソシアネート、トルエン−3,5−ジイソシアネート等のトルエンジイソシアネート類;1,2−キシレン−3,5−ジイソシアネート、1,2−キシレン−3,6−ジイソシアネート、1,2−キシレン−4,6−ジイソシアネート、1,3−キシレン−2,4−ジイソシアネート、1,3−キシレン−2,5−ジイソシアネート、1,3−キシレン−2,6−ジイソシアネート、1,3−キシレン−4,6−ジイソシアネート、1,4−キシレン−2,5−ジイソシアネート、1,4−キシレン−2,6−ジイソシアネート等のキシレンジイソシアネート類等の芳香族ジイソシアネート類を挙げられる。
また前記トリイソシアネート類としては、例えば、ベンゼン−1,2,4−トリイソシアネート、ベンゼン−1,2,5−トリイソシアネート、ベンゼン−1,3,5−トリイソシアネート等のベンゼントリイソシアネート類;トルエン−2,3,5−トリイソシアネート、トルエン−2,3,6−トリイソシアネート、トルエン−2,4,5−トリイソシアネート、トルエン−2,4,6−トリイソシアネート、トルエン−3,4,6−トリイソシアネート、トルエン−3,5,6−トリイソシアネート等のトルエントリイソシアネート類、1,2−キシレン−3,4,6−トリイソシアネート、1,2−キシレン−3,5,6−トリイソシアネート、1,3−キシレン−2,4,5−トリイソシアネート、1,3−キシレン−2,4,6−トリイソシアネート、1,3−キシレン−3,4,5−トリイソシアネート、1,4−キシレン−2,3,5−トリイソシアネート、1,4−キシレン−2,3,6−トリイソシアネート等のキシレントリイソシアネート類等の芳香族トリイソシアネート類を挙げられる。中でも高い耐熱性の点から、トルエンジイソシアネート類が好ましい。これらのジイソシアネート類およびトリイソシアネート類は、それぞれ単独でまたは2種以上を混合して使用することができる。中でも、トルエンジイソシアネート類が単独で重合した主鎖構造を有することが高い耐熱性の点から好ましい。
The diisocyanates used in the urethane-based dispersant may be aliphatic diisocyanates such as hexamethylene diisocyanate and isophorone diisocyanate, but aromatic diisocyanates are preferable from the viewpoint of heat resistance. For example, benzene-1,3-diisocyanate Benzene diisocyanates such as benzene-1,4-diisocyanate; toluene diisocyanates such as toluene-2,4-diisocyanate, toluene-2,5-diisocyanate, toluene-2,6-diisocyanate, toluene-3,5-diisocyanate 1,2-xylene-3,5-diisocyanate, 1,2-xylene-3,6-diisocyanate, 1,2-xylene-4,6-diisocyanate, 1,3-xylene-2,4-diisocyanate 1,3-xylene-2,5-diisocyanate, 1,3-xylene-2,6-diisocyanate, 1,3-xylene-4,6-diisocyanate, 1,4-xylene-2,5-diisocyanate, 1, And aromatic diisocyanates such as xylene diisocyanates such as 4-xylene-2,6-diisocyanate.
Examples of the triisocyanates include benzene triisocyanates such as benzene-1,2,4-triisocyanate, benzene-1,2,5-triisocyanate, and benzene-1,3,5-triisocyanate; -2,3,5-triisocyanate, toluene-2,3,6-triisocyanate, toluene-2,4,5-triisocyanate, toluene-2,4,6-triisocyanate, toluene-3,4,6 -Toluene isocyanates such as triisocyanate, toluene-3,5,6-triisocyanate, 1,2-xylene-3,4,6-triisocyanate, 1,2-xylene-3,5,6-triisocyanate 1,3-xylene-2,4,5-triisocyanate, 1,3-xylene-2,4,6 Xylene such as triisocyanate, 1,3-xylene-3,4,5-triisocyanate, 1,4-xylene-2,3,5-triisocyanate, 1,4-xylene-2,3,6-triisocyanate Aromatic triisocyanates such as triisocyanates can be mentioned. Of these, toluene diisocyanates are preferred from the viewpoint of high heat resistance. These diisocyanates and triisocyanates can be used alone or in admixture of two or more. Among these, it is preferable from the viewpoint of high heat resistance that the toluene diisocyanate has a main chain structure polymerized alone.
(2)片末端又は両末端に水酸基を有するポリエステル類、及び片末端又は両末端に水酸基を有するポリ(メタ)アクリレート類
片末端又は両末端に水酸基を有するポリエステル類としては、中でも、分散性の点から、−(O−RjCO)n−(Rjは、炭素原子数1〜20のアルキレン基、nは2以上の整数)で表されるポリエステル鎖を含む化合物であることが好ましい。ポリエステル鎖の具体的としては、ポリカプロラクトン、ポリバレロラクトン、ポリプロピオラクトン等のポリラクトン類、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等の重縮合系ポリエステル類が挙げられる。中でも耐熱性の点から、ポリラクトン類、中でも、ポリカプロラクトンを含むことが好ましい。
(2) Polyesters having a hydroxyl group at one or both ends, and poly (meth) acrylates having a hydroxyl group at one or both ends As polyesters having a hydroxyl group at one or both ends, dispersible from the point, - (O-R j CO ) n- (R j represents an alkylene group having a carbon number of 1 to 20, n is an integer of 2 or more) is preferably a compound containing a polyester chain represented by. Specific examples of the polyester chain include polylactones such as polycaprolactone, polyvalerolactone and polypropiolactone, and polycondensation polyesters such as polyethylene terephthalate and polybutylene terephthalate. Among these, from the viewpoint of heat resistance, it is preferable to contain polylactones, especially polycaprolactone.
また、片末端又は両末端に水酸基を有するポリ(メタ)アクリレート類の具体例としては、ポリメチル(メタ)アクリレート、ポリエチル(メタ)アクリレート、ポリブチル(メタ)アクリレート、メチル(メタ)アクリレート−ブチル(メタ)アクリレート共重合体、エチル(メタ)アクリレート−ブチル(メタ)アクリレート共重合体等が挙げられる。 Specific examples of poly (meth) acrylates having a hydroxyl group at one or both ends include polymethyl (meth) acrylate, polyethyl (meth) acrylate, polybutyl (meth) acrylate, methyl (meth) acrylate-butyl (meth) ) Acrylate copolymer, ethyl (meth) acrylate-butyl (meth) acrylate copolymer, and the like.
(3)同一分子内に活性水素と、塩基性基又は酸性基とを有する化合物
同一分子内に活性水素と、塩基性基又は酸性基とを有する化合物において、活性水素とは、酸素原子、窒素原子、又は硫黄原子に直接結合している水素原子をいい、具体的には、水酸基、アミノ基、チオール基等の官能基中の水素原子が挙げられ、中でも、水酸基又はアミノ基の水素原子が好ましく、水酸基又は1級アミノ基の水素原子が好ましい。
(3) Compound having active hydrogen and basic group or acidic group in the same molecule In a compound having active hydrogen and basic group or acidic group in the same molecule, active hydrogen means oxygen atom, nitrogen A hydrogen atom directly bonded to an atom or a sulfur atom, specifically, a hydrogen atom in a functional group such as a hydroxyl group, an amino group, a thiol group, etc., among which a hydrogen atom of a hydroxyl group or an amino group A hydrogen atom of a hydroxyl group or a primary amino group is preferable.
塩基性基の具体例としては、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基等の3級アミノ基の他、イミダゾール、ピリジン等の含窒素複素環基等が挙げられる。
酸性基の具体例としては、カルボキシ基、スルホ基、リン酸基、ホスホン酸基等が挙げられる。
Specific examples of the basic group include tertiary amino groups such as dimethylamino group and diethylamino group, and nitrogen-containing heterocyclic groups such as imidazole and pyridine.
Specific examples of the acidic group include a carboxy group, a sulfo group, a phosphoric acid group, and a phosphonic acid group.
同一分子内に活性水素と塩基性基とを有する化合物の具体例としては、例えば、ジメチルアミノエタノール、ジエチルアミノエタノール、N,N−ジメチル−1,3−プロパンジアミン、N,N−ジエチル−1,3−プロパンジアミン、N,N−ジメチル−1,4−ブタンジアミン、N,N−ジエチル−1,4−ブタンジアミン、1−(2−アミノエチル)−ピペラジン、2−(1−ピロリジル)−エチルアミン、4−アミノ−2−メトキシ−ピリミジン、1−(2−ヒドロキシエチル)−ピペラジン、4−(2−ヒドロキシエチル)−モルホリン、2−メルカプトピリミジン、2−メルカプトベンゾイミダゾール、1−(3−アミノプロピル)イミダゾール、ヒスチジン、2−アミノイミダゾール、1−(2−アミノエチル)イミダゾール等が挙げられる。
同一分子内に活性水素と酸性基とを有する化合物の具体例としては、例えば、メルカプト酢酸、メルカプトプロピオン酸、メルカプトコハク酸、メルカプト安息香酸、リシノール酸、12−ヒドロキシステアリン酸、ヒドロキシ酢酸、ヒドロキシコハク酸、ヒドロキシブタン酸、アミノブタン酸、4−アミノフェニル酢酸、4−アミノ安息香酸、4−ヒドロキシ安息香酸、アミノ酢酸、ヒドロキシエタンスルホン酸、ヒドロキシプロパンスルホン酸、メルカプトエタンスルホン酸、アミノメタンスルホン酸、3−アミノプロパンスルホン酸、4−アミノベンゼンスルホン酸、4−ヒドロキシベンゼンスルホン酸、スルファニル酸、N−(2−ヒドロキシエチル)エチレンジアミン三酢酸、N−(2−ヒドロキシエチル)イミノ二酢酸、4−アミノフェニルホスホン酸、4−ヒドロキシフェニルホスホン酸および3−アミノプロパン−1−ホスホン酸等が挙げられる。
Specific examples of the compound having an active hydrogen and a basic group in the same molecule include, for example, dimethylaminoethanol, diethylaminoethanol, N, N-dimethyl-1,3-propanediamine, N, N-diethyl-1, 3-propanediamine, N, N-dimethyl-1,4-butanediamine, N, N-diethyl-1,4-butanediamine, 1- (2-aminoethyl) -piperazine, 2- (1-pyrrolidyl)- Ethylamine, 4-amino-2-methoxy-pyrimidine, 1- (2-hydroxyethyl) -piperazine, 4- (2-hydroxyethyl) -morpholine, 2-mercaptopyrimidine, 2-mercaptobenzimidazole, 1- (3- Aminopropyl) imidazole, histidine, 2-aminoimidazole, 1- (2-aminoethyl) imidazole And the like.
Specific examples of the compound having an active hydrogen and an acidic group in the same molecule include, for example, mercaptoacetic acid, mercaptopropionic acid, mercaptosuccinic acid, mercaptobenzoic acid, ricinoleic acid, 12-hydroxystearic acid, hydroxyacetic acid, hydroxysuccinic acid. Acid, hydroxybutanoic acid, aminobutanoic acid, 4-aminophenylacetic acid, 4-aminobenzoic acid, 4-hydroxybenzoic acid, aminoacetic acid, hydroxyethanesulfonic acid, hydroxypropanesulfonic acid, mercaptoethanesulfonic acid, aminomethanesulfonic acid, 3-aminopropanesulfonic acid, 4-aminobenzenesulfonic acid, 4-hydroxybenzenesulfonic acid, sulfanilic acid, N- (2-hydroxyethyl) ethylenediaminetriacetic acid, N- (2-hydroxyethyl) iminodiacetic acid, 4- A Roh phenylphosphonic acid, and 4-hydroxyphenyl phosphonic acid and 3-amino-1-phosphonic acid.
また、アミン価は、5〜180mgKOH/gであることが、更に10〜160mgKOH/gであることが、分散性の点から好ましい。 The amine value is preferably 5 to 180 mgKOH / g, more preferably 10 to 160 mgKOH / g, from the viewpoint of dispersibility.
更に、ウレタン系分散剤は、耐熱性の点から、加熱により切断され易いポリエーテル鎖を含まないことが好ましい。ここでポリエーテル鎖とは、−(O−Ri)n−(Riは、炭素原子数1〜10のアルキレン基、nは2以上の整数)で表される構造をいう。具体的には、−(O−CH2CH2)n−、−(O−CH2CH2CH2)n−、−(O−CH2CH2CH2CH2)n−、−(O−CH2CH2CH2CH2CH2)n−、−(O−CH2CH2CH2CH2CH2CH2)n−が挙げられる。 Furthermore, it is preferable that a urethane type dispersing agent does not contain the polyether chain | strand which is easy to cut | disconnect by heating from a heat resistant point. Here, the polyether chain refers to a structure represented by — (O—R i ) n— (R i is an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, and n is an integer of 2 or more). Specifically, - (O-CH 2 CH 2) n -, - (O-CH 2 CH 2 CH 2) n -, - (O-CH 2 CH 2 CH 2 CH 2) n -, - (O -CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2) n -, - (O-CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2) n- can be mentioned.
更に、ウレタン系分散剤の分子量は、耐熱性、電気信頼性、分散性の点から、ポリスチレン換算の質量平均分子量で500〜30000の範囲が好ましい。 Furthermore, the molecular weight of the urethane-based dispersant is preferably in the range of 500 to 30,000 in terms of polystyrene-equivalent weight average molecular weight from the viewpoints of heat resistance, electrical reliability, and dispersibility.
また、分散剤の市販品として、Disperbyk−161、162、163、164、167、168、170、171、174、182、183、184、185、BYK−9077(以上、ビックケミー・ジャパン(株)製)、アジスパーPB711(味の素(株)製)、EFKA−46、47、48(EFKA CHEMICALS社製)等を挙げることができる。中でも、耐熱性、電気信頼性、分散性の点から、Disperbyk−161、162、166、170、174が好ましい。 Further, as commercially available dispersants, Disperbyk-161, 162, 163, 164, 167, 168, 170, 171, 174, 182, 183, 184, 185, BYK-9077 (above, manufactured by Big Chemie Japan Co., Ltd.) ), Azisper PB711 (manufactured by Ajinomoto Co., Inc.), EFKA-46, 47, 48 (manufactured by EFKA CHEMICALS) and the like. Among these, Disperbyk-161, 162, 166, 170, and 174 are preferable from the viewpoint of heat resistance, electrical reliability, and dispersibility.
これらの(B)分散剤は1種単独で又は2種以上を組み合わせて使用してもよい。
本発明の色材分散液において、(B)分散剤の含有量は、通常、分散液の全量に対して1〜40質量%、更に1〜20質量%の範囲内であることが、分散性及び分散安定性の点から好ましい。
These (B) dispersants may be used alone or in combination of two or more.
In the colorant dispersion of the present invention, the content of the (B) dispersant is usually 1 to 40% by weight, more preferably 1 to 20% by weight, based on the total amount of the dispersion. And from the viewpoint of dispersion stability.
[(C)溶剤]
本発明においては(C)溶剤は、色材分散液乃至後述する着色樹脂組成物中の各成分とは反応せず、これらを溶解乃至分散可能な溶剤の中から、適宜選択して用いることができる。具体的には、アルコール系;エーテルアルコール系;エステル系;ケトン系;エーテルアルコールアセテート系;エーテル系;非プロトン性アミド系;ラクトン系;不飽和炭化水素系;飽和炭化水素系などの有機溶剤が挙げられ、中でも、分散時の溶解性や塗布適性の点からエステル系溶剤を用いることが好ましい。
[(C) Solvent]
In the present invention, the solvent (C) does not react with each component in the colorant dispersion or the colored resin composition described later, and is appropriately selected from solvents that can dissolve or disperse them. it can. Specifically, organic solvents such as alcohols, ether alcohols, esters, ketones, ether alcohol acetates, ethers, aprotic amides, lactones, unsaturated hydrocarbons, saturated hydrocarbons are used. Among them, it is preferable to use an ester solvent from the viewpoint of solubility during dispersion and coating suitability.
好ましいエステル系溶剤としては、例えば、メトキシプロピオン酸メチル、エトキシプロピオン酸エチル、メトキシエチルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、3−メトキシ−3−メチル−1−ブチルアセテート、3−メトキシブチルアセテート、メトキシブチルアセテート、エトキシエチルアセテート、エチルセロソルブアセテート、ジプロピレングリコールメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールジアセテート、1,3−ブチレングリコールジアセテート、シクロヘキサノールアセテート、1,6−ヘキサンジオールジアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート等が挙げられる。
中でも、人体への危険性が低いこと、室温付近での揮発性が低いが加熱乾燥性が良い点から、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)を用いることが好ましい。この場合には、従来のPGMEAを用いた着色樹脂組成物との切り替えの際にも特別な洗浄工程を必要としないというメリットがある。
これらの溶剤は単独もしくは2種以上を組み合わせて使用してもよい。
Preferred ester solvents include, for example, methyl methoxypropionate, ethyl ethoxypropionate, methoxyethyl acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, 3-methoxy-3-methyl-1-butyl acetate, 3-methoxybutyl acetate, methoxybutyl Acetate, ethoxyethyl acetate, ethyl cellosolve acetate, dipropylene glycol methyl ether acetate, propylene glycol diacetate, 1,3-butylene glycol diacetate, cyclohexanol acetate, 1,6-hexanediol diacetate, diethylene glycol monoethyl ether acetate, Examples include diethylene glycol monobutyl ether acetate.
Among them, it is preferable to use propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA) from the viewpoint of low risk to the human body and low volatility near room temperature but good heat drying properties. In this case, there is a merit that a special cleaning step is not required even when switching to a colored resin composition using conventional PGMEA.
These solvents may be used alone or in combination of two or more.
本発明の色材分散液は、(C)溶剤を、色材分散液の全量に対して、通常は50〜95質量%、好ましくは60〜85質量%の割合で用いて調製する。溶剤が少なすぎると、粘度が上昇し、分散性が低下しやすい。また、溶剤が多すぎると、色材濃度が低下し、カラーフィルタ用着色樹脂組成物を調製後、目標とする色度座標に達成することが困難な場合がある。 The color material dispersion of the present invention is prepared by using the (C) solvent in a proportion of usually 50 to 95% by mass, preferably 60 to 85% by mass, based on the total amount of the color material dispersion. When there is too little solvent, a viscosity will rise and a dispersibility will fall easily. Moreover, when there are too many solvents, a coloring material density | concentration will fall and it may be difficult to achieve the target chromaticity coordinate after preparing the colored resin composition for color filters.
(その他の成分)
本発明の色材分散液には、本発明の効果が損なわれない限り、更に必要に応じて、分散補助樹脂、その他の成分を配合してもよい。
分散補助樹脂としては、例えば後述するカラーフィルタ用着色樹脂組成物で例示されるアルカリ可溶性樹脂が挙げられる。アルカリ可溶性樹脂の立体障害によって色材粒子同士が接触しにくくなり、分散安定化することやその分散安定化効果によって分散剤を減らす効果がある場合がある。
また、その他の成分としては、例えば、濡れ性向上のための界面活性剤、密着性向上のためのシランカップリング剤、消泡剤、ハジキ防止剤、酸化防止剤、凝集防止剤、紫外線吸収剤などが挙げられる。
(Other ingredients)
As long as the effect of this invention is not impaired, you may mix | blend a dispersion auxiliary resin and another component with the coloring material dispersion liquid of this invention as needed.
Examples of the dispersion auxiliary resin include alkali-soluble resins exemplified by a colored resin composition for a color filter described later. The steric hindrance of the alkali-soluble resin makes it difficult for the colorant particles to come into contact with each other, and may have the effect of stabilizing the dispersion or reducing the dispersant due to the dispersion stabilizing effect.
Other components include, for example, surfactants for improving wettability, silane coupling agents for improving adhesion, antifoaming agents, repellency inhibitors, antioxidants, anti-aggregation agents, and UV absorbers. Etc.
本発明の色材分散液は、後述するカラーフィルタ用着色樹脂組成物を調製するための予備調製物として用いられる。すなわち、色材分散液とは、後述の着色樹脂組成物を調製する前段階において予備調製される、(組成物中の色材成分質量)/(組成物中の色材成分以外の固形分質量)比の高い色材分散液である。具体的には、(組成物中の色材成分質量)/(組成物中の色材成分以外の固形分質量)比は通常1.0以上である。色材分散液と少なくともバインダー成分を混合することにより、分散性に優れた着色樹脂組成物を調製することができる。 The color material dispersion of the present invention is used as a preliminary preparation for preparing a colored resin composition for a color filter described later. That is, the color material dispersion is preliminarily prepared in the pre-stage of preparing a colored resin composition described later, (color material component mass in the composition) / (solid content mass other than the color material component in the composition) ) Colorant dispersion with a high ratio. Specifically, the ratio of (mass of color material component in composition) / (mass of solid content other than color material component in composition) is usually 1.0 or more. By mixing the colorant dispersion and at least the binder component, a colored resin composition having excellent dispersibility can be prepared.
<色材分散液の製造方法>
本発明において、色材分散液の製造方法は、(A)色材と、(B)分散剤と、(C)溶剤と、所望により用いられる各種添加成分とを含有し、色材が分散剤により溶剤中に均一に分散させ得る方法であればよく、公知の混合手段を用いて混合することにより、調製することができる。
色材分散液の製造方法の具体例としては、例えば、(B)分散剤を(C)溶剤に混合、撹拌し、分散剤溶液を調製した後、当該分散剤溶液に、(A)色材と必要に応じてその他の成分を混合し、公知の攪拌機または分散機を用いて分散させることによって分散液を調製することができる。
<Method for producing colorant dispersion>
In the present invention, a method for producing a color material dispersion includes (A) a color material, (B) a dispersant, (C) a solvent, and various additive components used as desired, and the color material is a dispersant. As long as it is a method that can be uniformly dispersed in a solvent, it can be prepared by mixing using a known mixing means.
Specific examples of the method for producing the colorant dispersion include, for example, (B) a dispersant mixed with (C) a solvent and stirred to prepare a dispersant solution, and then the (A) colorant is added to the dispersant solution. If necessary, other components are mixed and dispersed using a known stirrer or disperser to prepare a dispersion.
分散処理を行うための分散機としては、2本ロール、3本ロール等のロールミル、ボールミル、振動ボールミル等のボールミル、ペイントコンディショナー、連続ディスク型ビーズミル、連続アニュラー型ビーズミル等のビーズミルが挙げられる。ビーズミルの好ましい分散条件として、使用するビーズ径は0.03〜2.00mmが好ましく、より好ましくは0.10〜1.0mmである。 Examples of the dispersing machine for performing the dispersion treatment include roll mills such as two rolls and three rolls, ball mills such as a ball mill and a vibrating ball mill, bead mills such as a paint conditioner, a continuous disk type bead mill, and a continuous annular type bead mill. As a preferable dispersion condition of the bead mill, the bead diameter to be used is preferably 0.03 to 2.00 mm, and more preferably 0.10 to 1.0 mm.
具体的には、ビーズ径が比較的大きめな2mmジルコニアビーズで予備分散を行い、更にビーズ径が比較的小さめな0.1mmジルコニアビーズで本分散することが挙げられる。また、分散後、0.5〜0.1μmのメンブランフィルターで濾過することが好ましい。 Specifically, preliminary dispersion is performed with 2 mm zirconia beads having a relatively large bead diameter, and main dispersion is further performed with 0.1 mm zirconia beads having a relatively small bead diameter. Moreover, it is preferable to filter with a membrane filter of 0.5 to 0.1 μm after dispersion.
2.カラーフィルタ用着色樹脂組成物
本発明に係るカラーフィルタ用着色樹脂組成物は、(A)色材と、(B)分散剤と、(C)溶剤と、(D)バインダー成分とを含有し、 前記(A)色材が、下記一般式(I)で表される複塩からなる色材を含有することを特徴とする。
2. Colored resin composition for color filter The colored resin composition for a color filter according to the present invention contains (A) a color material, (B) a dispersant, (C) a solvent, and (D) a binder component. The (A) color material contains a color material composed of a double salt represented by the following general formula (I).
本発明のカラーフィルタ用着色樹脂組成物は、前記(A)色材として、前記一般式(I)で表される、複塩からなる色材を用いることにより、所望の色調に調整しながら、耐熱性に優れ、高輝度な着色層を形成することができる。 The colored resin composition for a color filter of the present invention uses the color material composed of a double salt represented by the general formula (I) as the color material (A), while adjusting to a desired color tone, A colored layer having excellent heat resistance and high brightness can be formed.
本発明のカラーフィルタ用着色樹脂組成物は、(A)色材と、(B)分散剤と、(C)溶剤と、(D)バインダー成分とを含有するものであり、本発明の効果を損なわない限り、必要に応じて他の成分を含有してもよいものである。
以下、このような本発明に係るカラーフィルタ用着色樹脂組成物について説明するが、(A)色材、(B)分散剤、及び(C)溶剤については、前記と同様のものとすることができるため、ここでの説明は省略する。
The colored resin composition for a color filter of the present invention contains (A) a color material, (B) a dispersant, (C) a solvent, and (D) a binder component. As long as it is not impaired, it may contain another component as needed.
Hereinafter, the colored resin composition for a color filter according to the present invention will be described, but (A) the color material, (B) the dispersant, and (C) the solvent may be the same as described above. Since it can do, description here is abbreviate | omitted.
<(D)バインダー成分>
本発明のカラーフィルタ用着色樹脂組成物は、成膜性や被塗工面に対する密着性を付与するためにバインダー成分を含有する。塗膜に充分な硬度を付与するために、硬化性バインダー成分を含有することが好ましい。硬化性バインダー成分としては、特に限定されず、従来公知のカラーフィルタの着色層を形成するのに用いられる硬化性バインダー成分を適宜用いることができる。
硬化性バインダー成分としては、例えば、可視光線、紫外線、電子線等により重合硬化させることができる光硬化性樹脂を含む光硬化性バインダー成分や、加熱により重合硬化させることができる熱硬化性樹脂を含む熱硬化性バインダー成分を含むものを用いることができる。
<(D) Binder component>
The colored resin composition for a color filter of the present invention contains a binder component in order to impart film formability and adhesion to the surface to be coated. In order to impart sufficient hardness to the coating film, it is preferable to contain a curable binder component. It does not specifically limit as a curable binder component, The curable binder component used in forming the coloring layer of a conventionally well-known color filter can be used suitably.
Examples of the curable binder component include a photocurable binder component containing a photocurable resin that can be polymerized and cured by visible light, ultraviolet light, electron beam, and the like, and a thermosetting resin that can be polymerized and cured by heating. What contains the thermosetting binder component to contain can be used.
本発明に係るカラーフィルタ用着色樹脂組成物を、例えばインクジェット方式で用いる場合など、基板上にパターン状に選択的に付着させて着色層を形成可能な場合には、硬化性バインダー成分に現像性は必要がない。この場合、インクジェット方式等でカラーフィルタ着色層を形成する場合に用いられる、公知の熱硬化性バインダー成分や、感光性バインダー成分等を適宜用いることができる。
熱硬化性バインダーとしては、1分子中に熱硬化性官能基を2個以上有する化合物と硬化剤の組み合わせが通常用いられ、更に、熱硬化反応を促進できる触媒を添加しても良い。熱硬化性官能基としては、エポキシ基、オキセタニル基、イソシアネート基、エチレン性不飽和結合等が挙げられる。熱硬化性官能基としてはエポキシ基が好ましく用いられる。熱硬化性バインダー成分の具体例としては、例えば、国際公開第2012/144521号パンフレットに記載のものを挙げることができる。
When the colored resin composition for a color filter according to the present invention can be selectively deposited in a pattern on a substrate to form a colored layer, for example, when used in an inkjet method, the developability of the curable binder component Is not necessary. In this case, a well-known thermosetting binder component, a photosensitive binder component, etc. which are used when forming a color filter colored layer by an inkjet system etc. can be used suitably.
As the thermosetting binder, a combination of a compound having two or more thermosetting functional groups in one molecule and a curing agent is usually used, and a catalyst capable of promoting a thermosetting reaction may be added. Examples of the thermosetting functional group include an epoxy group, an oxetanyl group, an isocyanate group, and an ethylenically unsaturated bond. An epoxy group is preferably used as the thermosetting functional group. Specific examples of the thermosetting binder component include those described in International Publication No. 2012/144521 pamphlet.
一方、着色層を形成する際にフォトリソグラフィー工程を用いる場合には、アルカリ現像性を有する感光性バインダー成分が好適に用いられる。
以下、感光性バインダー成分について説明するが、硬化性バインダー成分はこれらに限定されるものではない。以下に説明する感光性バインダー成分の他に、エポキシ樹脂のような加熱により重合硬化させることができる熱硬化性のバインダー成分を更に用いてもよい。
On the other hand, when using a photolithography process when forming a colored layer, the photosensitive binder component which has alkali developability is used suitably.
Hereinafter, although the photosensitive binder component is demonstrated, a curable binder component is not limited to these. In addition to the photosensitive binder component described below, a thermosetting binder component that can be polymerized and cured by heating such as an epoxy resin may be further used.
感光性バインダー成分としては、ポジ型感光性バインダー成分とネガ型感光性バインダー成分が挙げられる。ポジ型感光性バインダー成分としては、例えば、アルカリ可溶性樹脂と、感光性付与成分としてo−キノンジアジド基含有化合物とを含んだ系等が挙げられる。 Examples of the photosensitive binder component include a positive photosensitive binder component and a negative photosensitive binder component. Examples of the positive photosensitive binder component include a system containing an alkali-soluble resin and an o-quinonediazide group-containing compound as a photosensitizing component.
一方、ネガ型感光性バインダー成分としては、アルカリ可溶性樹脂と、多官能モノマーと、光開始剤を少なくとも含有する系が好適に用いられる。
本発明に係るカラーフィルタ用着色樹脂組成物においては、ネガ型感光性バインダー成分であることが、フォトリソグラフィー法によって既存のプロセスを用いて簡便にパターンを形成できる点から好ましい。
以下、ネガ型感光性バインダー成分を構成する、アルカリ可溶性樹脂と、多官能モノマーと、光開始剤について、具体的に説明する。
On the other hand, as the negative photosensitive binder component, a system containing at least an alkali-soluble resin, a polyfunctional monomer, and a photoinitiator is preferably used.
In the colored resin composition for a color filter according to the present invention, a negative photosensitive binder component is preferable because a pattern can be easily formed by an existing process by a photolithography method.
Hereinafter, the alkali-soluble resin, the polyfunctional monomer, and the photoinitiator constituting the negative photosensitive binder component will be specifically described.
(アルカリ可溶性樹脂)
本発明におけるアルカリ可溶性樹脂はカルボキシル基を有するものであり、バインダー樹脂として作用し、かつパターン形成する際に用いられる現像液、特に好ましくはアルカリ現像液に可溶性である限り、適宜選択して使用することができる。
本発明における好ましいアルカリ可溶性樹脂は、カルボキシル基を有する樹脂であり、具体的には、カルボキシル基を有するアクリル系共重合体、カルボキシル基を有するエポキシ(メタ)アクリレート樹脂等が挙げられる。これらの中で特に好ましいものは、側鎖にカルボキシル基を有するとともに、さらに側鎖にエチレン性不飽和基等の光重合性官能基を有するものである。光重合性官能基を含有することにより形成される硬化膜の膜強度が向上するからである。また、これらアクリル系共重合体、及びエポキシアクリレート樹脂は、2種以上混合して使用してもよい。
(Alkali-soluble resin)
The alkali-soluble resin in the present invention has a carboxyl group, acts as a binder resin, and is suitably selected and used as long as it is soluble in a developer used for pattern formation, particularly preferably an alkali developer. be able to.
A preferable alkali-soluble resin in the present invention is a resin having a carboxyl group, and specific examples thereof include an acrylic copolymer having a carboxyl group and an epoxy (meth) acrylate resin having a carboxyl group. Among these, particularly preferred are those having a carboxyl group in the side chain and further having a photopolymerizable functional group such as an ethylenically unsaturated group in the side chain. This is because the film strength of the cured film formed by containing the photopolymerizable functional group is improved. These acrylic copolymers and epoxy acrylate resins may be used as a mixture of two or more.
カルボキシル基を有するアクリル系共重合体は、カルボキシル基含有エチレン性不飽和モノマーとエチレン性不飽和モノマーを共重合して得られる。
カルボキシル基を有するアクリル系共重合体は、更に芳香族炭素環を有する構成単位を含有していてもよい。芳香族炭素環はカラーフィルタ用着色樹脂組成物に塗膜性を付与する成分として機能する。
カルボキシル基を有するアクリル系共重合体は、更にエステル基を有する構成単位を含有していてもよい。エステル基を有する構成単位は、カラーフィルタ用着色樹脂組成物のアルカリ可溶性を抑制する成分として機能するだけでなく、溶剤に対する溶解性、さらには溶剤再溶解性を向上させる成分としても機能する。
The acrylic copolymer having a carboxyl group is obtained by copolymerizing a carboxyl group-containing ethylenically unsaturated monomer and an ethylenically unsaturated monomer.
The acrylic copolymer having a carboxyl group may further contain a structural unit having an aromatic carbocyclic ring. The aromatic carbocycle functions as a component that imparts coating properties to the colored resin composition for color filters.
The acrylic copolymer having a carboxyl group may further contain a structural unit having an ester group. The structural unit having an ester group not only functions as a component that suppresses alkali solubility of the colored resin composition for a color filter, but also functions as a component that improves the solubility in a solvent and further the solvent resolubility.
カルボキシル基を有するアクリル系共重合体の具体例としては、例えば、国際公開第2012/144521号パンフレットに記載のものを挙げることができ、具体的には、例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート等のカルボキシル基を有しないモノマーと、(メタ)アクリル酸及びその無水物から選ばれる1種以上とからなるコポリマーを例示できる。また、上記のコポリマーに、例えばグリシジル基、水酸基等の反応性官能基を有するエチレン性不飽和化合物を付加させるなどして、エチレン性不飽和結合を導入したポリマー等も例示できるが、これらに限定されるものではない。
これらの中で、コポリマーにグリシジル基又は水酸基を有するエチレン性不飽和化合物を付加等することにより、エチレン性不飽和結合を導入したポリマー等は、露光時に、後述する多官能性モノマーと重合することが可能となり、着色層がより安定なものとなる点で、特に好適である。
Specific examples of the acrylic copolymer having a carboxyl group include those described in International Publication No. 2012/144521 pamphlet. Specifically, for example, methyl (meth) acrylate, ethyl ( Examples thereof include a copolymer composed of a monomer having no carboxyl group, such as (meth) acrylate, and one or more selected from (meth) acrylic acid and anhydrides thereof. In addition, for example, a polymer having an ethylenically unsaturated bond introduced by adding an ethylenically unsaturated compound having a reactive functional group such as a glycidyl group or a hydroxyl group to the above copolymer can be exemplified, but the present invention is not limited thereto. Is not to be done.
Among these, a polymer having an ethylenically unsaturated bond introduced, for example, by adding an ethylenically unsaturated compound having a glycidyl group or a hydroxyl group to the copolymer is polymerized with a polyfunctional monomer described later at the time of exposure. This is particularly suitable in that the colored layer becomes more stable.
カルボキシル基含有共重合体におけるカルボキシル基含有エチレン性不飽和モノマーの共重合割合は、通常、5〜50質量%、好ましくは10〜40質量%である。この場合、カルボキシル基含有エチレン性不飽和モノマーの共重合割合が5質量%未満では、得られる塗膜のアルカリ現像液に対する溶解性が低下し、パターン形成が困難になる。また、共重合割合が50質量%を超えると、アルカリ現像液による現像時に、形成されたパターンの基板からの脱落やパターン表面の膜荒れを来たしやすくなる傾向がある。 The copolymerization ratio of the carboxyl group-containing ethylenically unsaturated monomer in the carboxyl group-containing copolymer is usually 5 to 50% by mass, preferably 10 to 40% by mass. In this case, when the copolymerization ratio of the carboxyl group-containing ethylenically unsaturated monomer is less than 5% by mass, the solubility of the resulting coating film in an alkaline developer is lowered, and pattern formation becomes difficult. On the other hand, when the copolymerization ratio exceeds 50% by mass, there is a tendency that the formed pattern is easily detached from the substrate or the pattern surface is roughened during development with an alkali developer.
カルボキシル基含有共重合体の好ましい分子量は、好ましくは1,000〜500,000の範囲であり、さらに好ましくは3,000〜200,000である。1,000未満では硬化後のバインダー機能が著しく低下し、500,000を超えるとアルカリ現像液による現像時に、パターン形成が困難となる場合がある。 The preferred molecular weight of the carboxyl group-containing copolymer is preferably in the range of 1,000 to 500,000, more preferably 3,000 to 200,000. If it is less than 1,000, the binder function after curing is remarkably lowered, and if it exceeds 500,000, pattern formation may be difficult during development with an alkaline developer.
カルボキシル基を有するエポキシ(メタ)アクリレート樹脂としては、特に限定されるものではないが、エポキシ化合物と不飽和基含有モノカルボン酸との反応物を酸無水物と反応させて得られるエポキシ(メタ)アクリレート化合物が適している。
エポキシ化合物、不飽和基含有モノカルボン酸、及び酸無水物は、公知のものの中から適宜選択して用いることができる。具体例としては、例えば、国際公開第2012/144521号パンフレットに記載のもの等が挙げられる。エポキシ化合物、不飽和基含有モノカルボン酸、及び酸無水物は、それぞれ1種単独で使用してもよいし、二種以上を併用してもよい。
Although it does not specifically limit as an epoxy (meth) acrylate resin which has a carboxyl group, The epoxy (meth) obtained by making the reaction material of an epoxy compound and unsaturated group containing monocarboxylic acid react with an acid anhydride. Acrylate compounds are suitable.
The epoxy compound, unsaturated group-containing monocarboxylic acid, and acid anhydride can be appropriately selected from known ones. Specific examples include those described in International Publication No. 2012/144521 pamphlet. Each of the epoxy compound, the unsaturated group-containing monocarboxylic acid, and the acid anhydride may be used alone or in combination of two or more.
不飽和基含有モノカルボン酸としては、例えば(メタ)アクリル酸、2−(メタ)アクリロイルオキシエチルコハク酸、2−(メタ)アクリロイルオキシエチルフタル酸、(メタ)アクリロイルオキシエチルヘキサヒドロフタル酸、(メタ)アクリル酸ダイマー、β−フルフリルアクリル酸、β−スチリルアクリル酸、桂皮酸、クロトン酸、α−シアノ桂皮酸等が挙げられる。これら不飽和基含有モノカルボン酸は、単独で使用してもよいし、二種以上を併用してもよい。 Examples of the unsaturated group-containing monocarboxylic acid include (meth) acrylic acid, 2- (meth) acryloyloxyethyl succinic acid, 2- (meth) acryloyloxyethyl phthalic acid, (meth) acryloyloxyethyl hexahydrophthalic acid, (Meth) acrylic acid dimer, β-furfurylacrylic acid, β-styrylacrylic acid, cinnamic acid, crotonic acid, α-cyanocinnamic acid and the like. These unsaturated group-containing monocarboxylic acids may be used alone or in combination of two or more.
酸無水物としては、無水マレイン酸、無水コハク酸、無水イタコン酸、無水フタル酸、無水テトラヒドロフタル酸、無水ヘキサヒドロフタル酸、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸、無水エンドメチレンテトラヒドロフタル酸、無水メチルエンドメチレンテトラヒドロフタル酸、無水クロレンド酸、メチルテトラヒドロ無水フタル酸等の二塩基性酸無水物、無水トリメリット酸、無水ピロメリット酸、ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、ビフェニルエーテルテトラカルボン酸等の芳香族多価カルボン酸無水物、5−(2,5−ジオキソテトラヒドロフリル)−3−メチル−3−シクロヘキセン−1,2−ジカルボン酸無水物、エンドビシクロ−[2,2,1]−ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボン酸無水物のような多価カルボン酸無水物誘導体等が挙げられる。これらは単独で使用してもよいし、二種以上を併用してもよい。
このようにして得られるカルボキシル基を有するエポキシ(メタ)アクリレート化合物の分子量は特に制限されないが、好ましくは1000〜40000、より好ましくは2000〜5000である。
Acid anhydrides include maleic anhydride, succinic anhydride, itaconic anhydride, phthalic anhydride, tetrahydrophthalic anhydride, hexahydrophthalic anhydride, methylhexahydrophthalic anhydride, endomethylenetetrahydrophthalic anhydride, methylendo Dibasic acid anhydrides such as methylenetetrahydrophthalic acid, chlorendic anhydride, methyltetrahydrophthalic anhydride, trimellitic anhydride, pyromellitic anhydride, benzophenonetetracarboxylic dianhydride, biphenyltetracarboxylic dianhydride, biphenyl Aromatic polycarboxylic acid anhydrides such as ether tetracarboxylic acid, 5- (2,5-dioxotetrahydrofuryl) -3-methyl-3-cyclohexene-1,2-dicarboxylic acid anhydride, endobicyclo- [2 , 2,1] -Hept-5-ene-2,3-dica Polycarboxylic anhydride derivatives such as carbon anhydride, and the like. These may be used alone or in combination of two or more.
The molecular weight of the epoxy (meth) acrylate compound having a carboxyl group thus obtained is not particularly limited, but is preferably 1000 to 40000, more preferably 2000 to 5000.
本発明のカラーフィルタ用着色樹脂組成物において用いられるアルカリ可溶性樹脂は、1種単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよく、その含有量としては、着色樹脂組成物に含まれる色材100質量部に対して、通常、10〜1000質量部の範囲内、好ましくは20〜500質量部の範囲内である。アルカリ可溶性樹脂の含有量が少な過ぎると、充分なアルカリ現像性が得られない場合があり、また、アルカリ可溶性樹脂の含有量が多すぎると色材の割合が相対的に低くなって、充分な着色濃度が得られない場合がある。 The alkali-soluble resin used in the colored resin composition for a color filter of the present invention may be used alone or in combination of two or more thereof. It is usually in the range of 10 to 1000 parts by mass, preferably in the range of 20 to 500 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the coloring material contained. If the content of the alkali-soluble resin is too small, sufficient alkali developability may not be obtained, and if the content of the alkali-soluble resin is too large, the ratio of the coloring material is relatively low, which is sufficient. The coloring density may not be obtained.
(多官能モノマー)
本発明のカラーフィルタ用着色樹脂組成物において用いられる多官能モノマーは、後述する光開始剤によって重合可能なものであればよく、特に限定されず、通常、エチレン性不飽和二重結合を2つ以上有する化合物が用いられ、特にアクリロイル基又はメタクリロイル基を2つ以上有する、多官能(メタ)アクリレートであることが好ましい。
このような多官能(メタ)アクリレートとしては、従来公知のものの中から適宜選択して用いればよい。具体例としては、例えば、国際公開第2012/144521号パンフレットに記載のもの等が挙げられる。
(Polyfunctional monomer)
The polyfunctional monomer used in the colored resin composition for a color filter of the present invention is not particularly limited as long as it can be polymerized by a photoinitiator described later. Usually, two ethylenically unsaturated double bonds are present. A compound having the above is used, and it is particularly preferably a polyfunctional (meth) acrylate having two or more acryloyl groups or methacryloyl groups.
Such polyfunctional (meth) acrylate may be appropriately selected from conventionally known ones. Specific examples include those described in International Publication No. 2012/144521 pamphlet.
これらの多官能(メタ)アクリレートは1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。また、本発明の着色樹脂組成物に優れた光硬化性(高感度)が要求される場合には、多官能モノマーが、重合可能な二重結合を3つ(三官能)以上有するものであるものが好ましく、3価以上の多価アルコールのポリ(メタ)アクリレート類やそれらのジカルボン酸変性物が好ましく、具体的には、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレートのコハク酸変性物、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレートのコハク酸変性物、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート等が好ましい。
本発明のカラーフィルタ用着色樹脂組成物において用いられる上記多官能モノマーの含有量は、特に制限はないが、上記アルカリ可溶性樹脂100質量部に対して、通常5〜500質量部程度、好ましくは20〜300質量部の範囲である。多官能モノマーの含有量が上記範囲より少ないと十分に光硬化が進まず、露光部分が溶出する場合があり、また、多官能モノマーの含有量が上記範囲より多いとアルカリ現像性が低下するおそれがある。
These polyfunctional (meth) acrylates may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type. When the colored resin composition of the present invention requires excellent photocurability (high sensitivity), the polyfunctional monomer has three (trifunctional) or more polymerizable double bonds. Preferred are poly (meth) acrylates of trihydric or higher polyhydric alcohols and their modified dicarboxylic acids, specifically, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, pentaerythritol tri (meth) acrylate, Succinic acid modified product of pentaerythritol tri (meth) acrylate, pentaerythritol tetra (meth) acrylate, dipentaerythritol tetra (meth) acrylate, dipentaerythritol penta (meth) acrylate, succinic acid of dipentaerythritol penta (meth) acrylate Modified product, dipentaerythritol hexa Meth) acrylate are preferable.
Although there is no restriction | limiting in particular in content of the said polyfunctional monomer used in the colored resin composition for color filters of this invention, Usually, about 5-500 mass parts with respect to 100 mass parts of said alkali-soluble resin, Preferably it is 20. It is the range of -300 mass parts. If the content of the polyfunctional monomer is less than the above range, the photocuring may not sufficiently proceed and the exposed part may be eluted, and if the content of the polyfunctional monomer is more than the above range, the alkali developability may be deteriorated. There is.
(光開始剤)
本発明のカラーフィルタ用着色樹脂組成物において用いられる光開始剤としては、特に制限はなく、従来知られている各種光開始剤の中から、1種又は2種以上を組み合わせて用いることができる。具体例としては、例えば、国際公開第2012/144521号パンフレットに記載のもの等が挙げられる。
(Photoinitiator)
There is no restriction | limiting in particular as a photoinitiator used in the colored resin composition for color filters of this invention, From the various photoinitiators known conventionally, it can use 1 type or in combination of 2 or more types. . Specific examples include those described in International Publication No. 2012/144521 pamphlet.
本発明の着色樹脂組成物において用いられる光開始剤の含有量は、上記多官能モノマー100質量部に対して、通常0.01〜100質量部程度、好ましくは5〜60質量部である。この含有量が上記範囲より少ないと十分に重合反応を生じさせることができないため、着色層の硬度を十分なものとすることができない場合があり、一方上記範囲より多いと、着色樹脂組成物の固形分中の色材等の含有量が相対的に少なくなり、十分な着色濃度が得られない場合がある。 Content of the photoinitiator used in the colored resin composition of this invention is about 0.01-100 mass parts normally with respect to 100 mass parts of said polyfunctional monomers, Preferably it is 5-60 mass parts. If the content is less than the above range, the polymerization reaction cannot be sufficiently caused, so that the hardness of the colored layer may not be sufficient. In some cases, the content of the coloring material or the like in the solid content is relatively small, and a sufficient coloring density cannot be obtained.
<任意添加成分>
本発明の着色樹脂組成物には、本発明の目的が損なわれない範囲で、必要に応じて他の色材や各種添加剤を含むものであってもよい。
<Optional components>
The colored resin composition of the present invention may contain other color materials and various additives as required, as long as the object of the present invention is not impaired.
(他の色材)
色調の制御を目的として必要に応じて他の色材を配合してもよい。他の色材としては、例えば、従来公知の顔料や染料を目的に応じて選択することができ、1種又は2種以上用いることができる。
他の色材としては、中でも前記一般式(I−1)で表される2価以上のカチオンと2価以上のアニオンとを含む、国際公開第2012/144521号パンフレットに記載の色材を用いることが好ましい。
その他の色材の具体例としては、例えば、C.I.ピグメントバイオレット1、C.I.ピグメントバイオレット2、C.I.ピグメントバイオレット3、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32、C.I.ピグメントバイオレット36、C.I.ピグメントバイオレット38、C.I.ピグメントバイオレット39;C.I.ピグメントブルー1、C.I.ピグメントブルー15、C.I.ピグメントブルー15:3、C.I.ピグメントブルー15:4、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.ピグメントレッド81、C.I.ピグメントレッド82等の顔料や、アシッドレッド等の染料が挙げられる。
(Other color materials)
You may mix | blend another color material as needed for the purpose of control of a color tone. As the other colorant, for example, a conventionally known pigment or dye can be selected according to the purpose, and one or more kinds can be used.
As the other color material, the color material described in International Publication No. 2012/144521 pamphlet including a divalent or higher cation represented by the general formula (I-1) and a divalent or higher anion is used. It is preferable.
Specific examples of other color materials include C.I. I. Pigment violet 1, C.I. I. Pigment violet 2, C.I. I. Pigment violet 3, C.I. I. Pigment violet 19, C.I. I. Pigment violet 23, C.I. I. Pigment violet 29, C.I. I. Pigment violet 32, C.I. I. Pigment violet 36, C.I. I. Pigment violet 38, C.I. I. Pigment violet 39; I. Pigment blue 1, C.I. I. Pigment blue 15, C.I. I. Pigment blue 15: 3, C.I. I. Pigment blue 15: 4, C.I. I. Pigment blue 15: 6, C.I. I. Pigment blue 60, C.I. I. Pigment red 81, C.I. I. And pigments such as CI Pigment Red 82 and dyes such as Acid Red.
他の色材を用いる場合、その配合量は、本発明の効果が損なわれない範囲であれば特に限定されない。他の色材として、前記一般式(I−1)で表される2価以上のカチオンと2価以上のアニオンを含む国際公開第2012/144521号パンフレットに記載の色材を用いる場合には、(A)色材全量100質量部に対して、前記一般式(I−1)で表される2価以上のカチオンと2価以上のアニオンを含む色材が85質量部以下であることが好ましく、60質量部以下であることがより好ましい。
その他の色材の配合量としては、(A)色材全量100質量部に対して、その他の色材が40質量部以下であることが好ましく、20質量部以下であることがより好ましい。
この範囲内であれば、前記一般式(I)で表される色材の有する高透過率の特性や、耐熱性や耐光性の特性を損なうことなく、色調の制御が可能となるからである。
When other color materials are used, the blending amount is not particularly limited as long as the effect of the present invention is not impaired. When using the color material described in International Publication No. 2012/144521 pamphlet containing a divalent or higher cation represented by the general formula (I-1) and a divalent or higher anion as the other colorant, (A) It is preferable that the color material containing the bivalent or more cation represented by the general formula (I-1) and the divalent or more anion is 85 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the total color material. More preferably, it is 60 parts by mass or less.
The blending amount of the other color material is preferably 40 parts by mass or less, more preferably 20 parts by mass or less, with respect to (A) 100 parts by mass of the total color material.
Within this range, the color tone can be controlled without impairing the high transmittance characteristics, heat resistance, and light resistance characteristics of the color material represented by the general formula (I). .
(酸化防止剤)
本発明の着色樹脂組成物は、更に酸化防止剤を含有することが、耐熱性及び耐光性の点から好ましい。酸化防止剤は従来公知のものの中から適宜選択すればよい。酸化防止剤の具体例としては、例えば、ヒンダードフェノール系酸化防止剤、アミン系酸化防止剤、リン系酸化防止剤、硫黄系酸化防止剤、ヒドラジン系酸化防止剤等が挙げられ、耐熱性の点から、ヒンダードフェノール系酸化防止剤を用いることが好ましい。
ヒンダードフェノール系酸化防止剤とは、少なくとも1つのフェノール構造を含有し、当該フェノール構造の水酸基の2位と6位の少なくとも1つに炭素原子数4以上の置換基(以下、“当該炭素原子数4以上の置換基”を「ヒンダード基」という場合がある)が置換されている構造(以下、「ヒンダードフェノール構造」という場合がある)を有する酸化防止剤を意味する。
(Antioxidant)
The colored resin composition of the present invention preferably further contains an antioxidant from the viewpoint of heat resistance and light resistance. The antioxidant may be appropriately selected from conventionally known antioxidants. Specific examples of antioxidants include, for example, hindered phenol antioxidants, amine antioxidants, phosphorus antioxidants, sulfur antioxidants, hydrazine antioxidants, and the like. From the viewpoint, it is preferable to use a hindered phenol-based antioxidant.
The hindered phenol-based antioxidant contains at least one phenol structure, and has a substituent having 4 or more carbon atoms (hereinafter, “the carbon atom” in at least one of the 2-position and the 6-position of the hydroxyl group of the phenol structure). It means an antioxidant having a structure (hereinafter, sometimes referred to as “hindered phenol structure”) in which “substituent of 4 or more” is sometimes referred to as “hindered group”.
ヒンダードフェノール系酸化防止剤は、塗膜形成後の高温加熱下において、酸化の初期段階でパーオキシラジカルを捕捉し、そのパーオキシラジカルに水素を供与し、活性の高いパーオキシラジカルをやや安定なハイドロパーオキサイドとし、樹脂の劣化や染料骨格の退色を促進するパーオキシラジカル量を低減する効果が高いと推定される。 Hindered phenolic antioxidants capture peroxy radicals at the initial stage of oxidation under high-temperature heating after the coating is formed, donate hydrogen to the peroxy radicals, and slightly stabilize the highly active peroxy radicals. It is presumed that the effect of reducing the amount of peroxy radicals that promotes deterioration of the resin and fading of the dye skeleton is high.
当該ヒンダード基としては、例えば、炭素原子数4以上のアルキル基、全体として炭素原子数4以上となるような置換基を有するアルキル基等が挙げられる。具体的には、t−ブチル基、t−ペンチル基、t−ヘキシル基等の3級アルキル基;sec−ブチル基、sec−ペンチル基等の2級アルキル基;i−ブチル基、i−ペンチル基等の分枝1級アルキル基;シクロヘキシル基、シクロペンチル基等のシクロアルキル基;全体として炭素原子数4以上となるようにアルキルチオ基が置換されたアルキル基等が挙げられる。これらの中では、フェノール性水酸基とラジカルとの反応性とフェノキシラジカルの安定性とのバランスから、3級アルキル基がより好ましく、t−ブチル基が特に好ましい。 Examples of the hindered group include an alkyl group having 4 or more carbon atoms and an alkyl group having a substituent having 4 or more carbon atoms as a whole. Specifically, tertiary alkyl groups such as t-butyl group, t-pentyl group and t-hexyl group; secondary alkyl groups such as sec-butyl group and sec-pentyl group; i-butyl group and i-pentyl A branched primary alkyl group such as a group; a cycloalkyl group such as a cyclohexyl group or a cyclopentyl group; an alkyl group substituted with an alkylthio group so as to have 4 or more carbon atoms as a whole. Among these, a tertiary alkyl group is more preferable, and a t-butyl group is particularly preferable from the balance between the reactivity of the phenolic hydroxyl group and the radical and the stability of the phenoxy radical.
また、中でも、フェノール構造の水酸基の2位と6位の両方に炭素原子数4以上の置換基が置換されている構造を有するヒンダードフェノール系酸化防止剤が、色材の加熱による退色の抑制効果が高い点から好ましい。
また、中でも、ヒンダードフェノール構造を1分子中に2個以上有するヒンダードフェノール系酸化防止剤が、色材の加熱による退色の抑制効果が高い点から好ましい。
In particular, a hindered phenol antioxidant having a structure in which a substituent having 4 or more carbon atoms is substituted on both the 2-position and 6-position of the hydroxyl group of the phenol structure suppresses fading due to heating of the coloring material. It is preferable because of its high effect.
Among them, a hindered phenol antioxidant having two or more hindered phenol structures in one molecule is preferable because it has a high effect of suppressing fading due to heating of the coloring material.
また、本発明においてはヒンダードフェノール系酸化防止剤の中でも、芳香族含窒素複素環を含むことが、色材の加熱による退色の抑制効果が高い点から好ましい。芳香族含窒素複素環を含む場合には、ヒンダードフェノール構造が1分子中に1個の場合であっても、色材の加熱による退色の抑制効果が高い。これは、芳香族含窒素複素環を含むヒンダードフェノール系酸化防止剤は、樹脂との相溶性が比較的悪く、また、色材の色素骨格と類似した骨格であることから、色材周辺に局在化し易くなっているためだと推定される。芳香族含窒素複素環としては、例えばトリアジン環、イミダゾール環、ベンゾイミダゾール環等が挙げられ、中でもトリアジン環が好適に用いられる。 In the present invention, among the hindered phenol antioxidants, it is preferable that an aromatic nitrogen-containing heterocyclic ring is contained from the viewpoint of high effect of suppressing fading due to heating of the coloring material. In the case of containing an aromatic nitrogen-containing heterocycle, even if the number of hindered phenol structures is one per molecule, the effect of suppressing fading due to heating of the coloring material is high. This is because hindered phenolic antioxidants containing aromatic nitrogen-containing heterocycles are relatively poorly compatible with resins and have a skeleton similar to the dye skeleton of the colorant. It is presumed that it is easy to localize. Examples of the aromatic nitrogen-containing heterocycle include a triazine ring, an imidazole ring, a benzimidazole ring, and the like. Among these, a triazine ring is preferably used.
本発明に用いられるヒンダードフェノール系酸化防止剤の質量平均分子量Mwは、通常90〜3000、好ましくは150〜2000、更に好ましくは250〜1300である。 The mass average molecular weight Mw of the hindered phenol antioxidant used in the present invention is usually 90 to 3000, preferably 150 to 2000, and more preferably 250 to 1300.
本発明に含まれるヒンダードフェノール系酸化防止剤としては、例えば、ペンタエリトリトールテトラキス[3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオナート](商品名:イルガノックス1010、BASF製)、1,3,5−トリス(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)イソシアヌレート(商品名:イルガノックス3114、BASF製)、2,4,6−トリス(4−ヒドロキシ−3,5−ジ−tert−ブチルベンジル)メシチレン(商品名:イルガノックス1330、BASF製)、6−(4−ヒドロキシ−3,5−ジ−tert−ブチルアニリノ)−2,4−ビス(オクチルチオ)−1,3,5−トリアジン(商品名:イルガノックス565、BASF製)、2,2’−チオジエチルビス[3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオナート](商品名:イルガノックス1035、BASF製)、1,2−ビス[3−(4−ヒドロキシ−3,5−ジ−tert−ブチルフェニル)プロピオニル]ヒドラジン(商品名:イルガノックスMD1024、BASF製)、3−(4−ヒドロキシ−3,5−ジイソプロピルフェニル)プロピオン酸オクチル(商品名:イルガノックス1135、BASF製)、4,6−ビス(オクチルチオメチル)−o−クレゾール(商品名:イルガノックス1520L、BASF製)、N,N’−ヘキサメチレンビス[3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロパンアミド](商品名:イルガノックス1098、BASF製)、1,6−ヘキサンジオールビス[3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオナート](商品名:イルガノックス259、BASF製)、1−ジメチル−2−[(3−t−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)プロピオニルオキシ]エチル]2,4,8,10−テトラオキサスピロ[5.5]ウンデカン(商品名:ADK STAB AO−80、アデカ製)、ビス(3−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルベンゼンプロピオン酸)エチレンビス(オキシエチレン)(商品名:イルガノックス245、BASF製)、1,3,5−トリス[[4−(1,1−ジメチルエチル)−3−ヒドロキシ−2,6−ジメチルフェニル]メチル]−1,3,5−トリアジン−2,4,6(1H,3H,5H)−トリオン(商品名:イルガノックス1790、BASF製)、2,2’−メチレンビス(6−tert−ブチル−4−メチルフェノール)(商品名:スミライザーMDP−S、住友化学製)、6,6’−チオビス(2−tert−ブチル−4−メチルフェノール)(商品名:イルガノックス1081、BASF製)、3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシベンジルホスホン酸ジエチル(商品名:イルガモド195、BASF製)、アクリル酸2−tert−ブチル−4−メチル−6−(2−ヒドロキシ−3−tert−ブチル−5−メチルベンジル)フェニル(商品名:スミライザーGM、住友化学製)、4,4’−チオビス(6−tert−ブチル−m−クレゾール) (商品名:スミライザーWX−R、住友化学製)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。 Examples of the hindered phenol antioxidant contained in the present invention include pentaerythritol tetrakis [3- (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate] (trade name: Irganox 1010, BASF). 1,3,5-tris (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzyl) isocyanurate (trade name: Irganox 3114, manufactured by BASF), 2,4,6-tris (4- Hydroxy-3,5-di-tert-butylbenzyl) mesitylene (trade name: Irganox 1330, manufactured by BASF), 6- (4-hydroxy-3,5-di-tert-butylanilino) -2,4-bis ( Octylthio) -1,3,5-triazine (trade name: Irganox 565, manufactured by BASF), 2,2′-thio Ethyl bis [3- (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate] (trade name: Irganox 1035, manufactured by BASF), 1,2-bis [3- (4-hydroxy-3,5 -Di-tert-butylphenyl) propionyl] hydrazine (trade name: Irganox MD1024, manufactured by BASF), octyl 3- (4-hydroxy-3,5-diisopropylphenyl) propionate (trade name: Irganox 1135, manufactured by BASF) ), 4,6-bis (octylthiomethyl) -o-cresol (trade name: Irganox 1520L, manufactured by BASF), N, N′-hexamethylenebis [3- (3,5-di-tert-butyl- 4-hydroxyphenyl) propanamide] (trade name: Irganox 1098, manufactured by BASF), 1 6-hexanediol bis [3- (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate] (trade name: Irganox 259, manufactured by BASF), 1-dimethyl-2-[(3-t- (Butyl-4-hydroxy-5-methylphenyl) propionyloxy] ethyl] 2,4,8,10-tetraoxaspiro [5.5] undecane (trade name: ADK STAB AO-80, manufactured by Adeka), bis (3 -Tert-butyl-4-hydroxy-5-methylbenzenepropionic acid) ethylenebis (oxyethylene) (trade name: Irganox 245, manufactured by BASF), 1,3,5-tris [[4- (1,1- Dimethylethyl) -3-hydroxy-2,6-dimethylphenyl] methyl] -1,3,5-triazine-2,4,6 (1H, 3H, 5 ) -Trione (trade name: Irganox 1790, manufactured by BASF), 2,2′-methylenebis (6-tert-butyl-4-methylphenol) (trade name: Sumilyzer MDP-S, manufactured by Sumitomo Chemical), 6, 6 '-Thiobis (2-tert-butyl-4-methylphenol) (trade name: Irganox 1081, manufactured by BASF), diethyl 3,5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzylphosphonate (trade name: Irgamod 195) , Manufactured by BASF), 2-tert-butyl-4-methyl-6- (2-hydroxy-3-tert-butyl-5-methylbenzyl) phenyl acrylate (trade name: Sumilizer GM, manufactured by Sumitomo Chemical), 4, 4'-thiobis (6-tert-butyl-m-cresol) (trade name: Sumilizer WX-R, manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.) It is below. In addition, oligomer-type and polymer-type compounds having a hindered phenol structure can also be used.
酸化防止剤を用いる場合、その配合量は、本発明の効果が損なわれない範囲であれば特に限定されない。酸化防止剤の配合量としては、着色樹脂組成物中の全固形分100質量部に対して、酸化防止剤が0.1〜5.0質量部であることが好ましく、0.5〜4.0質量部であることがより好ましい。上記下限値以上であれば、耐熱性に優れている。一方、上記上限値以下であれば、本発明の着色樹脂組成物を高感度の感光性樹脂組成物とすることができる。 When using antioxidant, the compounding quantity will not be specifically limited if it is a range by which the effect of this invention is not impaired. As a compounding quantity of antioxidant, it is preferable that antioxidant is 0.1-5.0 mass parts with respect to 100 mass parts of total solids in a colored resin composition, 0.5-4. More preferably, it is 0 parts by mass. If it is more than the said lower limit, it is excellent in heat resistance. On the other hand, if it is below the said upper limit, the colored resin composition of this invention can be made into a highly sensitive photosensitive resin composition.
(その他の添加剤)
更に、その他の添加剤としては、上記酸化防止剤の他、例えば、重合停止剤、連鎖移動剤、レベリング剤、可塑剤、界面活性剤、消泡剤、シランカップリング剤、紫外線吸収剤、密着促進剤等などが挙げられる。
界面活性剤及び可塑剤の具体例としては、例えば、国際公開第2012/144521号パンフレットに記載のものが挙げられる。
(Other additives)
In addition to the above antioxidants, other additives include, for example, polymerization terminators, chain transfer agents, leveling agents, plasticizers, surfactants, antifoaming agents, silane coupling agents, UV absorbers, and adhesion. Examples include accelerators.
Specific examples of the surfactant and the plasticizer include those described in International Publication No. 2012/144521 pamphlet.
<着色樹脂組成物における各成分の配合割合>
(A)色材の合計の含有量は、着色樹脂組成物の固形分全量に対して、3〜65質量%、より好ましくは4〜55質量%の割合で配合することが好ましい。上記下限値以上であれば、着色樹脂組成物を所定の膜厚(通常は1.0〜5.0μm)に塗布した際の着色層が充分な色濃度を有する。また、上記上限値以下であれば、分散性及び分散安定性に優れると共に、充分な硬度や、基板との密着性を有する着色層を得ることができる。尚、本発明において固形分は、上述した溶剤以外のもの全てであり、液状の多官能モノマー等も含まれる。
また、(B)分散剤の含有量としては、(A)色材を均一に分散することができるものであれば特に限定されるものではないが、例えば、着色樹脂組成物の固形分全量に対して3〜40質量%用いることができる。更に、着色樹脂組成物の固形分全量に対して5〜35質量%の割合で配合するのが好ましく、特に5〜25質量%の割合で配合するのが好ましい。上記下限値以上であれば、(A)色材の分散性及び分散安定性に優れ、保存安定性に優れている。また、上記上限値以下であれば、現像性が良好なものとなる。
(D)バインダー成分は、これらの合計量が、着色樹脂組成物の固形分全量に対して10〜92質量%、好ましくは15〜87質量%の割合で配合するのが好ましい。上記下限値以上であれば、充分な硬度や、基板との密着性を有する着色層を得ることができる。また上記上限値以下であれば、現像性に優れたり、熱収縮による微小なシワの発生も抑制される。
また、(C)溶剤の含有量は、着色層を精度良く形成することができる範囲で適宜設定すればよい。該溶剤を含む上記着色樹脂組成物の全量に対して、通常、55〜95質量%の範囲内であることが好ましく、中でも、65〜88質量%の範囲内であることがより好ましい。上記溶剤の含有量が、上記範囲内であることにより、塗布性に優れたものとすることができる。
<Combination ratio of each component in the colored resin composition>
(A) It is preferable to mix | blend the total content of a coloring material in the ratio of 3-65 mass% with respect to solid content whole quantity of a colored resin composition, More preferably, it is 4-55 mass%. If it is more than the said lower limit, the colored layer at the time of apply | coating the colored resin composition to predetermined | prescribed film thickness (usually 1.0-5.0 micrometers) has sufficient color density. Moreover, if it is below the said upper limit, while being excellent in the dispersibility and dispersion stability, the colored layer which has sufficient hardness and adhesiveness with a board | substrate can be obtained. In the present invention, the solid content is everything except the above-mentioned solvent, and includes a liquid polyfunctional monomer.
Further, the content of the (B) dispersant is not particularly limited as long as it can uniformly disperse the color material (A). For example, the content of the solid content of the colored resin composition is not limited. In contrast, 3 to 40% by mass can be used. Furthermore, it is preferable to mix | blend in the ratio of 5-35 mass% with respect to the solid content whole quantity of a coloring resin composition, and it is preferable to mix | blend especially in the ratio of 5-25 mass%. If it is more than the said lower limit, (A) It is excellent in the dispersibility and dispersion stability of a coloring material, and is excellent in storage stability. Moreover, if it is below the said upper limit, developability will become favorable.
(D) It is preferable that the total amount of the binder component is 10 to 92% by mass, preferably 15 to 87% by mass, based on the total solid content of the colored resin composition. If it is more than the said lower limit, the colored layer which has sufficient hardness and adhesiveness with a board | substrate can be obtained. Moreover, if it is below the said upper limit, it is excellent in developability and generation | occurrence | production of the fine wrinkles by heat shrink is also suppressed.
Moreover, what is necessary is just to set suitably content of (C) solvent in the range which can form a colored layer accurately. Usually, it is preferably within a range of 55 to 95% by mass, more preferably within a range of 65 to 88% by mass, based on the total amount of the colored resin composition containing the solvent. When the content of the solvent is within the above range, the coating property can be excellent.
<カラーフィルタ用着色樹脂組成物の製造方法>
本発明のカラーフィルタ用着色樹脂組成物の製造方法は、(A)色材と、(B)分散剤と、(C)溶剤と、(D)バインダー成分と所望により用いられる各種添加成分とを含有し、(A)色材が(B)分散剤より(C)溶剤中に均一に分散させ得る方法であればよく、特に制限されず、公知の混合手段を用いて混合することにより、調製することができる。
当該樹脂組成物の調製方法としては、例えば、(1)前記本発明に係る色材分散液に、(D)バインダー成分と所望により用いられる各種添加成分を混合する方法;(2)(C)溶剤中に、(A)色材と、(B)分散剤と、(D)バインダー成分と、所望により用いられる各種添加成分とを同時に投入し、混合する方法;(3)(C)溶剤中に、(B)分散剤と、(D)バインダー成分と、所望により用いられる各種添加成分とを添加し、混合したのち、(A)色材を加えて混合する方法;などを挙げることができる。
これらの方法の中で、上記(1)の方法が、色材の凝集を効果的に防ぎ、均一に分散させ得る点から好ましい。
<Method for producing colored resin composition for color filter>
The method for producing a colored resin composition for a color filter according to the present invention comprises (A) a color material, (B) a dispersant, (C) a solvent, (D) a binder component, and various additive components used as desired. It is not particularly limited as long as it is a method in which (A) the color material can be uniformly dispersed in the (C) solvent from the (B) dispersant, and is prepared by mixing using a known mixing means can do.
Examples of the method for preparing the resin composition include (1) a method of mixing (D) the binder component and various additive components used as desired in the colorant dispersion according to the present invention; (2) (C). A method in which (A) a color material, (B) a dispersing agent, (D) a binder component, and various additive components used as desired are simultaneously added and mixed in a solvent; (3) (C) in a solvent And (B) a dispersing agent, (D) a binder component, and various additive components used as desired, and after mixing, (A) a method of adding and mixing a coloring material; .
Among these methods, the method (1) is preferable because it can effectively prevent aggregation of the coloring material and can be uniformly dispersed.
[カラーフィルタ]
本発明に係るカラーフィルタは、透明基板と、当該透明基板上に設けられた着色層とを少なくとも備えるカラーフィルタであって、当該着色層の少なくとも1つが、前記本発明に係る着色樹脂組成物を硬化させて形成されてなる着色層を有する。
[Color filter]
The color filter according to the present invention is a color filter comprising at least a transparent substrate and a colored layer provided on the transparent substrate, wherein at least one of the colored layers comprises the colored resin composition according to the present invention. It has a colored layer formed by curing.
このような本発明に係るカラーフィルタについて、図を参照しながら説明する。図1は、本発明のカラーフィルタの一例を示す概略断面図である。図1によれば、本発明のカラーフィルタ10は、透明基板1と、遮光部2と、着色層3とを有している。 Such a color filter according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic sectional view showing an example of the color filter of the present invention. According to FIG. 1, the color filter 10 of the present invention has a transparent substrate 1, a light shielding part 2, and a colored layer 3.
(着色層)
本発明のカラーフィルタに用いられる着色層は、少なくとも1つが、前記本発明に係るカラーフィルタ用着色樹脂組成物を硬化させて形成されてなる着色層である。
着色層は、通常、後述する透明基板上の遮光部の開口部に形成され、通常3色以上の着色パターンから構成される。
また、当該着色層の配列としては、特に限定されず、例えば、ストライプ型、モザイク型、トライアングル型、4画素配置型等の一般的な配列とすることができる。また、着色層の幅、面積等は任意に設定することができる。
当該着色層の厚みは、塗布方法、着色樹脂組成物の固形分濃度や粘度等を調整することにより、適宜制御されるが、通常、1〜5μmの範囲であることが好ましい。
(Colored layer)
At least one of the colored layers used in the color filter of the present invention is a colored layer formed by curing the colored resin composition for a color filter according to the present invention.
The colored layer is usually formed in an opening of a light shielding part on a transparent substrate, which will be described later, and is usually composed of three or more colored patterns.
In addition, the arrangement of the colored layers is not particularly limited, and for example, a general arrangement such as a stripe type, a mosaic type, a triangle type, or a four-pixel arrangement type can be used. Moreover, the width | variety, area, etc. of a colored layer can be set arbitrarily.
The thickness of the colored layer is appropriately controlled by adjusting the coating method, solid content concentration, viscosity, and the like of the colored resin composition, but it is usually preferably in the range of 1 to 5 μm.
当該着色層は、例えば、着色樹脂組成物が感光性樹脂組成物の場合、下記の方法により形成することができる。
まず、前述した本発明のカラーフィルタ用着色樹脂組成物を、スプレーコート法、ディップコート法、バーコート法、コールコート法、スピンコート法などの塗布手段を用いて後述する透明基板上に塗布して、ウェット塗膜を形成させる。
次いで、ホットプレートやオーブンなどを用いて、該ウェット塗膜を乾燥させたのち、これに、所定のパターンのマスクを介して露光し、アルカリ可溶性樹脂及び多官能モノマー等を光重合反応させて、感光性の塗膜とする。露光に使用される光源としては、例えば低圧水銀灯、高圧水銀灯、メタルハライドランプなどの紫外線、電子線等が挙げられる。露光量は、使用する光源や塗膜の厚みなどによって適宜調整される。
また、露光後に重合反応を促進させるために、加熱処理を行ってもよい。加熱条件は、使用する着色樹脂組成物中の各成分の配合割合や、塗膜の厚み等によって適宜選択される。
For example, when the colored resin composition is a photosensitive resin composition, the colored layer can be formed by the following method.
First, the above-described colored resin composition for a color filter of the present invention is applied onto a transparent substrate described later using an application means such as a spray coating method, a dip coating method, a bar coating method, a coal coating method, or a spin coating method. To form a wet paint film.
Next, after drying the wet coating film using a hot plate or oven, it is exposed to light through a mask having a predetermined pattern, and an alkali-soluble resin and a polyfunctional monomer are photopolymerized. A photosensitive coating film is used. Examples of the light source used for exposure include ultraviolet rays such as a low-pressure mercury lamp, a high-pressure mercury lamp, and a metal halide lamp, and an electron beam. The exposure amount is appropriately adjusted depending on the light source used, the thickness of the coating film, and the like.
Moreover, in order to promote a polymerization reaction after exposure, you may heat-process. The heating conditions are appropriately selected depending on the blending ratio of each component in the colored resin composition to be used, the thickness of the coating film, and the like.
次に、現像液を用いて現像処理し、未露光部分を溶解、除去することにより、所望のパターンで塗膜が形成される。現像液としては、通常、水や水溶性溶剤にアルカリを溶解させた溶液が用いられる。このアルカリ溶液には、界面活性剤などを適量添加してもよい。また、現像方法は一般的な方法を採用することができる。
現像処理後は、通常、現像液の洗浄、着色樹脂組成物の硬化塗膜の乾燥が行われ、着色層が形成される。なお、現像処理後に、塗膜を十分に硬化させるために加熱処理を行ってもよい。加熱条件としては特に限定はなく、塗膜の用途に応じて適宜選択される。
Next, it develops using a developing solution, a coating film is formed with a desired pattern by melt | dissolving and removing an unexposed part. As the developer, a solution in which an alkali is dissolved in water or a water-soluble solvent is usually used. An appropriate amount of a surfactant or the like may be added to the alkaline solution. Further, a general method can be adopted as the developing method.
After the development treatment, the developer is usually washed and the cured coating film of the colored resin composition is dried to form a colored layer. In addition, you may heat-process in order to fully harden a coating film after image development processing. The heating conditions are not particularly limited and are appropriately selected depending on the application of the coating film.
(遮光部)
本発明のカラーフィルタにおける遮光部は、後述する透明基板上にパターン状に形成されるものであって、一般的なカラーフィルタに遮光部として用いられるものと同様とすることができる。
当該遮光部のパターン形状としては、特に限定されず、例えば、ストライプ状、マトリクス状等の形状が挙げられる。この遮光部としては、例えば、黒色顔料をバインダー樹脂中に分散又は溶解させたものや、クロム、酸化クロム等の金属薄膜等が挙げられる。この金属薄膜は、CrOx膜(xは任意の数)及びCr膜が2層積層されたものであってもよく、また、より反射率を低減させたCrOx膜(xは任意の数)、CrNy膜(yは任意の数)及びCr膜が3層積層されたものであってもよい。
当該遮光部が黒色色材をバインダー樹脂中に分散又は溶解させたものである場合、この遮光部の形成方法としては、遮光部をパターニングすることができる方法であればよく、特に限定されず、例えば、遮光部用着色樹脂組成物を用いたフォトリソグラフィー法、印刷法、インクジェット法等を挙げることができる。
(Shading part)
The light shielding part in the color filter of the present invention is formed in a pattern on a transparent substrate described later, and can be the same as that used as a light shielding part in a general color filter.
The pattern shape of the light shielding portion is not particularly limited, and examples thereof include a stripe shape and a matrix shape. Examples of the light-shielding portion include those obtained by dispersing or dissolving a black pigment in a binder resin, and metal thin films such as chromium and chromium oxide. The metal thin film may be a CrO x film (x is an arbitrary number) and a laminate of two Cr films, and a CrO x film (x is an arbitrary number) with a reduced reflectance. , CrN y film (y is an arbitrary number) and three layers of Cr film may be laminated.
When the light shielding part is a material in which a black color material is dispersed or dissolved in a binder resin, the light shielding part can be formed by any method that can pattern the light shielding part, and is not particularly limited. For example, a photolithography method, a printing method, an ink jet method and the like using the colored resin composition for the light shielding part can be exemplified.
遮光部の膜厚としては、金属薄膜の場合は0.2〜0.4μm程度で設定され、黒色色材をバインダー樹脂中に分散又は溶解させたものである場合は0.5〜2μm程度で設定される。 The thickness of the light shielding part is set to about 0.2 to 0.4 μm in the case of a metal thin film, and about 0.5 to 2 μm in the case where a black color material is dispersed or dissolved in a binder resin. Is set.
(透明基板)
本発明のカラーフィルタにおける透明基板としては、可視光に対して透明な基材であればよく、特に限定されず、一般的なカラーフィルタに用いられる透明基板を使用することができる。具体的には、石英ガラス、無アルカリガラス、合成石英板等の可撓性のない透明なリジッド材、あるいは、透明樹脂フィルム、光学用樹脂板、フレキシブルガラス等の可撓性やフレキシブル性を有する透明なフレキシブル材が挙げられる。
当該透明基板の厚みは、特に限定されるものではないが、本発明のカラーフィルタの用途に応じて、例えば100μm〜1mm程度のものを使用することができる。
なお、本発明のカラーフィルタは、上記透明基板、遮光部及び着色層以外にも、例えば、オーバーコート層や透明電極層、さらには配向膜や柱状スペーサ等が形成されたものであってもよい。
(Transparent substrate)
The transparent substrate in the color filter of the present invention is not particularly limited as long as it is a base material transparent to visible light, and a transparent substrate used for a general color filter can be used. Specifically, a transparent rigid material having no flexibility such as quartz glass, alkali-free glass, or synthetic quartz plate, or a flexible or flexible resin such as a transparent resin film, an optical resin plate, or flexible glass. A transparent flexible material is mentioned.
Although the thickness of the said transparent substrate is not specifically limited, According to the use of the color filter of this invention, the thing of about 100 micrometers-1 mm can be used, for example.
The color filter of the present invention may be one in which, for example, an overcoat layer, a transparent electrode layer, an alignment film, a columnar spacer, or the like is formed in addition to the transparent substrate, the light shielding portion, and the colored layer. .
[液晶表示装置]
本発明の液晶表示装置は、前述した本発明に係るカラーフィルタと、対向基板と、前記カラーフィルタと前記対向基板との間に形成された液晶層とを有することを特徴とする。
このような本発明の液晶表示装置について、図を参照しながら説明する。図2は、本発明の液晶表示装置の一例を示す概略図である。図2に例示するように本発明の液晶表示装置40は、カラーフィルタ10と、TFTアレイ基板等を有する対向基板20と、上記カラーフィルタ10と上記対向基板20との間に形成された液晶層30とを有している。
なお、本発明の液晶表示装置は、この図2に示される構成に限定されるものではなく、一般的にカラーフィルタが用いられた液晶表示装置として公知の構成とすることができる。
[Liquid Crystal Display]
The liquid crystal display device of the present invention includes the color filter according to the present invention described above, a counter substrate, and a liquid crystal layer formed between the color filter and the counter substrate.
Such a liquid crystal display device of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 2 is a schematic view showing an example of the liquid crystal display device of the present invention. As illustrated in FIG. 2, the liquid crystal display device 40 of the present invention includes a color filter 10, a counter substrate 20 having a TFT array substrate and the like, and a liquid crystal layer formed between the color filter 10 and the counter substrate 20. 30.
Note that the liquid crystal display device of the present invention is not limited to the configuration shown in FIG. 2, but can be a configuration generally known as a liquid crystal display device using a color filter.
本発明の液晶表示装置の駆動方式としては、特に限定はなく一般的に液晶表示装置に用いられている駆動方式を採用することができる。このような駆動方式としては、例えば、TN方式、IPS方式、OCB方式、及びMVA方式等を挙げることができる。本発明においてはこれらのいずれの方式であっても好適に用いることができる。
また、対向基板としては、本発明の液晶表示装置の駆動方式等に応じて適宜選択して用いることができる。
さらに、液晶層を構成する液晶としては、本発明の液晶表示装置の駆動方式等に応じて、誘電異方性の異なる各種液晶、及びこれらの混合物を用いることができる。
The driving method of the liquid crystal display device of the present invention is not particularly limited, and a driving method generally used for a liquid crystal display device can be employed. Examples of such a driving method include a TN method, an IPS method, an OCB method, and an MVA method. In the present invention, any of these methods can be preferably used.
Further, the counter substrate can be appropriately selected and used according to the driving method of the liquid crystal display device of the present invention.
Furthermore, as the liquid crystal constituting the liquid crystal layer, various liquid crystals having different dielectric anisotropy and mixtures thereof can be used according to the driving method of the liquid crystal display device of the present invention.
液晶層の形成方法としては、一般に液晶セルの作製方法として用いられる方法を使用することができ、例えば、真空注入方式や液晶滴下方式等が挙げられる。
真空注入方式では、例えば、あらかじめカラーフィルタ及び対向基板を用いて液晶セルを作製し、液晶を加温することにより等方性液体とし、キャピラリー効果を利用して液晶セルに液晶を等方性液体の状態で注入し、接着剤で封止することにより液晶層を形成することができる。その後、液晶セルを常温まで徐冷することにより、封入された液晶を配向させることができる。
また液晶滴下方式では、例えば、カラーフィルタの周縁にシール剤を塗布し、このカラーフィルタを液晶が等方相になる温度まで加熱し、ディスペンサー等を用いて液晶を等方性液体の状態で滴下し、カラーフィルタ及び対向基板を減圧下で重ね合わせ、シール剤を介して接着させることにより、液晶層を形成することができる。その後、液晶セルを常温まで徐冷することにより、封入された液晶を配向させることができる。
As a method for forming the liquid crystal layer, a method generally used as a method for manufacturing a liquid crystal cell can be used, and examples thereof include a vacuum injection method and a liquid crystal dropping method.
In the vacuum injection method, for example, a liquid crystal cell is prepared in advance using a color filter and a counter substrate, and the liquid crystal is heated to obtain an isotropic liquid, and the liquid crystal is applied to the liquid crystal cell using the capillary effect. The liquid crystal layer can be formed by injecting in this state and sealing with an adhesive. Thereafter, the sealed liquid crystal can be aligned by slowly cooling the liquid crystal cell to room temperature.
In the liquid crystal dropping method, for example, a sealant is applied to the periphery of the color filter, the color filter is heated to a temperature at which the liquid crystal becomes isotropic, and the liquid crystal is dropped in an isotropic liquid state using a dispenser or the like. In addition, the liquid crystal layer can be formed by overlapping the color filter and the counter substrate under reduced pressure and bonding them with a sealant. Thereafter, the sealed liquid crystal can be aligned by slowly cooling the liquid crystal cell to room temperature.
[有機発光表示装置]
本発明に係る有機発光表示装置は、前述した本発明に係るカラーフィルタと、有機発光体とを有することを特徴とする。
このような本発明の有機発光表示装置について、図を参照しながら説明する。図3は、本発明の有機発光表示装置の一例を示す概略図である。図3に例示するように本発明の有機発光表示装置100は、カラーフィルタ10と、有機発光体80とを有している。カラーフィルタ10と、有機発光体80との間に、有機保護層50や無機酸化膜60を有していても良い。
[Organic light emitting display]
An organic light emitting display device according to the present invention includes the above-described color filter according to the present invention and an organic light emitter.
Such an organic light emitting display device of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 3 is a schematic view illustrating an example of the organic light emitting display device of the present invention. As illustrated in FIG. 3, the organic light emitting display device 100 of the present invention includes a color filter 10 and an organic light emitter 80. An organic protective layer 50 and an inorganic oxide film 60 may be provided between the color filter 10 and the organic light emitter 80.
有機発光体80の積層方法としては、例えば、カラーフィルタ上面へ透明陽極71、正孔注入層72、正孔輸送層73、発光層74、電子注入層75、および陰極76を逐次形成していく方法や、別基板上へ形成した有機発光体80を無機酸化膜60上に貼り合わせる方法などが挙げられる。有機発光体80における、透明陽極71、正孔注入層72、正孔輸送層73、発光層74、電子注入層75、および陰極76、その他の構成は、公知のものを適宜用いることができる。このようにして作製された有機発光表示装置100は、例えば、パッシブ駆動方式の有機ELディスプレイにもアクティブ駆動方式の有機ELディスプレイにも適用可能である。
なお、本発明の有機発光表示装置は、この図3に示される構成に限定されるものではなく、一般的にカラーフィルタが用いられた有機発光表示装置として公知の構成とすることができる。
As a method for laminating the organic light emitter 80, for example, the transparent anode 71, the hole injection layer 72, the hole transport layer 73, the light emitting layer 74, the electron injection layer 75, and the cathode 76 are sequentially formed on the upper surface of the color filter. Examples thereof include a method and a method in which an organic light emitter 80 formed on another substrate is bonded onto the inorganic oxide film 60. As the transparent anode 71, the hole injection layer 72, the hole transport layer 73, the light emitting layer 74, the electron injection layer 75, the cathode 76, and other configurations in the organic light emitting body 80, known structures can be appropriately used. The organic light emitting display device 100 manufactured as described above can be applied to, for example, a passive drive type organic EL display or an active drive type organic EL display.
Note that the organic light emitting display device of the present invention is not limited to the configuration shown in FIG. 3, and may be a known configuration as an organic light emitting display device that generally uses a color filter.
以下、本発明について実施例を示して具体的に説明する。これらの記載により本発明を制限するものではない。 Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples. These descriptions do not limit the present invention.
(合成例1:2量化トリアリールメタン染料の合成)
国際公開第2012/144521号パンフレットに記載の中間体3及び中間体4の製造方法を参照して、下記化学式(1)で示される2量化トリアリールメタン染料を15.9g(収率70%)得た。
得られた化合物は、下記の分析結果より目的の化合物であることを確認した。
・MS(ESI) (m/z):511(+)、2価
・元素分析値:CHN実測値 (78.13%、7.48%、7.78%);理論値(78.06%、7.75%、7.69%)
(Synthesis Example 1: Synthesis of dimerized triarylmethane dye)
Referring to the method for producing intermediate 3 and intermediate 4 described in WO 2012/144521 pamphlet, 15.9 g (yield 70%) of dimerized triarylmethane dye represented by the following chemical formula (1) Obtained.
The obtained compound was confirmed to be the target compound from the following analysis results.
MS (ESI) (m / z): 511 (+), divalent and elemental analysis values: CHN measured value (78.13%, 7.48%, 7.78%); theoretical value (78.06%) , 7.75%, 7.69%)
(合成実施例1:一般式(I)で表される複塩からなる色材(共レーキ色材)A1の合成)
塩基性染料として、合成例1で得られた2量化トリアリールメタン染料3.5g(3.20mmol)とローダミンB(東京化成製)1.5g(3.13mmol)を水300mlに加え、90℃で溶解させ、塩基性染料溶液を調製した。ポリ酸として、リンタングステン酸・n水和物 H3[PW12O40]・nH2O(n=30)(日本無機化学工業製)10.88g(3.18mmol)を水100mLに入れ、90℃で攪拌し、ポリ酸水溶液を調製した。当該ポリ酸水溶液を90℃で15分かけて前記塩基性染料溶液に滴下し、さらに90℃で1時間攪拌した。生成した沈殿物を濾取し、水で洗浄した。得られたケーキを乾燥して共レーキ色材A1を13.51g(収率97.8%)を得た。
また、リンタングステン酸のポリ酸構造が共レーキ色材A1となった後も保たれていることを31P−NMRにより確認した。
(Synthesis Example 1: Synthesis of Color Material (Co-Rake Color Material) A1 Consisting of Double Salt Represented by General Formula (I))
As a basic dye, 3.5 g (3.20 mmol) of the dimerized triarylmethane dye obtained in Synthesis Example 1 and 1.5 g (3.13 mmol) of rhodamine B (manufactured by Tokyo Chemical Industry) were added to 300 ml of water, and 90 ° C. To prepare a basic dye solution. As a polyacid, 10.88 g (3.18 mmol) of phosphotungstic acid / n hydrate H 3 [PW 12 O 40 ] · nH 2 O (n = 30) (manufactured by Nippon Inorganic Chemical Industry) was put in 100 mL of water, The mixture was stirred at 90 ° C. to prepare an aqueous polyacid solution. The aqueous polyacid solution was added dropwise to the basic dye solution at 90 ° C. over 15 minutes, and further stirred at 90 ° C. for 1 hour. The formed precipitate was collected by filtration and washed with water. The obtained cake was dried to obtain 13.51 g (yield 97.8%) of co-rake colorant A1.
In addition, it was confirmed by 31 P-NMR that the polyacid structure of phosphotungstic acid was maintained after the co-rake colorant A1 was formed.
(合成実施例2〜6:一般式(I)で表される複塩からなる色材(共レーキ色材)A2、A3、B、C、Dの合成)
合成実施例1において、塩基性染料とポリ酸とを、表1のように変更したこと以外は、合成実施例1と同様にして共レーキ色材A2、A3、B、C、Dをそれぞれ調製した。
また、リンタングステン酸及びリンタングストモリブデン酸のポリ酸構造がレーキ色材となった後も保たれていることを31P−NMRにより確認した。
なお、表中のローダミンA(田岡化学製)及びローダミンB(東京化成製)は、前記一般式(I−2)においてfが1のキサンテン骨格を有する1価のカチオンとなる染料であり、クリスタルバイオレット(東京化成製)は、前記一般式(I−2)においてfが0のトリアリールメタン骨格を有する1価のカチオンとなる染料である。
(Synthesis Examples 2 to 6: Synthesis of Coloring Material (Co-Rake Coloring Material) A2, A3, B, C, D Consisting of Double Salt Represented by General Formula (I))
In Synthetic Example 1, except that the basic dye and the polyacid were changed as shown in Table 1, co-rake color materials A2, A3, B, C, and D were prepared in the same manner as in Synthetic Example 1. did.
In addition, it was confirmed by 31 P-NMR that the polyacid structures of phosphotungstic acid and phosphotungstomolybdic acid were maintained even after they became lake colors.
In the table, rhodamine A (manufactured by Taoka Chemical Co., Ltd.) and rhodamine B (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) are dyes that become monovalent cations having a xanthene skeleton in which f is 1 in the general formula (I-2). Violet (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) is a dye that becomes a monovalent cation having a triarylmethane skeleton in which f is 0 in the general formula (I-2).
(合成比較例1〜9:共レーキ色材E、青色レーキ色材A1〜A3、及び、紫色レーキ色材A1〜A3、B、Cの合成)
合成実施例1において、塩基性染料とポリ酸とを、表1のように変更したこと以外は、合成実施例1と同様にして、共レーキ色材E、青色レーキ色材A1〜A3、及び、紫色レーキ色材A1〜A3、B、Cをそれぞれ調製した。なお、共レーキ色材Eは、一般式(I)で表される複塩とは異なり、カチオンとして、1価のカチオンであるベーシックブルー7(東京化成製)と1価のカチオンであるローダミンBとの2種を用いた複塩である。
また、リンタングステン酸及びリンタングストモリブデン酸のポリ酸構造がレーキ色材となった後も保たれていることを31P−NMRにより確認した。
(Synthesis Comparative Examples 1 to 9: Synthesis of co-rake color material E, blue lake color materials A1 to A3, and purple lake color materials A1 to A3, B, and C)
In Synthetic Example 1, except that the basic dye and the polyacid were changed as shown in Table 1, in the same manner as in Synthetic Example 1, the co-rake color material E, the blue lake color materials A1 to A3, and Purple rake color materials A1 to A3, B, and C were prepared. In addition, the co-lake color material E is different from the double salt represented by the general formula (I), and as a cation, Basic Blue 7 (manufactured by Tokyo Chemical Industry) which is a monovalent cation and rhodamine B which is a monovalent cation. And a double salt.
In addition, it was confirmed by 31 P-NMR that the polyacid structures of phosphotungstic acid and phosphotungstomolybdic acid were maintained even after they became lake colors.
(合成例2:バインダー樹脂Aの合成)
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反応器に、溶剤としてジエチレングリコールエチルメチルエーテル(略称EMDG)130質量部を仕込み、窒素雰囲気下で110℃に昇温した後、メタクリル酸メチル32質量部、メタクリル酸シクロヘキシル22質量部、メタクリル酸24質量部、開始剤としてα,α’−アゾビスイソブチロニトリル(略称AIBN)2質量部および連鎖移動剤としてn−ドデシルメルカプタン4.5質量部を含む混合物を1.5時間かけて連続的に滴下した。
その後、合成温度を保持して反応を続け、滴下終了から2時間後に重合禁止剤として、p−メトキシフェノール0.05質量部を添加した。
次に、空気を吹き込みながら、メタクリル酸グリシジル22質量部を添加して、110℃に昇温した後、トリエチルアミン0.2質量部を添加して110℃で15時間付加反応させ、バインダー樹脂A(固形分44質量%)を得た。
得られたバインダー樹脂Aの質量平均分子量Mwは8500、酸価は85mgKOH/gであった。なお、質量平均分子量Mwは、ポリスチレンを標準物質とし、THFを溶離液としてゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)にて算出し、酸価はJIS−K0070に従い測定した。
(Synthesis Example 2: Synthesis of Binder Resin A)
A reactor equipped with a condenser, addition funnel, nitrogen inlet, mechanical stirrer, and digital thermometer was charged with 130 parts by mass of diethylene glycol ethyl methyl ether (abbreviated as EMDG) as a solvent, and the temperature was raised to 110 ° C. in a nitrogen atmosphere. Then, 32 parts by mass of methyl methacrylate, 22 parts by mass of cyclohexyl methacrylate, 24 parts by mass of methacrylic acid, 2 parts by mass of α, α′-azobisisobutyronitrile (abbreviation AIBN) as an initiator and n as a chain transfer agent -The mixture containing 4.5 mass parts of dodecyl mercaptan was dripped continuously over 1.5 hours.
Thereafter, the reaction was continued while maintaining the synthesis temperature, and 0.05 parts by mass of p-methoxyphenol was added as a polymerization inhibitor 2 hours after the completion of the dropping.
Next, while blowing air, 22 parts by mass of glycidyl methacrylate was added, the temperature was raised to 110 ° C., 0.2 parts by mass of triethylamine was added, and an addition reaction was carried out at 110 ° C. for 15 hours. 44 mass% solid content) was obtained.
The obtained binder resin A had a mass average molecular weight Mw of 8,500 and an acid value of 85 mgKOH / g. The mass average molecular weight Mw was calculated by gel permeation chromatography (GPC) using polystyrene as a standard substance and THF as an eluent, and the acid value was measured according to JIS-K0070.
(合成例3:有機ホスホン酸エステル化合物1の合成)
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反応器に、ジエチレングリコールエチルメチルエーテル(EMDG)142.61質量部とフェニルホスホン酸(製品名「PPA」日産化学製)50.00質量部、p−メトキシフェノール0.10質量部を仕込み、窒素気流下攪拌しながら、温度120℃まで加温した。メタクリル酸グリシジル(GMA)44.96質量部を30分かけて滴下し、2時間加熱攪拌することで、PPAの2価の酸性基の半分がGMAのエポキシ基とエステル化した有機ホスホン酸モノエステル化合物を含む有機ホスホン酸エステル化合物1の40.0質量%溶液を得た。エステル化反応の進行は酸価測定により、生成物の組成比は31P−NMR測定により確認した。酸価は190mgKOH/gであり、有機ホスホン酸モノエステル化合物が55質量%、有機ホスホン酸ジエステル化合物が23質量%、PPAが22質量%の組成比であった。
(Synthesis Example 3: Synthesis of Organic Phosphonate Compound 1)
In a reactor equipped with a condenser, addition funnel, nitrogen inlet, mechanical stirrer, digital thermometer, 142.61 parts by mass of diethylene glycol ethyl methyl ether (EMDG) and phenylphosphonic acid (product name “PPA” manufactured by Nissan Chemical Co., Ltd.) ) 50.00 parts by mass and p-methoxyphenol 0.10 parts by mass were charged to 120 ° C. while stirring under a nitrogen stream. Organic phosphonic acid monoester in which 44.96 parts by mass of glycidyl methacrylate (GMA) is added dropwise over 30 minutes and heated and stirred for 2 hours so that half of the divalent acidic group of PPA is esterified with the epoxy group of GMA A 40.0 mass% solution of organic phosphonate ester compound 1 containing the compound was obtained. The progress of the esterification reaction was confirmed by acid value measurement, and the composition ratio of the product was confirmed by 31 P-NMR measurement. The acid value was 190 mgKOH / g, and the composition ratio was 55 mass% for the organic phosphonic acid monoester compound, 23 mass% for the organic phosphonic acid diester compound, and 22 mass% for PPA.
(合成例4:リン酸塩変性分散剤溶液Aの調製)
100mLナスフラスコに、PGMEA34.30質量部、3級アミノ基を含むブロック共重合体(上記一般式(II)で表される構成単位と上記一般式(III)で表される構成単位とを有するブロック共重合体)(商品名:BYK−LPN6919、ビックケミー製)(アミン価120mgKOH/g、固形分60質量%)14.25質量部(有効固形分8.55質量部)をそれぞれ溶解させ、フェニルホスホン酸(「PPA」日産化学製))を1.45質量部(ブロック共重合体の3級アミノ基に対して0.5モル当量)を加え、40℃で30分攪拌することでリン酸塩変性分散剤溶液A(固形分20質量%)を調製した。このとき、ブロック共重合体のアミノ基は、PPAの酸性基との酸−塩基反応により塩形成されているものを含む。
(Synthesis Example 4: Preparation of Phosphate Modified Dispersant Solution A)
In a 100 mL eggplant flask, 34.30 parts by mass of PGMEA, a block copolymer containing a tertiary amino group (having a structural unit represented by the above general formula (II) and a structural unit represented by the above general formula (III) (Block copolymer) (trade name: BYK-LPN6919, manufactured by Big Chemie) (amine value 120 mgKOH / g, solid content 60% by mass) 14.25 parts by mass (effective solid content 8.55 parts by mass) Phosphoric acid ("PPA" manufactured by Nissan Chemical Co., Ltd.) 1.45 parts by mass (0.5 molar equivalent to the tertiary amino group of the block copolymer) was added, and phosphoric acid was stirred at 40 ° C for 30 minutes A salt-modified dispersant solution A (solid content: 20% by mass) was prepared. At this time, the amino group of the block copolymer includes a salt formed by an acid-base reaction with an acidic group of PPA.
(合成例5:リン酸塩変性分散剤溶液Bの調製)
100mLナスフラスコに、PGMEA30.07質量部、3級アミノ基を含むブロック共重合体(上記一般式(II)で表される構成単位と上記一般式(III)で表される構成単位とを有するブロック共重合体)(商品名:BYK−LPN6919、ビックケミー社製)(アミン価120mgKOH/g、固形分60質量%)10.15質量部(有効固形分6.09質量部)をそれぞれ溶解させ、合成例3の有機ホスホン酸エステル化合物1を9.78質量部(有効固形分3.91質量部)(ブロック共重合体の3級アミノ基に対して1.0モル当量)を加え、40℃で30分攪拌することでリン酸塩変性分散剤溶液B(固形分20質量%)を調製した。このとき、ブロック共重合体のアミノ基は、有機ホスホン酸エステル化合物1の酸性基との酸−塩基反応により塩形成されているものを含む。
(Synthesis Example 5: Preparation of phosphate-modified dispersant solution B)
A 100 mL eggplant-shaped flask has 30.07 parts by mass of PGMEA and a block copolymer containing a tertiary amino group (the structural unit represented by the general formula (II) and the structural unit represented by the general formula (III)). Block copolymer) (trade name: BYK-LPN6919, manufactured by Big Chemie) (amine value 120 mgKOH / g, solid content 60% by mass) 10.15 parts by mass (effective solid content 6.09 parts by mass) 9.78 parts by mass (3.91 parts by mass of effective solid content) of organic phosphonic acid ester compound 1 of Synthesis Example 3 (1.0 molar equivalent with respect to the tertiary amino group of the block copolymer) was added at 40 ° C. Was stirred for 30 minutes to prepare a phosphate-modified dispersant solution B (solid content: 20% by mass). At this time, the amino group of the block copolymer includes those in which a salt is formed by an acid-base reaction with the acidic group of the organic phosphonic acid ester compound 1.
(製造例1:色材分散液Aの調製)
色材として、合成実施例1で調製した共レーキ色材A13.0質量部、合成例4で調製したリン酸塩変性分散剤溶液Aを22.75質量部(有効固形分4.55質量部)、合成例2のバインダー樹脂A13.30質量部(有効固形分5.85質量部)、PGMEA50.95質量部を混合し、ペイントシェーカー(浅田鉄工製)にて予備分散として2mmジルコニアビーズで1時間、さらに本分散として0.1mmジルコニアビーズで4時間分散し、色材分散液Aを得た。
(Production Example 1: Preparation of colorant dispersion A)
As color materials, 13.0 parts by mass of co-rake color material A prepared in Synthesis Example 1 and 22.75 parts by mass of phosphate-modified dispersant solution A prepared in Synthesis Example 4 (effective solid content 4.55 parts by mass) ), 13.30 parts by mass of binder resin A of Synthesis Example 2 (5.85 parts by mass of effective solid content) and 50.95 parts by mass of PGMEA were mixed, and 1 with 2 mm zirconia beads as a preliminary dispersion in a paint shaker (manufactured by Asada Tekko). Dispersion was performed for 4 hours with 0.1 mm zirconia beads as the main dispersion for a time, and a colorant dispersion A was obtained.
(製造例2〜7及び比較製造例1〜9:色材分散液B〜Pの調製)
製造例1において、色材と分散剤をそれぞれ下記表2中のものに変更したこと以外は、製造例1と同様にして色材分散液B〜Pを調製した。
(Production Examples 2 to 7 and Comparative Production Examples 1 to 9: Preparation of colorant dispersions B to P)
Colorant dispersions B to P were prepared in the same manner as in Production Example 1 except that the colorant and dispersant were changed to those shown in Table 2 below in Production Example 1.
・ジオキサジン顔料(C.I.ピグメントバイオレット23、一次粒子径60nm)
・銅フタロシアニン顔料(C.I.ピグメントブルー15:6、一次粒子径40nm))
・N21116…ビックケミー製、商品名:BYK−LPN21116、4級アンモニウム塩を含むアクリル系共重合体、固形分40質量%)
・BYK161…ビックケミー製、商品名:Disperbyk−161、ポリウレタン構造を有する分散剤、固形分30質量%)
Dioxazine pigment (CI Pigment Violet 23, primary particle size 60 nm)
Copper phthalocyanine pigment (CI pigment blue 15: 6, primary particle size 40 nm))
・ N21116: manufactured by Big Chemie, trade name: BYK-LPN21116, acrylic copolymer containing quaternary ammonium salt, solid content 40% by mass)
BYK161: manufactured by Big Chemie, trade name: Disperbyk-161, a dispersant having a polyurethane structure, solid content of 30% by mass)
(実施例1)
製造例1で得られた色材分散液A 28.57質量部、下記バインダー組成物A 28.29質量部、PGMEA 43.14質量部、界面活性剤R08MH(DIC製)0.04質量部、シランカップリング剤KBM503(信越シリコーン製)0.4質量部を添加混合し、加圧濾過を行って、実施例1の青色着色樹脂組成物を得た。
Example 1
28.57 parts by mass of the colorant dispersion A obtained in Production Example 1, 28.29 parts by mass of the following binder composition A, 43.14 parts by mass of PGMEA, 0.04 parts by mass of a surfactant R08MH (manufactured by DIC), 0.4 parts by mass of silane coupling agent KBM503 (manufactured by Shin-Etsu Silicone) was added and mixed, and pressure filtration was performed to obtain a blue colored resin composition of Example 1.
<バインダー組成物A(固形分40質量%)>
・アルカリ可溶性樹脂(合成例2のバインダー樹脂A、固形分44質量%):18.18質量部
・5〜6官能アクリレートモノマー(商品名:アロニックスM403、東亞合成製):8.00質量部
・光重合開始剤:2−メチル−1[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モリフォリノプロパン−1−オン(商品名:イルガキュア907、BASF製)):3.00質量部
・光増感剤:2,4ジエチルチオキサントン(商品名:カヤキュアーDETX−S、日本化薬製):1.00質量部
・溶剤:プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA):19.82質量部
<Binder composition A (solid content 40% by mass)>
Alkali-soluble resin (Binder resin A of Synthesis Example 2, solid content 44% by mass): 18.18 parts by mass5 to 6-functional acrylate monomer (trade name: Aronix M403, manufactured by Toagosei Co., Ltd.): 8.00 parts by mass Photopolymerization initiator: 2-methyl-1 [4- (methylthio) phenyl] -2-morpholinopropan-1-one (trade name: Irgacure 907, manufactured by BASF): 3.00 parts by mass / photosensitization Agent: 2,4-diethylthioxanthone (trade name: Kayacure DETX-S, manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.): 1.00 parts by mass; Solvent: propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA): 19.82 parts by mass
(実施例2〜7、比較例1〜9)
実施例1において、色材分散液、バインダー組成物を表3〜8のように変更したこと以外は、実施例1と同様にして実施例2〜7及び比較例1〜9の青色着色樹脂組成物を得た。
(Examples 2-7, Comparative Examples 1-9)
In Example 1, the blue colored resin compositions of Examples 2 to 7 and Comparative Examples 1 to 9 were the same as Example 1 except that the colorant dispersion and the binder composition were changed as shown in Tables 3 to 8. I got a thing.
(実施例8)
製造例1で得られた色材分散液A28.57質量部、上記バインダー組成物A27.73質量部、PGMEA43.14質量部、ヒンダードフェノール系酸化防止剤(ペンタエリトリトールテトラキス[3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオナート]、商品名:Irganox1010、BASF製):0.22質量部(上記バインダー組成物Aの固形分に対して2質量%)、界面活性剤R08MH(DIC製)0.04質量部、シランカップリング剤KBM503(信越シリコーン製)0.4質量部を添加混合し、加圧濾過を行って、実施例8の青色着色樹脂組成物を得た。
(Example 8)
28.57 parts by mass of the colorant dispersion A obtained in Production Example 1, 27.73 parts by mass of the binder composition A, 43.14 parts by mass of PGMEA, hindered phenol antioxidant (pentaerythritol tetrakis [3- (3 5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate], trade name: Irganox 1010, manufactured by BASF): 0.22 parts by mass (2% by mass with respect to the solid content of the binder composition A), surfactant 0.08 parts by mass of R08MH (manufactured by DIC) and 0.4 parts by mass of silane coupling agent KBM503 (manufactured by Shin-Etsu Silicone) were added and mixed, followed by pressure filtration to obtain a blue colored resin composition of Example 8. .
(実施例9)
実施例8において、色材分散液Aの代わりに、製造例6で得られた色材分散液Mを用いた以外は実施例8と同様にして、実施例9の青色着色樹脂組成物を得た。
Example 9
In Example 8, the blue colored resin composition of Example 9 was obtained in the same manner as in Example 8 except that the color material dispersion M obtained in Production Example 6 was used instead of the color material dispersion A. It was.
(評価)
<分散性能評価>
各実施例及び比較例で使用した色材分散液の分散性能評価として、色材分散液中の色材粒子の平均粒径とせん断粘度の測定を行った。平均粒径の測定には、日機装製「ナノトラック粒度分布計UPA−EX150」を用い、粘度測定には、Anton Paar製「レオメータMCR301」を用いて、せん断速度が60rpmのときのせん断粘度を測定した。なおここでの平均粒径は、平均分散粒径であって、体積平均粒径である。結果を表3〜9に併せて示す。
(Evaluation)
<Dispersion performance evaluation>
As an evaluation of the dispersion performance of the color material dispersion used in each example and comparative example, the average particle diameter and shear viscosity of the color material particles in the color material dispersion were measured. The average particle size is measured using Nikkiso's “Nanotrack particle size distribution analyzer UPA-EX150”, and the viscosity is measured using Anton Paar's “Rheometer MCR301” to measure the shear viscosity when the shear rate is 60 rpm. did. Here, the average particle diameter is an average dispersed particle diameter and a volume average particle diameter. A result is combined with Tables 3-9 and shown.
<光学性能評価、耐熱性評価>
各実施例及び比較例で得られた青色着色樹脂組成物を、厚み0.7mmのガラス基板(日本電気硝子製、「OA−10G」)上に、スピンコーターを用いて塗布した。その後、80℃のホットプレート上で3分間加熱乾燥を行った。超高圧水銀灯を用いて40mJ/cm2の紫外線を照射することによって硬化膜(青色着色層)を得た。上記の着色基板をクリーンオーブンで230℃60分間ポストベーク処理し、得られた着色膜の色度(x、y)、輝度(Y)とコントラストをオリンパス製「顕微分光測定装置OSP−SP200」と壺坂電気製「コントラスト測定装置CT−1B」を用いて測定した。
評価結果を表3〜9に示す。
<Optical performance evaluation, heat resistance evaluation>
The blue colored resin composition obtained in each example and comparative example was applied on a glass substrate having a thickness of 0.7 mm (“OA-10G” manufactured by Nippon Electric Glass) using a spin coater. Then, it heat-dried for 3 minutes on an 80 degreeC hotplate. A cured film (blue colored layer) was obtained by irradiating ultraviolet rays of 40 mJ / cm 2 using an ultrahigh pressure mercury lamp. The above-mentioned colored substrate was post-baked at 230 ° C. for 60 minutes in a clean oven, and the chromaticity (x, y), luminance (Y) and contrast of the resulting colored film were measured with Olympus “Microspectrophotometer OSP-SP200”. The measurement was performed using “Contrast measuring device CT-1B” manufactured by Aisaka Denki.
The evaluation results are shown in Tables 3-9.
(結果のまとめ)
前記一般式(I)で表される複塩からなる色材を含有する実施例1及び2の着色樹脂組成物と、当該複塩形成に用いられた塩基性染料を各々レーキ化した色材を混合した比較例1の着色樹脂組成物とを比較すると、本発明の前記一般式(I)で表される複塩からなる色材を含有する実施例1及び2の着色樹脂組成物は、カラーフィルタ製造工程における高温加熱工程を経ても、高輝度を実現する塗膜を形成できることが明らかにされた。更に、本発明の前記一般式(I)で表される複塩からなる色材を含有する色材分散液A及びBは、当該複塩形成に用いられた塩基性染料を各々レーキ化した色材を混合した比較例の色材分散液Cと比較して分散粒径が小さくなった。このような本発明の色材分散液A及びBを含有する実施例1及び2の着色樹脂組成物は、塗膜にした場合のコントラストも向上することが明らかにされた。これは、本発明の前記一般式(I)で表される複塩からなる色材においては、1価のカチオン102が上記分子会合体の末端を構成するため、2価のカチオン101のみの場合と比べて分子会合体が大きくなりすぎることが抑制され、分散性にも優れた大きさとなっていることが推定される。
また、一般式(I)で表される複塩とは異なり、カチオンとして、1価のカチオンであるベーシックブルー7と1価のカチオンであるローダミンBとの2種を用いた複塩である共レーキ色材Eを含有する比較例2の着色樹脂組成物は、高温加熱工程を経た後の輝度は低下してしまい、劣るものであった。比較例2の着色樹脂組成物に用いられた共レーキ色材Eは、本発明の前記一般式(I)で表される複塩からなる色材とは異なり分子会合体を形成できないためと推定される。また、顔料を含有する比較例3と比較例4は、本発明の前記一般式(I)で表される複塩からなる色材を含有する実施例1及び2の着色樹脂組成物に比べて、輝度が劣るものであった。
実施例3と比較例5、実施例4と比較例6、実施例5と比較例7、実施例6と比較例8、及び、実施例7と比較例9とを比較しても、前記一般式(I)で表される複塩からなる色材を含有する実施例の着色樹脂組成物と、当該複塩形成に用いられた塩基性染料を各々レーキ化した色材を混合した比較例の着色樹脂組成物とを比較すると、本発明の前記一般式(I)で表される複塩からなる色材を含有する実施例の着色樹脂組成物は、カラーフィルタ製造工程における高温加熱工程を経ても、高輝度を実現する塗膜を形成できることが明らかにされた。
また、酸化防止剤を更に添加した実施例8及び9の着色樹脂組成物は、更に輝度が向上することが明らかにされた。
(Summary of results)
A colored resin composition of Examples 1 and 2 containing a colorant composed of a double salt represented by the general formula (I) and a colorant obtained by rakeizing each of the basic dyes used for forming the double salt When compared with the mixed colored resin composition of Comparative Example 1, the colored resin compositions of Examples 1 and 2 containing the colorant composed of the double salt represented by the general formula (I) of the present invention are colored. It has been clarified that a coating film realizing high luminance can be formed even through a high-temperature heating process in the filter manufacturing process. Further, the colorant dispersions A and B containing the colorant composed of the double salt represented by the general formula (I) of the present invention are colors obtained by rakeizing each of the basic dyes used for forming the double salt. Compared with the colorant dispersion C of the comparative example in which the materials were mixed, the dispersed particle size was small. It has been clarified that the colored resin compositions of Examples 1 and 2 containing the colorant dispersions A and B of the present invention also improve the contrast when formed into a coating film. This is because, in the color material comprising the double salt represented by the general formula (I) of the present invention, since the monovalent cation 102 constitutes the end of the molecular aggregate, only the divalent cation 101 is present. It is presumed that the molecular aggregates are suppressed from becoming too large compared to the above, and the dispersibility is excellent.
Further, unlike the double salt represented by the general formula (I), the double salt is a double salt using two kinds of cations, Basic Blue 7 which is a monovalent cation and Rhodamine B which is a monovalent cation. The colored resin composition of Comparative Example 2 containing the lake color material E was inferior because the luminance after the high-temperature heating process was lowered. It is estimated that the co-rake color material E used in the colored resin composition of Comparative Example 2 cannot form a molecular aggregate unlike the color material composed of the double salt represented by the general formula (I) of the present invention. Is done. Moreover, the comparative example 3 and the comparative example 4 containing a pigment are compared with the colored resin composition of Example 1 and 2 containing the coloring material which consists of double salt represented by the said general formula (I) of this invention. The brightness was inferior.
Even if Example 3 and Comparative Example 5, Example 4 and Comparative Example 6, Example 5 and Comparative Example 7, Example 6 and Comparative Example 8, and Example 7 and Comparative Example 9 are compared, Example of a comparative example in which a colored resin composition of an example containing a color material composed of a double salt represented by the formula (I) and a color material obtained by raked each of the basic dyes used for forming the double salt When compared with the colored resin composition, the colored resin composition of the example containing the color material composed of the double salt represented by the general formula (I) of the present invention undergoes a high-temperature heating process in the color filter manufacturing process. It was also revealed that a coating film that achieves high brightness can be formed.
Further, it was revealed that the brightness of the colored resin compositions of Examples 8 and 9 to which an antioxidant was further added was further improved.
1 透明基板
2 遮光部
3 着色層
10 カラーフィルタ
20 対向基板
30 液晶層
40 液晶表示装置
50 有機保護層
60 無機酸化膜
71 透明陽極
72 正孔注入層
73 正孔輸送層
74 発光層
75 電子注入層
76 陰極
80 有機発光体
100 有機発光表示装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Transparent substrate 2 Light-shielding part 3 Colored layer 10 Color filter 20 Opposite substrate 30 Liquid crystal layer 40 Liquid crystal display device 50 Organic protective layer 60 Inorganic oxide film 71 Transparent anode 72 Hole injection layer 73 Hole transport layer 74 Light emitting layer 75 Electron injection layer 76 Cathode 80 Organic light emitter 100 Organic light emitting display device
Claims (9)
a及びcは2以上の数、b及びdは1以上の数を表す。eは0又は1であり、eが0のとき結合は存在しない。複数あるeは同一であっても異なっていてもよい。
Bc−はc価のポリ酸アニオンを表す。
R6〜R9は各々独立に水素原子、置換基を有していてもよいアルキル基又は置換基を有していてもよいアリール基を表し、R6とR7、R8とR9が結合して環構造を形成してもよい。X1、及びX2は、各々独立に、水素原子、ハロゲン原子、又は置換基を有していてもよいアルキル基を表す。Yは、−COOZ基、又は−NR10R10’基を表し、Zは水素原子、又は置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアリール基、又は置換基を有していてもよいアラルキル基を表し、R10及びR10’は各々独立に水素原子、置換基を有していてもよいアルキル基又は置換基を有していてもよいアリール基を表し、R10とR10’が結合して環構造を形成してもよい。
fは0又は1であり、fが0のとき結合は存在しない。g及びhは1以上の数を表す。) A color material comprising a double salt represented by the following general formula (I).
a and c represent a number of 2 or more, and b and d represent a number of 1 or more. e is 0 or 1, and when e is 0, there is no bond. A plurality of e may be the same or different.
B c- represents a c-valent polyacid anion.
R 6 to R 9 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group which may have a substituent, or an aryl group which may have a substituent, and R 6 and R 7 , R 8 and R 9 are They may combine to form a ring structure. X 1 and X 2 each independently represent a hydrogen atom, a halogen atom, or an alkyl group which may have a substituent. Y represents a —COOZ group or a —NR 10 R 10 ′ group, and Z represents a hydrogen atom, an alkyl group which may have a substituent, an aryl group which may have a substituent, or a substituent. Represents an aralkyl group which may have a group, and R 10 and R 10 ′ each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group which may have a substituent, or an aryl group which may have a substituent. R 10 and R 10 ′ may combine to form a ring structure.
f is 0 or 1, and when f is 0, there is no bond. g and h represent a number of 1 or more. )
前記(A)色材が、下記一般式(I)で表される、複塩からなる色材を含有する、色材分散液。
a及びcは2以上の数、b及びdは1以上の数を表す。eは0又は1であり、eが0のとき結合は存在しない。複数あるeは同一であっても異なっていてもよい。
Bc−はc価のポリ酸アニオンを表す。
R6〜R9は各々独立に水素原子、置換基を有していてもよいアルキル基又は置換基を有していてもよいアリール基を表し、R6とR7、R8とR9が結合して環構造を形成してもよい。X1、及びX2は、各々独立に、水素原子、ハロゲン原子、又は置換基を有していてもよいアルキル基を表す。Yは、−COOZ基、又は−NR10R10’基を表し、Zは水素原子、又は置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアリール基、又は置換基を有していてもよいアラルキル基を表し、R10及びR10’は各々独立に水素原子、置換基を有していてもよいアルキル基又は置換基を有していてもよいアリール基を表し、R10とR10’が結合して環構造を形成してもよい。
fは0又は1であり、fが0のとき結合は存在しない。g及びhは1以上の数を表す。) (A) a coloring material, (B) a dispersant, and (C) a solvent,
The (A) color material contains a color material composed of a double salt represented by the following general formula (I).
a and c represent a number of 2 or more, and b and d represent a number of 1 or more. e is 0 or 1, and when e is 0, there is no bond. A plurality of e may be the same or different.
B c- represents a c-valent polyacid anion.
R 6 to R 9 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group which may have a substituent, or an aryl group which may have a substituent, and R 6 and R 7 , R 8 and R 9 are They may combine to form a ring structure. X 1 and X 2 each independently represent a hydrogen atom, a halogen atom, or an alkyl group which may have a substituent. Y represents a —COOZ group or a —NR 10 R 10 ′ group, and Z represents a hydrogen atom, an alkyl group which may have a substituent, an aryl group which may have a substituent, or a substituent. Represents an aralkyl group which may have a group, and R 10 and R 10 ′ each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group which may have a substituent, or an aryl group which may have a substituent. R 10 and R 10 ′ may combine to form a ring structure.
f is 0 or 1, and when f is 0, there is no bond. g and h represent a number of 1 or more. )
a及びcは2以上の数、b及びdは1以上の数を表す。eは0又は1であり、eが0のとき結合は存在しない。複数あるeは同一であっても異なっていてもよい。
Bc−はc価のポリ酸アニオンを表す。
R6〜R9は各々独立に水素原子、置換基を有していてもよいアルキル基又は置換基を有していてもよいアリール基を表し、R6とR7、R8とR9が結合して環構造を形成してもよい。X1、及びX2は、各々独立に、水素原子、ハロゲン原子、又は置換基を有していてもよいアルキル基を表す。Yは、−COOZ基、又は−NR10R10’基を表し、Zは水素原子、又は置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアリール基、又は置換基を有していてもよいアラルキル基を表し、R10及びR10’は各々独立に水素原子、置換基を有していてもよいアルキル基又は置換基を有していてもよいアリール基を表し、R10とR10’が結合して環構造を形成してもよい。
fは0又は1であり、fが0のとき結合は存在しない。g及びhは1以上の数を表す。) (A) a coloring material, (B) a dispersant, (C) a solvent, and (D) a binder component, wherein the (A) coloring material is represented by the following general formula (I): A colored resin composition for a color filter, comprising a color material comprising salt.
a and c represent a number of 2 or more, and b and d represent a number of 1 or more. e is 0 or 1, and when e is 0, there is no bond. A plurality of e may be the same or different.
B c- represents a c-valent polyacid anion.
R 6 to R 9 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group which may have a substituent, or an aryl group which may have a substituent, and R 6 and R 7 , R 8 and R 9 are They may combine to form a ring structure. X 1 and X 2 each independently represent a hydrogen atom, a halogen atom, or an alkyl group which may have a substituent. Y represents a —COOZ group or a —NR 10 R 10 ′ group, and Z represents a hydrogen atom, an alkyl group which may have a substituent, an aryl group which may have a substituent, or a substituent. Represents an aralkyl group which may have a group, and R 10 and R 10 ′ each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group which may have a substituent, or an aryl group which may have a substituent. R 10 and R 10 ′ may combine to form a ring structure.
f is 0 or 1, and when f is 0, there is no bond. g and h represent a number of 1 or more. )
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