JPWO2011030726A1 - カラーフィルター用顔料分散組成物及びカラーフィルター - Google Patents
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Abstract
Description
本発明者らは更に、非水溶媒に可溶な重合性不飽和基を含有するポリマーの代わりに、ある特定の構造を有するポリマーを用いた変性顔料をカラーフィルター用の顔料分散組成物に適用することにより、分散安定性に優れ且つカラーフィルター画素部のコントラストに優れたカラーフィルターが得られることを見出し、本発明を完成させた。
顔料(A)表面に、
アミノ基と反応しアミド結合を形成する官能基を片末端に有するビニル共重合体(B−1)をポリアミンのアミノ基と反応させた変性ポリアミン(B)と、
非水溶媒に可溶でありかつ重合後に不溶もしくは難溶になる少なくとも1種の重合性不飽和単量体(C)を重合することにより得られるポリマー(P)
を有する変性顔料(D)を用いるカラーフィルター用顔料分散組成物を提供する。
本発明で着色剤として使用する変性顔料(D)は、汎用の顔料(A)、非水溶媒、及びアミノ基と反応しアミド結合を形成する官能基を片末端に有するビニル共重合体(B−1)をポリアミンのアミノ基と反応させた変性ポリアミン(B)の存在下で、該非水溶媒に可溶でありかつ重合後に不溶もしくは難溶になる少なくとも1種の重合性不飽和単量体(C)を重合させる、いわゆるin−situ重合により得ることができる。
本発明で使用する顔料(A)は、公知慣用の有機顔料あるいは無機顔料の中から選ばれる少なくとも一種の顔料である。また、本発明では未処理顔料、処理顔料のいずれでも適用することができる。
特にカラーフィルターで汎用的に使用される顔料として、具体的には、例えば、C.I.ピグメントレッド254やC.I.ピグメントレッド177やC.I.ピグメントオレンジ71等のレッド顔料、C.I.ピグメントグリーン36、C.I.ピグメントグリーン58やC.I.ピグメントグリーン7等のグリーン顔料、C.I.ピグメントブルー15:6やC.I.ピグメントブルー22等のブルー顔料、C.I.ピグメントバイオレット23やC.I.ピグメントバイオレット50等のバイオレット顔料、C.I.ピグメントイエロー138、C.I.ピグメントイエロー150やC.I.ピグメントイエロー20等のイエロー顔料、C.I.ピグメントブラック7、カーボンブラックやチタンブラック等の黒色顔料などが挙げられるが、これらの顔料は単独で用いることもでき、必要に応じて2種類以上を混合して用いることもできる。
一般に、カラーフィルター用顔料分散液の硬化塗膜の透明性は、含有する顔料の粒子径が小さいほど高くなるが、その一次粒子径は10〜80nmの範囲とすることが好ましく、30〜50nmの範囲とすることが特に好ましい。一次粒子径が10nm未満では顔料の凝集性が高くなるので分散させ難くなってしまい、また、80nmを超えると透明性が低下する。
この中でも、本発明の効果が最大限に発揮されるため、特にC.I.ピグメントグリーン58を用いることが好ましい。
本発明で使用する非水溶媒は、脂肪族および/または脂環式炭化水素系溶剤を必須とする有機溶剤である。脂肪族および/または脂環式炭化水素系溶剤としては、例えば、n−ヘキサン、n−ヘプタン、n−オクタン、シェルケミカルズ社製品の「ロウス」もしくは「ミネラルスプリットEC」、エクソンモービルケミカル社製品の「アイソパーC」、「アイソパーE」、「アイソパーG」、「アイソパーH」、「アイソパーL」、「アイソパーM」、「ナフサ3号」、「ナフサ5号」もしくは「ナフサ6号」、出光石油化学株式会社製品の「ソルベント7号」、「IPソルベント1016」、「IPソルベント1620」、「IPソルベント2028」もしくは「IPソルベント2835」、株式会社ジャパンエナジー製品の「ホワイトゾール」、丸善石油化学株式会社製品の「マルカゾール8」等が挙げられる。
混合して使用する際には、前記脂肪族および/または脂環式炭化水素系溶剤の使用量を、50質量%以上とすることが好ましく、より好ましくは60質量%以上である。
本発明で使用する変性ポリアミン(B)は、アミノ基と反応しアミド結合を形成する官能基を片末端に有するビニル共重合体(B−1)(以下、「アミノ基と反応しアミド結合を形成する官能基を片末端に有するビニル共重合体(B−1)」を単にビニル共重合体(B−1)と称す。)をポリアミンのアミノ基と反応させた変性ポリアミン(B)である。ポリアミンは一般に顔料への吸着性が高いことが知られており、本発明の変性ポリアミン(B)は疎水性溶媒中での顔料の分散安定性を高める。その結果後述する重合性不飽和単量体(C)を顔料表面で重合させて得られる変性顔料(D)の分散粒子径がより細かくなるため好ましいと考えられる。
本発明で使用するポリアミンとは、1級あるいは2級アミノ基を有する繰り返し単位を有するポリマーのことである。このようなポリアミンとしては、ポリアリルアミン、ポリビニルアミン及びポリエチレンイミンからなる群から選ばれる少なくとも一種であることが好ましい。また、ポリアリルアミン、ポリビニルアミン、あるいはポリエチレンイミンと、他の重合性単量体との共重合体であってもよい。
ポリアリルアミン、ポリビニルアミン、あるいはポリエチレンイミンと他の重合性単量体の共重合体を用いる場合、本発明のポリアミンのアミン価は50以上のものが好ましく、300以上のものがより好ましい。アミン価が50未満のものは、顔料に対する吸着力が不足して得られる変性顔料の分散性が低下する恐れがある。これらのポリアミン類は、一種類のみを用いても良いし、複数を混合して用いても良い。この中でも、工業的に入手が容易であるという観点から、ポリアリルアミンあるいは、ポリエチレンイミンが好ましく、その中でも、最も好ましいものとして、ポリアリルアミンが挙げられる。この理由としては、ポリエチレンイミンが一般に分岐状のポリマー構造をしているのに対して、ポリアリルアミンは直鎖状のポリマー構造をしているため、アミンの顔料へのアンカー効果が高いためと考えている。
本発明におけるポリアミンの数平均分子量は、好ましくは150〜100,000であり、より好ましくは600〜20,000である。本発明で用いるポリアミンの数平均分子量が150未満であると、顔料に対する吸着力が不足して顔料分散が困難となるおそれがあり、一方100,000を越える量ではビニル重合体との反応時に粘度の上昇やゲル化を起こすことがある上、ポリマーの分子量が大きくなりすぎ、顔料同士の凝集により分散性が低下するおそれがある。
本発明で使用するポリアリルアミンは、アリルアミンを重合開始剤の存在下、場合によっては連鎖移動触媒存在下で公知の方法により重合させて得てもよいし、市販品を用いてもよい。市販品としては、例えば、日東紡績株式会社よりPAA−01、PAA−03、PAA−05、PAA−15、PAA−10C等のポリアリルアミンシリーズとして市販されている。
本発明で使用するポリビニルアミンは、例えば、N−ビニルホルムアミドを重合開始剤の存在下、場合によっては連鎖移動触媒存在下で公知の方法により重合させた後、加水分解反応を行うといった、公知各種の方法で得ることができる。
本発明で使用するポリエチレンイミンは、エチレンイミンを公知の方法により重合させて得てもよいし、市販品を用いてもよい。市販品としては、例えば、日本触媒株式会社よりSP−003、SP−006、SP−012、SP−018、SP−200、P−1000等のポリエチレンイミンシリーズとして市販されている。
本発明で使用するビニル共重合体(B−1)において、アミノ基と反応しアミド結合を形成する官能基としては、カルボキシル基、クロロホルミル基などのハロホルミル基、メトキシカルボニル基などのオキシカルボニル基が挙げられる。中でもカルボキシル基がビニル共重合体に容易に導入することができ好ましい。
片末端にカルボキシル基を有するビニル共重合体を得るには、例えば、重合時にカルボキシル基を有する連鎖移動剤を共存させる方法が挙げられる。カルボキシル基を有する連鎖移動剤としては、例えば、メルカプト酢酸、2−メルカプトプロピオン酸、3−メルカプトプロピオン酸などのチオカルボン酸類が挙げられる。また、4,4’−アゾビス−4−シアノペンタン酸などカルボキシル基を有する重合開始剤を用いて重合性単量体をリビングラジカル重合法により合成する方法によっても得ることができる。
但し、アミノ基と反応しアミド結合を形成する官能基、例えばカルボキシル基と同等あるいはそれ以上にアミノ基との反応性が高い官能基を有する重合性単量体は、使用しないことが好ましい。該重合性単量体を原料に含んだビニル重合体は、該ビニル共重合体の末端だけでなく、共重合体の主鎖にランダムに該官能基がグラフトされるので、ポリアリルアミンとの反応中にゲル化したり、得られる変性顔料の性能が低下するおそれがある。具体的には、ブタジエン、イソプレン、クロロプレン、(メタ) アクリル酸、イタコン酸、無水マレイン酸等の重合性単量体は、アミノ基に対して高い反応性をもつ基を有するので、ビニル共重合体(B−1) の原料としては使用しないことが好ましい。
前記ビニル共重合体(B−2−1)は、アミノ基と反応する官能基を片末端に有し、且つ前記ビニル共重合体(A)とは異なる共重合体であり、前記ビニル共重合体(B−1)の片末端にあるアミノ基と反応する官能基の重量%と、前記ビニル共重合体(B−2−1)の片末端にあるアミノ基と反応する官能基の重量%の比率が、0.4〜0.8の範囲であり、且つ前記ビニル共重合体(B−1)とのモル比率(B−1)/(B−2−1)が、(B−1)/(B−2−1)=0.25〜4.0であるように、変性ポリアミンと反応していることが好ましい。
具体的にはビニル共重合体(B−2−1)は、カルボキシル基を有するビニル共重合体であって、且つ前記ビニル共重合体(B−1)と分子量が異なる共重合体である。分子量の調整はビニル共重合体の片末端にあるカルボキシル基の含有量によって行い、ビニル共重合体におけるカルボキシル基の重量%は1から10の範囲であるのが好ましく、且つ前記ビニル共重合体(B−1)の片末端にあるカルボキシル基の重量%と、前記ビニル共重合体(B−2−1)の片末端にあるカルボキシル基の重量%の比率が、0.4〜0.8の範囲であるのが好ましい。(但しこのときの前記ビニル共重合体(B−2−1)は前記ビニル共重合体(B−1)に比べて分子量が大きいとする。)
またビニル重合体(B−2−1)残鎖(ここでいうビニル重合体(B−2−1)残鎖とは、カルボキシル基が反応した残りの部分をいう)とビニル共重合体(B−1)残鎖の比率は前記ビニル共重合体(B−1)とのモル比率(B−1)/(B−2−1)が、(B−1)/(B−2−1)=0.25〜4.0であることが好ましい。
前記ビニル共重合体(B−2−2)は複数のビニルモノマーを重合させてなり、且つ前記ビニル共重合体(B−1)のTgと前記ビニル共重合体(B2)のTgの差が20℃以上であるビニル共重合体である。なおここでTgとはDSC(示差走査熱量測定)または動的粘弾性のtB−1nδピークにより測定される値で定義される。
前述の通り、前記ビニル共重合体(B−1)と前記ビニル共重合体(B−2−2)とのモル比率(B−1)/(B−2−2)が、(B−1)/(B−2−2)=0.25〜4.0であるように、変性ポリアミンと反応していることが好ましい。
具体的には、ビニル共重合体(B−2−2)のTgは100℃から−50℃であるのが好ましく、ビニル共重合体(B−1)のTgによっても異なるが、Tgは60℃から−50℃であるのが特に好ましい。
前記(メタ)アクリレート(B−3)において、ポリアルキレングリコール鎖を有するとは、ポリアルキレングリコール(メタ)アクリレートの状態を示す。ポリアルキレングリコールは、具体的には、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリブチレングリコール、およびそれらの混合物等であり、中でもポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコールが好ましい。
(メタ)アクリレート(B−3)は、前記ポリアルキレングリコール鎖を分子全体に対して1〜30重量%の割合で有するように、変性ポリアミンと反応していることが好ましい。
前記ポリマー(B−4)は、具体的には、下記(b3−1)〜(b3−3)のいずれかのポリマーである。
(b3−1)アミノ基と反応する官能基を片末端に有するポリエステル、
(b3−2)アミノ基と反応する官能基を片末端に有するポリアミド
(b3−3)アミノ基と反応する官能基を片末端に有するポリエステルアミド
(B−1)モノカルボン酸化合物へラクトン化合物を付加させる付加反応、(b)ヒドロキシカルボン酸化合物へラクトン化合物を付加させる付加反応、(c)モノカルボン酸化合物、ヒドロキシカルボン酸化合物およびラクトン化合物の3成分を縮合させる縮合反応、などを挙げることができる。
前記モノカルボン酸は、1分子中に1つのカルボン酸基を有する化合物であれば特に限定はなく、具体的には酢酸、プロピオン酸、カプリル酸、ノナン酸、カプリン酸、オクチル酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、イソノナン酸、アラキン酸などの脂肪族モノカルボン酸、安息香酸、p−ブチル安息香酸などの芳香族モノカルボン酸が挙げられる。
前記モノカルボン酸や前記(メタ)アクリレートは、中でもこれら残基を分子全体に対して1〜30重量%の割合で有するように、変性ポリアミンと反応していることが好ましい。ここで残基とは、カルボキシル基が反応した残りのモノカルボン酸又は(メタ)アクリレートを表す。
前記ポリアミンと前記ビニル共重合体(B−1)、あるいは前記ビニル共重合体(B−1)〜化合物(B−5)との混合物との反応は、例えば、窒素ガス気流下、200℃以下で行うことが出来る。反応にはスズ系やチタン系などの公知の重合触媒を使ってもよい。また必要に応じて、反応に関与しないトルエン、キシレン、ソルベッソ等の非反応性溶剤を使用することができる。使用した溶剤は必ずしも除去する必要はない。
ポリアミンと前記(B−2)〜(B−5)からなる群から選択される一つまたはそれ以上の化合物との反応は、例えば、窒素ガス気流下、200℃以下で行うことが出来る。反応にはスズ系やチタン系などの公知の重合触媒を使ってもよい。また必要に応じて、反応に関与しないトルエン、キシレン、ソルベッソ等の非反応性溶剤を使用することができる。使用した溶剤は必ずしも除去する必要はなく、そのまま顔料分散剤の1成分として使用することも可能である。
ポリアミンと前記(B−2)〜(B−5)からなる群から選択される一つまたはそれ以上の化合物との反応は、ビニル共重合体(B−1)と同時であっても順次行っても構わない。
本発明で使用する変性ポリアミン(B)は、変性ポリアミン(B)の製造時に用いた非反応性溶剤を含有していても良く、また製造時に用いた非反応性溶剤を留去した後に別の溶剤を新たに加えてもかまわない。
本発明で使用する、該非水溶媒に可溶でありかつ重合後に不溶もしくは難溶になる重合性不飽和単量体(C)とは、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、n−プロピル(メタ)アクリレートもしくはi−プロピル(メタ)アクリレート、または(メタ)アクリロニトリル、酢酸ビニル、塩化ビニル、塩化ビニリデン、フッ化ビニルもしくはフッ化ビニリデンのようなオレフィン類などの、いわゆる反応性極性基(官能基)をもたないビニル系モノマー類;(メタ)アクリルアミド、ジメチル(メタ)アクリルアミド、N−t−ブチル(メタ)アクリルアミド、N−オクチル(メタ)アクリルアミド、ジアセトンアクリルアミド、ジメチルアミノプロピルアクリルアミドもしくはアルコキシ化N−メチロール化(メタ)アクリルアミド類などのアミド結合含有ビニル系モノマー類;ジアルキル〔(メタ)アクリロイロキシアルキル〕ホスフェート類もしくは(メタ)アクリロイロキシアルキルアシッドホスフェート類、またはジアルキル〔(メタ)アクリロイロキシアルキル〕ホスファイト類もしくは(メタ)アクリロイロキシアルキルアシッドホスファイト類;上記(メタ)アクリロイロキシアルキルアシッドホスフェート類ないしはアシッドホスファイト類のアルキレンオキシド付加物やグリシジル(メタ)アクリレートやメチルグリシジル(メタ)アクリレートなどエポキシ基含有ビニル系モノマーとリン酸または亜リン酸あるいはこれらの酸性エステル類とのエステル化合物をはじめ、3−クロロ−2−アシッドホスホキシプロピル(メタ)アクリレートなどのリン原子含有ビニル系モノマー類;2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、3−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、3−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、3−クロロ−2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、ジ−2−ヒドロキシエチルフマレートもしくはモノ−2−ヒドロキシエチルモノブチルフマレートまたは、ポリプロピレングリコールもしくは、ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、あるいは「プラクセルFM、FAモノマー」(ダイセル化学株式会社製のカプロラクトン付加モノマー)の等の重合性不飽和カルボン酸のヒドロキシアルキルエステル類またはこれらとε−カプロラクトンとの付加物などをはじめ、(メタ)アクリル酸、クロトン酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸もしくはシトラコン酸の等の不飽和モノ−ないしはジカルボン酸をはじめ、これらのジカルボン酸と1価のアルコールとのモノエステル類などの重合性不飽和カルボン酸類、または前記の重合性不飽和カルボン酸ヒドロキシアルキルエステル類とマレイン酸、コハク酸、フタル酸、ヘキサヒドロフタル酸、テトラヒドロフタル酸、ヘンゼントリカルボン酸、ベンゼンテトラカルボン酸、「ハイミック酸」、テトラクロルフタル酸もしくはドデシニルコハク酸の等のポリカルボン酸の無水物との付加物のような各種の不飽和カルボン酸類と「カージュラE」、やし油脂肪酸グリシジルエステルもしくはオクチル酸グリシジルエステルの等の1価のカルボン酸のモノグリシジルエステルまたはブチルグリシジルエーテル、エチレンオキシド、もしくはプロピレンオキシドの等のモノエポキシ化合物との付加物またはこれらとε−カプロラクトンとの付加物あるいはヒドロキシビニルエーテルのような水酸基含有重合性不飽和単量体類;ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレートなどのジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリレート類;グリシジル(メタ)アクリレート、(β−メチル)グルシジル(メタ)アクリレート、(メタ)アリルグルシジルエーテルもしくは重合性不飽和カルボン酸類またはモノ−2−(メタ)アクリロイルオキシモノエチルフタレートの等の水酸基含有ビニルモノマーと前記ポリカルボン酸無水物との等モル付加物の等の各種の不飽和カルボン酸に、「エピクロン200」、「エピクロン400」、「エピクロン441」、「エピクロン850」もしくは「エピクロン1050」(DIC(株)製のエポキシ樹脂〕、または「エピコート828」、「エピコート1001」もしくは「エピコート1004」(ジャパンエポキシレジン株式会社製エポキシ樹脂)、「アラルダイト6071」もしくは「アラルダイト6084」(スイス国チバ・ガイギー社製のエポキシ樹脂)、さらには「チッソノックス221」〔チッソ株式会社製のエポキシ化合物〕、または「デナコールEX−611」〔長瀬化成株式会社製のエポキシ化合物の等の、1分子中に少なくとも2個のエポキシ基を有する各種のポリエポキシ化合物を等モル比で付加反応させて得られるエポキシ基含有重合性化合物などのエポキシ基含有重合性不飽和単量体類;2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート−ヘキサメチレンジイソシアネート等モル付加物や、イソシアネートエチル(メタ)アクリレートの等のイソシアネート基とビニル基とを有するモノマーなどのイソシアネート基含有α,β−エチレン性不飽和単量体類;ビニルエトキシシラン、α−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、トリメチルシロキシエチル(メタ)アクリレート、「KR−215、X−22−5002」(信越化学工業株式会社製品)等のシリコン系モノマー類などのアルコキシシリル基含有重合性不飽和単量体類;そして、(メタ)アクリル酸、クロトン酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸もしくはシトラコン酸の等の不飽和モノ−もしくはジカルボン酸をはじめ、これらのジカルボン酸と1価アルコールとのモノエステル類などのα,β−エチレン性不飽和カルボン酸類、または2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、3−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、3−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、3−クロロ−2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、ジ−2−ヒドロキシエチルフマレート、モノ−2−ヒドロキシエチル−モノブチルフマレートもしくはポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレートの等のα,β−不飽和カルボン酸ヒドロアルキルエステル類とマレイン酸、コハク酸、フタル酸、ヘキサヒドロフタル酸、テトラヒドロフタル酸、ベンゼントリカルボン酸、ベンゼンテトラカルボン酸、「ハイミック酸」、テトラクロルフタル酸もしくはドデシニルコハク酸の等のポリカルボン酸の無水物との付加物などのカルボキシル基含有α,β−エチレン性不飽和単量体類などがある。
中でも、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート等のC3以下のアルキル(メタ)アクリレート類の使用が好ましい。さらに、顔料表面の表面特性を変化させ、顔料分散剤あるいは顔料分散樹脂との相互作用を高めるために、少なくとも1種のカルボキシル基、スルホン酸基、リン酸基、ヒドロキシル基、ジメチルアミノ基等の官能基を含有する重合性不飽和単量体を、共重合する事が好ましい。
顔料(A)と変性ポリアミン(B)は、重合を行う前に混合することが好ましい。
混合することで、変性ポリアミン(B)で顔料(A)の表面が濡らされ、これにより形成される(顔料(A)と変性ポリアミン(B)との)界面が重合の場になると考えており、前記顔料(A)と変性ポリアミン(B)の混合後に、前記重合性不飽和単量体(C)をさらに混合し、重合を行う事でポリマー(P)でコートされた変性顔料が得られる。この方法は、即ち顔料(A)が分散安定剤で微細かつ安定に分散された場は必須としないため、微細に分散された状態を形成するための顔料(A)の表面処理等は必ずしも必要ではなく、広範囲の種類の顔料に適用できるものである。
前記顔料(A)と変性ポリアミン(B)の混合後に、重合性不飽和単量体(C)および後述の重合開始剤をさらに混合し、重合を行う事で変性顔料(D)が得られる。
その際、変性ポリアミン(B)の使用量は目的に応じて適宜最適化されるので特に限定はないが、通常は顔料(A)100部に対して1〜200部を使用し、より好ましくは2〜50部、さらに好ましくは3〜30部である。
また、前記重合性不飽和単量体(C)の使用量も、目的に応じて適宜最適化されるので特に限定はないが、通常は顔料(A)100部に対して1〜200部を使用し、より好ましくは1〜50部、さらに好ましくは1〜30部である。
重合開始剤は該非水溶媒系に溶解し難いものもあるため、前記重合性不飽和単量体(C)に溶解し、顔料(A)と変性ポリアミン(B)の混合系に加える方法が好ましい。
また、前記重合性不飽和単量体(C)あるいは重合開始剤を溶解した前記重合性不飽和単量体(C)は、重合温度に達した状態で滴下法により加えることもできるが、昇温前の常温の状態で加え、充分に混合された後に昇温し、重合させる方法が安定であり好ましい。
重合温度は通常60℃〜130℃の範囲である。また顔料(A)が有機顔料の場合、重合温度があまり高温では該顔料の変質や結晶成長などの形態変化が著しい場合があるため、その場合は70〜100℃で重合することが好ましい。
本発明のカラーフィルター用顔料分散組成物は、変性顔料(D)を、樹脂等の顔料分散剤および有機溶剤を混合した樹脂溶液中に分散する事により得られる。その際、公知慣用の顔料分散方法を使用する事ができ、ボールミル、サンドミル、ビーズミル、3本ロールミル、ペイントコンディショナー、アトライター、分散攪拌機、超音波等の分散機を使用して、顔料分散を行う事ができる。具体的な分散機器としては、スーパーアペックスミル(コトブキ技研工業社製)、ウルトラアペックスミル(コトブキ技研工業社製)、ドライスヴェルケPM―DCP撹拌式ビーズミル装置(ドライスヴェルケ社製)、ピコグレンミル(浅田鉄工(株)製)等を挙げることができる。
樹脂型分散剤の市販品としては、例えば、ビックケミー社製品の「DISPERBYK−130」、「DISPERBYK−161」、「DISPERBYK−162」、「DISPERBYK−163」、「DISPERBYK−170」、「DISPERBYK−171」、「DISPERBYK−174」、「DISPERBYK−180」、「DISPERBYK−182」、「DISPERBYK−183」、「DISPERBYK−184」、「DISPERBYK−185」、「DISPERBYK−2000」、「DISPERBYK−2001」、「DISPERBYK−2020」、「DISPERBYK−2050」、「DISPERBYK−2070」、「DISPERBYK−2096」、「DISPERBYK−2150」、チバスペシャルティーケミカルズ社製品の「EFKA1503」、「EFKA4010」、「EFKA4020」、「EFKA4300」、「EFKA4330」、「EFKA4340」、「EFKA4520」、「EFKA4530」、「EFKA5054」、「EFKA7411」、「EFKA7422」、「EFKA7431」、「EFKA7441」、「EFKA7461」、「EFKA7496」、「EFKA7497」、ルーブリゾール社製品の「ソルスパース3000」、「ソルスパース9000」、「ソルスパース13240」、「ソルスパース13650」、「ソルスパース13940」、「ソルスパース17000」、「ソルスパース18000」、「ソルスパース20000」、「ソルスパース21000」、「ソルスパース20000」、「ソルスパース24000」、「ソルスパース26000」、「ソルスパース27000」、「ソルスパース28000」、「ソルスパース32000」、「ソルスパース36000」、「ソルスパース37000」、「ソルスパース38000」、「ソルスパース41000」、「ソルスパース42000」、「ソルスパース43000」、「ソルスパース46000」、「ソルスパース54000」、「ソルスパース71000」、味の素ファインテクノ株式会社製品のアジスパー「PB−711」、「アジスパーPB−821」、「アジスパーPB−822」、「アジスパーPB−814」、「アジスパーPB−824」などを用いることが可能である。
また、レベリング剤、カップリング剤、カチオン系の界面活性剤なども併せて使用可能である。本発明において、これらの分散剤は、2種以上を併用することもできる。
本発明のカラーフィルター用顔料分散組成物は、赤色、緑色、青色の各色画素部およびブラックマトリックスを有するカラーフィルターの製造に用いることが出来る。
カラーフィルターを製造するに当たっては、フォトリソグラフィー法、インクジェット法、印刷法等の公知慣用の製造方法がいずれも採用できる。以下フォトリソグラフィー法の例に説明する。
フォトリソグラフィー法は、本発明のカラーフィルター用顔料分散組成物に光硬化性のモノマーやオリゴマー、光重合開始剤等を適宜混合した光硬化性組成物を、カラーフィルター用の透明基板のブラックマトリックスを設けた側の面に塗布、加熱乾燥(プリベーク)した後、フォトマスクを介して200〜500nmの波長範囲の紫外線あるいは可視光を照射することでパターン露光を行って、画素部に対応する箇所の光硬化性化合物を硬化させ、次いで未露光部分を現像液で現像し、非画素部を除去して画素部を透明基板に固着させる方法である。この方法では、光硬化性組成物の硬化着色皮膜からなる画素部が透明基板上に形成される。黒色、赤色、緑色および青色の変性顔料(D)毎に光硬化性組成物を調製して、前記した操作を繰り返すことにより、ブラックマトリックスを形成し、さらに所定の位置に赤色、緑色、青色の各色画素部を有するカラーフィルターを製造することができる。
また、赤色、緑色および青色等の画素部の形成には、黄色の変性顔料(D)や紫色の変性顔料(D)を併用することも出来る。また必要に応じて光硬化後カラーフィルター全体を加熱処理(ポストベーク)することもできる。
また、パターン露光後の現像方法としては、例えば、液盛り法、ディッピング法、スプレー法等が挙げられる。光硬化性組成物の露光、現像の後に、必要な色の画素部が形成された透明基板は水洗し乾燥させる。
こうして得られたカラーフィルターは、ホットプレート、オーブン等の加熱装置により、100〜280℃で、所定時間加熱処理(ポストベーク)することによって、塗膜中の揮発性成分を除去すると同時に、光硬化性組成物の硬化着色皮膜中に残存する未反応の光硬化性化合物が熱硬化し、カラーフィルターが完成する。
キシレン100部とチオグリコール酸10部を、窒素気流中80℃に保ち、攪拌しながらメタクリル酸メチル54部、アクリル酸ブチル36部、および重合開始剤(「パーブチル(登録商標)O」〔有効成分ペルオキシ2−エチルヘキサン酸t−ブチル、日本油脂(株)製〕)2部からなる混合物を4時間かけて滴下した。滴下終了後、4時間ごとに「パーブチル(登録商標)O」0.5部を添加し、80℃で12時間攪拌した。反応終了後不揮発分調整のためキシレンを加え、不揮発分50%の、片末端にカルボキシル基を有するビニル共重合体のキシレン溶液(X1)を得た。該樹脂の質量平均分子量は5000、酸価は60.5mgKOH/gであった。
キシレン100部を、窒素気流中80℃に保ち、攪拌しながらメタクリル酸エチル68部、メタクリル酸2−エチルヘキシル29部、チオグリコール酸3部、および重合開始剤(「パーブチル(登録商標)O」〔有効成分ペルオキシ2−エチルヘキサン酸t−ブチル、日本油脂(株)製〕)0.2部からなる0混合物を4時間かけて滴下した。滴下終了後、4時間ごとに「パーブチル(登録商標)O」0.5部を添加し、80℃で12時間攪拌した。反応終了後不揮発分調整のためキシレンを加え、不揮発分50%の、片末端にカルボキシル基を有するビニル共重合体(X2)のキシレン溶液を得た。該樹脂の重量平均分子量は7000、酸価は18.0mgKOH/g、ガラス転移温度Tgは38℃であった。
キシレン100部を、窒素気流中80℃に保ち、攪拌しながらメタクリル酸エチル66部、メタクリル酸2−エチルヘキシル28部、チオグリコール酸6部、および重合開始剤(「パーブチル(登録商標)O」〔有効成分ペルオキシ2−エチルヘキサン酸t−ブチル、日本油脂(株)製〕)0.3部からなる混合物を4時間かけて滴下した。滴下終了後、4時間ごとに「パーブチル(登録商標)O」0.5部を添加し、80℃で12時間攪拌した。反応終了後、不揮発分調整のため適宜量のキシレンを添加し、不揮発分50%の、片末端にカルボキシル基を有するビニル共重合体(X3)のキシレン溶液を得た。該樹脂の重量平均分子量は4000、酸価は36.0mgKOH/g、ガラス転移温度Tgは38℃であった。
キシレン100部を、窒素気流中80℃に保ち、攪拌しながらラウリルメタクリレート66部、メタクリル酸2−エチルヘキシル28部、チオグリコール酸6部、および重合開始剤(「パーブチル(登録商標)O」〔有効成分ペルオキシ2−エチルヘキサン酸t−ブチル、日本油脂(株)製〕)0.15部からなる混合物を4時間かけて滴下した。滴下終了後、4時間ごとに「パーブチル(登録商標)O」0.5部を添加し、80℃で12時間攪拌した。反応終了後、不揮発分調整のため適宜量のキシレンを添加し、不揮発分50%の、片末端にカルボキシル基を有するビニル共重合体(X4)のキシレン溶液を得た。該樹脂の重量平均分子量は4500、酸価は36.0mgKOH/g、ガラス転移温度Tgは−51℃であった。
キシレン100部を、窒素気流中80℃に保ち、攪拌しながらラウリルメタクリレート94部、チオグリコール酸6部、および重合開始剤(「パーブチル(登録商標)O」〔有効成分ペルオキシ2−エチルヘキサン酸t−ブチル、日本油脂(株)製〕)0.15部からなる混合物を4時間かけて滴下した。滴下終了後、4時間ごとに「パーブチル(登録商標)O」0.5部を添加し、80℃で12時間攪拌した。反応終了後、不揮発分調整のため適宜量のキシレンを添加し、不揮発分50%の、片末端にカルボキシル基を有するビニル共重合体(X5)のキシレン溶液を得た。該樹脂の重量平均分子量は5500、酸価は36.0mgKOH/g、ガラス転移温度Tgは−65℃であった。
キシレン100部を、窒素気流中80℃に保ち、攪拌しながらセチルメタクリレート94部、チオグリコール酸6部、および重合開始剤(「パーブチル(登録商標)O」〔有効成分ペルオキシ2−エチルヘキサン酸t−ブチル、日本油脂(株)製〕)0.15部からなる混合物を4時間かけて滴下した。滴下終了後、4時間ごとに「パーブチル(登録商標)O」0.5部を添加し、80℃で12時間攪拌した。反応終了後、不揮発分調整のため適宜量のキシレンを添加し、不揮発分50%の、片末端にカルボキシル基を有するビニル共重合体(X6)のキシレン溶液を得た。該樹脂の重量平均分子量は5000、酸価は36.0mgKOH/であった。
撹拌機,還流冷却器,窒素吹込み管、温度計を備えたフラスコにイオン交換水30部とイソプロピルアルコール30部を窒素気流中80℃に保ち、攪拌しながらN−ビニルホルムアミド40部、2−メルカプトエタノール8部、および重合開始剤(「パーブチル(登録商標)O」〔有効成分ペルオキシ2−エチルヘキサン酸t−ブチル、日本油脂(株)製〕)0.8部からなる混合物を4時間かけて滴下した。反応終了後、不揮発分調整のため適宜量のイオン交換水を添加し、不揮発分40%の、ビニル重合体(X7)を得た。
撹拌機,還流冷却器,窒素吹込み管、温度計を備えたフラスコに合成例7で得られた不揮発分40%のビニル重合体(X7)を125部、20%水酸化ナトリウム溶液を141部加えて、攪拌しながら80℃にて16時間反応させた。反応終了後、アセトンを加えて樹脂分を沈殿させ、分離、乾燥を行い、ポリビニルアミン共重合体(PA−1)の固形分を得た。ポリビニルアミン共重合体(PA−1)のアミン価は、1174mg KOH/gであり、アミン価から計算されるN−ビニルホルムアミドの加水分解率は、90%であった。
撹拌機,還流冷却器,窒素吹込み管、温度計を備えたフラスコに合成例7で得られた不揮発分40%のビニル重合体(X7)を125部、20%水酸化ナトリウム溶液を42部加えて、攪拌しながら80℃にて2時間反応させた。反応終了後、アセトンを加えて樹脂分を沈殿させ、分離、乾燥を行い、ポリビニルアミン共重合体(PA−2)の固形分を得た。ポリビニルアミン共重合体(PA−2)のアミン価は、305mg KOH/gであり、アミン価から計算されるN−ビニルホルムアミドの加水分解率は、23%であった。
撹拌機,還流冷却器,窒素吹込み管、温度計を備えたフラスコに、キシレン100部とポリアリルアミン20%水溶液(日東紡績(株)製「PAA−05」、数平均分子量約5,000)37.5部からなる混合物を仕込み、窒素気流下撹拌しながら140℃で撹拌し、分離装置を使用して水を溜去すると共に、キシレンを反応溶液に返流しながら、これに合成例1で得たビニル共重合体(X1)(本願におけるビニル共重合体(B−1)として使用) 168.8部を140℃まで昇温したものを加え、8時間140℃で反応を行った。反応終了後、不揮発分調整のため適宜量のキシレンを添加し、不揮発分40%の、変性ポリアミン(BJ−1)を得た。該樹脂の質量平均分子量は7,500、アミン価は32.5mg KOH/gであった。
撹拌機,還流冷却器,窒素吹込み管、温度計を備えたフラスコに、キシレン54.5部、合成例2で得たビニル共重合体(X2)(本願におけるビニル共重合体(B−1)として使用)19.0部、合成例3で得たビニル共重合体(X3)(本願におけるビニル共重合体(B−2−1)として使用)38.0部、およびポリアリルアミン20%水溶液(日東紡績(株)製「PAA−05」、数平均分子量約5,000)7.5部からなる混合物を仕込み、窒素気流下撹拌しながら140℃で撹拌し、分離装置を使用して水を溜去すると共に、キシレンを反応溶液に返流しながら8時間140℃で反応を行った。
反応終了後、不揮発分調整のため適宜量のキシレンを添加し、不揮発分40%の、変性ポリアミン(BJ−2)を得た。該樹脂の重量平均分子量は10,000、アミン価は22.0mg KOH/gであった。
撹拌機,還流冷却器,窒素吹込み管、温度計を備えたフラスコに、ポリアリルアミン20%水溶液「PAA−03」10.5部とポリエチレングリコール−ポリプロピレングリコールモノメタクリレート(日油(株)製「ブレンマー70PEP−350B」、平均エチレングリコール鎖数5、平均プロピレングリコール鎖数2)(本願における(メタ)アクリレート(B−3)として使用)1.5部を仕込み、窒素気流下撹拌しながら50℃で撹拌し、3時間反応させた。次いでキシレン35.2部、合成例3で得たビニル共重合体(X3)(本願におけるビニル共重合体(B−1)として使用)52.8部を仕込み、窒素気流下撹拌しながら140℃で撹拌し、分離装置を使用して水を溜去すると共に、キシレンを反応溶液に返流しながら8時間140℃で反応を行った。反応終了後、不揮発分調整のため適宜量のキシレンを添加し、不揮発分40%の、変性ポリアミン(BJ−3)を得た。該樹脂の重量平均分子量は8,000、アミン価は31.0mg KOH/gであった。
撹拌機,還流冷却器,窒素吹込み管、温度計を備えたフラスコに、合成例12で得られた不揮発分40%の変性ポリアミン(BJ−3)100部及びグリシジルメタクリレート1.6部を加え、80℃にて8時間反応させた。反応終了後、不揮発分調整のため適宜量のキシレンを添加し、不揮発分40%の、変性ポリアミン(BJ−4)を得た。
撹拌機,還流冷却器,窒素吹込み管、温度計を備えたフラスコにキシレン11部、ポリエチレンイミン(エポミンSP−006,日本触媒化学工業(株)製,平均分子量約600)7.5部を加え、窒素気流下撹拌しながら140℃で撹拌し、分離装置を使用して水を溜去すると共に、キシレンを反応溶液に返流しながら、これに合成例1で得たビニル共重合体(X1)(本願におけるビニル共重合体(B−1)として使用) 168.8部を140℃まで昇温したものを加え、8時間140℃で反応を行った。反応終了後、不揮発分調整のため適宜量のキシレンを添加し、不揮発分40%の、変性ポリアミン(BJ−5)を得た。
撹拌機,還流冷却器,窒素吹込み管、温度計を備えたフラスコにキシレン11部、合成例8で得られたポリビニルアミン共重合体(PA−1)7.5部を加え、窒素気流下撹拌しながら140℃で撹拌し、分離装置を使用して水を溜去すると共に、キシレンを反応溶液に返流しながら、これに合成例1で得たビニル共重合体(X1)(本願におけるビニル共重合体(B−1)として使用) 152部を140℃まで昇温したものを加え、8時間140℃で反応を行った。反応終了後、反応溶液中の水分を不揮発分調整のため適宜量のキシレンを添加し、不揮発分40%の、変性ポリアミン(BJ−6)を得た。
撹拌機,還流冷却器,窒素吹込み管、温度計を備えたフラスコにキシレン11部、合成例9で得られたポリビニルアミン共重合体(PA−2)7.5部を加え、窒素気流下撹拌しながら140℃で撹拌し、分離装置を使用して水を溜去すると共に、キシレンを反応溶液に返流しながら、これに合成例1で得たビニル共重合体(X1)(本願におけるビニル共重合体(B−1)として使用) 42.2部を140℃まで昇温したものを加え、8時間140℃で反応を行った。反応終了後、反応溶液中の水分を不揮発分調整のため適宜量のキシレンを添加し、不揮発分40%の、変性ポリアミン(BJ−7)を得た。
撹拌機,還流冷却器,窒素吹込み管、温度計を備えたフラスコに、キシレン100部とポリアリルアミン20%水溶液(日東紡績(株)製「PAA−05」、数平均分子量約5,000)37.5部からなる混合物を仕込み、窒素気流下撹拌しながら140℃で撹拌し、分離装置を使用して水を溜去すると共に、キシレンを反応溶液に返流しながら、これに合成例4で得たビニル共重合体(X4)172.5部(本願におけるビニル共重合体(B−1)として使用)を140℃まで昇温したものを加え、8時間140℃で反応を行った。反応終了後、不揮発分調整のため適宜量のキシレンを添加し、不揮発分40%の、変性ポリアミン(BJ−8)を得た。該樹脂の質量平均分子量は6,200、アミン価は46.0mg KOH/gであった。
撹拌機,還流冷却器,窒素吹込み管、温度計を備えたフラスコに、キシレン100部とポリアリルアミン20%水溶液(日東紡績(株)製「PAA−05」、数平均分子量約5,000)32.8部からなる混合物を仕込み、窒素気流下撹拌しながら140℃で撹拌し、分離装置を使用して水を溜去すると共に、キシレンを反応溶液に返流しながら、これに合成例2で得たビニル共重合体(X2)75部(本願におけるビニル共重合体(B−1)として使用)と、合成例5で得たビニル共重合体(X5)99.4部とを140℃まで昇温したものを加え、8時間140℃で反応を行った。反応終了後、不揮発分調整のため適宜量のキシレンを添加し、不揮発分40%の、変性ポリアミン(BJ−9)を得た。該樹脂の質量平均分子量は7,000、アミン価は35.7mg KOH/gであった。
撹拌機,還流冷却器,窒素吹込み管、温度計を備えたフラスコに、キシレン100部とポリアリルアミン20%水溶液(日東紡績(株)製「PAA−05」、数平均分子量約5,000)32.8部からなる混合物を仕込み、窒素気流下撹拌しながら140℃で撹拌し、分離装置を使用して水を溜去すると共に、キシレンを反応溶液に返流しながら、これに合成例6で得たビニル共重合体(X6)174.4部(本願におけるビニル共重合体(B−1)として使用)を140℃まで昇温したものを加え、8時間140℃で反応を行った。反応終了後、不揮発分調整のため適宜量のキシレンを添加し、不揮発分40%の、変性ポリアミン(BJ−10)を得た。該樹脂の質量平均分子量は8,000、アミン価は31.7mg KOH/gであった。
温度計、攪拌機、還流冷却器および窒素ガス導入管を備えた四つ口フラスコに、ヘプタンの800部、酢酸ブチルの170部を仕込んで90℃に昇温し、同温度に達したところで、アクリル酸2エチルヘキシルの950部、ジメチルアミノエチルメタクリレートの50部、2,2’−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)の7部からなる混合物を5時間かけて滴下し、滴下終了後も、同温度に10時間保持して反応を続行した。その後、t−ブチルピロカテコールの0.2部を酢酸ブチルの15部に溶解した溶液を加え、さらにグリシジルメタクリレートの15部、ジメチルアミノエタノールの30部を加えた後に、80℃まで昇温し、同温度で10時間反応を行う事で、非水溶媒に可溶な重合性不飽和基を含有するポリマー(BH−1)の溶液を得た。
C.I.ピグメントグリーン58のウェットケーキ(顔料分50%)の200部、合成例10で得られた変性ポリアミン(BJ−1)を固形分として10部、1.25mmのジルコニアビーズの400部、ヘプタンの200部をポリエチレン広口瓶に入れ、ペイントシェーカー(東洋精機株式会社)で90分間混合を行った。ヘプタンの100部で希釈した後、ジルコニアビーズを除去し、顔料混合液を作成した。
得られた顔料混合液の400部を温度計、攪拌機、還流冷却器および窒素ガス導入管を備えたセパラブルフラスコに仕込んだ後、t−ブチルアクリルアミドスルホン酸の2部を20部のイオン交換水に溶解したものを加え、さらにメタクリル酸メチルの3部およびエチレングリコールジメタクリレートの5部の重合性単量体組成物に2,2’−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)の2部を溶解したものを加えた。室温で30分間攪拌を続けた後、80℃に昇温し、同温度で15時間反応を続けた。降温後、濾過を行う事で、ポリマー処理顔料と重合溶剤を分離した。得られたポリマー顔料を熱風乾燥機により100℃で5時間乾燥後、粉砕機にて粉砕を行う事で、変性顔料(1)を得た。
使用する顔料(A)、変性ポリアミン(BJ−1)を表1〜表5に記載の顔料、及び変性ポリアミン(B)に変更する以外は実施例1と同様にして、顔料混合液を作成した。
得られた顔料混合液の400部を使用し、重合性単量体(C)を表1〜表5に記載の重合性単量体(C)に変更した以外は実施例1と同様にして、変性顔料(2)〜(21)を得た。
(C.I.Pigment Red 254):C.I.ピグメントレッド254の粉末
(C.I.Pigment Blue 15:6):C.I.ピグメントブルー15:6の粉末
(C.I.Pigment yellow 150):C.I.ピグメントイエロー150の粉末
C.I.ピグメントグリーン58のウェットケーキ(顔料分52%)の192部、比較合成例1で得られたポリマー(BH−1)を固形分として5部、1.25mmのジルコニアビーズの400部、ヘプタンの200部をポリエチレン広口瓶に入れ、ペイントシェーカー(東洋精機株式会社)で90分間混合を行った。ヘプタンの100部で希釈した後、ジルコニアビーズを除去した。得られた顔料混合液の400部を温度計、攪拌機、還流冷却器および窒素ガス導入管を備えたセパラブルフラスコに仕込んだ後、攪拌しながら、t−ブチルアクリルアミドスルホン酸の2部を20部のイオン交換水に溶解したものを加え、エチレングリコールジメタクリレートの5部と、ブチルメタクリレートの3部との重合性単量体組成物に2,2’−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)の2部を溶解したものを加えた。室温で30分間攪拌を続けた後、80℃に昇温し、同温度で15時間反応を続けた。降温後、濾過を行う事で、ポリマー処理顔料と重合溶剤を分離した。得られたポリマー顔料を熱風乾燥機により100℃で5時間乾燥後、粉砕機にて粉砕を行う事で、比較変性顔料(1)を得た。
変性例1で得た変性顔料(1)の5部およびアジスパーPB−821(味の素ファインテクノ株式会社製顔料分散剤)の1.5部をプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(以下PGMAc)の26.8部に溶解した溶液、0.5mmのジルコニアビーズの65部をポリエチレン広口瓶に入れ、ペイントシェーカー(東洋精機株式会社)で2時間分散を行った後、ジルコニアビーズを除去して顔料分散液(1)を得た。顔料分散液75.00部とポリエステルアクリレート樹脂(アロニックスM7100、東亜合成化学工業株式会社製)5.50部、ジぺンタエリスレートヘキサアクリレート(KAYARADDPHA、日本化薬株式会社製)5.00部、ベンゾフェノン(KAYACURE BP−100、日本化薬株式会社製)1.00部、ユーカーエステルEFP13.5部を分散攪拌機で攪拌し、孔径1.0μmのフィルターで濾過し、顔料分散レジスト(カラーレジスト)を得た。顔料分散レジストは1mm厚ガラスに大塚電子(株)製分光光度計MCPD−3000を使用して、C2光源測色で色度座標y値を算出し、y=0.48となるようにスピンコーターを用いて塗布し、その後60℃で5分間予備乾燥して塗膜を形成させた。次いでフォトマスクを介して紫外線によるパターン露光を行った後、未露光部分を0.5%の炭酸ナトリウム水溶液中で洗浄した後、純水で更に洗浄し、次いで得られた塗膜を230℃で15分間加熱処理して塗膜を硬化させ、カラーフィルターとした。このようにして得られた顔料分散液(1)の粘度及び、カラーフィルター画素部の輝度、コントラストを以下の方法で評価し、表6に記載した。
ブルックフィールド社製品「デジタル粘度計 DV−II Pro」を用いて粘度を測定した。一般的に、分散液の粘度は低い方が好ましい。
輝度(Y値)は、大塚電子(株)製分光光度計MCPD−3000を使用して、C2光源測色でCIE発色系色度におけるY値を測定した。ここでは、輝度(Y値)が大きいほど視覚明度が高いと評価した。
当該カラーフィルター画素部を2枚の偏光板の間に設置し、一方には光源を、更にその反対側にはCCDカメラを設置して輝度の測定を行った。偏光軸が平行になる時と垂直になる時との輝度(透過光強度)の比より算出した。
変性顔料(1)を表6及び表7の様に変更する以外は、実施例1と同様の方法にて、顔料分散、塗装、評価を行った。
変性例4で得た変性顔料(4)の5部およびアジスパーPB−821(味の素ファインテクノ株式会社製顔料分散剤)の1.5部をプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(以下PGMAc)の26.8部に溶解した溶液、0.5mmのジルコニアビーズの65部をポリエチレン広口瓶に入れ、ペイントシェーカー(東洋精機株式会社)で2時間分散を行った後、ジルコニアビーズを除去して顔料分散液(4)を得た。顔料分散液75.00部とポリエステルアクリレート樹脂(アロニックスM7100、東亜合成化学工業株式会社製)5.50部、ジぺンタエリスレートヘキサアクリレート(KAYARADDPHA、日本化薬株式会社製)5.00部、ベンゾフェノン(KAYACURE BP−100、日本化薬株式会社製)1.00部、ユーカーエステルEFP13.5部を分散攪拌機で攪拌し、孔径1.0μmのフィルターで濾過し、顔料分散レジスト(カラーレジスト)を得た。顔料分散レジストは1mm厚ガラスに大塚電子(株)製分光光度計MCPD−3000を使用して、C2光源測色で色度座標y値を算出し、y=0.107となるようにスピンコーターを用いて塗布し、その後60℃で5分間予備乾燥して塗膜を形成させた。次いでフォトマスクを介して紫外線によるパターン露光を行った後、未露光部分を0.5%の炭酸ナトリウム水溶液中で洗浄した後、純水で更に洗浄し、次いで得られた塗膜を230℃で15分間加熱処理して塗膜を硬化させ、カラーフィルターとした。このようにして得られた顔料分散液(5)の粘度及び、カラーフィルター画素部の輝度、コントラストを以下の方法で評価し、表6に記載した。
変性例5で得た変性顔料(5)の5部およびアジスパーPB−821(味の素ファインテクノ株式会社製顔料分散剤)の1.5部をプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(以下PGMAc)の26.8部に溶解した溶液、0.5mmのジルコニアビーズの65部をポリエチレン広口瓶に入れ、ペイントシェーカー(東洋精機株式会社)で2時間分散を行った後、ジルコニアビーズを除去して顔料分散液(5)を得た。顔料分散液75.00部とポリエステルアクリレート樹脂(アロニックスM7100、東亜合成化学工業株式会社製)5.50部、ジぺンタエリスレートヘキサアクリレート(KAYARADDPHA、日本化薬株式会社製)5.00部、ベンゾフェノン(KAYACURE BP−100、日本化薬株式会社製)1.00部、ユーカーエステルEFP13.5部を分散攪拌機で攪拌し、孔径1.0μmのフィルターで濾過し、顔料分散レジスト(カラーレジスト)を得た。顔料分散レジストは1mm厚ガラスに大塚電子(株)製分光光度計MCPD−3000を使用して、C2光源測色で色度座標x値を算出し、x=0.64となるようにスピンコーターを用いて塗布し、その後60℃で5分間予備乾燥して塗膜を形成させた。次いでフォトマスクを介して紫外線によるパターン露光を行った後、未露光部分を0.5%の炭酸ナトリウム水溶液中で洗浄した後、純水で更に洗浄し、次いで得られた塗膜を230℃で15分間加熱処理して塗膜を硬化させ、カラーフィルターとした。このようにして得られた顔料分散液(5)の粘度及び、カラーフィルター画素部の輝度、コントラストを以下の方法で評価し、表6に記載した。
変性例6で得た変性顔料(6)の5部およびアジスパーPB−821(味の素ファインテクノ株式会社製顔料分散剤)の1.5部をプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(以下PGMAc)の26.8部に溶解した溶液、0.5mmのジルコニアビーズの65部をポリエチレン広口瓶に入れ、ペイントシェーカー(東洋精機株式会社)で2時間分散を行った後、ジルコニアビーズを除去して顔料分散液(6)を得た。顔料分散液75.00部とポリエステルアクリレート樹脂(アロニックスM7100、東亜合成化学工業株式会社製)5.50部、ジぺンタエリスレートヘキサアクリレート(KAYARADDPHA、日本化薬株式会社製)5.00部、ベンゾフェノン(KAYACURE BP−100、日本化薬株式会社製)1.00部、ユーカーエステルEFP13.5部を分散攪拌機で攪拌し、孔径1.0μmのフィルターで濾過し、顔料分散レジスト(カラーレジスト)を得た。顔料分散レジストは1mm厚ガラスに大塚電子(株)製分光光度計MCPD−3000を使用して、C2光源測色で色度座標x値を算出し、x=0.45となるようにスピンコーターを用いて塗布し、その後60℃で5分間予備乾燥して塗膜を形成させた。次いでフォトマスクを介して紫外線によるパターン露光を行った後、未露光部分を0.5%の炭酸ナトリウム水溶液中で洗浄した後、純水で更に洗浄し、次いで得られた塗膜を230℃で15分間加熱処理して塗膜を硬化させ、カラーフィルターとした。このようにして得られた顔料分散液(6)の粘度及び、カラーフィルター画素部の輝度、コントラストを以下の方法で評価し、表6に記載した。
変性顔料(1)を表7の様に変更する以外は、実施例1と同様の方法にて、顔料分散、塗装、評価を行った。
変性顔料(4)を表7の様に変更する以外は、実施例4と同様の方法にて、顔料分散、塗装、評価を行った。
変性顔料(5)を表7の様に変更する以外は、実施例5と同様の方法にて、顔料分散、塗装、評価を行った。
変性顔料(6)を表7の様に変更する以外は、実施例6と同様の方法にて、顔料分散、塗装、評価を行った。
実施例19〜21で得たカラーフィルターのリタデーション値を測定した。リタデーション値は、J.A.Woollam社製の分光エリプソメーター「M−2000X」を用いて、当該カラーフィルター画素部の入射角0度及び45度における波長245〜1000nm間の振幅Ψと位相差Δを測定した。それをもとに550nmにおけるリタデーション値Rthを算出し、膜厚2μmに換算した値を記載した。
また、変性顔料(19)〜(21)を使用したカラーフィルターは、変性されない顔料を使用した比較例1と比べリタデーション値を大きく低減させることができた。
Claims (4)
- 色剤と樹脂と該樹脂を溶解し得る有機溶剤とを含有するカラーフィルター用顔料分散組成物であって、前記色剤として、
顔料(A)表面に、
アミノ基と反応しアミド結合を形成する官能基を片末端に有するビニル共重合体(B−1)をポリアミンのアミノ基と反応させた変性ポリアミン(B)と、
非水溶媒に可溶でありかつ重合後に不溶もしくは難溶になる少なくとも1種の重合性不飽和単量体(C)を重合することにより得られるポリマー(P)
を有する変性顔料(D)を用いることを特徴とするカラーフィルター用顔料分散組成物。 - 前記ポリアミンが、ポリアリルアミン、ポリビニルアミン、及びポリエチレンイミンからなる群から選ばれる少なくとも一種である請求項1記載のカラーフィルター用顔料分散組成物。
- 前記顔料(A)がC.I.ピグメントグリーン58である請求項1又は2に記載のカラーフィルター用顔料分散組成物。
- 請求項1〜3のいずれかに記載のカラーフィルター用顔料分散組成物を使用することを特徴とするカラーフィルター。
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