KR20120112188A

KR20120112188A - 컬러 필터용 적색 착색 조성물 및 컬러 필터

Info

Publication number: KR20120112188A
Application number: KR1020120032456A
Authority: KR
Inventors: 스미히로 아이쿄; 유스케 이이다; 토시하루 요시자와; 토시나오 마키우치
Original assignee: 토요켐주식회사; 토요잉크Sc홀딩스주식회사
Priority date: 2011-03-29
Filing date: 2012-03-29
Publication date: 2012-10-11
Also published as: KR101904761B1; CN102736413A; CN102736413B; TW201245340A; TWI494378B

Abstract

유동성이 우수한 안정적인 컬러 필터용 착색 조성물, 그리고 명도 및 콘트라스트비가 높은 적색 조성물을 이용하여 형성된, 색특성이 좋고, 내열성이 우수한 컬러 필터를 제공하는 것을 목적으로 하고, 컬러 필터용 착색 조성물은, 식(1)으로 표시되는 벤즈이미다졸론 안료를 포함하는 착색제(a), 수지(b), 산성 치환기를 가지는 수지형 분산제(c) 및 용제(d)를 함유한다.
[화학식 1]

Description

컬러 필터용 적색 착색 조성물 및 컬러 필터{RED COLORED COMPOSITION FOR COLOR FILTER, AND COLOR FILTER}

본 발명은, 컬러 액정 표시 장치 및 컬러 촬상관 소자 등에 사용되는 컬러 필터의 제조에 사용되는 컬러 필터용 착색 조성물, 그리고 이를 이용하여 형성되는 필터 세그멘트를 구비하는 컬러 필터에 관한 것이다.

액정 표시 장치는, 2장의 편광판 사이에 개재된 액정층이, 1장째의 편광판을 통과한 빛의 편광 정도를 제어하여, 2장째의 편광판을 통과하는 광량을 컨트롤함으로써 표시를 행하는 표시 장치로서, 트위스트 네마틱(TN)형 액정을 이용하는 타입이 주류를 이루고 있다. 그 밖의 대표적인 액정 표시 장치의 방식으로는, 한 쌍의 전극을 한쪽 기판 상에 마련하여 기판에 평행방향으로 전계를 인가하는 인·플레인·스위칭(IPS) 방식, 부의 유전이방성을 가지는 네마틱 액정을 수직 배향시키는 버티컬·얼라인먼트(VA) 방식, 또한 1축성 위상차 필름의 광축을 서로 직교시켜, 광학 보상을 행하고 있는 옵티컬·콘벤센드·벤드(OCB) 방식 등이 있으며, 각각이 실용화되어 있다.

액정 표시 장치는, 2장의 편광판 사이에 컬러 필터를 마련함으로써 컬러 표시가 가능해졌으며, 최근, 텔레비전이나 컴퓨터의 모니터 등에 이용되게 됨에 따라, 컬러 필터에 대해서 고콘트라스트화, 고명도화의 요구가 높아지고 있다.

컬러 필터는, 유리 등의 투명한 기판의 표면에 2종류 이상의 다른 색상을 가지는 미세한 띠(스트라이프) 형상의 필터 세그멘트를 평행 또는 교차하여 배치한 것, 혹은 미세한 필터 세그멘트를 가로 세로 일정한 배열로 배치한 것으로 이루어진다. 필터 세그멘트는, 수 미크론 ~ 수백 미크론으로 미세할 뿐 아니라, 색상별로 소정의 배열로 정연하게 배치되어 있다.

일반적으로, 컬러 액정 표시 장치에서는, 컬러 필터 위에 액정을 구동시키기 위한 투명전극이 증착 혹은 스퍼터링에 의해 형성되고, 그리고 그 위에 액정을 일정 방향으로 배향시키기 위한 배향막이 형성되어 있다. 이들 투명전극 및 배향막의 성능을 충분히 얻기 위해서는, 그 형성을 일반적으로 200℃ 이상, 바람직하게는 230℃ 이상의 고온에서 행할 필요가 있다. 이 때문에, 현재, 컬러 필터의 제조 방법으로는, 내광성, 내열성이 우수한 안료를 착색제로 하는 안료 분산법이라 불리는 방법이 주류를 이루고 있다.

컬러 필터 기판의 3원색(적·록·청; RGB) 중 하나인 적색 필터 세그멘트에는, 일반적으로 2종류 이상의 안료가 병용되는데, 적색 안료에 대해서는 C.I. 피그먼트 레드 254나 C.I. 피그먼트 레드 177이, 또한 조색용으로서 황색 안료인 C.I. 피그먼트 옐로우 150, C.I. 피그먼트 옐로우 138, 또는 C.I. 피그먼트 옐로우 139 등이 이용되고 있다.

여기서 C.I. 피그먼트 레드 254는, 착색 조성물로 했을 때에 특히 휘도가 우수한 안료이다. 또한, 착색력이 높기 때문에, 컬러 필터의 색도 조정, 막두께 조정시에 유리해진다. 그러나, C.I. 피그먼트 레드 254는, 미세화하여 이용하는 경우에 내열성에 문제가 있어, 미세화물을 이용하여 착색 도막으로 한 경우에는 콘트라스트비가 저하된다는 결점을 가지고 있다.

또한, 콘트라스트비가 높은 컬러 필터를 얻는 방법으로서, C.I. 피그먼트 레드 254에, C.I. 피그먼트 레드 177을 첨가하여 착색 조성물을 제조하는 수법이 이용되고 있다. 그러나, C.I. 피그먼트 레드 177 자체는 휘도, 착색력이 낮기 때문에, 고함유율로 사용할 수 없으므로, 결과적으로 C.I. 피그먼트 레드 254에 C.I. 피그먼트 레드 177을 함유하면, 휘도, 착색력, 콘트라스트는 상가평균적으로 낮아지므로, 이들 종래 이용되고 있는 적색 안료와 황색 안료의 조합을 이용할 수 있는 한, 고콘트라스트비와 고명도에는 한계가 있는 실정이다.

이에, C.I. 피그먼트 레드 177이나 C.I. 피그먼트 레드 254를 이용한 컬러 필터보다, 보다 선명한 색조와 넓은 색표시 영역을 발휘하여 높은 착색력을 가지는 색재로서, 휘도와 콘트라스트비가 모두 높은 안료를 가지는 컬러 필터용 착색 조성물의 개발이 요구되고 있으며, 이러한 안료로서 벤즈이미다졸론 안료가 제안되어 있다(특허 문헌 1). 특허 문헌 1에는, 벤즈이미다졸론 안료인 C.I. 피그먼트 레드 176을 주안료로 사용한 착색 조성물이 기재되어 있다. 그러나, C.I. 피그먼트 레드 176을 이용한 것 만으로는, 최근 요구되는 바와 같은 한층 더 높은 고콘트라스트화를 실현하기에는 불충분할 뿐 아니라, 미세화한 안료를 포함하는 경우에는, 유동성도 문제가 된다. 더욱이, 강고하게 응집된 미세한 안료 입자를 풀었을 때에 높은 광택과 투명성을 얻을 때까지 분산하려면 매우 많은 에너지를 필요로 한다.

또한, 벤즈이미다졸론 안료는, 안료 자체의 용제에 대한 친화성이나, 안료 표면의 산성도 등이 C.I. 피그먼트 레드 254나 C.I. 피그먼트 레드 177 등과는 상이하므로, 분산성, 유동성, 보존안정성이 우수하면서, 명도 및 콘트라스트비가 높은 착색 조성물은 아직 얻지 못하고 있는 실정이었다.

일본특허공개 2009-237462호 공보

본 발명의 실시 태양은, 명도, 및 콘트라스트비가 높고, 유동성이 우수한 안정적인 컬러 필터용 착색 조성물, 그리고, 상기 컬러 필터용 착색 조성물을 이용하여 형성된, 색특성이 좋고 내열성이 우수한 컬러 필터를 제공하는 것이다.

본 발명자들은 상기한 여러 문제들을 해결하기 위하여 예의 연구를 거듭한 결과, 식(1)으로 표시되는 벤즈이미다졸론 안료(a1)를 포함하는 착색제(a)와, 산성 치환기를 가지는 수지형 분산제인 수지형 분산제(c)를 포함하는 착색 조성물에 의해, 상기 과제를 해결할 수 있음을 발견하였다.

본 발명은, 이하의 실시 태양에 관한 것이다.

즉, 본 발명의 실시 태양은, 착색제, 수지, 수지형 분산제 및 용제를 함유하는 착색 조성물에 있어서, 이 착색제가, 하기 식(1)으로 표시되는 벤즈이미다졸론 안료를 포함하고, 이 수지형 분산제가, 산성 치환기를 가지는 수지형 분산제인 것을 특징으로 하는 컬러 필터용 적색 착색 조성물에 관한 것이다.

[화학식 1]

여기서, 식(1) 중, R₁, R₂, R₃은, 각각 독립적으로 -H, -CH₃, -OCH₃, -COOCH₃, -COOC₄H₉, -Cl, -NO₂, -SO₂NHCH₃, 또는 -CONHC₆H₅이다.

식(1)으로 표시되는 벤즈이미다졸론 안료의 질소 흡착법에 의한 BET 비표면적은, 10 m²/g 이상 50 m²/g 이하일 수도 있다.

식(1)으로 표시되는 벤즈이미다졸론 안료는, C.I. 피그먼트 레드 176일 수도 있다.

이 산성 치환기를 가지는 수지형 분산제는, 1분자 내에 카르복실기를 2개 이상 가지는 수지형 분산제일 수도 있다.

또한, 색소 유도체(e)를 포함하고, 이 색소 유도체(e)가, 염기성 치환기를 가지는 안료 유도체, 염기성 치환기를 가지는 β-나프톨 유도체 및 염기성 치환기를 가지는 트리아진 유도체로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종류 이상의 염기성 치환기를 가지는 색소 유도체를 함유하고 있을 수도 있다.

이 착색제는, C.I. 피그먼트 레드 254, C.I. 피그먼트 레드 177, C.I. 피그먼트 옐로우 139 및 C.I. 피그먼트 옐로우 150으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종류 이상의 안료를 추가로 함유하고 있을 수도 있다.

또한, 광중합성 단량체 및/또는 광중합 개시제를 함유하고 있을 수도 있다.

또한, 본 발명의 실시 태양은, 상기의 어느 하나의 컬러 필터용 적색 착색 조성물로부터 형성되는 적색 필터 세그멘트를 구비하는 것을 특징으로 하는 컬러 필터에 관한 것이다.

또한, 본 발명의 실시 태양은, 착색제(a), 수지(b) 및 용제(d)를 함유하는 착색 조성물에 있어서, 상기 착색제(a)가, 질소 흡착법에 의한 BET 비표면적이 10 m²/g 이상 50 m²/g 이하인 일반식(1)으로 표시되는 벤즈이미다졸론 안료(a2)를 포함하는 것을 특징으로 하는 컬러 필터용 적색 착색 조성물에 관한 것이다.

상기의 실시 태양에 따르면, 명도 및 콘트라스트비가 높고, 고유동성으로 안정성이 양호한 컬러 필터용 착색 조성물을 제공할 수 있게 될 뿐 아니라, 이를 사용함으로써, 색특성이 좋고, 고명도이면서 고콘트라스트비인 컬러 필터를 형성할 수 있게 된다.

이하, 본 발명의 실시 태양을 상세하게 설명한다.

컬러 필터용 적색 착색 조성물은, 식(1)으로 표시되는 벤즈이미다졸론 안료(a1)를 포함하는 착색제(a), 수지(b), 산성 치환기를 가지는 수지형 분산제인 수지형 분산제(c) 및 용제(d)를 함유하는 착색 조성물이다.

<착색제(a)>

컬러 필터용 착색 조성물에 있어서의 착색제(a)는, 식(1)으로 표시되는 벤즈이미다졸론 안료(a1)를 포함한다.

[화학식 1]

[식(1) 중, R₁, R₂, R₃은, 각각 독립적으로 -H, -CH₃, -OCH₃, -COOCH₃, -COOC₄H₉, -Cl, -NO₂, -SO₂NHCH₃ 또는 -CONHC₆H₅이다.]

벤즈이미다졸론 안료(a1)는 용매에 대하여, 그리고 빛에 대하여 우수한 견뢰성을 가지는 수불용성 안료이고, 이 안료를 이용함으로써, 휘도와 콘트라스트비가 모두 우수한 컬러 필터용 착색 조성물을 얻을 수 있다.

벤즈이미다졸론 안료(a1)로는, 컬러 인덱스(C.I.) 번호로 나타내면, C.I. 피그먼트 레드 171, 175, 176, 185, 208 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, C.I. 피그먼트 레드 176은, 고콘트라스트비이고 또한 고명도이므로 바람직하다.

또한, 벤즈이미다졸론 안료(a1)는, 질소 흡착법에 의한 BET 비표면적에 있어서 10 m²/g 이상 50 m²/g 이하로서(이하, 벤즈이미다졸론 안료(a2)라 한다.), 보다 바람직하게는 10 m²/g 이상 40 m²/g 미만인 것이 보다 바람직하다. 특히 바람직하게는 비표면적이 15 m²/g 이상 35 m²/g 미만이다.

벤즈이미다졸론 안료의 비표면적이 10 m²/g 이상인 경우에는, 컬러 필터의 휘도나 콘트라스트비가 더 높아지므로 바람직하다. 비표면적이 50 m²/g 이하이면, 도막의 선명성, 명도 및 콘트라스트비의 개선 효과에 더하여, 안료의 분산성, 분산안정성이 양호하여, 이 안료를 사용하여 안료 분산액을 조제한 경우에, 안료 입자가 재응집되지 않고, 점도가 안정적인 상태가 되므로, 유동성이나 저장안정성이 우수함과 동시에, 컬러 필터의 휘도나 콘트라스트비의 특성이 매우 우수하다. 또한, 분산 안정화에 필요한 고분자 분산제를 소량으로 할 수 있으므로, 해상성, 현상성이 우수하다.

한편, 안료의 비표면적의 측정은, 질소 흡착의 BET법에 따른 자동증기흡착량 측정장치(BEL Japan, Inc.제 「BELSORP 18」)에 따라 측정했을 때의 건조시킨 안료의 비표면적이다. 벤즈이미다졸론 안료는, 이 비표면적이 10 m²/g 이상 50 m²/g 이하임에 따라, 컬러 필터용 적색 안료로서 보다 적합하게 이용할 수 있다. 이와 같은 미세한 안료를 얻는 방법은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면, 후술하는 습식마쇄, 건식마쇄, 용해석출법 중 어느 것이나 사용할 수 있으며, 이들 방법에 의해 10 m²/g 이상 50 m²/g 이하의 미세 안료를 적합하게 얻을 수 있다.

컬러 필터용 착색 조성물에서의 착색제(a)는, 벤즈이미다졸론 안료를 단독으로, 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.

또한, 색조정을 용이하게 하기 위하여, 다른 적색 안료나 황색 안료 등을 병용하여 이용할 수도 있다.

컬러 필터용 착색 조성물을 적색 필터 세그멘트용으로 이용하는 경우에 병용할 수 있는 적색 안료로는, 예를 들면, C.I. 피그먼트 레드 7, 14, 41, 48:1, 48:2, 48:3, 48:4, 57:1, 81, 81:1, 81:2, 81:3, 81:4, 122, 146, 166, 168, 177, 178, 179, 184, 187, 200, 202, 210, 221, 242, 246, 254, 255, 264, 270, 272 및 279 등의 적색 안료를 병용할 수 있다. 이들 중에서도, 고콘트라스트비, 고명도를 얻는 관점으로부터, C.I. 피그먼트 레드 254 또는 C.I. 피그먼트 레드 177을 이용하는 것이 바람직하며, 이들을 모두 이용할 수도 있다.

병용할 수 있는 황색 안료로는, C.I. 피그먼트 옐로우 1, 2, 3, 4, 5, 6, 10, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 24, 31, 32, 34, 35, 35:1, 36, 36:1, 37, 37:1, 40, 42, 43, 53, 55, 60, 61, 62, 63, 65, 73, 74, 77, 81, 83, 93, 94, 95, 97, 98, 100, 101, 104, 106, 108, 109, 110, 113, 114, 115, 116, 117, 118, 119, 120, 123, 126, 127, 128, 129, 138, 139, 147, 150, 151, 152, 153, 154, 155, 156, 161, 162, 164, 166, 167, 168, 169, 170, 171, 172, 173, 174, 175, 176, 177, 179, 180, 181, 182, 185, 187, 188, 193, 194, 198, 199, 213 및 214 등을 들 수 있다.

이들 중에서도, 색도 영역을 넓힐 수 있는 점에서 C.I. 피그먼트 옐로우 138, 139, 150이 바람직하고, C.I. 피그먼트 옐로우 139, 150이 보다 바람직하다.

상기 적색 안료나 황색 안료와 병용하는 경우, 벤즈이미다졸론 안료(a1)의 함유량은, 착색제(a)의 합계 100 중량% 중, 10~100 중량%, 바람직하게는 20~90 중량%, 더욱 바람직하게는 30~60 중량%이다. 이 함유량의 범위 내에 있음으로써 색도 영역을 넓힐 수 있다.

벤즈이미다졸론 안료(a1)는, C.I. 피그먼트 레드 254보다 청색을 띠고, C.I. 피그먼트 레드 177보다 노랑을 띠고 있으며, 투과 스펙트럼의 상승 파장이 560~580 nm의 범위에 있기 때문에, 액정 표시 장치에 일반적으로 이용되고 있는 백라이트의 휘선에 효과적으로 작용하여, 높은 명도를 얻을 수 있다. 또한 벤즈이미다졸론 안료와 수지형 분산제(c)를 함께 이용함으로써, 안료가 1차 입자 상태로 안정적으로 존재할 수 있게 되어, 높은 콘트라스트비를 동시에 얻을 수 있다.

[안료의 미세화]

안료는, 미세화하여 이용할 수 있다. 벤즈이미다졸론 안료(a1)에 대해서도, 미세화하여 이용하는 것이 바람직하지만, 미세화 방법은 특별히 한정되는 것이 아니며, 예를 들면, 습식마쇄, 건식마쇄, 용해석출법 중 어느 것이나 사용할 수 있으며, 본 명세서에서 예시하는 바와 같이 습식마쇄의 1종인 니이더(kneader)법에 의한 솔트밀링(salt milling) 처리를 행할 수 있다. 미세화를 행하는 벤즈이미다졸론 안료(a1)는 시판 중인 어떠한 제품을 이용해도 되며, 벤즈이미다졸론 안료(a1)에 대응하는 디아조 화합물과 커플러 화합물의 커플링 반응에 의해 제조한 것을 이용해도 된다.

미세화한 안료의 1차 입자경은, 착색제 담체 안으로의 분산이 양호하다는 점으로부터, 10 nm 이상인 것이 바람직하고, 20 nm 이상인 것이 보다 바람직하다. 또한, 콘트라스트비가 높은 필터 세그멘트를 형성할 수 있다는 점으로부터, 100 nm 이하인 것이 바람직하다. 특히 바람직한 범위는, 「점도」의 관점에서 볼 때에는, 25~85 nm의 범위이다. 또한, 「명도와 CR의 양립」의 관점에서 볼 때, 10~50 nm가 특히 바람직하고, 가장 바람직한 범위는 15~35 nm의 범위이다.

그 중에서도, 벤즈이미다졸론 안료(a2)는, 종래 이용되고 있는 바와 같은, 평균 1차 입자경이 작을수록, 비표면적이 커지는 안료와는 달리, 안료의 평균 1차 입자경은, 100 nm 이하로 미세하면서도, 비표면적을 10 m²/g 이상 50 m²/g 이하로 함으로써 미세하므로 명도, 콘트라스트비가 우수할 뿐만 아니라, 유동성, 안정성 및 내열성도 우수한 착색 조성물로 할 수 있다.

이와 같은 특이한 성질을 가지는 벤즈이미다졸론 안료(a2)를 얻는 방법으로는, 미세화 처리의 조건을 제어함으로써 가능해지며, 그 중에서도 색소 유도체(e)의 존재 하에서 솔트밀링 처리함으로써 얻을 수 있다.

한편, 안료의 1차 입자경은, 안료의 TEM(투과형 전자현미경)에 의한 전자현미경 사진으로부터 1차 입자의 크기를 직접 계측하는 방법으로 수행하였다. 구체적으로는, 각각의 안료의 1차 입자의 단축직경과 장축직경을 계측하여, 평균을 그 안료 입자의 입경으로 하였다. 그 다음, 100개 이상의 안료 입자에 대하여, 각각의 입자 부피를, 구한 입경의 입방체와 근사하게 평균 부피를 구하여, 이 평균 부피를 가지고 있는 입방체의 한 변의 길이를 평균 1차 입자경으로 한다.

솔트밀링 처리란, 안료와 수용성 무기염과 수용성 유기용제의 혼합물을, 니이더, 트리믹스, 2개 롤밀, 3개 롤밀, 볼밀, 아트리토, 샌드밀 등의 혼련기를 이용하여, 가열하면서 기계적으로 혼련한 후, 수세(水洗)에 의해 수용성 무기염과 수용성 유기용제를 제거하는 처리이다. 수용성 무기염은, 파쇄 조제로서 기능하는 것으로, 솔트밀링시에 무기염의 경도의 높이를 이용하여 안료가 파쇄된다. 안료를 솔트밀링 처리할 때의 조건을 최적화함으로써, 1차 입자경이 매우 미세하고, 또한, 분포의 폭이 좁고, 샤프한 입도 분포를 가지는 안료를 얻을 수 있다.

수용성 무기염으로는, 염화나트륨, 염화바륨, 염화칼륨, 황산나트륨 등을 이용할 수 있지만, 가격적인 면에서 염화나트륨(식염)을 이용하는 것이 바람직하다. 수용성 무기염은, 처리 효율과 생산 효율의 양면으로부터, 안료 100 중량부에 대하여, 50~2000 중량부 이용하는 것이 바람직하고, 300~1000 중량부 이용하는 것이 가장 바람직하다.

수용성 유기용제는, 안료 및 수용성 무기염을 습윤하는 작용을 하는 것으로서, 물에 용해(혼화)되는 한편, 이용하는 무기염을 실질적으로 용해하지 않는 것이라면 특별히 한정되지 않는다. 단, 솔트밀링 시에 온도가 상승하여, 용제가 증발되기 쉬운 상태가 되기 때문에, 안전성의 관점으로부터, 비점 120℃ 이상의 고비점 용제가 바람직하다. 예를 들면, 2-메톡시에탄올, 2-부톡시에탄올, 2-(이소펜틸옥시)에탄올, 2-(헥실옥시)에탄올, 디에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜모노에틸에테르, 디에틸렌글리콜모노부틸에테르, 트리에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜모노메틸에테르, 액상의 폴리에틸렌글리콜, 1-메톡시-2-프로판올, 1-에톡시-2-프로판올, 디프로필렌글리콜, 디프로필렌글리콜모노메틸에테르, 디프로필렌글리콜모노에틸에테르, 액상의 폴리프로필렌글리콜 등이 이용된다. 수용성 유기용제는, 안료 100 중량부에 대하여, 5~1000 중량부 이용하는 것이 바람직하고, 50~500 중량부 이용하는 것이 가장 바람직하다.

안료를 솔트밀링 처리할 때에는, 필요에 따라 수지를 첨가할 수도 있다. 이용되는 수지의 종류는 특별히 한정되지 않으며, 천연수지, 변성 천연수지, 합성수지, 천연수지로 변성된 합성수지 등을 이용할 수 있다. 이용되는 수지는, 실온에서 고체이고, 수불용성인 것이 바람직하고, 또한, 상기 유기용제에 일부 가용인 것이 더욱 바람직하다. 수지의 사용량은, 안료 100 중량부에 대하여, 5~200 중량부의 범위인 것이 바람직하다.

안료를 솔트밀링 처리할 때에는, 필요에 따라 후술하는 색소 유도체(e)를 첨가할 수도 있다. 이들 색소 유도체(e)는, 안료 분산체 제조시에 이용하는 색소 유도체와 동일한 것이어도 된다. 벤즈이미다졸론 안료(a1)를, 색소 유도체(e)의 존재 하에서 솔벤트 솔트밀링 처리(여기서, 조제(粗製) 안료를, 색소 유도체(e)의 존재 하에서 솔벤트 솔트밀링 처리하는 것을 공마쇄(共磨碎)라고도 한다.)함으로써, 본원의 특징인, 특정 비표면적을 가지는 벤즈이미다졸론 안료(a2)로 하는 것이 용이해지므로 바람직하다. 또한, 색소 유도체(e)를 이용하지 않는 경우보다, 특정 비표면적인 벤즈이미다졸론 안료(a2)를 보다 단시간에 얻을 수 있는 한편, 무기염의 사용량을 더욱 삭감할 수 있다는 점에서 바람직하다.

색소 유도체(e)로는, 유기안료, β-나프톨계 화합물, 아크리돈계 화합물 또는 트리아진계 화합물에, 염기성 치환기, 산성 치환기, 또는 치환기를 가지고 있을 수 있는 프탈이미드메틸기를 도입한 화합물 등을 들 수 있다.

그 중에서도, 염기성 치환기를 가지는 색소 유도체, 염기성 치환기를 가지는 β-나프톨계 유도체 및 염기성 치환기를 가지는 트리아진계 화합물이 바람직하다. 특히, 염기성 치환기를 가지는 트리아진계 화합물은, 특정 비표면적, 또한, 1차 입자의 평균입자경의 제어를 용이하게 할 수 있어, 벤즈이미다졸론 안료의 분산성을 향상시키므로, 분산 후의 안료 재응집을 방지하는 효과가 가장 크다는 점에서 바람직하다.

솔벤트 솔트밀링 처리시의 색소 유도체(e)의 배합량은, 비표면적의 제어의 용이함, 착색 조성물의 내성의 점으로부터, 벤즈이미다졸론 안료(a2) 100 중량부에 대하여, 바람직하게는 5~30 중량부 이하, 바람직하게는 5~20 중량부 이하, 가장 바람직하게는 5~10 중량부 이상이다.

안료를 솔트밀링 처리할 때의 온도는, 30~150℃가 바람직하고, 그 중에서도 50~80℃가 보다 바람직하다. 또한, 솔트밀링 처리 시간은, 3시간 내지 20시간이 바람직하고, 그 중에서도 5~15시간이 보다 바람직하다.

이와 같이, 솔트밀링 처리시의 온도 또는 시간이라는 조건을 제어함으로써 질소 흡착법에서의 BET 비표면적이 10 m²/g 이상 50 m²/g 이하인 벤즈이미다졸론 안료(a1)를 얻을 수 있게 된다.

또한, 이와 같은 비표면적을 가지는 벤즈이미다졸론 안료(a2)를 포함하는 적색 안료 조성물은, 액매체 내에서의 안료의 분산, 분산안정성이 높고, 안료 분산액의 점도가 낮아(유동성이 우수함), 안정적이고, 또한 점도의 경시안정성(저장안정성)도 높은 점으로부터, 이 안료 조성물을 사용하여 컬러 필터 적색 필터 세그멘트를 제조한 경우에, 균질한 도막을 형성하여 콘트라스트가 우수하고, 또한 초기의 선명성과 명도를 유지한 상태로 내열성도 우수한 컬러 필터를 얻을 수 있다.

또한 이에 더하여, 안료 입자의 평균 1차 입자경이 10~50 nm를 가지는 미세화 안료로 함으로써, 컬러 필터용 적색 필터 세그멘트의 형성에 이용한 경우, 보다 고명도, 고콘트라스트비이면서 안정성이 우수한 착색 조성물이 된다.

<수지(b)>

수지(b)는, 착색제(a)를 분산하는 것으로서, 예를 들면, 열가소성 수지, 열경화성 수지 등을 들 수 있다. 수지(b)는, 가시광 영역의 400~700 nm의 전체파장 영역에서 분광 투과율이 바람직하게는 80% 이상, 보다 바람직하게는 95% 이상의 투명 수지인 것이 바람직하다. 또한, 알칼리 현상형 감광성 착색 조성물의 형태로 이용하는 경우에는, 산성 치환기 함유 에텔렌성 불포화 단량체를 공중합한 알칼리 가용성 비닐계 수지를 이용하는 것이 바람직하다. 또한, 더욱 광감도를 향상시키기 위하여, 에텔렌성 불포화 이중결합을 가지는 활성 에너지선 경화성 수지를 이용할 수도 있다.

열가소성 수지로는, 예를 들면, 아크릴 수지, 부티랄 수지, 스티렌-말레산 공중합체, 염소화 폴리에틸렌, 염소화 폴리프로필렌, 폴리염화비닐, 염화비닐-아세트산비닐 공중합체, 폴리아세트산비닐, 폴리우레탄계 수지, 폴리에스테르 수지, 비닐계 수지, 알키드 수지, 폴리스티렌 수지, 폴리아미드 수지, 고무계 수지, 환화 고무계 수지, 셀룰로오스류, 폴리에틸렌(HDPE, LDPE), 폴리부타디엔 및 폴리이미드 수지 등을 들 수 있다.

열경화성 수지로는, 예를 들면, 에폭시 수지, 벤조구아나민 수지, 로진 변성 말레산 수지, 로진 변성 푸마르산 수지, 멜라민 수지, 요소 수지 및 페놀 수지 등을 들 수 있다.

산성 치환기 함유 에텔렌성 불포화 단량체를 공중합한 비닐계 알칼리 가용성 수지로는, 예를 들면, 카르복실기, 설폰기 등의 산성 치환기를 가지는 수지를 들 수 있다. 알칼리 가용성 수지로서 구체적으로는, 산성 치환기를 가지는 아크릴 수지, α-올레핀/(무수)말레산 공중합체, 스티렌/스티렌설폰산 공중합체, 에텔렌/(메트)아크릴산 공중합체 또는 이소부틸렌/(무수)말레산 공중합체 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 산성 치환기를 가지는 아크릴 수지 및 스티렌/스티렌설폰산 공중합체로부터 선택되는 적어도 1종의 수지, 특히 산성 치환기를 가지는 아크릴 수지는, 내열성, 투명성이 높으므로, 적합하게 이용된다.

에텔렌성 불포화 이중결합을 가지는 활성 에너지선 경화성 수지로는, 예를 들면, 이하에 나타내는 (i)나 (ii) 방법에 의해 에텔렌성 불포화 이중결합을 도입한 수지를 들 수 있다.

[방법 (i)]

방법 (i)로는, 예를 들면, 에폭시기를 가지는 에텔렌성 불포화 단량체와, 다른 1종류 이상의 단량체를 공중합함으로써 얻어진 공중합체의 측쇄 에폭시기에, 에텔렌성 불포화 이중결합을 가지는 불포화 일염기산의 카르복실기를 부가 반응시키고, 그리고, 생성된 수산기에, 다염기산 무수물을 반응시켜, 에텔렌성 불포화 이중결합 및 카르복실기를 도입하는 방법이 있다.

에폭시기를 가지는 에텔렌성 불포화 단량체로는, 예를 들면, 글리시딜(메트)아크릴레이트, 메틸글리시딜(메트)아크릴레이트, 2-글리시독시에틸(메트)아크릴레이트, 3,4-에폭시부틸(메트)아크릴레이트 및 3,4-에폭시시클로헥실(메트)아크릴레이트를 들 수 있는데, 이들은, 단독으로 이용해도 되고, 2종류 이상을 병용하여도 된다. 다음 공정의 불포화 일염기산과의 반응성의 관점에서, 글리시딜(메트)아크릴레이트가 바람직하다.

불포화 일염기산으로는, (메트)아크릴산, 크로톤산, o-, m-, p-비닐 안식향산, (메트)아크릴산의 α위치 할로알킬, 알콕실, 할로겐, 니트로, 시아노 치환체 등의 모노카르복실산 등을 들 수 있는데, 이들은, 단독으로 이용해도 되고, 2종류 이상을 병용하여도 된다.

다염기산 무수물로는, 테트라하이드로무수프탈산, 무수프탈산, 헥사하이드로무수프탈산, 무수호박산, 무수말레산 등을 들 수 있는데, 이들은 단독으로 이용해도 되고, 2종류 이상을 병용하여도 된다. 카르복실기의 수를 증가시키는 등, 필요에 따라, 트리멜리트산 무수물 등의 트리카르복실산 무수물을 이용하거나, 피로멜리트산 이무수물 등의 테트라카르복실산 이무수물을 이용하여, 남은 무수물기를 가수분해하는 것 등도 가능하다. 또한, 다염기산 무수물로서, 에텔렌성 불포화 이중결합을 가지는, 테트라하이드로무수프탈산 또는 무수말레산을 이용하면, 에텔렌성 불포화 이중결합을 더욱 증가시킬 수 있다.

방법 (i)과 유사한 방법으로서, 예를 들면, 카르복실기를 가지는 에텔렌성 불포화 단량체와, 다른 1종류 이상의 단량체를 공중합함으로써 얻어진 공중합체의 측쇄 카르복실기의 일부에, 에폭시기를 가지는 에텔렌성 불포화 단량체를 부가 반응시켜, 에텔렌성 불포화 이중결합 및 카르복실기를 도입하는 방법이 있다.

[방법 (ii)]

방법 (ii)로는, 수산기를 가지는 에텔렌성 불포화 단량체를 사용하여, 다른 카르복실기를 가지는 불포화 일염기산의 단량체나, 다른 단량체를 공중합함으로써 얻어진 공중합체의 측쇄 수산기에, 이소시아네이트기를 가지는 에텔렌성 불포화 단량체의 이소시아네이트기를 반응시키는 방법이 있다.

수산기를 가지는 에텔렌성 불포화 단량체로는, 2-하이드록시에틸(메트)아크릴레이트, 2- 또는 3-하이드록시프로필(메트)아크릴레이트, 2- 또는 3- 또는 4-하이드록시부틸(메트)아크릴레이트, 글리세롤(메트)아크릴레이트 또는 시클로헥산디메탄올모노(메트)아크릴레이트 등의 하이드록시알킬(메트)아크릴레이트류를 들 수 있는데, 이들은, 단독으로 이용해도 되고, 2종류 이상을 병용하여 이용해도 된다. 또한, 상기 하이드록시알킬(메트)아크릴레이트에, 에틸렌옥사이드, 프로필렌옥사이드 및/또는 부틸렌옥사이드 등을 부가중합시킨 폴리에테르모노(메트)아크릴레이트나, 폴리γ-발레롤락톤, 폴리ε-카프로락톤 및/또는 폴리12-하이드록시스테아린산 등을 첨가한 폴리에스테르모노(메트)아크릴레이트도 사용할 수 있다. 도막 이물 억제의 관점으로부터, 2-하이드록시에틸(메트)아크릴레이트 또는 글리세롤(메트)아크릴레이트가 바람직하다.

이소시아네이트기를 가지는 에텔렌성 불포화 단량체로는, 2-(메트)아크릴로일옥시에틸이소시아네이트 또는 1,1-비스〔메타크릴로일옥시〕에틸이소시아네이트 등을 들 수 있지만, 이들로 한정하지 않으며, 2종류 이상 병용할 수도 있다.

착색제(a)를 바람직하게 분산시키기 위해서, 수지(b)의 중량평균분자량(Mw)은 10,000~100,000의 범위가 바람직하고, 보다 바람직하게는 10,000~80,000의 범위이다. 또한, 수평균분자량(Mn)은 5,000~50,000의 범위가 바람직하고, Mw/Mn의 값은 10 이하인 것이 바람직하다.

또한, 착색제(a)의 분산성, 안정성, 현상성 및 내열성의 관점으로부터, 착색제 흡착기 및 현상시의 알칼리 가용성기로서 기능하는 카르복실기, 착색제 담체 및 용제에 대한 친화성기로서 기능하는 지방족기 및 방향족기의 밸런스가, 안료의 분산성, 도막에서의 현상액 침투성, 미경화 부분의 현상액 용해성, 나아가, 내구성에 있어 중요하고, 산가 20~300 mgKOH/g의 수지를 이용하는 것이 바람직하다. 산가가, 20 mgKOH/g 이상이면, 현상액에 대한 용해성이 우수하므로, 미세 패턴을 형성할 수 있다. 또한, 300 mgKOH/g 이하이면, 미세 패턴이 과도하게 용해되지 않는다.

수지(b)는, 성막성 및 여러 내성이 양호하다는 점으로부터, 착색제(a)의 전체중량 100 중량부에 대하여, 30 중량부 이상의 양으로 이용하는 것이 바람직하고, 착색제 농도가 높고, 양호한 색특성을 발현할 수 있다는 점으로부터, 500 중량부 이하의 양으로 이용하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 100~400 중량부, 더욱 바람직하게는 160~320 중량부이다. 이와 같은 안료의 구성 비율에 따라 색도 영역을 넓힐 수 있다.

<수지형 분산제(c)>

수지형 분산제(c)는, 산성 치환기를 가지는 수지형 분산제이다. 수지형 분산제(c)는, 벤즈이미다졸론 안료(a1)에 흡착하는 산성 치환기를 포함하는 안료 친화성 유닛과, 안료 담체와 상용성이 있는 유닛을 가지며, 벤즈이미다졸론 안료(a1)의 안료 담체로의 분산을 안정화시키는 기능을 하는 것이다.

수지형 분산제 중에서도, 산성 치환기를 가지는 수지형 분산제가 바람직하다.

특히, 벤즈이미다졸론 안료(a1)와, 산성 치환기를 가지는 수지형 분산제(c)와, 이에 더하여, 염기성 치환기를 가지는 색소 유도체를 이용하면, 유동성과 분산성의 양립이라는 우수한 효과를 발휘하므로 바람직하다.

수지형 분산제(c)의 기본 구조는, 특별한 제한은 없으며, 일반적인 수지, 예를 들면, 아크릴 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리에테르 수지, 우레탄 수지, 실리콘 수지, 에폭시 수지, 아세트산비닐 수지 등을 들 수 있다.

산성 치환기로는, 예를 들면, 인산기, 설폰산기, 카르복실기를 들 수 있다. 또한, 트리멜리트산, 및/또는, 피로멜리트산을 일부 에스테르화한 것이 바람직하게 사용된다. 또한, 경우에 따라, 산성 치환기를 2 이상 가지는 방향족 환이, 복수, 직접결합 및/또는 연결기에 따라 하나의 산성 치환기를 가지는 유닛으로 되어 있어도 된다. 그 중에서도, 1분자 내에 카르복실기를 2개 이상 가지는 것이 바람직하다. 1분자 내에 카르복실기를 2개 이상 가지는 분산제는, 1분자 내의 카르복실기가 0개, 혹은 1개인 수지형 분산제에 비해, 착색제에 대한 흡착기가 많기 때문에 착색제 담체로의 분산을 안정화시키는 기능이 강하고, 분산제의 극성도 상승하여, 보다 높은 분산안정성을 확보할 수 있으므로 바람직한 것이다.

수지형 분산제로는, 직쇄상 수지의 주쇄 또는 말단, 즐상(櫛狀;빗살모양) 수지의 주쇄 또는 측쇄에, 블록 또는 랜덤으로, 산성 치환기, 방향족기 등을 가지는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 폴리우레탄, 폴리아크릴레이트 등의 폴리카르복실산에스테르, 불포화 폴리아미드, 폴리카르복실산, 폴리실록산, 장쇄 폴리아미노아마이드인산염, 수산기 함유 폴리카르복실산에스테르나, 이들 변성물, 폴리(저급 알킬렌이민)과 유리(遊離) 카르복실기를 가지는 폴리에스테르와의 반응에 의해 형성된 아미드나 그 염 등이 이용된다. 또한, (메트)아크릴산-스티렌 공중합체, (메트)아크릴산-(메트)아크릴산에스테르 공중합체, 스티렌-말레산 공중합체, 폴리비닐알코올, 폴리비닐피롤리돈 등의 수용성 수지나 수용성 고분자 화합물, 폴리에스테르계, 변성 폴리(메트)아크릴레이트, 에텔렌옥사이드/프로필렌옥사이드 부가물, 인산에스테르 등이 이용된다. 이들은, 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 이용할 수 있지만, 반드시 이것들로 한정되는 것은 아니다.

수지형 분산제(c)의, 분산매에 친화성이 높은 부위로는, 폴리에스테르, 폴리에테르, 폴리(메트)아크릴레이트로부터 선택되는 적어도 1종의 폴리머 유닛이 바람직하다.

예를 들면, 폴리에스테르로는, 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 1,3-프로판디올, 1,4-부탄디올, 1,3-부탄디올, 1,5-펜탄디올, 네오펜틸글리콜, 1,6-헥산디올, 1,4-비스(하이드록시메틸)시클로헥산, 비스페놀A, 수첨(水添) 비스페놀A, 하이드록시피발일하이드록시피발레이트, 트리메틸올에탄, 트리메틸올프로판, 2,2,4-트리메틸-1,3-펜탄디올, 글리세린 혹은 헥산트리올 등의 알코올류의 1종 이상과, 호박산, 아디프산, 세바스산, 아젤라산, 프탈산, 테트라하이드로프탈산, 헥사하이드로프탈산, 말레산, 푸마르산, 시트라콘산, 이타콘산, 글루타콘산, 1,2,5-헥산트리카르복실산, 1,4-시클로헥산디카르복실산, 1,2,4-벤젠트리카르복실산, 1,2,5-벤젠트리카르복실산, 1,2,4-시클로헥사트리카르복실산 또는 2,5,7-나프탈렌트리카르복실산 등의 카르복실산류의 1종류 이상과의 공축합에 의해 얻어지는 폴리에스테르폴리올류 등을 들 수 있다.

예를 들면, 폴리에테르로는, 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 1,3-프로판디올, 1,4-부탄디올, 1,3-부탄디올, 1,5-펜탄디올, 네오펜틸글리콜, 1,6-헥산디올, 1,4-비스(하이드록시메틸)시클로헥산, 비스페놀A, 수첨 비스페놀A, 하이드록시피발일하이드록시피발레이트, 트리메틸올에탄, 트리메틸올프로판, 2,2,4-트리메틸-1,3-펜탄디올, 글리세롤 혹은 헥산트리올 등의 알코올류와 에틸렌옥사이드, 프로필렌옥사이드, 테트라하이드로퓨란, 에틸글리시딜에테르, 프로필글리시딜에테르, 부틸글리시딜에테르, 페닐글리시딜에테르 또는 알릴글리시딜에테르와 같은 각종 (환상) 에테르 결합 함유 화합물과의 개환중합에 의해 얻어지는 변성 폴리에테르폴리올류 등을 들 수 있다.

예를 들면, 폴리(메트)아크릴레이트로는, 메틸(메트)아크릴레이트, 에틸(메트)아크릴레이트, n-프로필(메트)아크릴레이트, 이소프로필(메트)아크릴레이트, n-부틸(메트)아크릴레이트, 이소부틸(메트)아크릴레이트, t-부틸(메트)아크릴레이트, 2-에틸헥실(메트)아크릴레이트, 시클로헥실(메트)아크릴레이트, 스테아릴(메트)아크릴레이트, 라우릴(메트)아크릴레이트, 테트라하이드로푸루푸릴(메트)아크릴레이트, 이소보닐(메트)아크릴레이트, 페닐(메트)아크릴레이트, 벤질(메트)아크릴레이트, 페녹시에틸(메트)아크릴레이트, 페녹시디에틸렌글리콜(메트)아크릴레이트, 옥세탄(메트)아크릴레이트 등, 메톡시폴리프로필렌글리콜(메트)아크릴레이트, 에톡시폴리에틸렌글리콜(메트)아크릴레이트 등의 알콕시폴리알킬렌글리콜(메트)아크릴레이트류, (메트)아크릴아미드 및 N,N-디메틸(메트)아크릴아미드, N,N-디에틸(메트)아크릴아미드, N-이소프로필(메트)아크릴아미드, 다이아세톤(메트)아크릴아미드, 아크릴로일모르폴린 등의 N치환형 (메트)아크릴아미드류, N,N-디메틸아미노에틸(메트)아크릴레이트, N,N-디에틸아미노에틸(메트)아크릴레이트 등의 아미노기 함유 (메트)아크릴레이트류, (메트)아크릴로니트릴 등의 니트릴류 등의 호모 폴리머 및 공중합체를 들 수 있다. 이들은, 1종만을 이용해도 되고, 혼합하여 이용해도 되고, 블록폴리머나 그래프트폴리머나 랜덤폴리머의 형태여도 된다.

시판 중인 산성 관능기를 가지는 수지형 안료 분산제로는, 예를 들면, SOLSPERSE 3000, SOLSPERSE 21000, SOLSPERSE 26000, SOLSPERSE 36600, SOLSPERSE 41000, SOLSPERSE 44000, SOLSPERSE 46000, SOLSPERSE 55000, (Avecia사 제); DISPER BYK 108, DISPER BYK 110, DISPER BYK 111, DISPER BYK 112, DISPER BYK 116, DISPER BYK 142, DISPER BYK 180, DISPER BYK 2000, DISPER BYK 2001, (BYK-Chemie사 제); DISPARLON 3600 N, DISPARLON 1850(Kusumoto Chemicals.제); PA 111(Ajinomoto Fine-Techno사 제); EFKA4401, EFKA4550(EFKA ADDITIVES사 제) 등을 들 수 있지만, 이것들로 한정되는 것은 아니다.

수지형 분산제(c)로는, 특히, 방향족 카르복실기를 가지는 산성 수지형 분산제가 바람직하고, 편말단에 수산기를 가지는 중합체와, 방향족 트리카르복실산 무수물 및/또는 방향족 테트라카르복실산 이무수물을 반응시켜 이루어지는 분산제인 것이 가장 바람직하다. 이러한 수지형 분산제로는, 예를 들면, 특허 제4020150호 명세서, 일본특허공개 2007-140487호 공보, 국제공개 2008/007776호 팜플렛, 일본특허공개 2010-163500호 공보나 일본특허공개 2010-223988호 공보 등에 개시되어 있으며, 유동성과 분산성의 양립이라는 우수한 효과를 발휘한다.

이들 중에서도 바람직한 수지형 분산제로는, WO2008/007776호 팜플렛 등에 기재된 분자 내에 2개의 수산기와 1개의 티올기를 가지는 화합물의 존재 하에, 에텔렌성 불포화 단량체를 라디칼 중합하여 생성되고, 편말단 영역에 2개의 수산기를 가지는 비닐 공중합체 내의 수산기와 테트라카르복실산 이무수물 내의 산무수물기를 반응시켜 이루어지는 폴리에스테르 분산제가 바람직하다. 더욱 바람직하게는, 상기 테트라카르복실산 이무수물이, 방향족 테트라카르복실산 이무수물을 함유하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 폴리에스테르 분산제이다. 이들 폴리에스테르 분산제를 사용한 컬러 필터용 착색 조성물은, 안료의 분산안정성이 우수하므로 바람직한 것이며, 합성 방법으로는, WO2008/007776호 팜플렛 등에 기재된 방법을 이용하여 합성할 수 있다.

더욱 바람직한 수지형 분산제로는, 일본특허공개 2007-140487호 공보 등에 기재된 하기 식으로 표시되는 수지형 분산제를 들 수 있다.

(HOOC-)_m-R₄-(-COO-[-R₆-COO-]_q-R₅)_t

[식 중, R₄는 4가의 테트라카르복실산 화합물 잔기, R₅는 모노알코올 잔기, R₆은 락톤 잔기, m은 2 또는 3, q는 1~50의 정수, t는 (4-m)을 나타낸다.]

이들 방향족 카르복실기를 가지는 산성 수지형 분산제를 사용한 컬러 필터용 착색 조성물은, 안료의 분산안정성이 매우 우수한 것이다.

수지형 분산제의 측쇄 부분의 구성 단위로는, 예를 들면,

아크릴산, 메타크릴산 및 말레산 등의 카르복실기를 가지는 에텔렌성 불포화 단량체;

산성기를 가지지 않는 에텔렌성 불포화 단량체로는, 예를 들면,

메틸(메트)아크릴레이트, 에틸(메트)아크릴레이트, n-부틸(메트)아크릴레이트, t-부틸(메트)아크릴레이트 및 라우릴(메트)아크릴레이트 등의 알킬(메트)아크릴레이트류;

시클로헥실(메트)아크릴레이트, 디시클로펜타닐(메트)아크릴레이트 등의 지환식 알킬(메트)아크릴레이트류;

페닐(메트)아크릴레이트, 벤질(메트)아크릴레이트 및 파라쿠밀페녹시에텔렌옥사이드 변성 (메트)아크릴레이트 등의 방향족 치환기를 가지는 (메트)아크릴레이트류;

메톡시에틸(메트)아크릴레이트 및 에톡시폴리에틸렌글리콜(메트)아크릴레이트 등의 알콕시폴리알킬렌글리콜(메트)아크릴레이트류; 및 이들 혼합물을 들 수 있다.

이들 중에서도 특히, 현상성의 관점으로부터, 카르복실기를 가지는 에텔렌성 불포화 단량체를 포함하는 것이 바람직하다. 이들 산성 관능기를 가지는 에텔렌성 불포화 단량체는, 1종뿐이어도 되고, 2종 이상이어도 된다. 또한, 친수성이 높으므로, 안정성과 분산성이 양호한 알콕시폴리알킬렌글리콜(메트)아크릴레이트류를 포함하는 것이 바람직하다.

그 밖의 폴리올의 1분자 내의 수산기의 수는, 목적으로 하는 분산제가 합성 가능하다면 특별히 한정되어 있는 것은 아니지만, 디올이 바람직하다. 특히, 테트라카르복실산 이무수물(d1)과 반응함으로써, 주쇄에 안료 흡착기가 되는 카르복실기를 규칙적으로 배열할 수 있으므로 안료 분산에 유리하다. 수산기가 2개 보다 많은 폴리올을 많이 이용하면, 폴리에스테르의 주쇄가 분기하여 복잡하면서 갓이 높아지므로, 분산효과를 얻기 힘들어진다. 안료 흡착성의 관점으로부터, 방향족 환을 2개 이상 가지는 테트라카르복실산 이무수물은, 안료 흡착에 적합한 골격으로서, 내열성이 가장 높으므로 바람직하다.

수지형 분산제(c)의 산가는 분산안정성의 관점으로부터, 바람직하게는 200 mgKOH/g 이하, 보다 바람직하게는, 40~200 mgKOH/g, 가장 바람직하게는 40~150 mgKOH/g이다. 또한, 분산성 및 점도를 고려할 때, 폴리에스테르 분산제의 산가는, 5~200 mgKOH/g가 바람직하다. 보다 바람직하게는 10~150 mgKOH/g이며, 더욱 바람직하게는, 15~100 mgKOH/g이다.

수지형 분산제(c)의 중량평균분자량(Mw)은, 1000~50000의 범위가 바람직하고, 보다 바람직하게는 1000~30000의 범위이다. 또한, 분산성 및 점도를 고려할 때, 폴리에스테르 분산제의 중량평균분자량은, 바람직하게는 2,000~35,000, 보다 바람직하게는 4,000~25,000, 더욱 바람직하게는 6,000~15,000, 특히 바람직하게는 7,000~12,000이다.

수지형 분산제(c)의 함유량은, 벤즈이미다졸론 안료(a1) 100 중량부에 대하여, 10~70 중량부가 바람직하고, 더욱 바람직한 것은 20~55 중량부이다. 수지형 분산제(c)의 배합량이 10 중량부 이상인 경우에는, 안료 분산성의 효과를 충분히 얻을 수 있다. 또한, 70 중량부 이하이면, 이 안료 분산 조성물을 함유하는 안료 분산 레지스트를 사용하므로, 포토리소그래피법에 의해 컬러 필터의 화소 패턴을 작성할 때에, 알칼리 현상성이 우수하다.

<용제(d)>

용제(d)는, 착색제를 충분히 수지 중에 분산시켜, 유리 기판 등의 투명 기판 상에, 착색 조성물을 건조막 두께가 0.2~5μm가 되도록 도포하여 필터 세그멘트를 형성하는 것을 용이하게 하기 위하여 이용된다.

용제(d)로는, 1,2,3-트리클로로프로판, 1,3-부틸렌글리콜, 1,3-부틸렌글리콜디아세테이트, 1,4-디옥산, 2-헵타논, 2-메틸-1,3-프로판디올, 3,5,5-트리메틸-2-시클로헥센-1-온, 3,3,5-트리메틸시클로헥사논, 3-에톡시프로피온산에틸, 3-메틸-1,3-부탄디올, 3-메톡시-3-메틸-1-부탄올, 3-메톡시-3-메틸부틸아세테이트, 3-메톡시부탄올, 3-메톡시부틸아세테이트, 4-헵타논, m-크실렌, m-디에틸벤젠, m-디클로로벤젠, N,N-디메틸아세트아미드, N,N-디메틸포름아미드, n-부틸알코올, n-부틸벤젠, n-프로필아세테이트, N-메틸피롤리돈, o-크실렌, o-클로로톨루엔, o-디에틸벤젠, o-디클로로벤젠, P-클로로톨루엔, P-디에틸벤젠, sec-부틸벤젠, tert-부틸벤젠, γ-부티로락톤, 이소부틸알코올, 이소포론, 에틸렌글리콜디에틸에테르, 에틸렌글리콜디부틸에테르, 에틸렌글리콜모노이소프로필에테르, 에틸렌글리콜모노에틸에테르, 에틸렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 에틸렌글리콜모노터셔리부틸에테르, 에틸렌글리콜모노부틸에테르, 에틸렌글리콜모노부틸에테르아세테이트, 에틸렌글리콜모노프로필에테르, 에틸렌글리콜모노헥실에테르, 에틸렌글리콜모노메틸에테르, 에틸렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 디이소부틸케톤, 디에틸렌글리콜디에틸에테르, 디에틸렌글리콜디메틸에테르, 디에틸렌글리콜모노이소프로필에테르, 디에틸렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 디에틸렌글리콜모노부틸에테르, 디에틸렌글리콜모노부틸에테르아세테이트, 디에틸렌글리콜모노메틸에테르, 시클로헥사놀, 시클로헥사놀아세테이트, 시클로헥사논, 디프로필렌글리콜디메틸에테르, 디프로필렌글리콜메틸에테르아세테이트, 디프로필렌글리콜모노에틸에테르, 디프로필렌글리콜모노부틸에테르, 디프로필렌글리콜모노프로필에테르, 디프로필렌글리콜모노메틸에테르, 다이아세톤알코올, 트리아세틴, 트리프로필렌글리콜모노부틸에테르, 트리프로필렌글리콜모노메틸에테르, 프로필렌글리콜디아세테이트, 프로필렌글리콜페닐에테르, 프로필렌글리콜모노에틸에테르, 프로필렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노부틸에테르, 프로필렌글리콜모노프로필에테르, 프로필렌글리콜모노메틸에테르, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노메틸에테르프로피오네이트, 벤질알코올, 메틸이소부틸케톤, 메틸시클로헥사놀, 아세트산n-아밀, 아세트산n-부틸, 아세트산이소아밀, 아세트산이소부틸, 아세트산프로필 및 이염기산에스테르 등을 들 수 있다.

이들 용제는, 1종을 단독으로, 또는 필요에 따라 임의의 비율로 2종 이상 혼합하여 이용할 수 있다.

그 중에서도, 착색제(a)의 분산성이 양호한 점으로부터, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 에틸렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 에틸렌글리콜모노에틸에테르아세테이트 등의 글리콜아세테이트류, 벤질알코올 등의 방향족 알코올류나 시클로헥사논 등의 케톤류를 이용하는 것이 바람직하다.

용제(d)는, 착색 조성물을 적정한 점도로 조절하여, 목적으로 하는 균일한 막두께의 필터 세그멘트를 형성할 수 있다는 점에서, 착색제(a) 100 중량부에 대하여, 800~4000 중량부의 양으로 이용하는 것이 바람직하다.

<색소 유도체(e)>

컬러 필터용 착색 조성물은, 바람직하게는, 색소 유도체(e)를 이용할 수 있다. 색소 유도체는, 벤즈이미다졸론 안료의 분산이 우수하고, 분산 후의 벤즈이미다졸론 안료의 재응집을 방지하는 효과가 크다.

즉, 색소 유도체(e)의 구조는, 하기 식(2)으로 표시되는 화합물이다.

[화학식 2]

P-Ln 식(2)

[식(2) 중,

P: 유기안료 잔기, β-나프톨 잔기, 아크리돈 잔기 또는 트리아진 잔기

L: 염기성 치환기, 산성 치환기, 또는 치환기를 가지고 있을 수 있는 프탈이미드메틸기

n: 1~4의 정수이다.]

P의 유기안료 잔기를 구성하는 유기안료로는, 예를 들면, 디케토피롤로피롤계 안료; 아조, 디스아조, 폴리아조 등의 아조계 안료; 구리 프탈로시아닌, 할로겐화 구리 프탈로시아닌, 무금속 프탈로시아닌 등의 프탈로시아닌계 안료; 아미노안트라퀴논, 디아미노디안트라퀴논, 안트라피리미딘, 플라반트론, 안스안트론, 인단트론, 피란트론, 비오란트론(Violanthrone) 등의 안트라퀴논계 안료; 퀴나크리돈계 안료; 디옥사진계 안료; 페리논계 안료; 페릴렌계 안료; 티오인디고계 안료; 이소인돌린계 안료; 이소인돌리논계 안료; 퀴노프타론계 안료; 트렌(threne) 안료; 금속착체계 안료 등을 들 수 있다.

P의 트리아진 잔기를 구성하는 트리아진은, 알킬기(메틸기, 에틸기, 부틸기 등), 아미노기, 알킬아미노기(디메틸아미노기, 디에틸아미노기, 디부틸아미노기 등), 니트로기, 수산기, 알콕시기(메톡시기, 에톡시기, 부톡시기 등), 할로겐(염소, 브롬 등), 페닐기(알킬기, 아미노기, 알킬아미노기, 니트로기, 수산기, 알콕시기, 할로겐 등으로 치환되어 있을 수도 있음) 및 페닐아미노기(알킬기, 아미노기, 알킬아미노기, 니트로기, 수산기, 알콕시기, 할로겐 등으로 치환되어 있을 수도 있음) 등의 치환기를 가질 수도 있는 1,3,5-트리아진이다.

그 중에서도, 식(2)에서의 L이 염기성 치환기인, 염기성 치환기를 가지는 색소 유도체를 바람직하게 사용할 수 있다.

염기성 치환기를 가지는 색소 유도체를 포함함으로써, 염기성 치환기를 가지는 색소 유도체 없이는 분산이 어려운 안료의 경우에도, 분산성, 유동성, 보존안정성이 우수한 안료 조성물로 할 수 있으므로 바람직하다. 산성 수지형 분산제와 염기성 치환기를 가지는 색소 유도체의 상승효과로 안료를 효과적으로 분산하여, 유동성, 보존안정성이 우수한 안료 조성물이 되도록 할 수 있다.

염기성 치환기 중에서도, 바람직하게는, L이 식(3), (4) 및 (5)으로 표시되는 군에서 선택되는 치환기이다.

[화학식 3]

[화학식 4]

[화학식 5]

[식(3)~(5) 중,

X는, -SO₂-, -CO-, -CH₂-, -CH₂NHCOCH₂-, -CH₂NHSO₂CH₂-, 또는 직접결합이고,

Y는, -NH-, -O-, 또는 직접결합이고,

n은, 1~10의 정수이고,

Y¹은, -NH-, -NR⁵⁸-Z-NR⁵⁹-, 또는 직접결합이고,

R⁵⁸ 및 R⁵⁹는, 각각 독립적으로, 수소결합, 치환기를 가질 수도 있는 탄소수 1~36의 알킬기, 치환기를 가질 수도 있는 탄소수 2~36의 알케닐기, 또는 치환기를 가질 수도 있는 페닐기이고,

Z는, 치환기를 가질 수도 있는 알킬렌기, 또는 치환기를 가질 수도 있는 아릴렌기이고,

R⁵⁰, R⁵¹은, 각각 독립적으로, 수소원자, 치환기를 가질 수도 있는 탄소수 1~30의 알킬기, 치환기를 가질 수도 있는 탄소수 2~30의 알케닐기, 또는 R⁵⁰과 R⁵¹이 일체가 되어 추가로 질소, 산소, 혹은 황원자를 포함하는, 치환기를 가질 수도 있는 복소환이고,

R⁵², R⁵³, R⁵⁴ 및 R⁵⁵는, 각각 독립적으로, 수소원자, 치환기를 가질 수도 있는 탄소수 1~20의 알킬기, 치환기를 가질 수도 있는 탄소수 2~20의 알케닐기, 치환기를 가질 수도 있는 탄소수 6~20의 아릴렌기이고,

R⁵⁶은, 수소원자, 치환기를 가질 수도 있는 탄소수 1~20의 알킬기, 치환기를 가질 수도 있는 탄소수 2~20의 알케닐기이고,

R⁵⁷은, 상기 식(3)으로 표시되는 치환기, 또는 상기 식(4)으로 표시되는 치환기이고,

Q는, 수산기, 알콕실기, 상기 식(3)으로 표시되는 치환기, 또는 상기 식(4)으로 표시되는 치환기이다.]

식(3)~(5)으로 표시되는 치환기를 형성하기 위해서 사용되는 아민 성분으로는, 예를 들면, 디메틸아민, 디에틸아민, 메틸에틸아민, N,N-에틸이소프로필아민, N,N-에틸프로필아민, N,N-메틸부틸아민, N,N-메틸이소부틸아민, N,N-부틸에틸아민, N,N-tert-부틸에틸아민, 디이소프로필아민, 디프로필아민, N,N-sec-부틸프로필아민, 디부틸아민, 디-sec-부틸아민, 디이소부틸아민, N,N-이소부틸-sec-부틸아민, 디아밀아민, 디이소아밀아민, 디헥실아민, 디시클로헥실아민, 디(2-에틸헥실)아민, 디옥틸아민, N,N-메틸옥타데실아민, 디데실아민, 디알릴아민, N,N-에틸-1,2-디메틸프로필아민, N,N-메틸헥실아민, 디올레일아민, 디스테아릴아민, N,N-디메틸아미노메틸아민, N,N-디메틸아미노에틸아민, N,N-디메틸아미노아밀아민, N,N-디메틸아미노부틸아민, N,N-디에틸아미노에틸아민, N,N-디에틸아미노프로필아민, N,N-디에틸아미노헥실아민, N,N-디에틸아미노부틸아민, N,N-디에틸아미노펜틸아민, N,N-디프로필아미노부틸아민, N,N-디부틸아미노프로필아민, N,N-디부틸아미노에틸아민, N,N-디부틸아미노부틸아민, N,N-디이소부틸아미노펜틸아민, N,N-메틸-라우릴아미노프로필아민, N,N-에틸-헥실아미노에틸아민, N,N-디스테아릴아미노에틸아민, N,N-디올레일아미노에틸아민, N,N-디스테아릴아미노부틸아민, 피페리딘, 2-피페콜린(Pipecoline), 3-피페콜린, 4-피페콜린, 2,4-루페티딘(Lupetidine), 2,6-루페티딘, 3,5-루페티딘, 3-피페리딘메탄올, 피페콜린산, 이소니페코트산, 이소니페코트산메틸, 이소니페코트산에틸, 2-피페리딘에탄올, 피롤리딘, 3-하이드록시피롤리딘, N-아미노에틸피페리딘, N-아미노에틸-4-피페콜린, N-아미노에틸모르폴린, N-아미노프로필피페리딘, N-아미노프로필-2-피페콜린, N-아미노프로필-4-피페콜린, N-아미노프로필모르포린, N-메틸피페라진, N-부틸피페라진, N-메틸호모피페라진, 1-시클로펜틸피페라진, 1-아미노-4-메틸피페라진, 1-시클로펜틸피페라진 등을 들 수 있다.

염기성 치환기를 가지는 색소 유도체, β-나프톨 유도체 및 아크리돈 유도체는, 각종 합성 경로로 합성할 수 있다. 예를 들면, 유기색소, β-나프톨 혹은 아크리돈에 식(6)~(9)으로 표시되는 치환기를 도입한 후, 상기 치환기와 반응하여 식(3)~(5)으로 표시되는 치환기를 형성하는 상기 아민 성분, 예를 들면, N,N-디메틸아미노프로필아민, N-메틸피페라진, 디에틸아민 또는 4-[4-하이드록시-6-[3-(디부틸아미노)프로필아미노]-1,3,5-트리아진-2-일아미노]아닐린 등을 반응시킴으로써 얻을 수 있다.

[화학식 6]

식(6): -SO₂Cl

[화학식 7]

식(7): -COCl

[화학식 8]

식(8): -CH₂NHCOCH₂Cl

[화학식 9]

식(9): -CH₂Cl

식(6)~(9)의 치환기와 상기 아민 성분의 반응시, 식(6)~(9)의 치환기의 일부가 가수분해되어, 염소가 수산기로 치환된 것이 혼재해 있을 수도 있다. 이 경우, 식(6) 및 식(7)은 각각 설폰산기 및 카르복실산기가 되지만, 이들 모두 유리산의 상태 그대로일 수도 있고, 또한, 1~3가의 금속 또는 상기 모노아민과의 염일 수도 있다.

또한, 유기색소가 아조계 색소인 경우에는, 식(3)~(5)으로 표시되는 치환기를 미리 디아조 성분 또는 커플링 성분에 도입하고, 그 후 커플링 반응을 행함으로써 아조계 안료 유도체를 제조할 수도 있다.

염기성 치환기를 가지는 트리아진 유도체는, 각종 합성 경로로 합성할 수 있다. 예를 들면, 염화시아눌을 출발 원료로 하고, 염화시아눌 중 적어도 1개의 염소에 식(3)~(5)으로 표시되는 치환기를 형성하는 아민 성분, 예를 들면, N,N-디메틸아미노프로필아민 또는 N-메틸피페라진 등을 반응시키고, 이어서 염화시아눌의 나머지 염소와 각종 아민 또는 알코올 등을 반응시킴으로써 얻을 수 있다.

또한, 모체 골격은, 식(2)에서의 P가, 유기안료 잔기, β-나프톨 잔기, 또는 트리아진 잔기인 색소 유도체가 바람직하며, 그 중에서도, 티오인디고계 안료, 디케토피롤로피롤계 안료 혹은 안트라퀴논계 안료인 유기안료 잔기 또는 트리아진 잔기가 바람직하다.

즉, 착색 조성물에는, 식(2)에서의 P가, 유기안료 잔기, β-나프톨 잔기, 또는 트리아진 잔기이고, 식(2)에 있어서의 L이, 염기성 치환기인, 염기성 치환기를 가지는 색소 유도체, 염기성 치환기를 가지는 β-나프톨 유도체, 및 염기성 치환기를 가지는 트리아진 유도체가 분산안정성의 면에서 바람직하다. 그 중에서도, 염기성 치환기를 가지는 트리아진 유도체는, 벤즈이미다졸론 안료의 분산이 우수하고, 분산 후의 벤즈이미다졸론 안료의 재응집을 방지하는 효과가 가장 크다.

색소 유도체(e)의 배합량은, 분산성 향상의 관점으로부터, 벤즈이미다졸론 안료(a1) 100 중량부에 대하여, 바람직하게는 5 중량부 이상, 더욱 바람직하게는 10 중량부 이상, 가장 바람직하게는 15 중량부 이상이다. 또한, 내열성, 내광성의 관점으로부터, 벤즈이미다졸론 안료 100 중량부에 대하여, 바람직하게는 30 중량부 이하, 가장 바람직하게는 25 중량부 이하이다.

컬러 필터용 착색 조성물은, 추가로 광중합성 단량체 및/또는 광중합 개시제를 첨가하여, 컬러 필터용 감광성 착색 조성물(레지스트재)로서 사용할 수 있다.

<광중합성 단량체>

광중합성 단량체에는, 자외선이나 열 등에 의해 경화하여 수지를 생성하는 모노머 혹은 올리고머가 포함되는데, 이들을 단독으로, 또는 2종 이상 혼합하여 이용할 수 있다.

광중합성 단량체로서는, 예를 들면, 메틸메타크릴레이트, 에틸메타크릴레이트, 2-하이드록시에틸메타크릴레이트, 2-하이드록시프로필메타크릴레이트, 시클로헥실메타크릴레이트, β-카르복시에틸메타크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜디메타크릴레이트, 1,6-헥산디올디메타크릴레이트, 트리에틸렌글리콜디메타크릴레이트, 트리프로필렌글리콜디메타크릴레이트, 트리메틸올프로판트리메타크릴레이트, 펜타에리스리톨트리메타크릴레이트, 펜타에리스리톨테트라메타크릴레이트, 1,6-헥산디올디글리시딜에테르디메타크릴레이트, 비스페놀A디글리시딜에테르디메타크릴레이트, 네오펜틸글리콜디글리시딜에테르디메타크릴레이트, 디펜타에리스리톨헥사메타크릴레이트, 디펜타에리스리톨펜타메타크릴레이트, 트리시클로테카닐메타크릴레이트, 에스테르아크릴레이트, 메틸올화멜라민의 메타크릴산에스테르, 에폭시메타크릴레이트, 우레탄아크릴레이트 등의 각종 아크릴산에스테르 및 메타크릴산에스테르, 아크릴산, 메타크릴산, 스티렌, 아세트산비닐, 하이드록시에틸비닐에테르, 에틸렌글리콜디비닐에테르, 펜타에리스리톨트리비닐에테르, 메타크릴아미드, N-하이드록시메틸메타크릴아미드, N-비닐포름아미드, 아크릴로니트릴 등을 들 수 있지만, 반드시 이것들로 한정되는 것은 아니다.

광중합성 단량체의 함유량은, 착색제(a) 100 중량부에 대하여, 5~400 중량부인 것이 바람직하고, 광경화성 및 현상성의 관점으로부터 10~300 중량부인 것이 보다 바람직하다.

<광중합 개시제>

컬러 필터용 착색 조성물에는, 이 조성물을 자외선 조사에 의해 경화시키고, 포토리소그래피법에 의해 필터 세그멘트를 형성하는 경우는, 광중합 개시제 등을 첨가하여 용제 현상형 혹은 알칼리 현상형 감광성 착색 조성물의 형태로 조제할 수 있다.

광중합 개시제로는, 4-페녹시디클로로아세토페논, 4-t-부틸-디클로로아세토페논, 디에톡시아세토페논, 1-(4-이소프로필페닐)-2-하이드록시-2-메틸프로판-1-온, 1-하이드록시시클로헥실페닐케톤, 2-메틸-1-[4-(메틸티오)페닐]-2-모르폴리노프로판-1-온, 2-(디메틸아미노)-2-[(4-메틸페닐)메틸]-1-[4-(4-모르폴리닐)페닐]-1-부타논, 또는 2-벤질-2-디메틸아미노-1-(4-모르폴리노페닐)-부탄-1-온 등의 아세토페논계 화합물; 벤조인, 벤조인메틸에테르, 벤조인에틸에테르, 벤조인이소프로필에테르 또는 벤질디메틸케탈 등의 벤조인계 화합물; 벤조페논, 벤조일안식향산, 벤조일안식향산메틸, 4-페닐벤조페논, 하이드록시벤조페논, 아크릴화벤조페논, 4-벤조일-4'-메틸디페닐설파이드, 또는 3,3',4,4'-테트라(t-부틸퍼옥실카르보닐)벤조페논 등의 벤조페논계 화합물; 티오크산톤, 2-클로르티오크산톤, 2-메틸티오크산톤, 이소프로필티오크산톤, 2,4-디이소프로필티오크산톤, 또는 2,4-디에틸티오크산톤 등의 티오크산톤계 화합물; 2,4,6-트리클로로-s-트리아진, 2-페닐-4,6-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진, 2-(p-메톡시페닐아세테이트)-4,6-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진, 2-(p-톨릴)-4,6-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진, 2-피페로닐-4,6-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-스티릴-s-트리아진, 2-(나프토-1-일)-4,6-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진, 2-(4-메톡시-나프토-1-일)-4,6-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진, 2,4-트리클로로메틸-(피페로닐)-6-트리아진 또는 2,4-트리클로로메틸-(4'-메톡시스티릴)-6-트리아진 등의 트리아진계 화합물; 1,2-옥탄디온, 1-〔4-(페닐티오)-2-(O-벤조일옥심)〕 또는 O-(아세틸)-N-(1-페닐-2-옥소-2-(4'-메톡시-나프틸)에틸리덴)하이드록실아민 등의 옥심에스테르계 화합물; 비스(2,4,6-트리메틸벤조일)페닐포스핀옥사이드 또는 2,4,6-트리메틸벤조일디페닐포스핀옥사이드 등의 포스핀계 화합물; 9,10-페난트렌퀴논, 캠퍼퀴논, 에틸안트라퀴논 등의 퀴논계 화합물;

보레이트(borate)계 화합물; 카바졸계 화합물; 이미다졸계 화합물; 또는 티타노센계 화합물 등이 이용된다.

이들 광중합 개시제는, 1종을 단독으로, 또는 필요에 따라 임의의 비율로 2종 이상 혼합하여 이용할 수 있다.

광중합 개시제의 함유량은, 착색제(a) 100 중량부에 대하여, 5~200 중량부인 것이 바람직하고, 광경화성 및 현상성의 관점으로부터 10~150 중량부인 것이 보다 바람직하다.

<증감제>

또한, 컬러 필터용 착색 조성물에는, 증감제를 함유시킬 수 있다.

증감제로는, 칼콘 유도체, 디벤잘아세톤 등으로 대표되는 불포화 케톤류, 벤질이나 캠퍼퀴논 등으로 대표되는 1,2-디케톤 유도체, 벤조인 유도체, 플루오렌 유도체, 나프토퀴논 유도체, 안트라퀴논 유도체, 크산텐 유도체, 티옥산텐 유도체, 크산톤 유도체, 티오크산톤 유도체, 쿠마린 유도체, 케토쿠마린 유도체, 사이아닌 유도체, 메로사이아닌 유도체, 옥소놀 유도체 등의 폴리메틴 색소, 아크리딘 유도체, 아진 유도체, 티아진 유도체, 옥사진 유도체, 인돌린 유도체, 아줄렌 유도체, 아줄레늄 유도체, 스쿠아릴리움 유도체, 포르피린 유도체, 테트라페닐포르피린 유도체, 트리아릴메탄 유도체, 테트라벤조포르핀 유도체, 테트라피라지노폴피라진 유도체, 프탈로시아닌 유도체, 테트라아자폴피라진 유도체, 테트라퀴녹살리노폴피라진 유도체, 나프탈로시아닌 유도체, 서브프탈로시아닌 유도체, 피릴륨 유도체, 티오피릴륨 유도체, 테트라피린 유도체, 아눌렌 유도체, 스피로피란 유도체, 스피로 옥사진 유도체, 티오스피로피란 유도체, 금속 아렌 착체, 유기 루테늄 착체 또는 미힐러케톤 유도체, α-아실옥시에스테르, 아실포스핀옥사이드, 메틸페닐글리옥실레이트, 벤질, 9,10-페난트렌퀴논, 캠퍼퀴논, 에틸안트라키논, 4,4'-디에틸이소프탈로페논, 3,3', 또는 4,4'-테트라(t-부틸퍼옥시카르보닐)벤조페논, 4,4'-디에틸아미노벤조페논 등을 들 수 있다.

이들 증감제는, 1종을 단독으로, 또는 필요에 따라 임의의 비율로 2종 이상 혼합하여 이용할 수 있다.

더욱 구체적으로는, OKAWARA Makoto 외 편, 「색소 핸드북」(1986년, Kodansha Ltd.), OKAWARA Makoto 외 편, 「기능성 색소의 화학」(1981년, CMC Publishing Co., Ltd.), IKEMORI Chuzaburo 외 편, 및 「특수 기능재료」(1986년, CMC Publishing Co., Ltd.)에 기재된 증감제를 들 수 있지만 이것들로 한정되는 것은 아니다. 또한, 그 밖에, 자외로부터 근적외역에 걸친 빛에 대하여 흡수를 나타내는 증감제를 함유시킬 수도 있다.

증감제의 함유량은, 착색 조성물 중에 포함되는 광중합 개시제 100 중량부에 대하여, 3~60 중량부인 것이 바람직하고, 광경화성, 현상성의 관점으로부터 5~50 중량부인 것이 보다 바람직하다.

<아민계 화합물>

또한, 컬러 필터용 착색 조성물에는, 용존해 있는 산소를 환원하는 기능이 있는 아민계 화합물을 함유시킬 수 있다. 이와 같은 아민계 화합물로는, 트리에탄올아민, 메틸디에탄올아민, 트리이소프로판올아민, 4-디메틸아미노안식향산메틸, 4-디메틸아미노안식향산에틸, 4-디메틸아미노안식향산이소아밀, 안식향산2-디메틸아미노에틸, 4-디메틸아미노안식향산2-에틸헥실 및 N,N-디메틸파라톨루이딘 등을 들 수 있다.

<레벨링제>

컬러 필터용 착색 조성물에는, 투명 기판 상에서의 조성물의 레벨링성을 양호하게 하기 위하여, 레벨링제를 첨가하는 것이 바람직하다. 레벨링제로는, 주쇄에 폴리에테르 구조 또는 폴리에스테르 구조를 가지는 디메틸실록산이 바람직하다. 주쇄에 폴리에테르 구조를 가지는 디메틸실록산의 구체예로는, Dow Corning Toray사 제 FZ-2122, BYK-Chemie사 제 BYK-333 등을 들 수 있다. 주쇄에 폴리에스테르 구조를 가지는 디메틸실록산의 구체예로는, BYK-Chemie사 제 BYK-310, BYK-370 등을 들 수 있다. 주쇄에 폴리에테르 구조를 가지는 디메틸실록산과 주쇄에 폴리에스테르 구조를 가지는 디메틸실록산을 병용할 수도 있다. 레벨링제의 함유량은 통상, 착색 조성물의 전체중량 100 중량% 중, 0.003~0.5 중량% 이용하는 것이 바람직하다.

레벨링제로서 특히 바람직한 것으로는, 분자 내에 소수기와 친수기를 가지는 이른바 계면활성제의 일종으로, 친수기를 가지면서도 물에 대한 용해성이 작고, 착색 조성물에 첨가한 경우, 그 표면장력 저하능이 낮은 특징을 가지며, 또한 표면장력 저하능이 낮음에도 불구하고 유리판에 대한 젖음성이 양호한 것이 유용하고, 거품이 일어남에 의한 도막의 결함이 출현하지 않는 첨가량에 있어서 충분히 대전성을 억제할 수 있는 것이 바람직하게 사용될 수 있다. 이러한 바람직한 특성을 가지는 레벨링제로서, 폴리알킬렌옥사이드 단위를 가지는 디메틸폴리실록산이 바람직하게 사용될 수 있다. 폴리알킬렌옥사이드 단위로는, 폴리에틸렌옥사이드 단위, 폴리프로필렌옥사이드 단위가 있으며, 디메틸폴리실록산은, 폴리에틸렌옥사이드 단위와 폴리프로필렌옥사이드 단위를 모두 가지고 있어도 된다.

또한, 폴리알킬렌옥사이드 단위의 디메틸폴리실록산과의 결합 형태는, 폴리알킬렌옥사이드 단위가 디메틸폴리실록산의 반복 단위 중에 결합된 팬던트형, 디메틸폴리실록산의 말단에 결합된 말단 변성형, 디메틸폴리실록산과 교대로 반복 결합된 직쇄상의 블록 코폴리머형 중 어느 것이어도 된다. 폴리알킬렌옥사이드 단위를 가지는 디메틸폴리실록산은, Dow Corning Toray사에 의해 시판되고 있으며, 예를 들면, FZ-2110, FZ-2122, FZ-2130, FZ-2166, FZ-2191, FZ-2203, FZ-2207을 들 수 있지만, 이것들로 한정되는 것은 아니다.

레벨링별로는, 음이온성, 양이온성, 비이온성, 또는 양성(兩性)의 계면활성제를 보조적으로 첨가하는 것도 가능하다. 계면활성제는, 2종 이상 혼합하여 사용해도 관계 없다.

레벨링별에 보조적으로 첨가하는 음이온성 계면활성제로는, 폴리옥시에틸렌알킬에테르황산염, 도데실벤젠설폰산나트륨, 스티렌-아크릴산 공중합체의 알칼리염, 알킬나프탈렌설폰산나트륨, 알킬디페닐에테르디설폰산나트륨, 라우릴황산모노에탄올아민, 라우릴황산트리에탄올아민, 라우릴황산암모늄, 스테아린산모노에탄올아민, 스테아린산나트륨, 라우릴황산나트륨, 스티렌-아크릴산 공중합체의 모노에탄올아민, 폴리옥시에틸렌알킬에테르인산에스테르 등을 들 수 있다.

레벨링별로 보조적으로 첨가하는 양이온성 계면활성제로는, 알킬 4급 암모늄염이나 이들 에텔렌옥사이드 부가물을 들 수 있다. 레벨링별로 보조적으로 첨가하는 비이온성 계면활성제로는, 폴리옥시에틸렌올레일에테르, 폴리옥시에틸렌라우릴에테르, 폴리옥시에틸렌노닐페닐에테르, 폴리옥시에틸렌알킬에테르인산에스테르, 폴리옥시에틸렌소르비탄모노스테아레이트, 폴리에틸렌글리콜모노라우레이트 등의; 알킬디메틸아미노아세트산베타인 등의 알킬베타인, 알킬이미다졸린 등의 양성 계면활성제, 또한, 불소계나 실리콘계의 계면활성제를 들 수 있다.

<경화제, 경화 촉진제>

또한, 컬러 필터용 착색 조성물에는, 열경화성 수지의 경화를 보조하기 위하여, 필요에 따라, 경화제, 경화 촉진제 등을 포함하고 있을 수도 있다. 경화제로는, 페놀계 수지, 아민계 화합물, 산무수물, 활성 에스테르, 카르복실산계 화합물, 설폰산계 화합물 등이 유효하지만, 특별히 이것들로 한정되는 것은 아니며, 열경화성 수지와 반응할 수 있는 것이라면, 어떠한 경화제든지 사용 가능하다. 또한, 이들 중에서도, 1분자 내에 2개 이상의 페놀성 수산기를 가지는 화합물, 아민계 경화제를 바람직하게 들 수 있다. 상기 경화 촉진제로는, 예를 들면, 아민 화합물(예를 들면, 디시안디아미드, 벤질디메틸아민, 4-(디메틸아미노)-N,N-디메틸벤질아민, 4-메톡시-N,N-디메틸벤질아민, 4-메틸-N,N-디메틸벤질아민 등), 4급 암모늄염 화합물(예를 들면, 트리에틸벤질암모늄클로라이드 등), 블록 이소시아네이트 화합물(예를 들면, 디메틸아민 등), 이미다졸 유도체 이환식 아미딘 화합물 및 그 염(예를 들면, 이미다졸, 2-메틸이미다졸, 2-에틸이미다졸, 2-에틸-4-메틸이미다졸, 2-페닐이미다졸, 4-페닐이미다졸, 1-시아노에틸-2-페닐이미다졸, 1-(2-시아노에틸)-2-에틸-4-메틸이미다졸 등), 인 화합물(예를 들면, 트리페닐포스핀 등), 구아나민 화합물(예를 들면, 멜라민, 구아나민, 아세토구아나민, 벤조구아나민 등), S-트리아진 유도체(예를 들면, 2,4-디아미노-6-메타크릴로일옥시에틸-S-트리아진, 2-비닐-2,4-디아미노-S-트리아진, 2-비닐-4,6-디아미노-S-트리아진·이소시아누르산 부가물, 2,4-디아미노-6-메타크릴로일옥시에틸-S-트리아진·이소시아누르산 부가물 등) 등을 이용할 수 있다. 이들은 1종 단독으로 사용할 수도 있고, 2종 이상을 병용할 수도 있다. 상기 경화 촉진제의 함유량으로는, 열경화성 수지의 전체 중량을 기준(100 중량부)으로, 0.01~15 중량부가 바람직하다.

<그 밖의 첨가제 성분>

컬러 필터용 착색 조성물에는, 조성물의 경시 점도를 안정화시키기 위해 저장 안정제를 함유시킬 수 있다. 또한, 투명 기판과의 밀착성을 높이기 위해 실란커플링제 등의 밀착 향상제를 함유시킬 수도 있다.

저장 안정제로는, 예를 들면, 벤질트리메틸클로라이드, 디에틸하이드록시아민등의 4급 암모늄클로라이드, 유산, 옥살산 등의 유기산 및 그 메틸에테르, t-부틸피로카테콜, 테트라에틸포스핀, 테트라페닐포스핀 등의 유기 포스핀, 아인산염 등을 들 수 있다. 저장 안정제는, 착색제(a)의 전체중량 100 중량부에 대하여, 0.1~10 중량부의 양으로 이용할 수 있다.

밀착 향상제로는, 비닐트리스(β-메톡시에톡시)실란, 비닐에톡시실란, 비닐트리메톡시실란 등의 비닐실란류, γ-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란 등의(메트)아크릴실란류, β-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸트리메톡시실란, β-(3,4-에폭시시클로헥실)메틸트리메톡시실란, β-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸트리에톡시실란, β-(3,4-에폭시시클로헥실)메틸트리에톡시실란, γ-글리시독시프로필트리메톡시실란, γ-글리시독시프로필트리에톡시실란 등의 에폭시실란류, N-β(아미노에틸)γ-아미노프로필트리메톡시실란, N-β(아미노에틸)γ-아미노프로필트리에톡시실란, N-β(아미노에틸)γ-아미노프로필메틸디에톡시실란, γ-아미노프로필트리에톡시실란, γ-아미노프로필트리메톡시실란, N-페닐-γ-아미노프로필트리메톡시실란, N-페닐-γ-아미노프로필트리에톡시실란 등의 아미노실란류, γ-메르캅토프로필트리메톡시실란, γ-메르캅토프로필트리에톡시실란 등의 티오실란류등의 실란커플링제를 들 수 있다. 밀착 향상제는, 착색제(a)의 전체중량 100 중량부에 대하여, 0.01~10 중량부, 바람직하게는 0.05~5 중량부의 양으로 이용할 수 있다.

<착색 조성물의 제조 방법>

컬러 필터용 착색 조성물은, 벤즈이미다졸론 안료(a1)를 포함하는 착색제(a), 수지형 분산제(c), 수지(b), 용제(d) 및 필요에 따라 색소 유도체(e) 등의 그 밖의 성분을 함께, 3개 롤밀, 2개 롤밀, 샌드밀, 니이더, 트리믹스, 또는 아트리토 등의 각종 분산수단을 이용하여 미세하게 분산하여 제조할 수 있다(안료 분산체). 또한, 컬러 필터용 착색 조성물은, 벤즈이미다졸론 안료(a1)와, 병용하는 적색 안료나 황색 안료 등의 그 밖의 착색제를 함께 분산해도 되며, 각기 분산한 것을 혼합하여 제조할 수도 있다.

또한, 컬러 필터용 감광성 착색 조성물(레지스트재)로서 이용하는 경우에는, 용제 현상형 혹은 알칼리 현상형 착색 조성물로서 조제할 수 있다. 용제 현상형 혹은 알칼리 현상형 착색 조성물은, 상기 안료 분산체와, 광중합성 단량체 및/또는 광중합 개시제와, 필요에 따라서, 용제, 그 밖의 분산제 및 첨가제 등을 혼합하여 조정할 수 있다. 광중합 개시제는, 착색 조성물을 조제하는 단계에서 첨가해도 되며, 조제한 착색 조성물에 나중에 첨가하여도 된다.

컬러 필터용 적색 착색 조성물에 포함되는 입자는, 실질적으로 0.5μm 미만이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.3μm 이하이다(SEM에 의한 입자경 측정). 또한, 컬러 필터 적색 착색 조성물의 평균분산입자경으로는, 명도나 콘트라스트비를 높게 하려면 0.05~0.2μm가 바람직하고, 0.06~0.15μm이면 명도나 콘트라스트비를 더욱 높게 할 수 있으므로 보다 바람직하다.

<조대입자의 제거>

컬러 필터용 착색 조성물은, 원심분리, 소결 필터, 멤브레인 필터 등의 수단을 통해, 5μm 이상의 조대입자, 바람직하게는 1μm 이상의 조대입자, 더욱 바람직하게는 0.5μm 이상의 조대입자 및 혼입된 먼지의 제거를 행하는 것이 바람직하다. 이와 같이 컬러 필터용 착색 조성물은, 실질적으로 0.5μm 이상의 입자를 포함하지 않는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 0.3μm 이하인 것이 바람직하다.

<컬러 필터>

컬러 필터는, 컬러 필터용 착색 조성물에 의해 형성되는 적어도 1개의 필터 세그멘트를 구비하는 것을 특징으로 하는 컬러 필터이다.

컬러 필터는, 적어도 1개의 적색 필터 세그멘트, 적어도 1개의 녹색 필터 세그멘트, 및 적어도 1개의 청색 필터 세그멘트를 구비하고, 상기 적어도 1개의 적색 필터 세그멘트가, 컬러 필터용 적색 착색 조성물을 이용하여 형성되는 것이 바람직하다.

녹색 필터 세그멘트는, 통상의 녹색 착색 조성물을 이용하여 형성할 수 있다. 녹색 착색 조성물은, 예를 들면, C.I. Pigment Green 7, 10, 36, 37, 58 등의 녹색 안료를 이용하여 얻어지는 조성물이다. 녹색 착색 조성물에는, C.I. Pigment Yellow 1, 2, 3, 4, 5, 6, 10, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 24, 31, 32, 34, 35, 35:1, 36, 36:1, 37, 37:1, 40, 42, 43, 53, 55, 60, 61, 62, 63, 65, 73, 74, 77, 81, 83, 93, 94, 95, 97, 98, 100, 101, 104, 106, 108, 109, 110, 113, 114, 115, 116, 117, 118, 119, 120, 123, 126, 127, 128, 129, 138, 139, 147, 150, 151, 152, 153, 154, 155, 156, 161, 162, 164, 166, 167, 168, 169, 170, 171, 172, 173, 174, 175, 176, 177, 179, 180, 181, 182, 185, 187, 188, 193, 194, 198, 199, 213, 214 등의 황색 안료를 병용할 수 있다.

또한, 청색 필터 세그멘트는, 통상의 청색 착색 조성물을 이용하여 형성할 수 있다. 청색 착색 조성물은, 예를 들면 C.I. Pigment Blue 15, 15:1, 15:2, 15:3, 15:4, 15:6, 16, 22, 60, 64 등의 청색 안료를 이용하여 얻어지는 조성물이다. 청색 착색 조성물에는, C.I. Pigment Violet 1, 19, 23, 27, 29, 30, 32, 37, 40, 42, 50 등의 보라색 안료를 병용할 수 있다.

<컬러 필터의 제조 방법>

컬러 필터는, 인쇄법 또는 포토리소그래피법에 의해 제조할 수 있다.

[인쇄법]

인쇄법에 의한 필터 세그멘트의 형성은, 인쇄 잉크로서 조제한 착색 조성물의 인쇄와 건조를 반복하는 것만으로 패턴화가 가능하므로, 컬러 필터의 제조법으로는, 저비용이고 양산성이 우수하다. 또한, 인쇄 기술의 발전에 의해 높은 치수정도 및 평활도를 가지는 미세 패턴의 인쇄를 행할 수 있다. 인쇄를 행하기 위해서는, 인쇄의 판상에서, 혹은 블랭킷 상에서 잉크가 건조, 고화되지 않는 조성으로 하는 것이 바람직하다. 또한, 인쇄기 상에서의 잉크의 유동성의 제어도 중요하므로, 분산제나 체질안료에 의한 잉크 점도의 조정을 행할 수도 있다.

[포토리소그래피법]

포토리소그래피법에 의해 필터 세그멘트를 형성하는 경우에는, 상기 용제 현상형 혹은 알칼리 현상형 착색 조성물로서 조제한 감광성 착색 조성물을, 투명 기판 상에, 스프레이코팅이나 스핀코팅, 슬릿코팅, 롤코팅 등의 도포 방법에 의해, 건조막 두께가 0.2~5μm가 되도록 도포한다. 필요에 따라, 건조된 막에는 이 막과 접촉 혹은 비접촉 상태로 마련된 소정의 패턴을 가지는 마스크를 통해 활성 에너지선인 자외선 노광을 행한다. 그 후, 용제 또는 알칼리 현상액에 침지하던지, 혹은, 스프레이 등에 의해 현상액을 분무하여 미경화부를 제거하여 원하는 패턴을 형성한 후, 동일한 조작을 다른 색에 대하여 반복함으로써 컬러 필터를 제조할 수 있다. 또한, 착색 조성물의 중합을 촉진시키기 위하여, 필요에 따라 가열을 실시할 수도 있다. 포토리소그래피법에 따르면, 상기 인쇄법보다 정도(精度) 높은 컬러 필터를 제조할 수 있다.

현상시에는, 알칼리 현상액으로서 탄산나트륨, 수산화나트륨 등의 수용액이 사용되는데, 디메틸벤질아민, 트리에탄올아민 등의 유기 알칼리를 이용할 수도 있다. 또한, 현상액에는, 소포제나 계면활성제를 첨가할 수도 있다. 한편, 자외선 노광 감도를 높이기 위하여, 상기 착색 조성물을 도포 건조 후, 수용성 혹은 알칼리 수용성 수지, 예를 들면 폴리비닐알코올이나 수용성 아크릴 수지 등을 도포 건조하고 산소에 의한 중합 저해를 방지하는 막을 형성한 후, 자외선 노광을 행할 수도 있다.

컬러 필터는, 상기 방법 이외에 전착법, 전사법 등에 의해 제조할 수 있지만, 착색 조성물은 어떠한 방법에도 이용할 수 있다. 한편, 전착법은, 기판 상에 형성한 투명 도전막을 이용하여, 콜로이드 입자의 전기영동에 의해 각 색 필터 세그멘트를 투명 도전막 상에 전착 형성함으로써 컬러 필터를 제조하는 방법이다. 또한, 전사법은 박리성의 전사 베이스 시트의 표면에, 미리 필터 세그멘트를 형성해 두고, 이 필터 세그멘트를 원하는 기판에 전사시키는 방법이다.

착색 조성물은 상기 기재의 어느 방법에도 이용할 수 있지만, 포토리소그래피법에 가장 적합하다.

투명 기판 혹은 반사 기판 상에 각 색 필터 세그멘트를 형성하기 전에, 미리 블랙 매트릭스를 형성할 수 있다. 블랙 매트릭스로는, 크롬이나 크롬/산화크롬의 다층막, 질화 티타늄 등의 무기막이나, 차광제를 분산한 수지막을 이용할 수 있지만, 이것들로 한정되지 않는다. 또한, 상기 투명 기판 혹은 반사 기판 상에 박막 트랜지스터(TFT)를 미리 형성해 두고, 그 후에 각 색 필터 세그멘트를 형성할 수도 있다. 또한, 컬러 필터 상에는, 필요에 따라 오버코팅막이나 주상(柱狀) 스페이서, 투명 도전막, 액정 배향막 등이 형성된다.

컬러 필터는, 실(seal)제를 이용하여 대향 기판과 접착시키고, 실부에 마련된 주입구로부터 액정을 주입한 후 주입구을 봉지하고, 필요에 따라 편광막이나 위상차막을 기판의 외측에 접착시킴으로써, 액정 표시 패널이 제조된다.

이러한 액정 표시 패널은, 트위스티드·네마틱(TN), 슈퍼·트위스티드·네마틱(STN), 인·플레인·스위칭(IPS), 버티컬·얼라인먼트(VA), 옵티컬·콘벤센드·벤드(OCB) 등의 컬러 필터를 사용하여 컬러화를 행하는 액정 표시 모드에 사용할 수 있다.

실시예

이하에, 실시 태양별로, 실시예를 이용하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 그 요지를 넘지 않는 한, 이하의 실시예로 한정되는 것은 아니다. 한편, 실시예 및 참고예 중, 「부」및 「%」는 「중량부」및 「중량%」를 각각 의미한다.

또한, 수지 및 수지형 분산제의 산가와 중량평균분자량(Mw), 수지형 분산제의 아민가와 4급 암모늄염가, 안료의 비표면적, 도막의 콘트라스트비 및 안료의 평균 1차 입자경의 측정 방법은 이하와 같다.

<수지 및 수지형 분산제의 산가>

수지 및 수지형 분산제의 산가는, 0.1N의 수산화칼륨·에탄올 용액을 이용하여, 전위차 적정법에 의해 구하였다. 수지 및 수지형 분산제의 산가는, 고형분의 산가를 나타낸다.

<수지의 중량평균분자량(Mw)>

수지의 중량평균분자량(Mw)은, TSKgel column(Tosoh Corporation제)을 이용하고, RI 검출기를 장비한 GPC(Tosoh Corporation제, HLC-8120 GPC)로, 전개 용매에 THF를 이용하여 측정한 폴리스티렌 환산의 중량평균분자량(Mw)이다.

<수지형 분산제의 아민가>

수지형 분산제의 아민가는, 0.1N의 염산 수용액을 이용하고, 전위차 적정법에 의해 구한 후, 수산화칼륨의 당량으로 환산하였다. 수지형 분산제의 아민가는, 고형분의 아민가를 나타낸다.

<수지형 분산제의 4급 암모늄염가>

수지형 분산제의 4급 암모늄염가는, 5% 크롬산칼륨 수용액을 지시약으로 하여, 0.1N의 질산은 수용액으로 적정하여 구한 후, 수산화칼륨의 당량으로 환산하였다. 하기 수지형 분산제의 4급 암모늄염가는, 고형분의 4급 암모늄염가를 나타낸다.

<안료의 비표면적>

안료의 비표면적의 측정은, 질소 흡착의 BET법에 의한 자동증기흡착량 측정장치(BEL Japan, Inc.제 「BELSORP 18」)에 의해 행하였다.

<도막의 콘트라스트비의 측정 방법>

액정 디스플레이용 백라이트 유닛으로부터 나온 빛은, 편광판을 통과하여 편광되고, 유리 기판 상에 도포된 착색 조성물의 건조 도막을 통과하여, 편광판에 도달한다. 편광판과 편광판의 편광면이 평행하면, 빛은 편광판을 투과하지만, 편광면이 직행하고 있는 경우에는 빛은 편광판에 의해 차단된다. 그러나, 편광판에 의해 편광된 빛이 착색 조성물의 건조 도막을 통과할 때에, 안료 입자에 의한 산란 등이 일어나, 편광면의 일부에 어긋남을 발생시키면, 편광판이 평행일 때에는 편광판을 투과하는 광량이 줄어들고, 편광판이 직행일 때에는 편광판을 일부 빛이 투과한다. 이 투과광을 편광판 상의 휘도로서 측정하여, 편광판이 평행일 때의 휘도와 직행일 때의 휘도의 비(콘트라스트비)를 산출하였다.

(콘트라스트비)=(평행일 때의 휘도)/(직행일 때의 휘도)

한편, 휘도 합계로는 색채휘도계(TOPCON사 제 「BM-5A」), 편광판으로는 편광판(Nitto Denko사 제 「NPF-G1220DUN」)을 이용하였다. 또한, 측정시에는, 불필요한 빛을 차단하기 위하여, 측정 부분에 가로세로 1cm의 구멍을 낸 흑색 마스크를 대었다.

<안료의 평균 1차 입자경>

안료의 평균 1차 입자경은, 투과형 전자현미경(TEM)의 전자현미경 사진으로부터 1차 입자의 크기를 직접 계측하는 방법으로 측정하였다. 구체적으로는, 각각의 안료의 1차 입자의 단축직경과 장축직경을 계측하여, 평균을 그 안료 입자의 입경으로 하였다. 그 다음, 100개 이상의 안료 입자에 대해, 각각의 입자의 부피(중량)를, 구한 입경의 입방체와 근사하게 구하고, 부피 평균입경을 평균 1차 입자경으로 하였다.

<<실시 태양 I>>

우선, 사용한 색소 유도체에 대하여 설명한다.

<색소 유도체의 구조식>

표 1에, 사용한 유도체의 기본 골격을 정리해 유도체 구조식을 기재하였다.

[표 1]

이어서, 실시예 및 참고예에 이용한 아크릴 수지 용액, 수지형 분산제 용액, 미세화 안료, 안료 분산체, 녹색 감광성 착색 조성물 및 청색 감광성 착색 조성물의 제조 방법에 대하여 설명한다.

<아크릴 수지 용액의 제조 방법>

(아크릴 수지 용액 1의 조정)

분리 가능한(separable) 4구 플라스크에 온도계, 냉각관, 질소가스 도입관, 교반 장치를 장착한 반응용기에 시클로헥사논 70.0부를 투입하고, 80℃로 승온하여, 반응용기 내를 질소 치환한 후, 적하관으로부터 n-부틸메타크릴레이트 13.3부, 2-하이드록시에틸메타크릴레이트 4.6부, 메타크릴산 4.3부, 파라쿠밀페놀에텔렌옥사이드 변성 아크릴레이트(Toagosei Co., Ltd.제 「ARONIX M110」) 7.4부, 2,2'-아조비스이소부티로니트릴 0.4부의 혼합물을 2시간에 걸쳐 적하하였다. 적하 종료 후, 다시 3시간 반응을 계속하여, 중량평균분자량(Mw) 26000의 아크릴 수지의 용액을 얻었다. 실온까지 냉각한 후, 수지 용액 약 2g을 샘플링하여 180℃에서 20분 가열 건조하여 비휘발분을 측정하고, 앞서 합성한 수지 용액에 비휘발분이 20 중량%가 되도록 프로필렌글리콜모노에틸에테르아세테이트을 첨가하여 아크릴 수지 용액 1을 조제하였다.

(아크릴 수지 용액 2의 조정)

온도계, 냉각관, 질소가스 도입관, 적하관 및 교반 장치를 구비한 분리 가능한 4구 플라스크에 시클로헥사논 370부를 투입하고, 80℃로 승온하여, 플라스크 안을 질소 치환한 후, 적하관으로부터, 파라쿠밀페놀에텔렌옥사이드 변성 아크릴레이트(Toagosei Co., Ltd.제 ARONIX M110) 18부, 벤질메타크릴레이트 10부, 글리시딜메타크릴레이트 18.2부, 메타크릴산메틸 25부, 및 2,2'-아조비스이소부티로니트릴 2.0부의 혼합물을 2시간에 걸쳐 적하하였다. 적하 후, 다시 100℃에서 3시간 반응시킨 후, 아조비스이소부티로니트릴 1.0부를 시클로헥사논 50부로 용해시킨 것을 첨가하고, 다시 100℃에서 1시간 반응을 계속하였다. 그 다음, 용기 내를 공기 치환으로 바꾸어, 아크릴산 9.3부(글리시딜기의 100%)에 트리스디메틸아미노페놀 0.5부 및 하이드로퀴논 0.1부를 상기 용기 내에 투입하고, 120℃에서 6시간 반응을 계속하여 고형분 산가 0.5가 된 시점에서 반응을 종료하여, 아크릴 수지의 용액을 얻었다. 그리고, 계속해서 테트라하이드로무수프탈산 19.5부(생성한 수산기의 100%), 트리에틸아민 0.5부를 첨가하고 120℃에서 3.5시간 반응시켜, 중량평균분자량(Mw) 19000의 아크릴 수지의 용액을 얻었다. 실온까지 냉각한 후, 수지 용액 약 2g을 샘플링하여 180℃에서 20분 가열 건조하여 비휘발분을 측정하고, 앞서 합성한 수지 용액에 비휘발분이 20 중량%가 되도록 시클로헥사논을 첨가하여 활성 에너지선 경화성 수지인 아크릴 수지 용액 2를 조제하였다.

<수지형 분산제의 제조 방법>

(수지형 분산제 A 용액)

가스 도입관, 커패시터, 교반날개 및 온도계를 설치한 반응조에, 1-도데칸올 62.6부, ε-카프로락톤 287.4부, 촉매로서 모노부틸주석(IV)옥사이드 0.1부를 투입하고, 질소가스로 치환한 후, 120℃에서 4시간 가열, 교반하였다. 고형분 측정에 의해 98%가 반응한 것을 확인한 후, 여기에 무수 피로멜리트산 36.6부를 첨가하여, 120℃에서 2시간 반응시켰다. 산가의 측정으로 98% 이상의 산무수물이 하프 에스테르화되어 있는 것을 확인하여 반응을 종료하였다. 이렇게 하여 고형분당 산가 49 mgKOH/g, 비휘발분이 40 중량%인 폴리카프로락톤 골격으로서, 방향족 카르복실기를 가지는 수지형 분산제 A 용액을 얻었다.

(수지형 분산제 B 용액)

가스 도입관, 커패시터, 교반날개 및 온도계를 설치한 반응조에, 1번째의 합성으로서, 메틸메타크릴레이트 100부, n-부틸아크릴레이트 100부, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트(이하, PGMAC라고도 언급함) 40부를 투입하고, 질소가스로 치환하였다. 반응용기 내를 80℃로 가열하여, 3메르캅토-1,2-프로판디올 12부를 첨가한 후, 2,2'-아조비스이소부티로니트릴 0.2부를 20회로 나누어 30분 마다 첨가하고, 80℃의 상태로 12시간 반응시켜, 고형분 측정에 의해 95%가 반응한 것을 확인하였다. 그 다음, 2번째의 합성으로서, 피로멜리트산무수물 30부, PGMAC 190부, 촉매로서, 1,8-디아자비시클로-[5.4.0]-7-운데센 0.40부를 추가하여, 120℃에서 7시간 반응시켰다. 98% 이상의 산무수물이 하프 에스테르화되어 있는 것을 적정으로 확인하여 반응을 종료하였다. 이렇게 하여, 고형분 당 산가 42 mgKOH/g, 비휘발분이 40 중량%인 폴리(메트)아크릴레이트 골격으로서, 방향족 카르복실기를 가지는 수지형 분산제 B 용액을 얻었다.

(수지형 분산제 D 용액)

온도계, 교반기, 증류관, 냉각기를 구비한 4구 분리 가능 플라스크에, 메틸에틸케톤 80부, 부틸아크릴레이트 92.0부, 스파르테인 2.8부, 브롬화이소부티르산에틸 1.9부를 투입하고, 질소기류 하에서 40℃로 승온시켰다. 염화제1구리 1.1부를 투입하여, 75℃까지 승온하여 중합을 개시하였다. 3시간 중합 후, 중합 용액을 샘플링하고, 중합 용액의 비휘발분으로부터 중합 수율이 95% 이상이고, 중량평균분자량(Mw)이 6860인 것을 확인하여, 디메틸아미노에틸메타크릴레이트 8.0부 및 메틸에틸케톤 20.0부를 첨가하고, 다시, 중합을 행하였다. 2시간 후 중합 용액의 비휘발분으로부터 중합 수율이 97% 이상인 것을 확인하고, 실온으로 냉각하여 중합을 정지하였다. 얻어진 수지 용액 100부를 메틸에틸케톤 100부로 희석하여, 양이온 교환수지 「DIAION PK228LH(Mitsubishi Chemical Corp.제)」 60부를 첨가하여 실온에서 1시간 교반하고, 그리고, 중화제로서 「KYOWORD 500SN(Kyowa Chemical Industry Co., Ltd. 제)」를 6부 첨가하여 30분 동안 교반을 행하였다. 여과에 의해 양이온 교환수지와 흡착제를 제거함으로써 중합촉매의 잔사를 제거하였다. 또한, 수지 용액을 농축하고 에틸렌글리콜모노메틸에테르아세테이트로 치환하여 비휘발분이 40 중량%인 수지형 분산제 D 용액을 얻었다(아민가 29 mgKOH/g, 4급 암모늄염가 0 mgKOH/g).

(수지형 분산제 E 용액)

가스 도입관, 온도계, 커패시터, 교반기를 구비한 반응용기에, 1번째의 합성으로서, 메틸메타크릴레이트 45.0부, 메타크릴산 15.0부, 에틸아크릴레이트 40.0부를 투입하고, 질소가스로 치환하였다. 반응용기 내를 80℃로 가열하여, 3-메르캅토-1,2-프로판디올 6.0부에, 2,2'-아조비스이소부티로니트릴 0.1부를 시클로헥사논 45.3부에 용해한 용액을 첨가하여, 10시간 반응하였다. 고형분 측정에 의해 95%가 반응한 것을 확인하였다. 이 때, 중량평균분자량은 4000이었다. 그 다음, 2번째의 합성으로서, RIKACID BT-100(New Japan Chemical Co., Ltd.제)을 8.8부, 시클로헥사논 69.2부, 촉매로서 1,8-디아자비시클로-[5.4.0]-7-운데센 0.2부를 추가하고, 120℃에서 7시간 반응시켰다. 산가의 측정으로 98% 이상의 산무수물이 하프 에스테르화되어 있는 것을 확인하여 반응을 종료하였다. 반응 종료 후, 비휘발분이 50 중량%가 되도록 시클로헥사논을 첨가하여 조제하고, 산가 129 mgKOH/g, 중량평균분자량 8,100의 수지형 분산제 E의 용액을 얻었다.

(수지형 분산제 F, G 용액)

수지형 분산제 E와 마찬가지로, 표 11에 기재의 아크릴 단량체의 종류, 중량부로 변경하고, RIKACID BT-100 대신에 피로멜리트산 이무수물(Daicel Chemical Industries, Ltd.제)로 변경하여, 수지형 분산제 F 및 G를 제조하였다.

(수지형 분산제 H)

가스 도입관, 온도계, 커패시터, 교반기를 구비한 반응용기에, 1번째의 합성으로서, 메틸메타크릴레이트 15.0부, 메타크릴산 5.0부, t-부틸메타크릴레이트 20.0부, 2-메톡시에틸아크릴산 60.0부를 투입하고, 질소가스로 치환하였다. 반응용기 내를 80℃로 가열하여, 3-메르캅토-1,2-프로판디올 6.0부에, 2,2'-아조비스이소부티로니트릴 0.1부를 PGMAC 45.3부에 용해한 용액을 첨가하여, 10시간 반응하였다. 고형분 측정에 의해 95%가 반응한 것을 확인했다. 이 때, 중량평균분자량은 4000이었다. 그 다음, 2번째의 합성으로서, 피로멜리트산 이무수물을 9.69부, PGMAC 31.7부, 촉매로서 1,8-디아자비시클로-[5.4.0]-7-운데센 0.2부를 추가하여, 120℃에서 7시간 반응시켰다. 산가의 측정으로 98% 이상의 산무수물이 하프 에스테르화되어 있는 것을 확인하여 반응을 종료하였다. 반응 종료 후, 비휘발분이 50 중량%가 되도록 PGMAC를 첨가하여 조제함에 따라, 산가 71 mgKOH/g, 중량평균분자량 9,500의 수지형 분산제 H의 용액을 얻었다.

(수지형 분산제 I 용액)

가스 도입관, 온도계, 커패시터, 교반기를 구비한 반응용기에, 1번째의 합성으로서, 메틸메타크릴레이트 20.0부, 에틸아크릴레이트 20.0부, 벤질메타크릴레이트 10.0부, 2-메톡시에틸아크릴산 50.0부를 투입하고, 질소가스로 치환하였다. 반응용기 내를 80℃로 가열하여, 3-메르캅토-1,2-프로판디올 6.0부에, 2,2'-아조비스이소부티로니트릴 0.1부를 PGMAC 45.3부에 용해한 용액을 첨가하여, 10시간 반응하였다. 고형분 측정에 의해 95%가 반응한 것을 확인하였다. 이 때, 중량평균분자량은 13,000이었다. 그 다음, 2번째 합성으로서, 피로멜리트산 이무수물 3.20부, PGMAC 26.4부, 촉매로서 1,8-디아자비시클로-[5.4.0]-7-운데센 0.2부를 추가하여, 120℃에서 7시간 반응시켰다. 산가의 측정으로 98% 이상의 산무수물이 하프 에스테르화되어 있는 것을 확인하여 반응을 종료하였다. 반응 종료 후, 비휘발분이 50 중량%가 되도록 PGMAC를 첨가하여 조제하여, 산가 16 mgKOH/g, 중량평균분자량 25,000의 수지형 분산제 I의 용액을 얻었다.

상기의 분산제 B 및 E~I의 조성을 이하의 표에 나타낸다.

[표 11]

표 중의 화합물 이름은 다음과 같다.

· MMA: 메틸메타크릴레이트

· EA: 에틸아크릴레이트

· MAA: 메타크릴산

· n-BA: n-부틸아크릴레이트

· BzMA: 벤질 메타크릴레이트

· t-BMA: t-부틸메타크릴레이트

· 2-MTA: 2-메톡시에틸아크릴산

· MEDOH: 3-메르캅토-1,2-프로판디올

· AIBN: 2,2'-아조비스이소부티로니트릴

· PGMAC: 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트

· PMA: 피로멜리트산 이무수물(Daicel Chemical Industries, Ltd.제)

· RIKACID BT-100: 1,2,3,4-부탄테트라카르복실산 이무수물(New Japan Chemical Co., Ltd. 주식회사 제)

· DBU: 1,8-디아자비시클로-[5.4.0]-7-운데센(San-Apro Ltd.제)

<미세화 안료의 제조 방법>

(미세화 안료 1(PC-1)의 제작)

디케토피롤로피롤계 적색 안료 C.I. 피그먼트 레드 254(Ciba·Japan제 「IRGAZIN RED 2030」) 200부, 염화나트륨 1400부 및 디에틸렌글리콜 360부를 스테인레스제 1갤런 니이더(Inoue Manufacturing Co., Ltd.제)에 투입하고, 80℃에서 6시간 혼련하였다. 그 다음, 이 혼련물을 8000부의 온수에 투입하고, 80℃로 가열하면서 2시간 교반하여 슬러리 형상으로 하고, 여과, 수세를 반복하여 염화나트륨 및 디에틸렌글리콜을 제거한 후, 85℃로 일주야 건조하여, 190부의 디케토피롤로피롤계의 미세화 안료 1(PC-1)을 얻었다. 미세화 안료 1의 비표면적은 70 m²/g이었다.

(미세화 안료 2(PC-2)의 제작)

C.I. 피그먼트 레드 254 대신에 안트라퀴논계 적색 안료 C.I. 피그먼트 레드 177(Ciba·Japan사 제 「Cromophtal Red A2B」)을 이용한 것을 제외하고는, 미세화 안료 1(PC-1)과 동일한 조건으로 각 공정을 실시하여, 190부의 안트라퀴논계의 미세화 안료 2(PC-2)를 얻었다. 미세화 안료 2의 비표면적은 80 m²/g이었다.

(미세화 안료 3(PC-3)의 제작)

C.I.피그먼트 레드 254 대신에 이소인돌린계 황색 안료 C.I. 피그먼트 옐로우 139(Ciba-Geigy사 제 「Irgaphor Yellow 2 R-CF」)를 이용한 것을 제외하고는, 미세화 안료 1(PC-1)과 동일한 조건으로 각 공정을 실시하여, 190부의 미세화 안료 3(PC-3)을 얻었다. 미세화 안료 3의 비표면적은 75 m²/g이었다.

(미세화 안료 4(PC-4)의 제작)

C. I.피그먼트 레드 254 대신에 니켈 착체계 황색 안료 C.I. 피그먼트 옐로우 150(Lanxess사 제 「E-4 GN」)을 이용한 것을 제외하고는, 미세화 안료 1(PC-1)과 동일한 조건으로 각 공정을 실시하여, 190부의 황색 미세화 안료 4(PC-4)를 얻었다. 미세화 안료 4의 비표면적은 90 m²/g이었다.

(미세화 안료 5(P-1)의 제작)

C.I. 피그먼트 레드 254 대신에 벤즈이미다졸론 안료 C.I. 피그먼트 레드 176(Clariant사 제 「Novoperm Carmine HF3C」)을 이용한 것을 제외하고는, 미세화 안료 1(PC-1)과 동일한 조건으로 각 공정을 실시하여, 190부의 벤즈이미다졸론 안료의 미세화 안료 5(P-1)를 얻었다. 미세화 안료 5의 비표면적은 75 m²/g이었다.

(미세화 안료 6(P-2)의 제작)

C.I.피그먼트 레드 254 대신에 벤즈이미다졸론 안료 C.I. 피그먼트 레드 171(Clariant사 제 「Novoperm Maroon HFM」)을 이용한 것을 제외하고는, 미세화 안료 1(PC-1)과 동일한 조건으로 각 공정을 실시하여, 190부의 벤즈이미다졸론 안료의 미세화 안료 6(P-2)을 얻었다. 미세화 안료 6의 비표면적은 55 m²/g이었다.

(미세화 안료 7(P-3)의 제작)

C.I.피그먼트 레드 254 대신에 벤즈이미다졸론 안료 C.I. 피그먼트 레드 175(Clariant사 제 「Novoperm Red HFT」)를 이용한 것을 제외하고는, 미세화 안료 1(PC-1)과 동일한 조건으로 각 공정을 실시하여, 190부의 벤즈이미다졸론 안료의 미세화 안료 7(P-3)을 얻었다. 미세화 안료 7의 비표면적은 72 m²/g이었다.

(미세화 안료 8(P-4)의 제작)

C.I.피그먼트 레드 254 대신에 벤즈이미다졸론 안료 C.I. 피그먼트 레드 185(Clariant사 제 「Novoperm Carmine HF4C」)를 이용한 것을 제외하고는, 미세화 안료 1(PC-1)과 동일한 조건으로 각 공정을 실시하여, 190부의 벤즈이미다졸론 안료의 미세화 안료 8(P-4)을 얻었다. 미세화 안료 8의 비표면적은 55 m²/g이었다.

(미세화 안료 9(P-5)의 제작)

C.I.피그먼트 레드 254대신에 벤즈이미다졸론 안료 C.I. 피그먼트 레드 208(Clariant사 제 「Novoperm Red HF2B」)을 이용한 것을 제외하고는, 미세화 안료 1(PC-1)과 동일한 조건으로 각 공정을 실시하여, 190부의 벤즈이미다졸론 안료의 미세화 안료 9(P-5)를 얻었다. 미세화 안료 9의 비표면적은 76 m²/g이었다.

(미세화 안료 10(P-6)의 제작)

80℃에서 6시간 혼련하는 대신에 80℃에서 8시간 혼련한 것을 제외하고는, 미세화 안료 5(P-1)와 동일한 조건으로 각 공정을 실시하여, 190부의 벤즈이미다졸론 안료의 미세화 안료 10(P-6)을 얻었다. 미세화 안료 10의 비표면적은 100 m²/g이었다.

(미세화 안료 11(P-7)의 제작)

80℃에서 6시간 혼련하는 대신에 80℃에서 5시간 혼련한 것을 제외하고는, 미세화 안료 5(P-1)와 동일한 조건으로 각 공정을 실시하여, 190부의 벤즈이미다졸론 안료의 미세화 안료 11(P-7)을 얻었다. 미세화 안료 11의 비표면적은 65 m²/g이었다.

(미세화 안료 12(P-8)의 제작)

80℃에서 6시간 혼련하는 대신에 80℃에서 4.5시간 혼련한 것을 제외하고는, 미세화 안료 5(P-1)와 동일한 조건으로 각 공정을 실시하여, 190부의 벤즈이미다졸론 안료의 미세화 안료 12(P-8)를 얻었다. 미세화 안료 12의 비표면적은 55 m²/g이었다.

(녹색 미세화 안료 1의 제작)

프탈로시아닌계 녹색 안료 C.I. 피그먼트 그린 58(Dainippon Ink & Chemicals, Inc.제 「FASTOGEN GREENA 110」) 200부, 염화나트륨 1400부 및 디에틸렌글리콜 360부를 스테인레스제 1갤런 니이더(Inoue Manufacturing Co., Ltd.제)에 투입하고, 80℃에서 6시간 혼련하였다. 그 다음, 이 혼련물을 8000부의 온수에 투입하고, 80℃에서 가열하면서 2시간 교반하여 슬러리 형상으로 하고, 여과, 수세를 반복하여 염화나트륨 및 디에틸렌글리콜을 제거한 후, 85℃로 일주야 건조하여, 190부의 녹색 미세화 안료 1을 얻었다. 녹색 미세화 안료 1의 비표면적은 75 m²/g이었다.

(청색 미세화 안료 1의 제작)

C.I. 피그먼트 그린 58 대신에 프탈로시아닌계 청색 안료 C.I. 피그먼트 블루 15:6(Toyo Ink Manufacturing Company제 「LIONOL BLUE ES」, 비표면적 60 m²/g)을 이용한 것을 제외하고는, 녹색 미세화 안료 1과 동일한 조건으로 각 공정을 실시하여, 190부의 청색 미세화 안료 1을 얻었다. 청색 미세화 안료 1의 비표면적은 80 m²/g이었다.

(보라색 미세화 안료 1의 제작)

C.I. 피그먼트 그린 58 대신에 디옥사진계 보라색 안료 C.I. 피그먼트 바이올렛 23(Toyo Ink Manufacturing Company제 「LIONOGEN VIOLETRL」)을 이용한 것을 제외하고는, 녹색 미세화 안료 1과 동일한 조건으로 각 공정을 실시하여, 190부의 보라색 미세화 안료 1을 얻었다. 보라색 미세화 안료 1의 비표면적은 95 m²/g이었다.

<안료 분산체의 제조 방법>

(안료 분산체(DC-1))

하기 혼합물을 균일해지도록 교반 혼합한 후, 직경 0.5 mm의 지르코니아비즈를 이용하여, Eigermill(Eiger Japan사 제 「mini model M-250 MKII」)로 3시간 분산한 후, 5.0μm의 필터로 여과하여, 비휘발 성분이 20 중량%인 안료 분산체(DC-1)를 제작하였다.

미세화 안료 1(PC-1) : 11.0부

(C.I. 피그먼트 레드 254)

아크릴 수지 용액 1 : 35.0부

프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트(PGMAC) : 49.0부

수지형 분산제 용액(분산제 A) : 5.0부

(안료 분산체(DC-2))

하기의 혼합물을 균일해지도록 교반 혼합한 후, 직경 0.5 mm의 지르코니아비즈를 이용하여, Eigermill(Eiger Japan사 제 「mini model M-250 MKII」)로 3시간 분산한 후, 5.0μm의 필터로 여과하여, 비휘발 성분이 20 중량%인 안료 분산체(DC-2)를 제작하였다.

미세화 안료 2(PC-2) : 11.0부

(C.I. 피그먼트 레드 177)

아크릴 수지 용액 1 : 35.0부

프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트(PGMAC) : 49.0부

수지형 분산제 용액(분산제 A) : 5.0부

(안료 분산체(DC-3))

하기 혼합물을 균일해지도록 교반 혼합한 후, 직경 0.5 mm의 지르코니아비즈를 이용하여, Eigermill(Eiger Japan사 제 「mini model M-250 MKII」)로 3시간 분산한 후, 5.0μm의 필터로 여과하여, 비휘발 성분이 20 중량%인 안료 분산체(DC-3)를 제작하였다.

미세화 안료 3(PC-3) : 11.0부

(C.I. 피그먼트 옐로우 139)

아크릴 수지 용액 1 : 35.0부

프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트(PGMAC) : 49.0부

수지형 분산제 용액(분산제 A) : 5.0부

(안료 분산체(DC-4)의 조정)

하기 혼합물을 균일해지도록 교반 혼합한 후, 직경 0.5 mm의 지르코니아비즈를 이용하여, Eigermill(Eiger Japan사 제 「mini model M-250 MKII」)로 3시간 분산한 후, 5.0μm의 필터로 여과하여, 비휘발 성분이 20 중량%인 안료 분산체(DC-4)를 제작하였다.

미세화 안료 4(PC-4) : 11.0부

(C.I. 피그먼트 옐로우 150)

아크릴 수지 용액 1 : 35.0부

프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트(PGMAC) : 49.0부

수지형 분산제 용액(Ciba·Japan사 제 「EFKA4300」) : 5.0부

<녹색 감광성 착색 조성물, 청색 감광성 착색 조성물의 제조 방법>

(녹색 감광성 착색 조성물 1)

하기 혼합물을 균일해지도록 교반 혼합한 후, 직경 0.5 mm의 지르코니아비즈를 이용하여, Eigermill(Eiger Japan사 제 「mini model M-250 MKII」)로 5시간 분산한 후, 5.0μm의 필터로 여과하여, 비휘발분이 20 중량%인 녹색 안료 분산체 1을 제작하였다.

녹색 미세화 안료 1(C.I. 피그먼트 그린 58) : 11.0부

아크릴 수지 용액 1 : 35.0부

프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트(PGMAC) : 49.0부

수지형 분산제 용액(Ciba·Japan사 제 「EFKA4300」) : 5.0부

계속해서, 하기 조성의 혼합물을 균일해지도록 교반 혼합한 후, 1μm의 필터로 여과하여, 녹색 감광성 착색 조성물 1을 제작하였다.

녹색 안료 분산체 : 32.0부

안료 분산체(DC-4) : 18.0부

아크릴 수지 용액 2 : 7.5부

광중합성 단량체(Toagosei Co., Ltd.제 「ARONIX M-402」) : 2.0부

디펜타에리스리톨헥사아크릴레이트

광중합 개시제(Ciba·Japan사 제 「OXE-02」) : 1.5부

에탄온, 1-[9-에틸-6-(2-메틸벤조일)-9H-카바졸-3-일]-, 1-(0-아세틸 옥심)시클로헥사논 : 39.0부

(청색 감광성 착색 조성물 1)

녹색 미세화 안료 1(C.I. 피그먼트 그린 58)을 청색 미세화 안료 1(C.I. 피그먼트 블루 15:6)로 변경한 것을 제외하고는, 녹색 안료 분산체와 동일한 방법으로, 비휘발분이 20 중량%인 청색 안료 분산체를 얻었다.

녹색 미세화 안료 1(C.I. 피그먼트 그린 58)을 보라색 미세화 안료 1(C.I. 피그먼트 바이올렛 23)로 변경한 것을 제외하고는, 녹색 안료 분산체와 동일한 방법으로, 비휘발분이 20 중량%인 보라색 안료 분산체를 얻었다.

이어서, 녹색 안료 분산체 32.0부, 안료 분산체(DC-4) 18.0부의 합계 50.0부를 청색 분산체 46.0부, 보라색 분산체 4.0부의 합계 50.0부로 치환한 것을 제외하고는 녹색 감광성 착색 조성물 1과 동일한 방법으로 청색 감광성 착색 조성물 1을 얻었다.

[실시예 1]

(안료 분산체(D-1))

하기 혼합물을 균일해지도록 교반 혼합한 후, 직경 0.5 mm의 지르코니아비즈를 이용하여, Eigermill(Eiger Japan사 제 「mini model M-250 MKII」)로 3시간 분산한 후, 5.0μm의 필터로 여과하여, 비휘발 성분이 20 중량%인 안료 분산체(D-1)를 제작하였다.

미세화 안료 5(P-1) : 10.0부

(C.I. 피그먼트 레드 176)

아크릴 수지 용액 1 : 35.0부

프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트(PGMAC) : 49.0부

수지형 분산제 A(표 중, 분산제 A라 한다.) : 5.0부

색소 유도체(유도체 A) : 1.0부

[실시예 2~12, 실시예 14~18]

이하, 안료, 수지형 분산제, 유도체를 표 2에 나타내는 조성으로 변경한 것을 제외하고는 안료 분산체(D-1)와 동일한 방법으로, 안료 분산액(D-2~12, 14~18)을 조정하였다.

[실시예 13]

하기 혼합물을 균일해지도록 교반 혼합한 후, 직경 0.5 mm의 지르코니아비즈를 이용하여, Eigermill(Eiger Japan사 제 「mini model M-250 MKII」)로 3시간 분산한 후, 5.0μm의 필터로 여과하여 안료 분산체(D-13)를 제작하였다.

미세화 안료 5(P-1) : 11.0부

(C.I. 피그먼트 레드 176)

아크릴 수지 용액 1 : 35.0부

프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트(PGMAC) : 49.0부

수지형 분산제(분산제 A) : 5.0부

[실시예 111~115]

이하, 수지형 분산제를 표 2에 나타내는 조성으로 변경한 것을 제외하고는 안료 분산체(D-17)와 동일한 방법으로, 안료 분산액(D-111~115)을 조정하였다.

[참고예 1]

이하, 안료, 수지형 분산제, 유도체를 표 2에 나타내는 조성으로 변경한 것을 제외하고는 안료 분산체(D-13)와 동일한 방법으로, 안료 분산액(D-19)을 조정하였다.

[참고예 2, 3]

이하, 안료, 수지형 분산제, 유도체를 표 2에 나타내는 조성으로 변경한 것을 제외하고는 안료 분산체(D-1)와 동일한 방법으로, 안료 분산액(D-20~21)을 조정하였다.

[표 2]

분산제 C: SP55000(Lubrizol사 제) 비휘발분 40 중량%

[컬러 필터용 착색 조성물(안료 분산체)의 평가]

실시예 및 참고예로 얻어진 안료 분산체(D-1~21, D-111~D-115)의 점도, 콘트라스트비 및 도막의 내열성 평가를 아래와 같은 방법으로 행하였다.

<점도 특성>

안료 분산체의 점도는, E형 점도계(Toki Sangyo Co., Ltd.제 「ELD형 점도계」)를 이용하여, 25℃에서의 초기 점도를 측정하였다. 별도로, 해당 안료 분산체 25g을, 유리용기 내에 밀폐 상태로, 40℃, 24시간 정치한 후, 상기와 동일한 방법으로 점도를 측정하여, 경시 점도로 하였다.

<콘트라스트비(CR)>

얻어진 안료 분산체를 스핀코터를 이용하여, 회전 수를 변경하여 건조막 두께가 약 1μm 전후가 되도록 3점의 도포 기판을 제작하였다. 도포 후 80℃에서 30분, 열풍 오븐에서 건조한 후, 각각 막두께 및 콘트라스트비를 측정하여, 3점의 데이터로부터 막두께가 1μm에서의 콘트라스트비(CR)를 1차 상관법으로 구하였다.

<도막 내열성 평가>

투명 기판 상에 건조 도막이 약 1.0μm가 되도록 착색 조성물을 도포하고, 70℃에서 20분 건조하였다. 그 후, 오븐에서 230℃ 1시간 가열, 방랭 후, 얻어진 도막을 현미분광광도계(Olympus Optical Co., Ltd.제 「OSP-SP200」)에 의해 C광원을 이용하여 L*a*b* 표색계에 의해 색측정(L*(1), a*(1), b*(1))을 실시하였다. 그리고 그 후, 내열시험으로서 오븐에서 250℃ 1시간 가열하고, 마찬가지로 색측정(L*(2), a*(2), b*(2))을 행하여, 하기 계산식에 의해, 색차 ΔEab*을 산출하고, 도막의 내열성을 아래와 같은 4 단계에서 평가하였다.

ΔEab* = √((L*(2)- L*(1))²+ (a*(2)- a*(1))²+(b*(2)- b*(1))²)

◎: ΔEab*이 1.5 미만

○: ΔEab*이 1.5 이상, 3.0 미만

△: ΔEab*이 3.0 이상, 5.0 미만

×: ΔEab*이 5.0 이상

이하, 표 3에 그 결과를 나타낸다.

[표 3]

식(1)으로 표시되는 벤즈이미다졸론 안료(a1)를 포함하는 착색제(a)와, 산성 치환기를 가지는 수지형 분산제인 수지형 분산제(c)를 포함하는 컬러 필터용 착색 조성물은, 참고예의 착색 조성물에 대해서 점도가 낮고, CR이 높고, 또한, 내열성이 양호하다는 결과를 얻었다.

특히 폴리에스테르 골격이고, 산성 치환기로서 방향족 카르복실산기를 가지는 산성 수지형 분산제와 염기성 치환기를 가지는 색소 유도체를 포함하고 있는 경우, 보다 점도가 낮고, CR이 높은 결과였다.

또한, 벤즈이미다졸론 안료(a1) 중에서도 C.I. 피그먼트 레드 176을 포함하고 있는 착색 조성물은, CR이 보다 높고 양호하였다.

또한, 안료의 비표면적만 다른 실시예 1, 14~16을 비교하면, 비표면적이 클수록, CR이 높은 결과를 얻었다.

[실시예 19]

(감광성 착색 조성물(R-1))

하기 혼합물(합계 100부)을 균일해지도록 교반 혼합한 후, 1.0μm의 필터로 여과하여, 감광성 착색 조성물(R-1)을 얻었다.

(안료 분산체) (합계 50부)

안료 분산체(D-1) : 16.0부

안료 분산체(DC-2) : 26.5부

안료 분산체(DC-3) : 7.5부

아크릴 수지 용액 2 : 7.5부

광중합성 단량체(Toagosei Co., Ltd.제 「ARONIX M-402」) : 2.0부

디펜타에리스리톨헥사아크릴레이트

광중합 개시제(Ciba·Japan사 제 「OXE-02」) : 1.5부

에탄온, 1-[9-에틸-6-(2-메틸벤조일)-9H-카바졸-3-일]-, 1-(0-아세틸옥심)

시클로헥사논 : 39.0부

[실시예 20~39, 참고예 4~9]

(감광성 착색 조성물(R-2~28))

안료 분산체를 표 4에 나타내는 안료 분산체의 종류 및 배합량으로 변경한 것을 제외하고는 감광성 착색 조성물(R-1)과 동일한 방법으로 감광성 착색 조성물(R-2~28)을 얻었다. 각 감광성 착색 조성물 조정에 있어서는, 안료 분산체의 합계가 50부가 되도록 첨가하여, 감광성 착색 조성물 100부를 조정하였다.

[실시예 121~125]

(감광성 착색 조성물(R-121~125))

안료 분산체를 표 4에 나타내는 안료 분산체의 종류로 변경한 것을 제외하고는 감광성 착색 조성물(R-17)과 동일한 방법으로 감광성 착색 조성물(R-121~125)을 얻었다. 각 감광성 착색 조성물 조정에 있어서는, 안료 분산체의 합계가 50부가 되도록 첨가하여, 감광성 착색 조성물 100부를 조정하였다.

[표 4]

[컬러 필터용 착색 조성물(감광성 착색 조성물)의 평가]

실시예 및 참고예로 얻어진 감광성 착색 조성물(R-1~28)의 색특성, 콘트라스트비 및 도막의 내열성 평가를 아래와 같은 방법으로 행하였다.

<색 특성 평가>

유리 기판 상에, 얻어진 감광성 착색 조성물을 도포하고, 70℃에서 20분 건조 후, 다시, 230℃에서 60분 가열하여 얻어진 기판의 색도가, C광원에 있어서 x=0.658, y=0.325가 되는 도포 기판을 얻었다. 얻어진 기판의 명도(Y)를 미세 분광광도계(Olympus Optical Co., Ltd.제 「OSP-SP200」)로 측정하였다.

<콘트라스트비(CR)>

얻어진 감광성 착색 조성물을 스핀코터를 이용해서, 회전 수를 변경하여 CIE 표색계에서의 C광원에서의 색도 x가 0.650, 0.658, 0.665가 되도록 3점의 도포 기판을 제작하였다. 도포 후 80℃에서 30분, 열풍 오븐에서 건조한 후, 각각 색도 및 콘트라스트비를 측정하여, 3점의 데이터로부터 색도 x가 0.658에서의 콘트라스트비(CR)를 1차 상관법으로 구하였다.

<도막 내열성 평가>

투명 기판 상에 건조 도막이 약 2.0μm가 되도록 감광성 착색 조성물을 도포 하고, 70℃에서 20분 건조하고 소정의 패턴을 가지는 마스크를 통해 자외선 노광을 실시한 후, 스프레이에 의해 알칼리 현상액을 분무해서 미경화부를 제거하여 원하는 패턴을 형성하였다. 그 후, 오븐에서 230℃ 1시간 가열, 방랭 후, 얻어진 도막을 미세 분광광도계(Olympus Optical Co., Ltd.제 「OSP-SP200」)에 의해 C광원을 이용하여 L*a*b* 표색계에 의해 색측정(L*(1), a*(1), b*(1))을 행하였다. 그리고 그 후, 내열시험으로서 오븐에서 250℃ 1시간 가열하고, 마찬가지로 색측정(L*(2), a*(2), b*(2))을 행하고, 하기 계산식에 의해, 색차 ΔEab*를 산출하여, 도막의 내열성을 아래와 같은 4 단계로 평가하였다.

ΔEab* = √((L*(2)- L*(1))²+ (a*(2)- a*(1))²+(b*(2)- b*(1))²)

◎: ΔEab*이 1.5 미만

○: Eab*이 1.5 이상, 3.0 미만

△: ΔEab*이 3.0 이상, 5.0 미만

×: ΔEab*이 5.0 이상

이하, 표 5에 그 결과를 나타낸다.

[표 5]

식(1)으로 표시되는 벤즈이미다졸론 안료(a1)를 포함하는 착색제(a)와 산성 치환기를 가지는 수지형 분산제인 수지형 분산제(c)를 포함하는 컬러 필터용 착색 조성물은, 모두 명도 및 CR이 높고, 또한 내열성이 양호하였다.

또한, 추가로 염기성 치환기를 가지는 색소 유도체를 포함하는 감광성 착색 조성물은, 색소 유도체를 포함하지 않는 감광성 착색 조성물보다 CR이 양호하였다.

이에 반해, 벤즈이미다졸론 안료(a1)를 포함하지 않는 감광성 착색 조성물은, 내열성이 나쁘고, 명도도 낮은 결과였다.

[컬러 필터의 제조예]

적색 감광성 착색 조성물 1과, 녹색 감광성 착색 조성물 1 및 청색 감광성 착색 조성물 1을 이용하여, 기판 상에 스핀코트에 의해, 건조막 두께가 1.7μm가 되도록 도포하고, 건조하여, 도막과 비접촉 상태로 마련된 소정의 패턴을 가지는 마스크를 통해 자외선 노광을 실시하고, 그 후, 스프레이에 의해 알칼리 현상액을 분무해서 미경화부를 제거하여 원하는 패턴을 형성한 후 230℃에서 1시간 가열하였다. 동일한 조작을, 녹색, 청색에 대해서도 반복 실시하여, 컬러 필터를 제조함으로써, 명도가 높고, 내열성이 우수한, RGB 3색 컬러 필터를 작성할 수 있었다.

<<실시 태양 II>>

우선, 사용한 색소 유도체(e)에 대하여 설명한다.

<색소 유도체(e)의 구조식>

실시 태양 I와 마찬가지로, 유도체 A~H를 사용하였다.

<아크릴 수지 용액의 제조 방법>

(아크릴 수지 용액 1의 조정)

실시 태양 I와 마찬가지로, 아크릴 수지 용액 1을 조제하였다.

(아크릴 수지 용액 2의 조정)

실시 태양 I와 마찬가지로, 아크릴 수지 용액 2를 조제하였다.

<수지형 분산제의 제조 방법>

(수지형 분산제 A 용액)

가스 도입관, 커패시터, 교반날개 및 온도계를 설치한 반응조에, 1-도데칸올 62.6부, ε-카프로락톤 287.4부, 촉매로서 모노부틸주석(IV)옥사이드 0.1부를 투입하고, 질소가스로 치환한 후, 120℃에서 4시간 가열, 교반하였다. 고형분 측정에 의해 98%가 반응한 것을 확인한 후, 여기에 무수 피로멜리트산 36.6부를 첨가하여, 120℃에서 2시간 반응시켰다. 산가의 측정으로 98% 이상의 산무수물이 하프 에스테르화되어 있는 것을 확인하여 반응을 종료하였다. 이렇게 하여 고형분 당의 산가 49 mgKOH/g, 비휘발분이 40 중량%인 폴리카프로락톤 골격이며, 방향족 카르복실기를 가지는 수지형 분산제 A 용액을 얻었다.

<미세화 안료의 제조 방법>

(미세화 안료 1(PC-1)의 제작)

실시 태양 I와 마찬가지로 미세화 안료 1(PC-1)을 제작하였다.

(미세화 안료 2(PC-2)의 제작)

실시 태양 I와 마찬가지로 미세화 안료 2(PC-2)를 제작하였다.

(미세화 안료 3(PC-3)의 제작)

실시 태양 I와 마찬가지로 미세화 안료 3(PC-3)을 제작하였다.

(미세화 안료 4(PC-4)의 제작)

실시 태양 I와 마찬가지로 미세화 안료 4(PC-4)를 제작하였다.

(미세화 안료 5(P-1)의 제작)

벤즈이미다졸론 안료 C.I. 피그먼트 레드 176(Clariant사 제 「Novoperm Carmine HF3C」) 200부, 유도체 A 10부, 염화나트륨 1400부 및 디에틸렌글리콜 360부를 스테인레스제 1갤런 니이더(Inoue Manufacturing Co., Ltd.제)에 투입하고, 60℃에서 6시간 혼련하였다. 그 다음, 이 혼련물을 8000부의 온수에 투입하고, 80℃로 가열하면서 2시간 교반하여 슬러리 형상으로 하고, 여과, 수세를 반복하여 염화나트륨 및 디에틸렌글리콜을 제거한 후, 85℃로 일주야 건조하여, 190부의 벤즈이미다졸론 안료의 미세화 안료 5(P-1)를 얻었다. 미세화 안료 5의 1차 입자의 평균입자경은 30.0 nm, 질소 흡착법에 의한 BET 비표면적은 30 m²/g이었다.

(미세화 안료 6(P-2)의 제작)

염화나트륨 1400부를 2000부로 변경한 것을 제외하고는, 미세화 안료 5(P-1)와 동일 공정을 통해, 190부의 벤즈이미다졸론 안료의 미세화 안료 6(P-2)을 얻었다. 미세화 안료 6의 1차 입자의 평균입자경은 20.0 nm, 질소 흡착법에 의한 BET 비표면적은 10 m²/g이었다.

(미세화 안료 7(P-3)의 제작)

60℃에서 6시간 혼련하는 대신에 70℃에서 7시간 혼련한 것을 제외하고는, 미세화 안료 5(P-1)와 동일 공정을 통해, 190부의 벤즈이미다졸론 안료의 미세화 안료 7(P-3)을 얻었다. 미세화 안료 7의 1차 입자의 평균입자경은 40.0 nm, 질소 흡착법에 의한 BET 비표면적은 50 m²/g이었다.

(미세화 안료 8(P-4)의 제작)

벤즈이미다졸론 안료 C.I. 피그먼트 레드 176(Clariant사 제 「Novoperm Carmine HF3C」) 200부, 유도체 A 20부, 염화나트륨 2000부, 및 디에틸렌글리콜 360부를 스테인레스제 1갤런 니이더(Inoue Manufacturing Co., Ltd.제)에 투입하고, 80℃에서 10시간 혼련하였다. 그 다음, 이 혼련물을 8000부의 온수에 투입하고, 80℃로 가열하면서 2시간 교반하여 슬러리 형상으로 하고, 여과, 수세를 반복하여 염화나트륨 및 디에틸렌글리콜을 제거한 후, 85℃로 일주야 건조하여, 190부의 벤즈이미다졸론 안료의 미세화 안료 8(P-4)을 얻었다. 미세화 안료 8의 1차 입자의 평균입자경은 30.0 nm, 질소 흡착법에 의한 BET 비표면적은 120 m²/g이었다.

(미세화 안료 9(P-5)의 제작)

80℃에서 10시간 혼련하는 대신, 80℃에서 5시간 혼련한 것을 제외하고는, 미세화 안료 8(P-4)과 동일한 조건으로 각 공정을 실시하여, 190부의 벤즈이미다졸론 안료의 미세화 안료 9(P-5)를 얻었다. 미세화 안료 9의 1차 입자의 평균입자경은 30.0 nm, 질소 흡착법에 의한 BET 비표면적은 65 m²/g이었다.

(미세화 안료 10(P-6)의 제작)

벤즈이미다졸론 안료 C.I. 피그먼트 레드 176(Clariant사 제 「Novoperm Carmine HF3C」) 200부, 유도체 A 5부, 염화나트륨 3000부, 및 디에틸렌글리콜 360부를 스테인레스제 1갤런 니이더(Inoue Manufacturing Co., Ltd.제)에 투입하고, 80℃에서 6시간 혼련하였다. 그 다음, 이 혼련물을 8000부의 온수에 투입하고, 80℃에 가열하면서 2시간 교반하여 슬러리 형상으로 하고, 여과, 수세를 반복하여 염화나트륨 및 디에틸렌글리콜을 제거한 후, 85℃로 일주야 건조하여, 190부의 벤즈이미다졸론 안료의 미세화 안료 10(P-6)을 얻었다. 미세화 안료 10의 1차 입자의 평균입자경은 120 nm, 질소 흡착법에 의한 BET 비표면적은 5 m²/g이었다.

(미세화 안료 11(P-7)의 제작)

80℃에서 6시간 혼련하는 대신 80℃에서 8시간 혼련한 것을 제외하고는, 미세화 안료 10(P-6)과 동일한 조건으로 각 공정을 실시하여, 190부의 벤즈이미다졸론 안료의 미세화 안료 11(P-7)을 얻었다. 미세화 안료 11의 1차 입자의 평균입자경은 80.0 nm, 질소 흡착법에 의한 BET 비표면적은 5 m²/g이었다.

(녹색 미세화 안료 1의 제작)

실시 태양 I와 마찬가지로 녹색 미세화 안료 1을 제작하였다.

(청색 미세화 안료 1의 제작)

실시 태양 I와 마찬가지로 청색 미세화 안료 1을 제작하였다.

(보라색 미세화 안료 1의 제작)

실시 태양 I와 마찬가지로 보라색 미세화 안료 1을 제작하였다.

<안료 분산체의 제조 방법>

(안료 분산체(DC-1))

실시 태양 I와 마찬가지로 비휘발 성분이 20 중량%인 안료 분산체(DC-1)를 제작하였다.

(안료 분산체(DC-2))

실시 태양 I와 마찬가지로, 비휘발 성분이 20 중량%인 안료 분산체(DC-2)를 제작하였다.

(안료 분산체(DC-3))

실시 태양 I와 마찬가지로, 비휘발 성분이 20 중량%인 안료 분산체(DC-3)를 제작하였다.

(안료 분산체(DC-4)의 조정)

실시 태양 I와 마찬가지로, 비휘발 성분이 20 중량%인 안료 분산체(DC-4)를 제작하였다.

<녹색 및 청색 감광성 착색 조성물의 제조 방법>

(녹색 감광성 착색 조성물 1)

실시 태양 I와 마찬가지로, 비휘발분이 20 중량%인 녹색 안료 분산체 1을 제작하였다.

계속해서, 실시 태양 I와 마찬가지로, 녹색 감광성 착색 조성물 1을 제작하였다.

(청색 감광성 착색 조성물 1)

실시 태양 I와 마찬가지로, 비휘발분이 20 중량%의 청색 안료 분산체를 얻었다.

실시 태양 I와 마찬가지로, 비휘발분이 20 중량%인 보라색 안료 분산체를 얻었다.

이어서, 실시 태양 I와 마찬가지로, 청색 감광성 착색 조성물 1을 얻었다.

[실시예 1]

(안료 분산체(D-1))

미세화 안료 5(P-1) : 10.0부

(C.I. 피그먼트 레드 176)

아크릴 수지 용액 1 : 35.0부

프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트(PGMAC) : 49.0부

수지형 분산제 A(표 중, 분산제 A라 한다.) : 5.0부

색소 유도체(유도체 A) : 1.0부

[실시예 2~10]

이하, 안료, 수지형 분산제, 색소 유도체를 표 2에 나타내는 조성으로 변경한 것을 제외하고는 안료 분산체(D-1)와 동일한 방법으로, 안료 분산액(D-2~10)을 조정하였다.

[참고예 1~4]

이하, 안료, 수지형 분산제, 유도체를 표 2에 나타내는 조성으로 변경한 것을 제외하고는 안료 분산체(D-1)와 동일한 방법으로, 안료 분산액(D11~14)을 조정하였다.

[표 2]

[컬러 필터용 착색 조성물(안료 분산체)의 평가]

실시예 및 참고예로부터 얻은 안료 분산체(D-1~14)의 점도, 콘트라스트비, 및 도막의 내열성 평가를, 실시 태양 I와 동일한 방법으로 행하였다. 결과를 표 3에 나타낸다.

[표 3]

실시예 1~10에 있어서, 질소 흡착법에 의한 BET 비표면적이 10 m²/g 이상 50 m²/g 이하인 식(1)으로 표시되는 벤즈이미다졸론 안료(a2)를 포함하는 착색제(a)를 이용한 경우, 점도가 낮고, CR이 높고, 내열성도 좋은 결과를 얻었다.

특히, 실시예 1, 9, 10의 안료 조성물에서, 산성 치환기로서 방향족 카르복실산기를 가지는 산성 수지형 분산제와 염기성 치환기를 가지는 트리아진 유도체를 이용한 경우, 보다 점도가 낮고, 보다 CR이 높고, 보다 내열성이 좋은 결과를 얻었다.

또한, 참고예 1, 2, 3, 4에서, 비표면적이 50 m²/g을 넘으면, 콘트라스트의 개선 효과는 나타나지만, 안료의 분산성, 분산안정성이 낮기 때문에, 고점도로 불안정한 상태가 되어, 유동성이나 저장안정성이 불충분하였다. 비표면적이 10 m²/g 보다 낮은 경우에는, 콘트라스트비가 낮은 결과였다.

[실시예 11]

(감광성 착색 조성물(R-1))

(안료 분산체) (합계 50부)

안료 분산체(D-1) : 16.0부

안료 분산체(DC-2) : 26.5부

안료 분산체(DC-3) : 7.5부

아크릴 수지 용액 2 : 7.5부

광중합성 단량체(Toagosei Co., Ltd.제 「ARONIX M-402」) : 2.0부

디펜타에리스리톨헥사아크릴레이트

광중합 개시제(Ciba·Japan사 제 「OXE-02」) : 1.5부

[실시예 12~23, 참고예 5~11]

(감광성 착색 조성물(R-2~20))

안료 분산체를 표 4에 나타내는 안료 분산체의 종류 및 배합량으로 변경한 것을 제외하고는 감광성 착색 조성물(R-1)과 동일한 방법으로 감광성 착색 조성물(R-2~20)을 얻었다. 각 감광성 착색 조성물 조정에 있어서는, 안료 분산체의 합계가 50부가 되도록 첨가하여, 감광성 착색 조성물 100부를 조정하였다.

[표 4]

[컬러 필터용 착색 조성물(감광성 착색 조성물)의 평가]

실시예 및 참고예로부터 얻은 감광성 착색 조성물(R-1~20)의 색특성, 콘트라스트비 및 도막의 내열성 평가는, 실시 태양 I와 동일한 방법으로 행하였다. 결과를 표 5에 나타낸다.

이하, 표 5에 그 결과를 나타낸다.

[표 5]

실시예 11~23에서, 질소 흡착법에 의한 BET 비표면적이 10 m²/g 이상 50 m²/g 이하인 식(1)으로 표시되는 벤즈이미다졸론 안료(a2)를 포함하는 착색제(a)를 이용한 컬러 필터용 착색 조성물은, 모두 명도 및 CR이 높고, 저점도이면서 내열성이 양호하였다.

이에 반해, 참고예 5, 6에서, 질소 흡착법에 의한 BET 비표면적이 50 m²/g을 넘는 벤즈이미다졸론 안료를 포함하는 감광성 착색 조성물은, 안료의 분산성, 분산안정성이 낮기 때문에, 이 안료를 사용하여 안료 분산액을 조제하면, 안료 입자의 재응집이 일어나, 고점도로 불안정한 상태가 되어, 유동성이나 저장안정성이 불충분해짐과 동시에, 명도나 CR이 낮고 고점도였다.

또한, 참고예 7, 8에 있어서, 벤즈이미다졸론 안료의 비표면적이 10 m²/g 보다 낮은 경우에는, 명도나 CR이 낮은 결과였다.

벤즈이미다졸론 안료를 포함하지 않는 감광성 착색 조성물은, 참고예 9에서 CR이 낮은 결과였으며, 참고예 10, 11에서 명도가 낮은 결과였다.

[컬러 필터의 제조예]

실시 태양 I와 동일한 방법으로 컬러 필터를 제조한 결과, 명도가 높고, 내열성이 우수한, RGB 3색 컬러 필터를 작성할 수 있었다.

Claims

착색제, 수지, 수지형 분산제 및 용제를 함유하는 착색 조성물에 있어서, 상기 착색제가 하기 식(1)으로 표시되는 벤즈이미다졸론 안료를 포함하고, 상기 수지형 분산제가 산성 치환기를 가지는 수지형 분산제인 것을 특징으로 하는 컬러 필터용 적색 착색 조성물.
[화학식 1]

[여기서, 식(1) 중 R₁, R₂, R₃은 각각 독립적으로 -H, -CH₃, -OCH₃, -COOCH₃, -COOC₄H₉, -CI, -NO₂, -SO₂NHCH₃ 또는 -CONHC₆H₅이다.]
제1항에 있어서,
식(1)으로 표시되는 벤즈이미다졸론 안료의 질소 흡착법에 의한 BET 비표면적이, 10 m²/g 이상 50 m²/g 이하인 것을 특징으로 하는 컬러 필터용 적색 착색 조성물.
제1항에 있어서,
식(1)으로 표시되는 벤즈이미다졸론 안료가, C.I. 피그먼트 레드 176인 것을 특징으로 하는 컬러 필터용 적색 착색 조성물.
제1항에 있어서,
상기 산성 치환기를 가지는 수지형 분산제가, 1분자 내에 카르복실기를 2개 이상 가지는 수지형 분산제인 것을 특징으로 하는 컬러 필터용 적색 착색 조성물.
제1항에 있어서,
색소 유도체(e)를 더 포함하고, 상기 색소 유도체(e)가 염기성 치환기를 가지는 안료 유도체, 염기성 치환기를 가지는 β-나프톨 유도체 및 염기성 치환기를 가지는 트리아진 유도체로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종류 이상의 염기성 치환기를 가지는 색소 유도체를 함유하는 것을 특징으로 하는 컬러 필터용 적색 착색 조성물.
제1항에 있어서,
상기 착색제가 C.I. 피그먼트 레드 254, C.I. 피그먼트 레드 177, C.I. 피그먼트 옐로우 139 및 C.I. 피그먼트 옐로우 150으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종류 이상의 안료를 더 함유하는 것을 특징으로 하는 컬러 필터용 적색 착색 조성물.
제1항에 있어서,
광중합성 단량체 및/또는 광중합 개시제를 더 함유하는 것을 특징으로 하는 컬러 필터용 적색 착색 조성물.
기판 상에, 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 기재된 컬러 필터용 적색 착색 조성물로부터 형성되는 적색 필터 세그멘트를 구비하는 것을 특징으로 하는 컬러 필터.