JP7767892B2 - Coloring composition for cyan color filters and use thereof - Google Patents
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Description
本発明は、固体撮像素子等のカラーフィルタの製造に使用するシアン色感光性着色組成物に関する。 The present invention relates to a cyan photosensitive coloring composition used in the manufacture of color filters for solid-state imaging devices and the like.
C-MOS(Complementary Metal Oxide Semicond
uctor:相補型金属酸化膜半導体)、CCD(Charge Coupled Device:電荷結合素子)などに代表される固体撮像素子は、その受光素子上に赤色フィルタ層セグメント(R)、緑色フィルタセグメント(G)及び青色フィルタセグメント(B)の加法混合の原色のフィルタセグメントを備えるカラーフィルタをそれぞれ所定の位置に配列して色分解するのが一般的である。一方で、原色のカラーフィルタに比べ高感度が得られるため、赤色、緑色、青色の補色に相当する、シアン、マゼンタ、イエローのCMYのフィルタセグメントを備えるカラーフィルタが近年注目されている。補色のカラーフィルタは、フラッシュなどの補助光源を利用しにくいビデオカメラ等で採用される場合が多く、特に夜間撮影の高感度化に寄与する。固体撮像素子に用いられるカラーフィルタでは、高透過率、すなわち明度や、高い信頼性といった要求が高い。
C-MOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor)
Solid-state imaging devices, such as complementary metal-oxide semiconductor (CCD) and charge-coupled device (CCD), typically perform color separation by arranging color filters having additive primary color filter segments, i.e., red filter layer segments (R), green filter segments (G), and blue filter segments (B), at predetermined positions on their light-receiving elements. On the other hand, color filters having filter segments of cyan, magenta, and yellow (CMY), which correspond to the complementary colors of red, green, and blue, have been attracting attention in recent years because they offer higher sensitivity than primary color filters. Complementary color filters are often employed in video cameras and the like that do not readily utilize auxiliary light sources such as flashes, contributing to increased sensitivity, particularly in nighttime photography. Color filters used in solid-state imaging devices are highly required to have high transmittance, i.e., brightness, and high reliability.
CMY系の中でもシアン色は一般的に波長400nm~600nmの光を透過させて、600nm以降の光を遮断する特性が必要である。シアン色に使用するフタロシアニン顔料の中でもアルミフタロシアニン顔料はシアン色としての色特性に優れている。 Of the CMY color systems, cyan generally requires the ability to transmit light with wavelengths between 400nm and 600nm and block light above 600nm. Of the phthalocyanine pigments used for cyan, aluminum phthalocyanine pigments have excellent color properties for cyan.
特許文献1では、アルミフタロシアニン顔料、および塩基性顔料誘導体を含むシアン色カラーフィルタ用着色組成物が開示されている。 Patent Document 1 discloses a coloring composition for cyan color filters that contains an aluminum phthalocyanine pigment and a basic pigment derivative.
しかし、従来のシアン色着色組成物は、組成物の経時安定性が低い問題があった。また組成物から形成する被膜は、シアン色として重要な波長400nm~450nmの透過率が不足している上、基板と密着性が低い問題があった。 However, conventional cyan coloring compositions have had the problem of poor stability over time. Furthermore, coatings formed from these compositions have insufficient transmittance in the 400-450 nm wavelength range, which is important for cyan color, and also have poor adhesion to the substrate.
本発明は、経時安定性が良好であり、シアン色としての透過率に優れ、基板密着性が良好なシアン色フィルタセグメントを形成できるシアン色カラーフィルタ用感光性着色組成物の提供を目的とする。 The present invention aims to provide a photosensitive coloring composition for cyan color filters that has good stability over time, excellent transmittance for cyan color, and can form cyan color filter segments with good substrate adhesion.
本発明は、着色剤、および塩基性樹脂型分散剤を含む、シアン色カラーフィルタ用着色組成物であって、
前記着色剤が、下記一般式(1)で示すフタロシアニン顔料、および下記一般式(2)で示す青色フタロシアニン化合物を含有し、
下記一般式(1)で示すフタロシアニン顔料を、前記着色剤100質量%中、40~95質量%含む、シアン色カラーフィルタ用着色組成物である。
The present invention provides a coloring composition for a cyan color filter, comprising a colorant and a basic resin-type dispersant,
The colorant contains a phthalocyanine pigment represented by the following general formula (1) and a blue phthalocyanine compound represented by the following general formula (2),
The coloring composition for a cyan color filter contains a phthalocyanine pigment represented by the following general formula (1) in an amount of 40 to 95% by mass relative to 100% by mass of the colorant:
(一般式(1)中、Xは、ハロゲン原子を表し、nは、0~16の整数を表す。Yは、-OP(=O)R1R2、-OC(=O)R3、-OS(=O)2R4を表す。R1及びR2は、それぞれ独立に、水素原子、水酸基、置換基を有してもよいアルキル基、置換基を有してもよいシクロアルキル基、置換基を有してもよいアリール基、置換基を有してもよいアルコキシル基または置換基を有してもよいアリールオキシ基を表す。また、R1及びR2は直接結合して、環状構造となっていてもよい。R3は、水素原子、置換基を有してもよいアルキル基、置換基を有してもよいシクロアルキル基、置換基を有してもよいアリール基または置換基を有してもよい複素環基を表す。R4は、水酸基、置換基を有してもよいアルキル基、置換基を有してもよいアリール基または置換基を有してもよい複素環基を表す。
一般式(2)中、Aは、Al、Cu、Zn、Ti、Cr、Co、Niのいずれかの金属元素を表す。
Yは、AがAl、Ti、Cr、Co、Niの結合にのみ有することが可能で、一般式(1)のYと同じ構造を表す。
Lは、一つのフタロシアニン骨格に0~16個存在でき、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、ニトロ基、置換基を有してもよいアルキル基、置換基を有してもよいアリール基、酸性官能基、金属塩またはアミン塩を表し、ハロゲン原子はAがZnの場合0~4個、AがZn以外の金属の場合0~16個存在できる。)
(In general formula (1), X represents a halogen atom, and n represents an integer of 0 to 16. Y represents -OP(=O)R1R2 , -OC(=O) R3 , or -OS(=O ) 2R4 . R1 and R2 each independently represent a hydrogen atom, a hydroxyl group, an optionally substituted alkyl group, an optionally substituted cycloalkyl group, an optionally substituted aryl group, an optionally substituted alkoxyl group, or an optionally substituted aryloxy group. R1 and R2 may be directly bonded to form a cyclic structure. R3 represents a hydrogen atom, an optionally substituted alkyl group, an optionally substituted cycloalkyl group, an optionally substituted aryl group, or an optionally substituted heterocyclic group. R4 represents a hydroxyl group, an optionally substituted alkyl group, an optionally substituted aryl group, or an optionally substituted heterocyclic group.
In the general formula (2), A represents any one of the metal elements Al, Cu, Zn, Ti, Cr, Co, and Ni.
Y can only be present in the bond between A and Al, Ti, Cr, Co, or Ni, and has the same structure as Y in general formula (1).
There can be 0 to 16 L's in one phthalocyanine skeleton, and each L independently represents a hydrogen atom, a halogen atom, a nitro group, an alkyl group which may have a substituent, an aryl group which may have a substituent, an acidic functional group, a metal salt, or an amine salt; when A is Zn, there can be 0 to 4 halogen atoms, and when A is a metal other than Zn, there can be 0 to 16 halogen atoms.
上記の本発明により経時安定性が良好であり、透過率に優れ、基板密着性が良好なシアン色フィルタセグメントを形成できるシアン色カラーフィルタ用感光性着色組成物、カラーフィルタ、表示装置、および固体撮像素子を提供できる。 The present invention described above provides a photosensitive coloring composition for cyan color filters that can form cyan color filter segments that have good stability over time, excellent transmittance, and good substrate adhesion, as well as color filters, display devices, and solid-state imaging devices.
まず本明細書で使用する用語を定義する。「(メタ)アクリロイル」、「(メタ)アクリル」、「(メタ)アクリル酸」、「(メタ)アクリレート」および「(メタ)アクリルアミド」の表記は、それぞれ、「アクリロイル及び/又はメタクリロイル」、「アクリル及び/又はメタクリル」、「アクリル酸及び/又はメタクリル酸」、「アクリレート及び/又はメタクリレート」、および「アクリルアミド及び/又はメタクリルアミド」を意味する。「C.I.」は、カラーインデックスを意味する。モノマーは、エチレン性不飽和基結合含有化合物である。 First, the terms used in this specification are defined. The terms "(meth)acryloyl," "(meth)acrylic," "(meth)acrylic acid," "(meth)acrylate," and "(meth)acrylamide" mean "acryloyl and/or methacryloyl," "acrylic and/or methacrylic," "acrylic acid and/or methacrylic acid," "acrylate and/or methacrylate," and "acrylamide and/or methacrylamide," respectively. "C.I." stands for Color Index. The monomer is a compound containing an ethylenically unsaturated group bond.
本発明のシアン色カラーフィルタ用着色組成物(以下、着色組成物という)は、着色剤、および塩基性樹脂型分散剤を含み、
前記着色剤が、下記一般式(1)で示すフタロシアニン顔料、および下記一般式(2)で示す青色フタロシアニン化合物を含み、
下記一般式(1)で示すフタロシアニン顔料を、前記着色剤100質量%中、40~95質量%含む、シアン色カラーフィルタ用着色組成物である。
The coloring composition for a cyan color filter (hereinafter referred to as the coloring composition) of the present invention contains a colorant and a basic resin-type dispersant,
The colorant contains a phthalocyanine pigment represented by the following general formula (1) and a blue phthalocyanine compound represented by the following general formula (2),
The coloring composition for a cyan color filter contains a phthalocyanine pigment represented by the following general formula (1) in an amount of 40 to 95% by mass relative to 100% by mass of the colorant:
本発明のシアン色カラーフィルタ用着色組成物は、着色剤として一般式(1)で示すフタロシアニン顔料、および一般式(2)で示す青色フタロシアニン化合物を含有するため一般式(1)で示すフタロシアニン顔料単独では得にくい良好な色特性が得られる。また、塩基性樹脂型分散剤を使用することで、着色剤の良好な分散状態を維持できる。これによりシアン色として重要な波長400nm~450nmの透過率が向上し、さらに基板と密着性を向上できる予想外の効果が得られる。 The coloring composition for cyan color filters of the present invention contains a phthalocyanine pigment represented by general formula (1) and a blue phthalocyanine compound represented by general formula (2) as colorants, and therefore achieves excellent color characteristics that are difficult to achieve with the phthalocyanine pigment represented by general formula (1) alone. Furthermore, the use of a basic resin-type dispersant allows the colorant to be maintained in a well-dispersed state. This improves transmittance in the 400 nm to 450 nm wavelength range, which is important for cyan color, and also has the unexpected effect of improving adhesion to the substrate.
<着色剤>
着色剤は、一般式(1)で示すフタロシアニン顔料および一般式(2)で示す青色フタロシアニン化合物を含有する。一般式(1)で示すフタロシアニン顔料の使用により450nm~550nmの吸収が極めて小さく、シアン色の分光特性に優れたシアン色カラーフィルタを形成できる。
<Coloring Agent>
The colorant contains a phthalocyanine pigment represented by general formula (1) and a blue phthalocyanine compound represented by general formula (2). Use of the phthalocyanine pigment represented by general formula (1) enables the formation of a cyan color filter that has extremely low absorption in the range of 450 nm to 550 nm and excellent cyan spectral characteristics.
一般式(1)で示すフタロシアニン顔料と一般式(2)で示す青色フタロシアニン化合物の質量比は、(1):(2)=40:60~95:5が好ましく、60:40~90:10がより好ましく、70:30~85:15がさらに好ましい。適切な比率で使用するとシアン色としての光透過率が向上する。 The mass ratio of the phthalocyanine pigment represented by general formula (1) to the blue phthalocyanine compound represented by general formula (2) is preferably (1):(2) = 40:60 to 95:5, more preferably 60:40 to 90:10, and even more preferably 70:30 to 85:15. Using an appropriate ratio improves the light transmittance of the cyan color.
(一般式(1)で示すフタロシアニン顔料)
一般式(1)
(Phthalocyanine pigment represented by general formula (1))
General formula (1)
一般式(1)中、Xは、ハロゲン原子を表し、nは、0~16の整数を表す。Yは、-OP(=O)R1R2、-OC(=O)R3、-OS(=O)2R4を表す。R1及びR2は、それぞれ独立に、水素原子、水酸基、置換基を有してもよいアルキル基、置換基を有してもよいシクロアルキル基、置換基を有してもよいアリール基、置換基を有してもよいアルコキシル基または置換基を有してもよいアリールオキシ基を表す。また、R1及びR2は直接結合して、下記環状構造を形成できる。なお、*は-Alとの結合手である。 In general formula (1), X represents a halogen atom, and n represents an integer of 0 to 16. Y represents -OP(=O)R1R2 , -OC(=O) R3 , or -OS(=O) 2R4 . R1 and R2 each independently represent a hydrogen atom, a hydroxyl group, an alkyl group which may have a substituent, a cycloalkyl group which may have a substituent, an aryl group which may have a substituent, an alkoxyl group which may have a substituent, or an aryloxy group which may have a substituent. R1 and R2 can be directly bonded to form the following cyclic structure. Note that * represents a bond to -Al.
R3は、水素原子、置換基を有してもよいアルキル基、置換基を有してもよいシクロアルキル基、置換基を有してもよいアリール基または置換基を有してもよい複素環基を表す。R4は、水酸基、置換基を有してもよいアルキル基、置換基を有してもよいアリール基または置換基を有してもよい複素環基を表す。) R3 represents a hydrogen atom, an optionally substituted alkyl group, an optionally substituted cycloalkyl group, an optionally substituted aryl group, or an optionally substituted heterocyclic group. R4 represents a hydroxyl group, an optionally substituted alkyl group, an optionally substituted aryl group, or an optionally substituted heterocyclic group.
ハロゲン原子Xのnは、12以下が好ましく、5以下がより好ましい。これにより分散性や色特性が向上する。 The n value of the halogen atom X is preferably 12 or less, and more preferably 5 or less. This improves dispersibility and color properties.
一般式(1)中、分散性や色特性の観点から、R1およびR2のうちの少なくとも1つが、置換基を有してもよいアリール基、または置換基を有してもよいアリールオキシ基(-OR3において、R3が置換基を有してもよいアリール基であるもの)であることが
好ましい。R1およびR2は、置換基を有してもよいアリール基、あるいは置換基を有してもよいアリールオキシ基(-OR3において、R3が置換基を有してもよいアリール基であるもの)がより好ましく、フェニル基、フェノキシ基がさらに好ましい。
In general formula (1), from the viewpoint of dispersibility and color properties, it is preferable that at least one of R1 and R2 is an aryl group which may have a substituent, or an aryloxy group which may have a substituent (in —OR3 , R3 is an aryl group which may have a substituent). R1 and R2 are more preferably an aryl group which may have a substituent, or an aryloxy group which may have a substituent (in —OR3 , R3 is an aryl group which may have a substituent), and a phenyl group or a phenoxy group is even more preferable.
一般式(1)で示すフタロシアニン顔料の含有量は、着色剤100質量部中50質量部以上であることが好ましく、シアン色としての色特性の観点から70質量部以上であることがより好ましい。 The content of the phthalocyanine pigment represented by general formula (1) is preferably 50 parts by mass or more per 100 parts by mass of the colorant, and more preferably 70 parts by mass or more from the perspective of the color characteristics of the cyan color.
(一般式(2)で示す青色フタロシアニン化合物)
着色剤として一般式(2)で示す青色フタロシアニン化合物を含有することでシアン色としての光透過率向上に加え、着色組成物および感光性組成物の経時安定性が向上する。
(Blue phthalocyanine compound represented by general formula (2))
By containing the blue phthalocyanine compound represented by general formula (2) as a colorant, the light transmittance of the cyan color is improved, and the stability over time of the colored composition and the photosensitive composition is also improved.
一般式(2)
一般式(2)中、Aは、Al、Cu、Zn、Ti、Cr、Co、Niのいずれかの金属元素を表す。
Yは、AがAl、Ti、Cr、Co、Niの結合にのみ有することが可能で、一般式(1)のYと同じ構造を表す。
Lは、一つのフタロシアニン骨格に0~16個存在する。Lは、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、ニトロ基、置換基を有してもよいアルキル基、置換基を有してもよいアリール基、酸性官能基、金属塩、またはアミン塩を表し、ハロゲン原子はAがZnの場合0~4個が好ましく、AがZn以外の金属の場合0~16個が好ましい
In the general formula (2), A represents any one of the metal elements Al, Cu, Zn, Ti, Cr, Co, and Ni.
Y can only be present in the bond between A and Al, Ti, Cr, Co, or Ni, and has the same structure as Y in general formula (1).
There are 0 to 16 L's in one phthalocyanine skeleton. Each L's independently represents a hydrogen atom, a halogen atom, a nitro group, an alkyl group which may have a substituent, an aryl group which may have a substituent, an acidic functional group, a metal salt, or an amine salt. When A is Zn, the number of halogen atoms is preferably 0 to 4, and when A is a metal other than Zn, the number of halogen atoms is preferably 0 to 16.
一般式(1)および(2)におけるYの代表例を表1に示す。なお、*は、一般式(1)中のAlまたは一般式(2)中のAとの置換基の結合位置を表す。本発明は、これらに限定されるものではない。 Representative examples of Y in general formulas (1) and (2) are shown in Table 1. Note that * indicates the bonding position of the substituent to Al in general formula (1) or A in general formula (2). The present invention is not limited to these.
Yは、表1のY-1~Y-15で示すような-OP(=O)R1R2で表される構造であることが好ましい。 Y is preferably a structure represented by —OP(═O)R 1 R 2 as shown in Table 1 as Y-1 to Y-15.
Lにおけるハロゲン原子は、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素が挙げられる。 Halogen atoms in L include fluorine, chlorine, bromine, and iodine.
Lにおける置換基を有してもよいアルキル基は、例えば、炭素数1~18の直鎖状、分岐鎖状、単環状または縮合多環状アルキル基が挙げられる。「置換基」は、例えば、塩素、フッ素、臭素等のハロゲン原子、メトキシ基等のアルコキシ基、ニトロ基等がある。具体例は、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ドデシル基、オクタデシル基、トリクロロメチル基、トリフルオロメチル基、2,2,2-トリフルオロエチル基、2,2-ジブロモエチル基、2-エトキシエチル基、2-ブトキシエチル基、2,2,3,3-テトラフルオロプロピル基、2-ニトロプロピル基、イソプロピル基、イソブチル基、イソペンチル基、2-エチルヘキシル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、sec-ペンチル基、tert-ペンチル基、tert-オクチル基、ネオペンチル基、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、アダマンチル基、ノルボルニル基、ボロニル基、4-デシルシクロヘキシル基等を挙げられる。 Examples of the alkyl group in L that may have a substituent include linear, branched, monocyclic, or fused polycyclic alkyl groups having 1 to 18 carbon atoms. Examples of "substituents" include halogen atoms such as chlorine, fluorine, and bromine, alkoxy groups such as methoxy, and nitro groups. Specific examples include methyl, ethyl, propyl, butyl, pentyl, hexyl, heptyl, octyl, nonyl, decyl, dodecyl, octadecyl, trichloromethyl, trifluoromethyl, 2,2,2-trifluoroethyl, 2,2-dibromoethyl, 2-ethoxyethyl, 2-butoxyethyl, 2,2,3,3-tetrafluoropropyl, 2-nitropropyl, isopropyl, isobutyl, isopentyl, 2-ethylhexyl, sec-butyl, tert-butyl, sec-pentyl, tert-pentyl, tert-octyl, neopentyl, cyclopropyl, cyclobutyl, cyclopentyl, cyclohexyl, adamantyl, norbornyl, boronyl, and 4-decylcyclohexyl.
Lにおける置換基を有してもよいアリール基は、例えば、炭素数6~18の単環または縮合多環芳香族基が挙げられる。「置換基」は、例えば、塩素、フッ素、臭素等のハロゲン原子、アルキル基、メトキシ基等のアルコキシ基、アミノ基、ニトロ基等がある。具体例は、例えば、フェニル基、ナフチル基、アントラニル基、p-メチルフェニル基、p-ブロモフェニル基、p-ニトロフェニル基、p-メトキシフェニル基、2,4-ジクロロフェニル基、ペンタフルオロフェニル基、2-アミノフェニル基、2-メチル-4-クロロフェニル基、4-メトキシ-1-ナフチル基、6-メチル-2-ナフチル基、4,5,8-トリクロロ-2-ナフチル基、アントラキノニル基、2-アミノアントラキノニル基等を挙げられる。 The optionally substituted aryl group in L includes, for example, a monocyclic or fused polycyclic aromatic group having 6 to 18 carbon atoms. Examples of the "substituent" include a halogen atom such as chlorine, fluorine, or bromine, an alkyl group, an alkoxy group such as methoxy, an amino group, and a nitro group. Specific examples include a phenyl group, a naphthyl group, an anthranyl group, a p-methylphenyl group, a p-bromophenyl group, a p-nitrophenyl group, a p-methoxyphenyl group, a 2,4-dichlorophenyl group, a pentafluorophenyl group, a 2-aminophenyl group, a 2-methyl-4-chlorophenyl group, a 4-methoxy-1-naphthyl group, a 6-methyl-2-naphthyl group, a 4,5,8-trichloro-2-naphthyl group, an anthraquinonyl group, and a 2-aminoanthraquinonyl group.
(酸性官能基)
一般式(2)中のLは、酸性官能基が好ましい。酸性官能基は、例えば、スルホ基、カルボキシ基、ヒドロキシ基、フェノール基等が挙げられる。なお酸性官能基の官能基数nは1~3が望ましい。
(acidic functional group)
L in general formula (2) is preferably an acidic functional group. Examples of the acidic functional group include a sulfo group, a carboxy group, a hydroxy group, and a phenol group. The number of functional groups, n, of the acidic functional group is preferably 1 to 3.
これらの中でもスルホ基が好ましく、下記一般式(3)、または一般式(4)で示す官能基がより好ましい。
一般式(3)はスルホ基と金属で塩を形成した官能基を示し、一般式(4)はスルホ基とアミン化合物で塩を形成した官能基を示す。
M2は、例えば、カルシウム原子、バリウム原子、ストロンチウム原子、マンガン原子又はアルミニウム原子を表す。
iは、M2の価数を表す。
R159~R162は、それぞれ独立に、水素原子、置換基を有してもよいアルキル基、置換基を有してもよいアルケニル基、置換基を有してもよいフェニル基又はポリオキシアルキレン基又はR159~R162のいずれかで一体となって更なる窒素、酸素若しくは硫黄原子を含む、置換基を有してもよい複素環を表す。)
General formula (3) represents a functional group in which a salt is formed between a sulfo group and a metal, and general formula (4) represents a functional group in which a salt is formed between a sulfo group and an amine compound.
M2 represents, for example, a calcium atom, a barium atom, a strontium atom, a manganese atom, or an aluminum atom.
i represents the valence of M2 .
R 159 to R 162 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group which may have a substituent, an alkenyl group which may have a substituent, a phenyl group or a polyoxyalkylene group which may have a substituent, or any of R 159 to R 162 taken together to form a heterocycle which further contains a nitrogen, oxygen or sulfur atom and which may have a substituent.
R159を水素原子としたときのNR160、R161およびR162を構造を以下例示する。 When R 159 is a hydrogen atom, examples of the structures of NR 160 , R 161 and R 162 are shown below.
これらの中でもアルキルアミンが好ましく、炭素数6~36の1級アミンであることがより好ましく、炭素数8~18の1級アミンであることが特に好ましい。 Among these, alkylamines are preferred, primary amines having 6 to 36 carbon atoms are more preferred, and primary amines having 8 to 18 carbon atoms are particularly preferred.
AがCu、Lが水素原子またはハロゲン原子である場合、例えば、C.I.PigmentBlue15:2、15:4、15:6が挙げられる。これらは非凝集型の顔料であり、粘度安定性に優れる着色組成物を形成し易く、この中でもC.I.PigmentBlue15:4、15:6が好ましく、C.I.PigmentBlue15:4がより好ましい。 When A is Cu and L is a hydrogen atom or a halogen atom, examples include C.I. Pigment Blue 15:2, 15:4, and 15:6. These are non-aggregating pigments that easily form colored compositions with excellent viscosity stability. Of these, C.I. Pigment Blue 15:4 and 15:6 are preferred, with C.I. Pigment Blue 15:4 being more preferred.
(その他着色剤)
着色剤は、さらにその他着色剤を含有できる。これにより容易に色度調整ができる。その他着色剤は、青色色素が好ましい。
(Other colorants)
The colorant may further contain other colorants, which facilitates chromaticity adjustment. The other colorants are preferably blue pigments.
青色色素は、例えば、C.I.PigmentBlue 15、15:1、15:3、15:5、16、22、60、64等が挙げられる。 Examples of blue pigments include C.I. Pigment Blue 15, 15:1, 15:3, 15:5, 16, 22, 60, and 64.
着色剤の含有量は、着色組成物の不揮発分中、50~85質量%が好ましく、60~80質量%がより好ましい。また、感光性組成物の不揮発分中、25~75質量%が好ましく、30~70質量%がより好ましい。 The colorant content is preferably 50 to 85% by mass, and more preferably 60 to 80% by mass, of the non-volatile content of the coloring composition. Furthermore, the colorant content is preferably 25 to 75% by mass, and more preferably 30 to 70% by mass, of the non-volatile content of the photosensitive composition.
(着色剤の微細化)
着色剤(有機顔料)は、高い光透過率を得るため、例えば、ソルトミリング処理等により、着色剤粒子の微細化して使用することが好ましい。着色剤の体積平均一次粒子径は、分散性を高めるために、10nm以上が好ましい。また、色再現性を向上させるため100nm以下が好ましく、20~60nmがより好ましい。
(Fine particle size of colorant)
In order to obtain high light transmittance, it is preferable to use a colorant (organic pigment) in which the colorant particles are made fine by, for example, salt milling. The volume average primary particle diameter of the colorant is preferably 10 nm or more in order to improve dispersibility. Furthermore, in order to improve color reproducibility, it is preferably 100 nm or less, and more preferably 20 to 60 nm.
ソルトミリング処理とは、着色剤と水溶性無機塩と水溶性有機溶剤との混合物を、例えば、ニーダー、2本ロールミル、3本ロールミル、ボールミル、アトライター、またはサンドミル等の混練機を用いて、加熱しながら機械的に混練した後、水洗により水溶性無機塩と水溶性有機溶剤を除去する処理である。水溶性無機塩は、破砕助剤として働く、ソルトミリング時に無機塩の硬度の高さを利用して着色剤が破砕される。着色剤をソルトミリング処理する際の条件を最適化することで体積平均一次粒子径が非常に微細であり、また、分布の幅がせまく、シャープな粒度分布をもつ着色剤を得ることができる。 Salt milling is a process in which a mixture of a colorant, a water-soluble inorganic salt, and a water-soluble organic solvent is mechanically kneaded while heated using a kneading machine such as a kneader, two-roll mill, three-roll mill, ball mill, attritor, or sand mill, and then the water-soluble inorganic salt and water-soluble organic solvent are removed by rinsing with water. The water-soluble inorganic salt acts as a crushing aid, and the high hardness of the inorganic salt is used to crush the colorant during salt milling. Optimizing the conditions for salt milling the colorant makes it possible to obtain a colorant with an extremely fine volume average primary particle diameter and a narrow, sharp particle size distribution.
水溶性無機塩は、例えば、塩化ナトリウム、塩化バリウム、塩化カリウム、硫酸ナトリウム等を用いることができるが、価格の点から塩化ナトリウム(食塩)を用いるのが好ましい。水溶性無機塩は、処理効率と生産効率の両面から、顔料の全質量を基準(100質量%)として、50~2000質量%用いることが好ましく、300~1000質量%用いることが最も好ましい。 Water-soluble inorganic salts such as sodium chloride, barium chloride, potassium chloride, and sodium sulfate can be used, but sodium chloride (table salt) is preferred from a cost perspective. From the perspectives of both processing efficiency and production efficiency, the water-soluble inorganic salt is preferably used in an amount of 50 to 2000% by mass, and most preferably 300 to 1000% by mass, based on the total mass of the pigment (100% by mass).
水溶性有機溶剤は、着色剤及び水溶性無機塩を湿潤する働きをするものであり、水に溶解(混和)し、かつ用いる無機塩を実質的に溶解しないものであれば特に限定されない。ただし、ソルトミリング時に温度が上昇し、溶剤が蒸発し易い状態になるため、安全性の点から、沸点120℃以上の高沸点のものが好ましい。そのようなものは、例えば、2-メトキシエタノール、2-ブトキシエタノール、2-(イソペンチルオキシ)エタノール、2-(ヘキシルオキシ)エタノール、ジエチレングリコール、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、トリエチレングリコール、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、液状のポリエチレングリコール、1-メトキシ-2-プロパノール、1-エトキシ-2-プロパノール、ジプロピレングリコール、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、液状のポリプロピレングリコール等が用いられる。これら水溶性有機溶剤は、着色剤の全質量を基準(100質量%)として、5~1000質量%用いることが好ましく、50~500質量%用いることが最も好ましい。 The water-soluble organic solvent functions to moisten the colorant and water-soluble inorganic salt. It is not particularly limited as long as it dissolves (is miscible with) water and does not substantially dissolve the inorganic salt used. However, because the temperature rises during salt milling and the solvent becomes prone to evaporation, a high-boiling solvent with a boiling point of 120°C or higher is preferred for safety reasons. Examples of such solvents include 2-methoxyethanol, 2-butoxyethanol, 2-(isopentyloxy)ethanol, 2-(hexyloxy)ethanol, diethylene glycol, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monobutyl ether, triethylene glycol, triethylene glycol monomethyl ether, liquid polyethylene glycol, 1-methoxy-2-propanol, 1-ethoxy-2-propanol, dipropylene glycol, dipropylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol monoethyl ether, and liquid polypropylene glycol. These water-soluble organic solvents are preferably used in an amount of 5 to 1000% by mass, and most preferably 50 to 500% by mass, based on the total mass of the colorant (100% by mass).
着色剤をソルトミリング処理する際には、必要に応じて樹脂を添加してもよい。樹脂の種類は、例えば、天然樹脂、変性天然樹脂、合成樹脂、天然樹脂で変性された合成樹脂等が挙げられる。樹脂は、室温(25℃)で固体であり、水不溶性であることが好ましく、かつ上記水溶性有機溶剤に一部可溶であることがさらに好ましい。樹脂の使用量は、着色剤100質量部に対して2~200質量%が好ましい。 When salt milling the colorant, a resin may be added as needed. Examples of resin types include natural resins, modified natural resins, synthetic resins, and synthetic resins modified with natural resins. The resin is preferably solid at room temperature (25°C) and insoluble in water, and more preferably partially soluble in the water-soluble organic solvents listed above. The amount of resin used is preferably 2 to 200% by weight per 100 parts by weight of the colorant.
(塩基性樹脂型分散剤)
塩基性樹脂型分散剤は、アミン価10~300mgKOH/gが好ましく、50~300mgKOH/gがより好ましい。適切なアミン価の塩基性樹脂型分散剤を用いると、着色剤に対する親和性が向上し、分散安定性が向上する。この分散安定性は、着色剤が酸性官能基を有する場合、特に向上する。一般式(1)で示すフタロシアニン顔料と、一般式(2)で示す青色フタロシアニン化合物を混合して分散する(以下、共分散ともいう)際、分散時に用いる樹脂型分散剤としては、適切なアミン価を有する塩基性の樹脂型分散剤を用いることで分散性、分散安定性に優れたカラーフィルタ用着色組成物を得ることができる。
(Basic resin-type dispersant)
The basic resin-type dispersant preferably has an amine value of 10 to 300 mgKOH/g, more preferably 50 to 300 mgKOH/g. Using a basic resin-type dispersant with an appropriate amine value improves affinity for the colorant and dispersion stability. This dispersion stability is particularly improved when the colorant has an acidic functional group. When a phthalocyanine pigment represented by general formula (1) and a blue phthalocyanine compound represented by general formula (2) are mixed and dispersed (hereinafter also referred to as co-dispersion), a colored composition for color filters with excellent dispersibility and dispersion stability can be obtained by using a basic resin-type dispersant with an appropriate amine value as the resin-type dispersant used during dispersion.
塩基性樹脂型分散剤の数平均分子量は、通常500~50000が好ましく、特に3000~30000より好ましい。適度な数平均分子量により相溶性が向上し、組成物を低粘度に調製しやすい。 The number average molecular weight of the basic resin-type dispersant is generally preferably 500 to 50,000, and more preferably 3,000 to 30,000. A moderate number average molecular weight improves compatibility and makes it easier to prepare a composition with a low viscosity.
塩基性樹脂型分散剤は、例えばビニル系、ウレタン系、ポリエステル系、ポリエーテル系、又はポリアミド系等の樹脂が挙げられる。
また、塩基性樹脂型分散剤は、アリルアミン等の1級アミノ基含有モノマー単位を有する重合体、又は、ポリエチレンイミン、ポリエチレンポリアミン、ポリキシリレンポリ(ヒドロキシプロピレン)ポリアミン、若しくはポリ(アミノメチル化)エポキシ樹脂等を、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、又は、ポリエーテル樹脂等で変性した櫛形塩基性樹脂型分散剤も挙げられる。
Examples of the basic resin-type dispersant include vinyl-based, urethane-based, polyester-based, polyether-based, and polyamide-based resins.
Further examples of the basic resin-type dispersant include a polymer having a primary amino group-containing monomer unit such as allylamine, or a comb-shaped basic resin-type dispersant obtained by modifying polyethyleneimine, polyethylenepolyamine, polyxylylenepoly(hydroxypropylene)polyamine, poly(aminomethylated)epoxy resin, or the like with a polyester resin, an acrylic resin, or a polyether resin, or the like.
これらの中でも樹脂設計が容易で諸耐性に優れたビニル系樹脂が好ましい。ビニル系樹脂は、N,N-ジ置換アミノ基含有モノマー単位、およびアルキル(メタ)アクリレート単位を含む樹脂が好ましい。なお、未反応のモノマーをモノマーといい、重合後に樹脂を構成するモノマーをモノマー単位という。 Among these, vinyl resins are preferred because they are easy to design and have excellent resistance. Vinyl resins containing N,N-disubstituted amino group-containing monomer units and alkyl (meth)acrylate units are preferred. Unreacted monomers are referred to as "monomers," and monomers that make up the resin after polymerization are referred to as "monomer units."
N,N-ジ置換アミノ基含有モノマーは、例えば、N,N-ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N-ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N-ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリレート、N,N-ジエチルアミノプロピル(メタ)アクリレート、N,N-ジメチルアミノエチル(メタ)アクリルアミド、又はN,N-ジエチルアミノエチル(メタ)アクリルアミド等が挙げられる。 Examples of N,N-disubstituted amino group-containing monomers include N,N-dimethylaminoethyl (meth)acrylate, N,N-diethylaminoethyl (meth)acrylate, N,N-dimethylaminopropyl (meth)acrylate, N,N-diethylaminopropyl (meth)acrylate, N,N-dimethylaminoethyl (meth)acrylamide, and N,N-diethylaminoethyl (meth)acrylamide.
アルキル(メタ)アクリレートは、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、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、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、又はラウリル(メタ)アクリレート等の不飽和モノカルボン酸と炭素数1~18のアルキルアルコールとの反応で得られる(メタ)アクリルエステル類等が挙げられる。 Examples of alkyl (meth)acrylates include (meth)acrylic esters obtained by reacting unsaturated monocarboxylic acids, such as methyl (meth)acrylate, ethyl (meth)acrylate, n-propyl (meth)acrylate, isopropyl (meth)acrylate, n-butyl (meth)acrylate, isobutyl (meth)acrylate, 2-ethylhexyl (meth)acrylate, cyclohexyl (meth)acrylate, stearyl (meth)acrylate, or lauryl (meth)acrylate, with alkyl alcohols having 1 to 18 carbon atoms.
その他ビニル系モノマーは、例えば、(メタ)アクリロニトリル等のニトロ基含有ビニル系モノマー類、スチレン、α-メチルスチレン、又はベンジル(メタ)アクリレート等の芳香族モノマー類、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、又はポリエチレングリコール(メタ)アクリレート等の水酸基含有モノマー、(メタ)アクリルアミド、N-イソプロピルアクリルアミド、又はダイアセトンアクリルアミド等のアミド基含有モノマー、N-メチロール(メタ)アクリルアミド、又はジメチロール(メタ)アクリルアミド等のモノマー、N-メトキシメチル(メタ)アクリルアミド、又はN-ブトキシメチル(メタ)アクリルアミド等のアルコキシメチル基含有モノマー、エチレン、プロピレン、又はイソプレン等のオレフィン類、クロロプレン、又はブタジエン等のジエン類、メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、n-プロピルビニルエーテル、イソプロピルビニルエーテル、n-ブチルビニルエーテル、又はイソブチルビニルエーテル等のビニルエーテル類、酢酸ビニル、又はプロピオン酸ビニル等の脂肪酸ビニル類等が挙げられる。 Other vinyl monomers include, for example, nitro group-containing vinyl monomers such as (meth)acrylonitrile; aromatic monomers such as styrene, α-methylstyrene, and benzyl (meth)acrylate; hydroxyl group-containing monomers such as 2-hydroxyethyl (meth)acrylate, hydroxypropyl (meth)acrylate, and polyethylene glycol (meth)acrylate; amide group-containing monomers such as (meth)acrylamide, N-isopropylacrylamide, and diacetone acrylamide; monomers such as N-methylol (meth)acrylamide and dimethylol (meth)acrylamide; alkoxymethyl group-containing monomers such as N-methoxymethyl (meth)acrylamide and N-butoxymethyl (meth)acrylamide; olefins such as ethylene, propylene, and isoprene; dienes such as chloroprene and butadiene; vinyl ethers such as methyl vinyl ether, ethyl vinyl ether, n-propyl vinyl ether, isopropyl vinyl ether, n-butyl vinyl ether, and isobutyl vinyl ether; and fatty acid vinyl compounds such as vinyl acetate and vinyl propionate.
塩基性樹脂型分散剤の市販品は、例えばビックケミー・ジャパン社のDISPERBYK161、162、163、164、166、167、168、174、182、183、184、185、2000、2050、2150、2163、2164、BYK-LPN6919、日本ルーブリゾール社のSOLSPERSE11200、13240、13650、13940、24000、26000、28000、32000、32500、32550、32600、33000、34750、35100、35200、37500,38500,39000,53095、56000、7100、BASFジャパン社のEFKA4300、4330、4046、4060、4080等が挙げられるこれらに限定されるものではない。 Commercially available basic resin-type dispersants include, for example, BYK Japan's DISPERBYK 161, 162, 163, 164, 166, 167, 168, 174, 182, 183, 184, 185, 2000, 2050, 2150, 2163, 2164, and BYK-LPN 6919, and Lubrizol Japan's SOLSPERSE 11200, 13240, 13650, and 13 Examples include, but are not limited to, 940, 24000, 26000, 28000, 32000, 32500, 32550, 32600, 33000, 34750, 35100, 35200, 37500, 38500, 39000, 53095, 56000, 7100, and EFKA 4300, 4330, 4046, 4060, and 4080 from BASF Japan.
塩基性樹脂型分散剤の含有量は、着色組成物の不揮発分中、5~50質量%が好ましく、10~40質量%がより好ましい。 The content of the basic resin-type dispersant is preferably 5 to 50% by mass, and more preferably 10 to 40% by mass, of the non-volatile content of the coloring composition.
<4級アンモニウム塩基を有する樹脂型分散剤>
本発明のシアン色カラーフィルタ用着色組成物は、4級アンモニウム塩基を有する樹脂型分散剤を含有することが好ましい。4級アンモニウム塩基は、直接主鎖に結合していてもよいが、2価の連結基を介して主鎖に結合していても良い。4級アンモニウム塩基として好ましくは-N+R42R43R44・Y-(ただし、R42、R43およびR44は、各々独立に、水素原子、または置換されていても良い環状もしくは鎖状の炭化水素基を表し、R42、R43およびR44のうち2つ以上が互いに結合して環状構造を形成しても良い。Y-はカウンタアニオンを表す。)で表される4級アンモニウム塩基を有する。
-N+R42R43R44において、R42、R43およびR44のうち2つ以上が互いに結合して形成する環状構造としては、例えば5~7員環の含窒素複素環単環またはこれらが2個縮合してなる縮合環が挙げられる。該含窒素複素環は芳香性を有さないものが好ましく、飽和環であればより好ましい。環状構造は、例えば下記の構造が挙げられる。
<Resin-type dispersant having a quaternary ammonium salt group>
The coloring composition for a cyan color filter of the present invention preferably contains a resin-type dispersant having a quaternary ammonium base. The quaternary ammonium base may be bonded directly to the main chain or may be bonded to the main chain via a divalent linking group. The quaternary ammonium base is preferably a quaternary ammonium base represented by -N + R 42 R 43 R 44 ·Y - (wherein R 42 , R 43 , and R 44 each independently represent a hydrogen atom or an optionally substituted cyclic or chain hydrocarbon group, and two or more of R 42 , R 43 , and R 44 may bond to each other to form a cyclic structure, and Y - represents a counter anion).
In -N + R 42 R 43 R 44 , examples of the cyclic structure formed by two or more of R 42 , R 43 , and R 44 bonding to each other include a 5- to 7-membered nitrogen-containing heterocyclic monocycle or a fused ring formed by condensing two of these. The nitrogen-containing heterocycle is preferably one that does not have aromaticity, and is more preferably a saturated ring. Examples of the cyclic structure include the following structures:
これらの環状構造は、さらに置換基を有していても良い。
-N+R42R43R44におけるR42、R43およびR44として、より好ましいのは、置換基を有していても良い炭素数1~4のアルキル基、または置換基を有していても良いフェニル基であり、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ベンジル基が好ましい。
These cyclic structures may further have a substituent.
More preferred as R 42 , R 43 and R 44 in —N + R 42 R 43 R 44 are alkyl groups having 1 to 4 carbon atoms which may have a substituent, or phenyl groups which may have a substituent, and more preferred are methyl groups, ethyl groups, propyl groups, butyl groups and benzyl groups.
本発明のシアン色カラーフィルタ用着色組成物で用いる4級アンモニウム塩基を有する樹脂型分散剤(B)は、A-Bブロック共重合体及び/又はB-A-Bブロック共重合体であることが好ましい。
A:側鎖に4級アンモニウム塩基を有するブロック
B:側鎖に4級アンモニウム塩基を有さないブロック
The resin-type dispersant (B) having a quaternary ammonium salt group used in the colored composition for a cyan color filter of the present invention is preferably an AB block copolymer and/or a BAB block copolymer.
A: Block having a quaternary ammonium base in the side chain B: Block not having a quaternary ammonium base in the side chain
Aブロックは特に、下記一般式(5)で表される構成単位を含むことが好ましい。 It is particularly preferred that the A block contains a structural unit represented by the following general formula (5):
一般式(5)
一般式(5)中、R45、R46およびR47は、各々独立に、水素原子、または置換されていても良い環状もしくは鎖状の炭化水素基を表し、R45、R46およびR47のうち2つ以上が互いに結合して環状構造を形成しても良い。R48は水素原子またはメチル基を表す。Zは2価の連結基を表し、Y-はカウンタアニオンを表す。
上記一般式(5)において、2価の連結基Zとしては、例えば、炭素数1~10のアルキレン基、アリーレン基、-CONH-R49-基、-COO-R50-基(ただし、R49およびR50は直接結合、炭素数1~10のアルキレン基、または炭素数1~10のエーテル基(-R’-O-R”-:R’及びR”は、各々独立にアルキレン基)である)等が挙げられる。また、カウンタアニオンのY-としては、Cl-、Br-、I-、ClO4
-、BF-、CH3COO-、PF6
-、R49-SO3
-、等が挙げられる。
In general formula (5), R 45 , R 46 and R 47 each independently represent a hydrogen atom or an optionally substituted cyclic or chain hydrocarbon group, and two or more of R 45 , R 46 and R 47 may be bonded to each other to form a cyclic structure. R 48 represents a hydrogen atom or a methyl group . Z represents a divalent linking group, and Y − represents a counter anion.
In the above general formula (5), examples of the divalent linking group Z include an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, an arylene group, a -CONH-R 49 - group, and a -COO-R 50 - group (wherein R 49 and R 50 are direct bonds, alkylene groups having 1 to 10 carbon atoms, or ether groups having 1 to 10 carbon atoms (-R'-O-R"-: R' and R" are each independently an alkylene group)). Examples of the counter anion Y - include Cl - , Br - , I - , ClO 4 - , BF - , CH 3 COO - , PF 6 - , and R 49 -SO 3 - .
上記のような特定の4級アンモニウム塩基を含有する部分構造は、1つのAブロック中に2種以上含有されていても良い。その場合、2種以上の4級アンモニウム塩基含有部分構造は、該Aブロック中においてランダム共重合またはブロック共重合のいずれの態様で含有されていても良い。また、該4級アンモニウム塩基を含有しない部分構造が、Aブロック中に含まれていても良く、該部分構造の例としては、後述の(メタ)アクリル酸エステル系モノマー由来の部分構造等が挙げられる。かかる4級アンモニウム塩基を含まない部分構造の、Aブロック中の含有量は、好ましくは0~70質量%、より好ましくは0~50質量%である。 Two or more types of partial structures containing a specific quaternary ammonium base as described above may be contained in one A block. In such cases, the two or more types of partial structures containing a quaternary ammonium base may be contained in the A block in either a random copolymerization or block copolymerization manner. A partial structure that does not contain a quaternary ammonium base may also be contained in the A block. Examples of such partial structures include partial structures derived from (meth)acrylic acid ester monomers, as described below. The content of such partial structures that do not contain a quaternary ammonium base in the A block is preferably 0 to 70% by mass, more preferably 0 to 50% by mass.
4級アンモニウム塩基を有する樹脂型分散剤のブロック共重合体を構成するBブロックとしては、例えば、スチレン、α-メチルスチレンなどのスチレン系モノマー;(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸プロピル、(メタ)アクリル酸イソプロピル、(メタ)アクリル酸ブチル、グリシジル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、エチルアクリル酸グリシジル、N,N-ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレートなどの(メタ)アクリル酸エステル系モノマー; (メタ)アクリル酸クロライドなどの(メタ)アクリル酸塩系モノマー; (メタ)アクリルアミド、N-メチロールアクリルアミド、N,N-ジメチルアクリルアミド、N,N-ジメチルアミノエチルアクリルアミドなどの(メタ)アクリルアミド系モノマー; 酢酸ビニル;アクリロニトリル;アリルグリシジルエーテル、クロトン酸グリシジルエーテル;N-メタクリロイルモルホリン、などのコモノマーを共重合させたポリマー構造が挙げられる。 Examples of the B block constituting the block copolymer of a resin-type dispersant having a quaternary ammonium salt group include polymer structures copolymerized with comonomers such as styrene-based monomers such as styrene and α-methylstyrene; (meth)acrylic acid ester-based monomers such as methyl (meth)acrylate, ethyl (meth)acrylate, propyl (meth)acrylate, isopropyl (meth)acrylate, butyl (meth)acrylate, glycidyl (meth)acrylate, benzyl (meth)acrylate, hydroxyethyl (meth)acrylate, ethyl glycidyl acrylate, and N,N-dimethylaminoethyl (meth)acrylate; (meth)acrylic acid salt-based monomers such as (meth)acrylic acid chloride; (meth)acrylamide-based monomers such as (meth)acrylamide, N-methylolacrylamide, N,N-dimethylacrylamide, and N,N-dimethylaminoethylacrylamide; vinyl acetate; acrylonitrile; allyl glycidyl ether; crotonate glycidyl ether; and N-methacryloylmorpholine.
本発明で用いる4級アンモニウム塩基を有する樹脂型分散剤は、このようなAブロックとBブロックとからなる、A-BブロックまたはB-A-Bブロック共重合型高分子化合物が好ましいが、このようなブロック共重合体は、例えば以下に示すリビング重合法にて製造される。ここでリビング重合とは、一般的なラジカル重合に起こる副反応が抑制され、さらには重合の成長が均一に起こるため、容易にブロックポリマーや分子量の揃った樹脂を合成する重合方法である。重合時に添加する重合開始剤とビニル系モノマーとの仕込み比によって、重合体の分子量やブロック共重合するモノマーの比率を自由にコントロールできる。 The resin-type dispersant containing a quaternary ammonium salt group used in the present invention is preferably an A-B block or B-A-B block copolymer polymer compound composed of such an A block and a B block. Such block copolymers are produced, for example, by the living polymerization method described below. Here, living polymerization is a polymerization method that suppresses side reactions that occur in general radical polymerization and ensures uniform polymerization growth, making it easy to synthesize block polymers and resins with uniform molecular weights. The molecular weight of the polymer and the ratio of monomers to be block copolymerized can be freely controlled by the charging ratio of the polymerization initiator and vinyl monomer added during polymerization.
リビング重合法としては、例えば、アミンオキシドラジカルの解離と結合を利用するニトロキサイド法(Nitroxide mediatedpolymerization :NMP法)(参考文献1参照)、銅やルテニウム、ニッケル、鉄などの重金属、そして、それと錯体を形成するリガンドを使用して、ハロゲン化合物を開始化合物として重合する原子移動ラジカル重合(Atom transfer radical polymerization :ATRP法)(参考文献2、参考文献3、及び、参考文献4参照)、ジチオカルボン酸エステルやザンテート化合物などを開始化合物として、付加重合性モノマーとラジカル開始剤を使用して重合する可逆的付加解裂型連鎖移動重合( Reversible addition- fragmentation chain transfer :RAFT法)(参考文献5参照)や、 Macromolecular Designvia Interchange of Xanthate (MADIX法)(参考文献6参照)、有機テルルや有機ビスマス、有機アンチモン、ハロゲン化アンチモン、有機ゲルマニウム、ハロゲン化ゲルマニウムなどの重金属を用いる方法( Degenerative transfer :DT法)(参考文献7、及び、参考文献8参照)、テルル原子と炭素との結合の熱解離(thermaldissociation)と退化的連鎖移動(degenerativetransfer)の二つの過程を取ることで重合を制御する有機テルル媒体リビングラジカル重合(Organotellurium-mediatedlivingradicalpolymerization:TERP法)(参考文献9参照)が挙げられる。 Living polymerization methods include, for example, the nitroxide-mediated polymerization (NMP) method, which utilizes the dissociation and bonding of amine oxide radicals (see Reference 1); atom transfer radical polymerization (ATRP) method, which uses heavy metals such as copper, ruthenium, nickel, and iron and ligands that form complexes with them to polymerize halogen compounds as initiator compounds (see References 2, 3, and 4); reversible addition-fragmentation chain transfer (RAFT) method, which uses dithiocarboxylic acid esters, xanthate compounds, and other initiator compounds to polymerize addition-polymerizable monomers and radical initiators (see Reference 5); Macromolecular Designvia Interchange of Xanthate (MADIX) method (see Reference 6); and degenerative transfer polymerization (DT) methods, which use heavy metals such as organotellurium, organobismuth, organoantimony, antimony halides, organogermanium, and germanium halides. These include the organotellurium-mediated living radical polymerization (DT method) (see References 7 and 8), which controls polymerization through two processes: thermal dissociation of the bond between tellurium atoms and carbon and degenerative chain transfer (TERP method) (see Reference 9).
(参考文献1)Chemical Review (2001)101,3661
(参考文献2)特表2000-500516号公報
(参考文献3)特表2000-514479号公報
(参考文献4)Chemical Review (2001)101,3689
(参考文献5)特表2000-515181号公報
(参考文献6)国際公開第1999-05099号パンフレット参照
(参考文献7)特開2007-277533号公報
(参考文献8)Journal of American Chemical Society (2002)124,2874
(参考文献9)特開2004-323693
(Reference 1) Chemical Review (2001) 101, 3661
(Reference document 2) Special table publication No. 2000-500516 (Reference document 3) Special table publication No. 2000-514479 (Reference document 4) Chemical Review (2001) 101,3689
(Reference 5) JP-A-2000-515181 (Reference 6) WO 1999-05099 (Reference 7) JP-A-2007-277533 (Reference 8) Journal of American Chemical Society (2002) 124, 2874
(Reference 9) JP 2004-323693
本発明で用いる4級アンモニウム塩基を有する樹脂型分散剤がA-Bブロック共重合体であっても、B-A-Bブロック共重合体であっても、その共重合体を構成するAブロック/Bブロック比は1/99~80/20、特に5/95~60/40(質量比)であることが好ましく、この範囲内では、良好な耐熱性と分散性を兼備することができる。
また、本発明にかかるA-Bブロック共重合体、B-A-Bブロック共重合体中、共重合体を構成する単量体の全質量中、4級アンモニウム塩基を有する単量体が10質量%以上含有することが好ましく、これにより樹脂型分散剤(B)が染料造塩体(A)に良く吸着し、優れた分散性、および保存安定性を示す。
Whether the resin-type dispersant having a quaternary ammonium salt group used in the present invention is an A-B block copolymer or a B-A-B block copolymer, the A block/B block ratio constituting the copolymer is preferably 1/99 to 80/20, and particularly 5/95 to 60/40 (mass ratio), and within this range, both good heat resistance and dispersibility can be achieved.
Furthermore, in the A-B block copolymer and B-A-B block copolymer according to the present invention, it is preferable that the monomer having a quaternary ammonium salt group accounts for 10 mass % or more of the total mass of the monomers constituting the copolymer, whereby the resin-type dispersant (B) is well adsorbed to the dye salt form (A), and excellent dispersibility and storage stability are exhibited.
なお、4級アンモニウム塩基を有する樹脂型分散剤中には、製造過程で生じたアミノ基が含有される場合があるが、アミノ基が含有されないことが好ましい。また、4級アンモニウム塩基を有する樹脂型分散剤の酸価は0~50mg・KOH/gが好ましく、分子量はポリスチレン換算の質量平均で1,000~100,000の範囲が好ましい。分子量が1000以上であると良好な保存安定性を有し、100,000以下であると現像性、解像性が良好となる。 Note that resin-type dispersants containing quaternary ammonium salt groups may contain amino groups generated during the manufacturing process, but it is preferable that they do not contain amino groups. Furthermore, the acid value of resin-type dispersants containing quaternary ammonium salt groups is preferably 0 to 50 mg KOH/g, and the molecular weight is preferably in the range of 1,000 to 100,000 in terms of mass average polystyrene. A molecular weight of 1,000 or more provides good storage stability, while a molecular weight of 100,000 or less provides good developability and resolution.
<カラーフィルタ用着色組成物の製造方法>
着色組成物は、例えば、着色剤、塩基性樹脂型分散剤および溶剤等を使用して分散処理を行い作製する。着色剤は、分散処理の前に、色素誘導体等の分散助剤を使用して微細化処理することが好ましい。また、本明細書で微細化処理は、2種類の着色剤を個別に微細化できる。または複数の着色剤(A)を使用して一括で、微細化処理できる。また、本明細書では、1種類の着色剤ごとに着色組成物を作製し、その後配合する、または、2種類の着色剤を混合して分散処理することもできる。
<Method of producing a coloring composition for color filters>
The coloring composition is prepared by, for example, dispersing a colorant, a basic resin-type dispersant, a solvent, and the like. The colorant is preferably subjected to a micronization treatment using a dispersing aid such as a dye derivative before the dispersion treatment. In addition, the micronization treatment herein can be carried out by micronizing two types of colorants individually. Alternatively, multiple colorants (A) can be used and micronized all at once. In addition, in this specification, a coloring composition can be prepared for each type of colorant and then blended, or two types of colorants can be mixed and dispersed.
前記分散処理は、例えば、ニーダー、2本ロールミル、3本ロールミル、ボールミル、横型サンドミル、縦型サンドミル、アニュラー型ビーズミル、又はアトライター等の分散装置が挙げられる。これらの中でも酸化ジルコニウムや無機ガラスを用いたビーズ分散が好ましい。なお、径の異なるビーズを使用してもよい。 The dispersion process can be carried out using a dispersion device such as a kneader, two-roll mill, three-roll mill, ball mill, horizontal sand mill, vertical sand mill, annular bead mill, or attritor. Among these, dispersion with beads using zirconium oxide or inorganic glass is preferred. Beads of different diameters may also be used.
分散処理後、着色組成物は、重力加速度3000~25000Gの遠心分離、焼結フィルタ、メンブレンフィルタ等の手段にて、5μm以上の粗大粒子、好ましくは1μm以上の粗大粒子、さらに好ましくは0.5μm以上の粗大粒子および混入した塵の除去を行うことが好ましい。 After dispersion, it is preferable to remove coarse particles of 5 μm or larger, preferably 1 μm or larger, and more preferably 0.5 μm or larger, as well as any dust particles, from the coloring composition using a method such as centrifugation at a gravitational acceleration of 3,000 to 25,000 G, a sintered filter, or a membrane filter.
本発明の着色組成物は、シアン色カラーフィルタ用着色組成物として作製できる。 The coloring composition of the present invention can be prepared as a coloring composition for a cyan color filter.
(共分散)
本発明における着色組成物の製造方法は、例えば、一般式(1)で示すフタロシアニン顔料と一般式(2)で示す青色フタロシアニン化合物を、塩基性樹脂型分散剤中に、メディア型湿式分散機を用いて共分散することが好ましい。共分散とは、2種以上の顔料を混合して、ともに同一条件下で分散処理することをいう。共分散により、顔料微粒子の微細化と分散化を良好に行なえると共に、分散後の分散安定性に優れたカラーフィルタ用着色組成物を作製することができる。なお、共分散に限定され個々に分散できることはいうまでもない。
(covariance)
In the method for producing a colored composition of the present invention, for example, a phthalocyanine pigment represented by general formula (1) and a blue phthalocyanine compound represented by general formula (2) are preferably co-dispersed in a basic resin-type dispersant using a media-type wet disperser. Co-dispersion refers to mixing two or more pigments and dispersing them under the same conditions. Co-dispersion can effectively reduce the size and disperse the pigment particles, and can also produce a colored composition for color filters that has excellent dispersion stability after dispersion. While this method is not limited to co-dispersion, individual dispersion is also possible.
共分散の方法は、例えば、少なくとも2種の顔料を予め分散剤と共に混合してホモジナイザー等で予分散しておいたものを、ニーダー、2本ロールミル、3本ロールミル、ボールミル、横型サンドミル、縦型サンドミル、アニュラー型ビーズミル、またはアトライター等の各種分散手段で分散させることによって行なうことができる。なかでも、メディア型湿式分散機を用いて共分散することが好ましい。また、メディア型湿式分散機で分散する際に使用するジルコニアビーズの大きさは1.25mm以下が好ましく、0.5mm以下がさらに好ましい。 Co-dispersion can be achieved, for example, by mixing at least two pigments with a dispersant and pre-dispersing them using a homogenizer or similar device, then dispersing the mixture using various dispersing means such as a kneader, two-roll mill, three-roll mill, ball mill, horizontal sand mill, vertical sand mill, annular bead mill, or attritor. Co-dispersion using a media-type wet disperser is preferred. Furthermore, the size of the zirconia beads used when dispersing using a media-type wet disperser is preferably 1.25 mm or less, and more preferably 0.5 mm or less.
なお本発明において、共分散を行う際に、少なくとも1種以上の樹脂型分散剤を含有する事により、顔料の分散性を向上させることができるためにさらに好ましい。 In the present invention, it is even more preferable to include at least one resin-type dispersant when co-dispersing, as this can improve the dispersibility of the pigment.
<樹脂型分散剤>
着色組成物は、塩基性樹脂型分散剤以外の樹脂型分散剤を含有できる。
樹脂型分散剤は、例えば、ポリウレタン、ポリアクリレート等のポリカルボン酸エステル、不飽和ポリアミド、ポリカルボン酸、ポリカルボン酸(部分)アミン塩、ポリカルボン酸アンモニウム塩、ポリカルボン酸アルキルアミン塩、ポリシロキサン、長鎖ポリアミノアマイドリン酸塩、水酸基含有ポリカルボン酸エステルや、これらの変性物;ポリ(低級アルキレンイミン)と遊離のカルボキシル基を有するポリエステルとの反応により形成されたアミドやその塩等の油性分散剤;(メタ)アクリル酸-スチレン共重合体、(メタ)アクリル酸-(メタ)アクリル酸エステル共重合体、スチレン-マレイン酸共重合体、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン等の水溶性樹脂や水溶性高分子化合物、ポリエステル系、変性ポリアクリレート系、エチレンオキサイド/プロピレンオキサイド付加化合物、燐酸エステル系等が挙げられる。
<Resin-type dispersant>
The coloring composition may contain a resin-type dispersant other than the basic resin-type dispersant.
Resin-type dispersants, for example, polyurethane, polycarboxylic acid esters such as polyacrylate, unsaturated polyamides, polycarboxylic acids, polycarboxylic acid (partial) amine salts, polycarboxylic acid ammonium salts, polycarboxylic acid alkylamine salts, polysiloxanes, long-chain polyaminoamide phosphates, hydroxyl group-containing polycarboxylic acid esters, and modified products thereof; poly (lower alkylene imine) and amides formed by reaction with a polyester having a free carboxyl group, oil-based dispersants such as salts thereof; (meth) acrylic acid - styrene copolymer, (meth) acrylic acid - (meth) acrylic acid ester copolymer, styrene - maleic acid copolymer, polyvinyl alcohol, water-soluble resins and water-soluble polymer compounds such as polyvinylpyrrolidone, polyester-based, modified polyacrylate-based, ethylene oxide / propylene oxide adduct, phosphate ester-based, and the like.
樹脂型分散剤の含有量は、着色剤100質量部に対し、好ましくは0.1~150質量部、さらに好ましくは30~100質量部である。適量使用すると分散性がより向上する。 The content of the resin-type dispersant is preferably 0.1 to 150 parts by mass, and more preferably 30 to 100 parts by mass, per 100 parts by mass of colorant. Using an appropriate amount will further improve dispersibility.
(酸性樹脂型分散剤)
樹脂型分散剤は、酸性樹脂型分散剤が好ましい。塩基性樹脂型分散剤とともに酸性樹脂型分散剤を使用すると現像液に対する溶解性が向上し、現像後の色残渣が抑制させることができる。
酸性樹脂型分散剤は、分子構造でいうと、直鎖状の樹脂型分散剤、櫛型の樹脂型分散剤が挙げられる。
(Acidic resin type dispersant)
The resin-type dispersant is preferably an acidic resin-type dispersant. When an acidic resin-type dispersant is used together with a basic resin-type dispersant, the solubility in the developer is improved, and color residue after development can be suppressed.
In terms of molecular structure, the acidic resin-type dispersant may be a straight-chain resin-type dispersant or a comb-type resin-type dispersant.
[櫛型の樹脂型分散剤1]
櫛型の樹脂型分散剤1は、例えば、WO2008/007776号公報、特開2008-029901号公報、特開2009-155406号公報等に記載された方法で合成できる。
櫛型の樹脂型分散剤1は、水酸基を有する重合体の水酸基と、テトラカルボン酸二無水物の酸無水物基との反応生成物である樹脂型分散剤、または水酸基を有する化合物の水酸基と、テトラカルボン酸二無水物の酸無水物基との反応生成物の存在下に、エチレン性不飽和単量体を重合した重合体である樹脂型分散剤が好ましい。
[Comb-shaped resin-type dispersant 1]
The comb-shaped resin-type dispersant 1 can be synthesized by the methods described in, for example, WO2008/007776, JP2008-029901A, JP2009-155406A, and the like.
The comb-shaped resin-type dispersant 1 is preferably a resin-type dispersant which is a reaction product between the hydroxyl groups of a hydroxyl group-containing polymer and the acid anhydride groups of a tetracarboxylic dianhydride, or a resin-type dispersant which is a polymer obtained by polymerizing an ethylenically unsaturated monomer in the presence of a reaction product between the hydroxyl groups of a hydroxyl group-containing compound and the acid anhydride groups of a tetracarboxylic dianhydride.
[櫛型の樹脂型分散剤2]
櫛型の樹脂型分散剤2は、WO2008/007776号公報、特開2009-155406号公報、特開2010-185934号公報、特開2011-157416号公報等に記載された方法で合成できる。
櫛型の樹脂型分散剤2は、水酸基を有する化合物の水酸基と、テトラカルボン酸二無水物の酸無水物基との反応生成物の存在下に、水酸基、t-ブチル基あるいはオキセタン骨格、ブロックイソシアネートなどの熱架橋基を有するエチレン性不飽和単量体とそれ以外を重合した側鎖を持つ樹脂型分散剤を合成する。次いで側鎖の水酸基にイソシアネート基を有するモノマーを反応させて得られる樹脂型分散剤が好ましい。
[Comb-shaped resin-type dispersant 2]
The comb-shaped resin-type dispersant 2 can be synthesized by the methods described in WO2008/007776, JP2009-155406A, JP2010-185934A, JP2011-157416A, etc.
Comb-shaped resin-type dispersant 2 is prepared by synthesizing a resin-type dispersant having a side chain by polymerizing an ethylenically unsaturated monomer having a thermally crosslinkable group such as a hydroxyl group, a t-butyl group, an oxetane skeleton, or a blocked isocyanate with other monomers in the presence of a reaction product between the hydroxyl group of a compound having a hydroxyl group and the acid anhydride group of a tetracarboxylic dianhydride, followed by reacting the hydroxyl group in the side chain with a monomer having an isocyanate group, which is preferred.
〔テトラカルボン酸無水物〕
テトラカルボン酸二無水物は、例えば、ピロメリット酸二無水物、エチレングリコ-ルジ無水トリメリット酸エステル、プロピレングリコ-ルジ無水トリメリット酸エステル、ブチレングリコ-ルジ無水トリメリット酸エステル、3,3’,4,4’-ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’-ビフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物、1,4,5,8-ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、2,3,6,7-ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’-ビフェニルエ-テルテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’-ジメチルジフェニルシランテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’-テトラフェニルシランテトラカルボン酸二無水物、1,2,3,4-フランテトラカルボン酸二無水物、4,4’-ビス(3,4-ジカルボキシフェノキシ)ジフェニルスルフィド二無水物、4,4’-ビス(3,4-ジカルボキシフェノキシ)ジフェニルスルホン二無水物、4,4’-ビス(3,4-ジカルボキシフェノキシ)ジフェニルプロパン二無水物、3,3’,4,4’-パ-フルオロイソプロピリデンジフタル酸二無水物、3,3’,4,4’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、ビス(フタル酸)フェニルホスフィンオキサイド二無水物、p-フェニレン-ビス(トリフェニルフタル酸)二無水物、m-フェニレン-ビス(トリフェニルフタル酸)二無水物、ビス(トリフェニルフタル酸)-4,4’-ジフェニルエ-テル二無水物、ビス(トリフェニルフタル酸)-4,4’-ジフェニルメタン二無水物、9,9-ビス(3,4-ジカルボキシフェニル)フルオレン二無水物、9,9-ビス[4-(3,4-ジカルボキシフェ
ノキシ)フェニル]フルオレン二無水物、3,4-ジカルボキシ-1,2,3,4-テト
ラヒドロ-1-ナフタレンコハク酸二無水物、又は3,4-ジカルボキシ-1,2,3,4-テトラヒドロ-6-メチル-1-ナフタレンコハク酸二無水物等の芳香族テトラカルボン酸二無水物が挙げられる。
[Tetracarboxylic acid anhydride]
Examples of the tetracarboxylic dianhydride include pyromellitic dianhydride, ethylene glycol ditrimellitic anhydride, propylene glycol ditrimellitic anhydride, butylene glycol ditrimellitic anhydride, 3,3',4,4'-benzophenone tetracarboxylic dianhydride, 3,3',4,4'-biphenylsulfone tetracarboxylic dianhydride, 1,4,5,8-naphthalene tetracarboxylic dianhydride, and 2,3,6,7-naphthalene tetracarboxylic dianhydride. Anhydride, 3,3',4,4'-biphenylethertetracarboxylic acid dianhydride, 3,3',4,4'-dimethyldiphenylsilanetetracarboxylic acid dianhydride, 3,3',4,4'-tetraphenylsilanetetracarboxylic acid dianhydride, 1,2,3,4-furantetracarboxylic acid dianhydride, 4,4'-bis(3,4-dicarboxyphenoxy)diphenyl sulfide dianhydride, 4,4'-bis(3,4-dicarboxyphenoxy)diphenyl sulfone dianhydride, 4,4'-bis(3 ,4-dicarboxyphenoxy)diphenylpropane dianhydride, 3,3',4,4'-perfluoroisopropylidenediphthalic dianhydride, 3,3',4,4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride, bis(phthalic acid)phenylphosphine oxide dianhydride, p-phenylene-bis(triphenylphthalic) dianhydride, m-phenylene-bis(triphenylphthalic) dianhydride, bis(triphenylphthalic)-4,4'-diphenylether dianhydride, bis(triphenylphthalic) aromatic tetracarboxylic acid dianhydrides such as 3,4-dicarboxy-1,2,3,4-tetrahydro-1-naphthalene succinic dianhydride, 3,4-dicarboxy-1,2,3,4-tetrahydro-6-methyl-1-naphthalene succinic dianhydride, 9,9-bis(3,4-dicarboxyphenyl)-4,4'-diphenylmethane dianhydride, 9,9-bis(3,4-dicarboxyphenyl)fluorene dianhydride, 9,9-bis[4-(3,4-dicarboxyphenoxy)phenyl]fluorene dianhydride, 3,4-dicarboxy-1,2,3,4-tetrahydro-1-naphthalene succinic dianhydride, and 3,4-dicarboxy-1,2,3,4-tetrahydro-6-methyl-1-naphthalene succinic dianhydride.
これらに中でも芳香族テトラカルボン酸二無水物が好ましく芳香族環を2つ以上有するテトラカルボン酸二無水物がより好ましい。芳香族カルボン酸は、その芳香環がフタロシアニンの芳香環に吸着しやすいため好ましい。 Among these, aromatic tetracarboxylic acid dianhydrides are preferred, and tetracarboxylic acid dianhydrides having two or more aromatic rings are even more preferred. Aromatic carboxylic acids are preferred because their aromatic rings are easily adsorbed to the aromatic rings of phthalocyanine.
[直鎖状の樹脂型分散剤3]
直鎖状の樹脂型分散剤3は、特開2009-251481号公報、特開2007-23195号公報、特開1996-143651号公報等に記載された方法で合成できる。直鎖状の樹脂型分散剤3は、片末端に1つの水酸基を有するビニル系重合体の水酸基をトリカルボン酸無水物の酸無水物基に付加して合成できる。
[Straight-chain resin-type dispersant 3]
The linear resin dispersant 3 can be synthesized by the methods described in JP-A Nos. 2009-251481, 2007-23195, and 1996-143651, etc. The linear resin dispersant 3 can be synthesized by adding the hydroxyl group of a vinyl polymer having one hydroxyl group at one end to the acid anhydride group of a tricarboxylic acid anhydride.
〔トリカルボン酸無水物〕
トリカルボン酸無水物は、例えば、ベンゼントリカルボン酸無水物(1,2,3-ベンゼントリカルボン酸無水物、トリメリット酸無水物[1,2,4-ベンゼントリカルボン酸無水物]等)、ナフタレントリカルボン酸無水物(1,2,4-ナフタレントリカルボン酸無水物、1,4,5-ナフタレントリカルボン酸無水物、2,3,6-ナフタレントリカルボン酸無水物、1,2,8-ナフタレントリカルボン酸無水物等)、3,4,4’-ベンゾフェノントリカルボン酸無水物、3,4,4’-ビフェニルエ-テルトリカルボン酸無水物、3,4,4’-ビフェニルトリカルボン酸無水物、2,3,2’-ビフェニルトリカルボン酸無水物、3,4,4’-ビフェニルメタントリカルボン酸無水物、又は3,4,4’-ビフェニルスルホントリカルボン酸無水物等の芳香族トリカルボン酸無水物が挙げられる。これらの中でも芳香族トリカルボン酸無水物が好ましい。
[Tricarboxylic acid anhydride]
Examples of tricarboxylic acid anhydrides include aromatic tricarboxylic acid anhydrides such as benzenetricarboxylic acid anhydride (1,2,3-benzenetricarboxylic acid anhydride, trimellitic acid anhydride [1,2,4-benzenetricarboxylic acid anhydride], etc.), naphthalenetricarboxylic acid anhydride (1,2,4-naphthalenetricarboxylic acid anhydride, 1,4,5-naphthalenetricarboxylic acid anhydride, 2,3,6-naphthalenetricarboxylic acid anhydride, 1,2,8-naphthalenetricarboxylic acid anhydride, etc.), 3,4,4'-benzophenonetricarboxylic acid anhydride, 3,4,4'-biphenylethertricarboxylic acid anhydride, 3,4,4'-biphenyltricarboxylic acid anhydride, 2,3,2'-biphenyltricarboxylic acid anhydride, 3,4,4'-biphenylmethanetricarboxylic acid anhydride, and 3,4,4'-biphenylsulfonetricarboxylic acid anhydride. Among these, aromatic tricarboxylic acid anhydrides are preferred.
<バインダー樹脂>
バインダー樹脂は、厚さ2μmの被膜を形成した場合、400~700nmの全波長領域において透過率が80%以上の樹脂が好ましい。なお、透過率は、95%以上が好ましい。バインダー樹脂は、熱可塑性樹脂、感光性樹脂が好ましい。また、バインダー樹脂は、アルカリ可溶性を有することが好ましい。これにより感光性着色組成物から形成する被膜をフォトリソグラフィー法でパターニングできる。アルカリ可溶性を有しない感光性樹脂、およびアルカリ可溶性樹脂は、熱硬化性基を有することができる。前記熱硬化性基は、例えば、エポキシ基、オキセタニル基等が挙げられる。
<Binder resin>
The binder resin is preferably a resin having a transmittance of 80% or more over the entire wavelength range of 400 to 700 nm when a 2 μm thick coating is formed. The transmittance is preferably 95% or more. The binder resin is preferably a thermoplastic resin or a photosensitive resin. The binder resin is also preferably alkali-soluble. This allows the coating formed from the photosensitive coloring composition to be patterned by photolithography. The alkali-insoluble photosensitive resin and the alkali-soluble resin may have a thermosetting group. Examples of the thermosetting group include an epoxy group and an oxetanyl group.
アルカリ可溶性樹脂は、例えば、カルボキシル基、スルホン基等の酸性基を有する樹脂が挙げられる。アルカリ可溶性を有する熱可塑性樹脂は、例えば、酸性基を有するアクリル樹脂、α-オレフィン/(無水)マレイン酸共重合体、スチレン/スチレンスルホン酸共重合体、エチレン/(メタ)アクリル酸共重合体、又はイソブチレン/(無水)マレイン酸共重合体等が挙げられる。これらの中でも現像性、耐熱性、透明性が向上する面で酸性基を有するアクリル樹脂、スチレン/スチレンスルホン酸共重合体が好ましい。 Examples of alkali-soluble resins include resins having acidic groups such as carboxyl groups and sulfonic groups. Examples of alkali-soluble thermoplastic resins include acrylic resins having acidic groups, α-olefin/maleic acid (anhydride) copolymers, styrene/styrene sulfonic acid copolymers, ethylene/(meth)acrylic acid copolymers, and isobutylene/maleic acid (anhydride) copolymers. Among these, acrylic resins having acidic groups and styrene/styrene sulfonic acid copolymers are preferred in terms of improved developability, heat resistance, and transparency.
アルカリ可溶性樹脂の酸価は、酸価20~300mgKOH/gが好ましい。適度な酸価を有することでフォトリソグラフィー法でパターンを形成するときの現像性が向上する。 The acid value of the alkali-soluble resin is preferably 20 to 300 mg KOH/g. Having a moderate acid value improves developability when forming patterns using photolithography.
<アルカリ可溶性感光性樹脂>
アルカリ可溶性感光性樹脂は、重合性不飽和基を有するため感光性を有する。アルカリ可溶性感光性樹脂は、アルカリ可溶性があり、感光性を有すれば良く、公知の樹脂を使用できるところ、以下の方法 (i) (ii)で合成した樹脂が好ましい。アルカリ可溶性感光性樹脂は、を使用すると光照射で3次元架橋して架橋密度が上がるため、被膜の薬品耐性が向上する。
<Alkali-soluble photosensitive resin>
The alkali-soluble photosensitive resin has photosensitivity due to the presence of polymerizable unsaturated groups. Any known resin can be used as the alkali-soluble photosensitive resin as long as it is alkali-soluble and photosensitive. However, resins synthesized by the following methods (i) and (ii) are preferred. When an alkali-soluble photosensitive resin is used, it undergoes three-dimensional crosslinking upon exposure to light, increasing the crosslink density and improving the chemical resistance of the coating.
[方法(i)]
方法(i)は、例えば、まず、エポキシ基含有単量体、およびその他単量体の重合体を合成する。次いで、前記重合体のエポキシ基に、モノカルボキシル基含有単量体を付加し、生成した水酸基に、多塩基酸無水物を反応させてアルカリ可溶性感光性樹脂を得る方法が挙げられる。なお、モノカルボキシル基含有単量体は、カルボキシル基を1有する単量体である。
[Method (i)]
In method (i), for example, a polymer of an epoxy group-containing monomer and other monomers is first synthesized. Next, a monocarboxyl group-containing monomer is added to the epoxy group of the polymer, and the resulting hydroxyl group is reacted with a polybasic acid anhydride to obtain an alkali-soluble photosensitive resin. The monocarboxyl group-containing monomer is a monomer having one carboxyl group.
エポキシ基含有単量体は、例えば、グリシジル(メタ)アクリレート、メチルグリシジル(メタ)アクリレート、2-グリシドキシエチル(メタ)アクリレート、3,4-エポキシブチル(メタ)アクリレート、及び3,4-エポキシシクロヘキシル(メタ)アクリレートが挙げられる。これらの中でも、反応性の観点で、グリシジル(メタ)アクリレートが好ましい Examples of epoxy group-containing monomers include glycidyl (meth)acrylate, methyl glycidyl (meth)acrylate, 2-glycidoxyethyl (meth)acrylate, 3,4-epoxybutyl (meth)acrylate, and 3,4-epoxycyclohexyl (meth)acrylate. Among these, glycidyl (meth)acrylate is preferred from the standpoint of reactivity.
モノカルボキシル基含有単量体は、例えば、(メタ)アクリル酸、クロトン酸、o-、m-、p-ビニル安息香酸、(メタ)アクリル酸のα位ハロアルキル、アルコキシル、ハロゲン、ニトロ、シアノ置換体等のモノカルボン酸等が挙げられる。 Examples of monocarboxyl group-containing monomers include monocarboxylic acids such as (meth)acrylic acid, crotonic acid, o-, m-, and p-vinylbenzoic acid, and (meth)acrylic acid substituted with haloalkyl, alkoxyl, halogen, nitro, or cyano at the α-position.
多塩基酸無水物は、例えば、テトラヒドロ無水フタル酸、無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、無水コハク酸、無水マレイン酸等が挙げられる。なお、多塩基酸無水物は、酸無水物を形成しないカルボキシル基を有しても良い。 Examples of polybasic acid anhydrides include tetrahydrophthalic anhydride, phthalic anhydride, hexahydrophthalic anhydride, succinic anhydride, and maleic anhydride. Note that polybasic acid anhydrides may also have carboxyl groups that do not form acid anhydrides.
その他単量体は、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、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、t-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、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、フェニル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、フェノキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、又はエトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリレート類、
あるいは、(メタ)アクリルアミド、N,N-ジメチル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジエチル(メタ)アクリルアミド、N-イソプロピル(メタ)アクリルアミド、ダイアセトン(メタ)アクリルアミド、又はアクリロイルモルホリン等の(メタ)アクリルアミド類スチレン、又はα-メチルスチレン等のスチレン類、エチルビニルエーテル、n-プロピルビニルエーテル、イソプロピルビニルエーテル、n-ブチルビニルエーテル、又はイソブチルビニルエーテル等のビニルエーテル類、酢酸ビニル、又はプロピオン酸ビニル等の脂肪酸ビニル類等が挙げられる。
Examples of other monomers include (meth)acrylates such as methyl (meth)acrylate, ethyl (meth)acrylate, n-propyl (meth)acrylate, isopropyl (meth)acrylate, n-butyl (meth)acrylate, isobutyl (meth)acrylate, t-butyl (meth)acrylate, 2-ethylhexyl (meth)acrylate, cyclohexyl (meth)acrylate, stearyl (meth)acrylate, lauryl (meth)acrylate, tetrahydrofurfuryl (meth)acrylate, isobornyl (meth)acrylate, phenyl (meth)acrylate, benzyl (meth)acrylate, phenoxyethyl (meth)acrylate, phenoxydiethylene glycol (meth)acrylate, methoxypolypropylene glycol (meth)acrylate, and ethoxypolyethylene glycol (meth)acrylate;
Alternatively, examples include (meth)acrylamides such as (meth)acrylamide, N,N-dimethyl(meth)acrylamide, N,N-diethyl(meth)acrylamide, N-isopropyl(meth)acrylamide, diacetone(meth)acrylamide, and acryloylmorpholine; styrenes such as styrene and α-methylstyrene; vinyl ethers such as ethyl vinyl ether, n-propyl vinyl ether, isopropyl vinyl ether, n-butyl vinyl ether, and isobutyl vinyl ether; and fatty acid vinyls such as vinyl acetate and vinyl propionate.
また、シクロヘキシルマレイミド、フェニルマレイミド、メチルマレイミド、エチルマレイミド、1,2-ビスマレイミドエタン1,6-ビスマレイミドヘキサン、3-マレイミドプロピオン酸、6,7-メチレンジオキシ-4-メチル-3-マレイミドクマリン、4,4’-ビスマレイミドジフェニルメタン、ビス(3-エチル-5-メチル-4-マレイミドフェニル)メタン、N,N’-1,3-フェニレンジマレイミド、N,N’-1,4-フェニレンジマレイミド、N-(1-ピレニル)マレイミド、N-(2,4,6-トリクロロフェニル)マレイミド、N-(4-アミノフェニル)マレイミド、N-(4-ニトロフェニル)マレイミド、N-ベンジルマレイミド、N-ブロモメチル-2,3-ジクロロマレイミド、N-スクシンイミジル-3-マレイミドベンゾエート、N-スクシンイミジル-3-マレイミドプロピオナート、N-スクシンイミジル-4-マレイミドブチラート、N-スクシンイミジル-6-マレイミドヘキサノアート、N-[4-(2-ベンゾイミダゾリル)フェニル]マレイミド、9-マレイミドアクリジン等のN-置換マレイミド
類、EO変性クレゾールアクリレート、n-ノニルフェノキシポリエチレングリコールアクリレート、フェノキシエチルアクリレート、エトキシ化フェニルアクリレート、フェノールのエチレンオキサイド(EO)変性(メタ)アクリレート、パラクミルフェノールのEO又はプロピレンオキサイド(PO)変性(メタ)アクリレート、ノニルフェノールのEO変性(メタ)アクリレート、ノニルフェノールのPO変性(メタ)アクリレート等が挙げられる。
Also, cyclohexylmaleimide, phenylmaleimide, methylmaleimide, ethylmaleimide, 1,2-bismaleimidoethane, 1,6-bismaleimidohexane, 3-maleimidopropionic acid, 6,7-methylenedioxy-4-methyl-3-maleimidocoumarin, 4,4'-bismaleimidodiphenylmethane, bis(3-ethyl-5-methyl-4-maleimidophenyl)methane, N,N'-1,3-phenylene dimaleimide, N,N'-1,4-phenylene dimaleimide, N-(1-pyrenyl)maleimide, N-(2,4,6-trichlorophenyl)maleimide, N-(4-aminophenyl)maleimide, N-(4-nitrophenyl)maleimide, N-benzylmaleimide, N-bromomethyl-2,3-dichloromaleimide, N-succinimidyl-3-maleimide N-substituted maleimides such as N-isopropyl acrylate, ...
方法(ii)は、例えば、水酸基含有単量体、カルボキシル基含有単量体、およびそれ以外の単量体を合成し重合体を作製する。次いで、前記重合体の水酸基に、イソシアネート基含有単量体のイソシアネート基を反応させてアルカリ可溶性感光性樹脂を合成する方法が挙げられる。 Method (ii) involves, for example, synthesizing a hydroxyl group-containing monomer, a carboxyl group-containing monomer, and other monomers to produce a polymer. Then, the hydroxyl groups of the polymer are reacted with the isocyanate groups of an isocyanate group-containing monomer to synthesize an alkali-soluble photosensitive resin.
水酸基含有単量体は、例えば、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2-若しくは3-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2-若しくは3-若しくは4-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、グリセロールモノ(メタ)アクリレート、又はシクロヘキサンジメタノールモノ(メタ)アクリレート等のヒドロキシアルキルメタアクリレート類が挙げられる。また、ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートに、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、及び/又はブチレンオキシド等を付加重合させたポリエーテルモノ(メタ)アクリレートや、ポリγ-バレロラクトン、ポリε-カプロラクトン、及び/又はポリ12-ヒドロキシステアリン酸等を付加したポリエステルモノ(メタ)アクリレートも挙げられる。これらの中でも2-ヒドロキシエチルメタアクリレート、グリセロールモノ(メタ)アクリレートが好ましく、グリセロールモノ(メタ)アクリレートがより好ましい。 Examples of hydroxyl group-containing monomers include hydroxyalkyl methacrylates such as 2-hydroxyethyl (meth)acrylate, 2- or 3-hydroxypropyl (meth)acrylate, 2-, 3-, or 4-hydroxybutyl (meth)acrylate, glycerol mono(meth)acrylate, and cyclohexanedimethanol mono(meth)acrylate. Other examples include polyether mono(meth)acrylates obtained by addition polymerization of ethylene oxide, propylene oxide, and/or butylene oxide to a hydroxyalkyl (meth)acrylate, and polyester mono(meth)acrylates obtained by addition polymerization of poly-γ-valerolactone, poly-ε-caprolactone, and/or poly-12-hydroxystearic acid. Among these, 2-hydroxyethyl methacrylate and glycerol mono(meth)acrylate are preferred, with glycerol mono(meth)acrylate being more preferred.
イソシアネート基含有単量体は、例えば、2-(メタ)アクリロイルエチルイソシアネート、2-(メタ)アクリロイルオキシエチルイソシアネート、又は1,1-ビス〔メタアクリロイルオキシ〕エチルイソシアネート等が挙げられる。 Examples of isocyanate group-containing monomers include 2-(meth)acryloylethyl isocyanate, 2-(meth)acryloyloxyethyl isocyanate, and 1,1-bis[methacryloyloxy]ethyl isocyanate.
上記単量体以外に使用できる単量体は、上記方法(i)で例示したその他単量体に加え、リン酸エステル基含有単量体等が挙げられる。 Monomers that can be used in addition to the above monomers include the other monomers exemplified in method (i) above, as well as phosphate ester group-containing monomers.
リン酸エステル基含有単量体は、例えば、水酸基含有単量体の水酸基に、5酸化リンやポリリン酸等のリン酸エステル化剤を反応させた化合物である。 A phosphate ester group-containing monomer is, for example, a compound obtained by reacting the hydroxyl group of a hydroxyl group-containing monomer with a phosphate esterifying agent such as phosphorus pentoxide or polyphosphoric acid.
(熱可塑性樹脂)
熱可塑性樹脂はアルカリ可溶性を有しない樹脂である。熱可塑性樹脂は、例えば、アクリル樹脂、ブチラール樹脂、スチレン-マレイン酸共重合体、塩素化ポリエチレン、塩素化ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル-酢酸ビニル共重合体、ポリ酢酸ビニル、ポリウレタン系樹脂、ポリエステル樹脂、ビニル系樹脂、アルキッド樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアミド樹脂、ゴム系樹脂、環化ゴム系樹脂、セルロース類、ポリエチレン(HDPE、LDPE)、ポリブタジエン、及びポリイミド樹脂等が挙げられる。これらの中でもアクリル樹脂が好ましい。
(thermoplastic resin)
Thermoplastic resins are resins that are not alkali-soluble. Examples of thermoplastic resins include acrylic resins, butyral resins, styrene-maleic acid copolymers, chlorinated polyethylene, chlorinated polypropylene, polyvinyl chloride, vinyl chloride-vinyl acetate copolymers, polyvinyl acetate, polyurethane resins, polyester resins, vinyl resins, alkyd resins, polystyrene resins, polyamide resins, rubber resins, cyclized rubber resins, celluloses, polyethylene (HDPE, LDPE), polybutadiene, and polyimide resins. Among these, acrylic resins are preferred.
バインダー樹脂の重量平均分子量(Mw)は、5,000~100,000が好ましく、10,000~80,000がより好ましい。また数平均分子量(Mn)は、5,000~50,000が好ましい。また、Mw/Mn(分子量分散度)は10以下が好ましい。なお、重量平均分子量(Mw)および数平均分子量(Mn)は、装置にゲルパーミエーションクロマトグラフィ(HLC-8220GPC 東ソー社製)を用い、カラムにTSK-GELSUPER HZM-Nを2連でつなげて使用し、溶媒にテトラヒドロフラン(THF)を用いて測定したポリスチレン換算分子量である。 The weight-average molecular weight (Mw) of the binder resin is preferably 5,000 to 100,000, and more preferably 10,000 to 80,000. The number-average molecular weight (Mn) is preferably 5,000 to 50,000. The Mw/Mn (molecular weight dispersity) is preferably 10 or less. The weight-average molecular weight (Mw) and number-average molecular weight (Mn) are polystyrene-equivalent molecular weights measured using a gel permeation chromatography (HLC-8220GPC, manufactured by Tosoh Corporation) with two TSK-GELSUPER HZM-N columns connected in series and tetrahydrofuran (THF) as the solvent.
バインダー樹脂の含有量は、着色剤100質量部に対して、10~500質量部が好ましい。 The binder resin content is preferably 10 to 500 parts by weight per 100 parts by weight of colorant.
<熱硬化性化合物>
感光性着色組成物は、熱硬化性化合物を含有できる。これによりカラーフィルタを作製する際、被膜をフォトリソグラフによりパターンを形成した後の加熱工程で架橋密度が向上するため耐熱性が向上する。また、加熱工程で着色剤が凝集し難くなるため、コントラスト比がより向上する。
<Thermosetting compound>
The photosensitive coloring composition can contain a thermosetting compound. This improves the crosslink density during the heating process after forming a pattern on the coating by photolithography when producing a color filter, thereby improving heat resistance. In addition, the coloring agent is less likely to aggregate during the heating process, further improving the contrast ratio.
熱硬化性化合物は、低分子化合物、ポリマー(熱硬化性樹脂)が含まれる。
熱硬化性化合物は、例えば、エポキシ化合物、ベンゾグアナミン化合物、ロジン変性マレイン酸化合物、ロジン変性フマル酸化合物、メラミン化合物、尿素化合物、カルド化合物、及びフェノール化合物が挙げられる。これらの中でも、エポキシ化合物、メラミン樹脂、カルド化合物、オキセタン化合物が好ましい。
Thermosetting compounds include low molecular weight compounds and polymers (thermosetting resins).
Examples of thermosetting compounds include epoxy compounds, benzoguanamine compounds, rosin-modified maleic acid compounds, rosin-modified fumaric acid compounds, melamine compounds, urea compounds, cardo compounds, and phenol compounds. Among these, epoxy compounds, melamine resins, cardo compounds, and oxetane compounds are preferred.
<分散助剤>
着色剤を顔料担体中に分散する際に、適宜、色素誘導体、樹脂型分散剤、界面活性剤等の分散剤を含有してもよい。分散剤は、分散後の着色剤の再凝集を防止する効果が大きいので、分散剤を用いて着色剤を顔料担体中に分散してなる着色組成物は、明度及び粘度安定性が良好になる。
<Dispersion aid>
When dispersing the colorant in the pigment carrier, a dispersant such as a dye derivative, a resin-type dispersant, a surfactant, etc. The dispersant has a significant effect of preventing reagglomeration of the colorant after dispersion, and therefore, a colored composition obtained by dispersing the colorant in the pigment carrier using the dispersant has good brightness and viscosity stability.
(色素誘導体)
本発明のカラーフィルタ用着色組成物は、色素誘導体として、有機顔料、アントラキノン、アクリドンまたはトリアジンに、塩基性置換基、酸性置換基、または置換基を有していても良いフタルイミドメチル基を導入した化合物を含むことができる。このような色素誘導体は、例えば、特開昭63-305173号公報、特公昭57-15620号公報、特公昭59-40172号公報、特公昭63-17102号公報、特公平5-9469号公報、特開2001-335717号公報、特開2003-128669号公報、特開2004-091497号公報、特開2007-156395号公報、特開2008-094873号公報、特開2008-094986号公報、特開2008-095007号公報、特開2008-195916号公報、特許第4585781号公報等に記載されているものを使用でき、これらは単独または2種類以上を混合して用いることができる。本発明における化合物B-1~B-50も公知の色素誘導体の合成方法を元に合成した。
(dye derivatives)
The coloring composition for color filters of the present invention can contain, as a dye derivative, a compound in which a basic substituent, an acidic substituent, or a phthalimidomethyl group which may have a substituent has been introduced into an organic pigment, an anthraquinone, an acridone, or a triazine. Such dye derivatives include, for example, JP-A-63-305173, JP-B-57-15620, JP-B-59-40172, JP-B-63-17102, JP-B-5-9469, JP-A-2001-335717, JP-A-2003-128669, JP-A-2004-091497, JP-A-2007-156395, JP-A-2008-094873, JP-A-2008-094986, JP-A-2008-095007, JP-A-2008-195916, and Japanese Patent No. 4585781. These can be used alone or in combination of two or more. Compounds B-1 to B-50 in the present invention were also synthesized based on known methods for synthesizing dye derivatives.
色素誘導体の含有量は、分散性向上の観点から、着色剤100質量部に対し、好ましくは1.0質量部以上、さらに好ましくは3質量部以上、最も好ましくは5質量部以上である。また、耐熱性、耐光性の観点から、好ましくは30質量部以下、さらに好ましくは25質量部以下である。 From the viewpoint of improving dispersibility, the content of the dye derivative is preferably 1.0 part by mass or more, more preferably 3 parts by mass or more, and most preferably 5 parts by mass or more, per 100 parts by mass of the colorant. Furthermore, from the viewpoint of heat resistance and light fastness, the content is preferably 30 parts by mass or less, and more preferably 25 parts by mass or less.
<有機溶剤>
有機溶剤は、例えば、乳酸エチル、ベンジルアルコール、1,2,3-トリクロロプロパン、1,3-ブタンジオール、1,3-ブチレングリコール、1,3-ブチレングリコールジアセテート、1,4-ジオキサン、2-ヘプタノン、2-メチル-1,3-プロパンジオール、3,5,5-トリメチル-2-シクロヘキセン-1-オン、3,3,5-トリメチルシクロヘキサノン、3-エトキシプロピオン酸エチル、3-メチル-1,3-ブタンジオール、3-メトキシ-3-メチル-1-ブタノール、3-メトキシ-3-メチルブチルアセテート、3-メトキシブタノール、3-メトキシブチルアセテート、4-ヘプタノン、m-キシレン、m-ジエチルベンゼン、m-ジクロロベンゼン、N,N-ジメチルアセトアミド、N,N-ジメチルホルムアミド、n-ブチルアルコール、n-ブチルベンゼン、n-プロピルアセテート、o-キシレン、o-クロロトルエン、o-ジエチルベンゼン、o-ジクロロベンゼン、p-クロロトルエン、p-ジエチルベンゼン、sec-ブチルベンゼン、tert-ブチルベンゼン、γ-ブチロラクトン、イソブチルアルコール、イソホロン、エチレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールジブチルエーテル、エチレングリコールモノイソプロピルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノターシャリーブチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノプロピルエーテル、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、エチレングリコールモノヘキシルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジイソブチルケトン、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールモノイソプロピルエーテル、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、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、シクロヘキサノール、シクロヘキサノールアセテート、シクロヘキサノン、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、ジプロピレングリコールメチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノプロピルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ダイアセトンアルコール、トリアセチン、トリプロピレングリコールモノブチルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールジアセテート、プロピレングリコールフェニルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルプロピオネート、ベンジルアルコール、メチルイソブチルケトン、メチルシクロヘキサノール、酢酸n-アミル、酢酸n-ブチル、酢酸イソアミル、酢酸イソブチル、酢酸プロピル、二塩基酸エステル等が挙げられる。
<Organic solvent>
Examples of the organic solvent include ethyl lactate, benzyl alcohol, 1,2,3-trichloropropane, 1,3-butanediol, 1,3-butylene glycol, 1,3-butylene glycol diacetate, 1,4-dioxane, 2-heptanone, 2-methyl-1,3-propanediol, 3,5,5-trimethyl-2-cyclohexen-1-one, 3,3,5-trimethylcyclohexanone, ethyl 3-ethoxypropionate, 3-methyl-1,3-butanediol, 3-methoxy-3-methyl-1-butanol, 3-methoxy-3-methylbutyl acetate, 3-methoxybutanol, 3-methoxybutyl acetate, 4-heptanone, m-xylene, m-diethylbenzene, m-dichlorobenzene, N,N-dimethylacetamide, N,N-dimethylformamide, n-butyl alcohol, and n-butyl benzene, n-propyl acetate, o-xylene, o-chlorotoluene, o-diethylbenzene, o-dichlorobenzene, p-chlorotoluene, p-diethylbenzene, sec-butylbenzene, tert-butylbenzene, γ-butyrolactone, isobutyl alcohol, isophorone, ethylene glycol diethyl ether, ethylene glycol dibutyl ether, ethylene glycol monoisopropyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether acetate, ethylene glycol monotertiary butyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, ethylene glycol monobutyl ether acetate, ethylene glycol monopropyl ether, cyclopentanone, cyclohexanone, ethylene glycol monohexyl ether, Ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monomethyl ether acetate, diisobutyl ketone, diethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol monoisopropyl ether, diethylene glycol monoethyl ether acetate, diethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol monobutyl ether acetate, diethylene glycol monomethyl ether, cyclohexanol, cyclohexanol acetate, cyclohexanone, dipropylene glycol dimethyl ether, dipropylene glycol methyl ether acetate, dipropylene glycol monoethyl ether, dipropylene glycol monobutyl ether, dipropylene glycol monopropyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, diacetone alcohol, triacetin, tripropylene glycol monobutyl ether, tripropylene glycol monomethyl ether, propylene glycol diacetate, propylene glycol phenyl ether, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol monobutyl ether, propylene glycol monopropyl ether, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether propionate, benzyl alcohol, methyl isobutyl ketone, methylcyclohexanol, n-amyl acetate, n-butyl acetate, isoamyl acetate, isobutyl acetate, propyl acetate, dibasic acid esters, and the like.
これらの中でも乳酸エチル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート等のグリコールアセテート類、ベンジルアルコール、ダイアセトンアルコール等のアルコール類やシクロヘキサノンやシクロペンタノン等のケトン類が好ましい。 Among these, glycol acetates such as ethyl lactate, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate, ethylene glycol monomethyl ether acetate, and ethylene glycol monoethyl ether acetate, alcohols such as benzyl alcohol and diacetone alcohol, and ketones such as cyclohexanone and cyclopentanone are preferred.
有機溶剤の使用量は、着色組成物を適正な粘度に調節する面で、着色剤100質量部に対し、500~4000質量部が好ましい。 The amount of organic solvent used is preferably 500 to 4,000 parts by mass per 100 parts by mass of colorant, in order to adjust the viscosity of the coloring composition to an appropriate level.
有機溶剤は、単独または2種類以上を併用して使用できる。 Organic solvents can be used alone or in combination of two or more types.
<カラーフィルタ用感光性着色組成物>
カラーフィルタ用感光性着色組成物は、上記のように作製したカラーフィルタ用着色組成物、重合性化合物、光重合開始剤、および有機溶剤を含むことが好ましく、さらにバインダー樹脂を含むことが好ましい。
カラーフィルタ用感光性着色組成物は、上記の材料を攪拌混合して作製する。さらに必要に応じてろ過を行う。前記攪拌混合は、既に説明した分散処理を行ってもよい。また、各材料を配合するタイミングは任意である。なお、上記同様に粗大粒子等の除去を行うことが好ましい。
<Photosensitive Coloring Composition for Color Filter>
The photosensitive coloring composition for color filters preferably contains the coloring composition for color filters prepared as described above, a polymerizable compound, a photopolymerization initiator, and an organic solvent, and preferably further contains a binder resin.
The photosensitive coloring composition for color filters is prepared by stirring and mixing the above materials. Further, filtration is carried out as necessary. The stirring and mixing may be carried out by the dispersion treatment already described. Furthermore, the timing of blending each material is arbitrary. It is preferable to remove coarse particles and the like in the same manner as above.
<重合性化合物>
重合性化合物は、重合性不飽和基を含有するモノマー(単量体)、オリゴマーである。重合性化合物は、例えば、酸基含有単量体、ウレタン結合含有単量体、その他単量体が挙げられる。
<Polymerizable compound>
The polymerizable compound is a monomer or oligomer containing a polymerizable unsaturated group, such as an acid group-containing monomer, a urethane bond-containing monomer, or other monomer.
酸基含有単量体の酸基は、スルホン酸基、カルボキシル基、リン酸基等が挙げられる。
酸基含有単量体は、例えば、多価アルコールと(メタ)アクリル酸との遊離水酸基含有ポリ(メタ)アクリレート類と、ジカルボン酸類とのエステル化物;多価カルボン酸と、モノヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート類とのエステル化物等が挙げられる。具体例は、トリメチロールプロパンジアクリレート、トリメチロールプロパンジメタクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールトリメタクリレート、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート、ジペンタエリスリトールペンタメタクリレート等のモノヒドロキシオリゴアクリレート又はモノヒドロキシオリゴメタクリレート類と、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、フタル酸等のジカルボン酸類との遊離カルボキシル基含有モノエステル化物;プロパン-1,2,3-トリカルボン酸(トリカルバリル酸)、ブタン-1,2,4-トリカルボン酸、ベンゼン-1,2,3-トリカルボン酸、ベンゼン-1,3,4-トリカルボン酸、ベンゼン-1,3,5-トリカルボン酸等のトリカルボン酸類と、2-ヒドロキシエチルアクリレート、2-ヒドロキシエチルメタクリレート、2-ヒドロキシプロピルアクリレート、2-ヒドロキシプロピルメタクリレート等のモノヒドロキシモノアクリレート又はモノヒドロキシモノメタクリレート類との遊離カルボキシル基含有オリゴエステル化物等が挙げられる。
Examples of the acid group of the acid group-containing monomer include a sulfonic acid group, a carboxyl group, and a phosphoric acid group.
Examples of the acid group-containing monomer include esters of dicarboxylic acids and free hydroxyl group-containing poly(meth)acrylates of polyhydric alcohols and (meth)acrylic acid; and esters of polycarboxylic acids and monohydroxyalkyl(meth)acrylates. Specific examples include free carboxyl group-containing monoesters of monohydroxy oligoacrylates or monohydroxy oligomethacrylates, such as trimethylolpropane diacrylate, trimethylolpropane dimethacrylate, pentaerythritol triacrylate, pentaerythritol trimethacrylate, dipentaerythritol pentaacrylate, and dipentaerythritol pentamethacrylate, with dicarboxylic acids, such as malonic acid, succinic acid, glutaric acid, and phthalic acid; and free carboxyl group-containing oligoesters of tricarboxylic acids, such as propane-1,2,3-tricarboxylic acid (tricarballylic acid), butane-1,2,4-tricarboxylic acid, benzene-1,2,3-tricarboxylic acid, benzene-1,3,4-tricarboxylic acid, and benzene-1,3,5-tricarboxylic acid, with monohydroxy monoacrylates or monohydroxy monomethacrylates, such as 2-hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, 2-hydroxypropyl acrylate, and 2-hydroxypropyl methacrylate.
(ウレタン結合含有単量体)
ウレタン結合含有単量体は、例えば、水酸基を有する(メタ)アクリレートに多官能イソシアネートを反応させて得られる多官能ウレタンアクリレート、アルコールに多官能イソシアネートを反応させ、さらに水酸基を有する(メタ)アクリレートを反応させて得られる多官能ウレタンアクリレート等が挙げられる。
(Urethane bond-containing monomer)
Examples of the urethane bond-containing monomer include a polyfunctional urethane acrylate obtained by reacting a (meth)acrylate having a hydroxyl group with a polyfunctional isocyanate, and a polyfunctional urethane acrylate obtained by reacting an alcohol with a polyfunctional isocyanate and further reacting the resulting alcohol with a (meth)acrylate having a hydroxyl group.
水酸基を有する(メタ)アクリレートは、2-ヒドロキシエチル(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、トリメチロールプロパンジ(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、ジトリメチロールプロパントリ(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エチレンオキサイド変性ペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールプロピレンオキサイド変性ペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールカプロラクトン変性ペンタ(メタ)アクリレート、グリセロールアクリレートメタクリレート、グリセロールジメタクリレート、2-ヒドロキシ-3-アクリロイルプロピルメタクリレート、エポキシ基含有化合物とカルボキシ(メタ)アクリレートの反応物、水酸基含有ポリオールポリアクリレート等が挙げられる。 Examples of (meth)acrylates having a hydroxyl group include 2-hydroxyethyl (meth)acrylate, 4-hydroxybutyl (meth)acrylate, trimethylolpropane di(meth)acrylate, pentaerythritol tri(meth)acrylate, ditrimethylolpropane tri(meth)acrylate, dipentaerythritol penta(meth)acrylate, dipentaerythritol ethylene oxide-modified penta(meth)acrylate, dipentaerythritol propylene oxide-modified penta(meth)acrylate, dipentaerythritol caprolactone-modified penta(meth)acrylate, glycerol acrylate methacrylate, glycerol dimethacrylate, 2-hydroxy-3-acryloylpropyl methacrylate, reaction products of epoxy group-containing compounds and carboxy(meth)acrylates, and hydroxyl group-containing polyol polyacrylates.
多官能イソシアネートは、トリレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、ジフェニルメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ポリイソシアネート等が挙げられる。 Examples of polyfunctional isocyanates include tolylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, diphenylmethylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, and polyisocyanates.
その他単量体は、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、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、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、β-カルボキシエチル(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,6-ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、フェノキシテトラエチレングリコール(メタ)アクリレート、フェノキシヘキサエチレングリコール(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンPO変性トリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンEO変性トリ(メタ)アクリレート、イソシアヌル酸EO変性ジ(メタ)アクリレート、イソシアヌル酸EO変性トリ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ(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テトラ(メタ)アクリレート、1,6-ヘキサンジオールジグリシジルエーテルジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAジグリシジルエーテルジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテルジ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(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、トリシクロデカニル(メタ)アクリレート、メチロール化メラミンの(メタ)アクリル酸エステル、エポキシ(メタ)アクリレート、ウレタンアクリレート等の各種アクリル酸エステル及びメタクリル酸エステル、(メタ)アクリル酸、スチレン、酢酸ビニル、ヒドロキシエチルビニルエーテル、エチレングリコールジビニルエーテル、ペンタエリスリトールトリビニルエーテル、(メタ)アクリルアミド、N-ヒドロキシメチル(メタ)アクリルアミド、N-ビニルホルムアミド、アクリロニトリル等が挙げられる。 Other monomers include, for example, methyl (meth)acrylate, ethyl (meth)acrylate, 2-hydroxyethyl (meth)acrylate, 2-hydroxypropyl (meth)acrylate, cyclohexyl (meth)acrylate, β-carboxyethyl (meth)acrylate, polyethylene glycol di(meth)acrylate, 1,6-hexanediol di(meth)acrylate, triethylene glycol di(meth)acrylate, polypropylene glycol di(meth)acrylate, trimethylolpropane tri(meth)acrylate, phenoxytetraethylene glycol (meth)acrylate, phenoxyhexaethylene glycol (meth)acrylate, trimethylolpropane PO-modified tri(meth)acrylate, trimethylolpropane EO-modified tri(meth)acrylate, isocyanuric acid EO-modified di(meth)acrylate, isocyanuric acid EO-modified tri(meth)acrylate, ditrimethylolpropane tetra(meth)acrylate, Examples include various acrylic acid esters and methacrylic acid esters such as pentaerythritol tri(meth)acrylate, pentaerythritol tetra(meth)acrylate, 1,6-hexanediol diglycidyl ether di(meth)acrylate, bisphenol A diglycidyl ether di(meth)acrylate, neopentyl glycol diglycidyl ether di(meth)acrylate, dipentaerythritol hexa(meth)acrylate, dipentaerythritol penta(meth)acrylate, tricyclodecanyl (meth)acrylate, (meth)acrylic acid esters of methylolated melamine, epoxy (meth)acrylate, and urethane acrylate; (meth)acrylic acid; styrene; vinyl acetate; hydroxyethyl vinyl ether; ethylene glycol divinyl ether; pentaerythritol trivinyl ether; (meth)acrylamide; N-hydroxymethyl (meth)acrylamide; N-vinylformamide; and acrylonitrile.
これらの中でも3以上の重合性不飽和基を有する重合性化合物(以下、3官能以上重合性化合物という)が好ましい。 Among these, polymerizable compounds having three or more polymerizable unsaturated groups (hereinafter referred to as trifunctional or higher functional polymerizable compounds) are preferred.
3官能以上重合性化合物は、例えば、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ヘキサ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート等が挙げられる。 Examples of trifunctional or higher functional polymerizable compounds include pentaerythritol tetra(meth)acrylate, dipentaerythritol hexa(meth)acrylate, and dipentaerythritol penta(meth)acrylate.
3官能以上重合性化合物の市販品は、例えば、日本化薬社製のKAYARAD R-128H、R526、PEG400DA、MAND、NPGDA、R-167、HX-220、R-551、R712、R-604、R-684、GPO-303、TMPTA、DPHA、DPEA-12、DPHA-2C、D-310、D-330、DPCA-20、DPCA-30、DPCA-60、DPCA-120、及び東亜合成社製のアロニックスM-303、M-305、M-306、M-309、M-310、M-321、M-325、M-350、M-360、M-313、M-315、M-400、M-402、M-403、M-404、M-405、M-406、M-450、M-452、M-408、M-211B、M-101A、大阪有機社製のビスコート#310HP、#335HP、#700、#295、#330、#360、#GPT、#400、#405、新中村化学社製のNKエステルA-9300等が挙げられる。 Commercially available trifunctional or higher polymerizable compounds include, for example, KAYARAD R-128H, R526, PEG400DA, MAND, NPGDA, R-167, HX-220, R-551, R712, R-604, R-684, GPO-303, TMPTA, DPHA, DPEA-12, DPHA-2C, D-310, D-330, DPCA-20, DPCA-30, DPCA-60, and DPCA-120 manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd., and Aronix M-303, M-305, M-306, M-309, and M-310 manufactured by Toagosei Co., Ltd. Examples include M-321, M-325, M-350, M-360, M-313, M-315, M-400, M-402, M-403, M-404, M-405, M-406, M-450, M-452, M-408, M-211B, and M-101A, Viscoat #310HP, #335HP, #700, #295, #330, #360, #GPT, #400, and #405 manufactured by Osaka Organic Chemical Co., Ltd., and NK Ester A-9300 manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.
重合性化合物は、単独または2種類以上を併用して使用できる。 The polymerizable compounds can be used alone or in combination of two or more types.
重合性化合物の含有量は、感光性着色組成物の不揮発分100質量%中、1~50質量%が好ましく、2~40質量部がより好ましい。適量配合すると硬化性及び現像性がより向上する。 The content of the polymerizable compound is preferably 1 to 50 mass %, and more preferably 2 to 40 mass parts, based on 100 mass % of the nonvolatile content of the photosensitive coloring composition. Adding an appropriate amount further improves curability and developability.
<光重合開始剤>
光重合開始剤(G)は、例えば、4-フェノキシジクロロアセトフェノン、4-t-ブチル-ジクロロアセトフェノン、ジエトキシアセトフェノン、1-(4-イソプロピルフェニル)-2-ヒドロキシ-2-メチルプロパン-1-オン、1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2-メチル-1-[4-(メチルチオ)フェニル]-2-モルフォリノプロパン-1-オン、2-(ジメチルアミノ)-1-[4-(4-モルホリノ)フェニル]-2-(フェニルメチル)-1-ブタノン、又は2-(ジメチルアミノ)-2-[(4-メチルフェニル)メチル]-1-[4-(4-モルホリニル)フェニル]-1-ブタノン等のアセトフェノン系化合物;ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、又はベンジルジメチルケタール等のベンゾイン系化合物;ベンゾフェノン、ベンゾイル安息香酸、ベンゾイル安息香酸メチル、4-フェニルベンゾフェノン、ヒドロキシベンゾフェノン、アクリル化ベンゾフェノン、4-ベンゾイル-4’-メチルジフェニルサルファイド、又は3,3’,4,4’-テトラ(t-ブチルパーオキシカルボニル)ベンゾフェノン等のベンゾフェノン系化合物;チオキサントン、2-クロルチオキサントン、2-メチルチオキサントン、イソプロピルチオキサントン、2,4-ジイソプロピルチオキサントン、又は2,4-ジエチルチオキサントン等のチオキサントン系化合物;2,4,6-トリクロロ-s-トリアジン、2-フェニル-4,6-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン、2-(p-メトキシフェニル)-4,6-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン、2-(p-トリル)-4,6-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン、2-ピペロニル-4,6-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン、2,4-ビス(トリクロロメチル)-6-スチリル-s-トリアジン、2-(ナフト-1-イル)-4,6-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン、2-(4-メトキシ-ナフト-1-イル)-4,6-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン、2,4-トリクロロメチル-(ピペロニル)-6-トリアジン、又は2,4-トリクロロメチル-(4’-メトキシスチリル)-6-トリアジン等のトリアジン系化合物;1,2-オクタンジオン,1-[4-(フェニルチオ)フェニル]-,2-(O-ベンゾイルオキシム)、又はエタノン,1-[9-エチル-6-(2-メチルベンゾイル)-9H-カルバゾール-3-イル]-,1-(O-アセチルオキシム)等のオキシムエステル系化合物;ビス(2,4,6-トリメチルベンゾイル)フェニルホスフィンオキサイド、又はジフェニル-2,4,6-トリメチルベンゾイルホスフィンオキサイド等のホスフィン系化合物;9,10-フェナンスレンキノン、カンファーキノン、エチルアントラキノン等のキノン系化合物;ボレート系化合物;カルバゾール系化合物;イミダゾール系化合物;あるいは、チタノセン系化合物等が挙げられる。
<Photopolymerization initiator>
Examples of the photopolymerization initiator (G) include acetophenone-based compounds such as 4-phenoxydichloroacetophenone, 4-t-butyl-dichloroacetophenone, diethoxyacetophenone, 1-(4-isopropylphenyl)-2-hydroxy-2-methylpropan-1-one, 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone, 2-methyl-1-[4-(methylthio)phenyl]-2-morpholinopropan-1-one, 2-(dimethylamino)-1-[4-(4-morpholino)phenyl]-2-(phenylmethyl)-1-butanone, and 2-(dimethylamino)-2-[(4-methylphenyl)methyl]-1-[4-(4-morpholinyl)phenyl]-1-butanone; benzoin, benzoin methyl ether, benzo benzoin-based compounds such as benzoin ethyl ether, benzoin isopropyl ether, or benzil dimethyl ketal; benzophenone-based compounds such as benzophenone, benzoylbenzoic acid, methyl benzoylbenzoate, 4-phenylbenzophenone, hydroxybenzophenone, acrylated benzophenone, 4-benzoyl-4'-methyldiphenyl sulfide, or 3,3',4,4'-tetra(t-butylperoxycarbonyl)benzophenone; thioxanthone-based compounds such as thioxanthone, 2-chlorothioxanthone, 2-methylthioxanthone, isopropylthioxanthone, 2,4-diisopropylthioxanthone, or 2,4-diethylthioxanthone; 2,4,6-trichloro-s-triazine , 2-phenyl-4,6-bis(trichloromethyl)-s-triazine, 2-(p-methoxyphenyl)-4,6-bis(trichloromethyl)-s-triazine, 2-(p-tolyl)-4,6-bis(trichloromethyl)-s-triazine, 2-piperonyl-4,6-bis(trichloromethyl)-s-triazine, 2,4-bis(trichloromethyl)-6-styryl-s-triazine, 2-(naphth-1-yl)-4,6-bis(trichloromethyl)-s-triazine, 2-(4-methoxy-naphth-1-yl)-4,6-bis(trichloromethyl)-s-triazine, 2,4-trichloromethyl-(piperonyl)-6-triazine, or 2,4-trichloromethyl-(4'-methoxystyryl)-6-triazine triazine-based compounds such as azine; oxime ester-based compounds such as 1,2-octanedione, 1-[4-(phenylthio)phenyl]-, 2-(O-benzoyloxime), or ethanone, 1-[9-ethyl-6-(2-methylbenzoyl)-9H-carbazol-3-yl]-, 1-(O-acetyloxime); phosphine-based compounds such as bis(2,4,6-trimethylbenzoyl)phenylphosphine oxide or diphenyl-2,4,6-trimethylbenzoylphosphine oxide; quinone-based compounds such as 9,10-phenanthrenequinone, camphorquinone, and ethylanthraquinone; borate-based compounds; carbazole-based compounds; imidazole-based compounds; or titanocene-based compounds.
市販品は、例えば、アセトフェノン系化合物は、例えば、全てIGM Resins社製で「Omnirad 907」(2-メチル-1-[4-(メチルチオ)フェニル]-2-モルフォリノプロパン-1-オン)、「Omnirad 369E」(2-(ジメチルアミノ)-1-[4-(4-モルホリノ)フェニル]-2-(フェニルメチル)-1-ブタノン)、「Omnirad 379EG」(2-(ジメチルアミノ)-2-[(4-メチルフェニル)メチル]-1-[4-(4-モルホリニル)フェニル]-1-ブタノン)、ホスフィン系化合物は、例えば、全てIGM Resins社製で「Omnirad
819」(ビス(2,4,6-トリメチルベンゾイル)-フェニルホスフィンオキサイド)、「Omnirad TPO」(ジフェニル-2,4,6-トリメチルベンゾイルホスフィンオキサイド)、などが挙げられる。
Commercially available products include, for example, acetophenone compounds, all manufactured by IGM Resins, such as "Omnirad 907" (2-methyl-1-[4-(methylthio)phenyl]-2-morpholinopropan-1-one), "Omnirad 369E" (2-(dimethylamino)-1-[4-(4-morpholino)phenyl]-2-(phenylmethyl)-1-butanone), and "Omnirad 379EG" (2-(dimethylamino)-2-[(4-methylphenyl)methyl]-1-[4-(4-morpholinyl)phenyl]-1-butanone), and phosphine compounds, all manufactured by IGM Resins, such as "Omnirad
819" (bis(2,4,6-trimethylbenzoyl)-phenylphosphine oxide), "Omnirad TPO" (diphenyl-2,4,6-trimethylbenzoylphosphine oxide), and the like.
これらの中でも、オキシムエステル系化合物が好ましい。 Of these, oxime ester compounds are preferred.
(オキシムエステル系化合物)
オキシムエステル系化合物は、紫外線を吸収することによってオキシムのN-O結合の解裂がおこり、イミニルラジカルとアルキロキシラジカルを生成する。これらのラジカルは更に分解することにより活性の高いラジカルを生成するため、少ない露光量でパターンを形成させることができる。感光性着色組成物の有機顔料濃度が高い場合、塗膜の紫外線透過率が低くなり塗膜の硬化度が低くなることがあるが、オキシムエステル系化合物は高い量子効率を持つため好適に使用される。
(Oxime ester compounds)
When an oxime ester compound absorbs ultraviolet light, the N-O bond of the oxime undergoes cleavage, generating an iminyl radical and an alkyloxy radical. These radicals further decompose to generate highly active radicals, allowing for pattern formation with a small amount of exposure. When the organic pigment concentration of a photosensitive coloring composition is high, the ultraviolet transmittance of the coating film may decrease, resulting in a low degree of curing of the coating film; however, oxime ester compounds are preferably used because of their high quantum efficiency.
以下、好ましいオキシムエステル系光重合開始剤を例示する。 Examples of preferred oxime ester photopolymerization initiators are listed below.
市販品は、例えば、1,2-オクタンジオン,1-[4-(フェニルチオ)フェニル-,2-(O-ベンゾイルオキシム)](IRGACURE OXE-01)、エタノン,1-[
9-エチル-6-(2-メチルベンゾイル)-9H-カルバゾール-3-イル]-,1-(O-アセチルオキシム)(IRGACURE OXE 02)、IRGACURE OXE 04(いずれもBASFジャパン社製)、N-1919、NCI-831、NCI-930(いずれもADEKA社製)、TRONLYTR-PBG-304、TRON
LY TR-PBG-305、TRONLY TR-PBG-309、TRONLY TR
-PBG-345、TRONLY TR-PBG-358、TRONLY TR-PBG-3057(いずれも常州強力新材料社製)等が挙げられる。また、特開2007-210991号公報、特開2009-179619号公報、特開2010-037223号公報、特開2010-215575号公報、特開2011-020998号公報等に記載のオキシムエステル系光重合開始剤も挙げられる。
Commercially available products include, for example, 1,2-octanedione, 1-[4-(phenylthio)phenyl-, 2-(O-benzoyloxime)] (IRGACURE OXE-01), ethanone, 1-[
9-ethyl-6-(2-methylbenzoyl)-9H-carbazol-3-yl]-, 1-(O-acetyloxime) (IRGACURE OXE 02), IRGACURE OXE 04 (all manufactured by BASF Japan Ltd.), N-1919, NCI-831, NCI-930 (all manufactured by ADEKA Corporation), TRONLYTR-PBG-304, TRON
LY TR-PBG-305, TRONLY TR-PBG-309, TRONLY TR
TRONLY TR-PBG-345, TRONLY TR-PBG-358, TRONLY TR-PBG-3057 (all manufactured by Changzhou Strong New Materials Co., Ltd.), etc. Further examples include oxime ester photopolymerization initiators described in JP-A Nos. 2007-210991, 2009-179619, 2010-037223, 2010-215575, 2011-020998, etc.
光重合開始剤は、単独または2種類以上を併用して使用できる。 Photopolymerization initiators can be used alone or in combination of two or more types.
<重合禁止剤>
感光性着色組成物は、重合禁止剤を含有できる。これにより露光時にマスクの回折光による感光を防止し、良好なパターン形状が得やすくなる。
<Polymerization inhibitor>
The photosensitive coloring composition may contain a polymerization inhibitor, which prevents photosensitivity due to diffracted light from the mask during exposure, making it easier to obtain a good pattern shape.
重合禁止剤は、例えば、カテコール、レゾルシノール、1,4-ヒドロキノン、2-メチルカテコール、3-メチルカテコール、4-メチルカテコール、2-エチルカテコール、3-エチルカテコール、4-エチルカテコール、2-プロピルカテコール、3-プロピルカテコール、4-プロピルカテコール、2-n-ブチルカテコール、3-n-ブチルカテコール、4-n-ブチルカテコール、2-tert-ブチルカテコール、3-tert-ブチルカテコール、4-tert-ブチルカテコール、3,5-ジ-tert-ブチルカテコール等のアルキルカテコール系化合物、2-メチルレゾルシノール、4-メチルレゾルシノール、2-エチルレゾルシノール、4-エチルレゾルシノール、2-プロピルレゾルシノール、4-プロピルレゾルシノール、2-n-ブチルレゾルシノール、4-n-ブチルレゾルシノール、2-tert-ブチルレゾルシノール、4-tert-ブチルレゾルシノール等のアルキルレゾルシノール系化合物、メチルヒドロキノン、エチルヒドロキノン、プロピルヒドロキノン、tert-ブチルヒドロキノン、2,5-ジ-tert-ブチルヒドロキノン等のアルキルヒドロキノン系化合物、トリブチルホスフィン、トリオクチルホスフィン、トリシクロヘキシルホスフィン、トリフェニルホスフィン、トリベンジルホスフィン等のホスフィン化合物、トリオクチルホスフィンオキサイド、トリフェニルホスフィンオキサイドなどのホスフィンオキサイド化合物、トリフェニルホスファイト、トリスノニルフェニルホスファイト等のホスファイト化合物、ピロガロール、フロログルシンなどが挙げられる。 Examples of polymerization inhibitors include alkyl catechol compounds such as catechol, resorcinol, 1,4-hydroquinone, 2-methylcatechol, 3-methylcatechol, 4-methylcatechol, 2-ethylcatechol, 3-ethylcatechol, 4-ethylcatechol, 2-propylcatechol, 3-propylcatechol, 4-propylcatechol, 2-n-butylcatechol, 3-n-butylcatechol, 4-n-butylcatechol, 2-tert-butylcatechol, 3-tert-butylcatechol, 4-tert-butylcatechol, and 3,5-di-tert-butylcatechol; 2-methylresorcinol, 4-methylresorcinol, 2-ethylresorcinol, 4-ethylresorcinol, 2-propylresorcinol, 4-propylresorcinol, and 2-n-butylcatechol. Examples of suitable resorcinol compounds include alkylresorcinol compounds such as n-butylresorcinol, 4-n-butylresorcinol, 2-tert-butylresorcinol, and 4-tert-butylresorcinol; alkylhydroquinone compounds such as methylhydroquinone, ethylhydroquinone, propylhydroquinone, tert-butylhydroquinone, and 2,5-di-tert-butylhydroquinone; phosphine compounds such as tributylphosphine, trioctylphosphine, tricyclohexylphosphine, triphenylphosphine, and tribenzylphosphine; phosphine oxide compounds such as trioctylphosphine oxide and triphenylphosphine oxide; phosphite compounds such as triphenylphosphite and trisnonylphenylphosphite; pyrogallol; and phloroglucin.
重合禁止剤の含有量は、感光性着色組成物の不揮発分中、0.01~1質量部が好ましい。適量含有すると良好なパターン形状が得やすくなる。 The content of the polymerization inhibitor is preferably 0.01 to 1 part by mass of the non-volatile content of the photosensitive coloring composition. An appropriate amount makes it easier to obtain a good pattern shape.
<紫外線吸収剤>
感光性着色組成物は、紫外線吸収剤を含有できる。紫外線吸収剤は、ベンゾトリアゾール系化合物、トリアジン系化合物、ベンゾフェノン系化合物、サリチル酸エステル系化合物、シアノアクリレート系化合物、及びサリシレート系化合物等が挙げられる。なお、紫外線吸収剤は、オリゴマーやポリマーであってもよい
<Ultraviolet absorber>
The photosensitive coloring composition may contain an ultraviolet absorber. Examples of the ultraviolet absorber include benzotriazole compounds, triazine compounds, benzophenone compounds, salicylic acid ester compounds, cyanoacrylate compounds, and salicylate compounds. The ultraviolet absorber may be an oligomer or a polymer.
これらの中でもベンゾトリアゾール系有機化合物は、例えば、2-(5メチル-2-ヒドロキシフェニル)ベンゾトリアゾール、2-(3-tブチル-5-メチル-2-ヒドロキシフェニル)-5-クロロベンゾトリアゾール、2,2’-メチレンビス[6-(ベンゾトリアゾール-2-イル)-4-tert-オクチルフェノール]等が挙げられる。ベンゾフェノン系有機化合物は、例えば、2,2-ジ-ヒドロキシ-4,4-ジメトキシベンゾフェノン等が挙げられる。トリアジン系有機化合物は、例えば2,4,6-トリス(2-ヒドロキシ-4-ヘキシルオキシ-3-メチルフェニル)-1,3,5-トリアジン等が挙げられる。 Among these, examples of benzotriazole-based organic compounds include 2-(5-methyl-2-hydroxyphenyl)benzotriazole, 2-(3-t-butyl-5-methyl-2-hydroxyphenyl)-5-chlorobenzotriazole, and 2,2'-methylenebis[6-(benzotriazol-2-yl)-4-tert-octylphenol]. Examples of benzophenone-based organic compounds include 2,2-di-hydroxy-4,4-dimethoxybenzophenone. Examples of triazine-based organic compounds include 2,4,6-tris(2-hydroxy-4-hexyloxy-3-methylphenyl)-1,3,5-triazine.
市販品は、例えば、BASFジャパン社製「TINUVIN P」(吸光度0.40)、「TINUVIN 326」(吸光度0.48)、「TINUVIN 360」(吸光度0.40)、シプロ化成社製「シーソーブ 107」(吸光度0.60)ADEKA社製「アデカスタブ LA-F70」(吸光度0.90)等が挙げられる。 Commercially available products include, for example, BASF Japan's "TINUVIN P" (absorbance 0.40), "TINUVIN 326" (absorbance 0.48), and "TINUVIN 360" (absorbance 0.40), Shipro Kasei's "Seesorb 107" (absorbance 0.60), and ADEKA's "ADK STAB LA-F70" (absorbance 0.90).
紫外線吸収剤の含有量は、光重合開始剤と紫外線吸収剤との合計100質量%中、5~70質量%が好ましい。適量含有すると良好なパターン形状が得やすい。なお、感光性着色組成物が増感剤を含む場合には、光重合開始剤の含有量に増感剤の含有量を含むこととする。 The content of the UV absorber is preferably 5 to 70% by mass, with the total of the photopolymerization initiator and UV absorber being 100% by mass. An appropriate amount makes it easier to obtain a good pattern shape. Note that if the photosensitive coloring composition contains a sensitizer, the content of the sensitizer is included in the content of the photopolymerization initiator.
<増感剤>
感光性着色組成物は、増感剤を含有できる。増感剤は、例えば、カルコン誘導体、ジベンザルアセトン等に代表される不飽和ケトン類、ベンジルやカンファーキノン等に代表される1,2-ジケトン誘導体、ベンゾイン誘導体、フルオレン誘導体、ナフトキノン誘導体、アントラキノン誘導体、キサンテン誘導体、チオキサンテン誘導体、キサントン誘導体、チオキサントン誘導体、クマリン誘導体、ケトクマリン誘導体、シアニン誘導体、メロシアニン誘導体、オキソノ-ル誘導体等のポリメチン色素、アクリジン誘導体、アジン誘導体、チアジン誘導体、オキサジン誘導体、インドリン誘導体、アズレン誘導体、アズレニウム誘導体、スクアリリウム誘導体、ポルフィリン誘導体、テトラフェニルポルフィリン誘導体、トリアリールメタン誘導体、テトラベンゾポルフィリン誘導体、テトラピラジノポルフィラジン誘導体、フタロシアニン誘導体、テトラアザポルフィラジン誘導体、テトラキノキサリロポルフィラジン誘導体、ナフタロシアニン誘導体、サブフタロシアニン誘導体、ピリリウム誘導体、チオピリリウム誘導体、テトラフィリン誘導体、アヌレン誘導体、スピロピラン誘導体、スピロオキサジン誘導体、チオスピロピラン誘導体、金属アレーン錯体、有機ルテニウム錯体、又はミヒラーケトン誘導体、α-アシロキシエステル、アシルフォスフィンオキサイド、メチルフェニルグリオキシレート、ベンジル、9,10-フェナンスレンキノン、カンファーキノン、エチルアンスラキノン、4,4’-ジエチルイソフタロフェノン、3,3’,又は4,4’-テトラ(t-ブチルパーオキシカルボニル)ベンゾフェノン、4,4’-ジエチルアミノベンゾフェノン等が挙げられる。
<Sensitizer>
The photosensitive coloring composition may contain a sensitizer. Examples of the sensitizer include polymethine dyes such as chalcone derivatives, unsaturated ketones typified by dibenzalacetone, 1,2-diketone derivatives typified by benzil and camphorquinone, benzoin derivatives, fluorene derivatives, naphthoquinone derivatives, anthraquinone derivatives, xanthene derivatives, thioxanthene derivatives, xanthone derivatives, thioxanthone derivatives, coumarin derivatives, ketocoumarin derivatives, cyanine derivatives, merocyanine derivatives, and oxonol derivatives, acridine derivatives, azine derivatives, thiazine derivatives, oxazine derivatives, indoline derivatives, azulene derivatives, azulenium derivatives, squarylium derivatives, porphyrin derivatives, tetraphenylporphyrin derivatives, triarylmethane derivatives, tetrabenzoporphyrin derivatives, and tetrapyrazinoporphyrazine derivatives. Examples of the organic conductor include phthalocyanine derivatives, tetraazaporphyrazine derivatives, tetraquinoxalylporphyrazine derivatives, naphthalocyanine derivatives, subphthalocyanine derivatives, pyrylium derivatives, thiopyrylium derivatives, tetraphylline derivatives, annulene derivatives, spiropyran derivatives, spirooxazine derivatives, thiospiropyran derivatives, metal arene complexes, organic ruthenium complexes, Michler's ketone derivatives, α-acyloxy esters, acylphosphine oxides, methylphenyl glyoxylate, benzyl, 9,10-phenanthrenequinone, camphorquinone, ethyl anthraquinone, 4,4'-diethylisophthalophenone, 3,3', or 4,4'-tetra(t-butylperoxycarbonyl)benzophenone, and 4,4'-diethylaminobenzophenone.
増感剤の含有量は、光重合開始剤100質量部に対し、3~60質量部が好ましく、5~50質量部がより好ましい。適量含有すると光硬化性、現像性が向上する。 The content of the sensitizer is preferably 3 to 60 parts by weight, and more preferably 5 to 50 parts by weight, per 100 parts by weight of the photopolymerization initiator. When an appropriate amount is added, photocuring properties and developability are improved.
<酸化防止剤>
感光性着色組成物は、酸化防止剤を含有できる。酸化防止剤は、感光性着色組成物から形成される被膜が、熱硬化やITOアニール時の熱工程によって酸化による黄変を防ぎ、被膜の透過率の低下を抑制できる。特に感光性着色組成物の着色剤濃度が高い場合、相対的に重合性化合物の含有量が減少するため、光重合開始剤の増量や、熱硬化性化合物の配合で対応すると被膜が黄変し易い。そのため、酸化防止剤を含むことで、加熱工程時の酸化による黄変を防止し、被膜の透過率の低下を抑制できる。
<Antioxidants>
The photosensitive coloring composition can contain an antioxidant. The antioxidant prevents the coating film formed from the photosensitive coloring composition from yellowing due to oxidation during the thermal process of thermal curing or ITO annealing, and can suppress a decrease in the transmittance of the coating. In particular, when the colorant concentration of the photosensitive coloring composition is high, the content of the polymerizable compound is relatively reduced, so that the coating is likely to yellow if the amount of photopolymerization initiator is increased or a thermosetting compound is added to address this. Therefore, by including an antioxidant, yellowing due to oxidation during the heating process can be prevented and a decrease in the transmittance of the coating can be suppressed.
酸化防止剤は、ヒンダードフェノール系化合物、ヒンダードアミン系化合物、リン系化合物、イオウ系化合物、ヒドロキシルアミン系化合物の化合物等が挙げられる。なお、酸化防止剤は、ハロゲン原子を含有しない化合物が好ましい。これらの中でも、被膜の透過率と感度の両立の観点から、ヒンダードフェノール系化合物、ヒンダードアミン系化合物、リン系化合物、イオウ系化合物が好ましい。 Examples of antioxidants include hindered phenol compounds, hindered amine compounds, phosphorus compounds, sulfur compounds, and hydroxylamine compounds. It is preferable that the antioxidant not contain a halogen atom. Among these, hindered phenol compounds, hindered amine compounds, phosphorus compounds, and sulfur compounds are preferred from the viewpoint of achieving both high transmittance and high sensitivity of the coating.
酸化防止剤は、単独または2種類以上を併用して使用できる。 Antioxidants can be used alone or in combination of two or more types.
酸化防止剤の含有量は、感光性着色組成物の不揮発分100質量%中、0.5~5.0質量%が好ましい。 The content of the antioxidant is preferably 0.5 to 5.0% by mass based on 100% by mass of the nonvolatile content of the photosensitive coloring composition.
<レベリング剤> 感光性着色組成物は、レベリング剤を含有できる。これにより、被膜形成時の透明基板に対する濡れ性および被膜の乾燥性がより向上する。レベリング剤は、例えば、ジメチルポリシロキサン、シリコーン系界面活性剤、フッ素系界面活性剤、ノニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、アニオン性界面活性剤等が挙げられる。
これらの中でもジメチルポリシロキサンが好ましい、ジメチルポリシロキサンは、主鎖にポリエーテル構造またはポリエステル構造を有するジメチルポリシロキサンが好ましい。
市販品を挙げると、主鎖にポリエーテル構造を有するジメチルポリシロキサンは、東レ・ダウコーニング社製FZ-2110、FZ-2122、FZ-2130、FZ-2166、FZ-2191、FZ-2203、FZ-2207、ビックケミー社製BYK-333等が挙げられる。また、主鎖にポリエステル構造を有するジメチルポリシロキサンは、ビックケミー社製BYK-310、BYK-370等が挙げられる。
<Leveling Agent> The photosensitive coloring composition can contain a leveling agent. This improves the wettability of the transparent substrate during film formation and the drying properties of the film. Examples of leveling agents include dimethylpolysiloxane, silicone surfactants, fluorine-based surfactants, nonionic surfactants, cationic surfactants, and anionic surfactants.
Of these, dimethylpolysiloxane is preferred, and the dimethylpolysiloxane preferably has a polyether structure or polyester structure in the main chain.
Examples of commercially available products include dimethylpolysiloxanes having a polyether structure in the main chain, such as FZ-2110, FZ-2122, FZ-2130, FZ-2166, FZ-2191, FZ-2203, and FZ-2207 manufactured by Dow Corning Toray Co., Ltd., and BYK-333 manufactured by BYK-Chemie Co., Ltd. Furthermore, examples of dimethylpolysiloxanes having a polyester structure in the main chain include BYK-310 and BYK-370 manufactured by BYK-Chemie Co., Ltd.
レベリング剤は、単独または2種類以上を併用して使用できる。 Leveling agents can be used alone or in combination of two or more types.
レベリング剤の含有量は、感光性着色組成物の不揮発分中、0.001~2.0質量%が好ましく、0.003~0.5質量%がより好ましい。 The content of the leveling agent is preferably 0.001 to 2.0% by mass, and more preferably 0.003 to 0.5% by mass, of the non-volatile content of the photosensitive coloring composition.
<硬化剤、硬化促進剤>
感光性着色組成物は、熱硬化性化合物の硬化を補助するため、硬化剤、硬化促進剤を含有できる。硬化剤としては、フェノール系樹脂、アミン系化合物、酸無水物、活性エステル、カルボン酸系化合物、スルホン酸系化合物などが有効であるが、特にこれらに限定されるものではなく、熱硬化性樹脂と反応し得るものであれば、いずれの硬化剤を使用してもよい。また、これらの中でも、1分子内に2個以上のフェノール性水酸基を有する化合物、アミン系硬化剤が好ましく挙げられる。上記硬化促進剤は、例えば、アミン化合物(例えば、ジシアンジアミド、ベンジルジメチルアミン、4-(ジメチルアミノ)-N,N-ジメチルベンジルアミン、4-メトキシ-N,N-ジメチルベンジルアミン、4-メチル-N,N-ジメチルベンジルアミン等)、4級アンモニウム塩化合物(例えば、トリエチルベンジルアンモニウムクロリド等)、ブロックイソシアネート化合物(例えば、ジメチルアミン等)、イミダゾール誘導体二環式アミジン化合物及びその塩(例えば、イミダゾール、2-メチルイミダゾール、2-エチルイミダゾール、2-エチル-4-メチルイミダゾール、2-フェニルイミダゾール、4-フェニルイミダゾール、1-シアノエチル-2-フェニルイミダゾール、1-(2-シアノエチル)-2-エチル-4-メチルイミダゾール等)、リン化合物(例えば、トリフェニルホスフィン等)、グアナミン化合物(例えば、メラミン、グアナミン、アセトグアナミン、ベンゾグアナミン等)、S-トリアジン誘導体(例えば、2,4-ジアミノ-6-メタクリロイルオキシエチル-S-トリアジン、2-ビニル-2,4-ジアミノ-S-トリアジン、2-ビニル-4,6-ジアミノ-S-トリアジン・イソシアヌル酸付加物、2,4-ジアミノ-6-メタクリロイルオキシエチル-S-トリアジン・イソシアヌル酸付加物等)などを用いることができる。これらは1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。上記硬化促進剤の含有量としては、熱硬化性樹脂100質量部に対し、0.01~15質量部が好ましい。
<Curing agent, curing accelerator>
The photosensitive coloring composition can contain a curing agent or a curing accelerator to assist the curing of the thermosetting compound.As the curing agent, phenolic resins, amine compounds, acid anhydrides, active esters, carboxylic acid compounds, sulfonic acid compounds, etc. are effective, but are not particularly limited thereto, and any curing agent may be used as long as it can react with the thermosetting resin.In addition, among these, compounds having two or more phenolic hydroxyl groups in one molecule and amine curing agents are preferred. Examples of the curing accelerator include amine compounds (e.g., dicyandiamide, benzyldimethylamine, 4-(dimethylamino)-N,N-dimethylbenzylamine, 4-methoxy-N,N-dimethylbenzylamine, 4-methyl-N,N-dimethylbenzylamine, etc.), quaternary ammonium salt compounds (e.g., triethylbenzylammonium chloride, etc.), blocked isocyanate compounds (e.g., dimethylamine, etc.), imidazole derivative bicyclic amidine compounds and salts thereof (e.g., imidazole, 2-methylimidazole, 2-ethylimidazole, 2-ethyl-4-methylimidazole, 2-phenylimidazole, 4-phenylimidazoline, etc.), and the like. Examples of compounds that can be used include methyl methyl acrylate, 1-cyanoethyl-2-phenylimidazole, 1-(2-cyanoethyl)-2-ethyl-4-methylimidazole, etc.), phosphorus compounds (e.g., triphenylphosphine, etc.), guanamine compounds (e.g., melamine, guanamine, acetoguanamine, benzoguanamine, etc.), S-triazine derivatives (e.g., 2,4-diamino-6-methacryloyloxyethyl-S-triazine, 2-vinyl-2,4-diamino-S-triazine, 2-vinyl-4,6-diamino-S-triazine-isocyanuric acid adduct, 2,4-diamino-6-methacryloyloxyethyl-S-triazine-isocyanuric acid adduct, etc.). These may be used alone or in combination of two or more. The content of the curing accelerator is preferably 0.01 to 15 parts by mass per 100 parts by mass of the thermosetting resin.
<その他添加剤>
感光性着色組成物は、その他添加剤として貯蔵安定剤、密着向上剤等を含有できる。経時粘度を安定化させるために貯蔵安定剤を含有させることができる。また、透明基板との密着性を高めるためにシランカップリング剤等の密着向上剤を含有させることもできる。
<Other additives>
The photosensitive coloring composition may contain other additives such as a storage stabilizer and an adhesion improver. A storage stabilizer may be added to stabilize the viscosity over time. An adhesion improver such as a silane coupling agent may also be added to improve adhesion to the transparent substrate.
貯蔵安定剤は、組成物の経時粘度安定性を向上できる。
貯蔵安定剤は、例えば、ベンジルトリメチルクロライド、ジエチルヒドロキシアミンなどの4級アンモニウムクロライド、乳酸、シュウ酸などの有機酸及びそのメチルエーテル、t-ブチルピロカテコール、テトラエチルホスフィン、テトラフェニルフォスフィンなどの有機ホスフィン、亜リン酸塩等が挙げられる。貯蔵安定剤の使用量は、着色剤100質量部に対し、0.1~10質量部が好ましい。
The storage stabilizer can improve the viscosity stability of the composition over time.
Examples of storage stabilizers include quaternary ammonium chlorides such as benzyl trimethyl chloride and diethylhydroxyamine, organic acids such as lactic acid and oxalic acid and their methyl ethers, organic phosphines such as t-butylpyrocatechol, tetraethylphosphine and tetraphenylphosphine, phosphites, etc. The amount of storage stabilizer used is preferably 0.1 to 10 parts by mass per 100 parts by mass of the colorant.
密着向上剤は、基板と被膜の密着性を向上できる。
密着向上剤は、例えば、ビニルトリス(β-メトキシエトキシ)シラン、ビニルエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン等のビニルシラン類、γ-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン等の(メタ)アクリルシラン類、β-(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、β-(3,4-エポキシシクロヘキシル)メチルトリメトキシシラン、β-(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチルトリエトキシシラン、β-(3,4-エポキシシクロヘキシル)メチルトリエトキシシラン、γ-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ-グリシドキシプロピルトリエトキシシラン等のエポキシシラン類、N-β(アミノエチル)γ-アミノプロピルトリメトキシシラン、N-β(アミノエチル)γ-アミノプロピルトリエトキシシラン、N-β(アミノエチル)γ-アミノプロピルメチルジエトキシシシラン、γ-アミノプロピルトリエトキシシラン、γ-アミノプロピルトリメトキシシラン、N-フェニル-γ-アミノプロピルトリメトキシシラン、N-フェニル-γ-アミノプロピルトリエトキシシラン等のアミノシラン類、γ-メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ-メルカプトプロピルトリエトキシシラン等のチオシラン類等のシランカップリング剤が挙げられる。密着向上剤の使用量は、着色剤100質量部に対して、0.01~10質量部が好ましく、0.05~5質量部がより好ましい。
The adhesion promoter can improve the adhesion between the substrate and the coating.
Examples of the adhesion improver include vinyl silanes such as vinyltris(β-methoxyethoxy)silane, vinylethoxysilane, and vinyltrimethoxysilane; (meth)acrylic silanes such as γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane; β-(3,4-epoxycyclohexyl)ethyltrimethoxysilane, β-(3,4-epoxycyclohexyl)methyltrimethoxysilane, β-(3,4-epoxycyclohexyl)ethyltriethoxysilane, β-(3,4-epoxycyclohexyl)methyltriethoxysilane, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, and γ-glycidoxypropyltriethoxysilane. Examples of suitable silane coupling agents include epoxy silanes such as N-β(aminoethyl)γ-aminopropyltrimethoxysilane, N-β(aminoethyl)γ-aminopropyltriethoxysilane, N-β(aminoethyl)γ-aminopropylmethyldiethoxysilane, γ-aminopropyltriethoxysilane, γ-aminopropyltrimethoxysilane, N-phenyl-γ-aminopropyltrimethoxysilane, and N-phenyl-γ-aminopropyltriethoxysilane, and thiosilanes such as γ-mercaptopropyltrimethoxysilane and γ-mercaptopropyltriethoxysilane. The amount of the adhesion improver used is preferably 0.01 to 10 parts by mass, and more preferably 0.05 to 5 parts by mass, per 100 parts by mass of the colorant.
(界面活性剤)
界面活性剤としては、ラウリル硫酸ナトリウム、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、スチレン-アクリル酸共重合体のアルカリ塩、ステアリン酸ナトリウム、アルキルナフタリンスルホン酸ナトリウム、アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウム、ラウリル硫酸モノエタノールアミン、ラウリル硫酸トリエタノールアミン、ラウリル硫酸アンモニウム、ステアリン酸モノエタノールアミン、スチレン-アクリル酸共重合体のモノエタノールアミン、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸エステル等のアニオン性界面活性剤;ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート、ポリエチレングリコールモノラウレート等のノニオン性界面活性剤;アルキル4級アンモニウム塩やそれらのエチレンオキサイド付加物等のカオチン性界面活性剤;アルキルジメチルアミノ酢酸ベタイン等のアルキルベタイン、アルキルイミダゾリン等の両性界面活性剤が挙げられ、これらは単独でまたは2種以上を混合して用いることができるが、必ずしもこれらに限定されるものではない。
(Surfactant)
Examples of surfactants include anionic surfactants such as sodium lauryl sulfate, polyoxyethylene alkyl ether sulfates, sodium dodecylbenzenesulfonate, alkali salts of styrene-acrylic acid copolymers, sodium stearate, sodium alkylnaphthalenesulfonate, sodium alkyldiphenyletherdisulfonate, monoethanolamine lauryl sulfate, triethanolamine lauryl sulfate, ammonium lauryl sulfate, monoethanolamine stearate, monoethanolamine of styrene-acrylic acid copolymers, and polyoxyethylene alkyl ether phosphate esters; nonionic surfactants such as polyoxyethylene oleyl ether, polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene nonylphenyl ether, polyoxyethylene alkyl ether phosphate esters, polyoxyethylene sorbitan monostearate, and polyethylene glycol monolaurate; cationic surfactants such as alkyl quaternary ammonium salts and their ethylene oxide adducts; alkyl betaines such as alkyldimethylaminoacetic acid betaine, and amphoteric surfactants such as alkylimidazolines. These can be used alone or in combination of two or more, but are not necessarily limited to these.
界面活性剤の含有量は、着色剤100質量部に対し、好ましくは0.1~55質量部、さらに好ましくは0.1~45質量部である。界面活性剤の含有量が、0.1質量部未満の場合には、添加した効果が得られ難く、含有量が55質量部より多いと、過剰な分散剤により分散に影響を及ぼすことがある。 The surfactant content is preferably 0.1 to 55 parts by weight, and more preferably 0.1 to 45 parts by weight, per 100 parts by weight of colorant. If the surfactant content is less than 0.1 parts by weight, it will be difficult to achieve the desired effect, and if the content is more than 55 parts by weight, excess dispersant may affect dispersion.
<カラーフィルタ>
本発明のカラーフィルタは、基板、およびシアン色カラーフィルタ用感光性着色組成物により形成されてなるフィルタセグメントを備える。カラーフィルタは、他にマゼンタ色フィルタセグメントおよびイエロー色フィルタセグメントを備えることが好ましい。
<Color filter>
The color filter of the present invention comprises a substrate and a filter segment formed from a photosensitive coloring composition for a cyan color filter, and preferably further comprises a magenta filter segment and a yellow filter segment.
マゼンタ色フィルタセグメントおよびイエロー色フィルタセグメントに使用する色素を以下説明する。色素以外の材料は、公知の材料を使用すればよい。 The dyes used in the magenta and yellow filter segments are described below. Materials other than the dyes may be any known material.
<マゼンタ色色素>
マゼンタ色色素は、マゼンタ顔料が挙げられる。マゼンタ顔料は、例えば、縮合アゾ化合物、ジケトピロロピロール化合物、アンスラキノン、キナクリドン化合物、塩基染料レーキ化合物、ナフトール化合物、ベンズイミダゾロン化合物、チオインジゴ化合物、チオインジゴ化合物、ペリレン化合物が挙げられる。
マゼンタ色顔料は、C.I.Pigment Red2、3、5、6、7、23、31、48:2、48:3、48:4、57:1、81:1、122、123、130、144、146、149、150、166、168、169、177、179、178、181、184、185、190、194、202、206、209、220、221、224、238、254、255、269、282、C.I.Pigment Violet19等が挙げられる。これらの中でも透明性および着色力が高いことからC.I.Pigment Red122、C.I.Pigment Red150、C.I.Pigment Red282が好ましい。
<Magenta dye>
Examples of magenta colorants include magenta pigments, such as condensed azo compounds, diketopyrrolopyrrole compounds, anthraquinones, quinacridone compounds, basic dye lake compounds, naphthol compounds, benzimidazolone compounds, thioindigo compounds, and perylene compounds.
Examples of magenta pigments include C.I. Pigment Red 2, 3, 5, 6, 7, 23, 31, 48: 2, 48: 3, 48: 4, 57: 1, 81: 1, 122, 123, 130, 144, 146, 149, 150, 166, 168, 169, 177, 179, 178, 181, 184, 185, 190, 194, 202, 206, 209, 220, 221, 224, 238, 254, 255, 269, 282, and C.I. Pigment Violet 19. Among these, C.I. Pigment Red 122 and C.I. Pigment Violet 19 are preferred because of their high transparency and coloring strength. Pigment Red 150, C.I. Pigment Red 282 are preferred.
また、顔料以外にも酸性染料、塩基性染料を用いることができる。例えば、C.I.アシッド レッド 289、52、ローダミン色素が挙げられる。 In addition to pigments, acid dyes and basic dyes can also be used. Examples include C.I. Acid Red 289, 52, and rhodamine dyes.
<イエロー色色素>
イエロー色色素は、黄色顔料又は黄色染料が挙げられる。
黄色顔料は、例えば、C.I.ピグメントイエロー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、192、193、194、196、198、199、213、214、特許第4993026号公報に記載のキノフタロン系顔料等が挙げられる。これらの中でも耐熱性、耐光性、及び明度の観点から、C.I.ピグメントイエロー138、139、150及び185が好ましい。
<Yellow colorant>
The yellow colorant may be a yellow pigment or a yellow dye.
Yellow pigments include, for example, 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, 124, 125, 126, 127, 128, 129, 130, 131, 132, 133, 134, 135, 136, 137, 138, 139, 140, 141, 142, 143, 144, 145, 146, 147, 148, 149, 150, 151, 152, 153, 154, 155, 156, 157, 158, 159, 160, 161, 162, 163, 164, 165, 166, 167, 168, 169, 170, 171 6, 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, 192, 193, 194, 196, 198, 199, 213, 214, and quinophthalone pigments described in Japanese Patent No. 4993026. Among these, C.I. Pigment Yellow 138, 139, 150, and 185 are preferred from the viewpoints of heat resistance, light resistance, and brightness.
黄色染料は、例えば、アゾ染料、アゾ金属錯塩染料、アントラキノン染料、インジゴ染料、チオインジゴ染料、フタロシアニン染料、ジフェニルメタン染料、トリフェニルメタン染料、キサンテン染料、チアジン染料、カチオン染料、キノフタロン染料、シアニン染料、ニトロ染料、キノリン染料、ナフトキノン染料、オキサジン染料が挙げられる。 Examples of yellow dyes include azo dyes, azo metal complex dyes, anthraquinone dyes, indigo dyes, thioindigo dyes, phthalocyanine dyes, diphenylmethane dyes, triphenylmethane dyes, xanthene dyes, thiazine dyes, cationic dyes, quinophthalone dyes, cyanine dyes, nitro dyes, quinoline dyes, naphthoquinone dyes, and oxazine dyes.
<カラーフィルタの製造方法>
本発明のカラーフィルタは、印刷法またはフォトリソグラフィー法により、製造することができる。
<Color filter manufacturing method>
The color filter of the present invention can be produced by a printing method or a photolithography method.
印刷法によるフィルタセグメントの形成は、印刷インキとして調製した着色組成物の印刷と乾燥を繰り返すだけでパターン化ができるため、カラーフィルタの製造法としては、低コストであり、かつ量産性に優れている。さらに、印刷技術の発展により高い寸法精度及び平滑度を有する微細パターンの印刷を行うことができる。印刷を行うためには、印刷の版上にて、あるいはブランケット上にてインキが乾燥、固化しないような組成とすることが好ましい。また、印刷機上でのインキの流動性制御も重要であり、分散剤や体質顔料によってインキ粘度の調整も行うことができる。 When filter segments are formed by printing, patterns can be created simply by repeatedly printing and drying a colored composition prepared as printing ink, making it a low-cost and highly suitable method for mass production of color filters. Furthermore, advances in printing technology have made it possible to print fine patterns with high dimensional accuracy and smoothness. For printing, it is preferable to use a composition that prevents the ink from drying or solidifying on the printing plate or blanket. Controlling the fluidity of the ink on the printing press is also important, and ink viscosity can be adjusted using dispersants and extender pigments.
フォトリソグラフィー法によりフィルタセグメントを形成する場合は、上記溶剤現像型あるいはアルカリ現像型着色レジスト材として調製した着色組成物を、透明基板上に、スプレーコートやスピンコート、スリットコート、ロールコート等の塗布方法により、乾燥膜厚が0.2~5μmとなるように塗布する。必要により乾燥された膜には、この膜と接触あるいは非接触状態で設けられた所定のパターンを有するマスクを通して紫外線露光を行う。その後、溶剤またはアルカリ現像液に浸漬するかもしくはスプレーなどにより現像液を噴霧して未硬化部を除去して所望のパターンを形成したのち、同様の操作を他色について繰り返してカラーフィルタを製造することができる。さらに、着色レジスト材の重合を促進するため、必要に応じて加熱を施すこともできる。フォトリソグラフィー法によれば、上記印刷法より精度の高いカラーフィルタが製造できる。 When forming filter segments using photolithography, the colored composition prepared as the solvent-developable or alkali-developable colored resist material is applied to a transparent substrate by a coating method such as spray coating, spin coating, slit coating, or roll coating to a dry film thickness of 0.2 to 5 μm. If necessary, the dried film is exposed to ultraviolet light through a mask with a predetermined pattern, which is placed in contact with or out of contact with the film. The uncured portions are then removed by immersion in a solvent or alkali developer or sprayed with a developer, etc., to form the desired pattern. The same process can then be repeated for other colors to produce color filters. Furthermore, heating can be applied as needed to promote polymerization of the colored resist material. Photolithography allows for the production of color filters with higher precision than the printing method described above.
現像に際しては、アルカリ現像液として炭酸ナトリウム、水酸化ナトリウム等の水溶液が使用され、ジメチルベンジルアミン、トリエタノールアミン等の有機アルカリを用いることもできる。また、現像液には、消泡剤や界面活性剤を添加することもできる。なお、紫外線露光感度を上げるために、上記着色レジスト材を塗布乾燥後、水溶性あるいはアルカリ水溶性樹脂、例えばポリビニルアルコールや水溶性アクリル樹脂等を塗布乾燥し酸素による重合阻害を防止する膜を形成した後、紫外線露光を行うこともできる。 For development, an aqueous solution of sodium carbonate, sodium hydroxide, or the like is used as the alkaline developer, and organic alkalis such as dimethylbenzylamine and triethanolamine can also be used. Antifoaming agents and surfactants can also be added to the developer. To increase UV exposure sensitivity, after coating and drying the colored resist material, a water-soluble or alkaline-water-soluble resin, such as polyvinyl alcohol or a water-soluble acrylic resin, can be coated and dried to form a film that prevents polymerization inhibition by oxygen, before UV exposure.
本発明のカラーフィルタは、上記方法の他に電着法、転写法、インクジェット法などにより製造することができるが、本発明の着色組成物はいずれの方法にも用いることができる。なお、電着法は、基板上に形成した透明導電膜を利用して、コロイド粒子の電気泳動により各色フィルタセグメントを透明導電膜の上に電着形成することでカラーフィルタを製造する方法である。また、転写法は剥離性の転写ベースシートの表面に、あらかじめフィルタセグメントを形成しておき、このフィルタセグメントを所望の基板に転写させる方法である。 The color filter of the present invention can be manufactured by the above-mentioned methods, as well as by electrodeposition, transfer, inkjet, and other methods, and the coloring composition of the present invention can be used in any of these methods. The electrodeposition method is a method of manufacturing a color filter by using a transparent conductive film formed on a substrate and electrodepositing each color filter segment onto the transparent conductive film by electrophoresis of colloidal particles. The transfer method is a method in which filter segments are formed in advance on the surface of a peelable transfer base sheet, and then these filter segments are transferred to the desired substrate.
透明基板あるいは反射基板上に各色フィルタセグメントを形成する前に、あらかじめブラックマトリクスを形成することができる。ブラックマトリクスとしては、クロムやクロム/酸化クロムの多層膜、窒化チタニウムなどの無機膜や、遮光剤を分散した樹脂膜が用いられるが、これらに限定されない。また、前記の透明基板あるいは反射基板上に薄膜トランジスター(TFT)をあらかじめ形成しておき、その後に各色フィルタセグメントを形成することもできる。また本発明のカラーフィルタ上には、必要に応じてオーバーコート膜や透明導電膜などが形成される。 A black matrix can be formed before each color filter segment is formed on a transparent or reflective substrate. Examples of black matrices that can be used include, but are not limited to, multilayer films of chromium or chromium/chromium oxide, inorganic films such as titanium nitride, and resin films with a dispersed light-blocking agent. Thin-film transistors (TFTs) can also be formed on the transparent or reflective substrate before each color filter segment is formed. If necessary, an overcoat film or transparent conductive film can be formed on the color filter of the present invention.
カラーフィルタは、シール剤を用いて対向基板と張り合わせ、シール部に設けられた注入口から液晶を注入したのち注入口を封止し、必要に応じて偏光膜や位相差膜を基板の外側に張り合わせることにより、液晶表示パネルが製造される。 The color filter is attached to the opposing substrate using a sealant, liquid crystal is injected through an injection port provided in the seal, the injection port is then sealed, and a polarizing film or retardation film is attached to the outside of the substrate as needed to produce a liquid crystal display panel.
かかる液晶表示パネルは、ツイステッド・ネマティック(TN)、スーパー・ツイステッド・ネマティック(STN)、イン・プレーン・スイッチング(IPS)、ヴァーティカリー・アライメント(VA)、オプティカリー・コンベンセンド・ベンド(OCB)等のカラーフィルタを使用してカラー化を行う液晶表示モードに使用することができる。 Such liquid crystal display panels can be used in liquid crystal display modes that use color filters such as twisted nematic (TN), super twisted nematic (STN), in-plane switching (IPS), vertical alignment (VA), and optically convex bend (OCB).
本発明の表示装置は、カラーフィルタを備える。前記表示装置は、例えば、画像表示装置が好ましい。 The display device of the present invention is equipped with a color filter. The display device is preferably, for example, an image display device.
<画像表示装置>
本発明のカラーフィルタを備えた画像表示装置について説明する。
本発明の画像表示装置は、本発明のカラーフィルタと、光源とを具備する。光源としては、冷陰極管(CCFL),白色LEDが挙げられるが、本発明においては赤の再現領域が広がるという点で、白色LEDを使用することが好ましい。図1は、本発明のカラーフィルタを備えた画像表示装置10の概略断面図である。図1に示す装置10は、離間対向して配置された一対の透明基板11および21を備え、それらの間には、液晶LCが封入されている。
<Image display device>
An image display device equipped with the color filter of the present invention will be described.
The image display device of the present invention comprises the color filter of the present invention and a light source. Examples of light sources include cold cathode fluorescent lamps (CCFLs) and white LEDs. In the present invention, it is preferable to use white LEDs because they broaden the red reproduction range. Figure 1 is a schematic cross-sectional view of an image display device 10 equipped with the color filter of the present invention. The device 10 shown in Figure 1 comprises a pair of transparent substrates 11 and 21 arranged at a distance from each other, with a liquid crystal LC sealed between them.
液晶LCは、TN(Twisted Nematic)、STN(Super Twisted Nematic)、IPS(In-Plane switching)、VA(Vertical Alignment)、OCB(Optically Compensated Bifefringence)等の駆動モードに応じて配向される。第1の透明基板11の内面には、TFT(薄膜トランジスター)アレイ12が形成されており、その上には例えばITOからなる透明電極層13が形成されている。透明電極層13の上には、配向層14が設けられている。また、透明基板11の外面には、偏光板15が形成されている。 The liquid crystal LC is aligned according to the drive mode, such as TN (Twisted Nematic), STN (Super Twisted Nematic), IPS (In-Plane Switching), VA (Vertical Alignment), or OCB (Opticaly Compensated Birefringence). A TFT (thin film transistor) array 12 is formed on the inner surface of the first transparent substrate 11, and a transparent electrode layer 13 made of, for example, ITO is formed thereon. An alignment layer 14 is provided on the transparent electrode layer 13. A polarizer 15 is formed on the outer surface of the transparent substrate 11.
他方、第2の透明基板21の内面には、本発明のカラーフィルタ22が形成されている。カラーフィルタ22を構成する赤色、緑色および青色のフィルタセグメントは、ブラックマトリックス(図示せず)により分離されている。 On the other hand, the color filter 22 of the present invention is formed on the inner surface of the second transparent substrate 21. The red, green, and blue filter segments that make up the color filter 22 are separated by a black matrix (not shown).
カラーフィルタ22を覆って、必要に応じて透明保護膜(図示せず)が形成され、さらにその上に、例えばITOからなる透明電極層23が形成され、透明電極層23を覆って配向層24が設けられている。 If necessary, a transparent protective film (not shown) is formed to cover the color filter 22, and a transparent electrode layer 23 made of, for example, ITO is formed on top of that. An alignment layer 24 is provided to cover the transparent electrode layer 23.
また、透明基板21の外面には、偏光板25が形成されている。なお、偏光板15の下方には、バックライトユニット30が設けられている。 A polarizing plate 25 is formed on the outer surface of the transparent substrate 21. A backlight unit 30 is provided below the polarizing plate 15.
白色LED光源としては、青色LEDの表面に蛍光フィルタを形成したものや、青色LEDの樹脂パッケージに蛍光体を含有させたものがあり、430nm~485nmの範囲内で発光強度が極大となる波長(λ3)を有し、530nm~580nmの範囲内で発光強度が極大となる波長(λ4)を有し、600nm~650nmの範囲内で発光強度が極大となる波長(λ5)を有し、かつ波長λ3における発光強度I3と波長λ4における発光強度I4の比(I4/I3)が0.2以上0.4以下であり、波長λ3における発光強度I3と波長λ5における発光強度I5の比(I5/I3)が0.1以上1.3以下である分光特性を持つ白色LED光源(LED1)や、430nm~485nmの範囲内に発光強度が最大となる波長(λ1)を有し、530nm~580nmの範囲内に第2の発光強度のピーク波長(λ2)を有し、波長λ1における発光強度I1と波長λ2における発光強度I2の比(I2/I1)が0.2以上0.7以下である分光特性を持つ白色LED光源(LED2)が好ましい。 White LED light sources include those with a fluorescent filter formed on the surface of a blue LED and those with a fluorescent material contained in the resin package of a blue LED, and have a wavelength (λ3) in the range of 430 nm to 485 nm at which the emission intensity is maximized, a wavelength (λ4) in the range of 530 nm to 580 nm at which the emission intensity is maximized, and a wavelength (λ5) in the range of 600 nm to 650 nm at which the emission intensity is maximized, and the ratio (I4/I3) of the emission intensity I3 at wavelength λ3 to the emission intensity I4 at wavelength λ4 is between 0.2 and 0.4. Therefore, a white LED light source (LED1) having spectral characteristics in which the ratio (I5/I3) of the emission intensity I3 at wavelength λ3 to the emission intensity I5 at wavelength λ5 is 0.1 or more and 1.3 or less, or a white LED light source (LED2) having a wavelength (λ1) at which the emission intensity is maximum in the range of 430 nm to 485 nm, a second emission intensity peak wavelength (λ2) in the range of 530 nm to 580 nm, and spectral characteristics in which the ratio (I2/I1) of the emission intensity I1 at wavelength λ1 to the emission intensity I2 at wavelength λ2 is 0.2 or more and 0.7 or less is preferred.
LED1としては、具体的にはNSSW306D-HG-V1(日亜化学社製)、NSSW304D-HG-V1(日亜化学社製)等が挙げられる。 Specific examples of LED1 include NSSW306D-HG-V1 (manufactured by Nichia Corporation) and NSSW304D-HG-V1 (manufactured by Nichia Corporation).
LED2としては、具体的にはNSSW440(日亜化学社製)、NSSW304D(日亜化学社製)等が挙げられる。 Specific examples of LED2 include NSSW440 (manufactured by Nichia Corporation) and NSSW304D (manufactured by Nichia Corporation).
<固体撮像素子用カラーフィルタセグメント>
本発明で固体撮像素子用カラーフィルタセグメントの形成は、公知の方法を用いて形成することができるが、撮像素子のフィルタセグメントはサブミクロンから十数ミクロン程度と微細であることから光リソグラフィを用いるのが好適である。
本発明の実施形態は、上述の着色組成物を硬化してなるカラーフィルタセグメントを持つことを特徴とするカラーフィルタの製造方法である。上述した本発明の実施形態に係る着色組成物を硬化して得たカラーフィルタセグメントを含むものである。
本実施形態に係るカラーフィルタは、上述のシアン色フィルタセグメントとマゼンタフィルタセグメントおよびイエローフィルタセグメントを含む。本発明に関わる着色フィルタセグメント以外は、色顔料を含有する、色染料を含有する、もしくは、色顔料及び色染料の両方を含有する、公知の着色組成物を用いて形成して構わない。着色フィルタセグメントの形成方法は特に制限はないが、ネガ型レジストである感光性着色組成物を用いるのが一般的である。
<Color filter segment for solid-state imaging devices>
In the present invention, the color filter segments for the solid-state imaging device can be formed using known methods, but since the filter segments for the imaging device are very fine, ranging from submicrons to several tens of microns, it is preferable to use optical lithography.
An embodiment of the present invention is a method for producing a color filter having a color filter segment obtained by curing the colored composition described above. The color filter segment includes a color filter segment obtained by curing the colored composition according to the embodiment of the present invention described above.
The color filter according to this embodiment includes the cyan, magenta, and yellow filter segments described above. The color filter segments other than those according to the present invention may be formed using a known coloring composition containing a color pigment, a color dye, or both a color pigment and a color dye. While the method for forming the color filter segments is not particularly limited, a photosensitive coloring composition that is a negative resist is typically used.
カラーフィルタセグメントを、所定の対応する光電変換素子上に形成する場合には、ネガ型感光性緑色組成物により形成されたネガ型緑色膜により ネガ型カラーレジスト層を構
成し、この場合のネガ型カラーレジスト層の厚さは0.1μm~3.0μmの範囲に設定される。
ネガ型着色膜により形成されているネガ型カラーレジスト層の表面は、形成したい複数の光電変換素子に対応する 複数の部分を、フォトマスクを使用してパターン露光する。フ
ォトマスクは、実際に形成するパターンの寸法の4~5倍の寸法を 有していて、パター
ン露光時に1/4~1/5に縮小してパターン露光を行なう。
このフォトマスクは、4~5倍レチクルであり、ネガ型カラーレジスト層の表面に露光されるパターンの寸法の4~5倍の大きさの 寸法のパターンを有している。そして、図示
しないステッパー露光装置を使用し、フォトマスクのパターンを1/4~1/5に縮小してネガ型カラー レジスト層の表面に露光している。
露光工程に次いで、アルカリ現像処理(現像工程)を行うことにより、露光後の未硬化部を現像液に溶出させ、光硬化した部分を残存させる。この現像工程により、カラーフィルタセグメントからなるパターン状皮膜を形成することができる。
When color filter segments are formed on corresponding photoelectric conversion elements, a negative color resist layer is formed from a negative green film formed from a negative photosensitive green composition, and the thickness of the negative color resist layer in this case is set in the range of 0.1 μm to 3.0 μm.
The surface of the negative color resist layer formed from the negative color film is exposed to pattern light using a photomask in multiple areas corresponding to the multiple photoelectric conversion elements to be formed. The photomask has dimensions 4 to 5 times the dimensions of the pattern to be actually formed, and is reduced to 1/4 to 1/5 during pattern exposure.
This photomask is a 4-5x reticle, and has a pattern that is 4-5 times larger than the size of the pattern to be exposed on the surface of the negative color resist layer. Then, using a stepper exposure device (not shown), the photomask pattern is reduced to 1/4 to 1/5 and exposed on the surface of the negative color resist layer.
Following the exposure step, an alkali development treatment (development step) is carried out to dissolve the uncured portions after exposure into a developer, leaving the photocured portions. This development step allows the formation of a patterned film consisting of color filter segments.
現像方式は、デイップ方式、シャワー方式、スプレー方式、パドル方式などいずれでもよく、これらにスウィング方式、スピン方式、超音波方式などを組み合わせてもよい。
現像液に触れる前に、被現像面を予め水等で湿しておいて、現像むらを防ぐこともできる。現像液としては、下地の回路などにダメージを起さない、有機アルカリ現像液が望ましい。現像温度としては、通常20℃~30℃であり、現像時間は10~90秒である。
現像液が含むアルカリ剤は、例えば、アンモニア水、エチルアミン、ジエチルアミン、ジメチルエタノールアミン、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド、コリン、ピロール、ピペリジン、1,8-ジアザビシクロ-[5.4.0]-7-ウンデセンなどの有機アルカリ性化合物、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム等の無機化合物等が挙げられる。現像液としては、これらのアルカリ剤を濃度が0.001質量%~10質量%、好ましくは0.01質量%~1質量%となるように、純水で希釈したアルカリ性水溶液が好ましく使用される。なお、このようなアルカリ性水溶液からなる現像液を使用した場合には、一般に現像後、純水で洗浄(リンス)して余剰の現像液を洗浄除去し、乾燥を施す。
最後に、このように形成されたフィルタセグメントは硬膜化処理される。
The development method may be any of a dip method, shower method, spray method, paddle method, etc., and these may be combined with a swing method, spin method, ultrasonic method, etc.
It is also possible to prevent uneven development by wetting the surface to be developed with water or the like before contacting it with the developer. As the developer, an organic alkaline developer is preferred, as it does not damage the underlying circuitry. The development temperature is usually 20°C to 30°C, and the development time is 10 to 90 seconds.
Examples of alkaline agents contained in the developer include organic alkaline compounds such as aqueous ammonia, ethylamine, diethylamine, dimethylethanolamine, tetramethylammonium hydroxide, tetraethylammonium hydroxide, choline, pyrrole, piperidine, and 1,8-diazabicyclo-[5.4.0]-7-undecene, and inorganic compounds such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium bicarbonate, and potassium bicarbonate. As the developer, an alkaline aqueous solution obtained by diluting these alkaline agents with pure water to a concentration of 0.001% by mass to 10% by mass, preferably 0.01% by mass to 1% by mass, is preferably used. When a developer comprising such an alkaline aqueous solution is used, after development, the substrate is generally washed (rinsed) with pure water to remove excess developer, and then dried.
Finally, the filter segments thus formed are subjected to a hardening treatment.
本発明の製造方法においては、上述した、着色層形成工程、露光工程、及び現像工程を行った後に、必要により、形成された着色パターンを後加熱(ポストベーク)や後露光により硬化する硬化工程を含んでいてもよい。ポストベークは、硬化を完全なものとするための現像後の加熱処理であり、通常100℃~270℃の熱硬化処理を行う。光を用いる
場合には、g線、h線、i線、KrFやArFなどのエキシマレーザ、電子線、X線等により行うことができるが、既存の高圧水銀灯で20~50℃ 程度の低温で行うことが好
ましく、照射時間としては、10秒~180秒、好ましくは30秒~60秒である。後露光と後加熱との併用の場合、後露光を先に実施することが好ましい。
以上説明した、着色層形成工程、露光工程、及び現像工程(更に、必要により硬化工程)
を所望の色相数だけ繰り返すことにより、所望の色相よりなるカラーフィルタセグメントが作製される。
In the manufacturing method of the present invention, after the above-mentioned colored layer forming step, exposure step, and development step are performed, a curing step of curing the formed colored pattern by post-heating (post-baking) or post-exposure may be included, if necessary. Post-baking is a heat treatment after development to ensure complete curing, and is usually a thermal curing treatment at 100°C to 270°C. When light is used, it can be performed using g-rays, h-rays, i-rays, excimer lasers such as KrF and ArF, electron beams, X-rays, etc., but it is preferable to perform it at a low temperature of about 20 to 50°C using an existing high-pressure mercury lamp, and the irradiation time is 10 to 180 seconds, preferably 30 to 60 seconds. When post-exposure and post-baking are used in combination, it is preferable to perform post-exposure first.
The colored layer forming step, the exposure step, and the development step (and, if necessary, the curing step) described above
By repeating this process for the desired number of hues, color filter segments of the desired hues are produced.
<固体撮像素子>
本発明の固体撮像素子は、カラーフィルタセグメントを備える。固体撮像素子は、例えば、以下の構成が挙げられる。
基板上に、固体撮像素子(CCD センサ、CMOSセンサ、または有機CMOSセン
サ等)の受光エリアを構成する複数のフォトダイオード及びポリシリコン等からなる転送電極を有する。前記フォトダイオード及び前記転送電極上にフォトダイオードの受光部のみ開口したタングステン等からなる遮光膜を有する。前記遮光膜上に遮光膜全面及びフォトダイオード受光部を覆うように形成された窒化シリコン等からなるデバイス保護膜を
有し、前記デバイス保護膜上に、本発明の固体撮像素子用カラーフィルタセグメントを有する構成である。
更に、前記デバイス保護層上であってカラーフィルタセグメントの下(基板に近い側)に集光手段(例えば、マイクロレンズ等。以下同じ)を有する構成や、カラーフィルタセグメント上に集光手段を有する構成等であってもよい。
なお、有機CMOSセンサは、光電変換層として薄膜のパンクロ感光性有機光電変換膜とCMOS信号読み出し基板を含んで構成され、光を捕捉しそれを電気信号に変換する役割を有機材料が担い、電気信号を外部に取り出す役割を無機材料が担う2層構成のハイブリッド構造であり、原理的には入射光に対して開口率を100%にすることができる。有
機光電変換膜は構造フリーの連続膜でCMOS信号読みだし基板上に敷設できるので、高価な微細加工プロセスを必要とせず、 フィルタセグメント微細化に適している。
カラーフィルタセグメントの配置は特に制限はなく、公知の方法を用いることができる。
<Solid-state imaging element>
The solid-state imaging device of the present invention includes color filter segments. The solid-state imaging device may have, for example, the following configuration.
The solid-state imaging device has a substrate on which a plurality of photodiodes constituting a light-receiving area of a solid-state imaging element (such as a CCD sensor, a CMOS sensor, or an organic CMOS sensor) and transfer electrodes made of polysilicon or the like. A light-shielding film made of tungsten or the like, with only the light-receiving portions of the photodiodes exposed, is disposed on the photodiodes and the transfer electrodes. A device protection film made of silicon nitride or the like is disposed on the light-shielding film so as to cover the entire light-shielding film and the light-receiving portions of the photodiodes. The solid-state imaging device has a color filter segment for the solid-state imaging element of the present invention disposed on the device protection film.
Furthermore, the device may have a configuration in which a focusing means (e.g., a microlens, etc.; the same applies below) is provided on the device protection layer and below the color filter segments (on the side closer to the substrate), or the light focusing means is provided on the color filter segments.
The organic CMOS sensor is composed of a thin-film panchromatic organic photoelectric conversion film as the photoelectric conversion layer and a CMOS signal readout substrate, and has a two-layer hybrid structure in which the organic material captures light and converts it into an electrical signal, while the inorganic material extracts the electrical signal externally, and in principle can achieve a 100% aperture ratio for incident light.The organic photoelectric conversion film is a structure-free continuous film that can be laid on the CMOS signal readout substrate, so it does not require expensive microfabrication processes and is suitable for miniaturizing filter segments.
The arrangement of the color filter segments is not particularly limited, and any known method can be used.
以下に、本発明を実施例に基づいて説明する。しかし、本発明は実施例に限定されない。なお、なお、「部」は「質量部」、「%」は「質量%」である。また、「PGMAc」とはプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートである。
なお、実施例78は、参考例である。
The present invention will be described below based on examples. However, the present invention is not limited to these examples. Note that "parts" means "parts by mass" and "%" means "% by mass." Furthermore, "PGMAc" is propylene glycol monomethyl ether acetate.
It should be noted that Example 78 is a reference example.
樹脂の重量平均分子量(Mw)、塩基性樹脂型分散剤の平均分子量及び塩基性樹脂型分散剤のアミン価の測定方法、顔料中のハロゲン置換数及び顔料中のハロゲン分布幅の算出方法は以下の通りである。 The methods for measuring the weight-average molecular weight (Mw) of the resin, the average molecular weight of the basic resin-type dispersant, and the amine value of the basic resin-type dispersant, as well as the methods for calculating the number of halogen substitutions in the pigment and the halogen distribution width in the pigment, are as follows:
(樹脂の重量平均分子量(Mw))
樹脂の重量平均分子量(Mw)は、TSKgelカラム(東ソー社製)を用い、RI検出器を装備したGPC(東ソー社製、HLC-8120GPC)で、展開溶媒にTHFを用いて測定したポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)である。
(Weight average molecular weight (Mw) of resin)
The weight average molecular weight (Mw) of the resin is the weight average molecular weight (Mw) in terms of polystyrene measured using a TSKgel column (manufactured by Tosoh Corporation) and a GPC (manufactured by Tosoh Corporation, HLC-8120GPC) equipped with an RI detector, using THF as a developing solvent.
(樹脂型分散剤の平均分子量)
樹脂型分散剤の数平均分子量(Mn)及び重量平均分子量(Mw)は、装置としてHLC-8320GPC(東ソー社製)を用い、カラムとして SUPER-AW3000を使
用し、溶離液として30mMトリエチルアミン及び10mM LiBrのN,N-ジメチ
ルホルムアミド溶液を用いて測定したポリスチレン換算の数平均分子量(Mn)及び重量平均分子量(Mw)である。
(Average molecular weight of resin-type dispersant)
The number average molecular weight (Mn) and weight average molecular weight (Mw) of the resin-type dispersant are polystyrene-equivalent number average molecular weight (Mn) and weight average molecular weight (Mw) measured using an HLC-8320GPC (manufactured by Tosoh Corporation) as an apparatus, a SUPER-AW3000 column, and an N,N-dimethylformamide solution of 30 mM triethylamine and 10 mM LiBr as an eluent.
(酸性樹脂型分散剤の酸価)
酸性樹脂型分散剤の酸価は、樹脂溶液0.5~1gに、アセトン80ml及び水10mlを加えて攪拌して均一に溶解させ、0.1mol/LのKOH水溶液を滴定液として、自動滴定装置(「COM-555」平沼産業製)を用いて滴定し、樹脂溶液の酸価(mgKOH/g)を測定した。そして、樹脂溶液の酸価と樹脂溶液の不揮発分濃度から、樹脂の不揮発分あたりの酸価を算出した。
(Acid value of acidic resin-type dispersant)
The acid value of the acidic resin-type dispersant was measured by adding 80 ml of acetone and 10 ml of water to 0.5 to 1 g of resin solution, stirring to dissolve uniformly, and titrating the resin solution with a 0.1 mol/L aqueous KOH solution using an automatic titrator ("COM-555" manufactured by Hiranuma Sangyo Co., Ltd.) to measure the acid value (mg KOH/g) of the resin solution. The acid value per unit of nonvolatile content of the resin was then calculated from the acid value of the resin solution and the concentration of nonvolatile content of the resin solution.
(塩基性樹脂型分散剤のアミン価)
塩基性樹脂型分散剤のアミン価は、ASTM D 2074の方法に準拠し、測定した全アミン価(mgKOH/g)を不揮発分換算した値である。
(Amine value of basic resin-type dispersant)
The amine value of the basic resin-type dispersant is the total amine value (mg KOH/g) measured in accordance with the method of ASTM D 2074 and converted into nonvolatile content.
(顔料中のハロゲン置換数)
顔料中のハロゲン置換数は、顔料を酸素燃焼フラスコ法にて燃焼させ、該燃焼物を水に吸収させた液体を、イオンクロマトグラフ(ICS-2000イオンクロマトグラフィー、DIONEX社製)により分析してハロゲン量を定量し、ハロゲン置換数に換算することで得た。
(Number of halogen substitutions in pigment)
The number of halogen substitutions in the pigment was obtained by burning the pigment by an oxygen combustion flask method, absorbing the combustion product in water, analyzing the resulting liquid with an ion chromatograph (ICS-2000 ion chromatograph, manufactured by DIONEX Corporation), quantifying the amount of halogen, and converting the amount into the number of halogen substitutions.
(顔料中のハロゲン分布幅)
顔料中のハロゲン分布幅は、飛行時間型質量分析装置(autofleXIII(TOF-
MS)、ブルカー・ダルトニクス社製)を用いて決定した。ハロゲンの含有量は顔料粉末を質量分析して得られたマススペクトラムにおいて、各成分に相当する分子イオンピークの信号強度(各ピーク値)と、各ピーク値を積算した値(全ピーク値)とを算出し、全ピーク値に対する各ピーク値の割合より求めた。ハロゲン分布幅は、全ピーク値に対する各ピーク値の割合が1%以上のピークの数をカウントし、ハロゲン分布幅とした。
(Halogen distribution width in pigment)
The halogen distribution width in the pigment was measured using a time-of-flight mass spectrometer (autofleXIII (TOF-
The halogen content was determined using a mass spectrometry analyzer (MS) manufactured by Bruker Daltonics. The pigment powder was subjected to mass spectrometry to obtain a mass spectrum. The signal intensity of the molecular ion peak corresponding to each component (each peak value) and the integrated value of each peak value (total peak value) were calculated, and the halogen content was determined from the ratio of each peak value to the total peak value. The halogen distribution width was determined by counting the number of peaks whose ratio of each peak value to the total peak value was 1% or more.
(顔料の体積平均一次粒子径)
顔料の体積平均一次粒子径(MV)は、透過型(TEM)電子顕微鏡写真を用いて、100個の顔料の一次粒子の短軸径と長軸径を計測し、短軸径と長軸径の平均をその顔料粒子の粒径(d)とし、次いで個々の顔料が、求めた粒径を有する球と仮定してそれぞれの粒子の体積(V)を求め、この作業を100個の顔料粒子について行い、そこから下式より算出した。
MV=Σ(V・d)/Σ(V)
(Volume average primary particle diameter of pigment)
The volume-average primary particle size (MV) of the pigment was calculated by measuring the minor axis diameter and major axis diameter of 100 primary particles of the pigment using a transmission electron microscope (TEM) photograph, taking the average of the minor axis diameter and major axis diameter as the particle size (d) of the pigment particle, and then determining the volume (V) of each particle by assuming that each pigment particle is a sphere having the determined particle size. This procedure was performed for 100 pigment particles, and the volume (V) of each particle was then calculated from the following formula.
MV=Σ(V・d)/Σ(V)
<微細化処理顔料の製造方法>
(微細化顔料(P-1))
三つ口フラスコに、98%硫酸500部、式(50)で示すフタロシアニン顔料(P-11)50部、1,2-ジブロモ-5,5-ジメチルヒダントイン(DBDMH)129.3部を加え撹拌し、20℃、6時間反応した。その後、3℃の氷水5000部に上記反応混合物を注入し、析出した固体をろ取し水洗した。ビーカーに2.5%水酸化ナトリウム水溶液500部、ろ取した残渣を加え、80℃1時間撹拌した。その後、この混合物をろ取、水洗、乾燥して、フタロシアニン環に臭素原子が平均で10.1個置換された顔料を得た。
次に、3口フラスコに、N-メチルピロリドンを500部、得られたフタロシアニン環に臭素原子が平均で10.1個置換された顔料を50部及びリン酸ジフェニル13.9部を加え、90℃に加熱し、8時間反応させた。これを室温まで冷却後、生成物をろ過し、メタノールで洗浄後、乾燥させて、下記式(51)で示すフタロシアニン顔料(P-1)を得た。ハロゲン分布幅は9であった顔料の体積平均一次粒子径は26nmであった。
<Method of manufacturing finely treated pigment>
(Finely divided pigment (P-1))
To a three-neck flask, 500 parts of 98% sulfuric acid, 50 parts of the phthalocyanine pigment (P-11) represented by formula (50), and 129.3 parts of 1,2-dibromo-5,5-dimethylhydantoin (DBDMH) were added and stirred, and the mixture was allowed to react at 20°C for 6 hours. Thereafter, the reaction mixture was poured into 5,000 parts of ice water at 3°C, and the precipitated solid was collected by filtration and washed with water. 500 parts of a 2.5% aqueous sodium hydroxide solution and the collected residue were added to a beaker, and the mixture was stirred at 80°C for 1 hour. Thereafter, the mixture was collected by filtration, washed with water, and dried, yielding a pigment in which an average of 10.1 bromine atoms were substituted on the phthalocyanine ring.
Next, 500 parts of N-methylpyrrolidone, 50 parts of the resulting pigment having an average of 10.1 bromine atoms substituted on the phthalocyanine ring, and 13.9 parts of diphenyl phosphate were added to a three-neck flask, heated to 90°C, and reacted for 8 hours. After cooling to room temperature, the product was filtered, washed with methanol, and dried to obtain phthalocyanine pigment (P-1) represented by the following formula (51). The pigment had a halogen distribution width of 9 and a volume average primary particle diameter of 26 nm.
(微細化顔料(P-2))
三つ口フラスコに、98%硫酸500部、上記式(50)で示すフタロシアニン顔料50部、1,2-ジブロモ-5,5-ジメチルヒダントイン(DBDMH)104.4部を加え撹拌し、20℃、4時間反応させた。その後、3℃の氷水5000部に上記反応混合物を注入し、析出した固体をろ取し、水洗した。ビーカーに2.5%水酸化ナトリウム水溶液500部、ろ取した残渣を加え、80℃、1時間撹拌した。その後、この混合物をろ取、水洗、乾燥して、フタロシアニン環に臭素原子が平均で8.0個置換された顔料を得た。次に、3口フラスコに、N-メチルピロリドンを500部、得られたフタロシアニン環に臭素原子が平均で8.0個置換された顔料を50部及びリン酸ジフェニル15.8部を加え、90℃に加熱し、8時間反応させた。これを室温まで冷却後、生成物をろ過し、メタノールで洗浄後、乾燥させて、下記式(52)で示すフタロシアニン顔料(P-2)を得た。ハロゲン分布幅は9であった。顔料の体積平均一次粒子径は33nmであった。
(Finely divided pigment (P-2))
To a three-neck flask, 500 parts of 98% sulfuric acid, 50 parts of the phthalocyanine pigment represented by the above formula (50), and 104.4 parts of 1,2-dibromo-5,5-dimethylhydantoin (DBDMH) were added, stirred, and allowed to react at 20°C for 4 hours. The reaction mixture was then poured into 5,000 parts of ice water at 3°C, and the precipitated solid was collected by filtration and washed with water. 500 parts of a 2.5% aqueous sodium hydroxide solution and the collected residue were added to a beaker, and the mixture was stirred at 80°C for 1 hour. The mixture was then collected by filtration, washed with water, and dried to obtain a pigment having an average of 8.0 bromine atoms substituted on the phthalocyanine ring. Next, 500 parts of N-methylpyrrolidone, 50 parts of the resulting pigment having an average of 8.0 bromine atoms substituted on the phthalocyanine ring, and 15.8 parts of diphenyl phosphate were added to a three-neck flask, heated to 90°C, and allowed to react for 8 hours. After cooling to room temperature, the product was filtered, washed with methanol, and dried to obtain phthalocyanine pigment (P-2) represented by the following formula (52). The halogen distribution width was 9. The volume average primary particle diameter of the pigment was 33 nm.
式(52)
(微細化顔料(P-3))
臭化アルミニウム203部、臭化ナトリウム47部及び臭化第二鉄5部を加温して溶融し、140℃で式(50)に示すフタロシアニン顔料50部を加えた。160℃に昇温して臭素215.4部を吹き込みながら、160℃にて7時間反応させた。3℃の氷水2500部に上記反応混合物を注入し、析出した固体をろ取し、水洗した。残渣を1%塩酸水溶液、温水、1%水酸化ナトリウム水溶液洗、温水の順で洗浄し、その後、乾燥して臭素化アルミニウムフタロシアニン98部を得た。得られた粗製臭素化アルミニウムフタロシアニンを濃硫酸980部に溶解し、50℃で3時間撹拌した。その後、3℃の氷水9800部に上記硫酸溶液を注入し、析出した固体をろ取、水洗し、乾燥させた。次いでビーカーに2.5%水酸化ナトリウム水溶液500部、ろ取した残渣を加え、80℃、1時間撹拌した。その後、この混合物をろ取、水洗、乾燥して、フタロシアニン環に臭素原子が平均で15.0個置換された顔料を得た。
次に、3口フラスコに、N-メチルピロリドンを500部、得られたフタロシアニン環に臭素原子が平均で15.0個置換された顔料を50部及びリン酸ジフェニル10.8部を加え、90℃に加熱し、8時間反応させた。これを室温まで冷却後、生成物をろ過し、メタノールで洗浄後、乾燥させて、下記式(53)で示すフタロシアニン顔料(P-3)を得た。ハロゲン分布幅は4であった。顔料の体積平均一次粒子径は40nmであった。
(Fine Pigment (P-3))
203 parts of aluminum bromide, 47 parts of sodium bromide, and 5 parts of ferric bromide were heated to melt, and 50 parts of the phthalocyanine pigment represented by formula (50) were added at 140°C. The temperature was raised to 160°C, and 215.4 parts of bromine were blown in while the mixture was reacted at 160°C for 7 hours. The reaction mixture was poured into 2,500 parts of ice water at 3°C, and the precipitated solid was collected by filtration and washed with water. The residue was washed with 1% aqueous hydrochloric acid, warm water, 1% aqueous sodium hydroxide, and warm water, in that order, and then dried to obtain 98 parts of brominated aluminum phthalocyanine. The obtained crude brominated aluminum phthalocyanine was dissolved in 980 parts of concentrated sulfuric acid and stirred at 50°C for 3 hours. The sulfuric acid solution was then poured into 9,800 parts of ice water at 3°C, and the precipitated solid was collected by filtration, washed with water, and dried. Next, 500 parts of 2.5% aqueous sodium hydroxide and the collected residue were added to a beaker and stirred at 80°C for 1 hour. Thereafter, the mixture was filtered, washed with water, and dried to obtain a pigment having an average of 15.0 bromine atoms substituted on the phthalocyanine ring.
Next, 500 parts of N-methylpyrrolidone, 50 parts of the resulting pigment having an average of 15.0 bromine atoms substituted on the phthalocyanine ring, and 10.8 parts of diphenyl phosphate were added to a three-neck flask, heated to 90°C, and reacted for 8 hours. After cooling to room temperature, the product was filtered, washed with methanol, and dried to obtain phthalocyanine pigment (P-3) represented by the following formula (53). The halogen distribution width was 4. The volume average primary particle diameter of the pigment was 40 nm.
式(53)
(微細化顔料(P-4))
3口フラスコに、N-メチルピロリドンを500部、(P-2)で作製したフタロシアニン環に臭素原子が平均で8.0個置換された顔料を50部及びジフェニルホスフィン酸13.8部を加え、90℃に加熱し、8時間反応させた。これを室温まで冷却後、生成物をろ過し、メタノールで洗浄後、乾燥させて、下記式(54)で示すフタロシアニン顔料(P-4)を得た。ハロゲン分布幅は9であった。顔料の体積平均一次粒子径は45nmであった。
(Finely divided pigment (P-4))
500 parts of N-methylpyrrolidone, 50 parts of the pigment prepared in (P-2) in which an average of 8.0 bromine atoms are substituted on the phthalocyanine ring, and 13.8 parts of diphenylphosphinic acid were added to a three-neck flask, and the mixture was heated to 90°C and reacted for 8 hours. After cooling to room temperature, the product was filtered, washed with methanol, and dried to obtain phthalocyanine pigment (P-4) represented by the following formula (54). The halogen distribution width was 9. The volume average primary particle diameter of the pigment was 45 nm.
式(54)
(微細化顔料(P-5))
反応容器中でn-アミルアルコール1250部に、フタロジニトリル225部、塩化アルミニウム無水物78部を添加し、攪拌した。これに、DBU(1,8-Diazabicyclo[5.4.0]undec-7-ene)266部を加え、昇温し、136℃で5時間還流させた。攪拌したまま30℃まで冷却した反応溶液を、メタノール5000部、水10000部の混合溶媒中へ、攪拌下注入し、青色のスラリーを得た。このスラリーを濾過し、メタノール2000部、水4000部の混合溶媒で洗浄し、乾燥して、135部のクロロアルミニウムフタロシアニンを得た。さらに、反応容器中でクロロアルミニウム
フタロシアニン100部をゆっくり濃硫酸1200部に、室温にて加えた。40℃、3時間撹拌して、3℃の冷水24000部に硫酸溶液を注入した。青色の析出物をろ過、水洗、乾燥して、下記式(55)で表されるアルミニウムフタロシアニン顔料(P-10)を102部得た。
(Fine Pigment (P-5))
In a reaction vessel, 225 parts of phthalodinitrile and 78 parts of anhydrous aluminum chloride were added to 1,250 parts of n-amyl alcohol and stirred. To this was added 266 parts of DBU (1,8-Diazabicyclo[5.4.0]undec-7-ene), the temperature was raised, and the mixture was refluxed at 136°C for 5 hours. The reaction solution was cooled to 30°C while stirring and poured into a mixed solvent of 5,000 parts of methanol and 10,000 parts of water with stirring to obtain a blue slurry. This slurry was filtered, washed with a mixed solvent of 2,000 parts of methanol and 4,000 parts of water, and dried to obtain 135 parts of chloroaluminum phthalocyanine. Furthermore, in a reaction vessel, 100 parts of chloroaluminum phthalocyanine were slowly added to 1,200 parts of concentrated sulfuric acid at room temperature. The mixture was stirred at 40°C for 3 hours, and the sulfuric acid solution was poured into 24,000 parts of cold water at 3°C. The blue precipitate was filtered, washed with water, and dried to obtain 102 parts of aluminum phthalocyanine pigment (P-10) represented by the following formula (55).
式(55)
次に三つ口フラスコに、塩化アルミニウム250部、塩化ナトリウム60部、ヨウ素2.25部加え150℃、30分間撹拌した。そこへ、式(55)で表されるアルミニウムフタロシアニン顔料50部加え、155℃、30分間撹拌し、溶解させた。さらにトリクロロイソシアヌル酸58.5部加え、190℃、5時間撹拌した。その後、3℃の氷水5000部に上記反応混合物を注入し、析出した固体をろ取し、水洗した。ビーカーに2.5%水酸化ナトリウム水溶液500部、ろ取した残渣を加え、80℃、1時間撹拌した。その後、この混合物をろ取、水洗、乾燥して、フタロシアニン環に塩素原子が平均で8.1個置換された顔料を得た。
次に、3口フラスコに、N-メチルピロリドンを500部、得られたフタロシアニン環に臭素原子が平均で8.1個置換された顔料を50部及びリン酸ジフェニル22.6部を加え、90℃に加熱し、8時間反応させた。これを室温まで冷却後、生成物をろ過し、メタノールで洗浄後、乾燥させて、下記式(56)で示すフタロシアニン顔料(P-5)を得た。ハロゲン分布幅は8であった。顔料の体積平均一次粒子径は36nmであった。
Next, 250 parts of aluminum chloride, 60 parts of sodium chloride, and 2.25 parts of iodine were added to a three-neck flask and stirred at 150°C for 30 minutes. 50 parts of the aluminum phthalocyanine pigment represented by formula (55) was added thereto and stirred at 155°C for 30 minutes to dissolve. 58.5 parts of trichloroisocyanuric acid was then added and stirred at 190°C for 5 hours. The reaction mixture was then poured into 5,000 parts of ice water at 3°C, and the precipitated solid was collected by filtration and washed with water. 500 parts of a 2.5% aqueous sodium hydroxide solution and the collected residue were added to a beaker and stirred at 80°C for 1 hour. The mixture was then filtered, washed with water, and dried to obtain a pigment with an average of 8.1 chlorine atoms substituted on the phthalocyanine ring.
Next, 500 parts of N-methylpyrrolidone, 50 parts of the resulting pigment having an average of 8.1 bromine atoms substituted on the phthalocyanine ring, and 22.6 parts of diphenyl phosphate were added to a three-neck flask, heated to 90°C, and reacted for 8 hours. After cooling to room temperature, the product was filtered, washed with methanol, and dried to obtain phthalocyanine pigment (P-5) represented by the following formula (56). The halogen distribution width was 8. The volume average primary particle diameter of the pigment was 36 nm.
式(56)
(微細化顔料(P-6))
反応容器中でメタノール1000部に、式(55)で表されるアルミニウムフタロシアニン顔料を100部とリン酸ジフェニルを49.5部とを加え、40℃に加熱し、8時間反応させた。これを室温まで冷却後、生成物をろ過し、メタノールで洗浄後、乾燥させて、下記式(57)で表されるアルミニウムフタロシアニン顔料114部を得た。
(Fine Pigment (P-6))
In a reaction vessel, 100 parts of the aluminum phthalocyanine pigment represented by formula (55) and 49.5 parts of diphenyl phosphate were added to 1,000 parts of methanol, heated to 40° C., and reacted for 8 hours. After cooling to room temperature, the product was filtered, washed with methanol, and dried to obtain 114 parts of the aluminum phthalocyanine pigment represented by the following formula (57).
式(57)
続いて、100部と、塩化ナトリウムを1200部と、ジエチレングリコール120部とをステンレス製1ガロンニーダー(井上製作所製)に仕込み、70℃で6時間混練した。この混練物を3000部の温水に投入し、70℃に加熱しながら1時間撹拌してスラリー状とし、濾過、水洗を繰り返して塩化ナトリウム及びジエチレングリコールを除いた後、80℃で一昼夜乾燥し、微細化顔料(P-6)を得た。顔料の体積平均一次粒子径は37nmであった。 Next, 100 parts of the stearate, 1,200 parts of sodium chloride, and 120 parts of diethylene glycol were charged into a stainless steel 1-gallon kneader (manufactured by Inoue Seisakusho) and kneaded for 6 hours at 70°C. This kneaded mixture was added to 3,000 parts of warm water and stirred for 1 hour while heated to 70°C to form a slurry. After repeated filtration and water washing to remove the sodium chloride and diethylene glycol, the slurry was dried overnight at 80°C to obtain the micronized pigment (P-6). The volume average primary particle diameter of the pigment was 37 nm.
(微細化顔料(P-7))
フタロシアニン系緑色顔料C.I.ピグメントグリーン58(DIC社製「FASTGENGREEN A110」)を100部、塩化ナトリウム1200部、及びジエチレングリコール120部をステンレス製1ガロンニーダー(井上製作所製)に仕込み、70℃で6時間混練した。この混練物を3000部の温水に投入し、70℃に加熱しながら1時間撹拌してスラリー状とし、濾過、水洗を繰り返して塩化ナトリウム及びジエチレングリコールを除いた後、80℃で一昼夜乾燥し、微細化顔料(P-7)97部を得た。顔料の体積平均一次粒子径は36nmであった。
(Finely divided pigment (P-7))
100 parts of a phthalocyanine green pigment C.I. Pigment Green 58 (DIC Corporation "FASTGENGREEN A110"), 1200 parts of sodium chloride, and 120 parts of diethylene glycol were charged into a stainless steel 1-gallon kneader (Inoue Seisakusho) and kneaded for 6 hours at 70 ° C. This kneaded mixture was added to 3000 parts of warm water and stirred for 1 hour while heating to 70 ° C. to form a slurry. After repeated filtration and washing with water to remove the sodium chloride and diethylene glycol, the mixture was dried at 80 ° C. overnight to obtain 97 parts of a micronized pigment (P-7). The volume average primary particle diameter of the pigment was 36 nm.
(微細化顔料(P-8))
式(57)のフタロシアニン顔料の合成において、リン酸ジフェニルの代わりにジフェニルホスフィン酸43.2部を使用した以外は、同様にして式(58)に記載するフタロシアニン顔料を得た。続けて、青色着色剤(P-6)と同様の方法で、青色着色剤(P-8)を製造した。顔料の体積平均一次粒子径は29nmであった。
(Fine Pigment (P-8))
The phthalocyanine pigment represented by formula (58) was obtained in the same manner as in the synthesis of the phthalocyanine pigment represented by formula (57), except that 43.2 parts of diphenylphosphinic acid was used instead of diphenyl phosphate. Subsequently, blue colorant (P-8) was produced in the same manner as blue colorant (P-6). The volume average primary particle diameter of the pigment was 29 nm.
式(58)
(微細化顔料(P-9))
式(57)のフタロシアニン顔料の合成において、フタロジニトリルの代わりに4-メチルフタロジニトリル250部を、リン酸ジフェニルの代わりにフェニルホスフィン酸28.0部を使用した以外は、同様にして式(59)に記載するフタロシアニン顔料を得た。続けて、青色着色剤(P-1)と同様の方法で青色着色剤(P-9)を製造した。顔料の体積平均一次粒子径は33nmであった。
(Finely divided pigment (P-9))
The phthalocyanine pigment represented by formula (59) was obtained in the same manner as in the synthesis of the phthalocyanine pigment represented by formula (57), except that 250 parts of 4-methylphthalodinitrile was used instead of phthalodinitrile and 28.0 parts of phenylphosphinic acid was used instead of diphenyl phosphate. Subsequently, a blue colorant (P-9) was produced in the same manner as for blue colorant (P-1). The volume average primary particle diameter of the pigment was 33 nm.
式(59)
(微細化顔料(P-12))
微細化顔料(P-6)の作製で、式(57)で示すアルミニウムフタロシアニン顔料の代わりにトーヨーカラー社製LIONOL BLUE 7255-PS(C.I.PigmentBlue15:2)を用いた以外は同様に行い微細化顔料(P-12)を得た。顔料の体積平均一次粒子径は30nmであった。
(Fine Pigment (P-12))
A micronized pigment (P-12) was obtained in the same manner as in the preparation of the micronized pigment (P-6), except that LIONOL BLUE 7255-PS (C.I. Pigment Blue 15:2) manufactured by Toyocolor Co., Ltd. was used instead of the aluminum phthalocyanine pigment represented by formula (57). The volume average primary particle diameter of the pigment was 30 nm.
(微細化顔料(P-13))
微細化顔料(P-6)の作製で、式(57)で示すアルミニウムフタロシアニン顔料の代わりにトーヨーカラー社製LIONOL BLUE FG-7400-G(C.I.PigmentBlue15:4)を用いた以外は同様に行い微細化顔料(P-13)を得た。顔料の体積平均一次粒子径は25nmであった。
(Fine Pigment (P-13))
A micronized pigment (P-13) was obtained in the same manner as in the preparation of the micronized pigment (P-6), except that LIONOL BLUE FG-7400-G (C.I. Pigment Blue 15:4) manufactured by Toyocolor Co., Ltd. was used instead of the aluminum phthalocyanine pigment represented by formula (57). The volume average primary particle diameter of the pigment was 25 nm.
(微細化顔料(P-14))
微細化顔料(P-6)の作製で、式(57)で示すアルミニウムフタロシアニン顔料の代わりにトーヨーカラー社製LIONOL BLUE ES(C.I.PigmentBlue15:6)を用いた以外は同様に行い微細化顔料(P-14)を得た。顔料の体積平均一次粒子径は36nmであった。
(Finely divided pigment (P-14))
A micronized pigment (P-14) was obtained in the same manner as in the preparation of the micronized pigment (P-6), except that LIONOL BLUE ES (C.I. Pigment Blue 15:6) manufactured by Toyocolor Co., Ltd. was used instead of the aluminum phthalocyanine pigment represented by formula (57). The volume average primary particle diameter of the pigment was 36 nm.
(微細化顔料(P-15))
微細化顔料(P-6)の作成において、式(57)で示すアルミニウムフタロシアニン顔料の代わりにトーヨーカラー社製LIONOL BLUE FG-7330(C.I.PigmentBlue15:3)を用いた以外は同様に行い微細化顔料(P-15)を得た。顔料の体積平均一次粒子径は40nmであった。
(Finely divided pigment (P-15))
A micronized pigment (P-15) was obtained in the same manner as in the preparation of the micronized pigment (P-6), except that LIONOL BLUE FG-7330 (C.I. Pigment Blue 15:3) manufactured by Toyocolor Co., Ltd. was used instead of the aluminum phthalocyanine pigment represented by formula (57). The volume average primary particle diameter of the pigment was 40 nm.
<青色フタロシアニン化合物B-1~B-49>
以下、使用した一般式(2)で示す青色フタロシアニン化合物中、一般式(3)および一
般式(4)を含むB-1~B-49を示す。
一般式(2)
<Blue Phthalocyanine Compounds B-1 to B- 49 >
Among the blue phthalocyanine compounds represented by general formula (2) used, B-1 to B -49 including those represented by general formula (3) and general formula (4) are shown below.
General formula (2)
(B-50)
式(63)
Formula (63)
<カルボキシル基を有する酸性樹脂型分散剤の製造>
(製造例1)(カルボキシル基を有する酸性樹脂型分散剤C1)
ガス導入管、温度計、コンデンサー、攪拌機を備えた反応容器に、1-ドデカノ-ル62.6部、ε-カプロラクトン287.4部、触媒としてモノブチルスズ(IV)オキシド0.1部を仕込み、窒素ガスで置換した後、120℃で4時間加熱、撹拌した。不揮発分測定により98%が反応したことを確認したのち、無水ピロメリット酸73.3部を加え、120℃で2時間反応させた。酸価の測定で98%以上の酸無水物がハ-フエステル化していることを確認し反応を終了した。得られた分散剤は常温で白色固形であり、酸価は49mgKOH/gであった。PGMAcで不揮発分調整することにより不揮発分50%の酸性樹脂型分散剤(C1)溶液を得た。
<Production of Acidic Resin-Type Dispersant Having Carboxyl Group>
(Production Example 1) (Acidic Resin-Type Dispersant C1 Having Carboxyl Groups)
A reaction vessel equipped with a gas inlet tube, a thermometer, a condenser, and a stirrer was charged with 62.6 parts of 1-dodecanol, 287.4 parts of ε-caprolactone, and 0.1 parts of monobutyltin (IV) oxide as a catalyst. The atmosphere was then purged with nitrogen gas, and the mixture was heated and stirred at 120 ° C. for 4 hours. After confirming that 98% had reacted by measuring the nonvolatile content, 73.3 parts of pyromellitic anhydride was added, and the mixture was reacted at 120 ° C. for 2 hours. After confirming that 98% or more of the acid anhydride had been half-esterified by measuring the acid value, the reaction was terminated. The resulting dispersant was a white solid at room temperature, and had an acid value of 49 mg KOH / g. The nonvolatile content was adjusted with PGMAc to obtain an acidic resin-type dispersant (C1) solution with a nonvolatile content of 50%.
(製造例2)(カルボキシル基を有する酸性樹脂型分散剤C2)
ガス導入管、温度、コンデンサー、攪拌機を備えた反応容器に、メタクリル酸10部、メチルメタクリレート20部、2-メトキシエチルメタクリレート90部、t-ブチルメタクリレート40部、n-ブチルアクリレート20部、t-ブチルアクリレート20部、PGMAc50部を仕込み、窒素ガスで置換した。
反応容器内を50℃に加熱撹拌し、3-メルカプト-1,2-プロパンジオール12部を添加した。90℃に昇温し、2,2’-アゾビスイソブチロニトリル0.1部をPGMAc90部に加えた溶液を添加しながら7時間反応した。不揮発分測定により95%が反応したことを確認した。
トリメリット酸無水物35部、PGMAc50部、シクロヘキサノン50部、触媒として1,8-ジアザビシクロ-[5.4.0]-7-ウンデセン0.4部を追加し、100℃で7時間反応させた。酸価の測定で98%以上の酸無水物がハーフエステル化していることを確認し反応を終了し、不揮発分測定で不揮発分50%となるようPGMAcを加えて希釈し、酸価40mgKOH/g、重量平均分子量9000の酸性樹脂型分散剤(C2)を得た。
(Production Example 2) (Acidic Resin-Type Dispersant C2 Having Carboxyl Groups)
A reaction vessel equipped with a gas inlet tube, a thermometer, a condenser, and a stirrer was charged with 10 parts of methacrylic acid, 20 parts of methyl methacrylate, 90 parts of 2-methoxyethyl methacrylate, 40 parts of t-butyl methacrylate, 20 parts of n-butyl acrylate, 20 parts of t-butyl acrylate, and 50 parts of PGMAc, and the atmosphere was replaced with nitrogen gas.
The reaction vessel was heated to 50°C with stirring, and 12 parts of 3-mercapto-1,2-propanediol was added. The temperature was raised to 90°C, and a solution of 0.1 parts of 2,2'-azobisisobutyronitrile in 90 parts of PGMAc was added, while the reaction was carried out for 7 hours. Measurement of the nonvolatile content confirmed that 95% had reacted.
35 parts of trimellitic anhydride, 50 parts of PGMAc, 50 parts of cyclohexanone, and 0.4 parts of 1,8-diazabicyclo-[5.4.0]-7-undecene as a catalyst were added, and the mixture was reacted for 7 hours at 100 ° C. After confirming that 98% or more of the acid anhydride had been half-esterified by acid value measurement, the reaction was terminated, and PGMAc was added to dilute the mixture so that the nonvolatile content was 50% by nonvolatile content measurement. An acidic resin-type dispersant (C2) with an acid value of 40 mg KOH / g and a weight average molecular weight of 9000 was obtained.
(製造例3~7)(カルボキシル基を有する樹脂型分散剤C3~C6)
表2に記載した原料と仕込み量を用いた以外は製造例2と同様にして合成を行い、樹脂型分散剤(C3~C6)を得た。
(Production Examples 3 to 7) (Carboxyl group-containing resin-type dispersants C3 to C6)
Synthesis was carried out in the same manner as in Production Example 2, except that the raw materials and amounts charged were used as shown in Table 2, to obtain resin-type dispersants (C3 to C6).
<塩基性樹脂型分散剤の製造方法>
(塩基性樹脂型分散剤溶液D1)
Bブロック合成:ガス導入管、コンデンサー、攪拌翼、及び温度計を備え付けた反応装置に、AIBN(2,2’-アゾビスイソブチロニトリル)4.0部及びPGMAc133部を仕込み、引き続きエチルアクリレート(EA)7.8部、メチルメタクリレート(MMA)39.0部、n-ブチルメタクリレート(BMA)31.2部、及び、2,2,6,6,-テトラメチル-1-ピペリジニルオキシラジカル(TEMPO)5.0部を仕込んで、30分間窒素置換した。その後ゆるやかに攪拌して、反応溶液の温度を80℃に上昇させ、この温度を12時間保持してリビングラジカル重合を行った。
Aブロック合成:次いで、この反応溶液に、N,N-ジメチルアミノエチルメタクリレート(DM)22.0部を溶解させ30分間窒素置換し、80℃で12時間リビングラジカル重合を行った。室温まで冷却した後、樹脂溶液約2gをサンプリングして180℃、20分加熱乾燥して不揮発分を測定し、先に合成した分散剤に不揮発分が50質量%になるようにPGMAcを添加して塩基性樹脂型分散剤溶液D1を調製した。GPC測定の結果、樹脂のMw8100であった。なお、不揮発分当たりのアミン価は79mgKOH/gであった。
<Method for producing basic resin-type dispersant>
(Basic resin-type dispersant solution D1)
B-block synthesis: A reaction apparatus equipped with a gas inlet tube, a condenser, a stirring blade, and a thermometer was charged with 4.0 parts of AIBN (2,2'-azobisisobutyronitrile) and 133 parts of PGMAc, followed by 7.8 parts of ethyl acrylate (EA), 39.0 parts of methyl methacrylate (MMA), 31.2 parts of n-butyl methacrylate (BMA), and 5.0 parts of 2,2,6,6-tetramethyl-1-piperidinyloxy radical (TEMPO), and the atmosphere was replaced with nitrogen for 30 minutes. The reaction solution was then gently stirred, the temperature was raised to 80°C, and this temperature was maintained for 12 hours to carry out living radical polymerization.
A block synthesis: Next, 22.0 parts of N,N-dimethylaminoethyl methacrylate (DM) was dissolved in this reaction solution, and the mixture was purged with nitrogen for 30 minutes, followed by living radical polymerization at 80°C for 12 hours. After cooling to room temperature, approximately 2 g of the resin solution was sampled and dried by heating at 180°C for 20 minutes to measure the nonvolatile content. PGMAc was added to the previously synthesized dispersant so that the nonvolatile content was 50% by mass, to prepare basic resin-type dispersant solution D1. GPC measurement revealed that the resin had an Mw of 8100. The amine value per nonvolatile content was 79 mgKOH/g.
(塩基性樹脂型分散剤溶液D2~D19)
表5-1、5-2に示す組成に変更した以外は塩基性樹脂型分散剤溶液1と同様に行い塩基性樹脂型分散剤溶液D2~D19を得た。
(Basic resin-type dispersant solutions D2 to D19)
Basic resin type dispersant solutions D2 to D19 were obtained in the same manner as basic resin type dispersant solution 1, except that the compositions were changed as shown in Tables 5-1 and 5-2.
表1中の略称を以下に示す。
DMAPMA:ジメチルアミノプロピルメタクリルアミド
DMAPAA:ジメチルアミノプロピルアクリルアミド
DM-MC:N,N-ジメチルアミノエチルメタクリレート-メチルクロライド塩
DMAPAA-MC:ジメチルアミノプロピルアクリルアミド-メチルクロライド塩
DMAPMA-MC:ジメチルアミノプロピルメタクリルアミド-メチルクロライド塩
DMAPAA-BC:ジメチルアミノプロピルアクリルアミド-ベンジルクロライド塩
DMAPAA-S:ジメチルアミノプロピルアクリルアミド-プロピルスルホン酸塩
CL5MA:2-ヒドロキシエチルメタクリレートの5molカプロラクトン付加物(ダイセル化学社製、プラクセルFM5)
MMA:メチルメタクリレート
tBA:tert-ブチルアクリレート
AAm:アクリルアミドアクリレート
The abbreviations in Table 1 are as follows:
DMAPMA: dimethylaminopropyl methacrylamide DMAPAA: dimethylaminopropyl acrylamide DM-MC: N,N-dimethylaminoethyl methacrylate-methyl chloride salt DMAPAA-MC: dimethylaminopropyl acrylamide-methyl chloride salt DMAPMA-MC: dimethylaminopropyl methacrylamide-methyl chloride salt DMAPAA-BC: dimethylaminopropyl acrylamide-benzyl chloride salt DMAPAA-S: dimethylaminopropyl acrylamide-propyl sulfonate CL5MA: 5 mol caprolactone adduct of 2-hydroxyethyl methacrylate (Daicel Chemical Industries, Ltd., Placcel FM5)
MMA: methyl methacrylate tBA: tert-butyl acrylate AAm: acrylamide acrylate
<バインダー樹脂の製造方法>
(バインダー樹脂溶液1の調整)
(段階1:樹脂主鎖の重合)
セパラブル4口フラスコに温度計、冷却管、窒素ガス導入管、撹拌装置を取り付けた反応容器にPGMAc100部を入れ、容器に窒素ガスを注入しながら120℃に加熱して、同温度で滴下管よりスチレン14部、ジシクロペンタニルメタクリレート29部、グリシジルメタクリレート57部、およびこの段階における前駆体の反応に要する触媒としてアゾビスイソブチロニトリル1.0部の混合物を2.5時間かけて滴下し重合反応を行った。
<Method for producing binder resin>
(Preparation of binder resin solution 1)
(Step 1: Polymerization of resin backbone)
100 parts of PGMAc was placed in a reaction vessel equipped with a thermometer, a condenser, a nitrogen gas inlet tube, and a stirrer in a separable four-neck flask, and heated to 120°C while injecting nitrogen gas into the vessel. At the same temperature, a mixture of 14 parts of styrene, 29 parts of dicyclopentanyl methacrylate, 57 parts of glycidyl methacrylate, and 1.0 part of azobisisobutyronitrile as a catalyst required for the reaction of the precursor at this stage was added dropwise from the dropping tube over 2.5 hours to carry out a polymerization reaction.
(段階2:エポキシ基への反応)
次にフラスコ内を空気置換し、アクリル酸29部およびこの段階における前駆体の反応に要する触媒としてトリスジメチルアミノメチルフェノール0.3部、及びハイドロキノン0.3部を投入し、120℃で5時間反応を行い、重量平均分子量(Mw)が約10500の樹脂溶液を得た。投入したアクリル酸はグリシジルメタクリレート構成単位のエポキシ基末端にエステル結合するので樹脂構造中にカルボキシル基を生じない。
(Step 2: Reaction to epoxy groups)
Next, the atmosphere in the flask was purged with air, and 29 parts of acrylic acid, 0.3 parts of trisdimethylaminomethylphenol as a catalyst required for the reaction of the precursor at this stage, and 0.3 parts of hydroquinone were added, and the reaction was carried out at 120°C for 5 hours, yielding a resin solution with a weight average molecular weight (Mw) of approximately 10,500. The acrylic acid added forms an ester bond with the epoxy group terminal of the glycidyl methacrylate structural unit, so no carboxyl groups are generated in the resin structure.
(段階3:水酸基への反応)
さらにテトラヒドロ無水フタル酸46部およびこの段階における前駆体の反応に要する触媒として、トリエチルアミン0.5部を加え120℃で4時間反応させた。加えたテトラヒドロ無水フタル酸は無水カルボン酸部位が開裂して生じた2個のカルボキシル基の一方が樹脂構造中の水酸基にエステル結合し、他方がカルボキシル基末端を生じさせる。
(Step 3: Reaction with hydroxyl groups)
Further, 46 parts of tetrahydrophthalic anhydride and 0.5 parts of triethylamine as a catalyst required for the reaction of the precursor at this stage were added, and the reaction was carried out for 4 hours at 120° C. The carboxylic anhydride moiety of the added tetrahydrophthalic anhydride was cleaved to generate two carboxyl groups, one of which was ester-bonded to a hydroxyl group in the resin structure, and the other formed a terminal carboxyl group.
(段階4:不揮発分の調整)
不揮発分が50質量%になるようにPGMAcを添加してバインダー樹脂溶液1を得た。重量平均分子量(Mw)が11500、酸価は103mgKOH/gであった。
(Step 4: Adjustment of non-volatile content)
PGMAc was added so that the nonvolatile content became 50% by mass, to obtain a binder resin solution 1. The weight average molecular weight (Mw) was 11,500, and the acid value was 103 mgKOH/g.
(バインダー樹脂溶液2の調整)
セパラブル4口フラスコに温度計、冷却管、窒素ガス導入管、滴下管および撹拌装置を取り付けた反応容器にシクロヘキサノン480.0部を仕込み、80℃に昇温し、反応容器内を窒素置換した後、滴下管より、メパラクミルフェノールエチレンオキサイド変性アクリレート(東亜合成社製アロニックスM110)19.0部、メタクリル酸28.0部、メチルメタクリレート22.4部、グリセロールモノメタクリレート11.5部、ベンジルメタクリレート29.0部、n-ブチルメタクリレート16.0部、及び2,2’-アゾビスイソブチロニトリル4.0部の混合物を2時間かけて滴下した。滴下終了後、更に3時間反応を継続し、共重合体樹脂溶液を得た。次に得られた共重合体溶液全量に対して、窒素ガスを停止し乾燥空気を1時間注入しながら攪拌したのちに、室温まで冷却した後、2-メタクリロイルオキシエチルイソシアネート(昭和電工社製カレンズMOI)12.5部、ラウリン酸ジブチル錫0.1部、シクロヘキサノン26.0部の混合物を70℃で3時間かけて滴下した。滴下終了後、更に1時間反応を継続し、アクリル樹脂溶液を得た。室温まで冷却した後、樹脂溶液約2部をサンプリングして180℃、20分加熱乾燥して不揮発分を測定し、先に合成した樹脂溶液に不揮発分が50質量%になるようにシクロヘキサノンを添加し、酸価が131mgKOH/gのバインダー樹脂溶液2を得た。
(Preparation of binder resin solution 2)
A separable four-necked flask was fitted with a thermometer, a condenser, a nitrogen gas inlet tube, a dropping tube, and a stirrer. 480.0 parts of cyclohexanone was charged into the reaction vessel, which was then heated to 80 ° C. and purged with nitrogen. From the dropping tube, a mixture of 19.0 parts of meparacumylphenol ethylene oxide-modified acrylate (Aronix M110 manufactured by Toagosei Co., Ltd.), 28.0 parts of methacrylic acid, 22.4 parts of methyl methacrylate, 11.5 parts of glycerol monomethacrylate, 29.0 parts of benzyl methacrylate, 16.0 parts of n-butyl methacrylate, and 4.0 parts of 2,2'-azobisisobutyronitrile was added dropwise over 2 hours. After completion of the dropping, the reaction was continued for another 3 hours to obtain a copolymer resin solution. Next, the nitrogen gas was stopped and dry air was injected into the entire amount of the obtained copolymer solution for 1 hour while stirring, and then cooled to room temperature. A mixture of 12.5 parts of 2-methacryloyloxyethyl isocyanate (Karenz MOI manufactured by Showa Denko K.K.), 0.1 parts of dibutyltin laurate, and 26.0 parts of cyclohexanone was added dropwise at 70 ° C. over 3 hours. After completion of the dropwise addition, the reaction was continued for another 1 hour to obtain an acrylic resin solution. After cooling to room temperature, approximately 2 parts of the resin solution was sampled and dried by heating at 180 ° C. for 20 minutes to measure the nonvolatile content. Cyclohexanone was added to the previously synthesized resin solution so that the nonvolatile content was 50% by mass, and a binder resin solution 2 having an acid value of 131 mg KOH / g was obtained.
(バインダー樹脂溶液3の調整)
セパラブル4口フラスコに温度計、冷却管、窒素ガス導入管、滴下管および撹拌装置を取り付けた反応容器にシクロヘキサノン700.0部を仕込み、80℃に昇温し、反応容器内を窒素置換した後、滴下管より、パラクミルフェノールエチレンオキサイド変性アクリレート(東亜合成社製アロニックスM110)50.0部、メタクリル酸50.0部、メチルメタクリレート40部、2-ヒドロキシエチルメタクリレート55.2部、及び2,2’-アゾビスイソブチロニトリル4.0部の混合物を2時間かけて滴下した。滴下終了後、更に3時間反応を継続し、共重合体樹脂溶液を得た。次に得られた共重合体溶液全量に対して、窒素ガスを停止し乾燥空気を1時間注入しながら攪拌したのちに、室温まで冷却した後、2-メタクリロイルオキシエチルイソシアネート(昭和電工社製カレンズMOI)59.9部、ラウリン酸ジブチル錫0.4部、シクロヘキサノン100.0部の混合物を70℃で3時間かけて滴下した。滴下終了後、更に1時間反応を継続し、アクリル樹脂溶液を得た。
室温まで冷却した後、樹脂溶液約2部をサンプリングして180℃、20分加熱乾燥して不揮発分を測定し、先に合成した樹脂溶液に不揮発分が50質量%になるようにシクロヘキサノンを添加し、酸価が104mgKOH/gのバインダー樹脂溶液3を得た。
(Preparation of Binder Resin Solution 3)
A separable four-necked flask was fitted with a thermometer, a condenser, a nitrogen gas inlet tube, a dropping tube, and a stirrer. A reaction vessel was charged with 700.0 parts of cyclohexanone, the temperature was raised to 80 ° C., and the atmosphere in the reaction vessel was replaced with nitrogen. From the dropping tube, a mixture of 50.0 parts of paracumylphenol ethylene oxide-modified acrylate (Aronix M110 manufactured by Toagosei Co., Ltd.), 50.0 parts of methacrylic acid, 40 parts of methyl methacrylate, 55.2 parts of 2-hydroxyethyl methacrylate, and 4.0 parts of 2,2'-azobisisobutyronitrile was added dropwise over 2 hours. After completion of the dropping, the reaction was continued for another 3 hours to obtain a copolymer resin solution. Next, the nitrogen gas supply was stopped and dry air was injected into the entire amount of the obtained copolymer solution for 1 hour while stirring, and then the solution was cooled to room temperature, and then a mixture of 59.9 parts of 2-methacryloyloxyethyl isocyanate (Karenz MOI manufactured by Showa Denko K.K.), 0.4 parts of dibutyltin laurate, and 100.0 parts of cyclohexanone was added dropwise at 70° C. over 3 hours. After completion of the dropwise addition, the reaction was continued for another 1 hour to obtain an acrylic resin solution.
After cooling to room temperature, approximately 2 parts of the resin solution was sampled and dried by heating at 180°C for 20 minutes, and the non-volatile content was measured. Cyclohexanone was added to the resin solution synthesized above so that the non-volatile content became 50% by mass, and binder resin solution 3 having an acid value of 104 mgKOH/g was obtained.
(バインダー樹脂溶液4の調整)
セパラブル4口フラスコに温度計、冷却管、窒素ガス導入管、滴下管および撹拌装置を取り付けた反応容器にシクロヘキサノン207部を仕込み、80℃に昇温し、反応容器内を窒素置換した後、滴下管より、メタクリル酸37.5部、メチルメタクリレート27.5部、n-ブチルメタクリレート5.0部、2-ヒドロキシエチルメタクリレート18.7部および2,2'-アゾビスイソブチロニトリル1.33部の混合物を2時間かけて滴下
した。滴下終了後、更に3時間反応を継続し、共重合体樹脂溶液を得た。次に得られた共重合体溶液全量に対して、窒素ガスを停止し乾燥空気を1時間注入しながら攪拌したのちに、室温まで冷却した後、2-メタクリロイルオキシエチルイソシアネート(昭和電工社製カレンズMOI)16.3部、ラウリン酸ジブチル錫0.08部、シクロヘキサノン26部の混合物を70℃で3時間かけて滴下した。滴下終了後、更に1時間反応を継続し、アクリル樹脂溶液を得た。室温まで冷却した後、樹脂溶液約2部をサンプリングして180℃、20分加熱乾燥して不揮発分を測定し、先に合成した樹脂溶液に不揮発分が50質量%になるようにシクロヘキサノンを添加し、酸価が233mgKOH/gのバインダー樹脂溶液4を得た。
(Preparation of Binder Resin Solution 4)
A separable four-necked flask was equipped with a thermometer, a condenser, a nitrogen gas inlet tube, a dropping tube, and a stirrer. 207 parts of cyclohexanone was charged into the reaction vessel, which was then heated to 80 ° C. After the atmosphere in the reaction vessel was replaced with nitrogen, a mixture of 37.5 parts of methacrylic acid, 27.5 parts of methyl methacrylate, 5.0 parts of n-butyl methacrylate, 18.7 parts of 2-hydroxyethyl methacrylate, and 1.33 parts of 2,2'-azobisisobutyronitrile was added dropwise over 2 hours from the dropping tube. After completion of the dropwise addition, the reaction was continued for another 3 hours to obtain a copolymer resin solution. Next, the nitrogen gas was stopped and dry air was injected into the entire amount of the obtained copolymer solution while stirring for 1 hour. After cooling to room temperature, a mixture of 16.3 parts of 2-methacryloyloxyethyl isocyanate (Showa Denko KARENZ MOI), 0.08 parts of dibutyltin laurate, and 26 parts of cyclohexanone was added dropwise over 3 hours at 70 ° C. After the dropwise addition was completed, the reaction was continued for another hour to obtain an acrylic resin solution. After cooling to room temperature, approximately 2 parts of the resin solution was sampled and dried by heating at 180°C for 20 minutes to measure the nonvolatile content. Cyclohexanone was added to the resin solution synthesized previously so that the nonvolatile content became 50% by mass, and binder resin solution 4 having an acid value of 233 mgKOH/g was obtained.
(バインダー樹脂溶液5の調整)
攪拌装置、滴下ロート、コンデンサー、温度計、ガス導入管を備えたフラスコにPGMAc145gを取り、窒素置換しながら攪拌し120℃に昇温した。次にジシクロペンタジエン骨格を有するモノメタクリレート(日立化成社製FA-512M)20.0部(0.1モル)、メタクリル酸108.0部(1.5モル)、ベンジルメタクリレート31.0部(0.2モル)からなるモノマー混合物にアゾビスイソブチロニトリルをモノマー混合物100部に対し10.1部を添加した。このものを滴下ロートから2時間かけてフラスコに滴下し、更に120℃で2時間攪拌し続けエージングを行った。次に、フラスコ内を空気置換に替え、グリシジルメタクリレート122.3部(0.9モル、メタクリル酸の60モル%)にトリスジメチルアミノメチルフェノール0.9gおよびハイドロキノン0.145部を、上記エージングした中に投入し、120℃で6時間反応を続け不揮発分酸価=1.0となったところで反応を終了し、PGMAcを添加して不揮発分が50質量%になるように調整してバインダー樹脂溶液5を得た。重量平均分子量(Mw)が18100、酸価は117mgKOH/gであった。
(Preparation of Binder Resin Solution 5)
A flask equipped with a stirrer, dropping funnel, condenser, thermometer, and gas inlet tube was charged with 145 g of PGMAc, and the temperature was raised to 120 ° C. while stirring and replacing with nitrogen. Next, 20.0 parts (0.1 mol) of monomethacrylate having a dicyclopentadiene skeleton (FA-512M manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.), 108.0 parts (1.5 mol) of methacrylic acid, and 31.0 parts (0.2 mol) of benzyl methacrylate were mixed with 10.1 parts of azobisisobutyronitrile per 100 parts of the monomer mixture. This was added dropwise from the dropping funnel to the flask over 2 hours, and the mixture was further stirred at 120 ° C. for 2 hours to perform aging. Next, the atmosphere in the flask was replaced with air, and 122.3 parts of glycidyl methacrylate (0.9 mol, 60 mol% of methacrylic acid), 0.9 g of trisdimethylaminomethylphenol, and 0.145 parts of hydroquinone were added to the aged solution, and the reaction was continued at 120°C for 6 hours. When the nonvolatile acid value reached 1.0, the reaction was terminated, and PGMAc was added to adjust the nonvolatile content to 50% by mass, yielding binder resin solution 5. The weight average molecular weight (Mw) was 18,100, and the acid value was 117 mgKOH/g.
(バインダー樹脂溶液6の調整)
撹拌機、温度計、還流冷却管、滴下ロートおよび窒素導入管を備えたフラスコに、PGMAc333gを導入し、フラスコ内雰囲気を空気から窒素にした後、100℃に昇温後、ベンジルメタクリレート70.5部、グリシジルメタクリレート71.1部、トリシクロ
デカン骨格のモノメタクリレート(日立化成社製FA-513M)22.0部および、PGMAc164部からなる混合物にアゾビスイソブチロニトリル3.6部を添加した溶液を滴下ロートから2時間かけてフラスコに滴下し、さらに100℃で5時間撹拌し続けた。次に、フラスコ内雰囲気を窒素から空気にし、メタクリル酸43.0部[0.5モル、(本反応に用いたグリシジルメタクリレートのグリシジル基に対して100モル%)]、トリスジメチルアミノメチルフェノール0.9部およびハイドロキノン0.145部をフラスコ内に投入し、110℃で6時間反応を続け不揮発分酸価が1mgKOH/gとなったところで反応を終了した。次に、テトラヒドロフタル無水フタル酸60.9部、トリエチルアミン0.8部を加え、120℃で3.5時間反応させ、バインダー樹脂溶液を得た。バインダー樹脂溶液約2gをサンプリングして180℃、20分加熱乾燥して不揮発分を測定し、PGMAcを添加して不揮発分が50質量%になるように調整して酸価80mgKOH/gのバインダー樹脂溶液6を得た。
(Preparation of Binder Resin Solution 6)
333 g of PGMAc was introduced into a flask equipped with a stirrer, a thermometer, a reflux condenser, a dropping funnel, and a nitrogen inlet tube, and the atmosphere in the flask was changed from air to nitrogen. After that, the temperature was raised to 100°C, and then a solution obtained by adding 3.6 parts of azobisisobutyronitrile to a mixture consisting of 70.5 parts of benzyl methacrylate, 71.1 parts of glycidyl methacrylate, 22.0 parts of a tricyclodecane-skeleton monomethacrylate (FA-513M manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.), and 164 parts of PGMAc was added dropwise from the dropping funnel to the flask over 2 hours, and stirring was continued for a further 5 hours at 100°C. Next, the atmosphere in the flask was changed from nitrogen to air, and 43.0 parts of methacrylic acid [0.5 mol (100 mol% relative to the glycidyl group of the glycidyl methacrylate used in this reaction)], 0.9 parts of trisdimethylaminomethylphenol, and 0.145 parts of hydroquinone were added to the flask, and the reaction was continued for 6 hours at 110 ° C. The reaction was terminated when the nonvolatile acid value reached 1 mg KOH / g. Next, 60.9 parts of tetrahydrophthalic anhydride and 0.8 parts of triethylamine were added, and the reaction was continued for 3.5 hours at 120 ° C. to obtain a binder resin solution. Approximately 2 g of the binder resin solution was sampled and heated to 180 ° C. for 20 minutes to dry the nonvolatile content, and PGMAc was added to adjust the nonvolatile content to 50% by mass, resulting in a binder resin solution 6 with an acid value of 80 mg KOH / g.
(バインダー樹脂溶液7の調整)
セパラブル4口フラスコに温度計、冷却管、窒素ガス導入管、滴下管および撹拌装置を取り付けた反応容器にシクロヘキサノン196部を仕込み、80℃に昇温し、反応容器内を窒素置換した後、滴下管より、ベンジルメタクリレート20.0部、n-ブチルメタクリレート17.2部、2-ヒドロキシエチルメタクリレート12.9部、メタクリル酸12.0部、パラクミルフェノールエチレンオキサイド変性アクリレート(アロニックスM110:東亞合成社製)20.7部、2,2’-アゾビスイソブチロニトリル1.1部の混合物を2時間かけて滴下した。滴下終了後、更に3時間反応を継続し、アクリル樹脂の溶液を得た。室温まで冷却した後、樹脂溶液約2部をサンプリングして180℃、20分加熱乾燥して不揮発分を測定し、PGMAcを添加して不揮発分が50質量%になるように調整して酸価が94mgKOH/gのバインダー樹脂溶液7を得た。
(Preparation of Binder Resin Solution 7)
A separable four-necked flask was equipped with a thermometer, a condenser, a nitrogen gas inlet tube, a dropping tube, and a stirrer. 196 parts of cyclohexanone was charged into the reaction vessel, which was then heated to 80 ° C. and purged with nitrogen. 20.0 parts of benzyl methacrylate, 17.2 parts of n-butyl methacrylate, 12.9 parts of 2-hydroxyethyl methacrylate, 12.0 parts of methacrylic acid, 20.7 parts of paracumylphenol ethylene oxide-modified acrylate (Aronix M110: manufactured by Toagosei Co., Ltd.), and 1.1 parts of 2,2'-azobisisobutyronitrile were added dropwise over 2 hours. After completion of the dropwise addition, the reaction was continued for another 3 hours to obtain an acrylic resin solution. After cooling to room temperature, approximately 2 parts of the resin solution was sampled and dried by heating at 180°C for 20 minutes, and the nonvolatile content was measured. PGMAc was added to adjust the nonvolatile content to 50% by mass, thereby obtaining binder resin solution 7 having an acid value of 94 mgKOH/g.
(バインダー樹脂溶液8の調整)
セパラブル4口フラスコに温度計、冷却管、窒素ガス導入管、滴下管および撹拌装置を取り付けた反応容器にシクロヘキサノン560.0部を仕込み、80℃に昇温し、反応容器内を窒素置換した後、滴下管より、メタクリル酸26.0部、メチルメタクリレート23.0部、n-ブチルメタクリレート、23.0部、パラクミルフェノールエチレンオキサイド変性アクリレート(アロニックスM110:東亜合成社製)22.0部、グリセロールモノメタクリレート31.9部、2,2’-アゾビスイソブチロニトリル4.0部の混合物を2時間かけて滴下した。滴下終了後、更に3時間反応を継続し、共重合体樹脂溶液を得た。次に得られた共重合体溶液全量に対して、窒素ガスを停止し乾燥空気を1時間注入しながら攪拌したのちに、室温まで冷却した後、2-メタクリロイルオキシエチルイソシアネート(カレンズMOI:昭和電工社製)52.2部、ラウリン酸ジブチル錫0.4部、シクロヘキサノン100.0部の混合物を70℃で3時間かけて滴下した。滴下終了後、更に1時間反応を継続し、アクリル樹脂溶液を得た。室温まで冷却した後、樹脂溶液約2部をサンプリングして180℃、20分加熱乾燥して不揮発分を測定し、シクロヘキサノンを添加して不揮発分が50質量%になるように調整して酸価が95mgKOH/gのバインダー樹脂溶液8を得た。
(Preparation of Binder Resin Solution 8)
A separable four-necked flask was equipped with a thermometer, a condenser, a nitrogen gas inlet tube, a dropping tube, and a stirrer. 560.0 parts of cyclohexanone was charged into the reaction vessel, and the temperature was raised to 80 ° C. After the atmosphere in the reaction vessel was replaced with nitrogen, a mixture of 26.0 parts of methacrylic acid, 23.0 parts of methyl methacrylate, 23.0 parts of n-butyl methacrylate, 23.0 parts of paracumylphenol ethylene oxide-modified acrylate (Aronix M110: manufactured by Toagosei Co., Ltd.) 22.0 parts, 31.9 parts of glycerol monomethacrylate, and 4.0 parts of 2,2'-azobisisobutyronitrile was added dropwise over 2 hours. After completion of the dropwise addition, the reaction was continued for another 3 hours to obtain a copolymer resin solution. Next, the nitrogen gas was stopped and dry air was injected into the entire amount of the obtained copolymer solution for 1 hour while stirring, and then cooled to room temperature. A mixture of 52.2 parts of 2-methacryloyloxyethyl isocyanate (Karenz MOI: manufactured by Showa Denko K.K.), 0.4 parts of dibutyltin laurate, and 100.0 parts of cyclohexanone was added dropwise at 70 ° C. over 3 hours. After completion of the dropwise addition, the reaction was continued for another 1 hour to obtain an acrylic resin solution. After cooling to room temperature, approximately 2 parts of the resin solution was sampled and heated and dried at 180 ° C. for 20 minutes to measure the nonvolatile content. Cyclohexanone was added to adjust the nonvolatile content to 50% by mass, and a binder resin solution 8 having an acid value of 95 mg KOH / g was obtained.
(バインダー樹脂溶液9の調整)
セパラブル4口フラスコに温度計、冷却管、窒素ガス導入管、滴下管および撹拌装置を取り付けた反応容器にシクロヘキサノン520.0部を仕込み、80℃に昇温し、反応容器内を窒素置換した後、滴下管より、メタクリル酸7.0部、メチルメタクリレート7.0部、2-ヒドロキシエチルメタクリレート54.3部、グリセロールモノメタクリレート66.0部、2,2’-アゾビスイソブチロニトリル4.0部の混合物を2時間かけて滴下した。滴下終了後、更に3時間反応を継続し、共重合体樹脂溶液を得た。次に得られた共重合体溶液全量に対して、窒素ガスを停止し乾燥空気を1時間注入しながら攪拌したのちに、室温まで冷却した後、2-メタクリロイルオキシエチルイソシアネート(カレンズMOI:昭和電工社製)64.8部、ラウリン酸ジブチル錫0.4部、シクロヘキサノン100.0部の混合物を70℃で3時間かけて滴下した。滴下終了後、更に1時間反応を継続し、アクリル樹脂溶液を得た。室温まで冷却した後、不揮発分を測定し、シクロヘキサノンを添加して不揮発分が50質量%になるように調整して酸価が23mgKOH/gのバインダー樹脂溶液9を得た。
(Preparation of Binder Resin Solution 9)
A separable four-necked flask was equipped with a thermometer, a condenser, a nitrogen gas inlet tube, a dropping tube, and a stirrer. 520.0 parts of cyclohexanone was charged into the reaction vessel, and the temperature was raised to 80 ° C. After the atmosphere in the reaction vessel was replaced with nitrogen, a mixture of 7.0 parts of methacrylic acid, 7.0 parts of methyl methacrylate, 54.3 parts of 2-hydroxyethyl methacrylate, 66.0 parts of glycerol monomethacrylate, and 4.0 parts of 2,2'-azobisisobutyronitrile was added dropwise over 2 hours from the dropping tube. After completion of the dropwise addition, the reaction was continued for another 3 hours to obtain a copolymer resin solution. Next, the nitrogen gas was stopped and dry air was injected into the total amount of the obtained copolymer solution while stirring for 1 hour. After cooling to room temperature, a mixture of 64.8 parts of 2-methacryloyloxyethyl isocyanate (Karenz MOI: manufactured by Showa Denko K.K.), 0.4 parts of dibutyltin laurate, and 100.0 parts of cyclohexanone was added dropwise over 3 hours at 70 ° C. After the dropwise addition, the reaction was continued for another hour to obtain an acrylic resin solution. After cooling to room temperature, the nonvolatile content was measured, and cyclohexanone was added to adjust the nonvolatile content to 50% by mass, thereby obtaining a binder resin solution 9 having an acid value of 23 mgKOH/g.
<シアン色着色組成物の製造>
[実施例1]
(シアン色着色組成物(D-1)の作製)
下記の混合物を均一になるように攪拌混合した後、直径0.5mmのジルコニアビーズを用いて、アイガーミル(アイガージャパン社製「ミニモデルM-250MKII」)
で5時間分散した後、5.0μmのフィルタで濾過しシアン色着色組成物(D-1)を得た。
シアン色着色組成物はPGMAcにより不揮発分20質量%に調整した。
微細化顔料(P-1) :11.2部
青色フタロシアニン化合物(B-14) : 2.8部
塩基性樹脂型分散剤溶液(D1) :12.0部
PGMAc :74.0部
<Production of Cyan Colored Composition>
[Example 1]
(Preparation of Cyan Colored Composition (D-1))
The following mixture was stirred and mixed until uniform, and then the mixture was milled in an Eiger mill (Eiger Japan "Mini Model M-250MKII") using zirconia beads with a diameter of 0.5 mm.
After dispersing for 5 hours, the mixture was filtered through a 5.0 μm filter to obtain a cyan colored composition (D-1).
The cyan colored composition was adjusted with PGMAc to have a nonvolatile content of 20% by mass.
Finely divided pigment (P-1): 11.2 parts Blue phthalocyanine compound (B-14): 2.8 parts Basic resin type dispersant solution (D1): 12.0 parts PGMAc: 74.0 parts
[実施例2~98、比較例1~5]
(シアン色着色組成物(D-2~D-103)の作製)
表6-1、表6-2、表6-3に示す組成に変更した以外はシアン色着色組成物(D-1)と同様にして、顔料分散体(D-2~D103)を得た。
[Examples 2 to 98, Comparative Examples 1 to 5]
(Preparation of Cyan Colored Compositions (D-2 to D-103))
Pigment dispersions (D-2 to D103) were obtained in the same manner as in the cyan colored composition (D-1), except that the compositions were changed as shown in Tables 6-1, 6-2, and 6-3.
<シアン色着色組成物の評価>
得られたシアン色着色組成物(D-1~D-103)を下記の方法で粘度安定性評価、光透過率評価を行った。評価結果を表7-1、7-2、7-3に記載する。
<Evaluation of Cyan Coloring Composition>
The obtained cyan colored compositions (D-1 to D-103) were evaluated for viscosity stability and light transmittance by the following methods. The evaluation results are shown in Tables 7-1, 7-2, and 7-3.
(シアン色着色組成物の粘度安定性評価)
得られたシアン色着色組成物(D-1~D-103)の分散直後の初期粘度と、40℃で1週間、経時促進させた経時粘度を、E型粘度計(東機産業社製「ELD型粘度計」)を用いて、25℃において回転数50rpmの条件で測定した。この初期粘度及び経時粘度の値から、下記式で経時粘度変化率を算出し、粘度安定性を2段階で評価した。◎および〇および△が実用可能である。×は、実用不可である(以下同様)
[経時粘度変化率]=|([初期粘度]-[経時粘度])/[初期粘度]|×100
◎:変化率2%未満
〇:変化率2%以上5%未満
△:変化率5%以上10%未満
×:変化率10%以上
(Evaluation of Viscosity Stability of Cyan Colored Composition)
The initial viscosity of the obtained cyan colored compositions (D-1 to D-103) immediately after dispersion and the viscosity over time after accelerated aging at 40°C for 1 week were measured using an E-type viscometer ("ELD type viscometer" manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd.) at 25°C and a rotation speed of 50 rpm. From the initial viscosity and viscosity over time values, the rate of change in viscosity over time was calculated using the following formula, and the viscosity stability was evaluated on a two-level scale. ◎, ◯, and △ are practically usable. × is not practical (the same applies below).
[Temporal viscosity change rate] = |([initial viscosity] - [temporal viscosity]) / [initial viscosity]| x 100
◎: Rate of change less than 2% ◯: Rate of change 2% or more but less than 5% △: Rate of change 5% or more but less than 10% ×: Rate of change 10% or more
(シアン色着色組成物の平均光透過率測定)
実施例記載の感光性着色組成物をガラス基板上にスピンコーターを用いて膜厚0.5μmの塗膜基板にした後に、ホットプレートで70℃60秒基板を加熱した。作製した基板を、分光光度計(日立ハイテクサイエンス社製「U-3310」)を用いて波長300~900nmの光透過率を測定し、下記記載の波長領域の光透過率を評価した。〇および△が実用可能である。
透過率1(波長領域400~460nmの光透過率評価)
〇:85%以上
△:80%以上85%未満
×:80%未満
透過率2(波長領域480~540nmの平均光透過率評価)
〇:90%以上
△:80%以上 90%未満
×:80%未満
透過率3(波長領域620~680nmの平均光透過率評価)
〇:10%未満
△:10%以上 20%未満
×:20%以上
(Measurement of Average Light Transmittance of Cyan Colored Composition)
The photosensitive coloring composition described in the Examples was applied to a glass substrate using a spin coater to form a coating substrate with a film thickness of 0.5 μm, and the substrate was then heated on a hot plate at 70°C for 60 seconds. The light transmittance of the prepared substrate at wavelengths of 300 to 900 nm was measured using a spectrophotometer (Hitachi High-Tech Science Corporation, "U-3310"), and the light transmittance in the wavelength range described below was evaluated. ◯ and △ are practical.
Transmittance 1 (evaluation of light transmittance in the wavelength range of 400 to 460 nm)
○: 85% or more △: 80% or more but less than 85% ×: Less than 80% Transmittance 2 (average light transmittance evaluation in the wavelength range of 480 to 540 nm)
〇: 90% or more △: 80% or more Less than 90% ×: Less than 80% Transmittance 3 (average light transmittance evaluation in the wavelength range 620 to 680 nm)
〇: Less than 10% △: 10% or more but less than 20% ×: 20% or more
<感光性着色組成物の製造>
[実施例99]
(感光性着色組成物(R-1)の作製)
下記組成の混合物を均一に攪拌混合した後、1μmのフィルタで濾過して感光性着色組成物(R-1)を作製した。
シアン色着色組成物(D-1) :42.9部
バインダー樹脂溶液1 : 3.5部
重合性化合物(アロニックスM-402:東亞合成社製) : 2.1部
重合性化合物(アロニックスM-350:東亞合成社製) : 2.1部
光重合開始剤(化学式(6b-2)) : 0.19部
紫外線吸収剤(TINUVIN 326) : 0.2部
重合禁止剤溶液(メチルヒドロキノン) : 1.3部
(PGMAcで不揮発分が1質量%に調整した溶液)
PGMAc :43.4部
レベリング剤溶液 : 4.3部
(東レ・ダウコーニング社製「FZ-2122」
(PGMAcで不揮発分が1質量%に調整した溶液))
<Production of Photosensitive Coloring Composition>
[Example 99]
(Preparation of Photosensitive Coloring Composition (R-1))
A mixture of the following components was stirred and mixed uniformly, and then filtered through a 1 μm filter to prepare a photosensitive coloring composition (R-1).
Cyan colored composition (D-1): 42.9 parts Binder resin solution 1: 3.5 parts Polymerizable compound (Aronix M-402: manufactured by Toagosei Co., Ltd.): 2.1 parts Polymerizable compound (Aronix M-350: manufactured by Toagosei Co., Ltd.): 2.1 parts Photopolymerization initiator (chemical formula (6b-2)): 0.19 parts Ultraviolet absorber (TINUVIN 326): 0.2 parts Polymerization inhibitor solution (methylhydroquinone): 1.3 parts (solution adjusted with PGMAc to a non-volatile content of 1% by mass)
PGMAc: 43.4 parts Leveling agent solution: 4.3 parts
(Toray Dow Corning "FZ-2122"
(Solution adjusted with PGMAc to a non-volatile content of 1% by mass)
[実施例100~231、比較例6~10]
(感光性着色組成物(R-2~138)の作製)
感光性着色組成物(R-1)で使用した材料および配合量を表8-1、8-2、8-3に記載された通りに変更した以外は、感光性着色組成物(R-1)と同様に行い感光性着色組成物(R-2~R-138)をそれぞれ得た。表8-1、8-2、8-3、8-4の紫外線吸収剤、重合禁止剤溶液、レベリング剤溶液の配合量は実施例78と同様である。
[Examples 100 to 231, Comparative Examples 6 to 10]
(Preparation of Photosensitive Coloring Compositions (R-2 to 138))
The materials and blending amounts used in the photosensitive coloring composition (R-1) were changed as shown in Tables 8-1, 8-2, and 8-3, except that the photosensitive coloring composition (R-1) was carried out in the same manner as the photosensitive coloring composition (R-1), and photosensitive coloring compositions (R-2 to R-138) were obtained, respectively. Tables 8-1, 8-2, 8-3, and 8-4 show the amounts of ultraviolet absorber, polymerization inhibitor solution, and leveling agent solution blended in the same manner as in Example 78.
表8-1~表8-4に記載の原料を以下に示す。
<重合性化合物>
・ウレタンアクリレート:ジペンタエリスリトールペンタアクリレートヘキサメチレンジイソシアネート(ジペンタエリスリトールペンタアクリレートとヘキサメチレンジイソシアネートとの反応物)
・アロニックスM-402(東亜合成社製:ジペンタエリスリトールペンタ及びヘキサアクリレート
・アロニックスM-350(東亜合成社製:トリメチロールプロパンEO変性トリアクリレート])
・アロニックスM-520(東亜合成社製:多塩基酸変性特殊多官能アクリレート 3官能以上)
・KAYARAD DPEA-12(日本化薬製:5官能以上のアクリレートモノマー)・KAYARAD DPCA-60(日本化薬製:5官能以上のアクリレートモノマー)
The raw materials listed in Tables 8-1 to 8-4 are shown below.
<Polymerizable compound>
Urethane acrylate: dipentaerythritol pentaacrylate hexamethylene diisocyanate (reaction product of dipentaerythritol pentaacrylate and hexamethylene diisocyanate)
Aronix M-402 (manufactured by Toagosei Co., Ltd.: dipentaerythritol penta- and hexaacrylate) Aronix M-350 (manufactured by Toagosei Co., Ltd.: trimethylolpropane EO-modified triacrylate)
Aronix M-520 (manufactured by Toagosei Co., Ltd.: polybasic acid-modified special multifunctional acrylate, trifunctional or higher)
KAYARAD DPEA-12 (manufactured by Nippon Kayaku: acrylate monomer with five or more functional groups) KAYARAD DPCA-60 (manufactured by Nippon Kayaku: acrylate monomer with five or more functional groups)
<紫外線吸収剤>
・TINUVIN 326(BASFジャパン社製:ベンゾトリアゾール系化合物):2
-(3-tブチル-5-メチル-2-ヒドロキシフェニル)-5-クロロベンゾトリアゾール(吸光度0.5)
<Ultraviolet absorber>
TINUVIN 326 (manufactured by BASF Japan: benzotriazole-based compound): 2
-(3-t-butyl-5-methyl-2-hydroxyphenyl)-5-chlorobenzotriazole (absorbance 0.5)
<感光性着色組成物の評価>
得られた感光性着色組成物(R-1~138)を、下記の方法で光透過率、粘度安定性、残渣、現像速度、パターン形成評価を行った。評価結果を表9-1、9-2、9-3、9-4に示す。
<Evaluation of Photosensitive Coloring Composition>
The obtained photosensitive coloring compositions (R-1 to 138) were evaluated for light transmittance, viscosity stability, residue, development speed, and pattern formation by the following methods. The evaluation results are shown in Tables 9-1, 9-2, 9-3, and 9-4.
(感光性組成物の平均光透過率測定)
実施例記載の感光性着色組成物をガラス基板上にスピンコーターを用いて膜厚0.5μmの塗膜基板にした後に、ホットプレートで70℃60秒基板を加熱した。作製した基板を、分光光度計(日立ハイテクサイエンス社製「U-3310」)を用いて波長300~900nmの光透過率を測定し、下記記載の波長領域の光透過率を評価した。〇および△が実用可能である。
透過率1(波長領域400~460nmの光透過率評価)
〇:85%以上
△:80%以上85%未満
×:80%未満
透過率2(波長領域480~540nmの平均光透過率評価)
〇:90%以上
△:80%以上 90%未満
×:80%未満
透過率3(波長領域620~680nmの平均光透過率評価)
〇:10%未満
△:10%以上 20%未満
×:20%以上
(Measurement of Average Light Transmittance of Photosensitive Composition)
The photosensitive coloring composition described in the Examples was applied to a glass substrate using a spin coater to form a coating substrate with a film thickness of 0.5 μm, and the substrate was then heated on a hot plate at 70°C for 60 seconds. The light transmittance of the prepared substrate at wavelengths of 300 to 900 nm was measured using a spectrophotometer (Hitachi High-Tech Science Corporation, "U-3310"), and the light transmittance in the wavelength range described below was evaluated. ◯ and △ are practical.
Transmittance 1 (evaluation of light transmittance in the wavelength range of 400 to 460 nm)
○: 85% or more △: 80% or more but less than 85% ×: Less than 80% Transmittance 2 (average light transmittance evaluation in the wavelength range of 480 to 540 nm)
〇: 90% or more △: 80% or more Less than 90% ×: Less than 80% Transmittance 3 (average light transmittance evaluation in the wavelength range 620 to 680 nm)
〇: Less than 10% △: 10% or more but less than 20% ×: 20% or more
(感光性着色組成物の粘度安定性評価)
シアン色着色組成物の評価と同様に粘度安定性を測定し、下記の基準で評価した。◎および〇および△が実用可能である。
[経時粘度変化率]=|([初期粘度]-[経時粘度])/[初期粘度]|×100
◎:変化率2%未満
〇:変化率2%以上5%未満
△:変化率5%以上10%未満
×:変化率10%以上
(Evaluation of Viscosity Stability of Photosensitive Coloring Composition)
The viscosity stability was measured in the same manner as in the evaluation of the cyan colored composition, and the composition was evaluated according to the following criteria: Excellent, Good, and Fair are practically usable.
[Temporal viscosity change rate] = |([initial viscosity] - [temporal viscosity]) / [initial viscosity]| x 100
◎: Rate of change less than 2% ◯: Rate of change 2% or more but less than 5% △: Rate of change 5% or more but less than 10% ×: Rate of change 10% or more
< 残渣の評価>
ヘキサメチルジシラザンを8インチ(200mm)シリコンウェハに塗布し、ホットプレートで100℃60秒加熱した後に、ホットプレートで230℃180秒加熱し、表面を疎水化させたシリコンウェハを作製した。
作製したシリコンウェハ上に得られた感光性着色組成物を乾燥後の膜厚が0.8μmになるように、スピンコーターを用いて塗布し、70℃のホットプレートを用いて100秒間加熱処理を行った。
次いで、得られた被膜に対し、i線ステッパー露光装置FPA-3000 i4(Canon社製)を使用して、1.2μm四方のアイランドパターンを有するマスクを介して365nmの波長光で露光(露光量3000J/m2)した。次いで、露光後の被膜に対し、現像装置(東京エレクトロン社製Act-8)を使用し、現像を行った。現像液は水酸化テトラメチルアンモニウム(TMAH)0.1質量%水溶液を用い、23℃で80秒間シャワー現像を行った。その後、純水を用いたスピンシャワーにてリンスを行い、パターンを得た。得られたパターンを、走査型電子顕微鏡(SEM)(S-8820、日立ハイテクノロジーズ社製)を用いて観察(倍率:20000倍)し、残渣を評価した。評価基準は以下の通りである。〇および△が実用可能である。
〇:パターン間の非画像部に残渣なし
△:パターン間の非画像部に最大長が0.10μm未満の残渣が観測される
×:パターン間の非画像部に最大長が0.10μm以上の残渣が観測される
<Residue Evaluation>
Hexamethyldisilazane was applied to an 8-inch (200 mm) silicon wafer, heated on a hot plate at 100° C. for 60 seconds, and then heated on a hot plate at 230° C. for 180 seconds to produce a silicon wafer with a hydrophobic surface.
The photosensitive coloring composition thus obtained was applied onto the prepared silicon wafer using a spin coater so that the film thickness after drying would be 0.8 μm, and the coating was then heat-treated using a hot plate at 70° C. for 100 seconds.
The resulting coating was then exposed to 365 nm wavelength light (exposure dose 3000 J/m 2 ) through a mask having a 1.2 μm square island pattern using an i-line stepper exposure system FPA-3000 i4 ( Canon ). The exposed coating was then developed using a developer (Act-8, Tokyo Electron Ltd.). A 0.1 mass % aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide (TMAH) was used as the developer, and shower development was carried out at 23°C for 80 seconds. This was followed by rinsing with a spin shower using pure water to obtain a pattern. The resulting pattern was observed (magnification: 20,000x) using a scanning electron microscope (SEM) (S-8820, Hitachi High-Technologies Corporation), and residue was evaluated. The evaluation criteria are as follows: ◯ and △ are practically usable.
◯: No residue in non-image areas between patterns
△: Residues with a maximum length of less than 0.10 μm are observed in the non-image areas between the patterns. ×: Residues with a maximum length of 0.10 μm or more are observed in the non-image areas between the patterns.
<密着性>
残渣評価で作製したパターンの中で1.2μmのパターンサイズのパターン群を光学顕微鏡(オリンパス社製)にて観察(倍率:100倍)した。評価基準は以下の通りである。〇および△が実用可能である。
〇:パターンの剥がれ、および、欠けなし
△:パターンの剥がれ、および、欠けが合計で10%未満である
×:パターンの剥がれ、および、欠けが合計で10%以上である
<Adhesion>
Among the patterns produced for residue evaluation, a group of patterns with a pattern size of 1.2 μm were observed with an optical microscope (manufactured by Olympus Corporation) (magnification: 100 times). The evaluation criteria are as follows: ◯ and △ are practical.
◯: No peeling or chipping of the pattern. Δ: Peeling and chipping of the pattern is less than 10% in total. ×: Peeling and chipping of the pattern is 10% or more in total.
上記表の結果より実施例99~231の感光性着色組成物は、シアン色として良好な色特性を示し、粘度安定性良好であり、残渣及び密着性も良好あった。
一方、比較例6、8、9は透過率及び密着性は良好ではあるが、粘度安定性が非常に悪かった。比較例9は塩基性樹脂型分散剤が含まれていないため、密着性不良が発生している。比較例7は緑色の顔料が含まれており、比較例10はアルミフタロシアニン顔料が少ないことから、シアン色としての色特性が不良であった。
また、密着性評価が良好なことから、隔壁表面に密着層を設けている固体撮像素子を製造する際に、密着層に対する密着性不良が発生しないカラーフィルタの製造が可能であると考えられる。
From the results in the above table, the photosensitive coloring compositions of Examples 99 to 231 exhibited good color characteristics as a cyan color, had good viscosity stability, and were also good in terms of residue and adhesion.
On the other hand, Comparative Examples 6, 8, and 9 had good transmittance and adhesion, but very poor viscosity stability. Comparative Example 9 did not contain a basic resin-type dispersant, resulting in poor adhesion. Comparative Example 7 contained a green pigment, and Comparative Example 10 contained a small amount of aluminum phthalocyanine pigment, resulting in poor color properties as a cyan color.
Furthermore, since the adhesion evaluation was favorable, it is believed that when a solid-state imaging device having an adhesion layer on the partition surface is manufactured, it is possible to manufacture a color filter that does not suffer from poor adhesion to the adhesion layer.
<カラーフィルタの製造>
次に、シリコンウェハー基板上にスピンコーターで、感光性着色組成物(R-1)で使用している着色剤を、C.I.Pigment Red 122 14.0部に置き換えた以外は実施例78と同様にして作製した感光性赤色着色組成物を塗布し着色被膜を形成した。次に、該被膜にフォトマスクを介して、超高圧水銀ランプを用いて3000J/m2の紫外線を照射した。次いでアルカリ現像液(0.05質量%のテトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液)をスプレー現像して未露光部分を取り除いた後、イオン交換水で洗浄し、この基板を230℃で5分加熱して、マゼンタ色フィルタセグメントを形成した。
<Production of Color Filters>
Next, on a silicon wafer substrate with a spin coater, the colorant used in the photosensitive coloring composition (R-1), C. I. Pigment Red 122 14.0 parts was replaced with a photosensitive red coloring composition prepared in the same manner as in Example 78, except that a colored coating was formed. Next, the coating was irradiated with 3000 J / m 2 ultraviolet light using an ultra-high pressure mercury lamp through a photomask. Then, an alkaline developer (0.05% by mass tetramethylammonium hydroxide aqueous solution) was spray-developed to remove the unexposed portions, and then washed with ion-exchanged water, and the substrate was heated at 230 ° C. for 5 minutes to form a magenta color filter segment.
同様にして、シリコンウェハー基板上にスピンコーターで、感光性着色組成物(R-1)で使用している着色剤を、C.I.Pigment Yellow 185 14.0部に置き換えた以外は実施例78と同様にして作製した感光性黄色着色組成物を塗布し着色被膜を形成した。次に、該被膜にフォトマスクを介して、超高圧水銀ランプを用いて3000J/m2の紫外線を照射した。次いでアルカリ現像液(0.05質量%のテトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液)をスプレー現像して未露光部分を取り除いた後、イオン交換水で洗浄し、この基板を230℃で5分加熱して、イエロー色フィルタセグメントを形成して、カラーフィルタを得た。 Similarly, on a silicon wafer substrate with a spin coater, the colorant used in the photosensitive coloring composition (R-1), C. I. Pigment Yellow 185 14.0 parts was replaced with a photosensitive yellow coloring composition prepared in the same manner as in Example 78, except that a colored coating was formed by applying the composition. Next, the coating was irradiated with 3000 J / m 2 ultraviolet light using an ultra-high pressure mercury lamp through a photomask. Then, an alkaline developer (0.05% by mass tetramethylammonium hydroxide aqueous solution) was spray-developed to remove the unexposed portions, and then washed with ion-exchanged water. The substrate was heated at 230 ° C. for 5 minutes to form a yellow color filter segment, and a color filter was obtained.
同様にして、シリコンウェハー基板上にスピンコーターで、感光性着色組成物(R-6)を塗布し着色被膜を形成した。次に、該被膜にフォトマスクを介して、超高圧水銀ランプを用いて3000J/m2の紫外線を照射した。次いで0.05質量%のテトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液からなるアルカリ現像液によりスプレー現像して未露光部分を取り除いた後、イオン交換水で洗浄し、この基板を230℃で5分加熱して、シアン色フィルタセグメントを形成して、カラーフィルタを得た。 Similarly, a photosensitive coloring composition (R-6) was applied to a silicon wafer substrate with a spin coater to form a colored coating. Next, the coating was irradiated with 3000 J/ m2 ultraviolet light using an ultra-high pressure mercury lamp through a photomask. Next, the unexposed portions were removed by spray development using an alkaline developer consisting of a 0.05% by mass aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide, and then washed with ion-exchanged water. The substrate was heated at 230 ° C. for 5 minutes to form a cyan color filter segment, and a color filter was obtained.
作製したカラーフィルタは、本発明における固体撮像素子向けシアン色カラーフィルタ用感光性着色組成物を用いることで、密着性が良好で、残渣も少なく、良好な粘度安定性を有し、シアン色としての色特性も優れるものであった。
そのため、このカラーフィルタを搭載した固体撮像素子を携帯電話端末のカメラや車載向けセンサー、監視カメラなどに用いることで、遠方撮影機能や画像解像度が大幅に向上したデバイスの作製が可能となる。
The color filter produced by using the photosensitive coloring composition for a cyan color filter for a solid-state imaging device of the present invention had good adhesion, little residue, good viscosity stability, and excellent color properties as a cyan color.
Therefore, by using solid-state imaging elements equipped with this color filter in mobile phone cameras, in-vehicle sensors, surveillance cameras, etc., it will be possible to create devices with significantly improved long-distance imaging capabilities and image resolution.
Claims (8)
前記着色剤が、下記一般式(1)で示すフタロシアニン顔料、および下記一般式(2)で示す青色フタロシアニン化合物を含有し、
下記一般式(1)で示すフタロシアニン顔料を、前記着色剤100質量%中、40~95質量%含み、
下記一般式(2)で示す青色フタロシアニン化合物が、下記(A)または(B)のいずれかである、シアン色カラーフィルタ用着色組成物。
(A)Pigment Blue15:2、Pigment Blue15:4、及びPigment Blue15:6からなる群より選択される1種以上の顔料である
(B)前記一般式(2)中のLが、下記一般式(3)、または一般式(4)で示す酸性官能基である
一般式(2)中、Aは、Al、Cu、Zn、Ti、Cr、Co、Niのいずれかの金属元素を表す。
Yは、AがAl、Ti、Cr、Co、Niの結合にのみ有することが可能で、一般式(1)のYと同じ構造を表す。
Lは、一つのフタロシアニン骨格に0~16個存在でき、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、ニトロ基、置換基を有してもよいアルキル基、置換基を有してもよいアリール基、酸性官能基、金属塩またはアミン塩を表し、ハロゲン原子はAがZnの場合0~4個、AがZn以外の金属の場合0~16個存在できる。)
(M 2 は、水素原子、カルシウム原子、バリウム原子、ストロンチウム原子、マンガン原子又はアルミニウム原子を表す。
iは、M 2 の価数を表す。
R 159 ~R 162 は、それぞれ独立に、水素原子、置換基を有してもよいアルキル基、置換基を有してもよいアルケニル基、置換基を有してもよいフェニル基又はポリオキシアルキレン基又はR 159 ~R 162 のいずれかで一体となって更なる窒素、酸素若しくは硫黄原子を含む、置換基を有してもよい複素環を表す。) A coloring composition for a cyan color filter, comprising a colorant and a basic resin-type dispersant,
The colorant contains a phthalocyanine pigment represented by the following general formula (1) and a blue phthalocyanine compound represented by the following general formula (2),
The colorant contains a phthalocyanine pigment represented by the following general formula (1) in an amount of 40 to 95% by mass relative to 100% by mass of the colorant,
A coloring composition for a cyan color filter, wherein the blue phthalocyanine compound represented by the following general formula (2) is either (A) or (B) below :
(A) one or more pigments selected from the group consisting of Pigment Blue 15:2, Pigment Blue 15:4, and Pigment Blue 15:6
(B) L in the general formula (2) is an acidic functional group represented by the following general formula (3) or general formula (4):
In the general formula (2), A represents any one of the metal elements Al, Cu, Zn, Ti, Cr, Co, and Ni.
Y can only be present in the bond between A and Al, Ti, Cr, Co, or Ni, and has the same structure as Y in general formula (1).
There can be 0 to 16 L's in one phthalocyanine skeleton, and each L independently represents a hydrogen atom, a halogen atom, a nitro group, an alkyl group which may have a substituent, an aryl group which may have a substituent, an acidic functional group, a metal salt, or an amine salt; when A is Zn, there can be 0 to 4 halogen atoms, and when A is a metal other than Zn, there can be 0 to 16 halogen atoms.
(M2 represents a hydrogen atom, a calcium atom, a barium atom, a strontium atom, a manganese atom, or an aluminum atom.
i represents the valence of M2 .
R 159 to R 162 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group which may have a substituent, an alkenyl group which may have a substituent, a phenyl group or a polyoxyalkylene group which may have a substituent, or any of R 159 to R 162 taken together to form a heterocycle which further contains a nitrogen, oxygen or sulfur atom and which may have a substituent.
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