KR20210077592A

KR20210077592A - 크산텐 색소, 그 색소를 함유하는 착색 조성물, 컬러 필터용 착색제 및 컬러 필터, 그리고 그 색소의 제조 방법

Info

Publication number: KR20210077592A
Application number: KR1020200156806A
Authority: KR
Inventors: 히로시 오쿠마; 요시카즈 아오키; 다이조 간다; 나오야 야마가타
Original assignee: 호도가야 가가쿠 고교 가부시키가이샤
Priority date: 2019-12-17
Filing date: 2020-11-20
Publication date: 2021-06-25
Also published as: CN118813064A; TW202132475A; JP2021095561A; JP7527925B2; CN112980213A

Abstract

[과제] 소기의 색상을 나타내는 크산텐 색소, 그 색소의 분말, 그 색소를 함유하는 착색 조성물, 그 색소 또는 그 착색 조성물을 함유하는 컬러 필터용 착색제 및 그 착색제를 사용하는 컬러 필터, 그리고 그 색소의 제조 방법을 제공하는 것.
[해결 수단] 하기 일반식 (1) 로 나타내는 크산텐 색소로서,
CuKα 선의 분말 X 선 회절에 있어서의 회절각 (2θ) ＝ 5°∼ 34°의 회절 패턴에 있어서, 2θ ＝ 21.0°∼ 22.1°의 범위에서 존재하는 회절 피크의 상대 강도를 1 로 할 때, 2θ ＝ 13.7°∼ 14.5°의 범위에서 존재하는 회절 피크의 상대 강도가 0.1 이하이고, 2θ ＝ 8°∼ 10°의 범위에서 존재하는 회절 피크의 상대 강도가 0.03 이하인 크산텐 색소.

[식 (1) 중, R¹ 및 R³ 은, 수소 원자 또는 알킬기를 나타내고, R² 및 R⁴ 는, 방향족 탄화수소기를 나타낸다.]

Description

크산텐 색소, 그 색소를 함유하는 착색 조성물, 컬러 필터용 착색제 및 컬러 필터, 그리고 그 색소의 제조 방법 {XANTENE PIGMENT, COLORING COMPOSITION CONTAINING THE PIGMENT, COLORING AGENT FOR COLOR FILTER, COLOR FILTER, AND METHOD FOR PRODUCING THE PIGMENT}

본 발명은 크산텐 색소, 그 색소를 함유하는 착색 조성물, 그 색소 또는 그 착색 조성물을 함유하는 컬러 필터용 착색제 및 그 착색제를 사용하는 컬러 필터, 그리고 그 색소의 제조 방법에 관한 것이다.

액정 표시 장치나 전계 발광 (EL) 표시 장치 및 CCD 나 CMOS 등의 촬상 소자에 컬러 필터가 사용된다. 컬러 필터는 유리나 투명 수지 등의 투광성 기판 상에, 염색법, 안료 분산법, 인쇄법, 전착법 등에 의해서, 색소 박막이나 색소-수지 복합체막 등의 착색층을 적층함으로써 제조된다. 컬러 필터를 구성하는 색소 재료로서, 색상이나 내열성이 우수한 크산텐 골격을 갖는 화합물 (크산텐 색소) 이 많이 사용되고 있다 (특허문헌 1 ∼ 4).

크산텐 색소는 일반적으로 수용성의 염료로서 널리 이용되고 있지만, 그 중에는 유기 용매에 대한 용해성이 낮은 것이 있고, 주된 용제에 유기 용매를 사용하는 컬러 필터용 착색제로는, 미세한 입자상의 색재로서 사용하는 경우가 많다. 그 때문에 소기의 색상을 나타내는 컬러 필터를 제조하고자 하는 경우, 색재의 고체 분말 (입자) 상태의 색상 (분말색도) 을 제어할 필요가 있다.

색소 화합물은 동일한 분자 구조여도 그 입자 상태 (결정 구조) 에 따라서 색상이 변화되는 것이 알려져 있다 (비특허문헌 1). 목적으로 하는 구조의 크산텐 색소를 유기 용매 중에서 합성하는 반응에 있어서, 용해성이 불충분한 크산텐 색소의 경우, 색소 제조의 반응 중에서 고체의 석출이 일어나, 그 입자 상태를 제어하기가 곤란해져, 소기의 색상을 나타내는 고체 (분말) 가 얻어지지 않는 경우가 있다.

크산텐 색소의 분말의 결정 구조와 컬러 필터 특성에는, 상관이 있는 것이 시사되어 있다 (특허문헌 5). 그러나, 기본 골격이 동일한 크산텐 분자여도, 치환기의 종류에 따라서 색상이 변화될 뿐만 아니라, 결정 구조가 제조 조건에 따라서도 크게 상이하다고 생각된다. 그 때문에, 목적으로 하는 색 특성 (휘도, 콘트라스트비 등) 을 나타내는 컬러 필터용 착색제로서 적합한 크산텐 색소의 분말을 얻기 위해서는, 여러 가지 방법으로 조제한 시료에 대해서, 고체 물성, 내열성, 용해성 혹은 분산성을 평가하여, 최적의 제조 방법을 책정할 필요가 있다.

일본 공개특허공보 2002-265834호 일본 공개특허공보 2012-207224호 일본 공개특허공보 2010-254964호 일본 공개특허공보 2014-12814호 국제 공개 제2019/003915호

사단법인 유기 합성 화학 협회편,「신판 염료 편람」, 마루젠 주식회사, 1970년, p.159

본 발명은 상기 과제를 해결하기 위해서 이루어진 것으로서, 소기의 색상을 나타내는 크산텐 색소, 그 색소의 분말, 그 색소를 함유하는 착색 조성물, 그 색소 또는 그 착색 조성물을 함유하는 컬러 필터용 착색제 및 그 착색제를 사용하는 컬러 필터, 그리고 그 색소의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명자들은 상기 과제의 해결을 위해서 예의 검토한 결과, 크산텐 색소를 본 발명에 기재된 방법으로 재결정함으로써, 소기의 색상을 나타내는 색소의 분말이 얻어지는 것, 및, 그 특성을 분말 X 선 회절에 의해서 분석 가능한 것, 그리고 컬러 필터용 착색제로서 적합한 것을 알아내었다. 즉 본 발명은 다음을 요지로 한다.

1. 하기 일반식 (1) 로 나타내는 크산텐 색소로서,

CuKα 선의 분말 X 선 회절에 있어서의

회절각 (2θ) ＝ 5°∼ 34°의 회절 패턴에 있어서,

2θ ＝ 21.0°∼ 22.1°의 범위에서 존재하는 회절 피크의 상대 강도를 1 로 할 때,

2θ ＝ 13.7°∼ 14.5°의 범위에서 존재하는 회절 피크의 상대 강도가 0.1 이하이고,

2θ ＝ 8°∼ 10°의 범위에서 존재하는 회절 피크의 상대 강도가 0.03 이하인 크산텐 색소.

[화학식 1]

[식 (1) 중, R¹ 및 R³ 은, 각각 독립적으로, 수소 원자, 또는

탄소 원자수가 1 ∼ 8 이고, 치환기를 갖고 있어도 되는 직사슬형 혹은 분기형의 알킬기를 나타내고,

R² 및 R⁴ 는, 각각 독립적으로,

탄소 원자수가 6 ∼ 20 이고, 치환기를 갖고 있어도 되는 방향족 탄화수소기를 나타낸다.], 혹은

[식 (1) 중, R¹ 및 R³ 은, 각각 독립적으로, 수소 원자, 또는

치환기를 갖고 있어도 되는 탄소 원자수 1 ∼ 8 의 직사슬형 혹은 분기형의 알킬기를 나타내고,

R² 및 R⁴ 는, 각각 독립적으로,

치환기를 갖고 있어도 되는 탄소 원자수 6 ∼ 20 의 방향족 탄화수소기를 나타낸다.]

2. 상기 크산텐 색소에 있어서, 분말의 색도 좌표가,

0.460 ≤ x ≤ 0.500,

0.285 ≤ y ≤ 0.305 인 크산텐 색소.

3. 상기 크산텐 색소에 있어서, R² 및 R⁴ 가, 탄소 원자수가 6 ∼ 10 이고, 치환기를 갖고 있어도 되는 페닐기인 크산텐 색소. 혹은

3. 상기 크산텐 색소에 있어서, R² 및 R⁴ 가 치환기를 갖고 있어도 되는 탄소 원자수 6 ∼ 10 의 페닐기인 크산텐 색소.

4. 상기 크산텐 색소를 함유하는 착색 조성물.

5. 상기 크산텐 색소 또는 착색 조성물을 함유하는 컬러 필터용 착색제.

6. 상기 컬러 필터용 착색제를 사용하는 컬러 필터.

또는, 상기 크산텐 색소를 함유하는 컬러 필터.

또는, 상기 크산텐 색소, 상기 착색 조성물, 또는 상기 컬러 필터용 착색제의, 컬러 필터의 제조를 위한 사용.

또는, 상기 크산텐 색소, 상기 착색 조성물, 또는 상기 컬러 필터용 착색제를 사용하는 컬러 필터의 제조 방법.

7. 크산텐 색소, 또는 상기 크산텐 색소의 제조 방법으로서,

공정 1 및 공정 2 를 행하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.

공정 1 : 하기 식 (2) 로 나타내는 화합물과,

하기 일반식 (3) 으로 나타내는 화합물을 반응시키는 것.

[화학식 2]

[화학식 3]

[식 (3) 중, R¹ 및 R² 는, 상기 일반식 (1) 의 정의와 동일한 의의를 나타낸다.]

공정 2 : 상기 공정 1 에서 얻어지는 화합물을,

알코올을 함유하는 2 종 이상의 유기 용매, 및, 염기를 사용하여 용해시킨 후에,

산 및/또는 물을 혼합하여 재결정하는 것.

본 발명에 의해서, 소기의 색상을 나타내는 크산텐 색소 및 그 색소의 분말이 얻어지기 때문에, 그 색소를 함유하는 착색 조성물은 컬러 필터용 착색제로서 유용하다.

도 1 은, 본 발명의 실시예 및 비교예의 색소의 분말 X 선 회절 (XRD) 의 도면이다.
도 2 는, 도 1 의 실시예 및 비교예의 확대도이다.

아래에 본 발명의 실시형태에 대해서 상세하게 설명한다. 또한, 본 발명은 아래의 실시형태에 한정되지 않고, 그 요지의 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있다. 먼저, 상기 일반식 (1) 로 나타내는 크산텐 색소에 대해서 설명한다. 또한, 아래에서, 관능기가 치환기를 가질 경우, 관능기에 함유되는 탄소 원자뿐만 아니고, 치환기에 함유되는 탄소 원자도 탄소 원자수에 산입하는 것으로 한다.

일반식 (1) 에 있어서, R¹ 및 R³ 으로 나타내는「탄소 원자수가 1 ∼ 8 이고, 치환기를 갖고 있어도 되는 직사슬형 혹은 분기형의 알킬기」에 있어서의「직사슬형 혹은 분기형의 알킬기」로는, 구체적으로, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기, 펜틸기, 헥실기, 헵틸기, 옥틸기 등의 직사슬형의 알킬기 ; 이소프로필기, 이소부틸기, s-부틸기, t-부틸기, 이소옥틸기, 2-에틸헥실기 등의 분기형의 알킬기를 들 수 있다.

일반식 (1) 에 있어서, R² 및 R⁴ 로 나타내는「탄소 원자수가 6 ∼ 20 이고, 치환기를 갖고 있어도 되는 방향족 탄화수소기」에 있어서의「방향족 탄화수소기」는, 아릴기 및 축합 다환 방향족기를 포함하고, 구체적으로, 페닐기, 비페닐릴기, 터페닐릴기, 나프틸기, 안트릴기, 페난트릴기, 플루오레닐기, 인데닐기, 피레닐기, 페릴레닐기, 플루오란테닐기, 트리페닐레닐기 등의 방향족 탄화수소기를 들 수 있다.

일반식 (1) 에 있어서, R¹ 및 R³ 으로 나타내는「치환기를 갖고 있어도 되는 직사슬형 혹은 분기형의 알킬기」, 또는, R² 및 R⁴ 로 나타내는「치환기를 갖고 있어도 되는 방향족 탄화수소기」에 있어서의「치환기」로는, 구체적으로,

수산기, 시아노기, 트리플루오로메틸기, 니트로기 ; 술폰산기 또는 카르복실산기 (또한 알칼리 금속 M 에 의해서, -SO₃M 또는 -COOM 을 형성해도 된다.) ;

불소 원자, 염소 원자, 브롬 원자, 요오드 원자 등의 할로겐 원자 ;

탄소 원자수 1 ∼ 20 의 직사슬형 혹은 분기형의 알킬기 ;

탄소 원자수 3 ∼ 20 의 시클로알킬기 ;

탄소 원자수 2 ∼ 20 의 직사슬형 혹은 분기형의 알케닐기 ;

탄소 원자수 1 ∼ 20 의 직사슬형 혹은 분기형의 알콕시기 ;

탄소 원자수 3 ∼ 20 의 시클로알콕시기 또는 1-아다만틸옥시기, 2-아다만틸옥시기 ;

탄소 원자수 1 ∼ 20 의 아실기 ;

탄소 원자수 6 ∼ 20 의 방향족 탄화수소기 혹은 축합 다환 방향족기 ;

탄소 원자수 2 ∼ 20 의 복소 고리기 ;

탄소 원자수 6 ∼ 20 의 아릴옥시기 ;

무치환 아미노기 ; 탄소 원자수 1 ∼ 20 의 1 치환 혹은 2 치환 아미노기 등을 들 수 있다. 이들「치환기」는 1 개만 함유되어도 되고, 복수 함유되어도 되며, 복수 포함되는 경우에는 서로 동일해도 되고 상이해도 된다. 또, 이들「치환기」는 추가로 상기 예시한 치환기를 갖고 있어도 된다. 또한「치환기」가 탄소 원자를 함유하는 경우, 그 탄소 원자는, 상기한「탄소 원자수가 1 ∼ 8 이고, 치환기를 갖고 있어도 되는 직사슬형 혹은 분기형의 알킬기」에 있어서의「탄소 원자수가 1 ∼ 8 이고」, 및,「탄소 원자수가 6 ∼ 20 이고, 치환기를 갖고 있어도 되는 방향족 탄화수소기」에 있어서의「탄소 원자수가 6 ∼ 20 이고」에 산입된다. 또, 이들 치환기끼리가 단결합, 이중 결합, 치환 혹은 무치환의 메틸렌기, 산소 원자 또는 황 원자를 개재하여 서로 결합하여 환을 형성하고 있어도 된다.

또한, 일반식 (1) 중, R¹ ∼ R⁴ 로 나타내는「기」이고,「치환기」를 갖는 상기한 각종「기」에 있어서「치환기」의 예로 언급되는,

「탄소 원자수 1 ∼ 20 의 직사슬형 혹은 분기형의 알킬기」,

「탄소 원자수 3 ∼ 20 의 시클로알킬기」,

「탄소 원자수 2 ∼ 20 의 직사슬형 혹은 분기형의 알케닐기」,

「탄소 원자수 1 ∼ 20 의 직사슬형 혹은 분기형의 알콕시기」,

「탄소 원자수 3 ∼ 20 의 시클로알콕시기」,

「탄소 원자수 1 ∼ 20 의 아실기」,

「탄소 원자수 6 ∼ 20 의 방향족 탄화수소기 혹은 축합 다환 방향족기」,

「탄소 원자수 2 ∼ 20 의 복소 고리기」,

「탄소 원자수 6 ∼ 20 의 아릴옥시기」, 및

「탄소 원자수 1 ∼ 20 의 1 치환 혹은 2 치환 아미노기」로는, 구체적으로,

메틸기, 에틸기, n-프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, 이소부틸기, s-부틸기, t-부틸기, n-펜틸기, 이소펜틸기, n-헥실기, 2-에틸헥실기, 헵틸기, 옥틸기, 이소옥틸기, 노닐기, 데실기 등의 직사슬형 혹은 분기형의 알킬기 ;

시클로프로필기, 시클로펜틸기, 시클로헥실기, 시클로옥틸기, 시클로노닐기, 시클로데실기 등의 시클로알킬기 ;

비닐기, 1-프로페닐기, 알릴기, 1-부테닐기, 2-부테닐기, 1-펜테닐기, 1-헥세닐기, 이소프로페닐기, 이소부테닐기 등의 알케닐기, 또는 이 복수 결합한 직사슬형 혹은 분기형의 알케닐기 ;

메톡시기, 에톡시기, 프로폭시기, 부톡시기, 펜틸옥시기, 헥실옥시기, 헵틸옥시기, 옥틸옥시기, 노닐옥시기, 데실옥시기, 이소프로폭시기, 이소부톡시기, s-부톡시기, t-부톡시기, 이소옥틸옥시기 등의 직사슬형 혹은 분기형의 알콕시기 ;

시클로프로폭시기, 시클로부톡시기, 시클로펜틸옥시기, 시클로헥실옥시기, 시클로노닐옥시기, 시클로데실옥시기 등의 탄소 원자수 3 ∼ 20 의 시클로알콕시기 ;

포르밀기, 아세틸기, 프로피오닐기, 아크릴릴기, 벤조일기 등의 아실기 ;

페닐기, 비페닐릴기, 터페닐릴기, 나프틸기, 안트라세닐기 (안트릴기), 테트라세닐기, 페난트릴기, 플루오레닐기, 인데닐기, 피레닐기, 페릴레닐기, 플루오란테닐기, 트리페닐레닐기 등의 방향족 탄화수소기 혹은 축합 다환 방향족기 ;

티에닐기, 푸릴기, 피롤릴기, 티아졸릴기, 옥사졸릴기, 이미다졸릴기, 피라졸릴기, 트리아졸릴기, 벤조티에닐기, 벤조푸라닐기, 인돌릴기, 이소인돌릴기, 벤조티아졸릴기, 벤조옥사졸릴기, 벤조이미다졸릴기, 벤조트리아졸릴기, 프리닐기, 카르바졸릴기, 디벤조티에닐기, 디벤조푸라닐기, 피리딜기, 피리미디닐기, 트리아지닐기, 퀴놀릴기, 이소퀴놀릴기, 나프티리디닐기, 아크리디닐기, 페난트롤리닐기, 카르보리닐기 등의 복소 고리기 ;

페닐옥시기, 톨릴옥시기, 비페닐릴옥시기, 나프틸옥시기, 안트라세닐옥시기, 페난트레닐옥시기 등의 아릴옥시기 ;

메틸아미노기, 디메틸아미노기, 디에틸아미노기, 에틸메틸아미노기, 디프로필아미노기, 디부틸아미노기, 디(2-에틸헥실)기, 디-t-부틸아미노기, 디페닐아미노기 등의 직사슬형 혹은 분기형의 알킬기, 또는, 방향족 탄화수소기를 갖는 1 치환 혹은 2 치환 아미노기 등을 들 수 있다.

일반식 (1) 에 있어서, R¹ 및 R³ 으로는, 수소 원자 또는 탄소 원자수 1 ∼ 6 의 직사슬형 혹은 분기형의 알킬기가 바람직하다. R¹ 및 R³ 은, 각각 독립적으로 동일해도 되고 상이해도 되지만, 동일한 것이 바람직하다.

일반식 (1) 에 있어서, R² 및 R⁴ 로는, 탄소 원자수가 6 ∼ 12 이고, 치환기를 갖고 있어도 되는 페닐기가 바람직하다. R² 및 R⁴ 는, 각각 독립적으로 동일해도 되고 상이해도 되지만, 동일한 것이 바람직하다.

일반식 (1) 로 나타내는 본 발명의 크산텐 색소로서 바람직한 화합물의 구체예를 아래의 식 (A-1) ∼ (A-16) 에 나타내지만, 본 발명은 이들 화합물에 한정되지 않는다. 또한 하기 구조식에서는 수소 원자를 일부 생략하고 있다. 또, 입체 이성체가 존재하는 경우여도, 그 평면 구조식을 기재하고 있다.

[화학식 4]

[화학식 5]

[화학식 6]

[화학식 7]

[화학식 8]

[화학식 9]

[화학식 10]

[화학식 11]

본 발명의 일반식 (1) 로 나타내는 크산텐 색소는, 1 종 또는 분자 구조가 상이한 2 종 이상을 조합하여 사용 (예를 들어 혼합) 해도 되고, 이들 크산텐 색소를 함유하는 착색 조성물에 있어서, 크산텐 색소 전체에서 가장 점유율이 작은 편인 1 종의 크산텐 색소의 중량 농도비는 0.1 ∼ 50 중량％ 이다. 크산텐 색소의 종류는 1 종 또는 2 종인 것이 바람직하다.

다음으로, 일반식 (1) 로 나타내는 크산텐 색소인 화합물 (이하「화합물 (1)」로 기재하는 경우가 있다.) 의 제조 방법에 대해서 설명한다. 본 발명의 크산텐 색소는, 아래의 공정 1 및 공정 2 를 행하는 것을 특징으로 하는 제조 방법에 의해서 합성된다.

공정 1 은, 하기 식 (2) 로 나타내는 화합물 (이하「화합물 (2)」로 기재하는 경우가 있다) 과, 하기 일반식 (3) 으로 나타내는 화합물 (이하「화합물 (3)」으로 기재하는 경우가 있다) 을 반응시키는 것을 포함하는 공정이고, 공정 1 에 의해서 일반식 (1) 로 나타내는 크산텐 색소를 얻을 수 있다. 이들 화합물 (2) 및 (3) 은 시판되는 것도 사용할 수 있고, 또, 임의의 공지 방법으로 합성하여 얻을 수도 있다.

[화학식 12]

[화학식 13]

공정 1 은, 구체적으로는, 화합물 (2) 와, 상당하는 기인 R¹ 및 R² 를 갖는 화합물 (3) 을, 적당한 비율로 적당한 용매 중에서 혼합하고, 적당한 반응 온도 및 반응 시간, 적당한 교반 조건 등에서 반응시킴으로써, 상기 일반식 (1) 로 나타내는 크산텐 색소 또는 그 중간체, 및 이것들을 함유하는 혼합물을 얻을 수 있다. 다시 공정 1 을 반복하여 목적으로 하는 크산텐 색소를 합성해도 된다. 이 경우, 사용하는 화합물 (3) 은 동일해도 되고 상이해도 되며, R¹, R² 의 부위를 R³, R⁴ 로 치환한 화합물을 사용해도 된다.

공정 1 에 있어서는, 용매를 사용해도 되고, 또, 무용매라도 반응을 행할 수 있지만, 편리성이나 효율 등의 관점에서 용매를 사용하여 반응시키는 것이 바람직하다.

공정 1 에 있어서의 용매로는, 톨루엔, 자일렌 등의 방향족 탄화수소 ; 클로로벤젠, 디클로로벤젠 등의 할로겐화 탄화수소 ; 부탄올, 2-에톡시에탄올, 펜탄올, 헥산올 등의 알코올 ; 에틸렌글리콜 등의 글리콜 ; 1-메틸-2-피롤리돈 (NMP), 디메틸포름아미드 (DMF) 등의 아미드 ; 디메틸술폭시드 (DMSO) 등의 술폭시드 ; 술포란 등의 술폰 ; 등을 들 수 있다.

공정 1 에 있어서의 용매는, 1 종만 사용해도 되고 2 종 이상을 혼합하여 사용해도 된다. 용매의 사용량 (체적 (㎖)) 의, 화합물 (2) 의 사용량 (질량 (g)) 에 대한 비율 (체적/질량) 은, 1 ∼ 30 이 바람직하고, 1 ∼ 10 이 보다 바람직하다.

공정 1 에 있어서의 반응 온도는 60 ∼ 200 ℃ 인 것이 바람직하고, 부생성물을 억제하는 점에서 100 ∼ 160 ℃ 인 것이 보다 바람직하다. 또한, 반응 온도는 일정해도 되고, 또 상기 범위 내에서 적절히 변경해도 된다.

공정 1 에 있어서의 화합물의 사용량은, 화합물 (2) 1 ㏖ 에 대해서, 화합물 (3) 이 2 ∼ 20 ㏖ 인 것이 바람직하고, 2 ∼ 10 ㏖ 인 것이 보다 바람직하다.

공정 1 의 반응을 행하는 분위기는 특별히 한정되지 않는다. 질소 또는 아르곤 등의 불활성 가스 중에서 반응을 행해도 되고, 대기 중에서 반응을 행해도 된다.

상기한 공정 1 에서 얻어지는 화합물은, 용액, 반응액 중에 (미소한) 고체 (분말) 가 분산된 상태 (본 발명에서는 이 분산액에 대해서도 용액으로 나타내는 경우가 있다), 또는 분말이 침전된 상태 등에서 얻을 수 있다. 통상적으로는, 목적으로 하는 크산텐 색소를 함유하는 혼합물의 상태에서 얻을 수 있다 (혼합물 중의 다른 성분으로는, 목적으로 하는 크산텐 색소 이외의 생성물, 용매, 미반응 성분, 그 밖의 성분). 계속해서, 상기 공정 1 에서 얻어지는 화합물 (또는 그 화합물을 함유하는 혼합물) 은, 반응에 사용한 용매나 다른 용매로 세정해도 된다. 또, 목적으로 하는 화합물을 여과, 농축, 추출, 건조 (가열, 감압 등) 등 공지된 방법으로 고형물 (분말 등) 로서 취출해도 된다. 또한 공지된 여러 가지 방법으로 정제를 행해도 된다. 공정 1 이후, 그대로, 또는, 상기한 세정, 건조, 정제 등을 거쳐, 컬러 필터용 착색제로서의 제조 공정으로 이행해도 되지만, 본 발명의 제조 방법에 있어서는, 공정 1 의 다음에 아래의 공정 2 를 행함으로써 크산텐 색소 또는 그 색소의 분말을 얻는 것이 바람직하다.

공정 2 는,「상기 공정 1 에서 얻어지는 화합물을, 알코올을 함유하는 2 종 이상의 유기 용매, 및, 염기를 사용하여 용해시킨 후, 산 또는 물을 혼합하여 재결정하는 것」을 특징으로 하는 공정이다. 공정 2 는, 이 공정 2 에 의해서 일반식 (1) 로 나타내는 크산텐 색소 (이하「화합물 (1)」로 기재하는 경우가 있다) 를 얻는 공정을 포함한다. 구체적인 방법의 일례를 아래에 설명하지만, 이 방법에 한정되지 않는다.

공정 2 에 있어서,「상기 공정 1 에서 얻어지는 화합물」이란, 주성분으로서 화합물 (1) 을 함유하는 혼합물이어도 되고, 공정 1 의 반응 후에 얻어진 상기 혼합물이어도 된다.

「알코올을 함유하는 2 종 이상의 유기 용매」란, 2 종 이상의 유기 용매로서, 적어도 그 1 종이 알코올인 것을 말한다. 「알코올을 함유하는 2 종 이상의 유기 용매 … 를 사용하여 용해」란, 상기 공정 1 에서 얻어지는 화합물을, 알코올인 유기 용매와, 알코올 이외의 유기 용매를 사용하여 용해시키는 것을 말하고, 알코올인 유기 용매와, 알코올 이외의 유기 용매는, 상기 공정 1 에서 얻어지는 화합물을 용해 (또는 분산) 시키기 전에 미리 혼합해 두어도 되고, 용해 (또는 분산) 시킬 때 그 자리에서 혼합해도 된다.

또, 용해 (또는 분산) 의 순서로는, 처음에, 상기 공정 1 에서 얻어지는 화합물을, 알코올을 함유하는 2 종 이상의 유기 용매에 용해 (또는 분산) 시키고, 그 후에 수산화나트륨 등의 염기 (알칼리) 를 첨가하여, 상기 공정 1 에서 얻어지는 화합물을 용해시켜도 된다. 또, 상기 화합물을, 그 알코올을 함유하는 2 종 이상의 유기 용매와 염기를 미리 혼합해 놓은 액 중에 동시에 용해시켜도 된다. 나아가, 상기 화합물을 먼저 염기 (또는 염기를 함유하는 수용액) 에 용해시키고, 그 후에 상기 유기 용매를 혼합하여 용해시켜도 된다.

공정 2 에 있어서, 상기와 같이,「상기 공정 1 에서 얻어지는 화합물을, 알코올을 함유하는 2 종 이상의 유기 용매, 및, 염기를 사용하여 용해」시킨 상태에서, 그 후, 산 또는 물을 첨가하고 혼합함으로써, 목적으로 하는 크산텐 색소를 재결정 (또는 정석) 하여 얻을 수 있다. 이상의 공정 2 는, 복수 회 반복해도 되고, 또, 첨가 중에 세정, 건조의 공정을 행해도 된다.

공정 2 에 있어서의「알코올을 함유하는 2 종 이상의 유기 용매」로는, 일반적으로 사용되고 있는 용매를 사용할 수 있다. 공정 2 의「알코올」로는, 예를 들어, 메탄올, 에탄올, 프로판올, 부탄올 등의 알코올을 들 수 있다. 알코올은 1 종이어도 되고 2 종 이상 혼합하여 사용해도 된다. 알코올 이외의 유기 용매로는, 아세톤, 메틸에틸케톤 (MEK) 등의 케톤 ; 벤젠, 톨루엔, 자일렌 등의 방향족 탄화수소 ; 헥산 등의 지방족 탄화수소 ; 사염화탄소 등의 할로겐화 탄화수소 ; 아세트산에틸, 아세트산부틸 등의 에스테르 용매 ; 디에틸에테르, 테트라하이드로푸란 (THF), 디옥산 등의 에테르 등을 사용할 수 있다. 이들 알코올 이외의 유기 용매는, 1 종만 사용해도 되고, 2 종 이상 혼합하여 사용해도 된다. 알코올을 포함하여 2 종 이상의 유기 용매를 사용하는 경우, 혼합 비율에 관해서는 임의의 비율로 사용할 수 있다.

용매의 사용량 (체적 (㎖)) 의, 화합물 (1) 의 이론 수량 (질량 (g)) 에 대한 비율 (체적/질량) 은, 2 ∼ 20 이 바람직하고, 5 ∼ 10 이 보다 바람직하다.

공정 2 에 있어서의「염기」 (알칼리) 로는 특별히 한정되지 않고, 일반적으로 나트륨, 칼륨 등의 알칼리 금속을 함유하는 염 ; 칼슘, 마그네슘 등의 알칼리 토금속을 함유하는 염이 바람직하고, 수산화나트륨 또는 수산화칼륨이 보다 바람직하다. 또, 염기의 사용량은, 화합물 (1) 의 이론 수량 1 ㏖ 에 대해서, 염기가 0.5 ∼ 5 ㏖ 인 것이 바람직하고, 1 ∼ 3 ㏖ 인 것이 보다 바람직하다. 추가로 염기는 수용액으로서 사용하는 것이 바람직하다.

공정 2 에 있어서, 유기 용매 및 염기를 사용하여 혼합하고 용해시킨 후, 가열함으로써 용해를 촉진시키는 것이 바람직하다. 용해시의 온도는 60 ∼ 200 ℃ 가 바람직하고, 60 ∼ 160 ℃ 가 보다 바람직하다. 또한, 온도는 일정해도 되고, 또 상기 범위 내에서 적절히 변경해도 된다.

공정 2 에 있어서의「산」으로는, 특별히 한정되지 않고, 구체적으로는 염산, 황산, 질산, 인산 등을 들 수 있고, 염산이 바람직하다. 또, 산의 사용량은, 화합물 (1) 의 이론 수량 1 ㏖ 에 대해서, 산이 0.5 ∼ 5 ㏖ 인 것이 바람직하고, 1 ∼ 3 ㏖ 인 것이 보다 바람직하다. 추가로, 산은 수용액으로서 사용하는 것이 바람직하다.

공정 2 에 있어서의「물」로는, 특별히 제한되지 않고, 통상의 물이면 되고, 구체적으로는, 예를 들어, 수돗물, 공업 용수, 이온 교환수, 증류수 등을 들 수 있다.

이상에서 설명한 방법에 의해서, 상기 일반식 (1) 로 나타내는 크산텐 색소, 그 색소의 분말, 그 색소를 적어도 1 종 함유하는 본 발명의 착색 조성물이 얻어진다. 본 발명의 착색 조성물에 있어서는, 크산텐 색소 이외의, 상기한 바와 같은 제조 방법의 과정에서 사용한 용매 등의 성분을, 컬러 필터의 제조에 영향을 주지 않는 범위에서 함유하고 있어도 된다. 이하, 이 분말에 대해서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제인, 컬러 필터용 착색제로서 적합한 형태를 포함한 분말을 얻는 방법에 대해서 설명한다.

본 발명의 크산텐 색소의 분말의 형상은, 광학 현미경, 주사형 전자 현미경 (SEM) 등을 사용하여 관찰할 수 있다. 본 발명의 분말은 통상적으로 결정상, 미결정상, 미분말상, 플레이크상, 바늘 결정상, 과립상 등의 형상을 갖는 고체의 분말 상태로 사용되지만, 이에 한정되지 않는다.

본 발명의 크산텐 색소의 분말은, 입도 분포 (쿨터법, 원심 침강법, 레이저 회절·산란법 등), 표면적, 세공경 분포, 분체 밀도 등을 측정함으로써, 분말의 형상의 전체적·평균적인 정보가 상세하게 얻어진다. 본 발명의 분말은, 0.1 ㎛ ∼ 수 ㎜ 의 입경의 범위에 있는 것이 바람직하지만, 제조 조건이나 건조 후의 분말의 회수 방법에 의해서 입자의 형상이 변화되기 때문에 특정한 입경에 한정되지 않는다. 높은 용해성을 위해서는 입경이 보다 작은 것이 바람직하고, 입경 분포의 중앙치가 0.1 ∼ 100 ㎛ 의 범위에 있는 것이 바람직하다.

본 발명의 크산텐 색소의 분말은, 원소 분석, 질량 분석, 분말 X 선 회절 (XRD) 에 의한 결정 구조 해석을 행함으로써, 분자 레벨이나 원자 레벨의 미세 구조에 관한 정보를 추정할 수 있다. 그 밖의 물성으로서, 용해도 등의 측정 방법에 관해서는, 특허문헌 5 등에 기재된 방법과 같은 공지된 방법을 사용할 수 있다.

본 발명의 크산텐 색소 또는 그 색소를 함유하는 착색 조성물의 열 중량 측정-시차열 분석 (TG-DTA) 을 행함으로써, 분해 개시 온도를 분석할 수 있다. 분해 개시 온도는, 250 ℃ 이상인 것이 바람직하고, 300 ℃ 이상인 것이 보다 바람직하며, 360 ℃ 이상인 것이 특히 바람직하다. 컬러 필터에 응용할 경우, 분해 개시 온도는 높을수록 바람직하다. 또, 분해 개시 온도에 상당하는 온도로서, 시료의 가열 후에 일정 비율 (％) 중량 감소된 시점의 온도 (예 : 5 ％ 중량 감소 온도) 를 사용해도 된다.

본 발명의 크산텐 색소의 분말 X 선 회절 (XRD) 을 측정함으로써, 그 분말이 컬러 필터용 착색제로서 적합한 분말 상태인지 아닌지를 분석할 수 있다.

크산텐 색소의 분말이 용해성이 낮은 분말일 경우, 컬러 필터 착색제 중에서 고체의 미분말 상태로 존재한다. 분말의 입자의 형상이나 크기는, 제막 (製膜) 시의 도공 불균일을 일으켜 내광성이나 내열성에 영향을 주고, 또, 투과광의 소편 (消偏) 작용도 복잡화하여 발색성에 영향을 준다.

또한, 컬러 필터 내에서는, 크산텐 색소가 다른 색 안료와 응집체를 형성하여 색의 조색 (調色) 이 이루어지고 있지만, 광 여기된 안료와 크산텐 색소 간의 분자끼리의 전하 이동에 대해서도, 크산텐 색소의 결정 상태의 차이는 적지 않게 영향을 주고 있다고 추정된다.

이와 같이, 크산텐 색소의 분말의 분산성, 열 특성, 색 특성 등에 대해서, 적당한 분말의 결정 구조를 갖고 있는지 아닌지를 판단·추측하기 위한 방법으로서 분말 X 선 회절은 적합하다. 분말 X 선 회절에서는, 통상적으로 X 선원으로서 CuKα 선 (hυ＝ 8.048 keV (h 는 플랑크 정수(定數), υ 는 진동수), 파장 λ＝ 0.15418 ㎚) 나 MoKα 선 (hυ ＝ 17.5 keV, 파장λ＝ 0.071073 ㎚) 이 사용되지만, CuKα 선을 사용한 분말 X 선 회절이 바람직하다. 또, 조사하는 X 선 강도는, 측정 범위에서의 회절 피크의 상대 강도비가, X 선 강도에 따라서 변화하지 않는 강도인 것이 바람직하다.

회절각 (2θ) 의 측정 범위는, 50°이하가 바람직하고, 5°∼ 40°이어도 된다. 이것들의 결정 구조 혹은 분자의 응집 상태에 관한 정보가 정확하게 얻어지기 위해서는, 2 θ의 측정 간격 (주사 스텝) 은 0.05°이하인 것이 바람직하다.

얻어지는 회절 패턴에 있어서, 회절 강도가 큰 회절각에 있어서 피크로서 관측된다. 관측되는 회절 피크 (또는 피크 근방의 숄더) 의 존재는, 분말 중의, 크산텐 분자 내 혹은 분자 간의 주기적인 결정 상태에 관한 정보를 나타내고 있다. 회절 피크의 위치는 시료에 특징적인 격자 정수에 관한 정보를 갖고 있다. 회절 피크의 형상은, 대칭이어도 되고 비대칭이어도 된다.

회절 피크의 폭은 반치폭 (Full width at half maximum (FWHM)) 을 사용해서 나타내도 된다. 회절 피크 폭은 일반적으로 결정 입경이 커질수록 피크 폭이 작아지는 경향이 있기 때문에, 결정자의 크기에 관한 정보가 얻어지고, 또, 결정자의 변형 정도에 관한 정보도 얻어진다. 본 발명의 크산텐 색소의 분말의 제작 조건, 분말 X 선 회절의 측정 조건으로부터, 가장 강도가 크게 관측되는 피크에서는, 적어도 0.2°∼ 0.5°의 반치폭의 피크가 관측되는 것이 바람직하다.

피크의 강도는, 피크의 최고부와 베이스 라인 간의 거리로 나타낼 수 있다. 일반적으로 회절 패턴은, 고회절각측부터 저회절각측에 걸쳐서 완만하게 회절 강도가 높아지는 경향이 있다. 본 발명에 있어서는, 베이스 라인을 그리는 방식은 특별히 한정되지 않고, 예를 들어, 해석을 행하는 회절 피크군을 포함하는 회절각의 범위 내에서, 회절 피크 위치로부터 떨어진 위치에 있는 피크 간의 골 부분이나 평탄부를, 곡선 또는 직선을 사용하여 이은 베이스 라인을 그려도 된다. 피크 강도는, 베이스 라인과 피크의 최고점 간의 길이에 의해서 나타내도 된다. 회절 패턴에 있어서의 최소의 강도의 피크의 구조가 관측되기 위해서는, 회절 패턴의 SN 비는 3 이상인 것이 바람직하다. 회절 패턴에 있어서의 대소의 피크의 강도비는, 분말 중에 있어서의 결정상의 정량 (定量) 에 관한 정보가 얻어진다.

본 발명에 있어서의 크산텐 색소의 분말 X 선 회절의 회절 패턴에 있어서, 2θ ＝ 5°∼ 40°의 범위에서는, 적어도 10 정도부터 최대 50 이상의 회절 피크나 숄더의 구조가 관측되는 경우가 있지만, 10 ∼ 40 개의 회절 피크 (숄더를 포함한다) 가 관찰되는 것이 바람직하다. 분말 X 선 회절에 있어서, 2θ ＝ 5°∼ 40°의 범위에서 피크가 나타나는 경우, 약 0.2 ㎚ ∼ 약 1.8 ㎚ 의 원자의 주기성이 그 고체 분말 시료 중에 존재하고 있는 것을 나타낸다. 예를 들어, 대표적인 크산텐 색소인 애시드 레드 52 와 같은 크산텐 분자 내에 있어서, 최단의 원자 간 결합 거리는 약 0.14 ㎚ 전후이고, 2 개의 질소 간 원자의 거리는 약 1 ㎚ 이다. 상기한 회절각의 범위에서 관측되는 회절 패턴은, 그 크산텐 분자 내의 각 원자 (C, O, N 등) 간의 주기성에 관한 정보를 갖고 있고, 이것들은 서로 직접 결합하고 있어도 되고, 사이에 다른 원자를 개재해도 되고, 사이에 공간이 있어도 된다. 주기성의 길이는, 적어도 6 원 고리의 폭 정도인 것부터, 크산텐 분자 내의 치환기 간의 배치에 관한 정보나, 분말 내의 크산텐 분자 간의 배치에 관한 길이까지의 정보를 나타낸다. 이와 같은 이유에 의해서, 분말 X 선 회절은 크산텐 색소를 함유하는 분말에 있어서의 상태를 분석하는 방법으로서 우수하다.

본 발명에 있어서, 발명자들은, 크산텐 색소의 분말의 제조 방법과, 그 결과 얻어지는 분말 X 선 회절 패턴과 그 색소 분말의 색상, 특히 컬러 필터용 착색제로서 적합한 특성에 상관성이 있는 것을 알아내었다. 구체적으로는, 일반식 (1) 로 나타내는 크산텐 색소는, 제조 방법의 차이에 의해서, CuKα 선의 분말 X 선 회절에 있어서의 회절 패턴의 특징이 상이한 경우가 있고, 예를 들어, 특정한 회절각 (2θ) 에 있어서의 피크의 강도가 현저한 것과 그렇지 않은 것이 있다.

예를 들어, 2θ ＝ 21°∼ 22.1°의 범위에서 관측되는 강도가 큰 피크를 포함하여 2θ ＝ 17.5°∼ 34.0°의 범위에서 관측되는 회절 피크군은, 어느 특정한 제조 조건에서 얻어지는 일반식 (1) 로 나타내는 크산텐 색소에 대해서, 피크 위치의 회절각이나 강도가 거의 동일하게 공통적으로 관측되는 점에서, 고체 중의 분자의 응집 상태에 영향을 받지 않는 특징, 예를 들어「3H-크산텐」또는 그 3 위치 및 6 위치에서 결합하는 질소 원자를 포함시킨 원자군 내의, 0.5 ㎚ 이하의 주기적 구조에서 기인한다고 생각된다.

한편, 2θ ＝ 5°∼ 17.5°의 범위에서는, 몇 개의 회절 피크가 거의 동일한 회절각으로 관측되지만, 이것들의 강도비나 피크 폭 등 상이점이 있는 것도 관측된다. 이 범위의 회절각은 0.5 ㎚ 이상의 주기성이 있는 것이고, 크산텐 색소의 분자 내에서는, 9 위치의 치환기 (페닐기) 나 그것에 결합하는 기, 또는, 질소의 위치에 결합하는 치환기의 존재에 의해서 야기된다고 추찰된다. 요컨대, 동일한 기본 골격 3H-크산텐을 갖는 크산텐 색소여도, 일정한 구조와 크기의 치환기를 가질 경우, 고체 (분말) 의 제조 조건의 차이에 의해서 결정계가 상이한 경우가 있는 것을 시사하고 있다. 예를 들어, 고체가 승화하여 다시 고체로서 재결정하는 경우와, 용액 상태에서 고체로서 재결정하여 색소를 추출하는 경우 등에서는, 분자의 응집 과정은 각각 상이한 것이 추찰된다. 또한, 용매로부터 회수하는 경우라도, 재결정 등의 제조 조건의 차이에 의해서 크산텐 분자의 배치가 상이한 것이 얻어지는 것을 시사하고 있다.

이와 같이, 분말 내의 응집 상태의 차이는, 크산텐 분자 간의 분자 간력의 크기나 상호 작용에도 영향을 주기 때문에, 결과적으로 용매 중의 용해성, 분산성, 색상, 컬러 필터용의 다른 안료나 수지 재료 등과의 상호 작용에도 크게 영향을 주어, 컬러 필터의 여러 가지 물성에 직접 작용한다. 본 발명의 크산텐 색소는, CuKα 선의 분말 X 선 회절에 있어서의

회절각 (2θ) ＝ 5°∼ 34°의 회절 패턴에 있어서,

2θ ＝ 8°∼ 10°의 범위에서 존재하는 회절 피크의 상대 강도가 0.03 이하인 특징을 갖는 크산텐 색소이다. 또한, 2θ ＝ 13.7°∼ 14.5°의 범위에서 피크가 관측되지 않는 것이 바람직하고, 2θ ＝ 8°∼ 10°의 범위에서 피크가 관측되지 않는 것이 바람직하다.

여기서 상대 강도의 측정 방법으로는, 예를 들어, 관측된 전체의 회절 패턴에 있어서의 강도가 가장 큰 피크에 대해서, 그 높이 혹은 피크 면적을 기준 (예를 들어 1) 으로 하여, 다른 피크의 강도를 구하는 방법이 바람직하다.

본 발명의 크산텐 색소는, 그 색 특성 (색상) 을, 용액, 분산액, 박막 또는 분말 (고체) 상태에서, 가시광 흡수 스펙트럼 혹은 반사 스펙트럼, 분광 측색계나 색차계를 사용한 CIE 1931 표색계의 xy 색도도에 의한 색도 좌표 (x, y), 농도 (K/Sd), CIE 1976 표색계에 의한 색미 (L*, a*, b*), 색차 (E*) 등을 측정하여 평가할 수 있다. 동일한 분자 구조의 화합물의 용액, 분말이나 박막이어도, 육안에 의해서 색이 명확하게 상이한 경우가 있고, 그와 같은 색의 차이를 객관적으로 수치화하기 위해서, 분광 측색계나 색차계를 사용하여 측정할 수 있다.

본 발명의 크산텐 색소의 분말의 색상은, 색도 좌표 (x, y) 의 값이,

0.460 ≤ x ≤ 0.500,

0.285 ≤ y ≤ 0.305 인 것이 바람직하다. 이 색도를 갖는 분말은, 빨강 ∼ 적자색 (赤紫色) ∼ 보라를 나타낸다.

본 발명의 컬러 필터용 착색제는, 일반식 (1) 로 나타내는 크산텐 색소를 적어도 1 종 함유하는 착색 조성물과, 컬러 필터의 제조에 일반적으로 사용되는 성분을 포함한다. 일반적인 컬러 필터는, 예를 들어, 포토리소그래피 공정을 이용한 방법의 경우, 염료나 안료 등의 색소를 수지 성분 (모노머, 올리고머를 포함한다) 이나 용매와 혼합하여 조제한 액체를, 유리나 수지 등의 기판 상에 도포하고, 포토마스크를 사용하여 광 중합시켜, 용매에 가용/불용인 색소-수지 복합막의 착색 패턴을 제작하고, 세정 후, 가열함으로써 얻어진다. 또 전착법이나 인쇄법에 있어서도, 색소를 수지나 그 밖의 성분과 혼합한 것을 사용하여 착색 패턴을 제작한다. 따라서, 본 발명의 컬러 필터용 착색제에 있어서의 구체적인 성분으로는, 적어도 1 종의 일반식 (1) 로 나타내는 크산텐 색소, 그 밖의 염료나 안료 등의 색소, 수지 성분, 유기 용매, 및 광 중합 개시제 등 그 밖의 첨가제를 들 수 있다. 또, 이들 성분으로부터 취사 선택해도 되고, 필요에 따라서 다른 성분을 추가해도 된다.

본 발명의 크산텐 색소를 함유하는 착색 조성물을 컬러 필터용 착색제로서 사용할 경우, 각 색용 컬러 필터에 사용해도 되지만, 적색 컬러 필터용 착색제로서 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명의 크산텐 색소를 함유하는 컬러 필터용 착색제는, 색소로서 1 종 또는 2 종 이상의 크산텐 색소만을 사용해도 되고, 색조의 조정을 위해서 다른 염료 또는 안료 등의 공지된 색소를 혼합하여 사용해도 된다. 적색 컬러 필터용 착색제에 사용할 경우, 특별히 한정되지 않지만, C.I. 피그먼트 레드 177, 209, 242, 254, 255, 264, 269, C.I. 피그먼트 오렌지 38, 43, 71 등의 적색계 안료 ; 그 밖의 적색계 레이크 안료 ; C.I. 피그먼트 옐로 138, 139, 150 등의 황색계 안료 ; C.I. 애시드 레드 88, C.I. 베이직 바이올렛 10 등의 적색 염료 등을 들 수 있다. 청색 컬러 필터용 착색제에 사용하는 경우, 특별히 한정되지 않지만, C.I. 베이직 블루 3, 7, 9, 54, 65, 75, 77, 99, 129 등의 염기성 염료 ; C.I. 애시드 블루 9, 74 등의 산성 염료 ; 디스퍼스 블루 3, 7, 377 등의 분산 염료 ; 스피론 염료 ; 시아닌계, 인디고계, 프탈로시아닌계, 안트라퀴논계, 메틴계, 트리아릴메탄계, 인단트렌계, 옥사진계, 디옥사진계, 아조계, 본 발명에 속하지 않는 크산텐계 ; 그 밖의 청색계 레이크 안료 등의 청색계의 염료 또는 안료를 들 수 있다.

본 발명의 크산텐 색소를 함유하는 컬러 필터용 착색제에 있어서의 다른 색소의 혼합비는, 크산텐 색소 (2 종 이상의 경우에는 그것들의 합계) 에 대해서 5 ∼ 2000 중량％ 인 것이 바람직하고, 10 ∼ 1000 중량％ 로 하는 것이 보다 바람직하다. 액상의 컬러 필터용 착색제 중에 있어서의 염료 등의 색소 성분의 혼합비는, 착색제 전체에 대해서 0.5 ∼ 70 중량％ 인 것이 바람직하고, 1 ∼ 50 중량％ 인 것이 보다 바람직하다.

본 발명의 컬러 필터용 착색제에 있어서의 수지 성분으로는, 이것들을 사용하여 형성되는 컬러 필터 수지막의 제조 방식이나 사용시에 필요한 성질을 갖는 것이면, 공지된 것을 사용할 수 있다. 예를 들어, 아크릴 수지, 올레핀 수지, 스티렌 수지, 폴리이미드 수지, 폴리우레탄 수지, 폴리에스테르 수지, 에폭시 수지, 비닐에테르 수지, 페놀 (노볼락) 수지, 폴리카보네이트 수지, 셀룰로오스 수지 그 밖의 투명 수지, 광경화성 수지, 열경화성 수지, 열가소성 수지, 및 이들 수지의 복합체를 들 수 있고 이것들의 모노머 또는 올리고머 성분을 적절히 조합하여 사용할 수 있다. 또, 이들 수지의 공중합체를 조합하여 사용할 수도 있다. 이들 컬러 필터용 착색제에 있어서의 수지의 함유량은, 액상의 착색제의 경우, 5 ∼ 95 중량％ 인 것이 바람직하고, 10 ∼ 50 중량％ 인 것이 보다 바람직하다.

본 발명의 착색 조성물은, 컬러 필터용 착색제로서의 성능을 높이기 위해서, 화합물의 다른 성분으로서 계면 활성제, 분산제, 소포제, 레벨링제, 그 밖의 컬러 필터용 착색제의 제조시에 혼합하는 첨가제 등의 유기 화합물 등을 첨가할 수 있다. 단, 착색 조성물에 있어서의 이들 첨가제의 함유율은 적당량인 것이 바람직하고, 본 발명의 착색 조성물의 용매 중의 용해성을 저하시키거나 혹은 필요 이상으로 향상시키거나, 또, 컬러 필터 제조시에 사용하는 다른 동종의 첨가제의 효과에 영향을 주지 않는 범위의 함유율인 것이 바람직하다. 이들 첨가물은 착색 조성물의 조제의 임의의 타이밍으로 투입할 수 있다.

본 발명의 컬러 필터용 착색제에 있어서의 그 밖의 첨가제로는, 광 중합 개시제나 가교제 등의 수지의 중합이나 경화에 필요한 성분을 들 수 있고, 또, 액상의 컬러 필터용 착색제 중의 성분의 성질을 안정시키기 위해서 필요한 계면 활성제나 분산제 등을 들 수 있다. 이것들은 모두, 컬러 필터 제조용의 공지된 것을 사용할 수 있고, 특별히 한정되지 않는다. 컬러 필터용 착색제의 고형분 전체에 있어서의 이들 첨가제의 총량의 혼합비는, 5 ∼ 60 중량％ 인 것이 바람직하고, 10 ∼ 40 중량％ 인 것이 보다 바람직하다.

[실시예]

이하, 본 발명의 실시형태에 대해서, 실시예에 의해서 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 아래의 실시예에만 한정되지 않는다. 또한, 실시예에서 얻어진 화합물의 동정은, ¹H-NMR 분석 (브루커사 제조 핵자기 공명 장치, 형번 : Magnet System 300 ㎒/54 ㎜ Ultra Shield) 에 의해서 행하고, 측정 결과를 하기 실시예 중에 나타낸다.

[실시예 1] 화합물 (A-1) 의 합성 실시예 1

아래의 반응은 질소 기류하에서 행하였다. 1 ℓ 용기에 화합물 (2) 60.0 g, 2,6-디메틸아닐린 120 g, 1,2-디클로로벤젠 300 ㎖ 를 넣고, 130 ℃ 에서 78 시간 교반하여 반응시켰다. 교반 후, 반응액을 40 ℃ 이하로 냉각시키고, 석출된 고체를 여과 채취하였다. 용기에 여과 채취된 고체, 톨루엔 240 ㎖, 메탄올 240 ㎖ 를 넣어, 환류하 (약 65 ℃) 에서 1 시간 교반하고, 40 ℃ 이하로 냉각시켜, 고체를 여과 채취하였다. 용기에 여과 채취된 고체, 톨루엔 60 ㎖, 메탄올 300 ㎖, 24 ％ 수산화나트륨 수용액 26.1 g 을 넣어 혼합하고, 65 ℃ 에서 가열하여, 고체를 용해 (분산) 시켰다. 가열 후의 혼합액을 50 ℃ 로 냉각시키고, 35 ％ 염산 수용액 16.3 g 을 적하하였다. 혼합액을 40 ℃ 이하로 냉각시키고, 석출된 고체를 여과 채취하고, 용기에 여과 채취된 고체, 물 360 g 을 넣어 혼합하여, 실온에서 2 시간 교반하였다. 교반 후의 혼합물을 여과하고, 얻어진 고체를 80 ℃ 에서 24 시간, 감압 건조시켜, 하기 화합물 (A-1) 을 적자색의 고체로서 얻었다 (53.7 g, 수율 63 ％).

¹H-NMR (300 ㎒, DMSO-d₆) : δ (ppm) ＝ 9.89 (2H), 8.01 (1H), 7.62 (2H), 7.24-7.14 (11H), 5.94 (2H), 2.15 (12H).

[화학식 14]

[실시예 2] 화합물 (A-1) 의 합성 실시예 2

아래의 반응은 질소 기류하에서 행하였다. 1 ℓ 용기에, 화합물 (2) 60.0 g, 2,6-디메틸아닐린 120 g, 2-에톡시에탄올 300 ㎖ 를 넣고, 130 ℃ 에서 43 시간 교반하여 반응시켰다. 교반 후, 반응액을 40 ℃ 이하로 냉각시키고, 석출된 고체를 여과 채취하였다. 용기에 여과 채취된 고체, 메탄올 600 ㎖ 를 넣고, 환류하 (약 65 ℃) 에서 1 시간 교반한 후, 40 ℃ 이하까지 냉각시키고, 고체를 여과 채취하였다. 용기에 여과 채취된 고체, 톨루엔 60 ㎖, 메탄올 300 ㎖, 24 ％ 수산화나트륨 수용액 26.1 g 을 넣어 혼합하고, 65 ℃ 에서 가열하여, 고체를 용해 (분산) 시켰다. 가열 후의 혼합액을 50 ℃ 로 냉각시켜, 35 ％ 염산 수용액 16.3 g 을 적하하였다. 혼합액을 40 ℃ 이하로 냉각 후, 석출된 고체를 여과 채취하고, 용기에 여과 채취된 고체, 물 360 g 을 넣고 혼합하여, 실온에서 2 시간 교반하였다. 교반 후의 혼합물을 여과하고, 얻어진 고체를 80 ℃ 에서 24 시간 감압 건조시켜, 화합물 (A-1) 을 적자색의 고체로서 얻었다 (58.6 g, 수율 69 ％).

[실시예 3] 화합물 (A-1) 의 합성 실시예 3

실시예 2 의 반응에 사용한 2-에톡시에탄올을 1-메틸-2-피롤리돈으로 변경한 것 이외에는, 실시예 2 와 동일하게 행하여, 화합물 (A-1) 을 적자색의 고체로서 얻었다 (47.3 g, 수율 56 ％).

[비교예 1]

아래의 반응은 질소 기류하에서 행하였다. 1 ℓ 용기에, 화합물 (2) 60.0 g, 2,6-디메틸아닐린 120 g, 1,2-디클로로벤젠 300 ㎖ 를 130 ℃ 에서 78 시간 교반하여 반응시켰다. 교반 후, 반응액을 40 ℃ 이하로 냉각시키고, 석출된 고체를 여과 채취하였다. 용기에 여과 채취된 고체, 메탄올 400 ㎖ 를 넣고, 혼합하여, 환류하 (약 65 ℃) 에서 1 시간 교반한 후, 40 ℃ 이하로 냉각시켜, 고체를 여과 채취하였다. 얻어진 고체를 80 ℃ 에서 24 시간 건조시켜, 화합물 (A-1) 을 적색의 고체로서 얻었다 (53.7 g, 수율 70 ％).

[분말 X 선 회절 측정]

실시예 1 ∼ 실시예 3 및 비교예 1 에서 얻어진 화합물의 색소 분말에 대해서, 분말 X 선 회절 (XRD) 측정 (PANalytical B.V.사 제조, 다목적 X 선 회절 장치, 형식 : Empyrean, X 선원 : CuKα 선 (hυ ＝ 0.15418 ㎚, 40 ㎸, 30 ㎃), 발산 슬릿 : 1/2°, 산란 슬릿 : 1°, 수광 슬릿 : 7.5 ㎜, 주사 스텝 : 0.0131°, 주사 속도 : 0.034°/초, 주사 회절각 범위 : 2θ ＝ 5°∼ 50°) 을 행하였다. 회절각 (2θ) ＝ 5°∼ 40°에 있어서의 측정 결과를 도 1 및 도 2 (2θ ＝ 7°∼ 10.5°및 13.0°∼ 14.8°의 확대도) 에 나타낸다. 각 회절 패턴은, 2θ ＝ 10°에 있어서의 피크 간의 골의 평탄부와, 2θ ＝ 34°에 있어서의 평탄부를 직선으로 이어 베이스 라인으로 하였다. 각 회절 패턴에 있어서, 2θ ＝ 21°∼ 22.1°에서 관측되는 강도가 가장 큰 피크의 높이 (베이스 라인부터 피크 정점까지의 거리) 를 기준치 1 로 하였다. 표 1 에, 특징적인 회절 피크가 관측되는 회절각 2θ (°) 의 범위와, 그 범위에서 관측되는 회절 피크의 상대 강도를 나타낸다. 또, 표 1 에 나타내는 각 회절 피크의 반치폭 (FWHM) (°) 을 표 2 에 나타낸다. 또한 표 2 중, 공백부는 피크가 존재하지 않거나 지나치게 작기 때문에 측정 불가인 것을 나타낸다.

표 1 및 표 2 로부터, 실시예의 회절 패턴은,

2θ ＝ 21.0°∼ 22.1°의 범위에서 존재하는 회절 피크의 상대 강도를 1 로 했을 때, 2θ ＝ 13.7°∼ 14.5°의 범위에서 존재하는 회절 피크의 상대 강도가 0.1 이하이고, 2θ ＝ 8°∼ 10°의 범위에서 존재하는 회절 피크의 상대 강도가 0.03 이하이며, 또한 0.02 이하로서, 비교예의 것과 상이한 특징을 갖고 있는 것을 알 수 있었다.

[색도 측정]

실시예 1 ∼ 실시예 3 및 비교예 1 에서 얻어진 색소 화합물의 고체 분말의 색도를 측정하였다. 얻어진 색소 분말을 유리 샬레 상에 간극 없이 얹고, 분광 측색계 (코니카 미놀타사 제조, 형식 : CM-5, 광원 : CIE 표준 광원 D65) 를 사용하여 색도 좌표 (x, y) 를 측정하였다. 결과를 표 3 에 나타낸다.

표 3 에 나타내는 바와 같이, 본 발명에 의해서 소기의 색상을 나타내는 크산텐 색소 (분말) 를 얻는 것이 가능하다.

본 발명의 크산텐 색소 및 그 색소를 함유하는 착색 조성물은, 액정 표시 장치, 전계 발광 (EL) 표시 장치, CCD 나 CMOS 등의 촬상 소자에 사용되는 컬러 필터의 제작에 있어서, 소기의 색상을 나타내는 컬러 필터용 착색제로서 유용하다.

Claims

하기 일반식 (1) 로 나타내는 크산텐 색소로서,
CuKα 선의 분말 X 선 회절에 있어서의
회절각 (2θ) ＝ 5°∼ 34°의 회절 패턴에 있어서,
2θ ＝ 21.0°∼ 22.1°의 범위에서 존재하는 회절 피크의 상대 강도를 1 로 할 때,
2θ ＝ 13.7°∼ 14.5°의 범위에서 존재하는 회절 피크의 상대 강도가 0.1 이하이고,
2θ ＝ 8°∼ 10°의 범위에서 존재하는 회절 피크의 상대 강도가 0.03 이하인 크산텐 색소.

[식 (1) 중, R¹ 및 R³ 은, 각각 독립적으로, 수소 원자, 또는
탄소 원자수가 1 ∼ 8 이고, 치환기를 갖고 있어도 되는 직사슬형 혹은 분기형의 알킬기를 나타내고,
R² 및 R⁴ 는, 각각 독립적으로,
탄소 원자수가 6 ∼ 20 이고, 치환기를 갖고 있어도 되는 방향족 탄화수소기를 나타낸다.]
제 1 항에 있어서,
상기 크산텐 색소에 있어서, 분말의 색도 좌표가,
0.460 ≤ x ≤ 0.500,
0.285 ≤ y ≤ 0.305 인, 크산텐 색소.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 크산텐 색소에 있어서, R² 및 R⁴ 가, 탄소 원자수가 6 ∼ 10 이고, 치환기를 갖고 있어도 되는 페닐기인, 크산텐 색소.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 기재된 크산텐 색소를 함유하는 착색 조성물.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 기재된 크산텐 색소 또는 제 4 항에 기재된 착색 조성물을 함유하는 컬러 필터용 착색제.
제 5 항에 기재된 컬러 필터용 착색제를 사용하는 컬러 필터.
크산텐 색소의 제조 방법으로서,
공정 1 및 공정 2 를 행하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
공정 1 : 하기 식 (2) 로 나타내는 화합물과,
하기 일반식 (3) 으로 나타내는 화합물을 반응시키는 것.

[식 (3) 중, R¹ 및 R² 는, 상기 일반식 (1) 의 정의와 동일한 의의를 나타낸다.]
공정 2 : 상기 공정 1 에서 얻어지는 화합물을,
알코올을 함유하는 2 종 이상의 유기 용매, 및, 염기를 사용하여 용해시킨 후에, 산 또는 물을 혼합하여 재결정하는 것.