JP7165314B2 - 着色膜形成用組成物 - Google Patents
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Description
本発明は、原料溶液を用いて基体を着色する際に用いる着色膜形成用組成物に関する。
基体上に着色膜を形成することによって、基体を着色する技術が知られており、着色膜の形成手段としては、スパッタリング法、インクジェット法、ゾルゲル法、スプレー法等が検討されている。例えば、特許文献１には、スパッタリング法を用いてガラス基板上にアルミニウム金属層、コバルト酸化物層、およびアルミニウム金属層をこの順に形成して着色膜被覆ガラスを作製することが記載されている。しかしながら、特許文献１に記載のスパッタリング法は、真空装置が必須であるため、コストが高くなってしまう等の問題があり、十分に満足できるものではなかった。
また、特許文献２には、有機顔料および所望により染料を含む着色用硬化性樹脂組成物を、スピンコートによってガラス基板上に塗布した後、加熱することにより、着色塗膜を形成することが記載されている。しかしながら、特許文献２に記載の方法では、基板上に着色用硬化性樹脂組成物を塗布した後、加熱等によって乾燥を行うことが必須であり、このような乾燥処理は、作業の手間を増加させるだけでなく、乾燥時に着色膜にひび割れが生じたり着色剤の凝集が起こったりして、得られる着色膜の均一性や表面平坦性などに悪影響を及ぼす問題があった。また、特許文献２に記載の着色方法は、バインダーとして樹脂を用いることが必須であるため、コストの増加につながったり、得られる着色膜の色合いに悪影響を及ぼすなどの問題があった。また、着色剤とバインダー樹脂との親和性がない場合、分散性が低下してしまい、十分な透明性を有する着色膜が得られなかった。
特許文献３には、ガラス製品の製造工程において、金属化合物を含むコーティング液を除冷前のガラス基材の表面に噴霧し、ガラス表面の温度を利用して被膜を形成することにより着色ガラス製品を作製することが記載されている。しかしながら、特許文献３に記載の方法は、スプレーガンを用いてコーティング液を噴霧しており、基体上に均一に着色膜を形成することが困難であり、膜の平坦性にも課題があった。また、着色剤としての金属化合物が均一に分散させることが困難であり、本来の着色力や透明性が発揮できない問題があった。また、特許文献３に記載の方法では、製造工程後のガラス製品への適用が困難であり、満足のいくものではなかった。
そのため、上記した問題がなく、工業的有利に、均一且つ良好に基体を着色することができる着色方法が待ち望まれていた。
本発明は、工業的有利に、均一且つ良好に基体を着色することができる新規な着色膜形成用組成物を提供することを目的とする。
本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意検討した結果、着色剤と２種以上の溶媒とを少なくとも含む着色膜形成用組成物であって、前記溶媒が、芳香族無極性溶媒と、該芳香族無極性溶媒よりも沸点の高い非プロトン性極性溶媒とを含む着色膜形成用組成物が、霧化または液滴化に適しており、このような着色膜形成用組成物を用いて、基体上に着色膜を成膜することにより該基体を着色すると、バインダーとしての樹脂を使用することなく、効率的に、均一且つ良好に基体を着色することができ、さらに、得られた着色膜が透明性にも優れており、このような組成物が、上記した従来の問題を一挙に解決できるものであることを見出した。
また、本発明者らは、上記知見を得た後、さらに検討を重ねて、本発明を完成させるに至った。
また、本発明者らは、上記知見を得た後、さらに検討を重ねて、本発明を完成させるに至った。
すなわち、本発明は、以下の発明に関する。
［１］ 着色剤と２種以上の溶媒とを少なくとも含む着色膜形成用組成物であって、前記溶媒が、芳香族無極性溶媒と、該芳香族無極性溶媒よりも沸点の高い非プロトン性極性溶媒とを含むことを特徴とする着色膜形成用組成物。
［２］ 前記着色剤が、有機顔料である前記［１］記載の着色膜形成用組成物。
［３］ 前記着色剤が、多環式顔料を含む前記［１］または［２］に記載の着色膜形成用組成物。
［４］ 前記芳香族無極性溶媒と非プロトン性極性溶媒との体積比が５：１～１：１である前記［１］～［３］のいずれかに記載の着色膜形成用組成物。
［５］ 芳香族無極性溶媒と非プロトン性極性溶媒との体積比が４：１～７：３である前記［１］～［４］のいずれかに記載の着色膜形成用組成物。
［６］ 前記非プロトン性極性溶媒が、アミド系溶媒を含む前記［１］～［５］のいずれかに記載の着色膜形成用組成物。
［７］ 前記芳香族無極性溶媒が、下記式（１）で表される前記［１］～［６］のいずれかに記載の着色膜形成用組成物。
（式中、Ｒ１～Ｒ６は、それぞれ同一または異なって、水素原子または置換基を有していてもよい炭化水素基を表し、Ｒ１～Ｒ６から選ばれる任意の２つの基が結合して環を形成してもよい。）
［８］ 前記非プロトン性極性溶媒と前記芳香族無極性溶媒との沸点差が５０℃以上である前記［１］～［７］のいずれかに記載の着色膜形成用組成物。
［９］ 原料溶液から基体上に着色膜を形成することにより該基体を着色する方法であって、前記原料溶液が、前記［１］～［８］のいずれかに記載の着色膜形成用組成物を含むことを特徴とする着色方法。
［１０］ 前記形成を、前記原料溶液を霧化または液滴化し、得られたミストまたは液滴にキャリアガスを供給し、該キャリアガスでもって前記ミストまたは前記液滴を前記基体上まで搬送し、ついで、前記基体上で前記ミスト又は液滴を熱反応させることにより行う前記［９］記載の着色方法。
［１１］ 前記霧化または液滴化を、超音波振動を用いて行う前記［１０］記載の着色方法。
［１］ 着色剤と２種以上の溶媒とを少なくとも含む着色膜形成用組成物であって、前記溶媒が、芳香族無極性溶媒と、該芳香族無極性溶媒よりも沸点の高い非プロトン性極性溶媒とを含むことを特徴とする着色膜形成用組成物。
［２］ 前記着色剤が、有機顔料である前記［１］記載の着色膜形成用組成物。
［３］ 前記着色剤が、多環式顔料を含む前記［１］または［２］に記載の着色膜形成用組成物。
［４］ 前記芳香族無極性溶媒と非プロトン性極性溶媒との体積比が５：１～１：１である前記［１］～［３］のいずれかに記載の着色膜形成用組成物。
［５］ 芳香族無極性溶媒と非プロトン性極性溶媒との体積比が４：１～７：３である前記［１］～［４］のいずれかに記載の着色膜形成用組成物。
［６］ 前記非プロトン性極性溶媒が、アミド系溶媒を含む前記［１］～［５］のいずれかに記載の着色膜形成用組成物。
［７］ 前記芳香族無極性溶媒が、下記式（１）で表される前記［１］～［６］のいずれかに記載の着色膜形成用組成物。
［８］ 前記非プロトン性極性溶媒と前記芳香族無極性溶媒との沸点差が５０℃以上である前記［１］～［７］のいずれかに記載の着色膜形成用組成物。
［９］ 原料溶液から基体上に着色膜を形成することにより該基体を着色する方法であって、前記原料溶液が、前記［１］～［８］のいずれかに記載の着色膜形成用組成物を含むことを特徴とする着色方法。
［１０］ 前記形成を、前記原料溶液を霧化または液滴化し、得られたミストまたは液滴にキャリアガスを供給し、該キャリアガスでもって前記ミストまたは前記液滴を前記基体上まで搬送し、ついで、前記基体上で前記ミスト又は液滴を熱反応させることにより行う前記［９］記載の着色方法。
［１１］ 前記霧化または液滴化を、超音波振動を用いて行う前記［１０］記載の着色方法。
本発明の着色膜形成用組成物は、工業的有利に、均一且つ良好に基体を着色することができるという効果を奏する。
本発明の着色膜形成用組成物は、着色剤と２種以上の溶媒とを少なくとも含む着色膜形成用組成物であって、前記溶媒が、芳香族無極性溶媒と、該芳香族無極性溶媒よりも沸点の高い非プロトン性極性溶媒とを含むことを特長とする。
（着色剤）
前記着色剤は、前記基体を着色可能なものであれば、特に限定されない。前記着色剤としては、例えば、直接染料、酸性染料、塩基性染料、分散染料、建染染料もしくは反応染料などの染料または無機顔料もしくは有機顔料などの顔料等が挙げられる。本発明においては、前記着色剤が、顔料であるのが好ましく、有機顔料であるのがより好ましい。
前記着色剤は、前記基体を着色可能なものであれば、特に限定されない。前記着色剤としては、例えば、直接染料、酸性染料、塩基性染料、分散染料、建染染料もしくは反応染料などの染料または無機顔料もしくは有機顔料などの顔料等が挙げられる。本発明においては、前記着色剤が、顔料であるのが好ましく、有機顔料であるのがより好ましい。
（染料）
前記直接染料としては、例えば、アゾ系直接染料、チアゾール系直接染料、アントラキノン系直接染料、オキサジン系直接染料またはフタロシアニン系直接染料等が挙げられる。前記酸性染料としては、例えば、アントラキノン系酸性染料、フタロシアニン系酸性染料、キノリン系酸性染料、アジン系酸性染料、インジゴイド系酸性染料、キサンテン系酸性染料またはトリフェニルメタン系酸性染料等が挙げられる。前記塩基性染料としては、例えば、アゾ系塩基性染料、アジン系塩基性染料、アクリジン系塩基性染料、メチン系塩基性染料、チアゾール系塩基性染料、チアジン系塩基性染料、オキサジン系塩基性染料、アントラキノン系塩基性染料、キサンテン系塩基性染料またはトリアリールメタン系塩基性染料等が挙げられる。油溶性染料としては、例えば、アントラキノン系油溶性染料、フタロシアニン系油溶性染料、キノリン系油溶性染料、アジン系油溶性染料、インジゴイド系油溶性染料、メチン系油溶性染料、アゾ系油溶性染料、アミノケトン系油溶性染料、キサンテン系油溶性染料またはトリフェニルメタン系油溶性染料等が挙げられる。前記分散染料としては、例えば、アントラキノン系分散染料、キノリン系分散染料、インジゴイド系分散染料、キノフタロン系分散染料、メチン系分散染料、アゾ系分散染料、アミノケトン系分散染料またはキサンテン系分散染料等が挙げられる。前記建染染料としては、例えば、インダントロン系建染染料、ピラントロン系建染染料、ベンザントロン系建染染料、アントラキノンカルバゾール系建染染料、アントラキンオキサゾール系建染染料またはインジゴ系建染染料などが挙げられる。前記反応染料としては、例えば、ピラゾロンアゾ系反応染料、ベンゼンアゾ系反応染料、ナフタレンアゾ系反応染料、ピリドンアゾ系反応染料、Ｊ酸アゾ系反応染料、Ｈ酸アゾ系反応染料、Ｋ酸アゾ系反応染料、アントラキノン系反応染料、金属錯塩型モノアゾ系反応染料、ホルマザン系反応染料、フタロシアニン系反応染料、ジスアゾ系反応染料、アジン系反応染料またはジオキサジン系反応染料等が挙げられる。
前記直接染料としては、例えば、アゾ系直接染料、チアゾール系直接染料、アントラキノン系直接染料、オキサジン系直接染料またはフタロシアニン系直接染料等が挙げられる。前記酸性染料としては、例えば、アントラキノン系酸性染料、フタロシアニン系酸性染料、キノリン系酸性染料、アジン系酸性染料、インジゴイド系酸性染料、キサンテン系酸性染料またはトリフェニルメタン系酸性染料等が挙げられる。前記塩基性染料としては、例えば、アゾ系塩基性染料、アジン系塩基性染料、アクリジン系塩基性染料、メチン系塩基性染料、チアゾール系塩基性染料、チアジン系塩基性染料、オキサジン系塩基性染料、アントラキノン系塩基性染料、キサンテン系塩基性染料またはトリアリールメタン系塩基性染料等が挙げられる。油溶性染料としては、例えば、アントラキノン系油溶性染料、フタロシアニン系油溶性染料、キノリン系油溶性染料、アジン系油溶性染料、インジゴイド系油溶性染料、メチン系油溶性染料、アゾ系油溶性染料、アミノケトン系油溶性染料、キサンテン系油溶性染料またはトリフェニルメタン系油溶性染料等が挙げられる。前記分散染料としては、例えば、アントラキノン系分散染料、キノリン系分散染料、インジゴイド系分散染料、キノフタロン系分散染料、メチン系分散染料、アゾ系分散染料、アミノケトン系分散染料またはキサンテン系分散染料等が挙げられる。前記建染染料としては、例えば、インダントロン系建染染料、ピラントロン系建染染料、ベンザントロン系建染染料、アントラキノンカルバゾール系建染染料、アントラキンオキサゾール系建染染料またはインジゴ系建染染料などが挙げられる。前記反応染料としては、例えば、ピラゾロンアゾ系反応染料、ベンゼンアゾ系反応染料、ナフタレンアゾ系反応染料、ピリドンアゾ系反応染料、Ｊ酸アゾ系反応染料、Ｈ酸アゾ系反応染料、Ｋ酸アゾ系反応染料、アントラキノン系反応染料、金属錯塩型モノアゾ系反応染料、ホルマザン系反応染料、フタロシアニン系反応染料、ジスアゾ系反応染料、アジン系反応染料またはジオキサジン系反応染料等が挙げられる。
（顔料）
前記無機顔料としては、例えば、バリウム（Ｂａ）、銅（Ｃｕ）、鉄（Ｆｅ）、マンガン（Ｍｎ）、クロム（Ｃｒ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、バナジウム（Ｖ）、モリブデン（Ｍｏ）、亜鉛（Ｚｎ）、セレン（Ｓｅ）、マグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、バリウム（Ｂａ）、パラジウム（Ｐｄ）、銀（Ａｇ）、カドニウム（Ｃｄ）、インジウム（Ｉｎ）、スズ（Ｓｎ）、アンチモン（Ｓｂ）、水銀（Ｈｇ）、鉛（Ｐｂ）、ビスマス（Ｂｉ）、ケイ素（Ｓｉ）及びアルミニウム（Ａｌ）から選ばれる１種または２種以上の金属の金属酸化物、複合酸化物、金属塩化物、金属窒化物、金属炭化物、金属水酸化物、金属硫化物、金属硫酸鉛、金属錯塩もしくは金属炭酸塩または炭素類（カーボンブラック）、金属粉類などが挙げられる。
前記有機顔料は、前記基体を着色可能なものであれば、本発明の目的を阻害しない限り、特に限定されない。前記有機顔料としては、例えば、アゾ顔料または多環式顔料などが挙げられる。前記アゾ顔料としては、例えば、不溶性アゾ系顔料、縮合アゾ系顔料、溶性アゾ系顔料またはこれらの誘導体等が挙げられる。前記多環式顔料としては、例えば、フタロシアニン系顔料、ペリレン系顔料、ペリノン系顔料、アントラキノン系顔料、キナクリドン系顔料、キナクリドンキノン系顔料、ジオキサジン系顔料、インジゴ系顔料、チオインジゴ系顔料、ピランスロン系顔料、アンスアンスロン系顔料、フラバンスロン系顔料、インダンスロン系顔料、イソインドリノン系顔料、キノフタロン系顔料、金属錯系顔料、フラーレン系顔料およびこれらの誘導体からなる群から選ばれる１種または２種以上等が挙げられる。
前記無機顔料としては、例えば、バリウム（Ｂａ）、銅（Ｃｕ）、鉄（Ｆｅ）、マンガン（Ｍｎ）、クロム（Ｃｒ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、バナジウム（Ｖ）、モリブデン（Ｍｏ）、亜鉛（Ｚｎ）、セレン（Ｓｅ）、マグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、バリウム（Ｂａ）、パラジウム（Ｐｄ）、銀（Ａｇ）、カドニウム（Ｃｄ）、インジウム（Ｉｎ）、スズ（Ｓｎ）、アンチモン（Ｓｂ）、水銀（Ｈｇ）、鉛（Ｐｂ）、ビスマス（Ｂｉ）、ケイ素（Ｓｉ）及びアルミニウム（Ａｌ）から選ばれる１種または２種以上の金属の金属酸化物、複合酸化物、金属塩化物、金属窒化物、金属炭化物、金属水酸化物、金属硫化物、金属硫酸鉛、金属錯塩もしくは金属炭酸塩または炭素類（カーボンブラック）、金属粉類などが挙げられる。
前記有機顔料は、前記基体を着色可能なものであれば、本発明の目的を阻害しない限り、特に限定されない。前記有機顔料としては、例えば、アゾ顔料または多環式顔料などが挙げられる。前記アゾ顔料としては、例えば、不溶性アゾ系顔料、縮合アゾ系顔料、溶性アゾ系顔料またはこれらの誘導体等が挙げられる。前記多環式顔料としては、例えば、フタロシアニン系顔料、ペリレン系顔料、ペリノン系顔料、アントラキノン系顔料、キナクリドン系顔料、キナクリドンキノン系顔料、ジオキサジン系顔料、インジゴ系顔料、チオインジゴ系顔料、ピランスロン系顔料、アンスアンスロン系顔料、フラバンスロン系顔料、インダンスロン系顔料、イソインドリノン系顔料、キノフタロン系顔料、金属錯系顔料、フラーレン系顔料およびこれらの誘導体からなる群から選ばれる１種または２種以上等が挙げられる。
前記不溶性アゾ系顔料としては、例えば、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、２０、２１、２２、２３、３１、３２、３７、３８、４１、９５、１１１、１１２、１１４、１１９、１３６、１４６、１４７、１４８、１５０、１６４、１７０、１８４、１８７、１８８、２１０、２１２、２１３、２２２、２２３、２３８、２４５、２５３、２５６、２５８、２６１、２６６、２６７、２６８、２６９、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ１、２、５、６、１３、１５、１６、２２、２４、３４、３８、４４、Ｃ．Ｉ．ピグメントバイオレット１３、２５、４４、５０、Ｃ．Ｉ．ピグメントブラウン１、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１、２、３、５、６、１０、１２、１３、１４、１７、４９、５５、６０、６３、６５、７３、７４、７５、８１、８３、８７、９０、９７、９８、１０６、１１１、１１３、１１４、１１６、１２１、１２４、１２６、１２７、１３０、１３６、１５２、１６５、１６７、１７０、１７１、１７２、１７４、１７６、１８８、またはＣ．Ｉ．ピグメントブルー２５等が挙げられる。前記縮合アゾ系顔料としては、例えば、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー９３、９４、９５、１２８、１６６、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ３１、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１４４、１６６、２１４、２２０、２２１、２４２、２４８、２６２、Ｃ．Ｉ．ピグメントブラウン２３、４１、４２等が挙げられる。前記溶性アゾ系顔料としては、例えば、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー９３、９４、９５、１２８、１６６、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ３１、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１４４、１６６、２１４、２２０、２２１、２４２、２４８、２６２、またはＣ．Ｉ．ピグメントブラウン２３、４１、４２等が挙げられる。
前記フタロシアニン系顔料は、フタロシアニン骨格を有しているものであれば、特に限定されない。また、フタロシアニン系顔料に含まれる中心金属としては、フタロシアニン骨格を構成できる金属であればよく、特に限定されない。その中でも、中心金属としては、マグネシウム、チタン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、アルミニウムが好ましく用いられる。前記フタロシアニン系顔料としては、具体的には、例えば、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：１、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：２、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：３、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：４、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：５、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：６、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１６、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１７：１、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー７５、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー７９、Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン７、Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン３６、Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン３７、クロロアルミニウムフタロシアニン、ヒドロキシアルミニウムフタロシアニン、アルミニウムフタロシアニンオキシド、または亜鉛フタロシアニンが挙げられる。
前記ペリレン系顔料は、ペリレン骨格を有しているものであれば、特に限定されない。前記ペリレン系顔料としては、具体的には、例えば、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１２３、１４９、１５５、１７８、１７９、１９０、２２４、Ｃ．Ｉ．ピグメントバイオレット２９、またはＣ．Ｉ．ピグメントブラック３１、３２等が挙げられる。前記ペリノン系顔料は、ペリノン骨格を有しているものであれば、特に限定されない。前記ペリノン顔料としては、具体的には、例えば、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ４３、Ｃ．Ｉ．ピグメントレツド１２３、１４９、１７８、１７９、１８９、１９０、１９４、２２４、Ｃ．Ｉ．ピグメントバイオレツト２９、３、またはバットレッド１４などが挙げられる。前記アントラキノン顔料は、アントラキノン骨格を有しているものであれば、特に限定されない。前記アントラキノン系顔料としては、具体的には、例えば、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド８９、１７７等が挙げられる。
前記キナクリドン顔料は、キナクリドン骨格を有するものであれば、特に限定されない。前記キナクリドン顔料としては、具体的には、例えば、Ｃ．Ｉ．ピグメントバイオレット１９、４２、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１２２、１９２，２０２、２０６、２０７、２０９、またはＣ．Ｉ．ピグメントオレンジ４８、４９等が挙げられる。ジオキサジン顔料は、ジオキサジン骨格を有するものであれば、特に限定されない。前記ジオキサジン顔料としては、具体的には、例えば、Ｃ．Ｉ．ピグメントバイオレット２３、３７などが挙げられる。
前記インジゴ系顔料は、インジゴ骨格を有するものであれば、特に限定されない。前記インジゴ系顔料としては、具体的には、例えば、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー６３、７３０１５：Ｘ等が挙げられる。前記チオインジゴ系顔料は、チオインジゴ骨格を有するものであれば、特に限定されない。前記チオンジゴ系顔料としては、具体的には、例えば、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド８８、１８１等が挙げられる。イソインドリノン顔料は、イソインドリノン骨格を有するものであれば、特に限定されない。前記ピランスロン系顔料は、ピランスロン骨格を有するものであれば、特に限定されない。前記ピランスロン系顔料としては、具体的には、例えば、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２１６、２２６、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ４０、５１等が挙げられる。前記アンスアンスロン系顔料は、アンスアンスロン骨格を有するものであれば、特に限定されない。前記アンスアンスロン系顔料としては、具体的には、例えば、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１６８、Ｃ．Ｉ．ピグメントバイオレット３１、またはバットオレンジ３等が挙げられる。前記フラバンスロン系顔料は、フラバンスロン骨格を有するものであれば、特に限定されない。前記フラバンスロン系顔料としては、具体的には、例えば、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー２４またはバットイエロー１等が挙げられる。
前記インダンスロン系顔料は、インダンスロン骨格を有するものであれば、特に限定されない。前記インダンスロン系顔料としては、具体的には、例えば、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー６０、６４、またはバットブルー４等が挙げられる。前記イソインドリノン系顔料は、イソインドリノン骨格を有するものであれば、特に限定されない。前記イソインドリノン顔料としては、具体的には、例えば、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１０９、１１０、１７３、またはＣ．Ｉ．ピグメントオレンジ６１等が挙げられる。前記キノフタロン系顔料は、キノフタロン骨格を有するものであれば、特に限定されない。前記キノフタロン系顔料としては、具体的には、例えば、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１３８等が挙げられる。前記金属錯系顔料としては、具体的には、例えば、Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン１０、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１１７、１２９、１５０、１５３、１７７、１７９、２５７、２７１、またはＣ．Ｉ．ピグメントオレンジ５９、６５、６８等が挙げられる。
前記フラーレン系顔料は、フラーレン骨格を有するものであれば、特に限定されない。化学修飾されたフラーレン誘導体であっても、化学修飾されていないフラーレンであってもよいが、本発明においては、化学修飾されていないフラーレンであるのが好ましい。本発明においては、化学修飾されていないフラーレンを用いた場合であっても、良好に成膜を行うことができる。前記フラーレンとしては、例えば、Ｃ３６フラーレン、Ｃ６０フラーレン、Ｃ７０フラーレン、Ｃ７６フラーレン、Ｃ７８フラーレン、Ｃ８２フラーレン、Ｃ８４フラーレン、Ｃ９０フラーレン、Ｃ９６フラーレン等が挙げられる。本発明においては、前記フラーレンがＣ６０フラーレンであるのが好ましい。
本発明においては、前記着色剤が、有機顔料であるのが、より均一且つ良好に着色膜を形成することができるため、好ましく、多環式顔料であるのが、より好ましく、フラーレン系顔料であるのが、最も好ましい。また、前記着色剤は、さらに、他の顔料または染料を含んでいてもよい。前記の他の顔料または染料は、前記例示した顔料または染料以外の顔料または染料であってもよい。
前記着色膜形成用組成物中の前記着色剤の配合割合は、特に限定されないが、好ましくは、０．００１重量％～８０重量％であり、より好ましくは、０．０１重量％～８０重量％である。
前記芳香族無極性溶媒は、溶媒として用いることができ、前記非プロトン性極性溶媒よりも沸点が低く、極性を有していない芳香族溶媒であれば、特に限定されない。本発明においては、前記芳香族無極性溶媒が、下記式（１）で表される化合物であるのが、より良好に成膜を行うことができるため、より好ましい。
本発明においては、前記無極性溶媒が、アルキル芳香族化合物であるのが好ましい。前記アルキル芳香族化合物は、１または２以上のアルキル基を有する芳香族化合物であれば特に限定されない。
本発明における「アルキル基」は、炭素数１～２０の直鎖状、分岐状又は環状アルキル基が好ましい。アルキル基の具体例としては、例えば、メチル、エチル、ｎ－プロピル、２－プロピル、ｎ－ブチル、１－メチルプロピル、２－メチルプロピル、ｔｅｒｔ－ブチル、ｎ－ペンチル、１－メチルブチル、１－エチルプロピル、ｔｅｒｔ－ペンチル、２－メチルブチル、３－メチルブチル、２，２－ジメチルプロピル、ｎ－ヘキシル、１－メチルペンチル、１－エチルブチル、２－メチルペンチル、３－メチルペンチル、４－メチルペンチル、２－メチルペンタン－３－イル、３，３－ジメチルブチル、２，２－ジメチルブチル、１，１－ジメチルブチル、１，２－ジメチルブチル、１，３－ジメチルブチル、２，３－ジメチルブチル、１－エチルブチル、２－エチルブチル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、ウンデシル、ドデシル、トリデシル、テトラデシル、ペンタデシル、ヘキサデシル、ヘプタデシル、オクタデシル、ノナデシル、イコシル、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル又はシクロヘキシル等が挙げられる。アルキル基は、中でも炭素数１～１０のアルキル基がより好ましく、炭素数１～６のアルキル基が更に好ましく、炭素数１～４のアルキル基がとりわけ好ましい。
炭化水素基としては、例えば、アルキル基、アリール基又はアラルキル基等が挙げられる。
アルキル基としては、前記したアルキル基等が挙げられる。
アリール基としては、炭素数６～２０のアリール基が好ましい。アリール基の具体例としては、フェニル、インデニル、ペンタレニル、ナフチル、アズレニル、フルオレニル、フェナントレニル、アントラセニル、アセナフチレニル、ビフェニレニル、ナフタセニル又はピレニル等が挙げられる。アリール基は、中でも炭素数６～１４のアリール基がより好ましい。
アラルキル基としては、炭素数７～２０のアラルキル基が好ましい。該アラルキル基の具体例としては、ベンジル、フェネチル、１－フェニルプロピル、２－フェニルプロピル、３－フェニルプロピル、１－フェニルブチル、２－フェニルブチル、３－フェニルブチル、４－フェニルブチル、１－フェニルペンチルブチル、２－フェニルペンチルブチル、３－フェニルペンチルブチル、４－フェニルペンチルブチル、５－フェニルペンチルブチル、１－フェニルヘキシルブチル、２－フェニルヘキシルブチル、３－フェニルヘキシルブチル、４－フェニルヘキシルブチル、５－フェニルヘキシルブチル、６－フェニルヘキシルブチル、１－フェニルヘプチル、１－フェニルオクチル、１－フェニルノニル、１－フェニルデシル、１－フェニルウンデシル、１－フェニルドデシル、１－フェニルトリデシル又は１－フェニルテトラデシル等が挙げられる。アラルキル基は、中でも炭素数７～１２のアラルキル基がより好ましい。
本発明においては、前記式（１）において、Ｒ１～Ｒ６から選ばれる任意の２つの基が縮合して環を形成するのも好ましい。Ｒ１～Ｒ６から選ばれる任意の２つの基が縮合して形成される環としては、例えば５～２０員環などが挙げられる。形成される好ましい環としては、例えば、シクロペンタン環、シクロヘキサン環、シクロヘプタン環、シクロオクタン環、シクロデカン環、シクロドデカン環、シクロテトラデカン環、シクロペンタデカン環、シクロヘキサデカン環又はシクロヘプタデカン環等の単環；ジヒドロナフタレン環、インデン環またはインダン環等の縮合環などが挙げられる。また、これらの環は、炭化水素基等で置換されていてもよい。炭化水素基の具体例としては、前記の炭化水素基に記載したものなどが挙げられる。
前記アルキル芳香族化合物の具体例としては、例えば、トルエン、キシレン、トリメチルベンゼン、エチルベンゼン、エチルトルエン類、エチルキシレン類、ジエチルベンゼン類、プロピルベンゼン類等のアルキルベンゼン類、あるいはメチルナフタレン類、エチルナフタレン類、ジメチルナフタレン類等のアルキルナフタレン類、その他アルキルビフェニル類またはアルキルアントラセン類等が挙げられる。本発明においては、前記アルキル芳香族化合物がトリメチルベンゼンであるのが好ましい。前記トリメチルベンゼンとしては、例えば、１，２，３－トリメチルベンゼン、１，２，４－トリメチルベンゼン、１，３，５－トリメチルベンゼン等が挙げられる。本発明においては、前記トリメチルベンゼンが、１，３，５－トリメチルベンゼンであるのが好ましい。
前記芳香族無極性溶媒の沸点は、前記非プロトン性極性溶媒の沸点よりも低ければ、特に限定されない。本発明においては、前記芳香族無極性溶媒の沸点が、２００℃以下であるのが好ましく、１００℃～２００℃であるのがより好ましい。ここで、沸点とは、大気圧下における沸点を意味する。
前記非プロトン性極性溶媒は、溶媒として用いることができ、前記芳香族無極性溶媒よりも沸点が高く、プロトンを供与するのが困難であり、極性を有するものであれば、特に限定されない。
前記非プロトン性極性溶媒としては、例えば、アミド系溶媒、ラクトン系溶媒、スルホキシド系溶媒、ニトリル系溶媒、有機リン系溶媒およびセロソルブ系溶媒から選ばれる１種または２種以上等が挙げられる。前記アミド系溶媒としては、例えば、Ｎ、Ｎ－ジメチルアセトアミド、Ｎ-メチル－ピロリドン、２－ピロリドン、Ｎ－メチルカプロラクタム、Ｎ、Ｎ－ジメチルホルムアミド、Ｎ、Ｎ－ジエチルホルムアミド、Ｎ、Ｎ－ジエチルアセトアミド、Ｎ－メチルプロピオンアミドまたはメチルイミダゾリジノン等が挙げられる。前記ラクトン系溶媒としては、例えば、β―プロピオラクトン、βブチロラクトンなどのβ―ラクトン類、γ―ブチロラクトン、γ―バレロラクトン、γ―カプロラクトン、γ―カプリロラクトン、γ―ラウロラクトンなどのγ―ラクトン類、δ―バレロラクトンなどのδ―ラクトン類、又はε―カプロラクトンなどのε―ラクトン類等が挙げられる。前記スルホキシド系溶媒としては、例えば、ジメチルスルホキシド、ジエチルスルホキシド、メチルフェニルスルホキシドまたはテトラメチレンスルホキシド等が挙げられる。前記ニトリル系溶媒としては、ベンゾニトリル、アセトニトリル、プロピオニトリル、ブチロニトリルまたはアジポニトリル等が挙げられる。前記有機リン系溶媒としては、テトラメチルホスホリックアミドまたはヘキサメチルホスホリックアミド等が挙げられる。前記セロソルブ系溶媒としては、エチルセロソルブアセテートまたはメチルセロソルブアセテート等が挙げられる。
本発明においては、前記非プロトン性極性溶媒が、アミド系溶媒であるのが好ましく、２－ピロリドンであるのがより好ましい。
前記非プロトン性極性溶媒の沸点は、前記芳香族無極性溶媒の沸点よりも高ければ、特に限定されないが、本発明においては、１５０℃以上であるのが好ましく、２００℃以上であるのがより好ましく、２００℃～３００℃であるのが最も好ましい。ここで、沸点とは、大気圧下における沸点を意味する。また、前記非プロトン性極性溶媒と前記芳香族無極性溶媒との沸点差も特に限定されないが、本発明においては、３０℃以上であるのが、より安定的に成膜を行うことができるため、好ましく、５０℃以上であるのがより好ましく、７０℃以上であるのが最も好ましい。
前記着色膜形成用組成物中の前記極性溶媒の配合割合は、特に限定されないが、０．０００１モル％～９０モル％が好ましく、０．００１モル％～５０モル％がより好ましい。前記着色膜形成用組成物中の前記無極性溶媒の配合割合は、特に限定されないが、好ましくは、０．０１モル％～９９モル％であり、より好ましくは、１モル％～９５モル％である。また、本発明においては、前記無極性溶媒と前記極性溶媒との体積比が５：１～１：１であるのが、より霧化または液滴化に適した着色膜形成用組成物が得られるため、好ましく、４：１～２：１であるのがより好ましく、４：１～７：３であるのが最も好ましい。
前記着色膜形成用組成物は、さらに、添加剤が含まれていてもよい。前記添加剤は、本発明の目的を阻害しない限り特に限定されず、酸、塩基、溶媒等であってよく、公知の添加剤であってよい。無機材料であってもよいし、有機材料であってもよい。前記酸としては、例えば、弗酸、塩酸、臭化水素酸、ヨウ化水素酸、硫酸、リン酸、硝酸、酢酸、炭酸、蟻酸、安息香酸、亜塩素酸、次亜塩素酸、亜硫酸、次亜硫酸、亜硝酸、次亜硝酸、亜リン酸、次亜リン酸等のプロトン酸またはこれらの混合物等が挙げられる。また、前記塩基としては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウムまたはこれらの混合物等が挙げられる。前記溶媒は、本発明の目的を阻害しない限り、特に限定されず、前記非プロトン性極性溶媒または前記芳香族無極性溶媒以外の有機溶媒であってもよいし、無機溶媒であってもよい。有機溶媒と無機溶媒の混合溶媒であってもよい。前記有機溶媒としては、例えば、アルコール類、エステル類、エーテル類等があげられる。前記無機溶媒としては、水等が挙げられ、より具体的には、例えば、純水、超純水、水道水、井戸水鉱泉水、鉱水、温泉水、湧水、淡水、海水などが挙げられる。
前記着色膜形成用組成物は、例えば、前記着色剤と、前記非プロトン性極性溶媒と、前記芳香族無極性溶媒とを混合することにより得られる。前記混合手段は特に限定されず、公知の混合手段であってよい。より具体的には、例えば、前記着色剤を、前記非プロトン性極性溶媒および前記芳香族無極性溶媒に溶解または分散させることにより得られる。
本発明の着色膜形成用組成物を用いることにより、バインダーとしての樹脂を使用することなく、工業的有利に、均一且つ良好に基体を着色することができる。より具体的には、例えば、前記着色膜形成用組成物を含む原料溶液から、直接または他の層を介して、公知の成膜手段を用いて基体上に着色膜を成膜することにより、前記基体を着色することができる。前記成膜手段は、本発明の目的を阻害しない限り、特に限定されないが、本発明においては、ミストＣＶＤ法が好ましく、より具体的には、前記着色膜形成用組成物を含む原料溶液を霧化又は液滴化し（霧化・液滴化工程）、得られたミスト又は液滴にキャリアガスを供給し、該キャリアガスでもって前記ミストまたは前記液滴を前記基体上まで搬送し（搬送工程）、ついで、前記基体上で前記ミスト又は前記液滴を熱反応させて、前記基体上に膜を形成する（成膜工程）ことにより着色膜を成膜して前記基体を着色するのが好ましい。以下、このような好ましい着色方法についてより詳細に説明する。
（基体）
前記基体は、成膜する膜を支持できるものであれば特に限定されない。前記基体の材料も、本発明の目的を阻害しない限り特に限定されず、公知の基体であってよく、有機化合物であってもよいし、無機化合物であってもよい。多孔質構造体であってもよい。
前記基体は、成膜する膜を支持できるものであれば特に限定されない。前記基体の材料も、本発明の目的を阻害しない限り特に限定されず、公知の基体であってよく、有機化合物であってもよいし、無機化合物であってもよい。多孔質構造体であってもよい。
また、表面の一部または全部の上に、金属膜、半導体膜、導電性膜および絶縁性膜の少なくとも１種の膜が形成されているものも、前記基体として好適に用いることができる。前記金属膜の構成金属としては、例えば、ガリウム、鉄、インジウム、アルミニウム、バナジウム、チタン、クロム、ロジウム、ニッケル、コバルト、亜鉛、マグネシウム、カルシウム、シリコン、イットリウム、ストロンチウムおよびバリウムから選ばれる１種または２種以上の金属などが挙げられる。半導体膜の構成材料としては、例えば、シリコン、ゲルマニウムのような元素単体、周期表の第３族～第５族、第１３族～第１５族の元素を有する化合物、金属酸化物、金属硫化物、金属セレン化物、または金属窒化物等が挙げられる。また、前記導電性膜の構成材料としては、例えば、スズドープ酸化インジウム（ＩＴＯ）、フッ素ドープ酸化インジウム（ＦＴＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、アルミニウムドープ酸化亜鉛（ＡＺＯ）、ガリウムドープ酸化亜鉛（ＧＺＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ２）、酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３）、酸化タングステン（ＷＯ３）などが挙げられるが、本発明においては、導電性酸化物からなる導電性膜であるのが好ましく、スズドープ酸化インジウム（ＩＴＯ）膜であるのがより好ましい。前記絶縁性膜の構成材料としては、例えば、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化シリコン（ＳｉＯ２）、窒化シリコン（Ｓｉ３Ｎ４）、酸窒化シリコン（Ｓｉ４Ｏ５Ｎ３）などが挙げられる。
なお、金属膜、半導体膜、導電性膜および絶縁性膜の形成手段は、特に限定されず、公知の手段であってよい。このような形成手段としては、例えば、ミストＣＶＤ法、スパッタ法、ＣＶＤ法（気相成長法）、ＳＰＤ法（スプレー熱分解堆積法）、蒸着法、ＡＬＤ（原子層堆積）法、塗布法（例えばディッピング、滴下、ドクターブレード、インクジェット、スピンコート、刷毛塗り、スプレー塗装、ロールコーター、エアーナイフコート、カーテンコート、ワイヤーバーコート、グラビアコート、インクジェット塗布等）などが挙げられる。
前記基体の形状としては、どのような形状のものであってもよく、あらゆる形状に対して有効であり、例えば、平板や円板等の板状、繊維状、棒状、円柱状、角柱状、筒状、螺旋状、球状、リング状などが挙げられるが、本発明においては、基板が好ましい。基板の厚さは、本発明においては特に限定されないが、０．５μｍ～１００ｍｍが好ましく、１μｍ～１０ｍｍがより好ましい。前記基板は、板状であって、成膜する膜の支持体となるものであれば特に限定されない。絶縁体基板であってもよいし、半導体基板であってもよいし、金属基板や導電性基板であってもよい。
また、本発明においては、前記基板として、透明基板を用いるのも好ましい。前記透明基板は、無機材料からものであっても、有機材料からなるものであってもよい。前記無機材料としては、例えば、ガラス類（ソーダガラス、ホウケイ酸ガラス、クラウンガラス、バリウム含有ガラス、ストロンチウム含有ガラス、ホウ素含有ガラス、低アルカリガラス、無アルカリガラス、結晶化透明ガラス、シリカガラス、石英ガラス、耐熱ガラスなど）、アルミナ、サファイア、ジルコニア、チタニア、酸化イットリウムなどが挙げられる。前記有機材料としては、例えば、ポリメタクリル酸メチル系樹脂、スチレン系樹脂、塩化ビニル系樹脂、ポリエステル系樹脂（ポリアリレート系樹脂や液晶ポリマーを含む）、ポリアミド系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリスルホン系樹脂、ポリエーテルスルホン系樹脂、ポリイミド系樹脂、セルロース誘導体、フッ素樹脂などが挙げられる。本発明においては、前記基板が、透明基板であるのが好ましく、ガラス基板であるのがより好ましい。本発明の着色膜形成用組成物を用いることにより、このような透明基板に対して着色を行う場合にも、透明性を維持しつつ、均一且つ良好に着色を行うことができる。
（霧化・液滴化工程）
霧化・液滴化工程は、原料溶液を霧化または液滴化する。霧化手段または液滴化手段は、原料溶液を霧化または液滴化できさえすれば特に限定されず、公知の手段であってよいが、本発明においては、超音波を用いる霧化手段または液滴化手段が好ましい。超音波を用いて得られたミストまたは液滴は、初速度がゼロであり、空中に浮遊するので好ましく、例えば、スプレーのように吹き付けるのではなく、空間に浮遊してガスとして搬送することが可能なミストであるので衝突エネルギーによる損傷がないため、非常に好適である。液滴サイズは、特に限定されず、数ｍｍ程度の液滴であってもよいが、好ましくは５０μｍ以下であり、より好ましくは１００ｎｍ～１０μｍである。
霧化・液滴化工程は、原料溶液を霧化または液滴化する。霧化手段または液滴化手段は、原料溶液を霧化または液滴化できさえすれば特に限定されず、公知の手段であってよいが、本発明においては、超音波を用いる霧化手段または液滴化手段が好ましい。超音波を用いて得られたミストまたは液滴は、初速度がゼロであり、空中に浮遊するので好ましく、例えば、スプレーのように吹き付けるのではなく、空間に浮遊してガスとして搬送することが可能なミストであるので衝突エネルギーによる損傷がないため、非常に好適である。液滴サイズは、特に限定されず、数ｍｍ程度の液滴であってもよいが、好ましくは５０μｍ以下であり、より好ましくは１００ｎｍ～１０μｍである。
（搬送工程）
搬送工程では、キャリアガスを前記ミストまたは前記液滴に供給し、該キャリアガスでもって前記ミストまたは前記液滴を前記基体まで搬送する。前記キャリアガスとしては、本発明の目的を阻害しない限り特に限定されず、例えば、酸素、オゾン、窒素やアルゴン等の不活性ガス、または水素ガスやフォーミングガス等の還元ガスなどが好適な例として挙げられる。また、キャリアガスの種類は１種類であってよいが、２種類以上であってもよく、流量を下げた希釈ガス（例えば１０倍希釈ガス等）などを、第２のキャリアガスとしてさらに用いてもよい。また、キャリアガスの供給箇所も１箇所だけでなく、２箇所以上あってもよい。キャリアガスの流量は、特に限定されないが、０．０１～２０Ｌ／分であるのが好ましく、１～１０Ｌ／分であるのがより好ましい。希釈ガスの場合には、希釈ガスの流量が、０．００１～２Ｌ／分であるのが好ましく、０．１～１Ｌ／分であるのがより好ましい。
搬送工程では、キャリアガスを前記ミストまたは前記液滴に供給し、該キャリアガスでもって前記ミストまたは前記液滴を前記基体まで搬送する。前記キャリアガスとしては、本発明の目的を阻害しない限り特に限定されず、例えば、酸素、オゾン、窒素やアルゴン等の不活性ガス、または水素ガスやフォーミングガス等の還元ガスなどが好適な例として挙げられる。また、キャリアガスの種類は１種類であってよいが、２種類以上であってもよく、流量を下げた希釈ガス（例えば１０倍希釈ガス等）などを、第２のキャリアガスとしてさらに用いてもよい。また、キャリアガスの供給箇所も１箇所だけでなく、２箇所以上あってもよい。キャリアガスの流量は、特に限定されないが、０．０１～２０Ｌ／分であるのが好ましく、１～１０Ｌ／分であるのがより好ましい。希釈ガスの場合には、希釈ガスの流量が、０．００１～２Ｌ／分であるのが好ましく、０．１～１Ｌ／分であるのがより好ましい。
（成膜工程）
成膜工程では、前記ミストまたは前記液滴を、前記基体上で熱反応させることによって、基体上に成膜する。前記熱反応は、熱でもって前記ミストまたは液滴が反応すればそれでよく、反応条件等も本発明の目的を阻害しない限り特に限定されない。本工程では、前記熱反応を、通常、３００℃以下で行うが、本発明においては、２１０℃以下が好ましく、前記非プロトン性極性溶媒の沸点以下の温度も好ましい。なお、下限については、本発明の目的を阻害しない限り特に限定されないが、１００℃以上が好ましく、１２０℃以上がより好ましい。また、熱反応は、本発明の目的を阻害しない限り、真空下、非酸素雰囲気下、還元ガス雰囲気下および酸素雰囲気下のいずれの雰囲気下で行われてもよいが、非酸素雰囲気下または酸素雰囲気下で行われるのが好ましい。また、大気圧下、加圧下および減圧下のいずれの条件下で行われてもよいが、本発明においては、大気圧下で行われるのが好ましい。なお、膜厚は、成膜時間を調整することにより、設定することができる。
成膜工程では、前記ミストまたは前記液滴を、前記基体上で熱反応させることによって、基体上に成膜する。前記熱反応は、熱でもって前記ミストまたは液滴が反応すればそれでよく、反応条件等も本発明の目的を阻害しない限り特に限定されない。本工程では、前記熱反応を、通常、３００℃以下で行うが、本発明においては、２１０℃以下が好ましく、前記非プロトン性極性溶媒の沸点以下の温度も好ましい。なお、下限については、本発明の目的を阻害しない限り特に限定されないが、１００℃以上が好ましく、１２０℃以上がより好ましい。また、熱反応は、本発明の目的を阻害しない限り、真空下、非酸素雰囲気下、還元ガス雰囲気下および酸素雰囲気下のいずれの雰囲気下で行われてもよいが、非酸素雰囲気下または酸素雰囲気下で行われるのが好ましい。また、大気圧下、加圧下および減圧下のいずれの条件下で行われてもよいが、本発明においては、大気圧下で行われるのが好ましい。なお、膜厚は、成膜時間を調整することにより、設定することができる。
また、本発明においては、前記成膜後、アニール処理を行ってもよい。アニールの処理温度は、本発明の目的を阻害しない限り、特に限定されず、通常、５０℃～６５０℃であり、好ましくは、１００℃～３００℃である。また、アニールの処理時間は、通常、１分間～４８時間であり、好ましくは１０分間～２４時間であり、より好ましくは３０分間～１２時間である。なお、アニール処理は、本発明の目的を阻害しない限り、どのような雰囲気下で行われてもよいが、好ましくは非酸素雰囲気下であり、より好ましくは窒素雰囲気下である。
本発明においては、前記基体上に、直接、成膜してもよいし、バッファ層（緩衝層）や応力緩和層等の他の層を介して成膜してもよい。バッファ層（緩衝層）や応力緩和層等の他の層の形成手段は、特に限定されず、公知の手段であってよいが、本発明においては、ミストＣＶＤ法が好ましい。
上記のようにして成膜することで、工業的有利に、均一且つ良好に基体を着色することができる。
以下、本発明の実施例を説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
（実施例１）
１．成膜装置
図１を用いて、本実施例で用いた成膜装置１を説明する。成膜装置１は、キャリアガスを供給するキャリアガス源２ａと、キャリアガス源２ａから送り出されるキャリアガスの流量を調節するための流量調節弁３ａと、キャリアガス（希釈）を供給するキャリアガス（希釈）供給源２ｂと、キャリアガス（希釈）供給手段２ｂから送り出されるキャリアガス（希釈）の流量を調節するための流量調節弁３ｂと、原料溶液４ａが収容されるミスト発生源４と、水５ａが入れられる容器５と、容器５の底面に取り付けられた超音波振動子６と、ホットプレート８と、ホットプレート８上に載置された基板１０と、ミスト発生源４から基板１０近傍までをつなぐ供給管９とを備えている。
１．成膜装置
図１を用いて、本実施例で用いた成膜装置１を説明する。成膜装置１は、キャリアガスを供給するキャリアガス源２ａと、キャリアガス源２ａから送り出されるキャリアガスの流量を調節するための流量調節弁３ａと、キャリアガス（希釈）を供給するキャリアガス（希釈）供給源２ｂと、キャリアガス（希釈）供給手段２ｂから送り出されるキャリアガス（希釈）の流量を調節するための流量調節弁３ｂと、原料溶液４ａが収容されるミスト発生源４と、水５ａが入れられる容器５と、容器５の底面に取り付けられた超音波振動子６と、ホットプレート８と、ホットプレート８上に載置された基板１０と、ミスト発生源４から基板１０近傍までをつなぐ供給管９とを備えている。
２．原料溶液の作製
Ｃ６０フラーレンをメシチレン（１，３，５－トリメチルベンゼン）および２－ピロリドンに混合し、これを原料溶液とした。なお、溶液中のメシチレンと２－ピロリドンの混合比は、３：１（体積比）とし、溶液中のＣ６０フラーレンの濃度は１．４×１０－３ｍｏｌ／Ｌとした。
Ｃ６０フラーレンをメシチレン（１，３，５－トリメチルベンゼン）および２－ピロリドンに混合し、これを原料溶液とした。なお、溶液中のメシチレンと２－ピロリドンの混合比は、３：１（体積比）とし、溶液中のＣ６０フラーレンの濃度は１．４×１０－３ｍｏｌ／Ｌとした。
３．成膜準備
上記２．で得られた原料溶液４ａを、ミスト発生源４内に収容した。次に、基板１０として、ガラス／ＩＴＯ基板（２０ｍｍ×２５ｍｍ）をホットプレート８上に設置し、ホットプレート８を作動させて基板１０の温度を２１０℃にまで昇温させた。次に、流量調節弁３ａおよび３ｂを開いて、キャリアガス供給源２ａから供給されるキャリアガスの流量を２．０Ｌ／分に、キャリアガス（希釈）２ｂから供給されるキャリアガス（希釈）の流量を４．０Ｌ／分に調節した。なお、キャリアガスとして窒素を用いた。
上記２．で得られた原料溶液４ａを、ミスト発生源４内に収容した。次に、基板１０として、ガラス／ＩＴＯ基板（２０ｍｍ×２５ｍｍ）をホットプレート８上に設置し、ホットプレート８を作動させて基板１０の温度を２１０℃にまで昇温させた。次に、流量調節弁３ａおよび３ｂを開いて、キャリアガス供給源２ａから供給されるキャリアガスの流量を２．０Ｌ／分に、キャリアガス（希釈）２ｂから供給されるキャリアガス（希釈）の流量を４．０Ｌ／分に調節した。なお、キャリアガスとして窒素を用いた。
４．フラーレン膜の成膜
次に、超音波振動子６を２．４ＭＨｚで振動させ、その振動を、水５ａを通じて原料溶液４ａに伝播させることによって、原料溶液４ａを霧化させてミスト４ｂを生成させた。このミスト４ｂが、キャリアガスによって、供給管９内を通って、基板１０へと搬送され、大気圧下、２１０℃にて、基板１０近傍でミストが熱反応して、基板１０上にフラーレン膜が形成された。なお、得られたフラーレン膜の膜厚は約５０ｎｍであった。
次に、超音波振動子６を２．４ＭＨｚで振動させ、その振動を、水５ａを通じて原料溶液４ａに伝播させることによって、原料溶液４ａを霧化させてミスト４ｂを生成させた。このミスト４ｂが、キャリアガスによって、供給管９内を通って、基板１０へと搬送され、大気圧下、２１０℃にて、基板１０近傍でミストが熱反応して、基板１０上にフラーレン膜が形成された。なお、得られたフラーレン膜の膜厚は約５０ｎｍであった。
５．評価
上記４．にて得られたフラーレン膜の色は黄色であり、基板は透明性を維持しつつ、均一且つ良好に着色されていた。また、得られたフラーレン膜につき、紫外可視吸収測定を行った。その結果を図２に示す。図２から分かるように、得られたフラーレン膜は、波長３００ｎｍ～４００ｎｍの間に吸光ピークを有していた。
上記４．にて得られたフラーレン膜の色は黄色であり、基板は透明性を維持しつつ、均一且つ良好に着色されていた。また、得られたフラーレン膜につき、紫外可視吸収測定を行った。その結果を図２に示す。図２から分かるように、得られたフラーレン膜は、波長３００ｎｍ～４００ｎｍの間に吸光ピークを有していた。
（実施例２）
成膜温度を、１８０℃としたこと以外は、実施例１と同様にして、フラーレン膜を成膜した。得られたフラーレン膜の色は黄色であり、基板は透明性を維持しつつ、均一且つ良好に着色されていた。また、得られたフラーレン膜につき、実施例１と同様にして、紫外可視吸収測定を行った。その結果を図２に示す。図２から分かるように、実施例２で得られたフラーレン膜は、波長３００ｎｍ～４００ｎｍの間に吸光ピークを有していた。
成膜温度を、１８０℃としたこと以外は、実施例１と同様にして、フラーレン膜を成膜した。得られたフラーレン膜の色は黄色であり、基板は透明性を維持しつつ、均一且つ良好に着色されていた。また、得られたフラーレン膜につき、実施例１と同様にして、紫外可視吸収測定を行った。その結果を図２に示す。図２から分かるように、実施例２で得られたフラーレン膜は、波長３００ｎｍ～４００ｎｍの間に吸光ピークを有していた。
（実施例３～４）
実施例３、実施例４として、実施例１の成膜温度をそれぞれ１５０℃、１２０℃としたこと以外は、それぞれ実施例１と同様にして、フラーレン膜を成膜した。得られたフラーレン膜の色は黄色であり、基板は透明性を維持しつつ、均一且つ良好に着色されていた。また、得られたフラーレン膜につき、実施例１と同様にして、紫外可視吸収測定を行ったところ、得られたフラーレン膜は、波長３００ｎｍ～４００ｎｍの間に吸光ピークを有していた。
実施例３、実施例４として、実施例１の成膜温度をそれぞれ１５０℃、１２０℃としたこと以外は、それぞれ実施例１と同様にして、フラーレン膜を成膜した。得られたフラーレン膜の色は黄色であり、基板は透明性を維持しつつ、均一且つ良好に着色されていた。また、得られたフラーレン膜につき、実施例１と同様にして、紫外可視吸収測定を行ったところ、得られたフラーレン膜は、波長３００ｎｍ～４００ｎｍの間に吸光ピークを有していた。
（実施例５～８）
実施例５～８として、実施例１～４のメシチレンと２－ピロリドンとの混合比をそれぞれ、４：１（体積比）としたこと以外は、実施例１～４とそれぞれ同様にして、フラーレン膜を成膜した。得られたフラーレン膜の色は黄色であり、基板は透明性を維持しつつ、均一且つ良好に着色されていた。また、得られたそれぞれのフラーレン膜につき、実施例１と同様にして、紫外可視吸収測定を行ったところ、得られたフラーレン膜は、いずれも波長３００ｎｍ～４００ｎｍの間に吸光ピークを有していた。
実施例５～８として、実施例１～４のメシチレンと２－ピロリドンとの混合比をそれぞれ、４：１（体積比）としたこと以外は、実施例１～４とそれぞれ同様にして、フラーレン膜を成膜した。得られたフラーレン膜の色は黄色であり、基板は透明性を維持しつつ、均一且つ良好に着色されていた。また、得られたそれぞれのフラーレン膜につき、実施例１と同様にして、紫外可視吸収測定を行ったところ、得られたフラーレン膜は、いずれも波長３００ｎｍ～４００ｎｍの間に吸光ピークを有していた。
（実施例９～１２）
実施例９～１２として、実施例１～４のメシチレンと２－ピロリドンとの混合比をそれぞれ、７：３（体積比）としたこと以外は、実施例１～４とそれぞれ同様にして、フラーレン膜を成膜した。得られたフラーレン膜の色は黄色であり、基板は透明性を維持しつつ、均一且つ良好に着色されていた。また、得られたそれぞれのフラーレン膜につき、実施例１と同様にして、紫外可視吸収測定を行ったところ、得られたフラーレン膜は、いずれも波長３００ｎｍ～４００ｎｍの間に吸光ピークを有していた。
実施例９～１２として、実施例１～４のメシチレンと２－ピロリドンとの混合比をそれぞれ、７：３（体積比）としたこと以外は、実施例１～４とそれぞれ同様にして、フラーレン膜を成膜した。得られたフラーレン膜の色は黄色であり、基板は透明性を維持しつつ、均一且つ良好に着色されていた。また、得られたそれぞれのフラーレン膜につき、実施例１と同様にして、紫外可視吸収測定を行ったところ、得られたフラーレン膜は、いずれも波長３００ｎｍ～４００ｎｍの間に吸光ピークを有していた。
（比較例１）
メシチレンのみを溶媒として用いたこと以外は、実施例１と同様にして、成膜を行った。その結果、成膜レートが実施例１の１／１０以下であり、着色ムラもあった。
メシチレンのみを溶媒として用いたこと以外は、実施例１と同様にして、成膜を行った。その結果、成膜レートが実施例１の１／１０以下であり、着色ムラもあった。
（比較例２）
２－ピロリドンのみを溶媒として用いたこと以外は、実施例１と同様にして、成膜を行った。しかしながら、Ｃ６０フラーレンが溶媒にほとんど溶けず、さらに霧化することも困難であり、成膜することができなかった。
２－ピロリドンのみを溶媒として用いたこと以外は、実施例１と同様にして、成膜を行った。しかしながら、Ｃ６０フラーレンが溶媒にほとんど溶けず、さらに霧化することも困難であり、成膜することができなかった。
本発明の着色膜形成用組成物によれば、バインダーとしての樹脂を用いることなく、工業的有利に、均一且つ良好に基体を着色することができ、特に、低温、大気圧および非真空で着色を行うことができるので、基板等の制限もなく、種々の幅広い分野に利用可能である。
１ 成膜装置
２ａ キャリアガス源
２ｂ キャリアガス（希釈）源
３ａ 流量調節弁
３ｂ 流量調節弁
４ ミスト発生源
４ａ 原料溶液
４ｂ ミスト
５ 容器
５ａ 水
６ 超音波振動子
７ ノズル
８ ホットプレート
９ 供給管
１０ 基板
２ａ キャリアガス源
２ｂ キャリアガス（希釈）源
３ａ 流量調節弁
３ｂ 流量調節弁
４ ミスト発生源
４ａ 原料溶液
４ｂ ミスト
５ 容器
５ａ 水
６ 超音波振動子
７ ノズル
８ ホットプレート
９ 供給管
１０ 基板
Claims (5)
- 着色剤と２種以上の溶媒とを少なくとも含む着色膜形成用組成物であって、前記溶媒が、芳香族無極性溶媒と、該芳香族無極性溶媒よりも沸点の高い非プロトン性極性溶媒とを、前記芳香族無極性溶媒と前記非プロトン性極性溶媒との体積比が４：１～７：３となるように含み、前記着色剤がフラーレン系顔料であることを特徴とする着色膜形成用組成物。
- 前記非プロトン性極性溶媒が、アミド系溶媒を含む請求項１記載の着色膜形成用組成物。
- 前記芳香族無極性溶媒が、下記式（１）で表される請求項１または２に記載の着色膜形成用組成物。
- 前記非プロトン性極性溶媒と前記芳香族無極性溶媒との沸点差が５０℃以上である請求項１～３のいずれかに記載の着色膜形成用組成物。
- 原料溶液から基体上に着色膜を形成することにより該基体を着色する方法であって、前記原料溶液が、請求項１～４のいずれかに記載の着色膜形成用組成物を含むことを特徴とする着色方法。
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