CN101750894A - 着色感光性树脂组合物 - Google Patents
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Abstract
一种着色感光性树脂组合物,含有着色剂(A)、粘结剂树脂(B)、光聚合性化合物(C)、光聚合引发剂(D)以及溶剂(F),着色剂(A)是含有式(A-I)所示的化合物的着色剂。[式(A-I)中,R1~R18各自独立地表示氢原子、卤原子、C1-8脂肪族烃基、硝基、苯基、-SO2NHR211、-SO3 -或COOR212,至少其一表示-SO3 -。R19及R20各自独立地表示氢原子、甲基、乙基或氨基。R211及R212各自独立地表示氢原子、C1-8脂肪族烃基、环己基、C7-10烷基环己基、C2-15烷氧基烷基、-R31-CO-O-R32、-R31-O-CO-R32、或C7-10芳烷基。R31表示2价的C1-8脂肪族烃基,R32表示1价的C1-8脂肪族烃基。M表示Cr或Co。n表示2~5的整数。D表示氢原子、1价的金属阳离子或具有呫吨骨架的化合物的1价阳离子。]
Description
技术领域
本发明涉及着色感光性树脂组合物。
背景技术
着色感光性树脂组合物中的着色剂,为了提高滤色器的对比度,已知的是使用染料。例如,专利文献2中记载了含有VALIFAST Red 1308作为红色染料的着色感光性树脂组合物。
【专利文献1】日本专利特开2003-295427号公报
发明内容
但是,以往的着色感光性树脂组合物,得到的滤色器的对比度有时不能充分满足要求。
发明人经反复研究,发现:作为补色用黄色颜料,不使用C.I颜料黄150或红色染料VALIFAST Red 1308,而是使用含有式(A-I)所示的化合物的着色感光性树脂组合物可以提供充分满足对比度的滤色器。
即,本发明提供以下[1]~[13]。
[1].一种着色感光性树脂组合物,含有着色剂(A)、粘结剂树脂(B)、光聚合性化合物(C)、光聚合引发剂(D)以及溶剂(F),着色剂(A)是含有式(A-I)所示的化合物的着色剂。
[式(A-I)中,R1~R18各自独立地表示氢原子、卤原子、C1-8脂肪族烃基、硝基、苯基、-SO2NHR211、-SO3 -或COOR212,至少其一表示-SO3 -。
R19及R20各自独立地表示氢原子、甲基、乙基或氨基。
R211及R212各自独立地表示氢原子、C1-8脂肪族烃基、环己基、C7-10烷基环己基、C2-15烷氧基烷基、-R11-CO-O-R32、-R31-O-CO-R32、或C7-10芳烷基。
R31表示2价的C1-8脂肪族烃基,R32表示1价的C1-8脂肪族烃基。
M表示Cr或Co。
n表示2~5的整数。
D表示氢原子、1价的金属阳离子或具有呫吨骨架的化合物的1价阳离子。]
[2].如[1]记载的着色感光性树脂组合物,着色剂(A)是含有式(A-I)所示的化合物和黄色染料的着色剂。
[3].如[2]记载的着色感光性树脂组合物,黄色染料是含有具有偶氮骨架的化合物的染料。
[4].如[2]或[3]任一项记载的着色感光性树脂组合物,黄色染料是选自式(I)所示的化合物及其盐的至少一种。
[式(I)中,R41~R44各自独立地表示氢原子、C1-10饱和脂肪族烃基或羧基。
R45~R52各自独立地表示氢原子、卤原子、C1-10饱和脂肪族烃基、卤化C1-10饱和脂肪族烃基、C1-8烷氧基、羧基、磺基、氨磺酰基、或N-取代氨磺酰基。
R53和R54各自独立地表示氢原子、氰基、氨基甲酰基、或N-取代氨基甲酰基。]
[5].如[1]~[4]任一项记载的着色感光性树脂组合物,粘结剂树脂(B)是侧链具有聚合性不饱和键的树脂。
[6].如[1]~[5]任一项记载的着色感光性树脂组合物,R1~R18各自独立地表示氢原子、氯原子、甲基、硝基、-SO2NHR211、-SO3 -或COOR212,至少一个表示-SO3 -。
[7].一种图案,由[1]~[6]任一项记载的着色感光性树脂组合物形成。
[8].一种滤色器,含有[7]记载的图案而成。
[9].[1]~[6]任一项记载的着色感光性树脂组合物的用途,用于制造滤色器。
[10].一种式(A-I)所示的化合物。
[式(A-I)中,R1~R6、R8~R15、R17和R18各自独立地表示氢原子、卤原子、C1-8脂肪族烃基、或硝基。
R7和R16各自独立地表示-SO2NHR211或-SO3 -。
R211表示氢原子、可以被取代的C1-8脂肪族烃基、环己基、C7-10烷基环己基、C2- 15烷氧基烷基、-R31-CO-O-R32、-R31-O-CO-R32、或C7-10芳烷基。
R31表示2价的C1-8脂肪族烃基,R32表示1价的C1-8脂肪族烃基。
R19和R20各自独立地表示氢原子、甲基、乙基或氨基。
M表示Cr。
n表示2~5。
D表示式(A-II)所示的化合物。下述式(A-II)中,R22~R26各自独立地表示氢原子、可以被取代的C1-6脂肪族烃基或可以被取代的C6-10芳香族烃基。R27和R28各自独立地表示氢原子或甲基]
[11].如[10]记载的化合物,R7和R16各自独立地是-SO2NHR211或-SO3 -、R211是氢原子或碳原子数1~8的脂肪族烃基。
[12].如[10]或[11]记载的化合物,R1~R6、R8~R15、R17和R18中至少1个是硝基。
[13].如[10]~[12]记载的化合物,R26是碳原子数1~8的脂肪族烃基。
发明效果
根据本发明,可以得到高对比度的滤色器。
具体实施方式
本发明的着色感光性树脂组合物含有着色剂(A),着色剂(A)含有式(A-I)所示的化合物和黄色染料。
[式(A-I)中,R1~R18各自独立地表示氢原子、卤原子、C1-8脂肪族烃基、硝基、苯基、-SO2NHR211、-SO3 -或COOR212,至少一个表示-SO3 -。
R19和R20各自独立地表示氢原子、甲基、乙基或氨基。
R211和R212各自独立地表示氢原子、C1-8脂肪族烃基、环己基、C7-10烷基环己基、C2-15烷氧基烷基、-R31-CO-O-R32、-R31-O-CO-R32、或C7-10芳烷基。
R31表示2价的C1-8脂肪族烃基,R32表示1价的C1-8脂肪族烃基。
M表示Cr或Co。
n表示2~5的整数。
D表示氢原子、1价的金属阳离子或具有呫吨骨架的化合物的1价阳离子。]
本说明书中,Ca-b表示碳原子数在a以上、b以下。
式(A-I)所示的化合物通过具有磺基、氨磺酰基、N-取代氨磺酰基,可以兼具水溶性和油溶性。为了提高油溶性,优选式(A-I)中,R7和R16各自独立地为-SO2NHR211或-SO3 -、R211为氢原子或碳原子数1~8的脂肪族烃基。
式(A-I)所示的化合物,通过具有硝基,可以提高耐热性。因此,优选R1~R6、R8~R15、R17和R18中至少1个是硝基。
式(A-II)所示的化合物,为了提高油溶性,式(A-II)中,优选R26是碳原子数1~8的脂肪族烃基。
上述C1-8脂肪族烃基具体可以例举甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、正己基、正庚基、正辛基、癸基、1-甲基丁基、1,1,3,3-四甲基丁基、1,5-二甲基己基、1,6-二甲基庚基、2-乙基己基和1,1,5,5-四甲基己基
C7-10烷基环己基可以例举2-甲基环己基、2-乙基环己基、2-正丙基环己基、2-异丙基环己基、2-正丁基环己基、4-甲基环己基、4-乙基环己基、4-正丙基环己基、4-异丙基环己基、4-正丁基环己基等。
C2-15烷氧基烷基可以例举甲氧基甲基、甲氧基乙基、甲氧基-正丙基、甲氧基-正丁基、甲氧基-正戊基、1-乙氧基-正丙基、2-乙氧基-正丙基、1-乙氧基-异丙基、2-乙氧基-异丙基、1-异丙氧基-正丙基、2-异丙氧基-正丙基、1-异丙氧基-异丙基、2-异丙氧基-异丙基、辛氧基-正丙基、3-乙氧基-正丙基、3-(2-乙基己氧基)丙基等,优选1-乙氧基-正丙基、辛氧基-正丙基、3-乙氧基-正丙基、3-(2-乙基己氧基)丙基。
-R31-CO-O-R32和-R31-O-CO-R32(R31表示2价的C1-8脂肪族烃基,R32表示1价的C1-8脂肪族烃基。)是具有通过具有羧基的C2-9脂肪族烃基和具有羟基的C1-8脂肪族烃的脱水缩合而得到的酯键的基或、具有通过具有羟基的C1-8脂肪族烃基和具有羧基的C2-9脂肪族烃的脱水缩合而得到的酯键的基。-R31-CO-O-R32和-R31-O-CO-R32的碳原子数优选4~10。
上述具有羧基的C2-9脂肪族烃可以例举醋酸、丙酸、丁酸、异丁酸、戊酸、异戊酸、己酸、庚酸、辛酸、壬酸等,优选醋酸、丙酸、丁酸。
上述具有羧基的C2-9脂肪族烃基可以例举从上述具有羧基的C2-9脂肪族烃中除去1个氢原子的脂肪族烃基。
上述具有羟基的C1-8脂肪族烃可以例举甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、仲丁醇、叔丁醇、正戊醇、1-甲基-正丁醇、2-甲基-正丁醇、3-甲基-正丁醇、正己醇、正庚醇、正辛醇等,优选甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、仲丁醇、叔丁醇。
上述具有羟基的C1-8脂肪族烃基可以例举从上述具有羟基的C1-8脂肪族烃除去一个氢原子的脂肪族烃基。
通过上述具有羧基的C2-9脂肪族烃基和具有羟基的C1-8脂肪族烃脱水缩合而得到的具有酯键的碳原子数4~10的基团可以例举醋酸丙基酯、醋酸丁基酯、醋酸戊基酯、醋酸己基酯、醋酸庚基酯、丁酸乙基酯、丁酸异丙基酯、丁酸丁基酯、丁酸戊基酯、丁酸己基酯、丁酸庚基酯、丁酸辛基酯、戊酸甲基酯、戊酸乙基酯、戊酸异丙基酯、戊酸异丁基酯、戊酸戊基酯、戊酸己基酯、戊酸庚基酯、己酸甲基酯、己酸乙基酯、己酸丙基酯、己酸丁基酯、己酸己基酯、庚酸甲基酯、庚酸乙基酯、庚酸异丙基酯、庚酸异丁基酯、庚酸戊基酯、辛酸甲基酯、辛酸乙基酯、辛酸丙基酯、辛酸异丙基酯、辛酸丁基酯、辛酸异丁基酯、壬酸甲基酯、壬酸乙基酯、壬酸丙基酯、壬酸异丙基酯等,优选醋酸丙基酯、醋酸丁基酯、丁酸乙基酯、丁酸丁基酯、丁酸戊基酯、醋酸己基酯、戊酸甲基酯、戊酸乙基酯、戊酸异丙基酯、戊酸异丁基酯。
此外,上述具有羧基的C2-9脂肪族烃基或具有羧基的C2-9脂肪族烃中,通过将该羧基用-CO-Cl基代替、通过与具有羟基的C1-8脂肪族烃或具有羟基的C1-8脂肪族烃基的脱盐酸缩合,可以得到具有酯键的碳原子数4~10的基团。
C7-10芳烷基可以例举苯甲基、苯乙基和1-甲基-3-苯基丙基。
D所示的1价金属阳离子可以例举锂、钠、钾等。
D所示的具有呫吨骨架的化合物的1价阳离子可以例举式(A-II)所示的阳离子。
[式(A-II)中,R22~R26各自独立地表示氢原子、C1-6脂肪族烃基或可以被取代的C6-10芳香族烃基。
R27和R28各自独立地表示氢原子或甲基。]
C1-6脂肪族烃基可以例举甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、2-甲基-正丁基、3-甲基-正丁基、2,2-二甲基-正丙基、正己基、2-甲基-正戊基、3-甲基-正戊基、4-甲基-正戊基、1,1-二甲基-正丁基、1,2-二甲基-正丁基、1,3-二甲基-正丁基、2,2-二甲基-正丁基、2,3-二甲基-正丁基、3,3-二甲基-正丁基、1-乙基-正丁基、2-乙基-正丁基、3-乙基-正丁基、1,1,2-三甲基-正丙基、1,2,2-三甲基-正丙基等,优选甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、正己基。
可以被取代的C6-10芳香族烃可以例举苯基、邻甲苯基、间甲苯基、对甲苯基、萘基等。
式(A-II)中,R22~R26可以任意组合,优选R22和R24是氢原子、R23和R25是乙基、R26是甲基的组合,R22和R24是氢原子、R23和R25是乙基、R26是乙基的组合。
式(A-I)所示的化合物中,阴离子部分的铬络盐中,成为配位子的吡唑偶氮化合物的优选例有式(I-1)~(I-136)。
式(A-I)所示的化合物中,构成阳离子部分的罗丹明化合物的优选例有式(II-1)~(II-146)。
成为式(A-I)所示的化合物的配位子的吡唑偶氮化合物,如染料领域所熟知,可以通过偶联重氮鎓盐和吡唑化合物来制造。例如,可以将通过亚硝酸、亚硝酸盐或亚硝酸酯对式(a)所示的胺类(重氮成分)进行重氮化而得到的式(b)所示的化合物用作为上述重氮鎓盐。
(式(a)和(b)中,R10~R13与式(A-I)中的相同。X-表示无机或有机阴离子。)
上述无机或有机阴离子可以例举氟化物离子、氯化物离子、溴化物离子、碘化物离子、高氯酸离子、次氯酸离子、CH3-COO-、Ph-COO-等、优选氯化物离子、溴化物离子、CH3-COO-。
通过使式(b)所示的重氮鎓盐和式(c)所示的吡唑化合物(偶联成分)通常在水性溶媒中20~60℃下反应,由此可以制造成为式(A-I)所示化合物的配位子的吡唑偶氮化合物(以下,有时也称为“吡唑偶氮化合物(A-I)”)。
(式(c)中,R16~R20与式(A-I)中的相同。)
R16中具有-SO2NHR211的吡唑偶氮化合物(A-I)也可以通过使用具有氨磺酰基或N-取代氨磺酰基的胺类(a)制造,但的确要使用具有磺基的胺类(a)进行偶联反应后,将磺基磺酰胺化来制造。例如,式(A-I)中,可以预先合成具有磺基的化合物(以下,称为“偶氮磺酸(A-I)”),通过卤化亚硫酰化合物,将磺基(-SO3H)砜卤化(-SO2X;X是卤原子)、得到卤化砜(スルホンハライド)化合物,接着,通过使卤化砜化合物和胺反应、将磺基磺酰胺化制造吡唑偶氮化合物(A-I)。
偶氮磺酸(A-I)的优选例有式(I-1)~(I-5)所示的化合物,特别优选的例有式(I-1)和(I-2)所示的化合物。卤化亚硫酰化合物有氟化亚硫酰、氯化亚硫酰、溴化亚硫酰、碘化亚硫酰等,优选氯化亚硫酰、溴化亚硫酰等,特别优选氯化亚硫酰。卤化亚硫酰的使用量为,相对于偶氮磺酸(A-I)1摩尔,例如,1~10摩尔左右。反应体系中带入水时,优选过量使用卤化亚硫酰化合物。
砜卤化(スルホンハライド化)通常在溶媒中进行。溶媒可以使用例如,1,4-二噁烷等的醚类(特别优选环状醚类);氯仿、二氯甲烷、四氯化碳、1,2-二氯乙烷、二氯乙烯、三氯乙烯、全氯乙烯、二氯丙烷、氯戊烷、1,2-二溴乙烷等卤化烃类等。溶媒的使用量为,相对于偶氮磺酸式(A-I)1质量份,例如,3质量份以上(优选5质量份以上)、10质量份以下(优选8质量份以下)左右。
此外,砜卤化推荐并用N,N-二烷基甲酰胺(例如,N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二乙基甲酰胺等)。使用N,N-二烷基甲酰胺时,其使用量为,相对于卤化亚硫酰化合物1摩尔,例如,0.05~1摩尔左右。将偶氮磺酸(A-I)和N,N-二烷基甲酰胺在溶媒中预先混合后,添加卤化亚硫酰化合物,可以抑制发热。
砜卤化的反应温度为例如,0℃以上,优选30℃以上、70℃以下,优选60℃以下。反应时间例如,0.5小时以上,优选3小时以上、8小时以下,优选5小时以下的程度。
如上所述配制的卤化砜化合物可以离析后与胺反应,也可以不离析而以反应混合物的形式与胺反应。离析时,例如,可以将反应混合物与水混合,滤取析出的结晶即可。取得的卤化砜化合物的结晶,在与胺反应前,也可以根据需要进行水洗和干燥。本说明书中,为了将所述胺与后述的碱性催化剂相区别,以下,有时也称为反应性胺。
反应性胺可以例举伯胺,该伯胺如H2N-R211所示(R211与上述相同)。
H2N-R211的具体例包括正丙基胺、正丁基胺、正己基胺、二甲基己基胺(1,5-二甲基己基胺等)、四甲基丁基胺(1,1,3,3-四甲基丁基胺等)、乙基己基胺(2-乙基己基胺等)、氨基苯基丁烷(3-氨基-1-苯基丁烷等)、异丙氧基丙基胺等。反应性胺的使用量,相对于卤化砜化合物1摩尔,通常为2摩尔以上、10摩尔以下,优选7摩尔以下的程度。
卤化砜化合物和反应性胺的添加顺序没有特别限定,大多是在卤化砜化合物中添加(滴下)反应性胺。此外,卤化砜化合物和反应性胺的反应通常在溶媒中进行。溶媒可以使用与配制卤化砜化合物时同样的溶媒。
卤化砜化合物与反应性胺的反应优选在碱性催化剂存在下进行。碱性催化剂可以例举叔胺(三乙胺、三乙醇胺等脂肪族叔胺;吡啶等芳香族叔胺)和仲胺(二乙胺等脂肪族仲胺;哌啶等环状脂肪族仲胺)等。其中,叔胺、特别优选三乙胺等脂肪族叔胺。碱性催化剂的使用量,相对于反应性胺,通常为1.1摩尔以上、6摩尔以下,优选1.1摩尔以上、5摩尔以下的程度。
向卤化砜化合物中添加反应性胺和碱性催化剂时,碱性催化剂的添加时间没有特别限定,在反应性胺的添加前和添加后均可,也可以与反应性胺同时添加。可以与反应性胺事先混合后添加,也可以与反应性胺分别添加。
卤化砜化合物与反应性胺的反应温度为例如,0℃以上、50℃以下,优选0℃以上、30℃以下。反应时间通常为1~5小时左右。
从反应混合物获取目的化合物吡唑偶氮化合物(A-I)的方法没有特别限定,可以采用公知的各种方法。例如,优选将反应混合物与酸(醋酸)和水一起混合、滤取析出的结晶。上述酸和水优选是预先配制酸的水溶液后,将反应混合物添加到上述水溶液中。添加反应混合物时的温度通常为10℃以上、优选20℃以上50℃以下,优选30℃以下。添加后一般在同温度下搅拌0.5~2小时左右。滤取的结晶通常用水等清洗,然后干燥。根据需要,也可以用重结晶等公知方法进一步精制。
成为式(A-I)所示化合物的阴离子部分的铬络盐可以通过将吡唑偶氮化合物(A-I)和铬化合物通常在水性溶媒中70~100℃下反应而制造。吡唑偶氮化合物(A-I)和铬化合物优选以2∶1~4∶1的摩尔比反应。
上述铬化合物有甲酸铬、醋酸铬、氯化铬、氟化铬等,优选甲酸铬、醋酸铬等。
式(A-I)所示的化合物可以通过使阴离子部分的铬络盐和阳离子部分的罗丹明化合物在溶媒中进行盐交换反应而制造。阴离子部分的铬络盐和阳离子部分的罗丹明化合物优选以1∶1~1∶4的摩尔比反应。
式(A-I)所示的化合物优选以下例举的化合物。
着色剂(A)中的式(A-I)所示的化合物的含量理想的是,相对于着色剂(A),为25%~99%,更优选25%~80%。
着色剂(A)中的式(A-I)所示的化合物的含量在上述范围的话,易于进行透过光谱的优化,且,对于获得高对比度、高亮度也较好,进而,耐热性、耐药品性也良好,因此,较为理想。
黄色染料优选含有具有偶氮骨架的化合物的染料。
黄色染料可以例举含有选自式(I)所示的化合物(以下有时称为“化合物(I)”)及其盐中至少1种的染料。
[式(I)中,R41~R44各自独立地表示氢原子、C1-10饱和脂肪族烃基或羧基。
R45~R52各自独立地表示氢原子、卤原子、C1-10饱和脂肪族烃基、卤化C1-10饱和脂肪族烃基、C1-8烷氧基、羧基、磺基、氨磺酰基、或N-取代氨磺酰基。
R53和R54各自独立地表示氢原子、氰基、氨基甲酰基、或N-取代氨基甲酰基。]
R41~R44的饱和脂肪族烃基可以是直链状、支链状或环状的任一种。饱和脂肪族烃基的碳原子数中不包括取代基的碳原子数。其碳原子数通常为1~10,优选2~8,更优选3~6。饱和脂肪族烃基包括例如,甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基等。
例如,为了提高色浓度,优选R41~R44的至少其一(优选两者)是碳原子数5以下(优选3以下)的饱和脂肪族烃基(例如,甲基、乙基等)或氢原子。
R45~R52的卤原子优选氟原子、氯原子或溴原子。
R45~R52的饱和脂肪族烃基与R41~R44的同样,可以是直链状、支链状或环状的任一种,其碳原子数通常为1~10,优选2~8,更优选3~6。R45~R52的饱和脂肪族烃基的具体例与R41~R44相同。R45~R52的饱和脂肪族烃基可以被卤原子、优选氟原子取代。卤化饱和脂肪族烃基的具体例有三氟甲基等。
R45~R52的烷氧基的碳原子数通常为1~8,优选1~4。所述烷氧基可以例举,甲氧基、乙氧基、异丙氧基、正丙氧基、正丁氧基、异丁氧基、仲丁氧基和叔丁氧基等。
R45~R52的N-取代氨磺酰基优选N-1取代氨磺酰基,可以用-SO2NHR55表示。R55是C1-10饱和脂肪族烃基、C1-8烷氧基取代的C1-10饱和脂肪族烃基、C6-20芳基、C7-20芳烷基或C2-10酰基。
从提高油溶性的观点,在R45~R52中的1个或2个以上(例如R45~R48中的1个以上(特别是1个)和、R49~R52中的1个以上(特别是1个))是从上述例子中选择的体积较大的基团,或使R45~R48中1个或2个以上((例如R49~R52中的1个以上(特别是1个)和、R49~R52中的1个以上(特别是1个))的取代位置相对于偶氮基为间位或邻位。通过选择体积大的基团或使取代位置相对于偶氮基为间位,可以降低联苯基部分的层叠,提高油溶性。此外,通过选择大体基集团、使取代位置相对于偶氮基为间位,可以保护偶氮基,提高耐光性。上述大体积的R45~R52可以例举叔丁基等支链饱和脂肪族烃基(尤其是叔碳饱和脂肪族叔烃基)、三氟甲基等2个以上(特别是3个以上)卤原子键合的饱和脂肪族烃基、N-取代氨磺酰基等。
优选R45~R52中的至少1个是N-取代氨磺酰基,更优选R45~R48中的至少1个以及R49~R52中的至少1个是N-取代氨磺酰基,特别优选R45和R48中的至少1个、以及R49和R52中的至少1个是N-取代氨磺酰基更好。
R55的饱和脂肪族烃基可以是直链状、支链状或环状的任一个。饱和脂肪族烃基的碳原子数不包括取代基的碳原子数,所述碳原子数通常是1~10,优选6~10,例如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、甲基丁基(1,1,3,3-四甲基丁基等)、甲基己基(1,5-二甲基己基等)、乙基己基(2-乙基己基等)、环戊基、环己基、甲基环己基(2-甲基环己基等)、环己基烷基等。R55的饱和脂肪族烃基如前所述,可以被C1-8(优选C1-4)烷氧基等的取代基取代。所述取代饱和脂肪族烃基可以例举丙氧基丙基(3-(异丙氧基)丙基等)等。
R55的芳基可以无取代,也可以具有饱和脂肪族烃基或羟基等取代基。上述芳基的碳原子数连同取代基的碳原子数一起计数的话,通常为6~20,优选6~10。这些芳基可以例举苯基、羟基苯基(4-羟基苯基等)、三氟甲基苯基(4-三氟甲基苯基等)等的无取代或取代苯基等。
R55的芳烷基的烷基部分可以是直链状或支链状的任一种。芳烷基的碳原子数通常是7~20,优选7~10。所述芳烷基代表性的有苯甲基、苯基丁基(3-氨基-1-苯基丁基等)等苯基烷基。
R55的酰基可以是无取代,也可以与饱和脂肪族烃基、烷氧基等的取代基键合。酰基的碳原子数连同取代基的碳原子数一起计数的话,通常是2~10,优选6~10。上述酰基为例如乙酰基、苯甲酰基、甲氧基苯甲酰基(对甲氧基苯甲酰基等)等。
从进一步提高色浓度、油溶性等观点,R55可以进一步进行限定。这样的R55可以例举,具有甲基丁基(1,1,3,3-四甲基丁基等)、甲基己基(1,5-二甲基己基等)、乙基己基(2-乙基己基等)、甲基环己基(2-甲基环己基等)、苯基丁基(3-氨基-1-苯基丁基等)等支链碳的饱和脂肪族烃基或芳烷基。
R53和R54的氨基甲酰基可以用-CON(R56)R57的结构式(式中,R56和R57各自独立地表示氢原子、C1-10饱和脂肪族烃基、C1-8烷氧基取代的C1-10饱和脂肪族烃基、C6-20芳基、C7-20芳烷基、或C2-10酰基。)表示。R56和R57的饱和脂肪族烃基、芳基、芳烷基和酰基的说明和具体例与上述对R55的说明与具体例相同。但,酰基的具体例还可举出含有卤原子的苯甲酰基、例如溴代苯甲酰基(对溴代苯甲酰基等)等。优选R53和R54中的至少1个是-CON(R56)R57基。
此外,为了提高色浓度,优选R56和R57中的至少1个(优选两者)是碳原子数3以下的饱和脂肪族烃基(例如甲基、乙基等、特别是甲基)、或氢原子。此外,为了提高溶解性,优选R56和R57中的至少1个是乙酰基。
将化合物(I)并用2种以上的话,比起单独使用1种,在有机溶媒中的溶解量(油溶性)大。因此,从油溶性的观点,作为液晶显示装置的色素,优选使用化合物(I)的2种以上的组合。作为油溶性提高的组合的例可以例举,具有两个N-取代氨磺酰基的化合物(I)(二磺酰胺)和具有1个N-取代氨磺酰基和1个磺基的化合物(I)(单磺酰胺)的组合。这样的组合中,优选R45~R48中的1个以及R49~R52中的1个是N-取代氨磺酰基,其余的是氢原子的二磺酰胺与、R45~R48中的1个是N-取代氨磺酰基、R49~R52中的1个是磺基、其余是氢原子的单磺酰胺的组合。单磺酰胺与二磺酰胺相比,由于分子量低,从色浓度的观点来讲,特别理想。
式(I)的优选例可以例举式(I-1)~式(I-10)。
进而,式(I)的优选例中也包括如式(I-A)所示的,R45~R48中的至少1个以及R49~R52中的至少1个是-SO2NHR55基、其余6个是氢原子的化合物。
式(I-A)的优选例有式(I-11)~式(I-18)。
化合物(I)的盐可以例举,R45~R52为磺基时的磺酸盐、R45~R52为羧基时的羧酸盐。形成这些盐的阳离子没有特别限定,考虑到对溶媒的溶解性的话,优选锂盐、钠盐、钾盐等碱金属盐;铵盐;和乙醇胺盐、烷基胺盐之类的有机胺盐等。特别是在偏光膜基板中含有盐时,碱金属盐(优选钠盐)较为有用。在树脂固化性化合物中含有盐时,有机胺盐较为有用,进而,由于有机胺盐是非金属盐,所以在重视绝缘性的领域也有用。
如染料领域所熟知的那样,化合物(I)可以通过将重氮鎓盐和吡啶酮类偶联来制造。例如,可以将通过亚硝酸、亚硝酸盐或亚硝酸酯对式(Ia)所示的联苯胺化合物(重氮成分)进行重氮化而得到的式(Ib)的化合物用作为上述重氮鎓盐(式(Ia)和(Ib)中,R45~R52与上述相同)。
可以通过使重氮鎓盐(Ib)和、式(Ic)和/或(Id)所示的吡啶酮类(偶联成分),通常在水性溶媒中20~60℃下反应,制造化合物(I)(式(Ic)和(Id)中,R41~R44、R53和R54与上述相同。式(Ic)和(Id)可以相同。)。
式(I)中,R45~R52的至少1个是氨磺酰基或N-取代氨磺酰基的目标化合物也可以通过使用具有氨磺酰基或N-取代氨磺酰基的化合物(Ia)来制造,但,确实需要在使用具有磺基的化合物(Ia)进行偶联反应后,对磺基进行磺酰胺化来制造。例如先合成式(I)中R45~R52的至少1个是磺基的化合物(以下称为“偶氮磺酸(I)”),通过卤化亚硫酰化合物将磺基(-SO3H)砜卤化(-SO2X;X是卤原子)得到卤化砜化合物,然后通过使卤化砜化合物和胺反应,将磺基磺酰胺化,得到磺酰胺化合物(化合物(I))。
偶氮磺酸(I)的优选例可以例举式(I-1)~(I-7)、(I-9)和(I-10)所示的化合物,特别的优选例有式(I-1)~(I-3)、(I-9)和(I-10)所示的化合物。卤化亚硫酰化合物有氟化亚硫酰、氯化亚硫酰、溴化亚硫酰、碘化亚硫酰等,优选氯化亚硫酰、溴化亚硫酰等,特别优选氯化亚硫酰。卤化亚硫酰的使用量,相对于偶氮磺酸(I)1摩尔,例如是,1~10摩尔左右。反应体系中带入水时,优选过量地使用卤化亚硫酰化合物。
砜卤化通常在溶媒中进行。溶媒可以使用例如,1,4-二噁烷等的醚类(特别优选环状醚类);氯仿、二氯甲烷、四氯化碳、1,2-二氯乙烷、二氯乙烯、三氯乙烯、全氯乙烯、二氯丙烷、氯戊烷、1,2-二溴乙烷等卤化烃类等。溶媒的用量,相对于偶氮磺酸(I)1质量份,例如,3质量份以上(优选5质量份以上)、10质量份以下(优选8质量份以下)左右。
砜卤化优选并用N,N-二烷基甲酰胺(例如N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二乙基甲酰胺等)。使用N,N-二烷基甲酰胺时,使用量为,相对于卤化亚硫酰化合物1摩尔,例如,0.05~1摩尔左右。将偶氮磺酸(I)和N,N-二烷基甲酰胺在溶媒中预先混合后,添加卤化亚硫酰化合物的话,可以抑制发热。
砜卤化的反应温度为例如,0℃以上(优选30℃以上)、70℃以下(优选60℃以下)。反应时间为例如,0.5小时以上(优选3小时以上)、8小时以下(优选5小时以下)左右。
如上所述配制的卤化砜化合物可以是离析后与胺反应,也可以不离析以反应混合物的形式与胺反应。离析的情况下,例如,将反应混合物和水混合,滤取析出的结晶即可。取得的卤化砜化合物的结晶,在与胺反应前,也可以根据需要进行水洗和干燥。本说明书中,为了将所述胺与后述的碱性催化剂区别开来,以下有时也称为反应性胺。
反应性胺例如有伯胺,所述伯胺用式H2N-R55表示(R55与上述相同)。
H2N-R55的具体例包括正丙基胺、正丁基胺、正己基胺、二甲基己基胺(1,5-二甲基己基胺等)、四甲基丁基胺(1,1,3,3-四甲基丁基胺等)、乙基己基胺(2-乙基己基胺等)、氨基苯基丁烷(3-氨基-1-苯基丁烷等)、异丙氧基丙基胺等。反应性胺的使用量,相对于卤化砜化合物1摩尔,通常为3摩尔以上、10摩尔以下(优选7摩尔以下)左右。
卤化砜化合物和反应性胺的添加顺序没有特别限定,大多是在卤化砜化合物中添加(滴下)反应性胺。卤化砜化合物与反应性胺的反应通常在溶媒中进行。溶媒可以例举与配制卤化砜化合物时同样的溶媒。
卤化砜与反应性胺的反应优选在碱性催化剂的存在下进行。碱性催化剂可以例举叔胺(特别是三乙胺、三乙醇胺等脂肪族叔胺)、吡啶、甲基吡啶等吡啶碱等。其中,优选叔胺、特别是三乙胺等脂肪族叔胺。碱性催化剂的使用量,相对于反应性胺(与卤化砜反应的上述胺),通常为1.1摩尔以上、6摩尔以下(优选5摩尔以下)左右。
向卤化砜化合物中添加反应性胺和碱性催化剂时,碱性催化剂的添加时间没有特别限定,在反应性胺添加前和添加后均可,也可以与反应性胺同时添加。可以先与反应性胺混合后再添加,也可以与反应性胺分别添加。
卤化砜化合物与反应性胺的反应温度为例如,0℃以上、50℃以下(优选30℃以下)。反应时间通常为1~5小时左右。
从反应混合物获得目标化合物磺酰胺化合物的方法没有特别限定,可以采用公知的各种方法。例如,优选将反应混合物与酸(醋酸)和水共同混合,滤取析出的结晶。上述酸与水,优选预先配制酸的水溶液,然后将反应混合物添加到上述水溶液中。添加反应混合物时的温度通常为10℃以上、优选20℃以上50℃以下、优选30℃以下。添加后一般在同温度下搅拌0.5~2小时左右。滤取的结晶通常用水等清洗,然后干燥。也可以根据需要,用重结晶等公知的方法进一步精制。
黄色染料可以例举含有选自式(II)所示的化合物(以下有时称为“化合物(II)”)及其盐中的至少1种的染料。
〔式(II)中,Z61表示氧原子或硫原子。
A61表示具有1个或2个选自羧基、磺基、氨磺酰基和N-取代氨磺酰基中至少1种基团的苯基、或具有1~3个选自磺基、氨磺酰基和N-取代氨磺酰基中至少1种基团的萘基。
R61和R62各自独立地表示氢原子、C1-10饱和脂肪族烃基、羟基取代的C1-10饱和脂肪族烃基、C1-8烷氧基取代的C1-10饱和脂肪族烃基、C1-8硫代烷氧基取代的C1-10饱和脂肪族烃基、C6-20芳基、C7-20芳烷基基、或C2-10酰基。
R63~R66各自独立地表示氢原子、卤原子、C1-10饱和脂肪族烃基、卤化C1-10饱和脂肪族烃基、C1-8烷氧基、羧基、磺基、氨磺酰基或N-取代氨磺酰基。〕
本说明书中,Ca-b是指碳原子数在a以上、b以下。
以下详述式(II)。
A61的苯基可以具有2种选自羧基、磺基、氨磺酰基和N-取代氨磺酰基的至少1种基团,A61的萘基可以具有2种以上选自磺基、氨磺酰基和N-取代氨磺酰基的至少1种基团。A61的苯基或萘基可以例举具有磺基和N-取代氨磺酰基中其一或两者的苯基或萘基,优选只有磺基或只有N-取代氨磺酰基。存在N-取代氨磺酰基的话,化合物(II)在水溶性和油溶性两方面都优异,在液晶显示装置领域作为色素的有用性提高。A61优选是具有1个N-取代氨磺酰基的苯基或具有2个N-取代氨磺酰基的萘基,特别优选是具有1个N-取代氨磺酰基的苯基。
具有磺基的苯基A61的具体例有,只有磺基的苯基、例如有1个磺基的苯基(2-、3-或4-磺基苯基)、有2个磺基的苯基(2,4-二磺基苯基等);具有磺基和1种其他取代基的、例如甲基-磺基苯基(4-甲基-2-磺基苯基、4-甲基-3-磺基苯基、2-甲基-3-磺基苯基等)、二甲基-磺基苯基(4,6-二甲基-2-磺基苯基等)、甲氧基-磺基苯基(4-甲氧基-2-磺基苯基、4-甲氧基-3-磺基苯基、2-甲氧基-3-磺基苯基、2-甲氧基-4-磺基苯基等)、羟基-磺基苯基(2-羟基-3-磺基苯基、2-羟基-4-磺基苯基等;以及具有磺基和2种以上其他取代基的苯基,例如,羟基-硝基-磺基苯基(2-羟基-3-硝基-5-磺基苯基等)等。其中,优选具有1个磺基的苯基(也称为单磺基苯基);和具有磺基和C1-4饱和脂肪族烃基的苯基,更优选3-磺基苯基、4-磺基苯基和4-甲基-3-磺基苯基,特别优选4-磺基苯基。
具有磺基的萘基A61的具体例有,具有1个磺基的萘基(5-、6-、7-或8-磺基-2-萘基、4-、5-、6-或7-磺基-1-萘基等)、具有2个磺基苯基的萘基(6,8-、4,8-、5,7-或3,6-二磺基-2-萘基、3,6-或4,6-二磺基-1-萘基等)、以及具有3个磺基的萘基(3,6,8-或4,6,8-三磺基-2-萘基等)等。其中,优选具有2个磺基苯基的萘基(也称为二磺基萘基),更优选二磺基-2-萘基。
作为具有氨磺酰基或N-取代氨磺酰基的苯基或萘基的例子,以具有磺基的苯基或萘基为例,可以例举磺基被氨磺酰基或N-取代氨磺酰基取代的苯基或萘基。N-取代氨磺酰基有例如N-1取代氨磺酰基,可以用式-SO2NHR67来表示。所述R67是C1-10饱和脂肪族烃基、C1-8烷氧基取代的C1-10饱和脂肪族烃基、C6-20芳基、C7-20芳烷基、或C2-10酰基。
R67的饱和脂肪族烃基可以是直链状、支链状或环状中的任一种。饱和脂肪族烃基的碳原子数不包括取代基的碳原子数,其碳原子数通常为1~10,优选6~10。R67的饱和脂肪族烃基包括例如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、甲基丁基(1,1,3,3-四甲基丁基等)、甲基己基(1-甲基己基、1,5-二甲基己基等)、乙基己基(2-乙基己基等)、环戊基、环己基、甲基环己基(2-甲基环己基等)、环己基烷基等。R67的烷基如前所述,可以被C1-8(优选C1-4)烷氧基等取代基取代。所述取代烷基可以例举丙氧基丙基(3-(异丙氧基)丙基等)等。
R67的芳基可以无取代也可以具有烷基或羟基等取代基。上述芳基的碳原子数连同取代基的碳原子数一起计数的话,通常为6~20,优选6~10。这些芳基可以例举苯基、羟基苯基(4-羟基苯基等)、三氟甲基苯基(4-三氟甲基苯基等)等取代或无取代的苯基等。
R67的芳烷基(芳基烷基)的烷基部分可以是直链状或支链状。芳烷基的碳原子数通常为7~20,优选7~10。所述芳烷基代表性的有苯甲基、苯基丙基(1-甲基-3-苯基丙基等)、苯基丁基(3-氨基-1-苯基丁基等)等的苯基烷基。
R67的酰基可以无取代,也可以与饱和脂肪族烃基、烷氧基等取代基键合。酰基的碳原子数包括取代基的碳原子数一起计数的话,其碳原子数通常为2~10,优选6~10。上述酰基为例如乙酰基、苯甲酰基、甲氧基苯甲酰基(对甲氧基苯甲酰基等)等。
从进一步提高色浓度、油溶性等的观点,上述R67也可以进一步限定。这样的R67可以例举,甲基丁基(1,1,3,3-四甲基丁基等)、甲基己基(1,5-二甲基己基等)、乙基己基(2-乙基己基等)、甲基环己基(2-甲基环己基等)、苯基丙基(1-甲基-3-苯基丙基等)、苯基丁基(3-氨基-1-苯基丁基等)等的具有支链碳的饱和脂肪族烃基、或芳烷基。
A61的苯基或萘基,除了上述必须的取代基(苯基的情况下为羧基、磺基、氨磺酰基和N-取代氨磺酰基中的至少1种,萘基的情况下为磺基、氨磺酰基和N-取代氨磺酰基中的至少1种)以外,还可以具有1种或2种以上其他的取代基,例如C1-4饱和脂肪族烃基(甲基、乙基等)、C1-4烷氧基(甲氧基、乙氧基等)、羟基或硝基。
R61和R62的饱和脂肪族烃基可以是直链状、支链状或环状中的任一种。饱和脂肪族烃基的碳原子数不包括取代基的碳原子数。其碳原子数通常为1~10,优选2~8、更优选3~6。饱和脂肪族烃基包括例如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、乙基己基(2-乙基己基等)、环戊基、环己基、环己基烷基等。饱和脂肪族烃基如前所述,可以被羟基、C1-8(优选C1-4)烷氧基、或C1-8(优选C1-4)硫代烷氧基等取代基取代。所述取代饱和脂肪族烃基有例如羟基乙基(2-羟基乙基等)、乙氧基乙基(2-乙氧基乙基等)、乙基己氧基丙基(3-(2-乙基己氧基)丙基等)、甲基硫代丙基(3-甲基硫代丙基等)等。
R61和R62的芳基可以无取代,也可以具有饱和脂肪族烃基、烷氧基、羧基、磺基或酯基等取代基。上述芳基的碳原子数包括取代基的碳原子数一起计数,通常为6~20,优选6~10。这些芳基有例如苯基、2-、3-、4-甲基苯基、2-、3-、4-磺基苯基等取代或无取代的苯基等。
R61和R62的芳烷基的烷基部分可以是直链状或支链状。芳烷基的碳原子数包括取代基的碳原子数一起计数,通常为7~20,优选7~10。所述芳烷基代表性的有苯甲基等苯基烷基。
R61和R62的酰基可以无取代,也可以与饱和脂肪族烃基、烷氧基等取代基键合。酰基的碳原子数包括取代基的碳原子数一起计数,其碳原子数通常为2~10,优选6~10。上述酰基是例如乙酰基、苯甲酰基、甲氧基苯甲酰基(对甲氧基苯甲酰基等)等。
为了进一步提高色浓度,优选R61和R62中的至少一个(优选两者)选择碳原子数5以下(优选3以下)的基团(例如,甲基、乙基等)或氢原子。另一方面,为了提高偶氮化合物(II)在溶媒中的溶解性,R61和R62中的至少1个(优选两者)选择碳原子数6以上的基团较理想,取代或未取代的芳基(优选苯基)特别理想。
R63~R66的卤原子优选氟原子、氯原子或溴原子。
R63~R66的饱和脂肪族烃基,当R61和R62相同时,可以是直链状、支链状或环状中的任一种,其碳原子数通常为1~10,优选1~8,更优选1~4。R63~R66的饱和脂肪族烃基的具体例与R61和R62的情况相同。R63~R66的饱和脂肪族烃基可以被卤原子、优选氟原子取代。卤化饱和脂肪族烃基的具体例有三氟甲基等。
R63~R66的烷氧基的碳原子数通常为1~8,优选1~4。所述烷氧基有例如甲氧基、乙氧基、异丙氧基、正丙氧基、正丁氧基、异丁氧基、仲丁氧基和叔丁氧基等。
R63~R66的N-取代氨磺酰基可以例举在式(II)中的A61中已经说明过的基团。
从提高色浓度、水溶性、油溶性、耐光性等的观点,上述R63~R66可以进一步限定。例如从提高水溶性的观点,R63~R66理想的是采用磺基。通过提高水溶性,可以广泛用于衣料领域的色素。为了进一步提高色浓度和水溶性这两者,优选R63~R66中1个采用磺基,其余的R63~R66采用氢原子。但,苯基或萘基的A61具有磺基时,从提高色浓度的观点,优选R63~R66为氢原子或C1-4饱和脂肪族烃基,更优选R63~R66中的1个是C1-4饱和脂肪族烃基(特别是甲基或乙基),其余为氢原子,更优选R63~R66全部是氢原子。
从提高色浓度和油溶性的观点,优选R63~R66中的1个或2个以上采用三氟甲基、N-取代氨磺酰基。通过其余的R63~R66选择磺基以外的基团,可以进一步提高油溶性。
从提高耐光性的观点,优选R63~R66中的1个或2个以上选择体积大的基团。由于R6 3~R66相对于偶氮基都处于邻位,通过采用体积大的基团,可以提高化合物(II)的耐光性。上述大体积的R63~R66可以例举,叔丁基等支链饱和脂肪族烃基(特别是叔碳饱和脂肪族烃基)、三氟甲基等键合了2个以上(特别是3个以上)卤原子的饱和脂肪族烃基、N-取代氨磺酰基等。
式(II)中,A61具有磺基的优选例有式(II-1)~式(II-10)。
式(II)中,A61具有N-取代氨磺酰基时的优选例有式(II-11)~式(II-20)。
化合物(II)的盐可以例举磺酸盐或羧酸盐等。形成这些盐的阳离子没有特别限定,考虑对溶媒的溶解性的话,优选锂盐、钠盐、钾盐之类的碱金属盐;铵盐;和乙醇胺盐、烷基胺盐之类的有机胺盐等。在偏光膜基材中含有盐时,特别是碱金属盐(优选钠盐)有用。在树脂固化性化合物中含有盐时,有机胺盐有用,进而由于其是非金属盐,在重视绝缘性的领域也有用。
化合物(II),如在染料领域所熟知,可以通过偶联重氮鎓盐和巴比妥酸或硫代巴比妥酸(以下将它们合称为“(硫代)巴比妥酸”)、按照与化合物(I)的制造方法同样的方法制造。例如用亚硝酸、亚硝酸盐或亚硝酸酯将式(II a)所示的胺类(重氮成分)进行重氮化而得到的式(II b)的化合物作为上述重氮鎓盐使用(式(II a)和(II b)中,A61和R63~R66与上述相同)。
通过使重氮鎓盐(II b)和式(II c)所示的(硫代)巴比妥酸(偶联成分)反应可以制造化合物(II)(式(II c)中,R62和R62与上述相同)。
例如式(II)中具有磺基的化合物(以下称为“偶氮磺酸(II)”)的优选例可以例举式(II-1)~(II-10)所示的化合物,特别优选例有式(II-1)、(II-2)、(II-5)、(II-6)和(II-9)所示的化合物。
黄色染料可以例举含有选自式(III)所示的化合物(以下有时称为“化合物(III)”)及其盐中的至少1种的染料。
〔式(III)中,Z71和Z72各自独立地表示氧原子或硫原子。
R71~R74各自独立地表示氢原子、C1-10饱和脂肪族烃基、羟基取代C1-10饱和脂肪族烃基、C1-8烷氧基取代C1-10饱和脂肪族烃基、C1-8硫代烷氧基取代C1-10饱和脂肪族烃基、C6-20芳基、C7-20芳烷基、或C2-10酰基。
R75~R82各自独立地表示氢原子、卤原子、C1-10饱和脂肪族烃基、卤化C1-10饱和脂肪族烃基、C1-8烷氧基、羧基、磺基、氨磺酰基或N-取代氨磺酰基。〕
本说明书中,Ca-b是指碳原子数为a以上、b以下。
以下详述式(III)。
R71~R74的饱和脂肪族烃基可以是直链状、环状或支链状中的任一种。饱和脂肪族烃基的碳原子数不包括取代基的碳原子数。其碳原子数通常为1~10,优选2~8,更优选3~6。饱和脂肪族烃基包括例如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、乙基己基(2-乙基己基等)等、环戊基、环己基、环己基烷基等。饱和脂肪族烃基如前所述,可以被羟基、C1-8(优选C1-4)烷氧基、或C1-8(优选C1-4)硫代烷氧基等取代基取代。所述取代饱和脂肪族烃基可以例举羟基乙基(2-羟基乙基等)、乙氧基乙基(2-乙氧基乙基等)、乙基己氧基丙基(3-(2-乙基己氧基)丙基等)、甲基硫代丙基(3-甲基硫代丙基等)等。
R71~R74的芳基可以无取代,也可以具有饱和脂肪族烃基、烷氧基、羧基、磺基或酯基等的取代基。上述芳基的碳原子数包括取代基的碳原子数一起计数的话,通常为6~20,优选6~10。这些芳基可以例举苯基、2-、3-、4-甲基苯基、2-、3-、4-甲氧基苯基、2-、3-、4-磺基苯基、乙氧基羰基苯基(4-(COOC2H5)Ph基等)等的取代或无取代苯基等。
R71~R74的芳烷基(芳基烷基)的烷基部分可以是直链状或支链状。芳烷基的碳原子数包括取代基的碳原子数一起计数的话,通常为7~20,优选7~10。所述芳烷基代表性的有苯甲基等苯基烷基。
R71~R74的酰基可以无取代,也可以键合饱和脂肪族烃基、烷氧基等的取代基。酰基的碳原子数包括取代基的碳原子数一起计数的话,其碳原子数通常为2~10,优选6~10。上述酰基例如是乙酰基、苯甲酰基、甲氧基苯甲酰基(对甲氧基苯甲酰基等)等。
为了进一步提高色浓度,优选R71~R74的至少一个(优选全部)选择碳原子数5以下(优选3以下)的基团(例如,甲基、乙基等)或氢原子。另一方面,为了提高化合物(III)在溶媒中的溶解性,R71~R74的至少1个(优选全部)选择碳原子数6以上的基团较为理想,特别是取代或未取代的芳基(优选苯基)较为理想。
R75~R82的卤原子优选氟原子、氯原子或溴原子。
R75~R82的饱和脂肪族烃基与R71~R74一样,可以是直链状、支链状或环状的任一种,其碳原子数通常为1~10,优选2~8,更优选3~6。R75~R82的饱和脂肪族烃基的具体例与R71~R74相同。R75~R82的饱和脂肪族烃基可以被卤原子、优选氟原子取代。卤化饱和脂肪族烃基的具体例有三氟甲基等。
R75~R82的烷氧基的碳原子数通常为1~8,优选1~4。所述烷氧基可以例举甲氧基、乙氧基、异丙氧基、正丙氧基、正丁氧基、异丁氧基、仲丁氧基、和叔丁氧基等。
R75~R82的N-取代氨磺酰基优选例如N-一取代氨磺酰基,可以用式-SO2NHR83基表示。该式中,R82是C1-10饱和脂肪族烃基、C1-8烷氧基取代的C1-10饱和脂肪族烃基、C6-20芳基、C7-20芳烷基、或C2-10酰基。
从提高油溶性的观点,优选R75~R82中的1个或2个以上(例如R75~R78中的1个以上(特别是1个)和、R79~R82中的1个以上(特别是1个))是从上述例子中选择的体积较大的基团,或使R75~R82中1个或2个以上((例如R75~R78中的1个以上(特别是1个)和、R79~R82中的1个以上(特别是1个))的取代位置相对于偶氮基为间位或邻位。通过选择体积大的基团或使取代位置相对于偶氮基为间位,可以降低联苯基部分的层叠,提高油溶性。此外,通过选择体积大的基团或使取代位置相对于偶氮基为邻位,可以保护偶氮基、提高耐光性。上述大体积的R75~R82可以例举叔丁基等支链饱和脂肪族烃基(特别是叔碳饱和脂肪族烃基)、三氟甲基等2个以上(特别是3个以上)的卤原子键合的饱和脂肪族烃基、N-取代氨磺酰基等。
优选R75~R82中的至少1个是N-取代氨磺酰基,更优选R75~R78中的至少1个以及R79~R82中的至少1个是N-取代氨磺酰基、特别优选R75和R78中的至少1个以及R79和R82中的至少1个是N-取代氨磺酰基。
R83的饱和脂肪族烃基可以是直链状、支链状或环状的任一个。饱和脂肪族烃基的碳原子数不包括取代基的碳原子数,其碳原子数通常为1~10,优选6~10。R83的饱和脂肪族烃基包括例如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、甲基丁基(1,1,3,3-四甲基丁基等)、甲基己基(1-甲基己基、1,5-二甲基己基等)、乙基己基(2-乙基己基等)、环戊基、环己基、甲基环己基(2-甲基环己基等)、环己基烷基等。R83的饱和脂肪族烃基,如前所述,可以被C1-8(优选C1-4)烷氧基等的取代基取代。所述取代饱和脂肪族烃基可以例举丙氧基丙基(3-(异丙氧基)丙基等)等。
R83的芳基可以无取代,也可以具有饱和脂肪族烃基或羟基等取代基。上述芳基的碳原子数连同取代基的碳原子数一起计数的话,通常为6~20,优选6~10。这些芳基可以例举苯基、羟基苯基(4-羟基苯基等)、三氟甲基苯基(4-三氟甲基苯基等)等的无取代或取代苯基等。
R83的芳烷基的烷基部分可以是直链状或支链状的任一种。芳烷基的碳原子数通常是7~20,优选7~10。所述芳烷基代表性的有苯甲基、苯基丙基(1-甲基-3-苯基丙基等)、苯基丁基(3-氨基-1-苯基丁基等)等苯基烷基。
R83的酰基可以是无取代,也可以与饱和脂肪族烃基、烷氧基等的取代基键合。酰基的碳原子数连同取代基的碳原子数一起计数的话,通常是2~10,优选6~10。上述酰基为例如乙酰基、苯甲酰基、甲氧基苯甲酰基(对甲氧基苯甲酰基等)等。
从进一步提高色浓度、油溶性等观点,R83可以进一步进行限定。这样的R83可以例举,具有甲基丁基(1,1,3,3-四甲基丁基等)、甲基己基(1,5-二甲基己基等)、乙基己基(2-乙基己基等)、甲基环己基(2-甲基环己基等)、苯基丁基(3-氨基-1-苯基丁基等)等支链碳的饱和脂肪族烃基或芳烷基。
化合物(III)可以单独使用1种,也可以并用2种以上。
并用2种以上化合物(III),比单独使用1种,在有机溶媒中的溶解量(油溶性)大。因此,从油溶性的观点,作为液晶显示装置的色素,优选使用化合物(III)的2种以上的组合。油溶性提高的组合的例子有,具有2个N-取代氨磺酰基的化合物(III)(二磺酰胺)和、具有1个N-取代氨磺酰基和1个磺基的化合物(III)(单磺酰胺)的组合。这样的组合中,优选R75~R78中的1个和R79~R82中的1个为N-取代氨磺酰基、其余为氢原子的二磺酰胺与、R75~R78中的1个为N-取代氨磺酰基、R79~R82中的1个为磺基、其余为氢原子的单磺酰胺的组合。
具有N-取代氨磺酰基的化合物(III)中,如式(III-A)所示的、优选R75~R78中的至少1个以及R79~R82中的至少1个是-SO2NHR83基、其余为氢原子的化合物。
式(III)的优选例可以例举式(III-1)~式(III-13)。
式(III)的优选例有式(III-14)~式(III-20)。
化合物(III)的盐可以例举R75~R82为磺基的磺酸盐、R75~R82为羧基的羧酸盐。形成这些盐的阳离子没有特别限定,考虑到在溶媒中的溶解性,优选锂盐、钠盐、钾盐之类的碱金属盐;铵盐;和乙醇胺盐、烷基胺盐之类的有机胺盐等。特别是在偏光膜基板中含有盐时,碱金属盐(优选钠盐)较为有用。在树脂固化性化合物中含有盐时,有机胺盐较为有用,进而,由于有机胺盐是非金属盐,所以在重视绝缘性的领域也有用。
化合物(III)如在染料领域所熟知,可以通过偶联重氮鎓盐和巴比妥酸或硫代巴比妥酸(以下将它们合称为“(硫代)巴比妥酸”)、按照与化合物(I)的制造方法同样的方法制造。例如用亚硝酸、亚硝酸盐或亚硝酸酯将式(III a)所示的联苯胺类(重氮成分)进行重氮化而得到的式(III b)的化合物作为上述重氮鎓盐使用(式(III a)和(III b)中,R75~R82与上述相同)。
通过使重氮鎓盐(III b)与式(III c)和式(III d)所示的(硫代)巴比妥酸(偶联成分)反应可以制造化合物(III)(式(III c)和式(III d)中,R84和R85与上述R71~R74相同)。
例如式(I)中,R75~R82的至少1个是磺基的化合物(以下称为“偶氮磺酸(I)”)的优选例有,式(III-1)和(III-3)~(III-13)所示的化合物,特别优选的例子有式(III-1)、(III-3)、(III-4)、(III-5)、(III-7)所示的化合物。
黄色染料可以例举含有选自式(IV)所示的化合物(以下有时称为“化合物(IV)”)及其盐中的至少1种的染料。
〔式(IV)中,A91是具有1个或2个选自羧基、磺基、氨磺酰基和N-取代氨磺酰基中的至少1种基团的苯基、或具有1~3个选自磺基、氨磺酰基和N-取代氨磺酰基中的至少1种基团的萘基。
R91表示氢原子、氨基甲酰基、N-取代氨基甲酰基或氰基。
R92和R93各自独立地表示氢原子或C1-6饱和脂肪族烃基。
R94~R97各自独立地表示氢原子、卤原子、C1-10饱和脂肪族烃基、卤化C1-10饱和脂肪族烃基、C1-8烷氧基、羧基、磺基、氨磺酰基或N-取代氨磺酰基。〕
本说明书中,Ca-b是指碳原子数为a以上、b以下。
以下详述式(IV)。
A91的苯基可以具有2种以上选自羧基、磺基、氨磺酰基和N-取代氨磺酰基中的至少1种基团、A91的萘基可以具有2种以上选自磺基、氨磺酰基和N-取代氨磺酰基中的至少1种基团。A91的苯基或萘基可以例举具有磺基和N-取代氨磺酰基中的其一或两者的苯基或萘基,优选只有磺基或只有N-取代氨磺酰基。存在N-取代氨磺酰基的话,化合物(IV)在水溶性和油溶性两方面都优异,作为液晶显示装置领域的色素的有用性提高。A9 1优选具有1个N-取代氨磺酰基的苯基或具有2个N-取代氨磺酰基的萘基,特别优选具有1个N-取代氨磺酰基的苯基。
具有磺基的苯基A91的具体例有,只有磺基的苯基,例如具有1个磺基的苯基(2-、3-或4-磺基苯基)、具有2个磺基的苯基(2,4-二磺基苯基等);具有磺基和1种其他取代基的苯基、例如甲基-磺基苯基(4-甲基-2-磺基苯基、4-甲基-3-磺基苯基、2-甲基-3-磺基苯基等)、二甲基-磺基苯基(4,6-二甲基-2-磺基苯基等)、甲氧基-磺基苯基(4-甲氧基-2-磺基苯基、4-甲氧基-3-磺基苯基、2-甲氧基-3-磺基苯基、2-甲氧基-4-磺基苯基等)、羟基-磺基苯基(2-羟基-3-磺基苯基、2-羟基-4-磺基苯基等;以及具有磺基和2种以上其他取代基的苯基,例如,羟基-硝基-磺基苯基(2-羟基-3-硝基-5-磺基苯基等)等。其中,优选具有1个磺基的苯基(也称为单磺基苯基);以及具有磺基和C1-4饱和脂肪族烃基的苯基,更优选3-磺基苯基、4-磺基苯基和4-甲基-3-磺基苯基,特别理想的是4-磺基苯基。
具有磺基的萘基A91的具体例有,具有1个磺基的萘基(5-、6-、7-或8-磺基-2-萘基、4-、5-、6-或7-磺基-1-萘基等)、具有2个磺基苯基的萘基(6,8-、4,8-、5,7-或3,6-二磺基-2-萘基、3,6-或4,6-二磺基-1-萘基等)、和具有3个磺基的萘基(3,6,8-或4,6,8-三磺基-2-萘基等)等。其中,优选具有2个磺基苯基的萘基(也称为二磺基萘基),更优选二磺基-2-萘基。
作为具有氨磺酰基或N-取代氨磺酰基的苯基或萘基的例子,可以举例,以具有磺基的苯基或萘基为例,将磺基用氨磺酰基或N-取代氨磺酰基取代的物质。N-取代氨磺酰基有例如N-1取代氨磺酰基,可以用式-SO2NHR98表示。所述R98是C1-10饱和脂肪族烃基、C1-8烷氧基取代的C1-10饱和脂肪族烃基、C6-20芳基、C7-20芳烷基、或C2-10酰基。
R98的饱和脂肪族烃基可以是直链状、支链状或环状中的任一种。饱和脂肪族烃基的碳原子数不包括取代基的碳原子数,其碳原子数通常为1~10,优选6~10。R98的饱和脂肪族烃基包括例如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、甲基丁基(1,1,3,3-四甲基丁基等)、甲基己基(1-甲基己基、1,5-二甲基己基等)、乙基己基(2-乙基己基等)、环戊基、环己基、甲基环己基(2-甲基环己基等)、环己基烷基等。R98的饱和脂肪族烃基,如前所述,可以被C1-8(优选C1-4)烷氧基等取代基取代。所述取代饱和脂肪族烃基可以例举丙氧基丙基(3-(异丙氧基)丙基等)等。
R98的芳基可以无取代,也可以具有饱和脂肪族烃基或羟基等的取代基。上述芳基的碳原子数包括取代基的碳原子数一起计数的话,通常为6~20、优选6~10。这些芳基可以例举苯基、羟基苯基(4-羟基苯基等)、三氟甲基苯基(4-三氟甲基苯基等)等取代或无取代的苯基等。
R98的芳烷基的烷基部分可以是直链状或支链状。芳烷基的碳原子数通常为7~20,优选7~10。所述芳烷基的代表例有苯甲基、苯基丙基(1-甲基-3-苯基丙基等)、苯基丁基(3-氨基-1-苯基丁基等)等的苯基烷基。
R98的酰基可以无取代,也可以键合饱和脂肪族烃基、烷氧基等的取代基。酰基的碳原子数包括取代基的碳原子数一起计数的话,通常为2~10,优选6~10。上述酰基是例如乙酰基、苯甲酰基、甲氧基苯甲酰基(对甲氧基苯甲酰基等)等。
从进一步提高色浓度、油溶性等的观点,上述R98可以进一步限定。这样的R98可以例举具有甲基丁基(1,1,3,3-四甲基丁基等)、甲基己基(1,5-二甲基己基等)、乙基己基(2-乙基己基等)、甲基环己基(2-甲基环己基等)、苯基丙基(1-甲基-3-苯基丙基等)、苯基丁基(3-氨基-1-苯基丁基等)等支链碳的饱和脂肪族烃基、或芳烷基。
A91的苯基或萘基,除了上述必须的取代基(苯基的情况下为羧基、磺基、氨磺酰基和N-取代氨磺酰基中的至少1种,萘基的情况下为磺基、氨磺酰基和N-取代氨磺酰基的至少1种)以外,也可以具有1种或2种以上其他的取代基,例如C1-4饱和脂肪族烃基(甲基、乙基等)、C1-4烷氧基(甲氧基、乙氧基等)、羟基或硝基。
R92和R93的饱和脂肪族烃基可以是直链状、支链状或环状的任一个。饱和脂肪族烃基的碳原子数不包括取代基的碳原子数。其碳原子数通常为1~6,优选1~4,更优选1或2。饱和脂肪族烃基包括例如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、环戊基、环己基等。从色浓度和水溶性的观点,R92和R93优选氢原子或碳原子数为4以下(尤其是2以下)的饱和脂肪族烃基。从色浓度和易于获得性,R92的饱和脂肪族烃基优选甲基或乙基,更优选甲基。从色浓度和易于获得性,R93的饱和脂肪族烃基优选C2-4饱和脂肪族烃基,更优选乙基或正丁基,更优选乙基。
R94~R97的卤原子优选氟、氯或溴原子。
R94~R97的饱和脂肪族烃基可以是直链状、支链状或环状的任一种,其碳原子数通常为1~10,优选1~8,更优选1~4。R94~R97的饱和脂肪族烃基的具体例与上述的R98相同。R94~R97的饱和脂肪族烃基可以被卤原子、优选氟原子取代。卤化饱和脂肪族烃基的具体例有三氟甲基等。
R94~R97的烷氧基的碳原子数通常为1~8,优选1~4。所述烷氧基有例如甲氧基、乙氧基、异丙氧基、正丙氧基、正丁氧基、异丁氧基、仲丁氧基和叔丁氧基等。
R94~R97的N-取代氨磺酰基可以例举在式(IV)中的A91中说明的基团。
从提高色浓度、水溶性、油溶性、耐光性等的观点,上述R94~R97可以进一步限定。例如从提高水溶性的观点,R94~R97优选采用磺基。通过提高水溶性,可以广泛用作为衣料领域的色素。进而,为了提高色浓度和水溶性这两者,优选R94~R97中的1个采用磺基,其余的R94~R97采用氢原子。但,苯基或萘基的A91具有磺基时,从提高色浓度的观点,优选R94~R97为氢原子或C1-4饱和脂肪族烃基,更优选R94~R97中的2个(特别是1个)为C1-4饱和脂肪族烃基(特别是甲基或乙基)、其余为氢原子,更优选R94~R97全部为氢原子。
从提高色浓度和油溶性的观点,优选R94~R97中的1个或2个以上采用三氟甲基、N-取代氨磺酰基。其余的R94~R97选择磺基以外的基团,由此可以更进一步提高油溶性。
从提高耐光性的观点,优选R94~R97中的1个或2个以上选择体积大的基团。由于R9 4~R97相对于偶氮基都位于邻位,因此,通过采用体积大的基团,可以提高化合物(IV)的耐光性。上述大体积的R94~R97可以例举叔丁基等的支链饱和脂肪族烃基(特别是叔碳饱和脂肪族烃基)、三氟甲基等的2个以上(特别是3个以上)卤原子键合的饱和脂肪族烃基、N-取代氨磺酰基等。
式(IV)中,A91具有磺基时的优选例可以例举式(IV-1)~式(IV-11)。
式(IV)中,A91具有N-取代氨磺酰基时的优选例可以例举式(IV-12)~式(IV-19)。
化合物(IV)的盐可以例举磺酸盐或羧酸盐等。形成这些盐的阳离子没有特别限定,考虑到在溶媒中的溶解性,优选锂盐、钠盐、钾盐之类的碱金属盐;铵盐;和乙醇胺盐、烷基胺盐之类的有机胺盐等。在偏光膜基材中含有盐时,特别是碱金属盐(优选钠盐)有用。在树脂固化性化合物中含有盐时,有机胺盐有用,进而由于其是非金属盐,在重视绝缘性的领域也有用。
化合物(IV)如在染料领域所熟知,可以通过偶联重氮鎓盐与吡啶酮类、按照与化合物(I)的制造方法同样的方法制造。例如用亚硝酸、亚硝酸盐或亚硝酸酯将式(IV a)所示的胺类(重氮成分)进行重氮化而得到的式(IV b)的化合物作为上述重氮鎓盐使用(式(IV a)和(IV b)中,A91和R94~R97与上述相同)。
通过使重氮鎓盐(IV b)与式(IV c)所示的吡啶酮类(偶联成分)反应,可以制造化合物(IV)(式(IV c)中,R91~R93与上述相同)。
例如式(IV)中具有磺基的化合物(以下称为「偶氮磺酸(IV)」)的优选例有式(IV-1)~(IV-11)所示的化合物,特别优选例有式(IV-1)、(IV-2)、(IV-5)、(IV-6)、(IV-8)、(IV-9)和(IV-11)所示的化合物。
黄色染料可以例举含有选自式(V)所示的化合物(以下有时也称为「化合物(V)」)及其盐中的至少1种的染料。
〔式(V)中,A101表示具有1个或2个选自羧基、磺基、氨磺酰基和N-取代氨磺酰基中的至少1种基团的苯基、或具有1~3个选自磺基、氨磺酰基和N-取代氨磺酰基中的至少1种基团的萘基。
R101和R102各自独立地表示氢原子或C1-6饱和脂肪族烃基。
R103和R104各自独立地表示氢原子、C1-10饱和脂肪族烃基、C1-8烷氧基取代的C1-10饱和脂肪族烃基、C6-20芳基、C7-20芳烷基、或C2-10酰基。〕
本说明书中,Ca-b是指碳原子数为a以上、b以下。
以下详述式(V)。
A101的苯基可以具有2种以上选自羧基、磺基、氨磺酰基和N-取代氨磺酰基中的至少1种的基团,A101的萘基可以具有2种以上选自磺基、氨磺酰基和N-取代氨磺酰基中的至少1种基团。A101的苯基或萘基可以例举具有磺基和N-取代氨磺酰基中其一或两者的苯基或萘基,优选只有磺基或只有N-取代氨磺酰基。存在N-取代氨磺酰基的话,化合物(V)在水溶性和油溶性两方面都优异,作为液晶显示装置领域的色素的有用性提高。A101优选是具有1个N-取代氨磺酰基的苯基或具有2个N-取代氨磺酰基的萘基,特别优选是具有1个N-取代氨磺酰基的苯基。
具有磺基的苯基A101的具体例有,具有磺基和羧基的苯基,即,羧基磺基苯基(2-羧基-4-磺基苯基等);只有磺基的苯基,例如具有1个磺基的苯基(2-、3-或4-磺基苯基)、具有2个磺基的苯基(2,4-二磺基苯基等);具有磺基和1种其他取代基的苯基、例如甲基-磺基苯基(4-甲基-2-磺基苯基、4-甲基-3-磺基苯基、2-甲基-3-磺基苯基、2-甲基-5-磺基苯基等)、二甲基-磺基苯基(4,6-二甲基-2-磺基苯基、2,4-二甲基-6-磺基苯基等)、甲氧基-磺基苯基(4-甲氧基-2-磺基苯基、4-甲氧基-3-磺基苯基、2-甲氧基-3-磺基苯基、2-甲氧基-4-磺基苯基等)、羟基-磺基苯基(2-羟基-3-磺基苯基、2-羟基-4-磺基苯基、2-羟基-5-磺基苯基等);以及具有磺基和2种以上其他取代基的苯基,例如,羟基-硝基-磺基苯基(2-羟基-3-硝基-5-磺基苯基等)等。其中,从色浓度和水溶性的观点,优选具有1个磺基的苯基(也称为单磺基苯基);具有磺基和羟基的苯基;具有磺基和甲基的苯基;以及具有磺基和甲氧基的苯基,更优选3-磺基苯基、4-磺基苯基和4-甲基-3-磺基苯基,特别优选4-磺基苯基。
具有磺基的萘基A101的具体例有,具有1个磺基的萘基(5-、6-、7-或8-磺基-2-萘基、4-、5-、6-或7-磺基-1-萘基等)、具有2个磺基苯基的萘基(6,8-、4,8-、5,7-或3,6-二磺基-2-萘基、3,6-或4,6-二磺基-1-萘基等)、以及具有3个磺基的萘基(3,6,8-或4,6,8-三磺基-2-萘基等)等。其中,优选具有2个磺基苯基的萘基(也称为二磺基萘基),更优选二磺基-2-萘基、进一步优选6,8-二磺基-2-萘基。
作为具有氨磺酰基或N-取代氨磺酰基的苯基或萘基的例子,以具有磺基的苯基或萘基为例,举例有用氨磺酰基或N-取代氨磺酰基来取代磺基而得到的苯基或萘基。N-取代氨磺酰基有例如N-1取代氨磺酰基,可以用式-SO2NHR105表示。所述R105是C1-10饱和脂肪族烃基、C1-8烷氧基取代的C1-10饱和脂肪族烃基、C6-20芳基、C7-20芳烷基、或C2-10酰基。
R105的饱和脂肪族烃基可以是直链状、支链状或环状的任一种。饱和脂肪族烃基的碳原子数中不包括取代基的碳原子数。其碳原子数通常为1~10,优选6~10。R105的饱和脂肪族烃基包括例如,甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、甲基丁基(1,1,3,3-四甲基丁基等)、甲基己基(1-甲基己基、1,5-二甲基己基等)、乙基己基(2-乙基己基等)、环戊基、环己基、甲基环己基(2-甲基环己基等)、环己基烷基等。R105的饱和脂肪族烃基,如前所述,可以被C1-8(优选C1-4)烷氧基等的取代基取代。所述取代饱和脂肪族烃基可以例举丙氧基丙基(3-(异丙氧基)丙基等)等。
R105的芳基可以无取代,也可以具有饱和脂肪族烃基或羟基等的取代基。上述芳基的碳原子数连同取代基的碳原子数一起计数的话,通常为6~20,优选6~10。这些芳基可以例举苯基、羟基苯基(4-羟基苯基等)、三氟甲基苯基(4-三氟甲基苯基等)等的取代或无取代苯基等。
R105的芳烷基的烷基部分可以是直链状、支链状或环状的任一种。芳烷基的碳原子数通常为7~20,优选7~10。所述芳烷基代表性的有苯甲基、苯基丙基(1-甲基-3-苯基丙基等)、苯基丁基(3-氨基-1-苯基丁基等)等的苯基烷基。
R105的酰基可以无取代,也可以键合饱和脂肪族烃基、烷氧基等的取代基。酰基的碳原子数连同取代基的碳原子数一起计数的话,通常是2~10,优选6~10。上述酰基例如是乙酰基、苯甲酰基、甲氧基苯甲酰基(对甲氧基苯甲酰基等)等。
从进一步提高色浓度、油溶性等观点,R105可以进一步进行限定。这样的R105可以例举,具有甲基丁基(1,1,3,3-四甲基丁基等)、甲基己基(1,5-二甲基己基等)、乙基己基(2-乙基己基等)、甲基环己基(2-甲基环己基等)、苯基丙基(1-甲基-3-苯基丙基等)、苯基丁基(3-氨基-1-苯基丁基等)等支链碳的饱和脂肪族烃基或芳烷基。
A101的苯基或萘基除了上述必须的取代基(苯基的情况下是羧基、磺基、氨磺酰基和N-取代氨磺酰基的至少1种,萘基的情况下是磺基、氨磺酰基和N-取代氨磺酰基的至少1种)以外,也可以具有1种或2种以上其他的取代基,例如C1-4饱和脂肪族烃基(甲基、乙基等)、C1-4烷氧基(甲氧基、乙氧基等)、羟基或硝基。
R101和R102的饱和脂肪族烃基可以是直链状、支链状或环状的任一种。饱和脂肪族烃基的碳原子数不包括取代基的碳原子数。其碳原子数通常为1~6,优选1~4,更优选1或2。饱和脂肪族烃基包括例如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、环戊基、环己基等。从色浓度和水溶性的观点,R101和R102优选氢原子或碳原子数为4以下的饱和脂肪族烃基。R101的饱和脂肪族烃基,从色浓度和易于获得性,优选C2-4饱和脂肪族烃基,更优选乙基或正丁基,进一步优选乙基。R102的饱和脂肪族烃基,从色浓度和易于获得性,优选甲基或乙基、更优选甲基。
R103和R104的饱和脂肪族烃基、芳基、芳烷基和酰基的说明以及具体例与上述R105的相同。为了提高色浓度,优选R103和R104的至少一个(优选两者)选择碳原子数3以下的饱和脂肪族烃基(例如,甲基、乙基等,特别是甲基)或氢原子。此外,为了提高溶解性,优选R103和R104的至少一个选择乙酰基。
式(V)中,A101具有磺基时的优选例有式(V-1)~(V-13)。
式(V)中,A101具有N-取代氨磺酰基时的优选例有式(V-14)~(V-17)。
化合物(V)的盐可以例举磺酸盐或羧酸盐等。形成这些盐的阳离子没有特别限定,考虑对溶媒的溶解性的话,理想的是锂盐、钠盐、钾盐之类的碱金属盐;铵盐;和乙醇胺盐、烷基胺盐之类的有机胺盐等。在偏光膜基材中含有盐时,特别是碱金属盐(优选钠盐)有用。在树脂固化性化合物中含有盐时,有机胺盐有用,进而由于其是非金属盐,在重视绝缘性的领域也有用。
化合物(V),如在染料领域所熟知,可以通过偶联重氮鎓盐与吡啶酮类,按照与化合物(I)的制造方法同样的方法制造。例如,可以用亚硝酸、亚硝酸盐或亚硝酸酯将式
(Va):A101-NH2 (V a)
所示的胺类(重氮成分)重氮化,得到式(V b)
A101-N≡N+ (V b)
的化合物,将其用作为上述重氮鎓盐(式(V a)和(V b)中,A101与上述相同)。
可以通过使重氮鎓盐(V b)与式(V c)所示的吡啶酮类(偶联成分)反应来制造化合物(V)(式(V c)中,R101~R104与上述相同)。
例如式(V)中具有磺基的化合物(以下称为“偶氮磺酸(V)”)的优选例有式(V-1)~(V-3)所示的化合物,特别优选例有式(V-1)和(V-2)所示的化合物。
着色剂(A)中的黄色染料的含量,相对于着色剂(A),优选1%~50%,更优选1%~30%。
着色剂(A)的含量,相对于着色感光性树脂组合物中的固体成分,以质量百分率计,优选25~60质量%,更优选27~55质量%,进一步优选30~50质量%。这里,着色感光性树脂组合物中的固体成分是指除去着色感光性树脂组合物中所含的溶剂的成分的合计量。
在不影响本发明的效果的范围内,也可以并用其他的色素。
着色剂(A)的含量在上述范围内的话,制成滤色器时的色浓度充分,且组合物中可以以必要量含有粘结剂树脂(B),因此,可以形成机械強度充分的图案,较为理想。
本发明的着色感光性树脂组合物含有粘结剂树脂(B)。上述粘结剂树脂(B)优选含有由(甲基)丙烯酸导入的构成单元。这里,(甲基)丙烯酸表示丙烯酸和/或甲基丙烯酸。上述由(甲基)丙烯酸导出的构成单元的含量,以构成粘结剂树脂(B)的全构成单元的合计摩尔数为100摩尔%时,按照摩尔百分率计,优选16~40摩尔%,更优选18~38摩尔%。由(甲基)丙烯酸导入的构成单元的含量在上述范围内的话,显影时,非像素部的溶解性良好,且,显影后的残渣难以残留在非像素部,较为理想。
除由(甲基)丙烯酸导入的构成单元以外的、导入粘结剂树脂的构成单元的其他单体有例如,芳香族乙烯化合物、不饱和羧酸酯类、不饱和羧酸氨基烷基酯类、不饱和羧酸缩水甘油酯类、羧酸乙烯酯类、不饱和醚类、氰化乙烯化合物、不饱和酰胺类、不饱和酰亚胺类、脂肪族共轭二烯类、在聚合物分子链的末端具有单丙烯酰基或单甲基丙烯酰基的大分子单体类、能够在侧链上导入聚合性不饱和键的化合物等。能够在侧链上导入聚合性不饱和键的化合物可以例举导入(B-I)所示的单元的化合物和导入式(B-III)所示的单元的化合物等。
[式(B-I)和式(B-III)中,Q1和Q2各自独立地表示氢原子或C1-6烷基。]
上述粘结剂树脂具体地可以例举甲基丙烯酸/甲基丙烯酸苯甲基酯共聚物、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸苯甲基酯/苯乙烯共聚物、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸苯甲基酯/甲基丙烯酸异冰片酯共聚物、甲基丙烯酸/苯乙烯/甲基丙烯酸苯甲基酯/N-苯基马来酰亚胺共聚物、甲基丙烯酸/式(B-I)所示的构成成分(但,这里,式(B-I)中,Q1表示甲基,Q2表示氢原子。)/甲基丙烯酸苯甲基酯共聚物、式(B-I)所示的构成成分(但,这里,式(B-I)中,Q1表示甲基、Q2表示氢原子。)/甲基丙烯酸苯甲基酯共聚物、甲基丙烯酸/式(B-III)所示的构成成分(但,这里,式(B-III)中,Q1表示甲基,Q2表示氢原子。)/苯乙烯共聚物/三环癸基甲基丙烯酸酯共聚物等,优选甲基丙烯酸/式(B-I)所示的构成成分(但,这里,式(B-I)中,Q1表示甲基,Q2表示氢原子。)/甲基丙烯酸苯甲基酯共聚物、式(B-I)所示的构成成分(但,这里,式(B-I)中,Q1表示甲基,Q2表示氢原子。)/甲基丙烯酸苯甲基酯共聚物、甲基丙烯酸/式(B-III)所示的构成成分(但,这里,式(B-III)中,Q1表示甲基,Q2表示氢原子。)/苯乙烯共聚物/三环癸基甲基丙烯酸酯共聚物。
使用侧链上具有聚合性不饱和键的树脂的话,得到的涂膜的耐溶剂性有增高的趋势,较为理想。
粘结剂树脂(B)的酸值通常为50~150,优选60~135,更优选70~135。酸值在上述范围内的话,对显影液的溶解性提高、未曝光部变得易于溶解,此外,高灵敏度化显影时曝光部的图案残留、残膜率有增高的趋势,较为理想。这里,酸值是以中和1g的丙烯酸系聚合物所需要的氢氧化钾的量(mg)测定的值,通常可以通过用氢氧化钾水溶液进行滴定来求得。
粘结剂树脂(B)的含量,相对于着色感光性树脂组合物的固体成分,以质量百分率计,通常为10~35质量%,优选12~33质量%,更优选13~32质量%。粘结剂树脂(B)的含量在上述范围的话,能够形成图案,此外,析像度和残膜率有提高的趋势,较为理想。
具有式(B-I)所示的构成成分的粘结剂树脂,例如,甲基丙烯酸/式(B-I)所示的构成成分(但,这里,式(B-I)中,Q1表示甲基,R2表示氢原子。)/甲基丙烯酸苯甲基酯共聚物可以这样获得:使甲基丙烯酸和甲基丙烯酸苯甲基酯聚合、得到2成分聚合物,使得到的2成分聚合物与式(B-II)所示的化合物(但,这里,式(B-II)中,Q2表示氢原子。)反应。
甲基丙烯酸/式(B-III)所示的构成成分(但,这里,式(B-III)中,Q1表示甲基,Q2表示氢原子。)/苯乙烯共聚物/三环癸基甲基丙烯酸酯共聚物可以通过,使甲基丙烯酸苯甲基酯、甲基丙烯酸、三环硅烷骨架的单甲基丙烯酸酯共聚物、与甲基丙烯酸缩水甘油酯反应而得到。
粘结剂树脂的聚苯乙烯换算重均分子量通常为5,000~35,000,优选6,000~30,000,更优选7,000~28,000。聚苯乙烯换算重均分子量在上述范围的话,涂膜的硬度提高,残膜率也高,对于未曝光部的显影液的溶解性良好,析像度提高,较为理想。
本发明的着色感光性树脂组合物含有光聚合性化合物(C)。光聚合性化合物(C)是能够通过由光照射而从光聚合引发剂(D)中产生的活性自由基、酸等聚合的化合物,例如,具有聚合性的碳-碳不饱和键的化合物等。
上述光聚合性化合物(C)优选是3官能团以上的光聚合性化合物。3官能团以上的光聚合性化合物有例如,季戊四醇四丙烯酸酯、季戊四醇四甲基丙烯酸酯、二季戊四醇五丙烯酸酯、二季戊四醇五甲基丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯、二季戊四醇六甲基丙烯酸酯等。上述光聚合性化合物(C)可以单独使用也可以组合2种以上使用。
光聚合性化合物(C)的含量,相对于着色感光性树脂组合物,以质量百分率计,优选5~90质量%,更优选10~80质量%,进一步优选20~70质量%。光聚合性化合物(C)的含量在上述范围的话,涂膜的固化充分,显影前后的膜厚比率提高,在图案上难以底切,密接性有变好的趋势,较为理想。
本发明的着色感光性树脂组合物含有光聚合引发剂(D)。上述光聚合引发剂(D)可以例举苯乙酮系化合物、活性自由基引发剂、酸引发剂等。
上述苯乙酮系化合物有例如,二乙氧基苯乙酮、2-甲基-2-吗啉代-1-(4-甲基硫代苯基)-1-丙酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、苯甲基二甲基缩酮、2-羟基-2-甲基-1-〔4-(2-羟基乙氧基)苯基〕-1-丙酮、1-羟基环己基苯酮、2-羟基-2-甲基-1-〔4-(1-甲基乙烯基)苯基〕-1-丙酮的低聚物等,优选2-甲基-2-吗啉代-1-(4-甲基硫代苯基)-1-丙酮等。
上述活性自由基引发剂通过照射光产生活性自由基。上述活性自由基引发剂有例如,苯偶姻系化合物、二苯甲酮系化合物、硫代呫吨酮系化合物、三嗪系化合物、肟系化合物等。
上述苯偶姻系化合物有例如,苯偶姻、苯偶姻甲基醚、苯偶姻乙基醚、苯偶姻异丙基醚、苯偶姻异丁基醚等。
上述二苯甲酮系化合物可以例举,二苯甲酮、邻苯甲酰基苯甲酸甲基酯、4-苯基二苯甲酮、4-苯甲酰基-4’-甲基二苯基硫、3,3’,4,4’-四(叔丁基过氧羰基)二苯甲酮、2,4,6-三甲基二苯甲酮等。
上述硫代呫吨酮系化合物有例如,2-异丙基硫代呫吨酮、4-异丙基硫代呫吨酮、2,4-二乙基硫代呫吨酮、2,4-二氯硫代呫吨酮、1-氯-4-丙氧基硫代呫吨酮等。
上述三嗪系化合物有例如,2,4-二(三氯甲基)-6-(4-甲氧基苯基)-1,3,5-三嗪、2,4-二(三氯甲基)-6-(4-甲氧基萘基)-1,3,5-三嗪、2,4-二(三氯甲基)-6-(4-甲氧基苯乙烯基)-1,3,5-三嗪、2,4-二(三氯甲基)-6-〔2-(5-甲基呋喃-2-基)乙烯基〕-1,3,5-三嗪、2,4-二(三氯甲基)-6-〔2-(呋喃-2-基)乙烯基〕-1,3,5-三嗪、2,4-二(三氯甲基)-6-〔2-(4-二乙基氨基-2-甲基苯基)乙烯基〕-1,3,5-三嗪、2,4-二(三氯甲基)-6-〔2-(3,4-二甲氧基苯基)乙烯基〕-1,3,5-三嗪等。
上述肟系化合物有例如,O-酰基肟系化合物,具体例有1-(4-苯基磺氨酰-苯基)-1,2-丁二酮2-肟-O-苯甲酸盐、1-(4-苯基磺氨酰-苯基)-1,2-辛二酮2-肟-O-苯甲酸盐、1-(4-苯基磺氨酰-苯基)-1-辛酮肟-O-醋酸盐、1-(4-苯基磺氨酰-苯基)-1-丁酮肟-O-醋酸盐等。市售品有OXE-01(チバ·スペシヤリテイ·ケミカルズ公司制)等。
上述例示以外的活性自由基引发剂可以使用例如,2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基膦氧化物、2,2’-二(邻氯苯基)-4,4’,5,5’-四苯基-1,2’-联二咪唑、10-丁基-2-氯吖啶酮、2-乙基蒽、苯甲基、9,10-菲醌、樟脑醌、苯基乙醛酰酸甲基、二茂钛化合物等。
上述酸引发剂可以例举,4-羟基苯基二甲基锍对甲苯磺酸盐、4-羟基苯基二甲基锍六氟锑酸盐、4-乙酰氧基苯基二甲基锍对甲苯磺酸盐、4-乙酰氧基苯基·甲基·苯甲基锍六氟锑酸盐、三苯基锍对甲苯磺酸盐、三苯基锍六氟锑酸盐、二苯基碘鎓对甲苯磺酸盐、二苯基碘鎓六氟锑酸盐等的鎓盐类或、硝基苯甲基甲苯磺酸盐类、苯偶姻甲苯磺酸盐类等。
此外,作为上述活性自由基引发剂,上述化合物中,也有与活性自由基同时产生酸的化合物,例如,三嗪系光聚合引发剂也可以用作为酸引发剂。
光聚合引发剂(D)的含量,相对于粘结剂聚合物(B)和光聚合性化合物(C)的合计量,以质量百分率计,优选0.1~35质量份,更优选3~25质量%。光聚合引发剂的含量在上述范围内的话,高灵敏度化曝光时间缩短、生产率提高,另一方面,灵敏度过高会使得在线和空间(ラインアンドスペ一ス)的图案析像的最小线宽中线宽不会变得过粗,因此较为理想。
本发明的着色感光性树脂组合物还可以含有光聚合引发助剂(G)。光聚合引发助剂
(G)通常与光聚合引发剂(D)组合使用,是通过光聚合引发剂对开始聚合的光聚合性化合物(C)的聚合进行促进的化合物。
光聚合引发助剂(G)可以例举胺系化合物、烷氧基蒽系化合物、硫代呫吨酮系化合物等。
上述胺系化合物有例如,三乙醇胺、甲基二乙醇胺、三异丙醇胺、4-二甲基氨基苯甲酸甲基酯、4-二甲基氨基苯甲酸乙基酯、4-二甲基氨基苯甲酸异戊基酯、苯甲酸-2-二甲基氨基乙基酯、4-二甲基氨基苯甲酸-2-乙基己基酯、N,N-二甲基对甲苯胺、4,4’-二(二甲基氨基)二苯甲酮(通称米希勒酮)、4,4’-二(二乙基氨基)二苯甲酮、4,4’-二(乙基甲基氨基)二苯甲酮等,其中,优选4,4’-二(二乙基氨基)二苯甲酮。
上述烷氧基蒽系化合物有例如,9,10-二甲氧基蒽、2-乙基-9,10-二甲氧基蒽、9,10-二乙氧基蒽、2-乙基-9,10-二乙氧基蒽等。
上述硫代呫吨酮系化合物有例如,2-异丙基硫代呫吨酮、4-异丙基硫代呫吨酮、2,4-二乙基硫代呫吨酮、2,4-二氯硫代呫吨酮、1-氯-4-丙氧基硫代呫吨酮等。
光聚合引发助剂(G)可以单独使用也可以组合2种以上使用。此外,光聚合引发助剂(G)可以使用市售品,市售的光聚合引发助剂(G)有例如,商品名“EAB-F”(保土谷化学工业(株)制)等。
本发明的着色感光性树脂组合物中的光聚合引发剂(D)和光聚合引发助剂(G)的组合有例如,二乙氧基苯乙酮/4,4’-二(二乙基氨基)二苯甲酮、2-甲基-2-吗啉代-1-(4-甲基硫代苯基)-1-丙酮/4,4’-二(二乙基氨基)二苯甲酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮/4,4’-二(二乙基氨基)二苯甲酮、苯甲基二甲基缩酮/4,4’-二(二乙基氨基)二苯甲酮、2-羟基-2-甲基-1-〔4-(2-羟基乙氧基)苯基〕-1-丙酮/4,4’-二(二乙基氨基)二苯甲酮、1-羟基环己基苯基酮/4,4’-二(二乙基氨基)二苯甲酮、2-羟基-2-甲基-1-〔4-(1-甲基乙烯基)苯基〕-1-丙酮的低聚物/4,4’-二(二乙基氨基)二苯甲酮、2-苯甲基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉代苯基)-1-丁酮/4,4’-二(二乙基氨基)二苯甲酮等,优选2-甲基-2-吗啉代-1-(4-甲基硫代苯基)-1-丙酮/4,4’-二(二乙基氨基)二苯甲酮。
使用这些光聚合引发助剂(G)时,其使用量为,每1摩尔光聚合引发剂(D),通常,0.01~10摩尔,优选0.01~5摩尔。
本发明的着色感光性树脂组合物优选含有交联提高剂(E)。含有交联提高剂的话,得到的涂膜的耐药品性变得良好,较为理想。
上述交联提高剂(E)可以例举环氧系化合物、三聚氰胺衍生物等,优选环氧系化合物。
上述环氧化合物有例如,双酚A型环氧树脂、氢化双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、氢化双酚F型环氧树脂、酚醛清漆型环氧树脂等的芳香族系环氧树脂、脂环式环氧树脂、杂环式环氧树脂、缩水甘油酯型树脂、缩水甘油胺型树脂、环氧化等的环氧树脂、上述各环氧树脂的溴化衍生物、脂肪族化合物的环氧化物、脂环式化合物的环氧化物、芳香族化合物的环氧化合物、丁二烯的(共)聚合物的环氧化物、异戊二烯的(共)聚合物的环氧化物、缩水甘油(甲基)丙烯酸酯的(共)聚合物、三缩水甘油异氰酸酯等,优选双酚A型环氧树脂、芳香族系环氧树脂、脂环式环氧树脂、杂环式环氧树脂。
本发明的着色感光性树脂组合物中的交联提高剂(E)的含量,相对于粘结剂树脂(B)和光聚合性化合物(C)的合计量100质量份,通常为2质量份以上,优选4质量份以上,进一步优选10质量份以上,特别优选20质量份以上,此外,通常为40质量份以下,优选35质量份以下。
本发明的着色感光性树脂组合物含有溶剂(F)。溶剂(F)有例如,醚类、芳香族烃类、酮类、醇类、酯类、酰胺类、N-甲基吡咯烷酮、二甲基磺基氧化物等。
上述醚类有例如,四氢呋喃、四氢吡喃、1,4-二噁烷、乙二醇单甲基醚、乙二醇单乙基醚、乙二醇单丙基醚、乙二醇单丁基醚、二乙二醇单甲基醚、二乙二醇甲基乙基醚、二乙二醇单乙基醚、二乙二醇单丁基醚、二乙二醇二甲基醚、二乙二醇二乙基醚、二乙二醇二丙基醚、二乙二醇二丁基醚、二丙二醇二甲基醚、丙二醇单甲基醚、丙二醇单甲基醚乙酸酯、丙二醇单乙基醚乙酸酯、丙二醇单丙基醚乙酸酯、甲基溶纤剂乙酸酯、乙基溶纤剂乙酸酯、乙基卡必醇乙酸酯、丁基卡必醇乙酸酯、甲氧基丁基乙酸酯、甲氧基戊基乙酸酯、茴香醚、苯乙醚、甲基茴香醚等。
上述芳香族烃类有例如,苯、甲苯、二甲苯、均三甲基苯等。
上述酮类有例如,丙酮、2-丁酮、2-庚酮、3-庚酮、4-庚酮、4-甲基-2-戊酮、环戊酮、环己酮等。
上述醇类有例如,甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、己醇、环己醇、乙二醇、甘油、羟基甲基戊酮、甲氧基丁醇等。
上述酯类有例如,醋酸乙基酯、醋酸-正丁基酯、醋酸异丁基酯、甲酸戊基酯、醋酸异戊基酯、醋酸异丁基酯、丙酸丁基酯、丁酸异丙基酯、丁酸乙基酯、丁酸丁基酯、烷基酯类、乳酸甲基酯、乳酸乙基酯、羟基醋酸甲基酯、羟基醋酸乙基酯、羟基醋酸丁基酯、甲氧基醋酸甲基酯、甲氧基醋酸乙基酯、甲氧基醋酸丁基酯、乙氧基醋酸甲基酯、乙氧基醋酸乙基酯、3-羟基丙酸甲基酯、3-羟基丙酸乙基酯、3-甲氧基丙酸甲基酯、3-甲氧基丙酸乙基酯、3-乙氧基丙酸甲基酯、3-乙氧基丙酸乙基酯、2-羟基丙酸甲基酯、2-羟基丙酸乙基酯、2-羟基丙酸丙基酯、2-甲氧基丙酸甲基酯、2-甲氧基丙酸乙基酯、2-甲氧基丙酸丙基酯、2-乙氧基丙酸甲基酯、2-乙氧基丙酸乙基酯、2-羟基-2-甲基丙酸甲基酯、2-羟基-2-甲基丙酸乙基酯、2-甲氧基-2-甲基丙酸甲基酯、2-乙氧基-2-甲基丙酸乙基酯、丙酮酸甲基酯、丙酮酸乙基酯、丙酮酸丙基酯、乙酰醋酸甲基酯、乙酰醋酸乙基酯、2-氧代丁酸甲基酯、2-氧代丁酸乙基酯、3-甲氧基丁基乙酸酯、3-甲基-3-甲氧基丁基乙酸酯、γ-丁内酯等。
上述酰胺类有例如,N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺等。
其中,优选丙二醇单甲基醚乙酸酯、乳酸乙基酯、4-羟基-4-甲基-2-戊酮,更优选并用这些化合物。
进而,上述溶剂可以单独使用也可以组合2种类以上使用。
着色感光性树脂组合物中溶剂(F)的含量,相对于着色感光性树脂组合物,以质量百分率计,优选70~95质量%,更优选75~90质量%。溶剂(F)的含量在上述范围的话,涂布時的平坦性良好,且形成滤色器时色浓度不会不足,因此,显示特性良好,较为理想。
本发明的着色感光性树脂组合物还可以含有表面活性剂(H)。上述表面活性剂(H)可以例举选自硅氧烷系表面活性剂、氟系表面活性剂和具有氟原子的硅氧烷系表面活性剂中的至少1种。
上述硅氧烷系表面活性剂可以例举具有硅氧烷键的表面活性剂等。具体地可以例举,ト一レシリコ一ンDC3PA、同SH7PA、同DC11PA、同SH21PA、同SH28PA、同29SHPA、同SH30PA、聚醚改性硅油S H8400(商品名:ト一レシリコ一ン(株)制)、KP321、KP322、KP323、KP324、KP326、KP340、KP341(信越シリコ一ン制)、TSF400、TSF401、TSF410、TSF4300、TSF4440、TSF4445、TSF-4446、TSF4452、TSF4460(モメンテイブ·パフオ一マンス·マテリアルズ·ジヤパン合同公司制)等。
上述氟系表面活性剂可以例举具有氟碳链的表面活性剂等。具体地可以例举フロラ一ド(商品名)FC430、同FC431(住友スリ一エム(株)制)、メガフアツク(商品名)F142D、同F171、同F172、同F173、同F177、同F183、同R30(DIC(株)制)、エフトツプ(商品名)EF301、同EF303、同EF351、同EF352(新秋田化成(株)制)、サ一フロン(商品名)S381、同S382、同SC101、同SC105(旭硝子(株)制)、E5844((株)ダイキンフアインケミカル研究所制)、BM-1000、BM-1100(都是商品名:BM Chemie社制)等。
上述具有氟原子的硅氧烷系表面活性剂可以例举,具有硅氧烷键和氟碳链的表面活性剂等。具体地可以例举メガフアツク(注册商标)R08、同BL20、同F475、同F477、同F443(DIC(株)制)等。
这些表面活性剂可以单独使用,也可以组合2种类以上使用。
表面活性剂(H)的含量相对于着色感光性树脂组合物,以质量百分率计,优选0.0005~0.6质量%,更优选0.001~0.5质量%。表面活性剂(H)的含量在上述范围的话,涂布着色感光性树脂组合物时,得到的涂膜的平坦性有变好的倾向,较为理想。
使用本发明的着色感光性树脂组合物形成滤色器的图案的方法有例如,将本发明的着色感光性树脂组合物涂布在基板或别的树脂层(例如,在基板上事先形成的别的着色感光性树脂组合物层等)上,除去溶剂等挥发成分,形成着色层,通过光掩膜将该着色层曝光、显影后、通过加热或曝光的至少其一使其固化的光刻法;通过喷墨装置将着色感光性树脂组合物涂布在基板上或别的树脂层上,除去溶剂等挥发成分形成着色层,通过加热或曝光的至少其一使其固化的喷墨法等。
上述涂布所使用的装置可以例举旋涂器、缝隙涂布器、帘式流动涂布器、流延涂布装置、喷墨装置等。
为了除去溶剂等的挥发成分,例如,可以通过加热或减压除去。
光掩膜,根据需要的图案的形状,形成遮光部和非遮光部。
曝光可以使用例如,g线、h线、i线等的光源,利用分级曝光装置或分水线等的装置进行。
曝光后的着色层被显影处理,形成图案。
显影处理使用显影装置进行,通常浸渍在碱性溶液中或向着色层喷射碱性溶液来进行。显影后,通常进行淋洗处理,除去与着色层接触的碱性溶液。
淋洗处理后,通常用干燥器等的干燥装置来干燥着色层。
干燥后的着色层通过加热或曝光被硬化得到图案。
得到的图案构成滤色器的红色层,例如,可以另外形成绿色层、蓝色层,将这些合起来制成滤色器。
此外,形成红色层的形成顺序也可以不同于其他色层。
得到的滤色器耐热性良好,因此,可以制造例如,品质优异的图像传感器或显示装置的滤色器。
实施例
以下根据实施例详述发明。
合成例1
在具有搅拌器、温度计、回流冷却管、滴下漏斗和氮气导入管的烧瓶中,导入丙二醇单甲基醚乙酸酯182g,将烧瓶内的氛围气由空气换成氮气后,升温至100℃。在由甲基丙烯酸苯甲基酯70.5g(0.40摩尔)、甲基丙烯酸43.0g(0.5摩尔)、具有三环癸烷骨架的单甲基丙烯酸酯(日立化成(株)制FA-513M)22.0g(0.10摩尔)和丙二醇单甲基醚乙酸酯136g构成的混合物中添加2,2’-偶氮二异丁腈3.6g,将得到的溶液滴入至甲基丙烯酸苯甲基酯,进而在100℃下持续搅拌。接着,将烧瓶内的氛围气由氮气换成空气,将甲基丙烯酸缩水甘油酯35.5g[0.25摩尔、(相对于本反应所用的甲基丙烯酸的羧基为50摩尔%)]、三二甲基氨基甲基苯酚0.9g和对苯二酚0.145g投入烧瓶内,在110℃下持续反应,得到固体成分酸值为79mg KOH/g的树脂溶液B1。通过GPC测得的聚苯乙烯换算的重均分子量为3.0×104。
上述树脂的聚苯乙烯换算重均分子量的测定使用GPC法在以下的条件下进行。
装置;HLC-8120GPC(東ソ一(株)制)
色谱柱;TSK-GELG2000HXL
色谱柱温度;40℃
溶媒;THF
流速;1.0mL/min
被测液固体成分浓度;0.001~0.01质量%
注入量;50μL
检测器;RI
校正用标准物质;TSK STAND ARD POLYSTYRENEF-40、F-4、F-1、A-2500、A-500(東ソ一(株)制)
实施例1
[着色感光性树脂组合物1的调制]
(A)着色剂:式(A-I-1)所示的化合物 66份
(A)着色剂:式(Ia)所示的化合物 17份
(A)着色剂:C.I.溶剂红125 17份
(B)树脂:树脂溶液B1 157份
(C)光聚合性化合物:二季戊四醇六丙烯酸酯(日本化药(株)制) 50份
(D)光聚合引发剂:OXE-01(チバ·スペシヤリテイ·ケミカルズ社制) 15份
(E)溶剂:丙二醇单甲基醚乙酸酯 189份
(E)溶剂:双丙酮醇 100份
将上述物质混合得到着色感光性树脂组合物1。
〔图案的形成〕
用旋涂法将着色感光性树脂组合物1涂布在2英寸的玻璃基板(イ一グル2000;コ一ニング公司制)上后,100℃予烘3分钟。冷却后,使涂布了该着色感光性树脂组合物的基板和具有图案的石英玻璃制光掩膜之间的间隔为100μm,使用曝光机(TME-150RSK;トプコン(株)制),在大气氛围气下,以150mJ/cm2的曝光量(365nm基准)进行光照射。光照射后,将上述涂膜在含有非离子系表面活性剂0.12%和氢氧化钾0.04%的水系显影液中23℃下浸渍80秒中显影,水洗后,在炉中220℃下进行20分钟后烘。放冷后,使用膜厚测定装置(DEKTAK3;日本真空技術(株)制))测定得到的固化图案的膜厚,膜厚为2.2μm。
〔评价〕
用测色机(OSP-SP-200;オリンパス(株)制)采用C光源,对得到的玻璃基板上的涂膜,测定CIE的XYZ表色系中的xy色度座标(Rx、Ry),用对比度计(色彩色差计BM-5A;トプコン公司制)测定对比度。结果示于表1。
比较例1
[比较着色感光性树脂组合物1的调制]
(A)着色剂:C.I.颜料红177 46份
(A)着色剂:C.I.颜料红254 43份
丙烯酸系颜料分散剂 5份
丙二醇单甲基醚乙酸酯 137份
混合上述物质,使用玻璃珠研磨机充分分散颜料,然后,
(A)着色剂:含有作为客体化合物(ゲスト化合物)的三聚氰胺的下述式(6)所示的化合物(通称颜料黄150) 11份
(B)树脂:树脂溶液B1 157份
(C)光聚合性化合物:二季戊四醇六丙烯酸酯(日本化药(株)制) 50份
(D)光聚合引发剂:OXE-01(チバ·スペシヤリテイ·ケミカルズ公司制) 15份
(E)溶剂:丙二醇单甲基醚乙酸酯 289份
混合上述物质,得到比较着色感光性树脂组合物1。与实施例1同样操作,形成膜厚2.2μm的图案,进行评价。结果示于表1。
比较例2
[比较着色感光性树脂组合物2的调制]
(A)着色剂:式(A-I-1)所示的化合物 9份
(A)着色剂:式(7)所示的化合物(VALIFAST Red 1308;
オリエント化学工业(株)制) 24份
(B)树脂:树脂溶液B1 143份
(C)光聚合性化合物:二季戊四醇六丙烯酸酯
(日本化药(株)制) 50份
(D)光聚合引发剂:OXE-01
(チバ·スペシヤリテイ·ケミカルズ公司制) 15份
(E)溶剂:丙二醇单甲基醚乙酸酯 189份
(E)溶剂:双丙酮醇 100份
混合上述物质,得到比较着色感光性树脂组合物2。与实施例1同样操作,形成膜厚2.2μm的图案,进行评价。结果示于表1。
【表1】
实施例1 | 比较例1 | 比较例2 | |
Rx | 0.658 | 0.658 | 0.658 |
Ry | 0.332 | 0.332 | 0.332 |
对比度 | 8541 | 4529 | 1928 |
使用实施例1的着色感光性树脂组合物形成的着色图案,与使用比较例1和比较例2的着色感光性树脂组合物形成的着色图案进行比较,可以确认高的对比度。使用实施例的着色感光性树脂组合物时,可以制成对比度高的滤色器。
实施例2
着色剂(A):着色剂(A1)
着色剂(A):着色剂(A2)
着色剂(A):着色剂(A3)
着色剂(A):着色剂(A4)
(A-5)着色剂:式(7)所示的化合物(VALIFAST Red 1308;オリエント化学工业(株)制)
(A-6)着色剂:式(8)所示的化合物(VALIFAST Red 1360、オリエント化学工业(株)制)
(A-7)着色剂:式(9)所示的化合物(罗丹明B、田岡化学(株)制)
光聚合性化合物(C1):二季戊四醇六丙烯酸酯(日本化药(株)制)
光聚合引发剂(D1):イルガキユア907(チバ·スペシヤリテイ·ケミカルズ社制)
光聚合引发剂(D2):カヤキユアDETX-S(日本化药(株)社制)
溶剂(F1):4-羟基-4-甲基-2-戊酮
[着色感光性树脂组合物1的调制]
着色剂(A1) 20份
着色剂(A2) 11份
树脂溶液(B1) 143份
光聚合性化合物(C1) 50份
光聚合引发剂(D1) 15份
光聚合引发剂(D2) 5份
溶剂(F1) 450份
混合上述物质,得到着色感光性树脂组合物1。
〔图案的形成〕
用旋涂法在2英寸的玻璃基板(イ一グル2000;コ一ニング社制)上涂布着色感光性树脂组合物。将涂布了着色感光性树脂组合物的基板在100℃予烘3分钟后放冷。将涂布了着色感光性树脂组合物的基板与具有下述各评价项目中记载的图案的石英玻璃制光掩膜之间的间隔设为100μm,使用曝光机(TME-150RSK;トプコン(株)制),在大气氛围气下,以500mJ/cm2的曝光量(365nm基准)对着色感光性树脂组合物进行光照射。
将涂布了着色感光性树脂组合物的基板在含有非离子系表面活性剂0.12%和氢氧化钾0.04%的水系显影液中23℃下浸渍80秒,显影。水洗涂布了着色感光性树脂组合物的基板后,放入炉中,220℃下进行20分钟的后烘。涂布了着色感光性树脂组合物的基板放冷后,用测色机(OSP-SP-200;オリンパス(株)制)测定得到的固化图案的分光。使用C光源进行测定,CIE的XYZ表色系中的x y色度座标是(0.658、0.331)。
〔评价〕
用测色机(OSP-SP-200;OLYMPUS社制)测定得到的固化图案的色度。此外,用对比度计(色彩色差计BM-5A;トプコン公司制)测定作为色特性的Rx和对比度。结果示于表1。
实施例3
[着色感光性树脂组合物2的调制]
着色剂(A3) 22份
着色剂(A2) 10份
树脂溶液(B1) 143份
光聚合性化合物(C1) 50份
光聚合引发剂(D1) 15份
光聚合引发剂(D2) 5份
溶剂(F1) 450份
混合上述物质,得到着色感光性树脂组合物2。此外,使用对比度计(色彩色差计BM-5A;トプコン公司制)测定作为色特性的Rx和对比度。结果示于表1。
实施例4
[着色感光性树脂组合物3的调制]
着色剂(A4) 26份
着色剂(A2) 7份
树脂溶液(B1) 143份
光聚合性化合物(C1) 50份
光聚合引发剂(D1) 15份
光聚合引发剂(D2) 5份
溶剂(F1) 450份
混合上述物质,得到着色感光性树脂组合物3。此外,使用对比度计(色彩色差计BM-5A;トプコン公司制)测定作为色特性的Rx和对比度。结果示于表1。
比较例3
[比较着色感光性树脂组合物1的调制]
着色剂(A5) 22份
着色剂(A7) 9份
树脂溶液(B1) 143份
光聚合性化合物(C1) 50份
光聚合引发剂(D1) 15份
光聚合引发剂(D2) 5份
溶剂(F1) 450份
混合上述物质,得到比较着色感光性树脂组合物1。此外,使用对比度计(色彩色差计BM-5A;トプコン公司制)测定作为色特性的Rx和对比度。结果示于表1。
比较例4
[比较着色感光性树脂组合物2的调制]
着色剂(A6) 22份
着色剂(A7) 10份
树脂溶液(B1) 143份
光聚合性化合物(C1) 50份
光聚合引发剂(D1) 15份
光聚合引发剂(D2) 5份
溶剂(F1) 450份
混合上述物质,得到比较着色感光性树脂组合物2。此外,使用对比度计(色彩色差计BM-5A;トプコン公司制)测定作为色特性的Rx和对比度。结果示于表2。
【表2】
Rx | 对比度 | |
实施例2 | 0.658 | 8455 |
实施例3 | 0.658 | 7688 |
实施例4 | 0.658 | 7895 |
比较例3 | 0.658 | 1879 |
比较例4 | 0.472 | 3090 |
从表2可以确认,使用实施例2~4的着色感光性树脂组合物形成的着色图案,与使用比较例3和比较例4的着色感光性树脂组合物形成的着色图案相比,具有高的对比度。使用这些着色剂,能够制成对比度高的滤色器。
实施例5
式(a-1)所示的2-氨基-4-硝基苯酚10.5份中加入水80份后,冰冷却下,慢慢加入35%盐酸16.3份使其溶解,加入20%亚硝酸钠水溶液24.7份,搅拌2小时,得到含有重氮鎓盐的悬浊液。
在式(c-1)所示的3-甲基-1-(4-磺基苯基)-5-吡唑酮19份中加入水65份和氢氧化钠3份后,冰冷却下,加入10%醋酸钠水溶液100份,得到吡唑酮溶液。
以下的操作在冰冷却下进行。一边搅拌上述吡唑酮溶液,用15分钟时间用泵将含有上述重氮鎓盐的悬浊液滴下。滴下结束后,再搅拌30分钟,得到暗色溶液。向反应溶液中加入精制盐(氯化钠)20份,搅拌1小时。过滤得到的红色固体在减压下60℃下干燥,得到式(I-5)所示的偶氮化合物27.1份(收率95%)。
在得到的式(I-5)所示的偶氮化合物18.2份中加入水150份和二甲基甲酰胺100份、溶解后,加入甲酸铬2.8份,100℃加热5小时,通过搅拌得到暗色溶液。冷却至25℃后,加入20%氢氧化钠水溶液12份,搅拌30分钟后,向反应溶液中加入精制盐(氯化钠)60份,搅拌30分钟。过滤,减压、60℃下干燥得到的暗色固体,得到式(d-1)所示的铬络盐13.0份(收率95%)。
在得到的式(d-1)所示的铬络盐9.1份中加入甲醇200份和二甲基甲酰胺100份,溶解后,加入式(II-113)所示的罗丹明化合物4.8份,通过搅拌30分钟得到暗红色溶液。减压、50℃下浓缩,得到暗色固体。在得到的暗色固体中加入水250份,过滤,减压、60℃下干燥得到的暗色固体,得到式(e-1)所示的化合物10.6份(收率76%)。
实施例6
除了将式(a-1)所示的2-氨基-4-硝基苯酚换成式(a-2)所示的2-氨基-5-硝基苯酚以外,与实施例1同样操作得到式(e-2)所示的化合物。
比较例5
将专利文献1中记载的式(d-1)所示的化合物0.35g溶解在乳酸乙酯中,使体积为250cm3,将其中的2cm3用离子交換水稀释使体积为100cm3(浓度:0.028g/L),用分光光度计(石英皿、光路长;1cm)测定吸收光谱。
[分光浓度]
实施例5、6和比较例5中得到的化合物溶解在乳酸乙酯中,使体积为250cm3,其中的2cm3用水稀释至体积为100cm3(浓度:0.028g/L),用分光光度计〔石英皿、皿的长度是1cm〕测定吸收光谱。结果示于表3。
[溶解性]
如下所示,求得实施例5、6和比较例5中得到的化合物在双丙酮醇(以下简称为DAA)中的溶解度:
50mL样品管中,将各化合物与DAA混合使混合比例分别为1%(W/V)和3%(W/V),塞紧塞子后在40℃下用超声波振荡器振荡10分钟。然后,室温下放置30分钟后,过滤,确认有无不溶物。
用1%(W/V)调整的混合溶液使有不溶物的溶液的溶解度为1%以下者表示为×,用1%(W/V)调整的混合溶液使没有不溶物、而用3%(W/V)调整的混合溶液使有不溶物的溶液的溶解度不足1~3%者表示为△,用3%(W/V)调整的混合溶液使没有不溶物的溶液的溶解度为3%以上者表示为○。结果示于表3。
【表3】
化合物 | 极大波长 | 分光浓度 | 溶解性 | |
实施例5 | e-1 | 532nm | 3.2 | ○ |
实施例6 | e-2 | 532nm | 3.3 | ○ |
比较例5 | d-1 | 488nm | 0.9 | × |
从表3的结果可知,实施例的化合物兼具高分光浓度和溶解性。
产业上的可利用性
通过本发明的着色感光性树脂组合物可以得到高对比度的滤色器。
Claims (13)
1.一种着色感光性树脂组合物,含有着色剂(A)、粘结剂树脂(B)、光聚合性化合物(C)、光聚合引发剂(D)以及溶剂(F),着色剂(A)是含有式(A-I)所示的化合物的着色剂,
式(A-I)中,R1~R18各自独立地表示氢原子、卤原子、C1-8脂肪族烃基、硝基、苯基、-SO2NHR211、-SO3 -或COOR212,至少其一表示-SO3 -,
R19及R20各自独立地表示氢原子、甲基、乙基或氨基,
R211及R212各自独立地表示氢原子、C1-8脂肪族烃基、环己基、C7-10烷基环己基、C2-15烷氧基烷基、-R31-CO-O-R32、-R31-O-CO-R32、或C7-10芳烷基,
R31表示2价的C1-8脂肪族烃基,R32表示1价的C1-8脂肪族烃基,
M表示Cr或Co,
n表示2~5的整数,
D表示氢原子、1价的金属阳离子或具有呫吨骨架的化合物的1价阳离子。
2.如权利要求1记载的着色感光性树脂组合物,着色剂(A)是含有式(A-I)所示的化合物和黄色染料的着色剂。
3.如权利要求2记载的着色感光性树脂组合物,黄色染料是含有具有偶氮骨架的化合物的染料。
5.如权利要求1~4中任一项记载的着色感光性树脂组合物,粘结剂树脂(B)是侧链具有聚合性不饱和键的树脂。
6.如权利要求1~5中任一项记载的着色感光性树脂组合物,R1~R18各自独立地表示氢原子、氯原子、甲基、硝基、-SO2NHR211、-SO3 -或COOR212,至少一个表示-SO3 -。
7.一种图案,由权利要求1~6中任一项记载的着色感光性树脂组合物形成。
8.一种滤色器,含有权利要求7记载的图案而成。
9.如权利要求1~6中任一项记载的着色感光性树脂组合物的用途,用于制造滤色器。
10.一种式(A-I)所示的化合物,
式(A-I)中,R1~R6、R8~R15、R17和R18各自独立地表示氢原子、卤原子、C1-8脂肪族烃基、或硝基,
R7和R16各自独立地表示-SO2NHR211或-SO3 -,
R211表示氢原子、可以被取代的C1-8脂肪族烃基、环己基、C7-10烷基环己基、C2-15烷氧基烷基、-R31-CO-O-R32、-R31-O-CO-R32或C7-10芳烷基,
R31表示2价的C1-8脂肪族烃基,R32表示1价的C1-8脂肪族烃基,
R19和R20各自独立地表示氢原子、甲基、乙基或氨基,
M表示Cr,
n表示2~5,
D表示式(A-II)所示的化合物,下述式(A-II)中,R22~R26各自独立地表示氢原子、可以被取代的C1-6脂肪族烃基或可以被取代的C6-10芳香族烃基,R27和R2 8各自独立地表示氢原子或甲基。
11.如权利要求10记载的化合物,R7和R16各自独立地是-SO2NHR211或-SO3 -、R211是氢原子或碳原子数1~8的脂肪族烃基。
12.如权利要求10或11记载的化合物,R1~R6、R8~R15、R17和R18中至少1个是硝基。
13.如权利要求10~12中任一项记载的化合物,R26是碳原子数1~8的脂肪族烃基。
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