CN101955690B - 颜料分散液的制造方法 - Google Patents
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Abstract
一种颜料分散液的制造方法,含有使染料和颜料同时均一地分散在溶剂中的工序。
Description
技术领域
本发明涉及颜料分散液的制造方法。
背景技术
以往,通过将颜料、分散剂、树脂、降粘剂以及溶剂分散处理,制造用于滤色器等的颜料分散液(例如,专利文献1)。这里的分散处理是指通过分散剂吸附大量的降粘剂,然后添加颜料,通过控制各成分的分散混合顺序,在不给色特性带来不好的影响的情况下,实现粘度特性以及其稳定性的提高。
[专利文献1]日本专利特开2003-327864号公报
发明内容
可是,含有如上方法得到的颜料分散液的抗蚀剂涂膜有时产生异物。此外,存在由于分散时使用的添加剂,滤色器的亮度下降的问题。
本发明的目的在于提供一种颜料分散液的制造方法,其可以进一步减少异物的产生,得到亮度高的滤色器。
也就是,本发明提供以下[1]~[9]。
[1]一种颜料分散液的制造方法,含有使染料和颜料同时均一地分散在溶剂中的工序。
[2]如[1]所述的制造方法,染料是含有选自偶氮化合物、以偶氮化合物为配位体的金属络合物以及咕吨化合物的至少1种的染料。
[3]如[1]或[2]所述的制造方法,染料是含有式(1)表示的化合物的染料。
(式(1)中,
R1~R4各自独立地表示氢原子、-R6或者碳原子数6~10的芳香族烃基,该芳香族烃基所含的氢原子可以被卤原子、-R6、-OH、-OR6、-SO3 -、-SO3H、-SO3M、-CO2H、-CO2R6、-SO3R6、-SO2NHR8或者-SO2N(R8)R9取代,
R5表示-SO3 -、-SO3H、-SO3M、-CO2H、-CO2R6、-SO3R6、-SO2NHR8或者-SO2N(R8)R9,
m表示0~5的整数,m为2以上的整数时,多个R5可以相同也可以不同,
X表示卤原子,a表示0或者1的整数,
R6表示可以具有取代基的碳原子数1~10的饱和烃基,所述饱和烃基所含的-CH2-可以被-O-、-CO-或者-NR6a-取代,R6a表示氢原子或者碳原子数1~4的烷基,
R8以及R9各自独立地表示可以具有取代基的碳原子数1~10的烷基、可以具有取代基的碳原子数3~30的环烷基或者-Q,或者R8以及R9可以相互键合形成可以具有取代基的碳原子数1~10的杂环,所述烷基以及该环烷基所含的-CH2-可以被-O-、-CO-、-NH-或者-NR6a-取代,
Q表示可以具有取代基的碳原子数6~10的芳香族烃基或者可以具有取代基的碳原子数3~10的芳香族杂环基,
M表示钠原子或者钾原子,
式(1)表示的化合物的+电荷数与-电荷数相同。)
[4]如[1]~[3]中任一项所述的制造方法,以染料∶颜料=1∶99~99∶1的质量比含有染料以及颜料。
[5]如[1]~[4]中任一项所述的制造方法,颜料是含有选自C.I.颜料蓝15:6、C.I.颜料绿36、C.I.颜料绿58、C.I.颜料黄138、C.I.颜料黄139、C.I.颜料黄150、C.I.颜料红177、C.I.颜料红242以及C.I.颜料红254的至少一种的颜料。
[6]如[1]~[5]中任一项所述的制造方法,颜料是含有C.I.颜料蓝15:6的颜料。
[7]一种着色组合物的制造方法,含有将由[1]~[6]中任一项所述的制造方法得到的颜料分散液与选自溶剂、树脂、光聚合性化合物以及光聚合引发剂中的至少一种进行混合的工序。
[8]一种着色图案,使用由[7]所述的制造方法得到的着色组合物形成。
[9]一种滤色器,含有[8]所述的着色图案。
[10]一种液晶显示装置,具备[9]所述的滤色器。
具体实施方式
本发明的颜料分散液的制造方法包含将染料和颜料同时分散在溶剂中的工序。
对该方法中使用的染料以及颜料的种类没有特别的限定,可以使用任一种本领域的公知的染料以及颜料。
染料优选有机溶剂可溶性染料,更优选含有选自偶氮化合物、以偶氮化合物为配位体的金属络合物以及咕吨化合物的至少1种的染料,进一步优选含有选自后述的式(1)~式(3)表示的化合物的至少一种的染料。在这里,有机溶剂可溶性染料是指溶解于后述的本发明所使用的任意一种溶剂的染料。
染料优选含有咕吨化合物的染料,更优选含有式(1)表示的化合物的染料。
(式(1)中,
R1~R4各自独立地表示氢原子、-R6或者碳原子数6~10的芳香族烃基,该芳香族烃基所含的氢原子可以被卤原子、-R6、-OH、-OR6、-SO3 -、-SO3H、-SO3M、-CO2H、-CO2R6、-SO3R6、-SO2NHR8或者-SO2N(R8)R9取代。
R5表示-SO3 -、-SO3H、-SO3M、-CO2H、-CO2R6、-SO3R6、-SO2NHR8或者-SO2N(R8)R9。
m表示0~5的整数。m为2以上的整数时,多个R5可以相同也可以不同。
X表示卤原子。a表示0或者1的整数。
R6表示可以具有取代基的碳原子数1~10的饱和烃基,所述饱和烃基所含的-CH2-可以被-O-、-CO-或者-NR6a-取代,R6a表示氢原子或者碳原子数1~4的烷基。
R8以及R9各自独立地表示可以具有取代基的碳原子数1~10的烷基、可以具有取代基的碳原子数3~30的环烷基或者-Q。或者R8以及R9可以相互键合形成可以具有取代基的碳原子数1~10的杂环。所述烷基以及该环烷基所含的-CH2-可以被-O-、-CO-、-NH-或者-NR6a-取代。
Q表示可以具有取代基的碳原子数6~10的芳香族烃基或者可以具有取代基的碳原子数3~10的芳香族杂环基,
M表示钠原子或者钾原子,
其中,式(1)表示的化合物的+电荷数与-电荷数相同。)
在这里,芳香族烃基举例有芳基、芳烷基、烷基取代的芳基等。
芳基举例有苯基、联苯基、萘基、蒽基、菲基等。
芳烷基举例有苄基、苯乙基、苯丙基、三苯甲基、萘甲基、萘乙基等。
被烷基取代的芳基可以举例有将上述芳基与下述所举的烷基任意组合得到的基团。
卤原子举例有氟、氯、溴等。
饱和烃基可以是烷基、环烷基、被烷基取代的环烷基、被环烷基取代的烷基。
烷基举例有甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、戊基、异戊基、新戊基、己基、庚基、辛基、1-甲基丙基、2-甲基丙基、1-甲基丁基、2-甲基丁基、3-甲基丁基、2-乙基己基、壬基、癸基、1-二甲基正丙基、1,2-二甲基丙基、2,2-二甲基丙基等。
环烷基举例有环丙基、环丁基、环戊基、环己基、环庚基、环辛基、三环癸基等。
杂环基可以具有芳香性,也可以没有。
芳香族杂环基举例有:
无芳香性的杂环举例有
等。另外,杂环基的键合位置除了上述记载的位置之外,还可以为其它任意位置。-OR6举例有甲氧基、乙氧基丙氧基、丁氧基、己氧基、2-乙基己氧基等烷氧基等。
-CO2R6举例有甲氧基羰基、乙氧基羰基、丙氧基羰基、异丙氧基羰基、丁氧基羰基、异丁氧基羰基、戊氧基羰基、异戊氧基羰基、新戊氧基羰基、环戊氧基羰基、己氧基羰基、环己氧基羰基、庚氧基羰基、环庚氧基羰基、辛氧基羰基、2-乙基己氧基羰基、环辛氧基羰基、壬氧基羰基、癸氧基羰基、三环癸氧基羰基、甲氧基丙氧基羰基、乙氧基丙氧基羰基、己氧基丙氧基羰基、2-乙基己氧基丙氧基羰基、甲氧基己氧基羰基等。
-SO3R6举例有甲氧基磺酰基、乙氧基磺酰基、己氧基磺酰基、癸氧基磺酰基等。
-SO2NHR8举例有氨磺酰基、N-(甲基)氨磺酰基、N-(乙基)氨磺酰基、N-(丙基)氨磺酰基、N-(异丙基)氨磺酰基、N-(丁基)氨磺酰基、N-(异丁基)氨磺酰基、N-(戊基)氨磺酰基、N-(异戊基)氨磺酰基、N-(新戊基)氨磺酰基、N-(环戊基)氨磺酰基、N-(己基)氨磺酰基、N-(环己基)氨磺酰基、N-(庚基)氨磺酰基、N-(环庚基)氨磺酰基、N-(辛基)氨磺酰基、N-(2-乙基己基)氨磺酰基、N-(1,5-二甲基己基)氨磺酰基、N-(环辛基)氨磺酰基、N-(壬基)氨磺酰基、N-(癸基)氨磺酰基、N-(三环癸基)氨磺酰基、N-(甲氧基丙基)氨磺酰基、N-(乙氧基丙基)氨磺酰基、N-(丙氧基丙基)氨磺酰基、N-(异丙氧基丙基)氨磺酰基、N-(己氧基丙基)氨磺酰基、N-(2-乙基己氧基丙基)氨磺酰基、N-(甲氧基己基)氨磺酰基、N-(3-苯基-1-甲基丙基)氨磺酰基等。
-SO2NHR8还可以是下述式表示的基团。其中,下述式中,X1表示卤原子。X3表示碳原子数1~3的烷基或者碳原子数1~3的烷氧基,该烷基以及烷氧基的氢原子可以被卤原子取代。X2表示碳原子数1~3的烷基、碳原子数1~3的烷氧基、卤原子或者硝基,该烷基以及烷氧基的氢原子可以被卤原子取代。
可以被卤原子取代的碳原子数1~3的烷基除了上述烷基之外,还举例有三氟甲基等。
可以被卤原子取代的碳原子数1~3的烷氧基举例有上述烷(氧)基、尤其甲氧基、乙氧基、丙氧基等。
-SO2N(R8)R9举例有以下基团。
R8以及R9相互键合形成的杂环举例有下述式表示的基团。
另外,R8以及R9中的烷基、环烷基的取代基可以适当地选自上述各结构,例如举例有卤原子、羟基、-Q、-CH=CH2、-CH=CHR6等。
其中,R8以及R9优选碳原子数1~10的烷基、碳原子数5~7的环烷基、烯丙基、苯基、碳原子数8~10的芳烷基、碳原子数2~8的含有羟基的烷基以及芳基、碳原子数2~8的含有烷氧基的烷基以及芳基,进一步优选碳原子数6~8的分枝状烷基,特别优选2-乙基己基。
碳原子数6~10的芳香族烃基的取代基优选乙基、丙基、苯基、二甲基苯基、-SO3R6或者-SO2NHR8。在这里,-SO2NHR8中的R8特别优选碳原子数1~10的烷基以及碳原子数3~30的环烷基,更优选碳原子数1~10的烷基,进一步优选碳原子数6~8的分枝状烷基,特别优选2-乙基己基。
可以被取代的碳原子数6~10的芳香族烃基举例有甲基苯基、二甲基苯基、三甲基苯基、乙基苯基、丙基苯基、己基苯基、癸基苯基、氟苯基、氯苯基、溴苯基、羟基苯基、甲氧基苯基、二甲氧基苯基、乙氧基苯基、己氧基苯基、癸氧基苯基、三氟甲基苯基、联苯基、二甲基苯基苯基等、这些基团进一步被-SO2NHR8取代得到的基团等。
碳原子数5~10的芳香族杂环基的取代基举例有乙基、丙基、苯基、二甲基苯基、-SO3R6或者-SO2NHR8。在这里,-SO2NHR8中的R8尤其优选碳原子数1~10的烷基以及碳原子数3~30的环烷基,进一步优选碳原子数1~10的烷基,再进一步优选碳原子数6~8的分枝状烷基,特别优选2-乙基己基。
又,R6中的饱和烃基的取代基举例有例如卤原子、碳原子数1~10的烷氧基等。
在这里,烷氧基举例有甲氧基、乙氧基、丙氧基、异丙氧基、丁氧基、异丁氧基、戊氧基、异戊氧基、新戊氧基、己氧基、庚氧基、辛氧基、1-甲基丙氧基、2-甲基丙氧基、1-甲基丁氧基、2-甲基丁氧基、3-甲基丁氧基、2-乙基己氧基、壬氧基、癸氧基、1-二甲基丙氧基、1,2-二甲基丙氧基、2,2-二甲基丙氧基等。
式(1)表示的化合物中,R1以及R2的至少之一或者R3以及R4的至少之一优选碳原子数1~4的烷基或者可以被取代的碳原子数6~10的芳香族烃基。
R1以及R2的至少之一且R3以及R4的至少之一优选碳原子数1~4的烷基或者可以被取代的碳原子数6~10的芳香族烃基。
R1以及R2的至少之一且R3以及R4的至少之一进一步优选可以被取代的碳原子数6~10的芳香族烃基。
R5优选羧基、乙氧基羰基、磺基、N-(2-乙基己氧基丙基)氨磺酰基、N-(1,5-二甲基己基)氨磺酰基、N-(3-苯基-1-甲基丙基)氨磺酰基、N-(异丙氧基丙基)氨磺酰基。
式(1)表示的化合物优选例如选自式(1-1)~式(1-4)表示的化合物的至少一种化合物。
(式(1-1)~(1-4)中,
R11、R12、R13、R14各自独立地表示氢原子、-R6或者碳原子数6~10的1价芳香族烃基,该芳香族烃基所含的氢原子可以被卤原子、-R6、-OH、-OR6、-SO3 -、-SO3H、-SO3Na、-CO2H、-CO2R6、-SO3R6、-SO2NHR8或者-SO2NR8R9取代。
R15表示氢原子、-SO3 -、-SO3H、-SO2NHR8或者-SO2N(R8)R9。
R16表示-SO3 -、-SO3H、-SO2NHR8或者-SO2N(R8)R9。
R21~R24各自独立地表示氢原子、-R26或者碳原子数6~10的1价芳香族烃基,该芳香族烃基所含的氢原子可以被卤原子、-R26、-OH、-OR26、-SO3 -、-SO3Na、-CO2H、-CO2R26、-SO3H、-SO3R26或者-SO2NHR28取代。
R25表示-SO3 -、-SO3Na、-CO2H、-CO2R26、-SO3H或者SO2NHR28。
R26表示碳原子数1~10的1价饱和烃基,该饱和烃基所含的氢原子可以被碳原子数1~10的烷氧基或者卤原子取代。
R28表示氢原子、-R26、-CO2R26或者碳原子数6~10的1价芳香族烃基,该芳香族烃基所含的氢原子可以被-R26或者-OR26取代。
R31以及R32各自独立地表示碳原子数6~10的1价芳香族烃基、优选苯基,该芳香族烃基所含的氢原子可以被卤原子、-R26、-OR26、-CO2R26、-SO3R26或者-SO2NHR28取代。
R33表示-SO3 -或者-SO2NHR28。
R34表示氢原子、-SO3 -或者-SO2NHR28。
R41以及R42各自独立地表示碳原子数6~10的1价芳香族烃基、优选苯基,该芳香族烃基所含的氢原子可以被-R26或者-SO2NHR28取代。
R43表示-SO3 -或者-SO2NHR28。
R6、R8、R9、m、X以及a表示的意义与上述相同。)
式(1-1)~式(1-4)表示的化合物的化合物中的+电荷数与-电荷数相同。
其中优选式(1-4)。
式(1)表示的化合物举例有例如式(1a)~式(1f)表示的化合物。其中,式(1a)~式(1f)表示的化合物的化合物中的+电荷数与-电荷数分别相同。
(式中,Rb以及Rc各自独立地表示氢原子、-SO3 -、-CO2H或者-SO2NHRa。
Rd、Re以及Rf各自独立地表示-SO3 -、-SO3Na或者-SO2NHRa。
Rg、Rh以及Ri各自独立地表示氢原子、-SO3 -、-SO3H或者-SO2NHRa。
Ra表示1~10的烷基、优选2-乙基己基。
X以及a表示的意义与上述相同。)
式(1b)表示的化合物是式(1b-1)表示的化合物互变异构体。
其中,优选式(1e)表示的化合物以及式(1f)表示的化合物。
式(1)表示的化合物可以如下制造,例如,通过常规方法,将具有-SO3H的色素或者色素中间体氯化,使所得到的具有-SO2Cl的色素或者色素中间体与R8-NH2表示的胺反应而得到式(1)表示的化合物。此外,可以通过将日本专利特开平3-78702号公报3页的右上栏~左下栏记载的方法制造的色素如上氯化,然后与胺反应,进行制造。
染料优选是含有偶氮化合物的染料,更优选含有式(2)表示的化合物的染料。
[式(2)中,A0表示可以具有取代基的碳原子数6~14的2价芳香族烃基。
B0表示可以具有取代基的碳原子数6~14的1价芳香族烃基或者可以具有取代基的碳原子数3~14的1价芳香族杂环基。
R51表示氢原子、可以具有取代基的碳原子数1~16的1价脂肪族烃基或者可以具有取代基的碳原子数2~18的酰基。
R52表示氢原子或者1价有机基团。]
式(2)表示的化合物优选式(2-1)表示的化合物。
[式(2-1)中,Z1、Z2以及Z3各自独立地表示可以具有取代基的碳原子数1~16的2价脂肪族烃基,Z1、Z2以及Z3所含的-CH2-可以被-CO-或者-O-取代。
R53以及R54各自独立地表示氢原子、可以具有取代基的碳原子数1~16的1价脂肪族烃基或者可以具有取代基的碳原子数2~18的酰基。
A1以及A2各自独立地表示可以具有取代基的碳原子数6~14的2价芳香族烃基。
B1以及B2各自独立地表示可以具有取代基的碳原子数6~14的1价芳香族烃基或者可以具有取代基的碳原子数3~14的1价芳香族杂环基。]
Z1、Z2以及Z3各自独立地表示可以具有取代基的碳原子数1~16的2价脂肪族烃基。碳原子数1~16的2价脂肪族烃基的碳原子数不包括取代基的碳原子数,其数目优选2~10,更优选2~8。
碳原子数1~16的2价脂肪族烃基举例有碳原子数1~16亚烷基(烷烃二基),举例有亚甲基、1,2-亚乙基、丙二基、丁二基、戊二基、己二基、庚二基、辛二基、癸二基、十四烷二基以及十六烷二基。
碳原子数1~16的2价脂肪族烃基所含的-CH2-可以被-CO-或者-O-取代。C1- 16脂肪族烃基所含的氢原子可以被氟原子等卤原子取代。
Z1以及Z2优选可以含有-O-的碳原子数1~8的亚烷基,更优选可以含有-O-的碳原子数5~7的亚烷基。优选的基团举例有-(CH2)3-、-(CH2)2-O-(CH2)2-、-(CH2)2-O-(CH2)2-O-(CH2)2-或者-CH2-CH(CH3)-。
Z3优选可以含有-C(=C)-的碳原子数1~8的2价脂肪族烃基,更优选碳原子数1~8的无取代的亚烷基,更优选碳原子数4~8的无取代的亚烷基。优选的基团举例有-(CH2)2-、-(CH2)4-或者-CH2-C(=CH2)-。
表示R53以及R54的碳原子数1~16的1价脂肪族烃基可以为直链状、支链状或者环状中的任一种。脂肪族烃基的碳原子数不包括取代基的碳原子数,其数目优选6~10,更优选1~4。
碳原子数1~16的1价脂肪族烃基举例有例如甲基、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)以及环己基烷基等。
碳原子数1~16的1价脂肪族烃基所含的氢原子可以被碳原子数1~8的烷氧基或者羧基取代。被碳原子数1~8的烷氧基取代的碳原子数1~16的1价脂肪族烃基举例有丙氧基丙基(3-(异丙氧基)丙基等)以及烷氧基丙基(3-(2-乙基己氧基)丙基等)。被羧基取代的碳原子数1~16的脂肪族烃基举例有2-(羧基)乙基、3-(羧基)丙基以及4-(羧基)丁基等。
碳原子数2~18的酰基所含的氢原子可以被碳原子数1~8的烷氧基取代。可以具有取代基的碳原子数2~18的酰基的碳原子数将取代基的碳原子数计算在内的话,其数目优选6~10。可以具有取代基的酰基举例有例如乙酰基、苯甲酰基、甲氧基苯甲酰基(对甲氧基苯甲酰基等)等。
R53以及R54优选氢原子、碳原子数1~4的1价脂肪族烃基以及碳原子数2~5的酰基。优选的基团举例有例如氢原子、乙酰基或者丙酰基。
表示A1以及A2的碳原子数6~14的2价芳香族烃基举例有亚苯基以及萘二基等,尤其优选亚苯基。
碳原子数6~14的2价芳香族烃基的取代基举例有卤原子、碳原子数1~8的烷基、碳原子数1~8的烷氧基、硝基、磺基、氨磺酰基以及N-取代氨磺酰基等。
卤原子举例有氟原子、氯原子、溴原子以及碘原子等,优选氟原子、氯原子或者溴原子。
碳原子数1~8的烷基举例有甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、戊基以及己基等,优选碳原子数1~4的烷基,更优选碳原子数1~2的烷基,尤其优选甲基。
碳原子数1~8的烷氧基举例有甲氧基、乙氧基、丙氧基、异丙氧基、丁氧基、异丁氧基、仲丁氧基、叔丁氧基、戊氧基以及己氧基等,优选碳原子数1~4的烷氧基,更优选碳原子数1~2的烷氧基,尤其优选甲氧基。
N-取代氨磺酰基举例有SO2NHR55以及-SO2N(R55)R56,具体举例有与式(1)表示的化合物中的作为-SO2NHR8以及-SO2N(R8)R9所举的基团相同的基团。其中,R55以及R56各自独立地优选可以具有取代基的碳原子数1~16的脂肪族烃基或者可以具有取代基的碳原子数2~18的酰基即N-取代氨磺酰基。
B1以及B2各自独立地表示可以具有取代基的碳原子数6~14的1价芳香族烃基或者可以具有取代基的碳原子数3~14的1价芳香族杂环基。
碳原子数6~14的1价芳香族烃基举例有苯基、萘基等。
碳原子数3~14的1价芳香族杂环基举例有下述表示的基团。
[R表示氢原子或者甲基。]
碳原子数6~14的1价芳香族烃基以及碳原子数3~14的1价芳香族杂环基所含的氢原子可以被羟基、氧基、碳原子数1~16的1价脂肪族烃基、氰基、氨基或者N-取代氨基取代。
N-取代氨基优选-NHR57基或者-NR57R58基。其中,R57以及R58各自独立地表示可以具有取代基的碳原子数1~16的1价脂肪族烃基或者可以具有取代基的碳原子数3~14的1价芳香族杂环基。碳原子数1~16的1价脂肪族烃基以及碳原子数3~14的1价芳香族杂环基举例有与上述相同的基团。
B1以及B2各自独立地优选式(2-1a)表示的基团。
[式(2-1a)中,R59表示氢原子或者可以具有取代基的碳原子数1~16的1价脂肪族烃基。R60表示可以具有取代基的碳原子数1~16的1价脂肪族烃基。]
式(2-1a)表示的基团的吡啶酮环可以是酮型,也可以是烯醇型。
碳原子数1~16的1价脂肪族烃基举例与上述相同,R59优选甲基丁基(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)以及烷氧基丙基(3-(2-乙基己氧基)丙基等)等支链状脂肪族烃基。
R60优选甲基。
式(2)表示的化合物举例有式(I-1)~式(I-18)表示的化合物。表中的A1、A2、Z1以及Z2的右侧的键合位置表示靠近Z3的键合位置。
【表1】
【表2】
【表3】
【表4】
【表5】
【表6】
【表7】
【表8】
【表9】
【表10】
【表11】
【表12】
【表13】
【表14】
【表15】
【表16】
【表17】
【表18】
【表19】
【表20】
【表21】
B1以及B2优选相同种类的基团,更优选A1以及A2、R53以及R54、Z1以及Z2分别是相同种类的基团。为这些基团的话,式(2-1)表示的化合物容易制造。
式(2-1)表示的化合物可以如下制造,在溶剂中,使式(I-A)表示的化合物以及式(I-A’)表示的化合物、和式(I-B)表示的化合物在0~150℃下反应。
[式(I-A)、式(I-A’)以及式(I-B)中,Z1、Z2、Z3、R53、R54、A1、A2、B1以及B2表示的意义与上述相同。
R67以及R68各自独立地表示-OR69或者卤原子。R69表示1价的碳原子数1~16的脂肪族烃基。]
式(I-B)表示的化合物举例有丙二酸二甲酯、丁二酸异丁酯、己二酸二甲酯、以及辛二酸二乙酯、氯化丙二酸、氯化丁二酸、氯化己二酸以及氯化辛二酸等。
式(I-B)表示的化合物的使用量相对于式(I-A)表示的化合物以及式(I-A’)表示的化合物的合计量1摩尔,优选例如0.5~3摩尔。另外,溶剂中含有水时,优选使用比上述量多的式(I-B)表示的化合物。
式(I-B)表示的化合物的R31以及R32为-OR33时,优选添加公知的酸催化剂,酸催化剂举例有硫酸、对甲苯磺酸等。酸催化剂的使用量相对于式(I-A)表示的化合物以及式(I-A’)表示的化合物的合计量1摩尔优选例如0.01~2摩尔。
式(I-A)表示的化合物以及式(I-A’)表示的化合物与式(I-B)表示的化合物的反应在溶剂中进行。溶剂优选例如水;1,4-二恶烷等醚类(尤其环状醚类);氯仿、二氯甲烷、四氯化碳、1,2-二氯乙烷、二氯乙烯、三氯乙烯、全全氯乙烯、二氯丙烷、氯戊烷、1,2-二溴乙烷等卤代烃类;丙酮、甲基异丁基甲酮、环己酮等酮类;苯、甲苯、二甲苯等碳系芳香族类;N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二丁基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮等烷基酰胺类等,也可以并用2种以上的溶剂。溶剂的使用量相对于式(I-A)表示的化合物以及式(I-A’)表示的化合物的合计量1质量份,优选例如1~20质量份,更优选2~10质量份。
式(I-A)表示的化合物以及式(I-A’)表示的化合物与式(I-B)表示的化合物的反应在氮气气氛下或者在氩气气氛下进行,也可以在氯化钙等干燥过的空气下进行反应。
反应温度优选例如0~150℃,更优选10~130℃。反应时间优选例如1~25小时,更优选3~15小时。
对式(I-A)表示的化合物、式(I-A’)表示的化合物、式(I-B)表示的化合物以及溶剂的添加顺序没有特别的限制,优选在由式(I-A)表示的化合物、式(I-A’)表示的化合物以及溶剂构成的溶液中添加(滴下)式(I-B)表示的化合物。使用酸催化剂时,优选在由式(I-A)表示的化合物、式(I-A’)表示的化合物、酸催化剂以及溶剂构成的溶液中添加(滴下)式(I-B)表示的化合物。
对由上述得到的反应混合物获得目的化合物即式(2-1)表示的化合物的方法没有特别的限制,可以采用公知的各种方法,例如可以用有机溶剂对反应混合物进行萃取,精制。此外,根据需要,可以通过用碱性水溶液或酸性水溶液进行清洗、重结晶等公知手法进行进一步的精制。
此外,通过使式(I-C)表示的化合物和式(I-D)表示的化合物以及式(I-D’)表示的化合物进行偶合反应,可以制造式(2-1)表示的化合物。通过例如在水性溶剂中20~60℃下使式(I-C)表示的化合物的盐和式(I-D)表示的化合物以及式(I-D’)表示的化合物反应,可以制造式(2-1)表示的化合物。
H-B1 (I-D)
H-B2 (I-D’)
(式(I-C)以及式(I-D)中,Z1、Z2、Z3、R53、R54、A1、A2、B1以及B2表示的意义同上。
X-表示无机或者有机阴离子。)
式(I-C)表示的化合物的无机或者有机阴离子举例有氟化物离子、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,优选举例有氯化物离子、溴化物离子、CH3-COO-。
染料优选含有以偶氮化合物为配位体的金属络合物的染料,更优选含有式(3)表示的化合物的染料。式(3)表示的化合物是铬络合阴离子或者钴络合阴离子与阳离子的盐。
[式(3)中,Ra1~Ra18各自独立地表示氢原子、卤原子、碳原子数1~8的1价脂肪族烃基、硝基、苯基、-SO2NHRa30、-SO3 -或者COORa31。
Ra19以及Ra20各自独立地表示氢原子、甲基、乙基或者氨基。
Ra30以及Ra31各自独立地表示氢原子、碳原子数1~10的1价烃基,该烃基所含的-CH2-可以被-O-或者-CO-取代。
M1表示Cr或者Co。
n1表示1~5的整数。
D1表示氢(ヒドロン)、1价金属阳离子或者来源于具有咕吨骨架的化合物的1价阳离子。]
表示Ra1~Ra18的碳原子数1~8的1价脂肪族烃基举例有甲基、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(デキシル基)、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-乙基己基以及1,1,5,5-四甲基己基等。
表示Ra30以及Ra31的碳原子数1~10的1价烃基举例有碳原子数1~10的1价脂肪族烃基、碳原子数3~10的1价脂环式烃基、碳原子数6~10的1价芳香族烃基、以及组合它们得到的碳原子数4~10的基团。碳原子数1~10的1价脂肪族烃基举例同上,碳原子数6~10的1价芳香族烃基可以例举与式(1)所示化合物的Q中所例示的基团相同的基团。碳原子数3~10的1价脂环式烃基举例有环丙基、环戊基、环己基、环癸基等。
-CH2-被取代为-O-或者-CO-的所述烃基举例有-Ra32-O-Ra33、-Ra32-CO-O-Ra33、-Ra32-O-CO-Ra33。Ra32为碳原子数1~8的2价脂肪族烃基,Ra33为碳原子数1~8的1价脂肪族烃基。
表示Ra32的碳原子数1~8的2价脂肪族烃基举例有亚甲基、1,2-亚乙基、丙烷-1,3-二基、丙烷-1,2-二基、丁烷-1,4-二基、丁烷-1,3-二基、戊烷-1,5-二基、己烷-1,6-二基、庚烷-1,7-二基、辛烷-1,8-二基等。
-Ra32-O-Ra33举例有甲氧基甲基、乙氧基甲基、丙氧基甲基、甲氧基乙基、乙氧基乙基、丙氧基乙基、甲氧基丙基、乙氧基丙基、丙氧基丙基、2-氧基-4-甲氧基丁基、辛氧基丙基、3-乙氧基丙基、3-(2-乙基己氧基)丙基等。
-Ra32-CO-O-Ra33举例有甲氧基羰基甲基、甲氧基羰基乙基、乙氧基羰基甲基、乙氧基羰基乙基、丙氧基羰基甲基、丙氧基羰基乙基、丁氧基羰基甲基、丁氧基羰基乙基等。
-Ra32-O-CO-Ra33举例有乙酰基氧基甲基、乙酰基氧基乙基、乙基羰基氧基甲基、乙基羰基氧基乙基、丙基羰基氧基甲基、丙基羰基氧基乙基、丁基羰基氧基甲基、丁基羰基氧基乙基等。
-SO2NHRa30举例有氨磺酰基;
N-甲基氨磺酰基、N-乙基氨磺酰基、N-丙基氨磺酰基、N-异丙基氨磺酰基、N-丁基氨磺酰基、N-异丁基氨磺酰基、N-仲丁基氨磺酰基、N-叔丁基氨磺酰基、N-戊基氨磺酰基、N-(1-乙基丙基)氨磺酰基、N-(1,1-二甲基丙基)氨磺酰基、N-(1,2-二甲基丙基)氨磺酰基、N-(2,2-二甲基丙基)氨磺酰基、N-(1-甲基丁基)氨磺酰基、N-(2-甲基丁基)氨磺酰基、N-(3-甲基丁基)氨磺酰基、N-环戊基氨磺酰基、N-己基氨磺酰基、N-(1,3-二甲基丁基)氨磺酰基、N-(3,3-二甲基丁基)氨磺酰基、N-庚基氨磺酰基、N-(1-甲基己基)氨磺酰基、N-(1,4-二甲基戊基)氨磺酰基、N-辛基氨磺酰基、N-(2-乙基己基)氨磺酰基、N-(1,5-二甲基)己基氨磺酰基、N-(1,1,2,2-四甲基丁基)氨磺酰基、N-烯丙基氨磺酰基等用脂肪族烃基取代的氨磺酰基;
N-(2-甲氧基乙基)氨磺酰基、N-(2-乙氧基乙基)氨磺酰基、N-(1-甲氧基丙基)氨磺酰基、N-(3-甲氧基丙基)氨磺酰基、N-(3-乙氧基丙基)氨磺酰基、N-(3-丙氧基丙基)氨磺酰基、N-(3-异丙氧基丙基)氨磺酰基、N-(3-己氧基丙基)氨磺酰基、N-(2-乙基己氧基丙基)氨磺酰基、N-(3-叔丁氧基丙基)氨磺酰基、N-(4-辛氧基丁基)氨磺酰基等用-R31-O-R32取代的氨磺酰基;
N-(甲氧基羰基甲基)氨磺酰基、N-(甲氧基羰基乙基)氨磺酰基、N-(乙氧基羰基甲基)氨磺酰基、N-(乙氧基羰基乙基)氨磺酰基、N-(丙氧基羰基甲基)氨磺酰基、N-(丙氧基羰基乙基)氨磺酰基、N-(丁氧基羰基甲基)氨磺酰基、N-(丁氧基羰基乙基)氨磺酰基等用-R31-CO-O-R32取代的氨磺酰基;
N-(乙酰基氧基甲基)氨磺酰基、N-(乙酰基氧基乙基)氨磺酰基、N-(乙基羰基氧基甲基)氨磺酰基、N-(乙基羰基氧基乙基)氨磺酰基、N-(丙基羰基氧基甲基)氨磺酰基、N-(丙基羰基氧基乙基)氨磺酰基、N-(丁基羰基氧基甲基)氨磺酰基、N-(丁基羰基氧基乙基)氨磺酰基等用-R31-O-CO-R32取代的氨磺酰基;
N-环己基氨磺酰基、N-(2-甲基环己基)氨磺酰基、N-(3-甲基环己基)氨磺酰基、N-(4-甲基环己基)氨磺酰基、N-(4-丁基环己基)氨磺酰基等具有取代基的用环己基取代的氨磺酰基;
N-苄基氨磺酰基、N-(1-苯基乙基)氨磺酰基、N-(2-苯基乙基)氨磺酰基、N-(3-苯基丙基)氨磺酰基、N-(4-苯基丁基)氨磺酰基、N-[2-(2-萘基)乙基]氨磺酰基、N-[2-(4-甲基苯基)乙基]氨磺酰基、N-(3-苯基-1-丙基)氨磺酰基、N-(3-苯基-1-甲基丙基)氨磺酰基等用芳烷基取代的氨磺酰基等。
Ra1~Ra18中至少-个是硝基时有耐热性高的倾向因此优选。
Ra30以及Ra31优选碳原子数1~8的1价脂肪族烃基、可以被碳原子数1~4的烷基取代环己基、-Ra32-O-Ra33、-Ra32-CO-O-Ra33以及-Ra32-O-CO-Ra33。
式(3)表示的化合物中,作为络合阴离子的配位体的吡唑偶氮化合物优选例举例有式(1-a1)~式(1-a56)表示的化合物等。
式(3)表示的化合物中,络合阴离子的优选例举例有式(1-b1)~式(1-b50)表示的阴离子等。
D1是氢(ヒドロン)、1价金属阳离子或者来源于具有咕吨骨架的化合物的1价阳离子。其中,从所得到的滤色器的亮度高这一点考虑,优选来源于具有咕吨骨架的化合物的1价阳离子。具有咕吨骨架的化合物举例有式(1)表示的化合物。
从在有机溶剂中的溶解性这一点考虑,式(3)表示的化合物优选式(3-1)表示的化合物。
[式(3-1)中,Ra41~Ra58相互独立地表示氢原子、卤原子、碳原子数1~8的1价脂肪族烃基、硝基、磺基或者-SO2NHRa34。
Ra34表示氢原子、碳原子数1~8的1价脂肪族烃基、可以被碳原子数1~4的烷基取代环己基、-Ra32-O-Ra33、-Ra32-CO-O-Ra33、-Ra32-O-CO-Ra33或者碳原子数7~10的芳烷基。
Ra32表示碳原子数1~8的2价脂肪族烃基。
Ra33表示碳原子数1~8的1价脂肪族烃基。
Ra59以及Ra60相互独立地表示氢原子、甲基、乙基或者氨基。
M2表示Cr或者Co。
Ra21~Ra24相互独立地表示氢原子、碳原子数1~8的1价脂肪族烃基或者碳原子数6~10的1价芳香族烃基,该脂肪族烃基以及该芳香族烃基所含的氢原子可以被羟基、-OR32、磺基、-SO3Na、-SO3K或者卤原子取代。
Ra25以及Ra26各自独立地表示氢原子或者甲基。
Ra27表示1,2-亚乙基、丙烷-1,3-二基或者丙烷-1,2-二基。
Ra28表示氢原子或者碳原子数1~4的烷基。
n表示1~4的整数。n为2以上的整数时,多个R27相互之间可以相同也可以不同。]
碳原子数1~8的1价脂肪族烃基举例有同表示所述Ra1~Ra18的基团。
碳原子数1~8的2价脂肪族烃基举例有同表示所述Ra32的基团。
碳原子数1~4的烷基举例有甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、叔丁基等。
碳原子数6~10的1价芳香族烃基举例有苯基、甲基苯基、二甲基苯基、三甲基苯基、乙基苯基、丙基苯基、丁基苯基、萘基等芳基;苄基、二苯基甲基、苯基乙基、3-苯丙基等芳烷基等。
可以被碳原子数1~4的烷基取代的环己基举例有2-甲基环己基、2-乙基环己基、2-丙基环己基、2-异丙基环己基、2-丁基环己基、4-甲基环己基、4-乙基环己基、4-丙基环己基、4-异丙基环己基、4-丁基环己基等。
Ra41~Ra58中至少一个是硝基时有耐热性高的倾向,因此优选。
此外,Ra41~Ra45至少之一以及Ra46~Ra50中至少之一优选磺基或者-SO2NHRa34,更优选-SO2NHRa34。其中,Ra34优选氢原子或者碳原子数1~8的1价脂肪族烃基,更优选氢原子或者2-乙基己基。具有若干个-SO2NHRa34时,它们相互之间可以相同也可以不同。
从色浓度变高考虑,Ra21~Ra24优选氢原子或者可以具有取代基的碳原子数1~8的1价脂肪族烃基,更优选氢原子或者乙基。
Ra27优选1,2-亚乙基以及丙烷-1,2-二基,更优选1,2-亚乙基。
Ra28优选氢原子。
n为1~4的整数,优选2~4的整数,更优选3或者4,进一步优选3。
从在有机溶剂中的溶解性这一点考虑,-(Ra27-O)N-Ra28优选2-(2-羟基乙氧基)乙基以及2-[2-(2-羟基乙氧基)乙氧基]乙基,更优选2-[2-(2-羟基乙氧基)乙氧基]乙基。
式(3-1)表示的化合物中,来源于咕吨化合物的阳离子的优选例举例有式(1-c1)~式(1-c48)表示的阳离子等。
式(3-1)表示的化合物具体举例有式(1-1)~式(1-20)表示的化合物等。
式(3-1)表示的化合物的具体例中,从在有机溶剂中的溶解性这一点考虑,优选式(1-1)、式(1-3)~式(1-5)、式(1-7)~式(1-9)、式(1-11)~式(1-16)以及式(1-18)~式(1-20)表示的化合物,更优选式(1-1)表示的化合物以及式(1-3)表示的化合物。
要制造式(3)表示的化合物,使用式(3d)表示的化合物和铬化合物,形成铬络合物盐,或者使用式(3d)表示的化合物和钴化合物,形成钴络合物盐。然后,根据需要,使该络合物盐与具有D1的盐进行盐交换反应,可以制造式(3)表示的化合物。
[式(3d)中,Ra1~Ra5、Ra11~Ra14以及Ra19表示的意义与式(3)中的相同。]
式(3d)表示的化合物在染料领域被大家所熟知,可以通过使重氮盐与吡唑化合物进行重氮偶合的方法进行制造。
式(3-1)表示的化合物通过所述络合物盐与式(b)表示的咕吨化合物进行盐交换反应进行制造。
[式(b)中,Ra21~Ra28以及n表示的意义与式(3-1)中的相同。A-表示1价阴离子。]
1价阴离子举例有Cl-、BR-、I-、ClO4 -、PF6 -或者BF4 -等。
式(b)表示的咕吨化合物可以通过使式(b0)表示的化合物与式(b1)表示的化合物在有机溶剂中反应进行制造。
[式(b0)以及式(b1)中,Ra21~Ra28以及n表示的意义与式(2-1)中的相同。A-表示的意义与式(b)中的相同。]
所述反应中,反应温度优选15℃~60℃,反应时间优选1小时~12小时。此外,从缩短反应时间或提高产率考虑,优选使用酸催化剂以及/或者脱水剂。
酸催化剂举例有硫酸、对甲苯磺酸等。
脱水剂举例有二环己基碳化二亚胺、二异丙基碳化二亚胺、1-乙基-3-(3-二甲基氨基丙基)碳化二亚胺盐酸盐等碳化二亚胺类;1-烷基-2-卤代吡啶鎓盐类;1,1’-羰基二咪唑;双(2-氧基-3-噁唑烷基)亚膦酸氯;二-2-吡啶基碳酸盐等。其中,从容易后处理以及精制考虑,脱水剂优选1-乙基-3-(3-二甲基氨基丙基)碳化二亚胺盐酸盐。
所述反应所使用的有机溶剂举例有二氯甲烷、氯仿、四氢呋喃、甲苯、乙腈等。
式(3-1)表示的化合物可以通过使所述络合物盐和式(b)表示的咕吨化合物在溶剂中进行盐交换进行制造。优选使钴络合物盐与咕吨化合物(b)以1∶1~1∶4的摩尔比反应。
颜料可以是有机颜料以及无机颜料的任一种,但优选有机颜料。
有机颜料可以使用例如日本专利特开2003-327864号公报等记载的任一个。其中,优选C.I.颜料蓝15、15:3、15:4、15:6、60等蓝色颜料;C.I.颜料紫1、19、23、29、32、36、38等紫色颜料;C.I.颜料绿7、10、15、25、36、47以及58等绿色颜料;C.I.颜料黄1、3、12、13、14、15、16、17、20、24、31、53、83、86、93、94、109、110、117、125、128、137、138、139、147、148、150、153、154、166、173、194、214等黄色颜料;C.I.颜料橙13、31、36、38、40、42、43、51、55、59、61、64、65、71、73等橙色颜料;
C.I.颜料红9、97、105、122、123、144、149、166、168、176、177、180、192、209、215、216、224、242、254、255、264、265等红色颜料等。
使用着色组合物制作滤色器时,该着色组合物作为蓝色组合物、绿色组合物以及红色组合物分别进行调整。
蓝色组合物优选含有选自C.I.颜料红紫23、C.I.颜料蓝15:3、15:6的至少一种颜料,更优选含有C.I.颜料蓝15:6。绿色组合物优选含有选自C.I.颜料绿36、58、C.I.颜料黄138、150至少一种。红色组合物优选含有选自C.I.颜料黄138、139、150、C.I.颜料红177、242、254至少一种。这些颜料可以单独使用,也可以混合2种以上使用。
可以根据需要对颜料、尤其有机颜料进行松香处理、使用导入酸性基或者碱性基的颜料衍生物等的表面处理、通过高分子化合物等对颜料表面的接枝处理、或者除去杂质用的通过有机溶剂或水等的清洗处理、通过离子交换法等的除去离子性杂质的处理等。优选颜料的粒径均一。
用于本发明的颜料分散液的制造方法的颜料优选使用进行过微细化处理的颜料。这样的微细化处理举例有盐磨处理、硫酸微粒化处理等,优选盐磨处理。
盐磨处理是指,使用捏合机、双辊辊碎机、三辊辊碎机、球磨机、磨碎机、磨砂机等混炼机,将颜料、水溶性无机盐和水溶性有机溶剂的混合物一边加热一边机械混炼,然后,通过水洗除去水溶性无机盐和水溶性有机溶剂的处理。水溶性无机盐起着粉碎助剂的作用。进行盐磨时,利用无机盐的高硬度将颜料粉碎。由于粉碎颜料和通过粉碎所产生的活性面中的结晶成长同时发生,所以混炼条件不同时,所得到的颜料的一次粒径不同。
混炼温度优选40~150℃。混炼温度在上述范围的话,促进混炼中的结晶成长,所得到的颜料粒子的形状容易变得均一。而加热温度不足40℃时,结晶成长不充分发生,颜料粒子的形成接近无定形,而不理想。而加热加温度超过150℃时,结晶成长过度进行,颜料的一次粒径变大,作为滤色器用着色组合物的着色剂不理想。此外,从盐磨处理颜料的一次粒子的粒度分布和盐磨处理所需的费用方面考虑,盐磨处理的混炼时间优选2~24小时。
通过优化对颜料进行盐磨处理时的条件,可以得到1次粒径非常微细、分布的宽度窄、具有尖锐的粒度分布的颜料。使用含有这样的颜料的着色组合物得到的滤色器的色特性优异。
用于盐磨处理的水溶性无机盐可以使用氯化钠、氯化钡、氯化钾以及硫酸钠等,但从价格上考虑,优选使用氯化钠(食盐)。从处理效率和生产效率这两方面考虑,水溶性无机盐相对于颜料的总量优选使用50~2,000质量%,最优选使用300~1,000质量%又,水溶性有机溶剂起着润湿颜料以及水溶性无机盐的作用,只要溶解于水(与水混合),且实际上不溶解所使用的无机盐,就没有特别的限定,但从在盐磨处理时的温度下不易蒸发以及安全性方面考虑,优选沸点120℃以上的溶剂。使用例如2-甲氧基乙醇、2-丁氧基乙醇、2-(异戊氧基)乙醇、2-(己氧基)乙醇、二乙二醇、二乙二醇单乙基醚、二乙二醇单丁基醚、三乙二醇、三乙二醇单甲基醚、液状的聚乙二醇、1-甲氧基-2-丙醇、1-乙氧基-2-丙醇、二丙二醇、二丙二醇单甲基醚、二丙二醇单乙基醚以及液状的聚丙二醇等。水溶性有机溶剂相对于颜料的总量,优选使用5~1,000质量%,更优选使用50~500质量%。
进行盐磨处理时,根据需要,可以添加树脂。对所使用的树脂的种类没有特别的限定,可以使用天然树脂、改性天然树脂、合成树脂、由天然树脂改性得到的合成树脂等。所用的树脂优选在室温下是固体,难溶或者不溶于水,并且,更优选可部分溶解于上述有机溶剂中。树脂的使用量相对于颜料的总量在5~200质量%的范围。
在本发明颜料分散液的制造方法中,为了提高颜料的分散性,提高分散稳定性,优选使用颜料分散剂。该颜料分散剂举例有例如阳离子系、阴离子系、非离子系、两性、聚酯系、聚胺系、丙烯酸系等表面活性剂等。这些颜料分散剂可以单独使用也可以2种以上组合使用。
使用颜料分散剂时,其使用量对于每1质量份颜料,优选在2质量份以下,更优选在1质量份以下,进一步优选0.05质量份以上、0.5质量份以下。颜料分散剂的使用量在该范围的话,有得到均一分散状态的颜料分散液的倾向。
在本发明的颜料分散液的制造方法中,为了提高颜料的分散性,提高分散稳定性,可以使用颜料衍生物(只是与染料不同)作为分散助剂。颜料衍生物举例有偶氮系、酞菁系、喹吖啶酮系、苯并咪唑酮(ベンツィミダゾロン)系、奎酞酮系、异吲哚酮系、异吲哚满系、二噁嗪系、蒽醌系、阴丹士林(indanthrene)系、二萘嵌苯系、周因酮系、二酮基吡咯并吡咯系、二噁嗪系颜料等衍生物。通常,颜料衍生物难溶于有机溶剂中。颜料衍生物的取代基举例有将磺基、氨磺酰基以及其季盐、酞酰亚胺(邻苯二甲酰)甲基、N,N-二烷基氨基烷基、羟基、羧基、氨基甲酰基等与颜料骨架直接键合或者通过烷基、芳基、杂环基等键合得到的基团,优选举例氨磺酰基以及其季盐、磺基,更优选磺基。此外,这些取代基可以在一个颜料骨架上多个取代,也可以是取代数不同的化合物的混合物。颜料衍生物的具体例举例有偶氮颜料的磺酸衍生物、酞菁颜料的磺酸衍生物、奎酞酮颜料的磺酸衍生物、异吲哚满颜料的磺酸衍生物、蒽醌颜料的磺酸衍生物、喹吖啶酮颜料的磺酸衍生物、二酮基吡咯并吡咯颜料的磺酸衍生物、二噁嗪颜料的磺酸衍生物等。
在本发明的颜料分散液的制造方法中,可以含有选自后述的树脂(B)的树脂的一部分或者全部。具体地,在后述的颜料分散液的制备的分散处理工序中,通过含有上述颜料分散剂以及胶粘剂树脂,由于该胶粘剂树脂与分散剂的相乘效应而有助于分散稳定性,因而理想。
本发明中,优选以染料∶颜料=1∶99~99∶1的质量比含有染料和颜料,更优选1∶99~60∶40,进一步优选5∶95~40∶60。通过设定成这样的比率,透过光谱的优化变得容易,可以得到高对比度、高亮度的着色图案,并且所得到的着色图案的耐热性、耐化学药品性变得良好。
着色组合物为蓝色组合物时,C.I.颜料蓝15:6与染料的质量比优选99∶1~40∶60,更优选97∶3~50∶50,进一步优选97∶3~70∶30。为绿色组合物时,选自C.I.颜料绿36、C.I.颜料绿58、C.I.颜料黄138以及C.I.颜料绿150的至少一种与染料的质量比优选99∶1~40∶60,更优选99∶1~50∶50,进一步优选95∶5~55∶45。为红色组合物时,选自C.I.颜料黄139、C.I.颜料黄150、C.I.颜料红177、C.I.颜料红242以及C.I.颜料红254的至少一种与染料的质量比优选99∶1~40∶60,更优选99∶1~50∶50,进一步优选97∶3~65∶35。
在本发明的颜料分散液的制造方法中,将上述染料和颜料同时分散在溶剂中。
本发明中使用的溶剂举例如下。
举例有例如一元醇、多元醇等醇类。
这样的醇例示有甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、戊醇、己醇、环己醇、乙二醇、丙二醇、甘油等。
还举例有乙二醇类、丙二醇类等醇醚类。
举例有乙二醇单甲基醚、乙二醇单乙基醚、乙二醇单丙基醚、乙二醇单异丙基醚以及乙二醇单丁基醚这样的乙二醇单烷基醚类;
丙二醇单甲基醚、丙二醇单乙基醚、丙二醇单丙基醚、丙二醇单丁基醚等丙二醇单烷基醚类;
丙二醇二甲基醚、丙二醇二乙基醚、丙二醇乙基甲基醚、丙二醇二丙基醚、丙二醇丙基甲基醚、丙二醇乙基丙基醚等丙二醇二烷基醚类;
二丙二醇二甲基醚、二丙二醇二乙基醚、二丙二醇甲基乙基醚等二丙二醇二烷基醚类;
二丙二醇单甲基醚、二丙二醇单丙基醚等二丙二醇单烷基醚类;
3-甲氧基丁醇、乙氧基丁醇、丙氧基丁醇、丁氧基丁醇等丁二醇单烷基醚类;
二乙二醇二甲基醚等。
举例有包括醚乙酸酯类、醚丙酸酯类的醚类。
举例有甲基溶纤剂乙酸酯、乙基溶纤剂乙酸酯、乙二醇单丁基醚乙酸酯、乙二醇单乙基醚乙酸酯等乙二醇烷基醚乙酸酯类;
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、等丙二醇烷基醚乙酸酯类;
丙二醇甲基醚丙酸酯、丙二醇乙基醚丙酸酯、丙二醇丙基醚丙酸酯、丙二醇丁基醚丙酸酯等丙二醇烷基醚丙酸酯类;
甲氧基丁基乙酸酯、乙氧基丁基乙酸酯、丙氧基丁基乙酸酯、丁氧基丁基乙酸酯等丁二醇单烷基醚乙酸酯类;
甲氧基丁基丙酸酯、乙氧基丁基丙酸酯、丙氧基丁基丙酸酯、丁氧基丁基丙酸酯等丁二醇单烷基醚丙酸酯类;
二乙二醇单乙基醚乙酸酯、二乙二醇单丁基醚乙酸酯等二乙二醇单烷基醚乙酸酯类;
二丙二醇单甲基醚乙酸酯等二丙二醇单烷基醚乙酸酯类;
乙酸丙二醇单乙基醚等;
甲氧基戊基乙酸酯等。
芳香族烃类举例有苯、甲苯、二甲苯、均三甲基苯等。
烃类举例有环己烷等。
酮类举例有甲基乙基甲酮、丙酮、甲基戊基甲酮、甲基异丁基甲酮、环己酮、N-甲基吡咯烷酮、4-羟基-4-甲基-2-戊酮、2-丁酮、2-庚酮、3-庚酮、4-庚酮、4-甲基-2-戊酮、环戊酮、环己酮、异佛尔酮等。
酯类举例有乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯、2-羟基丙酸乙酯、2-羟基-2-甲基丙酸甲酯、2-羟基-2-甲基丙酸乙酯、羟基乙酸甲酯、羟基乙酸乙酯、羟基乙酸丁酯、乳酸甲酯、乳酸乙酯、乳酸丙酯、乳酸丁酯、2-甲基乳酸甲酯、3-羟基丙酸甲酯、3-羟基丙酸乙酯、3-羟基丙酸丙酯、3-羟基丙酸丁酯、2-羟基-3-甲基丁烷酸甲酯、甲氧基乙酸甲酯、甲氧基乙酸乙酯、甲氧基乙酸丙酯、甲氧基乙酸丁酯、乙氧基乙酸甲酯、乙氧基乙酸乙酯、乙氧基乙酸丙酯、乙氧基乙酸丁酯、丙氧基乙酸甲酯、丙氧基乙酸乙酯、丙氧基乙酸丙酯、丙氧基乙酸丁酯、丁氧基乙酸甲酯、丁氧基乙酸乙酯、丁氧基乙酸丙酯、丁氧基乙酸丁酯、2-甲氧基丙酸甲酯、2-甲氧基丙酸乙酯、2-甲氧基丙酸丙酯、2-甲氧基丙酸丁酯、2-乙氧基丙酸甲酯、2-乙氧基丙酸乙酯、2-乙氧基丙酸丙酯、2-乙氧基丙酸丁酯、2-丁氧基丙酸甲酯、2-丁氧基丙酸乙酯、2-丁氧基丙酸丙酯、2-丁氧基丙酸丁酯、3-甲氧基丙酸甲酯、3-甲氧基丙酸乙酯、3-甲氧基丙酸丙酯、3-甲氧基丙酸丁酯、3-乙氧基丙酸甲酯、3-乙氧基丙酸乙酯、3-乙氧基丙酸丙酯、3-乙氧基丙酸丁酯、3-丙氧基丙酸甲酯、3-丙氧基丙酸乙酯、3-丙氧基丙酸丙酯、3-丙氧基丙酸丁酯、3-丁氧基丙酸甲酯、3-丁氧基丙酸乙酯、3-丁氧基丙酸丙酯、3-丁氧基丙酸丁酯、丙酮酸乙酯等。
环状醚类举例有四氢呋喃、吡喃、四氢吡喃等。
环状酯类举例有γ-丁内酯等。
酰胺类举例有N,N’-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮等。
分散工序中使用的溶剂优选包括醚乙酸酯类、醚丙酸酯类的醚类,更优选醚乙酸酯类,进一步优选丙二醇单甲基醚乙酸酯。为这些溶剂的话,有所得到的滤色器的表面不易出现异物的趋势。
这些溶剂可以单独使用也可以2种以上组合使用。也有被分类在若干种类中的溶剂。
本发明的颜料分散液的制造方法中,使颜料和染料同时均一地分散在溶剂中。这里的同时并不是瞬时的意思,而是对于上述溶剂中的同一溶剂,将两者连续地,即在实质上不进行加热、冷却、搅拌、混合等其他操作的条件下,或者将上述操作控制在最小限度,依次投入,使两者存在于同一溶剂中,然后任意进行加热、冷却、搅拌、混合等,使均一分散。也就是,作为一工序,是将两者投入到同一溶剂中,使之分散。
使染料和颜料同时分散的方法没有特别的限定,可以利用该领域公知的装置、公知的方法等进行。可以同时将颜料、染料、颜料分散剂、溶剂、根据需要混合的分散助剂以及树脂,也可以预先分别将染料、颜料分散剂、树脂溶解在溶剂中之后,再进行混合、分散。分散使用涂料振动器、砂磨机、球磨机、辊碎机、碎石机、气流粉碎机、均化器等分散剂进行。通过如上进行分散,颜料被微粒化,因此着色组合物的涂布特性提高,由该着色组合物得到的滤色器的透过率以及对比度提高。
使用涂料振动器进行分散时,优选使用0.1~2mm直径的玻璃珠或者氧化锆珠子。进行分散的温度优选0~100℃以上,更优选20~80℃以上。另外,进行分散的时间举例有1~20小时,优选1~10小时,根据颜料分散液的组成以及涂料振动器装置的大小等进行适当调整。
本发明的着色组合物的制造方法举例有在上述颜料分散液(A)中混合选自溶剂(E)、树脂(B)、光聚合性化合物(C)以及光聚合引发剂(D)的至少一种的方法。
溶剂可以就这样使用颜料分散液中所含的溶剂,也可以适当选择上述溶剂进行混合。
另外,制造的着色组合物中,染料以及颜料的合计量相对于着色组合物中的固体成分,优选5~60质量%,更优选8~55质量%,进一步优选10~50质量%。在这里,固体成分是指着色组合物中除去溶剂之外的成分的合计。
染料以及颜料的含量在该范围的话,所得到的着色图案或者滤色器的色浓度充分,且可以使组合物中含有必要量的胶粘剂聚合物,所以可以形成机械强度优异的着色图案或者滤色器。
对于树脂(B)没有特别的限定,但优选例如含有碱可溶性树脂。
对碱可溶性树脂没有特别的限定,可以使用任何树脂。例如碱可溶性树脂含有由(甲基)丙烯酸导出的构成单元。在这里,(甲基)丙烯酸表示丙烯酸以及/或者甲基丙烯酸。所述由(甲基)丙烯酸导出的构成单元的含量在构成碱可溶性树脂的总构成单元中优选16摩尔%以上、40摩尔%以下,更优选18摩尔%以上、38摩尔%以下。由(甲基)丙烯酸导出的构成单元的含量在上述范围的话,显影时非像素部的溶解性良好。显影后的非像素部有不易残留残渣的趋势。
构成碱可溶性树脂的除由(甲基)丙烯酸导出的构成单元之外的导出构成单元的其他单体可以举例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、不饱和亚胺类、脂肪族共轭二烯类、聚合物分子链的末端具有单丙烯酰基或者单甲基丙烯酰基的大单体类、式(II)表示的单元以及式(III)表示的单元等。
(式(II)以及式(III)中,R80以及R82各自独立地表示氢原子或者甲基。R81以及R83各自独立地表示氢原子或者碳原子数1~6的烷基。)
碱可溶性树脂具体优选甲基丙烯酸/甲基丙烯酸苄基酯共聚物、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸苄基酯/苯乙烯共聚物、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸苄基酯/甲基丙烯酸异冰片酯共聚物、甲基丙烯酸/苯乙烯/甲基丙烯酸苄基酯/N-苯基马来酸酐缩亚胺共聚物、甲基丙烯酸/式(II)表示的构成成分(其中在这里,式(II)中,R53表示甲基,R54表示氢原子。)/甲基丙烯酸苄基酯共聚物、式(II)表示的构成单元(其中在这里,式(II)中,R53表示甲基,R54表示氢原子。)/甲基丙烯酸苄基酯共聚物、甲基丙烯酸/式(III)表示的构成单元(其中在这里,式(III)中,R55表示甲基,R56表示氢原子。)/苯乙烯共聚物/甲基丙烯酸三环癸基酯共聚物等。
尤其,从固化性、显影性方面看,优选式(IV)表示的碱可溶性树脂。
具有式(II)表示的构成单元的碱可溶性树脂、例如甲基丙烯酸/式(II)表示的构成单元/甲基丙烯酸苄基酯共聚物可以这样得到,使甲基丙烯酸与甲基丙烯酸苄基酯聚合得到2成分聚合物,使所得到的2成分聚合物与式(V)表示的化合物反应。
使甲基丙烯酸苄基酯、甲基丙烯酸、三环癸烷骨架的单甲基丙烯酸酯共聚物与式(VI)表示的化合物反应,可以得到甲基丙烯酸/式(III)表示的构成单元/苯乙烯共聚物/甲基丙烯酸三环癸基酯共聚物。
[式(V)以及式(VI)中,R81以及R83表示的意义同上。]
共聚一般使用聚合引发剂在溶剂中进行。
聚合引发剂使用例如2,2’-偶氮二异丁腈、2,2’-偶氮双(2-甲基丙酸甲酯)这样的偶氮化合物、过氧化苯甲酰基或过氧化叔丁基这样的过氧化物等。
溶剂是溶解各单体的溶剂即可,例如可以使用乙二醇单甲基醚乙酸酯、乙二醇单乙基醚乙酸酯、丙二醇单甲基醚乙酸酯、丙二醇单乙基醚乙酸酯这样的醇醚酯类、上述溶剂等。
反应温度通过考虑聚合引发剂的分解温度、溶剂以及单体的沸点等来决定即可。
另外,用具有聚合性基的化合物对这样得到的共聚物的侧链进行改性,也可以作成感光性的碱可溶性树脂。此时,也可以在树脂中加入导入了聚合性基团的催化剂。
催化剂举例有例如三二甲基氨基甲基苯酚等。此外,可以添加防止副反应用的添加剂。添加剂举例有例如氢醌等。
碱可溶性树脂可以例示如以下的共聚物[K1]~[K4]等。
[K1]不饱和羧酸以及/或不饱和羧酸酐(B1)(以下有时仅称“B1”)和具有碳原子数2~4的环状醚结构的单体(B2)(以下有时仅称“B2”)聚合而成的共聚物。
[K2](B1)、(B2)和单体(B3)聚合而成的共聚物。这里,单体(B3)(以下有时仅称“B3”)是能够与(B1)及/或(B2)进行共聚的单体,是不同于(B1)及/或(B2)的单体。
[K3](B1)和(B3)共聚物中,通过使来源于(B1)的羧基的一部分与来源于(B2)的碳原子数2~4的环状醚结构反应而得到的共聚物。
[K4](B1)和(B3)的共聚物。
尤其,优选至少由(B1)和(B2)共聚而成的共聚物。
作为(B1),举例有如脂肪族不饱和羧酸以及/或脂肪族不饱和羧酸酐等。具体地,举例有,
丙烯酸、甲基丙烯酸、丁烯酸等的不饱和单羧酸类;
顺丁烯二酸、富马酸、柠康酸、中康酸、衣康酸等的不饱和二羧酸类;
甲基-5-降冰片烯-2,3-二羧酸、5-羧基二环[2.2.1]-2-庚烯、5,6-二羧基二环[2.2.1]-2-庚烯、5-羧基-5-甲基二环[2.2.1]-2-庚烯、5-羧基-5-乙基二环[2.2.1]-2-庚烯、5-羧基-6-甲基二环[2.2.1]-2-庚烯、5-羧基-6-乙基二环[2.2.1]-2-庚烯等的含有羧基的二环不饱和化合物类;
顺丁烯二酸酐、柠康酸酐、衣康酸酐、3-乙烯基邻苯二甲酸酐、4-乙烯基邻苯二甲酸酐、3,4,5,6-四氢邻苯二甲酸酐、1,2,3,6-四氢邻苯二甲酸酐、二甲基四氢邻苯二甲酸酐、5,6-二羧基二环[2.2.1]-2-庚烯酐(降冰片烯二酸酐)等的不饱和二羧酸酐类;
琥珀酸单[2-(甲基)丙烯酰基氧乙基]酯、邻苯二甲酸单[2-(甲基)丙烯酰基氧乙基]酯等的2元以上的多元羧酸的不饱和单[(甲基)丙烯酰基氧基烷基]酯类;
α-(羟基甲基)丙烯酸酯等、同一分子中含有羟基和羧基的不饱和丙烯酸酯类等。
其中,从共聚反应性和碱溶解性的观点,优选丙烯酸、甲基丙烯酸或顺丁烯二酸酐等。
这些可以单独使用,也可以组合2种以上使用。还有,在本说明书中,只要不特别指明,所例示的化合物、成分、剂等都可以单独使用,也可以组合2种以上使用。
本说明书中,“(甲基)丙烯酸”表示选自丙烯酸和甲基丙烯酸中的至少1种。“(甲基)丙烯酰基”和“(甲基)丙烯酸酯”等的表述也是同样的含义。
(B2)只要具有如选自碳原子数2~4的环状醚结构(如环氧乙烷结构、氧杂环丁烷结构以及四氢呋喃结构)中的至少1种结构即可,更优选具有不饱和键的单体。
(B2)举例有如具有环氧乙烷基的单体、具有氧杂环丁基的单体、具有四氢呋喃基的单体等。
上述具有环氧乙烷基的单体是指如具有选自如脂肪族环氧基以及脂环式环氧基的至少一种基团的聚合性化合物。
具有环氧基的单体优选是具有选自将链状烯烃环氧化得到的结构以及将环状烯烃环氧化得到的结构的至少一种结构和不饱和键的化合物,更优选具有选自将链状烯烃环氧化得到的结构以及将环状烯烃环氧化得到的结构的至少一种结构和(甲基)丙烯酰氧基的单体。
具有将链状烯烃环氧化得到的结构的化合物具体地举例有(甲基)丙烯酸缩水甘油酯、(甲基)丙烯酸-β-甲基缩水甘油酯、(甲基)丙烯酸-β-乙基缩水甘油酯、缩水甘油乙烯基醚、日本专利特开平7-248625号公报中记载的下述式(VI)所示的化合物等。
(式(VI)中,R84~R86各自独立地表示氢原子或碳原子数1~10的烷基,m1是1~5的整数。)
作为上述式(VI)所示的化合物,举例有如邻乙烯基苄基缩水甘油醚、间乙烯基苄基缩水甘油醚、对乙烯基苄基缩水甘油醚、α-甲基邻乙烯基苄基缩水甘油醚、α-甲基间乙烯基苄基缩水甘油醚、α-甲基对乙烯基苄基缩水甘油醚、2,3-二缩水甘油氧基甲基苯乙烯、2,4-二缩水甘油氧基甲基苯乙烯、2,5-二缩水甘油氧基甲基苯乙烯、2,6-二缩水甘油氧基甲基苯乙烯、2,3,4-三缩水甘油氧基甲基苯乙烯、2,3,5-三缩水甘油氧基甲基苯乙烯、2,3,6-三缩水甘油氧基甲基苯乙烯、3,4,5-三缩水甘油氧基甲基苯乙烯、2,4,6-三缩水甘油氧基甲基苯乙烯等。
作为将环状烯烃环氧化得到的结构的单体举例有如具有将单环的环状烯烃环氧化得到的结构的单体、将多环的环状烯烃环氧化得到的结构的单体等。作为具有环氧乙烷结构的单体优选具有选自将单环的环状烯烃环氧化得到的结构以及将多环的环状烯烃环氧化得到的结构的至少一种结构和不饱和键的化合物,更优选具有选自将单环的环状烯烃环氧化得到的结构以及将多环的环状烯烃环氧化得到的结构的至少一种结构和(甲基)丙烯酰氧基的单体。
作为上述的单环的环状烯烃举例如环戊烯、环己烯、环庚烯、环辛烯等。其中优选碳原子数5~7的化合物。
具有将单环的环状烯烃环氧化得到的结构的单体具体地举例有乙烯基环己烯单氧化物1,2-环氧-4-乙烯基环己烷(例如セロキサィド2000;ダィセル化学工业(株)制造)、3,4-环氧环己基甲基丙烯酸酯(例如サィクロマ一A400;ダィセル化学工业(株)制造)、3,4-环氧环己基甲基甲基丙烯酸酯(例如サィクロマ一M100;ダィセル化学工业(株)制造)等。
上述多环的环状烯烃如举例有二环戊烯、三环癸烯、降冰片烯、异降冰片烯、二环辛烯、二环壬烯、二环十一碳烯、三环十一碳烯、二环十二碳烯、三环十二碳烯等。
其中,优选碳原子数8~12的化合物。
上述将多环的环状烯烃环氧化得到的结构的单体举例有如丙烯酸-3,4-环氧降冰片基酯、甲基丙烯酸-3,4-环氧降冰片基酯、式(VII)表示的化合物以及、式(VIII)表示的化合物等。
式(VII)及式(VIII)中,R87及R88各自独立地表示氢原子或碳原子数1~4的烷基,该烷基所含的氢原子可被羟基取代。
X87及X88各自独立地表示单键、碳原子数1~6的亚烷基或*-(CH2)s-X’-(CH2)t-。
X’表示-S-、-O-或-NH-。
s表示1~6的整数,t表示0~6的整数。其中,s+t≤6。
*表示与O的键合位置。]
作为R87及R88,具体地举例有氢原子;甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、叔丁基等的烷基;
羟基甲基、1-羟基乙基、2-羟基乙基、1-羟基丙基、2-羟基丙基、3-羟基丙基、1-羟基-1-甲基乙基、2-羟基-1-甲基乙基、1-羟基丁基、2-羟基丁基、3-羟基丁基、4-羟基丁基等的羟基取代烷基。
其中,优选氢原子、甲基、羟基甲基、1-羟基乙基、2-羟基乙基。更优选氢原子、甲基。
作为表示X87及X88的碳原子数1~6的链状烷烃二基,具体地举例有亚甲基、亚乙基、1,2-丙烷二基、1,3-丙烷二基、1,4-丁烷二基、1,5-戊烷二基、1,6-己烷二基。
其中,优选单键、亚甲基、亚乙基、-O-CH2-、-O-(CH2)2-。更优选单键、-O-CH2-。
选自式(VII)表示的化合物以及式(VIII)表示的化合物的至少1种化合物优选是选自下述式(VII’)表示的化合物以及式(VIII’)表示的化合物的至少1种化合物。
式(VII’)及式(VIII’)中,R89及R90的意义分别与上述R87及R88相同。
式(VII)表示的化合物例如是式(VII-1)~式(VII-15)表示的化合物等。优选是式(VII-1)、式(VII-3)、式(VII-5)、式(VII-7)、式(VII-9)、(VII-11)~式(VII-15)。更优选(VII-1)、式(VII-7)、式(VII-9)、式(VII-15)。
式(VIII)表示的化合物例如是式(VIII-1)~式(VIII-15)表示的化合物等。优选是式(VIII-1)、式(VIII-3)、式(VIII-5)、式(VIII-7)、式(VIII-9)、(VIII-11)~式(VIII-15)。更优选(VIII-1)、式(VIII-7)、式(VIII-9)、式(VIII-15)。
选自式(VII)表示的化合物以及式(VIII)表示的化合物的至少一种可以分别单独使用。此外,可以以任意比率混合。混合时,其混合比率以摩尔比计,优选式(VII)∶式(VIII)为5∶95~95∶5,更优选10∶90~90∶10,更优选20∶80~80∶20。
上述具有氧杂环丁基的单体优选是具有氧杂环丁基和不饱和键的化合物,更优选具有有氧杂环丁基和(甲基)丙烯酰氧基的单体。
作为具有氧杂环丁基的单体,具体举例有3-甲基-3-甲基丙烯酰氧基甲基氧杂环丁烷、3-甲基-3-丙烯酰氧基甲基氧杂环丁烷、3-乙基-3-甲基丙烯酰氧基甲基氧杂环丁烷、3-乙基-3-丙烯酰氧基甲基氧杂环丁烷、3-甲基-3-甲基丙烯酰氧基乙基氧杂环丁烷、3-甲基-3-丙烯酰氧基乙基氧杂环丁烷、3-乙基-3-甲基丙烯酰氧基乙基氧杂环丁烷或3-乙基-3-丙烯酰氧基乙基氧杂环丁烷等。
上述具有四氢呋喃基的单体优选是具有四氢呋喃基和不饱和键的化合物,更优选具有四氢呋喃基和(甲基)丙烯酰氧基的单体。
作为具有四氢呋喃基的单体,具体举例有丙烯酸四氢糠基酯(如ビスコ一トV#150,大阪有机化学工业(株)制造)、甲基丙烯酸四氢糠基酯等。
作为可共聚的单体(B3)举例有如
(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸仲丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯等的(甲基)丙烯酸烷基酯类;
(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸-2-甲基环己酯、(甲基)丙烯酸三环[5.2.1.02,6]癸烷-8-基酯(该技术领域中惯用名为(甲基)丙烯酸二环戊基酯(DICYCLOPENTANYL METHACRYLATE))、(甲基)丙烯酸二环戊基氧基乙基酯、(甲基)丙烯酸异冰片酯等的(甲基)丙烯酸环状烷基酯类;
(甲基)丙烯酸苯酯、(甲基)丙烯酸苄酯等的(甲基)丙烯酸芳基酯类;
马来酸二乙酯、富马酸二乙酯、衣康酸二乙酯等的二羧酸二酯;
(甲基)丙烯酸-2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酸-2-羟基丙酯等的羟基烷基酯类;
二环[2.2.1]-2-庚烯、5-甲基二环[2.2.1]-2-庚烯、5-乙基二环[2.2.1]-2-庚烯、5-羟基二环[2.2.1]-2-庚烯、5-羟基甲基二环[2.2.1]-2-庚烯、5-(2’-羟基乙基)二环[2.2.1]-2-庚烯、5-甲氧基二环[2.2.1]-2-庚烯、5-乙氧基二环[2.2.1]-2-庚烯、5,6-二羟基二环[2.2.1]-2-庚烯、5,6-二(羟基甲基)二环[2.2.1]-2-庚烯、5,6-二(2’-羟基乙基)二环[2.2.1]-2-庚烯、5,6-二甲氧基二环[2.2.1]-2-庚烯、5,6-二乙氧基二环[2.2.1]-2-庚烯、5-羟基-5-甲基二环[2.2.1]-2-庚烯、5-羟基-5-乙基二环[2.2.1]-2-庚烯、5-羟基甲基-5-甲基二环[2.2.1]-2-庚烯、5-叔丁氧基羰基二环[2.2.1]-2-庚烯、5-环己基氧基羰基二环[2.2.1]-2-庚烯、5-苯氧基羰基二环[2.2.1]-2-庚烯、5,6-二(叔丁氧基羰基)二环[2.2.1]-2-庚烯、5,6-二(环己基氧基羰基)二环[2.2.1]-2-庚烯等的二环不饱和化合物类;
N-甲基马来酸酐缩亚胺、N-乙基马来酸酐缩亚胺、N-丙基马来酸酐缩亚胺等的N-烷基马来酸酐缩亚胺;
N-环戊基马来酸酐缩亚胺、N-环己基马来酸酐缩亚胺、N-环辛基马来酸酐缩亚胺等的N-环烷基马来酸酐缩亚胺;
N-金刚烷基马来酸酐缩亚胺、N-降冰片基马来酸酐缩亚胺等的N-交联碳环式基取代马来酸酐缩亚胺;
N-苯基马来酸酐缩亚胺等的N-芳基马来酸酐缩亚胺;
N-苄基马来酸酐缩亚胺等的N-芳烷基马来酸酐缩亚胺;
N-琥珀酰亚胺基-3-马来酸酐缩亚胺苯甲酸酯、N-琥珀酰亚胺基-4-马来酸酐缩亚胺丁酸酯、N-琥珀酰亚胺基-6-马来酸酐缩亚胺己酸酯、N-琥珀酰亚胺基-3-马来酸酐缩亚胺丙酸酯、N-(9-吖啶基)马来酸酐缩亚胺等的二羰基亚胺衍生物类;
苯乙烯、α-甲基苯乙烯、间甲基苯乙烯、对甲基苯乙烯、乙烯基甲苯、对甲氧基苯乙烯、丙烯腈、甲基丙烯腈、氯乙烯、偏二氯乙烯、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、乙酸乙烯酯、1,3-丁二烯、异戊二烯、2,3-二甲基-1,3-丁二烯等。
其中,从共聚反应性及碱溶解性的观点,优选苯乙烯、N-苯基马来酸酐缩亚胺、N-环己基马来酸酐缩亚胺、N-苄基马来酸酐缩亚胺、二环[2.2.1]-2-庚烯等。
共聚物[K1]~[K4]可以参考如文献“高分子合成的实验法”(大津隆行著 发行所(株)化学同人第1版第1次印刷1972年3月1日发行)中记载的方法以及该文献记载的引用文献来制造。
具体地,将构成共聚物的单体(B1)及(B2)、任意的(B3)的规定量、聚合引发剂以及溶剂投入反应容器中,用氮取代氧,在没有氧的条件下,通过搅拌、加热、保温,得到聚合物。投料方法、反应温度以及时间等的聚合条件可以考虑制造设备、聚合引起的发热量等来适当调节。
这里使用的聚合引发剂以及溶剂可以使用该领域中通常使用的任意物质。例如,可以使用上述的聚合引发剂以及溶剂。
还有,得到的共聚物,可以直接使用反应后的溶液,也可以使用浓缩或稀释后的溶液,可以使用用再沉淀等的方法做成固体(粉体)取出的物质。
尤其,该聚合时,作为溶剂使用上述溶剂,可以直接使用反应后的溶液,可以简化制造工序。
共聚物[K1]的来源于各单体的构成单元的比率相对于构成共聚物[K1]的构成单元的总摩尔数,优选在以下范围。
(B1)5~95摩尔%,更优选10~90摩尔%、
(B2)5~95摩尔%,更优选10~90摩尔%。
此外,共聚物[K2]的来源于各单体的构成单元的比率相对于构成共聚物[K2]的构成单元的合计,优选在以下范围。
(B1)2~40摩尔%,更优选5~35摩尔%、
(B2)2~95摩尔%,更优选5~80摩尔%、
(B3)1~65摩尔%,更优选1~60摩尔%。
共聚物[K3]可以经过两阶段的工序来制造。
首先,使(B1)及(B3)和上述方法相同地共聚来得到共聚物。
此时,各单体的比率相对于构成树脂的构成单元的合计,优选在以下范围。
(B1)5~50摩尔%,优选10~45摩尔%、
(B3)50~95摩尔%,优选55~90摩尔%。
接着,使来源于(B1)及(B3)的共聚物的(B1)的羧酸以及/或羧酸酐的一部分与来源于(B2)的环状醚(环氧乙烷基、氧杂环丁烷基或四氢呋喃基)反应。
因此,继续将烧瓶内气氛从氮气置换为空气,将(B2)、反应催化剂和聚合抑制剂等放入烧瓶内,例如在60~130℃下继续反应1~10小时。投料方法、反应温度以及时间等的反应条件可以考虑制造设备、聚合引起的发热量等来适当调节。
此时的(B2)的摩尔数相对于(B1)的摩尔数,优选5~80摩尔%,更优选10~75摩尔%,更优选15~70摩尔%。
反应催化剂优选作为羧基和环状醚(环氧乙烷基、氧杂环丁烷基或四氢呋喃基)的反应催化剂来使用。具体地,例示有三(二甲基氨基甲基)苯酚等。
反应催化剂的用量例示有如相对于(B1)~(B3)的总量为0.001~5质量%左右。
聚合抑制剂例示有如氢醌。
聚合抑制剂的用量例示如相对于(B1)~(B3)的总量为0.001~5质量%左右。
共聚物[K4]的来源于各单体的构成单元的比率相对于构成共聚物[K4]的单体的合计,优选在以下范围。
(B1)2~40摩尔%,更优选5~35摩尔%、
(B2)60~98摩尔%,更优选65~95摩尔%。
共聚物[K1]~[K4]的分散度(分子量分布)、[重均分子量(Mw)/数均分子量(Mn)]优选1.1~6.0,更优选1.2~4.0。
树脂(B)的聚苯乙烯换算重均分子量优选为5,000~35,000,更优选6,000~30,000,尤其优选7,000~28,000。分子量在上述范围的话,倾向于涂膜硬度提高,残膜率也提高,对于未曝光部的显影液的溶解性良好,析像度提高,因而理想。
树脂(B)的酸值优选为50~150,更优选60~135,特别优选70~135。这里,酸值是作为中和1g丙烯酸系聚合物所需要的氢氧化钾的量(mg)测定到的值,可以通过用氢氧化钾水溶液滴定来求得。
树脂(B)的含量相对于着色组合物中的固体成分,优选为7~65质量%,更优选13~60质量%,更优选17~55质量%。树脂(B)的含量在上述范围的话,有可以形成图案、且析像度及残膜率提高的倾向,因而理想。
光聚合性化合物(C)是利用光聚合引发剂(D)被光照射而产生的活性自由基、酸等而可以聚合的化合物的话,就不特别限定。例如举例有具有聚合性的碳-碳不饱和键的化合物等。
作为上述光聚合性化合物(C),优选具有3个以上的官能团的多官能团的光聚合性化合物。作为该具有3个以上的官能团的多官能团的光聚合性化合物举例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)的含量相对于着色组合物中的固体成分,优选7~65质量%,更优选13~60质量%,进一步优选17~55质量%。上述光聚合性化合物(C)的含量在上述范围的话,有固化充分、显影前后的膜厚比率提高、底切(undercut)难以进入图案而密合性变良好的倾向,因此理想。
光聚合引发剂(D)是可以通过光照射而产生活性自由基、酸等而使光聚合性化合物(C)聚合的化合物。作为上述光聚合引发剂(D)举例有活性自由基产生剂、酸产生剂等。
活性自由基产生剂通过光照射而产生活性自由基。作为上述活性自由基产生剂举例有苯乙酮系化合物、苯偶姻系化合物、二苯甲酮系化合物、噻吨酮系化合物、三嗪系化合物、肟系化合物等。
作为上述苯乙酮系化合物,举例有例如二乙氧基苯乙酮、2-甲基-2-吗啉代-1-(4-甲基硫苯基)-1-丙酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、苄基二甲基缩酮、2-羟基-2-甲基-1-[4-(2-羟基乙氧基)苯基]-1-丙酮、1-羟基环己基苯基甲酮、2-羟基-2-甲基-1-[4-(1-甲基乙烯基)苯基]-1-丙酮的低聚物等,优选2-甲基-2-吗啉代-1-(4-甲基硫苯基)-1-丙酮等。
活性自由基产生剂通过光照射而产生活性自由基。作为上述活性自由基产生剂举例有苯偶姻系化合物、二苯甲酮系化合物、噻吨酮系化合物、三嗪系化合物、肟系化合物等。
作为上述的苯偶姻系化合物举例有苯偶姻、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。
作为上述二苯甲酮系化合物举例有例如二苯甲酮、邻苯甲酰安息香酸甲酯、4-苯基二苯甲酮、4-苯甲酰基-4’-甲基二苯基硫化物、3,3’,4,4’-四(叔丁基过氧化羰基)二苯甲酮、2,4,6-三甲基二苯甲酮等。
作为上述的噻吨酮系化合物举例有例如2-异丙基噻吨酮、4-异丙基噻吨酮、2,4-二乙基噻吨酮、2,4-二氯代噻吨酮、1-氯代-4-丙氧基噻吨酮等。
作为上述三嗪系化合物举例有2,4-双(三氯甲基)-6-(4-甲氧基苯基)-1,3,5-三嗪、2,4-双(三氯甲基)-6-(4-甲氧基萘基)-1,3,5-三嗪、2,4-双(三氯甲基)-6-(4-甲氧基苯乙烯基)-1,3,5-三嗪、2,4-双(三氯甲基)-6-[2-(5-甲基呋喃-2-基)乙烯基]-1,3,5-三嗪、2,4-双(三氯甲基)-6-[2-(呋喃-2-基)乙烯基]-1,3,5-三嗪、2,4-双(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-双(三氯甲基)-6-[2-(3,4-二甲氧基苯基)乙烯基]-1,3,5-三嗪等。
作为上述肟系化合物举例有例如O-酰基肟系化合物,其具体例子举例有N-苯甲酰氧基-1-(4-苯基磺氨酰基苯基)-1-丁酮-2-亚胺、N-苯甲酰氧基-1-(4-苯基磺氨酰基苯基)-1-辛酮-2-亚胺、N-乙酰氧基-1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲酰基)-9H-咔唑-3-基]乙烷-1-亚胺、N-乙酰氧基-1-[9-乙基-6-{2-甲基-4-(3,3-二甲基-2,4-二氧代环戊基(ペンタニル)甲基氧基)苯甲酰基}-9H-咔唑-3-基]乙烷-1-亚胺等。
此外,作为活性自由基产生剂也可以使用如2,4,6-三甲基苯甲酰二苯基膦氧化物、2,2’-双(邻氯代苯基)-4,4’,5,5’-四苯基-1,2’-双咪唑、10-丁基-2-氯代吖啶酮、2-乙基蒽醌、苯偶酰基、9,10-菲醌、樟脑醌、苯基乙醛酸甲酯、二茂钛化合物等。
作为上述的酸产生剂,举例有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代锑酸盐、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·苄基锍六氟代锑酸盐、三苯基锍对甲苯磺酸盐、三苯基锍六氟代锑酸盐、二苯基碘鎓对甲苯磺酸盐、二苯基碘鎓六氟代锑酸盐等的鎓盐类、甲苯磺酸硝基苄基盐(或酯)类、甲苯磺酸苯偶姻盐(或酯)类等。
此外,在作为上述的活性自由基产生剂的上述的化合物中也有产生活性自由基以及酸的化合物。例如,三嗪系光聚合引发剂也作为酸产生剂来使用。
光聚合引发剂(D)的含量相对于碱可溶性树脂及光聚合性化合物(C)的总量,优选0.1~30质量%,更优选1~20质量%。光聚合引发剂的含量在上述范围的话,高灵敏度化、曝光时间缩短,生产率提高。
本发明的着色组合物中可以进一步含有光聚合引发助剂(F)。光聚合引发助剂(F)通常与光聚合引发剂(D)组合来使用,是用于促进由聚合引发剂引发聚合的光聚合性化合物的聚合的化合物或者增敏剂。
作为光聚合引发助剂(F)举例有胺系化合物、烷氧基蒽系化合物、噻吨酮系化合物等。
作为上述的胺系化合物,举例有例如三乙醇胺、甲基二乙醇胺、三异丙醇胺、4-二甲基氨基安息香酸甲酯、4-二甲基氨基安息香酸乙酯、4-二甲基氨基安息香酸异戊酯、安息香酸-2-二甲基氨基乙酯、4-二甲基氨基安息香酸-2-乙基己酯、N,N-二甲基对甲苯胺、4,4’-双(二甲基氨基)二苯甲酮(通称米蚩酮)、4,4’-双(二乙基氨基)二苯甲酮、4,4’-双(乙基甲基氨基)二苯甲酮等,其中,4,4’-双(二乙基氨基)二苯甲酮尤其优选。
作为上述的烷氧基蒽系化合物,举例有例如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、9,10-二丁氧基蒽、2-乙基-9,10-二丁氧基蒽等。
作为上述的噻吨酮系化合物,举例有例如2-异丙基噻吨酮、4-异丙基噻吨酮、2,4-二乙基噻吨酮、2,4-二氯代噻吨酮、1-氯代-4-丙氧基噻吨酮等。
光聚合引发助剂(F)可以单独使用,也可以组合2种以上使用。此外,作为光聚合引发助剂(F)也可以使用市售的产品,市售的光聚合引发助剂(F)举例有例如商品名“EAB-F”(保土谷化学工业(株)制造)等。
作为光聚合引发剂(D)以及光聚合引发助剂(F)的组合,举例有二乙氧基苯乙酮/4,4’-双(二乙基氨基)二苯甲酮、2-甲基-2-吗啉代-1-(4-甲基硫苯基)-1-丙酮/4,4’-双(二乙基氨基)二苯甲酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮/4,4’-双(二乙基氨基)二苯甲酮、苄基二甲基缩酮/4,4’-双(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’-双(二乙基氨基)二苯甲酮、1-羟基环己基苯基甲酮/4,4’-双(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’-双(二乙基氨基)二苯甲酮、2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉代苯基)-1-丁酮/4,4’-双(二乙基氨基)二苯甲酮等,优选举例有2-甲基-2-吗啉代-1-(4-甲基硫苯基)-1-丙酮/4,4’-双(二乙基氨基)二苯甲酮。
使用这些光聚合引发助剂(F)时,相对于每1摩尔光聚合引发剂(D),其使用量优选0.01~10摩尔,更优选0.01~5摩尔。
对溶剂(E)不特别限定,可以使用该领域中通常使用的溶剂。可以适当选择上述溶剂使用。着色组合物所含的溶剂(E)优选含有选自丙二醇单甲基醚乙酸酯、丙二醇单甲基醚、环己酮、乳酸乙酯以及4-羟基-4-甲基-2-戊酮的至少一种的溶剂,更优选含有选自丙二醇单甲基醚乙酸酯以及4-羟基-4-甲基-2-戊酮的至少一种的溶剂,更优选含有丙二醇单甲基醚乙酸酯。溶剂(E)是这些溶剂的话,可以得到抑制异物的产生且对比度高的滤色器。
着色组合物中的溶剂(E)的含量相对于着色组合物,为70~95质量%,更优选75~92质量%。换言之,固体成分相对于着色组合物为5~30质量%,优选8~25质量%。溶剂(E)的含量在上述范围的话,有涂布时的平坦性良好以及形成滤色器时由于色浓度不会不足从而显示特性为良好的倾向。
本发明的着色组合物可以任意含有表面活性剂(G)(只是与颜料分散剂不同),表面活性剂(G)适宜的有具有氟原子或硅原子的表面活性剂。具体地,举例有选自聚硅氧烷系表面活性剂、氟系表面活性剂以及具有氟原子的聚硅氧烷系表面活性剂的至少1种。
作为上述聚硅氧烷系表面活性剂,举例有具有硅氧烷键的表面活性剂等。具体地,举例有ト一レシリコ一ンDC3PA、同SH7PA、同DC11PA、同SH21PA、同SH28PA、同SH29PA、同SH30PA、同SH8400(东レ·ダゥコ一ニング(株)制造)、KP321、KP322、KP323、KP324、KP326、KP340、KP341(信越化学工业(株)制造)、TSF400、TSF401、TSF410、TSF4300、TSF4440、TSF4445、TSF-4446、TSF4452、TSF4460(モメンティブ·パフォ一マンス·マテリァルズ·ジャパン合同公司制造)等。
作为上述的氟系表面活性剂,举例有具有氟碳链的表面活性剂等。具体地,举例有フロラ一ド(商品名)FC430、同FC431(住友スリ一ェム(株)制造)、メガファック(商品名)F142D、同F171、同F172、同F173、同F177、同F183、同F489、同F554、同R30(DIC(株)制造)、ェフトップ(商品名)EF301、同EF303、同EF351、同EF352(三菱マテリァル电子化成(株)制造)、サ一フロン(商品名)S381、同S382、同SC101、同SC105(旭硝子(株)制造)、E5844((株)ダィキンファィンケミカル研究所制造)、BM-1000、BM-1100(都是商品名:BM Chemie公司制造)等。
作为上述具有氟原子的聚硅氧烷系表面活性剂,举例有具有硅氧烷键以及氟碳链的表面活性剂等。具体地,举例有メガファック(注册商标)R08、同BL20、同F475、同F477、同F443(DIC(株)制造)等。
这些表面活性剂可单独使用,也可组合2种以上使用。
表面活性剂(G)的含量相对100质量份的着色组合物,优选0.0005~0.3质量份,更优选0.001~0.1质量份。表面活性剂(G)的含量在上述的范围的话,有平坦性良好的倾向。
本发明的着色组合物优选是负(ネガ)型着色组合物。
为了形成滤色器或着色图案,可以适当利用本发明的着色组合物,能够得到色浓度、亮度、对比度、灵敏度、析像度、耐热性等良好的着色图案以及滤色器。此外,可以以公知的形态利用于将这些滤色器或着色图案作为其构成零部件的一部分所具有的光学膜、阵列基板、滤色器基板等、还有具备这些滤色器或着色图案、光学膜或者阵列基板、滤色器基板等的显示装置、如与公知的液晶显示装置、有机EL装置、固体摄像元件等的各种着色图像有关的仪器。
作为使用本发明的着色组合物形成滤色器或其图案的方法,举例有以下的方法和使用无需光蚀刻法的喷墨机器的方法等,上述方法是,将本发明的着色组合物涂布在基板或另一树脂层(例如,先在基板上形成的另一着色组合物层等)上,除去/干燥溶剂等的挥发成分,形成着色层,介由光掩模来曝光该着色层并显影。
此时,涂膜的厚度无特别限定,可以根据使用的材料、用途等适当调节,例如例示有0.1~3μm左右,优选1~20μm左右,进一步优选1~6μm。
着色组合物的涂布方法举例有挤出涂布法、直接凹版涂布法、反向凹版涂布法、CAP涂布法、金属型涂布法等。此外,也可以用浸涂器、棒涂布器、旋转式涂布器、狭缝与旋转式涂布器、狭缝涂布器(有时也称作金属型涂布器、幕布流动涂布器、非旋转式涂布器等)等的涂布器进行涂布。其中,优选使用旋转式涂布器进行涂布。
溶剂的除去/干燥举例有如自然干燥、通风干燥、减压干燥等。具体的加热温度适合的是10~120℃左右,优选25~100℃左右。干燥时间优选10秒钟~60分钟,更优选30秒钟~30分钟。减压干燥例示有在50~150Pa的压力下、在20~25℃的温度范围下进行。
实施例
以下,根据实施例更详细地说明本发明的颜料分散液的制造方法、着色组合物的制造方法及作为着色图案的滤色器等。例中的“%”以及“份”只要没有特别记载,就是质量%以及质量份。
合成例1:染料A1的合成
在具有冷却管以及搅拌装置的烧瓶中投入15份式A0-1所示的色素(中外化成制造)、150份氯仿以及8.9份N,N-二甲基甲酰胺,一边在搅拌下维持在20℃以下,一边滴加10.9份亚硫酰氯。滴液结束后,升温至50℃,维持这个温度5小时使之反应,然后,冷却至20℃。一边将冷却后的反应溶液在搅拌下维持在20℃以下,一边滴液加入12.5份2-乙基己胺以及22.1份三乙胺的混合液。然后,在同温度下搅拌5小时使之反应。接着,用旋转蒸发器蒸馏除去所得到的反应混合物中的溶剂,然后加入少量甲醇,进行激烈搅拌。将该混合物边搅拌边加到375份离子交换水的混合液中,使结晶析出。过滤出析出的结晶,用离子交换水仔细清洗,在60℃下减压干燥,得到11.3份染料A1(染料A1-1~染料A1-8的混合染料)。
(式(A1)中,Rc分别独立地表示-SO2NH-Ra、-SO3H、-SO3 -或者-H。Ra表示2-乙基己基。)
合成例2:树脂B1的合成
在具有搅拌机、温度计、回流冷却管、滴液漏斗以及氮气导入管的烧瓶中,导入133g丙二醇单甲基醚乙酸酯,使烧瓶内气氛由空气变为氮气之后,升温至100℃后,滴入一种溶液,再在100℃下继续搅拌,该溶液是在由82.8g(0.47摩尔)甲基丙烯酸苄酯、37.0g(0.43摩尔)甲基丙烯酸、22.0g(0.10摩尔)三环癸烷骨架的单甲基丙烯酸酯(日立化成(株)制FA-513M)以及164g丙二醇单甲基醚乙酸酯构成的混合物中添加了3.6g 2,2’-偶氮双异丁腈而成。然后,将烧瓶内气氛由氮气变为空气,在烧瓶中投入21.5g[0.15摩尔、(相对于用于本反应的甲基丙烯酸的羧基为50摩尔%)]甲基丙烯酸缩水甘油酯、0.9g三(二甲基氨基甲基)苯酚以及0.145g氢醌,在110℃下继续反应,得到固体成分酸值为97mgKOH/g的树脂溶液B1(固体成分:38%)。
由GPC测定的聚苯乙烯换算的重均分子量为9.0×103。
用GPC法在以下的条件下进行上述树脂的聚苯乙烯换算的重均分子量的测定。
装置 :HLC-8120GPC(TOSOH(株)制造)
(色谱)柱 :TSK-GELG2000HXL
(色谱)柱温度 :40℃
溶剂 :THF
流速 :1.0mL/分
被检测液固体成分浓度 :0.001~0.01质量%
注入量 :50μL
检测器 :RI
校准用标准物质 :TSK STANDARD POLYSTYRENE F-40、F-4、F-1、A-25
00、A-500(TOSOH(株)制造)
实施例1以及2、比较例1以及2
<颜料分散液的制造>
往烧杯中依次投入表22记载的成分,混合全部的成分。然后使用0.65mmφ氧化锆珠子,通过涂料振动器,进行5小时的分散处理。对所得到均一分散液进行过滤,除去珠子,得到颜料分散液。
表22
实施例1 | 实施例2 | 比较例1 | 比较例2 | |
颜料分散液 | 1 | 2 | 3 | 4 |
颜料(份) | 4.35 | 4.35 | 5.0 | 5.0 |
染料(份) | 0.68 | 0.68 | 0 | 0 |
分散剂1(份) | 6.68 | 6.68 | 6.68 | 6.68 |
分散剂2(份) | 0.145 | 0.145 | 0.167 | 0.167 |
溶剂1(份) | 17.71 | 0 | 17.71 | 0 |
溶剂2(份) | 0 | 17.71 | 0 | 17.71 |
颜料:C.I.颜料蓝15:6
染料:染料A1
分散剂1:Disperbyk-161(ビックケミ一社製)
分散剂2:铜酞菁衍生物(ソルスパ一ス5000、ァビシァ社製)
溶剂1:丙二醇单甲基醚乙酸酯
溶剂2:乳酸乙酯
实施例3~5、比较例3~5
<着色组合物的制造>
混合表23记载的成分,得到着色组合物。
表23
表23中,各成分如下。
光聚合性化合物:二季戊四醇六丙烯酸酯(日本化药(株)制造)
光聚合引发剂:N-苯甲酰氧基-1-(4-苯基磺氨酰苯基)-1-辛酮-2-亚胺(ィルガキュァOXE01;チバ·スペシャリティ·ケミカルズ社制造)
表面活性剂:聚醚改性硅油(SH8400,東レ·ダゥコ一ニング(株)制造)
溶剂1:丙二醇单甲基醚乙酸酯
溶剂2:乳酸乙酯
溶剂3:4-羟基-4-甲基-2-戊酮
<滤色器的制作>
在边长2英寸的玻璃基板(ィ一グル2000;コ一ニング社制造]上用旋涂法涂布上述得到的着色组合物。
接着在无尘恒温器中100℃下预烘3分钟。冷却后,使用曝光机(TME-150RSK;トプコン(株)制造),在大气气氛中,以150mJ/cm2的曝光量(365nm基准)进行光照射,220℃下加热20分钟,制作滤色器。使用膜厚测定装置(DEKTAK3;日本真空技术(株)制造)测定所得到的滤色器的膜厚。
[异物的评价]
目视确认得到的滤色器表面。完全没有异物的评价为○,看到些许异物的评价为△,看到大量异物的评价为×,由于大量的异物而不能得到均一的涂膜的评价为××。结果在表24中显示。
[亮度评价]
对于得到的滤色器,使用测色机(OSP-SP-200;奥林巴斯(株)制造)测定分光,使用C光源测定CIE的XYZ表色系中的xy色度坐标(x,y)及亮度Y。结果在表24表示。
[对比度评价]
用2片偏振片(POLAX-38S;(株)ルケォ制造)夹住所得到的滤色器,使用对比度测定装置(CT-1,壶坂电机(株)制造)、亮度计(BM-5A、(株)トプコンテクノハゥス制造)、作为光源的冷阴极间F10灯,测定试样的透过光的平行尼科耳棱镜的亮度以及垂直尼科耳棱镜的亮度,将平行尼科耳棱镜的亮度与垂直尼科耳棱镜的亮度之比(平行尼科耳棱镜/垂直尼科耳棱镜)设定为对比度。此外,在测定滤色器的对比度前,调节光源的强度,使得不夹住滤色器进行测定的对比度为10000。结果表示在表24中。
表24
实施例3 | 实施例4 | 实施例5 | 比较例3 | 比较例4 | 比较例5 | |
异物 | ○ | △ | ○ | × | × | ×× |
膜厚(μm) | 1.72 | 1.83 | 1.63 | 2.14 | 1.94 | - |
x | 0.145 | 0.144 | 0.145 | 0.154 | 0.146 | - |
y | 0.100 | 0.100 | 0.100 | 0.100 | 0.100 | - |
Y | 11.2 | 10.9 | 11.5 | 11.3 | 10.9 | - |
对比度 | 1778 | 1106 | 1446 | 1224 | 943 | - |
合成例3
<染料A2の合成>
在2-氨基-4-硝基苯酚(和光纯药工业(株)制造)7.7份中加入水75份,然后加入氢氧化钠2.0份,使之溶解。在冰冷却下,加入35%亚硝酸钠(和光纯药工业(株)制造)水溶液9.5份,接着一点点地加入35%盐酸30.0份,使之溶解,搅拌2小时,得到含重氮盐的悬浊液。接着缓慢地加入水36份中溶解有酰胺硫酸(和光纯药工业(株)制造)8.9份得到的水溶液,对过剩的亚硝酸钠进行淬火(骤冷)。
接着,使3-甲基-1-(3’-氨磺酰基)-5-吡唑啉酮(和光纯药工业(株)制造)13份悬浊于水100份中,使用氢氧化钠,将pH调整为8.0。一边花15分钟往里滴入含有所述重氮盐的悬浊液,一边适当地追加10%氢氧化钠溶液,使得pH稳定在7至7.5的范围。滴入结束后,再搅拌30分钟,得到黄色的悬浊液。搅拌1小时。在减压下、60℃,对过滤所得的黄色固体进行干燥,得到式(p-1)表示的化合物17.9份(收率85%)。
将式(p-1)的化合物10份溶解在二甲基甲酰胺(东京化成工业(株)制造)100份,加入硫酸铵铬(III)12水(和光纯药工业(株)制造)3.1份、乙酸钠(和光纯药工业(株)制造)1.1份,然后进行4个半小时的加热回流。冷却至室温,然后将反应溶液注入到20%食盐水1500份中,在60℃下干燥过滤后得到的红橙色固体,得到式(z-1)表示的化合物12.8份(60%)。
在若丹明B(东京化成工业(株)制造)18份中加入无水氯仿(关东化学(株)制造)170份、樟脑磺酸(ァルドリッチ(株)制造)1.0份、4-(N,N-二甲基氨基)吡啶(东京化成工业(株)制造)1.4份、三乙二醇(和光纯药工业(株)制造)18份,大约搅拌30分钟。然后缓缓地加入在1-乙基-3-(3-二甲基氨基丙基)碳化二亚胺盐酸盐(和光纯药工业(株)制造)10.5份中加入无水氯仿47份使之预先溶解得到的溶液,在室温下大约搅拌2小时。用1N盐酸水溶液150份进行2次分液操作,然后,用10%食盐水150份对有机层清洗2次。接着,加入无水硫酸镁43份,大约搅拌30分钟,然后过滤干燥剂,蒸馏除去溶剂,得到式(g-1)表示的化合物20.6份(收率90%)。
式(g-1)表示的化合物的鉴别
(质量分析)离子化形式=ESI+: m/z=575.3[M-Cl-]+
精确质量(Exact Mass):610.3
在式(z-1)表示的化合物253份中加入甲醇4030份,制备溶液(s1)。又,在式(g-1)表示的化合物153份中加入甲醇1080份,制备溶液(t1)。然后,在室温下,混合溶液(s1)和溶液(t1),大约搅拌1小时。在减压下60℃对所产生的红色固体进行干燥,用水3500份进行清洗,然后过滤,在60℃下减压干燥,得到式(1-1)表示的化合物(染料A2)263份(收率65%)。
式(1-1)表示的化合物的结构通过元素分析确定。分析仪器使用ICP发光分析装置(ICPS-8100;(株)岛津制作所制造)。
C55.6 H4.7 N12.0 Cr3.57
合成例4
<染料A3的合成>
在式(a-2)表示的间甲苯胺-4-磺酸10.0份加入水200份,然后在冰冷却下,用30%氢氧化钠水溶液将pH调节为7~8。以下操作在冰冷却下进行。加入11.1份亚硝酸钠搅拌30分钟。一点点地加入35%盐酸39.0份,呈现褐色溶液之后,搅拌2小时。将酰胺硫酸10.1份溶解在水101份中,将所得的水溶液加到反应溶液中,进行搅拌,得到含有重氮盐的悬浊液。
在式(c-2)表示的1-(2-乙基己基)-3-氰基-4-甲基-6-羟基吡啶-2-酮14.0份中加入水125份和N-甲基吡咯烷酮25.0份,然后在冰冷却下,用30%氢氧化钠水溶液将pH调节为8~9。
以下操作在冰冷却下进行。搅拌所述吡啶酮水溶液呈现无色溶液之后,一边用30%氢氧化钠水溶液将pH调节为8~9,一边用泵花2小时滴入含有重氮盐的悬浊液。滴下结束后,再通过搅拌2小时,得到黄色悬浊液。在减压下60℃干燥过滤得到的黄色固体,得到式(d-3)表示的化合物21.4份(收率87%)。
将化合物(d-3)0.35g溶解在N,N-二甲基甲酰胺中,定容为250cm3,将其中的2cm3用水稀释,使体积为100cm3(浓度:0.028g/L),用分光光度計〔石英皿、皿的长度为1cm〕测定吸收光谱。该化合物在λmax=433nm下显示吸光度2.9(任意单位)。
在具备冷却管以及搅拌装置的烧瓶中投入化合物(d-3)5.0份、乙腈35份以及N,N-二甲基甲酰胺1.6份,一边在搅拌下维持在20℃以下,一边滴加亚硫酰氯2.4份。滴下结束后,升温至40℃,在该温度下维持2小时进行反应,然后冷却至20℃。边搅拌边将冷却后的反应溶液注入到冰水150份中,然后搅拌30分钟。滤出析出的黄色晶体,用自来水仔细清洗,在室温下干燥1小时。另外准备具备冷却管以及搅拌装置的烧瓶,投入1-氨基-2-丙醇2.0份和N-甲基吡咯烷酮20份,边在搅拌下维持在20℃以下,边花1小时投入之前制备好的黄色晶体。投入黄色固体之后,将液温升温至室温后,搅拌反应溶液30分钟。在反应溶液中加入甲醇40份,进行搅拌,然后,边搅拌边将该混合溶液加到乙酸29份以及离子交换水300份的混合液中,析出结晶。滤出析出的结晶,用离子交换水仔细清洗,在60℃下减压干燥,得到式(III-3)表示的化合物3.9份(收率69%)。
将化合物(III-3)0.35g溶解在乳酸乙酯中,使体积为250cm3,将其中的2cm3用离子交换水稀释,使体积为100cm3(浓度:0.028g/L),用分光光度計〔石英皿、光路长为1cm〕测定吸收光谱。该化合物在λmax=431nm下显示吸光度2.3(任意单位)。
以下反应在氮气气氛下进行。在化合物(III-3)2.0份中加入N-甲基吡咯烷酮4.0份,然后搅拌30分钟,制备反应溶液。室温下,边搅拌反应溶液,边滴下癸二酸氯0.1份。滴下结束后,再搅拌8小时。将反应溶液注入到水300份中,然后加入乙酸乙酯80份,搅拌30分钟。用分液漏斗分离取出有机相,然后,再用水500份、10%碳酸钠水溶液500份、10%乙酸水溶液500份、以及离子交换水500份进行清洗。蒸馏除去分离取出的有机相的溶剂,得到式(I-6)表示的染料A3 2.0份。产率85%。
化合物(I-6)的结构通过质量分析进行确定。质量分析装置使用JMS-700(日本电子株式会社制造)。
质量分析:离子化模式=FD+:m/z=1200
将化合物(I-6)0.35g溶解在乳酸乙酯中,使体积为250cm3,将其中的2cm3用离子交换水稀释,使体积为100cm3(浓度:0.028g/L),用分光光度計〔石英皿、光路长为1cm〕测定吸收光谱。该化合物在λmax=431nm下显示吸光度2.2(任意单位)。
合成例5
<树脂溶液B2的合成>
以0.02L/分的流速在具备搅拌机、温度计、回流冷却器以及滴液漏斗的烧瓶内通入氮气,使之成为氮气气氛,加入乳酸乙酯935质量份,边搅拌边加热到70℃。接着,溶解丙烯酸140质量份、3,4-环氧三环[5.2.1.02.6]癸基丙烯酸酯(以摩尔比50∶50混合下述式(I-1-1)表示的化合物以及式(I-1-2)表示的化合物)240质量份以及乳酸乙酯140质量份,制备溶液,用滴液漏斗花4小时将该溶解液滴入保温在70℃的烧瓶内。另一方面,用另一滴液漏斗花4小时将聚合引发剂2,2’-偶氮双(2,4-二甲基戊腈)30质量份溶解在乳酸乙酯225质量份中得到的溶液滴入烧瓶内。聚合引发剂溶液的滴加结束后,保持70℃4小时,然后冷却至室温,得到重均分子量Mw为9.0×103,固体成分26质量%,溶液酸值32mg-KOH/g的树脂溶液B2。
合成例6
<树脂溶液B3的合成>
在具备搅拌机、温度计、回流冷却器、滴液漏斗以及导气管的烧瓶内导入丙二醇单甲基醚乙酸酯250质量份。然后,使用导气管将氮气导入烧瓶内,烧瓶内气氛被取代为氮气。然后,将烧瓶内的溶液升温至100℃,然后用滴液漏斗花2小时将由甲基丙烯酸苄基酯152.6质量份、甲基丙烯酸41.7质量份、偶氮双异丁腈1.5质量份以及丙二醇单甲基醚乙酸酯150质量份构成的混合物滴入烧瓶内,滴入结束后,在100℃下继续搅拌2.5小时,得到重均分子量Mw为2.3×104,固体成分34质量%,溶液酸值47mg-KOH/g的树脂溶液B3。
实施例6以及7
<颜料分散液的制造>
将表25记载的成分依次投入到烧杯中,混合全部成分。然后,使用0.65mmφ的氧化锆珠子,通过涂料振动器,进行5小时的分散处理。对所得到的均一分散液进行过滤,除去珠子,得到颜料分散液5以及6。
表25
实施例6 | 实施例7 | |
颜料分散液 | 5 | 6 |
颜料2(份) | 2.10 | 0 |
颜料3(份) | 0 | 2.10 |
染料A2(份) | 0.90 | 0 |
染料A3(份) | 0 | 1.40 |
分散剂3(份) | 0.79 | 0.53 |
树脂溶液B3(份) | 0.59 | 0.63 |
溶剂1(份) | 11.52 | 11.75 |
颜料2:C.I.颜料红254
颜料3:C.I.颜料绿58
分散剂3:丙烯酸系颜料分散剂
溶剂1:丙二醇单甲基醚乙酸酯
实施例8以及9
<着色组合物的制造>
混合表26记载的成分得到着色组合物。
表26
实施例8 | 实施例9 | |
颜料分散液5(份) | 24.11 | - |
颜料分散液6(份) | 0 | 21.32 |
树脂溶液B2(份) | 8.62 | 9.75 |
光聚合性化合物(份) | 3.15 | 3.37 |
光聚合引发剂(份) | 0.95 | 1.01 |
表面活性剂(份) | 0.009 | 0.009 |
溶剂1(份) | 63.16 | 60.19 |
溶剂4(份) | 0 | 4.35 |
表26中,各成分如下。
光聚合性化合物:二季戊四醇六丙烯酸酯(日本化药(株)制造)
光聚合引发剂:N-苯甲酰氧基-1-(4-苯基磺氨酰基苯基)-1-辛酮-2-亚胺(ィルガキュァOXE01;BASFジャパン社製)
表面活性剂:聚醚改性硅油(SH8400、东レ·ダゥコ一ニング(株)製)
溶剂1:丙二醇单甲基醚乙酸酯
溶剂4:环己酮
<滤色器的制作>
通过旋涂法,将着色组合物涂布在边长2英寸的玻璃基板(ィ一グル2000、コ一ニング社制造)。
接着在无尘恒温器中100℃下预烘3分钟。冷却后,使用曝光机(TME-150RSK;トプコン(株)制造),在大气气氛中,以150mJ/cm2的曝光量(365nm基准)进行光照射,230℃下加热30分钟,制作滤色器。
在所得到的滤色器中,与实施例5同样地进行异物、亮度、对比度的评价。
[对比度评价]
用2片偏振片(POLAX-38S;(株)ルケォ制造)夹住所得到的滤色器,使用对比度测定装置(CT-1,壶坂电机(株)制造)、亮度计(BM-5A、(株)トプコンテクノハゥス制造)、作为光源的冷阴极间F10灯,测定试样的透过光的平行尼科耳棱镜的亮度以及垂直尼科耳棱镜的亮度,将平行尼科耳棱镜的亮度与垂直尼科耳棱镜的亮度之比(平行尼科耳棱镜/垂直尼科耳棱镜)设定为对比度。结果表示在表27中。此外,在测定滤色器的对比度前,调节光源的强度,使得不夹住滤色器进行测定的对比度为30000。
表27
实施例8 | 实施例9 | |
异物 | ○ | ○ |
膜厚(μm) | 1.72 | 1.92 |
x | 0.650 | 0.313 |
y | 0.315 | 0.595 |
Y | 17.2 | 63.7 |
对比度 | 13941 | 19187 |
实施例3~5、8以及9的着色组合物得到异物少的良好的滤色器。此外,确认优异的亮度和对比度。
另一方面,比较例3~5产生大量的异物。还有,x值大,变成红色强烈的色度,对比度也差。尤其,比较例5异物多,不能进行正常的评价。
产业上的可利用性
本发明的颜料分散液的制造方法通过简便的方法通过简便的方法可以使染料和颜料均一地分散,所以不仅在半导体制造工序等,还广泛用于各种制造工序中所使用的各种着色组合物、着色构件等的制造。
根据本发明,可以提供能进一步减少异物的产生的颜料分散液的制造方法,通过使用所得到的颜料分散液,可以制造高性能的着色图案、滤色器、液晶显示装置等。
Claims (9)
1.一种颜料分散液的制造方法,含有使染料和颜料同时均一地分散在溶剂中的工序,
所述染料是含有选自偶氮化合物以及呫吨化合物的至少1种的染料,
所述呫吨化合物为式(1)表示的化合物的染料,
式(1)中,
R1~R4各自独立地表示氢原子或者碳原子数6~10的芳香族烃基,该芳香族烃基所含的氢原子可以被-R6、-SO3 -、-SO3H、-SO3M、-SO3R6、-SO2NHR8取代,
R5表示-SO3 -、-SO3H、-SO3M、-SO3R6、-SO2NHR8,
m表示0~5的整数,m为2以上的整数时,多个R5可以相同也可以不同,
X表示卤原子,a表示0或者1的整数,
R6表示碳原子数1~10的饱和烃基,
R8表示碳原子数1~10的烷基,
M表示钠原子或者钾原子,
式(1)表示的化合物的+电荷数与-电荷数相同;
所述偶氮化合物为式(2-1)表示的化合物,
式(2-1)中,Z1、Z2以及Z3各自独立地表示碳原子数1~16的2价脂肪族烃基,
R53以及R54各自独立地表示氢原子,
A1以及A2各自独立地表示可以具有取代基的碳原子数6~14的2价芳香族烃基,所述碳原子数6~14的2价芳香族烃基的取代基为碳原子数1-8的烷基,
B1以及B2各自独立地优选式(2-1a)表示的基团,
式(2-1a)中,R59表示氢原子或者碳原子数1~16的1价脂肪族烃基,R60表示碳原子数1~16的1价脂肪族烃基;
所述颜料是含有选自C.I.颜料蓝15∶6、C.I.颜料绿36和C.I.颜料绿58的至少一种的颜料。
2.如权利要求1所述的制造方法,以染料∶颜料=1∶99~99∶1的质量比含有染料以及颜料。
3.如权利要求1所述的制造方法,颜料是含有C.I.颜料蓝15∶6的颜料。
4.一种颜料分散液的制造方法,含有使染料和颜料同时均一地分散在溶剂中的工序,
所述染料是含有以偶氮化合物为配位体的金属络合物的染料,
所述以偶氮化合物为配位体的金属络合物为式(3-1)表示的化合物,
式(3-1)中,Ra41~Ra58相互独立地表示氢原子、硝基或者-SO2NH2,
Ra59以及Ra60相互独立地表示甲基、乙基,
M2表示Cr,
Ra21~Ra24相互独立地表示碳原子数1~8的1价脂肪族烃基,
Ra25以及Ra26各自独立地表示氢原子,
Ra27表示1,2-亚乙基、丙烷-1,3-二基或者丙烷-1,2-二基,
Ra28表示氢原子,
n表示1~4的整数,n为2以上的整数时,多个R27相互之间可以相同也可以不同;
所述颜料是含有C.I.颜料红254的颜料。
5.如权利要求4所述的制造方法,以染料∶颜料=1∶99~99∶1的质量比含有染料以及颜料。
6.一种着色组合物的制造方法,含有将由权利要求1或4所述的制造方法得到的颜料分散液与选自溶剂、树脂、光聚合性化合物以及光聚合引发剂中的至少一种进行混合的工序。
7.一种图案化着色层,使用由权利要求6所述的制造方法得到的着色组合物形成。
8.一种滤色器,含有权利要求7所述的图案化着色层。
9.一种液晶显示装置,具备权利要求8所述的滤色器。
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