CN114644859A - 着色组合物、着色膜、及着色膜的形成方法 - Google Patents

着色组合物、着色膜、及着色膜的形成方法 Download PDF

Info

Publication number
CN114644859A
CN114644859A CN202111268144.1A CN202111268144A CN114644859A CN 114644859 A CN114644859 A CN 114644859A CN 202111268144 A CN202111268144 A CN 202111268144A CN 114644859 A CN114644859 A CN 114644859A
Authority
CN
China
Prior art keywords
group
formula
pigment
carbon atoms
coloring composition
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202111268144.1A
Other languages
English (en)
Inventor
野田国宏
染谷和也
佐藤梓实
青木知三郎
盐田大
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd
Original Assignee
Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd filed Critical Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd
Publication of CN114644859A publication Critical patent/CN114644859A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D17/00Pigment pastes, e.g. for mixing in paints
    • C09D17/004Pigment pastes, e.g. for mixing in paints containing an inorganic pigment
    • C09D17/005Carbon black
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D17/00Pigment pastes, e.g. for mixing in paints
    • C09D17/002Pigment pastes, e.g. for mixing in paints in organic medium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G73/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing nitrogen with or without oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule, not provided for in groups C08G12/00 - C08G71/00
    • C08G73/06Polycondensates having nitrogen-containing heterocyclic rings in the main chain of the macromolecule
    • C08G73/10Polyimides; Polyester-imides; Polyamide-imides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
    • C08G73/1003Preparatory processes
    • C08G73/1007Preparatory processes from tetracarboxylic acids or derivatives and diamines
    • C08G73/1028Preparatory processes from tetracarboxylic acids or derivatives and diamines characterised by the process itself, e.g. steps, continuous
    • C08G73/1032Preparatory processes from tetracarboxylic acids or derivatives and diamines characterised by the process itself, e.g. steps, continuous characterised by the solvent(s) used
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/34Silicon-containing compounds
    • C08K3/36Silica
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K7/00Use of ingredients characterised by shape
    • C08K7/22Expanded, porous or hollow particles
    • C08K7/24Expanded, porous or hollow particles inorganic
    • C08K7/26Silicon- containing compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L79/00Compositions of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing nitrogen with or without oxygen or carbon only, not provided for in groups C08L61/00 - C08L77/00
    • C08L79/04Polycondensates having nitrogen-containing heterocyclic rings in the main chain; Polyhydrazides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
    • C08L79/08Polyimides; Polyester-imides; Polyamide-imides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D17/00Pigment pastes, e.g. for mixing in paints
    • C09D17/003Pigment pastes, e.g. for mixing in paints containing an organic pigment
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D17/00Pigment pastes, e.g. for mixing in paints
    • C09D17/004Pigment pastes, e.g. for mixing in paints containing an inorganic pigment
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D17/00Pigment pastes, e.g. for mixing in paints
    • C09D17/004Pigment pastes, e.g. for mixing in paints containing an inorganic pigment
    • C09D17/007Metal oxide
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D179/00Coating compositions based on macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing nitrogen, with or without oxygen, or carbon only, not provided for in groups C09D161/00 - C09D177/00
    • C09D179/04Polycondensates having nitrogen-containing heterocyclic rings in the main chain; Polyhydrazides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
    • C09D179/08Polyimides; Polyester-imides; Polyamide-imides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D7/00Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
    • C09D7/40Additives
    • C09D7/60Additives non-macromolecular
    • C09D7/61Additives non-macromolecular inorganic
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D7/00Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
    • C09D7/40Additives
    • C09D7/70Additives characterised by shape, e.g. fibres, flakes or microspheres
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/20Filters

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Optical Filters (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)

Abstract

本发明涉及着色组合物、着色膜、及着色膜的形成方法。本发明的课题在于提供能够形成低反射性及耐热性优异的着色膜的着色组合物、和可使用该着色组合物形成的着色膜、及使用前述着色组合物的着色膜的形成方法。在包含颜料分散液和中空二氧化硅的着色组合物中,使用包含颜料、聚酰胺酸、和非质子性极性溶剂的颜料分散液。颜料分散液中,优选使用下述聚酰胺酸而使颜料分散在非质子性极性溶剂中,所述聚酰胺酸包含来自特定结构的芳香族二胺的部分骨架、和来自特定结构的脂环式四羧酸二酐的部分骨架中的至少一者。

Description

着色组合物、着色膜、及着色膜的形成方法
技术领域
本发明涉及着色组合物、可使用该着色组合物形成的着色膜、及使用前述着色组合物的着色膜的形成方法。
背景技术
一直以来,为了将油墨这样的液态组合物、各种树脂组合物着色,使用了包含各种颜料的颜料分散液。作为代表性颜料,例如,可举出炭黑。使用炭黑分散液而着色的组合物不仅用于印刷、涂料用途,而且还作为用于形成各种显示面板中的黑色矩阵、黑色柱状间隔物这样的遮光材料的材料使用。
例如,对于黑色矩阵等的着色膜,有时要求低反射特性。为了对着色膜赋予低反射特性,提出了下述方案:在着色膜的形成中,使用包含(A)色材、(B)有机结合剂、和(C)微粒(二氧化硅粒子等)的组合物(参见专利文献1。)。
另外,典型而言,使用颜料分散液来制备液态的着色组合物。炭黑分散液这样的颜料分散液大多是在有机溶剂等溶剂中使用分散剂使颜料分散而制造的。关于这样的颜料分散液的制造方法,例如,作为炭黑分散液的制造方法,已知下述方法:使用有机色素衍生物、三嗪衍生物等低分子化合物作为分散剂,在醇、二醇系溶剂、酮类、非质子性极性有机溶剂等有机溶剂中使炭黑分散(参见专利文献2。)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2014-067028号公报
专利文献2:日本特开2005-213405号公报
发明内容
发明要解决的课题
然而,在将由专利文献2记载的方法得到的炭黑分散液用于各种组合物的着色的情况下,存在由于使用耐热性差的分散剂,因而所得的黑色组合物的耐热性也差的问题。
本发明是鉴于上述课题而做出的,目的在于提供能够形成低反射性及耐热性优异的着色膜的着色组合物、和可使用该着色组合物形成的着色膜、及使用前述着色组合物的着色膜的形成方法。
用于解决课题的手段
本申请的发明人发现,通过在包含颜料分散液和中空二氧化硅的着色组合物中,使用包含颜料、聚酰胺酸、和非质子性极性溶剂的颜料分散液,能够解决上述课题,从而完成了本发明。
本发明的第1方式为着色组合物,其包含颜料分散液、和中空二氧化硅,
颜料分散液含有颜料、聚酰胺酸、和非质子性极性有机溶剂。
本发明的第2方式为着色膜,其是使由第1方式涉及的着色组合物形成的膜干燥而成的、或者干燥及固化而成的。
本发明的第3方式为着色膜的形成方法,其包括下述步骤:
将第1方式涉及的着色组合物涂布于基板上而形成涂布膜的步骤;和,
使涂布膜干燥、或者干燥及固化的步骤。
发明的效果
根据本发明,能够提供可形成低反射性及耐热性优异的着色膜的着色组合物、和可使用该着色组合物形成的着色膜、及使用前述着色组合物的着色膜的形成方法。
具体实施方式
《着色组合物》
着色组合物包含颜料分散液和中空二氧化硅。颜料分散液包含颜料、聚酰胺酸、和非质子性极性溶剂。
通过使着色组合物组合含有上述颜料分散液和中空二氧化硅,从而能够使用着色组合物形成低反射性及耐热性优异的着色膜。
<颜料分散液>
颜料分散液含有聚酰胺酸、和非质子性极性有机溶剂。颜料分散液通常通过在非质子性极性有机溶剂中、在聚酰胺酸的存在下使颜料分散而制备。就由该方法制备的颜料分散液而言,聚酰胺酸作为分散剂发挥作用,使颜料迅速且稳定地分散。另外,着色组合物通过包含含有聚酰胺酸的颜料分散液,从而能够使用着色组合物形成耐热性优异的固化膜。
以下,依次对颜料分散液必须或任选地含有的成分进行说明。
〔颜料〕
作为颜料,没有特别限定,可以使用各种颜料。颜料可以为无机颜料,也可以为有机颜料。
作为颜料,没有特别限定,例如,优选使用颜色索引(C.I.;The Society of Dyersand Colourists公司发行)中被分类为颜料(Pigment)的化合物,具体而言,为标注有下述这样的颜色索引(C.I.)编号的化合物。
作为可优选使用的黄色颜料的例子,可举出C.I.颜料黄1(以下,同样为“C.I.颜料黄”,仅记载编号。)、3、11、12、13、14、15、16、17、20、24、31、53、55、60、61、65、71、73,74、81、83、86、93、95、97、98、99、100、101、104、106、108、109、110、113、114、116、117、119、120、125、126、127、128、129、137、138、139、147、148、150、151、152、153、154、155、156、166、167、168、175、180、及185。
作为可优选使用的橙色颜料的例子,可举出C.I.颜料橙1(以下,同样为“C.I.颜料橙”,仅记载编号。)、5、13、14、16、17、24、34、36、38、40、43、46、49、51、55、59、61、63、64、71、及73。
作为可优选使用的紫色颜料的例子,可举出C.I.颜料紫1(以下,同样为“C.I.颜料紫”,仅记载编号。)、19、23、29、30、32、36、37、38、39、40、及50。
作为可优选使用的红色颜料的例子,可举出C.I.颜料红1(以下,同样为“C.I.颜料红”,仅记载编号。)2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、14、15、16、17、18、19、21、22、23、30、31、32、37、38、40、41、42、48:1、48:2、48:3、48:4、49:1、49:2、50:1、52:1、53:1、57、57:1、57:2、58:2、58:4、60:1、63:1、63:2、64:1、81:1、83、88、90:1、97、101、102、104、105、106、108、112、113、114、122、123、144、146、149、150、151、155、166、168、170、171、172、174、175、176、177、178、179、180、185、187、188、190、192、193、194、202、206、207、208、209、215、216、217、220、223、224、226、227、228、240、242、243、245、254、255、264、及265。
作为可优选使用的蓝色颜料的例子,可举出C.I.颜料蓝1(以下,同样为“C.I.颜料蓝”,仅记载编号。)、2、15、15:3、15:4、15:6、16、22、28、60、64、及66。
作为可优选使用的、上述以外的色调的颜料的例子,可举出C.I.颜料绿7、C.I.颜料绿36、C.I.颜料绿37等绿色颜料、C.I.颜料棕23、C.I.颜料棕25、C.I.颜料棕26、C.I.颜料棕28等茶色颜料、C.I.颜料白4、C.I.颜料白5、C.I.颜料白6、C.I.颜料白7等白色颜料、C.I.颜料黑1、C.I.颜料黑7等黑色颜料。
另外,颜料可以为呈现黑色或与黑色接近的色调的遮光剂。包含遮光剂的颜料分散液可合适地用于下述感光性树脂组合物的制备,所述感光性树脂组合物用于液晶显示面板中的黑色矩阵或黑色柱状间隔物的形成、有机EL元件中的发光层的划分用的隔堤的形成。
关于作为颜料的遮光剂,优选使用黑色颜料、紫色颜料。作为黑色颜料、或紫色颜料,可以使用各种颜料(有机物、无机物均可)。作为黑色颜料、紫色颜料的例子,可举出炭黑、苝系颜料、内酰胺系颜料、氧氮化钛及氮化钛等钛黑、金属氧化物、复合氧化物、金属硫化物、金属硫酸盐或金属碳酸盐等。作为构成金属氧化物、金属复合氧化物、金属硫化物、金属硫酸盐、或金属碳酸盐的金属,可举出铜、铁、锰、钴、钨、铬、镍、锌、钙、及银等。
上述遮光剂中,从容易获得、遮光性优异的方面考虑,优选炭黑。作为炭黑,可使用槽法炭黑(channel black)、炉法炭黑(furnace black)、热裂炭黑(thermal black)、灯黑(lamp black)等已知的炭黑。另外,也可使用经树脂被覆的炭黑。
作为炭黑,实施了导入酸性基团的处理的炭黑也是优选的。被导入至炭黑的酸性基团是显示基于布朗斯台德的定义的酸性的官能团。作为酸性基团的具体例,可举出羧基、磺酸基、磷酸基等。被导入至炭黑的酸性基团可形成盐。与酸性基团形成盐的阳离子在不妨碍本发明目的的范围内没有特别限定。作为阳离子的例子,可举出各种金属离子、含氮化合物的阳离子、铵离子等,优选为钠离子、钾离子、锂离子等碱金属离子、铵离子。
上文中说明的实施了导入酸性基团的处理的炭黑中,从实现使用感光性树脂组合物形成的遮光性固化膜的高电阻的观点考虑,优选具有选自由羧酸基、羧酸盐基、磺酸基、及磺酸盐基组成的组中的1种以上的官能团的炭黑。
向炭黑中导入酸性基团的方法没有特别限制。作为导入酸性基团的方法,例如可举出以下的方法。
方法1):通过直接取代法(其使用浓硫酸、发烟硫酸、氯磺酸等)、间接取代法(其使用亚硫酸盐、亚硫酸氢盐等),向炭黑中导入磺酸基。
方法2):使具有氨基和酸性基团的有机化合物与炭黑进行重氮偶联。
方法3):利用Williamson醚化法,使具有卤原子和酸性基团的有机化合物、与具有羟基的炭黑进行反应。
方法4):使具有卤代羰基和被保护基保护的酸性基团的有机化合物、与具有羟基的炭黑进行反应。
方法5):使用具有卤代羰基和被保护基保护的酸性基团的有机化合物,针对炭黑进行弗瑞德-克莱福特反应,然后进行脱保护。
上述方法中,从导入酸性基团的处理容易进行并且安全的方面考虑,优选为方法2)。作为方法2)中使用的具有氨基和酸性基团的有机化合物,优选在芳香族基团上键合有氨基和酸性基团的化合物。作为这样的化合物的例子,可举出对氨基苯磺酸这样的氨基苯磺酸、4-氨基苯甲酸这样的氨基苯甲酸。
向炭黑中导入的酸性基团的摩尔数在不妨碍本发明的目的范围内没有特别限制。相对于炭黑100g而言,向炭黑中导入的酸性基团的摩尔数优选为1mmol以上200mmol以下,更优选为5mmol以上100mmol以下。
对于炭黑,可以利用树脂实施被覆处理。利用树脂进行的被覆处理可以针对导入了酸性基团的炭黑实施。使用含有包含经树脂被覆的炭黑的着色剂分散液的着色组合物时,容易形成遮光性及绝缘性优异、表面反射率低的遮光性的涂膜、固化物。
需要说明的是,通过利用树脂进行的被覆处理,不会对使用着色组合物形成的遮光性的涂膜、固化物的介电常数造成特别的不良影响。作为炭黑的被覆中可使用的树脂的例子,可举出:酚醛树脂、三聚氰胺树脂、二甲苯树脂、邻苯二甲酸二烯丙酯树脂、甘酞(glyptal)树脂、环氧树脂、烷基苯树脂等热固性树脂;聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、改性聚苯醚、聚砜、聚对苯二甲酰对苯二胺、聚酰胺酰亚胺、聚酰亚胺、聚氨基双马来酰亚胺、聚醚砜、聚亚苯基砜、聚芳酯、聚醚醚酮等热塑性树脂。相对于炭黑的质量与树脂的质量的总计而言,炭黑上的树脂的被覆量优选为1质量%以上30质量%以下。
另外,可以出于使得使用包含炭黑的着色组合物形成的着色成型体与各种基材的密合性提高的目的等,利用硅烷偶联剂对炭黑进行处理。利用硅烷偶联剂进行的处理可以在向炭黑导入酸性基团的处理的前后中的任意进行,也可以在使用聚酰胺酸作为分散剂的分散处理的前后中的任意进行。
炭黑的处理所使用的硅烷偶联剂可以从以往已知的硅烷偶联剂中适当选择。作为炭黑的处理所使用的硅烷偶联剂,优选下述式(I)表示的硅烷偶联剂。
RA1 aRA2 (3-a)Si-RA3-NH-C(O)-Y-RA4-X···(I)
(式(I)中,RA1为烷氧基,RA2为烷基,a为1以上3以下的整数,RA3为亚烷基,Y为-NH-、-O-、或-S-,RA4为单键、或亚烷基,X为可具有取代基的单环或多环的含氮杂芳基,X中的与-Y-RA4-键合的环为含氮6元芳香环,-Y-RA4-与上述含氮6元芳香环中的碳原子键合。)
式(I)中,RA1为烷氧基。关于RA1,烷氧基的碳原子数优选为1以上6以下,更优选为1以上4以下,从硅烷偶联剂的反应性的观点考虑,特别优选为1或2。作为RA1的优选具体例,可举出甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基、正丁氧基、异丁氧基、仲丁氧基、叔丁氧基、正戊氧基、及正己氧基。这些烷氧基中,优选甲氧基、及乙氧基。
作为烷氧基的RA1水解而生成的硅烷醇基与存在于炭黑表面的羟基、羧基等含有活性氢原子的官能团反应,由此硅烷偶联剂与炭黑的表面键合。因此,从容易使硅烷偶联剂与炭黑的表面键合的方面考虑,a优选为3。
式(I)中,RA2为烷基。关于RA2,烷基的碳原子数优选为1以上12以下,更优选为1以上6以下,从硅烷偶联剂的反应性的观点考虑,特别优选为1或2。作为RA2的优选具体例,可举出甲基、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、正庚基、正辛基、正壬基、正癸基、正十一烷基、及正十二烷基。
式(I)中,RA3为亚烷基。关于RA3,亚烷基的碳原子数优选为1以上12以下,更优选为1以上6以下,特别优选为2以上4以下。作为RA3的优选具体例,可举出亚甲基、1,2-亚乙基、1,1-亚乙基、丙烷-1,3-二基、丙烷-1,2-二基、丙烷-1,1-二基、丙烷-2,2-二基、丁烷-1,4-二基、丁烷-1,3-二基、丁烷-1,2-二基、丁烷-1,1-二基、丁烷-2,2-二基、丁烷-2,3-二基、戊烷-1,5-二基、戊烷-1,4-二基、及己烷-1,6-二基、庚烷-1,7-二基、辛烷-1,8-二基、壬烷-1,9-二基、癸烷-1,10-二基、十一烷-1,11-二基、及十二烷-1,12-二基。这些亚烷基中,优选1,2-亚乙基、丙烷-1,3-二基、及丁烷-1,4-二基。
Y为-NH-、-O-、或-S-,优选为-NH-。其原因在于,相比于-CO-O-、或-CO-S-表示的键,-CO-NH-表示的键更不易水解。就使用Y为-NH-的化合物作为硅烷偶联剂进行处理而得到的炭黑而言,硅烷偶联剂的结构不易因酸、碱等的作用而发生变化,因此容易获得由硅烷偶联剂的使用带来的期望效果。
RA4为单键、或亚烷基,优选为单键。RA4为亚烷基时的优选例与RA3同样。
X为可具有取代基的单环或多环的含氮杂芳基,X中的与-Y-RA4-键合的环为含氮6元芳香环,-Y-RA4-与该含氮6元芳香环中的碳原子键合。原因虽不明确,当使用包含具有这样的X的化合物作为硅烷偶联剂的着色组合物时,能够形成与基材的密合性、耐水性、及耐溶剂性优异的着色成型体。
X为多环杂芳基时,杂芳基可以是多个单环进行稠合而成的基团,也可以是多个单环介由单键进行键合而成的基团。X为多环杂芳基时,多环杂芳基中包含的环数优选为1以上3以下。X为多环杂芳基时,X中的与含氮6元芳香环稠合或键合的环可以包含杂原子也可以不包含,可以为芳香环也可以不为芳香环。
关于作为含氮杂芳基的X可具有的取代基,可举出碳原子数1以上6以下的烷基、碳原子数1以上6以下的烷氧基、碳原子数2以上6以下的链烯基、碳原子数2以上6以下的烯基氧基、碳原子数2以上6以下的脂肪族酰基、苯甲酰基、硝基、亚硝基、氨基、羟基、巯基、腈基、磺酸基、羧基、及卤原子等。X具有的取代基的数目在不妨碍本发明目的的范围内没有特别限定。X具有的取代基的数目优选为5以下,更优选为3以下。X具有多个取代基时,多个取代基可以相同,也可以不同。
作为X的优选例,可举出下述式的基团。
[化学式1]
Figure BDA0003326689360000091
上述基团中,更优选下述式的基团作为X。
[化学式2]
Figure BDA0003326689360000101
作为以上说明的、式(I)表示的化合物的优选具体例,可举出以下的化合物1~8。
[化学式3]
Figure BDA0003326689360000102
炭黑的利用硅烷偶联剂进行的处理方法没有特别限定,利用硅烷偶联剂进行的处理按照已知的方法进行。典型而言,优选下述方法:在可溶解硅烷偶联剂的有机溶剂中,在水的存在下,使炭黑与硅烷偶联剂反应。
硅烷偶联剂的使用量只要可获得所期望的效果,没有特别限定。相对于炭黑100质量份而言,硅烷偶联剂的使用量优选为0.5质量份以上15质量份以下,更优选为3质量份以上7质量份以下。
利用硅烷偶联剂进行的炭黑的处理在水的存在下进行。水可以添加于包含炭黑和硅烷偶联剂的处理液中,但并非必须将水添加至处理液中。利用硅烷偶联剂进行的处理在充分含有水分的空气气氛下进行时,通过空气中的水分,硅烷偶联剂所具有的烷氧基被水解,生成硅烷醇基。
就利用硅烷偶联剂进行炭黑的处理时的温度而言,只要硅烷偶联剂与炭黑的反应良好地进行即可,没有特别限定。利用硅烷偶联剂进行的炭黑的处理典型而言于25℃以上100℃以下的温度进行。
另外,作为颜料,也优选苝系颜料。作为苝系颜料的具体例,可举出下述式(A-1)表示的苝系颜料、下述式(A-2)表示的苝系颜料、及下述式(A-3)表示的苝系颜料。市售品中,可优选使用BASF公司制的制品名K0084、及K0086、颜料黑21、30、31、32、33、及34等作为苝系颜料。
[化学式4]
Figure BDA0003326689360000111
式(A-1)中,RA11及RA12各自独立地表示碳原子数1以上3以下的亚烷基,RA13及RA14各自独立地表示氢原子、羟基、甲氧基、或乙酰基。
[化学式5]
Figure BDA0003326689360000121
式(A-2)中,RA15及RA16各自独立地表示碳原子数1以上7以下的亚烷基。
[化学式6]
Figure BDA0003326689360000122
式(A-3)中,RA17及RA18各自独立地为氢原子、碳原子数1~22的烷基,也可以包含N、O、S、或P这样的杂原子。RA17及RA18为烷基时,该烷基可以为直链状,也可以为支链状。
上述式(A-1)表示的化合物、式(A-2)表示的化合物、及式(A-3)表示的化合物例如可利用日本特开昭62-1753号公报、日本特公昭63-26784号公报记载的方法合成。即,将苝-3,5,9,10-四甲酸或其二酐和胺类作为原料,在水或有机溶剂中进行加热反应。然后,使得到的粗制物在硫酸中再沉淀、或者在水、有机溶剂或它们的混合溶剂中重结晶,由此可得到目标物。
为了使苝系颜料良好地分散于着色剂分散液中,苝系颜料的平均粒径优选为10nm以上1000nm以下。
另外,作为遮光剂,也可以包含内酰胺系颜料。作为内酰胺系颜料,例如,可举出下述式(A-4)表示的化合物。
[化学式7]
Figure BDA0003326689360000131
式(A-4)中,XA1表示双键,作为几何异构体,各自独立地为E体或Z体,RA19各自独立地表示氢原子、甲基、硝基、甲氧基、溴原子、氯原子、氟原子、羧基、或磺基,RA20各自独立地表示氢原子、甲基、或苯基,RA21各自独立地表示氢原子、甲基、或氯原子。
式(A-4)表示的化合物可以单独使用或组合两种以上而使用。
从容易制造式(A-4)表示的化合物的方面考虑,RA19优选与二氢吲哚环的6位键合,RA21优选与二氢吲哚环的4位键合。从同样的观点考虑,RA19、RA20、及RA21优选为氢原子。
就式(A-4)表示的化合物而言,作为几何异构体,具有EE体、ZZ体、EZ体,可以是这些中的任一者的单一化合物,也可以是这些几何异构体的混合物。
式(A-4)表示的化合物例如可利用国际公开第2000/24736号、国际公开第2010/081624号记载的方法制造。
为了使内酰胺系颜料良好地分散于着色剂分散液中,内酰胺系颜料的平均粒径优选为10nm以上1000nm以下。
另外,作为颜料,也可使用金属粒子。
这样的金属粒子优选为由金属形成的粒子或由金属和金属化合物形成的粒子,特别优选为由金属形成的粒子。
金属粒子也可组合包含金属或金属化合物各2种以上。
尤其是,金属粒子优选包含选自由长式周期表(IUPAC 1991)的第4周期、第5周期、及第6周期组成的组中的金属作为主成分。另外,金属粒子优选包含选自由第2~14族组成的组中的金属作为主成分,更优选包含选自由第2族、第8族、第9族、第10族、第11族、第12族、第13族、及第14族组成的组中的金属作为主成分。作为金属粒子,进一步优选第4周期、第5周期或第6周期的、第2族、第10族、第11族、第12族或第14族的金属的粒子。
作为金属粒子中包含的金属的优选例,可举出选自铜、银、金、铂、钯、镍、锡、钴、铑、铱、铁、钙、钌、锇、锰、钼、钨、铌、钽、钛、铋、锑、铅、及它们的合金中的至少1种。这些中优选的金属为铜、银、金、铂、钯、镍、锡、钴、铑、钙、铱、及它们的合金,更优选的金属为选自铜、银、金、铂、钯、锡、钙、及它们的合金中的至少1种,特别优选的金属为选自铜、银、金、铂、锡、及它们的合金中的至少1种。
另外,这样的金属粒子可以采用核·壳结构。
上文列举的金属粒子中,由以银锡(AgSn)合金为主成分的微粒(以下,称为“AgSn合金微粒”。)形成的无机颜料也优选作为遮光剂使用。对于该AgSn合金微粒而言,AgSn合金为主成分即可,作为其他金属成分,可包含例如Ni、Pd、Au等。
该AgSn合金微粒的平均粒径优选为1nm以上300nm以下。
AgSn合金由化学式AgxSn表示时,可得到化学性质稳定的AgSn合金的x的范围为1≤x≤10,可同时得到化学稳定性和黑度的x的范围为3≤x≤4。
此处,在上述x的范围内,求出AgSn合金中的Ag的质量比,结果,
x=1时,Ag/AgSn=0.4762
x=3时,3·Ag/Ag3Sn=0.7317
x=4时,4·Ag/Ag4Sn=0.7843
x=10时,10·Ag/Ag10Sn=0.9008
因此,对于该AgSn合金而言,含有47.6~90质量%的Ag时化学性质稳定,含有73.17~78.43重量%的Ag时,可对应于Ag量而有效地获得化学稳定性和黑度。
该AgSn合金微粒可以使用通常的微粒合成法制作。作为微粒合成法,可举出气相反应法、喷雾热分解法、雾化法、液相反应法、冷冻干燥法、水热合成法等。
虽然AgSn合金微粒的绝缘性高,但根据使用颜料分散液制备的着色组合物的用途,为了进一步提高绝缘性,可用绝缘膜被覆表面。作为这样的绝缘膜的材料,优选金属氧化物或有机高分子化合物。
作为金属氧化物,可优选使用具有绝缘性的金属氧化物,例如氧化硅(二氧化硅)、氧化铝(alumina)、氧化锆(zirconia)、氧化钇(yttria)、氧化钛(titania)等。
另外,作为有机高分子化合物,可优选使用具有绝缘性的树脂,例如聚酰亚胺、聚醚、聚丙烯酸酯、聚胺化合物等。
使用后述的着色组合物形成绝缘膜的情况下,为了充分地提高AgSn合金微粒的表面的绝缘性,绝缘膜的膜厚优选为1nm以上100nm以下,更优选为5nm以上50nm以下。
绝缘膜可利用表面改性技术或表面的涂覆技术而容易地形成。尤其是,若使用四乙氧基硅烷、三乙醇铝等醇盐,则可在较低温度下形成膜厚均匀的绝缘膜,因而优选。
作为遮光剂,可单独使用上述的苝系颜料、内酰胺系颜料、AgSn合金微粒,也可将它们组合而使用。
此外,出于调节色调的目的等,遮光剂可不仅包含上述的黑色颜料、紫色颜料,还包含红色、蓝色、绿色、黄色等色调的色素。黑色颜料、紫色颜料之外的色调的色素可从已知的色素中适当选择。例如,作为黑色颜料、紫色颜料之外的色调的色素,可使用上述各种颜料。对于黑色颜料、紫色颜料之外的其他色调的色素的使用量而言,相对于遮光剂的总质量,优选为15质量%以下,更优选为10质量%以下。
另外,无机颜料和有机颜料可以各自单独使用或并用2种以上,并用的情况下,相对于无机颜料与有机颜料的总量100质量份而言,优选以10质量份以上80质量份以下的范围使用有机颜料,更优选以20质量份以上40质量份以下的范围使用。
以上说明的颜料与后述的聚酰胺酸、包含非质子性极性有机溶剂的分散介质一同形成颜料分散液。颜料分散液中,固态成分中的颜料的含量没有特别限定。从容易使颜料良好地分散的方面、和容易制备以所期望的浓度包含颜料的着色组合物的方面考虑,颜料分散液的固态成分中的颜料的含量优选为40质量%以上99质量%以下,更优选为40质量%以上90质量%以下,进一步优选为40质量%以上80质量%以下。
颜料在后述的特定结构的聚酰胺酸的存在下、在包含非质子性极性有机溶剂的分散介质中分散,由此在颜料不凝集的情况下短时间地稳定分散于颜料分散液中。分散粒径越小,意味着颜料越不凝集、分散性越良好,例如,以分散粒径成为90nm以下的方式分散。
〔聚酰胺酸〕
聚酰胺酸作为用于使颜料分散的分散剂使用。认为聚酰胺酸的分子链通过氢键、与颜料表面的分子间力这样的相互作用而以点的形式结合于颜料的一次粒子的表面。因此认为,在颜料的一次粒子的表面,聚酰胺酸的分子链发挥间隔物(spacer)的作用,促进颜料的分散,并且使分散稳定化。
颜料分散液优选不包含聚酰胺酸以外的树脂成分。颜料分散液包含聚酰胺酸以外的树脂成分时,存在下述情况:颜料的一次粒子的凝集体由树脂被覆,由此,凝集体不易崩解,或者阻碍聚酰胺酸的分子吸附于颜料的一次粒子的表面,导致颜料难以分散。
作为质均分子量,聚酰胺酸的分子量优选为5,000以上30,000以下,更优选为10,000以上20,000以下。聚酰胺酸的分子量在上述范围内时,能够使用不对配合有颜料分散液的各种组合物的特性造成大的影响的程度的量的聚酰胺酸而使颜料良好且稳定地分散。
聚酰胺酸的使用量没有特别限定。从颜料的分散容易性的方面考虑,相对于颜料100质量份而言,聚酰胺酸优选以20质量份以上80质量份以下的量使用,更优选以30质量份以上70质量份以下的量使用。
作为聚酰胺酸,可以没有特别限制地使用以往已知的聚酰胺酸。聚酰胺酸通常为二胺成分与四羧酸二酐成分进行缩聚而得到的聚合物。
作为二胺成分,没有特别限定。二胺成分可以为脂肪族二胺化合物,也可以为在其结构中具有芳香族基团的二胺化合物。
作为四羧酸二酐成分,没有特别限定。四羧酸二酐成分可以为脂肪族四羧酸二酐,也可以为在其结构中具有芳香族基团的四羧酸的二酐。
例如,作为二胺成分及四羧酸二酐成分,可以没有特别限制地使用后述的化合物。
从颜料的分散性特别良好、特别容易得到能够形成耐热性优异的着色膜的着色组合物的方面考虑,作为聚酰胺酸,优选使用包含下述式(a1)表示的结构单元的聚酰胺酸。
[化学式8]
Figure BDA0003326689360000171
(式(a1)中,A1为四价有机基团,A2为二价有机基团。)
其中,A1为下述式(a2)表示的基团,
[化学式9]
Figure BDA0003326689360000181
(式(a2)中,Ra11、Ra12、及Ra13各自独立地为选自由氢原子、碳原子数1以上5以下的烷基及氟原子组成的组中的1种,a为0以上12以下的整数。)
或者,A2为下述式(a3)表示的基团,
-Ar1-X-Ar2-···(a3)
(式(a3)中,Ar1及Ar2各自独立地为可具有取代基的亚苯基或亚萘基,X为-CO-NH-。)
式(a1)中,A1为四价有机基团,其碳原子数优选为2以上50以下,更优选为2以上30以下。A1可以为脂肪族基团,也可以为芳香族基团,也可以为将这些结构组合而成的基团。
通常,A1为从聚酰胺酸的制造所使用的四羧酸二酐中除去2个酸酐基后的残基。
其中,式(a1)中,A2为前述的式(a3)表示的基团以外的基团时,式(a1)中的A1必定为式(a2)表示的基团。
A1除了包含碳原子、及氢原子外,可以还包含卤原子、氧原子、及硫原子。A1包含氧原子、氮原子、或硫原子时,氧原子、氮原子、或硫原子可以以选自含氮杂环基、-CONH-、-NH-、-N=N-、-CH=N-、-COO-、-O-、-CO-、-SO-、-SO2-、-S-、及-S-S-中的基团的形式包含在A1中,更优选以选自-O-、-CO-、-SO-、-SO2-、-S-、及-S-S-中的基团的形式包含在A1中。
从颜料分散液中的颜料的分散稳定性、使用由颜料分散液制备的着色组合物形成的着色成型品的耐热良好的方面考虑,式(a1)中的A1优选为前述的式(a2)表示的基团。
作为式(a2)中的Ra11可选择的烷基是碳原子数为1以上5以下的烷基。通过使作为Ra11的烷基的碳原子数在上述范围内,从而容易使用包含颜料分散液的着色组合物来形成耐热性优异的着色成型品。烷基的碳原子数进一步优选为1以上4以下,特别优选为1以上3以下。
Ra11为烷基时,该烷基可以为直链状,也可以为支链状。
作为式(a2)中的Ra11,从提供式(a2)表示的四价有机基团的四羧酸二酐的获得及纯化容易的方面考虑,更优选为氢原子、甲基、乙基、正丙基或异丙基,特别优选为氢原子或甲基。
从提供式(a2)表示的四价有机基团的四羧酸二酐的纯化容易的方面考虑,式(a2)中的多个Ra11优选为相同的基团。
式(a2)中的a表示0以上12以下的整数。a的值超过12时,提供式(a2)表示的四价有机基团的四羧酸二酐的纯化困难。
从提供式(a2)表示的四价有机基团的四羧酸二酐的纯化容易的方面考虑,a的上限优选为5,更优选为3。
从提供式(a2)表示的四价有机基团的四羧酸二酐的化学稳定性的方面考虑,a的下限优选为1,更优选为2。
式(a2)中的a特别优选为2或3。
就可被选作式(a2)中的Ra12、及Ra13的、碳原子数1以上5以下的烷基而言,与可被选作Ra11的碳原子数1以上5以下的烷基同样。
从提供式(a2)表示的四价有机基团的四羧酸二酐的纯化容易的方面考虑,Ra12、及Ra13优选为氢原子、或者碳原子数1以上5以下的烷基,特别优选为氢原子或甲基。
作为提供式(a2)表示的四价有机基团的四羧酸二酐,例如,可举出降冰片烷-2-螺-α-环戊酮-α’-螺-2”-降冰片烷-5,5”,6,6”-四甲酸二酐(别名为“降冰片烷-2-螺-2’-环戊酮-5’-螺-2”-降冰片烷-5,5”,6,6”-四甲酸二酐”)、甲基降冰片烷-2-螺-α-环戊酮-α’-螺-2”-(甲基降冰片烷)-5,5”,6,6”-四甲酸二酐、降冰片烷-2-螺-α-环己酮-α’-螺-2”-降冰片烷-5,5”,6,6”-四甲酸二酐(别名为“降冰片烷-2-螺-2’-环己酮-6’-螺-2”-降冰片烷-5,5”,6,6”-四甲酸二酐”)、甲基降冰片烷-2-螺-α-环己酮-α’-螺-2”-(甲基降冰片烷)-5,5”,6,6”-四甲酸二酐、降冰片烷-2-螺-α-环丙酮-α’-螺-2”-降冰片烷-5,5”,6,6”-四甲酸二酐、降冰片烷-2-螺-α-环丁酮-α’-螺-2”-降冰片烷-5,5”,6,6”-四甲酸二酐、降冰片烷-2-螺-α-环庚酮-α’-螺-2”-降冰片烷-5,5”,6,6”-四甲酸二酐、降冰片烷-2-螺-α-环辛酮-α’-螺-2”-降冰片烷-5,5”,6,6”-四甲酸二酐、降冰片烷-2-螺-α-环壬酮-α’-螺-2”-降冰片烷-5,5”,6,6”-四甲酸二酐、降冰片烷-2-螺-α-环癸酮-α’-螺-2”-降冰片烷-5,5”,6,6”-四甲酸二酐、降冰片烷-2-螺-α-环十一烷酮-α’-螺-2”-降冰片烷-5,5”,6,6”-四甲酸二酐、降冰片烷-2-螺-α-环十二烷酮-α’-螺-2”-降冰片烷-5,5”,6,6”-四甲酸二酐、降冰片烷-2-螺-α-环十三烷酮-α’-螺-2”-降冰片烷-5,5”,6,6”-四甲酸二酐、降冰片烷-2-螺-α-环十四烷酮-α’-螺-2”-降冰片烷-5,5”,6,6”-四甲酸二酐、降冰片烷-2-螺-α-环十五烷酮-α’-螺-2”-降冰片烷-5,5”,6,6”-四甲酸二酐、降冰片烷-2-螺-α-(甲基环戊酮)-α’-螺-2”-降冰片烷-5,5”,6,6”-四甲酸二酐、降冰片烷-2-螺-α-(甲基环己酮)-α’-螺-2”-降冰片烷-5,5”,6,6”-四甲酸二酐等。
另外,作为提供式(a2)表示的四价有机基团的四羧酸二酐,从聚酰胺酸被纯化的聚酰亚胺树脂的热物性、机械物性、光学特性、电特性良好的方面考虑,优选的是,含有下述式(a2-1)表示的化合物(A2-1)及下述式(a2-2)表示的化合物(A2-2)中的至少1种,并且化合物(A2-1)及化合物(A2-2)的总量为30摩尔%以上。
[化学式10]
Figure BDA0003326689360000201
(式(a2-1)中,Ra11、Ra12、Ra13、a与式(a2)中的Ra11、Ra12、Ra13、a的含义相同。)
[化学式11]
Figure BDA0003326689360000211
(式(a2-2)中,Ra11、Ra12、Ra13、a与式(a2)中的Ra11、Ra12、Ra13、a的含义相同。)
式(a2-1)表示的化合物(A2-1)为:2个降冰片烷基以反式配置并且环烷酮的羰基相对于该2个降冰片烷基分别成为内向(endo)的立体构型的四羧酸二酐(其提供式(a2)表示的四价有机基团)的异构体。
式(a2-2)表示的化合物(A2-2)为:2个降冰片烷基以顺式配置并且环烷酮的羰基相对于该2个降冰片烷基分别成为内向的立体构型的四羧酸二酐(其提供式(a2)表示的四价有机基团)的异构体。
需要说明的是,以上述比率含有这样的异构体的四羧酸二酐的制造方法也没有特别限制,可以适当采用已知的方法,例如,可以适当采用国际公开第2014/034760号记载的方法等。
作为提供作为四价有机基团的A1的四羧酸二酐,也优选芳香族四羧酸二酐。
作为芳香族四羧酸二酐,例如,可举出均苯四甲酸二酐、1,4-双(3,4-二羧基苯氧基)苯二酐、3,3’,4,4’-氧双邻苯二甲酸二酐、3,3’,4,4’-联苯四甲酸二酐、2,3,3’,4’-联苯四甲酸二酐、3,3’,4,4’-二苯甲酮四甲酸二酐、3,3’,4,4’-二苯基砜四甲酸二酐等。
作为芳香族四羧酸二酐,另外,例如,可以为下述通式(a2a)~(a2c)表示的化合物。
[化学式12]
Figure BDA0003326689360000221
上述式(a2a)及式(a2b)中,Ra1、Ra2及Ra3各自表示可以被卤素取代的脂肪族基团、氧原子、硫原子、隔着一个以上的二价元素的芳香族基团中的任一者、或由它们的组合构成的二价基团。Ra2及Ra3可以相同也可以不同。
即,Ra1、Ra2及Ra3可以包含碳-碳的单键、碳-氧-碳的醚键或卤元素(氟、氯、溴、碘)。作为式(a2a)表示的化合物,可举出2,2-双(3,4-二羧基苯氧基)丙烷二酐、及1,4-双(3,4-二羧基苯氧基)苯二酐等。
另外,上述式(a2c)中,Ra4、Ra5表示可以被卤素取代的脂肪族基团、隔着一个以上的二价元素的芳香族基团、卤素中的任一者、或由它们的组合构成的一价取代基。Ra4、及Ra5各自可以相同也可以不同。作为式(a2c)表示的化合物,也可使用二氟均苯四甲酸二酐、及二氯均苯四甲酸二酐等。
作为分子内含有氟的四羧酸二酐,例如,可举出(三氟甲基)均苯四甲酸二酐、二(三氟甲基)均苯四甲酸二酐、二(七氟丙基)均苯四甲酸二酐、五氟乙基均苯四甲酸二酐、双{3,5-二(三氟甲基)苯氧基}均苯四甲酸二酐、2,2-双(3,4-二羧基苯基)六氟丙烷二酐、5,5’-双(三氟甲基)-3,3’,4,4’-四羧基联苯二酐、2,2’,5,5’-四(三氟甲基)-3,3’,4,4’-四羧基联苯二酐、5,5’-双(三氟甲基)-3,3’,4,4’-四羧基二苯基醚二酐、5,5’-双(三氟甲基)-3,3’,4,4’-四羧基二苯甲酮二酐、双{(三氟甲基)二羧基苯氧基}苯二酐、双{(三氟甲基)二羧基苯氧基}(三氟甲基)苯二酐、双(二羧基苯氧基)(三氟甲基)苯二酐、双(二羧基苯氧基)双(三氟甲基)苯二酐、双(二羧基苯氧基)四(三氟甲基)苯二酐、2,2-双{4-(3,4-二羧基苯氧基)苯基}六氟丙烷二酐、双{(三氟甲基)二羧基苯氧基}联苯二酐、双{(三氟甲基)二羧基苯氧基}双(三氟甲基)联苯二酐、双{(三氟甲基)二羧基苯氧基}二苯基醚二酐、双(二羧基苯氧基)双(三氟甲基)联苯二酐、二氟均苯四甲酸二酐、1,4-双(3,4-二羧基三氟苯氧基)四氟苯二酐、1,4-双(3,4-二羧基三氟苯氧基)八氟联苯二酐等。
式(a1)中,A2为二价有机基团,其碳原子数优选为2以上50以下,更优选为6以上30以下。A2可以为脂肪族基团,可以为芳香族基团,也可以为将这些结构组合而成的基团。
通常,A2为从聚酰胺酸的制造所使用的二胺中除去2个氨基后的残基。
但是,式(a1)中,A1为前述的式(a2)表示的基团以外的基团时,式(a1)中的A2必定为式(a3)表示的基团。
从颜料分散液中的颜料的分散稳定性、使用由颜料分散液制备的着色组合物形成的着色成型品的耐热良好的方面考虑,式(a1)中的A2优选为下述式(a3)表示的基团。
-Ar1-X-Ar2-···(a3)
(式(a3)中,Ar1、及Ar2各自独立地为可具有取代基的亚苯基或亚萘基,X为-CO-NH-。)
Ar1、及Ar2各自独立地为可具有取代基的亚苯基或亚萘基。作为取代基,没有特别限定。作为亚苯基、及亚萘基可具有的取代基的优选例,可举出碳原子数1以上4以下的烷基、碳原子数1以上4以下的卤代烷基、碳原子数1以上4以下的烷氧基、碳原子数1以上4以下的卤代烷氧基、碳原子数2以上4以下的酰基、碳原子数2以上4以下的酰基氧基、卤原子、及腈基等。
作为Ar1及Ar2的亚苯基或亚萘基可具有的取代基的数目,在不妨碍本发明目的的范围内没有特别限定。取代基的数目优选为0以上4以下,更优选为0以上2以下,进一步优选为0或1。
作为Ar1及Ar2的可具有取代基的亚苯基可以为邻亚苯基、间亚苯基、及对亚苯基中的任意,优选为间亚苯基、及对亚苯基,更优选为对亚苯基。
作为Ar1及Ar2的可具有取代基的亚萘基所具有的2个键合位点的位置,在不妨碍本发明目的的范围内没有特别限定。作为亚萘基,优选萘-1,4-二基、萘-1,3-二基、萘-1,2-二基、萘-2,3-二基、萘-2,6-二基、及萘-2,7-二基,更优选萘-1,4-二基、萘-2,6-二基、及萘-2,7-二基。
作为式(a3)表示的基团,优选为Ar1及Ar2各自独立地为对亚苯基、间亚苯基、萘-1,4-二基、萘-2,6-二基、或萘-2,7-二基的基团,更优选为Ar1及Ar2各自独立地为对亚苯基、或间亚苯基的基团,特别优选为Ar1及Ar2均为对亚苯基的基团。
即,式(a3)表示的单元优选为从4,4’-二氨基苯甲酰苯胺、3,4’-二氨基苯甲酰苯胺、或4,3’-二氨基苯甲酰苯胺中除去2个氨基后的残基,更优选为从4,4’-二氨基苯甲酰苯胺中除去2个氨基后的残基。
A2为包含1个以上的芳香环的有机基团时,该有机基团可以是1个芳香族基团本身,也可以是2个以上的芳香族基团介由脂肪族烃基及卤代脂肪族烃基、或含有氧原子、硫原子、及氮原子等杂原子的键而键合而成的基团。作为A2中包含的、含有氧原子、硫原子、及氮原子等杂原子的键,可举出-CONH-、-NH-、-N=N-、-CH=N-、-COO-、-O-、-CO-、-SO-、-SO2-、-S-、及-S-S-等,优选为-O-、-CO-、-SO-、-SO2-、-S-、及-S-S-。
A2中的与氨基键合的芳香环优选为苯环。A2中的与氨基键合的环为包含2个以上的环的稠环时,该稠环中的与氨基键合的环优选为苯环。
另外,A2中包含的芳香环可以为芳香族杂环。
A2为包含芳香族环的有机基团时,从使用树脂组合物形成的固化物的耐热性的方面考虑,该有机基团优选为下述式(21)~(24)表示的基团中的至少1种。
[化学式13]
Figure BDA0003326689360000251
(式(21)~(24)中,R111表示选自由氢原子、氟原子、羟基、碳原子数1以上4以下的烷基、以及碳原子数1以上4以下的卤代烷基组成的组中的1种。式(24)中,Q表示选自由9,9’-亚芴基、或式:-C6H4-、-CONH-C6H4-NHCO-、-NHCO-C6H4-CONH-、-O-C6H4-CO-C6H4-O-、-OCO-C6H4-COO-、-OCO-C6H4-C6H4-COO-、-OCO-、-O-、-S-、-CO-、-SO2-、-C(CF3)2-、-C(CH3)2-、-CH2-、-O-C6H4-SO2-C6H4-O-、-C(CH3)2-C6H4-C(CH3)2-、-O-C10H6-O-、及-O-C6H4-O-表示的基团组成的组中的1种。
Q的示例中的、-C6H4-为亚苯基,优选为间亚苯基、及对亚苯基,更优选为对亚苯基。另外,-C10H6-为萘二基,优选为萘-1,2-二基、萘-1,4-二基、萘-2,3-二基、萘-2,6-二基、及萘-2,7-二基,更优选为萘-1,4-二基、及萘-2,6-二基。)
作为式(21)~(24)中的R111,从聚酰胺酸的耐热性的观点、和聚酰胺酸所提供的聚酰亚胺树脂的耐热性的观点考虑,更优选为氢原子、羟基、氟原子、甲基、乙基、或三氟甲基,特别优选为氢原子、羟基、或三氟甲基。
作为式(24)中的Q,从形成的聚酰亚胺树脂的耐热性的方面考虑,优选为9,9’-亚芴基、-O-C6H4-O-、-C(CF3)2-、-O-、-C(CH3)2-、或-CH2-。
在使用芳香族二胺作为提供式(a3)表示的基团以外的A2的二胺化合物的情况下,例如,可优选使用以下所示的芳香族二胺。
即,作为芳香族二胺,可举出对亚苯基二胺、间亚苯基二胺、2,4-二氨基甲苯、4,4’-二氨基联苯、4,4’-二氨基-2,2’-双(三氟甲基)联苯、3,3’-二氨基二苯基砜、4,4’-二氨基二苯基砜、4,4’-二氨基二苯硫醚、4,4’-二氨基二苯甲烷、4,4’-二氨基二苯基醚、3,4’-二氨基二苯基醚、3,3’-二氨基二苯基醚、4,4’-二氨基苯甲酰苯胺、1,4-双(4-氨基苯氧基)苯、1,3-双(4-氨基苯氧基)苯、1,3-双(3-氨基苯氧基)苯、双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]砜、双[4-(3-氨基苯氧基)苯基]砜、9,9-双(4-氨基苯基)芴、9,9-双(4-氨基-3-甲基苯基)芴、及4,4’-[1,4-亚苯基双(1-甲基乙烷-1,1-二基)]二苯胺等。这些之中,从价格、获得容易性等方面考虑,优选对亚苯基二胺、间亚苯基二胺、2,4-二氨基甲苯、4,4’-二氨基二苯基醚、及4,4’-二氨基苯甲酰苯胺。
另外,作为A2,可以采用链状的脂肪族基团及/或可具有芳香族环的含有硅原子的基团。作为这样的含有硅原子的基团,典型而言,可以使用以下所示的基团。
[化学式14]
Figure BDA0003326689360000261
另外,作为A2,也可优选使用以下的式(Si-1)表示的基团。
[化学式15]
Figure BDA0003326689360000271
(式(Si-1)中,R112及R113各自独立地为单键或亚甲基、碳原子数2以上20以下的亚烷基、碳原子数3以上20以下的亚环烷基、或者碳原子数6以上20以下的亚芳基等,R114、R115、R116、及R117各自独立地为碳原子数1以上20以下的烷基、碳原子数3以上20以下的环烷基、碳原子数6以上20以下的芳基、碳原子数20以下的含有氨基的基团、-O-R118表示的基团(R118为碳原子数1以上20以下的烃基)、碳原子数2以上20以下的含有1个以上的环氧基的有机基团,l为3以上50以下的整数。)
作为式(Si-1)中的R112及R113中的、碳原子数2以上20以下的亚烷基,从耐热性的观点考虑,优选碳原子数2以上10以下的亚烷基,可举出二亚甲基、三亚甲基、四亚甲基、五亚甲基、六亚甲基等。
作为式(Si-1)中的R112及R113中的、碳原子数3以上20以下的亚环烷基,从耐热性的观点考虑,优选碳原子数3以上10以下的亚环烷基,可举出亚环丁基、亚环戊基、亚环己基、亚环庚基等。
作为式(Si-1)中的R112及R113中的、碳原子数6以上20以下的亚芳基,从耐热性的观点考虑,优选碳原子数6以上20以下的芳香族基团,可举出亚苯基、亚萘基等。
作为式(Si-1)中的R114、R115、R116、及R117中的碳原子数1以上20以下的烷基,从耐热性的观点考虑,优选碳原子数1以上10以下的烷基,具体而言,可举出甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、叔丁基、戊基、己基等。
作为式(Si-1)中的R114、R115、R116、及R117中的碳原子数3以上20以下的环烷基,从耐热性的观点考虑,优选碳原子数3以上10以下的环烷基,具体而言,可举出环戊基、环己基等。
作为式(Si-1)中的R114、R115、R116、及R117中的碳原子数6以上20以下的芳基,从耐热性的观点考虑,优选碳原子数6以上12以下的芳基,具体而言,可举出苯基、甲苯基、萘基等。
作为式(Si-1)中的R114、R115、R116、及R117中的碳原子数20以下的含有氨基的基团,可举出氨基、经取代的氨基(例如,双(三烷基甲硅烷基)氨基)等。
作为式(Si-1)中的R114、R115、R116、及R117中的-O-R118表示的基团,可举出甲氧基、乙氧基、丙氧基、异丙氧基、丁氧基、苯氧基、甲苯氧基、萘氧基、丙烯氧基(例如,烯丙氧基)、及环己基氧基等。
其中,作为R114、R115、R116、及R117,优选甲基、乙基、丙基、苯基。
式(Si-1)表示的基团可以通过下述方式导入:使两末端具有氨基的含有硅的化合物与酸酐作用。作为这样的含有硅的化合物的具体例,可举出两末端氨基改性甲基苯基硅酮(例如信越化学公司制的X-22-1660B-3(数均分子量4,400左右)及X-22-9409(数均分子量1,300左右))、两末端氨基改性二甲基硅酮(例如信越化学公司制的、X-22-161A(数均分子量1,600左右)、X-22-161B(数均分子量3,000左右)及KF8012(数均分子量4,400左右);Toray Dow Corning制的BY16-835U(数均分子量900左右);以及JNC公司制的SilaplaneFM3311(数均分子量1000左右))等。
聚酰胺酸可以包含下述式(a4)表示的结构单元。
[化学式16]
Figure BDA0003326689360000281
(式(a4)中,A3为前述的式(a2)表示的基团以外的四价有机基团,A4为前述的式(a3)表示的基团以外的二价有机基团。)
作为A3,可适当采用针对式(a1)说明的、式(a2)表示的基团以外的四价有机基团。作为A4,可适当采用针对式(a1)说明的、式(a3)表示的基团以外的二价有机基团。
聚酰胺酸中的、前述式(a1)表示的结构单元的比率相对于全部结构单元的摩尔量而言,优选为30摩尔%以上,更优选为50摩尔%以上,进一步优选为70摩尔%以上,更进一步优选为90摩尔%以上,特别优选为100摩尔%。
(聚酰胺酸的制造方法)
聚酰胺酸通常通过使四羧酸二酐成分与二胺成分反应而制备。
典型而言,通过使四羧酸二酐成分与二胺成分在能够溶解两者的溶剂中反应,可得到聚酰胺酸。合成聚酰胺酸时的、四羧酸二酐成分及二胺成分的使用量没有特别限定,相对于四羧酸二酐成分1摩尔而言,优选使用0.50摩尔以上1.50摩尔以下的二胺成分,更优选使用0.60摩尔以上1.30摩尔以下,特别优选使用0.70摩尔以上1.20摩尔以下。
作为聚酰胺酸的合成中可使用溶剂,例如,可举出N,N,N’,N’-四甲基脲、N-甲基-2-吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、六甲基磷酰胺、1,3-二甲基-2-咪唑啉酮、及γ-丁内酯等非质子性极性有机溶剂、二乙二醇二烷基醚、乙二醇单烷基醚乙酸酯、二乙二醇单烷基醚乙酸酯、丙二醇单烷基醚乙酸酯、及丙二醇单烷基醚丙酸酯等二醇醚类。这些溶剂可以组合2种以上而使用。这些之中,优选使用N,N,N’,N’-四甲基脲。
合成聚酰胺酸时的溶剂的使用量只要能够合成所期望的分子量的聚酰胺酸即可,没有特别限定。典型而言,相对于四羧酸二酐成分的量与二胺成分的量的合计100质量份而言,溶剂的使用量优选为100质量份以上4000质量份以下,更优选为150质量份以上2000质量份以下。
四羧酸二酐成分与二胺成分反应时的温度只要反应良好地进行即可,没有特别限定。典型而言,四羧酸二酐成分与二胺成分的反应温度优选为-5℃以上150℃以下,更优选为0℃以上120℃以下,特别优选为0℃以上70℃以下。另外,四羧酸二酐成分与二胺成分反应的时间根据反应温度的不同而不同,典型而言,优选为1小时以上50小时以下,更优选为2小时以上40小时以下,特别优选为5小时以上30小时以下。
〔非质子性极性有机溶剂〕
颜料分散液含有非质子性极性有机溶剂。通过使用前述的聚酰胺酸使颜料分散于含有非质子性极性有机溶剂的分散介质中,从而颜料容易分散成所期望的程度。
关于分散介质中的、非质子性极性有机溶剂的含量,在良好地保持颜料的分散状态的范围内没有特别限定。典型而言,分散介质中的、非质子性极性有机溶剂的含量优选为50质量%以上,更优选为70质量%以上,特别优选为90质量%以上,最优选为100质量%。
非质子性极性有机溶剂的种类在不妨碍本发明目的的范围内没有特别限定。作为优选的非质子性极性有机溶剂的例子,可举出N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)、N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)、N,N-二甲基异丁酰胺、N,N-二乙基乙酰胺、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、N,N-二乙基甲酰胺、N-甲基己内酰胺、1,3-二甲基-2-咪唑啉酮(DMI)、吡啶、及N,N,N’,N’-四甲基脲(TMU)等含氮极性溶剂;β-丙内酯、γ-丁内酯、γ-戊内酯、δ-戊内酯、γ-己内酯、及ε-己内酯等内酯系极性溶剂;二甲基亚砜;六甲基磷酰三胺;乙腈;乳酸乙酯、及乳酸丁酯等脂肪酸酯类;环戊酮、环己酮等酮类。
从聚酰胺酸的溶解性良好、容易使颜料良好且稳定地分散的方面考虑,非质子性极性溶剂优选为下述式(S1)表示的含氮极性有机溶剂。
[化学式17]
Figure BDA0003326689360000311
(式(S1)中,RS1及RS2各自独立地为碳原子数1以上3以下的烷基,RS3为下述式(S1-1)或下述式(S1-2)表示的基团。
[化学式18]
Figure BDA0003326689360000312
式(S1-1)中,RS4为氢原子或羟基,RS5及RS6各自独立地为碳原子数1以上3以下的烷基。式(S1-2)中,RS7及RS8各自独立地为氢原子、或者碳原子数1以上3以下的烷基。)
式(S1)表示的含氮极性有机溶剂中,作为RS3为式(S1-1)表示的基团时的具体例,可举出N,N,2-三甲基丙酰胺、N-乙基-N,2-二甲基丙酰胺、N,N-二乙基-2-甲基丙酰胺、N,N,2-三甲基-2-羟基丙酰胺、N-乙基-N,2-二甲基-2-羟基丙酰胺、及N,N-二乙基-2-羟基-2-甲基丙酰胺等。
式(S1)表示的含氮极性有机溶剂中,作为RS3为式(S1-2)表示的基团时的具体例,可举出N,N,N’,N’-四甲基脲、N,N,N’,N’-四乙基脲等。
以上说明的式(S1)表示的含氮极性有机溶剂中,从聚酰胺酸的溶解性良好、容易使颜料良好且稳定地分散的方面考虑,优选N,N,N’,N’-四甲基脲、及N,N,N’,N’-四乙基脲,特别优选N,N,N’,N’-四甲基脲。
分散介质包含非质子性极性有机溶剂、非极性溶剂等除了非质子性极性有机溶剂以外的其他分散介质的情况下,作为该其他溶剂的优选例,可举出:水;乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、四乙二醇、聚乙二醇、丙二醇、二丙二醇、三丙二醇、1,3-丙二醇、异丙二醇、聚丙二醇、五亚甲基二醇、三亚甲基二醇、丁二醇、异丁二醇、硫代二甘醇、1,2-己二醇、1,6-己二醇、2-乙基-1,3-己二醇、1,2-戊二醇、1,5-戊二醇、2-甲基-2,4-戊二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,7-庚二醇、1,8-辛二醇、及2-丁烯-1,4-二醇、甘油等多元醇类;乙二醇单甲基醚、乙二醇单乙基醚、乙二醇单丁基醚、乙二醇单叔丁基醚、乙二醇单丙基醚、乙二醇单异丙基醚、乙二醇单苯基醚、乙二醇单甲基醚乙酸酯、二乙二醇单甲基醚、二乙二醇单乙基醚、二乙二醇单异丙基醚、二乙二醇单丁基醚、二乙二醇单叔丁基醚、三乙二醇单乙基醚、三乙二醇单丁基醚、丙二醇单甲基醚、丙二醇单乙基醚、丙二醇单丁基醚、丙二醇单叔丁基醚、丙二醇单丙基醚、丙二醇单异丙烯醚、丙二醇单苯基醚、二丙二醇单甲基醚、二丙二醇单乙基醚、二丙二醇单丁基醚、二丙二醇单丙基醚、及二丙二醇单异丙基醚等多元醇醚类。
颜料分散液中的分散介质的量只要良好地保持颜料的分散状态即可,没有特别限定。颜料分散液通常以颜料分散液的固态成分浓度成为5质量%以上60质量%以下、优选20质量%以上40质量%以下的量包含分散介质。
〔其他成分〕
颜料分散液可以包含以往配合于颜料分散液中的各种添加剂。作为这样的添加剂,可举出粘度调节剂、表面活性剂、抗氧化剂、紫外线吸收剂、pH调节剂、及消泡剂等。这些添加剂在不对颜料分散液及着色组合物的性质造成不良影响的范围内、以与以往配合于颜料分散液的量同样的量使用。
以上说明的颜料分散液包含良好且稳定地分散的颜料,通过与后述的中空二氧化硅一同配合在着色组合物中,从而提供可形成低反射性及耐热性优异的着色膜的着色组合物。
〔颜料的分散方法〕
将颜料和前述的聚酰胺酸以颜料的含量成为50质量%以上99质量%以下的方式配合在含有非质子性极性有机溶剂的分散介质中后,使颜料分散在该分散介质中。
作为颜料的分散处理中使用的分散装置,可以使用以往在颜料的分散中使用的各种分散装置。作为优选的分散装置的具体例,可以使用捏合机、盐磨处理捏合机、辊磨机、行星式混合机、涂料混合机、球磨机、砂磨机、超微磨碎机、珠磨机、环隙球磨机、均相混合机、均化器、湿式喷射磨机、高压均化器、超声波均化器等。分散装置使用介质的情况下,作为该介质,可以使用玻璃珠、氧化锆珠、氧化铝珠、磁性珠、苯乙烯珠等。
利用超声波均化器进行分散处理时,优选使用预先利用上述捏合机、盐磨处理捏合机、辊磨机、行星式混合机、均相混合机、均化器、湿式喷射磨机、高压均化器以及珠磨机等进行预分散后的颜料。
使颜料分散时,颜料、聚酰胺酸、及含有非质子性极性有机溶剂的分散介质各自以前述范围的量使用。
通过利用以上说明的方法使颜料分散,能够使颜料在短时间内良好且稳定地分散,能够制备提供下述着色组合物的炭黑分散液,所述着色组合物提供耐热性优异的涂布膜、成型品。
<中空二氧化硅>
着色组合物包含中空二氧化硅。中空二氧化硅的折射率显著低于通常的二氧化硅的折射率1.46。其原因在于,中空二氧化硅在其内部包含显示1.0这样的低折射率的空气。
因此,通过使用包含中空二氧化硅的着色组合物,能够形成低反射性优异的着色膜。
作为中空二氧化硅的折射率,典型而言,优选为1.2以上1.3以下。
着色组合物中,可以没有特别限制地配合以往已知的中空二氧化硅。中空二氧化硅可以为市售品,也可以为合成品。
中空二氧化硅优选考虑粒径、折射率而从已知的中空二氧化硅中选择。
中空二氧化硅的平均粒径优选为5nm以上100nm以下,更优选为60nm以上80nm以下。中空二氧化硅的平均粒径可以使用光散射粒度分布测定装置LB-550(株式会社堀场制作所制)来测定。
着色组合物中的中空二氧化硅的含量在不妨碍本发明目的的范围内没有特别限定。从容易形成低反射性优异的着色膜的方面考虑,相对于着色组合物中的固态成分整体而言,着色组合物中的中空二氧化硅的含量优选为0.5质量%以上25质量%以下,更优选为1质量%以上15质量%以下,特别优选为2质量%以上8质量%以下。
<基材成分>
着色组合物优选含有基材成分。该情况下,着色组合物的固态成分中的颜料的含量为0.1质量%以上且小于60质量%,优选为0.1质量%以上且小于55质量%,更优选为0.1质量%以上且小于50质量%。
基材成分是对着色组合物提供能够将该着色组合物成型为膜形状、各种三维的立体形状的赋型性的成分。基材成分只要为能够对着色组合物提供所期望的赋型性的材料即可,没有特别限定。作为基材成分,典型而言,可使用由高分子化合物形成的树脂材料、通过加热而交联从而产生高分子化合物的反应性的低分子化合物。
作为着色组合物中包含的基材成分,可以使用用于形成各种热固性树脂的固化物而使用的前体。通过对包含该热固性树脂的固化物的前体、和前述的颜料分散液的着色组合物进行加热,从而经着色的固化物以着色成型体的形式形成。作为着色组合物中可配合的热固性树脂的固化物的前体或由上述高分子化合物形成的树脂材料的具体例,可举出环氧树脂、酚醛树脂、聚酰亚胺树脂、聚苯并噁唑树脂、脲树脂、三聚氰胺树脂、醇酸树脂、及聚氨酯树脂等热固性树脂的前体;聚乙缩醛树脂、聚酰胺树脂、聚碳酸酯树脂、聚酯树脂(聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚芳酯等)、FR-AS树脂、FR-ABS树脂、AS树脂、ABS树脂、聚苯醚树脂、聚苯硫醚树脂、聚砜树脂、聚醚砜树脂、聚醚醚酮树脂、氟系树脂、聚酰亚胺树脂、聚酰胺酰亚胺树脂、聚酰胺双马来酰亚胺树脂、聚醚酰亚胺树脂、聚苯并噁唑树脂、聚苯并噻唑树脂、聚苯并咪唑树脂、有机硅树脂、BT树脂、聚甲基戊烯、超高分子量聚乙烯、FR-聚丙烯、(甲基)丙烯酸树脂(聚甲基丙烯酸甲酯等)、及聚苯乙烯等树脂材料。这样的用于形成固化物而使用的前体或树脂材料根据需要与固化剂、交联剂、固化催化剂等一同配合于着色组合物中。作为固化剂,可以为热敏性的固化剂,也可以为光敏性的固化剂。使用热敏性的固化剂的情况下,通过对由着色组合物形成的涂布膜进行加热而形成着色膜。使用光敏性的固化剂的情况下,通过对由着色组合物形成的涂布膜进行曝光,从而形成着色膜。
例如,固化物为环氧树脂的情况下,着色组合物中配合作为基材成分的环氧化合物、和固化剂。固化物为酚醛树脂的情况下,着色组合物中,配合作为基材成分的苯酚、甲酚等酚类、和作为交联剂的甲醛这样的醛类、六亚甲基四胺等。固化物为聚酰亚胺树脂的情况下,着色组合物中配合聚酰胺酸作为基材成分。
从所形成的着色成型体的机械性质、耐溶剂性、耐化学药品性等方面考虑,作为着色组合物,优选含有环氧化合物或聚酰胺酸作为基材成分。另外,从颜料在着色膜中的分散性的方面考虑,更优选含有聚酰胺酸作为基材成分的着色组合物。相对于着色组合物中包含的基材成分(前体或树脂材料)的整体而言,聚酰胺酸的含量优选为70质量%以上,更优选为80质量%以上,进一步优选为90质量%以上100质量%以下。关于作为基材成分使用的聚酰胺酸,可以使用与颜料分散液中配合的聚酰胺酸同样的聚酰胺酸。
使用着色组合物进行光刻图案化等时,着色组合物优选包含例如作为基材成分的具有自由基聚合性基团的聚合性化合物(A)。另外,着色组合物优选组合包含作为基材成分的聚合性化合物(A)、及引发剂(B)。
<聚合性化合物(A)>
作为聚合性化合物(A),可使用具有自由基聚合性基团的化合物。聚合性化合物(A)可以为具有1个自由基聚合性基团的单官能化合物,也可以为具有2个以上自由基聚合性基团的多官能化合物,优选多官能化合物。
作为具有自由基聚合性基团的聚合性化合物(A),优选(甲基)丙烯酸酯化合物或(甲基)丙烯酰胺化合物等具有1个以上(甲基)丙烯酰基的化合物,更优选具有1个以上(甲基)丙烯酰基的(甲基)丙烯酸酯化合物。
作为具有自由基聚合性基团的单官能化合物,例如,可举出(甲基)丙烯酰胺、羟甲基(甲基)丙烯酰胺、甲氧基甲基(甲基)丙烯酰胺、乙氧基甲基(甲基)丙烯酰胺、丙氧基甲基(甲基)丙烯酰胺、丁氧基甲氧基甲基(甲基)丙烯酰胺、N-羟甲基(甲基)丙烯酰胺、N-羟基甲基(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯酸、富马酸、马来酸、马来酸酐、衣康酸、衣康酸酐、柠康酸、柠康酸酐、巴豆酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、叔丁基丙烯酰胺磺酸、(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酸2-羟基丙酯、(甲基)丙烯酸2-羟基丁酯、(甲基)丙烯酸2-苯氧基-2-羟基丙酯、邻苯二甲酸2-(甲基)丙烯酰基氧基-2-羟基丙酯、甘油单(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸四氢糠基酯、(甲基)丙烯酸二甲基氨基酯、(甲基)丙烯酸缩水甘油酯、(甲基)丙烯酸2,2,2-三氟乙酯、(甲基)丙烯酸2,2,3,3-四氟丙酯、邻苯二甲酸衍生物的(甲基)丙烯酸半酯等。这些单官能化合物可以单独使用或组合2种以上而使用。
作为具有自由基聚合性基团的多官能化合物,可举出乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、二乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、四乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、二羟甲基三环癸烷二(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、甘油二(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇二(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、2,2-双(4-(甲基)丙烯酰氧基二乙氧基苯基)丙烷、2,2-双(4-(甲基)丙烯酰氧基多乙氧基苯基)丙烷、(甲基)丙烯酸2-羟基-3-(甲基)丙烯酰氧基丙基酯、乙二醇二缩水甘油基醚二(甲基)丙烯酸酯、二乙二醇二缩水甘油基醚二(甲基)丙烯酸酯、邻苯二甲酸二缩水甘油酯二(甲基)丙烯酸酯、甘油三丙烯酸酯、甘油聚缩水甘油基醚聚(甲基)丙烯酸酯、氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯(即,甲苯二异氰酸酯)、三甲基-1,6-己二异氰酸酯与1,6-己二异氰酸酯与(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯的反应物、亚甲基双(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯酰胺亚甲基醚、多元醇与N-羟甲基(甲基)丙烯酰胺的缩合物等多官能化合物、1,3,5-三丙烯酰基六氢-1,3,5-三嗪等。这些多官能化合物可以单独使用或组合2种以上而使用。
使用聚合性化合物(A)时的、聚合性化合物(A)在着色组合物的固态成分中的含量适当调节即可,例如为0.1质量%以上30质量%以下,优选为1质量%以上20质量%以下。
<引发剂(B)>
作为引发剂(B),没有特别限定,可以使用以往已知的各种聚合引发剂。
关于作为能够使具有自由基聚合性基团的聚合性化合物(A)聚合的自由基聚合引发剂有用的光自由基聚合引发剂,具体而言,可举出1-羟基环己基苯基酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基丙烷-1-酮、1-〔4-(2-羟基乙氧基)苯基〕-2-羟基-2-甲基-1-丙烷-1-酮、1-(4-异丙基苯基)-2-羟基-2-甲基丙烷-1-酮、1-(4-十二烷基苯基)-2-羟基-2-甲基丙烷-1-酮、2,2-二甲氧基-1,2-二苯基乙烷-1-酮、双(4-二甲基氨基苯基)酮、2-甲基-1-〔4-(甲基硫基)苯基〕-2-吗啉代(morpholino)丙烷-1-酮、2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉代苯基)-丁烷-1-酮、O-乙酰基-1-[6-(2-甲基苯甲酰基)-9-乙基-9H-咔唑-3-基]乙酮肟、(9-乙基-6-硝基-9H-咔唑-3-基)[4-(2-甲氧基-1-甲基乙氧基)-2-甲基苯基]甲酮O-乙酰肟、2-(苯甲酰基氧基亚氨基)-1-[4-(苯基硫基)苯基]-1-辛酮、2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦、4-苯甲酰基-4’-甲基二甲基硫醚、4-二甲基氨基苯甲酸、4-二甲基氨基苯甲酸甲酯、4-二甲基氨基苯甲酸乙酯、4-二甲基氨基苯甲酸丁酯、4-二甲基氨基-2-乙基己基苯甲酸、4-二甲基氨基-2-异戊基苯甲酸、苯偶酰-β-甲氧基乙基缩醛、苯偶酰二甲基缩酮、1-苯基-1,2-丙二酮-2-(O-乙氧基羰基)肟、邻苯甲酰基苯甲酸甲酯、2,4-二乙基噻吨酮、2-氯噻吨酮、2,4-二甲基噻吨酮、1-氯-4-丙氧基噻吨酮、噻吨、2-氯噻吨、2,4-二乙基噻吨、2-甲基噻吨、2-异丙基噻吨、2-乙基蒽醌、八甲基蒽醌、1,2-苯并蒽醌、2,3-二苯基蒽醌、偶氮双异丁腈、过氧化苯甲酰、过氧化氢异丙苯(cumene hydroperoxide)、2-巯基苯并咪唑、2-巯基苯并噁唑、2-巯基苯并噻唑、2-(邻氯苯基)-4,5-二(间甲氧基苯基)-咪唑基二聚物、二苯甲酮、2-氯二苯甲酮、4,4’-双二甲基氨基二苯甲酮、4,4’-双二乙基氨基二苯甲酮、4,4’-二氯二苯甲酮、3,3-二甲基-4-甲氧基二苯甲酮、苯偶酰、苯偶姻、苯偶姻甲基醚、苯偶姻乙基醚、苯偶姻异丙基醚、苯偶姻正丁基醚、苯偶姻异丁基醚、苯偶姻丁基醚、苯乙酮、2,2-二乙氧基苯乙酮、对二甲基苯乙酮、对二甲基氨基苯丙酮、二氯苯乙酮、三氯苯乙酮、对叔丁基苯乙酮、对二甲基氨基苯乙酮、对叔丁基三氯苯乙酮、对叔丁基二氯苯乙酮、α,α-二氯-4-苯氧基苯乙酮、噻吨酮、2-甲基噻吨酮、2-异丙基噻吨酮、二苯并环庚酮(dibenzosuberone)、4-二甲基氨基苯甲酸戊酯、9-苯基吖啶、1,7-双-(9-吖啶基)庚烷、1,5-双-(9-吖啶基)戊烷、1,3-双-(9-吖啶基)丙烷、对甲氧基三嗪、2,4,6-三(三氯甲基)均三嗪、2-甲基-4,6-双(三氯甲基)均三嗪、2-[2-(5-甲基呋喃-2-基)乙烯基]-4,6-双(三氯甲基)均三嗪、2-[2-(呋喃-2-基)乙烯基]-4,6-双(三氯甲基)均三嗪、2-[2-(4-二乙基氨基-2-甲基苯基)乙烯基]-4,6-双(三氯甲基)均三嗪、2-[2-(3,4-二甲氧基苯基)乙烯基]-4,6-双(三氯甲基)均三嗪、2-(4-甲氧基苯基)-4,6-双(三氯甲基)均三嗪、2-(4-乙氧基苯乙烯基)-4,6-双(三氯甲基)均三嗪、2-(4-正丁氧基苯基)-4,6-双(三氯甲基)均三嗪、2,4-双三氯甲基-6-(3-溴-4-甲氧基)苯基均三嗪、2,4-双三氯甲基-6-(2-溴-4-甲氧基)苯基均三嗪、2,4-双三氯甲基-6-(3-溴-4-甲氧基)苯乙烯基苯基均三嗪、2,4-双三氯甲基-6-(2-溴-4-甲氧基)苯乙烯基苯基均三嗪等。这些光自由基聚合引发剂可以单独使用或组合2种以上而使用。
光自由基聚合引发剂中,从固化性组合物的敏感度的方面考虑,优选肟酯化合物。
作为肟酯化合物,优选具有下述式(b1)表示的部分结构的化合物。
[化学式19]
Figure BDA0003326689360000391
(式(b1)中,
n1为0或1,
Rb2为一价有机基团,
Rb3为氢原子、可具有取代基的碳原子数1以上20以下的脂肪族烃基、或者可具有取代基的芳基,
*为键合位点。)
具有式(b1)表示的部分结构的化合物优选具有咔唑骨架、芴骨架、二苯基醚骨架、苯硫醚骨架。
具有式(b1)表示的部分结构的化合物优选具有1个或2个式(b1)表示的部分结构。
作为具有式(b1)表示的部分结构的化合物,可举出下述式(b2)表示的化合物。
[化学式20]
Figure BDA0003326689360000401
(式(b2)中,Rb1为下述式(b3)、(b4)、或(b5)表示的基团,
n1为0或1,
Rb2为一价有机基团,
Rb3为氢原子、可具有取代基的碳原子数1以上20以下的脂肪族烃基、或可具有取代基的芳基。)
[化学式21]
Figure BDA0003326689360000402
(式(b3)中,Rb4及Rb5各自独立地为一价有机基团,
n2为0以上3以下的整数,
n2为2或3时,多个Rb5可以相同也可以不同,多个Rb5可以彼此键合而形成环。
*为键合位点。)
[化学式22]
Figure BDA0003326689360000411
(式(b4)中,Rb6及Rb7各自独立地为可具有取代基的链状烷基、可具有取代基的链状烷氧基、可具有取代基的环状有机基团、或氢原子,
Rb6与Rb7可以彼此键合而形成环,
Rb7与芴骨架中的苯环可以彼此键合而形成环,
Rb8为硝基、或一价有机基团,
n3为0以上4以下的整数,
*为键合位点。)
[化学式23]
Figure BDA0003326689360000412
(式(b5)中,Rb9为一价有机基团、卤原子、硝基、或腈基,
A为S或O,
n4为0以上4以下的整数,
*为键合位点。)
式(b3)中,Rb4为一价有机基团。在不妨碍本发明目的的范围内,Rb4可以从各种有机基团中选择。作为有机基团,优选含有碳原子的基团,更优选由1个以上的碳原子、以及选自由H、O、S、Se、N、B、P、Si、及卤原子组成的组中的1种以上的原子形成的基团。含有碳原子的基团的碳原子数没有特别限定,优选为1以上50以下,更优选为1以上20以下。
作为Rb4的优选例,可举出碳原子数1以上20以下的可具有取代基的烷基、碳原子数3以上20以下的可具有取代基的环烷基、碳原子数2以上20以下的可具有取代基的饱和脂肪族酰基、碳原子数2以上20以下的可具有取代基的烷氧基羰基、可具有取代基的苯基、可具有取代基的苯甲酰基、可具有取代基的苯氧基羰基、可具有取代基的碳原子数7以上20以下的苯基烷基、可具有取代基的萘基、可具有取代基的萘甲酰基、可具有取代基的萘氧基羰基、可具有取代基的碳原子数11以上20以下的萘基烷基、可具有取代基的杂环基、以及可具有取代基的杂环基羰基等。
Rb4中,优选碳原子数1以上20以下的烷基。该烷基可以为直链状,也可以为支链状。从式(b3)表示的化合物在固化性组合物中的溶解性良好的方面考虑,作为Rb4的烷基的碳原子数优选为2以上,更优选为5以上,特别优选为7以上。另外,从固化性组合物中的、式(b3)表示的化合物与其他成分的相容性良好的方面考虑,作为Rb4的烷基的碳原子数优选为15以下,更优选为10以下。
Rb4具有取代基时,作为该取代基的优选例,可举出羟基、碳原子数1以上20以下的烷基、碳原子数1以上20以下的烷氧基、碳原子数2以上20以下的脂肪族酰基、碳原子数2以上20以下的脂肪族酰基氧基、苯氧基、苯甲酰基、苯甲酰氧基、-PO(OR)2表示的基团(R为碳原子数1以上6以下的烷基)、卤原子、腈基、杂环基等。
Rb4为杂环基时,该杂环基可以为脂肪族杂环基,也可以为芳香族杂环基。Rb4为杂环基时,杂环基为包含1个以上的N、S、O的五元或六元的单环,或者为所述单环彼此稠合、或所述单环与苯环稠合而成的杂环基。杂环基为稠环时,环数为3以下。作为构成所述杂环基的杂环,可举出呋喃、噻吩、吡咯、噁唑、异噁唑、噻唑、噻二唑、异噻唑、咪唑、吡唑、三唑、吡啶、吡嗪、嘧啶、哒嗪、苯并呋喃、苯并噻吩、吲哚、异吲哚、吲哚嗪、苯并咪唑、苯并三唑、苯并噁唑、苯并噻唑、咔唑、嘌呤、喹啉、异喹啉、喹唑啉、酞嗪、噌啉、喹喔啉、哌啶、哌嗪、吗啉、哌啶、四氢吡喃、及四氢呋喃等。
Rb4为杂环基时,作为该杂环基可具有的取代基,可举出羟基、碳原子数1以上6以下的烷氧基、卤原子、腈基、硝基等。
作为以上说明的Rb4的优选具体例,可举出甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、新戊基、戊烷-3-基、仲戊基、叔戊基、正己基、正庚基、正辛基、及2-乙基己基。
另外,从式(b3)表示的化合物在固化性组合物中的溶解性良好的方面考虑,优选正辛基、及2-乙基己基,更优选2-乙基己基。
式(b3)中,Rb5为一价有机基团。Rb5可以在不妨碍本发明目的的范围内从各种有机基团中选择。作为有机基团,优选含有碳原子的基团,更优选为由1个以上的碳原子、以及选自由H、O、S、Se、N、B、P、Si、及卤原子组成的组中的1种以上的原子形成的基团。含有碳原子的基团的碳原子数没有特别限定,优选为1以上50以下,更优选为1以上20以下。
关于作为Rb5的优选的一价有机基团的例子,可举出烷基、烷氧基、环烷基、环烷氧基、饱和脂肪族酰基、烷氧基羰基、饱和脂肪族酰基氧基、可具有取代基的苯基、可具有取代基的苯氧基、可具有取代基的苯甲酰基、可具有取代基的苯氧基羰基、可具有取代基的苯甲酰氧基、可具有取代基的苯基烷基、可具有取代基的萘基、可具有取代基的萘氧基、可具有取代基的萘甲酰基、可具有取代基的萘氧基羰基、可具有取代基的萘甲酰基氧基、可具有取代基的萘基烷基、可具有取代基的杂环基、可具有取代基的杂环基羰基、被1个或2个有机基团取代的氨基、吗啉-1-基、哌嗪-1-基、卤素、硝基、腈基、包含HX2C-或H2XC-表示的基团的取代基(其中,X各自独立地为卤原子)等。
Rb5为烷基时,烷基的碳原子数优选为1以上20以下,更优选为1以上6以下。另外,Rb5为烷基时,可以为直链,也可以为支链。作为Rb5为烷基时的具体例,可举出甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、仲戊基、叔戊基、正己基、正庚基、正辛基、异辛基、仲辛基、叔辛基、正壬基、异壬基、正癸基、及异癸基等。另外,Rb5为烷基时,烷基可以在碳链中含有醚键(-O-)。作为在碳链中具有醚键的烷基的例子,可举出甲氧基乙基、乙氧基乙基、甲氧基乙氧基乙基、乙氧基乙氧基乙基、丙氧基乙氧基乙基、及甲氧基丙基等。
Rb5为烷氧基时,烷氧基的碳原子数优选为1以上20以下,更优选为1以上6以下。另外,Rb5为烷氧基时,可以为直链,也可以为支链。作为Rb5为烷氧基时的具体例,可举出甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基、正丁氧基、异丁氧基、仲丁氧基、叔丁氧基、正戊氧基、异戊氧基、仲戊氧基、叔戊氧基、正己氧基、正庚氧基、正辛氧基、异辛氧基、仲辛氧基、叔辛氧基、正壬氧基、异壬氧基、正癸氧基、及异癸氧基等。另外,Rb5为烷氧基时,烷氧基可以在碳链中含有醚键(-O-)。作为在碳链中具有醚键的烷氧基的例子,可举出甲氧基乙氧基、乙氧基乙氧基、甲氧基乙氧基乙氧基、乙氧基乙氧基乙氧基、丙氧基乙氧基乙氧基、及甲氧基丙氧基等。
Rb5为环烷基或环烷氧基时,环烷基或环烷氧基的碳原子数优选为3以上10以下,更优选为3以上6以下。作为Rb5为环烷基时的具体例,可举出环丙基、环丁基、环戊基、环己基、环庚基、及环辛基等。作为Rb5为环烷氧基时的具体例,可举出环丙氧基、环丁氧基、环戊氧基、环己氧基、环庚氧基、及环辛氧基等。
Rb5为饱和脂肪族酰基或饱和脂肪族酰基氧基时,饱和脂肪族酰基或饱和脂肪族酰基氧基的碳原子数优选为2以上21以下,更优选为2以上7以下。作为Rb5为饱和脂肪族酰基时的具体例,可举出乙酰基、丙酰基、正丁酰基、2-甲基丙酰基、正戊酰基、2,2-二甲基丙酰基、正己酰基、正庚酰基、正辛酰基、正壬酰基、正癸酰基、正十一烷酰基、正十二烷酰基、正十三烷酰基、正十四烷酰基、正十五烷酰基、及正十六烷酰基等。作为Rb5为饱和脂肪族酰基氧基时的具体例,可举出乙酰基氧基、丙酰基氧基、正丁酰基氧基、2-甲基丙酰基氧基、正戊酰基氧基、2,2-二甲基丙酰基氧基、正己酰基氧基、正庚酰基氧基、正辛酰基氧基、正壬酰基氧基、正癸酰基氧基、正十一烷酰基氧基、正十二烷酰基氧基、正十三烷酰基氧基、正十四烷酰基氧基、正十五烷酰基氧基、及正十六烷酰基氧基等。
Rb5为烷氧基羰基时,烷氧基羰基的碳原子数优选为2以上20以下,更优选为2以上7以下。作为Rb5为烷氧基羰基时的具体例,可举出甲氧基羰基、乙氧基羰基、正丙基氧基羰基、异丙基氧基羰基、正丁基氧基羰基、异丁基氧基羰基、仲丁基氧基羰基、叔丁基氧基羰基、正戊基氧基羰基、异戊基氧基羰基、仲戊基氧基羰基、叔戊基氧基羰基、正己基氧基羰基、正庚基氧基羰基、正辛基氧基羰基、异辛基氧基羰基、仲辛基氧基羰基、叔辛基氧基羰基、正壬基氧基羰基、异壬基氧基羰基、正癸基氧基羰基、及异癸基氧基羰基等。
Rb5为苯基烷基时,苯基烷基的碳原子数优选为7以上20以下,更优选为7以上10以下。另外,Rb5为萘基烷基时,萘基烷基的碳原子数优选为11以上20以下,更优选为11以上14以下。作为Rb5为苯基烷基时的具体例,可举出苄基、2-苯基乙基、3-苯基丙基、及4-苯基丁基。作为Rb5为萘基烷基时的具体例,可举出α-萘基甲基、β-萘基甲基、2-(α-萘基)乙基、及2-(β-萘基)乙基。Rb5为苯基烷基、或萘基烷基时,Rb5可以在苯基、或萘基上还具有取代基。
Rb5为杂环基时,杂环基与式(b3)中的Rb4为杂环基的情况相同,杂环基可以还具有取代基。
Rb5为杂环基羰基时,杂环基羰基中包含的杂环基与Rb5为杂环基的情况相同。
Rb5为被1或2个有机基团取代的氨基时,就有机基团的优选例而言,可举出碳原子数1以上20以下的烷基、碳原子数3以上10以下的环烷基、碳原子数2以上21以下的饱和脂肪族酰基、可具有取代基的苯基、可具有取代基的苯甲酰基、可具有取代基的碳原子数7以上20以下的苯基烷基、可具有取代基的萘基、可具有取代基的萘甲酰基、可具有取代基的碳原子数11以上20以下的萘基烷基、及杂环基等。这些优选的有机基团的具体例与Rb5同样。作为被1或2个有机基团取代的氨基的具体例,可举出甲基氨基、乙基氨基、二乙基氨基、正丙基氨基、二正丙基氨基、异丙基氨基、正丁基氨基、二正丁基氨基、正戊基氨基、正己基氨基、正庚基氨基、正辛基氨基、正壬基氨基、正癸基氨基、苯基氨基、萘基氨基、乙酰基氨基、丙酰基氨基、正丁酰基氨基、正戊酰基氨基、正己酰基氨基、正庚酰基氨基、正辛酰基氨基、正癸酰基氨基、苯甲酰基氨基、α-萘甲酰基氨基、及β-萘甲酰基氨基等。
作为Rb5中包含的苯基、萘基、及杂环基进一步具有取代基时的取代基,可举出包含HX2C-或H2XC-表示的基团的取代基(例如,包含HX2C-或H2XC-表示的基团的卤代烷氧基、包含HX2C-或H2XC-表示的基团的卤代烷基)、碳原子数1以上6以下的烷基、碳原子数1以上6以下的烷氧基、碳原子数2以上7以下的饱和脂肪族酰基、碳原子数2以上7以下的烷氧基羰基、碳原子数2以上7以下的饱和脂肪族酰基氧基、具有碳原子数1以上6以下的烷基的单烷基氨基、具有碳原子数1以上6以下的烷基的二烷基氨基、吗啉-1-基、哌嗪-1-基、苯甲酰基、卤素、硝基、及腈基等。Rb5中包含的苯基、萘基、及杂环基进一步具有取代基时,该取代基的数目在不妨碍本发明目的的范围内没有限定,优选为1以上4以下。Rb5中包含的苯基、萘基、及杂环基具有多个取代基时,多个取代基可以相同也可以不同。
作为Rb5中包含的苯甲酰基进一步具有取代基时的取代基,可举出碳原子数1以上6以下的烷基、吗啉-1-基、哌嗪-1-基、2-噻吩甲酰基(噻吩-2-基羰基)、呋喃-3-基羰基及苯基等。
作为X表示的卤原子,可举出氟原子、氯原子、溴原子等,优选氟原子。
作为包含HX2C-或H2XC-表示的基团的取代基,可举出包含HX2C-或H2XC-表示的基团的卤代烷氧基、具有包含HX2C-或H2XC-表示的基团的卤代烷氧基的基团、包含HX2C-或H2XC-表示的基团的卤代烷基、具有包含HX2C-或H2XC-表示的基团的卤代烷基的基团等,更优选包含HX2C-或H2XC-表示的基团的卤代烷氧基、或者具有包含HX2C-或H2XC-表示的基团的卤代烷氧基的基团。
作为具有包含HX2C-或H2XC-表示的基团的卤代烷基的基团,可举出被包含HX2C-或H2XC-表示的基团的卤代烷基取代的芳香族基团(例如,苯基、萘基等)、被包含HX2C-或H2XC-表示的基团的卤代烷基取代的环烷基(例如,环戊基、环己基等)等,优选被包含HX2C-或H2XC-表示的基团的卤代烷基取代的芳香族基团。
作为具有包含HX2C-或H2XC-表示的基团的卤代烷氧基的基团,可举出被包含HX2C-或H2XC-表示的基团的卤代烷氧基取代的芳香族基团(例如,苯基、萘基等)、被包含HX2C-或H2XC-表示的基团的卤代烷氧基取代的烷基(例如,甲基、乙基、正丙基、异丙基等)、被包含HX2C-或H2XC-表示的基团的卤代烷氧基取代的环烷基(例如,环戊基、环己基等)等,优选被包含HX2C-或H2XC-表示的基团的卤代烷氧基取代的芳香族基团。
另外,作为Rb5,也优选环烷基烷基、在芳香环上可具有取代基的苯氧基烷基、在芳香环上可具有取代基的苯硫基烷基。苯氧基烷基、及苯硫基烷基可具有的取代基与作为Rb5中包含的苯基可具有的取代基相同。
一价有机基团中,作为Rb5,优选烷基、环烷基、可具有取代基的苯基、或环烷基烷基、在芳香环上可具有取代基的苯硫基烷基。作为烷基,优选碳原子数1以上20以下的烷基,更优选碳原子数1以上8以下的烷基,特别优选碳原子数1以上4以下的烷基,也最优选甲基。可具有取代基的苯基中,优选甲基苯基,更优选2-甲基苯基。环烷基烷基中包含的环烷基的碳原子数优选为5以上10以下,更优选为5以上8以下,特别优选为5或6。环烷基烷基中包含的亚烷基的碳原子数优选为1以上8以下,更优选为1以上4以下,特别优选为2。环烷基烷基中,优选环戊基乙基。在芳香环上可具有取代基的苯硫基烷基中包含的亚烷基的碳原子数优选为1以上8以下,更优选为1以上4以下,特别优选为2。在芳香环上可具有取代基的苯硫基烷基中,优选2-(4-氯苯硫基)乙基。
式(b3)表示的基团中,存在多个Rb5,多个Rb5彼此键合而形成环时,作为形成的环,可举出烃环、杂环等。作为杂环中包含的杂原子,例如,可举出N、O、S。作为多个Rb5彼此键合而形成的环,特别优选芳香族环。该芳香族环可以为芳香族烃环,也可以为芳香族杂环。作为该芳香族环,优选芳香族烃环。式(b3)中,将多个Rb5彼此键合而形成苯环时的具体示例于以下。
[化学式24]
Figure BDA0003326689360000481
式(b4)表示的基团中,Rb8为硝基或一价有机基团。Rb8在式(b4)中的稠环上与键合于由-(CO)n1-表示的基团的芳香环不同的6元芳香环键合。式(b4)中,Rb8的结合位置没有特别限定。式(b4)表示的基团具有1个以上的Rb8时,从式(b4)表示的化合物的合成容易的方面等考虑,优选1个以上的Rb8中的1个与芴骨架的7位的位置键合。即,式(b4)表示的基团具有1个以上的Rb8时,式(b4)表示的基团优选由下述式(b6)表示。Rb8为多个时,多个Rb8可以相同也可以不同。
[化学式25]
Figure BDA0003326689360000482
(式(b6)中,Rb6、Rb7、Rb8、n3各自与式(b4)中的Rb6、Rb7、Rb8、n3相同。)
Rb8为一价有机基团时,Rb8在不妨碍本发明目的的范围内没有特别限定。作为有机基团,优选含有碳原子的基团,更优选由1个以上的碳原子、以及选自由H、O、S、Se、N、B、P、Si、及卤原子组成的组中的1种以上原子形成的基团。含有碳原子的基团的碳原子数没有特别限定,优选为1以上50以下,更优选为1以上20以下。
作为Rb8为一价有机基团时的优选例,可举出与作为式(b3)中的Rb5的一价有机基团的优选例同样的基团。
式(b4)中,Rb6及Rb7各自为可具有取代基的链状烷基、可具有取代基的链状烷氧基、可具有取代基的环状有机基团、或氢原子。Rb6及Rb7可以彼此键合而形成环。这些基团中,作为Rb6及Rb7,优选可具有取代基的链状烷基。Rb6及Rb7为可具有取代基的链状烷基时,链状烷基可以为直链烷基,也可以为支链烷基。
Rb6及Rb7为不具有取代基的链状烷基时,链状烷基的碳原子数优选为1以上20以下,更优选为1以上10以下,特别优选为1以上6以下。作为Rb6及Rb7为链状烷基时的具体例,可举出甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、仲戊基、叔戊基、正己基、正庚基、正辛基、异辛基、仲辛基、叔辛基、正壬基、异壬基、正癸基、及异癸基等。另外,Rb6及Rb7为烷基时,烷基可以在碳链中含有醚键(-O-)。作为在碳链中具有醚键的烷基的例子,可举出甲氧基乙基、乙氧基乙基、甲氧基乙氧基乙基、乙氧基乙氧基乙基、丙氧基乙氧基乙基、及甲氧基丙基等。
Rb6及Rb7为具有取代基的链状烷基时,链状烷基的碳原子数优选为1以上20以下,更优选为1以上10以下,特别优选为1以上6以下。该情况下,取代基的碳原子数不包括在链状烷基的碳原子数内。具有取代基的链状烷基优选为直链状。
烷基可具有的取代基在不妨碍本发明目的的范围内没有特别限定。作为取代基的优选例,可举出烷氧基、腈基、卤原子、卤代烷基、环状有机基团、及烷氧基羰基。作为卤原子,可举出氟原子、氯原子、溴原子、碘原子。这些之中,优选氟原子、氯原子、溴原子。作为环状有机基团,可举出环烷基、芳香族烃基、杂环基。作为环烷基的具体例,与Rb8为环烷基时的优选例相同。作为芳香族烃基的具体例,可举出苯基、萘基、联苯基、蒽基、及菲基等。作为杂环基的具体例,与Rb8为杂环基时的优选例相同。Rb8为烷氧基羰基时,烷氧基羰基中包含的烷氧基可以为直链状,也可以为支链状,优选为直链状。烷氧基羰基中包含的烷氧基的碳原子数优选为1以上10以下,更优选为1以上6以下。
链状烷基具有取代基时,取代基的数目没有特别限定。优选的取代基的数目根据链状烷基的碳原子数而变化。取代基的数目典型而言为1以上20以下,优选为1以上10以下,更优选为1以上6以下。
Rb6及Rb7为不具有取代基的链状烷氧基时,链状烷氧基的碳原子数优选为1以上20以下,更优选为1以上10以下,特别优选为1以上6以下。作为Rb6及Rb7为链状烷氧基时的具体例,可举出甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基、正丁氧基、异丁氧基、仲丁氧基、叔丁氧基、正戊氧基、异戊氧基、仲戊氧基、叔戊氧基、正己氧基、正庚氧基、正辛氧基、异辛氧基、仲辛氧基、叔辛氧基、正壬氧基、异壬氧基、正癸氧基、及异癸氧基等。另外,Rb6及Rb7为烷氧基时,烷氧基可以在碳链中含有醚键(-O-)。作为碳链中具有醚键的烷氧基的例子,可举出甲氧基乙氧基、乙氧基乙氧基、甲氧基乙氧基乙氧基、乙氧基乙氧基乙氧基、丙氧基乙氧基乙氧基、及甲氧基丙氧基等。
Rb6及Rb7为具有取代基的链状烷氧基时,烷氧基可具有的取代基与Rb6及Rb7为链状烷基时相同。
Rb6及Rb7为环状有机基团时,环状有机基团可以为脂环式基团,也可以为芳香族基团。作为环状有机基团,可举出脂肪族环状烃基、芳香族烃基、杂环基。Rb6及Rb7为环状有机基团时,环状有机基团可具有的取代基与Rb6及Rb7为链状烷基时相同。
Rb6及Rb7为芳香族烃基时,芳香族烃基优选为苯基、或者多个苯环介由碳-碳键进行键合而形成的基团、或者多个苯环稠合而形成的基团。芳香族烃基为苯基、或者多个苯环键合或稠合而形成的基团时,芳香族烃基中包含的苯环的环数没有特别限定,优选为3以下,更优选为2以下,特别优选为1。作为芳香族烃基的优选具体例,可举出苯基、萘基、联苯基、蒽基、及菲基等。
Rb6及Rb7为脂肪族环状烃基时,脂肪族环状烃基可以为单环式,也可以为多环式。脂肪族环状烃基的碳原子数没有特别限定,优选为3以上20以下,更优选为3以上10以下。作为单环式的环状烃基的例子,可举出环丙基、环丁基、环戊基、环己基、环庚基、环辛基、降冰片基、异冰片基、三环壬基、三环癸基、四环十二烷基、及金刚烷基等。
Rb6及Rb7为杂环基时,可举出与作为式(b3)中的Rb5的杂环基同样的基团。
Rb6与Rb7可以彼此键合而形成环。包含Rb6与Rb7形成的环的基团优选为环烷叉基。Rb6与Rb7键合而形成环烷叉基时,构成环烷叉基的环优选为5元环~6元环,更优选为5元环。
Rb7与芴骨架的苯环形成环时,该环可以为芳香族环,也可以为脂肪族环。
Rb6与Rb7键合而形成的基团为环烷叉基时,环烷叉基可以与1个以上的其他环稠合。作为可以与环烷叉基稠合的环的例子,可举出苯环、萘环、环丁烷环、环戊烷环、环己烷环、环庚烷环、环辛烷环、呋喃环、噻吩环、吡咯环、吡啶环、吡嗪环、及嘧啶环等。
作为以上说明的Rb6及Rb7中优选的基团的例子,可举出式-A1-A2表示的基团。式中,A1为直链亚烷基,A2可举出烷氧基、腈基、卤原子、卤代烷基、环状有机基团、或烷氧基羰基。
A1的直链亚烷基的碳原子数优选为1以上10以下,更优选为1以上6以下。A2为烷氧基时,烷氧基可以为直链状,也可以为支链状,优选为直链状。烷氧基的碳原子数优选为1以上10以下,更优选为1以上6以下。A2为卤原子时,优选为氟原子、氯原子、溴原子、碘原子,更优选为氟原子、氯原子、溴原子。A2为卤代烷基时,卤代烷基中包含的卤原子优选为氟原子、氯原子、溴原子、碘原子,更优选为氟原子、氯原子、溴原子。卤代烷基可以为直链状,也可以为支链状,优选为直链状。A2为环状有机基团时,环状有机基团的例子与Rb6及Rb7作为取代基具有的环状有机基团同样。A2为烷氧基羰基时,烷氧基羰基的例子与Rb6及Rb7作为取代基具有的烷氧基羰基同样。
作为Rb6及Rb7的优选具体例,可举出:乙基、正丙基、正丁基、正己基、正庚基、及正辛基等烷基;2-甲氧基乙基、3-甲氧基正丙基、4-甲氧基正丁基、5-甲氧基正戊基、6-甲氧基正己基、7-甲氧基正庚基、8-甲氧基正辛基、2-乙氧基乙基、3-乙氧基正丙基、4-乙氧基正丁基、5-乙氧基正戊基、6-乙氧基正己基、7-乙氧基正庚基、及8-乙氧基正辛基等烷氧基烷基;2-氰基乙基、3-氰基正丙基、4-氰基正丁基、5-氰基正戊基、6-氰基正己基、7-氰基正庚基、及8-氰基正辛基等氰基烷基;2-苯基乙基、3-苯基正丙基、4-苯基正丁基、5-苯基正戊基、6-苯基正己基、7-苯基正庚基、及8-苯基正辛基等苯基烷基;2-环己基乙基、3-环己基正丙基、4-环己基正丁基、5-环己基正戊基、6-环己基正己基、7-环己基正庚基、8-环己基正辛基、2-环戊基乙基、3-环戊基正丙基、4-环戊基正丁基、5-环戊基正戊基、6-环戊基正己基、7-环戊基正庚基、及8-环戊基正辛基等环烷基烷基;2-甲氧基羰基乙基、3-甲氧基羰基正丙基、4-甲氧基羰基正丁基、5-甲氧基羰基正戊基、6-甲氧基羰基正己基、7-甲氧基羰基正庚基、8-甲氧基羰基正辛基、2-乙氧基羰基乙基、3-乙氧基羰基正丙基、4-乙氧基羰基正丁基、5-乙氧基羰基正戊基、6-乙氧基羰基正己基、7-乙氧基羰基正庚基、及8-乙氧基羰基正辛基等烷氧基羰基烷基;2-氯乙基、3-氯正丙基、4-氯正丁基、5-氯正戊基、6-氯正己基、7-氯正庚基、8-氯正辛基、2-溴乙基、3-溴正丙基、4-溴正丁基、5-溴正戊基、6-溴正己基、7-溴正庚基、8-溴正辛基、3,3,3-三氟丙基、及3,3,4,4,5,5,5-七氟正戊基等卤代烷基。
作为Rb6及Rb7,上述中优选的基团为乙基、正丙基、正丁基、正戊基、2-甲氧基乙基、2-氰基乙基、2-苯基乙基、2-环己基乙基、2-甲氧基羰基乙基、2-氯乙基、2-溴乙基、3,3,3-三氟丙基、及3,3,4,4,5,5,5-七氟正戊基。
式(b5)中,从容易得到敏感度优异的光聚合引发剂的方面考虑,A特别优选为S。
式(b5)中,Rb9为一价有机基团、卤原子、硝基、或腈基。
式(b5)中的Rb9为一价有机基团时,可以在不妨碍本发明目的的范围内,从各种有机基团中选择。作为有机基团,优选含有碳原子的基团,更优选由1个以上的碳原子、以及选自由H、O、S、Se、N、B、P、Si、及卤原子组成的组中的1种以上的原子形成的基团。含有碳原子的基团的碳原子数没有特别限定,优选为1以上50以下,更优选为1以上20以下。
作为式(b5)中Rb9为有机基团时的优选例,可举出与作为式(b3)中的Rb5的一价有机基团同样的基团。
Rb9中,优选为苯甲酰基;萘甲酰基;被选自由碳原子数1以上6以下的烷基、吗啉-1-基、哌嗪-1-基、及苯基组成的组中的基团取代的苯甲酰基;硝基;可具有取代基的苯并呋喃基羰基,更优选为苯甲酰基;萘甲酰基;2-甲基苯基羰基;4-(哌嗪-1-基)苯基羰基;4-(苯基)苯基羰基。
另外,式(b5)中,n4优选为0以上3以下的整数,更优选为0以上2以下的整数,特别优选为0、或1。n4为1时,就Rb9的键合位置而言,优选相对于Rb9所键合的苯基与氧原子或硫原子键合的键合位点为对位。
式(b1)及(b2)中,作为Rb2的一价有机基团在不妨碍本发明目的的范围内没有特别限定。作为有机基团,优选含有碳原子的基团,更优选由1个以上的碳原子、以及选自由H、O、S、Se、N、B、P、Si、及卤原子组成的组中的1种以上的原子形成的基团。含有碳原子的基团的碳原子数没有特别限定,优选为1以上50以下,更优选为1以上20以下。
关于作为Rb2的一价有机基团的优选例,可举出与作为式(b3)中的Rb5的一价有机基团同样的基团。这些基团的具体例与对式(b3)中的Rb5说明的基团同样。
另外,作为Rb2,也优选环烷基烷基、在芳香环上可具有取代基的苯氧基烷基、在芳香环上可具有取代基的苯硫基烷基。苯氧基烷基、及苯硫基烷基可具有的取代基与式(b3)中的Rb5所包含的苯基、萘基及杂环基进一步具有取代基时的取代基同样。
有机基团中,作为Rb2,优选为包含上述HX2C-或H2XC-表示的基团的取代基、烷基、环烷基、可具有取代基的苯基、或环烷基烷基、在芳香环上可具有取代基的苯硫基烷基。关于烷基、可具有取代基的苯基、环烷基烷基中包含的环烷基的碳原子数、环烷基烷基中包含的亚烷基的碳原子数、环烷基烷基、在芳香环上可具有取代基的苯硫基烷基中包含的亚烷基的碳原子数、或者在芳香环上可具有取代基的苯硫基烷基,与式(b3)的Rb5同样。
另外,作为Rb2,也优选-A3-CO-O-A4表示的基团。A3为二价有机基团,优选为二价烃基,优选为亚烷基。A4为一价有机基团,优选为一价烃基。
A3为亚烷基时,亚烷基可以为直链状也可以为支链状,优选为直链状。A3为亚烷基时,亚烷基的碳原子数优选为1以上10以下,更优选为1以上6以下,特别优选为1以上4以下。
作为A4的优选例,可举出碳原子数1以上10以下的烷基、碳原子数7以上20以下的芳烷基、及碳原子数6以上20以下的芳香族烃基。作为A4的优选具体例,可举出甲基、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、苯基、萘基、苄基、苯乙基、α-萘基甲基、及β-萘基甲基等。
作为-A3-CO-O-A4表示的基团的优选具体例,可举出2-甲氧基羰基乙基、2-乙氧基羰基乙基、2-正丙氧基羰基乙基、2-正丁氧基羰基乙基、2-正戊氧基羰基乙基、2-正己氧基羰基乙基、2-苄氧基羰基乙基、2-苯氧基羰基乙基、3-甲氧基羰基正丙基、3-乙氧基羰基正丙基、3-正丙氧基羰基正丙基、3-正丁氧基羰基正丙基、3-正戊氧基羰基正丙基、3-正己氧基羰基正丙基、3-苄氧基羰基正丙基、及3-苯氧基羰基正丙基等。
另外,作为Rb2,也优选下述式(b7)或(b8)表示的基团。
[化学式26]
Figure BDA0003326689360000551
(式(b7)及(b8)中,Rb10及Rb11各自独立地为一价有机基团,n5为0以上4以下的整数,
Rb10及Rb11存在于苯环上的相邻位置的情况下,Rb10与Rb11可以彼此键合而形成环,
Rb12为一价有机基团,
n6为1以下8以下的整数,
n7为1以上5以下的整数,
n8为0以上且(n7+3)以下的整数。)
式(b7)中的作为Rb10及Rb11的有机基团与式(b4)中的Rb8相同。作为Rb10,优选包含HX2C-或H2XC-表示的基团的卤代烷氧基、包含HX2C-或H2XC-表示的基团的卤代烷基、烷基或苯基。Rb10与Rb11键合而形成环的情况下,该环可以为芳香族环,也可以为脂肪族环。关于为式(b7)表示的基团、且Rb10与Rb11形成环的基团的优选例,可举出萘-1-基、1,2,3,4-四氢萘-5-基等。
上述式(b7)中,n7为0以上4以下的整数,优选为0或1,更优选为0。
上述式(b8)中,Rb12为有机基团。作为有机基团,可举出与针对式(b4)中的Rb8说明的有机基团同样的基团。有机基团中,优选为烷基。烷基可以为直链状,也可以为支链状。烷基的碳原子数优选为1以上10以下,更优选为1以上5以下,特别优选为1以上3以下。作为Rb12,可优选示例甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基等,这些之中,更优选为甲基。
上述式(b8)中,n7为1以上5以下的整数,优选为1以上3以下的整数,更优选为1或2。上述式(b8)中,n8为0以上且(n7+3)以下,优选为0以上3以下的整数,更优选为0以上2以下的整数,特别优选为0。
上述式(b8)中,n8为1以上8以下的整数,优选为1以上5以下的整数,更优选为1以上3以下的整数,特别优选为1或2。
式(b2)中,Rb3为氢原子、可具有取代基的碳原子数1以上20以下的脂肪族烃基、或者可具有取代基的芳基。作为Rb3为脂肪族烃基时可具有的取代基,可优选示例苯基、萘基等。
式(b1)及(b2)中,作为Rb3,可优选示例氢原子、甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、2-环戊基乙基、2-环丁基乙基、环己基甲基、苯基、苄基、甲基苯基、萘基等,这些之中,更优选甲基或苯基。
作为由式(b2)表示、并且具有式(b3)表示的基团作为Rb1的化合物的优选具体例,可举出以下的化合物。
[化学式27]
Figure BDA0003326689360000561
[化学式28]
Figure BDA0003326689360000571
[化学式29]
Figure BDA0003326689360000581
[化学式30]
Figure BDA0003326689360000582
作为由式(b2)表示、并且具有式(b4)表示的基团作为Rb1的化合物的优选具体例,可举出以下的化合物。
[化学式31]
Figure BDA0003326689360000591
[化学式32]
Figure BDA0003326689360000601
[化学式33]
Figure BDA0003326689360000611
[化学式34]
Figure BDA0003326689360000621
[化学式35]
Figure BDA0003326689360000631
作为由式(b2)表示、并且具有式(b5)表示的基团作为Rb1的化合物的优选具体例,可举出以下的化合物。
[化学式36]
Figure BDA0003326689360000632
使用引发剂(B)时的、着色组合物的固态成分中的引发剂(B)的含量适当调节即可,例如,为0.1质量%以上30质量%以下,优选为1质量%以上25质量%以下。
着色组合物中包含的基材成分为热固性的材料时,着色组合物被加热至与基材成分的种类相应的温度,提供经热固化的着色成型体。着色组合物为含有聚酰胺酸作为基材成分的、提供聚酰亚胺树脂的组合物时,着色组合物被加热至例如120℃以上350℃以下、优选150℃以上350℃以下。
以上说明的着色组合物由于含有前述的颜料分散液,因此使用该着色组合物形成的着色膜即使被加热至例如120℃以上350℃以下这样的高温也不易变色。另外,使用以上说明的着色组合物形成的固化膜显示出小于6%这样的低反射率。
<有机溶剂>
着色组合物包含前述的颜料分散液。因此,着色组合物必须包含来自颜料分散液的作为分散介质的有机溶剂。着色组合物中,可以仅配合作为颜料分散液的成分的有机溶剂,也可以除作为颜料分散液的成分而配合的有机溶剂以外进一步配合有机溶剂。
着色组合物可包含的有机溶剂的种类在不阻碍所期望的效果的范围内没有特别限定。作为着色组合物可包含的有机溶剂,优选与颜料分散液可包含的有机溶剂同样的溶剂。
着色组合物中的有机溶剂的含量考虑着色组合物的固态成分浓度而适当确定。着色组合物的固态成分浓度例如优选为1质量%以上40质量%以下,更优选为2质量%以上30质量%以下,进一步优选为3质量%以上20质量%以下。
通过将以上说明的各成分以所期望的比率均匀地混合,从而可得到着色组合物。
《着色膜的形成方法》
通过使由前述着色组合物形成的膜干燥、或者干燥及固化,从而能够形成着色膜。
作为着色膜的优选形成方法,可举出包括下述步骤的方法:
将前述着色组合物涂布于基板上而形成涂布膜的步骤;和,
使涂布膜干燥、或者干燥及固化的步骤。
涂布着色组合物的方法没有特别限定。例如,使用辊涂机、逆向涂布机、棒涂机、狭缝涂布机等接触转印型涂布装置、旋转器(旋转式涂布装置)、帘式流动涂布机等非接触型涂布装置,将着色组合物以成为所期望的膜厚的方式涂布于基板上,从而能够形成涂布膜。
涂布膜的膜厚没有特别限定。例如以形成优选为50nm以上20μm以下(更优选500nm以上10μm以下)的膜厚的着色膜的方式适当设定涂布膜的膜厚。
以这样的方式形成的涂布膜接着进行干燥、或者进行干燥及固化。
干燥的方法没有特别限定。例如,通过对涂布膜进行烘烤、或者将涂布膜置于减压条件下,从而将涂布膜干燥。
烘烤温度考虑溶剂(S)的沸点等而适当确定。烘烤可以在减压条件下于低温进行。
作为烘烤的方法,没有特别限定,例如可举出使用加热板于80℃以上150℃以下(优选为85℃以上120℃以下)的温度干燥60秒以上500秒以下的时间的方法。
着色组合物包含光敏性的固化剂、和利用该固化剂而固化的基材成分的情况下,可以在利用上述方法形成涂布膜后,对涂布膜进行曝光,由此得到经固化的着色膜。
就对涂布膜进行曝光的条件而言,只要固化良好地进行即可,没有特别限定。曝光例如通过照射紫外线、准分子激光等活性能量射线而进行。照射的能量射线量没有特别限制,例如可举出30mJ/cm2以上5000mJ/cm2以下。曝光后,可以利用与涂布后的加热同样的方法,对经曝光的涂布膜进行烘烤。作为曝光后的烘烤的方法,没有特别限定,例如可举出使用加热板于80℃以上160℃以下(优选为85℃以上150℃以下)的温度干燥60秒以上500秒以下的时间的方法。
着色组合物包含聚酰胺酸这样的热固性的基材成分、或者组合包含热敏性的固化剂和利用该固化剂而固化的基材成分的情况下,可以在利用上述方法形成涂布膜后,对涂布膜进行加热,由此得到固化膜。
考虑基材成分的种类、固化剂的种类而适当确定加热温度。作为加热条件,例如,为120℃以上350℃以下,优选为150℃以上350℃以下。加热时间例如优选为5分钟以上12小时以下,更优选为10分钟以上6小时以下,特别优选为30分钟以上1小时以上。
通过上述方法,能够形成低反射性及耐热性优异的着色膜。
实施例
以下,通过实施例详细地说明本发明,但本发明的范围不限于这些实施例。
〔制备例1:导入有酸性基团的炭黑的制备〕
将未处理的炭黑(P1,Regal 250R,Cabot公司制)550g、对氨基苯磺酸31.5g、及离子交换水1000g加入至夹套温度被设定为60℃的具备夹套和搅拌装置的反应容器中。将在去离子水100g中溶解有亚硝酸钠12.6g的溶液加入至博朗混合器(Braun mixer)内后,在60℃、50转/分钟的条件下对混合器内的混合物搅拌2小时,进行重氮偶联反应。搅拌后,将混合器的内容物冷却至室温。接着,使用去离子水,利用渗滤法,将混合器的内容物中包含的炭黑纯化。从清洗水中未检测出来自对氨基苯磺酸的苯磺酸类,可知利用重氮偶联反应向炭黑中导入了苯磺酸基。将经纯化的炭黑于75℃干燥一晚,然后粉碎,得到导入有苯磺酸基的炭黑(P2)。
〔制备例2:经硅烷偶联剂处理的炭黑的制备〕
将未处理的炭黑(P1)50g与浓度1.25质量%的硅烷偶联剂的异丙醇溶液200g混合,于60℃搅拌3小时。将搅拌后的包含炭黑的悬浮液加热至100℃,使异丙醇和作为副产物产生的甲醇挥发,得到经硅烷偶联剂处理的炭黑(P3)的粉体。作为硅烷偶联剂,使用下述结构的硅烷偶联剂SC-A。
[化学式37]
Figure BDA0003326689360000661
〔实施例1~18、比较例1、及比较例2〕
实施例及比较例中,作为颜料,使用下述的P1~P14。
P1:制备例1中使用的未处理炭黑
P2:制备例1中得到的导入有酸性基团的炭黑
P3:制备例2中得到的经硅烷偶联剂处理的炭黑
P4:氮化钛(钛黑)
P5:氧化钨(IV)(WO2)
P6:氧化铜(II)(CuO)
P7:二氧化锰(MnO2)
P8:氧化铁(Fe3O4)
P9:苝颜料
P10:内酰胺颜料
P11:钛白(氧化钛(TiO2))
P12:钴蓝(CoAl2O4)
P13:铁红(Fe2O3)
P14:C.I.颜料白7(ZnS)
实施例及比较例中,作为分散剂,分别使用由下述结构单元形成的聚酰胺酸PAA1~PAA4、和作为市售的分散剂的D1(DISPERBYK-167(BYK-Chemie Japan株式会社制))。PAA1、及PAA2属于具有前述的式(a1)表示的结构单元的聚酰胺酸。PAA3及PAA4属于不具有前述的式(a1)表示的结构单元的聚酰胺酸。
PAA1的按聚苯乙烯换算的质均分子量为12000。PAA2的按聚苯乙烯换算的质均分子量为11000。PAA3的按聚苯乙烯换算的质均分子量为12000。PAA4的按聚苯乙烯换算的质均分子量为11000。
[化学式38]
Figure BDA0003326689360000681
实施例、及比较例中,作为分散介质,使用作为非质子性极性有机溶剂的N,N,N’,N’-四甲基脲(TMU)或N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)。
实施例及比较例中,使用平均粒径为60nm的中空二氧化硅粒子。
首先,将表1中记载的种类的颜料15g、表1中记载的种类的分散剂7.5g、和表1中记载的种类的有机溶剂50g混合,得到固态成分中的颜料含量为67质量%的混合液。需要说明的是,比较例2中,未使用颜料分散液。接着,对得到的混合液进行搅拌使颜料分散。使用表1中记载的种类的分散介质,将得到的高浓度的颜料分散液稀释成30质量%的固态成分浓度,得到颜料分散液。
将得到的颜料分散液5.7质量份及表1中记载的种类的基材树脂溶液5质量份与包含作为分散介质的丙二醇单甲基醚0.9质量份和中空二氧化硅0.2质量份的中空二氧化硅分散液混合后,利用表1中记载的种类的有机溶剂,将得到的混合液稀释成11质量%的固态成分浓度,得到着色组合物。
针对使用所得到的着色组合物形成的固化膜,按照下述的方法,对耐热性及反射率进行评价。将评价结果记载于表1中。
<耐热性评价>
使用旋涂机(Mikasa制,1H-360S),将着色组合物涂布于晶圆基板上。将晶圆基板上的涂膜于300℃加热1小时,形成膜厚约1.0μm的着色膜。从加热至300℃而形成的着色膜中,分别削取耐热性评价用的试样5μg。使用耐热性评价用的试样,利用示差量热/热重测定装置(TG/DTA-6200,Seiko Instruments Inc.制),在空气气流中,以升温速度10℃/分钟的条件进行测定,得到TG曲线。根据得到的TG曲线求出试样的5%重量减少温度。将5%重量减少温度超过400℃的情况判定为〇,将5%重量减少温度超过350℃且为400℃以下的情况判定为△,将5%重量减少温度为350℃以下的情况判定为×。
<反射率评价>
使用旋涂机(Mikasa制,1H-360S),将着色组合物涂布于晶圆基板上。将晶圆基板上的涂膜于300℃加热1小时,形成膜厚约1.0μm的着色膜。使用反射率测定装置(MCPD3700,大塚电子公司制),按照以下的基准,对形成的着色膜的反射率进行判定。
◎:反射率小于5%。
〇:反射率为5%以上且小于6%。
△:反射率为6%以上且小于8%。
×:反射率为8%以上。
[表1]
Figure BDA0003326689360000701
根据实施例1~实施例18可知,对于在使用聚酰胺酸使颜料分散于非质子性极性有机溶剂中而得到的颜料分散液中、进一步加入作为基材成分的聚酰胺酸和中空二氧化硅而得到的着色组合物而言,提供低反射性及耐热性优异的着色膜。另外,由实施例18~36可知,还能够赋予图案化(patterning)特性。
另一方面,根据比较例1及比较例2可知,在使用市售的分散剂(其不是聚酰胺酸)作为分散剂、或者着色组合物不含中空二氧化硅的情况下,难以形成兼具优异的低反射性和优异的耐热性的着色膜。
〔实施例19~36〕
<图案化评价>
针对实施例1~18中使用的成分,分别组合下述结构的引发剂、和二季戊四醇六丙烯酸酯(聚合性化合物),制备了实施例19~36的着色组合物。就固态成分比率而言,为颜料45质量%、聚酰胺酸30质量%、中空二氧化硅1质量%、引发剂15质量%、聚合性化合物9质量%。需要说明的是,聚酰胺酸的比率为分散剂与基材的总和,颜料分散液中的颜料与聚酰胺酸的质量比率为2:1。固态成分比率为10质量%。
[化学式39]
Figure BDA0003326689360000711
使用旋涂机(Mikasa制,1H-360S),将得到的各实施例的着色组合物涂布于晶圆基板上,然后,于100℃加热2分钟,得到形成有膜厚1μm的固化膜的厚度的涂布膜。针对得到的涂布膜,使用曝光装置(Topcon制,TME150RTO),以100mJ/cm2进行曝光。曝光后,利用浓度0.05质量%的氢氧化钾水溶液进行显影,形成线与间隙(line and space)图案。任意组合物均得到了宽6μm的线图案。通过于300℃进行1小时后烘烤,能够得到耐热性和低反射性良好的着色图案。

Claims (9)

1.着色组合物,其包含颜料分散液、和中空二氧化硅,
所述颜料分散液含有颜料、聚酰胺酸、和非质子性极性有机溶剂。
2.如权利要求1所述的着色组合物,其中,所述聚酰胺酸包含下述式(a1)表示的结构单元,
Figure FDA0003326689350000011
式(a1)中,A1为四价有机基团,A2为二价有机基团,
其中,所述A1为下述式(a2)表示的基团,
Figure FDA0003326689350000012
式(a2)中,Ra11、Ra12、及Ra13各自独立地为选自由氢原子、碳原子数1以上且5以下的烷基及氟原子组成的组中的1种,a为0以上且12以下的整数,
或者,所述A2为下述式(a3)表示的基团,
-Ar1-X-Ar2-···(a3)
式(a3)中,Ar1、及Ar2各自独立地为可具有取代基的苯基或萘基,X为-CO-NH-。
3.如权利要求1或2所述的着色组合物,其中,所述聚酰胺酸中,所述式(a1)表示的结构单元在所述聚酰胺酸的全部结构单元中的比率为30摩尔%以上。
4.如权利要求1或2所述的着色组合物,其中,所述非质子性极性有机溶剂为下述式(S1)表示的含氮极性有机溶剂,
Figure FDA0003326689350000021
式(S1)中,RS1及RS2各自独立地为碳原子数1以上且3以下的烷基,RS3为氢原子、或者下述式(S1-1)或下述式(S1-2)表示的基团,
Figure FDA0003326689350000022
RS4为氢原子或羟基,RS5及RS6各自独立地为氢原子、碳原子数1以上且3以下的烷基,RS7及RS8各自独立地为氢原子、或碳原子数1以上且3以下的烷基,RS3为式(S1-1)表示的基团的情况下,RS2及RS3可以彼此键合而形成环。
5.如权利要求4所述的着色组合物,其中,所述含氮极性有机溶剂为N,N,N’,N’-四甲基脲。
6.如权利要求1或2所述的着色组合物,其还包含基材成分。
7.如权利要求6所述的着色组合物,其包含聚酰胺酸作为所述基材成分。
8.着色膜,其是使由权利要求1~7中任一项所述的着色组合物形成的膜干燥而成的、或者干燥及固化而成的。
9.着色膜的形成方法,其包括下述步骤:
将权利要求1~7中任一项所述的着色组合物涂布于基板上而形成涂布膜的步骤;和,
使所述涂布膜干燥、或者干燥及固化的步骤。
CN202111268144.1A 2020-12-18 2021-10-28 着色组合物、着色膜、及着色膜的形成方法 Pending CN114644859A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020-210686 2020-12-18
JP2020210686A JP2022097226A (ja) 2020-12-18 2020-12-18 着色組成物、着色膜、及び着色膜の形成方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN114644859A true CN114644859A (zh) 2022-06-21

Family

ID=81992518

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202111268144.1A Pending CN114644859A (zh) 2020-12-18 2021-10-28 着色组合物、着色膜、及着色膜的形成方法

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JP2022097226A (zh)
KR (1) KR20220088335A (zh)
CN (1) CN114644859A (zh)
TW (1) TW202229477A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116694142A (zh) * 2023-08-07 2023-09-05 晋江厚德印花有限公司 着色效果好的转印膜打印用颜料及其制备方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3900161B2 (ja) 2004-01-30 2007-04-04 東洋インキ製造株式会社 カーボンブラック分散液の製造方法
JP6241153B2 (ja) 2012-09-10 2017-12-06 三菱ケミカル株式会社 遮光材、着色樹脂組成物、カラーフィルタ、及び液晶表示装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116694142A (zh) * 2023-08-07 2023-09-05 晋江厚德印花有限公司 着色效果好的转印膜打印用颜料及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
TW202229477A (zh) 2022-08-01
KR20220088335A (ko) 2022-06-27
JP2022097226A (ja) 2022-06-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI625348B (zh) Heat resistant resin, heat resistant resin precursor, photosensitive resin composition, cured film, device, organic EL display device, and method of manufacturing the same
KR102441729B1 (ko) 착색제 분산액, 감광성 수지 조성물, 경화물, 유기 el소자, 패턴의 형성 방법, 및 감광성 수지 조성물의 제조 방법
JP6401545B2 (ja) 感光性樹脂組成物及びカーボンブラック並びに感光性樹脂組成物の製造方法
TWI739898B (zh) 感光性樹脂組合物、聚醯胺樹脂、聚醯胺樹脂之製造方法、化合物、化合物之製造方法、硬化膜之製造方法、及硬化膜
KR102005682B1 (ko) 감광성 수지 조성물, 경화막, 표시장치, 및 패턴 형성 방법
JP4834949B2 (ja) 熱硬化性樹脂組成物およびそれを用いた電子部品
WO2015016316A1 (ja) 炭素材料分散膜形成用組成物
JP6543042B2 (ja) 感光性樹脂組成物
JP2006312716A (ja) 熱硬化性樹脂組成物、耐熱性樹脂の製造方法およびそれを用いた電子部品
TWI738910B (zh) 樹脂組成物、黑色基質、顯示裝置、及黑色基質之製造方法
CN114644859A (zh) 着色组合物、着色膜、及着色膜的形成方法
KR102090286B1 (ko) 포토레지스트 조성물, 이를 이용하는 포토리소그라피 공정, 및 이를 이용하여 제조된 화소 구획 층
CN114133565A (zh) 一种超支化聚酰亚胺树脂及其制备方法和应用
CN107817649B (zh) 感光性树脂组合物、聚酰胺树脂及其制造方法、化合物及其制造方法、固化膜及其制造方法
KR102537532B1 (ko) 수지 조성물, 경화막, 컬러 필터, 및 경화막의 제조 방법
CN113150545B (zh) 一种含有纳米富勒烯的聚合物薄膜及其制备方法
KR20100002131A (ko) 안료 함유 경화성 수지 용액 조성물의 제조 방법, 안료 분산액, 및 안료 함유 경화성 수지 용액 조성물
CN114644858A (zh) 颜料分散液、着色组合物、及颜料的分散方法
KR20110027586A (ko) 비수계 잉크젯용 잉크, 잉크 도포 방법
JP7263153B2 (ja) 感光性組成物、硬化物、ブラックマトリクス、ブラックバンク、カラーフィルター、画像表示装置、及びパターン化された硬化膜の製造方法
JP2013014693A (ja) 熱硬化性インクジェット用インクおよびその用途

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication