JP2006047676A - 着色硬化性組成物、カラーフィルタおよびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】 色相が良好で光堅牢性および熱堅牢性が高く、経時安定性に優れた着色硬化性組成物を提供する。
【解決手段】 下記一般式(M1)で表される化合物の少なくとも1種と、下記一般式(K1)で表される化合物の少なくとも1種とを含んでいる〔A:5員ヘテロ環ジアゾ成分A−NH2の残基;B1:−CR1=、N;B2:−CR2=、N;R5,R6:H、脂肪族基、アリール基、ヘテロ環基、アシル基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基など;G,R1,R2:H、置換基;Ry1:脂肪族基、アリール基、ヘテロ環基、カルバモイル基、脂肪族オキシカルボニル基、アシル基など;Ry2:H、脂肪族基、アリール基、ヘテロ環基;Ry3,Ry4:置換基;ym=1〜3、yn=0〜2(ym+yn=1〜3)、yp=0〜5;Ra1:脂肪族基、アリール基、ヘテロ環基、アシル基、脂肪族オキシカルボニル基など;Ra2:H、置換基;Xa1:−CRa3=、N;Ra3:H、置換基;B:カプラー残基〕。
【化1】
【選択図】 なし
【解決手段】 下記一般式(M1)で表される化合物の少なくとも1種と、下記一般式(K1)で表される化合物の少なくとも1種とを含んでいる〔A:5員ヘテロ環ジアゾ成分A−NH2の残基;B1:−CR1=、N;B2:−CR2=、N;R5,R6:H、脂肪族基、アリール基、ヘテロ環基、アシル基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基など;G,R1,R2:H、置換基;Ry1:脂肪族基、アリール基、ヘテロ環基、カルバモイル基、脂肪族オキシカルボニル基、アシル基など;Ry2:H、脂肪族基、アリール基、ヘテロ環基;Ry3,Ry4:置換基;ym=1〜3、yn=0〜2(ym+yn=1〜3)、yp=0〜5;Ra1:脂肪族基、アリール基、ヘテロ環基、アシル基、脂肪族オキシカルボニル基など;Ra2:H、置換基;Xa1:−CRa3=、N;Ra3:H、置換基;B:カプラー残基〕。
【化1】
【選択図】 なし
Description
本発明は、液晶表示素子や固体撮像素子に用いられるカラーフィルタを形成するのに好適な着色硬化性組成物、並びに該着色硬化性組成物を用いたカラーフィルタおよびその製造方法に関する。
固体撮像素子や液晶表示素子をカラー化するために素子上に形成されるカラーフィルタとして、基板の同一平面上に互いに隣接して形成された、黄色フィルタ層、マゼンタフィルタ層、およびシアンフィルタ層で構成されたカラーフィルタや赤色フィルタ層、緑色フィルタ層、および青色フィルタ層で構成されたカラーフィルタが知られている。そして、これらフィルタ層によって帯状のパターン若しくはモザイク状のパターンが形成されている。
上記のようなカラーフィルタの製造方法としては、これまで種々の方法が提案されている。中でも、色素を含有する感光性樹脂組成物を露光し、現像することによってパターニングする工程を所要の回数繰り返し行なう、いわゆるカラーレジスト法は広く実用化されている。
カラーレジスト法は、顔料を種々の感光性組成物に分散させた着色感放射線性組成物を用いてフォトリソ法によりカラーフィルタを作製する方法であり、この方法は、顔料を使用しているために光や熱等に安定であると共にフォトリソ法によってパターニングするため位置精度も充分であり、大画面、高精細カラーディスプレー用カラーフィルタの作製に好適な方法とされている。
上記のように顔料を分散する顔料分散法によってカラーフィルタを作製する場合、ガラス基板上に感放射線性組成物をスピンコーターやロールコーター等を用いて塗布して塗膜を形成し、この塗膜をパターン露光して現像することによって着色された画素を得、この操作を所望の色相数に合わせて行なうことでカラーフィルタを得ている。顔料分散法としては、アルカリ可溶性樹脂に光重合性モノマーと光重合開始剤とを用いるネガ型感光性組成物が知られている。(例えば、特許文献1〜8および12参照)。
しかしながら、近年、固体撮像素子用のカラーフィルタにおいては、更なる高精細化が望まれている。しかし、上記のような従来の顔料分散系では解像度が向上せず、また、顔料の粗大粒子による色ムラが発生する等の問題点を有しているために、固体撮像素子のような微細パターンが要求される用途には適さなかった。
このような問題に対し、従来から染料の使用が提案されている(例えば、特許文献9〜10参照)。また、ポジ型感光性組成物もある(例えば、特許文献11〜12参照)。しかしながら、染料含有の硬化性組成物は以下の課題を有しており、更なる改良が求められていた。すなわち、
(1) 染料は、一般的に顔料に比べて耐熱性、耐光性等に劣っており、堅牢性が不充分である。
(2) 染料のモル吸収光係数が低い場合には、多量の染料を添加しなければならず、この場合には硬化性組成物中の重合性化合物やバインダー、光重合開始剤等の他の成分を相対的に減らさざるを得ず、組成物硬化時の硬化性、硬化された硬化部の耐熱性、非硬化部の現像性などが低下する等がある。
(3) 染料は硬化性組成物中の他の成分と相互作用を示す場合が多く、硬化部と非硬化部の現像性(溶解性)の調節が困難である。
このように、従来から感光性組成物に用いられている染料においては、特に堅牢性が充分に満足できるものではなく、さらに感光性組成物に対する溶解性が低く、液中または塗設された塗膜の状態で染料が析出することがあり、また、高濃度で染料を含有させることも困難であった。
(1) 染料は、一般的に顔料に比べて耐熱性、耐光性等に劣っており、堅牢性が不充分である。
(2) 染料のモル吸収光係数が低い場合には、多量の染料を添加しなければならず、この場合には硬化性組成物中の重合性化合物やバインダー、光重合開始剤等の他の成分を相対的に減らさざるを得ず、組成物硬化時の硬化性、硬化された硬化部の耐熱性、非硬化部の現像性などが低下する等がある。
(3) 染料は硬化性組成物中の他の成分と相互作用を示す場合が多く、硬化部と非硬化部の現像性(溶解性)の調節が困難である。
このように、従来から感光性組成物に用いられている染料においては、特に堅牢性が充分に満足できるものではなく、さらに感光性組成物に対する溶解性が低く、液中または塗設された塗膜の状態で染料が析出することがあり、また、高濃度で染料を含有させることも困難であった。
一方、カラーフィルタの赤色のフィルタアレイにはイエロー染料やマゼンタ染料が用いられることが知られている(例えば、特許文献13参照)。しかしながら、使用されているキサンテン系色素は耐熱性および耐光性が不充分であり、また、記載されているピラゾロンアゾ系色素、ピリドンアゾ系色素は耐熱性や色素の溶解性が不充分であり、いずれも更なる改善が望まれている。
以上のように、高精細さや均一色が要求される固体撮像素子などの用途では染料含有の硬化性組成物が有用であるものの、褪色など染料の色濃度や色相を安定に保持できるまでに至っておらず、特にマゼンタ染料、イエロー染料の耐熱性や耐光性等の堅牢性の改善が課題となっていた。また、染料が低溶解性なために液状調製物もしくは塗布された塗布膜の状態としたときの経時での安定性が低いことに伴なう染料析出性の改善も課題の一つであった。
本発明は、上記に鑑み成されたものであり、色相が良好で熱堅牢性および光堅牢性が高く、経時安定性に優れた着色硬化性組成物を提供することを目的とし、並びに、色相および透過率特性が良好で熱堅牢性および光堅牢性に優れたカラーフィルタ、および該カラーフィルタの高い生産性による作製を可能とするカラーフィルタの製造方法を提供することを目的とし、該目的を達成することを本発明の課題とする。
本発明は、良好な色相を有し、かつ光および熱に対する堅牢性の高い各種染料化合物誘導体を詳細に検討したところ、特定のマゼンタ色素(染料)が特に、耐熱性や耐光性をはじめとする堅牢性の改善に有用で良好な色相が得られるとの知見を得、該知見に基づいて下記構成の着色硬化性組成物、カラーフィルタおよびその製造方法が提供され、前記目的が達成されたものである。
前記課題を達成するための具体的手段は以下の通りである。
<1> 下記一般式(M1)で表される化合物の少なくとも1種と、下記一般式(K1)で表される化合物の少なくとも1種とを含有することを特徴とする着色硬化性組成物である。
<1> 下記一般式(M1)で表される化合物の少なくとも1種と、下記一般式(K1)で表される化合物の少なくとも1種とを含有することを特徴とする着色硬化性組成物である。
前記一般式(M1)において、Aは、5員ヘテロ環ジアゾ成分A−NH2の残基を表す。B1は、−CR1=または窒素原子を表し、B2は−CR2=または窒素原子を表し、B1とB2とは同時に窒素原子を表すことはない。R5およびR6は、各々独立に水素原子、脂肪族基、アリール基、ヘテロ環基、アシル基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、カルバモイル基、アルキルスルホニル基、アリールスルホニル基、またはスルファモイル基を表し、R5とR6とは同時に水素原子を表すことはない。G、R1、およびR2は、各々独立に水素原子または置換基を表す。R1とR5、及び/又は、R5とR6は互いに結合して5員環または6員環を形成してもよい。
前記一般式(K1)において、Ry1は、脂肪族基、アリール基、ヘテロ環基、カルバモイル基、脂肪族オキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、アシル基、脂肪族スルホニル基、アリールスルホニル基、またはスルファモイル基を表し、Ry2は水素原子、脂肪族基、アリール基、またはヘテロ環基を表し、Ry3およびRy4は各々独立に置換基を表す。Ry1とRy2とは、互いに結合してRy1およびRy2が結合する窒素原子と共に5員環ないし7員環を形成していてもよい(イミド環であってもよい)。ymは、1〜3の整数を表し、複数のRy1及びRy2はそれぞれ、互いに同一であっても異なっていてもよい。ynは、0〜2の整数を表し、複数のRy3は互いに同一であっても異なっていてもよい。ym+ynは1〜3の整数である。ypは、0〜5の整数を表し、複数のRy4は互いに同一であっても異なっていてもよく、隣接している場合には互いに結合して5員環ないし7員環を形成していてもよい。
<2> 前記一般式(M1)で表される化合物の少なくとも1種及び前記一般式(K1)で表される化合物の少なくとも1種と、下記一般式(Y1)で表される化合物の少なくとも1種とを含有する前記<1>に記載の着色硬化性組成物である。
前記一般式(Y1)において、Ra1は、脂肪族基、アリール基、ヘテロ環基、アシル基、脂肪族オキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、カルバモイル基、脂肪族スルホニル基、アリールスルホニル基、またはスルファモイル基を表し、Ra2は水素原子または置換基を表す。Xa1は、−CRa3=または窒素原子を表し、Ra3は水素原子または置換基を表す。Bは、カプラ−残基を表す。Ra1とRa2、及び/又は、Ra2とRa3は互いに結合して5員環ないし7員環を形成してもよい。
<3> 下記一般式(M1)で表される化合物の少なくとも1種と、下記一般式(K1)で表される化合物の少なくとも1種とを含有することを特徴とするカラーフィルタである。
前記一般式(M1)において、Aは、5員ヘテロ環ジアゾ成分A−NH2の残基を表す。B1は、−CR1=または窒素原子を表し、B2は−CR2=または窒素原子を表し、B1とB2とは同時に窒素原子を表すことはない。R5およびR6は、各々独立に水素原子、脂肪族基、アリール基、ヘテロ環基、アシル基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、カルバモイル基、アルキルスルホニル基、アリールスルホニル基、またはスルファモイル基を表し、R5とR6とは同時に水素原子を表すことはない。G、R1、およびR2は、各々独立に水素原子または置換基を表す。R1とR5、及び/又は、R5とR6は互いに結合して5員環または6員環を形成してもよい。
前記一般式(K1)において、Ry1は、脂肪族基、アリール基、ヘテロ環基、カルバモイル基、脂肪族オキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、アシル基、脂肪族スルホニル基、アリールスルホニル基、またはスルファモイル基を表し、Ry2は水素原子、脂肪族基、アリール基、またはヘテロ環基を表し、Ry3およびRy4は各々独立に置換基を表す。Ry1とRy2とは、互いに結合してRy1およびRy2が結合する窒素原子と共に5員環ないし7員環を形成していてもよい(イミド環であってもよい)。ymは、1〜3の整数を表し、複数のRy1及びRy2はそれぞれ、互いに同一であっても異なっていてもよい。ynは、0〜2の整数を表し、複数のRy3は互いに同一であっても異なっていてもよい。ym+ynは1〜3の整数である。ypは、0〜5の整数を表し、複数のRy4は互いに同一であっても異なっていてもよく、隣接している場合には互いに結合して5員環ないし7員環を形成していてもよい。
<4> 前記一般式(M1)で表される化合物の少なくとも1種及び前記一般式(K1)で表される化合物の少なくとも1種と、下記一般式(Y1)で表される化合物の少なくとも1種とを含有する前記<3>に記載のカラーフィルタである。
前記一般式(Y1)において、Ra1は、脂肪族基、アリール基、ヘテロ環基、アシル基、脂肪族オキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、カルバモイル基、脂肪族スルホニル基、アリールスルホニル基、またはスルファモイル基を表し、Ra2は水素原子または置換基を表す。Xa1は、−CRa3=または窒素原子を表し、Ra3は水素原子または置換基を表す。Bは、カプラ−残基を表す。Ra1とRa2、及び/又は、Ra2とRa3は互いに結合して5員環ないし7員環を形成してもよい。
<5> 前記<1>又は<2>に記載の着色硬化性組成物を支持体上に塗布後、マスクを通して露光し、現像してパターン像を形成する工程を有することを特徴とするカラーフィルタの製造方法である。
本発明によれば、色相が良好で熱堅牢性および光堅牢性が高く、経時安定性に優れた着色硬化性組成物を提供することができる。また、
本発明によれば、色相および透過率特性が良好で熱堅牢性および光堅牢性に優れたカラーフィルタ、および該カラーフィルタの高い生産性による作製を可能とするカラーフィルタの製造方法を提供することができる。
本発明によれば、色相および透過率特性が良好で熱堅牢性および光堅牢性に優れたカラーフィルタ、および該カラーフィルタの高い生産性による作製を可能とするカラーフィルタの製造方法を提供することができる。
以下、本発明の着色硬化性組成物、並びにカラーフィルタおよびその製造方法について詳細に説明する。
〔着色硬化性組成物〕
本発明の着色硬化性組成物は、色素として、以下に示す一般式(M1)で表される化合物および一般式(K1)で表される化合物あるいは、以下に示す一般式(M1)で表される化合物、一般式(K1)で表される化合物、および一般式(Y1)で表される化合物(以下、各々について「本発明に係る染料」ということがある。)を含んでなり、好ましくはバインダーや感放射線性化合物、重合性モノマーを含んでなる。また、一般には更に溶剤を用いて構成することができ、必要に応じて更に架橋剤などの他の成分を用いて構成することができる。
本発明の着色硬化性組成物は、本発明に係る染料を用いることで特に堅牢性に優れるほか、高感度で高解像度、高透過率特性をも達成し得るものである。
〔着色硬化性組成物〕
本発明の着色硬化性組成物は、色素として、以下に示す一般式(M1)で表される化合物および一般式(K1)で表される化合物あるいは、以下に示す一般式(M1)で表される化合物、一般式(K1)で表される化合物、および一般式(Y1)で表される化合物(以下、各々について「本発明に係る染料」ということがある。)を含んでなり、好ましくはバインダーや感放射線性化合物、重合性モノマーを含んでなる。また、一般には更に溶剤を用いて構成することができ、必要に応じて更に架橋剤などの他の成分を用いて構成することができる。
本発明の着色硬化性組成物は、本発明に係る染料を用いることで特に堅牢性に優れるほか、高感度で高解像度、高透過率特性をも達成し得るものである。
本明細書中において、「脂肪族」は、その脂肪族部位が直鎖、分岐鎖、または環状であって飽和および不飽和のいずれであってもよく、例えば、アルキル基、アルケニル基、シクロアルキル基、シクロアルケニル基、アルキニル基、アラルキル基を表し、無置換であっても置換基で置換されていてもよい。また、本明細書中における「アリール」は、単環および縮合環のいずれでもよく、無置換であっても置換基で置換されていてもよい。本明細書中における「ヘテロ環」は、そのヘテロ環部位が環内にヘテロ原子(例えば、窒素原子、イオウ原子、酸素原子)を持つものであり、飽和環および不飽和環のいずれであってもよく、単環および縮合環のいずれでもよく、無置換であっても置換基で置換されていてもよい。
また、本明細書中において、「置換基」は、置換可能な基であればよく、例えば、脂肪族基、アリール基、ヘテロ環基、アシル基、イミド基、アゾ基、アシルオキシ基、アシルアミノ基、脂肪族オキシ基、アリールオキシ基、ヘテロ環オキシ基、脂肪族オキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、ヘテロ環オキシカルボニル基、カルバモイル基、脂肪族スルホニル基、アリールスルホニル基、ヘテロ環スルホニル基、脂肪族スルホニルオキシ基、アリールスルホニルオキシ基、ヘテロ環スルホニルオキシ基、シリルオキシ基、カルバモイルオキシ基、アルコキシカルボニルオキシ基、アリールオキシカルボニルオキシ基、「アルキル基、アリール基またはヘテロ環基で置換された置換アミノ基」、スルファモイル基、脂肪族スルホンアミド基、アリールスルホンアミド基、ヘテロ環スルホンアミド基、アミノ基、脂肪族アミノ基、アリールアミノ基、ヘテロ環アミノ基、アシルアミノ基、脂肪族オキシカルボニルアミノ基、アリールオキシカルボニルアミノ基、ヘテロ環オキシカルボニルアミノ基、アルキルスルホニルアミノ基、アリールスルホニルアミノ基、ニトロ基、脂肪族スルフィニル基、アリールスルフィニル基、脂肪族チオ基、アリールチオ基、ヘテロ環チオ、ヒドロキシ基、シアノ基、スルホ基、カルボキシル基、脂肪族オキシアミノ基、アリールオキシアミノ基、カルバモイルアミノ基、スルファモイルアミノ基、ハロゲン原子、スルファモイルカルバモイル基、カルバモイルスルファモイル基、ジ脂肪族オキシフォスフィニル基、ジアリールオキシフォスフィニル基、等を挙げることができる。
以下、本発明に係る染料について一般式の説明を中心に各々詳述する。
−一般式(M1)で表される化合物−
本発明の着色硬化性組成物は、下記一般式(M1)で表される化合物(アゾ染料)の少なくとも一種を含有する。この染料は、透過率特性の高い良好なマゼンタ色相を呈し、液状調製物もしくは塗布された塗布膜の状態としたときの経時析出がなく安定性に優れており、特に熱や光に対する優れた耐性を有する。
−一般式(M1)で表される化合物−
本発明の着色硬化性組成物は、下記一般式(M1)で表される化合物(アゾ染料)の少なくとも一種を含有する。この染料は、透過率特性の高い良好なマゼンタ色相を呈し、液状調製物もしくは塗布された塗布膜の状態としたときの経時析出がなく安定性に優れており、特に熱や光に対する優れた耐性を有する。
前記一般式(M1)において、Aは、5員ヘテロ環ジアゾ成分であるA−NH2の残基を表す。このA−NH2のAを構成する5員ヘテロ環のヘテロ原子の例としては、N、O、およびSを挙げることができる。好ましくは含窒素5員ヘテロ環であり、ヘテロ環に脂肪族環、芳香族環または他のヘテロ環が縮合していてもよい。
前記Aにおける好ましいヘテロ環の例には、ピラゾール環、イミダゾール環、チアゾール環、イソチアゾール環、チアジアゾール環、ベンゾチアゾール環、ベンゾオキサゾール環、ベンゾイソチアゾール環を挙げることができる。各ヘテロは更に置換基を有していてもよい。中でも、下記一般式(a)〜(f)で表される、ピラゾール環、イミダゾール環、イソチアゾール環、チアジアゾール環、ベンゾチアゾール環が好ましい。
前記一般式(a)〜(f)のR7〜R20は、後に説明するG、R1、およびR2と同義であり、その好ましい態様も同様である。一般式(a)〜(f)のうち、好ましいのは一般式(a)または(b)で表されるピラゾール環、イソチアゾール環であり、最も好ましいのは一般式(a)で表されるピラゾール環である。
前記B1は、−CR1=または窒素原子を表し、前記B2は−CR2=または窒素原子を表し、B1とB2とが同時に窒素原子を表すことはない。中でも、B1が−CR1=を、B2が−CR2=を表す態様がより好ましい。
前記R5およびR6は、各々独立に、水素原子、脂肪族基、アリール基、ヘテロ環基、アシル基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、カルバモイル基、アルキルスルホニル基、アリールスルホニル基、またはスルファモイル基を表し、各基は更に置換基を有していてもよい。前記R5、R6で表される好ましい基としては、水素原子、脂肪族基、アリール基、ヘテロ環基、アシル基、アルキルスルホニル基、アリールスルホニル基が挙げられ、さらに好ましくは水素原子、アリール基、ヘテロ環基、アシル基、アルキルスルホニル基、アリールスルホニル基である。最も好ましくは、水素原子、脂肪族基、アリール基、ヘテロ環基、アシル基である。これら好ましい各基が更に置換基を有する態様も好適である。但し、R5およびR6が同時に水素原子であることはない。
前記G、R1、およびR2は、各々独立に水素原子または置換基を表し、前記置換基については既述の「置換基」の項で列挙した基が挙げられる。好ましくは、水素原子、ハロゲン原子、脂肪族基、アリール基、ヘテロ環基、シアノ基、カルボキシル基、カルバモイル基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、アシル基、ヒドロキシ基、アルコキシ基、アリールオキシ基、シリルオキシ基、アシルオキシ基、カルバモイルオキシ基、ヘテロ環オキシ基、アルコキシカルボニルオキシ基、アリールオキシカルボニルオキシ基、「アルキル基、アリール基またはヘテロ環基で置換された置換アミノ基」、アシルアミノ基、カルバモイルアミノ基、スルファモイルアミノ基、アルコキシカルボニルアミノ基、アリールオキシカルボニルアミノ基、アルキルスルホニルアミノ基、アリールスルホニルアミノ基、ニトロ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、アルキルスルホニル基、アリールスルホニル基、アルキルスルフィニル基、アリールスルフィニル基、スルファモイル基、スルホ基、またはヘテロ環チオ基を表し、各基は更に置換されていてもよい。
前記Gで表される好ましい基としては、水素原子、ハロゲン原子、脂肪族基、アリール基、ヒドロキシ基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アシルオキシ基、ヘテロ環オキシ基、「アルキル基、アリール基またはヘテロ環基で置換された置換アミノ基」、アシルアミノ基、カルバモイルアミノ基、スルファモイルアミノ基、アルコキシカルボニルアミノ基、アリールオキシカルボニルアミノ基、アルキルおよびアリールチオ基、またはヘテロ環チオ基が挙げられ、より好ましくは水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、ヒドロキシ基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アシルオキシ基、「アルキル基、アリール基またはヘテロ環基で置換された置換アミノ基」、またはアシルアミノ基である。中でも、水素原子、アルキルアミノ基、アリールアミノ基、アシルアミノ基が最も好ましい。各基は更に置換基を有していてもよい。
前記R1、R2で表される好ましい基としては、水素原子、アルキル基、アルコキシカルボニル基、カルボキシル基、カルバモイル基、またはシアノ基を挙げることができる。各基は更に置換基を有していてもよい。
また、R1とR5、及び/又は、R5とR6は、互いに結合して5員環若しくは6員環を形成してもよい。
また、R1とR5、及び/又は、R5とR6は、互いに結合して5員環若しくは6員環を形成してもよい。
前記A、R1、R2、R5、R6、Gで表される各基が更に置換基を有する場合の置換基としては、上記のG,R1,R2で挙げたものと同様の置換基を挙げることができる。
前記一般式(M1)で表される化合物が水溶性染料である場合には、A、R1、R2、R5、R6、およびG上のいずれかの位置に置換基としてイオン性親水性基をさらに有することが好ましい。置換基としてのイオン性親水性基には、スルホ基、カルボキシル基、および4級アンモニウム基等が含まれる。該イオン性親水性基としては、カルボキシル基およびスルホ基が好ましく、特にスルホ基が好ましい。カルボキシル基およびスルホ基は塩の状態であってもよく、塩を形成する対イオンの例には、アルカリ金属イオン(例、ナトリウムイオン、カリウムイオン)および有機カチオン(例、テトラメチルグアニジウムイオン)が含まれる。
以下、一般式(M1)のG、R1、およびR2で表される既述の好ましい置換基について、詳細に説明する。
前記ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子が挙げられる。
前記ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子が挙げられる。
前記脂肪族基は、既述の「脂肪族」の項で列挙した基を表し、アルキル基、置換アルキル基、アルケニル基、置換アルケニル基、アルキニル基、置換アルキニル基、アラルキル基および置換アラルキル基などである。脂肪族基は、分岐を有していてもよく、また環を形成していてもよい。脂肪族基の炭素数は、1〜20であることが好ましく、1〜16であることがさらに好ましい。アラルキル基および置換アラルキル基のアリール部分はフェニルまたはナフチルであることが好ましく、フェニルが特に好ましい。脂肪族基の例には、メチル、エチル、ブチル、イソプロピル、t−ブチル、ヒドロキシエチル、メトキシエチル、シアノエチル、トリフルオロメチル、3−スルホプロピル、4−スルホブチル、シクロヘキシル基、ベンジル基、2−フェネチル基、ビニル基、アリル基を挙げることができる。
前記アリール基は、無置換でも置換基を有していてもよく、フェニルまたはナフチルであることが好ましく、フェニルが特に好ましい。アリール基の炭素数は6〜20であることが好ましく、6〜16がさらに好ましい。アリール基の例には、フェニル、p−トリル、p−メトキシフェニル、o−クロロフェニル、m−(3−スルホプロピルアミノ)フェニルが含まれる。
前記ヘテロ環基には、置換基を有するヘテロ環基および無置換のヘテロ環基が含まれる。ヘテロ環に脂肪族環、芳香族環または他のヘテロ環が縮合していてもよい。ヘテロ環基としては、5員環または6員環のヘテロ環基が好ましい。置換基の例には、脂肪族基、ハロゲン原子、アルキルおよびアリールスルホニル基、アシル基、アシルアミノ基、スルファモイル基、カルバモイル基、イオン性親水性基などが含まれる。ヘテロ環基の例には、2−ピリジル基、2−チエニル基、2−チアゾリル基、2−ベンゾチアゾリル基、2−ベンゾオキサゾリル基、2−フリル基が含まれる。
前記カルバモイル基には、置換基を有するカルバモイル基および無置換のカルバモイル基が含まれる。置換基の例には、アルキル基が含まれる。カルバモイル基の例には、メチルカルバモイル基およびジメチルカルバモイル基が含まれる。
前記アルコキシカルボニル基には、置換基を有するアルコキシカルボニル基および無置換のアルコキシカルボニル基が含まれる。アルコキシカルボニル基としては、炭素数が2〜12のアルコキシカルボニル基が好ましい。置換基の例には、イオン性親水性基が含まれる。アルコキシカルボニル基の例には、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基が含まれる。
前記アリールオキシカルボニル基には、置換基を有するアリールオキシカルボニル基および無置換のアリールオキシカルボニル基が含まれる。アリールオキシカルボニル基としては、炭素数が7〜12のアリールオキシカルボニル基が好ましい。置換基には、イオン性親水性基が含まれる。アリールオキシカルボニル基の例には、フェノキシカルボニル基が含まれる。
前記アシル基には、置換基を有するアシル基および無置換のアシル基が含まれる。アシル基としては、炭素数が1〜12のアシル基が好ましい。置換基の例には、イオン性親水性基が含まれる。アシル基の例には、アセチル基、ベンゾイル基が含まれる。
前記アルコキシ基には、置換基を有するアルコキシ基および無置換のアルコキシ基が含まれる。アルコキシ基としては、炭素数が1〜12のアルコキシ基が好ましい。置換基の例には、アルコキシ基、ヒドロキシル基、およびイオン性親水性基が含まれる。アルコキシ基の例には、メトキシ基、エトキシ基、イソプロポキシ基、メトキシエトキシ基、ヒドロキシエトキシ基、3−カルボキシプロポキシ基が含まれる。
前記アリールオキシ基には、置換基を有するアリールオキシ基および無置換のアリールオキシ基が含まれる。アリールオキシ基としては、炭素数が6〜12のアリールオキシ基が好ましい。置換基の例には、アルコキシ基、およびイオン性親水性基が含まれる。アリールオキシ基の例には、フェノキシ基、p−メトキシフェノキシ基、o−メトキシフェノキシ基が含まれる。
前記アシルオキシ基には、置換基を有するアシルオキシ基および無置換のアシルオキシ基が含まれる。アシルオキシ基としては、炭素数1〜12のアシルオキシ基が好ましい。置換基の例には、イオン性親水性基が含まれる。アシルオキシ基の例には、アセトキシ基、ベンゾイルオキシ基が含まれる。
前記カルバモイルオキシ基には、置換基を有するカルバモイルオキシ基および無置換のカルバモイルオキシ基が含まれる。置換基の例には、アルキル基が含まれる。カルバモイルオキシ基の例には、N−メチルカルバモイルオキシ基が含まれる。
前記ヘテロ環オキシ基は、無置換でも置換基を有していてもよく、該ヘテロ環には、フラン環、チオフェン環、ピロール環、オキサゾール環、イミダゾール環、ピラゾール環、フラザン環、ピリジン環、ピリミジン環、ピラジン環、インドール環、キノリン環、キサンテン環等が含まれ、置換基の例には、脂肪族基、芳香族基、アシル基、アルコキシ基、カルバモイル基、スルファモイル基、アルキルスルホニルアミノ基、アルコキシカルボニルアミノ基、スルホン酸基、カルボン酸基等が含まれる。ヘテロ環オキシ基としては、ピロリルオキシ基、ピラゾリルオキシ基、イミダゾリルオキシ基、ピラジニルオキシ基、ピリミジルオキシ基、ピリジミニルオキシ基等が好適である。
前記アルコキシカルボニルオキシ基には、置換基を有するアルコキシカルボニルオキシ基および無置換のアルコキシカルボニルオキシ基が含まれる。アルコキシ部位は、炭素数2〜16であるのが好ましく、置換基の例には、脂肪族基、芳香族基、アシル基、アルコキシ基、カルバモイル基、スルファモイル基、アルキルスルホニルアミノ基、アルコキシカルボニルアミノ基、スルホン酸基、カルボン酸基等が含まれる。アルコキシカルボニルオキシ基の例には、メトキシカルボニルオキシ基、エトキシカルボニルオキシ基、n−プロピルオキシカルボニルオキシ基、シクロヘキシロキシカルボニルオキシ基、イソブチロキシカルボニルオキシ基、2−エチルヘキシロキシカルボニルオキシ基等が含まれる。
前記アリールオキシカルボニルオキシ基には、置換基を有するアリールオキシカルボニルオキシ基および無置換のアリールオキシカルボニルオキシ基が含まれる。アリール部位は、炭素数6〜24であるのが好ましく、置換基の例には、脂肪族基、芳香族基、アシル基、アルコキシ基、カルバモイル基、スルファモイル基、アルキルスルホニルアミノ基、アルコキシカルボニルアミノ基、スルホン酸基、カルボン酸基等が含まれる。アリールオキシカルボニルオキシ基の例には、フェノキシカルボニルオキシ基、4−ニトロフェノキシカルボニルオキシ基、2−メトキシフェノキシカルボニルオキシ基、2,4−ジクロロフェノキシカルボニルオキシ基等が含まれる。
前記「アルキル基、アリール基またはヘテロ環基で置換された置換アミノ基」の置換基は、さらに置換基を有していてもよい。無置換のアミノ基は含まれない。アルキルアミノ基としては、炭素数1〜6のアルキルアミノ基が好ましい。更に置換基を有するときの置換基の例には、イオン性親水性基が含まれる。アルキルアミノ基の例には、メチルアミノ基およびジエチルアミノ基が含まれる。アリールアミノ基には、置換基を有するアリールアミノ基および無置換のアリールアミノ基が含まれる。アリールアミノ基としては、炭素数が6〜12のアリールアミノ基が好ましい。更に置換基を有するときの置換基の例としては、ハロゲン原子、およびイオン性親水性基が含まれる。アリールアミノ基の例としては、アニリノ基、2−クロロアニリノ基が含まれる。
前記アシルアミノ基には、置換基を有するアシルアミノ基が含まれる。前記アシルアミノ基としては、炭素数が2〜12のアシルアミノ基が好ましい。置換基の例には、イオン性親水性基が含まれる。アシルアミノ基の例には、アセチルアミノ基、プロピオニルアミノ基、ベンゾイルアミノ基、N−フェニルアセチルアミノ基、3,5−ジスルホベンゾイルアミノ基が含まれる。
前記カルバモイルアミノ基には、置換基を有するカルバモイルアミノ基および無置換のカルバモイルアミノ基が含まれる。前記カルバモイルアミノ基としては、炭素数が1〜12のカルバモイルアミノ基が好ましい。置換基の例には、アルキル基およびアリール基が含まれる。カルバモイルアミノ基の例には、N−メチルカルバモイルアミノ基、N,N−ジメチルカルバモイルアミノ基、N−フェニルカルバモイルアミノ基が含まれる。
前記スルファモイルアミノ基には、置換基を有するスルファモイルアミノ基および無置換のスルファモイルアミノ基が含まれる。置換基の例には、アルキル基が含まれる。スルファモイルアミノ基の例には、N,N−ジプロピルスルファモイルアミノ基が含まれる。
前記アルコキシカルボニルアミノ基には、置換基を有するアルコキシカルボニルアミノ基および無置換のアルコキシカルボニルアミノ基が含まれる。アルコキシカルボニルアミノ基としては、炭素数が2〜12のアルコキシカルボニルアミノ基が好ましい。置換基の例には、イオン性親水性基が含まれる。アルコキシカルボニルアミノ基の例には、エトキシカルボニルアミノ基が含まれる。
前記アリールオキシカルボニルアミノ基には、置換基を有するアリールオキシカルボニルアミノ基および無置換のアリールオキシカルボニルアミノ基が含まれる。アリールオキシカルボニルアミノ基としては、炭素数が7〜12のアリールオキシカルボニルアミノ基が好ましい。置換基の例には、イオン性親水性基が含まれる。前記アリールオキシカルボニルアミノ基の例には、フェノキシカルボニルアミノ基が含まれる。
前記アルキルスルホニルアミノ基およびアリールスルホニルアミノ基には、置換基を有するアルキルおよびアリールスルホニルアミノ基、および無置換のアルキルおよびアリールスルホニルアミノ基が含まれる。スルホニルアミノ基としては、炭素数が1〜12のスルホニルアミノ基が好ましい。置換基の例には、イオン性親水性基が含まれる。スルホニルアミノ基の例には、メタンスルホニルアミノ基、N−フェニルメタンスルホニルアミノ基、ベンゼンスルホニルアミノ基、、3−カルボキシベンゼンスルホニルアミノ基が含まれる。
前記アルキルチオ基、アリールチオ基、およびヘテロ環チオ基には、置換基を有するアルキルチオ基、アリールチオ基およびヘテロ環チオ基と無置換のアルキルチオ基、アリールチオ基およびヘテロ環チオ基が含まれる。アルキルチオ基、アリールチオ基およびヘテロ環チオ基としては、炭素数が1〜12のものが好ましい。置換基の例には、イオン性親水性基が含まれる。アルキル,アリールまたはヘテロ環チオ基の例には、メチルチオ基、フェニルチオ基、2−ピリジルチオ基が含まれる。
前記アルキルスルホニル基、アリールスルホニル基の例としては、それぞれメタンスルホニル基、フェニルスルホニル基を挙げることができる。
アルキルスルフィニル基、アリールスルフィニル基の例としては、それぞれメタンスルフィニル基、フェニルスルフィニル基を挙げることができる。
アルキルスルフィニル基、アリールスルフィニル基の例としては、それぞれメタンスルフィニル基、フェニルスルフィニル基を挙げることができる。
前記スルファモイル基には、置換基を有するスルファモイル基および無置換のスルファモイル基が含まれる。置換基の例には、アルキル基が含まれる。スルファモイル基の例には、ジメチルスルファモイル基、ジ−(2−ヒドロキシエチル)スルファモイル基が含まれる。
上記のうち、より効果的に本発明の効果を奏し得る点で、Aはピラゾール環またはイソチアゾール環であって、B1は−CR1=であり、かつ該R1が水素原子、アルキル基、アルコキシカルボニル基、カルバモイル基、またはシアノ基であって、B2は−CR2=であり、かつ該R2が水素原子またはアルキル基であって、R5は脂肪族基、アリール基またはヘテロ環基であって、R6は水素原子、脂肪族基、アリール基、ヘテロ環基、アシル基、アルキルスルホニル基、アリールスルホニル基であって、Gは水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、ヒドロキシ基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アシルオキシ基、アルキルアミノ基、アリールアミノ基、「ヘテロ環基で置換されたアミノ基」、またはアシルアミノ基である場合が好ましく、また、Aはピラゾール環であって、B1は−CR1=であり、かつ該R1が水素原子、カルバモイル基、またはシアノ基であって、B2は−CR2=であり、かつ該R2がアルキル基であって、R5は脂肪族基またはアリール基であって、R6は水素原子、脂肪族基、アリール基、ヘテロ環基、アシル基、またはアルキルスルホニル基であって、Gはヒドロキシ基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アシルオキシ基、アルキルアミノ基、アリールアミノ基、「ヘテロ環基で置換されたアミノ基」、またはアシルアミノ基である場合が更に好ましく、また、Aはピラゾール環であって、B1は−CR1=であり、かつ該R1が水素原子またはシアノ基であって、B2は−CR2=であり、かつR2がアルキル基であって、R5は脂肪族基またはアリール基であって、R6は水素原子、脂肪族基、アリール基、ヘテロ環基、またはアシル基であって、Gはヒドロキシ基、アルキルアミノ基、アリールアミノ基、またはアシルアミノ基である場合が最も好ましい。
以下、前記一般式(M1)で表される化合物(アゾ染料)の具体例〔例示化合物a-1〜a-36、b-1〜b-8、c-1〜c-5、d-1〜d-5、e-1〜e-5、およびf-1〜f-33、並びにma-1〜ma-7、mb-1〜mb-7、mc-1〜mc-7、md-1〜md-7、me-1〜me-7、mf-1〜mf7、およびmx-1〜mx-6〕を示す。但し、本発明においてはこれらに限定されるものではない。
〔合成例〕:アゾ染料a−1の合成
次に、前記一般式(M1)で表される化合物の合成例について、前記例示化合物であるアゾ染料a−1の合成を一例に下記スキームを参照して詳述する。
次に、前記一般式(M1)で表される化合物の合成例について、前記例示化合物であるアゾ染料a−1の合成を一例に下記スキームを参照して詳述する。
〈中間体(a−1a)の合成〉
5−アミノ−3−tert−ブチル−4−シアノピラゾール(1)8g(48.7mmol)、濃塩酸15ml、および水50mlを内温5度で撹拌し、亜硝酸ナトリウム3.36g(48.7mmol)を10分間で分割添加した。そのまま10分間撹拌後、カップリング成分(2)21.3g(40.6mmol)に酢酸ナトリウム50g、DMF(ジメチルホルムアミド)50ml、および酢酸エチル50mlを加えて撹拌し、三つ口フラスコ内で内温5度に冷却してあったジアゾニウム塩を10分間かけて加えた。ジアゾニウム塩添加後、さらに反応液をそのまま30分撹拌した後、飽和食塩水300mlを加えて析出した結晶〔中間体(a−1a)〕を濾別した。収量24.2g、収率85%であった。
5−アミノ−3−tert−ブチル−4−シアノピラゾール(1)8g(48.7mmol)、濃塩酸15ml、および水50mlを内温5度で撹拌し、亜硝酸ナトリウム3.36g(48.7mmol)を10分間で分割添加した。そのまま10分間撹拌後、カップリング成分(2)21.3g(40.6mmol)に酢酸ナトリウム50g、DMF(ジメチルホルムアミド)50ml、および酢酸エチル50mlを加えて撹拌し、三つ口フラスコ内で内温5度に冷却してあったジアゾニウム塩を10分間かけて加えた。ジアゾニウム塩添加後、さらに反応液をそのまま30分撹拌した後、飽和食塩水300mlを加えて析出した結晶〔中間体(a−1a)〕を濾別した。収量24.2g、収率85%であった。
〈アゾ染料a−1の合成〉
得られた中間体(a−1a)14.0g(20mmol)に、ヘテリル化剤(3)4.4g(26mmol)、炭酸カリウム2.8g、およびDMAc50mlを加え、100℃で1時間加熱、撹拌した。反応終了後、室温まで冷却し、飽和食塩水200mlを加え、析出した粗結晶〔アゾ染料a−1〕を濾別した。さらに、この粗結晶をアセトニトリルで再結晶した(収量16.7g、収率80%)。また、合成されたアゾ染料a−1の最大吸収波長λmax=545nm(DMF溶液)であり、m/z(posi)=834であった。
得られた中間体(a−1a)14.0g(20mmol)に、ヘテリル化剤(3)4.4g(26mmol)、炭酸カリウム2.8g、およびDMAc50mlを加え、100℃で1時間加熱、撹拌した。反応終了後、室温まで冷却し、飽和食塩水200mlを加え、析出した粗結晶〔アゾ染料a−1〕を濾別した。さらに、この粗結晶をアセトニトリルで再結晶した(収量16.7g、収率80%)。また、合成されたアゾ染料a−1の最大吸収波長λmax=545nm(DMF溶液)であり、m/z(posi)=834であった。
−一般式(K1)で表される化合物−
本発明の着色硬化性組成物は、下記一般式(K1)で表される化合物の少なくとも一種を、前記一般式(M1)で表される化合物と共に含有する。この染料は、透過率特性の高い良好な色相を呈し、液状調製物もしくは塗布された塗布膜の状態としたときの経時析出がなく安定性に優れており、特に熱や光に対する優れた耐性を有する。
本発明の着色硬化性組成物は、下記一般式(K1)で表される化合物の少なくとも一種を、前記一般式(M1)で表される化合物と共に含有する。この染料は、透過率特性の高い良好な色相を呈し、液状調製物もしくは塗布された塗布膜の状態としたときの経時析出がなく安定性に優れており、特に熱や光に対する優れた耐性を有する。
前記一般式(K1)において、Ry1は、脂肪族基、アリール基、ヘテロ環基、カルバモイル基、脂肪族オキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、アシル基、脂肪族スルホニル基、アリールスルホニル基、またはスルファモイル基を表す。なお、Ry1が二以上ある場合、複数のRy1は同一であっても異なっていてもよい。
前記Ry1で表される脂肪族基としては、無置換でも置換基を有していてもよく、飽和であっても不飽和であってもよく、総炭素数1〜25の脂肪族基が好ましく、総炭素数1〜12の脂肪族基がより好ましい。例えば、メチル基、エチル基、ビニル基、アリル基、エチニル基、イソプロペニル基、2−エチルヘキシル基、3−メトキシプロピル基、2−メトキシエチル基等が挙げられる。
前記Ry1で表されるアリール基としては、無置換でも置換基を有していてもよく、総炭素数6〜16のアリール基が好ましく、総炭素数6〜12のアリール基がより好ましい。例えば、フェニル基、4−ニトロフェニル基、4−メチルフェニル基等が挙げられる。
前記Ry1で表されるヘテロ環基としては、飽和であっても不飽和であってもよく、5〜7員環であって総炭素数2〜15(より好ましくは総炭素数2〜12)のヘテロ環基が好ましい。例えば、2−ピリジル基、3−フリル基、2−ピペリジル基等が挙げられる。また、置換基を有していてもよい。
前記Ry1で表されるカルバモイル基としては、総炭素数が1〜12のカルバモイル基が好ましく、総炭素数1〜10のカルバモイル基がより好ましい。例えば、ジメチルカルバモイル基、エトキシエチルカルバモイル基等が挙げられる。
前記Ry1で表される脂肪族オキシカルボニル基としては、無置換でも置換基を有していてもよく、飽和であっても不飽和であってもよく、総炭素数2〜16の脂肪族オキシカルボニル基が好ましく、総炭素数2〜12の脂肪族オキシカルボニル基がより好ましい。例えば、メトキシカルボニル基、ブトキシカルボニル基等が挙げられる。
前記Ry1で表されるアリールオキシカルボニル基としては、無置換でも置換基を有していてもよく、総炭素数7〜17のアリールオキシカルボニル基が好ましく、総炭素数7〜15のアリールオキシカルボニル基がより好ましい。例えば、フェノキシカルボニル基等が挙げられる。
前記Ry1で表されるアシル基としては、脂肪族カルボニル基であってもアリールカルボニル基であってもよく、総炭素数2〜15のアシル基が好ましく、総炭素数2〜10のアシル基がより好ましい。例えば、アセチル基、ピバロイル基、ベンゾイル基等が挙げられる。
前記Ry1で表される脂肪族スルホニル基としては、無置換でも置換基を有していてもよく、総炭素数1〜15の脂肪族スルホニル基が好ましく、総炭素数1〜12の脂肪族スルホニル基がより好ましい。例えば、メタンスルホニル基、ブタンスルホニル基、メトキシエタンスルホニル基等が挙げられる。
前記Ry1で表されるアリールスルホニル基としては、無置換でも置換基を有していてもよく、総炭素数6〜20のアリールスルホニル基が好ましく、総炭素数6〜12のアリールスルホニル基がより好ましい。例えば、ベンゼンスルホニル基、4−t−ブチルベンゼンスルホニル基、4−トルエンスルホニル基、2−トルエンスルホニル基等が挙げられる。
前記Ry1で表されるスルファモイル基としては、無置換でも置換基を有していてもよく、総炭素数0〜18のスルファモイル基が好ましく、総炭素数0〜12のスルファモイル基がより好ましい。例えば、スルファモイル基、ジメチルスルファモイル基等が挙げられる。
前記一般式(K1)において、Ry2は、水素原子、脂肪族基、アリール基、またはヘテロ環基を表す。このRy2で表される脂肪族基、アリール基およびヘテロ環基は、それぞれ上記のRy1で表される脂肪族基、アリール基およびヘテロ環基と同義であり、各々の好ましい態様も同様である。なお、Ry2が二以上ある場合、複数のRy2は同一であっても異なっていてもよい。
前記一般式(K1)において、Ry3およびRy4は、各々独立に、置換基を表す。なお、Ry3、Ry4が二以上ある場合は、複数のRy3、複数のRy4はそれぞれ同一であっても異なっていてもよい。
前記Ry3で表される置換基としては、置換可能な基であればよく、例えば既述の「置換基」の項で挙げた基が挙げられ、好ましくは、脂肪族基、アリール基、ヘテロ環基、アシル基、アシルオキシ基、脂肪族オキシ基、アリールオキシ基、ヘテロ環オキシ基、脂肪族チオ基、アリールチオ基、ヒドロキシ基、スルホ基、ハロゲン原子、等である。
前記Ry4で表される置換基としては、置換可能な基であればよく、例えば既述の「置換基」の項で挙げた基が挙げられ、好ましくは、脂肪族基、アリール基、ヘテロ環基、アシル基、アシルオキシ基、アシルアミノ基、脂肪族オキシ基、アリールオキシ基、ヘテロ環オキシ基、脂肪族オキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、ヘテロ環オキシカルボニル基、カルバモイル基、脂肪族スルホニル基、アリールスルホニル基、ヘテロ環スルホニル基、スルファモイル基、脂肪族スルホンアミド基、アリールスルホンアミド基、ヘテロ環スルホンアミド基、脂肪族アミノ基、アリールアミノ基、ヘテロ環アミノ基、脂肪族オキシカルボニルアミノ基、アリールオキシカルボニルアミノ基、脂肪族チオ基、アリールチオ基、シアノ基、スルホ基、ニトロ基、カルボキシル基、カルバモイルアミノ基、スルファモイルアミノ基、ハロゲン原子、スルファモイルカルバモイル基、カルバモイルスルファモイル基、等である。
また、複数のRy4が隣接して、例えば隣り合う炭素原子に結合されいる場合は、互いに結合して5員ないし7員の環を形成していてもよく、該環としては例えば、ナフタレン環、キノリン環等が挙げられる。
前記Ry1と前記Ry2とは、互いに結合することによって、該Ry1およびRy2が結合する窒素原子(N)と共に5員ないし7員の環を形成していてもよい。該環としては、例えば、ピペリジン環、ピロリジン環、モルホリン環等や、コハク酸イミドなどのイミド環が挙げられる。
上記の中でも、本発明の効果をより奏し得る点から、前記Ry1は、脂肪族基、アリール基、カルバモイル基、脂肪族オキシカルボニル基、またはアシル基である態様が好ましく、脂肪族基、アリール基、脂肪族オキシカルボニル基、またはアシル基である態様がより好ましく、脂肪族基である態様が最も好ましい。これら各基については、更に上述した具体的な基をより好ましいものとして挙げることができる。
同様に本発明の効果をより奏し得る点で、前記Ry2は、水素原子または脂肪族基である態様が好ましく、水素原子である態様がより好ましい。また、同様に本発明の効果をより奏し得る点で、前記Ry3は、脂肪族基、アリール基、脂肪族オキシ基、アリールオキシ基、脂肪族チオ基、またはアリールチオ基である態様が好ましく、脂肪族基、脂肪族オキシ基、または脂肪族チオ基である態様がより好ましい。また、同様に本発明の効果をより奏し得る点で、前記Ry4は、脂肪族基、アシルアミノ基、脂肪族オキシ基、脂肪族オキシカルボニル基、カルバモイル基、脂肪族スルホニル基、アリールスルホニル基、スルファモイル基、脂肪族スルホンアミド基、アリールスルホンアミド基、脂肪族オキシカルボニルアミノ基、アリールオキシカルボニルアミノ基、シアノ基、スルホ基、ニトロ基、カルボキシル基、カルバモイルアミノ基、スルファモイルアミノ基、またはハロゲン原子である態様が好ましく、脂肪族基、脂肪族オキシカルボニル基、カルバモイル基、脂肪族スルホニル基、スルファモイル基、シアノ基、ニトロ基、またはハロゲン原子である態様がより好ましく、脂肪族オキシカルボニル基、カルバモイル基、脂肪族スルホニル基、スルファモイル基、シアノ基、またはハロゲン原子である態様が最も好ましい。上記において更に好ましくは、これら各基について更に上述した具体的な基をより好ましいものとして挙げることができる。
前記一般式(K1)において、本発明の効果をより奏し得る点から、前記ymは3または2が好ましく、前記ynは0または1が好ましく、前記ypは0〜3の整数が好ましい。
前記一般式(K1)で表される化合物の中でも、本発明の効果をより効果的に奏し得る観点から、下記一般式(K1−1)で表される化合物(本発明に係る染料)が好ましい。
前記一般式(K1−1)中、yqおよびyrは、各々独立に、0〜2の整数を表し、yq+yrは1または2を満たす。本発明の効果をより効果的に奏し得る点で、前記yqは0または1が好ましく、前記yrは1または2が好ましい。
また、前記一般式(K1−1)におけるRy1、Ry2、Ry3、Ry4、およびypはそれぞれ、前記一般式(K1)における場合と同義であり、好ましい態様も同様である。
また、前記一般式(K1−1)におけるRy1、Ry2、Ry3、Ry4、およびypはそれぞれ、前記一般式(K1)における場合と同義であり、好ましい態様も同様である。
更に効果的に本発明の効果を奏し得る観点からは、前記一般式(K1−1)で表される化合物の中でも、下記一般式(K1−2)で表される化合物(本発明に係る染料)が好ましい。
前記一般式(K1−2)におけるRy1、Ry2、Ry4、およびypはそれぞれ、前記一般式(K1)〜(K1−1)における場合と同義であり、好ましい態様も同様である。また、前記一般式(K1−2)中、Ry5は、水素原子、Ry3、または−N(Ry1)Ry2を表し、ここでのRy1〜Ry3も前記一般式(K1)〜(K1−1)における場合と同義であり、好ましい態様も同様である。
なお、Ry5が−N(Ry1)Ry2を表す場合、一般式(K1−2)中の他の−N(Ry1)Ry2と同一でも異なっていてもよい。
なお、Ry5が−N(Ry1)Ry2を表す場合、一般式(K1−2)中の他の−N(Ry1)Ry2と同一でも異なっていてもよい。
前記Ry5としては、本発明の効果をより奏し得る点から、水素原子、脂肪族基、脂肪族オキシ基、脂肪族チオ基、または−N(Ry1)Ry2である態様が好ましく、水素原子、脂肪族基、または−N(Ry1)Ry2である態様が特に好ましい。また、これら各基については、更に上述した具体的な基をより好ましいものとして挙げることができる。
更に効果的に本発明の効果を奏し得る点で、前記一般式(K1−2)において、前記Ry1が脂肪族基、アリール基、脂肪族オキシカルボニル基、またはアシル基であって、前記Ry2が水素原子または脂肪族基であって、前記Ry5が水素原子、脂肪族基、脂肪族オキシ基、脂肪族チオ基、または−N(Ry1)Ry2であって、ypが0〜3の整数であって、前記Ry4が脂肪族基、脂肪族オキシカルボニル基、カルバモイル基、脂肪族スルホニル基、スルファモイル基、シアノ基、ニトロ基、またはハロゲン原子である態様が好ましく、また、前記Ry1が脂肪族基であって、前記Ry2が水素原子であって、前記Ry5が水素原子、脂肪族基、または−N(Ry1)Ry2であって、ypが0〜2の整数であって、前記Ry4が脂肪族基、脂肪族オキシカルボニル基、カルバモイル基、脂肪族スルホニル基、スルファモイル基、シアノ基、ニトロ基、またはハロゲン原子である態様が更に好ましい。
以下、前記一般式(K1)〜(K1−2)で表される化合物(染料)の具体例(例示化合物K−1〜K−48)を示す。但し、本発明においてはこれらに制限されるものではない。
〔合成例〕:アゾ染料K−1の合成
次に、前記一般式(K1)で表される化合物の合成例について、前記例示化合物であるアゾ染料K−1の合成を一例に下記スキームを参照して詳述する。
次に、前記一般式(K1)で表される化合物の合成例について、前記例示化合物であるアゾ染料K−1の合成を一例に下記スキームを参照して詳述する。
まず、2−エチルヘキシルアミン58.1g(0.450モル)を20℃で攪拌している中に、化合物A16.3g(0.100モル)を25℃以下で徐々に添加した。その後、反応液を130℃まで昇温して3時間攪拌した後、反応液の温度を室温まで下げ、酢酸エチル200mlおよび水200mlを添加した。そして、酢酸エチル層を抽出し、これを水200mlで2回洗浄し、硫酸マグネシウムを用いて乾燥させた。硫酸マグネシウムを濾別した後、酢酸エチルを減圧下で留去し、粘調液体を得た。得られた粘調液体をシリカゲルカラムクロマトグラフィで精製し、淡黄色粘調液体である中間生成物B42.0gを得た(収率95.9%)。
次に、化合物C8.6g(0.050モル)に水50mlおよび濃塩酸15mlを添加した。添加後3℃以下で攪拌している中に更に、水10mlに亜硝酸ナトリウム3.6g(0.052モル)を溶かした溶液を10分間かけて滴下した(滴下完了後の液を「化合物Cの反応液」と称する。)。これとは別に、メタノール80mlおよびピリジン8.4mlの混合溶液に中間生成物B22.0g(0.497モル)を溶解した溶液を用意した。そして、得られた溶液に10℃以下で攪拌下、上記より得た「化合物Cの反応液」を20分間かけて滴下した。滴下後の反応液を、20℃で更に1時間攪拌した後、酢酸エチル150mlおよび水150mlの混合溶液に注ぎ、抽出し、抽出した酢酸エチル層を更に水200mlで2回洗浄し、硫酸マグネシウムを用いて乾燥させた。硫酸マグネシウムを濾別した後、酢酸エチルを減圧下で留去し、黄色粘調液体を得た。得られた黄色粘調液体をシリカゲルカラムクロマトグラフィで精製し、アセトニトリルで晶析して、黄色結晶であるアゾ染料K−1(19.5g)を得た(収率74.1%)。
なお、上記した他の例示化合物についても、目的とするアゾ染料に合わせて所望の化合物に変更することで上記同様にして合成することができる。
−一般式(Y1)で表される化合物−
本発明の着色硬化性組成物は、前記一般式(M1)で表される化合物および一般式(K1)で表される化合物と共に、後述する一般式(Y1)で表される化合物の少なくとも一種を更に含有することにより好適に構成することができる。
以下、一般式(Y1)で表される化合物について詳述する。
本発明の着色硬化性組成物は、前記一般式(M1)で表される化合物および一般式(K1)で表される化合物と共に、後述する一般式(Y1)で表される化合物の少なくとも一種を更に含有することにより好適に構成することができる。
以下、一般式(Y1)で表される化合物について詳述する。
前記一般式(Y1)中、Ra1は、脂肪族基、アリール基、ヘテロ環基、アシル基、脂肪族オキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、カルバモイル基、脂肪族スルホニル基、アリールスルホニル基、またはスルファモイル基を表す。
前記Ra1で表される脂肪族基としては、無置換でも置換基を有していてもよく、飽和基でも不飽和基でもよく、総炭素数1〜15の脂肪族基が好ましい。例えば、メチル基、エチル基、ビニル基、アリル基、エチニル基、イソプロペニル基、2−エチルヘキシル基、シクロヘキシル基等が挙げられる。
前記Ra1で表されるアリール基としては、無置換でも置換基を有していてもよく、総炭素数6〜16のアリール基が好ましい。例えば、フェニル基、4−ニトロフェニル基、2−ニトロフェニル基、2−クロロフェニル基、2,4−ジクロロフェニル基、2,4−ジメチルフェニル基、2−メチルフェニル基、4−メトキシフェニル基、2−メトキシフェニル基、2−メトキシカルボニル−4−ニトロフェニル基等が挙げられる。
前記Ra1で表されるヘテロ環基としては、飽和環基でも不飽和環基でもよく、総炭素数3〜15のヘテロ環基が好ましい。例えば、3−ピリジル基、2−ピリジル基、2−ピリミジニル基、2−ピラジニル基等が挙げられる。
前記Ra1で表されるアシル基としては、アリールカルボニル基であっても脂肪族カルボニル基であってもよく、総炭素数2〜15であることが好ましい。例えば、アセチル基、ピバロイル基、ベンゾイル基等が挙げられる。
前記Ra1で表される脂肪族オキシカルボニル基としては、無置換でも置換基を有していてもよく、飽和基でも不飽和基でもよく、総炭素数1〜16の脂肪族オキシカルボニル基が好ましい。例えば、メトキシカルボニル基、ブトキシカルボニル基等が挙げられる。
前記Ra1で表されるアリールオキシカルボニル基としては、無置換でも置換基を有していてもよく、総炭素数7〜17のアリールオキシカルボニル基が好ましい。例えば、フェノキシカルボニル基等が挙げられる。
前記Ra1で表されるアリール基としては、無置換でも置換基を有していてもよく、総炭素数6〜16のアリール基が好ましい。例えば、フェニル基、4−ニトロフェニル基、2−ニトロフェニル基、2−クロロフェニル基、2,4−ジクロロフェニル基、2,4−ジメチルフェニル基、2−メチルフェニル基、4−メトキシフェニル基、2−メトキシフェニル基、2−メトキシカルボニル−4−ニトロフェニル基等が挙げられる。
前記Ra1で表されるヘテロ環基としては、飽和環基でも不飽和環基でもよく、総炭素数3〜15のヘテロ環基が好ましい。例えば、3−ピリジル基、2−ピリジル基、2−ピリミジニル基、2−ピラジニル基等が挙げられる。
前記Ra1で表されるアシル基としては、アリールカルボニル基であっても脂肪族カルボニル基であってもよく、総炭素数2〜15であることが好ましい。例えば、アセチル基、ピバロイル基、ベンゾイル基等が挙げられる。
前記Ra1で表される脂肪族オキシカルボニル基としては、無置換でも置換基を有していてもよく、飽和基でも不飽和基でもよく、総炭素数1〜16の脂肪族オキシカルボニル基が好ましい。例えば、メトキシカルボニル基、ブトキシカルボニル基等が挙げられる。
前記Ra1で表されるアリールオキシカルボニル基としては、無置換でも置換基を有していてもよく、総炭素数7〜17のアリールオキシカルボニル基が好ましい。例えば、フェノキシカルボニル基等が挙げられる。
前記Ra1で表されるカルバモイル基としては、無置換でも置換基を有していてもよく、総炭素数1〜12のカルバモイル基が好ましい。例えば、カルバモイル基、ジメチルカルバモイル基等が挙げられる。
前記Ra1で表される脂肪族スルホニル基としては、無置換でも置換基を有していてもよく、飽和基でも不飽和基でもよく、脂肪族部位の総炭素数は1〜15が好ましい。例えば、メタンスルホニル基、ブタンスルホニル基、メトキシエタンスルホニル基等が挙げられる。
前記Ra1で表されるアリールスルホニル基としては、無置換でも置換基を有していてもよく、総炭素数6〜16のアリールスルホニル基が好ましい。例えば、フェニルスルホニル基、4−t−ブチルフェニルスルホニル基、4−トルエンスルホニル基、2−トルエンスルホニル基等が挙げられる。
前記Ra1で表されるスルファモイル基としては、無置換でも置換基を有していてもよく、総炭素数0〜12のスルファモイル基が好ましい。例えば、スルファモイル基、ジメチルスルファモイル基等が挙げられる。
前記Ra1で表される脂肪族スルホニル基としては、無置換でも置換基を有していてもよく、飽和基でも不飽和基でもよく、脂肪族部位の総炭素数は1〜15が好ましい。例えば、メタンスルホニル基、ブタンスルホニル基、メトキシエタンスルホニル基等が挙げられる。
前記Ra1で表されるアリールスルホニル基としては、無置換でも置換基を有していてもよく、総炭素数6〜16のアリールスルホニル基が好ましい。例えば、フェニルスルホニル基、4−t−ブチルフェニルスルホニル基、4−トルエンスルホニル基、2−トルエンスルホニル基等が挙げられる。
前記Ra1で表されるスルファモイル基としては、無置換でも置換基を有していてもよく、総炭素数0〜12のスルファモイル基が好ましい。例えば、スルファモイル基、ジメチルスルファモイル基等が挙げられる。
上記の中でも、本発明の効果をより効果的に奏し得る点から、前記Ra1は、脂肪族基、アリール基、ヘテロ環基を表す場合が好ましく、アリール基、ヘテロ環基を表す場合はより好ましく、アリール基を表す場合は最も好ましい。
前記一般式(Y1)中、Ra2は水素原子または置換基を表す。また、Xa1は−CRa3=または窒素原子を表し、Ra3は水素原子または置換基を表す。
Ra2またはRa3で表される置換基としては、既述の「置換基」の項で挙げた基であって、置換可能な基であればよい。これらのうち、本発明の効果をより効果的に奏する点から、Ra2およびRa3は各々以下の基が好適である。
Ra2は、水素原子、脂肪族基、アリール基、アシルオキシ基、アシルアミノ基、脂肪族オキシ基、脂肪族スルホニルオキシ基、アリールスルホニルオキシ基、脂肪族スルホンアミド基、アリールスルホンアミド基、アミノ基、脂肪族アミノ基、アリールアミノ基、脂肪族オキシカルボニルアミノ基、アリールオキシカルボニルアミノ基、ヘテロ環オキシカルボニルアミノ基、ヒドロキシ基、シアノ基、スルホ基、カルバモイルアミノ基、スルファモイルアミノ基を表す場合が好ましく、水素原子、脂肪族基、アリール基、アシルオキシ基、脂肪族オキシ基、脂肪族スルホニルオキシ基を表す場合が更に好ましく、水素原子、脂肪族基を表す場合は最も好ましい。
Ra2またはRa3で表される置換基としては、既述の「置換基」の項で挙げた基であって、置換可能な基であればよい。これらのうち、本発明の効果をより効果的に奏する点から、Ra2およびRa3は各々以下の基が好適である。
Ra2は、水素原子、脂肪族基、アリール基、アシルオキシ基、アシルアミノ基、脂肪族オキシ基、脂肪族スルホニルオキシ基、アリールスルホニルオキシ基、脂肪族スルホンアミド基、アリールスルホンアミド基、アミノ基、脂肪族アミノ基、アリールアミノ基、脂肪族オキシカルボニルアミノ基、アリールオキシカルボニルアミノ基、ヘテロ環オキシカルボニルアミノ基、ヒドロキシ基、シアノ基、スルホ基、カルバモイルアミノ基、スルファモイルアミノ基を表す場合が好ましく、水素原子、脂肪族基、アリール基、アシルオキシ基、脂肪族オキシ基、脂肪族スルホニルオキシ基を表す場合が更に好ましく、水素原子、脂肪族基を表す場合は最も好ましい。
また、Ra3は、脂肪族基、アリール基、アシル基、アシルアミノ基、脂肪族オキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、カルバモイル基、脂肪族スルホニル基、アリールスルホニル基、ヘテロ環スルホニル基、脂肪族スルホニルオキシ基、アリールスルホニルオキシ基、脂肪族スルホンアミド基、アリールスルホンアミド基、シアノ基、カルボキシル基が好ましく、Xa1はこれらを表す場合の−CRa3=および窒素原子より選択される場合が好ましい。さらに、Ra3としてはアシル基、脂肪族オキシカルボニル基、カルバモイル基、脂肪族スルホニル基、アリールスルホニル基、シアノ基、カルボキシル基がより好ましく、Xa1はこれらを表す場合の−CRa3=および窒素原子より選択される場合がより好ましい。また更に、Ra3は脂肪族オキシカルボニル基、カルバモイル基、脂肪族スルホニル基、シアノ基が最も好ましく、Xa1はこれらを表す場合の−CRa3=および窒素原子より選択される場合が最も好ましい。
前記一般式(Y1)中、Bはカプラ−残基を表す。
Bで表されるカプラ−残基としては、ジアゾニウム塩とカップリング可能な基であれば制限はなく、例えば、炭化水素環基、ヘテロ環基、あるいは置換メチレン基等が挙げられる。このBは、一般式(Y1)で表される色素が非解離型色素、あるいは解離型色素(アルカリ性で解離し、目的の色相になる基を含有する色素)のいずれを構成してもよいカプラー残基である。さらに具体的には、下記(B−1)〜(B−13)で表される基が挙げられる。
Bで表されるカプラ−残基としては、ジアゾニウム塩とカップリング可能な基であれば制限はなく、例えば、炭化水素環基、ヘテロ環基、あるいは置換メチレン基等が挙げられる。このBは、一般式(Y1)で表される色素が非解離型色素、あるいは解離型色素(アルカリ性で解離し、目的の色相になる基を含有する色素)のいずれを構成してもよいカプラー残基である。さらに具体的には、下記(B−1)〜(B−13)で表される基が挙げられる。
前記(B−1)〜(B−13)中、Ra6〜Ra47は、水素原子または置換基を表す。ここでの置換基は、既述の「置換基」の項で挙げた基であって、置換可能な基であればよく、好ましい置換基は、脂肪族基、アリール基、ヘテロ環基、アシル基、イミド基、アシルアミノ基、脂肪族オキシ基、脂肪族オキシカルボニル基、カルバモイル基、スルファモイル基、脂肪族スルホンアミド基、アリールスルホンアミド基、アミノ基、脂肪族アミノ基、アリールアミノ基、ヒドロキシ基、シアノ基、スルホ基、カルボキシル基である。
Ra6〜Ra14、Ra15〜Ra17、Ra45〜Ra47における隣接する2つの基、並びにRa19とRa20、Ra21とRa22、Ra23とRa24、Ra29とRa30、Ra31とRa32、Ra33とRa34、およびRa35とRa36は、可能な限り互いに結合して5員環〜7員環の炭化水素環、複素環を形成してもよい。
また、(B−9)中のQa1、(B−11)中のQa2、および(B−12)中のQa3は、各々窒素原子と共に5員環〜7員環を形成するに必要な非金属原子群を表す。
上記の中でも、本発明の効果をより効果的に奏する点から、Ra6とRa8、Ra11とRa13、Ra15とRa17とRa18、Ra19とRa22、Ra24とRa25、Ra26とRa27とRa28、のそれぞれの少なくとも1つはヒドロキシ基、置換アミノ基、アリールアミノ基を表す場合が好ましく、置換アミノ基を表す場合がより好ましい。同様に、本発明の効果をより効果的に奏する点から、Ra31は脂肪族基またはアリール基を表す場合が好ましく、脂肪族基を表す場合がより好ましい。また同様に、本発明の効果をより効果的に奏する点から、Ra32はヒドロキシ基が好ましく、Ra39はヒドロキシ基または置換してもよいアミノ基を表す場合が好ましく、Ra39は置換してもよいアミノ基を表す場合がより好ましい。
本発明の効果を特に効果的に奏し得る観点から、Bとしては前記(B−1)、(B−3)、(B−6)、(B−7)を表す場合が好ましい。
前記一般式(Y1−1)中、Ra1、Ra2、Xa1、およびRa3は、上記の一般式(Y1)中のRa1、Ra2、Xa1、およびRa3と同義であり、各々の好ましい態様も同様である。
一般式(Y1−1)中において、Ba1は−CRa4=または窒素原子を、Ba2は−CRa5=または窒素原子を表し、Ba1およびBa2は同時に窒素原子を表すことはない。Ra4およびRa5は、水素原子または置換基を表す。一般式(Y1−1)において、Ra1とRa2、Ra2とRa3、Ra4とRa5、およびRa5とGa2は、互いに結合して5員環〜7員環を形成してもよい。
一般式(Y1−1)中において、Ba1は−CRa4=または窒素原子を、Ba2は−CRa5=または窒素原子を表し、Ba1およびBa2は同時に窒素原子を表すことはない。Ra4およびRa5は、水素原子または置換基を表す。一般式(Y1−1)において、Ra1とRa2、Ra2とRa3、Ra4とRa5、およびRa5とGa2は、互いに結合して5員環〜7員環を形成してもよい。
前記Ra4またはRa5で表される置換基は、既述の「置換基」の項で述べた基であって、置換可能な基であればよい。本発明の効果をより効果的に奏する点から、Ra4およびRa5は各々、水素原子、脂肪族基、アリール基、ヘテロ環基、アシル基、イミド基、アシルアミノ基、脂肪族オキシ基、脂肪族オキシカルボニル基、カルバモイル基、スルファモイル基、脂肪族スルホンアミド基、アリールスルホンアミド基、アミノ基、脂肪族アミノ基、アリールアミノ基、ヒドロキシ基、シアノ基、スルホ基、カルボキシル基を表す場合が好ましく、Ra4としては水素原子、脂肪族基、脂肪族アミノ基、アリールアミノ基を表す場合が更に好ましく、Ra5としては水素原子、シアノ基、カルバモイル基を表す場合がより好ましい。
一般式(Y1−1)において、Ba1は−CRa4=を、Ba2は−CRa5=または窒素原子を表す場合が好ましい。Ba1が−CRa4=を、Ba2が−CRa5=を表すときには、Ra4は脂肪族基を、Ra5は水素原子またはシアノ基を表す場合が最も好ましい。
前記一般式(Y1−1)中において、Ga1およびGa2は各々独立に、水素原子または置換基を表す。Ga1またはGa2で表される置換基は、既述の「置換基」の項で述べた基であって、置換可能な基であればよい。Ga1およびGa2としては各々、本発明の効果をより効果的に奏する点から、水素原子、脂肪族基、アリール基、ヘテロ環基、アシルオキシ基、アシルアミノ基、脂肪族オキシ基、アリールオキシ基、ヘテロ環オキシ基、脂肪族スルホンアミド基、アリールスルホンアミド基、ヘテロ環スルホンアミド基、アミノ基、脂肪族アミノ基、アリールアミノ基、ヘテロ環アミノ基、脂肪族オキシカルボニルアミノ基、アリールオキシカルボニルアミノ基、ヘテロ環オキシカルボニルアミノ基、脂肪族チオ基、アリールチオ基、ヘテロ環チオ基、ヒドロキシ基、カルバモイルアミノ基、スルファモイルアミノ基、ハロゲン原子を表す場合が好ましく、ヘテロ環基、アシルアミノ基、脂肪族オキシ基、アリールオキシ基、脂肪族スルホンアミド基、アリールスルホンアミド基、脂肪族アミノ基、アリールアミノ基、ヘテロ環アミノ基、脂肪族チオ基、アリールチオ基、ハロゲン原子を表す場合がより好ましく、脂肪族オキシ基、脂肪族アミノ基、アリールアミノ基、ヘテロ環アミノ基、脂肪族チオ基を表す場合が更に好ましく、特にGa1およびGa2の少なくとも一方が脂肪族アミノ基、アリールアミノ基、またはヘテロ環アミノ基を表す場合が好ましい。
Ra1とRa2、Ra2とRa3、Ra4とRa5およびRa5とGa2は互いに結合して5〜7員環(芳香環であっても非芳香環であってもよく、炭素環であっても複素環であってもよく、例えばベンゼン環、ピリジン環など)を形成してもよい。
前記一般式(Y1−2)および一般式(Y1−3)において、Ra1、Ra2、Ra3、Ra4、Ra5、Xa1、Ga1、およびGa2は、既述の一般式(Y1)または一般式(Y1−1)におけるRa1、Ra2、Ra3、Ra4、Ra5、Xa1、Ga1、およびGa2と同義であり、これらの好ましい態様も同様である。
前記一般式(Y1−2)において、本発明の効果をより効果的に奏する点から、Ra1が脂肪族基、アリール基、ヘテロ環基を表し、Ra2が水素原子、脂肪族基、アリール基、脂肪族オキシ基、ヒドロキシ基を表し、Xa1が−CRa3=であって、該Ra3がアシル基、カルバモイル基、脂肪族オキシカルボニル基、脂肪族スルホニル基、アリールスルホニル基、シアノ基を表し、Ra4が水素原子、脂肪族基を表し、Ra5が水素原子、シアノ基、カルバモイル基を表し、Ga1およびGa2がヘテロ環基、アシルアミノ基、脂肪族オキシ基、アリールオキシ基、脂肪族スルホンアミド基、アリールスルホンアミド基、脂肪族アミノ基、アリールアミノ基、ヘテロ環アミノ基、脂肪族チオ基、アリールチオ基、ヒドロキシ基、ハロゲン原子を表す場合が好ましく、Ra1がアリール基を表し、Ra2が水素原子、脂肪族基を表し、Xa1が−CRa3=であって該Ra3がシアノ基を表し、Ra4が脂肪族基を表し、Ra5が水素原子、シアノ基を表し、Ga1およびGa2が脂肪族アミノ基、アリールアミノ基、ヘテロ環アミノ基を表す場合が最も好ましい。
また、 前記一般式(Y1−3)において、本発明の効果をより効果的に奏する点から、Ra1が脂肪族基、アリール基、ヘテロ環基を表し、Ra2が水素原子、脂肪族基、アリール基、脂肪族オキシ基、ヒドロキシ基を表し、Xa1が−CRa3=であって、該Ra3がアシル基、カルバモイル基、脂肪族オキシカルボニル基、脂肪族スルホニル基、アリールスルホニル基、シアノ基を表し、Ra4が水素原子、脂肪族基、脂肪族アミノ基、アシルアミノ基、脂肪族スルホンアミド基、アリールスルホンアミド基、脂肪族オキシ基、アリールアミノ基、脂肪族チオ基、アリールチオ基、ハロゲン原子を表し、Ga1およびGa2が水素原子、脂肪族基、ヘテロ環基、アシルアミノ基、脂肪族オキシ基、アリールオキシ基、脂肪族スルホンアミド基、アリールスルホンアミド基、脂肪族アミノ基、アリールアミノ基、ヘテロ環アミノ基、脂肪族チオ基、アリールチオ基、ヒドロキシ基、ハロゲン原子を表し、Ra4、Ga1およびGa2の少なくとも1つが脂肪族アミノ基、アリールアミノ基、ヘテロ環アミノ基を表す場合が好ましく、Ra1がアリール基を表し、Ra2が水素原子、脂肪族基を表し、Xa1が−CRa3=であって、該Ra3がシアノ基を表し、Ra4が水素原子、脂肪族基、脂肪族アミノ基、脂肪族スルホンアミド基、、アシルアミノ基またはハロゲン原子を表し、Ga1およびGa2が脂肪族アミノ基、アリールアミノ基、ヘテロ環アミノ基を表す場合が最も好ましい。
前記一般式(Y1)、(Y1−1)、(Y1−2)または(Y1−3)で表される化合物が水溶性染料である場合には、B、Ra1、Ra2、Ga1およびGa2上のいずれかの位置に置換基としてイオン性親水性基をさらに有することが好ましい。置換基としてのイオン性親水性基には、スルホ基、カルボキシル基、および4級アンモニウム基等が含まれる。該イオン性親水性基としては、カルボキシル基およびスルホ基が好ましく、特にスルホ基が好ましい。カルボキシル基およびスルホ基は塩の状態であってもよく、塩を形成する対イオンの例にはアルカリ金属イオン(例えばナトリウムイオン、カリウムイオン)および有機カチオン(例えばテトラメチルグアニジウムイオン)が含まれる。
以下、前記一般式(Y1)、(Y1−1)、(Y1−2)または(Y1−3)で表される化合物(本発明に係る染料)の具体例(例示化合物Y−1〜Y−78)を示す。但し、本発明においてはこれらに限定されるものではない。
〔合成例〕:アゾ染料Y−1の合成
次に、前記一般式(Y1)で表される化合物の合成例について、上記の例示化合物であるアゾ染料Y−1の合成を一例に下記スキームを参照して詳述する。
次に、前記一般式(Y1)で表される化合物の合成例について、上記の例示化合物であるアゾ染料Y−1の合成を一例に下記スキームを参照して詳述する。
3−(2−エチルヘキシルオキシ)プロピルアミン93.5g(0.50モル)を水冷攪拌している中に化合物(A)18.7g(0.10モル)を徐々に添加した。その後さらに、120℃で4時間攪拌した。得られた反応液の温度を室温にまで下げた後、酢酸エチル300mlおよび水300mlを添加、分液し、酢酸エチル層を飽和食塩水200mlで2回洗浄した。続いて、酢酸エチルを減圧留去し、得られた粘調液体をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製して、無色粘調液体である化合物(B)45.5gを得た(収率93.2%)。
別途、化合物(C)2.16g(0.02モル)を燐酸25mlに溶かした溶液を0℃で攪拌している中に亜硝酸ナトリウム1.5g(0.022モル)を添加し、さらに30分間攪拌した。この反応液に、上記より得た化合物(B)9.7g(0.02モル)を添加し、25℃で3時間攪拌した。得られた反応液にさらに水300mlを加えて1時間攪拌し、析出した結晶を濾過し、水で充分に洗浄した。得られた結晶を乾燥し、化合物(D)11.0gを得た(収率90.1%)。
次に、化合物(D)6.1g(0.01モル)に、ジメチルアセトアミド30ml、炭酸カリウム3.0g、およびp−フルオロニトロベンゼン2.0g(0.014モル)を加え、75℃で2時間攪拌した。この反応液を水100mlおよび酢酸エチル100mlの混合液中に注ぎ、分液し、酢酸エチル相を飽和食塩水100mlで2回洗浄した。酢酸エチルを減圧留去し、シリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製した後、アセトニトリル40mlで晶析し、濾過し、冷アセトニトリル20mlで洗浄、乾燥して、黄色結晶のアゾ染料〔例示化合物Y−1(一般式(Y1)で表される化合物)〕4.8gを得た(収率65.9%)。
得られたアゾ化合物の融点の測定、およびアゾ化合物の酢酸エチル中における極大吸収波長(λmax)およびモル吸光係数(ε)の分光光度計UV−2400PC(島津製作所社製)による測定を行なったところ、融点157〜158℃、最大吸収波長λmax466.9nm、ε49,300であった。
なお、上記した例示化合物1以外の他の例示化合物についても、上記の化合物(A)や(C)を所望の化合物に変更する等によって上記と近似した方法により合成することができる。
上記した「本発明に係る染料」の着色硬化性組成物の全固形成分中における総濃度としては、分子量およびモル吸光係数によって異なるが、0.5〜80%質量%が好ましく、0.5〜60%質量%がより好ましく、0.5〜50%質量%が特に好ましい。
上記した一般式で表される化合物(本発明に係る染料)は、CCD,CMOSなどの固体撮像素子や、LCD,PDP等のディスプレーに用いられる、カラー画像を記録・再現するためのカラーフィルタ、あるいはこれらカラーフィルタを作製するための硬化性組成物に好適に利用することができる。
本発明のカラーフィルタは、本発明に係る染料、すなわち前記一般式(M1)で表される化合物の少なくとも一種と前記一般式(K1)で表される化合物の少なくとも一種あるいは、前記一般式(M1)で表される化合物の少なくとも一種と前記一般式(K1)で表される化合物の少なくとも一種と前記一般式(Y1)で表される化合物の少なくとも一種、の二種以上の色素を用いて構成できる態様であればいずれの方法でも作製することができ、例えば、本発明に係る染料を含む硬化性組成物を調製し、調製された硬化性組成物を支持体上に塗布等し、マスクを通して露光し、現像して例えばネガ型の場合は未硬化部(未露光部)を除去することでパターン像を形成する工程を(必要に応じ所望の色相となるようにカラーフィルタを構成する所望の色相数だけ繰り返して)行なうことによって好適に本発明のカラーフィルタを作製することができる。具体的には後述する。
−バインダー−
本発明の着色硬化性組成物は、バインダーの少なくとも一種を含有することができる。本発明に係るバインダーとしては、アルカリ可溶性であれば特に限定されないが、耐熱性、現像性、入手性等の観点から選ばれることが好ましい。
本発明の着色硬化性組成物は、バインダーの少なくとも一種を含有することができる。本発明に係るバインダーとしては、アルカリ可溶性であれば特に限定されないが、耐熱性、現像性、入手性等の観点から選ばれることが好ましい。
アルカリ可溶性のバインダーとしては、線状有機高分子重合体で、有機溶剤に可溶性で、弱アルカリ水溶液で現像できるものが好ましい。このような線状有機高分子重合体としては、側鎖にカルボン酸を有するポリマー、例えば、特開昭59−44615号、特公昭54−34327号、特公昭58−12577号、特公昭54−25957号、特開昭59−53836号、特開昭59−71048号等の公報に記載されているような、メタクリル酸共重合体、アクリル酸共重合体、イタコン酸共重合体、クロトン酸共重合体、マレイン酸共重合体、部分エステル化マレイン酸共重合体等が挙げられ、特に、側鎖にカルボン酸を有する酸性セルロース誘導体が有用である。このほか、水酸基を有するポリマーに酸無水物を付加させたもの等や、ポリヒドロキシスチレン系樹脂、ポリシロキサン系樹脂、ポリ(2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート)、ポリビニルピロリドン、ポリエチレンオキサイド、ポリビニルアルコール等も有用である。
また、親水性基を有するモノマーを共重合してもよく、この例としては、アルコキシアルキル(メタ)アクリレート、ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート、グリセロール(メタ)アクリレート、(メタ)アクリルアミド、N−メチロールアクリルアミド、2級および3級のアルキルアクリルアミド、ジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリレート、モルホリノ(メタ)アクリレート、N−ビニルピロリドン、N−ビニルカプロラクタム、ビニルイミダゾール、ビニルトリアゾール、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、分岐または直鎖のプロピル(メタ)アクリレート、分岐または直鎖のブチル(メタ)アクリレート、フェノキシヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート等を用い共重合させてなるものが挙げられる。
上記以外に、親水性基を有するモノマーとして、テトラヒドロフルフリル基、燐酸部位、燐酸エステル部位、4級アンモニウム塩の部位、エチレンオキシ鎖、プロピレンオキシ鎖、スルホン酸またはその塩の部位、モルホニルエチル基などを含むモノマー等も有用である。
また、架橋効率を向上させる観点からは重合性基を側鎖に有してもよく、アリル基、(メタ)アクリル基、アリルオキシアルキル基等を側鎖に有するポリマー等も有用である。これら重合性基を有するポリマーの例としては、KSレジスト−106(大阪有機化学工業(株)製)、サイクロマーPシリーズ(ダイセル化学工業(株)製)等が挙げられる。
また、硬化被膜の強度を上げる観点からは、アルコール可溶性ナイロンや、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−プロパンとエピクロルヒドリンとのポリエーテル、等も有用である。
また、硬化被膜の強度を上げる観点からは、アルコール可溶性ナイロンや、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−プロパンとエピクロルヒドリンとのポリエーテル、等も有用である。
上記の各種バインダーのうち、耐熱性の観点で、ポリヒドロキシスチレン系樹脂、ポリシロキサン系樹脂、アクリル系樹脂、アクリルアミド系樹脂、アクリル/アクリルアミド共重合体樹脂が好ましく、また、現像性制御の観点で、アクリル系樹脂、アクリルアミド系樹脂、アクリル/アクリルアミド共重合体樹脂が好ましい。上記アクリル系樹脂としては、ベンジル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリル、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリルアミド等から選ばれるモノマーからなる共重合体、およびKSレジスト−106(大阪有機化学工業(株)製)、サイクロマーPシリーズ(ダイセル化学工業(株)製)などが好ましい。
また、本発明におけるバインダーとして、アルカリ可溶性フェノール樹脂も用いることができる。該アルカリ可溶性フェノール樹脂は、本発明の着色硬化性組成物をポジ型に構成する場合に好適に用いることができ、例えば、ノボラック樹脂、ビニル重合体等が挙げられる。
前記ノボラック樹脂としては、例えば、フェノール類とアルデヒド類とを酸触媒の存在下に縮合させて得られるものが挙げられる。フェノール類としては、例えば、フェノール、クレゾール、エチルフェノール、ブチルフェノール、キシレノール、フェニルフェノール、カテコール、レゾルシノール、ピロガロール、ナフトール、またはビスフェノールA等が挙げられる。フェノール類は、単独若しくは二種以上を組合せて用いることができる。また、アルデヒド類としては、例えば、ホルムアルデヒド、パラホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド、またはベンズアルデヒド等が挙げられる。
前記ノボラック樹脂としては、例えば、フェノール類とアルデヒド類とを酸触媒の存在下に縮合させて得られるものが挙げられる。フェノール類としては、例えば、フェノール、クレゾール、エチルフェノール、ブチルフェノール、キシレノール、フェニルフェノール、カテコール、レゾルシノール、ピロガロール、ナフトール、またはビスフェノールA等が挙げられる。フェノール類は、単独若しくは二種以上を組合せて用いることができる。また、アルデヒド類としては、例えば、ホルムアルデヒド、パラホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド、またはベンズアルデヒド等が挙げられる。
前記ノボラック樹脂の具体例としては、メタクレゾール、パラクレゾール、またはこれらの混合物とホルマリンとの縮合生成物が挙げられる。
ノボラック樹脂は、分別等の手段を用いて分子量分布を調節してもよい。また、ビスフェノールCやビスフェノールA等のフェノール系水酸基を有する低分子量成分を前記ノボラック樹脂に混合してもよい。
前記バインダーは、質量平均分子量(GPC法で測定されたポリスチレン換算値)が1000〜2×105の重合体が好ましく、2000〜1×105の重合体が更に好ましく、5000〜5×104の重合体が特に好ましい。
バインダーの本発明の着色硬化性組成物中における含有量としては、該組成物の全固形分に対して、10〜90質量%が好ましく、20〜80質量%がより好ましく、30〜70質量%が特に好ましい。
−架橋剤−
本発明は、既述の本発明に係る染料を使用すると共に、従来に比して膜の硬化反応がより高度に進行し、硬化性の良好な膜が得られるものであるが、補足的に架橋剤を用いて更に高度に硬化させた膜を得るようにすることも可能である。本発明の着色硬化性組成物の高解像度化を達成する観点からは有用である。
本発明は、既述の本発明に係る染料を使用すると共に、従来に比して膜の硬化反応がより高度に進行し、硬化性の良好な膜が得られるものであるが、補足的に架橋剤を用いて更に高度に硬化させた膜を得るようにすることも可能である。本発明の着色硬化性組成物の高解像度化を達成する観点からは有用である。
本発明において使用可能な架橋剤は、架橋反応によって膜硬化を行なえるものであれば特に限定はなく、例えば、(a)エポキシ樹脂、(b)メチロール基、アルコキシメチル基、およびアシロキシメチル基から選ばれる少なくとも一つの基で置換されたメラミン化合物、グアナミン化合物、グルコールウリル化合物、またはウレア化合物、(c)メチロール基、アルコキシメチル基、およびアシロキシメチル基から選ばれる少なくとも一つの基で置換されたフェノール化合物、ナフトール化合物、またはヒドロキシアントラセン化合物、が挙げられる。中でも特に、多官能エポキシ樹脂が好ましい。
前記(a)エポキシ樹脂としては、エポキシ基を有し、かつ架橋性を有するものであればいずれでもよく、例えば、ビスフェノールAグリシジルエーテル、エチレングリコールジグリシジルエーテル、エチレングリコールジグリシジルエーテル、ブタンジオールジグリシジルエーテル、へキサンジオールジグリシジルエーテル、ジヒドロキシビフェニルジグリシジルエーテル、フタル酸ジグリシジルエステル、N,N−ジグリシジルアニリン等の2価のグリシジル基含有低分子化合物、同様に、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル、トリメチロールフェノールトリグリシジルエーテル、TrisP−PAトリグリシジルエーテル等に代表される3価のグリシジル基含有低分子化合物、同様に、ペンタエリスリトールテトラグリシジルエーテル、テトラメチロールビスフェノールAテトラグリシジルエーテル等に代表される4価のグリシジル基含有低分子化合物、同様に、ジペンタエリスリトールペンタグリシジルエーテル、ジペンタエリスリトールヘキサグリシジルエーテル等の多価グリシジル基含有低分子化合物、ポリグリシジル(メタ)アクリレート、2,2−ビス(ヒドロキシメチル)−1−ブタノールの1,2−エポキシ−4−(2−オキシラニル)シクロヘキサン付加物等に代表されるグリシジル基含有高分子化合物、等が挙げられる。
前記架橋剤(b)に含まれるメチロール基、アルコキシメチル基、アシロキシメチル基が置換している数としては、メラミン化合物の場合は2〜6、グリコールウリル化合物、グアナミン化合物、ウレア化合物の場合は2〜4であるが、好ましくはメラミン化合物の場合は5〜6、グリコールウリル化合物、グアナミン化合物、ウレア化合物の場合は3〜4である。
以下、前記(b)のメラミン化合物、グアナミン化合物、グリコールウリル化合物およびウレア化合物を総じて、(b)に係る化合物(メチロール基含有化合物、アルコキシメチル基含有化合物、またはアシロキシメチル基含有化合物)ということがある。
前記(b)に係るメチロール基含有化合物は、(b)に係るアルコキシメチル基含有化合物をアルコール中で塩酸、硫酸、硝酸、メタンスルホン酸等の酸触媒存在下、加熱することにより得られる。前記(b)に係るアシロキシメチル基含有化合物は、(b)に係るメチロール基含有化合物を塩基性触媒存在下、アシルクロリドと混合攪拌することにより得られる。
以下、前記置換基を有する(b)に係る化合物の具体例を挙げる。
前記メラミン化合物として、例えば、ヘキサメチロールメラミン、ヘキサメトキシメチルメラミン、ヘキサメチロールメラミンのメチロール基の1〜5個がメトキシメチル化した化合物またはその混合物、ヘキサメトキシエチルメラミン、ヘキサアシロキシメチルメラミン、ヘキサメチロールメラミンのメチロール基の1〜5個がアシロキシメチル化した化合物またはその混合物、などが挙げられる。
前記メラミン化合物として、例えば、ヘキサメチロールメラミン、ヘキサメトキシメチルメラミン、ヘキサメチロールメラミンのメチロール基の1〜5個がメトキシメチル化した化合物またはその混合物、ヘキサメトキシエチルメラミン、ヘキサアシロキシメチルメラミン、ヘキサメチロールメラミンのメチロール基の1〜5個がアシロキシメチル化した化合物またはその混合物、などが挙げられる。
前記グアナミン化合物として、例えば、テトラメチロールグアナミン、テトラメトキシメチルグアナミン、テトラメチロールグアナミンの1〜3個のメチロール基をメトキシメチル化した化合物またはその混合物、テトラメトキシエチルグアナミン、テトラアシロキシメチルグアナミン、テトラメチロールグアナミンの1〜3個のメチロール基をアシロキシメチル化した化合物またはその混合物などが挙げられる。
前記グリコールウリル化合物としては、例えば、テトラメチロールグリコールウリル、テトラメトキシメチルグリコールウリル、テトラメチロールグリコールウリルのメチロール基の1〜3個をメトキシメチル化した化合物またはその混合物、テトラメチロールグリコールウリルのメチロール基の1〜3個をアシロキシメチル化した化合物またはその混合物、などが挙げられる。
前記ウレア化合物として、例えば、テトラメチロールウレア、テトラメトキシメチルウレア、テトラメチロールウレアの1〜3個のメチロール基をメトキシメチル化した化合物またはその混合物、テトラメトキシエチルウレア、などが挙げられる。
(b)に係る化合物は、単独で使用してもよく、組合わせて使用してもよい。
(b)に係る化合物は、単独で使用してもよく、組合わせて使用してもよい。
前記架橋剤(c)、即ち、メチロール基、アルコキシメチル基、およびアシロキシメチル基から選ばれる少なくとも一つの基で置換された、フェノール化合物、ナフトール化合物、またはヒドロキシアントラセン化合物は、前記架橋剤(b)の場合と同様、熱架橋により上塗りフォトレジストとのインターミキシングを抑制すると共に、膜強度を更に高めるものである。
以下、これら化合物を総じて、(c)に係る化合物(メチロール基含有化合物、アルコキシメチル基含有化合物、またはアシロキシメチル基含有化合物)ということがある。
以下、これら化合物を総じて、(c)に係る化合物(メチロール基含有化合物、アルコキシメチル基含有化合物、またはアシロキシメチル基含有化合物)ということがある。
前記架橋剤(c)に含まれるメチロール基、アシロキシメチル基、アルコキシメチル基の数としては、一分子当り最低2個必要であり、熱架橋性および保存安定性の観点から、骨格となるフェノール化合物の2位,4位が全て置換されている化合物が好ましい。また、骨格となるナフトール化合物、ヒドロキシアントラセン化合物も、OH基のオルト位、パラ位が全て置換されている化合物が好ましい。骨格となるフェノール化合物の3位または5位は、未置換であっても置換基を有していてもよい。また、ナフトール化合物においても、OH基のオルト位以外は、未置換であっても置換基を有していてもよい。
前記(c)に係るメチロール基含有化合物は、フェノール性OH基のオルト位またはパラ位(2位または4位)が水素原子である化合物を原料に用い、これを水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、アンモニア、テトラアルキルアンモニウムヒドロキシド等の、塩基性触媒の存在下でホルマリンと反応させることにより得られる。
前記(c)に係るアルコキシメチル基含有化合物は、(c)に係るメチロール基含有化合物をアルコール中で塩酸、硫酸、硝酸、メタンスルホン酸等の酸触媒の存在下で加熱することにより得られる。
前記(c)に係るアシロキシメチル基含有化合物は、(c)に係るメチロール基含有化合物を塩基性触媒の存在下アシルクロリドと反応させることにより得られる。
前記(c)に係るアルコキシメチル基含有化合物は、(c)に係るメチロール基含有化合物をアルコール中で塩酸、硫酸、硝酸、メタンスルホン酸等の酸触媒の存在下で加熱することにより得られる。
前記(c)に係るアシロキシメチル基含有化合物は、(c)に係るメチロール基含有化合物を塩基性触媒の存在下アシルクロリドと反応させることにより得られる。
架橋剤(c)における骨格化合物としては、フェノール性OH基のオルト位またはパラ位が未置換の、フェノール化合物、ナフトール化合物、ヒドロキシアントラセン化合物等が挙げられ、例えば、フェノール、クレゾールの各異性体、2,3−キシレノ−ル、2,5−キシレノ−ル、3,4−キシレノール、3,5−キシレノール、ビスフェノールAなどのビスフェノール類、4,4’−ビスヒドロキシビフェニル、TrisP−PA(本州化学工業(株)製)、ナフトール、ジヒドロキシナフタレン、2,7−ジヒドロキシアントラセン、等が使用される。
前記架橋剤(c)の具体例としては、トリメチロールフェノール、トリ(メトキシメチル)フェノール、トリメチロールフェノールの1〜2個のメチロール基をメトキシメチル化した化合物、トリメチロール−3−クレゾール、トリ(メトキシメチル)−3−クレゾール、トリメチロール−3−クレゾールの1〜2個のメチロール基をメトキシメチル化した化合物、2,6−ジメチロール−4−クレゾール等のジメチロールクレゾール、テトラメチロールビスフェノールA、テトラメトキシメチルビスフェノールA、テトラメチロールビスフェノールAの1〜3個のメチロール基をメトキシメチル化した化合物、テトラメチロール−4,4’−ビスヒドロキシビフェニル、テトラメトキシメチル−4,4’−ビスヒドロキシビフェニル、TrisP−PAのヘキサメチロール体、TrisP−PAのヘキサメトキシメチル体、TrisP−PAのヘキサメチロール体の1〜5個のメチロール基をメトキシメチル化した化合物、ビスヒドロキシメチルナフタレンジオール、等が挙げられる。
また、ヒドロキシアントラセン化合物として、例えば、1,6−ジヒドロキシメチル−2,7−ジヒドロキシアントラセン等が挙げられる。
また、アシロキシメチル基含有化合物として、例えば、上記メチロール基含有化合物のメチロール基を、一部または全部アシロキシメチル化した化合物等が挙げられる。
また、アシロキシメチル基含有化合物として、例えば、上記メチロール基含有化合物のメチロール基を、一部または全部アシロキシメチル化した化合物等が挙げられる。
これらの化合物の中で好ましいものとしては、トリメチロールフェノール、ビスヒドロキシメチル−p−クレゾール、テトラメチロールビスフェノールA、TrisP−PA(本州化学工業(株)製)のヘキサメチロール体またはそれらのメチロール基がアルコキシメチル基およびメチロール基とアルコキシメチル基の両方で置換されたフェノール化合物が挙げられる。
これら(c)に係る化合物は、単独で使用してもよく、組合わせて使用してもよい。
これら(c)に係る化合物は、単独で使用してもよく、組合わせて使用してもよい。
本発明において架橋剤を含有する場合、前記架橋剤(a)〜(c)の着色硬化性組成物中における総含有量としては、素材により異なるが、該組成物の固形分(質量)に対して、1〜70質量%が好ましく、5〜50質量%がより好ましく、7〜30質量%が特に好ましい。
−重合性モノマー−
本発明の着色硬化性組成物は、重合性モノマーの少なくとも一種を含有することによって好適に構成することができる。重合性モノマーは、着色硬化性組成物をネガ型に構成する場合に主として含有される。なお、後述のナフトキノンジアジド化合物を含有するポジ型の系に後述の光重合開始剤と共に更に含有でき、この場合には形成されるパターンの硬化度をより促進させることができる。
この重合性モノマーは、後述の光重合開始剤と共に用いることで本発明の着色硬化性組成物の高感度化、高解像度を達成し得る点で有用である。以下、重合性モノマーについて説明する。
本発明の着色硬化性組成物は、重合性モノマーの少なくとも一種を含有することによって好適に構成することができる。重合性モノマーは、着色硬化性組成物をネガ型に構成する場合に主として含有される。なお、後述のナフトキノンジアジド化合物を含有するポジ型の系に後述の光重合開始剤と共に更に含有でき、この場合には形成されるパターンの硬化度をより促進させることができる。
この重合性モノマーは、後述の光重合開始剤と共に用いることで本発明の着色硬化性組成物の高感度化、高解像度を達成し得る点で有用である。以下、重合性モノマーについて説明する。
前記重合性モノマーとしては、常圧下で100℃以上の沸点を持つエチレン性不飽和基を持つ化合物が好ましく、その例としては、ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、等の単官能のアクリレートやメタアクリレート;ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールエタントリ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ヘキサンジオール(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(アクリロイルオキシプロピル)エーテル、トリ(アクリロイロキシエチル)イソシアヌレート、グリセリンやトリメチロールエタン等の多官能アルコールにエチレンオキサイドやプロピレンオキサイドを付加させた後(メタ)アクリレート化したもの、特公昭48−41708号、特公昭50−6034号、特開昭51−37193号の各公報に記載のウレタンアクリレート類、特開昭48−64183号、特公昭49−43191号、特公昭52−30490号の各公報に記載のポリエステルアクリレート類、エポキシ樹脂と(メタ)アクリル酸との反応生成物であるエポキシアクリレート類等の多官能のアクリレートやメタアクリレート、およびこれらの混合物を挙げることができる。また更に、日本接着協会誌 Vol.20、No.7、300〜308頁に光硬化性モノマーおよびオリゴマーとして紹介されているものが挙げられる。
前記重合性モノマーの着色硬化性組成物中における含有量としては、該組成物の固形分に対して、0.1〜90質量が好ましく、1.0〜80質量%がさらに好ましく、2.0〜70質量%が特に好ましい。
−感放射線性化合物−
本発明の着色硬化性組成物は、感放射線性化合物の少なくとも一種を含有することにより好適に構成することができる。本発明に係る感放射線性化合物は、UV、Deep UV、可視光、赤外光、電子線などの放射線に対し、ラジカル発生、酸発生、塩基発生などの化学反応を起こし得る化合物であるが、上記のアルカリ可溶性樹脂を架橋、重合、酸性基の分解などの反応により不溶化させたり、塗膜中に共存する重合性モノマーやオリゴマーの重合、架橋剤の架橋などを起こすことで塗膜をアルカリ現像液に対して不溶化させる目的で用いられる。
この感放射線性化合物は、本発明の着色硬化性組成物の高感度化、高解像度を達成する観点から有用である。
本発明の着色硬化性組成物は、感放射線性化合物の少なくとも一種を含有することにより好適に構成することができる。本発明に係る感放射線性化合物は、UV、Deep UV、可視光、赤外光、電子線などの放射線に対し、ラジカル発生、酸発生、塩基発生などの化学反応を起こし得る化合物であるが、上記のアルカリ可溶性樹脂を架橋、重合、酸性基の分解などの反応により不溶化させたり、塗膜中に共存する重合性モノマーやオリゴマーの重合、架橋剤の架橋などを起こすことで塗膜をアルカリ現像液に対して不溶化させる目的で用いられる。
この感放射線性化合物は、本発明の着色硬化性組成物の高感度化、高解像度を達成する観点から有用である。
着色硬化性組成物が、ネガ型に構成される場合には光重合開始剤を、ポジ型に構成される場合にはナフトキノンジアジド化合物を、それぞれ必須成分として含有する。
〜光重合開始剤等〜
まず、ネガ型に構成する場合に用いる光重合開始剤について説明する。光重合開始剤は、前記重合性モノマー(重合性基を有するモノマー)を重合反応させ得るものであれば特に限定されないが、特性、開始効率、吸収波長、入手性、コスト等の観点で選ばれることが好ましい。なお、ナフトキノンジアジド化合物を含有するポジ型の系に更に含有してもよく、この場合には形成されるパターンの硬化度をより促進させることができる。
まず、ネガ型に構成する場合に用いる光重合開始剤について説明する。光重合開始剤は、前記重合性モノマー(重合性基を有するモノマー)を重合反応させ得るものであれば特に限定されないが、特性、開始効率、吸収波長、入手性、コスト等の観点で選ばれることが好ましい。なお、ナフトキノンジアジド化合物を含有するポジ型の系に更に含有してもよく、この場合には形成されるパターンの硬化度をより促進させることができる。
前記光重合開始剤としては、ハロメチルオキサジアゾール系化合物およびハロメチル−s−トリアジン系化合物から選択される少なくとも一つの活性ハロゲン化合物、3−アリール置換クマリン化合物、ロフィン2量体、ベンゾフェノン化合物、アセトフェノン化合物およびその誘導体、シクロペンタジエン−ベンゼン−鉄錯体およびその塩、オキシム系化合物、等が挙げられる。
前記ハロメチルオキサジアゾール系化合物である活性ハロゲン化合物として、特公昭57−6096号公報に記載の2−ハロメチル−5−ビニル−1,3,4−オキサジアゾール化合物等や、2−トリクロロメチル−5−スチリル−1,3,4−オキサジアゾール、2−トリクロロメチル−5−(p−シアノスチリル)−1,3,4−オキサジアゾール、2−トリクロロメチル−5−(p−メトキシスチリル)−1,3,4−オキサジアゾール、等が挙げられる。
前記ハロメチル−s−トリアジン系化合物である活性ハロゲン化合物として、特公昭59−1281号公報に記載のビニル−ハロメチル−s−トリアジン化合物、特開昭53−133428号公報に記載の2−(ナフト−1−イル)−4,6−ビス−ハロメチル−s−トリアジン化合物および4−(p−アミノフェニル)−2,6−ジ−ハロメチル−s−トリアジン化合物、等が挙げられる。
その他の具体例として、2,4−ビス(トリクロロメチル)−6−p−メトキシスチリル−s−トリアジン、2,6−ビス(トリクロロメチル)−4−(3,4−メチレンジオキシフェニル)−1,3,5−トリアジン、2,6−ビス(トリクロロメチル)−4−(4−メトキシフェニル)−1,3,5−トリアジン、2,4−ビス(トリクロロメチル)−6−(1−p−ジメチルアミノフェニル−1,3−ブタジエニル)−s−トリアジン、2−トリクロロメチル−4−アミノ−6−p−メトキシスチリル−s−トリアジン、2−(ナフト−1−イル)−4,6−ビス−トリクロロメチル−s−トリアジン、2−(4−メトキシ−ナフト−1−イル)−4,6−ビス−トリクロロメチル−s−トリアジン、2−(4−エトキシ−ナフト−1−イル)−4,6−ビス−トリクロロメチル−s−トリアジン、2−(4−ブトキシ−ナフト−1−イル)−4,6−ビス−トリクロロメチル−s−トリアジン、2−〔4−(2−メトキシエチル)−ナフト−1−イル〕−4,6−ビス−トリクロロメチル−s−トリアジン、2−〔4−(2−エトキシエチル)−ナフト−1−イル〕−4,6−ビス−トリクロロメチル−s−トリアジン、2−〔4−(2−ブトキシエチル)−ナフト−1−イル〕−4,6−ビス−トリクロロメチル−s−トリアジン、2−(2−メトキシ−ナフト−1−イル)−4,6−ビス−トリクロロメチル−s−トリアジン、2−(6−メトキシ−5−メチル−ナフト−2−イル)−4,6−ビス−トリクロロメチル−s−トリアジン、2−(6−メトキシ−ナフト−2−イル)−4,6−ビス−トリクロロメチル−s−トリアジン、2−(5−メトキシ−ナフト−1−イル)−4,6−ビス−トリクロロメチル−s−トリアジン、2−(4,7−ジメトキシ−ナフト−1−イル)−4,6−ビス−トリクロロメチル−s−トリアジン、
2−(6−エトキシ−ナフト−2−イル)−4,6−ビス−トリクロロメチル−s−トリアジン、2−(4,5−ジメトキシ−ナフト−1−イル)−4,6−ビス−トリクロロメチル−s−トリアジン、4−〔p−N,N−ジ(エトキシカルボニルメチル)アミノフェニル〕−2,6−ジ(トリクロロメチル)−s−トリアジン、4−〔o−メチル−p−N,N−ジ(エトキシカルボニルメチル)アミノフェニル〕−2,6−ジ(トリクロロメチル)−s−トリアジン、4−〔p−N,N−ジ(クロロエチル)アミノフェニル〕−2,6−ジ(トリクロロメチル)−s−トリアジン、4−〔o−メチル−p−N,N−ジ(クロロエチル)アミノフェニル〕−2,6−ジ(トリクロロメチル)−s−トリアジン、4−(p−N−クロロエチルアミノフェニル)−2,6−ジ(トリクロロメチル)−s−トリアジン、4−(p−N−エトキシカルボニルメチルアミノフェニル)−2,6−ジ(トリクロロメチル)−s−トリアジン、4−〔p−N,N−ジ(フェニル)アミノフェニル〕−2,6−ジ(トリクロロメチル)−s−トリアジン、4−(p−N−クロロエチルカルボニルアミノフェニル)−2,6−ジ(トリクロロメチル)−s−トリアジン、4−〔p−N−(p−メトキシフェニル)カルボニルアミノフェニル〕−2,6−ジ(トリクロロメチル)−s−トリアジン、4−〔m−N,N−ジ(エトキシカルボニルメチル)アミノフェニル〕−2,6−ジ(トリクロロメチル)−s−トリアジン、4−〔m−ブロモ−p−N,N−ジ(エトキシカルボニルメチル)アミノフェニル〕−2,6−ジ(トリクロロメチル)−s−トリアジン、
4−〔m−クロロ−p−N,N−ジ(エトキシカルボニルメチル)アミノフェニル〕−2,6−ジ(トリクロロメチル)−s−トリアジン、4−〔m−フロロ−p−N,N−ジ(エトキシカルボニルメチル)アミノフェニル〕−2,6−ジ(トリクロロメチル)−s−トリアジン、4−〔o−ブロモ−p−N,N−ジ(エトキシカルボニルメチル)アミノフェニル〕−2,6−ジ(トリクロロメチル)−s−トリアジン、4−〔o−クロロ−p−N,N−ジ(エトキシカルボニルメチル)アミノフェニル−2,6−ジ(トリクロロメチル)−s−トリアジン、4−〔o−フロロ−p−N,N−ジ(エトキシカルボニルメチル)アミノフェニル〕−2,6−ジ(トリクロロメチル)−s−トリアジン、4−〔o−ブロモ−p−N,N−ジ(クロロエチル)アミノフェニル〕−2,6−ジ(トリクロロメチル)−s−トリアジン、4−〔o−クロロ−p−N,N−ジ(クロロエチル)アミノフェニル〕−2,6−ジ(トリクロロメチル)−s−トリアジン、4−〔o−フロロ−p−N,N−ジ(クロロエチル)アミノフェニル〕−2,6−ジ(トリクロロメチル)−s−トリアジン、4−〔m−ブロモ−p−N,N−ジ(クロロエチル)アミノフェニル〕−2,6−ジ(トリクロロメチル)−s−トリアジン、4−〔m−クロロ−p−N,N−ジ(クロロエチル)アミノフェニル〕−2,6−ジ(トリクロロメチル)−s−トリアジン、
4−〔m−フロロ−p−N,N−ジ(クロロエチル)アミノフェニル〕−2,6−ジ(トリクロロメチル)−s−トリアジン、4−(m−ブロモ−p−N−エトキシカルボニルメチルアミノフェニル)−2,6−ジ(トリクロロメチル)−s−トリアジン、4−(m−クロロ−p−N−エトキシカルボニルメチルアミノフェニル)−2,6−ジ(トリクロロメチル)−s−トリアジン、4−(m−フロロ−p−N−エトキシカルボニルメチルアミノフェニル)−2,6−ジ(トリクロロメチル)−s−トリアジン、4−(o−ブロモ−p−N−エトキシカルボニルメチルアミノフェニル)−2,6−ジ(トリクロロメチル)−s−トリアジン、4−(o−クロロ−p−N−エトキシカルボニルメチルアミノフェニル)−2,6−ジ(トリクロロメチル)−s−トリアジン、4−(o−フロロ−p−N−エトキシカルボニルメチルアミノフェニル)−2,6−ジ(トリクロロメチル)−s−トリアジン、4−(m−ブロモ−p−N−クロロエチルアミノフェニル)−2,6−ジ(トリクロロメチル)−s−トリアジン、4−(m−クロロ−p−N−クロロエチルアミノフェニル)−2,6−ジ(トリクロロメチル)−s−トリアジン、4−(m−フロロ−p−N−クロロエチルアミノフェニル)−2,6−ジ(トリクロロメチル)−s−トリアジン、4−(o−ブロモ−p−N−クロロエチルアミノフェニル)−2,6−ジ(トリクロロメチル)−s−トリアジン、4−(o−クロロ−p−N−クロロエチルアミノフェニル)−2,6−ジ(トリクロロメチル)−s−トリアジン、4−(o−フロロ−p−N−クロロエチルアミノフェニル)−2,6−ジ(トリクロロメチル)−s−トリアジン、等が挙げられる。
その他、みどり化学社製のTAZシリーズ(例えば、TAZ−107、TAZ−110、TAZ−104、TAZ−109、TAZ−140、TAZ−204、TAZ−113、TAZ−123等)、PANCHIM社製のTシリーズ(例えば、T−OMS、T−BMP、T−R、T−B等)、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製のイルガキュアシリーズ(例えば、イルガキュア369、イルガキュア784、イルガキュア651、イルガキュア184、イルガキュア500、イルガキュア1000、イルガキュア149、イルガキュア819、イルガキュア261等)、ダロキュアシリーズ(例えばダロキュア1173等)、
4,4’−ビス(ジエチルアミノ)−ベンゾフェノン、2−(O−ベンゾイルオキシム)−1−[4−(フェニルチオ)フェニル]−1,2−オクタンジオン、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−4−モルホリノブチロフェノン、2,2−ジメトキシ−2−フェニルアセトフェノン、2−(o−クロルフェニル)−4,5−ジフェニルイミダゾリル二量体、2−(o−フルオロフェニル)−4,5−ジフェニルイミダゾリル二量体、2−(o−メトキシフェニル)−4,5−ジフェニルイミダゾリル二量体、2−(p−メトキシフェニル)−4,5−ジフェニルイミダゾリル二量体、2−(p−ジメトキシフェニル)−4,5−ジフェニルイミダゾリル二量体、2−(2,4−ジメトキシフェニル)−4,5−ジフェニルイミダゾリル二量体、2−(p−メチルメルカプトフェニル)−4,5−ジフェニルイミダゾリル二量体、ベンゾインイソプロピルエーテル、等も有用である。
本発明の着色硬化性組成物には、前記光重合開始剤以外の他の公知の光重合開始剤を併用することができる。具体的には、米国特許第2,367,660号明細書に記載のビシナールポリケトルアルドニル化合物、米国特許第2,367,661号および第2,367,670号明細書に記載のα−カルボニル化合物、米国特許第2,448,828号明細書に記載のアシロインエーテル、米国特許第2,722,512号明細書に記載のα−炭化水素で置換されたアリールアシロイン化合物、米国特許第3,046,127号および第2,951,758号明細書に記載の多核キノン化合物、米国特許第3,549,367号明細書に記載のトリアリルイミダゾールダイマー/p−アミノフェニルケトンの組合せ、特公昭51−48516号公報に記載のベンゾチアゾール系化合物/トリハロメチール−s−トリアジン系化合物、等を挙げることができる。
前記光重合開始剤の着色硬化性組成物中における含有量は、前記重合性モノマーの固形分(質量)に対して、0.01〜50質量%が好ましく、1〜30質量%がより好ましく、1〜20質量%が特に好ましい。該含有量が、0.01質量%より少ないと重合が進み難くなることがあり、50質量%を超えると重合率は大きくなるが分子量が低くなり膜強度が弱くなることがある。
上記の光重合開始剤には増感剤や光安定剤を併用することができる。
その具体例として、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾイン、9−フルオレノン、2−クロロ−9−フルオレノン、2−メチル−9−フルオレノン、9−アントロン、2−ブロモ−9−アントロン、2−エチル−9−アントロン、9,10−アントラキノン、2−エチル−9,10−アントラキノン、2−t−ブチル−9,10−アントラキノン、2,6−ジクロロ−9,10−アントラキノン、キサントン、2−メチルキサントン、2−メトキシキサントン、2−エトキシキサントン、チオキサントン、2,4−ジエチルチオキサントン、アクリドン、10−ブチル−2−クロロアクリドン、ベンジル、ジベンザルアセトン、p−(ジメチルアミノ)フェニルスチリルケトン、p−(ジメチルアミノ)フェニル−p−メチルスチリルケトン、ベンゾフェノン、p−(ジメチルアミノ)ベンゾフェノン(またはミヒラーケトン)、p−(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン、ベンゾアントロン等や、特公昭51−48516号公報に記載のベンゾチアゾール系化合物等、チヌビン1130、同400等が挙げられる。
その具体例として、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾイン、9−フルオレノン、2−クロロ−9−フルオレノン、2−メチル−9−フルオレノン、9−アントロン、2−ブロモ−9−アントロン、2−エチル−9−アントロン、9,10−アントラキノン、2−エチル−9,10−アントラキノン、2−t−ブチル−9,10−アントラキノン、2,6−ジクロロ−9,10−アントラキノン、キサントン、2−メチルキサントン、2−メトキシキサントン、2−エトキシキサントン、チオキサントン、2,4−ジエチルチオキサントン、アクリドン、10−ブチル−2−クロロアクリドン、ベンジル、ジベンザルアセトン、p−(ジメチルアミノ)フェニルスチリルケトン、p−(ジメチルアミノ)フェニル−p−メチルスチリルケトン、ベンゾフェノン、p−(ジメチルアミノ)ベンゾフェノン(またはミヒラーケトン)、p−(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン、ベンゾアントロン等や、特公昭51−48516号公報に記載のベンゾチアゾール系化合物等、チヌビン1130、同400等が挙げられる。
また、上記のほかに更に、熱重合防止剤を加えておくことが好ましく、例えば、ハイドロキノン、p−メトキシフェノール、ジ−t−ブチル−p−クレゾール、ピロガロール、t−ブチルカテコール、ベンゾキノン、4,4’−チオビス(3−メチル−6−t−ブチルフェノール)、2,2’−メチレンビス(4−メチル−6−t−ブチルフェノール)、2−メルカプトベンゾイミダゾール等が有用である。
〜ナフトキノンジアジド化合物〜
次に、ポジ型に構成する場合に用いるナフトキノンジアジド化合物について説明する。ナフトキノンジアジド化合物は、少なくとも1つのo−キノンジアジド基を有する化合物であり、例えば、o−ナフトキノンジアジド−5−スルホン酸エステル、o−ナフトキノンジアジド−5−スルホン酸アミド、o−ナフトキノンジアジド−4−スルホン酸エステル、o−ナフトキノンジアジド−4−スルホン酸アミド、等が挙げられる。これらのエステルやアミド化合物は、例えば特開平2−84650号公報、特開平3−49437号公報において一般式(I)で記載されているフェノール化合物等を用いて公知の方法により製造することができる。
次に、ポジ型に構成する場合に用いるナフトキノンジアジド化合物について説明する。ナフトキノンジアジド化合物は、少なくとも1つのo−キノンジアジド基を有する化合物であり、例えば、o−ナフトキノンジアジド−5−スルホン酸エステル、o−ナフトキノンジアジド−5−スルホン酸アミド、o−ナフトキノンジアジド−4−スルホン酸エステル、o−ナフトキノンジアジド−4−スルホン酸アミド、等が挙げられる。これらのエステルやアミド化合物は、例えば特開平2−84650号公報、特開平3−49437号公報において一般式(I)で記載されているフェノール化合物等を用いて公知の方法により製造することができる。
また、着色硬化性組成物をポジ型に構成する場合には、前記バインダー、前記架橋剤は、通常、溶剤中に添加する全固形分のそれぞれ2〜50質量%程度、2〜30質量%程度の割合で溶解させるのが好ましい。また、前記ナフトキノンジアジド化合物、前記色素の各含有量は、通常、前記バインダーおよび架橋剤を溶解した溶液の質量に対してそれぞれ、2〜30質量%程度、2〜50質量%程度の割合が好ましい。
−溶剤−
本発明の着色硬化性組成物の調製の際には一般に溶剤を含有することができる。溶剤は、各成分の溶解性や着色硬化性組成物の塗布性を満足すれば基本的に特に限定されないが、特にバインダーの溶解性、塗布性、安全性を考慮して選ばれることが好ましい。
本発明の着色硬化性組成物の調製の際には一般に溶剤を含有することができる。溶剤は、各成分の溶解性や着色硬化性組成物の塗布性を満足すれば基本的に特に限定されないが、特にバインダーの溶解性、塗布性、安全性を考慮して選ばれることが好ましい。
溶剤の具体例としては、エステル類、例えば、酢酸エチル、酢酸−n−ブチル、酢酸イソブチル、ギ酸アミル、酢酸イソアミル、酢酸イソブチル、プロピオン酸ブチル、酪酸イソプロピル、酪酸エチル、酪酸ブチル、アルキルエステル類、乳酸メチル、乳酸エチル、オキシ酢酸メチル、オキシ酢酸エチル、オキシ酢酸ブチル、メトキシ酢酸メチル、メトキシ酢酸エチル、メトキシ酢酸ブチル、エトキシ酢酸メチル、エトキシ酢酸エチル、等;
3−オキシプロピオン酸メチル、3−オキシプロピオン酸エチル等の3−オキシプロピオン酸アルキルエステル類、例えば、3−メトキシプロピオン酸メチル、3−メトキシプロピオン酸エチル、3−エトキシプロピオン酸メチル、3−エトキシプロピオン酸エチル、等;2−オキシプロピオン酸メチル、2−オキシプロピオン酸エチル、2−オキシプロピオン酸プロピル等の2−オキシプロピオン酸アルキルエステル類、例えば、2−メトキシプロピオン酸メチル、2−メトキシプロピオン酸エチル、2−メトキシプロピオン酸プロピル、2−エトキシプロピオン酸メチル、2−エトキシプロピオン酸エチル、2−オキシ−2−メチルプロピオン酸メチル、2−オキシ−2−メチルプロピオン酸エチル、2−メトキシ−2−メチルプロピオン酸メチル、2−エトキシ−2−メチルプロピオン酸エチル、等;ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、ピルビン酸プロピル、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、2−オキソブタン酸メチル、2−オキソブタン酸エチル、等;
エーテル類、例えば、ジエチレングリコールジメチルエーテル、テトラヒドロフラン、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、メチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテート、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールメチルエーテル、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールプロピルエーテルアセテート、等;ケトン類、例えば、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、2−ヘプタノン、3−ヘプタノン、等;アリール化合物、例えば、トルエン、キシレン、等が好適に挙げられる。
上記の中でも、3−エトキシプロピオン酸メチル、3−エトキシプロピオン酸エチル、エチルセロソルブアセテート、乳酸エチル、ジエチレングリコールジメテルエーテル、酢酸ブチル、3−メトキシプロピオン酸メチル、2−ヘプタノン、シクロヘキサノン、エチルカルビトールアセテート、ブチルカルビトールアセテート、プロピレングリコールメチルエーテル、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート等がより好ましい。
−各種添加物−
本発明の着色硬化性組成物には、必要に応じて各種添加物、例えば充填剤、上記以外の高分子化合物、界面活性剤、密着促進剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、凝集防止剤等を配合することができる。
本発明の着色硬化性組成物には、必要に応じて各種添加物、例えば充填剤、上記以外の高分子化合物、界面活性剤、密着促進剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、凝集防止剤等を配合することができる。
前記各種添加物の具体例としては、ガラス、アルミナ等の充填剤;ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸、ポリエチレングリコールモノアルキルエーテル、ポリフロロアルキルアクリレート等の結着樹脂以外の高分子化合物;ノニオン系、カチオン系、アニオン系等の界面活性剤;ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリス(2−メトキシエトキシ)シラン、N−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、3−クロロプロピルメチルジメトキシシラン、3−クロロプロピルトリメトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン等の密着促進剤;2,2−チオビス(4−メチル−6−t−ブチルフェノール)、2,6−ジ−t−ブチルフェノール等の酸化防止剤;2−(3−t−ブチル−5−メチル−2−ヒドロキシフェニル)−5−クロロベンゾトリアゾール、アルコキシベンゾフェノン等の紫外線吸収剤;およびポリアクリル酸ナトリウム等の凝集防止剤を挙げることができる。
また、非硬化部のアルカリ溶解性を促進し、本発明の着色硬化性組成物の現像性の更なる向上を図る場合には、該組成物に有機カルボン酸、好ましくは分子量1000以下の低分子量有機カルボン酸の添加を行なうことができる。
具体的には、例えば、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸、ピバル酸、カプロン酸、ジエチル酢酸、エナント酸、カプリル酸等の脂肪族モノカルボン酸;シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ブラシル酸、メチルマロン酸、エチルマロン酸、ジメチルマロン酸、メチルコハク酸、テトラメチルコハク酸、シトラコン酸等の脂肪族ジカルボン酸;トリカルバリル酸、アコニット酸、カンホロン酸等の脂肪族トリカルボン酸;安息香酸、トルイル酸、クミン酸、ヘメリト酸、メシチレン酸等のアリールモノカルボン酸;フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、トリメリト酸、トリメシン酸、メロファン酸、ピロメリト酸等のアリールポリカルボン酸;フェニル酢酸、ヒドロアトロパ酸、ヒドロケイ皮酸、マンデル酸、フェニルコハク酸、アトロパ酸、ケイ皮酸、ケイ皮酸メチル、ケイ皮酸ベンジル、シンナミリデン酢酸、クマル酸、ウンベル酸等のその他のカルボン酸が挙げられる。
具体的には、例えば、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸、ピバル酸、カプロン酸、ジエチル酢酸、エナント酸、カプリル酸等の脂肪族モノカルボン酸;シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ブラシル酸、メチルマロン酸、エチルマロン酸、ジメチルマロン酸、メチルコハク酸、テトラメチルコハク酸、シトラコン酸等の脂肪族ジカルボン酸;トリカルバリル酸、アコニット酸、カンホロン酸等の脂肪族トリカルボン酸;安息香酸、トルイル酸、クミン酸、ヘメリト酸、メシチレン酸等のアリールモノカルボン酸;フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、トリメリト酸、トリメシン酸、メロファン酸、ピロメリト酸等のアリールポリカルボン酸;フェニル酢酸、ヒドロアトロパ酸、ヒドロケイ皮酸、マンデル酸、フェニルコハク酸、アトロパ酸、ケイ皮酸、ケイ皮酸メチル、ケイ皮酸ベンジル、シンナミリデン酢酸、クマル酸、ウンベル酸等のその他のカルボン酸が挙げられる。
本発明の着色硬化性組成物は、液晶表示装置(LCD)や固体撮像素子(例えばCCD、CMOSなど)等に用いられるカラーフィルタなどの着色画素形成用として、また、印刷用インキ、インクジェット用インキ、および塗料などの作製用途として、好適に用いることができる。
《カラーフィルタおよびその製造方法》
次に、本発明のカラーフィルタについて、その製造方法を通じて詳述する。
本発明のカラーフィルタの製造方法においては、既述の本発明の着色硬化性組成物が用いられる。本発明のカラーフィルタは、既述の本発明の着色硬化性組成物を用い、この着色硬化性組成物を支持体上に回転塗布、流延塗布、ロール塗布等の塗布方法により塗布して感放射線性組成物層を形成し、該層を所定のマスクパターンを介して露光し、現像液で現像してネガ型もしくはポジ型の着色パターンを形成することによって最も好適に作製することができる(画像形成工程)。このとき必要に応じて、形成された着色パターンを加熱及び/又は露光により硬化する硬化工程を設けることができる。この際に使用される光若しくは放射線としては、特にg線、h線、i線等の紫外線が好ましく用いられる。また、着色硬化性組成物がポジ型に構成されているときには、画像形成工程後に着色パターンをポストベークする工程を設けることもできる。
次に、本発明のカラーフィルタについて、その製造方法を通じて詳述する。
本発明のカラーフィルタの製造方法においては、既述の本発明の着色硬化性組成物が用いられる。本発明のカラーフィルタは、既述の本発明の着色硬化性組成物を用い、この着色硬化性組成物を支持体上に回転塗布、流延塗布、ロール塗布等の塗布方法により塗布して感放射線性組成物層を形成し、該層を所定のマスクパターンを介して露光し、現像液で現像してネガ型もしくはポジ型の着色パターンを形成することによって最も好適に作製することができる(画像形成工程)。このとき必要に応じて、形成された着色パターンを加熱及び/又は露光により硬化する硬化工程を設けることができる。この際に使用される光若しくは放射線としては、特にg線、h線、i線等の紫外線が好ましく用いられる。また、着色硬化性組成物がポジ型に構成されているときには、画像形成工程後に着色パターンをポストベークする工程を設けることもできる。
カラーフィルタの作製においては、ネガ型の場合は、前記画像形成工程(および必要により硬化工程)を所望の色相数に合わせて繰り返すことにより、ポジ型の場合は、前記画像形成工程およびポストベークを所望の色相数に合わせて繰り返すことにより、所望数の色相に構成されたカラーフィルタを作製することができる。
前記支持体としては、例えば、液晶表示素子等に用いられるソーダガラス、パイレックス(R)ガラス、石英ガラスおよびこれらに透明導電膜を付着させたものや、撮像素子等に用いられる光電変換素子基板、例えばシリコン基板等や、相補性金属酸化膜半導体(CMOS)等が挙げられる。これらの支持体は、各画素を隔離するブラックストライプが形成されている場合もある。
また、これらの支持体上には必要により、上部の層との密着改良、物質の拡散防止あるいは基板表面の平坦化のために下塗り層を設けてもよい。
また、これらの支持体上には必要により、上部の層との密着改良、物質の拡散防止あるいは基板表面の平坦化のために下塗り層を設けてもよい。
本発明のカラーフィルタの製造方法に用いる現像液としては、本発明の着色硬化性組成物の現像除去しようとする部分(例えばネガ型の場合は未硬化部)を溶解する一方、フィルタをなす硬化部は溶解しない組成よりなるものであればいかなるものも用いることができる。具体的には、種々の有機溶剤の組合わせやアルカリ性の水溶液を用いることができる。前記有機溶剤としては、本発明の着色硬化性組成物の調製に用いる既述の溶剤を挙げることができる。
前記アルカリ性の水溶液としては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム,硅酸ナトリウム、メタ硅酸ナトリウム、アンモニア水、エチルアミン、ジエチルアミン、ジメチルエタノールアミン、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド、コリン、ピロール、ピペリジン、1,8−ジアザビシクロ−〔5.4.0〕−7−ウンデセン等のアルカリ性化合物を、濃度が0.001〜10質量%、好ましくは0.01〜1質量%となるように溶解してなるアルカリ性水溶液が好適である。なお、このようなアルカリ性水溶液からなる現像液を使用した場合は、一般に現像後水で洗浄する。
本発明のカラーフィルタは、液晶表示素子やCCD等の固体撮像素子に用いることができ、特に100万画素を超えるような高解像度のCCD素子やCMOS素子等に好適である。本発明のカラーフィルタは、例えば、CCDを構成する各画素の受光部と集光するためのマイクロレンズとの間に配置されるカラーフィルタとして用いることができる。
以下、本発明を実施例により更に具体的に説明するが、本発明はその主旨を越えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。なお、特に断りのない限り、「部」は質量基準である。
(実施例1)
以下、本発明を実施例により更に具体的に説明するが、本発明はその主旨を越えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。なお、特に断りのない限り、「部」は質量基準である。
(実施例1)
1)レジスト溶液の調製(ネガ型)
・プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート ・・・ 5.20部
(PGMEA)
・乳酸エチル(EL) ・・・52.6部
・バインダー ・・・30.5部
〔メタクリル酸ベンジル/メタクリル酸/メタクリル酸−2−ヒドロキシエチル共重合体(共重合比[モル比]=60/20/20)の41%EL溶液〕
・ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート ・・・10.2部
・重合禁止剤(p−メトキシフェノール) ・・・ 0.006部
・フッ素系界面活性剤 ・・・ 0.80部
(F−475、大日本インキ化学工業(株)製)
・TAZ−107(みどり化学社製;光重合開始剤) ・・・ 0.58部
を混合して溶解し、レジスト溶液を調製した。
1)レジスト溶液の調製(ネガ型)
・プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート ・・・ 5.20部
(PGMEA)
・乳酸エチル(EL) ・・・52.6部
・バインダー ・・・30.5部
〔メタクリル酸ベンジル/メタクリル酸/メタクリル酸−2−ヒドロキシエチル共重合体(共重合比[モル比]=60/20/20)の41%EL溶液〕
・ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート ・・・10.2部
・重合禁止剤(p−メトキシフェノール) ・・・ 0.006部
・フッ素系界面活性剤 ・・・ 0.80部
(F−475、大日本インキ化学工業(株)製)
・TAZ−107(みどり化学社製;光重合開始剤) ・・・ 0.58部
を混合して溶解し、レジスト溶液を調製した。
2)下塗り層付ガラス基板の作製
ガラス基板(コーニング1737)を0.5%NaOH水で超音波洗浄した後、水洗、脱水ベーク(200℃/20分)を行なった。次いで、上記1)で得たレジスト溶液を洗浄したガラス基板上に膜厚2μmになるようにスピンコーターを用いて塗布し、220℃で1時間加熱乾燥させて硬化膜(下塗り層)を形成した。
ガラス基板(コーニング1737)を0.5%NaOH水で超音波洗浄した後、水洗、脱水ベーク(200℃/20分)を行なった。次いで、上記1)で得たレジスト溶液を洗浄したガラス基板上に膜厚2μmになるようにスピンコーターを用いて塗布し、220℃で1時間加熱乾燥させて硬化膜(下塗り層)を形成した。
3)染料レジスト溶液(着色硬化性組成物[ネガ型])の調製
上記1)で得られたレジスト溶液9.4gと、本発明に係る染料である既述の例示化合物ma−1〔前記一般式(M1)で表される化合物〕0.75gおよび例示化合物K−4〔前記一般式(K1)で表される化合物〕0.50gとを混合、溶解して、染料レジスト溶液(着色硬化性組成物[ネガ型]の溶液)を調製した。
上記1)で得られたレジスト溶液9.4gと、本発明に係る染料である既述の例示化合物ma−1〔前記一般式(M1)で表される化合物〕0.75gおよび例示化合物K−4〔前記一般式(K1)で表される化合物〕0.50gとを混合、溶解して、染料レジスト溶液(着色硬化性組成物[ネガ型]の溶液)を調製した。
4)染料レジスト溶液の露光・現像(画像形成)
上記3)で得られた染料レジスト溶液を、上記2)で得た下塗り層付ガラス基板の下塗り層の上に膜厚が1.0μmになるようにスピンコーターを用いて塗布し、100℃で120秒間プリベークした。
次いで、露光装置を使用して塗布膜に365nmの波長で線幅20μmのマスクを通して500mJ/cm2の露光量で照射した。照射後、現像液CD−2000(富士フイルムアーチ社製)を用いて25℃,40秒間の条件で現像した。その後、流水で30秒間リンスした後、スプレー乾燥した。
以上のようにして、カラーフィルタを構成する赤色として好適なレッドパターンが得られた。
上記3)で得られた染料レジスト溶液を、上記2)で得た下塗り層付ガラス基板の下塗り層の上に膜厚が1.0μmになるようにスピンコーターを用いて塗布し、100℃で120秒間プリベークした。
次いで、露光装置を使用して塗布膜に365nmの波長で線幅20μmのマスクを通して500mJ/cm2の露光量で照射した。照射後、現像液CD−2000(富士フイルムアーチ社製)を用いて25℃,40秒間の条件で現像した。その後、流水で30秒間リンスした後、スプレー乾燥した。
以上のようにして、カラーフィルタを構成する赤色として好適なレッドパターンが得られた。
5)評価
上記で調製した染料レジスト溶液の経時での保存安定性、および染料レジスト溶液を用いてガラス基板上に塗設された塗布膜の耐熱性、耐光性を下記のようにして評価した。評価結果は下記表1に示す。
−経時での保存安定性−
染料レジスト溶液を室温で1ヶ月保存した後、溶液中における異物の析出度合いを目視により下記判定基準にしたがって評価した。
〔判定基準〕
○:析出は認められなかった。
△:僅かに析出が認められた。
×:析出が認められた。
上記で調製した染料レジスト溶液の経時での保存安定性、および染料レジスト溶液を用いてガラス基板上に塗設された塗布膜の耐熱性、耐光性を下記のようにして評価した。評価結果は下記表1に示す。
−経時での保存安定性−
染料レジスト溶液を室温で1ヶ月保存した後、溶液中における異物の析出度合いを目視により下記判定基準にしたがって評価した。
〔判定基準〕
○:析出は認められなかった。
△:僅かに析出が認められた。
×:析出が認められた。
−耐熱性−
染料レジスト溶液が塗布されたガラス基板を、該基板面で接するように200℃のホットプレートに載置して1時間加熱した後、色度計MCPD−1000(大塚電子社製)にて加熱前後での色差(△Eab値)を測定して耐熱性を評価する指標とし、下記判定基準にしたがって評価した。△Eab値は、値の小さい方が耐熱性が良好なことを示す。
〔判定基準〕
○:△Eab値 <5
△:5≦ △Eab値 ≦10
×:△Eab値 >10
染料レジスト溶液が塗布されたガラス基板を、該基板面で接するように200℃のホットプレートに載置して1時間加熱した後、色度計MCPD−1000(大塚電子社製)にて加熱前後での色差(△Eab値)を測定して耐熱性を評価する指標とし、下記判定基準にしたがって評価した。△Eab値は、値の小さい方が耐熱性が良好なことを示す。
〔判定基準〕
○:△Eab値 <5
△:5≦ △Eab値 ≦10
×:△Eab値 >10
−耐光性−
染料レジスト溶液が塗布されたガラス基板に対し、キセノンランプを5万luxで20時間照射(100万lux・h相当)した後、照射前後での色差(△Eab値)を測定して耐光性を評価する指標とし、下記判定基準にしたがって評価した。△Eab値は、値の小さい方が耐光性が良好なことを示す。
〔判定基準〕
○:△Eab値 <3
△:3≦ △Eab値 ≦10
×:△Eab値 >10
染料レジスト溶液が塗布されたガラス基板に対し、キセノンランプを5万luxで20時間照射(100万lux・h相当)した後、照射前後での色差(△Eab値)を測定して耐光性を評価する指標とし、下記判定基準にしたがって評価した。△Eab値は、値の小さい方が耐光性が良好なことを示す。
〔判定基準〕
○:△Eab値 <3
△:3≦ △Eab値 ≦10
×:△Eab値 >10
(実施例2〜7)
実施例1の「3)染料レジスト溶液の調製」において、本発明に係る染料を下記表1に示すように変更(但し等モル;ビス体の場合は1/2モル、以下同様)したこと以外、実施例1と同様にして、レッドパターンを形成し、更に同様の評価を行なった。評価結果は下記表1に示す。
実施例1の「3)染料レジスト溶液の調製」において、本発明に係る染料を下記表1に示すように変更(但し等モル;ビス体の場合は1/2モル、以下同様)したこと以外、実施例1と同様にして、レッドパターンを形成し、更に同様の評価を行なった。評価結果は下記表1に示す。
(実施例8)
実施例1の「3)染料レジスト溶液の調製」において、本発明に係る染料を下記表1に示すように、既述した例示化合物ma−1〔前記一般式(M1)で表される化合物〕0.75g、例示化合物Y−1〔前記一般式(Y1)で表される化合物〕0.50g、および例示化合物K−1〔前記一般式(K1)で表される化合物〕0.15gの3種を混合、溶解するようにしたこと以外、実施例1と同様にして、パターンを形成し、更に同様の評価を行なった。評価結果は下記表1に示す。
実施例1の「3)染料レジスト溶液の調製」において、本発明に係る染料を下記表1に示すように、既述した例示化合物ma−1〔前記一般式(M1)で表される化合物〕0.75g、例示化合物Y−1〔前記一般式(Y1)で表される化合物〕0.50g、および例示化合物K−1〔前記一般式(K1)で表される化合物〕0.15gの3種を混合、溶解するようにしたこと以外、実施例1と同様にして、パターンを形成し、更に同様の評価を行なった。評価結果は下記表1に示す。
(実施例9〜15)
実施例8の「3)染料レジスト溶液の調製」において、本発明に係る染料を下記表1に示すように変更(但し等モル)したこと以外、実施例1と同様にして、パターンを形成し、更に同様の評価を行なった。評価結果は下記表1に示す。
実施例8の「3)染料レジスト溶液の調製」において、本発明に係る染料を下記表1に示すように変更(但し等モル)したこと以外、実施例1と同様にして、パターンを形成し、更に同様の評価を行なった。評価結果は下記表1に示す。
(比較例1〜2)
実施例1の「3)染料レジスト溶液の調製」において、本発明に係る染料を下記表1に示すように変更(但し等モル)したこと以外、実施例1と同様にして、比較のレッドパターンを形成し、更に同様の評価を行なった。評価結果は、実施例の結果と共に下記表1に示す。
実施例1の「3)染料レジスト溶液の調製」において、本発明に係る染料を下記表1に示すように変更(但し等モル)したこと以外、実施例1と同様にして、比較のレッドパターンを形成し、更に同様の評価を行なった。評価結果は、実施例の結果と共に下記表1に示す。
上記表1に示すように、本発明に係る染料を用いた実施例では、これ以外の染料を用いた比較例に比し、溶液状に調製された染料レジスト溶液(着色硬化性組成物)はいずれも経時での保存安定性に優れており、しかもこの染料レジスト溶液を用いて形成されたレッドパターンは良好な耐熱性および耐光性を示した。
(実施例16)
1)着色硬化性組成物[ポジ型]の調製
下記組成を混合、溶解して溶液状の着色硬化性組成物[ポジ型]を調製した。
・乳酸エチル(EL) ・・・30部
・下記樹脂P−1 ・・・ 3.0部
・下記ナフトキノンジアジド化合物N−1 ・・・ 1.8部
・ヘキサメトキシメチロール化メラミン(架橋剤) ・・・ 0.6部
・TAZ−107(みどり化学社製;光酸発生剤) ・・・ 1.2部
・F−475 ・・・ 0.0005部
(フッ素系界面活性剤;大日本インキ化学工業製)
・本発明に係る染料の例示化合物ma−1 ・・・ 1.5部
(一般式(M1)で表される化合物)
・本発明に係る染料の例示化合物Y−1 ・・・ 1.0部
(一般式(Y1)で表される化合物)
・本発明に係る染料の例示化合物K−1 ・・・ 0.3部
(一般式(K1)で表される化合物)
1)着色硬化性組成物[ポジ型]の調製
下記組成を混合、溶解して溶液状の着色硬化性組成物[ポジ型]を調製した。
・乳酸エチル(EL) ・・・30部
・下記樹脂P−1 ・・・ 3.0部
・下記ナフトキノンジアジド化合物N−1 ・・・ 1.8部
・ヘキサメトキシメチロール化メラミン(架橋剤) ・・・ 0.6部
・TAZ−107(みどり化学社製;光酸発生剤) ・・・ 1.2部
・F−475 ・・・ 0.0005部
(フッ素系界面活性剤;大日本インキ化学工業製)
・本発明に係る染料の例示化合物ma−1 ・・・ 1.5部
(一般式(M1)で表される化合物)
・本発明に係る染料の例示化合物Y−1 ・・・ 1.0部
(一般式(Y1)で表される化合物)
・本発明に係る染料の例示化合物K−1 ・・・ 0.3部
(一般式(K1)で表される化合物)
−樹脂P−1の合成−
ベンジルメタクリレート70.0g、メタクリル酸13.0g、メタクリル酸−2−ヒドロキシエチル17.0g、および2−メトキシプロパノール600gを三口フラスコに仕込み、攪拌装置、還流冷却管、温度計を取り付けて窒素気流下65℃にて重合開始剤V−65(和光純薬工業社製)を触媒量添加して10時間攪拌した。得られた樹脂溶液を20L(リットル)のイオン交換水に激しく攪拌しながら滴下し、白色粉体を得た。この白色粉体を40℃で24時間真空乾燥し、樹脂P−1を145g得た。この分子量をGPCにて測定したところ、重量平均分子量Mw=28,000 数平均分子量Mn=11,000であった。
ベンジルメタクリレート70.0g、メタクリル酸13.0g、メタクリル酸−2−ヒドロキシエチル17.0g、および2−メトキシプロパノール600gを三口フラスコに仕込み、攪拌装置、還流冷却管、温度計を取り付けて窒素気流下65℃にて重合開始剤V−65(和光純薬工業社製)を触媒量添加して10時間攪拌した。得られた樹脂溶液を20L(リットル)のイオン交換水に激しく攪拌しながら滴下し、白色粉体を得た。この白色粉体を40℃で24時間真空乾燥し、樹脂P−1を145g得た。この分子量をGPCにて測定したところ、重量平均分子量Mw=28,000 数平均分子量Mn=11,000であった。
−ナフトキノンジアジド化合物N−1の合成−
Trisp−PA(本州化学社製)42.45g、o−ナフトキノンジアジド−5−スルホニルクロリド61.80g、およびアセトン300mlを三口フラスコに仕込み、室温下でトリエチルアミン24.44gを1時間かけて滴下した。滴下終了後 更に2時間攪拌した後、この反応液を大量の水に攪拌しながら注いだ。沈殿したナフトキノンジアジドスルホン酸エステルを吸引濾過により集め、40℃で24時間真空乾燥し、感光性のナフトキノンジアジド化合物N−1を得た。
Trisp−PA(本州化学社製)42.45g、o−ナフトキノンジアジド−5−スルホニルクロリド61.80g、およびアセトン300mlを三口フラスコに仕込み、室温下でトリエチルアミン24.44gを1時間かけて滴下した。滴下終了後 更に2時間攪拌した後、この反応液を大量の水に攪拌しながら注いだ。沈殿したナフトキノンジアジドスルホン酸エステルを吸引濾過により集め、40℃で24時間真空乾燥し、感光性のナフトキノンジアジド化合物N−1を得た。
2)着色硬化性組成物の露光・現像(画像形成)
実施例1と同様に下塗り層付ガラス基板を用意し、上記のようにして調製した着色硬化性組成物を実施例1と同様にして、下塗り層付ガラス基板の上に塗布、プリベーク、照射、現像およびリンス、スプレー乾燥を行なってレッドパターンを得、その後このパターンを180℃で5分間加熱した(ポストベーク)。形成されたレッドパターンは矩形状の良好なプロファイルを示した。
実施例1と同様に下塗り層付ガラス基板を用意し、上記のようにして調製した着色硬化性組成物を実施例1と同様にして、下塗り層付ガラス基板の上に塗布、プリベーク、照射、現像およびリンス、スプレー乾燥を行なってレッドパターンを得、その後このパターンを180℃で5分間加熱した(ポストベーク)。形成されたレッドパターンは矩形状の良好なプロファイルを示した。
続いて、上記で調製した染料レジスト溶液の保存安定性、および染料レジスト溶液を用いてガラス基板上に塗設された塗布膜の耐熱性、耐光性を実施例1と同様にして評価したところ、上記ネガ型の場合と同様に、保存安定性、並びに耐光性および耐熱性のいずれにおいても良好であった。
(実施例17〜31)
実施例1〜15のガラス基板をシリコンウエハー基板に代えたこと以外、実施例1〜15と同様の操作を行なってシリコンウエハー基板の上に塗布膜を塗設した。次いで、i線縮小投影露光装置を使用して2μm四方の正方形パターンに500mj/cm2の露光量で露光し、CD−2000(富士フイルムアーチ社製)を60%に希釈した現像液を用いて23℃で60秒間現像した。次いで、流水で30秒間リンスした後、スプレー乾燥した。以上により、正方形の断面が略矩形でプロファイルの良好な、CCD用カラーフィルタとして好適なパターンを得ることができた。
実施例1〜15のガラス基板をシリコンウエハー基板に代えたこと以外、実施例1〜15と同様の操作を行なってシリコンウエハー基板の上に塗布膜を塗設した。次いで、i線縮小投影露光装置を使用して2μm四方の正方形パターンに500mj/cm2の露光量で露光し、CD−2000(富士フイルムアーチ社製)を60%に希釈した現像液を用いて23℃で60秒間現像した。次いで、流水で30秒間リンスした後、スプレー乾燥した。以上により、正方形の断面が略矩形でプロファイルの良好な、CCD用カラーフィルタとして好適なパターンを得ることができた。
Claims (5)
- 下記一般式(M1)で表される化合物の少なくとも1種と、下記一般式(K1)で表される化合物の少なくとも1種とを含有することを特徴とする着色硬化性組成物。
- 下記一般式(M1)で表される化合物の少なくとも1種と、下記一般式(K1)で表される化合物の少なくとも1種とを含有することを特徴とするカラーフィルタ。
- 請求項1又は2に記載の着色硬化性組成物を支持体上に塗布後、マスクを通して露光し、現像してパターン像を形成する工程を有することを特徴とするカラーフィルタの製造方法。
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EP2113807A2 (en) | 2008-04-30 | 2009-11-04 | Fujifilm Corporation | Optical material having a colored optically anisotropic layer |
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-
2004
- 2004-08-04 JP JP2004228364A patent/JP2006047676A/ja active Pending
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