JP2012031218A - 染料及び着色組成物 - Google Patents
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- 0 CCCCC(CC)CN(C(C(C#N)=C1C)=*)C(O)=C1N=Nc1ccc(*NCCOCCO)cc1 Chemical compound CCCCC(CC)CN(C(C(C#N)=C1C)=*)C(O)=C1N=Nc1ccc(*NCCOCCO)cc1 0.000 description 1
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Abstract
【解決手段】式(I)で表される化合物を少なくとも2種含む染料。
[式(I)中、Z1、Z2及びL1は、それぞれ独立に、置換基を有していてもよい炭素数1〜16の2価の脂肪族炭化水素基を表す。R1及びR2は、それぞれ独立に、水素原子、置換基を有していてもよい炭素数1〜16の1価の飽和炭化水素基又は置換基を有していてもよい炭素数2〜18のアシル基を表す。A1及びA2は、それぞれ独立に、置換基を有していてもよい炭素数6〜14の2価の芳香族炭化水素基を表す。B1及びB2は、それぞれ独立に、置換基を有していてもよい炭素数6〜14の1価の芳香族炭化水素基又は置換基を有していてもよい炭素数3〜14の1価の複素環基を表す。]
【選択図】なし
Description
[1]式(I)で表される化合物を少なくとも2種含む染料。
[式(I)中、Z1、Z2及びL1は、それぞれ独立に、置換基を有していてもよい炭素数1〜16の2価の脂肪族炭化水素基を表し、該脂肪族炭化水素基に含まれる−CH2−は、−CO−又は−O−で置き換わっていてもよい。
R1及びR2は、それぞれ独立に、水素原子、置換基を有していてもよい炭素数1〜16の1価の飽和炭化水素基又は置換基を有していてもよい炭素数2〜18のアシル基を表す。
A1及びA2は、それぞれ独立に、置換基を有していてもよい炭素数6〜14の2価の芳香族炭化水素基を表す。
B1及びB2は、それぞれ独立に、置換基を有していてもよい炭素数6〜14の1価の芳香族炭化水素基又は置換基を有していてもよい炭素数3〜14の1価の複素環基を表し、該複素環基に含まれる−CH2−は、−CO−で置き換わっていてもよい。]
[式(II)中、R4は、水素原子又は置換基を有していてもよい炭素数1〜16の1価の飽和炭化水素基を表す。
R5は、置換基を有していてもよい炭素数1〜16の1価の飽和炭化水素基を表す。]
[式(I−A)及び式(I−B’)中、R1、A1、B1、Z1、及びL1は、上記と同じ意味を表す。
X1及びX2は、それぞれ独立に、ハロゲン原子を表す。]
[5]さらに、樹脂、重合性化合物及び重合開始剤からなる群から選ばれる少なくとも1種を含む[4]記載の着色組成物。
[6][4]又は[5]記載の着色組成物を用いて形成されるカラーフィルタ。
[7][6]記載のカラーフィルタを含む表示装置。
[式(I)中、Z1、Z2及びL1は、それぞれ独立に、置換基を有していてもよい炭素数1〜16の2価の脂肪族炭化水素基を表し、該脂肪族炭化水素基に含まれる−CH2−は、−CO−又は−O−で置き換わっていてもよい。
R1及びR2は、それぞれ独立に、水素原子、置換基を有していてもよい炭素数1〜16の1価の飽和炭化水素基又は置換基を有していてもよい炭素数2〜18のアシル基を表す。
A1及びA2は、それぞれ独立に、置換基を有していてもよい炭素数6〜14の2価の芳香族炭化水素基を表す。
B1及びB2は、それぞれ独立に、置換基を有していてもよい炭素数6〜14の1価の芳香族炭化水素基又は置換基を有していてもよい炭素数3〜14の1価の複素環基を表し、該複素環基に含まれる−CH2−は、−CO−で置き換わっていてもよい。]
炭素数1〜16の2価の脂肪族炭化水素基としては、メチレン基、エチレン基、プロパンジイル基、ブタンジイル基、ペンタンジイル基、へキサンジイル基、ヘプタンジイル基、オクタンジイル基、デカンジイル基、テトラデカンジイル基及びヘキサデカンジイル基等の炭素数1〜16のアルカンジイル基;−CH2=CH2−、−CH2−C(=CH2)−、−(CH2)2−C(=CH2)−等の炭素数1〜16のアルケンジイル基等が挙げられる。
炭素数1〜16の2価の脂肪族炭化水素基に含まれる−CH2−は、−CO−又は−O−で置き換わっていてもよく、炭素数1〜16の2価の脂肪族炭化水素基に含まれる水素原子は、フッ素原子等のハロゲン原子で置換されていてもよい。
炭素数1〜16の1価の飽和炭化水素基としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、メチルブチル基(1,1,3,3−テトラメチルブチル基など)、メチルヘキシル基(1,5−ジメチルヘキシル基など)、エチルヘキシル基(2−エチルヘキシル基など)、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、メチルシクロヘキシル基(2−メチルシクロヘキシル基など)、シクロヘキシルアルキル基等が挙げられる。
該飽和炭化水素基に含まれる水素原子は、炭素数1〜8のアルコキシ基又はカルボキシ基で置換されていてもよい。炭素数1〜8のアルコキシ基で置換された該脂肪族炭化水素基としては、プロポキシプロピル基(3−イソプロポキシプロピル基など)、アルコキシプロピル基(3−(2−エチルヘキシルオキシ)プロピル基など)等が挙げられる。カルボキシ基で置換された該飽和炭化水素基としては、2−カルボキシエチル基、3−カルボキシプロピル基、4-カルボキシブチル基などが挙げられる。
該芳香族炭化水素基が有していてもよい置換基としては、ハロゲノ基、炭素数1〜8のアルキル基、炭素数1〜8のアルコキシ基、ニトロ基、スルホ基、スルファモイル基及びN−置換スルファモイル基などが挙げられる。
B1及びB2を表す置換基を有していてもよい炭素数3〜14の1価の複素環基としては、下記式で表される基等が挙げられる。
該有機基としては、例えば、後述のR4と同様の基が挙げられる。
炭素数6〜14の1価の芳香族炭化水素基及び炭素数3〜14の1価の複素環基に含まれる水素原子は、ヒドロキシ基、炭素数1〜16の脂肪族炭化水素基、シアノ基、アミノ基又はN−置換アミノ基で置換されていてもよい。また、前記の芳香族炭化水素基に含まれる水素原子は、オキソ基でで置換されていてもよい。前記の複素環基に含まれる−CH2−は、−CO−で置き換わっていてもよい。
N−置換アミノ基として、−NHR8基及び−SO2NR8R9基が挙げられる。R8及びR9は、それぞれ独立に、置換基を有していてもよい1価の炭素数1〜16の脂肪族炭化水素基又は置換基を有していてもよい1価の炭素数3〜14の複素環基を表す。置換基を有していてもよい1価の炭素数1〜16の脂肪族炭化水素基及び置換基を有していてもよい1価の炭素数3〜14の複素環基としては、上記の複素環基として挙げた基と同じものが挙げられる。
[式(II)中、R4は、水素原子又は置換基を有していてもよい炭素数1〜16の1価の飽和炭化水素基を表す。
R5は、置換基を有していてもよい炭素数1〜16の1価の飽和炭化水素基を表す。]
式(II)で表される基のピリドン環は、ケト型であってもエノール型であってもよい。
R4としては、メチルブチル基(1,1,3,3−テトラメチルブチル基など)、メチルへキシル基(1,5−ジメチルへキシル基など)、エチルへキシル基(2−エチルヘキシル基など)、メチルシクロへキシル基(2−メチルシクロヘキシル基など)、アルコキシプロピル基(3−(2−エチルヘキシルオキシ)プロピル基など)などの分枝鎖状飽和炭化水素基が好ましい。
R5としては、メチル基が好ましい。
中でも、式(I−6)で表される化合物と式(I−7)で表される化合物との混合物であることが好ましい。式(I−6)で表される化合物と式(I−7)で表される化合物との含有量の比は、10:90〜89:11が好ましく、30:70〜70:30がより好ましい。含有量の比が上記の範囲内であると、有機溶剤への溶解性に優れる。
R31及びR32は、それぞれ独立に、−OR33又はハロゲン原子を表す。R33は、炭素数1〜16の1価の脂肪族炭化水素基を表す。]
式(I−B)で表される化合物としては、マロン酸ジメチル、コハク酸イソブチル、アジピン酸ジメチル、及びスベリン酸ジエチル、マロン酸クロライド、コハク酸クロライド、アジピン酸クロライド、スベリン酸クロライド及びセバシン酸クロライドなどが挙げられる。
式(I−B)で表される化合物の使用量は、式(I−A)で表される化合物及び式(I−A’)で表される化合物との合計量1モルに対して、例えば、0.5〜3モルであることが好ましく、0.5〜1モルがより好ましい。なお溶媒中に水が含まれる場合、式(I−B)で表される化合物の使用量は、式(I−A)で表される化合物及び式(I−A’)で表される化合物との合計量1モルに対して、0.6〜3モルであることが好ましい。
式(I−B)で表される化合物のR31及びR32が、−OR33である場合には、公知の酸触媒を添加することが好ましい。酸触媒としては、硫酸、パラトルエンスルホン酸などが挙げられる。酸触媒の使用量は、式(I−A)で表される化合物及び式(I−A’)で表される化合物との合計量1モルに対して、例えば、0.01〜2モルであることが好ましい。
式(I−A)で表される化合物及び式(I−A’)で表される化合物と、式(I−B)で表される化合物との反応は、窒素雰囲気下、又はアルゴン雰囲気下で行われることが好ましく、塩化カルシウムなどで乾燥した空気下で反応を行ってもよい。
反応温度は、例えば、0〜150℃が好ましく、より好ましくは10〜130℃である。反応時間は、例えば、1〜25時間が好ましく、より好ましくは3〜15時間である。
上記のようにして得られた反応混合物から目的化合物である化合物(I)を取得する方法は特に限定されず、公知の種々の手法が採用できるが、例えば、反応混合物を有機溶媒で抽出することで精製することができる。例えば、反応混合物と有機溶媒と水とを混合し、化合物(I)を有機相へ溶出させ、分液ロートなどで分取した有機相を溶媒留去することで、化合物(I)を得ることができる。抽出温度は、10〜50℃が好ましく、より好ましくは20〜30℃である。また抽出は、前記の温度で0.5〜4時間攪拌することが好ましい。抽出後の化合物(I)は、アルカリ性水溶液、酸性水溶液などで洗浄され、次いで乾燥される。また必要に応じて、再結晶などの公知の手法によって、さらに精製してもよい。
酸性水溶液としては、公知の酸性物質を水に溶解させたものを用いることができる。酸性水溶液の水素イオン濃度の範囲は、pH=0〜6が好ましく、より好ましくは1〜5である。酸性物質としては特に限定されず、例えば塩化アンモニウム、シュウ酸、酢酸、塩酸、硫酸などが挙げられる。
[式(I−A)及び式(I−B’)中、R1、A1、B1、Z1、及びL1は、上記と同じ意味を表す。
X1及びX2は、それぞれ独立に、ハロゲン原子を表す。]
2種以上用いられる式(I−B’)で表される化合物の組合せとしては、マロン酸クロライドとアジピン酸クロライド、コハク酸クロライドとアジピン酸クロライド、コハク酸クロライドとスベリン酸クロライド、コハク酸クロライドとセバシン酸クロライド、アジピン酸クロライドとスベリン酸クロライド、アジピン酸クロライドとセバシン酸クロライド等が挙げられ、好ましくはアジピン酸クロライドとセバシン酸クロライドである。
1種以上の式(I−A)で表される化合物と、2種以上の式(I−B’)で表される化合物との反応は、窒素雰囲気下、又はアルゴン雰囲気下で行われることが好ましく、塩化カルシウムなどで乾燥した空気下で反応を行ってもよい。
反応温度は、0〜150℃が好ましく、より好ましくは10〜130℃である。反応時間は、1〜25時間が好ましく、より好ましくは3〜15時間である。
1種以上の式(I−A)で表される化合物、2種以上の式(I−B’)で表される化合物及び溶媒の添加順は特に限定されないが、1種以上の式(I−A)で表される化合物及び溶媒からなる溶液に、2種以上の式(I−B’)で表される化合物を添加(滴下)することが好ましい。
前記の酸性水溶液としては、公知の酸性物質を水に溶解させたものを用いることができる。酸性水溶液の水素イオン濃度の範囲は、好ましくはpH=0〜6、より好ましくは1〜5である。酸性物質としては特に限定されず、例えば塩化アンモニウム、シュウ酸、酢酸、塩酸、硫酸などが挙げられる。
X−は、無機アニオン又は有機アニオンを表す。]
前記の無機アニオン又は有機アニオンとしては、フッ化物イオン、塩化物イオン、臭化物イオン、ヨウ化物イオン、過塩素酸イオン、次亜塩素酸イオン、CH3−COO−、Ph−COO−などが挙げられ、好ましくは塩化物イオン、臭化物イオン、CH3−COO−が挙げられる。
化合物(I)とは異なる染料としては、カラーインデックス(Colour Index)(The Society of Dyers and Colourists 出版)で、ソルベント(Solvent)、アシッド(Acid)、ベ
ーシック(Basic)、リアクティブ(reactive)、ダイレクト(Direct)、ディスパース(Disperse)、またはバット(Vat)に分類されている化合物等が挙げられる。より具体的
には、以下のようなカラーインデックス(C.I.)番号の染料が挙げられるが、これらに限定されるわけではない。
C.I.アシッドイエロー7,23,25,42,65,76;
C.I.リアクティブイエロー2,76,116;
C.I.ダイレクトイエロー4,28,44,86,132;
C.I.ディスパースイエロー54,76;
C.I.ソルベントオレンジ41,54,56,99;
C.I.アシッドオレンジ56,74,95,108,149,162;
C.I.リアクティブオレンジ16;
C.I.ダイレクトオレンジ26;
C.I.ソルベントレッド24,49,90,91,118,119,122,124,125,127,130,132,160,218;
C.I.アシッドレッド73,91,92,97,138,151,211,274,289;
C.I.アシッドバイオレット102;
C.I.ソルベントブルー35,37,38,44,59,64、67,70;
C.I.アシッドブルー40,45,78,80,83,90,100,171,185;
C.I.ベーシックブルー65,140;
C.I.リアクティブブルー15,38;
C.I.ディスパースブルー143;
C.I.ダイレクトブルー86,87;
C.I.ソルベントグリーン1,5;
C.I.アシッドグリーン3,5,9,25,28;
C.I.ベーシックグリーン1;
C.I.バットグリーン1;
C.I.アシッドブラック58,60,107;
C.I.ソルベントブラック27など。
また有機顔料および無機顔料として具体的には、カラーインデックス(Colour Index)(The Society of Dyers and Colourists 出版)で、ピグメント(Pigment)に分類されている化合物が挙げられる。より具体的には、以下のようなカラーインデックス(C.I.
)番号の顔料が挙げられるが、これらに限定されるわけではない。
C.I.ピグメントオレンジ13、31、36、38、40、42、43、51、55、59、61、64、65および71;
C.I.ピグメントレッド9、97、105、122、123、144、149、166、168、176、177、180、192、215、216、224、242、254、255および、264;
C.I.ピグメントバイオレット14、19、23、29、32、33、36、37および38;
C.I.ピグメントブルー15(15:3、15:4、15:6など)、21、28、60、64および76;
C.I.ピグメントグリーン7、10、15、25、36および47;
C.I.ピグメントブラウン28;
C.I.ピグメントブラック1および7など。
着色剤(A)がさらに化合物(I)とは異なる染料及び/又は顔料(A−2)を含む場合、化合物(I)群から選ばれる少なくとも2種の合計の含有量は、着色剤(A)に対して、3〜80質量%であり、好ましくは3〜70質量%であり、より好ましくは3〜50質量%である。
顔料(A−2)の含有量は、着色剤(A)に対して、20〜97質量%であり、好ましくは30〜97質量%であり、より好ましくは50〜97質量%である。
[K2](a)と(b)と、(a)と共重合可能な単量体(c)(ただし、(a)及び(b)とは異なる。)(以下「(c)」という場合がある)との共重合体
[K3](b)と(c)との共重合体
[K4](b)と(c)との共重合体に(a)を反応させて得られる樹脂。
樹脂(B)としては、(a)に由来する構造単位を含む樹脂が好ましい。樹脂(B)が(a)に由来する構造単位を含むことにより、得られる着色パターンの耐熱性、耐薬品性等の信頼性をより高くすることができる。
尚、本明細書において、「(メタ)アクリル酸」とは、アクリル酸及びメタクリル酸よりなる群から選ばれる少なくとも1種を表す。「(メタ)アクリロイル」及び「(メタ)アクリレート」等の表記も、同様の意味を有する。
(a1)としては、オキシラニル基とエチレン性炭素−炭素二重結合とを有する単量体であることが好ましく、オキシラニル基と(メタ)アクリロイルオキシ基とを有する単量体がより好ましい。
Xa及びXbは、互いに独立に、単結合、−Rc−、*−Rc−O−、*−Rc−S−、*−Rc−NH−を表す。
Rcは、炭素数1〜6のアルカンジイル基を表す。
*は、Oとの結合手を表す。]
ヒドロキシアルキル基としては、ヒドロキシメチル基、1−ヒドロキシエチル基、2−ヒドロキシエチル基、1−ヒドロキシプロピル基、2−ヒドロキシプロピル基、3−ヒドロキシプロピル基、1−ヒドロキシ−1−メチルエチル基、2−ヒドロキシ−1−メチルエチル基、1−ヒドロキシブチル基、2−ヒドロキシブチル基、3−ヒドロキシブチル基、4−ヒドロキシブチル基等が挙げられる。
R1及びR2としては、好ましくは水素原子、メチル基、ヒドロキシメチル基、1−ヒドロキシエチル基、2−ヒドロキシエチル基が挙げられ、より好ましくは水素原子、メチル基が挙げられる。
X1及びX2としては、好ましくは単結合、メチレン基、エチレン基、*−CH2−O−(*はOとの結合手を表す)基、*−CH2CH2−O−基が挙げられ、より好ましくは単結合、*−CH2CH2−O−基が挙げられる。
(a3)としては、具体的には、テトラヒドロフルフリルアクリレート(例えば、ビスコートV#150、大阪有機化学工業(株)製)、テトラヒドロフルフリルメタクリレート等が挙げられる。
マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、メサコン酸、イタコン酸、3‐ビニルフタル酸、4−ビニルフタル酸、3,4,5,6−テトラヒドロフタル酸、1,2,3,6−テトラヒドロフタル酸、ジメチルテトラヒドロフタル酸、1、4−シクロヘキセンジカルボン酸等の不飽和ジカルボン酸類;
メチル−5−ノルボルネン−2,3−ジカルボン酸、5−カルボキシビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、5,6−ジカルボキシビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、5−カルボキシ−5−メチルビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、5−カルボキシ−5−エチルビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、5−カルボキシ−6−メチルビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、5−カルボキシ−6−エチルビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン等のカルボキシ基を含有するビシクロ不飽和化合物類;
無水マレイン酸、シトラコン酸無水物、イタコン酸無水物、3−ビニルフタル酸無水物、4−ビニルフタル酸無水物、3,4,5,6−テトラヒドロフタル酸無水物、1,2,3,6−テトラヒドロフタル酸無水物、ジメチルテトラヒドロフタル酸無水物、5,6−ジカルボキシビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン無水物(ハイミック酸無水物)等の不飽和ジカルボン酸類無水物;
α−(ヒドロキシメチル)アクリル酸のような、同一分子中にヒドロキシ基及びカルボキシ基を含有する不飽和アクリレート類等が挙げられる。
これらのうち、共重合反応性の点やアルカリ水溶液への溶解性の点から、アクリル酸、メタクリル酸、無水マレイン酸等が好ましい。
2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート等のヒドロキシ基含有(メタ)アクリル酸エステル類;
マレイン酸ジエチル、フマル酸ジエチル、イタコン酸ジエチル等のジカルボン酸ジエステル;
これらのうち、共重合反応性及び耐熱性の点から、スチレン、N−フェニルマレイミド、N−シクロヘキシルマレイミド、N−ベンジルマレイミド、ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン等が好ましい。
(a)に由来する構造単位;60〜98モル%(より好ましくは65〜95モル%)
(b)に由来する構造単位;2〜40モル%(より好ましくは5〜35モル%)
樹脂[K1]の構造単位の比率が、上記の範囲にあると、保存安定性、現像性、硬化パターンの耐溶剤性が良好になる傾向がある。
(a)に由来する構造単位;2〜95モル%(より好ましくは5〜80モル%)
(b)に由来する構造単位;2〜40モル%(より好ましくは5〜35モル%)
(c)に由来する構造単位;1〜65モル%(より好ましくは1〜60モル%)
樹脂[K2]の構造単位の比率が、上記の範囲にあると、保存安定性、現像性、硬化パターンの耐溶剤性、耐熱性及び機械強度が良好になる傾向がある。
具体的には、(a)、(b)及び(c)の所定量、重合開始剤及び溶剤を反応容器中に仕込んで、窒素により酸素を置換することにより、脱酸素下で、攪拌、加熱、保温する方法が挙げられる。得られた共重合体は、反応後の溶液をそのまま使用してもよいし、濃縮あるいは希釈した溶液を使用してもよいし、再沈殿等の方法で固体(粉体)として取り出したものを使用してもよい。
(b)2〜40モル%、より好ましくは5〜35モル%
(c)60〜98モル%、より好ましくは65〜95モル%
樹脂[K3]は、例えば、樹脂[K1]の製造方法として記載した方法と同様に製造することができる。
まず(b)と(c)との共重合体を、[K1]の製造方法として記載した方法と同様に製造する。この場合、それぞれに由来する構造単位の比率は、(b)と(c)との共重合体を構成する全構造単位中、以下の範囲にあることが好ましい。
(b)5〜50モル%、より好ましくは10〜45モル%
(c)50〜95モル%、より好ましくは55〜90モル%
次に、前記共重合体中の(c)に由来する構造単位に含まれるカルボキシ基及び/又はカルボン酸無水物の一部に、(a)が有する炭素数2〜4の環状エーテルを反応させる。
(b)と(c)との共重合体の製造に引き続き、フラスコ内雰囲気を窒素から空気に置換し、(a)、カルボキシ基と環状エーテルとの反応触媒(例えばトリス(ジメチルアミノメチル)フェノール等)を(a)〜(c)の合計量に対して0.001〜5質量%、及び重合禁止剤(例えばハイドロキノン等)等を(a)〜(c)の合計量に対して0.001〜5質量%をフラスコ内に入れて、例えば、60〜130℃で、1〜10時間反応することにより、樹脂[K4]を得ることができる。仕込方法、反応温度及び時間等の反応条件は、製造設備や重合による発熱量等を考慮して適宜調整することができる。なお、重合条件と同様に、製造設備や重合による発熱量等を考慮し、仕込方法や反応温度を適宜調整することができる。
この場合の(a)の使用量は、(b)に対して、5〜80モル%が好ましく、より好ましくは10〜75モル%であり、より好ましくは15〜70モル%である。この範囲とすることにより、保存安定性、現像性、耐溶剤性、耐熱性、機械強度及び感度のバランスが良好になる傾向がある。
重合開始助剤(F)は、通常、重合開始剤(D)と組み合わせて用いられ、重合開始剤によって重合が開始された重合性化合物の重合を促進するために用いられる化合物、又は光増感剤である。
重合開始助剤(F)としては、アミン化合物、アルコキシアントラセン化合物、チオキサントン化合物などが挙げられる。
前記のアミン化合物としては、例えば、トリエタノールアミン、メチルジエタノールアミン、トリイソプロパノールアミン、4−ジメチルアミノ安息香酸メチル、4−ジメチルアミノ安息香酸エチル、4−ジメチルアミノ安息香酸イソアミル、安息香酸2−ジメチルアミノエチル、4−ジメチルアミノ安息香酸2−エチルヘキシル、N,N−ジメチルパラトルイジン、4,4’−ビス(ジメチルアミノ)ベンゾフェノン(通称ミヒラーズケトン)、4,4’−ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン、4,4’−ビス(エチルメチルアミノ)ベンゾフェノンなどが挙げられ、中でも4,4’−ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノンが好ましい。例えば、商品名「EAB−F」(保土谷化学工業(株)製)など市販のが重合開始助剤を用いてもよい。
前記のチオキサントン化合物は、重合開始助剤(F)としても用いられ、具体的には、上記と同じものが挙げられる。
溶剤(E)としては、エステル溶剤(−COO−を有する溶剤)、エステル溶剤以外のエーテル溶剤(−O−を有し、−COO−を有さない溶剤)、エーテルエステル溶剤(−COO−と−O−とを有する溶剤)、エステル溶剤以外のケトン溶剤(−CO−を有し、−COO−を有さない溶剤)、アルコール溶剤(OHを有し、−COO−、−O−及び−CO−を有さない溶剤)、芳香族炭化水素溶剤、アミド溶剤、ジメチルスルホキシド等が挙げられる。
これらの溶剤は、単独でも2種類以上を組み合わせて用いてもよい。
前記のシリコーン系界面活性剤としては、シロキサン結合を有する界面活性剤などが挙げられる。具体的には、トーレシリコーンDC3PA、同SH7PA、同DC11PA、同SH21PA、同SH28PA、同SH29PA、同SH30PA、ポリエーテル変性シリコンオイルSH8400(商品名:東レ・ダウコーニング(株)製)、KP321、KP322、KP323、KP324、KP326、KP340、KP341(信越化学工業(株)製)、TSF400、TSF401、TSF410、TSF4300、TSF4440、TSF4445、TSF−4446、TSF4452、TSF4460(モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン合同会社製)などが挙げられる。
これらの界面活性剤は、単独でも2種類以上を組み合わせて用いてもよい。
本発明の着色組成物が、本発明の染料及び溶剤(E)以外の成分を含む場合、前記の方法で製造した本発明の染料及び溶剤(E)のみからなる着色組成物に、本発明の染料以外の成分を混合することにより製造することが好ましい。混合する際、さらに溶剤(E)を加えてもよい。本発明の染料以外の成分は、それぞれ溶剤(E)に溶解又は分散させた後に混合してもよい。前記の各成分を溶解するために用いる溶剤(E)は、同一でもよいし、相溶するものであれば、異なっていてもよい。混合した後、フィルターを用いて濾過することにより不溶分を取り除くことが好ましい。該フィルターの孔径は、着色剤(A)が顔料を含む場合、10μm以下、好ましくは5〜1μmであり、着色剤(A)が顔料を含まない場合、は3μm以下、好ましくは0.1〜2μmである。
この場合の塗膜の膜厚は、特に限定されず、用いる材料、用途等によって適宜調整することができ、0.1〜30μmが好ましく、より好ましくは1〜20μm、さらに好ましくは1〜6μmである。
乾燥時間は、10秒間〜60分間が好ましく、30秒間〜30分間がより好ましい。減圧乾燥を行う場合、50〜150Paの圧力下、20〜25℃の温度範囲で行うことが好ましい。
露光に用いられる光源としては、250〜450nmの波長の光を発生する光源が好ましい。具体的には、水銀灯、発光ダイオード、メタルハライドランプ、ハロゲンランプ等が挙げられ、特定波長域をカットするフィルタを用いてカットしたり、特定波長域を取り出すバンドパスフィルタを用いて選択的に取り出したりして露光してもよい。
露光面全体に均一に平行光線を照射したり、マスクと基材との正確な位置合わせを行うことができるため、マスクアライナ、ステッパ等の装置を使用することが好ましい。
現像方法は、パドル法、ディッピング法、スプレー法等のいずれでもよい。さらに現像時に基板を任意の角度に傾けてもよい。現像後は、水洗することが好ましい。
さらに必要に応じて、ポストベークを行ってもよい。ポストベークは、例えば、150〜230℃、10〜240分間の範囲が好ましい。
m−トルイジン−4−スルホン酸(式(a−2)で表される化合物)10部に水200部を加えた後、氷冷下、30%水酸化ナトリウム水溶液でpH7〜8に調節した。以下の操作は氷冷下で行った。亜硝酸ナトリウムを11.1部加えて30分攪拌した。35%塩酸39部を少量ずつ加えて褐色溶液とした後、2時間攪拌した。アミド硫酸10.1部を水101部に溶解した水溶液を反応溶液に加えて攪拌し、ジアゾニウム塩を含む懸濁液を得た。
染料(イ)中の、式(I−6)で表される化合物及び式(I−7)で表される化合物の含有量比は、液晶クロマトグラフィー(HPLC)を用いて検量線法により測定した。検量線法とは、溶液中の物質濃度を決定するに際して,既知濃度の標準液列の濃度-吸光度関係から未知濃度を決定する方法である
送液ユニット:LC-20AT 二台
オートサンプラ:SIL-20A 一台
カラムオーブン:CTO-20A 一台
UV検出器:SPD-20A 一台
オンラインデガッサ:DGU-20A 一台
カラム Wakosil II 3C18HG(3μm、3mmφ×150mm)
移動相 A液;0.1%TBAB/水:アセトニトリル(9:1)
B液;0.1%TBAB/水:アセトニトリル(1:9)
グラジエント(B液)
B初期濃度 25%
25%→(30分)→100%(20分間保持)
検出波長 254nm
カラム温度 40℃
流量 0.5mL/min
注入量 5μL
TBAB:テトラブチルアンモニウムブロマイド
式(I−6)で表される化合物の検量線:(ピーク面積)=72.2×(濃度)
式(I−7)で表される化合物の検量線:(ピーク面積)=76.0×(濃度)
上記の検量線を用いて、混合物(イ)中における各化合物の含有量比を求めた結果、式(I−6)で表される化合物/式(I−7)で表される化合物=44.7/55.3であった。
式(I−6)で表される化合物101部と式(I−7)で表される化合物101部とをメノウ乳鉢で混合し、染料(ロ)を調整した。
染料(ロ)12.9mgをアセトニトリルに溶解し、体積を50cm3の溶液(濃度:0.258g/L)を調整した。実施例1と同様にして、溶出時間及びピーク面積を測定した。溶出時間37.6分で式(I−7)で表される化合物が溶出され、そのピーク面積は964928であった。溶出時間39.8分で式(I−6)で表される化合物が溶出され、そのピーク面積は902508であった。上記の検量線を用いて、染料(ロ)中における各化合物の含有量比を求めた結果、式(I−6)で表される化合物/式(I−7)で表される化合物=49.9/50.1であった。
式(I−6)で表される化合物141部と式(I−7)で表される化合物60部とをメノウ乳鉢で混合し、染料(ハ)を調整した。
染料(ハ)11.5mgをアセトニトリルに溶解し、体積を50cm3の溶液(濃度:0.230g/L)を調整した。実施例1と同様にして、溶出時間及びピーク面積を測定した。溶出時間37.6分に式(I−7)で表される化合物が溶出され、そのピーク面積は512173であった。溶出時間39.9分に式(I−6)で表される化合物が溶出され、そのピーク面積は1152000であった。上記の検量線を用いて、染料(ハ)中における各化合物の含有量比を求めた結果、式(I−6)で表される化合物/式(I−7)で表される化合物=70.3/49.9であった。
式(I−6)で表される化合物180部と式(I−7)で表される化合物20部とをメノウ乳鉢で混合し、染料(ニ)を調整した。
染料(ニ)10.9mgをアセトニトリルに溶解し、体積を50cm3の溶液(濃度:0.218g/L)を調整した。実施例1と同様にして、溶出時間及びピーク面積を測定した。溶出時間37.6分に式(I−7)で表される化合物が溶出され、ピーク面積は173668であった。溶出時間39.8分に式(I−6)で表される化合物が溶出され、ピーク面積は1336073であった。上記の検量線を用いて、染料(ニ)中における各化合物の含有量比を求めた結果、式(I−6)で表される化合物/式(I−7)で表される化合物=89.9/10.1であった。
<着色組成物の調整>
サンプル管中、染料(イ)5部とプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート95部とを混合し、密栓後40℃で10分間超音波振とう機で振とうさせた。ついで室温で30分間放置後、孔径0.45μmのメンブランフィルター(HLC−DISK 13:関東化学製)で濾過し、着色組成物を得た。濾過した際のフィルタ上には、不溶物がないことを目視で確認した。
特許文献1に記載の方法で、下記の化合物(III−2)を合成した。化合物(III−2)0.35gを乳酸エチルに溶解して体積を250cm3とし、そのうちの2cm3をイオン交換水で希釈して体積を100cm3として(濃度:0.028g/L)、分光光度計(石英セル、光路長;1cm)を用いて吸収スペクトルを測定した。この化合物は、λmax=425nmで吸光度2.2(任意単位)を示した。
表23に記載された染料と溶剤とを混合し、実施例5と同様にして着色組成物を得た。
着色組成物を封入したサンプル管をインキュベーター(三洋電機製:MIR−553)にて5℃で保存した。
保存後の着色組成物について、析出物の有無を目視で確認した。10日間保存後、不溶物が認められる場合は×、10日間保存後の着色組成物には不溶物が認められず、20日間保存後の着色組成物には不溶物が認められる場合は△、20日間保存後の着色組成物には不溶物が認められず、30日間保存後の着色組成物には不溶物が認められ場合は○、30日間保存後の着色組成物に不溶物が認められない場合は◎とした。結果を表24に示す。
〔着色組成物の調製〕
(A)着色剤:染料(イ) 0.30質量部
(B)樹脂:メタクリル酸/メタクリル酸ベンジル共重合体(モル比30/70、平均分子量10700、酸価70mgKOH/g)(HN−123;田岡化学工業社製)33.8%プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート溶液 1.67質量部
(C): 1.48質量部
(D)重合開始剤:N−ベンゾイルオキシ−1−(4−フェニルスルファニルフェニル)オクタン−1−オン−2−イミン(イルガキュアOXE01(BASFジャパン社製) 0.22質量部
(G)界面活性剤:ポリエーテル変性シリコーンオイル(トーレシリコーンSH8400;東レ・ダウコーニング(株)製)の1%プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート溶液 0.10質量部
(E)溶剤:プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 6.23質量部
を混合して着色組成物を得た。
着色組成物を封入したサンプル管をインキュベーター(三洋電機製:MIR−553)にて5℃で30日間保存した。
ガラス(#1737;コーニング)上に、保存後の着色組成物をスピンコート法で塗布し、100℃3分間でベークして揮発成分を揮発させた。着色組成物を塗布したガラスを室温まで冷却後、露光機(TME−150RSK;トプコン(株)製)を用いて、大気雰囲気下、150mJ/cm2の露光量(365nm基準)で光照射した。次いでオーブン中220℃で2時間ベークしてカラーフィルタ(膜厚2.2μm)を作製した。
得られたカラーフィルタについてを表面形状測定顕微鏡(VF−7510;キーエンス製)を用いて倍率250倍で観察し、視野内の黒点状または白点状の異物個数を調べた。この異物個数が20個以下の場合、染料が析出することに由来する異物は少ないと判断して○とし、異物個数が20個を超える場合は×とした。結果を表25に示す。
染料(イ)を染料(ロ)に変更する以外は、実施例9と同様にして着色組成物を得た。実施例9と同様にして、保存安定性の評価を行った。結果を表25に示す。
Claims (7)
- 式(I)で表される化合物を少なくとも2種含む染料。
[式(I)中、Z1、Z2及びL1は、それぞれ独立に、置換基を有していてもよい炭素数1〜16の2価の脂肪族炭化水素基を表し、該脂肪族炭化水素基に含まれる−CH2−は、−CO−又は−O−で置き換わっていてもよい。
R1及びR2は、それぞれ独立に、水素原子、置換基を有していてもよい炭素数1〜16の1価の飽和炭化水素基又は置換基を有していてもよい炭素数2〜18のアシル基を表す。
A1及びA2は、それぞれ独立に、置換基を有していてもよい炭素数6〜14の2価の芳香族炭化水素基を表す。
B1及びB2は、それぞれ独立に、置換基を有していてもよい炭素数6〜14の1価の芳香族炭化水素基又は置換基を有していてもよい炭素数3〜14の1価の複素環基を表し、該複素環基に含まれる−CH2−は、−CO−で置き換わっていてもよい。] - 請求項1〜3のいずれか記載の染料及び溶剤を含む着色組成物。
- さらに、樹脂、重合性化合物及び重合開始剤からなる群から選ばれる少なくとも1種を含む請求項4記載の着色組成物。
- 請求項4又は5記載の着色組成物を用いて形成されるカラーフィルタ。
- 請求項6記載のカラーフィルタを含む表示装置。
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