JP2012515233A - カラーフィルタ用のブラックマトリックス - Google Patents

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Abstract

全て全組成物を基準として、・10〜70質量%の着色剤又は着色剤の混合物;・結合剤、結合剤前駆体、分散剤、光開始剤及び安定剤からなる群から選択される成分からなる90〜30質量%の化学線に反応性の結合剤材料(しかしながら、任意に0〜30質量%の化学線に反応性の結合剤材料が非反応性成分である);及び・0〜10質量%の更なる非反応性成分を含む、化学線によって改質可能な組成物であって、・該組成物は、1μmの層厚さ当たり430〜650nmの全波長範囲において1.0以上、有利には1.2以上、更に有利には1.4以上の光学濃度を有し;且つ・着色剤又は50〜100質量%、有利には60〜100質量%及び更に有利には70〜100質量%の着色剤混合物は、25℃の水中で4.5以下のpK値を有する触媒の存在下で、1:2のモル比で、式(i)の化合物と、式(ii)の化合物との反応によって得られる着色剤又はかかる着色剤の混合物を含み、その際、黒色着色剤は恐らく式(iii)の生成物又はその互変異性体又は異性体である、化学線によって改質可能な組成物。カラーフィルタを製造するための該組成物の使用、カラーフィルタ自体及びカラーフィルタの製造方法も同様に特許請求されている。

Description

最も広範に使用されている黒色顔料はカーボンブラック(C.I.Pigment Black 7)である。カーボンブラックは、安価であり且つ優れた性能特性、例えば、光及び天候に対する安定性、高いカラー強度、黒色度及び二酸化チタン(C.I.Pigment White 6)などの白色顔料と混合された時のニュートラルグレーシェードを有するだけでなく、深刻な欠点、例えば、極めて微細な粒子の問題の多い分散性、過剰な導電性及び長波紫外線(UV-A)の高い吸収性をも有しており、これは、従来のレジスト法によってカラーフィルタ用の濃いブラックマトリックスを製造する際の大きな障害である。
ブラックマトリックスに使用される組成物は、高い顔料含有率でさえも低い粘度を有し、且つ高い層厚さ(例えば、2〜5μm)でさえも長波紫外線による硬化に対して高い感受性を有することが要求されている。高精細度画面に要求される非常に小さい画素(例えば、10μm以下)を確実にするために、レジストは非常に高い精細度を提供しなければならない。その上、硬化したブラックマトリックスは、低い粗さ、更にはごくわずかな導電性と共に全可視光の高くて理想的に均一な吸収性を有するべきであり、これらの特性は高い熱応力に耐性がある。要求は更に、溶媒に関する高い安定性及び良好な湿潤性を含み、カラーフィルタの機能は、例えば、散乱光又は「クロストーク」によって低下してはならない。
JP2004/168963号は、湿潤酸化によって改質されたカーボンブラック顔料を開示しており、その導電性は非常に低いと言われている。しかしながら、ちょうど1μmまでの厚さの層の化学線硬化でさえも高照射及び高温での長い後硬化を要求しており、これは生産性が完全に満たされていないことを意味する。
US2006/0166113号は、無機の黒色顔料、特に混合金属酸化物(MMO)を提案しているが、ここでは、2部分の異なるグラニュロメトリー(5〜50nmの平均粒度を有する第1の微細フラクション及び0.5〜5.0μmの平均粒度を有する粗フラクション)を互いに組み合わせることが重要である。しかしながら、これらの組成物は、上述の要求を十分に満たしていない。更に、混合金属酸化物は、一般に、人間及び環境にとって安全であると認識されていない重金属を含有する。
DE19612956号は、従来のクロムブラックを、グラファイト、カーボンブラック又は赤、緑及び青顔料の混合物によって置き換えることを提案している。しかしながら、最初の2つは導電性であり且つ赤、緑又は青顔料の具体例は全く開示されていない。
US5248576号は、混合物として、ポリビニルアルコールの表面絶縁層(実施例1)と組み合わせた、又は絶縁結合剤(実施例2)と組み合わせた、又は染料分散剤(実施例3)と組み合わせた導電性レジスト組成物を開示している。しかしながら、特性、特に感光性及びクロストークが、幾らか要求され続けている。その上、分散プロセス及び分散品質管理は、結果として更に著しく困難である。
有機黒色着色剤、例えば、C.I.Pigment Black 32などのペリレンも既に提案されているが、このような既に公知の有機黒色顔料は全て、特に高い熱応力後に不十分な黒色度を有するという欠点がある。
US5392145号及びUS2005/0243247号は、ブラックマトリックスを有するLCD、更にその製造を開示しているが、黒色着色剤の化学的性質について、いかなる情報も全く提供されていない。US5392145号は、追加の費用がかかり且つ製造プロセス時に不都合な絶縁層を開示している。
WO00/24736号は、式
Figure 2012515233
の化合物を開示しており、該化合物は、式
Figure 2012515233
のビスベンゾフラノンと、紫色粉末として知られていない着色力の酢酸中のイサチンとの縮合によって得られる(実施例12b)。しかしながら、黒色が開示されたオキソベンゾフラン−イリデンジヒドロインドロンによって達成され得ることは、WO00/24736号には全く示唆されていない。US2003/0083407号は、収率が疑わしいと批評している。その上、性能特性は全く開示されておらず、紫色粉末は高度に凝集した形であり、これは例えば、プラスチック又は化学線で硬化可能な組成物中に完全に十分に分散されない。
WO01/32577号は、ガラス質材料、例えば、(実施例41)、テトラエトキシシラン、水性硝酸及び式
Figure 2012515233
の着色剤で被覆したガラス板を開示しており、該ガラス板は、200℃に加熱した後、760〜765nmで吸収極大を有する。しかしながら、この着色剤は、ブラックマトリックスに要求される、高濃縮及び従って所望の厚さでの高い色の濃さをも回避するための、十分な溶解性を有していない。更に、黒色はもっぱら三原色を介してWO01/32577号で達成されている。
従って、質的に高い特性を有し、カラーフィルタ及び/又は液晶パターンのインクジェットプリンティングなどの、特に技術水準のプロセスを含む全ての公知プロセスによって設計された全ての公知のカラーフィルタ種の製造を可能にする、カラーフィルタ用のブラックマトリックス、特にLCDに対して、これまで満たされていない要求が残っている。
PCT/EP2008/059265号はEPC Article 54(3)及びPCT Rule 64.3.に規定された特許出願である。
ここで驚くことに、以下に開示された漆黒レジスト組成物は、優れた特性を有し且つ他の着色剤を含む従来から知られた黒色組成物よりも要求を満たすことが判明した。本発明のレジスト組成物は、ブラックマトリックスの製造に有用であり、この用語はカラムスペーサ、バリアリブ等も包含する。本発明のブラックマトリックスは有利にはLCD中で使用され、これは例えば、白色光源(例えば、US2008/0180948号に開示された白色光源又は白色LED、OLED又は着色光源、LED又はOLEDの組み合わせ)と組み合わせることができる。
従って、本発明は、化学線によって改質可能な組成物であって、全て全組成物を基準として、
・10〜70質量%の着色剤又は着色剤の混合物;
・結合剤、結合剤前駆体、分散剤、光開始剤及び安定剤からなる群から選択される成分からなる90〜30質量%の化学線に反応性の結合剤材料(しかしながら、場合により0〜30質量%の化学線に反応性の結合剤材料が非反応性成分である);及び
・0〜10質量%の更なる非反応性成分
を含み、
・該組成物は、1μmの層厚さ当たり430〜650nmの全波長範囲において1.0以上、有利には1.2以上、更に有利には1.4以上の光学濃度を有し;且つ
・着色剤又は50〜100質量%、有利には60〜100質量%及び更に有利には70〜100質量%の着色剤混合物は、
25℃の水中で4.5以下のpK値を有する触媒の存在下で、
1:2のモル比で、式(i)
Figure 2012515233
の化合物と、式(ii)
Figure 2012515233
の化合物との反応によって、又は1:2の全モル比(i):(iii)で、式(i)
Figure 2012515233
の化合物と、式(iii)
Figure 2012515233
の2〜5種の化合物との反応によって得られる着色剤又はかかる着色剤の混合物を含み、その際、
及びRは互いに無関係にHであるか又はハロゲン又はC−Cアルコキシによってそれぞれ置換されていない又は置換された、C−C24アルキル、C−C24シクロアルキル、C−C24アルケニル、C−C24シクロアルケニル又はC−C24アルキニルであるか、又はハロゲン、ニトロ、シアノ、C−Cアルキル及び/又はC−Cアルコキシによって1回以上置換されていない又は置換されたC−C24アラルキルであるか;又はハロゲン、ニトロ、シアノ、C−Cアルキル及び/又はC−Cアルコキシによって1回以上置換されていない又は置換されたC−C24アリールであり;
はH、F、Cl、R又はOR、有利にはH又はFであり;
、R及びRは互いに無関係にH、F、Br、Cl、COOH、COOR、CONH、CONHR、CONR、CN、COR、SOH、SONH、SONHR、SONR、SO、NO、R、OR、SR、NR、NHCOR又は
Figure 2012515233
であるか;
又はR及びR、R及びR又はR及びRは対になって一緒に、F、OR、NO、オキソ、チオキソ又はSOHによってそれぞれ1回以上置換されていない又は置換された、C−Cアルキレンジオキシ、C−Cアルキレン、C−Cアルケニレン又は1,4−ブタジエニレン基を形成し;
はHであるか又はF、オキソ又はチオキソによってそれぞれ1回以上置換されていない又は置換され且つO、S又はNRによって1回以上中断されない又は中断された、C−C24アルキル、C−C24シクロアルキル、C−C24アルケニル、C−C24シクロアルケニル、C−C24アルキニル又はC−C12ヘテロシクロアルキルであるか;又はオキソ、チオキソ、F、Br、Cl、COOH、COOR、CONH、CONHR、CONR、CN、COR、SOH、SONH、SONHR、SONR、SO、NO、R、OR、SR、NR、NHCOR又は
Figure 2012515233
によってそれぞれ1回以上置換されていない又は置換された、C−C24アラルキル、C−C12ヘテロアリール−C−Cアルキル、C−C24アリール又はC−C12ヘテロアリールであり;
はそれぞれ、他の全てのRと無関係に、F、オキソ又はチオキソ、OR、SR又はNRによってそれぞれ1回以上置換されていない又は置換された、C−C24アルキル、C−C24シクロアルキル、C−C24アルケニル、C−C24シクロアルケニル、C−C24アルキニル又はC−C12ヘテロシクロアルキルであるか;又はオキソ、F、Br、Cl、COOH、CONH、CONHR、CONR、SOH、SONH、SONHR、SONR、CN、NO、OR、SR、NR、NHCOR又は
Figure 2012515233
によってそれぞれ1回以上置換されていない又は置換された、C−C24アラルキル、C−C12ヘテロアリール−C−Cアルキル、C−C24アリール又はC−C12ヘテロアリールであるか;
又は2つのビシナルRは一緒に−O−CO−O−、−O−CS−O−、−CO−N−CO−、−N−CO−N−、−N=S=N−、−N−C=C−、−O−C=C−、−S−C=C−、−O−C=N−、−S−C=N−、−N−N=N−、−N=C−C=C−、−C=N−C=C−、−N=C−C=N−、−C=N−N=C−又は−C=N−C=N−又は−C=C−C=C−を形成し、その際、−C=及び−N−はそれぞれ、他の全ての−C=及び−N−と無関係に、H又はRによって置換されるか;
又は2つのジェミナル又はビシナルRは一緒になって、F、オキソ又はチオキソによってそれぞれ1回以上置換されていない又は置換された、C−Cアルキレン又はC−Cアルケニレン基を形成し、その際、0、1又は2個の非ビシナルメチレン単位はO、S又はNRによって置換されてよい;
はそれぞれ、他の全てのRと無関係に、オキソ、チオキソ、F及び/又はO−C−Cアルキルによってそれぞれ1回以上置換されていない又は置換された、C−Cアルキル、C−Cシクロアルキル又はベンジルであるか;又はF、Br、Cl、CO−C−Cアルキル、COOH、CONH、CONHC−Cアルキル、CON(C−Cアルキル)、SOH、SONH、SONHC−Cアルキル、SON(C−Cアルキル)、CN、NO、C−Cアルキル、OC−Cアルキル、SC−Cアルキル又はN(C−Cアルキル)によってそれぞれ1回以上置換されていない又は置換された、フェニル又はC−Cヘテロアリールであるか;
又は2つのビシナルRは一緒に−O−CO−O−、−O−CS−O−、−CO−N−CO−、−N−CO−N−、−N=S=N−、−N−C=C−、−O−C=C−、−S−C=C−、−O−C=N−、−S−C=N−、−N−N=N−、−N=C−C=C−、−C=N−C=C−、−N=C−C=N−、−C=N−N=C−又は−C=N−C=N−又は−C=C−C=C−を形成し、その際、−C=及び−N−はそれぞれ、他の全ての−C=及び−N−と無関係に、H、F、オキソ、チオキソ、C−Cアルキル又はOC−Cアルキルによって置換されるか;
又は2つのジェミナル又はビシナルRは一緒になって、オキソ又はチオキソによってそれぞれ1回以上置換されていない又は置換された、C−Cアルキレン又はC−Cアルケニレン基を形成し、その際、0、1又は2個の非ビシナルメチレン単位はO、S又はN(C−Cアルキル)によって置換されてよい;且つ
10はH、CH、C、OCH、OC、F、Cl、Br、NO、CN、COOH又はSOHであり、
11はH、NO、CN、COOH又はSOHであり、且つ
12はH、CH、C、OCH、OC、F、又はClである。
及びRは有利には水素又は非置換又は置換のC−Cアルキル又はC−Cシクロアルキル、更に特に水素、非置換のC−Cアルキル又はC−Cシクロアルキル、更に有利には水素、C−Cアルキル又はシクロヘキシル、特に水素、メチル、及びイソブチルである。
式(iii)
Figure 2012515233
の化合物と、
式(ii)
Figure 2012515233
の化合物とを1:2のモル比で反応させることが有利である。
特に有利には、R、R及びRはHであり、R及びRは互いに無関係にH、F、Br、Cl、COOH、COOR、CONH、CONHR、CONR、CN、COR、SOH、SONH、SONHR、SONR、SO、NO、R、OR又はNHCORであるか、又はR及びRは一緒に1,4−ブタジエニレン基を形成する。
特に有利なものは、式(i)
Figure 2012515233
の化合物と、式(ii)
Figure 2012515233
の化合物との1:2のモル比の反応生成物であり、式(ii)の化合物は、以下の置換パターンを有する化合物からなる群から選択される:
・R=R=R=R=R=H、
・R=R=R=R=H、R=NO
・R=R=R=R=H、R=OCH
・R=R=R=R=H、R=Cl;
・R=R=R=R=H、R=F;
・R=R=R=R=H、R=Br;
・R=R=R=R=H、R=SOH;
・R=R=R=R=H、R=COOH;
・R=R=R=R=H、R=N(CH
・R=R=R=R=H、R=NHCOC−C18アルキル、更に特にNHCOC−C12アルキル;
・R=R=R=R=H、R=C−C20アルキル、更に特にC−C14アルキル;
・R=R=R=R=H、R=C−C20アルコキシ、更に特にC−C14アルコキシ;
・R=R=R=H、R=R=CH
・R=R=R=H、R=R=Cl;
・R=R=R=H、R=Cl、R=CH
・R=R=R=R=H、R=CH
・R=R=R=R=H、R=C;又は
・R=R=R=H、R及びRは一緒に=1,4−ブタジエニレン。
本発明に従って入手可能な黒色着色剤は、C10に加えて式(ii)の化合物の実験式の2倍に合致する、該着色剤の実験式によって特徴付けられる。更に、赤外線では、それらはカルボニル振動、一般に約1610cm−1と1780cm−1の間で2〜4の、重複振動を示すことが多い。実験式は質量スペクトル(例えば、LDI−MS)中の分子イオンの正確な質量及び/又は元素分析から導き出される。これは推測されるが、本発明に従って得られる黒色着色剤が、式
Figure 2012515233
の化合物又はそれらの互変異性体であり、2つの環外二重結合がそれぞれ、互いに無関係に、E又はZ異性を有することが可能であることは、これまで判明していなかった。
以下の結晶多形が有利である(°2θ/CuKα;光沢度に加えて、それらの相対強度に従ってX線粉末ダイヤグラム中のラインが識別される:<33%=w、33−66%=m又は66−100%=s;非常に弱い、幅広いライン及び隆起は一般に含まれない):
・1:2のモル比で以下の式
Figure 2012515233
から酸性触媒作用によって得られる実験式C2612の反応生成物は、7.8s、10.2w、12.6s、18.6w、21.8w、22.4w、24.4m、25.0w、26.7m、27.2m及び28.8w°2θにラインを有するX線粉末回析(図1)によって特徴付けられる。この結晶多形は、例えば、低分子量のポリカプロラクトン又はトルエンで、それぞれの場合に触媒としてp−トルエンスルホン酸を用いて得られる。これは特に高い漆黒性の中性の黒色着色剤を有する。
・1:2のモル比で以下の式
Figure 2012515233
から酸性触媒作用によって得られる実験式C2612の反応生成物は、6.6s、13.3w、14.8w、21.6w、24.5w、26.4m及び28.7w°2θにラインを有するX線粉末回析(図2)によって特徴付けられる。これらの全てのラインはかなり幅広く、これは非常に微細な一次粒子を示唆する。この結晶多形は、例えば、水性の酢酸(60〜90質量%)中で、触媒としてp-トルエンスルホン酸を用いて得られる。7.8s、10.2w、12.6s、18.6w、21.8w、22.4w、24.4m、25.0w、26.7m、27.2m及び28.8w゜2θにラインを有する結晶多形と比較して、この多形は特に容易に分散し、また赤色光の幾分更なる深色吸収によって僅かに緑色を帯びている。これは特にOLEDを光源として使用する際に特に有利であり得る。
・1:2のモル比で以下の式
Figure 2012515233
から酸性触媒作用によって得られる実験式C2612の反応生成物は、7.3s、10.9w、12.7w、14.6w、24.5w、26.4m及び28.7w゜2θにラインを有するX線粉末回析(図3)によって特徴付けられる。この結晶多形は、例えば、ジメチルスルホキシド中で、6.6s、13.3w、14.8w、21.6w、24.5w、26.4m及び28.7w゜2θにラインを有するX線粉末回析によって特徴付けられる上記の結晶多形の再結晶化によって得られる。
・1:2のモル比で以下の式
Figure 2012515233
から酸性触媒作用によって得られる実験式C2816の反応生成物は、7.2s、9.7w、11.6s、12.7w、19.2w、20.4w、21.5w、24.3w、25.0w、26.6w及び28.5w°2θにラインを有するX線粉末回析によって特徴付けられる。この結晶多形は、例えば、トルエン中で、触媒としてp-トルエンスルホン酸を用いて得られる。
・1:2のモル比で以下の式
Figure 2012515233
から酸性触媒作用によって得られる実験式C261010の反応生成物は、6.7w、12.6m、14.1w、15.7w、17.2w、19.6w、23.3w、24.8w、25.4w、27.6s、31.0w及び34.3w゜2θにラインを有するX線粉末回析によって特徴付けられる。この結晶多形は、例えば、氷酢酸中で、触媒としてp-トルエンスルホン酸を用いて得られる。
・1:2のモル比で以下の式
Figure 2012515233
から酸性触媒作用によって得られる実験式C2816の反応生成物は、6.6s、9.7w、13.3w、16.2w、19.9w、22.1w、24.9w、26.9w及び29.1w゜2θにラインを有するX線粉末回析によって特徴付けられる。22.1゜2θまでは、多くのラインが不十分に分解している。この結晶多形は、例えば、水性の酢酸(60〜90質量%)中で、触媒としてp-トルエンスルホン酸を用いて得られる。
・1:2のモル比で以下の式
Figure 2012515233
から酸性触媒作用によって得られる実験式C2816の反応生成物は、7.0s、10.1m、11.8s、20.5m、21.8m、24.2m、26.3s及び27.9m゜2θにラインを有するX線粉末回析によって特徴付けられる。この結晶多形は、例えば、氷酢酸中で、触媒としてp-トルエンスルホン酸を用いて得られる。
・1:2のモル比で以下の式
Figure 2012515233
から酸性触媒作用によって得られる実験式C2612の反応生成物は、6.2s、7.0s、10.1m、11.8m、20.5w、21.8w、26.3w、26.9m及び27.8w゜2θにラインを有するX線粉末回析によって特徴付けられ、追加の結晶多形を含有する該生成物は、従来の生成物と比較して、6.2s、13.3m、17.8w、22.8w、23.0w、25.0w及び26.9m゜2θにラインを有するX線粉末回析によって特徴付けられる。この生成物は、例えば、水性の酢酸(60〜90質量%)中で、触媒としてp-トルエンスルホン酸を用いて得られる。
・1:2のモル比で以下の式
Figure 2012515233
から酸性触媒作用によって得られる実験式C2610Clの反応生成物は、7.1m、11.7s、19.2w、20.5w、22.6m、24.3m、25.6w、26.7m、27.1m及び29.0w゜2θにラインを有するX線粉末回析によって特徴付けられる。この結晶多形は、例えば、トルエン中で、触媒としてp-トルエンスルホン酸を用いて得られる。
・1:2のモル比で以下の式
Figure 2012515233
から酸性触媒作用によって得られる実験式C2610Clの反応生成物は、4.7s、6.6w、9.3w、12.5w、14.5w、16.0w、19.7w、21.8w、24.6w及び27.4w゜2θにラインを有するX線粉末回析によって特徴付けられる。この結晶多形は、例えば、水性の酢酸(60〜90質量%)中で、触媒としてp-トルエンスルホン酸を用いて得られる。前述の結晶多形と比較すると、追加の結晶多形は、4.7s、9.3w、14.5w、16.0w、19.7w及び24.6w゜2θにラインを有するX線粉末回析によって特徴付けられて存在する。
・1:2のモル比で以下の式
Figure 2012515233
から酸性触媒作用によって得られる実験式C2610Clの反応生成物は、4.8m、12.6m、21.8w、24.9m及び27.4s゜2θにラインを有するX線粉末回析によって特徴付けられる。この結晶多形は、例えば、トルエン中で、触媒としてp-トルエンスルホン酸を用いて得られ、且つジイソブチルエステルが(トルエン中でのように)反応物質として使用される時に形成される結晶多形とは異なる。
・1:2のモル比で以下の式
Figure 2012515233
から酸性触媒作用によって得られる実験式C26Clの反応生成物は、5.9w、15.2w、23.9w、25.1m及び26.8s゜2θにラインを有するX線粉末回析によって特徴付けられる。この結晶多形は、例えば、トルエン中で、触媒としてp-トルエンスルホン酸を用いて得られる。
・1:2のモル比で以下の式
Figure 2012515233
から酸性触媒作用によって得られる実験式C26Clの反応生成物は、23.9w及び26.9s゜2θにラインを有するX線粉末回析によって特徴付けられる。この結晶多形は、例えば、水性の酢酸(60〜90質量%)中で、触媒としてp-トルエンスルホン酸を用いて得られる。
・1:2のモル比で以下の式
Figure 2012515233
から酸性触媒作用によって得られる実験式C2610の反応生成物は、6.7s、14.8m、16.1m、19.9m、21.8m、22.3m、24.8m、26.8s及び29.1m゜2θにラインを有するX線粉末回析によって特徴付けられる。この結晶多形は、例えば、トルエン中で、触媒としてp-トルエンスルホン酸を用いて得られる。
・1:2のモル比で以下の式
Figure 2012515233
から酸性触媒作用によって得られる実験式C2610の反応生成物は、6.7s、9.7w、13.3w、14.9w、16.3w、20.0w、22.3w、25.0w、26.9w及び29.2w゜2θにラインを有するX線粉末回析によって特徴付けられる。22.3゜2θまでは、多くのラインが不十分に分解している。この結晶多形は、例えば、水性の酢酸(60〜90質量%)中で、触媒としてp-トルエンスルホン酸を用いて得られる。
・1:2のモル比で以下の式
Figure 2012515233
から酸性触媒作用によって得られる実験式C2610Brの反応生成物は、10.0w、11.6m、19.3m、20.6w、22.1s、23.3w、24.3m、25.4m、26.0w、26.8w、26.9s、28.8w及び31.3w゜2θにラインを有するX線粉末回析によって特徴付けられる。この結晶多形は、例えば、クロロベンゼン中で、触媒としてp-トルエンスルホン酸を用いて得られる。
・1:2のモル比で以下の式
Figure 2012515233
から酸性触媒作用によって得られる実験式C2814Clの反応生成物は、6.0m、7.0m、9.2w、11.1s、19.7w、20.6m、22.4w、25.0m、26.5s及び28.3w゜2θにラインを有するX線粉末回析によって特徴付けられる。この結晶多形は、例えば、トルエン中で、触媒としてp-トルエンスルホン酸を用いて得られる。
・1:2のモル比で以下の式
Figure 2012515233
から酸性触媒作用によって得られる実験式C3820の反応生成物は、6.7s、9.6w、10.7w、14.4w、15.2w、19.9w、21.6w及び25.3w゜2θにラインを有するX線粉末回析によって特徴付けられる。この結晶多形は、例えば、クロロベンゼン中で、触媒としてp-トルエンスルホン酸を用いて得られる。
・1:2のモル比で以下の式
Figure 2012515233
から酸性触媒作用によって得られる実験式C2816の反応生成物は、8.5s、10.7w、12.6w、13.2w、21.0w、21.9w、22.7w、24.5w、26.9w及び28.6w゜2θにラインを有するX線粉末回析によって特徴付けられる。この結晶多形は、例えば、クロロベンゼン中で、触媒としてp-トルエンスルホン酸を用いて得られる。
・1:2のモル比で以下の式
Figure 2012515233
から酸性触媒作用によって得られる実験式C3020の反応生成物は、6.4s、11.1m、11.8m、26.4m及び26.9m゜2θにラインを有するX線粉末回析によって特徴付けられる。6.9及び26.2〜27.0゜2θでは、ラインが不十分に分解している。この有望な前述の2種の結晶多形の混合物は、例えば、トルエン中で触媒としてp-トルエンスルホン酸を用いて得られる。
・トルエン中でp−トルエンスルホン酸を用いて、1:2のモル比で以下の式
Figure 2012515233
からの酸性触媒作用、その後の氷酢酸又はN−メチルピロリドンからの再結晶化によって得られる実験式C3020の反応生成物は、6.9s、9.2w、11.1s、14.2w、20.3w、22.4w及び26.3m゜2θにラインを有するX線粉末回析によって特徴付けられる。
・1:2のモル比で以下の式
Figure 2012515233
から酸性触媒作用によって得られる実験式C3020の反応生成物は、6.9s、11.0s、20.3w及び26.3m゜2θにラインを有するX線粉末回析によって特徴付けられる。この結晶多形は、例えば、水性の酢酸(60〜90質量%)中で、触媒としてp-トルエンスルホン酸を用いて得られ、これは微量の前述の結晶多形を含有すると思われる。
・1:2のモル比で以下の式
Figure 2012515233
から酸性触媒作用によって得られる実験式C3416の反応生成物は、分子イオンm/z548.1(MALDI)を有する質量スペクトルによって特徴付けられる。この結晶多形は、例えば、水性の酢酸(60〜90質量%)中で、触媒としてp-トルエンスルホン酸を用いて得られる。
・p−トルエンスルホン酸中で、1:2のモル比で以下の式
Figure 2012515233
から酸性触媒作用によって得られる実験式C301610の反応生成物は、10.6s、14.4w、16.7w、19.1w、23.7w、25.2w、26.6w及び27.9w゜2θにラインを有するX線粉末回析によって特徴付けられる。この結晶多形は、例えば、トルエン中で、触媒としてp-トルエンスルホン酸を用いて得られる。
・p−トルエンスルホン酸を用いて、1:2のモル比で以下の式
Figure 2012515233
から酸性触媒作用によって得られる実験式C281612の反応生成物は、7.9w、9.7w、11.5w、12.6s、13.5w、15.9w、19.6w、21.4m、22.8w、23.5w、24.0w、25.4m、25.6s、27.9w、28.3w、29.1w及び30.7w゜2θにラインを有するX線粉末回析によって特徴付けられる。この結晶多形は、例えば、水性の酢酸(60〜90質量%)中で、触媒としてp-トルエンスルホン酸を用いて得られる。
・実験式C2612、C2816及びC3020の化合物を含み、1:1:1のモル比で以下の式
Figure 2012515233
から酸性触媒作用によって得られる反応生成物は、7.6s、9.5w、11.8s、20.7w、24.7m、26.4m及び28.4m゜2θにラインを有するX線粉末回析によって特徴付けられる。この結晶多形は、実験式C2612及びC3020の純粋な化合物のものとは異なり、且つ例えば、トルエン、クロロベンゼン又は氷酢酸中で、触媒としてp-トルエンスルホン酸を用いて得られる。
・実験式C2612、C2714及びC2816の化合物を含み、1:1:1のモル比で以下の式
Figure 2012515233
から酸性触媒作用によって得られる反応生成物は、7.4s、10.0w、11.9s、18.8w、20.1w、22.1w、24.1m、25.0w、26.6m及び28.6w゜2θにラインを有するX線粉末回析によって特徴付けられる。この結晶多形は、実験式C2612及びC2816の純粋な化合物のものとは異なり、且つ実験式C2816の純粋な化合物のものに事実上対応している。これは、例えば、クロロベンゼン中で、触媒としてp-トルエンスルホン酸を用いて得られる。
・実験式C2816、C2918及びC3020の化合物を含み、1:1:1のモル比で以下の式
Figure 2012515233
から酸性触媒作用によって得られる反応生成物は、7.2s、9.3w、11.3s、19.4w、20.6w、24.5w、26.4m、26.9w及び28.3w°2θにラインを有するX線粉末回析によって特徴付けられる。この結晶多形は、実験式C2816及びC3020の純粋な化合物のものとは異なり、且つ例えば、トルエン中で、触媒としてp-トルエンスルホン酸を用いて得られる。これは氷酢酸中で得られる同じ組成の生成物の結晶多形とも異なる。
・実験式C2612、C2611Cl及びC2610Clの化合物を含み、1:1:1のモル比で以下の式
Figure 2012515233
から酸性触媒作用によって得られる反応生成物は、7.2s、7.4s、10.3w、11.9m、12.2s、13.3w、18.9w、20.2w、22.8m、24.1s、25.3w、26.8s及び29.0m°2θにラインを有するX線粉末回析によって特徴付けられる。この結晶多形は、実験式C2816及びC2610Clの純粋な化合物のものとは異なり、且つ例えば、トルエン中で、触媒としてp-トルエンスルホン酸を用いて得られる。
・実験式C2610Cl、C2713Cl及びC2816の化合物を含み、1:1:1のモル比で以下の式
Figure 2012515233
から酸性触媒作用によって得られる反応生成物は、7.1s、11.6s、19.2w、20.4w、21.9w、24.2m、25.2w、26.7s及び28.7w゜2θにラインを有するX線粉末回析によって特徴付けられる。この結晶多形は、実験式C2610Cl及びC2816の純粋な化合物のものとは異なり、且つ例えば、トルエン中で、触媒としてp-トルエンスルホン酸を用いて得られる。
・実験式C2612、C2611F及びC2610の化合物を含み、1:1:1のモル比で以下の式
Figure 2012515233
から酸性触媒作用によって得られる反応生成物は、6.6s、13.5w、14.7m、15.9w、19.8m、21.6m、22.3w、24.6m、26.6s及び28.8m゜2θにラインを有するX線粉末回析によって特徴付けられる。この結晶多形は、実験式C2612及びC2610の純粋な化合物のものとは異なり、且つ例えば、クロロベンゼン中で、触媒としてp-トルエンスルホン酸を用いて得られる。
・実験式C2612、C2611Br及びC2610Brの化合物を含み、1:1:1のモル比で以下の式
Figure 2012515233
から酸性触媒作用によって得られる反応生成物は、7.1m、10.2m、11.8s、13.1w、18.8m、20.2m、22.7s、24.0s、25.3m、26.5s、26.8s及び28.8m゜2θにラインを有するX線粉末回析によって特徴付けられる。この結晶多形は、実験式C2612及びC2610Brの純粋な化合物のものとは異なり、且つ例えば、クロロベンゼン中で、触媒としてp-トルエンスルホン酸を用いて得られる。
・実験式C2612、C2714及びC2816の化合物を含み、1:1:1のモル比で以下の式
Figure 2012515233
から酸性触媒作用によって得られる反応生成物は、7.0s、10.4w、11.6m、19.0w、20.3w、22.3w、24.0w、25.3w、26.5m及び28.7w゜2θにラインを有するX線粉末回析によって特徴付けられる。この結晶多形は、実験式C2612及びC2816の純粋な化合物のものとは異なり、且つ例えば、クロロベンゼン中で、触媒としてp-トルエンスルホン酸を用いて得られる。
・実験式C2610Cl、C2610Cl及びC261010の化合物を含み、1:1:1のモル比で以下の式
Figure 2012515233
から酸性触媒作用によって得られる反応生成物は、6.1m、11.9m、13.5w、15.0w、16.5w、22.6w、24.1w、24.7w及び26.9s゜2θにラインを有するX線粉末回析によって特徴付けられる。この結晶多形は、実験式C2610Cl及びC2816の純粋な化合物のものとは異なり、且つ例えば、トルエン中で、触媒としてp-トルエンスルホン酸を用いて得られる。
・実験式C2610Cl、C26Cl及びC26Clの化合物を含み、1:1:1のモル比で以下の式
Figure 2012515233
から酸性触媒作用によって得られる反応生成物は、4.6s、9.3w、11.6m、14.2w、17.1w、18.8w、22.1w、25.4m、26.0m及び27.5s゜2θにラインを有するX線粉末回析によって特徴付けられる。この結晶多形は、実験式C2610Cl及びC26Clの純粋な化合物のものとは異なり、且つ例えば、トルエン中で、触媒としてp-トルエンスルホン酸を用いて得られる。
・実験式C2610Cl、C2713Cl及びC2816の化合物を含み、1:1:1のモル比で以下の式
Figure 2012515233
から酸性触媒作用によって得られる反応生成物は、7.0s、11.2s、12.7w、19.4w、20.7w、21.6w、22.5w、24.3w、25.3w、26.8m及び28.7w゜2θにラインを有するX線粉末回析によって特徴付けられる。この結晶多形は、実験式C2610Cl及びC2612の純粋な化合物のものとは異なり、且つ例えば、トルエン中で、触媒としてp-トルエンスルホン酸を用いて得られる。
式(i)の化合物の代わりに、式(iv)
Figure 2012515233
の化合物も使用してよく、その場合、形成された粗生成物は、有利には、PCT/EP2008/059265号(その全開示は特に本明細書に援用される)に記載の通り、本発明の組成物中でそれを使用する前に分散可能な形に転化される。
式(i)又は(iv)の化合物と式(ii)又は(iii)の化合物との反応生成物は、常に反応物質の選択及び反応条件、特に溶剤の選択に極めて依存することに留意するべきである。反応がどのように起こるかに応じて、非常に多くの異なる生成物が得られる。これらの非常に多くの異なる生成物は、単に結晶多形であるか又は異性体でもあり得るかどうか明らかではない。任意の速度において、得られる全ての生成物のスペクトル、分子量及び実験式は同じ発色団を指しており、これらの生成物は例外なくブラックマトリックスを製造するのに有用である。これに関連して、欧州特許出願第09150817.6号の全開示は、それによって特に本明細書に援用されている。
着色剤、特に式(i)又は(iv)の化合物と式(ii)又は(iii)の化合物との反応生成物を、均一な粒度分布で使用することが好ましい。この文脈では、本発明の組成物は、着色剤、特に式(i)又は(iv)の化合物と式(ii)又は(iii)の化合物との反応生成物が、50〜200nmの平均粒度Lを有する粒子、有利にはL±1/2Lの粒度を有する60〜95質量%の粒子、1/2Lを下回る粒度を有する1〜15質量%の粒子、L+1/2Lを上回る粒度を有する4〜25質量%の粒子からなる場合に、特に優れた性能特性を有することが判明した。特に有利には3質量%未満、更に特に有利には1質量%未満の粒子が、Lに関係なく20nm以下の粒度を有する。
粒度とは本明細書において同等の球体直径(「等価沈降速度直径」x)を指す。粒度は、各粒群の粒子の質量に応じて平均化されなければならない。粒度は、例えば、欧州特許出願第09150817.6号(特に第14頁第8行〜第16頁第20行)に開示されている通りに決定することができる。
本発明の着色剤の試料が、望ましい粒度及び粒度分布を有していない場合は、従来の方法で、例えば、多様な従来の条件下で、乾式粉砕、湿式粉砕、塩混練、再析出又は再結晶化することによって該試料を処理し、必要であればその後にふるい分け、サイクロン分離又は望ましい粒度の粒子を回収する他の方法を行ってよい。
着色剤の混合物は、例えば、同一又は異なる発色団クラスの2〜30種の着色剤を含む。光学濃度は有利には透過率で測定される。
式(i)又は(iv)の化合物と式(ii)又は(iii)の化合物との反応生成物に加えて、着色剤として、他の着色剤、有利には顔料、例えば、カーボンブラック(C. I. Pigment Black 7)、混合金属酸化物又は有機顔料又は黒色顔料も挙げてよい。しかしながら、かかる更なる顔料は、有利には少量しか添加されない。というのは、そうでなければ漆黒性及び/又は感受性が悪影響を受けるからである。純粋に技術的観点からは、更なる顔料を混合しないことは好ましいが、このような混合物(例えば、5〜30質量%の着色剤混合物)は、ある環境下では経済的に理にかなっている。
式(i)又は(iv)の化合物と式(ii)又は(iii)の化合物との反応生成物及び任意に更なる顔料に加えて、着色剤として着色剤誘導体も挙げてよい。着色剤誘導体は、一般に、無極又は(常に)極性基、典型的にはC−C30アルキル、C−C30アルコキシ、C−C30アルキルチオ、アミノメチル、スルホ、カルボニル、アミドスルホニル又はアミドカルボニル基によって置換された着色剤発色団である。かかる着色剤誘導体は着色剤フィルタの分野において相乗剤を指すことが多い。公知の着色剤誘導体、例えば、プラスチック、液体インク又はコーティングにおいてレオロジー改良剤、分散剤、結晶成長抑制剤又は歪み抑制剤として使用するための他の分野から公知の相乗剤又は他の着色剤誘導体を使用することができる。
好適な着色剤誘導体の典型的な発色団は、例えば、1−アミノ−アントラキノン、アンタントロン、アントラピリミジン、アゾ、アゾムチン、キナクリドン、キナクリドンキノン、キノフタロン、ジオキサジン、ジケトピロロピロール、フラバントロン、インダントロン、イソインドリン、イソインドリノン、イソビオラントロン、ペリノン、ペリレン、フタロシアニン、ピラントロン又はチオインジゴ発色団であり、適切であれば金属錯体又はレーキとして含む。アゾ類は、例えば、カップリング、縮合又はレーキ形成によって得られる、公知の部分集合のモノアゾ又はジスアゾ発色団を含んでよい。
着色剤誘導体を形成するために発色団を置換することができる有機顔料は、例えば、色素指数ピグメントイエロー3、12、13、14、17、24、34、42、53、62、74、83、93、95、108、109、110、111、119、123、128、129、139、147、150、164、168、173、174、184、188、191、191:1、193、199、ピグメントオレンジ5、13、16、34、40、43、48、49、51、61、64、71、73、ピグメントレッド2、4、5、23、48:1、48:2、48:3、48:4、52:2、53:1、57、57:1、88、89、101、104、112、122、144、146、149、166、168、177、178、179、181、184、190、192、194、202、204、206、207、209、214、216、220、221、222、224、226、254、255、262、264、270、272、ピグメントブラウン23、24、33、42、43、44、ピグメントバイオレット19、23、29、31、37、42、ピグメントブルー15、15:1、15:2、15:3、15:4、15:6、16、28、29、60、64、66、ピグメントグリーン7、17、36、37、50、ピグメントホワイト6、ピグメントブラック7、12、27、30、31、32、バットレッド74、3,6−ジ(3’−シアノフェニル)−2,5−ジヒドロピロロ−[3,4−c]ピロール−1,4−ジオン又は3−フェニル−6−(4’−tert−ブチルフェニル)−2,5−ジヒドロピロロ−[3,4−c]ピロール−1,4−ジオンである。
公知の相乗剤として、市販の製品、例えば、Solsperse(登録商標)5000、Solsperse(登録商標)12000又はSolsperse(登録商標)22000(Lubrizol Corp.、米国)も挙げられる。更に好適な着色剤誘導体は、WO02/10288号、WO07/93536号、WO08/101841号又は欧州特許出願第08157088.9号に開示された化合物であるが、WO02/10288号、WO07/93536号、WO08/101841号又は欧州特許出願第08157088.9号に開示されたその置換基も、同じ発色団又は他の発色団を有する他の顔料に結合される時に優れた着色剤誘導体を形成する。
かかる着色剤誘導体の量は、有利には、着色剤の全量の0〜35質量%、特に0〜25質量%、有利には0〜15質量%である。たとえあったとしても少しの310〜380nmのUV範囲の吸収を有する着色剤誘導体が好ましく、これも式(i)又は(iv)の化合物と式(ii)又は(iii)の化合物との反応生成物に適用される。この透過ウィンドウは、本発明の組成物の特に良好な化学線による改質を提供する。
化学線改質可能な組成物は、(ポジ型レジスト及びネガ型レジストを含む)レジスト材料としても公知である。放射線(例えば、UV光)は、例えば、照射された位置をより低い溶解性に又はより高い溶解性にする、組成物のコーティング上にマスクを介して向けることができる。残存したか又は溶解性になる層の部分は、その後、所望の画素を残して除去される。これを次いで典型的には熱硬化する。
反応性の結合剤材料に関して、所望の化学線改質可能な組成物を使用することができるが、例えば、WO07/062963号、WO07/071497号又はWO07/113107号に開示されたものだけではない。任意に40〜320℃、更に有利には180〜300℃、最も有利には200〜250℃の温度で後硬化する化学線改質可能な組成物が有利である。
本発明の組成物として、有利ではあるが、必須ではない(WO08/101841号の第15頁第17〜24行を参照のこと)1種又は複数種の光開始剤が挙げられる。好適な光開始剤は、それ自体が公知であり且つ例えば、WO08/101841号の第26頁第18行〜第32頁第15行に開示されている。光開始剤の全量は、全組成物を基準として、有利には0.01〜10質量%、更に有利には0.05〜8質量%、最も有利には1〜5質量%である。
結合剤前駆体は、例えば、反応性基、例えば、不飽和結合を有するモノマー又はオリゴマーである。
更に、非反応性成分は、例えば、溶剤及び/又は充填剤である。全化学線改質可能な組成物は、当然ながら常に100%である。しかしながら、非反応性成分の存在下で、その量は、着色剤又は化学線に反応性の結合剤材料に対してカウントされ、以前に開示されたその最少量を下回ってはならない。好適な溶剤は、例えば、WO08/101841号の第32頁第16行〜第33頁第5行に開示されている。充填剤は、例えば、無機の、有利には誘電性粒子である。
化学線に活性な成分、特に重合可能なモノマー又はオリゴマー及び/又は光開始剤の存在下で分散性を強化するために、本発明の組成物は、有利には、それに添加された1種又は複数種のオリゴマー分散剤を有する。オリゴマー分散剤の選択は、コントラスト比に影響を及ぼす。統計的(例えば、ランダム)、交互、グラジエント、グラフト又はブロックコポリマーを、例えば、使用できる。
分散剤又は、所望であれば、分散剤の混合物が、有利には、着色剤を基準として、1〜100質量%の量で添加される。この分散剤は有利には最小限のみ着色されており(≦10l・cm−1・g−1)、更に有利には400〜700nmの領域で無色である。しかしながら、それらの色に関係なく、分散剤は、常に反応性結合剤材料の一部として(且つ着色剤の一部としてではなく)カウントされるものとする。例えば、カチオン性コポリマー、アニオン性コポリマー、両性コポリマー又は非イオン性コポリマーが好適である。
コポリマーは、例えば、付加重合又は縮合重合可能な酸、エステル、グリコール、ニトリル、アミド、イミド、オレフィン、エポキシド又はアジリジン、例えば、アクリル酸又はメタクリル酸又はそのエステル、アミド又はニトリル、テレフタル酸エステル、カプロラクタム、エチレン、プロピレン、イソブチレン、スチレン、エチレンオキシド又はエチレンイミンから誘導される繰り返し単位を含んでよい。グラフト及びブロックコポリマーが有利である。
カチオン性、アニオン性、両性又は非イオン性コポリマーは、例えば、Disperbyk(登録商標)160、Disperbyk(登録商標)161、Disperbyk(登録商標)162、Disperbyk(登録商標)163、Disperbyk(登録商標)164、Disperbyk(登録商標)166、Disperbyk(登録商標)171、Disperbyk(登録商標)182、Disperbyk(登録商標)2000、Disperbyk(登録商標)2001、Disperbyk(登録商標)2070、Disperbyk(登録商標)2150(Byk、D−46483 Wesel)、EFKA(登録商標)44、EFKA(登録商標)46、EFKA(登録商標)47、EFKA(登録商標)48、EFKA(登録商標)4010、EFKA(登録商標)4015、EFKA(登録商標)4020、EFKA(登録商標)4044、EFKA(登録商標)4046、EFKA(登録商標)4047、EFKA(登録商標)4048、EFKA(登録商標)4050、EFKA(登録商標)4055、EFKA(登録商標)4060、EFKA(登録商標)4300、EFKA(登録商標)4330、EFKA(登録商標)4340、EFKA(登録商標)4400、EFKA(登録商標)4406、EFKA(登録商標)4510、EFKA(登録商標)4585、EFKA(登録商標)4800(Ciba AG、CH−4002 Basel)、Solsperse(登録商標)24000、Solsperse(登録商標)32550(Lubrizol Corp.,Wickliffe,Ohio 44092、USA)、Ajispur PB−821、Ajispur PB−822又はAjispur PB−823(Ajinomoto Europe S.A.S.,F−75817 Paris)であってよい。
コポリマーの選択は、顔料分散液の粘度に影響を及ぼす。従って、有利には、顔料分散液側に低粘度をもたらすコポリマーが使用され、例は両性のコポリマー、又は特にカチオン性コポリマーである。16質量%の固体を含有する顔料分散液は、有利には25℃で25cP以下の粘度を有するべきである。
特に有利な実施態様において、全ての組成物は、着色剤が均質分布の固体粒子である、照射改質可能な液体分散液である。別の特に有利な実施態様において、全ての組成物は、着色剤が均質分布の固体粒子である熱可塑性化合物であり、該化合物は照射により化学線改質可能な組成物から得られ且つ有利にはマトリックスの形である。
カラーフィルタは典型的には、レッド、ブルー及びグリーンの透明画素を含み、更に透明ベース材料上にブラックマトリックスを含み、これらの着色画素は有利には70%以上、有利には80%以上、更に有利には90%以上、最も有利には95%以上の最大透明度を有する。従って、本発明は、画素を分割するマトリックスが本発明による組成物又はその化学線硬化により得られる生成物を含み、有利には本発明による組成物又はその化学線硬化により得られる生成物からなることを特徴とする、少なくとも3色から構成される画素を含むカラーフィルタを提供する。
照射により改質可能な組成物の成分及びカラーフィルタの製造方法は、それ自体が当業者に公知である。有利な方法はWO08/101841号に記載されており、従って、その使用に関するWO08/101841号の内容、特に第19頁第1行〜第33頁第5行が、これによってそのまま本明細書に援用される。
カラーフィルタの有利な変形において、本発明によるブラックマトリックス又は本発明による生成物は、液晶に直接接触し、任意に画素電極にも接触している。
本発明は、カラーフィルタのためのブラックマトリックスの製造における本発明による組成物の使用も提供し、さらに画素を分割するマトリックスが、本発明による組成物又はその化学線硬化によって得られる生成物を含み、有利には本発明による組成物又はその化学線硬化によって得られる生成物からなる、カラーフィルタの製造方法であって、本発明による組成物を基板に塗布し、マスクを介して露光し、現像し且つ硬化するので、凹みが架橋した隆起(マトリックス)の間に形成され、その後、着色インクをパターンに従って、インクジェットプリンティング又はフォトリソグラフィーによってこれらの凹みに塗布し、その際、各インクが規則的なパターンに従って一部の凹みのみに残ることを特徴とする、カラーフィルタの製造方法を提供する。一般に、レッドインク、ブルーインク及びグリーンインクが使用されている。種々の適したパターンが当業者に公知である。
有利には、1つ以上の電極が、黒色の化学線改質可能な組成物の塗布前に及びブラックマトリックスの製造前に、基板上に製造される。基板上での電極の製造方法が当業者に公知である。その後、ブラックマトリックスが、有利には、電極間に隆起が形成されるように、主に電極の間の位置にある基板に塗布される。しかしながら、ブラックマトリックスは部分的に電極も被覆するが、但し、各画素を制御するために十分な電極領域がそのままである。
以下の実施例は、本発明を説明するが、その範囲に限定されるものではない(特段示されない限り、「%」は常に質量%である)。
図1は実施例1のX線粉末回析である。 図2は実施例2のX線粉末回析である。 図3は実施例3のX線粉末回析である。
実施例1:75mlのトルエンに溶かした2.3gの2,5−ジヒドロキシベンゼン−1,4−二酢酸(Aldrich)、3.0gのイサチン(98%、Aldrich)及び0.7gのp−トルエンスルホン酸一水和物(Fluka purum)の混合液を110℃に加熱する。これを水を除去して7時間撹拌し、更に14時間撹拌する。この混合液を冷却し、黒色の懸濁液を濾過する。残留物を100mlのメタノールで洗い、60℃/10Paで乾燥させる。X線粉末回析は、7.8s、10.2w、12.6s、18.6w、21.8w、22.4w、24.4m、25.0w、26.7m、27.2m及び28.8w゜2θにラインを有する(図1を参照のこと)。
実施例2:2.3gの2,5−ジヒドロキシベンゼン−1,4−二酢酸(Aldrich)、3.0gのイサチン(98%、Aldrich)及び1.9gのp−トルエンスルホン酸水和物(Fluka purum)を、57mlの濃縮酢酸と10mlの水との混合液中で撹拌し、得られた混合液を還流温度に加熱し、この温度で20時間撹拌する。次に反応混合物を、温度が90℃に降下するまで、加熱しないで更に撹拌する。この温度で、該混合物を濾過し、残留物をまず30mlの冷濃縮酢酸で洗い、次いで150mlのメタノールで洗う。この生成物を40℃/10Paで24時間乾燥させる。黒色粉末(4.2g)のX線粉末回析は、6.6s、13.3w、14.8w、21.6w、24.5w、26.4m及び28.7w゜2θにラインを有する(図2を参照のこと)。
実施例3:実施例2で調製された6gの化合物を、60mlのジメチルスルホキシド中で130℃に加熱し、この温度で18時間撹拌する。反応混合物を、温度が100℃に降下するまで、加熱しないで更に撹拌する。この温度で、該混合物を濾過し、残留物をまず10mlのジメチルスルホキシドで洗い、次いで150mlの水で洗う。この生成物を40℃/10Paで24時間乾燥させる。黒色粉末(4g)のX線粉末回析は7.3s、10.9w、12.7w、14.6w、24.5w、26.4m及び28.7w゜2θにラインを有する(図3を参照のこと)。
実施例4:0.5リットルの容量を有する混練装置に実施例1からの33gの生成物、196gの塩化ナトリウム及び77gのN−メチルピロリドンを装入し、回転速度を65rpmに設定する。この装置の壁を80℃に恒温設定する。6時間後、150mlの水を添加する。得られた混合物を陶器の吸引漏斗に注ぎ込み、洗浄水の塩がなくなるまで、漏斗上の固体材料を更に水で洗う。この生成物を80℃/10Paで12時間乾燥させて、メッシュサイズ0.4mmの篩に通す。X線粉末回析は、7.8s、10.2w、12.6s、18.6w、21.8w、22.4w、24.4m、25.0w、26.7m、27.2m及び28.8w゜2θにラインを有する(図1を参照のこと)。
実施例5:0.5リットルの容量を有する混練装置に実施例1からの30gの生成物、180gの塩化ナトリウム及び85gのN−メチルピロリドンを装入し、回転速度を65rpmに設定する。この装置の壁を20℃に恒温設定する。4時間半後、150mlの水を添加する。得られた混合物を陶器の吸引漏斗に注ぎ込み、洗浄水から塩がなくなるまで、漏斗上の固体材料を更に水で洗う。X線粉末回析は、6.6s、13.3w、14.8w、21.6w、24.5w、26.4m及び28.7w゜2θにラインを有する(図2を参照のこと)。
実施例6:実施例1の手順を繰り返すが、式
Figure 2012515233
の化合物を、等モル量の式
Figure 2012515233
の化合物(J.Org.Chem.32,3155−3159[1967]に従って製造)
に交換する。良好な収率で、実施例1と同じ生成物が得られる。
実施例7:0.5リットルの容量を有する混練装置に実施例6からの35gの生成物、210gの塩化ナトリウム及び105gのジメチルスルホキシドを装入し、回転速度を65rpmに設定する。この装置の壁を45℃に恒温設定する。6時間後、150mlの水を添加する。得られた混合物を陶器の吸引漏斗に注ぎ込み、洗浄水の塩がなくなるまで、漏斗上の固体材料を更に水で洗う。この生成物を80℃/10Paで12時間乾燥させて、メッシュサイズ0.4mmの篩に通す。X線粉末回析は、7.3s、10.9w、12.7w、14.6w、24.5w、26.4m及び28.7w゜2θにラインを有する(図3を参照のこと)。
実施例8:実施例1による2.0gの生成物を、2.0gのEFKA(登録商標)4046、0.1gのSolsperse(登録商標)S5000、結合剤(メタクリル酸と芳香族メタクリレートとのコポリマー)をプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)に溶かした4.0gの25%溶液及び7.0gのPGMEAと混合した。30gのジルコニウムビーズ(直径0.5mm)の添加後、混合物をSkandex(登録商標)ペイントコンディショナー内で15時間振盪させる。分散した着色剤は、168nmの平均粒度(L)を有する粒子(82.2質量%の84〜252nmの粒度(L±1/2L)を有する粒子、8.3質量%の<84nmの粒度(1/2L)を有する粒子、17.8質量%の>252nmの粒度(L+1/2L)を有する粒子)からなり、小さい粒子の量(≦0.1質量%)は重要ではない。最も小さい粒子は40nmまでの粒度を有し、最も大きい粒子は500nmまでの粒度を有する。
ビーズを濾過により黒色の分散液から分離した後、混合液をガラス基板(Matsunami(登録商標)ガラス)上に500rpm、1000rpm、2000rpm及び3000rpmで毎回30秒間スピン塗布する。熱板上で65℃で2分間乾燥した後、個々の基板の光学濃度をx−Rite(登録商標)361T透過濃度計で測定する。フィルムの層厚さをDektak(登録商標)6M側面計で測定する。以下の層厚さ及び光学濃度が得られる:
Figure 2012515233
実施例9:実施例1による2.0gの生成物を、実施例8のようにSkandex(登録商標)ペイントコンディショナー内で分散させる。ビーズを除去した後、5gの分散液を、0.4gのジペンタエリスリトールペンタ/ヘキサアクリレート及び0.1gの光開始剤(以下の表による)と混合する。混合液をガラス基板(Matsunami(登録商標)ガラス)上に32000rpmで30秒間スピン塗布し、その後、熱板上で65℃で2分間空気乾燥させる。約2μmのフォトレジスト層厚さが測定される。被覆した基板を水銀高圧ランプに1200mJ/cmで21段のStoufferマスク(Karl Suess Mask Aligner)を介して露光する。次に露光した基板を23℃で2分間0.05%のKOH水溶液中に浸漬し、その後水で洗う。Stoufferマスクによって示された層厚さ及び光反応性は以下の通りである:
Figure 2012515233
実施例10:実施例8の手順と類似の手順に従うが、25%の結合剤溶液を、メタクリル酸及びベンジルメタクリレートからフリーラジカル重合(1%のアゾイソブチロニトリル、トルエン、70℃で20時間、Mn=8500、Mw=35000)によって調製された1.0gのコポリマー、0.7gのジペンタエリスリトールモノヒドロキシペンタアクリレート(SR399TM、Sartomer Inc.)及び0.1gのIrgacure(登録商標)369(Ciba Specialty Chemicals Inc.)を7gのシクロペンタノンに溶かすことによって得られた同量の配合物に交換する。着色剤分散液をその後、ガラス基板上に1000rpmでスピンコーティングする。得られたフィルムをUXM−502 MD(商標)ランプ(500ワット、Ushio)によって100秒間マスクを介して画像露光し、その後、熱板上で100℃で2分間加熱する。これをその後、2.38質量%のテトラメチルアンモニウム水酸化物及び2質量%のFC430(3M)(商標)からなる現像溶液中で30秒間現像し、水に溶かし、フィルムの予め露光された領域を残し、露光されていない領域を溶出させる。最後に、パターン形成されたガラス板を熱板上で230℃で1分間加熱すると、パターン形成されたフィルム構造が漆黒の色で得られる。

Claims (8)

  1. 全て全組成物を基準として、
    ・10〜70質量%の着色剤又は着色剤の混合物;
    ・結合剤、結合剤前駆体、分散剤、光開始剤及び安定剤からなる群から選択される成分からなる90〜30質量%の化学線に反応性の結合剤材料(しかしながら、任意に0〜30質量%の化学線に反応性の結合剤材料が非反応性成分である);及び
    ・0〜10質量%の更なる非反応性成分
    を含む化学線によって改質可能な組成物であって、
    ・該組成物は、1μmの層厚さ当たり430〜650nmの全波長範囲において1.0以上、有利には1.2以上、更に有利には1.4以上の光学濃度を有し;且つ
    ・着色剤又は50〜100質量%、有利には60〜100質量%及び最も有利には70〜100質量%の着色剤混合物は、
    25℃の水中で4.5以下のpK値を有する触媒の存在下で、
    1:2のモル比で、式(i)
    Figure 2012515233
    の化合物と、式(ii)
    Figure 2012515233
    の化合物との反応によって、又は
    1:2の全モル比(i):(iii)で、式(i)
    Figure 2012515233
    の化合物と、式(iii)
    Figure 2012515233
    の2〜5種の化合物との反応によって得られる着色剤、又はかかる着色剤の混合物を含み、その際、
    及びRは互いに無関係にHであるか又はハロゲン又はC−Cアルコキシによってそれぞれ置換されていない又は置換された、C−C24アルキル、C−C24シクロアルキル、C−C24アルケニル、C−C24シクロアルケニル又はC−C24アルキニルであるか、又はハロゲン、ニトロ、シアノ、C−Cアルキル及び/又はC−Cアルコキシによって1回以上置換されていない又は置換されたC−C24アラルキルであるか;又はハロゲン、ニトロ、シアノ、C−Cアルキル及び/又はC−Cアルコキシによって1回以上置換されていない又は置換されたC−C24アリールであり;
    はH、F、Cl、R又はOR、有利にはH又はFであり;
    、R及びRは互いに無関係にH、F、Br、Cl、COOH、COOR、CONH、CONHR、CONR、CN、COR、SOH、SONH、SONHR、SONR、SO、NO、R、OR、SR、NR、NHCOR又は
    Figure 2012515233
    であるか;
    又はR及びR、R及びR又はR及びRは対になって一緒に、それぞれF、OR、NO、オキソ、チオキソ又はSOHによって1回以上置換されていない又は置換された、C−Cアルキレンジオキシ、C−Cアルキレン、C−Cアルケニレン又は1,4−ブタジエニレン基を形成し;
    はHであるか又はF、オキソ又はチオキソによってそれぞれ1回以上置換されていない又は置換され且つO、S又はNRによって1回以上中断されない又は中断された、C−C24アルキル、C−C24シクロアルキル、C−C24アルケニル、C−C24シクロアルケニル、C−C24アルキニル又はC−C12ヘテロシクロアルキルであるか;又はオキソ、チオキソ、F、Br、Cl、COOH、COOR、CONH、CONHR、CONR、CN、COR、SOH、SONH、SONHR、SONR、SO、NO、R、OR、SR、NR、NHCOR又は
    Figure 2012515233
    によってそれぞれ1回以上置換されていない又は置換された、C−C24アラルキル、C−C12ヘテロアリール−C−Cアルキル、C−C24アリール又はC−C12ヘテロアリールであり;
    はそれぞれ、他の全てのRと無関係に、F、オキソ、チオキソ、OR、SR又はNRによってそれぞれ1回以上置換されていない又は置換された、C−C24アルキル、C−C24シクロアルキル、C−C24アルケニル、C−C24シクロアルケニル、C−C24アルキニル又はC−C12ヘテロシクロアルキルであるか;又はオキソ、F、Br、Cl、COOH、CONH、CONHR、CONR、SOH、SONH、SONHR、SONR、CN、NO、OR、SR、NR、NHCOR又は
    Figure 2012515233
    によってそれぞれ1回以上置換されていない又は置換された、C−C24アラルキル、C−C12ヘテロアリール−C−Cアルキル、C−C24アリール又はC−C12ヘテロアリールであるか;
    又は2つのビシナルRは一緒に−O−CO−O−、−O−CS−O−、−CO−N−CO−、−N−CO−N−、−N=S=N−、−N−C=C−、−O−C=C−、−S−C=C−、−O−C=N−、−S−C=N−、−N−N=N−、−N=C−C=C−、−C=N−C=C−、−N=C−C=N−、−C=N−N=C−又は−C=N−C=N−又は−C=C−C=C−を形成し、その際、−C=及び−N−はそれぞれ、他の全ての−C=及び−N−と無関係に、H又はRによって置換されるか;
    又は2つのジェミナル又はビシナルRは一緒になって、F、オキソ又はチオキソによってそれぞれ1回以上置換されていない又は置換された、C−Cアルキレン又はC−Cアルケニレン基を形成し、その際、0、1又は2個の非ビシナルメチレン単位はO、S又はNRによって置換されてよい;
    はそれぞれ、他の全てのRと無関係に、オキソ、チオキソ、F及び/又はO−C−Cアルキルによってそれぞれ1回以上置換されていない又は置換された、C−Cアルキル、C−Cシクロアルキル又はベンジルであるか;又はF、Br、Cl、CO−C−Cアルキル、COOH、CONH、CONHC−Cアルキル、CON(C−Cアルキル)、SOH、SONH、SONHC−Cアルキル、SON(C−Cアルキル)、CN、NO、C−Cアルキル、OC−Cアルキル、SC−Cアルキル又はN(C−Cアルキル)によってそれぞれ1回以上置換されていない又は置換された、フェニル又はC−Cヘテロアリールであるか;
    又は2つのビシナルRは一緒に−O−CO−O−、−O−CS−O−、−CO−N−CO−、−N−CO−N−、−N=S=N−、−N−C=C−、−O−C=C−、−S−C=C−、−O−C=N−、−S−C=N−、−N−N=N−、−N=C−C=C−、−C=N−C=C−、−N=C−C=N−、−C=N−N=C−又は−C=N−C=N−又は−C=C−C=C−を形成し、その際、−C=及び−N−はそれぞれ、他の全ての−C=及び−N−と無関係に、H、F、オキソ、チオキソ、C−Cアルキル又はOC−Cアルキルによって置換されるか;
    又は2つのジェミナル又はビシナルRは一緒になって、オキソ又はチオキソによってそれぞれ1回以上置換されていない又は置換された、C−Cアルキレン又はC−Cアルケニレン基を形成し、その際、0、1又は2個の非ビシナルメチレン単位はO、S又はN(C−Cアルキル)によって置換されてよい;且つ
    10はH、CH、C、OCH、OC、F、Cl、Br、NO、CN、COOH又はSOHであり、
    11はH、NO、CN、COOH又はSOHであり、且つ
    12はH、CH、C、OCH、OC、F、又はClであることを特徴とする、前記化学線によって改質可能な組成物。
  2. ・R=R=R=R=R=H;
    ・R=R=R=R=H、R=NO
    ・R=R=R=R=H、R=OCH
    ・R=R=R=R=H、R=Cl;
    ・R=R=R=R=H、R=F;
    ・R=R=R=R=H、R=Br;
    ・R=R=R=R=H、R=SOH;
    ・R=R=R=R=H、R=COOH;
    ・R=R=R=R=H、R=N(CH
    ・R=R=R=R=H、R=NHCOC−C18アルキル、更に特にNHCOC−C12アルキル;
    ・R=R=R=R=H、R=C−C20アルキル、更に特にC−C14アルキル;
    ・R=R=R=R=H、R=C−C20アルコキシ、更に特にC−C14アルコキシ;
    ・R=R=R=H、R=R=CH
    ・R=R=R=H、R=R=Cl;
    ・R=R=R=H、R=Cl、R=CH
    ・R=R=R=R=H、R=CH
    ・R=R=R=R=H、R=C;又は
    ・R=R=R=H、R及びRは一緒に=1,4−ブタジエニレンである、請求項1記載の組成物。
  3. 式(i)又は(iv)の化合物と式(ii)又は(iii)の化合物との反応生成物が、50〜200nmの平均粒度Lを有する粒子(有利にはL±1/2Lの粒度を有する60〜95質量%の粒子、1/2Lを下回る粒度を有する1〜15質量%の粒子及びL+1/2Lを上回る粒度を有する4〜25質量%の粒子)からなる、請求項1又は2記載の組成物。
  4. 全組成物を基準として、0.01〜10質量%、有利には0.05〜8質量%、更に有利には1〜5質量%の光開始剤を含む、請求項1から3までのいずれか1項記載の組成物。
  5. 少なくとも3種の着色剤から構成される画素を含むカラーフィルタであって、画素を分割するマトリックスが請求項1から4までのいずれか1項記載の組成物又はその化学線硬化により得られる生成物を含み、有利には本発明による組成物又はその化学線硬化により得られる生成物からなることを特徴とする、前記カラーフィルタ。
  6. ブラックマトリックスが、液晶に直接接触し、任意に画素電極にも接触している、請求項5記載のカラーフィルタ。
  7. カラーフィルタのためのブラックマトリックスの製造における請求項1から4までのいずれか1項記載の組成物の使用。
  8. 画素を分割するマトリックスが、請求項1から4までのいずれか1項記載の組成物又はその化学線硬化によって得られる生成物を含み、有利には請求項1から4までのいずれか1項記載の組成物又はその化学線硬化によって得られる生成物からなり、請求項1から4までのいずれか1項記載の組成物を基板に塗布し、マスクを介して露光し、現像し且つ硬化するので、凹みが架橋した隆起(マトリックス)の間に形成され、その後、着色インクをパターンに従って、インクジェットプリンティング又はフォトリソグラフィーによってこれらの凹みに塗布し、その際、各インクが規則的なパターンに従って一部の凹みのみに残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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