JP2014037530A - 染料用塩 - Google Patents

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Abstract

【課題】有機溶媒への溶解性に優れた塩を提供する。
【解決手段】式(1)で表されるアニオンと、該アニオンと塩形成しうる染料に由来するオニウムカチオンとの塩。
Figure 2014037530

[式(1)中、Z及びZは、それぞれ独立に、1価のプロトン供与性置換基からプロトンを放出してなる置換基を2個有する基を表す。]
前記オニウムカチオンが、シアニン染料に由来するカチオン、トリアリールメタン染料に由来するカチオン又はキサンテン染料に由来するカチオンである塩。
【選択図】なし

Description

本発明は、染料として有用な塩に関するものである。
染料は、例えば、繊維材料、液晶表示装置、インクジェット及び記録材料などの分野で使用されている。
このような染料としては、例えば、下記式(d−1)で表される化合物、式(d−2)で表される化合物及び式(h−1)で表される化合物が知られている(特許文献1、2及び非特許文献1)。
Figure 2014037530

Figure 2014037530
特開2008−106111号公報 特開2011−100114号公報 Wuhan Daxue Xuebao,Lixueban、第51巻第6期、699−703頁、2005年.
従来から知られる上記の化合物は、有機溶媒への溶解性が必ずしも十分に満足できない場合があった。
本発明は、以下の[1]〜[6]を提供するものである。
[1]式(1)で表されるアニオンと、該アニオンと塩形成しうる染料に由来するオニウムカチオンとの塩。
Figure 2014037530
[式(1)中、Z及びZは、それぞれ独立に、1価のプロトン供与性置換基からプロトンを放出してなる置換基を2個有する基を表す。]
[2]前記オニウムカチオンが、シアニン染料に由来するカチオン、トリアリールメタン染料に由来するカチオン又はキサンテン染料に由来するカチオンである[1]記載の塩。
[3]Z及びZが、それぞれ独立に、下記式(a1)〜(a10)で表される基のいずれかであるである[1]又は[2]に記載の塩。
Figure 2014037530

Figure 2014037530

Figure 2014037530
(式中、R21及びR22はそれぞれ独立に、水素原子、置換されていてもよい炭素数1〜6のアルキル基、置換されていてもよい炭素数3〜7のシクロアルキル基または置換されていてもよいフェニル基を表し、R23〜R92はそれぞれ独立に、水素原子、炭素数1〜4のアルキル基、炭素数1〜4のアルコキシル基、炭素数1〜4のハロアルキル基、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、アミノ基またはニトロ基を表す。)
[4]Z及びZが、それぞれ独立に、式(a−1)、式(a−5)、式(a−6)または式(a−8)で表される基である[3]に記載の塩。
[5]1価のプロトン供与性置換基からプロトンを放出してなる置換基を2個有する基が、1価のプロトン供与性置換基を2個有する化合物の2個の該プロトン供与性置換基それぞれからプロトンが放出されている基であり、1価のプロトン供与性置換基を2個有する化合物が、置換基を有していてもよいカテコール、置換基を有していてもよい2,3−ジヒドロキシナフタレン、置換基を有していてもよい2,2’−ビフェノール、置換基を有していてもよい3−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸、置換基を有していてもよい2−ヒドロキシ−1−ナフトエ酸、置換基を有していてもよい1−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸、置換基を有していてもよいビナフトール、置換基を有していてもよいサリチル酸、置換基を有していてもよいベンジル酸又は置換基を有していてもよいマンデル酸である[1]〜[4]のいずれかに記載の塩。
[6] [1]〜[5]のいずれかに記載の塩を有効成分として含む染料。
[7] [6]に記載の染料を含む着色組成物。
本発明の塩は、有機溶媒への溶解性に優れる。
本発明の塩は、式(1)で表されるアニオンと、該アニオンと塩形成しうる染料に由来するオニウムカチオンとの塩である。
Figure 2014037530
[式(1)中、Z及びZは、それぞれ独立に、1価のプロトン供与性置換基からプロトンを放出してなる置換基を2個有する基を表す。]
本発明の塩の−電荷と+電荷とは同一である。
該アニオンと塩形成しうる染料としては、シアニン染料、アントラキノン染料、トリアリールメタン染料、キサンテン染料、フタロシアニン染料、ジアリールメタン染料、アクリジン染料、アジン染料、チアジン染料、オキサジン染料、アザメチン染料及びアゾ染料等が挙げられる。中でも、シアニン染料、トリアリールメタン染料、キサンテン染料及びアントラキノン染料が好ましい。このような本発明の塩は、染料に由来するカチオンから構成されることにより、染料として有用な色性能を示す。
オニウムカチオンとしては、例えば、それぞれ上記染料に由来するアンモニウムカチオン、オキソニウムカチオン、スルホニウムカチオン、ホスホニウムカチオン等が挙げられる。
以下、本発明の塩を構成するカチオンについて、その由来となる染料を挙げて具体的に例示する。
シアニン染料に由来するカチオンとしては、例えば、式(1−1)〜式(1−42)でそれぞれ表されるシアニン骨格を有するカチオン等が挙げられる。尚、式中「n−Pr」はn−プロピル基を表し、「n−Bu」はn−ブチル基を表し、「s−Bu」はsec−ブチル基を表す。
シアニン染料としては、式(1−1)〜式(1−42)でそれぞれ表されるカチオンと上記の対アニオンとの塩が挙げられる。対アニオンとしては、ハロゲン化物イオン(例えば、Cl、Br、I)、過塩素酸アニオン、塩素酸アニオン、チオシアン酸アニオン、六フッ化リンアニオン、六フッ化アンチモンアニオン、四フッ化ホウ素アニオン、CSO 、CH−CSO 、CFSO 等が挙げられる。
Figure 2014037530
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トリアリールメタン染料に由来するカチオンを導く染料としては、C.I.Basic Red 9、C.I.Basic Violet 1、C.I.Basic Violet 2、C.I.Basic Violet 3、C.I.Basic Violet 4、C.I.Basic Violet 13、C.I.Basic Violet 14、C.I.Basic Violet 23、C.I.Basic Blue 1、C.I.Basic Blue 5、C.I.Basic Blue 7、C.I.Basic Blue 8、C.I.Basic Blue 11、C.I.Basic Blue 15、C.I.Basic Blue 18、C.I.Basic Blue 20、C.I.Basic Blue 21、C.I.Basic Blue 24、C.I.Basic Blue 26、C.I.Basic Green 1、C.I.Basic Green 4等、及び、下式(g−1)〜(g−7)でそれぞれ表される染料等が挙げられる。また、これらの前駆体となり得る染料、例えば、C.I.Solvent Blue 5(C.I.Basic Blue 7の前駆体となり得る)等も挙げられる。
Figure 2014037530
キサンテン染料に由来するカチオンを導く染料、即ちキサンテン染料とは、分子内にキサンテン骨格を有する染料の総称である。該キサンテン骨格上に置換されていてもよいアミノ基を少なくとも一つ有していることが好ましく、置換されていてもよいアミノ基を二つ有していることがより好ましい。本発明の塩に含有されるカチオンは、置換されていてもよいアミノ基の窒素原子が正電荷を帯びた構造を有するカチオンであることが好ましく、イミニウムカチオンであることがより好ましい。
かかるキサンテン染料としては、エオシン(Eosin)系染料、フルオレセイン(Fluorescein)系染料、ローダミン(Rhodamine)系染料、ピロニン(Pyronine)系染料、ローザミン(Rosamine)系染料等が挙げられる。また、Synlett, 2010, No. 1, p. 89-92に記載されているような、キサンテン骨格の酸素原子が硫黄原子、セレン原子又はテルル原子に置換されたローダミン(Rhodamine)系染料やローザミン(Rosamine)系染料等も挙げられる。
キサンテン染料は、通常、Cl又はPF 等の無機アニオンを有するか、分子内にカルボキシラート基(−COO)やスルホナート基(−SO )等の酸性基を有する。前者の場合、キサンテン染料はいわゆる塩基性染料であり、キサンテン染料に由来するカチオンは、通常、キサンテン染料から無機アニオンの一部又は全部(好ましくは全部)を除いたカチオンである。後者の場合、キサンテン染料はいわゆる内部塩であり、キサンテン染料に由来するカチオンは、通常、かかる内部塩が有する酸性基の一部又は全部(好ましくは全部)が中和された構造のカチオンである。ここで、酸性基としては、例えば、カルボキシラート基(−COO)が中和された基はカルボキシ基(−COOH)又はその塩(−COONa等)、スルホナート基(−SO )が中和された基はスルホ基(−SOH)又はその塩(−SONa等)が挙げられる。
キサンテン染料のうち塩基性染料の具体例としては、C.I.Basic Red 1、C.I.Basic Red 2、C.I.Basic Red 3、C.I.Basic Red 4、Basic Red 8、Basic Red 11、C.I.Basic Violet 10、C.I.Basic Violet 11、C.I.Basic Violet 25、及び、下式(h−1)〜(h−86)でそれぞれ表される染料等が挙げられる。
Figure 2014037530
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キサンテン染料のうち内部塩の具体例としては、C.I.Mordant Red 27、及び、下式(h−100)〜(h−122)でそれぞれ表される染料等が挙げられる。
Figure 2014037530
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アントラキノン染料に由来するカチオンを導く染料としては、C.I.Basic Blue 22、C.I.Basic Blue 35、C.I.Basic Blue 45、C.I.Basic Blue 47等が挙げられる。
式(1)
Figure 2014037530
[式(1)中、Z及びZは、それぞれ独立に、1価のプロトン供与性置換基からプロトンを放出してなる置換基を2つ有する基を表す。]
で表されるアニオンにおける、1価のプロトン供与性置換基からプロトンを放出してなる置換基を2個有する基は、1価のプロトン供与性置換基を2個有する化合物の2個の該プロトン供与性置換基それぞれからプロトンが放出されている基であり、式(1)においては、このプロトンが放出された2個の結合手を介してZ、Zはそれぞれホウ素原子と結合している。1価のプロトン供与性置換基としてはカルボキシル基、ヒドロキシ基等を挙げることができる。
、Zとしては、下記式(a1)〜(a10)で表される基を挙げることができる。
Figure 2014037530

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(式中、R21及びR22はそれぞれ独立に、水素原子、置換されていてもよい炭素数1〜6のアルキル基、置換されていてもよい炭素数3〜7のシクロアルキル基または置換されていてもよいフェニル基を表し、R23〜R92はそれぞれ独立に、水素原子、炭素数1〜4のアルキル基、炭素数1〜4のアルコキシ基、炭素数1〜4のハロアルキル基、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、アミノ基またはニトロ基を表す。)
好ましくは式(a−1)、式(a−5)、式(a−6)及び式(a−8)で表される基であり、さらに好ましくは式(a−1)及び式(a−8)で表される基であり、さらにより好ましくは式(a−1)で表される基である。製造の簡便さの点からは、ZとZは同一であることが好ましい。また、式(1)においてZ、Zそれぞれはホウ素原子と結合して該ホウ素原子を含む5員環、6員環または7員環を形成することが好ましい。
1価のプロトン供与性置換基を2個有する化合物としては、置換基を有していてもよいカテコール、置換基を有していても良い2,3−ジヒドロキシナフタレン、置換基を有していてもよい2,2’−ビフェノール、置換基を有していてもよい3−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸、置換基を有していてもよい2−ヒドロキシ−1−ナフトエ酸、置換基を有していてもよい1−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸、置換基を有していてもよいビナフトール、置換基を有していてもよいサリチル酸、置換基を有していてもよいベンジル酸又は置換基を有していてもよいマンデル酸であることが好ましい。
前記の置換基を有していてもよいサリチル酸としては、例えば、サリチル酸、3−メチルサリチル酸、3−tert−ブチルサリチル酸、3−アミノサリチル酸、3−クロロサリチル酸、4−ブロモサリチル酸、3−メトキシサリチル酸、3−ニトロサリチル酸、4−トリフルオロメチルサリチル酸、3,5−ジ−tert−ブチルサリチル酸、3,5−ジブロモサリチル酸、3,5−ジクロロサリチル酸、3,5,6−トリクロロサリチル酸、3−ヒドロキシサリチル酸(別名:2,3−ジヒドロキシ安息香酸)、4−ヒドロキシサリチル酸(別名:2,4−ジヒドロキシ安息香酸)、5−ヒドロキシサリチル酸(別名:2,5−ジヒドロキシ安息香酸)、6−ヒドロキシサリチル酸(別名:2,6−ジヒドロキシ安息香酸)等が挙げられる。
前記の置換基を有していてもよいベンジル酸としては、例えば、
Figure 2014037530
等が挙げられる。
前記の置換基を有していてもよいマンデル酸としては、例えば、
Figure 2014037530

等が挙げられる。
1価のプロトン供与性置換基からプロトンを放出してなる置換基を2個有する基の具体例は、サリチル酸に対する
Figure 2014037530
の如く、上記した1価のプロトン供与性置換基を2個有する化合物の各例における、2個の該プロトン供与性置換基それぞれからプロトンを削除したものを挙げることができる。
式(1)で表されるアニオンとしては、例えば、アニオン(BC−1)〜アニオン(BC−28)等が挙げられる。
Figure 2014037530
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中でも、式(1)で表されるアニオンとしては、アニオン(BC−1)、アニオン(BC−2)、アニオン(BC−3)、アニオン(BC−25)、アニオン(BC−26)、アニオン(BC−27)が好ましく、アニオン(BC−1)、アニオン(BC−25)がより好ましく、アニオン(BC−1)がさらに好ましい。これらのアニオンであると、本発明の塩は有機溶剤への溶解性に優れる傾向がある。
本発明の塩としては、例えば、下記表2〜表4に記載の塩(I−1)〜塩(I−90)等が挙げられる。
Figure 2014037530
Figure 2014037530
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本発明の塩は、染料と、式(1)で表されるアニオンのアルカリ金属塩とを、溶媒中で混合することで製造することができる。アルカリ金属としては、リチウム、ナトリウム、カリウム等が挙げられる。
混合時に用いる溶媒としては、N,N−ジメチルホルミアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドン、ジメチルスルホキシド、アセトニトリル、酢酸エチル、トルエン、メタノール、エタノール、イソプロパノール、アセトン、テトラヒドロフラン、ジオキサン、水、クロロホルム等が挙げられる。
中でも、N,N−ジメチルホルミアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドン、ジメチルスルホキシド、メタノール、エタノール、イソプロパノール及び水が好ましい。これらの溶媒であると、染料及び式(1)で表されるアニオンのアルカリ金属塩の溶解度が高い傾向にある。
溶媒が水である場合、染料及び式(1)で表されるアニオンのアルカリ金属塩を溶媒へ溶解させるため、酢酸や塩酸等の酸を加えてもよい。
染料と式(1)で表されるアニオンのアルカリ金属塩との混合は、両者を上記の溶媒に溶解させて行ってもよいし、溶解させずに行ってもよい。しかしながら、両者が溶解する溶媒を用いて、かつ溶解させて行うことにより、高い収率で本発明の塩を得ることができる。
染料と式(1)で表されるアニオンのアルカリ金属塩との混合温度は、好ましくは0℃〜150℃、より好ましくは10℃〜120℃、さらに好ましくは20℃〜100℃である。
また、混合時間は、好ましくは1時間〜72時間、より好ましくは2時間〜24時間、さらに好ましくは3時間〜12時間である。
混合に用いた溶媒が水と相溶する溶媒である場合は、該溶液にイオン交換水を加え、さらに1〜3時間攪拌する。その後、析出物を濾過により取得すれば、本発明の塩を得ることができる。必要に応じて、イオン交換水で洗浄してもよい。
混合に用いた溶媒が水と相溶しない溶媒である場合は、該溶液にイオン交換水を加え、さらに1〜3時間攪拌する。その後、有機層を分液により取得すれば、本発明の塩を含む溶液を得ることができる。必要に応じて、イオン交換水で洗浄してもよい。本発明の塩を含む溶液から溶媒を除去することにより、本発明の塩を得ることができる。
さらに、本発明の塩をアセトニトリル、酢酸エチル、トルエン、メタノール、エタノール、イソプロパノール、アセトン、クロロホルム等の溶媒に溶解させて、再結晶により精製してもよい。
染料は、市販のものを用いてもよいし、例えば、細田豊著「理論製造 染料化学」、技報堂、396〜402、357〜366、369〜377及び235〜241ページ、松居正樹監修「機能性色素の合成と応用技術」,シーエムシー出版,89〜96頁、Synlett, 2010, No. 1, p. 89-92、J. Organic Chemistry, 2008, Vol. 73, 8711-8718等に記載の公知の方法で製造したものを用いてもよい。
式(1)で表されるアニオンのアルカリ金属塩は、市販のものを用いてもよいし、例えば、特許第4097704号や特許第4341251号及びJournal of The Electrochemical Society,第148巻第1期、2001年.に記載される方法に準じて製造できる。
かくして得られた本発明の塩は、染料として有用である。また、本発明の塩は、有機溶媒への溶解性が高いことから、特に、液晶表示装置などの表示装置のカラーフィルタに用いられる染料として有用である。
本発明の染料は、本発明の塩を有効成分とする染料である。
本発明の着色組成物は、着色剤(以下「着色剤(A)」という場合がある)として本発明の染料を含み、さらに樹脂(B)を含むことが好ましい。本発明の着色組成物は、さらに重合性化合物(C)、重合開始剤(D)及び溶剤(E)を含むことがより好ましい。
着色剤(A)は、本発明の染料のほかに、さらに顔料及び/又は本発明の染料とは異なる染料を含んでいてもよい。
本発明の染料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)、又はバット(Vat)に分類されている染料等が挙げられる。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.ソルベントイエロー25,79,81,82、83,89;
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等。
顔料としては、顔料分散レジストに通常用いられる有機顔料又は無機顔料が挙げられる。無機顔料としては、金属酸化物や金属錯塩のような金属化合物が挙げられ、具体的には、鉄、コバルト、アルミニウム、カドミウム、鉛、銅、チタン、マグネシウム、クロム、亜鉛、アンチモン等の金属の酸化物又は複合金属酸化物が挙げられる。また有機顔料及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.ピグメントイエロー20、24、31、53、83、86、93、94、109、110、117、125、137、138、139、147、148、150、153、154、166、173、180;
C.I.ピグメントオレンジ13、31、36、38、40、42、43、51、55、59、61、64、65、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、264;
C.I.ピグメントバイオレット14、19、23、29、32、33、36、37、38;
C.I.ピグメントグリーン7、10、15、25、36、47、58等。
着色剤(A)の含有量は、着色組成物中の固形分に対して、好ましくは5〜60質量%である。ここで、固形分とは、着色組成物中の、溶剤を除く成分の合計をいう。
着色剤(A)中に含まれる本発明の染料の含有量は、好ましくは3〜100質量%である。
本発明の染料とは異なる染料、及び顔料は、それぞれ単独でも2種以上を組み合わせて本発明の染料と共に用いてもよい。
樹脂(B)としては、特に限定されるものではなく、どのような樹脂を用いてもよい。樹脂(B)は、アルカリ可溶性樹脂であることが好ましく、(メタ)アクリル酸から導かれる構造単位を含む樹脂であることがより好ましい。ここで、(メタ)アクリル酸は、アクリル酸及び/又はメタクリル酸を表す。
樹脂(B)としては、具体的には、メタクリル酸/ベンジルメタクリレート共重合体、メタクリル酸/ベンジルメタクリレート/スチレン共重合体、メタクリル酸/ベンジルメタクリレート/イソボルニルメタクリレート共重合体、メタクリル酸/スチレン/ベンジルメタクリレート/N−フェニルマレイミド共重合体、メタクリル酸/スチレン/グリシジルメタクリレート共重合体等が挙げられる。
樹脂(B)のポリスチレン換算重量平均分子量は、5,000〜35,000が好ましく、より好ましくは6,000〜30,000である。
樹脂(B)の酸価は、50〜150mg−KOH/gが好ましく、より好ましくは60〜135mg−KOH/gである。
樹脂(B)の含有量は、着色組成物の固形分に対して、好ましくは7〜65質量%であり、より好ましくは13〜60質量%である。
重合性化合物(C)は、重合開始剤(D)から発生した活性ラジカル、酸等によって重合しうる化合物であれば、特に限定されるものではない。例えば、重合性のエチレン性不飽和結合を有する化合物等が挙げられる。
前記の重合性化合物(C)としては、重合性基を3個以上有する重合性化合物であることが好ましい。重合性基を3以上有する重合性化合物としては、例えば、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ペンタエリスリトールテトラメタクリレート、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート、ジペンタエリスリトールペンタメタクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサメタクリレート等が挙げられる。前記の重合性化合物(C)は、単独でも2種以上を組み合わせて用いてもよい。
重合性化合物(C)の含有量は、着色組成物の固形分に対して、5〜65質量%であることが好ましく、より好ましくは10〜60質量%である。
前記の重合開始剤(D)としては、活性ラジカル発生剤、酸発生剤等が挙げられる。活性ラジカル発生剤は熱又は光の作用によって活性ラジカルを発生する。前記の活性ラジカル発生剤としては、アルキルフェノン化合物、チオキサントン化合物、トリアジン化合物、オキシム化合物等が挙げられる。
前記のアルキルフェノン化合物としては、例えば、2−メチル−2−モルホリノ−1−(4−メチルスルファニルフェニル)プロパン−1−オン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン、ベンジルジメチルケタール、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−〔4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル〕プロパン−1−オン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン等が挙げられる。
前記のチオキサントン化合物としては、例えば、2−イソプロピルチオキサントン、4−イソプロピルチオキサントン、2,4−ジエチルチオキサントン、2,4−ジクロロチオキサントン、1−クロロ−4−プロポキシチオキサントン等が挙げられる。
前記のトリアジン化合物としては、例えば、2,4−ビス(トリクロロメチル)−6−(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−(4−メトキシナフチル)−1,3,5−トリアジン、2,4−ビス(トリクロロメチル)−6−(4−メトキシスチリル)−1,3,5−トリアジン、2,4−ビス(トリクロロメチル)−6−〔2−(5−メチルフラン−2−イル)エテニル〕−1,3,5−トリアジン、2,4−ビス(トリクロロメチル)−6−〔2−(フラン−2−イル)エテニル〕−1,3,5−トリアジン、2,4−ビス(トリクロロメチル)−6−〔2−(4−ジエチルアミノ−2−メチルフェニル)エテニル〕−1,3,5−トリアジン、2,4−ビス(トリクロロメチル)−6−〔2−(3,4−ジメトキシフェニル)エテニル〕−1,3,5−トリアジン等が挙げられる。
前記のオキシム化合物としては、例えば、O−アシルオキシム系化合物が挙げられ、その具体例としては、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)ブタン−1−オン−2−イミン、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、N−アセトキシ−1−[9−エチル−6−(2−メチルベンゾイル)−9H−カルバゾール−3−イル]エタン−1−イミン、N−アセトキシ−1−[9−エチル−6−{2−メチル−4−(3,3−ジメチル−2,4−ジオキサシクロペンタニルメチルオキシ)ベンゾイル}−9H−カルバゾール−3−イル]エタン−1−イミン等が挙げられる。
また、活性ラジカル発生剤としては、例えば、2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキサイド、2,2’−ビス(o−クロロフェニル)−4,4’,5,5’−テトラフェニル−1,2’−ビイミダゾール、10−ブチル−2−クロロアクリドン、2−エチルアントラキノン、ベンジル、9,10−フェナンスレンキノン、カンファーキノン、フェニルグリオキシル酸メチル、チタノセン化合物等を用いてもよい。
前記の酸発生剤としては、例えば、4−ヒドロキシフェニルジメチルスルホニウムp−トルエンスルホナート、4−ヒドロキシフェニルジメチルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、4−アセトキシフェニルジメチルスルホニウムp−トルエンスルホナート、4−アセトキシフェニル・メチル・ベンジルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、トリフェニルスルホニウムp−トルエンスルホナート、トリフェニルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、ジフェニルヨードニウムp−トルエンスルホナート、ジフェニルヨードニウムヘキサフルオロアンチモネート等のオニウム塩類や、ニトロベンジルトシレート類、ベンゾイントシレート類等を挙げることができる。
前記の重合開始剤は、単独でも2種以上を組み合わせて用いてもよい。
重合開始剤(D)の含有量は、樹脂(B)及び重合性化合物(C)の合計量100質量部に対して、好ましくは0.1〜30質量部であり、より好ましくは1〜20質量部である。重合開始剤の含有量が、前記の範囲にあると、高感度化して露光時間が短縮され生産性が向上することから好ましい。
溶剤(E)としては、例えば、エーテル類、芳香族炭化水素類、ケトン類、アルコール類、エステル類、アミド類等が挙げられる。
前記のエーテル類としては、例えば、テトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン、1,4−ジオキサン、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、エチレングリコールモノプロピルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、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、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、ジエチレングリコールジプロピルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノプロピルエーテルアセテート、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート等が挙げられる。
前記の芳香族炭化水素類としては、例えば、ベンゼン、トルエン、キシレン、メシチレン等が挙げられる。
前記のケトン類としては、例えば、アセトン、2−ブタノン、2−ヘプタノン、3−ヘプタノン、4−ヘプタノン、4−メチル−2−ペンタノン、4−ヒドロキシ−4−メチル−2−ペンタノン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン等が挙げられる。
前記のアルコール類としては、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、ヘキサノール、シクロヘキサノール、エチレングリコール、グリセリン等が挙げられる。
前記のエステル類としては、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、乳酸ブチル、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、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、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−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、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、3−メトキシブチルアセテート、3−メチル−3−メトキシブチルアセテート、γ−ブチロラクトン等が挙げられる。
前記のアミド類としては、例えば、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドン等が挙げられる。
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。
着色組成物における溶剤(E)の含有量は、着色組成物に対して、好ましくは70〜95質量%であり、より好ましくは75〜90質量%である。
本発明の着色組成物は、必要に応じて、界面活性剤、充填剤、他の高分子化合物、密着促進剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、連鎖移動剤等の種々の添加剤を含んでもよい。
本発明の塩は、染料として有用である。モル吸光係数が高く、かつ有機溶媒への高い溶解性を示すことから、特に、液晶表示装置等の表示装置のカラーフィルタに用いられる染料として有用である。
また、本発明の塩を含む着色組成物は、カラーフィルタをその構成部品の一部として備える表示装置(例えば、公知の液晶表示装置、有機EL装置等)、固体撮像素子等の種々の着色画像に関連する機器に、公知の態様で利用することができる。
以下、実施例によって本発明の着色感光性樹脂組成物についてより詳細に説明する。例中の「%」及び「部」は、特記ない限り、質量%及び質量部である。
式(1)で表されるアニオンのアルカリ金属塩の合成例1
水酸化リチウム一水和物(和光純薬工業(株)製)1.30部にメタノール13部を加え、60℃で撹拌した。さらに、ホウ酸(和光純薬工業(株)製)1.92部と2,2’−ビフェノール(東京化成工業(株)製)11.55部をメタノール67部に溶解させた溶液を加え、60℃で7時間撹拌した。該混合液を室温まで冷却した後、析出物を吸引濾過で取得し、アセトン70部で洗浄し、式(BC−26−Li)で表される化合物を5.62部得た。
Figure 2014037530
式(1)で表されるアニオンのアルカリ金属塩の合成例2
水酸化ナトリウム(和光純薬工業(株)製)2.00部にメタノール100部を加え、溶解させた。さらに、2,3−ジヒドロキシナフタレン(東京化成工業(株)製)16.02部とホウ酸(和光純薬工業(株)製)3.09部を加え、室温で2時間、さらに65℃で8時間撹拌した。該混合液を室温まで冷却した後、析出物を吸引濾過で取得し、イオン交換水268部、メタノール331部、アセトニトリル869部で洗浄し、式(BC−25−Na)で表される化合物を4.16部得た。
Figure 2014037530
式(1)で表されるアニオンのアルカリ金属塩の合成例3
水酸化ナトリウム(和光純薬工業(株)製)2.00部にメタノール50部を加え、溶解させた。さらに、3−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸(東京化成工業(株)製)18.82部をメタノール50部に溶解させた溶液を加え、65℃に昇温して、15分攪拌した。さらに、ホウ酸(和光純薬工業(株)製)3.09部を加え、65℃で6時間撹拌した。該混合液を室温まで冷却した後、析出物を吸引濾過で取得し、イオン交換水607部、メタノール95部で洗浄し、式(BC−27−Na)で表される化合物を15.34部得た。
Figure 2014037530
式(1)で表されるアニオンのアルカリ金属塩の合成例4
水酸化リチウム一水和物(和光純薬工業(株)製)1.30部に水19部を加え、室温で撹拌した。さらに、ホウ酸(和光純薬工業(株)製)1.92部と2,4−ジヒドロキシ安息香酸(東京化成工業(株)製)9.56部を加え、100℃で1時間撹拌した。該混合液を室温まで冷却した後、析出物を吸引濾過で取得し、冷イオン交換水50部で洗浄し、式(BC−3−Li)で表される化合物を5.90部得た。
Figure 2014037530
式(1)で表されるアニオンのアルカリ金属塩の合成例5
水酸化ナトリウム(和光純薬工業(株)製)2.00部にメタノール50部を加え、溶解させた。さらに、2,5−ジヒドロキシ安息香酸(東京化成工業(株)製)15.41部とホウ酸(和光純薬工業(株)製)3.09部を加え、室温で3.5時間、さらに65℃で5時間撹拌した。該混合液を室温まで冷却した後、析出物を吸引濾過で取得し、メタノール15部で洗浄し、式(BC−2−Na)で表される化合物を6.78部得た。
Figure 2014037530
式(1)で表されるアニオンのアルカリ金属塩の合成例6
水酸化ナトリウム(和光純薬工業(株)製)2.00部にメタノール50部を加え、溶解させた。さらに、2,6−ジヒドロキシ安息香酸(東京化成工業(株)製)15.41部とホウ酸(和光純薬工業(株)製)3.09部を加え、65℃で8.5時間撹拌した。該混合液を室温まで冷却した後、析出物を吸引濾過で取得し、イオン交換水237部で洗浄し、式(BC−1−Na)で表される化合物を10.90部得た。
Figure 2014037530
実施例1
(h−1)で表される化合物2.00部をN−メチルピロリドン10部に溶解させた溶液に、式(BC−26−Li)で表される化合物1.26部をN−メチルピロリドン19部に溶解させた溶液を室温にて添加し、8時間攪拌した。該混合液にイオン交換水116部を加え、さらに4時間攪拌した。その後、析出物を吸引濾過で取得し、イオン交換水144部で洗浄し、式(I−83)で表される塩を2.07部得た。
Figure 2014037530
Figure 2014037530
実施例2
(h−1)で表される化合物2.00部をN−メチルピロリドン10部に溶解させた溶液に、式(BC−25−Na)で表される化合物1.15部をN−メチルピロリドン5.7部に溶解させた溶液を室温にて添加し、6時間攪拌した。該混合液にイオン交換水63部を加え、さらに1時間攪拌した。その後、析出物を吸引濾過で取得し、イオン交換水64部で洗浄し、式(I−65)で表される塩を2.65部得た。
Figure 2014037530
実施例3
(h−1)で表される化合物2.00部をN−メチルピロリドン10部に溶解させた溶液に、式(BC−3−Li)で表される化合物1.33部をN−メチルピロリドン6.7部に溶解させた溶液を室温にて添加し、7時間攪拌した。該混合液にイオン交換水67部を加え、さらに1時間攪拌した。その後、析出物を吸引濾過で取得し、イオン交換水67部で洗浄し、式(I−82)で表される塩を2.76部得た。
Figure 2014037530
実施例4
(h−1)で表される化合物2.00部をN−メチルピロリドン10部に溶解させた溶液に、式(BC−2−Na)で表される化合物1.05部をN−メチルピロリドン5.3部に溶解させた溶液を室温にて添加し、7時間攪拌した。該混合液にイオン交換水61部を加え、さらに1時間攪拌した。その後、析出物を吸引濾過で取得し、イオン交換水65部で洗浄し、式(I−48)で表される塩を2.44部得た。
Figure 2014037530
実施例5
(h−1)で表される化合物2.00部をN−メチルピロリドン10部に溶解させた溶液に、式(BC−1−Na)で表される化合物1.11部をN−メチルピロリドン5.5部に溶解させた溶液を室温にて添加し、7時間攪拌した。該混合液にイオン交換水124部を加え、さらに1時間攪拌した。その後、析出物を吸引濾過で取得し、イオン交換水124部で洗浄し、式(I−31)で表される塩を1.02部得た。
Figure 2014037530
実施例6
(h−1)で表される化合物2.00部をN−メチルピロリドン10部に溶解させた溶液に、式(BC−27−Na)で表される化合物1.11部をN−メチルピロリドン5.5部に溶解させた溶液を室温にて添加し、7時間攪拌した。該混合液にイオン交換水62部を加え、さらに1時間攪拌した。その後、析出物を吸引濾過で取得し、イオン交換水42部で洗浄し、式(I−84)で表される塩を2.89部得た。
Figure 2014037530
実施例7
C.I.Basic Violet 11(Aizen Cathilon Brilliant Pink CD−BH、保土谷化学工業(株)製)2.00部をN−メチルピロリドン10部に溶解させた溶液に、式(BC−2−Na)で表される化合物1.38部をN−メチルピロリドン6.9部に溶解させた溶液を室温にて添加し、7時間攪拌した。該混合液にイオン交換水68部を加え、さらに1時間攪拌した。その後、析出物を吸引濾過で取得し、イオン交換水145部で洗浄し、式(I−18)で表される塩を2.83部得た。
Figure 2014037530
実施例8
C.I.Basic Violet 11(Aizen Cathilon Brilliant Pink CD−BH、保土谷化学工業(株)製)2.00部をN−メチルピロリドン10部に溶解させた溶液に、式(BC−25−Na)で表される化合物1.33部をN−メチルピロリドン6.7部に溶解させた溶液を室温にて添加し、7時間攪拌した。該混合液にイオン交換水67部を加え、さらに1時間攪拌した。その後、析出物を吸引濾過で取得し、イオン交換水50部で洗浄し、式(I−28)で表される塩を2.50部得た。
Figure 2014037530
実施例9
式(XA−1)で表される化合物4.00部にN−メチルピロリドン28部を加え、室温にて攪拌した。さらに、ジブチルアミン(東京化成工業(株)製)6.85部を加え、65℃に昇温して、1.5時間攪拌した。該混合液を室温まで冷却した後、25℃以下に保ちながら、10%塩酸388部に添加し、さらに1時間攪拌した。析出物を吸引濾過で取得し、イオン交換水388部で洗浄し、式(h−120)で表される化合物を3.01部得た。
Figure 2014037530
Figure 2014037530
式(h−120)で表される化合物1.00部をN−メチルピロリドン5部に溶解させた溶液に、式(BC−1−Na)で表される化合物0.57部を室温にて添加し、60℃に昇温して、9時間攪拌した。該混合液を室温まで冷却し、10%食塩水20部を加え、さらに1時間攪拌した。その後、析出物を吸引濾過で取得し、イオン交換水19部で洗浄し、式(I−45)で表される塩を1.38部得た。
Figure 2014037530
実施例10
式(XA−1)で表される化合物10.0部、イソプロピルアルコール(和光純薬工業(株)製)40部を室温で混合し、混合物にジエチルアミン(東京化成工業(株)製)7.2部を滴下し、65℃に昇温して3時間攪拌した。反応液を室温まで冷却後、0.5%食塩水280部に投入した。得られた析出物を吸引濾過の残渣として取得し、イオン交換水200部で洗浄後乾燥し、式(h−100)で表される化合物8.0部を得た。収率は68%であった。
式(h−100)で表される化合物の同定
(質量分析)イオン化モード=ESI: m/z= [M+H] 479.3
Exact Mass: 478.2
式(h−100)で表される化合物1.00部をN−メチルピロリドン5部に溶解させた溶液に、式(BC−1−Na)で表される化合物0.71部を室温にて添加し、60℃に昇温して、9時間攪拌した。該混合液を室温まで冷却し、10%食塩水20部を加え、さらに1時間攪拌した。その後、析出物を吸引濾過で取得し、イオン交換水19部で洗浄し、式(I−43)で表される塩を1.30部得た。
Figure 2014037530
Figure 2014037530

実施例11
式(h−1)で表される化合物4.07部をN−メチルピロリドン20部に溶解させた溶液に、式(BC−18−Na)で表される化合物3.54部を室温にて添加し、6時間攪拌した。該混合液に10%食塩水20部を加え、さらに1時間攪拌した。その後、析出物を吸引濾過で取得し、イオン交換水19部で洗浄し、式(I−88)で表される塩を6.29部得た。
Figure 2014037530

Figure 2014037530

実施例12
C.I.Basic Violet 11 3.94部をN−メチルピロリドン20部に溶解させた溶液に、式(BC−18−Na)で表される化合物3.16部を室温にて添加し、6時間攪拌した。該混合液に10%食塩水20部を加え、さらに1時間攪拌した。その後、析出物を吸引濾過で取得し、イオン交換水19部で洗浄し、式(I−89)で表される塩を6.34部得た。
Figure 2014037530
実施例13
C.I.Basic Red 1 4.00部をN−メチルピロリドン20部に溶解させた溶液を60℃に昇温し、C.I.Solvent Yellow 21 2.90部をN−メチルピロリドン14.5部に溶解させた溶液を加え、60℃に昇温して3時間撹拌した。
該混合液に式(BC−18−Na)で表される化合物2.44部を添加し、60℃でさらに8時間攪拌した。該混合液を室温まで冷却し、イオン交換水138部を加え、さらに1時間攪拌した。その後、析出物を吸引濾過で取得し、イオン交換水213部で洗浄し、式(I−90)で表される塩と、式(IA−1)で表されるC.I.Basic Red 1のカチオンとC.I.Solvent Yellow 21のアニオンの塩との混合塩(以下、混合塩(I−90−IA−1)と表す)を7.47部得た。

Figure 2014037530

Figure 2014037530
〔吸光度の測定〕
塩0.35gを溶媒に溶解して体積を250cm3とし、そのうちの2cmを溶媒で希釈して100cmとして、濃度0.028g/Lの溶液を調整した。該溶液について、紫外可視分光光度計(V−650DS;日本分光(株)製)(石英セル、光路長;1cm)を用いて極大吸収波長(λmax)及び極大吸収波長(λmax)での吸光度を測定した。用いた溶媒とともに、結果を表5に示す。DMFは、N,N−ジメチルホルミアミドの略である。
Figure 2014037530
〔溶解性の評価〕
実施例1〜12でそれぞれ得られた塩、式(h−1)、式(h−120)、式(h−100)でそれぞれ表される化合物並びにC.I.Basic Violet 11について、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(以下、PGMEAと略す)、プロピレングリコールモノメチルエーテル(以下、PGMEと略す)、乳酸エチル(以下、ELと略す)への溶解度を、以下のようにして求めた。
また、実施例13で得られた混合塩I−90−IA−1並びに、C.I.Basic Red 1について、N,N−ジメチルホルムアミド(以下、DMFと略す)、ジアセトンアルコール(以下、DAAと略す)への溶解度を、以下のようにして求めた。
50mLサンプル管中、下記の割合で化合物と上記溶媒とを混合し、その後、サンプル管を密栓し、30℃で3分間超音波振とう機にて振とうさせた。次いで室温で30分間放置後、濾過し、その残渣を目視で観察した。残渣として不溶物が確認できなかった場合、溶解性は良好であると判断し、不溶物が確認できた場合は、溶解性は不良であると判断した。表6に溶解性は良好であると判断した最大濃度を記した。結果を表6および表7に示す。×は1%で不良であることを意味する。
1% 塩又は化合物0.01g、溶媒1g
3% 塩又は化合物0.03g、溶媒1g
5% 塩又は化合物0.05g、溶媒1g
7% 塩又は化合物0.07g、溶媒1g
10% 塩又は化合物0.10g、溶媒1g
20% 塩又は化合物0.20g、溶媒1g
Figure 2014037530
Figure 2014037530
実施例14
〔着色組成物の調製〕
(A)着色剤:塩(I−43):実施例10で合成した塩 20部
(B−1)樹脂:メタクリル酸/ベンジルメタクリレート共重合体(モル比;30/70;重量平均分子量10700、酸価70mg−KOH/g) 70部
(C−1)重合性化合物:ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(日本化薬社製) 30部
(D−1)光重合開始剤:ベンジルジメチルケタール(イルガキュア651;BASF社製) 15部
(E−1)溶剤:N,N−ジメチルホルムアミド 680部
を混合して着色組成物を得る。
〔カラーフィルタの作製〕
ガラス上に、上記で得た着色組成物をスピンコート法で塗布し、揮発成分を揮発させる。冷却後、パターンを有する石英ガラス製フォトマスク及び露光機を用いて光照射する。光照射後に、水酸化カリウム水溶液で現像し、オーブンで200℃に加熱してカラーフィルタを得る。
実施例15
実施例10で合成した化合物(I−43)を、実施例5で合成した化合物(I−31)に代える以外は、実施例11と同様にして、着色組成物及びカラーフィルタを得る。
表6および表7の結果から、実施例の塩は有機溶媒に対して高い溶解度を示すことがわかる。また、当該塩を含む着色組成物は、異物の発生が少なく、高品質なカラーフィルタを作製することが可能である。
本発明の塩は、有機溶媒への溶解性に優れる。

Claims (7)

  1. 式(1)で表されるアニオンと、該アニオンと塩形成しうる染料に由来するオニウムカチオンとの塩。
    Figure 2014037530
    [式(1)中、Z及びZは、それぞれ独立に、1価のプロトン供与性置換基からプロトンを放出してなる置換基を2個有する基を表す。]
  2. 前記オニウムカチオンが、シアニン染料に由来するカチオン、トリアリールメタン染料に由来するカチオン又はキサンテン染料に由来するカチオンである請求項3記載の塩。
  3. 及びZが、それぞれ独立に、下記式(a1)〜(a10)で表される基のいずれかであるである請求項1又は請求項2記載の塩。
    Figure 2014037530

    Figure 2014037530

    Figure 2014037530
    [式中、R21及びR22はそれぞれ独立に、水素原子、置換されていてもよい炭素数1〜6のアルキル基、置換されていてもよい炭素数3〜7のシクロアルキル基または置換されていてもよいフェニル基を表し、R23〜R92はそれぞれ独立に、水素原子、炭素数1〜4のアルキル基、炭素数1〜4のアルコキシル基、炭素数1〜4のハロアルキル基、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、アミノ基またはニトロ基を表す。]
  4. 及びZが、それぞれ独立に、式(a−1)、式(a−5)、式(a−6)または式(a−8)で表される基である請求項3に記載の塩。
  5. 1価のプロトン供与性置換基からプロトンを放出してなる置換基を2個有する基が、1価のプロトン供与性置換基を2個有する化合物の2個の該プロトン供与性置換基それぞれからプロトンが放出されている基であり、1価のプロトン供与性置換基を2個有する化合物が、置換基を有していてもよいカテコール、置換基を有していてもよい2,3−ジヒドロキシナフタレン、置換基を有していてもよい2,2’−ビフェノール、置換基を有していてもよい3−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸、置換基を有していてもよい2−ヒドロキシ−1−ナフトエ酸、置換基を有していてもよい1−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸、置換基を有していてもよいビナフトール、置換基を有していてもよいサリチル酸、置換基を有していてもよいベンジル酸又は置換基を有していてもよいマンデル酸である請求項1〜請求項4のいずれかに記載の塩。
  6. 請求項1〜請求項5のいずれかに記載の塩を有効成分として含む染料。
  7. 請求項6に記載の染料を含む着色組成物。
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