JP2016505655A - トリアリールメタン染料高分子化合物、それを含むカラーフィルター用青色樹脂組成物及びそれを利用したカラーフィルター - Google Patents

トリアリールメタン染料高分子化合物、それを含むカラーフィルター用青色樹脂組成物及びそれを利用したカラーフィルター Download PDF

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Abstract

本発明は、トリアリールメタン染料高分子化合物、それを含むカラーフィルター用青色樹脂組成物及びそれを利用したカラーフィルターに関するものであって、本発明によるトリアリールメタン染料高分子化合物を含むカラーフィルター用青色樹脂組成物を提供すれば、溶剤との溶解性に優れながらも、高輝度、高明暗比、耐熱性、及び耐化学性に優れた効果がある組成物の提供が可能である。特に、トリアリールメタン染料高分子化合物を含むカラーフィルター用青色樹脂組成物は、既存の顔料を使った場合よりは、高輝度及び高明暗比を発揮し、また、既存のトリアリールメタン染料単量体を使った場合よりも、耐熱性及び耐化学性が大きく改善された組成物の提供が可能である。【選択図】なし

Description

本発明は、トリアリールメタン染料高分子化合物、それを含むカラーフィルター用青色樹脂組成物及びそれを利用したカラーフィルターに係り、より具体的には、耐熱性及び耐化学性などに優れたトリアリールメタン染料高分子化合物などに関する。
液晶表示装置は、液晶物質の光学的・電気的性質を用いてイメージを表示する。液晶表示装置は、ＣＲＴ、プラズマディスプレイパネルなどと比較して、軽量、低電力、低駆動電圧などの長所を有する。液晶表示装置は、ガラス基板の間に位置した液晶層を含む。光源から発生した光は、前記液晶層を通過し、液晶層は、光の透過率を調節する。液晶を通過した光は、カラーフィルター層を通過し、カラーフィルター層を通過した光を用いて加法混色によってフルカラー画面を具現する。
一般的に、液晶表示素子に使われるカラーフィルターの製造方法として、染色法、印刷法、電着法、及び顔料分散法が知られており、従来から染料を使う方法について検討はしてきたが、染料を使った場合、耐熱性、耐光性、耐化学性などが顔料に比べて落ちるという問題があって、適用し難いだけではなく、染色法の場合、複雑な工程で経済性がなく、現在は顔料分散法が一般的に適用されている実情である。顔料は、染料に比べて透過率は劣るが、顔料の微細化及び分散技術の進歩によって克服された。顔料分散法で製作されたカラーフィルターは、顔料を使うために、光、熱、溶剤などに対して安定しており、フォトリソグラフィー法によってパターニングする場合、大画面及び高精度のカラーディスプレイ用カラーフィルターを製作しやすくて、現在最も広範囲に使われている。但し、前記顔料分散法に使われる顔料は、安定した分散状態及び顔料粉末の微細化を果たすために、多様な添加剤が必要であり、非常に難しくて、煩わしい工程を経なければならないという問題点がある。
その代案として、顔料と染料とを混合して物性を改善する着色剤を利用した。しかし、これを通じて一定レベルの輝度及び明暗比の改善を果たしたが、これも、顔料に染料を添加することであるために、前述した顔料の問題点によって、改善の効果があまり大きくなかった。
これにより、最近、高輝度、高明暗比及び高解像度を果たすために、新たな染料化合物についての研究が盛んに行われている。染料を用いてカラーレジストを製造する場合、顔料よりも工程が単純であり、顔料分散時に発生する分散力の低下や凝集の問題を解決することができる。
このように開発が盛んである染料化合物のうち、トリアリールメタン染料を利用しようとする試みが多く行われた。但し、前記トリアリールメタン染料は、４２０ｎｍ〜４５０ｎｍに透過度が高くて、輝度、明暗比の改善には効果的であるが、カラーフィルター用着色組成物に使われる溶剤に対する溶解度が落ち、耐熱性が多く落ちるという問題点がある。
本発明は、前述した問題点を解決するために案出されたものであって、本発明の目的は、溶剤との溶解度に優れ、一般的なトリアリールメタン染料が有している低耐熱性、耐化学性を改善して、顔料と同等レベルのトリアリールメタン染料高分子化合物を提供することである。それを利用したカラーフィルター用着色樹脂組成物を使うことによって、現在の顔料よりも高輝度、高明暗比のカラーフィルターの製作が可能な組成物を提供することである。
前記課題を解決するための本発明の一特徴によるトリアリールメタン染料高分子化合物は、下記［化学式１］で表される化合物構造、及び下記［化学式２］ないし［化学式５］からなる群のうちから選択された何れか１つ以上の化合物構造を含むか、または下記［化学式１］で表される化合物構造のみを含む高分子化合物であることを特徴とする。
前記［化学式１］で、
前記Ｘ−は、トリフルオロメタンスルホン酸またはビストリフルオロメタンスルホンイミド陰イオンであり、
前記Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、及びＲ４は、それぞれ独立して水素、置換または非置換の炭素数１〜１８のアルキル基、及び置換または非置換の炭素数６〜１０の芳香族炭化水素のうちから選択され、
前記Ｒ５、Ｒ６、及びＲ７は、それぞれ独立して水素またはメチルである。
前記［化学式２］ないし［化学式５］で、
前記Ｒ８は、水素、置換または非置換の炭素数１〜１８のアルキル基、及び置換または非置換の炭素数６〜１０の芳香族炭化水素のうちから選択され、
前記Ｒ９は、水素またはメチルである。
また、前記高分子化合物を成すものであって、前記［化学式１］に対応する単量体は、下記［化学式６］で表される単位化合物であり得る。
前記［化学式６］で、
前記Ｘ−は、トリフルオロメタンスルホン酸またはビストリフルオロメタンスルホンイミド陰イオンであり、
前記Ｒ１０、Ｒ１１、Ｒ１２、及びＲ１３は、それぞれ独立して水素、置換または非置換の炭素数１〜１８のアルキル基、及び置換または非置換の炭素数６〜１０の芳香族炭化水素のうちから選択され、
前記Ｒ１４、Ｒ１５、及びＲ１６は、水素またはメチルである。
また、前記高分子化合物を成すものであって、前記［化学式２］に対応する単量体は、下記［化学式７］で表される単位化合物であり得る。
前記［化学式７］で、
前記Ｒ１７は、水素、置換または非置換の炭素数１〜１８のアルキル基、及び置換または非置換の炭素数６〜１０の芳香族炭化水素のうちから選択され、
前記Ｒ１８は、水素またはメチルである。
また、前記高分子化合物を成すものであって、前記［化学式３］に対応する単量体は、下記［化学式８］で表される単位化合物であり得る。
前記［化学式８］で、
前記Ｒ１９は、水素、置換または非置換の炭素数１〜１８のアルキル基、及び置換または非置換の炭素数６〜１０の芳香族炭化水素のうちから選択される。
また、前記高分子化合物を成すものであって、前記［化学式４］に対応する単量体は、下記［化学式９］で表される単位化合物であり得る。
前記［化学式９］で、
前記Ｒ２０は、水素、置換または非置換の炭素数１〜１８のアルキル基、及び置換または非置換の炭素数６〜１０の芳香族炭化水素のうちから選択される。
また、前記高分子化合物を成すものであって、前記［化学式５］に対応する単量体は、下記［化学式１０］で表される単位化合物であり得る。
前記［化学式１０］で、
前記Ｒ２１は、水素、置換または非置換の炭素数１〜１８のアルキル基、及び置換または非置換の炭素数６〜１０の芳香族炭化水素のうちから選択される。
また、本発明の一実施例によれば、前記高分子化合物は、重量平均分子量（Ｍｗ）が２，０００〜１５０，０００であり得る。
本発明のさらに他の特徴によるカラーフィルター用青色樹脂組成物は、青色着色剤；バインダー樹脂；反応性不飽和化合物；重合開始剤；有機溶剤；及び添加剤を含み、前記青色着色剤は、本発明によるトリアリールメタン染料高分子化合物であることを特徴とする。
また、前記青色着色剤は、キサンテン染料、シアニン染料、及びアザポルフィリン染料からなる群のうちから選択された何れか１つ以上の染料をさらに含むことを特徴とする。
また、前記青色着色剤は、青色顔料または紫色顔料からなる群のうちから選択された何れか１つ以上の顔料をさらに含むことを特徴とする。
また、前記青色着色剤は、青色樹脂組成物総重量に対して０．０１重量％〜５０重量％であることを特徴とする。
また、前記反応性不飽和化合物は、熱硬化性単量体やオリゴマー；光硬化性単量体やオリゴマー；及びこれらの組合わせからなる群のうちから選択された何れか１つ以上であることを特徴とする。
また、前記重合開始剤は、熱重合開始剤、光重合開始剤、及びこれらの組合わせからなる群のうちから選択された何れか１つ以上であることを特徴とする。
本発明のさらに他の特徴によるカラーフィルターは、本発明による前記カラーフィルター用青色樹脂組成物を用いて製造されたものである。
本発明によるトリアリールメタン染料高分子化合物を使ってカラーフィルター用青色樹脂組成物を製造する場合、高輝度、高明暗比、耐熱性、及び耐化学性に優れた効果がある組成物の提供が可能である。特に、前記トリアリールメタン染料高分子化合物を含むカラーフィルター用青色樹脂組成物は、既存の顔料を使った場合よりは、高輝度及び高明暗比を発揮し、また、既存のトリアリールメタン染料を使った場合よりも、耐熱性及び耐化学性が大きく改善された組成物の製造が可能である。
本発明の発明者は、多様な実験を進行し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（ＰＧＭＥＡ）のような有機溶剤に溶解度に優れながらも、耐熱性及び耐化学性に優れたトリアリールメタン染料高分子化合物を合成した。
具体的に、本発明によるトリアリールメタン染料高分子化合物は、下記［化学式１］で表されるトリアリールメタン染料化合物構造を必ず含むものであって、下記［化学式１］で表される化合物構造、及び下記［化学式２］ないし［化学式５］からなる群のうちから選択された何れか１つ以上の化合物構造を含むか、または下記［化学式１］で表される化合物構造のみを含む高分子化合物であり得る。
前記［化学式１］で、
前記Ｘ−は、トリフルオロメタンスルホン酸またはビストリフルオロメタンスルホンイミド陰イオンであり、
前記Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、及びＲ４は、それぞれ独立して水素、置換または非置換の炭素数１〜１８のアルキル基、及び置換または非置換の炭素数６〜１０の芳香族炭化水素のうちから選択され、
前記Ｒ５、Ｒ６、及びＲ７は、水素またはメチルである。
前記［化学式２］ないし［化学式５］で、
前記Ｒ８は、水素、置換または非置換の炭素数１〜１８のアルキル基、及び置換または非置換の炭素数６〜１０の芳香族炭化水素のうちから選択され、
前記Ｒ９は、水素またはメチルである。
前記トリアリールメタン染料高分子化合物の重量平均分子量（Ｍｗ）は、望ましくは、２，０００〜１５０，０００であり、分子量が２，０００未満である場合には、耐化学性が落ち、分子量が１５０，０００を超過する場合には、溶剤との溶解性を低下させることができる。また、前記トリアリールメタン染料高分子化合物の重量平均分子量（Ｍｗ）は、さらに望ましくは、２，０００〜３０，０００であり、これを満足する場合、優れた溶解度、輝度、明暗比、耐熱性、及び耐化学性を見せる。
前記［化学式１］で表されるトリアリールメタン染料化合物構造に対応する単量体単位化合物は、下記［化学式６］で表される。
前記［化学式６］で、
前記Ｘ−は、トリフルオロメタンスルホン酸またはビストリフルオロメタンスルホンイミド陰イオンであり、
前記Ｒ１０、Ｒ１１、Ｒ１２、及びＲ１３は、それぞれ独立して水素、置換または非置換の炭素数１〜１８のアルキル基、及び置換または非置換の炭素数６〜１０の芳香族炭化水素のうちから選択され、
前記Ｒ１４、Ｒ１５、及びＲ１６は、水素またはメチルである。
重合性化合物構造として、前記［化学式２］に対応する単量体単位化合物は、下記［化学式７］で表される。
前記［化学式７］で、
前記Ｒ１７は、水素、置換または非置換の炭素数１〜１８のアルキル基、及び置換または非置換の炭素数６〜１０の芳香族炭化水素のうちから選択され、
前記Ｒ１８は、水素またはメチルである。
また、前記［化学式７］の化合物は、望ましくは、アクリル酸、メチルアクリレート、エチルアクリレート、ブチルアクリレート、ヘキシルアクリレート、イソブチルアクリレート、デシルアクリレート、ラウリルアクリレート、オクタデシルアクリレート、２−エチルヘキシルアクリレート、イソボニルアクリレート、２−ヒドロキシエチルアクリレート、ヒドロキシプロピルアクリレート、テトラヒドロフルフリルアクリレート、エチレングリコールメチルエーテルアクリレート、２−エトキシエチルアクリレート、シンナミルアクリレート、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、ベンジルメタクリレート、ブチルメタクリレート、ヘキシルメタクリレート、２−エチルヘキシルメタクリレート、アリルメタクリレート、ビニルメタクリレート、２−（ジエチルアミノ）エチルメタクリレート、イソボニルメタクリレート、２−ヒドロキシエチルメタクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、及びシンナミルメタクリレートからなる群のうちから選択された何れか１つであり得る。
重合性化合物構造として、前記［化学式３］に対応する単量体単位化合物は、下記［化学式８］で表される。
前記［化学式８］で、
前記Ｒ１９は、水素、置換または非置換の炭素数１〜１８のアルキル基、及び置換または非置換の炭素数６〜１０の芳香族炭化水素のうちから選択される。
また、前記［化学式８］の化合物は、望ましくは、マレイミド、Ｎ−メチルマレイミド、Ｎ−エチルマレイミド、Ｎ−ベンジルマレイミド、Ｎ−フェニルマレイミド、及びＮ−シクロヘキシルマレイミドからなる群のうちから選択された何れか１つであり得る。
重合性化合物構造として、前記［化学式４］に対応する単量体単位化合物は、下記［化学式９］で表される。
前記［化学式９］で、
前記Ｒ２０は、水素、置換または非置換の炭素数１〜１８のアルキル基、及び置換または非置換の炭素数６〜１０の芳香族炭化水素のうちから選択される。
また、前記［化学式９］の化合物は、望ましくは、プロピルビニルエーテル、ブチルビニルエーテル、イソブチルビニルエーテル、シクロヘキシルビニルエーテル、２−エチルヘキシルビニルエーテル、ドデシルビニルエーテル、エチレングリコールビニルエーテル、及びジ（エチレングリコール）ビニルエーテルからなる群のうちから選択された何れか１つであり得る。
重合性化合物構造として、前記［化学式５］に対応する単量体単位化合物は、下記［化学式１０］で表される。
前記［化学式１０］で、
前記Ｒ２１は、水素、置換または非置換の炭素数１〜１８のアルキル基、及び置換または非置換の炭素数６〜１０の芳香族炭化水素のうちから選択される。
また、前記［化学式１０］の化合物は、望ましくは、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル樹脂、ビニルブチレート、ヘキサン酸ビニル、オクタン酸ビニル、デカン酸ビニル、ラウリン酸ビニル、ステアリン酸ビニル、ビニルメタクリレート、ケイ皮酸ビニル、安息香酸ビニル、クロロ酢酸ビニル、クロトン酸ビニル、及び２−エチルヘキサン酸ビニルからなる群のうちから選択された何れか１つであり得る。
本発明のさらに他の特徴によるカラーフィルター用青色樹脂組成物は、青色着色剤として本発明で提示したトリアリールメタン染料高分子化合物を使い、バインダー樹脂、反応性不飽和化合物、重合開始剤、有機溶剤、及び添加剤を含み、必要に応じては、青色着色剤として他の染料または顔料をさらに含みうる。
前記青色着色剤として本発明で提示したトリアリールメタン染料高分子化合物と共に選択的に１種以上の他の染料または顔料を含む青色染料化合物は、青色樹脂組成物総重量に対して、望ましくは、０．０１重量％〜５０重量％で含まれ、前記青色染料化合物が、前記組成範囲に含まれれば、溶剤に対する溶解性、輝度、耐熱性、耐化学性に優れて望ましい。
前記青色樹脂組成物は、青色着色剤としてトリアリールメタン染料高分子化合物と共にキサンテン染料、シアニン染料、及びアザポルフィリン染料からなる群のうちから選択された何れか１つ以上のものをさらに含みうる。
前記青色樹脂組成物は、必要に応じて、青色着色剤として青色または紫色顔料をさらに含み、前記青色顔料は、既存のカラーフィルター用着色樹脂組成物に一般的に使われる青色顔料に該当するものであれば、特別な制限なしに使われるものであるが、望ましくは、銅フタロシアニン系青色顔料であり、さらに望ましくは、カラーインデックス（Ｔｈｅ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｏｆ Ｄｙｅｒｓ ａｎｄ Ｃｏｌｏｕｒｉｓｔｓ出版）でピグメントに分類されている化合物であって、Ｃ．Ｉ．青色顔料（Ｃｏｌｏｒ Ｉｎｄｅｘ Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌｕｅ）１、１５、１５：１、１５：２、１５：３、１５：４、１５：６、１６、６０であり、前記紫色顔料は、紫色顔料（Ｃｏｌｏｒ Ｉｎｄｅｘ Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｖｉｏｌｅｔ）２３であり得る。
前記カラーフィルター用青色樹脂組成物は、前記本発明による染料を使うことによって、４２０ｎｍ〜４５０ｎｍで透過度に優れて、高輝度を発現することができる。
前記バインダー樹脂は、結着力を表わすことができる樹脂であれば、特に制限されず、特に、公知されているフィルム形成樹脂が有用である。
例えば、セルロース樹脂、特に、カルボキシメチルヒドロキシエチルセルロース及びヒドロキシエチルセルロース、アクリル酸樹脂、アルキド樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリアミド、ポリアミド−イミン、ポリイミドなどのバインダーなどが有用である。
また、有用なバインダーには、光重合性不飽和結合を有する樹脂が含まれ、例えば、アクリル酸樹脂であり得る。特に、重合性単量体の単独重合体及び共重合体、例えば、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、プロピルメタクリレート、ブチルメタクリレート、スチレン及びスチレン誘導体、メタクリル酸、イタコン酸、マレイン酸、無水マレイン酸、マレイン酸モノアルキルのようなカルボキシ基を含有した重合性単量体、及びメタクリル酸、スチレン及びスチレン誘導体のような重合性単量体間の共重合体が有用である。
そのような例としては、オキシラン環とエチレン系不飽和化合物とをそれぞれ含有する化合物、例えば、グリシジルメタクリレート、アクリロイルグリシジルエーテル及びイタコン酸モノアルキルグリシジルなどとカルボキシル−含有重合化合物の反応生成物、また、ヒドロキシル基とエチレン系不飽和化合物（不飽和アルコール）とをそれぞれ含有する化合物、例えば、アリルアルコール、２−ブテン−４−オール、オレイルアルコール、２−ヒドロキシエチルメタクリレート、Ｎ−メチロールアクリルアミドなどとカルボキシル−含有重合化合物の反応生成物があり、このようなバインダーは、イソシアネート基のない不飽和化合物を含有することもできる。
前記バインダーの不飽和度の当量（不飽和化合物当たりバインダーの分子量）は、適当な光重合性だけではなく、フィルム硬度を提供するために、一般的に２００〜３，０００であり、特に、２３０〜１，０００範囲であり得る。フィルム露光後、十分なアルカリ現像性を提供するために、酸価は、一般的に２０〜３００であり、特に、４０〜２００であり得る。バインダーの平均分子量は、１，５００〜２００，０００、特に、１０，０００〜５０，０００ｇ／ｍｏｌが望ましい。
前記反応性不飽和化合物は、熱硬化性単量体やオリゴマー、光硬化性単量体やオリゴマー、及びこれらの組合わせからなる群から選択されるものであり、望ましくは、前記光硬化性単量体であり、分子内に１つ以上の反応性二重結合及び追加反応性基を含有することができる。
それと関連して、有用な光硬化性単量体は、特に、反応性溶媒または反応性希釈剤、例えば、モノ−、ジ−、トリ−、及び多官能性アクリレート及びメタクリレート、ビニルエーテル、グリシジルエーテルなどである。追加反応性基には、アリール、ヒドロキシル、ホスフェート、ウレタン、２次アミン、Ｎ−アルコキシメチル基などが含まれる。
このような種類の単量体は、当業者に公知されており、例えば、文献［Ｒｏｅｍｐｐ，Ｌｅｘｉｋｏｎ，Ｌａｃｋｅ ｕｎｄ Ｄｒｕｃｋｆａｒｂｅｎ，Ｄｒ．Ｕｌｒｉｃｈ Ｚｏｒｌｌ，Ｔｈｉｍｅｍ Ｖｅｒｌａｇ Ｓｔｕｔｔｇａｒｔ−Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ，１９９８，ｐ４９１／４９２］に言及されている。単量体の選択は、特に、使われる照射の種類及び強度、光開始剤による目的反応及びフィルム特性に左右される。これら光硬化性単量体は、単独で、または単量体の組合わせで使うことも可能である。
前記重合開始剤は、熱硬化開始剤、光硬化開始剤、またはこれらの組合わせであり、望ましくは、光硬化開始剤であり、このような光硬化開始剤は、可視光線または紫外線の吸収結果、例えば、前記単量体及び／またはバインダーの重合反応を誘導することができる反応中間体を形成する化合物である。光硬化開始剤または当業者に公知されており、例えば、文献［Ｒｏｅｍｐｐ，Ｌｅｘｉｋｏｎ，Ｌａｃｋｅ ｕｎｄ Ｄｒｕｃｋｆａｒｂｅｎ，Ｄｒ．Ｕｌｒｉｃｈ Ｚｏｒｌｌ，Ｔｈｉｍｅｍ Ｖｅｒｌａｇ Ｓｔｕｔｔｇａｒｔ−Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ，１９９８，ｐ４４５／４４６］から分かる。
前記の有機溶剤は、例えば、ケトン、アルキレングリコールエーテル、アルコール、及び芳香族化合物である。ケトン群には、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノンなどがあり、アルキレングリコールエーテル群には、メチルセロソルブ（エチレングリコールモノメチルエーテル）、ブチルセロソルブ（エチレングリコールモノブチルエーテル）、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、ブチルセロソルブアセテート、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ヘキシルエーテル、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エチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピ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モノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールプロピルエーテルアセテート、ジエチレングリコールイソプロピルエーテルアセテート、ジエチレングリコールブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールｔ−ブチルエーテルアセテート、トリエチレングリコールメチルエーテルアセテート、トリエチレングリコールエチルエーテルアセテート、トリエチレングリコールプロピルエーテルアセテート、トリエチレングリコールイソプロピルエーテルアセテート、トリエチレングリコール、トリエチレングリコールブチルエーテルアセテート、トリエチレングリコールｔ−ブチルエーテルアセテートなどがあり、アルコール群には、メチルアルコール、エチルアルコール、イソプロピルアルコール、ｎ−ブチルアルコール、３−メチル−３−メトキシブタノールなどがあり、芳香族溶媒群には、ベンゼン、トルエン、キシレン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、エチルＮ−ヒドロキシメチルピロリドン−２アセテートなどがある。追加の他の溶剤としては、１，２−プロパンジオールジアセテート、３−メチル−３−メチル−３メトキシブチルアセテート、エチルアセテート、テトラヒドロフランなどがある。この溶媒は、単独で、または混合物として使うことができる。
前記の追加添加剤は、それぞれの目的に符合するものであれば、制限なしに使用可能である。望ましい例として、表面質感を向上させるために、脂肪酸、脂肪アミン、アルコール類、Ｂｅａｎ ｏｉｌ、ワックス、ロジン、レジン類、ベンゾトリアゾール誘導体などが使われる。さらに望ましくは、前記脂肪酸としては、ステアリン酸（Ｓｔｅａｒｉｃ ａｃｉｄ）またはベヘン酸（Ｂｅｈｅｎｉｃ ａｃｉｄ）などが使われ、脂肪アミンとしては、ステアリルアミン（Ｓｔｅａｒｙｌａｍｉｎｅ）などが使われる。
以下、本発明を望ましい実施例を参照して、当業者が容易に実施できるように詳しく説明する。しかし、本発明は、さまざまな異なる形態で具現され、ここで説明する実施例に限定されるものではない。
［実施例１：トリアリールメタン高分子化合物の合成］
前記［化学式１］で表されるトリアリールメタン染料構造に対応する単量体単位化合物である前記［化学式６］で表される化合物として、下記［化学式１１］、［化学式１２］、［化学式１３］及び［化学式１４］を選定し、これを重合反応を進行して、トリアリールメタン染料ホモ高分子化合物を合成した。
また、前記［化学式１１］ないし［化学式１４］からなる群のうちから選択された何れか１つ以上のトリアリールメタン染料化合物を選定した。そして、重合性化合物構造として、前記［化学式２］ないし［化学式５］のそれぞれに対応する単量体化合物である前記［化学式７］ないし［化学式１０］のうちから選択的に１つ以上の化合物を選定して、前記［化学式１１］ないし［化学式１４］からなる群のうちから選択された何れか１つ以上の化合物と共にトリアリールメタン染料共重合高分子化合物を合成した。
この際、［表１］では、［化学式１１］をａ）と、下記［化学式１２］をｂ）と、下記［化学式１３］をｃ）と、下記［化学式１４］をｄ）とそれぞれ名付け、前記［化学式７］ないし［化学式１０］に該当する化合物は、下記ｅ）〜ｋ）と選定した。また、［表１］のｅ）〜ｋ）も、これら化合物を称する。
前記［化学式７］ないし［化学式１０］に該当する化合物
ｅ）２−エチルヘキシルメタクリレート
ｆ）メタクリル酸
ｇ）Ｎ−フェニルマレイミド
ｈ）シンナミルメタクリレート
ｉ）ブチルビニルエーテル
ｊ）ケイ皮酸ビニル
ｋ）酢酸ビニル
＜合成例１＞
５０ｍＬのフラスコに還流冷却装置を設置し、窒素大気下でメチルエチルケトン１６．６７ｇ投入後、加熱して還流させた。トリアリールメタン染料化合物（ｃ）３．００ｇ、ＡＩＢＮ（アゾビスイソブチロニトリル：重合開始剤）０．４８ｇをメチルエチルケトン１６．６７ｇに溶解した後、反応フラスコに２時間ドロッピングし、さらに１４時間還流して重合反応を終了した。常温に冷却し、減圧濃縮後、真空乾燥して、水平均分子量２２１０、重量平均分子量３４３５、分散度１．５５であるトリアリールメタン染料高分子化合物を得た。
＜合成例２＞
５０ｍＬのフラスコに還流冷却装置を設置し、窒素大気下でメチルエチルケトン１６．６７ｇ投入後、加熱して還流させた。トリアリールメタン染料化合物（ａ）３．００ｇ、２−エチルヘキシルメタクリレート（ｅ）０．９６ｇ、メタクリル酸（ｆ）０．９６ｇ、Ｎ−フェニルマレイミド（ｇ）０．６０ｇとＡＩＢＮ（アゾビスイソブチロニトリル：重合開始剤）０．４８ｇとをメチルエチルケトン１６．６７ｇに溶解した後、反応フラスコに２時間ドロッピングし、さらに１４時間還流して重合反応を終了した。常温に冷却し、減圧濃縮後、真空乾燥して、水平均分子量３３４３、重量平均分子量７６０１、分散度２．２７であるトリアリールメタン染料高分子化合物を得た。
＜合成例３ないし合成例７＞
＜合成例３＞ないし＜合成例７＞の場合も、＜合成例２＞と同じ方法で高分子化合物を合成し、但し、［表１］に表示したように、ａ）〜ｄ）及びｅ）〜ｋ）をそれぞれ変更して合成した。
［実施例２：カラーフィルター用青色樹脂組成物の製造］
（実施例２−１）
次のような組成で感光性青色樹脂組成物を製造した。
バインダー樹脂として、ベンジルメタクリレート／メタクリル酸（質量比６０：４０）の共重合体（Ｍｗ＝２００００）１．４ｇ、アクリルモノマーとして、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート５ｇ、前記合成例１によって製造されたトリアリールメタン染料高分子化合物１．９ｇ、光重合開始剤として、ＢＡＳＦ社のＩｒｇａｅｕｒｅ ＯＸＥ−０１ １ｇ、溶剤として、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート４０．７ｇを使い、これを混合した後、２時間撹拌して、カラーフィルター用青色樹脂組成物を製造した。
（実施例２−２）
青色染料化合物として、前記合成例２によって製造されたトリアリールメタン染料高分子化合物１．９ｇを使ったことを除いては、前記実施例２−１と同じ方法を使ってカラーフィルター用青色樹脂組成物を製造した。
（実施例２−３）
青色染料化合物として、前記合成例３によって製造されたトリアリールメタン染料高分子化合物１．９ｇを使ったことを除いては、前記実施例２−１と同じ方法を使ってカラーフィルター用青色樹脂組成物を製造した。
（実施例２−４）
青色染料化合物として、前記合成例４によって製造されたトリアリールメタン染料高分子化合物１．９ｇを使ったことを除いては、前記実施例２−１と同じ方法を使ってカラーフィルター用青色樹脂組成物を製造した。
（実施例２−５）
青色染料化合物として、前記合成例５によって製造されたトリアリールメタン染料高分子化合物１．９ｇを使ったことを除いては、前記実施例２−１と同じ方法を使ってカラーフィルター用青色樹脂組成物を製造した。
（実施例２−６）
青色染料化合物として、前記合成例６によって製造されたトリアリールメタン染料高分子化合物１．９ｇを使ったことを除いては、前記実施例２−１と同じ方法を使ってカラーフィルター用青色樹脂組成物を製造した。
（実施例２−７）
青色染料化合物として、前記合成例７によって製造されたトリアリールメタン染料高分子化合物１．９ｇを使ったことを除いては、前記実施例２−１と同じ方法を使ってカラーフィルター用青色樹脂組成物を製造した。
（比較例）
（比較例１）
前記青色染料化合物として、前記合成例によるトリアリールメタン染料高分子を使わず、Ｃ．Ｉ．青色顔料１５：６ １．３６ｇ、Ｃ．Ｉ．紫色顔料２３ ０．５４ｇを使ったことを除いては、前記実施例２−１と同じ方法を使ってカラーフィルター用青色樹脂組成物を製造した。
（比較例２）
前記青色染料化合物として、前記合成例によるトリアリールメタン染料高分子を使わず、前記［化学式１２］で表されるトリアリールメタン染料化合物１．９ｇを使ったことを除いては、前記実施例２−１と同じ方法を使ってカラーフィルター用青色樹脂組成物を製造した。
（実験例）
（実験例１：輝度及び明暗比の測定実験）
前記実施例２−１ないし実施例２−７によって製造された組成物と比較例１及び比較例２によって製造されたそれぞれの組成物とを厚さ０．７ｍｍのガラス基板にスピンコータを用いて塗布した。そして、これを１００℃のホットプレートで１５０秒間プリベーク（ｐｒｅ−ｂａｋｅ）を行った後、露光器（３００Ｗ、３６５）を用いて１０秒間露光した。以後、２２０℃の熱風高温オーブンで３０分間乾燥してポストべーク（ｐｏｓｔｂａｋｅ）を進行して、実施例２−１ないし実施例２−７、比較例１及び比較例２によって製造されたそれぞれの組成物が塗布された試片を製作した。このようなそれぞれの試片を有し、分光光度計であるＯｔｓｕｋａ ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ社のＭＣＰＤ３７００を使って輝度を測定し、ツボサカ社のＣＴ−１を使って明暗比を測定した。その結果は、下記［表２］に表わした。
（実験例２：耐熱性の測定）
前記実験例１の方法を有し、同様に製作されたそれぞれの試片を分割した。このように分割された試片を２２０℃のコンベクションオーブンで１時間さらに熱処理を進行した。次いで、熱処理前と熱処理後との色特性の変化を確認した。その結果は、下記［表２］に表わした。
（実験例３：耐化学性の測定）
前記実験例１の方法を有し、同様に製作されたそれぞれの試片を分割した。分割された試片のうち１つ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８０℃で３０分間浸漬させた。さらに他の試片は、３−メトキシプロピオン酸メチル（ＭＭＰ）：エチレングリコールジメチルエステル（ＤＩＧＬＹＭＥ）＝８：２（体積比）溶媒に常温で３０分間浸漬させた。溶媒に浸漬させる前と後との試片を色特性の変化を確認した。その結果は、下記［表２］に表わした。
下記［表２］は、前記実験例１ないし実験例３による輝度、明暗比、耐熱性、及び耐化学性の測定結果を表わしたものである。
前記［表２］から確認できるように、前記実施例２−１ないし実施例２−７によって製造された組成物を有し、実験した試片の場合には、顔料を使った前記比較例１を使った試片に比べて、輝度と明暗比とが大きく改善されることを確認することができた。
また、前記実施例２−１ないし実施例２−７の場合は、顔料を使った比較例１の場合に比べて、耐熱性及び耐化学性の面で大きく差が出ない結果が得られるということを確認した。
また、前記実施例２−１ないし実施例２−７の場合、比較例２に比べて、輝度及び明暗比の面では大きく差がないが、耐熱性及び耐化学性が大きく改善されることを確認することができて、本発明の実施例によるトリアリールメタン染料高分子化合物を使った場合、既存のトリアリールメタン染料単量体を使った場合よりも優れた効果を発揮するものであることを確認した。
したがって、前記実施例によるトリアリールメタン染料高分子化合物を青色着色剤として使ってカラーフィルターを製作する場合、既存の顔料化合物に比べて、輝度及び明暗比を大きく改善することができるということを確認した。
前記では、本発明の望ましい実施例について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、本発明の技術思想範囲内でさまざまに変形して実施することが可能であり、これも、添付の特許請求の範囲に属することは当然である。
本発明によるトリアリールメタン染料高分子化合物を使ってカラーフィルター用青色樹脂組成物を製造する場合、高輝度、高明暗比、耐熱性、及び耐化学性に優れた効果がある組成物の提供が可能である。特に、前記トリアリールメタン染料高分子化合物を含むカラーフィルター用青色樹脂組成物は、既存の顔料を使った場合よりは、高輝度及び高明暗比を発揮し、また、既存のトリアリールメタン染料を使った場合よりも、耐熱性及び耐化学性が大きく改善された組成物の製造が可能である。

Claims (15)

  1. 化合物内に下記［化学式１］で表される構造を含むトリアリールメタン染料高分子化合物：
    前記［化学式１］で、
    前記Ｘ−は、トリフルオロメタンスルホン酸またはビストリフルオロメタンスルホンイミド陰イオンであり、
    前記Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、及びＲ４は、それぞれ独立して水素、置換または非置換の炭素数１〜１８のアルキル基、及び置換または非置換の炭素数６〜１０の芳香族炭化水素のうちから選択され、
    前記Ｒ５、Ｒ６、及びＲ７は、それぞれ独立して水素またはメチルである。
  2. 前記トリアリールメタン染料高分子化合物は、下記［化学式２］ないし［化学式５］で表される構造のうちから選択された何れか１つ以上をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のトリアリールメタン染料高分子化合物：
    前記［化学式２］ないし［化学式５］で、
    前記Ｒ８は、水素、置換または非置換の炭素数１〜１８のアルキル基、及び置換または非置換の炭素数６〜１０の芳香族炭化水素のうちから選択され、
    前記Ｒ９は、水素またはメチルである。
  3. 前記［化学式１］は、下記［化学式６］で表される単位化合物であることを特徴とする請求項１に記載のトリアリールメタン染料高分子化合物：
    前記［化学式６］で、
    前記Ｘ−は、トリフルオロメタンスルホン酸またはビストリフルオロメタンスルホンイミド陰イオンであり、
    前記Ｒ１０、Ｒ１１、Ｒ１２、及びＲ１３は、それぞれ独立して水素、置換または非置換の炭素数１〜１８のアルキル基、及び置換または非置換の炭素数６〜１０の芳香族炭化水素のうちから選択され、
    前記Ｒ１４、Ｒ１５、及びＲ１６は、それぞれ独立して水素またはメチルである。
  4. 前記［化学式２］は、下記［化学式７］で表される単位化合物であることを特徴とする請求項２に記載のトリアリールメタン染料高分子化合物：
    前記［化学式７］で、
    前記Ｒ１７は、水素、置換または非置換の炭素数１〜１８のアルキル基、及び置換または非置換の炭素数６〜１０の芳香族炭化水素のうちから選択され、
    前記Ｒ１８は、水素またはメチルである。
  5. 前記［化学式３］は、下記［化学式８］で表される単位化合物であることを特徴とする請求項２に記載のトリアリールメタン染料高分子化合物：
    前記［化学式８］で、
    前記Ｒ１９は、水素、置換または非置換の炭素数１〜１８のアルキル基、及び置換または非置換の炭素数６〜１０の芳香族炭化水素のうちから選択される。
  6. 前記［化学式４］は、下記［化学式９］で表される単位化合物であることを特徴とする請求項２に記載のトリアリールメタン染料高分子化合物：
    前記［化学式９］で、
    前記Ｒ２０は、水素、置換または非置換の炭素数１〜１８のアルキル基、及び置換または非置換の炭素数６〜１０の芳香族炭化水素のうちから選択される。
  7. 前記［化学式５］は、下記［化学式１０］で表される単位化合物であることを特徴とする請求項２に記載のトリアリールメタン染料高分子化合物：
    前記［化学式１０］で、
    前記Ｒ２１は、水素、置換または非置換の炭素数１〜１８のアルキル基、及び置換または非置換の炭素数６〜１０の芳香族炭化水素のうちから選択される。
  8. 前記高分子化合物は、重量平均分子量（Ｍｗ）が２，０００〜１５０，０００であることを特徴とする請求項１に記載のトリアリールメタン染料高分子化合物。
  9. 青色着色剤；バインダー樹脂；反応性不飽和化合物；重合開始剤；有機溶剤；及び添加剤を含み、
    前記青色着色剤は、請求項１に記載のトリアリールメタン染料高分子化合物であることを特徴とするカラーフィルター用青色樹脂組成物。
  10. 前記青色着色剤には、キサンテン染料、シアニン染料、及びアザポルフィリン染料のうちから選択された何れか１つ以上の染料をさらに含むことを特徴とする請求項９に記載のカラーフィルター用青色樹脂組成物。
  11. 前記青色樹脂組成物は、青色顔料または紫色顔料をさらに含むことを特徴とする請求項９に記載のカラーフィルター用青色樹脂組成物。
  12. 前記青色着色剤は、青色樹脂組成物総重量に対して０．０１重量％〜５０重量％であることを特徴とする請求項９に記載のカラーフィルター用青色樹脂組成物。
  13. 前記反応性不飽和化合物は、熱硬化性単量体やオリゴマー；光硬化性単量体やオリゴマー；及びこれらの組合わせのうちから選択された何れか１つであることを特徴とする請求項９に記載のカラーフィルター用青色樹脂組成物。
  14. 前記重合開始剤は、熱重合開始剤；光重合開始剤；及びこれらの組合わせからなる群のうちから選択された何れか１つ以上であることを特徴とする請求項９に記載のカラーフィルター用青色樹脂組成物。
  15. 請求項９に記載のカラーフィルター用青色樹脂組成物を用いて製造されたカラーフィルター。
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