JP2023014985A - コア－シェル化合物、これを含む感光性樹脂組成物、感光性樹脂膜、カラーフィルターおよびディスプレイ装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】モバイルディスプレイ装置を構成する有機光電子素子用カラーフィルター内の緑色画素を構成するコア－シェル化合物を提供する。【解決手段】例えば下記化学式Ａで表される、スクアリリウム系コアおよび前記スクアリリウム系コアを囲むシェルからなるコア－シェル化合物、これを含む感光性樹脂組成物、該感光性樹脂組成物を硬化してなる感光性樹脂膜、該感光性樹脂膜を含むカラーフィルター、および該カラーフィルターを含むディスプレイ装置が提供される。JPEG2023014985000032.jpg51161【選択図】なし
Description
本発明は、コア－シェル化合物、これを含む感光性樹脂組成物、該感光性樹脂組成物を硬化してなる感光性樹脂膜、該感光性樹脂膜を含むカラーフィルター、および該カラーフィルターを含むディスプレイ装置に関する。
カラーフィルターは、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）およびＯＬＥＤ（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）等のディスプレイ装置、イメージセンサーなどの各種表示装置に広く利用されるもので、その応用範囲が急速に拡大している。一般に、カラーフィルターは、画素間の境界部を遮光するために透明基板上に定められたパターンで形成されたブラックマトリックス層、およびそれぞれの画素を形成するために複数の色（通常、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の三原色）が定められた順序に配列された画素部が順次に積層された構造を取っている。カラーフィルターを実現する方法の１つである顔料分散法は、ブラックマトリックスが提供された透明な基質上に、着色剤を含有する光重合性組成物をコーティングし、形成しようとする形態のパターンを露光した後、非露光部位を溶剤で除去して熱硬化させる一連の工程を繰り返すことによって着色薄膜が形成される方法である。顔料分散法によるカラーフィルター製造に使用される着色感光性樹脂組成物は、一般に着色剤である顔料分散液、アルカリ可溶性樹脂、光重合単量体、光重合開始剤、エポキシ樹脂、溶剤とその他添加剤などからなる。上記の特徴を有する顔料分散法は、携帯電話、ノートパソコン、モニター、ＴＶなどに用いられるＬＣＤの製造に活発に応用されている。しかし、最近は、多様な長所を有する顔料分散法を利用したカラーフィルター用感光性樹脂組成物においても、優れたパターン特性だけでなく、より向上した性能が要求されている。特に、高い吸光効率と共に高輝度および高明暗比の特性が至急に要求されている実情である。
顔料型の感光性樹脂組成物で製造されたカラーフィルターでは、顔料粒子のサイズによる輝度および明暗比の限界が存在する。また、イメージセンサー用カラー撮像素子の場合、微細なパターン形成のためにより小さい分散粒度が要求されるようになる。
このような要求に応えるために、顔料の代わりに粒子を形成しない染料を導入した感光性樹脂組成物を製造して、吸光効率、輝度および明暗比などの分光特性が改善されたカラーフィルターを実現しようとする試みが続いている。
本発明の目的は、モバイルディスプレイ装置を構成する有機光電子素子用カラーフィルター内の緑色画素を構成するコア－シェル化合物を提供することにある。
本発明の他の目的は、上記コア－シェル化合物を含む感光性樹脂組成物を提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、上記感光性樹脂組成物を硬化してなる感光性樹脂膜を提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、上記感光性樹脂膜を含むカラーフィルターを提供することある。
本発明のさらに他の目的は、上記カラーフィルターを含むディスプレイ装置を提供することにある。
本発明は、下記化学式１で表されるスクアリリウム系コアおよび前記スクアリリウム系コアを囲むシェルからなるコア－シェル化合物を提供する。
上記化学式１中、
Ｒ１～Ｒ４は、それぞれ独立して、アクリロイルオキシ基またはα－アルキル置換アクリロイルオキシ基であり、
Ｒ５およびＲ６は、置換もしくは非置換の炭素数１～２０のアルキル基、置換もしくは非置換の炭素数３～２０のシクロアルキル基、または置換もしくは非置換の炭素数６～２０のアリール基であり、
Ｌ１～Ｌ４は、それぞれ独立して、置換もしくは非置換の炭素数１～２０のアルキレン基、置換もしくは非置換の炭素数３～２０のシクロアルキレン基、または置換もしくは非置換の炭素数６～２０のアリーレン基であり、
ｎ１およびｎ２は、それぞれ独立して、０～１０の整数である。
Ｒ１～Ｒ４は、それぞれ独立して、アクリロイルオキシ基またはα－アルキル置換アクリロイルオキシ基であり、
Ｒ５およびＲ６は、置換もしくは非置換の炭素数１～２０のアルキル基、置換もしくは非置換の炭素数３～２０のシクロアルキル基、または置換もしくは非置換の炭素数６～２０のアリール基であり、
Ｌ１～Ｌ４は、それぞれ独立して、置換もしくは非置換の炭素数１～２０のアルキレン基、置換もしくは非置換の炭素数３～２０のシクロアルキレン基、または置換もしくは非置換の炭素数６～２０のアリーレン基であり、
ｎ１およびｎ２は、それぞれ独立して、０～１０の整数である。
上記アクリロイルオキシ基またはα－アルキル置換アクリロイルオキシ基は、下記化学式Ｓで表され得る。
上記化学式Ｓ中、
Ｒ７は、水素原子または置換もしくは非置換の炭素数１～２０のアルキル基であり、＊は連結地点である。
Ｒ７は、水素原子または置換もしくは非置換の炭素数１～２０のアルキル基であり、＊は連結地点である。
上記化学式１中のｎ１およびｎ２は、それぞれ独立して、０であり得る。
上記化学式１中のｎ１およびｎ２は、それぞれ独立して、１～１０の整数であり得る。
上記スクアリリウム系コアは、下記化学式１－１または化学式１－２で表される化合物であり得る。
上記スクアリリウム系コアは、６１０ｎｍ～６４０ｎｍで最大吸光波長を有することができる。
上記シェルは、下記化学式２で表される化合物であり得る。
上記化学式２中、
ＬａおよびＬｂは、それぞれ独立して、単結合または置換もしくは非置換の炭素数１～１０のアルキレン基であり、
ｎは、２以上の整数である。
ＬａおよびＬｂは、それぞれ独立して、単結合または置換もしくは非置換の炭素数１～１０のアルキレン基であり、
ｎは、２以上の整数である。
上記化学式２で表されるシェルは、下記化学式２－１で表される化合物であり得る。
上記コア－シェル化合物は、下記化学式Ａで表される化合物または下記化学式Ｂで表される化合物であり得る。
上記コア－シェル化合物は、緑色染料であり得る。
本発明の他の一実施形態は、上記コア－シェル化合物を含む感光性樹脂組成物を提供する。
上記コア－シェル化合物は、上記感光性樹脂組成物を構成する固形分の総質量に対して１０質量％～５０質量％で含まれ得る。
上記感光性樹脂組成物は、顔料をさらに含むことができる。
上記顔料は、黄色顔料を含むことができる。
上記顔料は、緑色顔料をさらに含むことができる。
上記感光性樹脂組成物は、バインダー樹脂、光重合性単量体、光重合開始剤および溶媒をさらに含むことができる。
上記感光性樹脂組成物は、有機光電子素子に含まれるカラーフィルター用であり得る。
また本発明の他の一実施形態は、上記感光性樹脂膜を含むカラーフィルターを提供する。
上記カラーフィルターは、有機光電子素子に含まれ得る。
上記有機光電子素子は、モバイルディスプレイ用であり得る。
また本発明のさらに他の一実施形態は、上記カラーフィルターを含むディスプレイ装置を提供する。
上記ディスプレイ装置は、モバイルディスプレイ装置であり得る。
その他本発明の側面の具体的な事項は、以下の詳細な説明に含まれている。
本発明によれば、モバイルディスプレイ装置を構成する有機光電子素子用カラーフィルター内の緑色画素を構成するコア－シェル化合物が提供される。
以下、本発明の実施形態を詳しく説明する。ただし、これは例示として提示されるものであり、本発明はこれによって制限されず、本発明は後述する特許請求の範囲の範疇のみによって定義される。
本明細書で特別な言及がない限り、「置換」または「置換された」とは、化合物中の官能基のうちの１つ以上の水素原子が、ハロゲン原子（Ｆ、Ｂｒ、ＣｌまたはＩ）、ヒドロキシ基、ニトロ基、シアノ基、アミノ基（ＮＨ２、ＮＨ（Ｒ２００）またはＮ（Ｒ２０１）（Ｒ２０２）であり、ここで、Ｒ２００、Ｒ２０１およびＲ２０２は同一であるか互いに異なり、それぞれ独立して、炭素数１～１０のアルキル基である）、アミジノ基、ヒドラジン基、ヒドラゾン基、カルボキシル基、置換または非置換のアルキル基、置換または非置換のアルケニル基、置換または非置換のアルキニル基、置換または非置換の脂環族有機基、置換または非置換のアリール基。および置換または非置換のヘテロ環基からなる群より選択される少なくとも１種の置換基で置換されたことを意味する。
本明細書で特別な言及がない限り、「アルキル基」とは、炭素数１～２０のアルキル基を意味し、具体的には炭素数１～１５のアルキル基を意味し、「シクロアルキル基」とは、炭素数３～２０のシクロアルキル基を意味し、具体的には炭素数３～１８のシクロアルキル基を意味する。「アルコキシ基」とは、炭素数１～２０のアルコキシ基を意味し、具体的には炭素数１～１８のアルコキシ基を意味し、「アリール基」とは、炭素数６～２０のアリール基を意味し、具体的には炭素数６～１８のアリール基を意味する。「アルケニル基」とは、炭素数２～２０のアルケニル基を意味し、具体的には炭素数２～１８のアルケニル基を意味し、「アルキレン基」とは、炭素数１～２０のアルキレン基を意味し、具体的には炭素数１～１８のアルキレン基を意味し、「アリーレン基」とは、炭素数６～２０のアリーレン基を意味し、具体的には炭素数６～１６のアリーレン基を意味する。
本明細書で特別な言及がない限り、「（メタ）アクリレート基」とは、「アクリレート基」と「メタクリレート基」の両方共に可能であることを意味し、「（メタ）アクリル酸」は「アクリル酸」と「メタクリル酸」の両方共に可能であることを意味する。
本明細書で別途の定義がない限り、「組み合わせ」とは、混合または共重合を意味する。また「共重合」とは、ブロック共重合またはランダム共重合を意味し、「共重合体」とは、ブロック共重合体またはランダム共重合体を意味する。
本明細書内の化学式で別途の定義がない限り、化学結合が描かれるべき位置に化学結合が描かれていない場合は、その位置に水素原子が結合されていることを意味する。
また、本明細書で別途の定義がない限り、「＊」は同一または異なる原子または化学式と連結される部分を意味する。
本発明は、上記化学式１で表されるスクアリリウム系コアおよび当該スクアリリウム系コアを囲むシェルからなるコア－シェル化合物を提供する。
カラーフィルターが適用された携帯電話またはノートパソコンのようなモバイルディスプレイ装置の場合、室外で使用される時間が多いため、カラーフィルターに使用される感光性樹脂組成物の耐光特性が非常に重要である。そのため、大部分の場合に染料に比べて耐光特性に優れた顔料分散液がカラーフィルター用着色剤として適用されてきた。しかし、緑色または青色カラーフィルターに主に使用されるフタロシアニン系顔料分散液の場合、それ自身耐光特性には優れているが、長時間太陽光に露出されると、共に使用される有機材料の分解を起こし、これによってカラーフィルターの輝度低下を起こすという問題がある。
そこで、染料が適用されたカラーフィルター用感光性樹脂組成物の足りない耐熱性、耐薬品性および耐光特性を改善するために、過剰量の硬化剤およびエポキシ化合物などを添加することによってこのような問題を克服しようとした。しかし、改善の程度がわずかであり、特に最近は高品質のモバイルディスプレイ装置に対するニーズが次第に高まり、低温の硬化条件でも耐薬品性に優れた染料を含むカラーフィルター用感光性樹脂組成物に対する要求が一層高まっている。
本発明は、偏光フィルムを含まないモバイルディスプレイ装置を構成する有機光電子素子用カラーフィルターに用いられる緑色染料に関する。ピクセルの大きさが小さくなりながら、顔料を利用した微細パターンの製造には限界があり、これを補完するために染料の開発が必要である。しかし、染料は顔料に比べてパターン製造時に加工性の面で問題があり、特に耐薬品性で非常に劣り、硬化および加熱工程以降は微細パターンを形成することが非常に難しかった。また、偏光フィルムを含まないモバイルディスプレイ装置を構成する有機光電子素子用感光性樹脂組成物の場合には、染料が感光性樹脂組成物を構成する固形分の総質量に対して約１０質量％以上の含有量で過剰に含まれるため、それ自身が耐薬品性に優れた染料を開発する必要性は非常に大きいのが現状である。
本発明者らは、幾多の試行錯誤を経た結果、コアをなすスクアリリウム系化合物の構造を限定した上で、少なくとも４個のアクリロイルオキシ基またはα－アルキル置換アクリロイルオキシ基を導入し、つまり、スクアリリウム系化合物は下記化学式１の構造に限定し、このコアをシェルで囲んで、１つのコア－シェル化合物を合成した。このように合成された本発明によるコア－シェル化合物は、それ自身耐薬品性に優れており、これを緑色染料として過剰量含む感光性樹脂組成物は、硬化および熱熱工程を経た後であっても、特に低温の硬化条件であっても耐薬品性の低下が大きくないため、モバイルディスプレイ装置を構成する有機光電子素子用緑色カラーフィルターに使用するには非常に適している。
上記化学式１中、
Ｒ１～Ｒ４は、それぞれ独立して、アクリロイルオキシ基またはα－アルキル置換アクリロイルオキシ基であり、
Ｒ５およびＲ６は、置換もしくは非置換の炭素数１～２０のアルキル基、置換もしくは非置換の炭素数３～２０のシクロアルキル基、または置換もしくは非置換の炭素数６～２０のアリール基であり、
Ｌ１～Ｌ４は、それぞれ独立して、置換もしくは非置換の炭素数１～２０のアルキレン基、置換もしくは非置換の炭素数３～２０のシクロアルキレン基、または置換もしくは非置換の炭素数６～２０のアリーレン基であり、
ｎ１およびｎ２は、それぞれ独立して、０～１０の整数である。
Ｒ１～Ｒ４は、それぞれ独立して、アクリロイルオキシ基またはα－アルキル置換アクリロイルオキシ基であり、
Ｒ５およびＲ６は、置換もしくは非置換の炭素数１～２０のアルキル基、置換もしくは非置換の炭素数３～２０のシクロアルキル基、または置換もしくは非置換の炭素数６～２０のアリール基であり、
Ｌ１～Ｌ４は、それぞれ独立して、置換もしくは非置換の炭素数１～２０のアルキレン基、置換もしくは非置換の炭素数３～２０のシクロアルキレン基、または置換もしくは非置換の炭素数６～２０のアリーレン基であり、
ｎ１およびｎ２は、それぞれ独立して、０～１０の整数である。
上記アクリロイルオキシ基またはα－アルキル置換アクリロイルオキシ基は、下記化学式Ｓで表され得る。
上記化学式Ｓ中、
Ｒ７は、水素原子または置換もしくは非置換の炭素数１～２０のアルキル基であり、＊は連結地点である。
Ｒ７は、水素原子または置換もしくは非置換の炭素数１～２０のアルキル基であり、＊は連結地点である。
上記化学式１で表されるコアは、４個以上のアクリロイルオキシ基またはα－アルキル置換アクリロイルオキシ基を有し得る。例えば、上記４個以上のアクリロイルオキシ基またはα－アルキル置換アクリロイルオキシ基は、全てスクアリリウム系コアを構成するアルキル基の置換基として存在することもでき、スクアリリウム系コアを構成するアリール基の置換基として存在することもできる。
例えば、上記４個以上のアクリロイルオキシ基またはα－アルキル置換アクリロイルオキシ基のうちの少なくとも１つは、スクアリリウム系コアを構成するアリール基の置換基として存在し、上記４個のアクリロイルオキシ基またはまたはα－アルキル置換アクリロイルオキシ基のうちの少なくとも１つは、スクアリリウム系コアを構成するアルキル基の置換基として存在することができる。
例えば、４個以上のアクリロイルオキシ基またはα－アルキル置換アクリロイルオキシ基が上記のような位置に制御される場合、本発明によるコア－シェル化合物（染料）自体の耐久性をより大幅に向上させることができる。
例えば、上記化学式１中、ｎ１およびｎ２は、それぞれ独立して、０であり得る。
例えば、上記化学式１中、ｎ１およびｎ２は、それぞれ独立して、１～１０の整数であり得る。
例えば、上記化学式１で表されるコアは、アクリロイルオキシ基またはα－アルキル置換アクリロイルオキシ基を４個含むことができる。アクリロイルオキシ基またはα－アルキル置換アクリロイルオキシ基を１個～３個含むコアは、合成が容易であるが、化合物の耐久性自体が非常に劣り、特に低温での硬化工程、例えば８５℃～１５０℃の温度で硬化時に耐薬品性が非常に劣り好ましくない。また、アクリロイルオキシ基またはα－アルキル置換アクリロイルオキシ基を５個以上含むコアは、合成が難しくて経済性が低下する場合がある。
つまり、上記化学式１で表されるコアは、低温の硬化条件での耐薬品性および化合物の合成容易性の側面を全て考慮すると、４個のアクリロイルオキシ基またはα－アルキル置換アクリロイルオキシ基を有することが最も好ましい。
例えば、上記スクアリリウム系コアは、下記化学式１－１または化学式１－２で表されるコアであり得るが、必ずしもこれらに限定されるものではない。
例えば、上記化学式１で表されるコアは、６１０ｎｍ～６４０ｎｍで最大吸光波長を有することができる。有機溶媒に対する溶解度が１０％以上と優れた溶解度を有する染料化合物であるとしても、６１０ｎｍ～６４０ｎｍで最大吸光波長を有することができない場合、透過度が低くて、モバイルディスプレイ装置を構成する有機光電子素子用緑色感光性樹脂組成物として使用されるには不適になり得る。
上記シェルは、下記化学式２で表される化合物であり得る。
上記化学式２中、
ＬａおよびＬｂは、それぞれ独立して、単結合または置換もしくは非置換の炭素数１～１０のアルキレン基であり、
ｎは、２以上の整数である。
ＬａおよびＬｂは、それぞれ独立して、単結合または置換もしくは非置換の炭素数１～１０のアルキレン基であり、
ｎは、２以上の整数である。
上記化学式２で表されるシェルは、下記化学式２－１で表され得る。
例えば、上記コア－シェル化合物は、下記化学式Ａで表される化合物または下記化学式Ｂで表される化合物であり得るが、必ずしもこれらに限定されるものではない。
例えば、上記コア－シェル化合物は、緑色染料であり得る。
本発明の他の実施形態によれば、本発明によるコア－シェル化合物を含む感光性樹脂組成物を提供し、該感光性樹脂組成物は、例えば有機光電子素子に含まれるカラーフィルター用感光性樹脂組成物であり得る。
例えば、本発明による感光性樹脂組成物は、波長５４０ｎｍで９０％以上の透過度を有することができ、波長６００ｎｍ～６４０ｎｍで１０％以下の透過度を有することができ、波長４５０ｎｍで５％以下の透過度を有することができるため、高透過型ＣＩＳ用緑色カラーフィルターの実現に適している。つまり、本発明による感光性樹脂組成物は、高透過型ＣＭＯＳイメージセンサー用であり得る。
本発明による感光性樹脂組成物は、上記のコア－シェル化合物、バインダー樹脂、光重合性単量体、光重合開始剤および溶媒をさらに含むことができる。
本発明によるコア－シェル化合物は、上記感光性樹脂組成物を構成する固形分の総質量に対して５質量％～５０質量％、例えば１０質量％～５０質量％、例えば１０質量％～４０質量％、例えば１０質量％～３０質量％、例えば１５質量％～３０質量％の含有量で含まれ得る。このような含有量の範囲でコア－シェル化合物が含まれる場合、色再現率および明暗比に優れるようになるだけでなく、モバイルディスプレイ装置への適用に適している。
上記感光性樹脂組成物は、顔料、例えば黄色顔料、緑色顔料またはこれらの組み合わせをさらに含むことができる。
黄色顔料の例としては、カラーインデックス（Ｃｏｌｏｒ Ｉｎｄｅｘ）内でＣ．Ｉ．ピグメントイエロー１３８、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１３９、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１５０、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１８５などが挙げられ、これらを単独でまたは２種以上混合して使用することができる。
緑色顔料の例としては、カラーインデックス（Ｃｏｌｏｒ Ｉｎｄｅｘ）内でＣ．Ｉ．ピグメントグリーン３６、Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン５８、Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン５９などが挙げられ、これらを単独または２種以上混合して使用することができる。
顔料は、顔料分散液の形態で感光性樹脂組成物に含まれ得る。
該顔料分散液は、固形分の顔料、溶剤および溶剤内に顔料を均一に分散させるための分散剤を含むことができる。
固形分の顔料は、顔料分散液の総質量に対して１質量％～２０質量％、例えば８質量％～２０質量％、例えば８質量％～１５質量％、例えば１０質量％～２０質量％、例えば１０質量％～１５質量％で含まれ得る。
分散剤としては、非イオン性分散剤、陰イオン性分散剤、陽イオン性分散剤などを使用することができる。分散剤の具体的な例としては、ポリアルキレングリコールおよびそのエステル、ポリオキシアルキレン、多価アルコールエステルアルキレンオキシド付加物、アルコールアルキレンオキシド付加物、スルホン酸エステル、スルホン酸塩、カルボン酸エステル、カルボン酸塩、アルキルアミドアルキレンオキシド付加物、アルキルアミンなどが挙げられ、これらを単独または２つ以上混合して使用することができる。
分散剤の市販品を例に挙げれば、ＢＹＫ社製のＤＩＳＰＥＲＢＹＫ（登録商標、以下同じ）－１０１、ＤＩＳＰＥＲＢＹＫ－１３０、ＤＩＳＰＥＲＢＹＫ－１４０、ＤＩＳＰＥＲＢＹＫ－１６０、ＤＩＳＰＥＲＢＹＫ－１６１、ＤＩＳＰＥＲＢＹＫ－１６２、ＤＩＳＰＥＲＢＹＫ－１６３、ＤＩＳＰＥＲＢＹＫ－１６４、ＤＩＳＰＥＲＢＹＫ－１６５、ＤＩＳＰＥＲＢＹＫ－１６６、ＤＩＳＰＥＲＢＹＫ－１７０、ＤＩＳＰＥＲＢＹＫ－１７１、ＤＩＳＰＥＲＢＹＫ－１８２、ＤＩＳＰＥＲＢＹＫ－２０００、ＤＩＳＰＥＲＢＹＫ－２００１など；ＥＦＫＡケミカル社製のＥＦＫＡ（登録商標、以下同じ）－４７、ＥＦＫＡ－４７ＥＡ、ＥＦＫＡ－４８、ＥＦＫＡ－４９、ＥＦＫＡ－１００、ＥＦＫＡ－４００、ＥＦＫＡ－４５０など；Ｚｅｎｅｋａ社製のＳｏｌｓｐｅｒｓｅ（登録商標、以下同じ）５０００、Ｓｏｌｓｐｅｒｓｅ１２０００、Ｓｏｌｓｐｅｒｓｅ１３２４０、Ｓｏｌｓｐｅｒｓｅ１３９４０、Ｓｏｌｓｐｅｒｓｅ１７０００、Ｓｏｌｓｐｅｒｓｅ２００００、Ｓｏｌｓｐｅｒｓｅ２４０００ＧＲ、Ｓｏｌｓｐｅｒｓｅ２７０００、Ｓｏｌｓｐｅｒｓｅ２８０００など；または味の素株式会社製のＰＢ７１１、ＰＢ８２１などがある。
分散剤は、顔料分散液の総質量に対して１質量％～２０質量％の含有量で含まれ得る。分散剤の含有量が上記範囲内である場合、適切な粘度を維持することができるため、感光性樹脂組成物の分散性に優れ、これによって製品への適用時に、光学的、物理的および化学的品質を維持することができる。
顔料分散液を形成する溶剤としては、エチレングリコールアセテート、エチルセロソルブ、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート、乳酸エチル、ポリエチレングリコール、シクロヘキサノン、プロピレングリコールメチルエーテルなどを使用することができる。
顔料分散液は、感光性樹脂組成物の総質量に対して１０質量％～２０質量％、例えば１２質量％～１８質量％の含有量で含まれ得る。顔料分散液の含有量が上記範囲内である場合、工程マージンの確保に有利であり、色再現率および明暗比に優れるようになる。
バインダー樹脂は、アクリル系バインダー樹脂であり得る。
アクリル系バインダー樹脂は、第１エチレン性不飽和単量体およびこれと共重合可能な第２エチレン性不飽和単量体の共重合体であり、１つ以上のアクリル系繰り返し単位を含む樹脂である。
第１エチレン性不飽和単量体は、１つ以上のカルボキシ基を含有するエチレン性不飽和単量体であり、その具体的な例としては、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、イタコン酸、フマル酸またはこれらの組み合わせ等が挙げられる。
第１エチレン性不飽和単量体は、アクリル系バインダー樹脂の総質量に対して５質量％～５０質量％、例えば１０質量％～４０質量％で含まれ得る。
第２エチレン性不飽和単量体の例としては、スチレン、α－メチルスチレン、ビニルトルエン、ビニルベンジルメチルエーテルなどの芳香族ビニル化合物；メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、ブチル（メタ）アクリレート、２－ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、２－ヒドロキシブチル（メタ）アクリレート、ベンジル（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、フェニル（メタ）アクリレートなどの不飽和カルボン酸エステル化合物；２－アミノエチル（メタ）アクリレート、２－ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレートなどの不飽和カルボン酸アミノアルキルエステル化合物；酢酸ビニル、安息香酸ビニルなどのカルボン酸ビニルエステル化合物；グリシジル（メタ）アクリレートなどの不飽和カルボン酸グリシジルエステル化合物；（メタ）アクリロニトリルなどのシアン化ビニル化合物；（メタ）アクリルアミドなどの不飽和アミド化合物；などが挙げられ、これらを単独または２種以上混合して使用することができる。
アクリル系バインダー樹脂の具体的な例としては、（メタ）アクリル酸／ベンジルメタクリレート共重合体、（メタ）アクリル酸／ベンジルメタクリレート／スチレン共重合体、（メタ）アクリル酸／ベンジルメタクリレート／２－ヒドロキシエチルメタクリレート共重合体、（メタ）アクリル酸／ベンジルメタクリレート／スチレン／２－ヒドロキシエチルメタクリレート共重合体などが挙げられるが、これらに限定されるものではなく、これらを単独または２種以上を組み合わせて使用することができる。
上記バインダー樹脂の重量平均分子量は、３，０００ｇ／ｍｏｌ～１５０，０００ｇ／ｍｏｌ、例えば５，０００ｇ／ｍｏｌ～５０，０００ｇ／ｍｏｌ、例えば２０，０００ｇ／ｍｏｌ～３０，０００ｇ／ｍｏｌであり得る。バインダー樹脂の重量平均分子量が上記範囲内である場合、感光性樹脂組成物の物理的および化学的物性に優れ、粘度が適切であり、カラーフィルター製造時に基板との密着性に優れている。
バインダー樹脂の酸価は、１５ｍｇＫＯＨ／ｇ～６０ｍｇＫＯＨ／ｇ、例えば２０ｍｇＫＯＨ／ｇ～５０ｍｇＫＯＨ／ｇであり得る。バインダー樹脂の酸価が上記範囲内である場合、ピクセルパターンの解像度に優れている。
バインダー樹脂は、感光性樹脂組成物の総質量に対して１質量％～３０質量％、例えば１質量％～２０質量％の含有量で含まれ得る。バインダー樹脂の含有量が上記範囲内である場合、カラーフィルター製造時に現像性に優れ、架橋性が改善されて、優れた表面平滑性を得ることができる。
光重合性単量体は、少なくとも１個のエチレン性不飽和二重結合を有する（メタ）アクリル酸の一官能または多官能エステルを使用することができる。
光重合性単量体は、エチレン性不飽和二重結合を有することによって、パターン形成工程で露光時に十分な重合を起こし、耐熱性、耐光性および耐薬品性に優れたパターンを形成することができる。
光重合性単量体の具体的な例としては、エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ジエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、プロピレングリコールジ（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、１，４－ブタンジオールジ（メタ）アクリレート、１，６－ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、ビスフェノールＡジ（メタ）アクリレート、ペンタエリトリトールジ（メタ）アクリレート、ペンタエリトリトールトリ（メタ）アクリレート、ペンタエリトリトールテトラ（メタ）アクリレート、ペンタエリトリトールヘキサ（メタ）アクリレート、ジペンタエリトリトールジ（メタ）アクリレート、ジペンタエリトリトールトリ（メタ）アクリレート、ジペンタエリトリトールペンタ（メタ）アクリレート、ジペンタエリトリトールヘキサ（メタ）アクリレート、ビスフェノールＡエポキシ（メタ）アクリレート、エチレングリコールモノメチルエーテル（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、トリス（メタ）アクリロイルオキシエチルホスフェート、ノボラックエポキシ（メタ）アクリレートなどが挙げられる。
光重合性単量体の市販品を例に挙げれば次のとおりである。（メタ）アクリル酸の一官能エステルの例としては、東亞合成株式会社製のアロニックス（登録商標、以下同じ）Ｍ－１０１、同Ｍ－１１１、同Ｍ－１１４など；日本化薬株式会社製のＫＡＹＡＲＡＤ ＴＣ－１１０Ｓ（登録商標）、同ＴＣ－１２０Ｓなど；大阪有機化学工業株式会社製のＶ－１５８、Ｖ－２３１１などが挙げられる。（メタ）アクリル酸の二官能エステルの例としては、東亞合成株式会社製のアロニックスＭ－２１０、同Ｍ－２４０、同Ｍ－６２００など；日本化薬株式会社製のＫＡＹＡＲＡＤ（登録商標、以下同じ）ＨＤＤＡ、同ＨＸ－２２０、同Ｒ－６０４など；大阪有機化学工業株式会社製のＶ－２６０、Ｖ－３１２、Ｖ－３３５ＨＰなどが挙げられる。（メタ）アクリル酸の三官能エステルの例としては、東亞合成株式会社製のアロニックスＭ－３０９、同Ｍ－４００、同Ｍ－４０５、同Ｍ－４５０、同Ｍ－７１０、同Ｍ－８０３０、同Ｍ－８０６０など；日本化薬株式会社製のＫＡＹＡＲＡＤ（登録商標）ＴＭＰＴＡ、同ＤＰＣＡ－２０、同－３０、同－６０、同－１２０など；大阪有機化学工業株式会社製のＶ－２９５、同－３００、同－３６０、同－ＧＰＴ、同－３ＰＡ、同－４００などが挙げられる。これら市販品は、単独でもまたは２種以上組み合わせても使用することができる。
光重合性単量体は、より優れた現像性を付与するために酸無水物で処理して使用することもできる。
光重合性単量体は、感光性樹脂組成物の総質量に対して１質量％～１５質量％、例えば５質量％～１０質量％の含有量で含まれ得る。光重合性単量体の含有量が上記範囲内である場合、パターン形成工程で露光時に硬化が十分に起きて信頼性に優れ、アルカリ現像液への現像性に優れている。
光重合開始剤としては、感光性樹脂組成物に一般に使用される開始剤を使用することができ、例えばアセトフェノン系化合物、ベンゾフェノン系化合物、チオキサントン系化合物、ベンゾイン系化合物、トリアジン系化合物、オキシム系化合物、またはこれらの組み合わせを使用することができる。
アセトフェノン系化合物の例としては、２，２’－ジエトキシアセトフェノン、２，２’－ジブトキシアセトフェノン、２－ヒドロキシ－２－メチルプロピオフェノン、ｐ－ｔ－ブチルトリクロロアセトフェノン、ｐ－ｔ－ブチルジクロロアセトフェノン、４－クロロアセトフェノン、２，２’－ジクロロ－４－フェノキシアセトフェノン、２－メチル－１－（４－（メチルチオ）フェニル）－２－モルホリノプロパン－１－オン、２－ベンジル－２－ジメチルアミノ－１－（４－モルホリノフェニル）－ブタン－１－オンなどが挙げられる。
ベンゾフェノン系化合物の例としては、ベンゾフェノン、ベンゾイル安息香酸、ベンゾイル安息香酸メチル、４－フェニルベンゾフェノン、ヒドロキシベンゾフェノン、アクリル化ベンゾフェノン、４，４’－ビス（ジメチルアミノ）ベンゾフェノン、４，４’－ビス（ジエチルアミノ）ベンゾフェノン、４，４’－ジメチルアミノベンゾフェノン、４，４’－ジクロロベンゾフェノン、３，３’－ジメチル－２－メトキシベンゾフェノンなどが挙げられる。
チオキサントン系化合物の例としては、チオキサントン、２－メチルチオキサントン、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－ジイソプロピルチオキサントン、２－クロロチオキサントンなどが挙げられる。
ベンゾイン系化合物の例としては、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル、ベンジルジメチルケタールなどが挙げられる。
トリアジン系化合物の例としては、２，４，６－トリクロロ－ｓ－トリアジン、２－フェニル４，６－ビス（トリクロロメチル）－ｓ－トリアジン、２－（３’，４’－ジメトキシスチリル）－４，６－ビス（トリクロロメチル）－ｓ－トリアジン、２－（４’－メトキシナフチル）－４，６－ビス（トリクロロメチル）－ｓ－トリアジン、２－（ｐ－メトキシフェニル）－４，６－ビス（トリクロロメチル）－ｓ－トリアジン、２－（ｐ－トリル）－４，６－ビス（トリクロロメチル）－ｓ－トリアジン、２－ビフェニル４，６－ビス（トリクロロメチル）－ｓ－トリアジン、ビス（トリクロロメチル）－６－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－ビス（トリクロロメチル）－６－ピペロニル－ｓ－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）－ｓ－トリアジンなどが挙げられる。
オキシム系化合物の例としては、Ｏ－アシルオキシム系化合物、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、１－（ｏ－アセチルオキシム）－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］エタノン、Ｏ－エトキシカルボニル－α－オキシアミノ－１－フェニルプロパン－１－オンなどを使用することができる。前記Ｏ－アシルオキシム系化合物の具体的な例としては、１，２－オクタンジオン、２－ジメチルアミノ－２－（４－メチルベンジル）－１－（４－モルホリン－４－イル－フェニル）－ブタン－１－オン、１－（４－フェニルスルファニルフェニル）－ブタン－１，２－ジオン２－オキシム－Ｏ－ベンゾエート、１－（４－フェニルスルファニルフェニル）－オクタン－１，２－ジオン２－オキシム－Ｏ－ベンゾエート、１－（４－フェニルスルファニルフェニル）－オクタン－１－オンオキシム－Ｏ－アセテートおよび１－（４－フェニルスルファニルフェニル）－ブタン－１－オンオキシム－Ｏ－アセテートなどが挙げられる。
光重合開始剤としては、上記化合物以外にもカルバゾール系化合物、ジケトン類化合物、スルホニウムボレート系化合物、ジアゾ系化合物、イミダゾール系化合物、ビイミダゾール系化合物、フルオレン系化合物などを使用することができる。
光重合開始剤は、光を吸収して励起状態になった後、そのエネルギーを伝達することによって化学反応を起こす光増感剤と共に使用されることもできる。
光増感剤の例としては、テトラエチレングリコールビス－３－メルカプトプロピオネート、ペンタエリトリトールテトラキス－３－メルカプトプロピオネート、ジペンタエリトリトールテトラキス－３－メルカプトプロピオネートなどが挙げられる。
光重合開始剤は、感光性樹脂組成物の総質量に対して０．０１質量％～１０質量％、例えば０．１質量％～５質量％の含有量で含まれ得る。光重合開始剤の含有量が上記範囲内である場合、パターン形成工程で露光時に硬化が十分に起き、優れた信頼性を得ることができ、パターンの耐熱性、耐光性および耐薬品性に優れ、解像度および密着性にも優れ、未反応の開始剤による透過率の低下を防止することができる。
溶媒は、本発明によるコア－シェル化合物、顔料、バインダー樹脂、光重合性単量体、および光重合開始剤との相溶性を有するが、反応しない物質を使用することができる。
溶媒の例としては、メタノール、エタノールなどのアルコール類；ジクロロエチルエーテル、ｎ－ブチルエーテル、ジイソアミルエーテル、メチルフェニルエーテル、テトラヒドロフランなどのエーテル類；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などのグリコールエーテル類；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、ジエチルセロソルブアセテートなどのセロソルブアセテート類；メチルエチルカルビトール、ジエチルカルビトール、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ジメチルエーテル、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エチルエーテルなどのカルビトール類；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プロピルエーテルアセテートなどのプロピレングリコールアルキルエーテルアセテート類；トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素類；メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、４－ヒドロキシ－４－メチル－２－ペンタノン、メチル－ｎ－プロピルケトン、メチル－ｎ－ブチルケトン、メチル－ｎ－アミルケトン、２－ヘプタノンなどのケトン類；酢酸エチル、酢酸－ｎ－ブチル、酢酸イソブチルなどの飽和脂肪族モノカルボン酸アルキルエステル類；乳酸メチル、乳酸エチルなどの乳酸エステル類；オキシ酢酸メチル、オキシ酢酸エチル、オキシ酢酸ブチルなどのオキシ酢酸アルキルエステル類；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などのアルコキシ酢酸アルキルエステル類；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などの３－オキシプロピオン酸アルキルエステル類；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エチル、３－エトキシプロピオン酸メチルなどの３－アルコキシプロピオン酸アルキルエステル類；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などの２－オキシプロピオン酸アルキルエステル類；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－エトキシプロピオン酸エチル、２－エトキシプロピオン酸メチルなどの２－アルコキシプロピオン酸アルキルエステル類；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などの２－オキシ－２－メチルプロピオン酸エステル類、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などの２－アルコキシ－２－メチルプロピオン酸アルキル類のモノオキシモノカルボン酸アルキルエステル類；２－ヒドロキシプロピオン酸エチル、２－ヒドロキシ－２－メチルプロピオン酸エチル、ヒドロキシ酢酸エチル、２－ヒドロキシ－３－メチルブタン酸メチルなどのエステル類；ピルビン酸エチルなどのケトン酸エステル類などがあり、また、Ｎ－メチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ－ジメチルホルムアミド、Ｎ－メチルホルムアニリド、Ｎ－メチルアセトアミド、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、ベンジルエチルエーテル、ジヘキシルエーテル、アセチルアセトン、イソホロン、カプロン酸、カプリル酸、１－オクタノール、１－ノナノール、ベンジルアルコール、酢酸ベンジル、安息香酸エチル、シュウ酸ジエチル、マレイン酸ジエチル、γブチロラクトン、炭酸エチレン、炭酸プロピレン、フェニルセロソルブアセテートなどの高沸点溶媒が挙げられる。
これら溶媒のうち、好ましくは相溶性および反応性を考慮して、エチレングリコールモノエチルエーテルなどのグリコールエーテル類；エチルセロソルブアセテートなどのエチレングリコールアルキルエーテルアセテート類；２－ヒドロキシプロピオン酸エチルなどのエステル類；ジエチレングリコールモノメチルエーテルなどのカルビトール類；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プロピルエーテルアセテートなどのプロピレングリコールアルキルエーテルアセテート類；および／またはシクロヘキサノンなどのケトン類を使用することができる。
溶媒は、感光性樹脂組成物の総質量に対して残部量、例えば３０質量％～８０質量％の含有量で含まれ得る。溶媒の含有量が上記範囲内である場合、感光性樹脂組成物が適切な粘度を有するようになり、カラーフィルター製造時に加工性に優れている。
本発明による感光性樹脂組成物は、基板との密着性などを改善するためにエポキシ化合物をさらに含むことができる。
エポキシ化合物の例としては、フェノールノボラックエポキシ化合物、テトラメチルビフェニルエポキシ化合物、ビスフェノールＡ型エポキシ化合物、脂環族エポキシ化合物またはこれらの組み合わせが挙げられる。
エポキシ化合物は、感光性樹脂組成物１００質量部に対して０．０１質量部～２０質量部、例えば０．１質量部～１０質量部の含有量で含まれ得る。エポキシ化合物の含有量が上記範囲内である場合、密着性、保存性などに優れている。
また、本発明の感光性樹脂組成物は、基板との接着性を向上させるためにカルボキシル基、メタクリロイル基、イソシアネート基、エポキシ基などの反応性置換基を有するシランカップリング剤をさらに含むことができる。
このようなシランカップリング剤の例としては、トリメトキシシリル安息香酸、γメタクリルオキシプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、γ－イソシアネートプロピルトリエトキシシラン、γ－グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、β－エポキシシクロヘキシルエチルトリメトキシシランなどが挙げられ、これらを単独または２種以上混合して使用することができる。
シランカップリング剤は、感光性樹脂組成物１００質量部に対して０．０１質量部～１０質量部の含有量で含まれ得る。シランカップリング剤の含有量が上記範囲内である場合、密着性、保存性などに優れている。
また、感光性樹脂組成物は、必要に応じてコーティング性向上および欠点生成防止効果のために界面活性剤をさらに含むことができる。
前記界面活性剤の例としては、ＢＭ Ｃｈｅｍｉｅ社製のＢＭ－１０００、ＢＭ－１１００など；ＤＩＣ株式会社製のメガファック（登録商標、以下同じ）Ｆ１４２Ｄ、同Ｆ１７２、同Ｆ１７３、同Ｆ１８３など；３Ｍ社製のフルオラド（登録商標、以下同じ）ＦＣ－１３５、同ＦＣ－１７０Ｃ、同ＦＣ－４３０、同ＦＣ－４３１など；ＡＧＣセイミケミカル株式会社製のサーフロン（登録商標、以下同じ）Ｓ－１１２、同Ｓ－１１３、同Ｓ－１３１、同Ｓ－１４１、同Ｓ－１４５など；デュポン・東レ・スペシャルティ・マテリアル株式会社製のＳＨ－２８ＰＡ、同－１９０、同－１９３、ＳＺ－６０３２、ＳＦ－８４２８などの名称で市販されているフッ素系界面活性剤を使用することができる。
界面活性剤は、感光性樹脂組成物１００質量部に対して０．００１質量部～５質量部で使用することができる。界面活性剤の使用量がこの範囲内に含まれる場合、コーティング均一性が確保され、染みが発生せず、ガラス基板に対する湿潤性（ｗｅｔｔｉｎｇ）に優れている。
また、感光性樹脂組成物は、物性を阻害しない範囲内で、酸化防止剤、安定剤などのその他添加剤が一定量添加されてもよい。
また、他の実施形態によれば、本発明による感光性樹脂組成物を硬化してなる感光性樹脂膜を提供する。
また、本発明の他の実施形態によれば、上記感光性樹脂膜を含むカラーフィルターを提供する。
上記カラーフィルターは、有機光電子素子を構成することができる。
例えば、有機光電子素子は、モバイルディスプレイ用であり得る。
カラーフィルター内のパターン形成工程は次のとおりである。
感光性樹脂組成物を支持基板上にスピンコーティング、スリットコーティング、インクジェットプリンティングなどで塗布する工程；上記塗布された感光性樹脂組成物を乾燥して感光性樹脂組成物膜を形成する工程；上記感光性樹脂組成物膜を露光する工程；上記露光された感光性樹脂組成物膜をアルカリ水溶液で現像して感光性樹脂膜を製造する工程；および上記感光性樹脂膜を加熱処理する工程を含む。工程上の条件などについては、当該分野で広く知られた事項であるため、本明細書で詳細な説明は省略する。
また、本発明の他の実施形態は、上記カラーフィルターを含むディスプレイ装置を提供する。
例えば、上記ディスプレイ装置は、モバイルディスプレイ装置であり得る。
以下、実施例を挙げて本発明についてより詳細に説明するが、下記の実施例は本発明の好ましい実施例に過ぎず、本発明は下記の実施例に限定されるものではない。
（化合物の合成）
合成例１：化学式Ａで表される化合物の合成
４－ヒドロキシジフェニルアミン（４－ｈｙｄｒｏｘｙｄｉｐｈｅｎｙｌａｍｉｎｅ）（０．１ｍｏｌ）、γ－アセトプロパノール（γ－ａｃｅｔｏｐｒｏｐａｎｏｌ）（０．１５ｍｏｌ）、ＳｎＣｌ２・２Ｈ２Ｏ（０．０２ｍｏｌ）、およびポリ（メチルヒドロシロキサン）（ｐｏｌｙ（ｍｅｔｈｙｌｈｙｒｄｏｓｉｌｏｘａｎｅ））（０．２ｍｏｌ）をメタノールに入れて６０℃で加熱して１０時間攪拌した。生成したポリマーは、フィルターを通じて除去し、メタノールの一部を減圧蒸留を通じて除去した後、酢酸エチルで抽出して、１０質量％塩酸と水とで洗浄した。抽出した有機層を減圧蒸留して、カラムクロマトグラフィーで精製し、中間体１を得た。
合成例１：化学式Ａで表される化合物の合成
４－ヒドロキシジフェニルアミン（４－ｈｙｄｒｏｘｙｄｉｐｈｅｎｙｌａｍｉｎｅ）（０．１ｍｏｌ）、γ－アセトプロパノール（γ－ａｃｅｔｏｐｒｏｐａｎｏｌ）（０．１５ｍｏｌ）、ＳｎＣｌ２・２Ｈ２Ｏ（０．０２ｍｏｌ）、およびポリ（メチルヒドロシロキサン）（ｐｏｌｙ（ｍｅｔｈｙｌｈｙｒｄｏｓｉｌｏｘａｎｅ））（０．２ｍｏｌ）をメタノールに入れて６０℃で加熱して１０時間攪拌した。生成したポリマーは、フィルターを通じて除去し、メタノールの一部を減圧蒸留を通じて除去した後、酢酸エチルで抽出して、１０質量％塩酸と水とで洗浄した。抽出した有機層を減圧蒸留して、カラムクロマトグラフィーで精製し、中間体１を得た。
中間体１（０．０５ｍｏｌ）、およびＥｔ３Ｎ（０．１１ｍｏｌ）をジクロロメタン（ｄｉｃｈｌｏｒｏｍｅｔｈａｎｅ）に入れ、０℃に温度を調整した後、メタクリロイルクロリド（ｍｅｔｈａｃｒｙｌｏｙｌ ｃｈｌｏｒｉｄｅ）（１．０５ｍｏｌ）を徐々に滴下して２時間攪拌した。ジクロロメタン（ｄｉｃｈｌｏｒｏｍｅｔｈａｎｅ）で抽出して水で洗浄した。抽出した有機層を減圧蒸留し、カラムクロマトグラフィーで精製して、中間体２を得た。
中間体２（０．０１ｍｏｌ）、スクアリン酸（ｓｑｕａｒｉｃ ａｃｉｄ）（０．０５ｍｏｌ）、およびトリエチルオルトホルメート（ｔｒｉｅｔｈｙｌｏｒｔｈｏｆｏｒｍａｔｅ、ＴＥＯＦ）（０．１５ｍｏｌ）をアミルアルコール（ａｍｙｌ ａｌｃｏｈｏｌ）に入れて９０℃で加熱して７時間攪拌した。減圧蒸留を通じてアミルアルコール（ａｍｙｌ ａｌｃｏｈｏｌ）を除去し、カラムクロマトグラフィーで精製して、中間体３を得た。
中間体３（５ｍｍｏｌ）を６００ｍＬクロロホルム溶媒に溶かした後、２，６－ピリジンジカルボニルジクロリド（２，６－ｐｙｒｉｄｉｎｅｄｉｃａｒｂｏｎｙｌ ｄｉｃｈｌｏｒｉｄｅ）（２０ｍｍｏｌ）およびｐ－キシレンジアミン（ｐ－ｘｙｌｙｌｅｎｅｄｉａｍｉｎｅ）（２０ｍｍｏｌ）を６０ｍＬクロロホルムに溶解した溶液を、常温で５時間同時に滴下した。１２時間後、減圧蒸留し、カラムクロマトグラフィーにより精製して、下記化学式Ａで表される化合物を得た。
合成例２：化学式Ｂで表される化合物の合成
４－ヒドロキシジフェニルアミン(４－ｈｙｄｒｏｘｙｄｉｐｈｅｎｙｌａｍｉｎｅ)（０．１ｍｏｌ）、２－ヨードエタノール（２－ｉｏｄｏｅｔｈａｎｅｏｌ）（０．１２ｍｏｌ）、およびＫ２ＣＯ３（０．１５ｍｏｌ）をアセトンに入れ、５０℃に加熱して１２時間攪拌した。攪拌終了後、酢酸エチルで抽出して水で洗浄した。抽出した有機層を減圧蒸留し、カラムクロマトグラフィーで精製した後、得られた反応物と、γ－アセトプロパノール（γ－ａｃｅｔｏｐｒｏｐａｎｏｌ）（０．１５ｍｏｌ）、ＳｎＣｌ２・２Ｈ２Ｏ（０．０２ｍｏｌ）、およびポリ（メチルヒドロシロキサン）（ｐｏｌｙ（ｍｅｔｈｙｌｈｙｒｄｏｓｉｌｏｘａｎｅ））（０．２ｍｏｌ）とをメタノールに入れて６０℃で加熱して１０時間攪拌した。生成したポリマーは、フィルターを通じて除去し、メタノールの一部を減圧蒸留を通じて除去した後、酢酸エチルで抽出して、１０質量％塩酸と水とで洗浄した。抽出した有機層を減圧蒸留し、カラムクロマトグラフィーにょり精製して、中間体１を得た。
４－ヒドロキシジフェニルアミン(４－ｈｙｄｒｏｘｙｄｉｐｈｅｎｙｌａｍｉｎｅ)（０．１ｍｏｌ）、２－ヨードエタノール（２－ｉｏｄｏｅｔｈａｎｅｏｌ）（０．１２ｍｏｌ）、およびＫ２ＣＯ３（０．１５ｍｏｌ）をアセトンに入れ、５０℃に加熱して１２時間攪拌した。攪拌終了後、酢酸エチルで抽出して水で洗浄した。抽出した有機層を減圧蒸留し、カラムクロマトグラフィーで精製した後、得られた反応物と、γ－アセトプロパノール（γ－ａｃｅｔｏｐｒｏｐａｎｏｌ）（０．１５ｍｏｌ）、ＳｎＣｌ２・２Ｈ２Ｏ（０．０２ｍｏｌ）、およびポリ（メチルヒドロシロキサン）（ｐｏｌｙ（ｍｅｔｈｙｌｈｙｒｄｏｓｉｌｏｘａｎｅ））（０．２ｍｏｌ）とをメタノールに入れて６０℃で加熱して１０時間攪拌した。生成したポリマーは、フィルターを通じて除去し、メタノールの一部を減圧蒸留を通じて除去した後、酢酸エチルで抽出して、１０質量％塩酸と水とで洗浄した。抽出した有機層を減圧蒸留し、カラムクロマトグラフィーにょり精製して、中間体１を得た。
その他、中間体合成などの工程は、合成例１と同様の方法で行って、下記化学式Ｂで表される化合物を得た。
比較合成例１：化学式Ｃ－１で表される化合物の合成
（１－メチル－ヘキシル）－フェニル－ｐ－トリル－アミン（（１－Ｍｅｔｈｙｌ－ｈｅｘｙｌ）－ｐｈｅｎｙｌ－ｐ－ｔｏｌｙｌ－ａｍｉｎｅ）（１００ｍｍｏｌ）および３，４－ジヒドロキシ－３－シクロブテン－１，２－ジオン（３，４－Ｄｉｈｙｄｒｏｘｙ－ｃｙｃｌｏｂｕｔ－３－ｅｎｅ－１，２－ｄｉｏｎｅ）（５０ｍｍｏｌ）をトルエン（３００ｍＬ）およびブタノール（３００ｍＬ）に入れ、還流して生成する水を、ディーンスターク（Ｄｅａｎ－ｓｔａｒｋ）蒸留装置で除去した。１２時間攪拌後、反応物を減圧蒸留し、カラムクロマトグラフィーで精製して、スクアリリウム系化合物を得た。この化合物（５ｍｍｏｌ）を６００ｍＬクロロホルム溶媒に溶かした後、ピリジン－２，６－ジカルボニルジクロリド（Ｐｙｒｉｄｉｎｅ－２，６－ｄｉｃａｒｂｏｎｙｌ ｄｉｃｈｌｏｒｉｄｅ）（２０ｍｍｏｌ）、およびｐ－キシレンジアミン（ｐ－ｘｙｌｙｌｅｎｅｄｉａｍｉｎｅ）（２０ｍｍｏｌ）を６０ｍＬクロロホルムに溶解した溶液を、常温で５時間同時に滴下した。１２時間後、減圧蒸留し、カラムクロマトグラフィーで分離して、下記化学式Ｃ－１で表される化合物を得た。
（１－メチル－ヘキシル）－フェニル－ｐ－トリル－アミン（（１－Ｍｅｔｈｙｌ－ｈｅｘｙｌ）－ｐｈｅｎｙｌ－ｐ－ｔｏｌｙｌ－ａｍｉｎｅ）（１００ｍｍｏｌ）および３，４－ジヒドロキシ－３－シクロブテン－１，２－ジオン（３，４－Ｄｉｈｙｄｒｏｘｙ－ｃｙｃｌｏｂｕｔ－３－ｅｎｅ－１，２－ｄｉｏｎｅ）（５０ｍｍｏｌ）をトルエン（３００ｍＬ）およびブタノール（３００ｍＬ）に入れ、還流して生成する水を、ディーンスターク（Ｄｅａｎ－ｓｔａｒｋ）蒸留装置で除去した。１２時間攪拌後、反応物を減圧蒸留し、カラムクロマトグラフィーで精製して、スクアリリウム系化合物を得た。この化合物（５ｍｍｏｌ）を６００ｍＬクロロホルム溶媒に溶かした後、ピリジン－２，６－ジカルボニルジクロリド（Ｐｙｒｉｄｉｎｅ－２，６－ｄｉｃａｒｂｏｎｙｌ ｄｉｃｈｌｏｒｉｄｅ）（２０ｍｍｏｌ）、およびｐ－キシレンジアミン（ｐ－ｘｙｌｙｌｅｎｅｄｉａｍｉｎｅ）（２０ｍｍｏｌ）を６０ｍＬクロロホルムに溶解した溶液を、常温で５時間同時に滴下した。１２時間後、減圧蒸留し、カラムクロマトグラフィーで分離して、下記化学式Ｃ－１で表される化合物を得た。
比較合成例２：化学式Ｃ－２で表される化合物の合成
Ｐｒｏｐｉｏｎｉｃ ａｃｉｄ ２－｛（２－ｃｙａｎｏ－ｅｔｈｙｌ）－［４－（２－ｈｙｄｒｏｘｙ－３，４－ｄｉｏｘｏ－ｃｙｃｌｏｂｕｔ－１－ｅｎｙｌ）－ｐｈｅｎｙｌ］－ａｍｉｎｏ｝－ｅｔｈｙｌ ｅｓｔｅｒ（６０ｍｍｏｌ）、および１－（２－Ｅｔｈｙｌ－ｈｅｘｙｌ）－１Ｈ－ｉｎｄｏｌｅ（６０ｍｍｏｌ）をトルエン（２００ｍＬ）およびブタノール（２００ｍＬ）に入れ、還流して生成する水をディーンスターク（Ｄｅａｎ－ｓｔａｒｋ）蒸留装置で除去した。１２時間攪拌後、緑色反応物を減圧蒸留し、カラムクロマトグラフィーで精製して、非対称スクアリリウム系化合物を得た。この化合物（５ｍｍｏｌ）を６００ｍＬクロロホルム溶媒に溶かした後、ピリジン－２，６－ジカルボニルジクロリド（Ｐｙｒｉｄｉｎｅ－２，６－ｄｉｃａｒｂｏｎｙｌ ｄｉｃｈｌｏｒｉｄｅ）（２０ｍｍｏｌ）、およびｐ－キシレンジアミン（ｐ－ｘｙｌｙｌｅｎｅｄｉａｍｉｎｅ）（２０ｍｍｏｌ）を６０ｍＬクロロホルムに溶解した溶液を、常温で５時間同時に滴下した。１２時間後、減圧蒸留し、カラムクロマトグラフィーで分離して下記化学式Ｃ－２で表される化合物を得たる。
Ｐｒｏｐｉｏｎｉｃ ａｃｉｄ ２－｛（２－ｃｙａｎｏ－ｅｔｈｙｌ）－［４－（２－ｈｙｄｒｏｘｙ－３，４－ｄｉｏｘｏ－ｃｙｃｌｏｂｕｔ－１－ｅｎｙｌ）－ｐｈｅｎｙｌ］－ａｍｉｎｏ｝－ｅｔｈｙｌ ｅｓｔｅｒ（６０ｍｍｏｌ）、および１－（２－Ｅｔｈｙｌ－ｈｅｘｙｌ）－１Ｈ－ｉｎｄｏｌｅ（６０ｍｍｏｌ）をトルエン（２００ｍＬ）およびブタノール（２００ｍＬ）に入れ、還流して生成する水をディーンスターク（Ｄｅａｎ－ｓｔａｒｋ）蒸留装置で除去した。１２時間攪拌後、緑色反応物を減圧蒸留し、カラムクロマトグラフィーで精製して、非対称スクアリリウム系化合物を得た。この化合物（５ｍｍｏｌ）を６００ｍＬクロロホルム溶媒に溶かした後、ピリジン－２，６－ジカルボニルジクロリド（Ｐｙｒｉｄｉｎｅ－２，６－ｄｉｃａｒｂｏｎｙｌ ｄｉｃｈｌｏｒｉｄｅ）（２０ｍｍｏｌ）、およびｐ－キシレンジアミン（ｐ－ｘｙｌｙｌｅｎｅｄｉａｍｉｎｅ）（２０ｍｍｏｌ）を６０ｍＬクロロホルムに溶解した溶液を、常温で５時間同時に滴下した。１２時間後、減圧蒸留し、カラムクロマトグラフィーで分離して下記化学式Ｃ－２で表される化合物を得たる。
比較合成例３：化学式Ｃ－３で表される化合物の合成
出発物質合成
出発物質合成
２，４－ジメチルジフェニルアミン（２，４－ｄｉｍｅｔｈｙｌｄｉｐｈｅｎｙｌａｍｉｎｅ）（０．１ｍｏｌ）、ＮａＨ（０．２ｍｏｌ）および炭酸エチレン（ｅｔｈｙｌｅｎｅ ｃａｒｂｏｎａｔｅ）（０．２ｍｏｌ）をＤＭＦ溶媒で１４０℃で１６時間加熱した。酢酸エチルで抽出して水で洗浄した。抽出した有機層を減圧蒸留し、カラムクロマトグラフィーで精製して中間体を合成した。これ以外の方法は、一般的な方法を用いて、コアを合成した。また、スクアリリウム系染料の合成は、合成例１と同様の方法で行って、下記化学式Ｃ－３で表される化合物を得た。
（感光性樹脂組成物の合成）
実施例１～実施例３および比較例１～比較例５
下記表１に示す構成成分を、下記表１に示す組成で混合して、実施例１～実施例３および比較例１～比較例５による感光性樹脂組成物を製造した。
実施例１～実施例３および比較例１～比較例５
下記表１に示す構成成分を、下記表１に示す組成で混合して、実施例１～実施例３および比較例１～比較例５による感光性樹脂組成物を製造した。
具体的には、溶媒に光重合開始剤を溶かした後、２時間常温で攪拌し、ここにバインダー樹脂および光重合性単量体を添加して、２時間常温で攪拌した。次に、得られた混合物に、着色剤として上記合成例で製造した化合物（染料）および顔料（顔料分散液形態）を入れ、１時間常温で攪拌した。次に、酸化防止剤およびレベリング剤を入れ、得られた混合物を３回ろ過して不純物を除去することによって、感光性樹脂組成物を製造した。
評価１：耐光性の測定
脱脂洗浄した厚さ０．５ｍｍの１００ｍｍ×１００ｍｍのガラス基板上に、表１に示す配合比で製造した感光性樹脂組成物を塗布し、８５℃のホットプレート上で２分間乾燥させて塗膜を得た。次いで、塗膜に、３６５ｎｍの波長を有するＵＶランプを使用して８０ｍＪ／ｃｍ２の条件で全面露光した後、８５℃の熱風循環式乾燥炉内で６０分間乾燥させて、２．７μｍの厚さの色試験片を作製した。
脱脂洗浄した厚さ０．５ｍｍの１００ｍｍ×１００ｍｍのガラス基板上に、表１に示す配合比で製造した感光性樹脂組成物を塗布し、８５℃のホットプレート上で２分間乾燥させて塗膜を得た。次いで、塗膜に、３６５ｎｍの波長を有するＵＶランプを使用して８０ｍＪ／ｃｍ２の条件で全面露光した後、８５℃の熱風循環式乾燥炉内で６０分間乾燥させて、２．７μｍの厚さの色試験片を作製した。
得られた色試験片上に、感圧接着剤（ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ ａｄｈｅｓｉｖｅ、ＰＳＡ）フィルムを合紙して耐光評価用試験片を作製した後、１００Ｗのキセノンランプに２４時間曝露させて、耐光性を評価した。ＰＳＡフィルムが合紙された色試験片のキセノンランプ曝露前と後の色値を、膜厚測定用途マルチチャンネル分光器（ＭＣＰＤ、大塚電子株式会社製）で測定し、輝度維持率を下記数式１に基づいて算出し、その結果を下記表２に示した。
評価２：低温耐薬品性の測定
評価１で作製した色試験片の上に、ＰＧＭＥＡ（プロピレングリコールメチルエーテルアセテート）３ｍｌを塗布した後、８５℃ホットプレートに１３５秒間維持させた後、ＰＧＭＥＡ処理前と後の色値を、膜厚測定用途マルチチャンネル分光器（ＭＣＰＤ、大塚電子株式会社製）を用いて測定した。色変化の尺度であるΔＥ＊ａｂ値を下記数式２に基づいて算出し、その結果を下記表２に示した。
評価１で作製した色試験片の上に、ＰＧＭＥＡ（プロピレングリコールメチルエーテルアセテート）３ｍｌを塗布した後、８５℃ホットプレートに１３５秒間維持させた後、ＰＧＭＥＡ処理前と後の色値を、膜厚測定用途マルチチャンネル分光器（ＭＣＰＤ、大塚電子株式会社製）を用いて測定した。色変化の尺度であるΔＥ＊ａｂ値を下記数式２に基づいて算出し、その結果を下記表２に示した。
上記表２から明らかなように、本発明によるコア－シェル化合物を高い含有量で含む実施例１～実施例３の感光性樹脂組成物は、低温の硬化条件でも耐光性および耐薬品性に優れており、偏光フィルムを含まないモバイルディスプレイ装置を構成する有機光電子素子に使用されるには非常に適していることを確認できる。
以上、本発明の好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、特許請求の範囲と発明の詳細な説明の範囲内で多様に変形して実施することが可能であり、これも本発明の範囲に属することは当然である。
Claims (23)
- 下記化学式１で表されるスクアリリウム系コア、および
前記スクアリリウム系コアを囲むシェル、
からなるコア－シェル化合物：
前記化学式１中、
Ｒ１～Ｒ４は、それぞれ独立して、アクリロイルオキシ基またはα－アルキル置換アクリロイルオキシ基であり、
Ｒ５およびＲ６は、置換もしくは非置換の炭素数１～２０のアルキル基、置換もしくは非置換の炭素数３～２０のシクロアルキル基、または置換もしくは非置換の炭素数６～２０のアリール基であり、
Ｌ１～Ｌ４は、それぞれ独立して、置換もしくは非置換の炭素数１～２０のアルキレン基、置換もしくは非置換の炭素数３～２０のシクロアルキレン基、または置換もしくは非置換の炭素数６～２０のアリーレン基であり、
ｎ１およびｎ２は、それぞれ独立して、０～１０の整数である。 - 前記アクリロイルオキシ基またはα－アルキル置換アクリロイルオキシ基は、下記化学式Ｓで表される、請求項１に記載の化合物：
前記化学式Ｓ中、
Ｒ７は、水素原子または置換もしくは非置換の炭素数１～２０のアルキル基であり、＊は連結地点である。 - 前記化学式１中のｎ１およびｎ２は、それぞれ独立して、０である、請求項１に記載の化合物。
- 前記化学式１中のｎ１およびｎ２は、それぞれ独立して、１～１０の整数である、請求項１に記載の化合物。
- 前記スクアリリウム系コアは、下記化学式１－１または化学式１－２で表される化合物である、請求項１に記載の化合物。
- 前記スクアリリウム系コアは、６１０ｎｍ～６４０ｎｍで最大吸光波長を有する、請求項１に記載の化合物。
- 前記シェルは、下記化学式２で表される化合物である、請求項１に記載の化合物。
前記化学式２中、
ＬａおよびＬｂは、それぞれ独立して、単結合または置換もしくは非置換の炭素数１～１０のアルキレン基であり、
ｎは、２以上の整数である。 - 前記化学式２で表されるシェルは、下記化学式２－１で表される化合物である、請求項７に記載の化合物。
- 前記コア－シェル化合物は、下記化学式Ａで表される化合物または下記化学式Ｂで表される化合物である、請求項１に記載の化合物。
- 前記コア－シェル化合物は、緑色染料である、請求項１に記載の化合物。
- 請求項１～１０のいずれか１項に記載のコア－シェル化合物を含む感光性樹脂組成物。
- 前記コア－シェル化合物は、前記感光性樹脂組成物を構成する固形分の総質量に対して１０質量％～５０質量％の含有量で含まれる、請求項１１に記載の感光性樹脂組成物。
- 前記感光性樹脂組成物は、顔料をさらに含む、請求項１１に記載の感光性樹脂組成物。
- 前記顔料は、黄色顔料を含む、請求項１３に記載の感光性樹脂組成物。
- 前記顔料は、緑色顔料をさらに含む、請求項１４に記載の感光性樹脂組成物。
- 前記感光性樹脂組成物は、バインダー樹脂、光重合性単量体、光重合開始剤、および溶媒をさらに含む、請求項１１に記載の感光性樹脂組成物。
- 前記感光性樹脂組成物は、有機光電子素子に含まれるカラーフィルター用である、請求項１１に記載の感光性樹脂組成物。
- 請求項１１に記載の感光性樹脂組成物を硬化してなる感光性樹脂膜。
- 請求項１８に記載の感光性樹脂膜を含むカラーフィルター。
- 有機光電子素子を構成する、請求項１９に記載のカラーフィルター。
- 前記有機光電子素子は、モバイルディスプレイ用である、請求項２０に記載のカラーフィルター。
- 請求項１９に記載のカラーフィルターを含むディスプレイ装置。
- 前記ディスプレイ装置は、モバイルディスプレイ装置である、請求項２２に記載のディスプレイ装置。
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