JP6662631B2 - 新規化合物及び着色硬化性樹脂組成物 - Google Patents

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Description

本発明は、新規化合物及び着色硬化性樹脂組成物に関する。
特許文献1は、トリアリールメタン系塩基性染料とそのカウンタ化合物とからなる造塩化合物が記載されている。
特開2014−170098号公報
特許文献1に記載のトリアリールメタン系の化合物では、耐熱性等について既に様々な研究が行なわれているものの、これ以外の化合物では、耐熱性に関する研究は未だ十分とは言えない。
本発明は、以下の発明を含む。
[1]式(A−I)で表される化合物。
[式(A−I)中、
環Z1及び環Z2は、互いに独立に、置換基を有していてもよい複素環又は置換基を有していてもよい芳香族環を表し、環Z1及び/又は環Z2は、オニウム化した窒素原子を有する。
a1は、置換基を有していてもよい炭素数1〜20の飽和炭化水素基を表し、該飽和炭化水素基に含まれる−CH2−は、−O−、−CO−、−NR11−、−OCO−、−COO−、−OCONH−、−NHCOO−、−CONH−又はNHCO−で置換されていてもよい。ただし、隣接する−CH2−が同時に同種の基に置換されることはなく、また末端の−CH2−が置換されることもない。
11は、水素原子、炭素数1〜20の飽和炭化水素基又は炭素数7〜10のアラルキル基を表す。
a1-は、含ホウ素アニオン、含アルミニウムアニオン、含フッ素アニオン、並びに、タングステン、モリブデン、ケイ素及びリンからなる群より選ばれる少なくとも1つの元素と酸素とを必須元素として含有するアニオンを表す。
a1は1〜20の整数を表す。
nは、環Z1及び/又は環Z2のオニウム化した窒素原子に起因するプラスの電荷と等しくなるように定められる。]
[2]式(A−1)で表される化合物が、式(A−II)で表される化合物又は式(A−III)で表される化合物である[1]記載の化合物。
[式(A−II)において、Ra1、Xa1-及びa1は前記と同じ意味を表す。
環Z3及び環Z4は、互いに独立に、置換基を有していてもよい芳香族環を表す。
a10及びRa11は、互いに独立に、水素原子、置換基を有していてもよい炭素数1〜20の脂肪族炭化水素基又は置換基を有していてもよい炭素数6〜18の芳香族炭化水素基を表す。
a12及びRa13は、互いに独立に、水素原子、ハロゲン原子又は置換基を有していてもよい炭素数1〜6の脂肪族炭化水素基を表すか、1個のRa12と1個のRa13とが互いに結合して炭素数2〜6の2価の脂肪族炭化水素基を表す。
p1及びp2は、0〜2の整数を表す。
式(A−III)において、Ra1、Xa1-及びa1は前記と同じ意味を表す。
a20〜Ra23は、互いに独立に、水素原子、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、置換基を有していてもよい炭素数6〜20の芳香族炭化水素基又は置換基を有していてもよい炭素数1〜20の1価の飽和炭化水素基を表す。
a24〜Ra27は、互いに独立に、水素原子、ヒドロキシ基、メルカプト基、トリフルオロメチル基又は−NHCO−Ra32を表す。
a28〜Ra31は、互いに独立に、置換基を有していてもよい炭素数1〜20の炭化水素基を表し、該炭化水素基を構成する−CH2−は、−O−、−S−、−N(Ra33)−、−SO−又は−CO−に置き換わっていてもよい。ただし、隣接する−CH2−が同時に同種の基に置換されることはなく、また末端の−CH2−が置換されることもない。
a20とRa24、Ra21とRa25、Ra22とRa26、Ra23とRa27は、それぞれ、それらが結合する炭素原子と一緒になって環を形成していてもよい。
a20とRa28、Ra21とRa29、Ra22とRa30、Ra23とRa31は、それぞれ、それらが結合する窒素原子及び炭素原子と一緒になって環を形成していてもよい。
a28とRa29、Ra30とRa31は、それらが結合する窒素原子と一緒になって環を形成していてもよい。
a32は、置換基を有していてもよい炭素数1〜20の飽和炭化水素基を表し、該飽和炭化水素基を構成する−CH2−は、−O−、−S−、−N(Ra34)−、−SO−又は−CO−に置き換わっていてもよい。ただし、隣接する−CH2−が同時に同種の基に置換されることはなく、また末端の−CH2−が置換されることもない。
a33及びRa34は、互いに独立に、水素原子、炭素数1〜20の飽和炭化水素基又は炭素数7〜10のアラルキル基を表す。]
[3]式(A−II)において、
環Z3及び環Z4は、互いに独立に、置換基を有していてもよいフェニル基を表し、
a10及びRa11は、互いに独立に、置換基を有していてもよい炭素数1〜20の脂肪族炭化水素基を表し、
a12及びRa13は、互いに独立に、置換基を有していてもよい炭素数1〜6の脂肪族炭化水素基を表し、
p1及びp2は、2を表す[2]記載の化合物。
[4]Xa1-が、含フッ素アニオン、或いは、タングステン、モリブデン、ケイ素及びリンからなる群より選ばれる少なくとも1つの元素と、酸素とを必須元素として含有するアニオンである[1]〜[3]記載の化合物。
[5]Ra1が、無置換の炭素数1〜20の飽和炭化水素基である[1]〜[4]記載の化合物。
[6][1]〜[5]記載の化合物と溶剤(E)とを含む着色分散液。
[7][1]〜[5]記載の化合物、樹脂(B)、重合性化合物(C)、重合開始剤(D)及び溶剤(E)を含む着色硬化性樹脂組成物。
[8][7]記載の着色硬化性樹脂組成物から形成されたカラーフィルタ。
[9][8]記載のカラーフィルタを含む表示装置。
本発明の新規の化合物を含む着色硬化性樹脂組成物から、良好な耐熱性を有するカラーフィルタを形成することができる。
本発明の化合物は、式(A−I)で表される化合物(以下、化合物(A−I)という場合がある。)である。尚、本明細書では特定の共鳴構造を有する化合物によって発明を詳述するが、この共鳴構造には、その他全ての共鳴構造が包含されるものとする。
[式(A−I)中、
環Z1及び環Z2は、互いに独立に、置換基を有していてもよい複素環又は置換基を有していてもよい芳香族環を表し、環Z1及び/又は環Z2は、オニウム化した窒素原子を有する。
a1は、置換基を有していてもよい炭素数1〜20の飽和炭化水素基を表し、該飽和炭化水素基に含まれる−CH2−は、−O−、−CO−、−NR11−、−OCO−、−COO−、−OCONH−、−NHCOO−、−CONH−又はNHCO−で置換されていてもよい。ただし、隣接する−CH2−が同時に同種の基に置換されることはなく、また末端の−CH2−が置換されることもない。
11は、水素原子、炭素数1〜20の飽和炭化水素基又は炭素数7〜10のアラルキル基を表す。
a1-は、含ホウ素アニオン、含アルミニウムアニオン、含フッ素アニオン、並びに、タングステン、モリブデン、ケイ素及びリンからなる群より選ばれる少なくとも1つの元素と酸素とを必須元素として含有するアニオンを表す。
a1は1〜20の整数を表す。
nは、環Z1及び/又は環Z2のオニウム化した窒素原子に起因するプラスの電荷と等しくなるように定められる。]
環Z1及び環Z2で表される複素環は、少なくとも1つのヘテロ原子を環の構成要素として含むものであり、単環であってもよいし、多環であってもよい。
ヘテロ原子は、周期律表における第15族又は第16族の元素から選ばれる原子であればよく、窒素原子、酸素原子、硫黄原子、セレン原子やテルル原子が挙げられる。
複素環としては、インドール環、ベンゾインドール環、インドレニン環、ベンゾインドレニン環、オキサゾール環、ベンゾオキサゾール環、チアゾール環、ベンゾチアゾール環、イミダゾール環、ベンゾイミダゾール環及びキノリン環等の炭素数2〜8の複素環が挙げられる。
環Z1及び環Z2で表される芳香環としては、フェニル基、ナフチル基等の炭素数6〜12の芳香環が挙げられる。
環Z1及び環Z2で表される複素環又は芳香環が有していてもよい置換基としては、
メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基及びtert−ペンチル基等の炭素数1〜6の脂肪族炭化水素基;
フェニル基、o−トリル基、m−トリル基、p−トリル基、キシリル基、メシチル基、o−クメニル基、m−クメニル基、p−クメニル基及びナフチル基等の炭素数6〜12のアリール基;
ベンジル基等の炭素数7〜10のアラルキル基;
メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、ブトキシ基、イソブトキシ基、sec−ブトキシ基、tert−ブトキシ基及びペンチルオキシ基等の炭素数1〜6のアルコキシ基;
フェノキシ基等の炭素数6〜10のアリールオキシ基;
ベンジルオキシ基等の炭素数7〜10のアラルキルオキシ基;
メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、プロポキシカルボニル基、アセトキシ基及びベンゾイルオキシ基等のエステル結合を有する基;
メチルスルファモイル基、ジメチルスルファモイル基、エチルスルファモイル基、ジエチルスルファモイル基、n−プロピルスルファモイル基、ジ−n−プロピルスルファモイル基、イソプロピルスルファモイル基、ジイソプロピルスルファモイル基、n−ブチルスルファモイル基、ジ−n−ブチルスルファモイル基及び2−エチルヘキシルスルファモイル基等の炭素数1〜8のアルキルスルファモイル基;
メチルスルホニル基、エチルスルホニル基、プロピルスルホニル基、イソプロピルスルホニル基、n−ブチルスルホニル基、イソブチルスルホニル基、sec−ブチルスルホニル基及びtert−ブチルスルホニル基等の炭素数1〜6のアルキルスルホニル基;
フッ素原子、塩素原子、臭素原子及びヨウ素原子などのハロゲン原子;
ビニル基、アリル基、プロペン−2−イル基、メタリル基、ブタ−3−エン−1−イル基、ブタ−3−エン−2−イル基、ブタ−3−エン−3−イル基及びペンタ−4−エン−1−イル基等の炭素数2〜6のアルケニル基;
ニトロ基;シアノ基等が挙げられる。
なお、かかる置換基が水素原子を有する場合、該水素原子は、フッ素原子、塩素原子、臭素原子及びヨウ素原子などのハロゲン原子;メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、ブトキシ基、イソブトキシ基、sec−ブトキシ基、tert−ブトキシ基及びペンチルオキシ基などのアルコキシ基;フェノキシ基及びベンジルオキシ基などのアリールオキシ基;カルボキシ基;シアノ基;ニトロ基;アクリロイルオキシ基;メタクリロイルオキシ基などによって置換されていてもよい。
a1で表される炭素数1〜20の飽和炭化水素基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ドデシル基、ヘキサデシル基及びイコシル基等の炭素数1〜20の直鎖状アルキル基;イソプロピル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基及び2−エチルヘキシル基等の炭素数3〜20の分岐鎖状アルキル基;シクロプロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基及びトリシクロデシル基等の炭素数3〜20の脂環式飽和炭化水素基が挙げられる。
a1で表される炭素数1〜20の飽和炭化水素基が有していてもよい置換基としては、ハロゲン原子が挙げられる。
該ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子及びヨウ素原子が挙げられる。
ハロゲン原子で置換された炭素数1〜20の飽和炭化水素基としては、フルオロメチル基、ジフルオロメチル基、トリフルオロメチル基、ペルフルオロエチル基及びクロロブチル基等が挙げられる。
a1で表される炭素数1〜20の飽和炭化水素基に含まれる−CH2−が、−O−で置換された基としては、以下のものが挙げられる(*は結合手を表す)。
a1で表される炭素数1〜20の飽和炭化水素基に含まれる−CH2−が、−CO−で置換された基としては、以下のものが挙げられる(*は結合手を表す)。
a1で表される炭素数1〜20の飽和炭化水素基に含まれる−CH2−が、−NR11−で置換された基としては、以下のものが挙げられる(*は結合手を表す)。
a1で表される炭素数1〜20の飽和炭化水素基に含まれる−CH2−が、−OCO−で置換された基としては、以下のものが挙げられる(*は結合手を表す)。
a1で表される炭素数1〜20の飽和炭化水素基に含まれる−CH2−が、−COO−で置換された基としては、以下のものが挙げられる(*は結合手を表す)。
a1で表される炭素数1〜20の飽和炭化水素基に含まれる−CH2−が、−OCONH−で置換された基としては、以下のものが挙げられる(*は結合手を表す)。
a1で表される炭素数1〜20の飽和炭化水素基に含まれる−CH2−が、−NHCOO−で置換された基としては、以下のものが挙げられる(*は結合手を表す)。
a1で表される炭素数1〜20の飽和炭化水素基に含まれる−CH2−が、−CONH−で置換された基としては、以下のものが挙げられる(*は結合手を表す)。
a1で表される炭素数1〜20の飽和炭化水素基に含まれる−CH2−が、−NHCO−で置換された基としては、以下のものが挙げられる(*は結合手を表す)。
11で表される炭素数1〜20の飽和炭化水素基としては、Ra1と同様の基が挙げられ、中でも好ましくはメチル基が挙げられる。
11で表される炭素数7〜10のアラルキル基としては、ベンジル基、フェニルエチル基及びフェニルブチル基等が挙げられる。
a1としては、無置換の炭素数1〜20の飽和炭化水素基が好ましく、無置換の炭素数1〜10の飽和炭化水素基がより好ましく、無置換の炭素数1〜5の飽和炭化水素基がさらに好ましく、メチル基、エチル基及びプロピル基がとりわけ好ましい。
a1における含ホウ素アニオンは、ホウ素原子を含有するアニオンを意味する。
a1における含アルミニウムアニオンは、アルミニウム原子を含有するアニオンを意味する。
a1における含フッ素アニオンは、フッ素原子を含有するアニオンを意味する。
含ホウ素アニオン及び含アルミニウムアニオンとしては、式(4)で表されるアニオンが挙げられる。
[式(4)中、W1及びW2は、互いに独立に、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2つを有する基を表す。Mは、ホウ素又はアルミニウムを表す。]
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2つを有する基としては、1価のプロトン供与性置換基(例えばヒドロキシ基、カルボキシ基等)を少なくとも2つ有する化合物から2つの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なる基が挙げられる。前記の基を導く化合物としては、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及び置換基を有していてもよいマンデル酸が挙げられる。
前記例示の化合物において、置換基としては、飽和炭化水素基(例えば、アルキル基、シクロアルキル基等)、ハロゲン原子、ハロアルキル基、ヒドロキシ基、アミノ基、ニトロ基及びアルコキシ基等が挙げられる。
置換基を有していてもよいサリチル酸としては、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−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−アミノサリチル酸、4−アミノサリチル酸、5−アミノサリチル酸及び6−アミノサリチル酸などのモノアミノサリチル酸;3−ヒドロキシサリチル酸(2,3−ジヒドロキシ安息香酸)、4−ヒドロキシサリチル酸(2,4−ジヒドロキシ安息香酸)、5−ヒドロキシサリチル酸(2,5−ジヒドロキシ安息香酸)及び6−ヒドロキシサリチル酸(2,6−ジヒドロキシ安息香酸)などのモノヒドロキシサリチル酸;4,5−ジヒドロキシサリチル酸及び4,6−ジヒドロキシサリチル酸などのジヒドロキシサリチル酸;3−クロロサリチル酸、4−クロロサリチル酸、5−クロロサリチル酸、6−クロロサリチル酸、3−ブロモサリチル酸、4−ブロモサリチル酸、5−ブロモサリチル酸及び6−ブロモサリチル酸などのモノハロサリチル酸;3,5−ジクロロサリチル酸、3,5−ジブロモサリチル酸及び3,5−ジヨードサリチル酸などのジハロサリチル酸;3,5,6−トリクロロサリチル酸等のトリハロサリチル酸;等が挙げられる。
置換基を有していてもよいベンジル酸としては、下記に記載のベンジル酸等が挙げられる。
置換基を有していてもよいマンデル酸としては、下記に記載のマンデル酸等が挙げられる。
式(4)で表されるアニオンとしては、式(4−1)で表されるアニオンが好ましい。
[R61、R62、R63及びR64は、互いに独立に、水素原子、ヒドロキシ基、アミノ基、ニトロ基、ハロゲン原子、炭素数1〜4のアルキル基、炭素数1〜4のハロアルキル基又は炭素数1〜4のアルコキシ基を表す。]
61、R62、R63及びR64で表されるハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子及びヨウ素原子が挙げられる。
61、R62、R63及びR64で表される炭素数1〜4のアルキル基としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基及びtert−ブチル基が挙げられる。
61、R62、R63及びR64で表される炭素数1〜4のハロアルキル基としては、トリフルオロメチル基、トリクロロメチル基、トリブロモメチル基、テトラフルオロエチル基、テトラクロロエチル基及びテトラブロモエチル基等が挙げられる。
61、R62、R63及びR64で表される炭素数1〜4のアルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、イソプロポキシ基、n−ブトキシ基、sec−ブトキシ基及びtert−ブトキシ基が挙げられる。
具体的には、表1に記載のアニオン(BC−1)〜アニオン(BC−24)、式(BC−25)で表されるアニオン、式(BC−26)で表されるアニオン、式(BC−27)で表されるアニオン及び式(BC−28)で表されるアニオンが挙げられる。表1中のtBuは、tert−ブチル基を表す。
式(4)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)、式(BC−25)で表されるアニオン、式(BC−26)で表されるアニオン及び式(BC−27)で表されるアニオンが好ましく、アニオン(BC−1)、アニオン(BC−2)及び式(BC−25)で表されるアニオンがより好ましく、アニオン(BC−1)及びアニオン(BC−2)が更に好ましい。
含フッ素アニオンとしては、式(6)で表されるアニオン、式(7)で表されるアニオン、式(8)で表されるアニオン及び式(9)で表されるアニオンが挙げられる。

[W3及びW4は、互いに独立に、フッ素原子若しくは炭素数1〜4のフッ化アルキル基を表すか又はW3とW4とが一緒になって炭素数1〜4のフッ化アルカンジイル基を表す。]

[W5、W6及びW7は、互いに独立に、フッ素原子又は炭素数1〜4のフッ化アルキル基を表す。]

[Y1は、炭素数1〜4のフッ化アルカンジイル基を表す。]
[Y2は、炭素数1〜4のフッ化アルキル基を表す。]
3、W4、W5、W6及びW7で表される炭素数1〜4のフッ化アルキル基は、パーフルオロアルキル基であることが好ましい。該パーフルオロアルキル基としては、−CF3、−CF2CF3、−CF2CF2CF3、−CF(CF32、−CF2CF2CF2CF3、−CF2CF(CF32及び−C(CF33等が挙げられる。
式(6)及び式(8)における炭素数1〜4のフッ化アルカンジイル基としては、パーフルオロアルカンジイル基が好ましく、−CF2−、−CF2CF2−、−CF2CF2CF2−、−C(CF32−及び−CF2CF2CF2CF2−等が挙げられる。
式(6)で表されるアニオン(以下「アニオン(6)」という場合がある)としては、式(6−1)〜式(6−6)で表されるアニオン(以下、「アニオン(6−1)」〜「アニオン(6−6)」という場合がある)が挙げられる。
式(7)で表されるアニオン(以下「アニオン(7)」という場合がある)としては、式(7−1)で表されるアニオンが挙げられる。
式(8)で表されるアニオン(以下「アニオン(8)」という場合がある)としては、式(8−1)〜式(8−4)で表されるアニオン(以下「アニオン(8−1)」〜「アニオン(8−4)」という場合がある)が挙げられる。
式(9)で表されるアニオン(以下「アニオン(9)」という場合がある)としては、式(9−1)〜式(9−4)で表されるアニオン(以下「アニオン(9−1)」〜「アニオン(9−4)」という場合がある)が挙げられる。
タングステン、モリブデン、ケイ素及びリンからなる群より選ばれる少なくとも1つの元素と酸素とを必須元素として含有するアニオンは、タングステンを必須元素として含有するヘテロポリ酸又はイソポリ酸のアニオンであることが好ましく、リンタングステン酸、ケイタングステン酸及びタングステン系イソポリ酸のアニオンであることがより好ましい。
タングステンを必須元素として含有するヘテロポリ酸又はイソポリ酸のアニオンとしては、ケギン型リンタングステン酸イオンα−[PW1240]3-、ドーソン型リンタングステン酸イオンα−[P21862]6-、β−[P21862]6-、ケギン型ケイタングステン酸イオンα−[SiW1240]4-、β−[SiW1240]4-、γ−[SiW1240]4-、さらにその他の例として[P21761]10-、[P21556]12-、[H221248]12-、[NaP530110]14-、α−[SiW934]10-、γ−[SiW1036]8-、α−[SiW1139]8-、β−[SiW1139]8-、[W619]2-、[W1032]4-、WO4 2-及びこれらの混合物が挙げられる。
a1-は、ケイ素及びリンからなる群から選ばれる少なくとも1つの元素と、酸素とからなるアニオンであることも好ましい。
ケイ素及びリンからなる群から選ばれる少なくとも1つの元素と、酸素とからなるアニオンとしては、SiO3 2-及びPO4 3-が挙げられる。
合成と後処理の観点から、ケギン型リンタングステン酸イオン及びドーソン型リンタングステン酸イオンなどのリンタングステン酸アニオン;ケギン型ケイタングステン酸イオンなどのケイタングステン酸アニオン;[W1032]4-等のタングステン系イソポリ酸アニオンが好ましい。中でもリンタングステン酸アニオン、タングステン系イソポリ酸アニオンがとりわけ好ましい。
a1は、好ましくは2〜10の整数であり、より好ましくは3〜6の整数である。
化合物(A−I)は、式(A−II)又は式(A−III)で表される化合物が好ましい。
[式(A−II)において、Ra1、Xa1-及びa1は前記と同じ意味を表す。
環Z3及び環Z4は、互いに独立に、置換基を有していてもよい芳香族環を表す。
a10及びRa11は、互いに独立に、水素原子、置換基を有していてもよい炭素数1〜20の脂肪族炭化水素基又は置換基を有していてもよい炭素数6〜18の芳香族炭化水素基を表す。
a12及びRa13は、互いに独立に、水素原子、ハロゲン原子又は置換基を有していてもよい炭素数1〜6の脂肪族炭化水素基を表すか、1個のRa12と1個のRa13とが互いに結合して炭素数2〜6の2価の脂肪族炭化水素基を表す。
p1及びp2は、0〜2の整数を表す。]
環Z3及び環Z4で表される芳香族環が有していてもよい置換基としては、環Z1及び環Z2で表される芳香環が有していてもよい置換基と同じものが挙げられる。
環Z3及び環Z4が有する置換基は、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基及びtert−ペンチル基等の炭素数1〜6の脂肪族炭化水素基;
フッ素原子、塩素原子、臭素原子及びヨウ素原子などのハロゲン原子;
フッ素原子、塩素原子、臭素原子及びヨウ素原子などのハロゲン原子で置換された炭素数1〜6の脂肪族炭化水素基;
が好ましい。
環Z3及び環Z4がフェニル基の場合、式(Z3−N)、式(Z4−N)における5位及び/又は6位に置換基を有することが好ましく、5位に置換基を有することがより好ましい。
a10及びRa11における炭素数1〜20の脂肪族炭化水素基としては、Ra1で例示する炭素数1〜20の1価の飽和炭化水素基;ビニル基、プロペニル基、ブテニル基、ペンテニル基、ヘキセニル基、3−メチル−ブテニル基、4−メチル−ペンテニル基及び5−メチル−ヘキセニル基等の炭素数1〜20の不飽和炭化水素基;等が挙げられる。中でも炭素数1〜10の1価の脂肪族炭化水素基が好ましく、炭素数1〜5の脂肪族炭化水素基がより好ましく、メチル基、エチル基、プロピル基又はブチル基が更に好ましい。炭素数1〜20の脂肪族炭化水素基は、無置換又はハロゲン原子(より好ましくは塩素原子又はフッ素原子)で置換されていることが望ましい。
該脂肪族炭化水素基に含まれる−CH2−は、−O−、−CO−、−NR11−、−OCO−、−COO−、−OCONH−、−NHCOO−、−CONH−又はNHCO−で置換されていてもよい。ただし、隣接する−CH2−が同時に同種の基に置換されることはなく、また末端の−CH2−が置換されることもない。なお、R11は前記と同様である。
a10及びRa11における芳香族炭化水素基としては、フェニル基及びナフチル基等の炭素数6〜18のアリール基;ベンジル基等の炭素数7〜18のアラルキル基が挙げられる。
a10及びRa11で表される芳香族炭化水素基が有していてもよい置換基としては、フッ素原子、塩素原子及びヨウ素等のハロゲン原子;メトキシ基及びエトキシ基等の炭素数1〜6のアルコキシ基;ヒドロキシ基;メチル基及びエチル基等の炭素数1〜6のアルキル基;スルファモイル基;メチルスルホニル基等の炭素数1〜6のアルキルスルホニル基;メトキシカルボニル基及びエトキシカルボニル基等の炭素数1〜6のアルコキシカルボニル基等が挙げられる。
置換されてもよい芳香族炭化水素基としては、下記式で表される基が挙げられる。下記式中、*は結合手を表す。置換されてもよいアラルキル基の具体例としては、下記芳香族炭化水素基の各具体例の結合手に−CH2−が結合した基が挙げられる。
a12及びRa13におけるハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子及び臭素原子、ヨウ素原子などが挙げられ、好ましくはフッ素原子が挙げられる。
a12及びRa13における炭素数1〜6の1価の脂肪族炭化水素基は、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基のいずれであってもよく、好ましくはアルキル基であり、直鎖状、分岐鎖状又は環状のいずれであってもよい。
a12及びRa13において直鎖状又は分岐鎖状の脂肪族炭化水素基としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、n−ブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基及びn−ヘプチル基等の直鎖状のアルキル基;イソプロピル基、sec−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、1−メチルブチル基、1−エチルプロピル基、2−メチルブチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、1,2−ジメチルプロピル基、1,1−ジメチルプロピル基、tert−ペンチル基、1,3−ジメチルブチル基、3,3−ジメチルブチル基、2−エチルブチル基、2−エチル−2−メチルプロピル基、分岐したヘプチル基及び1−メチルヘプチル基等の分岐鎖状のアルキル基;プロペニル基及びヘキセニル基等の鎖状アルケニル基等が挙げられる。
a12及びRa13における環状の脂肪族炭化水素基としては、シクロプロピル基、シクロプロピルメチル基、シクロブチル基、シクロブチルメチル基、シクロペンチル基及びシクロヘキシル基等の単環式のシクロアルキル基等が挙げられる。
a12及びRa13における脂肪族炭化水素基が有していてもよい置換基としては、アリール基(例えば炭素数6〜10)、アルキルオキシ基(例えば炭素数1〜10)、アリールオキシ基(例えば炭素数6〜10)、アシルオキシ基(例えば炭素数1〜10)、ハロゲン原子、アシルアミノ基、アルキルオキシカルボニル基(例えば炭素数2〜11)、アミノカルボニル基、ヒドロキシ基及びシアノ基等が挙げられる。
1個のRa12と1個のRa13とが互いに結合して炭素数2〜6の2価の脂肪族炭化水素基を表してもよく、該2価の脂肪族炭化水素基としては、メチレン基、エチレン基、n−プロピレン基及びブチレン基等の直鎖状アルキレン基;イソプロピレン基及び分岐したブチレン基等の分岐鎖状アルキレン基;等が挙げられる。
p1及びp2は、0〜2の整数を表し、好ましくは1又は2であり、より好ましくは2である。
<式(A−III)>
[式(A−III)において、Ra1、Xa1-及びa1は前記と同じ意味を表す。
a20〜Ra23は、互いに独立に、水素原子、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、置換基を有していてもよい炭素数6〜20の芳香族炭化水素基又は置換基を有していてもよい炭素数1〜20の飽和炭化水素基を表す。
a24〜Ra27は、互いに独立に、水素原子、ヒドロキシ基、メルカプト基、トリフルオロメチル基又は−NHCO−Ra32を表す。
a28〜Ra31は、互いに独立に、置換基を有していてもよい炭素数1〜20の炭化水素基を表し、該炭化水素基を構成する−CH2−は、−O−、−S−、−N(Ra33)−、−SO−又は−CO−に置き換わっていてもよい。ただし、隣接する−CH2−が同時に同種の基に置換されることはなく、また末端の−CH2−が置換されることもない。
a20とRa24、Ra21とRa25、Ra22とRa26、Ra23とRa27は、それぞれ、それらが結合する炭素原子と一緒になって環を形成していてもよい。
a20とRa28、Ra21とRa29、Ra22とRa30、Ra23とRa31は、それぞれ、それらが結合する窒素原子及び炭素原子と一緒になって環を形成していてもよい。
a28とRa29、Ra30とRa31は、それらが結合する窒素原子と一緒になって環を形成していてもよい。
a32は、置換基を有していてもよい炭素数1〜20の飽和炭化水素基を表し、該1価の飽和炭化水素基を構成する−CH2−は、−O−、−S−、−N(Ra34)−、−SO−又は−CO−に置き換わっていてもよい。ただし、隣接する−CH2−が同時に同種の基に置換されることはなく、また末端の−CH2−が置換されることもない。
a33及びRa34は、互いに独立に、水素原子、炭素数1〜20の飽和炭化水素基又は炭素数7〜10のアラルキル基を表す。]
a20〜Ra23におけるハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子及びヨウ素原子が挙げられる。
a20〜Ra23の置換基を有していてもよい芳香族炭化水素は、炭素数6〜10であることが好ましい。
a20〜Ra23の芳香族炭化水素基を置換していてもよい置換基としては、ビニル基、プロペニル基、ブテニル基、ペンテニル基及びヘキセニル基等の炭素数1〜6のアルケニル基;メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、ペンチルオキシ基及びヘキシルオキシ基等の炭素数1〜6のアルキルオキシ基;フッ素原子、塩素原子、臭素原子及びヨウ素原子等のハロゲン原子;トリフルオロメチル基等の炭素数1〜6のハロアルキル基;等が挙げられる。
a20〜Ra23の置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基としては、フェニル基、トルル基、キシリル基、メシチル基、クメニル基、ビフェニリル基、ナフチル基、アントリル基及びフェナントリル基等のアリール基;ベンジル基、フェニルエチル基及びフェニルブチル基等のアラルキル基;フェノキシ基等のアリールオキシ基;ベンジルオキシ基等のアラルキルオキシ基;等が挙げられる。
a20〜Ra23の炭素数1〜20の飽和炭化水素基の炭素数は、好ましくは1〜12であり、より好ましくは1〜10であり、さらに好ましくは1〜8であり、とりわけ好ましくは1〜7である。該飽和炭化水素基としては、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ドデシル基及びヘキサデシル基及びイコシル基等の炭素数1〜20の直鎖状アルキル基;イソプロピル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、1−エチルペンチル基及び2−エチルヘキシル基等の炭素数3〜20の分岐鎖状アルキル基;シクロプロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基及びトリシクロデシル基等の炭素数3〜20の脂環式飽和炭化水素基が挙げられる。
a20とRa24、Ra21とRa25、Ra22とRa26、Ra23とRa27は、それぞれ、それらが結合する炭素原子と一緒になって環を形成していてもよい。環としては、下記式で表される構造等が挙げられる。式中、RA1はRa20〜Ra23と同様の基を表し、RA2はRa24〜Ra27と同様の基を表し、RA3はRa28〜Ra31と同様の基を表す。*は結合手を表す。
a20とRa28、Ra21とRa29、Ra22とRa30、Ra23とRa31は、それぞれ、それらが結合する窒素原子及び炭素原子と一緒になって環を形成していてもよい。環としては、下記式で表される構造等が挙げられる。式中、RA1はRa20〜Ra23と同様の基を表し、RA2はRa24〜Ra27と同様の基を表し、RA3はRa28〜Ra31と同様の基を表す。*は結合手を表す。
a24〜Ra27は、互いに独立に、水素原子、ヒドロキシ基、メルカプト基、トリフルオロメチル基又は−NHCO−Ra32を表す。
a32は、炭素数1〜20の飽和炭化水素基を表し、好ましくは炭素数1〜8の飽和炭化水素基であり、より好ましくは炭素数1〜4の飽和炭化水素基である。
a32における炭素数1〜20の1価の飽和炭化水素基を構成する−CH2−は、−O−、−S−、−N(Ra34)−、−SO−又は−CO−に置き換わっていてもよい。ただし、隣接する−CH2−が同時に同種の基に置換されることはなく、また末端の−CH2−が置換されることもない。
またRa32における1価の飽和炭化水素基に含まれる水素原子は、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、カルバモイル基、スルファモイル基、ヒドロキシ基又はアミノ基に置換されていてもよい。詳細は後述の通りである。
a34は、水素原子、炭素数1〜20の1価の飽和炭化水素基又は炭素数7〜10のアラルキル基を表す。Ra34としては、好ましくは炭素数1〜20の1価の飽和炭化水素基であり、より好ましくは炭素数1〜8の1価の飽和炭化水素基であり、さらに好ましくは炭素数1〜4の1価の飽和炭化水素基である。
a28〜Ra31における炭化水素基としては、炭素数8〜20の芳香族炭化水素基、炭素数1〜20の飽和炭化水素基及び炭素数1〜20の不飽和炭化水素基が好ましい。前記炭化水素基の置換基としては、炭素数1〜5(好ましくは炭素数1〜3)の脂肪族炭化水素基(好ましくはアルキル基、アルケニル基)が好ましい。
a28〜Ra31における炭素数8〜20の芳香族炭化水素基の炭素数は、18以下であることが好ましく、15以下であることがより好ましい。
a28〜Ra31の芳香族炭化水素基としては、炭素数8〜12のアリール基及び炭素数8〜12のアラルキル基が好ましい。また、アリール基としてはフェニル基がより好ましく、アラルキル基としてはベンジル基がより好ましい。アリール基としては、結合手のオルト位に置換基を有することが好ましく、アラルキル基としては、アルキレン基のオルト位に置換基を有することが好ましい。Ra28〜Ra31の芳香族炭化水素基としては、具体的には、下記式で表される基等が挙げられる。式中、*は、結合手を表す。
a28〜Ra31における炭素数1〜20の飽和炭化水素基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ドデシル基、ヘキサデシル基及びイコシル基等の炭素数1〜20の直鎖状アルキル基;イソプロピル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基及び2−エチルヘキシル基等の炭素数3〜20の分岐鎖状アルキル基;シクロプロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基及びトリシクロデシル基等の炭素数3〜20の脂環式飽和炭化水素基;が挙げられる。
a28〜Ra31における炭素数1〜20の不飽和炭化水素基としては、ビニル基、プロペニル基、ブテニル基、ペンテニル基、ヘキセニル基、3−メチル−ブテニル基、4−メチル−ペンテニル基、5−メチル−ヘキセニル基、オクテニル基、ノネニル基、デセニル基、ドデセニル基、ヘキサデセニル基及びイコセニル基等の炭素数1〜20の1価の不飽和炭化水素基;等が挙げられる。
a28とRa29、Ra30とRa31は、それらが結合する窒素原子と一緒になって環を形成していてもよい。環としては、下記式で表される構造等が挙げられる。
a28〜Ra31における飽和炭化水素基、又は不飽和炭化水素基を構成する−CH2−は、−O−、−S−、−N(Ra33)−、−SO−又は−CO−に置き換わっていてもよい。ただし、隣接する−CH2−が同時に同種の基に置換されることはなく、また末端の−CH2−が置換されることもない。
a28〜Ra31における1価の飽和炭化水素基に含まれる水素原子は、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、カルバモイル基、スルファモイル基、ヒドロキシ基又はアミノ基に置換されていてもよい。
a33は、水素原子、炭素数1〜20の飽和炭化水素基又は炭素数7〜10のアラルキル基を表す。Ra33としては、炭素数1〜20の飽和炭化水素基が好ましく、炭素数1〜8の飽和炭化水素基がより好ましく、炭素数1〜4の飽和炭化水素基がさらに好ましい。
a28〜Ra32の飽和炭化水素基を構成する−CH2−が、−O−、−S−、−N(Ra33)−、−N(Ra34)−、−SO−又は−CO−に置き換わった基、或いは、飽和炭化水素基に含まれる水素原子が、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、カルバモイル基、スルファモイル基、ヒドロキシ基又はアミノ基に置換された基としては、飽和炭化水素基を構成する−CH2−が、−O−、−S−、−N(Ra33)−、−N(Ra34)−、−SO−、及び−CO−の少なくとも1種に置き換わっているか、飽和炭化水素基に含まれる水素原子が、ハロゲン原子で置換された基等が好ましく、これらを組合せた基であってもよい。
飽和炭化水素基を構成する−CH2−が、−O−に置き換わった基としては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、ブトキシ基、イソブトキシ基、sec−ブトキシ基、tert−ブトキシ基及びペンチルオキシ基等のアルキルオキシ基;等が挙げられる。
飽和炭化水素基を構成する−CH2−が、−O−及び−CO−に置き換わった基としては、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基及びプロポキシカルボニル基等のアルキルオキシカルボニル基;アセトキシ基等のアルキルカルボニルオキシ基;ベンゾイルオキシ基等のアリールカルボニルオキシ基;等のエステル結合を有する基が挙げられる。
さらに、飽和炭化水素基を構成する−CH2−が、−N(Ra33)−、−N(Ra34)−及び−CO−に置き換わった基としては、N−メチルカルバモイル基、N−エチルカルバモイル基、N−プロピルカルバモイル基、N−イソプロピルカルバモイル基、N−ブチルカルバモイル基、N−イソブチルカルバモイル基、N−sec−ブチルカルバモイル基、N−tert−ブチルカルバモイル基、N−ペンチルカルバモイル基、N−(1−エチルプロピル)カルバモイル基、N−(1,1−ジメチルプロピル)カルバモイル基、N−(1,2−ジメチルプロピル)カルバモイル基、N−(2,2−ジメチルプロピル)カルバモイル基、N−(1−メチルブチル)カルバモイル基、N−(2−メチルブチル)カルバモイル基、N−(3−メチルブチル)カルバモイル基、N−シクロペンチルカルバモイル基、N−ヘキシルカルバモイル基、N−(1,3−ジメチルブチル)カルバモイル基、N−(3,3−ジメチルブチル)カルバモイル基、N−ヘプチルカルバモイル基、N−(1−メチルヘキシル)カルバモイル基、N−(1,4−ジメチルペンチル)カルバモイル基、N−オクチルカルバモイル基、N−(2−エチルヘキシル)カルバモイル基、N−(1,5−ジメチルヘキシル)カルバモイル基及びN−(1,1,2,2−テトラメチルブチル)カルバモイル基等のN−1置換カルバモイル基;
N,N−ジメチルカルバモイル基、N,N−エチルメチルカルバモイル基、N,N−ジエチルカルバモイル基、N,N−プロピルメチルカルバモイル基、N,N−イソプロピルメチルカルバモイル基、N,N−tert−ブチルメチルカルバモイル基、N,N−ブチルエチルカルバモイル基、N,N−ビス(1−メチルプロピル)カルバモイル基、N,N−ヘプチルメチルカルバモイル基及びN,N−ビス(2−エチルヘキシル)カルバモイル基等のN,N−2置換カルバモイル基;
等が挙げられる。
飽和炭化水素基を構成する−CH2−が、−SO−、−N(Ra33)−、及び−N(Ra34)−に置き換わった基としては、N−メチルスルファモイル基、N−エチルスルファモイル基、N−プロピルスルファモイル基、N−イソプロピルスルファモイル基、N−ブチルスルファモイル基、N−イソブチルスルファモイル基、N−sec−ブチルスルファモイル基、N−tert−ブチルスルファモイル基、N−ペンチルスルファモイル基、N−(1−エチルプロピル)スルファモイル基、N−(1,1−ジメチルプロピル)スルファモイル基、N−(1,2−ジメチルプロピル)スルファモイル基、N−(2,2−ジメチルプロピル)スルファモイル基、N−(1−メチルブチル)スルファモイル基、N−(2−メチルブチル)スルファモイル基、N−(3−メチルブチル)スルファモイル基、N−シクロペンチルスルファモイル基、N−ヘキシルスルファモイル基、N−(1,3−ジメチルブチル)スルファモイル基、N−(3,3−ジメチルブチル)スルファモイル基、N−ヘプチルスルファモイル基、N−(1−メチルヘキシル)スルファモイル基、N−(1,4−ジメチルペンチル)スルファモイル基、N−オクチルスルファモイル基、N−(2−エチルヘキシル)スルファモイル基、N−(1,5−ジメチルヘキシル)スルファモイル基及びN−(1,1,2,2−テトラメチルブチル)スルファモイル基等のN−1置換スルファモイル基;
N,N−ジメチルスルファモイル基、N,N−エチルメチルスルファモイル基、N,N−ジエチルスルファモイル基、N,N−プロピルメチルスルファモイル基、N,N−イソプロピルメチルスルファモイル基、N,N−tert−ブチルメチルスルファモイル基、N,N−ブチルエチルスルファモイル基、N,N−ビス(1−メチルプロピル)スルファモイル基、N,N−ヘプチルメチルスルファモイル基及びN,N−ビス(2−エチルヘキシル)スルファモイル基等のN,N−2置換スルファモイル基;
等が挙げられる。
飽和炭化水素基を構成する−CH2−が、−N(Ra33)−、−N(Ra34)−に置き換わった基としては、N−メチルアミノ基、N−エチルアミノ基、N−プロピルアミノ基、N−イソプロピルアミノ基、N−ブチルアミノ基、N−イソブチルアミノ基、N−sec−ブチルアミノ基、N−tert−ブチルアミノ基、N−ペンチルアミノ基、N−(1−エチルプロピル)アミノ基、N−(1,1−ジメチルプロピル)アミノ基、N−(1,2−ジメチルプロピル)アミノ基、N−(2,2−ジメチルプロピル)アミノ基、N−(1−メチルブチル)アミノ基、N−(2−メチルブチル)アミノ基、N−(3−メチルブチル)アミノ基、N−シクロペンチルアミノ基、N−ヘキシルアミノ基、N−(1,3−ジメチルブチル)アミノ基、N−(3,3−ジメチルブチル)アミノ基、N−ヘプチルアミノ基、N−(1−メチルヘキシル)アミノ基、N−(1,4−ジメチルペンチル)アミノ基、N−オクチルアミノ基、N−(2−エチルヘキシル)アミノ基、N−(1,5−ジメチルヘキシル)アミノ基及びN−(1,1,2,2−テトラメチルブチル)アミノ基等のN−アルキルアミノ基;
N,N−ジメチルアミノ基、N,N−エチルメチルアミノ基、N,N−ジエチルアミノ基、N,N−プロピルメチルアミノ基、N,N−イソプロピルメチルアミノ基、N,N−tert−ブチルメチルアミノ基、N,N−ブチルエチルアミノ基、N,N−ビス(1−メチルプロピル)アミノ基、N,N−ヘプチルメチルアミノ基及びN,N−ビス(2−エチルヘキシル)アミノ基等のN,N−ジアルキルアミノ基;
N−メチルアミノメチル基、N−エチルアミノメチル基、N−プロピルアミノメチル基、N−イソプロピルアミノメチル基、N−ブチルアミノメチル基、N−イソブチルアミノメチル基、N−sec−ブチルアミノメチル基、N−tert−ブチルアミノメチル基、N−ペンチルアミノメチル基、N−(1−エチルプロピル)アミノメチル基、N−(1,1−ジメチルプロピル)アミノメチル基、N−(1,2−ジメチルプロピル)アミノメチル基、N−(2,2−ジメチルプロピル)アミノメチル基、N−(1−メチルブチル)アミノメチル基、N−(2−メチルブチル)アミノメチル基、N−(3−メチルブチル)アミノメチル基、N−シクロペンチルアミノメチル基、N−ヘキシルアミノメチル基、N−(1,3−ジメチルブチル)アミノメチル基、N−(3,3−ジメチルブチル)アミノメチル基、N−ヘプチルアミノメチル基、N−(1−メチルヘキシル)アミノメチル基、N−(1,4−ジメチルペンチル)アミノメチル基、N−オクチルアミノメチル基、N−(2−エチルヘキシル)アミノメチル基、N−(1,5−ジメチルヘキシル)アミノメチル基及びN−(1,1,2,2−テトラメチルブチル)アミノメチル基等のN−アルキルアミノメチル基;
N,N−ジメチルアミノメチル基、N,N−エチルメチルアミノメチル基、N,N−ジエチルアミノメチル基、N,N−プロピルメチルアミノメチル基、N,N−イソプロピルメチルアミノメチル基、N,N−tert−ブチルメチルアミノメチル基、N,N−ブチルエチルアミノメチル基、N,N−ビス(1−メチルプロピル)アミノメチル基、N,N−ヘプチルメチルアミノメチル基及びN,N−ビス(2−エチルヘキシル)アミノメチル基等のN,N−ジアルキルアミノメチル基;
等が挙げられる。
飽和炭化水素基に含まれる水素原子が、ハロゲン原子に置換された基としては、トリフルオロメチル基、パーフルオロエチル基、パーフルオロプロピル基、パーフルオロ(イソプロピル)基、パーフルオロ(イソプロペニル)基、パーフルオロ(1−プロペニル)基、パーフルオロ(2−プロペニル)基、パーフルオロブチル基、パーフルオロ(イソブチル)基、パーフルオロ(sec−ブチル)基、パーフルオロ(tert−ブチル)基、パーフルオロ(2−ブテニル)基、パーフルオロ(1,3−ブタジエニル)基、パーフルオロペンチル基、パーフルオロ(イソペンチル)基、パーフルオロ(3−ペンチル)基、パーフルオロ(ネオペンチル)基、パーフルオロ(tert−ペンチル)基、パーフルオロ(1−メチルペンチル)基、パーフルオロ(2−メチルペンチル)基、パーフルオロ(2−ペンテニル)基、パーフルオロヘキシル基、パーフルオロ(イソヘキシル)基、パーフルオロ(5−メチルヘキシル)基、パーフルオロ(2−エチルヘキシル)基、パーフルオロヘプチル基、パーフルオロオクチル基、パーフルオロノニル基、パーフルオロデシル基、パーフルオロウンデシル基、パーフルオロドデシル基及びパーフルオロオクダデシル基等のフッ素原子を含む脂肪族炭化水素基;
パーフルオロシクロプロピル基、パーフルオロシクロブチル基、パーフルオロシクロペンチル基、パーフルオロシクロヘキシル基、パーフルオロシクロヘキセニル基、パーフルオロシクロヘプチル基、パーフルオロ(1−メチルシクロヘキシル)基、パーフルオロ(2−メチルシクロヘキシル)基、パーフルオロ(3−メチルシクロヘキシル)基、パーフルオロ(4−メチルシクロヘキシル)基、パーフルオロ(1,2−ジメチルシクロヘキシル)基、パーフルオロ(1,3−ジメチルシクロヘキシル)基、パーフルオロ(1,4−ジメチルシクロヘキシル)基、パーフルオロ(2,3−ジメチルシクロヘキシル)基、パーフルオロ(2,4−ジメチルシクロヘキシル)基、パーフルオロ(2,5−ジメチルシクロヘキシル)基、パーフルオロ(2,6−ジメチルシクロヘキシル)基、パーフルオロ(3,4−ジメチルシクロヘキシル)基、パーフルオロ(3,5−ジメチルシクロヘキシル)基、パーフルオロ(2,2−ジメチルシクロヘキシル)基、パーフルオロ(3,3−ジメチルシクロヘキシル)基、パーフルオロ(4,4−ジメチルシクロヘキシル)基、パーフルオロ(2,4,6−トリメチルシクロヘキシル)基、パーフルオロ(2,2,6,6−テトラメチルシクロヘキシル)基及びパーフルオロ(3,3,5,5−テトラメチルシクロヘキシル)基等のフッ素原子を含む脂環式炭化水素基;
等が挙げられる。
飽和炭化水素基を構成する−CH2−が−O−に置き換わっており、1価の飽和炭化水素基に含まれる水素原子がハロゲン原子に置換されている基としては、パーフルオロメトキシ基、パーフルオロエトキシ基、パーフルオロプロポキシ基、パーフルオロ(イソプロポキシ)基、パーフルオロブトキシ基、パーフルオロ(イソブトキシ)基、パーフルオロ(sec−ブトキシ)基、パーフルオロ(tert−ブトキシ)基、パーフルオロペンチルオキシ基、パーフルオロフェノキシ基、パーフルオロベンジルオキシ基、2,2,2−トリフルオロエトキシ基、(パーフルオロエチル)メトキシ基、(パーフルオロプロピル)メトキシ基、(パーフルオロ(イソプロピル))メトキシ基、(パーフルオロ(イソプロペニル))メトキシ基、(パーフルオロ(1−プロペニル))メトキシ基、(パーフルオロ(2−プロペニル))メトキシ基、(パーフルオロブチル)メトキシ基、(パーフルオロ(イソブチル))メトキシ基、(パーフルオロ(sec−ブチル))メトキシ基、(パーフルオロ(tert−ブチル))メトキシ基、(パーフルオロ(2−ブテニル))メトキシ基、(パーフルオロ(1,3−ブタジエニル))メトキシ基、(パーフルオロペンチル)メトキシ基、(パーフルオロ(イソペンチル))メトキシ基、(パーフルオロ(3−ペンチル))メトキシ基、(パーフルオロ(ネオペンチル))メトキシ基、(パーフルオロ(tert−ペンチル))メトキシ基、(パーフルオロ(1−メチルペンチル))メトキシ基、(パーフルオロ(2−メチルペンチル))メトキシ基、(パーフルオロ(2−ペンテニル))メトキシ基、(パーフルオロヘキシル)メトキシ基、(パーフルオロ(イソヘキシル))メトキシ基、(パーフルオロ(5−メチルヘキシル))メトキシ基、(パーフルオロ(2−エチルヘキシル))メトキシ基、(パーフルオロヘプチル)メトキシ基、(パーフルオロオクチル)メトキシ基、(パーフルオロノニル)メトキシ基、(パーフルオロデシル)メトキシ基、(パーフルオロウンデシル)メトキシ基、(パーフルオロドデシル)メトキシ基及び(パーフルオロオクダデシル)メトキシ基等のフッ素原子を含むアルキルオキシ基;
ビス(トリフルオロメチル)フェニルメチル基;等が挙げられる。
式(A−II)で表される化合物としては、
環Z3及び環Z4が、互いに独立に、置換基を有していてもよいフェニル基を表し、
a10及びRa11が、互いに独立に、置換基を有していてもよい炭素数1〜20の1価の脂肪族炭化水素基を表し、
a12及びRa13が、互いに独立に、置換基を有していてもよい炭素数1〜6の1価の脂肪族炭化水素基を表し、
p1及びp2が、2である化合物がより好ましい。
式(A−III)で表される化合物としては、Ra20〜Ra23、Ra24、Ra27が水素原子であり、Ra25及びRa26がヒドロキシ基である化合物であることが好ましい。
a1-は、含フッ素アニオン、或いは、タングステン、モリブデン、ケイ素及びリンからなる群より選ばれる少なくとも1つの元素と、酸素とを必須元素として含有するアニオンであることが好ましく、式(6)で表される含フッ素アニオン、式(9)で表される含フッ素アニオン、又はタングステンを必須元素として含有するヘテロポリ酸又はイソポリ酸のアニオンがより好ましく、CF3SO2−N-−SO2CF3、CF3SO3 -、[PW1240]3-、[P21862]6-、[SiW1240]4-又は[W1032]4-であることが更に好ましく、CF3SO3 -、[PW1240]3-であることがさらにより好ましく、[PW1240]3-がとりわけ好ましい。耐熱性の観点からは、タングステンを必須元素として含有するヘテロポリ酸又はイソポリ酸のアニオンを用いるとよい。
化合物(A−I)としては、式(A−1)〜式(A−228)で表される化合物が挙げられる。
好ましくは式(A−1)〜式(A−36)で表される化合物、式(A−37)〜式(A−72)で表される化合物、式(A−181)〜式(A−204)で表される化合物及び式(A−205)〜式(A−228)で表される化合物が挙げられ、
より好ましくは式(A−1)〜式(A−6)で表される化合物、式(A−13)〜式(A−24)で表される化合物、式(A−37)〜式(A−48)で表される化合物、式(A−181)〜式(A−198)で表される化合物及び式(A−211)〜式(A−216)で表される化合物が挙げられ、
さらに好ましくは式(A−1)〜式(A−6)で表される化合物、式(A−13)〜式(A−24)で表される化合物及び式(A−37)〜式(A−48)で表される化合物が挙げられ、
とりわけ好ましくは式(A−19)〜式(A−24)で表される化合物が挙げられる。
上記表中、Xa1-、「Ra(下記表中、*は結合手を表す)」はそれぞれ以下の意味である。
上記表中、環Z1及び環Z2はそれぞれ以下の意味である。
<化合物(A−I)〜化合物(A−III)の製造方法>
化合物(A−I)〜化合物(A−III)は、化合物(A−I)〜化合物(A−III)のカチオン部分を含む塩(以下、化合物(A−VI)と称する場合がある)と、Xa1-のアルカリ金属塩又はプロトン酸とを、混合することにより製造できる。
化合物(A−VI)としては、化合物(A−I)〜化合物(A−III)のカチオン部分を含む塩と、ハロゲン化物イオン、ClO4 -、OH-、PO4 3-、SO4 2-、有機カルボン酸アニオン、有機スルホン酸アニオン、ルイス酸アニオン及び色素由来アニオンから選ばれる少なくとも1種類以上のアニオンとから形成される塩が挙げられる。
ハロゲン化物イオンとしては、Cl-、Br-及びI-等が挙げられる。
有機カルボン酸アニオンとしては、安息香酸イオン、アルカン酸イオン、トリハロアルカン酸イオン及びニコチン酸イオン等が挙げられる。
有機スルホン酸アニオンとしては、ベンゼンスルホン酸イオン、ナフタレンスルホン酸イオン、p−トルエンスルホン酸イオン及びアルカンスルホン酸イオン等が挙げられる。
ルイス酸アニオンとしては、BF4 -、PF6 -及びSbF6 -等が挙げられる。
色素由来アニオンとしては、フタロシアニン化合物に由来するアニオン及びアゾ化合物に由来するアニオン等が挙げられ、好ましくはフタロシアニン化合物に由来するアニオンが挙げられる。
a1-と塩を形成するアルカリ金属としては、リチウム、ナトリウム及びカリウム等が挙げられる。
化合物(A−VI)に対するXa1-のアルカリ金属塩又はプロトン酸の使用量は、化合物(A−VI)のカチオンと、Xa1-の電荷が釣り合うように化学量論比で加えるとよい。
化合物(A−VI)及びXa1-のアルカリ金属塩又はプロトン酸との混合は、両者を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。
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、水及びクロロホルムが挙げられる。
中でも、好ましくは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、メタノール、エタノール、イソプロパノール及び水が挙げられる。これらの溶媒であると、化合物(A−VI)及Xa1-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、酢酸や塩酸等の酸を加えてもよい。
化合物(A−VI)と、Xa1-のアルカリ金属塩又はプロトン酸との混合温度は、好ましくは0〜150℃であり、より好ましくは10〜120℃であり、さらに好ましくは20〜100℃である。混合時間は、好ましくは1〜72時間であり、より好ましくは2〜24時間であり、さらに好ましくは3〜18時間である。
水と相溶する溶媒を用いた場合は、該溶液を混合し、必要に応じてさらに1〜3時間攪拌して、その後、析出物を濾過等の固液分離により取得することで、化合物(A−I)〜化合物(A−III)を得ることができる。必要に応じて、得られた化合物(A−I)〜化合物(A−III)をイオン交換水や上記溶媒で洗浄してもよい。
水と相溶しない溶媒を用いた場合は、反応混合物とイオン交換水を混合し、必要に応じてさらに1〜3時間攪拌して、その後、有機層を分液により取得することにより、化合物(A−I)〜化合物(A−III)を含む溶液を得ることができる。必要に応じて、該溶液をイオン交換水や上記溶媒で洗浄してもよい。化合物(A−I)〜化合物(A−III)を含む溶液から溶媒を除去することにより、化合物(A−I)〜化合物(A−III)を得ることができる。
<着色分散液>
本発明では、化合物(A−I)を溶剤と混合して、化合物(A−I)と溶剤(E)とを含む着色分散液にする。着色分散液にしてから、樹脂(B)、重合性化合物(C)、重合開始剤(D)などと混合して着色硬化性樹脂組成物を構成すると、カラーフィルタにした時の耐熱性をさらに高めることができる。
溶剤としては、着色硬化性樹脂組成物の溶剤(E)として使用可能な溶剤であればいずれも使用できる。着色分散液にする際の溶剤は、好ましくはエーテルエステル溶剤であり、より好ましくはアルキレングリコール又はポリアルキレングリコールの一つのヒドロキシ基がエーテル化され、残りのヒドロキシ基がエステル化された溶剤、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、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及びジプロピレングリコールメチルエーテルアセテート等が挙げられる。これらは単独又は複数種含んでいてもよい。
溶剤の使用量は、化合物(A−I)1質量部に対して、通常1〜50質量部であり、好ましくは2〜30質量部であり、より好ましくは3〜10質量部である。
着色分散液を調製するにあたっては、分散剤を使用することが好ましい。分散剤としては、カチオン系、アニオン系、ノニオン系、両性、ポリエステル系、ポリアミン系、アクリル系等の公知の顔料分散剤を使用できる。これらの顔料分散剤は、単独でも2種以上を組合せて用いてもよい。顔料分散剤としては、商品名でKP(信越化学工業(株)製)、フローレン(共栄社化学(株)製)、ソルスパース(ゼネカ(株)製)、EFKA(BASF社製)、アジスパー(味の素ファインテクノ(株)製)、Disperbyk(ビックケミー社製)等が挙げられる。
分散剤の使用量は、化合物(A−I)100質量部に対して、通常1〜1000質量部であり、好ましくは3〜100質量部であり、より好ましくは5〜50質量部であり、さらに好ましくは10〜30質量部である。
着色分散液は、必要に応じて、着色硬化性樹脂組成物に使用される樹脂(B)の一部又は全部、好ましくは一部を予め含んでいてもよい。樹脂(B)を予め含ませておくことで、着色硬化性樹脂組成物にした時の分散性をさらに改善できる。着色分散液中の樹脂(B)の固形分換算量は、化合物(A−I)100質量部に対して、通常1〜300質量部であり、好ましくは10〜100質量部であり、より好ましくは20〜70質量部である。
分散液を調製するに当たっては、必要な成分を適宜加えた後、分散装置を用いて微細分散することが好ましい。分散装置としては、ビーズミル装置が使用できる。使用するビーズとしてはジルコニアビーズ等の硬質ビーズが一般的であり、その粒径は、0.05mm以上、20mm以下の範囲から選ばれ、好ましくは0.1〜10mmであり、より好ましくは0.1〜0.5mmである。
<着色硬化性樹脂組成物>
本発明の着色硬化性樹脂組成物は、化合物(A−I)を含む着色剤(A)、樹脂(B)、重合性化合物(C)、重合開始剤(D)及び溶剤(E)を含む組成物を含む。
また、本発明の着色硬化性樹脂組成物は、重合開始助剤(D1)、レベリング剤(F)なども適宜含むことが可能である。
<着色剤(A)>
着色剤(A)としては、化合物(A−I)を含み、化合物(A−1)は2種以上含んでいてもよい。着色剤(A)は、さらに他の染料(A1)、顔料(P)を含んでいてもよい。
染料(A1)としては、油溶性染料、酸性染料、塩基性染料、直接染料、媒染染料、酸性染料のアミン塩及び酸性染料のスルホンアミド誘導体などの染料が挙げられ、カラーインデックス(The Society of Dyers and Colourists出版)で染料に分類されている化合物や、染色ノート(色染社)に記載されている公知の染料もまた挙げられる。また、化学構造によれば、アゾ染料、シアニン染料、トリフェニルメタン染料、キサンテン染料、フタロシアニン染料、ナフトキノン染料、キノンイミン染料、メチン染料、アゾメチン染料、スクワリリウム染料、アクリジン染料、スチリル染料、クマリン染料、キノリン染料及びニトロ染料等が挙げられる。これらのうち、有機溶剤可溶性染料が好ましい。
具体的には、C.I.ソルベントイエロー4(以下、C.I.ソルベントイエローの記載を省略し、番号のみの記載とする。)、14、15、23、24、38、62、63、68、82、94、98、99、162;
C.I.ソルベントレッド45、49、125、130、218;
C.I.ソルベントブルー4、5、37、67、70、90;
C.I.ソルベントグリーン1、4、5、7、34、35等のC.I.ソルベント染料、
C.I.アシッドイエロー1、3、7、9、11、17、23、25、29、34、36、38、40、42、54、65、72、73、76、79、98、99、111、112、113、114、116、119、123、128、134、135、138、139、140、144、150、155、157、160、161、163、168、169、172、177、178、179、184、190、193、196、197、199、202、203、204、205、207、212、214、220、221、228、230、232、235、238、240、242、243、251;
C.I.アシッドレッド1、4、8、14、17、18、26、27、29、31、34、35、37、42、44、50、51、52、57、66、73、87、88、91、92、94、97、103、111、114、129、133、134、138、143、145、150、151、158、176、182、183、195、198、206、211、215、216、217、227、228、249、252、257、258、260、261、266、268、270、274、277、280、281、289、308、312、315、316、339、341、345、346、349、382、383、388、394、401、412、417、418、422、426;
C.I.アシッドブルー1、7、9、15、18、22、29、42、59、60、62、70、72、74、82、83、86、87、90、92、93、100、102、103、104、113、117、120、126、130、131、142、147、151、154、158、161、166、167、168、170、171、184、187、192、199、210、229、234、236、242、243、256、259、267、285、296、315、335;
C.I.アシッドグリーン1、3、5、9、16、50、58、63、65、80、104、105、106、109等のC.I.アシッド染料、
C.I.ダイレクトイエロー2、33、34、35、38、39、43、47、50、54、58、68、69、70、71、86、93、94、95、98、102、108、109、129、136、138、141;
C.I.ダイレクトレッド79、82、83、84、91、92、96、97、98、99、105、106、107、172、173、176、177、179、181、182、184、204、207、211、213、218、220、221、222、232、233、234、241、243、246、250;
C.I.ダイレクトブルー1、2、6、8、15、22、25、41、57、71、76、78、80、81、84、85、86、90、93、94、95、97、98、99、100、101、106、107、108、109、113、114、115、117、119、120、137、149、150、153、155、156、158、159、160、161、162、163、164、165、166、167、168、170、171、172、173、188、189、190、192、193、194、195、196、198、199、200、201、202、203、207、209、210、212、213、214、222、225、226、228、229、236、237、238、242、243、244、245、246、247、248、249、250、251、252、256、257、259、260、268、274、275、293;
C.I.ダイレクトグリーン25、27、31、32、34、37、63、65、66、67、68、69、72、77、79、82等のC.I.ダイレクト染料、
C.I.ディスパースイエロー54,76等のC.I.ディスパース染料、
C.I.ベーシックレッド1、10;
C.I.ベーシックブルー1、3、5、7、9、19、24、25、26、28、29、40、41、54、58、59、64、65、66、67、68;
C.I.ベーシックグリーン1;等のC.I.ベーシック染料、
C.I.リアクティブイエロー2,76,116;
C.I.リアクティブレッド36;等のC.I.リアクティブ染料、
C.I.モーダントイエロー5、8、10、16、20、26、30、31、33、42、43、45、56、61、62、65;
C.I.モーダントレッド1、2、4、9、12、14、17、18、19、22、23、24、25、26、27、30、32、33、36、37、38、39、41、43、45、46、48、53、56、63、71、74、85、86、88、90、94、95;
C.I.モーダントブルー1、2、3、7、9、12、13、15、16、19、20、21、22、26、30、31、39、40、41、43、44、49、53、61、74、77、83、84;
C.I.モーダントグリーン1、3、4、5、10、15、26、29、33、34、35、41、43、53等のC.I.モーダント染料、
C.I.バットグリーン1等のC.I.バット染料、
等が挙げられる。
中でも、黄色染料が好ましい。
これらの染料は、2種以上を併用してもよい。
顔料(P)としては、特に限定されず公知の顔料を使用することができ、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顔料が挙げられる。
顔料としては、C.I.ピグメントイエロー1、3、12、13、14、15、16、17、20、24、31、53、83、86、93、94、109、110、117、125、128、137、138、139、147、148、150、153、154、166、173、194、214などの黄色顔料;
C.I.ピグメントレッド9、97、105、122、123、144、149、166、168、176、177、180、192、209、215、216、224、242、254、255、264、265などの赤色顔料;
C.I.ピグメントブルー15、15:3、15:4、15:6、60などの青色顔料;C.I.ピグメントグリーン7、36、58、59などの緑色顔料;
等が挙げられる。
顔料は、必要に応じて、ロジン処理、酸性基又は塩基性基が導入された顔料誘導体等を用いた表面処理、高分子化合物等による顔料表面へのグラフト処理、硫酸微粒化法等による微粒化処理、又は不純物を除去するための有機溶剤や水等による洗浄処理、イオン性不純物のイオン交換法等による除去処理等が施されていてもよい。顔料の粒径は、それぞれ均一であることが好ましい。
顔料は、顔料分散剤を含有させて分散処理を行うことで、顔料分散剤が溶液の中で均一に分散した状態の顔料分散液とすることができる。顔料は、それぞれ単独で分散処理してもよいし、複数種を混合して分散処理してもよい。
顔料分散剤としては、カチオン系、アニオン系、ノニオン系、両性、ポリエステル系、ポリアミン系及びアクリル系等の顔料分散剤等が挙げられる。これらの顔料分散剤は、単独でも2種以上を組合せて用いてもよい。顔料分散剤としては、商品名でKP(信越化学工業(株)製)、フローレン(共栄社化学(株)製)、ソルスパース(ゼネカ(株)製)、EFKA(BASF社製)、アジスパー(味の素ファインテクノ(株)製)及びDisperbyk(ビックケミー社製)等が挙げられる。
化合物(A−I)の含有率は、着色剤(A)の総量中、例えば0.1質量%以上であり、好ましくは10質量%以上であり、より好ましくは10質量%以上であり、更に好ましくは30質量%以上であり、より更に好ましくは50質量%以上であり、とりわけ好ましくは70質量%以上である。化合物(A−I)の含有率の上限は、着色剤(A)の総量中、100質量%である。
染料(A1)を含む場合、染料(A1)の含有率は、着色剤(A)の総量中、好ましくは0.5質量%以上90質量%以下であり、より好ましくは40質量%以上80質量%以下である。顔料(P)を含む場合、顔料(P)の含有率は、着色剤(A)の総量中、好ましくは35質量%以上99質量%以下であり、より好ましくは1質量%以上70質量%以下であり、さらに好ましくは1質量%以上50質量%以下である。
着色剤(A)の含有率は、固形分の総量中、好ましくは0.05質量%以上70質量%以下であり、より好ましくは0.1質量%以上60質量%以下であり、さらに好ましくは5質量%以上50質量%以下である。着色剤(A)の含有率が前記の範囲内であると、所望とする分光や色濃度を得ることができる。
なお本明細書において「固形分の総量」とは、本発明の着色硬化性樹脂組成物から溶剤(E)を除いた成分の合計量をいう。固形分の総量及びこれに対する各成分の含有量は、液体クロマトグラフィー又はガスクロマトグラフィーなどの公知の分析手段で測定することができる。
<樹脂(B)>
樹脂(B)は、アルカリ可溶性樹脂であることが好ましい。アルカリ可溶性樹脂は、不飽和カルボン酸及び不飽和カルボン酸無水物からなる群から選ばれる少なくとも一種の単量体(a)に由来する構造単位を含む共重合体である。
単量体(a)は、炭素数2〜4の環状エーテル構造とエチレン性不飽和結合とを有する単量体(b)、及び(a)と共重合可能な単量体(c)の少なくとも一方と共重合して樹脂(B)にすることが好ましく、単量体(b)、単量体(c)の両方と共重合した場合には、さらにカルボン酸無水物を反応させてもよい。
(a)としては、具体的には、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、o−、m−、p−ビニル安息香酸等の不飽和モノカルボン酸類;
マレイン酸等の不飽和ジカルボン酸類;
メチル−5−ノルボルネン−2,3−ジカルボン酸、5−カルボキシビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン及び5,6−ジカルボキシビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン等のカルボキシ基を含有するビシクロ不飽和化合物類;
無水マレイン酸等の不飽和ジカルボン酸類無水物;
α−(ヒドロキシメチル)アクリル酸のような、同一分子中にヒドロキシ基及びカルボキシ基を含有する不飽和アクリレート類等が挙げられる。
これらのうち、共重合反応性の点や得られる樹脂のアルカリ水溶液への溶解性の点から、アクリル酸、メタクリル酸、無水マレイン酸等が好ましい。
(b)は、炭素数2〜4の環状エーテル構造(例えば、オキシラン環、オキセタン環及びテトラヒドロフラン環からなる群から選ばれる少なくとも1種)とエチレン性不飽和結合とを有する重合性化合物をいう。
(b)は、炭素数2〜4の環状エーテルと(メタ)アクリロイルオキシ基とを有する単量体が好ましい。
尚、本明細書において、「(メタ)アクリル酸」とは、アクリル酸及びメタクリル酸よりなる群から選ばれる少なくとも1種を表す。「(メタ)アクリロイル」及び「(メタ)アクリレート」等の表記も、同様の意味を有する。
(b)としては、オキシラニル基とエチレン性不飽和結合とを有する単量体(b1)(以下「(b1)」という場合がある)、オキセタニル基とエチレン性不飽和結合とを有する単量体(b2)(以下「(b2)」という場合がある)、テトラヒドロフリル基とエチレン性不飽和結合とを有する単量体(b3)(以下「(b3)」という場合がある)等が挙げられる。好ましい(b)は、オキシラニル基とエチレン性不飽和結合とを有する単量体(b1)である。
(b1)としては、直鎖状又は分枝鎖状の不飽和炭化水素がエポキシ化された構造を有する単量体(b1−1)(以下「(b1−1)」という場合がある)、脂環式不飽和炭化水素がエポキシ化された構造を有する単量体(b1−2)(以下「(b1−2)」という場合がある)が挙げられる。着色硬化性樹脂組成物の保存安定性が優れるという点で、(b1−2)がより好ましい。
(b1−1)としては、グリシジル(メタ)アクリレート、β−メチルグリシジル(メタ)アクリレート、β−エチルグリシジル(メタ)アクリレート、グリシジルビニルエーテル、o−ビニルベンジルグリシジルエーテル、m−ビニルベンジルグリシジルエーテル、p−ビニルベンジルグリシジルエーテル、α−メチル−o−ビニルベンジルグリシジルエーテル、α−メチル−m−ビニルベンジルグリシジルエーテル、α−メチル−p−ビニルベンジルグリシジルエーテル、2,3−ビス(グリシジルオキシメチル)スチレン、2,4−ビス(グリシジルオキシメチル)スチレン、2,5−ビス(グリシジルオキシメチル)スチレン、2,6−ビス(グリシジルオキシメチル)スチレン、2,3,4−トリス(グリシジルオキシメチル)スチレン、2,3,5−トリス(グリシジルオキシメチル)スチレン、2,3,6−トリス(グリシジルオキシメチル)スチレン、3,4,5−トリス(グリシジルオキシメチル)スチレン及び2,4,6−トリス(グリシジルオキシメチル)スチレン等が挙げられる。
(b1−2)としては、ビニルシクロヘキセンモノオキサイド、1,2−エポキシ−4−ビニルシクロヘキサン(例えば、セロキサイド2000;(株)ダイセル製)、3,4−エポキシシクロヘキシルメチル(メタ)アクリレート(例えば、サイクロマーA400;(株)ダイセル製)、3,4−エポキシシクロヘキシルメチル(メタ)アクリレート(例えば、サイクロマーM100;(株)ダイセル製)、式(II)で表される化合物及び式(III)で表される化合物等が挙げられる。
[式(II)及び式(III)中、Ra及びRbは、互いに独立に、水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基を表し、該アルキル基に含まれる水素原子は、ヒドロキシ基で置換されていてもよい。
a及びXbは、互いに独立に、単結合、−Rc−、*−Rc−O−、*−Rc−S−又は*−Rc−NH−を表す。
cは、炭素数1〜6のアルカンジイル基を表す。
*は、Oとの結合手を表す。]
式(II)で表される化合物としては、式(II−1)〜式(II−15)のいずれかで表される化合物等が挙げられる。中でも、好ましくは式(II−1)、式(II−3)、式(II−5)、式(II−7)、式(II−9)及び式(II−11)〜式(II−15)で表される化合物が挙げられ、より好ましくは式(II−1)、式(II−7)、式(II−9)及び式(II−15)で表される化合物が挙げられる。
式(III)で表される化合物としては、式(III−1)〜式(III−15)のいずれかで表される化合物等が挙げられ、中でも、好ましくは式(III−1)、式(III−3)、式(III−5)、式(III−7)、式(III−9)及び式(III−11)〜式(III−15)で表される化合物が挙げられ、より好ましくは式(III−1)、式(III−7)、式(III−9)及び式(III−15)で表される化合物が挙げられる。
式(II)で表される化合物及び式(III)で表される化合物は、それぞれ単独で用いても、式(II)で表される化合物と式(III)で表される化合物とを併用してもよい。これらを併用する場合、式(II)で表される化合物及び式(III)で表される化合物の含有比率はモル基準で、好ましくは5:95〜95:5であり、より好ましくは10:90〜90:10であり、さらに好ましくは20:80〜80:20である。
(c)としては、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、sec−ブチル(メタ)アクリレート、tert−ブチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ドデシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、シクロペンチル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、2−メチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート、トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン−8−イル(メタ)アクリレート(当該技術分野では、慣用名として「ジシクロペンタニル(メタ)アクリレート」といわれている。また、「トリシクロデシル(メタ)アクリレート」という場合がある。)、トリシクロ[5.2.1.02,6]デセン−8−イル(メタ)アクリレート(当該技術分野では、慣用名として「ジシクロペンテニル(メタ)アクリレート」といわれている。)、ジシクロペンタニルオキシエチル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、アダマンチル(メタ)アクリレート、アリル(メタ)アクリレート、プロパルギル(メタ)アクリレート、フェニル(メタ)アクリレート、ナフチル(メタ)アクリレート及びベンジル(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリル酸エステル類;
2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート及び2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート等のヒドロキシ基含有(メタ)アクリル酸エステル類;
マレイン酸ジエチル、フマル酸ジエチル及びイタコン酸ジエチル等のジカルボン酸ジエステル;
ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、5−メチルビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、5−エチルビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、5−ヒドロキシビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、5−ヒドロキシメチルビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、5−(2’−ヒドロキシエチル)ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、5−メトキシビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、5−エトキシビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、5,6−ジヒドロキシビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、5,6−ジ(ヒドロキシメチル)ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、5,6−ジ(2’−ヒドロキシエチル)ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、5,6−ジメトキシビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、5,6−ジエトキシビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、5−ヒドロキシ−5−メチルビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、5−ヒドロキシ−5−エチルビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、5−ヒドロキシメチル−5−メチルビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、5−tert−ブトキシカルボニルビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、5−シクロヘキシルオキシカルボニルビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、5−フェノキシカルボニルビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、5,6−ビス(tert−ブトキシカルボニル)ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン及び5,6−ビス(シクロヘキシルオキシカルボニル)ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン等のビシクロ不飽和化合物類;
N−フェニルマレイミド、N−シクロヘキシルマレイミド、N−ベンジルマレイミド、N−スクシンイミジル−3−マレイミドベンゾエート、N−スクシンイミジル−4−マレイミドブチレート、N−スクシンイミジル−6−マレイミドカプロエート、N−スクシンイミジル−3−マレイミドプロピオネート及びN−(9−アクリジニル)マレイミド等のジカルボニルイミド誘導体類;
スチレン、α−メチルスチレン、m−メチルスチレン、p−メチルスチレン、ビニルトルエン、p−メトキシスチレン、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、塩化ビニル、塩化ビニリデン、アクリルアミド、メタクリルアミド、酢酸ビニル、1,3−ブタジエン、イソプレン及び2,3−ジメチル−1,3−ブタジエン等が挙げられる。
これらのうち、共重合反応性及び耐熱性の点から、スチレン、ビニルトルエン、ベンジル(メタ)アクリレート、トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン−8−イル(メタ)アクリレート、N−フェニルマレイミド、N−シクロヘキシルマレイミド、N−ベンジルマレイミド及びビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エンが好ましい。
カルボン酸無水物としては、無水マレイン酸、シトラコン酸無水物、イタコン酸無水物、3−ビニルフタル酸無水物、4−ビニルフタル酸無水物、3,4,5,6−テトラヒドロフタル酸無水物、1,2,3,6−テトラヒドロフタル酸無水物、ジメチルテトラヒドロフタル酸無水物及び5,6−ジカルボキシビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン無水物等が挙げられる。カルボン酸無水物の使用量は、(a)の使用量1モルに対して、0.5〜1モルであることが好ましい。
樹脂(B)としては、具体的に、3,4−エポキシシクロヘキシルメチル(メタ)アクリレート/(メタ)アクリル酸共重合体、3,4−エポキシトリシクロ[5.2.1.02,6]デシル(メタ)アクリレート/(メタ)アクリル酸共重合体等の樹脂;グリシジル(メタ)アクリレート/ベンジル(メタ)アクリレート/(メタ)アクリル酸共重合体、グリシジル(メタ)アクリレート/スチレン/(メタ)アクリル酸共重合体、3,4−エポキシトリシクロ[5.2.1.02,6]デシル(メタ)アクリレート/(メタ)アクリル酸/N−シクロヘキシルマレイミド共重合体、3,4−エポキシトリシクロ[5.2.1.02,6]デシル(メタ)アクリレート/(メタ)アクリル酸/ビニルトルエン共重合体、3−メチル−3−(メタ)アクリルロイルオキシメチルオキセタン/(メタ)アクリル酸/スチレン共重合体等の樹脂;ベンジル(メタ)アクリレート/(メタ)アクリル酸共重合体、スチレン/(メタ)アクリル酸共重合体、ベンジル(メタ)アクリレート/トリシクロデシル(メタ)アクリレート/(メタ)アクリル酸共重合体等の樹脂;ベンジル(メタ)アクリレート/(メタ)アクリル酸共重合体にグリシジル(メタ)アクリレートを付加させた樹脂、トリシクロデシル(メタ)アクリレート/スチレン/(メタ)アクリル酸共重合体にグリシジル(メタ)アクリレートを付加させた樹脂、トリシクロデシル(メタ)アクリレート/ベンジル(メタ)アクリレート/(メタ)アクリル酸共重合体にグリシジル(メタ)アクリレートを付加させた樹脂等の樹脂;トリシクロデシル(メタ)アクリレート/グリシジル(メタ)アクリレートの共重合体に(メタ)アクリル酸を反応させた樹脂、トリシクロデシル(メタ)アクリレート/スチレン/グリシジル(メタ)アクリレートの共重合体に(メタ)アクリル酸を反応させた樹脂等の樹脂;トリシクロデシル(メタ)アクリレート/グリシジル(メタ)アクリレートの共重合体に(メタ)アクリル酸を反応させた樹脂にさらにテトラヒドロフタル酸無水物を反応させた樹脂等の樹脂等が挙げられる。
樹脂(B)のポリスチレン換算の重量平均分子量は、好ましくは3,000〜100,000であり、より好ましくは5,000〜50,000であり、さらに好ましくは5,000〜30,000である。分子量が前記の範囲にあると、塗膜硬度が向上し、残膜率も高く、未露光部の現像液に対する溶解性が良好で、着色パターンの解像度が向上する傾向がある。
樹脂(B)の分子量分布[重量平均分子量(Mw)/数平均分子量(Mn)]は、好ましくは1.1〜6であり、より好ましくは1.2〜4である。
樹脂(B)の酸価は、好ましくは50〜170mg−KOH/gであり、より好ましくは60〜150mg−KOH/g、さらに好ましくは70〜135mg−KOH/gである。ここで酸価は樹脂(B)1gを中和するに必要な水酸化カリウムの量(mg)として測定される値であり、例えば水酸化カリウム水溶液を用いて滴定することにより求めることができる。
樹脂(B)の含有量は、固形分の総量中、好ましくは7〜65質量%であり、より好ましくは13〜60質量%であり、さらに好ましくは17〜55質量%である。樹脂(B)の含有量が、前記の範囲にあると、着色パターンが形成でき、また着色パターンの解像度及び残膜率が向上する傾向がある。
<重合性化合物(C)>
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及び/又は酸によって重合しうる化合物であり、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、好ましくは(メタ)アクリル酸エステル化合物である。
エチレン性不飽和結合を1つ有する重合性化合物としては、ノニルフェニルカルビトールアクリレート、2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピルアクリレート、2−エチルヘキシルカルビトールアクリレート、2−ヒドロキシエチルアクリレート、N−ビニルピロリドン等、並びに、上述の(a)、(b)及び(c)が挙げられる。
エチレン性不飽和結合を2つ有する重合性化合物としては、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、エチレングリコールジ(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、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAのビス(アクリロイロキシエチル)エーテル及び3−メチルペンタンジオールジ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
中でも、重合性化合物(C)は、エチレン性不飽和結合を3つ以上有する重合性化合物であることが好ましい。重合性化合物としては、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、トリペンタエリスリトールオクタ(メタ)アクリレート、トリペンタエリスリトールヘプタ(メタ)アクリレート、テトラペンタエリスリトールデカ(メタ)アクリレート、テトラペンタエリスリトールノナ(メタ)アクリレート、トリス(2−(メタ)アクリロイルオキシエチル)イソシアヌレート、エチレングリコール変性ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、エチレングリコール変性ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、プロピレングリコール変性ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、プロピレングリコール変性ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、カプロラクトン変性ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート及びカプロラクトン変性ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート等が挙げられ、中でも、好ましくはジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート及びジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレートが挙げられる。
重合性化合物(C)の重量平均分子量は、好ましくは150以上2,900以下であり、より好ましくは250〜1,500以下である。
重合性化合物(C)の含有量は、固形分の総量中、好ましくは7〜65質量%であり、より好ましくは13〜60質量%であり、さらに好ましくは17〜55質量%である。
樹脂(B)と重合性化合物(C)との含有量比〔樹脂(B):重合性化合物(C)〕は質量基準で、好ましくは20:80〜80:20であり、より好ましくは35:65〜80:20である。
重合性化合物(C)の含有量が、前記の範囲内にあると、着色パターン形成時の残膜率及びカラーフィルタの耐薬品性が向上する傾向がある。
<重合開始剤(D)>
重合開始剤(D)は、光や熱の作用により活性ラジカル、酸等を発生し、重合を開始しうる化合物であれば特に限定されることなく、公知の重合開始剤を用いることができる。
重合開始剤(D)としては、O−アシルオキシム化合物、アルキルフェノン化合物、ビイミダゾール化合物、トリアジン化合物及びアシルホスフィンオキサイド化合物等が挙げられる。
O−アシルオキシム化合物は、式(d1)で表される部分構造を有する化合物である。以下、*は結合手を表す。
O−アシルオキシム化合物としては、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−ベンゾイルオキシ−1−(4−フェニルスルファニルフェニル)−3−シクロペンチルプロパン−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、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]−3−シクロペンチルプロパン−1−イミン及びN−ベンゾイルオキシ−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]−3−シクロペンチルプロパン−1−オン−2−イミン等が挙げられる。イルガキュアOXE01、OXE02(以上、BASF社製)、N−1919(ADEKA社製)等の市販品を用いてもよい。中でも、O−アシルオキシム化合物は、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−イミン及び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)−3−シクロペンチルプロパン−1−オン−2−イミンからなる群から選ばれる少なくとも1種が好ましく、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−イミンがより好ましい。
アルキルフェノン化合物は、例えば、式(d2)で表される部分構造又は式(d3)で表される部分構造を有する化合物である。これらの部分構造中、ベンゼン環は置換基を有していてもよい。
式(d2)で表される部分構造を有する化合物としては、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−ジメチルアミノ−1−(4−モルホリノフェニル)−2−ベンジルブタン−1−オン、2−(ジメチルアミノ)−2−[(4−メチルフェニル)メチル]−1−[4−(4−モルホリニル)フェニル]ブタン−1−オン等が挙げられる。イルガキュア369、907、379(以上、BASF社製)等の市販品を用いてもよい。
式(d3)で表される部分構造を有する化合物としては、例えば、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン、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、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−(4−イソプロペニルフェニル)プロパン−1−オンのオリゴマー、α,α−ジエトキシアセトフェノン、ベンジルジメチルケタール等が挙げられる。
感度の点で、アルキルフェノン化合物としては、式(d2)で表される部分構造を有する化合物が好ましい。
ビイミダゾール化合物としては、2,2’−ビス(2−クロロフェニル)−4,4’,5,5’−テトラフェニルビイミダゾール、2,2’−ビス(2,3−ジクロロフェニル)−4,4’,5,5’−テトラフェニルビイミダゾール(例えば、特開平6−75372号公報、特開平6−75373号公報等参照。)、2,2’−ビス(2−クロロフェニル)−4,4’,5,5’−テトラフェニルビイミダゾール、2,2’−ビス(2−クロロフェニル)−4,4’,5,5’−テトラ(アルコキシフェニル)ビイミダゾール、2,2’−ビス(2−クロロフェニル)−4,4’,5,5’−テトラ(ジアルコキシフェニル)ビイミダゾール、2,2’−ビス(2−クロロフェニル)−4,4’,5,5’−テトラ(トリアルコキシフェニル)ビイミダゾール(例えば、特公昭48−38403号公報、特開昭62−174204号公報等参照。)及び4,4’,5,5’−位のフェニル基がカルボアルコキシ基により置換されているイミダゾール化合物(例えば、特開平7−10913号公報等参照)等が挙げられる。中でも、下記式で表される化合物及びこれらの混合物が好ましい。
トリアジン化合物としては、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−ピペロニル−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−トリアジン及び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。
アシルホスフィンオキサイド化合物としては、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等が挙げられる。
さらに重合開始剤(D)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等のベンゾイン化合物;ベンゾフェノン、o−ベンゾイル安息香酸メチル、4−フェニルベンゾフェノン、4−ベンゾイル−4’−メチルジフェニルサルファイド、3,3’,4,4’−テトラ(tert−ブチルパーオキシカルボニル)ベンゾフェノン、2,4,6−トリメチルベンゾフェノン等のベンゾフェノン化合物;9,10−フェナンスレンキノン、2−エチルアントラキノン、カンファーキノン等のキノン化合物;10−ブチル−2−クロロアクリドン、ベンジル、フェニルグリオキシル酸メチル及びチタノセン化合物等が挙げられる。
これらは、後述の重合開始助剤(D1)(特にアミン類)と組合せて用いることが好ましい。
重合開始剤(D)は、好ましくはアルキルフェノン化合物、トリアジン化合物、アシルホスフィンオキサイド化合物、O−アシルオキシム化合物及びビイミダゾール化合物からなる群から選ばれる少なくとも一種を含む重合開始剤であり、より好ましくはO−アシルオキシム化合物を含む重合開始剤である。
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0.05〜40質量部であり、より好ましくは0.1〜30質量部である。
<重合開始助剤(D1)>
重合開始助剤(D1)は、重合開始剤によって重合が開始された重合性化合物の重合を促進するために用いられる化合物、もしくは増感剤である。重合開始助剤(D1)を含む場合、通常、重合開始剤(D)と組合せて用いられる。
重合開始助剤(D1)としては、アミン化合物、アルコキシアントラセン化合物、チオキサントン化合物及びカルボン酸化合物等が挙げられる。
アミン化合物としては、トリエタノールアミン、メチルジエタノールアミン、トリイソプロパノールアミン、4−ジメチルアミノ安息香酸メチル、4−ジメチルアミノ安息香酸エチル、4−ジメチルアミノ安息香酸イソアミル、安息香酸2−ジメチルアミノエチル、4−ジメチルアミノ安息香酸2−エチルヘキシル、N,N−ジメチルパラトルイジン、4,4’−ビス(ジメチルアミノ)ベンゾフェノン(通称ミヒラーズケトン)、4,4’−ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン及び4,4’−ビス(エチルメチルアミノ)ベンゾフェノン等が挙げられ、中でも好ましくは4,4’−ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノンが挙げられる。EAB−F(保土谷化学工業(株)製)等の市販品を用いてもよい。
アルコキシアントラセン化合物としては、9,10−ジメトキシアントラセン、2−エチル−9,10−ジメトキシアントラセン、9,10−ジエトキシアントラセン、2−エチル−9,10−ジエトキシアントラセン、9,10−ジブトキシアントラセン及び2−エチル−9,10−ジブトキシアントラセン等が挙げられる。
チオキサントン化合物としては、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及び1−クロロ−4−プロポキシチオキサントン等が挙げられる。
カルボン酸化合物としては、フェニルスルファニル酢酸、メチルフェニルスルファニル酢酸、エチルフェニルスルファニル酢酸、メチルエチルフェニルスルファニル酢酸、ジメチルフェニルスルファニル酢酸、メトキシフェニルスルファニル酢酸、ジメトキシフェニルスルファニル酢酸、クロロフェニルスルファニル酢酸、ジクロロフェニルスルファニル酢酸、N−フェニルグリシン、フェノキシ酢酸、ナフチルチオ酢酸、N−ナフチルグリシン及びナフトキシ酢酸等が挙げられる。
これらの重合開始助剤(D1)を用いる場合、その含有量は、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。重合開始助剤(D1)の量がこの範囲内にあると、さらに高感度で着色パターンを形成することができ、カラーフィルタの生産性が向上する傾向にある。
<溶剤(E)>
溶剤(E)は、特に限定されず、当該分野で通常使用される溶剤を用いることができ、該溶剤(E)としては、エステル溶剤(分子内に−COO−を含み、−O−を含まない溶剤)、エーテル溶剤(分子内に−O−を含み、−COO−を含まない溶剤)、エーテルエステル溶剤(分子内に−COO−と−O−とを含む溶剤)、ケトン溶剤(分子内に−CO−を含み、−COO−を含まない溶剤)、アルコール溶剤(分子内にOHを含み、−O−、−CO−及び−COO−を含まない溶剤)、芳香族炭化水素溶剤、アミド溶剤及びジメチルスルホキシド等が挙げられる。
エステル溶剤としては、乳酸メチル、乳酸エチル、乳酸ブチル、2−ヒドロキシイソブタン酸メチル、酢酸エチル、酢酸n−ブチル、酢酸イソブチル、ギ酸ペンチル、酢酸イソペンチル、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、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、シクロヘキサノールアセテート及びγ−ブチロラクトン等が挙げられる。
エーテル溶剤としては、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、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、3−メトキシ−1−ブタノール、3−メトキシ−3−メチルブタノール、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、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、アニソール、フェネトール及びメチルアニソール等が挙げられる。
エーテルエステル溶剤としては、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、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、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及びジプロピレングリコールメチルエーテルアセテート等が挙げられる。
ケトン溶剤としては、4−ヒドロキシ−4−メチル−2−ペンタノン、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、シクロペンタノン、シクロヘキサノン及びイソホロン等が挙げられる。
アルコール溶剤としては、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、プロピレングリコール及びグリセリン等が挙げられる。
芳香族炭化水素溶剤としては、ベンゼン、トルエン、キシレン及びメシチレン等が挙げられる。
アミド溶剤としては、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド及びN−メチルピロリドン等が挙げられる。
これらの溶剤は、単独で用いても2種以上を併用してもよい。
中でも、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、乳酸エチル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、3−エトキシプロピオン酸エチル、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、3−メトキシブチルアセテート、3−メトキシ−1−ブタノール、4−ヒドロキシ−4−メチル−2−ペンタノン、N,N−ジメチルホルムアミド及びN−メチルピロリドン等が好ましく、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メチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジ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、3−メトキシブチルアセテート、3−メトキシ−1−ブタノール、3−エトキシプロピオン酸エチル及びN−メチルピロリドンがより好ましい。
溶剤(E)の含有量は、着色硬化性樹脂組成物の総量中、好ましくは70〜95質量%であり、より好ましくは75〜92質量%である。言い換えると、着色硬化性樹脂組成物の固形分は、好ましくは5〜30質量%、より好ましくは8〜25質量%である。溶剤(E)の含有量が前記の範囲にあると、塗布時の平坦性が良好になり、またカラーフィルタを形成した際に色濃度が不足しないために表示特性が良好となる傾向がある。
<レベリング剤(F)>
レベリング剤(F)としては、シリコーン系界面活性剤、フッ素系界面活性剤及びフッ素原子を有するシリコーン系界面活性剤等が挙げられる。これらは、側鎖に重合性基を有していてもよい。
シリコーン系界面活性剤としては、分子内にシロキサン結合を有する界面活性剤等が挙げられる。具体的には、トーレシリコーンDC3PA、同SH7PA、同DC11PA、同SH21PA、同SH28PA、同SH29PA、同SH30PA、同SH8400(商品名:東レ・ダウコーニング(株)製)、KP321、KP322、KP323、KP324、KP326、KP340、KP341(信越化学工業(株)製)、TSF400、TSF401、TSF410、TSF4300、TSF4440、TSF4445、TSF4446、TSF4452及びTSF4460(モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン合同会社製)等が挙げられる。
フッ素系界面活性剤としては、分子内にフルオロカーボン鎖を有する界面活性剤等が挙げられる。具体的には、フロラード(登録商標)FC430、同FC431(住友スリーエム(株)製)、メガファック(登録商標)F142D、同F171、同F172、同F173、同F177、同F183、同F554、同R30、同RS−718−K(DIC(株)製)、エフトップ(登録商標)EF301、同EF303、同EF351、同EF352(三菱マテリアル電子化成(株)製)、サーフロン(登録商標)S381、同S382、同SC101、同SC105(旭硝子(株)製)及びE5844((株)ダイキンファインケミカル研究所製)等が挙げられる。
フッ素原子を有するシリコーン系界面活性剤としては、分子内にシロキサン結合及びフルオロカーボン鎖を有する界面活性剤等が挙げられる。具体的には、メガファック(登録商標)R08、同BL20、同F475、同F477及び同F443(DIC(株)製)等が挙げられる。
レベリング剤(F)を含有する場合、その含有量は、着色硬化性樹脂組成物の総量中、好ましくは0.001質量%以上0.2質量%以下であり、より好ましくは0.002質量%以上0.1質量%以下であり、さらに好ましくは0.005質量%以上0.07質量%以下である。レベリング剤(F)の含有量が前記の範囲内にあると、カラーフィルタの平坦性を良好にすることができる。
<その他の成分>
本発明の着色硬化性樹脂組成物は、必要に応じて、充填剤、他の高分子化合物、密着促進剤、酸化防止剤、光安定剤、連鎖移動剤等、当該技術分野で公知の添加剤を含んでもよい。
<着色硬化性樹脂組成物の製造方法>
本発明の着色硬化性樹脂組成物は、化合物(A−I)及び/又は着色分散液、樹脂(B)、重合性化合物(C)、重合開始剤(D)、並びに必要に応じて用いられる、化合物(A−I)以外の着色剤(A)、溶剤(E)、レベリング剤(F)、重合開始助剤(D1)及びその他の成分を混合することにより調製できる。
化合物(A−I)以外の着色剤(A)が顔料(P)を含む場合、この顔料(P)は、予め溶剤(E)の一部又は全部と混合し、顔料の平均粒子径が0.2μm以下程度となるまで、ビーズミルなどを用いて分散させることが好ましい。この際、必要に応じて前記顔料分散剤、樹脂(B)の一部又は全部を配合してもよい。
混合後の着色硬化性樹脂組成物を、孔径0.01〜10μm程度のフィルタでろ過することが好ましい。
<カラーフィルタの製造方法>
本発明の着色硬化性樹脂組成物から着色パターンを製造する方法としては、フォトリソグラフ法、インクジェット法、印刷法等が挙げられる。中でも、フォトリソグラフ法が好ましい。フォトリソグラフ法は、着色硬化性樹脂組成物を基板に塗布し、乾燥させて着色組成物層を形成し、フォトマスクを介して該着色組成物層を露光して、現像する方法である。フォトリソグラフ法において、露光の際にフォトマスクを用いないこと、及び/又は現像しないことにより、上記着色組成物層の硬化物である着色塗膜を形成することができる。このように形成した着色パターンや着色塗膜が本発明のカラーフィルタである。
作製するカラーフィルタの膜厚は、特に限定されず、目的や用途等に応じて適宜調整することができ、通常0.1〜30μmであり、好ましくは0.1〜20μmであり、さらに好ましくは0.5〜6μmである。
基板としては、ガラス板や、樹脂板、シリコン、前記基板上にアルミニウム、銀、銀/銅/パラジウム合金薄膜などを形成したものが用いられる。これらの基板上には、別のカラーフィルタ層、樹脂層、トランジスタ及び回路等が形成されていてもよい。
フォトリソグラフ法による各色画素の形成は、公知又は慣用の装置や条件で行うことができる。例えば、下記のようにして作製することができる。
まず、着色硬化性樹脂組成物を基板上に塗布し、加熱乾燥(プリベーク)及び/又は減圧乾燥することにより溶剤等の揮発成分を除去して乾燥させ、平滑な着色組成物層を得る。
塗布方法としては、スピンコート法、スリットコート法、スリット アンド スピンコート法等が挙げられる。
次に、着色組成物層は、目的の着色パターンを形成するためのフォトマスクを介して露光される。
露光面全体に均一に平行光線を照射することや、フォトマスクと着色組成物層が形成された基板との正確な位置合せを行うことができるため、マスクアライナ及びステッパ等の露光装置を使用することが好ましい。
露光後の着色組成物層を現像液に接触させて現像することにより、基板上に着色パターンが形成される。現像により、着色組成物層の未露光部が現像液に溶解して除去される。
現像液としては、水酸化カリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸ナトリウム、水酸化テトラメチルアンモニウム等のアルカリ性化合物の水溶液が好ましい。
現像方法は、パドル法、ディッピング法及びスプレー法等のいずれでもよい。さらに現像時に基板を任意の角度に傾けてもよい。
現像後は、水洗することが好ましい。
さらに、得られた着色パターンに、ポストベークを行うことが好ましい。
本発明の化合物は、これを用いた着色硬化性樹脂組成物により、特に耐熱性に優れたカラーフィルタを製造できる。該カラーフィルタは、表示装置(例えば、液晶表示装置、有機EL装置、電子ペーパー等)及び固体撮像素子に用いられるカラーフィルタとして有用である。
以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はもとより下記実施例によって制限を受けるものではなく、前・後記の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更を加えて実施することも勿論可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。なお、以下においては、特に断りのない限り、「部」は「質量部」を、「%」は「質量%」を意味する。
化合物は、質量分析(LC;Agilent製1200型、MASS;Agilent製LC/MSD型)又は元素分析(VARIO−EL;(エレメンタール(株)製))で同定した。
〔実施例1〕
2,3,3−トリメチルインドレニン(東京化成(株)製)11.0部と4−フルオロベンジルブロミド19.4部をトルエン100部に加え、14時間加熱還流した。冷却後生じた沈殿物を濾取し、クロロホルム50部で洗浄し、60℃で24時間乾燥し、下式(d−1)で表される化合物17.7部を得た。
式(d−1)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= 268.1[M−Br]+
Exact Mass: 347.1
次に、式(d−1)で表される化合物6.0部、スクアリン酸0.95部、1−ブタノール63部及びピリジン7.0部を混合し、115℃で16時間加熱撹拌した。
冷却後生じた沈殿物を濾取し、60℃で24時間乾燥し、式(SQ−1)で表される化合物2.3部を得た。
式(SQ−1)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= 611.3[M−H]+
Exact Mass: 612.3
〔実施例2〕
式(SQ−1)で表される化合物2.0部及びトリフルオロメタンスルホン酸メチル2.0部を塩化メチレン14部中に加え、20〜30℃で3時間撹拌した。その後5%炭酸水素ナトリウム水溶液50部を加え、クロロホルムで分液し、有機層からクロロホルムを留去し、残った残渣を60℃で24時間乾燥し、式(SQ−1K)で表される化合物2.5部を得た。
式(SQ−1K)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= 627.3[M−CF3SO3+
Exact Mass: 776.3
〔実施例3〕
式(SQ−1K)で表される化合物7.7部にメタノール400部を加え、20℃〜30℃で1時間撹拌し、溶液を得た。この溶液に、イオン交換水400部を加え、2時間撹拌し、溶液(SQ−1KA)を得た。一方、ホスホ12タングステン酸3水素9.6部にイオン交換水28.8部を加え、20℃〜30℃で1時間撹拌し、次いで、メタノール28.8部を加え、2時間撹拌し、溶液(SQ−1KB)を得た。溶液(SQ−1KA)に溶液(SQ−1KB)を加え、20℃〜30℃で12時間撹拌した。生じた沈殿物をろ過により、濾取し、イオン交換水200部で2度洗浄、次いでメタノール200部で2度洗浄した。濾取した結晶を、60℃で24時間乾燥し、式(SQ−1P)で表される化合物11.5部を得た。
〔樹脂の合成〕
還流冷却器、滴下ロート及び撹拌機を備えたフラスコ内に窒素を適量流して窒素雰囲気とし、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート100部を入れ、撹拌しながら85℃まで加熱した。次いで、該フラスコ内に、メタクリル酸19部、3,4−エポキシトリシクロ[5.2.1.02,6]デカン−8−イルアクリレート及び3,4−エポキシトリシクロ[5.2.1.02,6]デカン−9−イルアクリレートの混合物(含有比はモル比で50:50)(商品名「E−DCPA」、株式会社ダイセル製)171部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40部に溶解した溶液を、滴下ポンプを用いて約5時間かけて滴下した。一方、重合開始剤2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)26部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120部に溶解した溶液を別の滴下ポンプを用いて約5時間かけてフラスコ内に滴下した。重合開始剤の滴下が終了した後、約3時間同温度に保持し、その後室温まで冷却して、固形分43.5%の共重合体、樹脂(B−1)の溶液を得た。得られた樹脂(B−1)の重量平均分子量は8000、分子量分布は1.98、固形分換算の酸価は53mg−KOH/gであった。
樹脂のポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)及び数平均分子量(Mn)の測定は、GPC法により以下の条件で行った。
装置 ;HLC−8120GPC(東ソー(株)製)
カラム ;TSK−GELG2000HXL
カラム温度 ;40℃
溶媒 ;THF
流速 ;1.0mL/min
被検液固形分濃度;0.001〜0.01質量%
注入量 ;50μL
検出器 ;RI
校正用標準物質 ;TSK STANDARD POLYSTYRENE
F−40、F−4、F−288、A−2500、A−500
(東ソー(株)製)
上記で得られたポリスチレン換算の重量平均分子量及び数平均分子量の比(Mw/Mn)を分子量分布とした。
〔着色硬化性樹脂組成物の調製〕
〔実施例4〕
着色剤(A1):式(SQ−1K)で表される化合物 0.3部;
アルカリ可溶性樹脂(B):樹脂(B−1)(固形分換算)50部;
重合性化合物(C):ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(KAYARAD(登録商標) DPHA;日本化薬(株)製) 50部;
重合開始剤(D):N−ベンゾイルオキシ−1−(4−フェニルスルファニルフェニル)オクタン−1−オン−2−イミン(イルガキュア(登録商標)OXE−01;BASF社製;O−アシルオキシム化合物) 10部;
溶剤(E):プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 700部;
並びに
レベリング剤(F):メガファック(登録商標)F554(DIC(株)製) 0.1部;
を混合して着色硬化性樹脂組成物を得た。
〔実施例5〕
着色剤(A1):式(SQ−1P)で表される化合物 0.2部;
アルカリ可溶性樹脂(B):樹脂(B−1)(固形分換算)50部;
重合性化合物(C):ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(KAYARAD(登録商標) DPHA;日本化薬(株)製) 50部;
重合開始剤(D):N−ベンゾイルオキシ−1−(4−フェニルスルファニルフェニル)オクタン−1−オン−2−イミン(イルガキュア(登録商標)OXE−01;BASF社製;O−アシルオキシム化合物) 10部;
溶剤(E):N−メチルピロリドン 400部;
溶剤(E):プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 260部;
並びに
レベリング剤(F):メガファック(登録商標)F554(DIC(株)製) 0.1部;
を混合して着色硬化性樹脂組成物を得た。
〔パターンの形成〕
2インチ角のガラス基板(イーグルXG;コーニング社製)上に、着色硬化性樹脂組成物をスピンコート法で塗布したのち、100℃で3分間プリベークして組成物層を得た。冷却後、組成物層が形成されたガラス基板と石英ガラス製フォトマスクとの間隔を100μmとして、露光機(TME−150RSK;トプコン(株)製)を用いて、大気雰囲気下、150mJ/cm2の露光量(365nm基準)で光照射する。フォトマスクとしては、100μmラインアンドスペースパターンが形成されたものを使用する。光照射後、上記塗膜を、非イオン系界面活性剤0.12%と水酸化カリウム0.04%を含む水系現像液に23℃で80秒間浸漬現像し、水洗後、オーブン中、220℃で20分間ポストベークを行い、パターンを得た。
〔耐熱性評価〕
着色硬化性樹脂組成物の塗布膜を210℃で20分加熱し、塗布膜の加熱前後の色差(ΔEab*)を測色機(OSP−SP−200;OLYMPUS社製)を用いて測定した。実施例4及び5で得られた塗布膜について、それぞれ以上の耐熱性評価を実施した結果、色差(ΔEab*)は14.5、7.8であり、本願化合物が耐熱性に優れていることが分かった。
本発明の化合物を含む着色硬化性樹脂組成物を用いると、良好な耐熱性を有するカラーフィルタを提供することができる。該カラーフィルタは、表示装置(例えば、液晶表示装置、有機EL装置、電子ペーパー等)及び固体撮像素子に用いられるカラーフィルタとして有用である。

Claims (8)

  1. 式(A−II)で表される化合物。
    [式(A−II)において、
    環Z 3 及び環Z 4 は、互いに独立に、置換基を有していてもよい芳香族環を表す。
    a1 は、置換基を有していてもよい炭素数1〜20の飽和炭化水素基を表し、該飽和炭化水素基に含まれる−CH 2 −は、−O−、−CO−、−NR 11 −、−OCO−、−COO−、−OCONH−、−NHCOO−、−CONH−又はNHCO−で置換されていてもよい。ただし、隣接する−CH 2 −が同時に同種の基に置換されることはなく、また末端の−CH 2 −が置換されることもない。
    a10 及びR a11 は、互いに独立に、置換基を有していてもよい炭素数6〜18の芳香族炭化水素基を表す。
    a12 及びR a13 は、互いに独立に、水素原子、ハロゲン原子又は置換基を有していてもよい炭素数1〜6の脂肪族炭化水素基を表すか、1個のR a12 と1個のR a13 とが互いに結合して炭素数2〜6の2価の脂肪族炭化水素基を表す。
    11 は、水素原子、炭素数1〜20の飽和炭化水素基又は炭素数7〜10のアラルキル基を表す。
    a1- は、含ホウ素アニオン、含アルミニウムアニオン、含フッ素アニオン、又は、タングステン、モリブデン、ケイ素及びリンからなる群より選ばれる少なくとも1つの元素と酸素とを必須元素として含有するアニオンを表す。
    a1は1〜20の整数を表す。
    p1及びp2は、0〜2の整数を表す。]
  2. 式(A−II)において、
    環Z3及び環Z4は、互いに独立に、置換基を有していてもよいフェニル基を表し、
    a12及びRa13は、互いに独立に、置換基を有していてもよい炭素数1〜6の脂肪族炭化水素基を表し、
    p1及びp2は、2を表す請求項記載の化合物。
  3. a1-が、含フッ素アニオン、或いは、タングステン、モリブデン、ケイ素及びリンからなる群より選ばれる少なくとも1つの元素と、酸素とを必須元素として含有するアニオンである請求項1または2に記載の化合物。
  4. a1が、無置換の炭素数1〜20の飽和炭化水素基である請求項1〜のいずれか1項に記載の化合物。
  5. 請求項1〜のいずれか1項に記載の化合物と溶剤(E)とを含む着色分散液。
  6. 請求項1〜のいずれか1項に記載の化合物、樹脂(B)、重合性化合物(C)、重合開始剤(D)及び溶剤(E)を含む着色硬化性樹脂組成物。
  7. 請求項記載の着色硬化性樹脂組成物から形成されたカラーフィルタ。
  8. 請求項記載のカラーフィルタを含む表示装置。
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