JPH09249814A - フタロシアニン化合物、該化合物を含有するフィルター用色素、フィルター用組成物及びフィルター - Google Patents
フタロシアニン化合物、該化合物を含有するフィルター用色素、フィルター用組成物及びフィルターInfo
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- JPH09249814A JPH09249814A JP6275896A JP6275896A JPH09249814A JP H09249814 A JPH09249814 A JP H09249814A JP 6275896 A JP6275896 A JP 6275896A JP 6275896 A JP6275896 A JP 6275896A JP H09249814 A JPH09249814 A JP H09249814A
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Abstract
ロシアニン化合物、該化合物を含有したフィルター用色
素、フィルター用組成物及びフィルター [R1は水素、C3〜10の分岐アルキル基、C3〜1
0の分岐アルコキシアルキル基、シクロアルキル基、置
換基を有するアリール基、R2はC3〜10の分岐アル
キル基、C3〜10の分岐アルコキシアルキル基、シク
ロアルキル基、置換基を有するアリール基を示し、また
R1とR2で互いに結合して一般式2の環を形成しても
よく、Metは2価の金属あるいは3価または4価の置
換金属またはオキシ金属を表す。 (R3はR1と同様の基を示す。)] 【効果】溶剤及びバインダー樹脂に対する溶解性、透過
率特性、耐久性に優れたフィルターを提供できる。
Description
表示素子あるいは撮像管、カラーコピー機に用いる色分
解フィルターに重要な役割を果たす溶剤可溶型のフタロ
シアニン化合物に関する。さらに、本発明のフタロシア
ニン化合物は、600〜700nmに鋭い選択吸収能を
有するため、バンドパスフィルター(ビデオカメラ等の
視感度補正用)、レーザーカットフィルター(630n
m、680nm等のレーザーカット)、農業用植物成長
制御用フィルター(600〜700nmの光をカットす
ることで植物の成長をコントロール)等に使用すること
ができる。
るフタロシアニン化合物は、特開平1−233401号
公報等で、β位に置換基を有するフタロシアニン化合物
が公知となっているが、化合物自身の会合のため、溶剤
及び樹脂に対する溶解性が悪く、色分解フィルターとし
て作製した場合の実用的なフィルター特性(耐光性、透
過率特性)も十分ではなく、使用するのに制約を受けて
いた。
のフィルター及びフィルター用色素が有していた欠点を
改良し、溶剤及びバインダー樹脂への溶解性に優れた化
合物、該化合物を含有してなるフィルター用色素及びこ
れを用いた透過率特性、耐久性に優れたフィルターを提
供することにある。
を達成するために鋭意検討した結果、フタロシアニン骨
格のβ位に、分岐した置換基を有するアミノカルボニル
基を導入したフタロシアニン化合物が、溶剤及びバイン
ダー樹脂への溶解性に優れ、かかる化合物を使用するこ
とにより、透過率特性、耐熱性、耐光性等の耐久性にも
優れたフィルターが得られることを見い出し、本発明を
完成するに至った。即ち、本発明は、下記一般式(1)
(化3)
ルキル基、炭素数3〜10の分岐したアルコキシアルキ
ル基、シクロアルキル基、置換基を有するアリール基を
示し、R2 は、炭素数3〜10の分岐したアルキル基、
炭素数3〜10の分岐したアルコキシアルキル基、シク
ロアルキル基、置換基を有するアリール基を示し、ま
た、R1 とR2 で互いに結合して下記一般式(2)(化
4)で示される環を形成してもよく、Metは2価の金
属原子あるいは3価または4価の置換金属またはオキシ
金属を表す。
基、炭素数3〜10の分岐したアルコキシアルキル基を
示す。)〕で表されるβ−置換アミノカルボニルフタロ
シアニン化合物、該化合物を含有してなるフィルター用
色素、該色素を含有するフィルター用組成物及びカラー
フィルターに関する。
ン化合物が、良好な透過率特性を有する理由としては、
β位に分岐した置換基を有するアミノカルボニル基を導
入したことで、化合物自身の会合が緩和され、溶剤への
溶解性及び樹脂と色素との相溶性が向上し、樹脂中で、
色素が安定的に単分子化しているために、透過率が向上
すると推測され、置換基が嵩高いほどその効果は顕著で
ある。
する。本発明の新規化合物である前記一般式(1)にお
いて、R1 は水素原子、炭素数3〜10の分岐したアル
キル基、炭素数3〜10の分岐したアルコキシアルキル
基、シクロアルキル基、置換基を有するアリール基を示
し、R2 は、炭素数3〜10の分岐したアルキル基、炭
素数3〜10の分岐したアルコキシアルキル基、シクロ
アルキル基、置換基を有するアリール基を示し、また、
R1 とR2 で互いに結合して前記一般式(2)で示され
る環を形成してもよい。
ては、iso−プロピル、iso−ブチル、tert−
ブチル、iso−ペンチル、iso−ヘキシル、iso
−オクチル、2−メチルブチル、2−メチルペンチル、
2−エチルヘキシル基等が例示でき、炭素数3〜10の
分岐したアルコキシアルキル基としては、、iso−プ
ロポキシメチル、iso−プロポキシエチル、iso−
ブトキシメチル、iso−ブトキシエチル、tert−
ブトキシメチル基等が例示できる。シクロアルキル基と
しては、炭素数5〜12のシクロアルキル基が好まし
く、例えば、シクロペンチル、シクロヘキシル基等が例
示できる。
ゼン核に、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチ
ル、ヘキシル基等のアルキル基、塩素、臭素、フッ素等
のハロゲン原子、トリフルオロメチル等のハロゲン化ア
ルキル基、シクロペンチル、シクロヘキシル等のシクロ
アルキル基、メトキシ、エトキシ、プロポキシ等のアル
コキシ基等が置換されたものが例示できる。Metで表
される2価の金属原子あるいは3価または4価の置換金
属またはオキシ金属としては、Zn,Mg,Si,S
n,Rh,Pt,Pd,Mo,Mn,Pb,Cu,N
i,Co,Fe等の金属、AlCl,InCl,FeC
l,TiCl2 ,SnCl2 ,SiCl2 ,GeCl2
等の金属塩化物、TiO,VO,MnO等の金属酸化物
が挙げられ、Cu,Pdがより好ましい。
は、常法〔例えば、J.Chem.Soc.,1952,680, Chem.Ber.,
115,2836(1982)、Ind.J.Chem.,27A,411(1988)等に記載
の方法〕により、例えば、下記一般式(3)(化5)で
表される無水フタル酸誘導体、尿素、金属化合物(2
価、3価あるいは4価の金属のハロゲン化合物、酸素あ
るいは酢酸塩)を、無水フタル酸誘導体1モルに対し
て、0.1〜1.0モル比の金属化合物を用いて、触媒
等(例えば、モリブデン酸アンモニウム)の存在下、ニ
トロベンゼン等の高沸点溶媒中、100〜230℃の温
度で、1〜20時間程度反応させる方法等により製造さ
れる。また、この他の製造法としては、フタロニトリル
誘導体と前記の金属化合物をアルコール、ハロゲン化炭
化水素、キノリンなどの溶媒中、塩基性触媒の存在下、
加熱する方法等も挙げられる。
表す。)
タロシアニン化合物の少なくとも一種を含有し、本発明
のフタロシアニン化合物単独で、または他の色素との混
合物として用いられる。その他の色素としては、例え
ば、アゾ系色素、アントラキノン系色素、ナフトキノン
系色素、シアニン系色素、フタロシアニン系色素、キノ
フタロン系色素等が挙げられる。色素の種類及びその混
合量は、それぞれのフィルターに要求される透過率特性
に応じて決定されるが、本発明のフタロシアニン化合物
を30〜100重量%の割合で含有することが好まし
い。
フィルター用色素、バインダーポリマー、光重合性の多
官能モノマー、光重合開始剤、その他添加剤等からな
る。本発明の化合物は、バインダーポリマー100重量
部に対して、1〜100重量部、好ましは10〜50重
量部を用いる。
有するものであり、例えば、メチルメタクリレートを主
成分とした各種(メタ)アクリレート、スチレン、アク
リロニトリル等と(メタ)アクリル酸等の共重合体が挙
げられる。光重合性の多官能モノマーは、光開始剤によ
ってラジカル重合し、バインダーポリマーに絡み合って
架橋硬化し、現像液に不溶化するものであり、バインダ
ーポリマー100重量部に対して、1〜100重量部、
好ましくは10〜50重量部を用いる。光重合性の多官
能モノマーとしては、例えば、トリメチロールプロパン
トリ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ
(メタ)アクリレート、ポリアルキレングリコールジ
(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールトリ
(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、その他エポキシ系、ウレタン
系、エステル系、エーテル系、ビスフェノール系、スピ
ラン系等の多官能(メタ)アクリレートがある。
ジカルを発生し、(メタ)アクリロイル基等の重合性基
を有する多官能モノマーのラジカル重合反応を起こすも
のであり、バインダーポリマー100重量部に対して、
0.01〜100重量部、好ましくは1〜10重量部用
いる。光重合開始剤としては、例えば、ベンゾフェノン
系、チオキサントン系、アントラキノン系等の分子間水
素引き抜き型、又はアセトフェノン系、ベンゾインエー
テル系等の分子内結合開裂型がある。その他の添加剤と
しては、ハイドロキノン系、ビスフェノール系等の重合
禁止剤等が挙げられる。
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、プロピルセロソルブアセテート、ブチルセロソルブ
アセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテル
アセテート等のアセテート系、メチルセロソルブ、エチ
ルセロソルブ等のセロソルブ系、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ジメチルエ
ーテル等のグリコール系、乳酸メチル、乳酸エチル、乳
酸プロピル、乳酸ブチル等の乳酸エステル系、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、ピ
ルビン酸ブチル等のピルビン酸エステル系、メチル−2
−n−アミルケトン、メチルエチルケトン、シクロヘキ
サノン等のケトン系、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プ
ロピル、酢酸ブチル、メチル−3−メトキシプロピオネ
ート等のエステル系、テトラヒドロフラン、ジオキサン
等のエーテル系の溶媒で希釈して使用することも可能で
ある。
しては、LCD用カラーフィルター、色分解フィルター
等がある。フィルターを作製する方法としては、感光性
樹脂、または光重合性モノマーを用いて基板上にキャス
ト、スピンコート等により成膜化し、光照射によりパタ
ーニングした後、樹脂層を色素でディッピング等により
染色する方法、ドライエッチング法あるいはリフトオフ
法で蒸着により色素層をパターニングする方法、印刷法
でパターニングする方法などが挙げられる。上記の色素
層のパターニングは光学的に透明な基板上で行うことが
できる。用いる基板としては、色素層のパターニングが
可能であり、作製されたカラーフィルターが所定の機能
を有するものであれば、特に限定されるものではなく、
例えば、ガラス板、ポリビニルアルコール、ヒドロキシ
エチルセルロース、ポリメチルメタクリレート、ポリエ
ステル、ポリブチラール、ポリアミド、ポリイミド、ポ
リエチレン、ポリ塩化ビニール、ポリ塩化ビニリデン、
ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリオレフィンを含
有してなる共重合樹脂等の樹脂フィルムもしくは樹脂板
が挙げられる。また、パターン状の色素層は、その色素
層をカラーフィルターとして適用するものと一体にして
作製することも可能である。その場合のものの例として
は、ブラウン管表示面、撮像管の受光面、固体撮像素子
が形成されたウエハー、薄膜半導体を用いた密着型イメ
ージセンサー、液晶ディスプレイ面、カラー電子写真用
感光体等が挙げられる。
てなるフィルターの作製法について説明する。代表的な
LCD用カラーフィルターの一つであるストライプフィ
ルターを作製する場合について説明する(図1を参
照)。まず、予めブラックマトリクス2を形成しておい
たガラス基板1〔(図1)(A)〕に、フォトレジスト
組成物(バインダーポリマー、光重合性の多官能モノマ
ー、光重合開始剤等の混合物)20重量部を溶媒80重
量部で希釈した溶液100重量部に、本発明の化合物1
〜20重量部を溶解または分散させたフィルター用組成
物をスピンナーを用いて基板に回転塗布する〔(図1)
(B)〕。レジスト層の厚さは、所望の分光特性に応じ
て決定されるが、通常0.5〜100ミクロンであり、
好ましくは1〜2ミクロンである。塗布後、適当な温度
条件下でレジスト層3をプリベークする(工程1)。次
いでレジスト感度を有する光または電子線ビーム〔(図
1)では紫外線〕で、作製しようとするパターン(スト
ライプ状パターン)に対応した所定のパターン形状を有
するフォトマスク4を介してレジスト層3を露光し
〔(図1)(C)〕(工程2)、さらにこれを現像し
て、着色パターン5を作製する〔(図1)(D)〕。必
要に応じて、現像前にレジスト層の歪みを緩和する目的
での前処理、現像後、膜の膨張を抑えるためのリンス処
理を行ってもよい。最後に適当な温度条件下でポストベ
ークする(工程3)。なお、二色以上からなるカラーフ
ィルターを作製する場合は、必要に応じて、すなわち用
いられるフィルターの色の数に応じて、上記工程を各色
に対応した色素をそれぞれ用いて繰り返して行い作製す
ることができる。〔なお、(図1)(E)はRGBの三
色の着色パターン5、6、7を作製したものである。〕
ブラックマトリックス2を形成する場合は、色素層を作
製する前に行っておくのがよい。色分解フィルターの一
つであるカラーコピー機等に用いるカラーフィルター
や、その他、バンドパスフィルター、レーザーカットフ
ィルターあるいは農業用植物成長制御用フィルターを作
製する方法としては、例えば、ポリスチレン、ポリメチ
ルメタクリレート、ポリカーボネート、ポリアミド、ポ
リイミド、ポリエステル、ポリ塩化ビニル、ポリアセタ
ール、ポリフェニレンオキサイド、ポリエチレンテレフ
タレート、ポリブチレンテレフタレート、ビニルアルコ
ール共重合体、ポリエチレン、ポリ酢酸ビニル、酢酸ビ
ニル/エチレン共重合体(EVA)、ポリサルホン、ポ
リフェニレンサルファイド、ポリアミドイミド、ポリエ
ーテルイミド、ポリエーテルケトン等の熱可塑性樹脂
と、本発明の色素を樹脂100重量部に対して0.1〜
10重量部を混合し、射出成型、延伸、カレンダー法等
の方法により作製する。または、本発明の色素を単独ま
たはバインダーとともに溶剤に溶解し、前記の基板上に
キャスト、スピンコート等により成膜化するか、蒸着等
により成膜化するか、色素をポリイミド樹脂中間体を含
むワニスと共に混合した後、加熱処理により樹脂化、加
工する方法等がある。なお、混合する際に紫外線吸収
剤、可塑剤等の通常の樹脂成型に使用される添加剤を加
えてもよい。
これらは例示的なものであり、本発明は、これらに限定
されるものではない。なお、実施例中、「部」は重量部
を示す。 実施例1 ニトロベンゼン30部に、尿素10.4部を加えて、1
30℃まで加熱した。4−(N,N−ジイソプロピルア
ミノカルボニル)フタル酸無水物4.1部、モリブデン
酸アンモニウム四水和物0.3部を加えて、1時間攪拌
した後、塩化第二銅二水和物0.7部を加えた。更に1
80℃まで加熱して5時間反応させた。冷却後、クロロ
ホルムを加え、不溶物を除去し、カラムクロマトグラフ
ィーにより精製を行い、下記化合物(a)(化6)12
部を得た。
ジスト組成物(化7)25部に溶解し、スピンナーを用
いてガラス基板上に回転塗布した。乾燥後、85〜10
0℃で2〜10分間プリベークし、ストライプ状パター
ンを有するマスクを介して、高圧水銀ランプで露光(2
0〜30mj/cm2 、2分)した。さらに、これを現像
しパターンを作製した。最後に、200〜230℃で1
0〜30分間ポストベークし、色素層の厚みが2ミクロ
ンのストライプ状フィルターを得た。
た。各測定項目の測定方法及び測定結果の表示は下記の
通りである。 1.透過率特性 (最大透過率の波長±80)nmで透過率が10%以下
である時、最大透過率が80%以上の場合は、◎で表示
した。(最大透過率の波長±80)nmで透過率が10
%以下である時、最大透過率が70〜80%の場合は、
○で表示した。(最大透過率の波長±80)nmで透過
率が10%以下である時、最大透過率が70%以下の場
合は、×で表示した。 2.耐湿性 湿度80%、60℃、100時間での色差 ΔE≦3 ◎ 3<ΔE≦5 ○ ΔE>5 × 3.耐光性 フェードメーター 60℃、100時間での色差 ΔE≦3 ◎ 3<ΔE≦5 ○ ΔE>5 × 4.耐熱性 250℃、1時間での色差 ΔE≦3 ◎ 3<ΔE≦5 ○ ΔE>5 × 得られたフィルターの特性を第1表(表1)に示す。そ
の結果、このフィルターは、耐久性及び透過率特性に優
れていた。
30℃まで加熱した。4−(N,N−ジイソアミルアミ
ノカルボニル)フタル酸無水物4.9部、モリブデン酸
アンモニウム四水和物0.3部を加えて、1時間攪拌し
た後、塩化第二銅二水和物0.7部を加えた。更に18
0℃まで加熱して5時間反応させた。冷却後、クロロホ
ルムを加え、不溶物を除去し、カラムクロマトグラフィ
ーにより精製を行い、下記化合物(b)(化8)12.
5部を得た。
合物(a)の代わりに、フタロシアニン化合物(b)3
部を使用する以外は、実施例1と同様にフォトレジスト
インキを調製し、スピンナーを用いてガラス基板上に回
転塗布した。乾燥後、85〜100℃で2〜10分間プ
リベークし、ストライプ状パターンを有するマスクを介
して、露光し、現像を行い、パターンを作製した。最後
に、200〜230℃で10〜30分間ポストベーク
し、色素層の厚みが2ミクロンのストライプ状フィルタ
ーを得た。得られたフィルターの特性を第1表に示す。
その結果、このフィルターは、耐久性及び透過率特性に
優れていた。
130℃まで加熱した。4−(N−(3−トリフルオロ
メチルフェニル)カルバモイルフタル酸無水物15.1
部、モリブデン酸アンモニウム四水和物0.9部を加え
て、1時間攪拌した後、塩化第二銅二水和物2.3部を
加えた。更に180℃まで加熱して5時間反応させた。
冷却後、クロロホルムを加え、不溶物を除去し、カラム
クロマトグラフィーにより精製を行い、下記化合物
(c)(化9)5部を得た。
(2−アミノフェノキシ)ビフェニル36.8部とN,
N−ジメチルホルムアミド202部を装入し、窒素雰囲
気下、室温で、4,4’−(p−フェニレンジオキシ)
ジフタル酸二無水物39.8部を分割して加え、20時
間攪拌した。この様にして得られたポリアミド酸溶液に
フタロシアニン化合物(c)3部を加え混合した後、ガ
ラス上にキャストし、200℃で5時間熱処理した。得
られたフィルターの特性を第1表に示す。その結果、こ
のフィルターは、耐久性及び透過率特性に優れていた。
合物(c)の代わりに、実施例1で合成したフタロシア
ニン化合物(a)3部を使用する以外は、実施例3と同
様にポリアミド酸溶液を調製し、ガラス上にキャスト
し、200℃で5時間熱処理した。得られたフィルター
の特性を第1表に示す。その結果、このフィルターは、
耐久性及び透過率特性に優れていた。
1部を加え、射出成型することにより、フィルターを作
製した。得られたフィルターの特性を第1表に示す。そ
の結果、このフィルターは、耐久性及び透過率特性に優
れていた。
化合物(a)1部を加え、射出成型することにより、フ
ィルターを作製した。得られたフィルターの特性を第1
表に示す。その結果、このフィルターは、耐久性及び透
過率特性に優れていた。
記色素(d)(化10)を用い、実施例1と同様な方法
によりフィルターを作製した。第1表に、作製したフィ
ルターの特性を示す。この色素は、溶剤に対する溶解性
が低いため、フォトレジスト組成物に完全に溶解せず、
また、作製したフィルターは、白濁が見られ、透明性が
低下した。
と同様な方法によりフィルターを作製した。第1表に、
作製したフィルターの特性を示す。この色素は、溶剤に
対する溶解性が低いため、フォトレジスト組成物に完全
に溶解せず、また、作製したフィルターは、白濁が見ら
れ、透明性が低下した。
4)に示す化合物と、各種樹脂を用い、フィルターを作
製した。これらのフィルターは、耐熱性及びフィルター
特性に優れていた。なお、第2表の樹脂の略号は下記の
通りである。 PS;ポリスチレン PMMA;ポリメチルメタクリレート PC;ポリカーボネート PET;ポリエチレンテレフタレート PVC;ポリ塩化ビニル SD−17;ポリアクリル系感光性樹脂(大日本インキ
製)
シアニン骨格のβ位に、分岐した置換基を有するアミノ
カルボニル基を導入した本発明の化合物は、溶剤及びバ
インダー樹脂に対する溶解性に優れており、また、本発
明のフィルター用色素を用いることで、透過率特性、耐
久性に優れたカラーフィルターを提供することを可能に
した。
示す概略図。
Claims (4)
- 【請求項1】 下記一般式(1)(化1) 【化1】 〔式中、R1 は水素原子、炭素数3〜10の分岐したア
ルキル基、炭素数3〜10の分岐したアルコキシアルキ
ル基、シクロアルキル基、置換基を有するアリール基を
示し、R2 は、炭素数3〜10の分岐したアルキル基、
炭素数3〜10の分岐したアルコキシアルキル基、シク
ロアルキル基、置換基を有するアリール基を示し、ま
た、R1 とR2 で互いに結合して下記一般式(2)(化
2)で示される環を形成してもよく、Metは2価の金
属原子あるいは3価または4価の置換金属またはオキシ
金属を表す。 【化2】 (式中、R3 は、炭素数3〜10の分岐したアルキル
基、炭素数3〜10の分岐したアルコキシアルキル基を
示す。)〕で表されるβ−置換アミノカルボニルフタロ
シアニン化合物。 - 【請求項2】 請求項1に記載のフタロシアニン化合物
を含有してなるフィルター用色素。 - 【請求項3】 請求項2に記載のフィルター用色素を含
有してなるフィルター用組成物。 - 【請求項4】 請求項2に記載のフィルター用色素を含
有してなるフィルター。
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JP6275896A JP3812967B2 (ja) | 1996-03-19 | 1996-03-19 | フタロシアニン化合物、該化合物を含有するフィルター用色素、フィルター用組成物及びフィルター |
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