JPWO2019138953A1 - 組成物、硬化物、光学フィルタ及び硬化物の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
特許文献2には、短波半導体レーザの発信波長に対して高感度な画像記録材料として、350〜850nmに吸収極大を有する増感色素を含有するラジカル重合性の感光性組成物が開示されている。
特許文献3には、固体撮像素子等の光学フィルタの形成に用いられる組成物として、700〜1100nmに吸収極大を有するレーキ色素を含有する硬化性組成物が開示されている。
例えば、緑色光及び赤色光の重なり領域の波長の光を吸収する光学フィルタを用いることで、画像表示装置は、緑色光及び赤色光の色純度向上を図ることができる。
しかしながら、例えば、画像表示装置の緑色光及び赤色光の色純度向上を目指して、上記特許文献1〜3に記載の組成物を用いて光学フィルタを形成した場合、緑色光及び赤色光の発光強度が低下し、色再現性が低下する不具合等が生じる場合がある。
R311、R312、R313、R314、R315及びR316は、それぞれ独立に、水酸基、ハロゲン原子、シアノ基又はニトロ基を表すか、炭素原子数1〜8のアルキル基若しくは該アルキル基中の水素原子がシアノ基、ニトロ基、水酸基若しくはハロゲン原子で置換されている基、フェニル基若しくは該フェニル基中の水素原子が炭素原子数1〜4のアルキル基、ハロゲン原子、シアノ基若しくはビニル基で置換されている基、又はベンジル基若しくは該ベンジル基中の水素原子が炭素原子数1〜4のアルキル基、ハロゲン原子、シアノ基若しくはビニル基で置換されている基を表し、
R301とR311、R302とR312、R305とR313、R306とR314、R309とR315及びR310とR316は、互いに連結して6員環を形成していてもよく、
R311とR312、R313とR314、及びR315とR316は、互いに連結して3〜6員環の複素環を形成していてもよく、
R303とR304及びR307とR308は、単結合、酸素原子、硫黄原子、セレン原子、CR317R318、CO、NR319、PR320又はSO2を介して互いに連結して環を形成していてもよく、
R304とR305、R306とR307は、互いに連結して6員環を形成していてもよく、
Xは、単結合、酸素原子、硫黄原子、セレン原子、CR317R318、CO、NR319、PR320又はSO2を表し、
R317及びR318は、それぞれ独立に、水素原子、炭素原子数1〜8のアルキル基若しくは該アルキル基中の水素原子がハロゲン原子で置換されている基、又は炭素原子数1〜8のアルコキシ基若しくは該アルコキシ基中の水素原子がハロゲン原子で置換されている基を表し、
R319及びR320は、それぞれ独立に、水素原子又は炭素原子数1〜8のアルキル基若しくは該アルキル基中の水素原子がハロゲン原子で置換されている基を表し、
Anq1−はq1価の陰イオンを表し、q1は1又は2を表し、p1は電荷を中性に保つ係数を表す。)
以下、本発明について詳細に説明する。
まず、本発明の組成物について説明する。
本発明の組成物は、色素と、カチオン重合性化合物と、酸発生剤と、を含むことを特徴とするものである。
上記組成物において、上記カチオン重合性化合物及び酸発生剤を用いることで、色素を安定的に分散した状況を保持することが可能となる。
より具体的には、エポキシ化合物等のカチオン重合性化合物は、例えば、アクリレート等のラジカル重合性化合物等と比較して、硬化時の硬化収縮が少なく、硬化時に色素が凝集する等の不具合が少ない。その結果、上記組成物の硬化物は、色素の吸収ピークのブロード化が抑制され、所望の波長範囲に急峻な吸収ピークを有するものとなる。
このように、上記組成物を用い、用途に応じて所定の波長範囲に吸収極大を有する色素を選択することで、その色素の吸収極大を示す波長範囲に急峻な吸収ピークを有する光学フィルタを得ることが可能になるのである。
このため、上記組成物は、基材等の部材に塗布した後、硬化物とした場合に、カールの発生、さらには剥離の発生が少ないものとなる。
また、上記カチオン重合性化合物は、例えば、アクリレート等のラジカル重合性化合物等と比較して、耐水性が高く、例えば高湿環境下における密着力の低下も少ない。
このようなことから、上記組成物は、密着性に優れたものとなる。
以上のことから、所定の色素、カチオン重合性化合物及び酸発生剤を同時に含むものとすることで、上記組成物は、所望の波長範囲に急峻な吸収ピークを有すると共に、密着性にも優れた光学フィルタを製造することが可能なものとなる。
さらに、上記組成物は、エポキシ化合物等のカチオン重合性化合物を含むものであるため、得られる硬化物は、例えば、アクリレート等のラジカル重合性化合物等と比較して、柔軟性に優れたものとなる。そのため、上記組成物を用いて製造された光学フィルタは、例えば、フレキシブル性が要求される画像表示装置等に特に好ましく用いることができる。
1.色素
上記色素は、所望の波長範囲の光を吸収可能なものであればよく、上記組成物の種類、用途等に応じて適宜設定することができる。
上記色素として、例えば、2種類の発色の可視光間の重なりを低減する光学フィルタに用いるという観点からは、2色の発光スペクトルが重なる波長の範囲の光を吸収可能なものを用いることができる。
上記色素として、例えば、緑色光及び赤色光の重なりを低減する光学フィルタに用いるという観点からは、550nm以上610nm以下に最大吸収波長を有する色素を用いることができる。
すなわち、本発明の組成物は、550nm以上610nm以下に最大吸収波長を有する色素と、カチオン重合性化合物と、酸発生剤と、を含むものとすることができる。
また、青色光及び緑色光の重なりを低減し、色純度を向上する光学フィルタに用いるという観点からは、450nm以上550nm以下に最大吸収波長を有する色素を用いることができる。
上記色素として、例えば、380nm以上780nm以下の可視光間の重なりに限らず、380nmより短波長の紫外光間、780nmより長波長の赤外線間等の重なりを低減する光学フィルタに用いるという観点からは、これらの光の波長範囲に最大吸収波長を有するものを用いることもできる。
上記色素が、550nm以上610nm以下に最大吸収波長を有する色素であることで、上記組成物は、緑色光及び赤色光の重なりを低減する光学フィルタの製造に適したものとなる。
本発明において、550nm以上610nm以下に最大吸収波長を有するとは、450nm以上700nm以下の波長範囲における最大吸収波長が、550nm以上610nm以下に含まれることをいう。
本発明においては、上記色素の最大吸収波長が、570nm以上605nm以下であることが好ましく、580nm以上600nm以下であることがより好ましい。緑色光及び赤色光の色純度に優れたものとすることが容易であり、さらに、色強度の低下が少ないものとなるからである。
色素単体半値幅が上述の範囲であることで、緑色光及び赤色光の色純度に優れたものとすることが容易であり、さらに、色強度の低下が少ないものとなるからである。
(1)溶剤に色素を溶解し、色素溶液を調製する。
(2)色素溶液を、石英セル(光路長10mm、厚み1.25mm)に充填し、分光光度計(例えば、日本分光製可視紫外吸光度計V−670等)を用いて透過率を測定する。
なお、色素溶液の濃度は、最大吸収波長が正確に確認できる濃度であればよく、例えば、最大吸収波長となる波長における透過率が5%程度(例えば、3%以上7%以下)となるように調整することができる。
上記溶剤としては、色素を溶解可能であり、最大吸収波長のシフトが少ない等、各色素の透過スペクトルを精度よく測定可能ものであればよく、例えば、クロロホルムを用いることができる。また、クロロホルムに溶解しない色素については、他の溶剤を用いることができる。
色素溶液の透過スペクトルは、予め溶剤単体での透過スペクトルを測定し、色素溶液の透過スペクトルから溶剤の透過スペクトルを差し引いて補正したものを用いる。
また、半値幅は、ピークトップの両側に位置する2点間の距離((100−λmaxでの透過率)/2で表される半値が観察される波長間の距離)をいう。
具体的には、最大吸収波長となる波長λmaxにおける透過率が4%である場合には、透過率が48%となる波長間距離を半値幅とする。
550nm以上610nm以下に最大吸収波長を有する上記色素が2種類以上の化合物を含む場合には、これらの化合物を上記組成物に含まれる質量比率で混合した色素を用いて色素溶液を調製し、測定を行う。
本発明においては、550nm以上610nm以下の範囲に急峻な吸収ピークを有し、吸収ピークの半値幅が狭い等の観点から、上記色素が、テトラアザポルフィリン系色素、トリアリールメタン系色素又はシアニン系色素を含むことが好ましく、テトラアザポルフィリン系色素又はトリアリールメタン系色素を含むことがより好ましい。
本発明においては、550nm以上610nm以下に最大吸収波長を有する上記色素がテトラアザポルフィリン系色素を含むことが好ましく、テトラアザポルフィリン系色素が下記一般式(1)で表される化合物であることが好ましい。下記一般式(1)で表される化合物は、550nm以上610nm以下の範囲に急峻な吸収ピークを有し、吸収ピークの半値幅が狭いからである。
このため、上記色素として下記一般式(1)で表される化合物からなるテトラアザポルフィリン系色素を用いることで、緑色光及び赤色光の間の重なり領域を選択的に吸収し、緑色光及び赤色光それぞれの発光強度の低下を抑制できる。その結果、上記組成物から、色再現性に優れた光学フィルタを得ることができるのである。
また、上記テトラアザポルフィリン系色素は、高温環境下でも分解しにくい耐熱性を有し、揮散しにくい耐揮散性をも有するため、上記組成物を用いて製造された光学フィルタは、色再現性の向上効果を安定的に発揮することが可能となる。
このように、上記テトラアザポルフィリン系色素を用いることで、上記組成物は、色再現性に優れ、更に、色再現性向上効果を安定的に発揮可能な光学フィルタを得ることが可能となるのである。
すなわち、式(1)中、R1〜R8は、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、アミノ基、炭素原子数1〜30のアルキル基、炭素原子数1〜30のアルコキシ基、炭素原子数6〜30のアリール基、炭素原子数6〜30のアリールオキシ基、炭素原子数2〜30のヘテロアリール基、又はこれらの基中の水素原子が置換基で置換された基を表し、R1とR2、R3とR4、R5とR6及びR7とR8は、互いに連結してピロール環の炭素原子を含む脂環構造を形成していてもよい。ただし、R1〜R8の全てが水素原子であることはない。Mは、2個の水素原子、2個の1価の金属原子、2価の金属原子、又は3価若しくは4価の金属化合物を表す。)
例えば、R1とR2、R3とR4、R5とR6及びR7とR8は、それぞれ同一の基であってもよく、それぞれ異なる種類の基であってもよい。
第二級アミノ基及び第三級アミノ基としては、それぞれアミノ基の水素原子の1つ又は2つが炭素原子数1〜30のアルキル基で置換されているものを挙げることができる。
また、上記炭素原子数1〜30のアルキル基としては、置換若しくは無置換の炭素原子数1〜30のアルキル基を用いることができる。換言すると、上記R1〜R8は、炭素原子数1〜30のアルキル基中の水素原子が置換基で置換された基、すなわち、置換基を有する炭素原子数1〜30のアルキル基であってもよい。
上記水素原子を置換する置換基としては、例えば、ビニル、アリル、アクリル、メタクリル等のエチレン性不飽和基;フッ素、塩素、臭素、ヨウ素等のハロゲン原子;アセチル、2−クロロアセチル、プロピオニル、オクタノイル、アクリロイル、メタクリロイル、フェニルカルボニル(ベンゾイル)、フタロイル、4−トリフルオロメチルベンゾイル、ピバロイル、サリチロイル、オキザロイル、ステアロイル、メトキシカルボニル、エトキシカルボニル、t−ブトキシカルボニル、n−オクタデシルオキシカルボニル、カルバモイル等のアシル基;アセチルオキシ、ベンゾイルオキシ等のアシルオキシ基;アミノ、エチルアミノ、ジメチルアミノ、ジエチルアミノ、ブチルアミノ、シクロペンチルアミノ、2−エチルヘキシルアミノ、ドデシルアミノ、アニリノ、クロロフェニルアミノ、トルイジノ、アニシジノ、N−メチル−アニリノ、ジフェニルアミノ、ナフチルアミノ、2−ピリジルアミノ、メトキシカルボニルアミノ、フェノキシカルボニルアミノ、アセチルアミノ、ベンゾイルアミノ、ホルミルアミノ、ピバロイルアミノ、ラウロイルアミノ、カルバモイルアミノ、N,N−ジメチルアミノカルボニルアミノ、N,N−ジエチルアミノカルボニルアミノ、モルホリノカルボニルアミノ、メトキシカルボニルアミノ、エトキシカルボニルアミノ、t−ブトキシカルボニルアミノ、n−オクタデシルオキシカルボニルアミノ、N−メチル−メトキシカルボニルアミノ、フェノキシカルボニルアミノ、スルファモイルアミノ、N,N−ジメチルアミノスルホニルアミノ、メチルスルホニルアミノ、ブチルスルホニルアミノ、フェニルスルホニルアミノ等のアミノ基含有基;スルホンアミド基、スルホニル基、シアノ基、スルホ基、水酸基、ニトロ基、メルカプト基、イミド基、カルバモイル基、スルホンアミド基、ホスホン酸基、リン酸基、並びにスルホ基、ホスホン酸基及びリン酸基の塩等を挙げることができる。
また、上記水素原子を置換する置換基は、上述のアルキル基、後述するアルコキシ基、アリール基、アリールオキシ基、ヘテロアリール基等であってもよい。
また、上記炭素原子数1〜30のアルコキシ基としては、置換若しくは無置換の炭素原子数1〜30のアルコキシ基を用いることができる。換言すると、上記R1〜R8は、炭素原子数1〜30のアルコキシ基中の水素原子が置換基で置換された基、すなわち、置換基を有する炭素原子数1〜30のアルコキシ基であってもよい。
上記水素原子を置換する置換基としては、上記アルキル基中の水素原子を置換する置換基として挙げたもの等を挙げることができる。
上記置換基を有する炭素原子数1〜30のアルコキシ基としては、より具体的には、アラルキルオキシ基、直鎖、分岐又は環状のハロゲノアルコキシ基等を挙げることができる。
また、上記炭素原子数6〜30のアリール基としては、置換若しくは無置換の炭素原子数6〜30のアリール基を用いることができる。換言すると、上記R1〜R8は、炭素原子数6〜30のアリール基中の水素原子が置換基で置換された基、すなわち、置換基を有する炭素原子数6〜30のアリール基であってもよい。
上記置換基を有する炭素原子数6〜30のアリール基としては、アリール基中の水素原子の1つ又は2つ以上が置換基に置換されているものが挙げられる。
上記水素原子を置換する置換基としては、上記アルキル基の水素原子を置換する置換基として挙げたもの等を挙げることができる。
また、上記炭素原子数6〜30のアリールオキシ基としては、置換若しくは無置換の炭素原子数1〜30のアリールオキシ基を用いることができる。換言すると、上記R1〜R8は、炭素原子数6〜30のアリールオキシ基中の水素原子が置換基で置換された基、すなわち、置換基を有する炭素原子数6〜30のアリールオキシ基であってもよい。
上記置換基を有する炭素原子数6〜30のアリールオキシ基としては、アリールオキシ基中の水素原子の1つ又は2つ以上が置換基に置換されているものが挙げられる。
上記水素原子を置換する置換基としては、上記アルキル基の水素原子を置換する置換基として挙げたもの等を挙げることができる。
また、上記炭素原子数2〜30のヘテロアリール基としては、置換若しくは無置換の炭素原子数2〜30のヘテロアリール基を用いることができる。換言すると、上記R1〜R8は、炭素原子数2〜30のヘテロアリール基中の水素原子が置換基で置換された基、すなわち、置換基を有する炭素原子数2〜30のヘテロアリール基であってもよい。
上記置換基を有する炭素原子数2〜30のヘテロアリール基としては、ヘテロアリール基中の水素原子の1つ又は2つ以上が置換基に置換されているものが挙げられる。
上記水素原子を置換する置換基としては、上記アルキル基の水素原子を置換する置換基として挙げたもの等を挙げることができる。
R1とR2、R3とR4、R5とR6及びR7とR8の組合せとしては、所望の波長の光を吸収可能なものであればどのような組み合わせでもよいが、具体的には、(i)水素原子と、アルキル基との組み合わせ、(ii)アルキル基と、アルコキシ基との組み合わせ、(iii)アルキル基と、アリール基との組み合わせ等であることが好ましい。所望の波長範囲に急峻な吸収ピークを有する硬化物を得ることができるからである。
また、R1、R3、R5及びR7は、異なる基であってもよいが、同一の基であることが好ましい。所望の波長範囲に、より急峻な吸収ピークを有する硬化物を得ることができるからである。
さらに、R2、R4、R6及びR8は、異なる基であってもよいが、同一の基であることが好ましい。所望の波長範囲に、より急峻な吸収ピークを有する硬化物を得ることができるからである。
上記(i)の組み合わせとしては、水素原子と、置換基を有しない若しくは置換基を有する炭素原子数1〜30のアルキル基との組み合わせが好ましく、水素原子と、置換基を有しない炭素原子数1〜10のアルキル基との組み合わせがより好ましく、特に、水素原子と、置換基を有しない炭素原子数2〜5のアルキル基との組み合わせが好ましい。
本発明においては、R1、R3、R5及びR7が、水素原子であり、かつ、R2、R4、R6及びR8が、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、tert−ペンチル基、1,2−ジメチルプロピル基、1−メチルブチル基、2−メチルブチル基等の置換基を有しない炭素原子数3〜5の分岐のアルキル基であることが最も好ましい。所望の波長範囲に、より急峻な吸収ピークを有する硬化物を得ることができるからである。
上記(iii)の組み合わせとしては、置換基を有しない若しくは置換基を有する炭素原子数1〜30のアルキル基と、置換基を有しない若しくは置換基を有する炭素原子数6〜30のアリール基との組み合わせが好ましく、置換基を有しない炭素原子数1〜10のアルキル基と、置換基を有する炭素原子数6〜12のアリール基との組み合わせがより好ましく、特に、置換基を有しない炭素原子数2〜5のアルキル基と、置換基を有する炭素原子数6のアリール基との組み合わせがより好ましい。
アリール基の水素原子の1つ又は2つ以上を置換する置換基としては、ハロゲン原子であることが好ましく、中でも、フッ素原子であることが好ましい。また、アリール基の水素原子の1つが置換基で置換されていることが好ましい。
本発明においては、R1、R3、R5及びR7が、水素原子の1つ又は2つ以上がハロゲン原子で置換されたフェニル基であり、かつ、R2、R4、R6及びR8が、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、tert−ペンチル基、1,2−ジメチルプロピル基、1−メチルブチル基、2−メチルブチル基等の置換基を有しない炭素原子数3〜5の分岐のアルキル基であることが特に好ましく、R1、R3、R5及びR7が、2−フルオロフェニル基、3−フルオロフェニル基、4−フルオロフェニル基等のフッ素原子で水素原子の1つが置換されたフェニル基であり、かつ、R2、R4、R6及びR8が、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、tert−ペンチル基、1,2−ジメチルプロピル基、1−メチルブチル基、2−メチルブチル基等の置換基を有しない炭素原子数3〜5の分岐のアルキル基であることが最も好ましい。所望の波長範囲に、より急峻な吸収ピークを有する硬化物を得ることができるからである。
Mで表される1価の金属原子としては、例えば、例えば、Na、K、Liなどを挙げることができる。
また、Mで表される3価若しくは4価の金属化合物としては、例えば、周期律表第3族〜第15族に属する3価又は4価の金属の、ハロゲン化物、水酸化物及び酸化物等が挙げられる。上記金属化合物としては、具体的には、AlCl、AlOH、InCl、FeCl、MnOH、SiCl2、SnCl2、GeCl2、Si(OH)2、Si(OCH3)2、Si(OPh)2、Si(OSiCH3)2、Sn(OH)2、Ge(OH)2、VO、TiO等を挙げることができる。
上記Mは、Cu、Zn、Co、Ni、Pb、Pd、Pt、Mn、VO、TiOであることが好ましく、特に、Cu、Co、Ni、Pd、VOであることが好ましい。所望の波長範囲に、より急峻な吸収ピークを有する硬化物を得ることができるからである。
本発明においては、湿熱耐久性等の耐久性向上の観点からは、上記テトラアザポルフィリン系色素として、上記一般式(1)で表される化合物を2種類以上含むものを用いることが好ましい。上記テトラアザポルフィリン系色素が2種類以上の化合物を含むことで、より耐久性に優れた硬化物を得ることができるからである。
組み合せる化合物の種類は2種類以上であることが好ましいが、2種類以上5種類以下であることがより好ましく、2種類以上3種類以下であることが更に好ましく、特に、2種類であることが好ましい。所望の波長範囲に、より急峻な吸収ピークを有する硬化物を得ることが容易となるからである。
また、R1〜R8の少なくとも1つが、置換基を有しない若しくは置換基を有する炭素原子数6〜30のアリール基である化合物と、R1〜R8が、置換基を有しない若しくは置換基を有する炭素原子数6〜30のアリール基以外の基であり、かつ、R1〜R8の少なくとも1つが、置換基を有しない若しくは置換基を有する炭素原子数1〜30のアルキル基である化合物との組合せ、並びに、R1〜R8の少なくとも1つが、置換基を有しない若しくは置換基を有する炭素原子数6〜30のアリール基であり、かつ、R1〜R8の少なくとも1つが、置換基を有しない若しくは置換基を有する炭素原子数1〜30のアルキル基である化合物と、R1〜R8が、置換基を有しない若しくは置換基を有する炭素原子数6〜30のアリール基以外の基であり、R1〜R8の少なくとも1つが、水素原子であり、かつ、R1〜R8の少なくとも1つが、置換基を有しない若しくは置換基を有する炭素原子数1〜30のアルキル基である化合物との組合せを挙げることができる。
好ましい組み合わせとして、R1〜R8の少なくとも1つが、置換基を有しない若しくは置換基を有する炭素原子数6〜20のアリール基であり、かつ、R1〜R8の少なくとも1つが、置換基を有しない若しくは置換基を有する炭素原子数1〜10のアルキル基である化合物と、R1〜R8が、置換基を有しない若しくは置換基を有する炭素原子数6〜30のアリール基以外の基であり、R1〜R8の少なくとも1つが、水素原子であり、かつ、R1〜R8の少なくとも1つが、置換基を有しない若しくは置換基を有する炭素原子数1〜10のアルキル基である化合物との組合せを挙げることができる。
特に好ましい組み合わせとして、R1〜R8の少なくとも1つが、ハロゲン原子で水素原子の1つ又は2つ以上が置換された炭素原子数6〜12のアリール基であり、かつ、R1〜R8の少なくとも1つが、置換基を有しない炭素原子数2〜5のアルキル基である化合物と、R1〜R8が、水素原子及び置換基を有しない炭素原子数2〜5のアルキル基である化合物との組合せを挙げることができる。
最も好ましい組み合わせは、R1、R3、R5及びR7が、2−フルオロフェニル基、3−フルオロフェニル基、4−フルオロフェニル基等のフッ素原子で水素原子の1つが置換されたフェニル基であり、かつ、R2、R4、R6及びR8が、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、tert−ペンチル基、1,2−ジメチルプロピル基、1−メチルブチル基、2−メチルブチル基等の置換基を有しない炭素原子数3〜5の分岐のアルキル基である化合物と、R1、R3、R5及びR7が、水素原子であり、かつ、R2、R4、R6及びR8が、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、tert−ペンチル基、1,2−ジメチルプロピル基、1−メチルブチル基、2−メチルブチル基等の置換基を有しない炭素原子数3〜5の分岐のアルキル基である化合物との組合せである。
このような化合物の組合せであることで、湿熱耐久性等の耐久性に優れた硬化物を得られるからである。
また、MとしてCuを含む化合物とVOを含む化合物との組み合わせのように、2価の金属原子から選択される金属原子を含む化合物と、3価若しくは4価の金属化合物から選択される金属化合物を含む化合物との組合せを挙げることができる。
好ましい組み合わせとしては、Mとして2価の金属原子から選択される金属原子を含む化合物と、3価若しくは4価の金属化合物から選択される金属化合物を含む化合物との組合せを挙げることができる。
より好ましい組み合わせとしては、Mとして、Cu、Zn、Co、Ni、Pb、Pd、Pt、Mnから選択される金属原子を含む化合物と、VO、TiOから選択される金属化合物を含む化合物との組合せを挙げることができ、MとしてCuを含む化合物と、VOを含む化合物を含む化合物との組合せが特に好ましい。
本発明においては、550nm以上610nm以下に最大吸収波長を有する上記色素が、トリアリールメタン系色素を含むことが好ましく、特に、下記一般式(301)で表される色素を含むことが好ましい。上記トリアリールメタン系色素は、550nm以上610nm以下の範囲に急峻な吸収ピークを有し、吸収ピークの半値幅が狭い。
このため、上記色素として上記トリアリールメタン系色素を用いることで、緑色光及び赤色光の間の重なり領域を選択的に吸収し、緑色光及び赤色光それぞれの発光強度の低下を抑制できる。その結果、上記組成物から、色再現性により優れた光学フィルタを得ることができるのである。
また、上記トリアリールメタン系色素は、高温環境下でも分解しにくい耐熱性を有し、揮散しにくい耐揮散性をも有するため、上記組成物を用いて製造された光学フィルタは、色再現性向上効果を安定的に発揮可能となる。
このように、上記トリアリールメタン系色素を用いることで、上記組成物は、色再現性に優れ、更に、色再現性向上効果を安定的に発揮可能な光学フィルタを得ることが可能となるのである。
R311、R312、R313、R314、R315及びR316は、それぞれ独立に、水酸基、ハロゲン原子、シアノ基又はニトロ基を表すか、シアノ基、ニトロ基、水酸基若しくはハロゲン原子で置換されているか若しくは無置換の炭素原子数1〜8のアルキル基、炭素原子数1〜4のアルキル基、ハロゲン原子、シアノ基若しくはビニル基で置換されているか若しくは無置換のフェニル基、又は炭素原子数1〜4のアルキル基、ハロゲン原子、シアノ基若しくはビニル基で置換されているか若しくは無置換のベンジル基を表し、
R301とR311、R302とR312、R305とR313、R306とR314、R309とR315及びR310とR316は、連結して6員環を形成している場合があり、
R311とR312、R313とR314、及びR315とR316は、連結して3〜6員環の複素環を形成している場合があり、
R303とR304及びR307とR308は、単結合、酸素原子、硫黄原子、セレン原子、CR317R318、CO、NR319、PR320又はSO2を介して連結して環を形成している場合があり、
R304とR305、R306とR307は、連結して6員環を形成している場合があり、
Xは、単結合、酸素原子、硫黄原子、セレン原子、CR317R318、CO、NR319、PR320又はSO2を表し、
R317及びR318は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子で置換されているか若しくは無置換の炭素原子数1〜8のアルキル基、又はハロゲン原子で置換されている若しくは無置換の炭素原子数1〜8のアルコキシ基を表し、
R319及びR320は、それぞれ独立に、水素原子又はハロゲン原子で置換されているか若しくは無置換の炭素原子数1〜8のアルキル基を表し、
Anq1−はq1価の陰イオンを表し、q1は1又は2を表し、p1は電荷を中性に保つ係数を表す。
すなわち、式中、R301、R302、R303、R304、R305、R306、R307、R308、R309及びR310は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基又は水酸基を表すか、炭素原子数1〜8のアルキル基若しくは該アルキル基中の水素原子がハロゲン原子で置換されている基、又は炭素原子数1〜8のアルコキシ基若しくは該アルコキシ基中の水素原子がハロゲン原子で置換されている基を表し、
R311、R312、R313、R314、R315及びR316は、それぞれ独立に、水酸基、ハロゲン原子、シアノ基又はニトロ基を表すか、炭素原子数1〜8のアルキル基若しくは該アルキル基中の水素原子がシアノ基、ニトロ基、水酸基若しくはハロゲン原子で置換されている基、フェニル基若しくは該フェニル基中の水素原子が炭素原子数1〜4のアルキル基、ハロゲン原子、シアノ基若しくはビニル基で置換されている基、又はベンジル基若しくは該ベンジル基中の水素原子が炭素原子数1〜4のアルキル基、ハロゲン原子、シアノ基若しくはビニル基で置換されている基を表し、
R301とR311、R302とR312、R305とR313、R306とR314、R309とR315及びR310とR316は、連結して6員環を形成していてもよく、
R311とR312、R313とR314、及びR315とR316は、連結して3〜6員環の複素環を形成していてもよく、
R303とR304及びR307とR308は、単結合、酸素原子、硫黄原子、セレン原子、CR317R318、CO、NR319、PR320又はSO2を介して連結して環を形成していてもよく、
R304とR305、R306とR307は、連結して6員環を形成していてもよく、
Xは、単結合、酸素原子、硫黄原子、セレン原子、CR317R318、CO、NR319、PR320又はSO2を表し、
R317及びR318は、それぞれ独立に、水素原子、炭素原子数1〜8のアルキル基若しくは該アルキル基中の水素原子がハロゲン原子で置換されている基、又は炭素原子数1〜8のアルコキシ基若しくは該アルコキシ基中の水素原子がハロゲン原子で置換されている基を表し、
R319及びR320は、それぞれ独立に、水素原子又は炭素原子数1〜8のアルキル基若しくは該アルキル基中の水素原子がハロゲン原子で置換されている基を表し、
Anq1−はq1価の陰イオンを表し、q1は1又は2を表し、p1は電荷を中性に保つ係数を表す。)
上記一般式(301)におけるR301、R302、R303、R304、R305、R306、R307、R308、R309、R310、R311、R312、R313、R314、R315及びR316並びにXがCR317R318で表されるときのR317及びR318、XがNR319で表されるときのR319、XがPR320で表されるときのR320で表される、基中の水素原子がシアノ基、ニトロ基、水酸基、ハロゲン原子で置換されている炭素原子数1〜8のアルキル基としては、上記炭素原子数1〜8のアルキル基中の水素原子の一部又は全部が、シアノ基、ニトロ基、水酸基、ハロゲン原子で置換されている基が挙げられる。
上記一般式(301)におけるR301、R302、R303、R304、R305、R306、R307、R308、R309、R310、R311、R312、R313、R314、R315及びR316並びにXがCR317R318で表されるときのR317及びR318、XがNR319で表されるときのR319、XがPR320で表されるときのR320で表される炭素原子数1〜8のアルコキシ基としては、上記R1〜R8で表されるアルコキシ基のうち、所定の炭素原子数を満たすものを用いることができる。
上記一般式(301)におけるR301、R302、R303、R304、R305、R306、R307、R308、R309、R310、R311、R312、R313、R314、R315及びR316並びにXがCR317R318で表されるときのR317及びR318、XがNR319で表されるときのR319、XがPR320で表されるときのR320で表される、基中の水素原子がハロゲン原子で置換されている炭素原子数1〜8のアルコキシ基としては、上記炭素原子数1〜8のアルコキシ基中の水素原子の一部又は全部が、ハロゲン原子で置換されている基が挙げられる。
上記一般式(301)におけるR301、R302、R303、R304、R305、R306、R307、R308、R309、R310、R311、R312、R313、R314、R315及びR316で表されるハロゲン原子としては、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素が挙げられる。
上記一般式(301)におけるR311、R312、R313、R314、R315及びR316で表される炭素原子数1〜4のアルキル基としては、上記R1〜R8で表されるアルキル基のうち、所定の炭素原子数を満たすものが挙げられる。
上記一般式(301)におけるR311とR312、R313とR314、及びR315とR316が連結して形成し得る3〜6員環の複素環としては、ピペリジン環、ピペラジン環、ピロリジン環、モルフォリン環、チオモルフォリン環、ピリジン環、ピラジン環、ピリミジン環、キノリン環、イソキノリン環、イミダゾール環、オキサゾール環、イミダゾリジン環、ピラゾリジン環、イソオキサゾリジン環、イソチアゾリジン環等が挙げられる。
上記一般式(301)におけるR304とR305、R306とR307が連結して形成し得る6員環としてはベンゼン環が挙げられ、これらの環は他の環と縮合されていたり、置換されていたりしていてもよい。
例えば一価の陰イオンとしては、塩化物イオン、臭化物イオン、ヨウ化物イオン、フッ化物イオン等のハロゲン化物イオン;過塩素酸イオン、塩素酸イオン、チオシアン酸イオン、ヘキサフルオロリン酸イオン、ヘキサフルオロアンチモン酸イオン、テトラフルオロホウ酸イオン等の無機系陰イオン;メタンスルホン酸イオン、ドデシルスルホン酸イオン、ベンゼンスルホン酸イオン、トルエンスルホン酸イオン、トリフルオロメタンスルホン酸イオン、ナフタレンスルホン酸イオン、ジフェニルアミン−4−スルホン酸イオン、2−アミノ−4−メチル−5−クロロベンゼンスルホン酸イオン、2−アミノ−5−ニトロベンゼンスルホン酸イオン、フタロシアニンスルホン酸イオン、重合性置換基を有するスルホン酸イオン、特開平10−235999号公報、特開平10−337959号公報、特開平11−102088号公報、特開2000−108510号公報、特開2000−168223号公報、特開2001−209969号公報、特開2001−322354号公報、特開2006−248180号公報、特開2006−297907号公報、特開平8−253705号公報、特表2004−503379号公報、特開2005−336150号公報、国際公開2006/28006号等に記載されたスルホン酸イオン等の有機スルホン酸系陰イオン;オクチルリン酸イオン、ドデシルリン酸イオン、オクタデシルリン酸イオン、フェニルリン酸イオン、ノニルフェニルリン酸イオン、2,2’−メチレンビス(4,6−ジ−t−ブチルフェニル)ホスホン酸イオン等の有機リン酸系陰イオン、ビストリフルオロメチルスルホニルイミドイオン、ビスパーフルオロブタンスルホニルイミドイオン、パーフルオロ−4−エチルシクロヘキサンスルホン酸イオン、テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ホウ酸イオン、トリス(フルオロアルキルスルホニル)カルボ陰イオン等が挙げられる。
二価の陰イオンとしては、例えば、ベンゼンジスルホン酸イオン、ナフタレンジスルホン酸イオン等が挙げられる。また、励起状態にある活性分子を脱励起させる(クエンチングさせる)機能を有するクエンチャー陰イオンやシクロペンタジエニル環にカルボキシル基やホスホン酸基、スルホン酸基等の陰イオン性基を有するフェロセン、ルテオセン等のメタロセン化合物陰イオン等も、必要に応じて用いることができる。
また、p1は、分子全体で電荷が中性となるように選択される。
上記陰イオンとしては、所望の波長範囲に急峻な吸収ピークを有する硬化物が得られるとの観点からは、上記無機系陰イオンであることが好ましい。
本発明においては、550nm以上610nm以下の範囲に急峻な吸収ピークを有し、吸収ピークの半値幅が狭いものとすることができる観点から、R301、R302、R303、R304、R305、R306、R307、R308、R309及びR310が、水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、水酸基又は炭素原子数1〜8のアルコキシ基であることが好ましく、中でも、水素原子又はハロゲン原子であることが好ましい。
本発明においては、550nm以上610nm以下の範囲に急峻な吸収ピークを有し、吸収ピークの半値幅が狭いものとすることができる観点から、R304、R307が、ハロゲン原子であり、R301、R302、R303、R305、R306、R308、R309及びR310が、水素原子であることが好ましい。
また、Xは、入手容易性の点から、酸素原子又は硫黄原子であることが好ましい。
本発明においては、550nm以上610nm以下に最大吸収波長を有する上記色素が、シアニン系色素を含むことが好ましく、特に、下記一般式(401)で表される色素を含むことが好ましい。上記シアニン系色素は、550nm以上610nm以下の範囲に急峻な吸収ピークを有し、吸収ピークの半値幅が狭い。
このため、上記色素として上記シアニン系色素を用いることで、緑色光及び赤色光の間の重なり領域を選択的に吸収し、緑色光及び赤色光それぞれの発光強度の低下を抑制できる。その結果、上記組成物から、色再現性により優れた光学フィルタを得ることができるのである。
R411及びR411’は、それぞれ独立に、水酸基、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基、−SO3H、カルボキシル基、アミノ基、アミド基、メタロセニル基、炭素原子数6〜30のアリール基、炭素原子数7〜30のアリールアルキル基又は炭素原子数1〜8のアルキル基を表し、
X411及びX411’は、それぞれ独立に、酸素原子、硫黄原子、セレン原子、−CR423R424−、炭素原子数3〜6のシクロアルカン−1,1−ジイル基又は−NR425−を表し、
R423、R424及びR425は、それぞれ独立に、水素原子、水酸基、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基、−SO3H、カルボキシル基、アミノ基、アミド基、メタロセニル基、炭素原子数6〜30のアリール基、炭素原子数7〜30のアリールアルキル基又は炭素原子数1〜8のアルキル基を表し、
Y411及びY411’は、それぞれ独立に、水素原子、又は水酸基、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基、−SO3H、カルボキシル基、アミノ基、アミド基若しくはメタロセニル基で置換されている場合がある炭素原子数6〜30のアリール基、炭素原子数7〜30のアリールアルキル基若しくは炭素原子数1〜8のアルキル基を表し、
Qは、炭素原子数1〜9のメチン鎖を構成し、鎖中に環構造を含んでいる場合がある連結基を表し、
r2及びr2’は、0又は環A及び環A’において置換可能な数を表し、
Anq2−はq2価の陰イオンを表し、q2は1又は2を表し、p2は電荷を中性に保つ係数を表す。)
例えば、上記一般式(401)におけるR411、R411’、Y411、Y411’並びにX411及びX411’中のR423、R424及びR425で表されるハロゲン原子としては、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素が挙げられる。
R411、R411’、Y411、Y411’、R423、R424及びR425で表されるアリール基、アリールアルキル基、アルキル基の水素原子を置換してもよいハロゲン原子、アミノ基、アミド基及びメタロセニル基としては、R411等の説明で例示したものが挙げられる。
また、上記R411、R411’、Y411、Y411’並びにX411及びX411’中のR423、R424及びR425におけるアリールアルキル基及びアルキル基等の基は、上記基中のメチレン基の1つ又は2つ以上が、−O−、−S−、−CO−、−COO−、−OCO−、−SO2−、−NH−、−CONH−、−NHCO−、−N=CH−又は二重結合で置き換えられている場合がある。
本発明においては、上記Y411、Y411’が、炭素原子数1〜8のアルキル基であることが好ましく、なかでも、炭素原子数2〜7のアルキル基であることが好ましく、特に、炭素原子数4〜6のアルキル基であることが好ましい。所望の波長範囲に、より急峻な吸収ピークを有する硬化物を得ることができるからである。また、合成が容易となるからである。
また、上記Y411、Y411’がアルキル基である場合、直鎖のアルキル基であってもよいが、分岐のアルキル基であることが好ましく、なかでも、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、tert−ペンチル基、1,2−ジメチルプロピル基、1−メチルブチル基、2−メチルブチル基、1−メチルペンチル基、2−メチルペンチル基、4−メチルペンチル基、4−メチル−2−ペンチル基、1,2−ジメチルブチル基、2,3−ジメチルブチル基、3,3−ジメチルブチル基、1−エチルブチル基、2−エチルブチル基等の炭素原子数4〜6の分岐のアルキル基であることが好ましい所望の波長範囲に、より急峻な吸収ピークを有する硬化物を得ることができるからである。また、合成が容易となるからである。
本発明においては、上記X411及びX411’が−CR423R424−であることが好ましい。所望の波長範囲に、より急峻な吸収ピークを有する硬化物を得ることができるからである。また、合成が容易となるからである。
本発明においては、上記R423、R424及びR425が、炭素原子数1〜8のアルキル基であることが好ましく、なかでも、炭素原子数1〜5のアルキル基であることが好ましく、特に、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基等の炭素原子数1〜3のアルキル基であることが好ましい。所望の波長範囲に、より急峻な吸収ピークを有する硬化物を得ることができるからである。また、合成が容易となるからである。
本発明においては、上記環A及び環A’が、ベンゼン環又はナフタレン環であることが好ましく、なかでも、ベンゼン環であることが好ましい。所望の波長範囲に、より急峻な吸収ピークを有する硬化物を得ることができるからである。また、合成が容易となるからである。
R及びR’は、アリール基、アリールアルキル基又はアルキル基を表し、
*は、結合箇所を表す。)
本発明においては、上記Z’が、水素原子、アルキル基であることが好ましく、なかでも、水素原子であることが好ましい。所望の波長範囲に、より急峻な吸収ピークを有する硬化物を得ることができるからである。また、合成が容易となるからである。
550nm以上610nm以下に最大吸収波長を有する上記色素に用いられる上記シアニン系色素、メロシアニン系色素、ピロメテン系色素、アゾ系色素、キサンテン系色素、トリアリールメタン系色素等については、公知の色素を用いることができ、例えば、特開2017−68221号公報に記載の内容と同様とすることができる。
550nm以上610nm以下に最大吸収波長を有する上記色素は、テトラアザポルフィリン系色素のみを含む場合等、テトラアザポルフィリン系色素、トリアリールメタン系色素及びシアニン系色素から選択される1種類の色素を含むものであってもよく、テトラアザポルフィリン系色素及びトリアリールメタン系色素を含む場合等、2種類以上の色素を含むものであってもよいが、テトラアザポルフィリン系色素、トリアリールメタン系色素及びシアニン系色素から選択される1種類の色素を含むことが好ましい。所望の波長範囲に、より急峻な吸収ピークを有する硬化物を得ることができるからである。
なお、固形分とは、溶剤以外の全ての成分を含むものである。
また、本明細書において特に断りがない場合には、含有量は質量基準である。
上記溶剤としては、有機溶剤(以下、溶媒と称する場合がある。)及び水を挙げることができる。
550nm以上610nm以下に最大吸収波長を有する上記色素の含有量としては、550nm以上610nm以下の波長範囲に急峻な吸収ピークを有する、光学フィルタ等に用いられる硬化物を製造可能なものであれば問題はなく、上記組成物の用途等に応じて適宜設定されるものであるが、組成物100質量部中に、0.01質量部以上10質量部以下とすることができ、0.1質量部以上5質量部以下であることが好ましく、特に0.2質量部以上3質量部以下であることが好ましい。上記含有量が上述の範囲であることで、所望の波長範囲により急峻な吸収ピークを有する硬化物を得ることができるからである。
550nm以上610nm以下に最大吸収波長を有する上記色素の含有量としては、550nm以上610nm以下に最大吸収波長を有する色素を含む全色素と、カチオン重合性化合物と、酸発生剤との合計100質量部中に、0.1質量部以上15質量部以下であることが好ましく、なかでも0.2質量部以上10質量部以下であることが好ましく、特に、0.3質量部以上5質量部以下であることが好ましい。上記含有量が上述の範囲であることで、所望の波長範囲により急峻な吸収ピークを有する硬化物を得ることができるからである。
すなわち、本発明の組成物は、色素と、カチオン重合性化合物と、酸発生剤と、を含み、上記色素が、550nm以上610nm以下に最大吸収波長を有する色素及び他の波長域に最大吸収波長を有する色素を含むものとすることができる。
この場合、550nm以上610nm以下に最大吸収波長を有する上記色素及び他の波長域に最大吸収波長を有する色素の合計の含有量、すなわち、上記組成物に含まれる色素全体の含有量については、上記組成物の用途等に応じて適宜設定することができるが、例えば、550nm以上610nm以下に最大吸収波長を有する上記色素の含有量の内容と同様とすることができる。
具体的には、上記色素全体の含有量は、組成物の固形分100質量部中に、0.01質量部以上10質量部以下とすることができ、0.1質量部以上5質量部以下であることが好ましく、特に0.1質量部以上3質量部以下であることが好ましい。
また、色素全体の含有量は、組成物100質量部中に、0.01質量部以上10質量部以下とすることができ、0.1質量部以上5質量部以下であることが好ましく、特に0.2質量部以上3質量部以下であることが好ましい。
色素全体の含有量は、カチオン重合性化合物100質量部に対して、0.01質量部以上10質量部以下とすることができ、0.02質量部以上5質量部以下であることが好ましく、0.05質量部以上4質量部以下であることがより好ましく、0.05質量部以上3.5質量部以下であることが更に好ましく、0.1質量部以上3.5質量部以下であることが特に好ましく、0.3質量部以上3.5質量部以下であることが最も好ましい。
色素全体の含有量は、色素全体と、カチオン重合性化合物と、酸発生剤との合計100質量部中に、0.1質量部以上15質量部以下とすることができ、0.2質量部以上10質量部以下であることが好ましく、特に0.3質量部以上5質量部以下であることが好ましい。
上記色素全体の含有量が上述の範囲であることで、所望の波長範囲により急峻な吸収ピークを有する硬化物を得ることができるからである。
上記色素は、所望の吸収波長範囲に応じて適宜選択することができ、例えば、シアニン系色素、メロシアニン系色素、ピロメテン系色素、アゾ系色素、テトラアザポルフィリン系色素、キサンテン系色素、トリアリールメタン系色素等の公知の色素を用いることができる。
また、上記その他の色素に含まれる色素の種類は、1種類であっても、2種類以上であっても差し支えない。
なお、上記その他の色素の含有量等のその他の事項については、上記「(1)550nm以上610nm以下に最大吸収波長を有する色素」の項に記載の内容と同様とすることができる。
上記カチオン重合性化合物は、酸発生剤により重合反応又は架橋反応を起こす化合物であればよく、特に限定されるものではない。
このようなカチオン重合性化合物としては、例えば、エポキシ化合物及びオキセタン化合物等の環状エーテル化合物、環状ラクトン化合物、環状アセタール化合物、環状チオエーテル化合物、スピロオルトエステル化合物並びにビニルエーテル化合物等を挙げることができる。カチオン重合性化合物として、これらから選ばれる1種又は2種以上を使用することができる。
また、上記カチオン重合性化合物は、1種類の化合物のみであってもよいが、2種類以上の化合物を含むものであってもよい。
上記組成物が、所望の波長範囲に急峻な吸収ピークを有する光学フィルタを製造可能となるからである。また、上記組成物が、基材との密着性に優れた光学フィルタを容易に製造可能となるからである。
上記構造の異なる組合せとしては、例えば、エポキシ化合物及びオキセタン化合物の両者を含むもののように、上述のエポキシ化合物、オキセタン化合物、環状ラクトン化合物、環状アセタール化合物、環状チオエーテル化合物、スピロオルトエステル化合物、ビニル化合物等の異なる分類から2種類以上を組み合わせたものを挙げることができる。
上記構造の異なる組合せとしては、例えば、エポキシ化合物として脂肪族エポキシ化合物及び脂環族エポキシ化合物を含むもの、エポキシ化合物として脂肪族エポキシ化合物及び芳香族エポキシ化合物を含むもの、芳香族エポキシ化合物及び脂環族エポキシ化合物を含むもの等のように、芳香族エポキシ化合物、脂環族エポキシ化合物及び脂肪族エポキシ化合物から選択される2種類以上を組み合わせたものを挙げることができる。
上記分子量等が異なる組合せとしては、例えば、エポキシ化合物として、分子量の異なる2種類の脂肪族エポキシ化合物を組み合わせたもの等を挙げることができる。
このようなエポキシ化合物としては、例えば、芳香族エポキシ化合物、脂環族エポキシ化合物、脂肪族エポキシ化合物等を挙げることができる。
上記脂環族エポキシ化合物の中でも、シクロヘキセンオキシド構造を有するエポキシ樹脂は硬化が早く好ましい。
このような化合物を含むことで、組成物は、所望の波長範囲に、より急峻な吸収ピークを有する硬化物を得ることができるからである。
上記二価の炭化水素基としての、炭素原子数1〜20の直鎖又は分岐のアルキレン基としては、メチレン基、メチルメチレン基、ジメチルメチレン基、エチレン基、プロピレン基、トリメチレン基等を挙げることができる。
上記架橋炭化水素環基としては、ビシクロ[2.1.1]ヘキシル基、ビシクロ[2.2.1]ヘプチル基、ビシクロ[2.2.2]オクチル基、ビシクロ[4.3.1]デシル基、ビシクロ[3.3.1]ノニル基、ボルニル基、ボルネニル基、ノルボルニル基、ノルボルネニル基、6,6−ジメチルビシクロ[3.1.1]ヘプチル基、トリシクロブチル基、アダマンチル基が挙げられる。
具体的には、例えば、1,2−シクロペンチレン基、1,3−シクロペンチレン基、シクロペンチリデン基、1,2−シクロヘキシレン基、1,3−シクロヘキシレン基、1,4−シクロヘキシレン基、シクロヘキシリデン基等のシクロアルキレン基(シクロアルキリデン基を含む)等が挙げられる。
また、本発明においては、X5で表される二価の炭化水素基が、炭素原子数1〜18の直鎖又は分岐のアルキル基から水素原子を1つ除いたアルキレン基であることが好ましく、炭素原子数1〜8の直鎖又は分岐のアルキル基から水素原子を1つ除いたアルキレン基であることがより好ましく、炭素原子数1〜5の直鎖のアルキル基から水素原子を1つ除いたアルキレン基であることが更に好ましく、特に、炭素原子数1〜3の直鎖のアルキル基から水素原子を1つ除いたアルキレン基であることが好ましい。上記炭素原子数が上述の範囲内であることで、本発明の効果をより良好に発揮できるからである。
本発明においては、Y5が、シクロアルキル環を2つ有する炭素原子数が13〜20のアルキレン基であることが好ましく、下記一般式(5−3)で表される基であることがより好ましい。Y5が上述の構造を有することで、上記組成物は、所望の波長範囲に、より急峻な吸収ピークを有する硬化物を得ることができるからである。
なお、脂環族環及び芳香族環の両者を含むものは、脂環族エポキシ化合物に該当するものとすることができる。
上記含有量が上述の範囲であることで、所望の波長範囲に急峻な吸収ピークを有する硬化物を得ることが可能となる観点から好ましい。
また、上記芳香族エポキシ化合物の具体例としては、レゾルシノールやハイドロキノン、カテコール等の2個以上のフェノール性水酸基を有する芳香族化合物のグリシジルエーテル;ベンゼンジメタノールやベンゼンジエタノール、ベンゼンジブタノール等のアルコール性水酸基を2個以上有する芳香族化合物のポリグリシジルエーテル化物;フタル酸、テレフタル酸、トリメリット酸等の2個以上のカルボン酸を有する多塩基酸芳香族化合物のポリグリシジルエステル、安息香酸やトルイル酸、ナフトエ酸等の安息香酸類のポリグリシジルエステル、安息香酸のグリシジルエステル、スチレンオキサイド又はジビニルベンゼンのエポキシ化物等が挙げられる。
なかでも、フェノール類のポリグリシジルエーテル、アルコール性水酸基を2個以上有する芳香族化合物のポリグリシジルエーテル化物、多価フェノール類のポリグリシジルエーテル化物、安息香酸類のポリグリシジルエステル、多塩基酸類のポリグリシジルエステルからなる群から選ばれる少なくとも1種を含有することが好ましく、特に、アルコール性水酸基を2個以上有する芳香族化合物のポリグリシジルエーテル化物であることが好ましい。所望の波長範囲に急峻な吸収ピークを有する硬化物を得ることが容易となるからである。
本発明においては、Y6が、炭素原子数2〜30の直鎖又は分岐のアルキレン基であることが好ましく、炭素原子数3〜28の直鎖又は分岐のアルキレン基であることがより好ましく、特に、炭素原子数4〜26の直鎖又は分岐のアルキレン基であることが好ましい。また、Y6が、メチレン基が−O−で置き換わっていないアルキレン基である場合、その炭素原子数は、4〜10であることが好ましい。上記Y6が、メチレン基が−O−で置き換わっているアルキレン基である場合、Y6は、炭素原子数が10〜26であり、ポリアルキレングリコールから両末端の水酸基を除いた構造を有するアルキレン基であることが好ましく、なかでも、炭素原子数が10〜26であり、ポリエチレングリコール又はポリプロピレングリコールから両末端の水酸基を除いた構造を有するアルキレン基であることが好ましい。上記組成物は、所望の波長範囲に、より急峻な吸収ピークを有する硬化物を得ることができるからである。
なお、脂肪族エポキシ樹脂は、脂環族環及び芳香族環を含まないものとすることができる。
このようなオキセタン化合物の具体例としては、例えば、3−エチル−3−ヒドロキシメチルオキセタン、3−(メタ)アリルオキシメチル−3−エチルオキセタン、(3−エチル−3−オキセタニルメトキシ)メチルベンゼン、4−フルオロ−[1−(3−エチル−3−オキセタニルメトキシ)メチル]ベンゼン、4−メトキシ−[1−(3−エチル−3−オキセタニルメトキシ)メチル]ベンゼン、[1−(3−エチル−3−オキセタニルメトキシ)エチル]フェニルエーテル、イソブトキシメチル(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、イソボルニルオキシエチル(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、イソボルニル(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、2−エチルヘキシル(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、エチルジエチレングリコール(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、ジシクロペンタジエン(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、ジシクロペンテニルオキシエチル(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、ジシクロペンテニル(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、テトラヒドロフルフリル(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、テトラブロモフェニル(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、2−テトラブロモフェノキシエチル(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、トリブロモフェニル(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、2−トリブロモフェノキシエチル(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、2−ヒドロキシエチル(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、2−ヒドロキシプロピル(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、ブトキシエチル(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、ペンタクロロフェニル(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、ペンタブロモフェニル(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、ボルニル(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、3,7−ビス(3−オキセタニル)−5−オキサ−ノナン、3,3’−(1,3−(2−メチレニル)プロパンジイルビス(オキシメチレン))ビス−(3−エチルオキセタン)、1,4−ビス[(3−エチル−3−オキセタニルメトキシ)メチル]ベンゼン、1,2−ビス[(3−エチル−3−オキセタニルメトキシ)メチル]エタン、1,3−ビス[(3−エチル−3−オキセタニルメトキシ)メチル]プロパン、エチレングリコールビス(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、ジシクロペンテニルビス(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、トリエチレングリコールビス(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、テトラエチレングリコールビス(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、トリシクロデカンジイルジメチレン(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、トリメチロールプロパントリス(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、1,4−ビス(3−エチル−3−オキセタニルメトキシ)ブタン、1,6−ビス(3−エチル−3−オキセタニルメトキシ)ヘキサン、ペンタエリスリトールトリス(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、ペンタエリスリトールテトラキス(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、ポリエチレングリコールビス(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、ジペンタエリスリトールヘキサキス(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、ジペンタエリスリトールペンタキス(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、ジペンタエリスリトールテトラキス(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールヘキサキス(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールペンタキス(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、ジトリメチロールプロパンテトラキス(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、EO変性ビスフェノールAビス(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、PO変性ビスフェノールAビス(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、EO変性水添ビスフェノールAビス(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、PO変性水添ビスフェノールAビス(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、EO変性ビスフェノールF(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル等を例示することがでる。
このようなカチオン重合性化合物として用いることができる、その他の化合物、環状ラクトン化合物、環状アセタール化合物、環状チオエーテル化合物、スピロオルトエステル化合物、並びに、ビニルエーテル化合物及びエチレン性不飽和化合物等のビニル化合物等については、特許第6103653号公報等に記載の内容と同様とすることができる。
上記カチオン重合性化合物は、組成物の塗工容易性等の観点からは、低分子量化合物を含むことが好ましい。また、低分子量化合物は、組成物中への分散性又は溶解性等に優れるため、透明性に優れた硬化物を得ることができるからである。
上記カチオン重合性化合物は、硬化物の密着性等の観点からは、高分子量化合物を含むことが好ましい。
本開示においては、上記カチオン重合性化合物が、塗工性等の観点から、少なくとも低分子量化合物を含むことが好ましいが、組成物の塗工容易性、硬化物の密着性等のバランスの観点からは、上記低分子量化合物および上記高分子量化合物の両者を含むものとしても差し支えない。
上記低分子量化合物の分子量としては、所望の塗工性等が得られるものであれば制限はなく、例えば、1000以下とすることができ、50以上500以下であることが好ましく、なかでも50以上300以下であることが好ましい。上記組成物の塗工性、分散安定性に優れたものとなるからである。また、所望の波長範囲により急峻な吸収ピークを有する硬化物を得ることができるからである。
上記高分子量化合物の分子量は、所望の接着容易性等が得られるものであれば制限はなく、例えば、1000より大きいものとすることができ、1000以上50000以下であることが好ましく、なかでも、1000以上10000以下であることが好ましい。上記組成物の塗工性、分散安定性に優れたものとなるからである。また、所望の波長範囲により急峻な吸収ピークを有する硬化物を得ることができるからである。
なお、以下、分子量は、化合物が重合体である場合には、重量平均分子量(Mw)を表すものである。
また、重量平均分子量は、ゲル・パーミエーション・クロマトグラフィー(GPC)により、標準ポリスチレン換算値として求めることができる。
上記重量平均分子量Mwは、例えば、日本分光(株)製のGPC(LC−2000plusシリーズ)を用い、溶出溶剤をテトラヒドロフランとし、校正曲線用ポリスチレンスタンダードをMw1110000、707000、397000、189000、98900、37200、13700、9490、5430、3120、1010、589(東ソー(株)製 TSKgel標準ポリスチレン)とし、測定カラムをKF−804、KF−803、KF−802(昭和電工(株)製)として測定して得ることができる。
また、測定温度は40℃とすることができ、流速は1.0mL/分とすることができる。
上記重縮合可能な化合物としては、カチオン重合性化合物以外の、ラジカル重合性化合物等を含むことができる。また、後述する重縮合物を構成するモノマー成分も挙げることができる。
上記ラジカル重合性基としては、ラジカルにより重合可能なものであれば制限はなく、例えば、アクリロイル基、メタクリロイル基、ビニル基等のエチレン性不飽和基等を挙げることができる。
上記ラジカル重合性化合物は、ラジカル重合性基を1以上有するものとすることができ、ラジカル重合性基を1つ有する単官能化合物、ラジカル重合性基を2以上有する多官能化合物を用いることができる。
上記酸価を有する化合物としては、例えば、メタクリル酸、アクリル酸等のカルボキシル基等を有するアクリレート化合物、メタクリレート化合物等を挙げることができる。
上記酸価を有しない化合物としては、ウレタンアクリレート樹脂、ウレタンメタクリレート樹脂、エポキシアクリレート樹脂、エポキシメタクリレート樹脂、アクリル酸−2−ヒドロキシエチル、メタクリル酸−2−ヒドロキシエチル等のカルボキシル基等を有しないアクリレート化合物、メタクリレート化合物を挙げることができる。
上記ラジカル重合性化合物は、単独で又は2種以上を混合して使用することができる。例えば、ラジカル重合性化合物は、エチレン性不飽和基を有し、酸価を有する化合物及びエチレン性不飽和基を有し、酸価を有しない化合物を組み合わせて使用することができる。
ラジカル重合性化合物は、2種以上を混合して使用する場合には、それらを予め共重合して共重合体として使用することができる。
このようなラジカル重合性化合物等としては、より具体的には、特開2016−176009号公報に記載されるラジカル重合性化合物等を挙げることができる。
上記ラジカル重合性化合物の含有量としては、上記組成物の固形分100質量部中に、10質量部以下であることが好ましく、なかでも、5質量部以下であることが好ましく、1質量部以下であることがより好ましく、0.5質量部以下であることが更に好ましく、特に、0質量部、すなわち、ラジカル重合性化合物を含まないことが好ましい。
このような重縮合物としては、例えば、国際公開2017/150662号公報に熱可塑性樹脂として記載されているものと同様とすることができる。
上記酸発生剤としては、所定の条件により酸を発生させることが可能な化合物であればどのようなものでも問題はなく、特に限定されるものではない。
このような酸発生剤としては、例えば、紫外線照射等の光照射により酸を発生させることが可能な光酸発生剤、熱により酸を発生させることが可能な熱酸発生剤を用いることができる。
上記酸発生剤は、硬化が容易であるとの観点、組成物の硬化時に、組成物に隣接して用いられる周辺部材への熱によるダメージを低減でき、周辺部材の選択の自由度が高くなるとの観点等からは、光酸発生剤を含むことが好ましい。また、上記光酸発生剤は硬化速度が速いという利点もある。
また、上記酸発生剤は、光が到達困難な場所でも硬化物の形成が容易となる観点からは、熱酸発生剤を含むことが好ましい。また、上記熱酸発生剤は、硬化速度が比較的遅いため、これを利用し硬化処理(加熱処理)後に、他の部材との貼り合わせを容易に行うことができる。
また、上記組成物は、所望の波長範囲により急峻な吸収ピークを有する光学フィルタとして使用可能な硬化物を容易に得ることが可能となるからである。
上記光酸発生剤としては、紫外線照射等の光照射により酸を発生させることが可能な化合物であればどのようなものでも問題はないが、好ましくは、紫外線の照射によってルイス酸を放出するオニウム塩である複塩、又はその誘導体である。かかる化合物の代表的なものとしては、一般式[A]m+[B]m−で表される陽イオンと陰イオンの塩を挙げることができる。
また、上記組成物は、硬化時に基材等の周辺部材への熱によるダメージを低減でき、周辺部材の選択の自由度が高くなるからである。
上記熱酸発生剤は、熱により酸を発生させることが可能な化合物であればどのようなものでも問題はなく、特に限定されるものではないが、好ましくは、熱によってルイス酸を放出するオニウム塩である複塩、又はその誘導体が、樹脂組成物を硬化した硬化物の耐熱性が良く、好適である。
かかる化合物の代表的なものとしては、上記「(1)光酸発生剤」の項に記載の[A]m+[B]m−で表される陽イオンと陰イオンの塩を用いることができる。
R151、R152、R153、R154、R155、R156で表される炭素原子数6〜20の芳香族基並びにR151、R152、R153、R154、R155、R156で表される基の水素原子の1つ又は2つ以上が置換される場合がある炭素原子数6〜20の芳香族基としては、フェニル、ナフチル、アントラニルなどが挙げられる。
R151、R152、R153、R154、R155、R156で表される炭素原子数7〜30のアリールアルキル基並びにR151、R152、R153、R154、R155、R156で表される基の水素原子の1つ又は2つ以上が置換される場合がある炭素原子数7〜30のアリールアルキル基としては、上記で説明した炭素原子数1〜10のアルキル基と炭素原子数6〜20の芳香族基を組み合わせたものが使用できる。
上記酸発生剤の含有量は、所望の硬化感度及び分散安定性が得られるものであればよく、上記組成物100質量部中に0.01質量部以上10質量部以下とすることができ、0.3質量部以上4質量部以下であることが好ましく、特に0.5質量部以上3質量部以下であることが好ましい。上記含有量が上述の範囲であることで、組成物は、硬化感度及び分散安定性により優れたものとなるからである。
上記組成物は、色素、カチオン重合性化合物および酸発生剤を含むものであるが、必要に応じて溶媒を含むことができる。
また、上記その他の成分としては、各種添加剤を挙げることができる。
このような溶媒及び各種添加剤としては、国際公開2017/098996号公報等に記載のものと同様とすることができる。
上記溶媒としては、通常、25℃で液状であり、上記組成物を用いて硬化物を形成する際に乾燥除去できるものが用いられる。
上記組成物は、上記添加剤として、増感剤を含んでいてもよい。
上記組成物は、色素を必須の構成として有する。このため、酸発生剤として光酸発生剤を用い、光照射により硬化する場合、照射した光が色素により吸収される結果、硬化が不十分となる場合がある。これに対して、上記増感剤を用いることで、幅広い波長域の光を効率的に吸収し、硬化性に優れたものとなる。
その結果、光酸発生剤、カチオン重合性化合物等の選択の自由度、露光光源の選択の自由度が向上し、所望の特性の硬化物を得ることが容易となる。また、硬化速度の上昇及び硬化性の向上により、色素のブリードアウトを効果的に抑制でき、所望の波長範囲に急峻な吸収ピークを有する硬化物を得られるとの効果をより効果的に発揮できるからである。さらに、上記組成物は、耐透湿性等にも優れたものとなるからである。
上記増感剤としては、酸発生剤と共に用いることで、酸発生剤からの酸の発生効率を向上できるものである。
本発明においては、なかでも、上記増感剤が、アントラセン系化合物、ナフタレン系化合物、ベンゾイン誘導体、ベンゾフェノン誘導体、チオキサントン誘導体、複素環化合物であることが好ましく、特に、アントラセン系化合物、ナフタレン系化合物又は複素環化合物であることが好ましい。
上記増感剤が、上述の化合物であることで、酸発生剤の酸発生効率を効率的に向上できる結果、色素を含む組成物の硬化が容易となるからである。
また、複素環化合物は、酸発生剤に配位して、効率的にエネルギーの移動を行えるため、酸発生剤の酸発生効率を効果的に向上できるからである。
さらに、上記アントラセン系化合物、ナフタレン系化合物は、幅広い波長の光を吸収しエネルギーを酸発生剤の酸発生に利用できるため、照射される活性エネルギー線を効果的に利用可能となるからである。また、極大吸収波長が短いため、透明性により優れた硬化物を得られるからである。
なお、上記増感剤として挙げた化合物同士は、明確に分離できない場合がある。例えば、ベンゾフェノン誘導体等は、ラジカル重合開始剤に該当するものが含まれる場合がある。また、複素環化合物の中には、縮合環含有化合物に該当するものが含まれる場合がある。
R201及びR202で表される炭素原子数2〜12のアルコキシアルキル基としては、メトキシメチル、メトキシエチル、メトキシプロピル、エトキシエチル、メトキシブチル、エトキシプロピル、プロポキシエチル、メトキシペンチル、エトキシブチル、プロポキシプロピル、ブトキシエチル、ペントキシエチル、ブトキシプロピル、ヘキソキシエチル、ペントキシプロピル等が挙げられる。
本発明においては、R203が、水素原子であることが好ましい。
上記ベンゾフェノン誘導体としては、ベンゾフェノン、2,4−ジクロロベンゾフェノン、o−ベンゾイル安息香酸メチル、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)ベンゾフェノン等が挙げられる。
上記チオキサントン誘導体としては、2−クロロチオキサントン、2−イソプロピルチオキサントン等が挙げられる。
上記ベンゾフェノン系化合物としては、例えば、ベンゾフェノン、o−ベンゾイル安息香酸メチル、ミヒラーケトン、4,4’−ビスジエ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、4−ベンゾイル−4’−メチルジフェニルスルフィド等が挙げられる。
上記1級アミンとしては、エチルアミン、プロピルアミン、イソプロピルアミン、ブチルアミン、イソブチルアミン、ペンチルアミン、ネオペンチルアミン、ヘキシルアミン、オクチルアミン、ノニルアミン、2−エチルヘキシルアミン、シクロヘキシルアミン、エタノールアミン、アニリン、p−メチルアニリン等が挙げられる。
上記2級アミンとしては、例えばジエチルアミン、ジプロピルアミン、ジブチルアミン、ジペンチルアミン、ジヘキシルアミン、メチルアニリン、エチルアニリン、ジヒドロキシエチルアミン等が挙げられる。
上記3級アミンとしては、トリメチルアミン、トリエチルアミン、N,N−ジメチルベンジルアミン、トリフェニルアミン、トリブチルアミン、トリオクチルアミン、トリドデシルアミン、ジブチルベンジルアミン、トリナフチルアミン、N−エチル−N−メチルアニリン、N,N−ジエチルアニリン、N−フェニル−N−メチルアニリン、N,N−ジメチル−p−トルイジン、N,N−ジメチル−4−ブロモアニリン、N,N−ジメチル−4−メトキシアニリン、N−フェニルピペリジン、N−(4−メトキシフェニル)ピペリジン、N−フェニル−1,2,3,4−テトラヒドロイソキノリン、6−ベンジルオキシ−N−フェニル−7−メトキシ−1,2,3,4−テトラヒドロイソキノリン、N,N’−ジメチルピペラジン、N,N−ジメチルシクロヘキシルアミン、2−ジメチルアミノメチルフェノール、2,4,6−トリス(ジメチルアミノメチル)フェノール、トリス(2−メトキシメトキシエチル)アミン、トリス{2−(2−メトキシエトキシ)エチル}アミン、トリス{2−(2−メトキシエトキシメトキシ)エチル}アミン、トリス{2−(1−メトキシエトキシ)エチル}アミン、トリス{2−(1−エトキシエトキシ)エチル}アミン、トリス{2−(1−エトキシプロポキシ)エチル}アミン、トリス[2−{2−(2−ヒドロキシエトキシ)エトキシ}エチル]アミン、トリエタノールアミントリアセテート等が挙げられ、なかでもトリフェニルアミン誘導体が好ましい。
R211、R212、R213、R214、R215、R216、R217、R218、R219、R220、R221、R222、R223、R224及びR225で表される炭素原子数6〜20のアリール基としては、フェニル基、トリル基、3,4,5−トリメトキシフェニル基、4−第三ブチルフェニル基、ビフェニル基、ナフチル基、メチルナフチル基、アントラセニル基、フェナントリル基等が挙げられる。
上記の複素環化合物の中でも、窒素原子又は酸素原子を含有する縮合環含有化合物が好ましく、特に入手容易性の点等からカルバゾール誘導体、ベンゾカルバゾール誘導体、ジベンゾジオキシン誘導体が好ましく、とりわけ硬化性の点で、ベンゾカルバゾール誘導体が好ましい。上記組成物は、硬化性に優れたものとなるからである。
本開示においては、R227、R228、R229、R230、R231、R232、R233及びR234が、水素原子、炭素原子数1〜10のアルキル基であることが好ましく、なかでも、水素原子であることが好ましい。上記組成物は、硬化性に優れたものとなるからである。
本開示においては、なかでも、上記ベンゾカルバゾール誘導体が、上記一般式(VII−1)で表される化合物であることが好ましい。上記組成物は、硬化性に優れたものとなるからである。
本発明においては、上記R236、R237、R238、R239、R240、R241、R242、R243、R244、R245、R247、R248、R249、R250、R251、R252、R253、R254、R255、R256、R258、R259、R260、R261、R262、R263、R264、R265、R266及びR267が、水素原子、炭素原子数1〜10のアルキル基であることが好ましく、なかでも、水素原子であることが好ましい。上述の基が上述の基又は原子であることで、上記組成物は、硬化性に優れたものとなるからである。
上記増感剤の含有量は、例えば、酸発生剤100質量部に対して、1質量部以上200質量部以下であることが好ましく、5質量部以上150質量部以下であることが好ましく、10質量部以上100質量部以下であることが好ましい。上記使用割合が上述の範囲であることで、硬化性に優れたものとなるからである。
上記添加剤の合計の含有量としては、所望の波長範囲により急峻な吸収ピークを有する硬化物を得ることができるものであればよいが、例えば、上記組成物の固形分100質量部中に30質量部以下であることが好ましい。上記組成物は、所望の波長範囲により急峻な吸収ピークを有する硬化物を容易に得ることができるからである。
上記組成物は、各発色の発光強度の低下を抑制するとの観点から、その硬化物において所望の波長範囲に観察される吸収ピークの半値幅が狭いことが好ましい。
したがって、上記硬化物は、2種類の発色の可視光間の重なり領域のみを選択的に吸収し、2種類の発色の可視光それぞれの発光強度の低下を抑制しつつ、それぞれの発色の色純度を向上できる。その結果、上記組成物は、色再現性に優れた光学フィルタを得ることができるからである。
(1)上記組成物を基材(東洋紡製PETフィルムA9300(100μm)に、バーコート法で塗布して、硬化し、評価用サンプル(基材+硬化膜)を得る。
塗膜の厚みは、硬化後に所望の波長範囲において観察される最大吸収波長での透過率が5%程度(3%以上7%以下)となるように調整する。
(2)得られた評価用サンプルを、分光光度計(例えば、日本分光製可視紫外吸光度計V−670等)を用いて、透過率を測定する。
なお、透過率を測定する波長範囲は、色素に由来する最大吸収波長及び半値が観察される波長範囲を含むものであれば問題はなく、例えば、色素の最大吸収波長が550nm以上610nm以下である場合には、450nm以上700nm以下の範囲とすることができる。
また、半値幅については、上記色素単体半値幅の計算方法と同様の方法を用いることができる。
(1)基材上に塗布した後、塗膜を80℃5分間の条件で乾燥処理して溶剤を除去する。
(2)酸発生剤が光酸発生剤である場合、乾燥処理後の塗膜に対して高圧水銀ランプを用いて紫外線を700mJ/cm2照射して硬化処理を行い、評価用サンプルを得る。
(3)酸発生剤が熱酸発生剤である場合、乾燥処理後の塗膜に対して100℃20分の加熱処理を行って硬化処理を行い、評価用サンプルを得る。
上記差が上述の範囲であることで、上記組成物は、所望の波長範囲に、より急峻な吸収ピークを有する硬化物を得ることが容易となるからである。したがって、上記組成物は、色再現性に優れた光学フィルタを容易に製造可能となるからである。
上記差が上述の範囲であることで、上記組成物は、550nm以上610nm以下の波長範囲に、より急峻な吸収ピークを有する硬化物を得ることが容易となるからである。したがって、上記組成物は、色再現性に優れた光学フィルタを容易に製造可能となるからである。
上記組成物は、例えば、上記色素の含有量が、上記組成物の固形分100質量部中に、0.01質量部以上10質量部以下であり、上記カチオン重合性化合物の含有量が、上記組成物の固形分100質量部中に、50質量部以上であり、上記酸発生剤の含有量が、上記組成物の固形分100質量部中に、0.01質量部以上10質量部以下であるものとすることができる。上記各成分の含有量が上述の組合せであることで、上記組成物は、所望の波長範囲に、より急峻な吸収ピークを有する光学フィルタを容易に得ることができる。
上記製造方法は、硬化物の550nm以上610nm以下等の所定の波長範囲に観察される吸収ピークの半値幅と、色素の550nm以上610nm以下等の所定の波長範囲に観察される吸収ピークの半値幅と、の差の絶対値が、小さくなるように、各成分を選択して、組成物を調製する工程等を有するものであってもよい。
上記硬化方法としては、酸発生剤が光酸発生剤である場合には、組成物に対して、紫外線等のエネルギー線を照射するエネルギー線照射処理を行う方法を用いることができる。
上記組成物は、酸発生剤が光酸発生剤である場合には、エネルギー線照射により通常は0.1秒〜数分後に指触乾燥状態或いは溶媒不溶性の状態に硬化することができる。
上記エネルギー線及びエネルギー線への暴露時間としては、国際公開2013/172145号公報等に記載の内容と同様とすることができる。
上記組成物への加熱方法、加熱条件、硬化時間等については、国際公開2015/240123号公報等に記載の内容と同様とすることができる。
上記用途は、緑色画素又は赤色の画素と重なるように配置される画像表示装置の色調製用フィルタ用であることも好ましい。
上記用途であることで、所望の波長範囲により急峻な吸収ピークを有する光学フィルタを製造可能であるとの効果をより効果的に発揮できるからである。
上記用途は、なかでも、上記色素が、550nm以上610nm以下に最大吸収波長を有する色素である場合には、緑色光及び赤色光の発光光を有する画像表示装置の色調整フィルタ用であることが好ましく、中でも特に、平面視上緑色の画素及び赤色の画素と重なり、緑色光及び赤色光の発光光の両者が透過するように配置される画像表示装置の色調整フィルタ用であることが好ましい。
上記用途であることで、550nm以上610nm以下の波長範囲により急峻な吸収ピークを有する光学フィルタを製造可能であるとの効果をより効果的に発揮できるからである。
また、上記組成物の用途としては、フレキシブル性が要求される用途も挙げることができる。
具体的には、上記組成物は、フレキシブル性を有する画像表示装置用の光学フィルタ等に好ましく用いることができる。
次に、本発明の組成物2について説明する。
本発明の組成物2は、テトラアザポルフィリン系色素、トリアリールメタン系色素又はシアニン系色素と、カチオン重合性化合物と、酸発生剤と、を有することを特徴とするものである。
なお、このような組成物を用いることで、このような効果を得ることができる理由については、上記「A.組成物」の項に記載の内容と同様とすることができる。
また、上記組成物は、その他の成分を含むことができる。
なお、このような各成分の内容、硬化物半値幅と色素単体半値幅との差の絶対値、組成物の製造方法、硬化方法、組成物の用途等のその他の事項については、上記「A.組成物」の項に記載の内容と同様とすることができる。
本発明においては、例えば、550nm以上610nm以下の波長範囲等の所望の波長範囲に急峻な吸収ピークを有する光学フィルタを得ることができるとの観点から、上記色素がテトラアザポルフィリン系色素又はトリアリールメタン系色素であることが好ましい。
上記テトラアザポルフィリン系色素としては、例えば、2種類の発色の可視光間の重なりを低減する光学フィルタに用いるという観点からは、2色の発光スペクトルが重なる波長の範囲の光を吸収可能なものを用いることができる。
上記テトラアザポルフィリン系色素としては、例えば、緑色光及び赤色光の重なりを低減する光学フィルタに用いるという観点からは、550nm以上610nm以下に最大吸収波長を有する色素を用いることができる。また、青色光及び緑色光の重なりを低減し、色純度を向上する光学フィルタに用いるという観点からは、450nm以上550nm以下に最大吸収波長を有する色素を用いることができる。
上記テトラアザポルフィリン系色素としては、例えば、380nm以上780nm以下の可視光間の重なりに限らず、380nmより短波長の紫外光間、780nmより長波長の赤外線間等の重なりを低減する光学フィルタに用いるという観点から、これらの光の波長範囲に最大吸収波長を有するものを用いることもできる。
上記テトラアザポルフィリン系色素としては、上記一般式(1)で表される色素を好ましく用いることができる。所望の波長範囲により急峻な吸収ピークを有する硬化物を得ることができるからである。
なお、上記テトラアザポルフィリン系色素としては、1種類のみを用いてもよいが、構造、中心金属の種類が異なる2種類以上の化合物を含むものであってもよい。
本発明においては、湿熱耐久性等の耐久性向上の観点からは、上記テトラアザポルフィリン系色素が2種類以上の化合物を含むことが好ましい。なお、このような2種類以上のテトラアザポルフィリン系色素の化合物の組合せ、2種類の化合物を含む場合の比率等についても、上記「A.組成物」の項に記載の内容と同様とすることができる。
上記トリアリールメタン系色素としては、例えば、2種類の発色の可視光間の重なりを低減する光学フィルタに用いるという観点からは、2色の発光スペクトルが重なる波長の範囲の光を吸収可能なものを用いることができる。
上記トリアリールメタン系色素としては、例えば、緑色光及び赤色光の重なりを低減する光学フィルタに用いるという観点からは、550nm以上610nm以下に最大吸収波長を有する色素を用いることができる。また、青色光及び緑色光の重なりを低減し、色純度を向上する光学フィルタに用いるという観点からは、450nm以上550nm以下に最大吸収波長を有する色素を用いることができる。
上記トリアリールメタン系色素としては、例えば、380nm以上780nm以下の可視光間の重なりに限らず、380nmより短波長の紫外光間、780nmより長波長の赤外線間等の重なりを低減する光学フィルタに用いるという観点から、これらの光の波長範囲に最大吸収波長を有するものを用いることもできる。
上記トリアリールメタン系色素としては、上記一般式(301)で表される色素を好ましく用いることができる。所望の波長範囲に、より急峻な吸収ピークを有する硬化物を得ることができるからである。
上記シアニン系色素としては、例えば、2種類の発色の可視光間の重なりを低減する光学フィルタに用いるという観点からは、2色の発光スペクトルが重なる波長の範囲の光を吸収可能なものを用いることができる。
上記シアニン系色素としては、例えば、緑色光及び赤色光の重なりを低減する光学フィルタに用いるという観点からは、550nm以上610nm以下に最大吸収波長を有する色素を用いることができる。また、青色光及び緑色光の重なりを低減し、色純度を向上する光学フィルタに用いるという観点からは、450nm以上550nm以下に最大吸収波長を有する色素を用いることができる。
上記シアニン系色素としては、例えば、380nm以上780nm以下の可視光間の重なりに限らず、380nmより短波長の紫外光間、780nmより長波長の赤外線間等の重なりを低減する光学フィルタに用いるという観点から、これらの光の波長範囲に最大吸収波長を有するものを用いることもできる。
上記シアニン系色素としては、上記一般式(401)で表される色素を好ましく用いることができる。所望の波長範囲に、より急峻な吸収ピークを有する硬化物を得ることができるからである。
また、上記テトラアザポルフィリン系色素、トリアリールメタン系色素及びシアニン系色素の含有量は、カチオン重合性化合物100質量部に対して、0.01質量部以上10質量部以下とすることができ、なかでも0.02質量部以上5質量部以下であることが好ましく、特に0.05質量部以上4質量部以下であることが好ましく、なかでも特に、0.05質量部以上3.5質量部以下であることが好ましい。上記含有量が上述の範囲であることで、所望の波長範囲に急峻な吸収ピークを有する硬化物を得ることができるからである。
また、上記色素は、テトラアザポルフィリン系色素、トリアリールメタン系色素又はシアニン系色素を含むものであり、これらの色素の少なくとも1種を含むものであれば制限はない。上記色素がこれらの色素を混合して用いる場合、色素全体の含有量は、上記「A.組成物」の「1.色素」の「(1)550nm以上610nm以下に最大吸収波長を有する色素」の項に記載の550nm以上610nm以下に最大吸収波長を有する色素の含有量と同様とすることができる。
さらに、上記テトラアザポルフィリン系色素、トリアリールメタン系色素及びシアニン系色素の合計100質量部中の、上記テトラアザポルフィリン系色素、トリアリールメタン系色素及びシアニン系色素のそれぞれについての含有量としては、上記「A.組成物」の「1.色素」の「(1)550nm以上610nm以下に最大吸収波長を有する色素」の項に記載の各色素の550nm以上610nm以下に最大吸収波長を有する上記色素100質量部中の含有量と同様とすることができる。具体的には、上記テトラアザポルフィリン系色素、トリアリールメタン系色素及びシアニン系色素の含有量は、それぞれ、上記テトラアザポルフィリン系色素、トリアリールメタン系色素及びシアニン系色素の合計100質量部中に、50質量部以上とすることができ、なかでも、80質量部以上であることが好ましく、特に、95質量部以上であることが好ましい。上記含有量が上述の範囲であることで、上記組成物は、所望の波長範囲に急峻な吸収ピークを有する光学フィルタを製造可能となるからである。
すなわち、上記組成物2は、色素、カチオン重合性化合物及び酸発生剤を含み、上記色素が、少なくともテトラアザポルフィリン系色素、トリアリールメタン系色素又はシアニン系色素を含むものとすることができる。
上記その他の色素については、上記「A.組成物」の「1.色素」の「(1−4)その他」の項に記載の内容と同様とすることができる。
また、上記その他の色素及び上記テトラアザポルフィリン系色素の合計の含有量等、テトラアザポルフィリン系色素、トリアリールメタン系色素及びシアニン系色素と必要に応じて含まれるその他の色素の合計の含有量としては、上記「A.組成物」の「1.色素」の「(1)550nm以上610nm以下に最大吸収波長を有する色素」の項に記載の550nm以上610nm以下に最大吸収波長を有する色素及びその他の波長域に最大吸収波長を有する色素の合計の含有量と同様とすることができる。
例えば、上記組成物2に含まれる色素全体の含有量としては、組成物2の固形分100質量部中に、0.01質量部以上10質量部以下とすることができ、0.1質量部以上5質量部以下であることが好ましく、特に0.1質量部以上3質量部以下であることが好ましい。
また、色素全体の含有量は、組成物2の100質量部中に、0.01質量部以上10質量部以下とすることができ、0.1質量部以上5質量部以下であることが好ましく、特に0.2質量部以上3質量部以下であることが好ましい。
色素全体の含有量は、カチオン重合性化合物100質量部に対して、0.01質量部以上10質量部以下とすることができ、0.02質量部以上5質量部以下であることが好ましく、0.05質量部以上4質量部以下であることがより好ましく、0.05質量部以上3.5質量部以下であることが更に好ましく、0.1質量部以上3.5質量部以下であることが特に好ましく、0.3質量部以上3.5質量部以下であることが最も好ましい。
色素全体の含有量は、色素全体と、カチオン重合性化合物と、酸発生剤との合計100質量部中に、0.1質量部以上15質量部以下であることが好ましく、0.2質量部以上10質量部以下であることが好ましく、特に0.3質量部以上5質量部以下であることが好ましい。上記色素全体の含有量が上述の範囲であることで、所望の波長範囲により急峻な吸収ピークを有する硬化物を得ることができるからである。
上記組成物に含まれる色素全合計量100質量部中に含まれる、テトラアザポルフィリン系色素、トリアリールメタン系色素及びシアニン系色素の合計の含有量は、上記「A.組成物」の「1.色素」の「(1)550nm以上610nm以下に最大吸収波長を有する色素」の項に記載の、組成物に含まれる色素全合計量100質量部中に含まれる550nm以上610nm以下に最大吸収波長を有する色素の含有量と同様とすることができる。
すなわち、上記テトラアザポルフィリン系色素、トリアリールメタン系色素及びシアニン系色素の合計の含有量は、組成物に含まれる色素全合計量100質量部中に、50質量部以上とすることができ、80質量部以上であることが好ましく、90質量部以上であることがより好ましく、95質量部以上であることが更に好ましく、特に100質量部であること、すなわち、上記組成物が色素として、テトラアザポルフィリン系色素、トリアリールメタン系色素及びシアニン系色素から選択される1種類以上の色素のみを含むことが好ましい。上記含有量が上述の範囲であることで、所望の波長範囲により急峻な吸収ピークを有する硬化物を得ることができるからである。
次に、本発明の組成物3について説明する。
本発明の組成物3は、色素と、重合性化合物と、を有し、硬化物の550nm以上610nm以下に観察される吸収ピークの半値幅と、上記色素単体の550nm以上610nm以下に観察される吸収ピークの半値幅と、の差の絶対値が、所定の範囲以下であること特徴とするものである。
なお、このような組成物を用いることで、このような効果を得ることができる理由については、上記「A.組成物」の項に記載の内容と同様とすることができる。
以下、このような組成物の各成分について説明する。
なお、上記色素については、上記「A.組成物」の項に記載の内容と同様とすることができる。より具体的には、上記「A.組成物」の550nm以上610nm以下に最大吸収波長を有する色素として挙げたものと同様とすることができる。
上記重合性化合物としては、重合性基を有する重縮合可能な化合物であればよい。
本発明においては、なかでも、重合性化合物がカチオン重合性化合物を含むことが好ましい。
このような重縮合可能な化合物及びカチオン重合性化合物の内容については、上記「A.組成物」の項に記載の内容と同様とすることができるため、ここでの説明は省略する。
上記硬化物の所望の範囲で観察される吸収ピークの半値幅と、上記色素単体の所望の範囲で観察される吸収ピークの半値幅と、の差の絶対値としては、所定の範囲以下であれば問題はなく、上記組成物の種類、用途等に応じて適宜設定することができる。
上記半値幅の差の絶対値としては、上記「A.組成物」の「5.組成物」の550nm以上610nm以下に最大吸収波長を有する色素を含む場合の半値幅の差の絶対値として記載した内容と同様とすることができ、より具体的には、50nm以下とすることができる。
上記組成物は、上記重合性化合物を重合するための開始剤を含むことができる。
このような開始剤としては、例えば、重合性化合物としてラジカル重合性化合物を含む場合には、光又は熱ラジカル重合開始剤を挙げることができる。
また、上記開始剤としては、重合性化合物としてカチオン重合性化合物を含む場合には、酸発生剤を挙げることができる。
上記光又は熱ラジカル重合開始剤については、公知の化合物を用いることができる。
酸発生剤、上記組成物の用途等のその他の事項については、上記「A.組成物」の項に記載の内容と同様とすることができる。
次に、本発明の硬化物について説明する。
本発明の硬化物は、上述の組成物の硬化物であることを特徴とするものである。
以下、本発明の硬化物について詳細に説明する。
なお、上記組成物については、上記「A.組成物」、「B.組成物2」及び「C.組成物3」の項に記載の内容と同様とすることができる。
上記重合性化合物の重合物の含有量は、上記「A.組成物」の項に記載のカチオン重合性化合物の含有量と同様とすることができる。
上記硬化物に含まれるカチオン重合性化合物等の重合性化合物の残存量としては、硬化物の用途等に応じて適宜設定されるものであるが、例えば、硬化物に含まれるカチオン重合性化合物等の重合性化合物とこれらの重合物との合計100質量部中に、10質量部以下とすることができ、なかでも、1質量部以下であることが好ましい。上記硬化物は密着性等に優れ、さらに、強度等にも優れたものとなるからである。
上記厚みとしては、例えば、0.05μm以上300μm以下等とすることができる。
このような製造方法としては、例えば、後述する「F.硬化物の製造方法」の項に記載の内容と同様とすることができるため、ここでの説明は省略する。
次に、本発明の光学フィルタについて説明する。
本発明の光学フィルタは、上述の組成物の硬化物を含むことを特徴とするものである。
上記硬化物については、上記「D.硬化物」の項に記載の内容と同様とすることができる。
上記積層光学フィルタとしては、例えば、透明支持体及び光学フィルタがこの順で積層したものを挙げることができる。
上記積層光学フィルタは、下塗り層、反射防止層、ハードコート層、潤滑層、粘着剤層等の各層を含むものであってもよい。
上記光学フィルタは、例えば、上記透明支持体及び任意の各層の間を接着する接着層等として用いられるものであってもよい。
また、その際には、上記積層光学フィルタは、接着層としての光学フィルタの表面に、易密着したポリエチレンテレフタレートフィルム等の公知のセパレータフィルムを設けることもできる。
上記光学フィルタは、例えば、画像表示装置に含まれる各部材、例えば、カラーフィルタ、偏光板等の光学部材として用いられるものであってもよい。
また、上記光学フィルタは、上記画像表示装置に含まれる各部材に直接積層されるものであってもよい。
次に、本発明の硬化物の製造方法について説明する。
本発明の硬化物の製造方法は、上述の組成物を硬化する工程を含むことを特徴とするものである。
以下、本発明の硬化物の製造方法の各工程について詳細に説明する。
なお、上記組成物は、上記「A.組成物」、「B.組成物2」及び「C.組成物3」の項に記載の内容と同様とすることができるので、ここでの説明は省略する。
上記硬化する工程は、上述の組成物を硬化する工程である。
上記組成物の硬化方法としては、組成物に含まれる酸発生剤等の開始剤の種類等に応じて適宜設定することができる。
このような硬化方法としては、例えば、組成物が開始剤として、光酸発生剤、光ラジカル開始剤等のように、光照射により重合性化合物の重合物を得ることができるものである場合には、上記組成物に対して、紫外線等のエネルギー線を照射するエネルギー線照射処理を行う方法を用いることができる。
また、上記硬化方法は、組成物が開始剤として、熱酸発生剤、熱ラジカル開始剤等のように、加熱処理により重合性化合物の重合物を得ることができるものである場合には、組成物に対して、加熱処理を行う方法を用いることができる。
なお、このようなエネルギー線照射、加熱処理等については、上記「A.組成物」の項に記載の内容と同様とすることができる。
上記製造方法は、必要に応じてその他の工程を有するものであってもよい。
このような工程としては、組成物を硬化する工程の前に、上記組成物を塗布する工程等を挙げることができる。
組成物を塗布する方法としては、スピンコーター、ロールコーター、バーコーター、ダイコーター、カーテンコーター、各種の印刷、浸漬等の公知の方法を用いることができる。
上記基材としては、硬化物の用途等に応じて適宜設定することができ、ソーダガラス、石英ガラス、半導体基板、金属、紙、プラスチック等を含むものを挙げることができる。
また、上記硬化物は、基材上で形成された後、基材から剥離して用いても、基材から他の被着体に転写して用いてもよい。
上記その他の工程としては、硬化物の550nm以上610nm以下等の所定の波長範囲に観察される吸収ピークの半値幅と、色素の550nm以上610nm以下等の所定の波長範囲に観察される吸収ピークの半値幅と、の差の絶対値が、小さくなるように、各成分を選択して、組成物を調製する工程等を有するものであってもよい。なお、半値幅の差の絶対値としては、上記「A.組成物」の項に記載の内容と同様とすることができる。
本発明の製造方法により製造される硬化物及び用途等については、上記「D.硬化物」の項に記載の内容と同様とすることができる。
1. 550nm以上610nm以下に最大吸収波長を有する色素と、カチオン重合性化合物と、酸発生剤と、を含む組成物。
2. 前記組成物を硬化物にしたとき、該硬化物の550nm以上610nm以下に観察される吸収ピークの半値幅と、前記550nm以上610nm以下に最大吸収波長を有する色素の550nm以上610nm以下に観察される吸収ピークの半値幅との差の絶対値が、50nm以下である、1.に記載の組成物。
3. 前記550nm以上610nm以下に最大吸収波長を有する色素の含有量が、前記組成物の固形分100質量部中に、0.01質量部以上10質量部以下であり、前記カチオン重合性化合物の含有量が、前記組成物の固形分100質量部中に、50質量部以上であり、前記酸発生剤の含有量が、前記組成物の固形分100質量部中に、0.01質量部以上10質量部以下である1.又は2.に記載の組成物。
4. 前記550nm以上610nm以下に最大吸収波長を有する色素が、テトラアザポルフィリン系色素、トリアリールメタン系色素又はシアニン系色素を含む1.〜3.のいずれか1項に記載の組成物。
5. 前記テトラアザポルフィリン系色素、トリアリールメタン系色素又はシアニン系色素の含有量が、前記550nm以上610nm以下に最大吸収波長を有する色素100質量部中に、50質量部以上である4.に記載の組成物。
6. テトラアザポルフィリン系色素、トリアリールメタン系色素又はシアニン系色素と、カチオン重合性化合物と、酸発生剤と、を含む組成物。
7. 前記テトラアザポルフィリン系色素が、上記一般式(1)で表される色素であり、前記トリアリールメタン系色素が、上記一般式(301)で表される色素である4.〜6.のいずれか1項に記載の組成物。
8. 前記組成物を硬化物にしたとき、該硬化物の550nm以上610nm以下に観察される吸収ピークの半値幅が、150nm以下である1.〜7.のいずれか1項に記載の組成物。
9. 前記酸発生剤が、上記一般式(2)で表される光酸発生剤を含む1.〜8.のいずれか1項に記載の組成物。
10. 前記カチオン重合性化合物が、エポキシ化合物及びオキセタン化合物から選択される少なくとも1種を含む1.〜9.のいずれか1項に記載の組成物。
11. 前記組成物が、光学フィルタ用である1.〜10.のいずれか1項に記載の組成物。
12. 1.〜11.のいずれかに記載の組成物の硬化物。
13. 12.に記載の硬化物を含む光学フィルタ。
14. 1.〜11.のいずれか1項に記載の組成物を硬化する工程を含む硬化物の製造方法。
化合物C−1の製造方法
2,7,12,17−テトラ−tert−ブチル−5,10,15,20−テトラアザ−21H,23H−ポルフィリン(アルドリッチ試薬)0.538g(1mmol)と、酢酸銅(II)0.2g(1.1mmol)と、DBU0.52g(3.3mmol)をノルマルペンタノール10gと混合し、140℃で8時間反応させた。その後、残差を液体クロマトグラフィー(クロロホルム)で精製し、減圧乾燥させて目的物C−1を得た。質量分析にて目的物の分子量であることを確認した。
国際公開第2014/196464号に記載の方法により、下記式(C―5)で表される化合物を得た。
特開2012−121821号公報に記載の方法により、下記式(C―6)で表される化合物を得た。
下記表1〜表4に記載の配合に従って、カチオン重合性化合物、酸発生剤、色素、ラジカル重合性化合物、光ラジカル開始剤、溶剤及び添加剤を配合して組成物を得た。
また、各成分は以下の材料を用いた。
なお、表中の配合量は、各成分の質量部を表すものである。
A1−1:脂肪族エポキシ化合物、グリシジルエーテル型化合物、低分子量化合物(ADEKA社製ED−523T)
A1−2:脂肪族エポキシ化合物、グリシジルエーテル型化合物、低分子量化合物(ADEKA社製ED−506)
A1−3:芳香族エポキシ化合物、グリシジルエーテル型化合物、低分子量化合物(ADEKA社製EP−4100E)
A1−4:芳香族エポキシ化合物、グリシジルエーテル型化合物、低分子量化合物(ADEKA社製EP−4901)
A1−5:芳香族エポキシ化合物、グリシジルエーテル型化合物、低分子量化合物(ADEKA社製EP−4000)
A1−6:脂環族エポキシ化合物、グリシジルエーテル型化合物、低分子量化合物(ADEKA社製EP−4080E)
A1−7:シクロヘキセンオキシド構造を有する脂環族エポキシ化合物、低分子量化合物(ダイセル社製セロキサイド2021P)
A1−8:脂環族エポキシ化合物、2,2−ビス(ヒドロキシメチル)−1−ブタノールの1,2−エポキシ−4−(2−オキシラニル)シクロヘキサン付加物、高分子量化合物(ダイセル社製EHPE−3150)
A1−9:、芳香族エポキシ化合物、グリシジルエーテル型化合物、高分子量化合物(日本化薬社製NC−3000)
A1−10:芳香族エポキシ化合物、グリシジルエーテル型化合物、高分子量化合物(三菱化学株式会社製JER1001)
A1−11:オキセタン化合物、低分子量化合物(東亜合成社製OXT−101)
A1−12:オキセタン化合物、低分子量化合物(東亜合成社製OXT−211)
A1−13:脂環族エポキシ化合物、グリシジルエーテル型化合物、低分子量化合物(下記式(A1−13)で表される化合物)
A2−1:ラジカル重合性化合物(日本化薬社製カヤラッドDPHA(ジペンタエリスリトール ペンタ及びヘキサアクリレートの混合物))
(熱可塑性樹脂)
A3−1:熱可塑性樹脂(メタクリル樹脂、住友化学社製スミペックスLG)
B1−1:光酸発生剤、芳香族スルホニウム塩(下記式(B1−1)で表される化合物)
B1−2:光酸発生剤、芳香族スルホニウム塩(下記式(B1−2)で表される化合物)
B1−3:光酸発生剤、芳香族スルホニウム塩(下記式(B1−3)で表される化合物)
B1−4:光酸発生剤、芳香族スルホニウム塩(下記式(B1−4)で表される化合物)
B1−5:光酸発生剤、芳香族スルホニウム塩(サンアプロ社製CPI−150)
B1−6:光酸発生剤、芳香族スルホニウム塩(サンアプロ社製CPI−100P)
B1−7:光酸発生剤、芳香族スルホニウム塩(サンアプロ社製CPI−210S)
B1−8:熱酸発生剤、芳香族スルホニウム塩(三新化学工業株式会社製SI−110)
B2−1:熱ラジカル開始剤(1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン(IRGACURE184))
C−1:テトラアザポルフィリン、一般式(1)で表される化合物(M=Cu)(製造例1で製造された上記式(C−1)で表される化合物)
C−2:テトラアザポルフィリン、一般式(1)で表される化合物(山田化学工業社製FDG−006
C−3:テトラアザポルフィリン、一般式(1)で表される化合物(M=バナジウム)(山本化成社製PD−320)
C−4:シアニン、(下記式(C−4)で表される化合物)
C−5:トリアリールメタン系色素、一般式(301)で表される化合物(製造例2で製造された上記式(C−5)で表される化合物)
C−6:テトラアザポルフィリン、一般式(1)で表される化合物(M=Cu)(製造例3で製造された上記式(C−6)で表される化合物)
D−1:レベリング剤(東レダウコーニング社製SH−29P Paint aditive)
D−2:界面活性剤(ビックケミー社製BYK−333)
D−3:酸化防止剤(ADEKA社製AO−60)
D−4:酸化防止剤(ADEKA社製AO−20)
D−5:増感剤(下記式(D−5)で表される化合物)
D−6:増感剤(下記式(D−6)で表される化合物)
D−7:増感剤(下記式(D−7)で表される化合物)
D−8:増感剤(下記式(D−8)で表される化合物)
E−1:メチルエチルケトン(MEK)
E−2:トルエン
E−3:ジアセトンアルコール
E−4:プロピレングリコールモノメチルエーテル(PGM)
各種の測定については、以下の方法に従って行った。
以下の方法により評価用サンプルを準備し、日本分光製可視紫外吸光度計V−670を用いて、透過スペクトルを測定し、450nm〜700nmの範囲における透過率の最小値(透過率)とその時の波長(最大吸収波長:λmax)を得た。結果を下記表1〜4に示す。
(1)上記組成物を、基材(東洋紡製PETフィルムA9300、100μm)に、バーコート法で塗布した。
塗膜の厚みは、硬化後の最大吸収波長での透過率が5%程度(3%以上7%以下)となるように調整した。
(2)次いで、オーブンにて塗膜を、80℃、5分間の条件で乾燥処理して溶剤を除去した。
(3)次いで、各実施例及び比較例毎に以下の硬化処理を行った。
(3−1)実施例1〜16及び実施例18〜36では、乾燥処理後の塗膜に対して高圧水銀ランプを用いて紫外線を700mJ/cm2照射して硬化処理を行い、評価用サンプルを得た。
(3−2)実施例17では、オーブンにて乾燥処理後の塗膜に対して、100℃、20分の加熱処理を行って硬化処理を行い、評価用サンプルを得た。
(3−3)比較例1及び比較例3では、オーブンにて乾燥処理後の塗膜に対して、120℃、20分の加熱処理を行って硬化処理を行い、評価用サンプルを得た。
(3−4)比較例2及び比較例4では、乾燥処理後の塗膜(基材付き)を、評価用サンプルとした。
上記「評価1.硬化物の最大吸収波長」で得られた透過スペクトルから、半値((100%−最大吸収波長での透過率(%))/2)を算出した。
次いで、得られた透過スペクトルと、半値の算出結果と、から半値となる波長を最大吸収波長より長波長側と、短波長側とでそれぞれ求め、両者の波長の差の絶対値を半値幅として算出した。結果を下記表1〜4に示す。
なお、半値幅が狭いと、例えば、硬化物を光学フィルタとして用いた際に各色の発光強度の低下を抑制できる点で優れることを示す。
上記「評価1.硬化物の最大吸収波長」と同様の方法で作製した評価用サンプルの作製直後における、表面のタック性を触診にて評価し、以下の基準で評価した。結果を下記表1〜4に示す。
++:タックフリー(ベタツキ無)
+:ベタツキ有だが、12時間放置後はタックフリー(ベタツキ無)
なお、タック性評価が「++」であると、硬化物は、硬化速度が速いことを示す。
上記「評価1.硬化物の最大吸収波長」と同様の方法で作製した評価用サンプルを10cm角に切り取り、目視で反り返りがあるかを評価し、以下の基準で評価した。結果を下記表1〜4に示す。
++:反り返りなし
−:反り返りあり
なお、カール性評価が「++」であると、硬化物は、カールが少なく、カール性に優れることを示す。
上記「評価1.硬化物の最大吸収波長」と同様の方法で作製した評価用サンプルを10cm角に切り取り、直径10mmの金属棒に巻き付けてクラックが入らないかどうかを目視にて以下の基準で評価した。結果を下記表1〜4に示す。
++:クラック無し
−:クラック有り
なお、可撓性評価が「++」であると、硬化物は、可撓性に優れることを示す。
上記「評価1.硬化物の最大吸収波長」と同様の方法で作製した評価用サンプルの、上記組成物の硬化膜に、アセトンを染み込ませた綿棒を擦り付け、10往復後の染料の色移りを目視で観察し、以下の基準で評価した。結果を下記表1〜4に示す。
++:色移り無し
−:色移り有り
なお、耐溶剤性が「++」であると、硬化物は、経時的な色変化が少ない点で優れることを示す。
色素(C−1〜C−5)を、溶解後の最大吸収波長での透過率が5%程度(3%以上7%以下)となるように、クロロホルムに溶解して、色素溶液を調製した。
次いで、素溶液を、石英セル(光路長10mm、厚み1.25mm)に充填し、分光光度計(例えば、日本分光製可視紫外吸光度計V−670)を用いて透過率を測定し、450nm〜700nmの範囲における透過率の最小値(透過率)とその時の波長(最大吸収波長:λmax)を得た。
また、上記評価2と同様の方法により、半値幅(色素単体半値幅)を算出した。
結果を、下記表5に示す。
実施例1〜16及び18並びに実施例19〜36について、照射する紫外線量を700mJ/cm2から100mJ/cm2に変更した以外は、上記「評価1.硬化物の最大吸収波長」と同様の方法で作製した評価用サンプルの作製直後における、表面のタック性を触診にて評価し、以下の基準で評価した。結果を下記表1〜4に示す。
++:タックフリー(ベタツキ無)
+:ベタツキ有だが、12時間放置後はタックフリー(ベタツキ無)
なお、タック性評価が「++」であると、硬化物は、硬化速度が速いことを示す。
実施例1、12、13、21及び24〜36について、上記「評価1.硬化物の最大吸収波長」と同様の方法で作製した評価用サンプルを10cm角に切り出し、温度85℃、湿度85%の湿熱環境試験機に6時間静置した。
湿熱環境試験後の硬化膜において、硬化膜中の色素が析出している度合いについて下記の評価基準に従い目視で判断した。結果を下記表1〜4に示す。
++:10cm角の試験片中に色素が析出している面積割合が1割以下
+:10cm角の試験片中に色素が析出している面積割合が1割以上、4割以下
−:10cm角の試験片中に色素が析出している面積割合が4割以上
実施例1〜19は、ラジカル重合性化合物を含む比較例1及び比較例3と比較して、硬化物の半値幅と色素単体半値幅との差が小さいことが確認できた。具体的には、実施例1〜19では、半値幅の差を50nm以下とすることができた。これに対して、比較例1及び比較例3では、半値幅の差が50nmより大きいものとなった。すなわち、実施例1〜19の組成物は、550nm以上610nm以下の波長範囲等の所望の波長範囲に急峻な吸収ピークを有することが確認できた。
また、表には記載しないが、実施例1の色素の含有量を0.05質量部、0.1質量部、0.2質量部とした実施例(実施例1−1、実施例1−2、実施例1−3)と、比較例1の色素の含有量を0.05質量部、0.1質量部、0.2質量部とした比較例(比較例1−1、比較例1−2、比較例1−3)について、上記「評価2.硬化物の半値幅」に記載の評価を行った。
その結果、実施例1−1〜1−3は、それぞれ色素の含有量が同量の比較例1−1〜1−3よりも、硬化物の半値幅と色素単体半値幅との差が10nm以上小さいことが確認できた。
その結果、上記組成物は、緑色発光及び赤色発光の色純度を高めることが可能であり、画像表示装置の色再現性に優れた光学フィルタに特に有用であることが確認できた。
実施例1〜19と比較例1及び比較例3との可撓性評価から、実施例1〜18の組成物は、可撓性が良好であり、例えば、フレキシブル性を有する画像表示装置に用いられる光学フィルタ等に特に有用であることが確認できた。
実施例1〜19と比較例2及び比較例4との耐溶剤性の評価より、上記組成物は、カチオン重合性化合物を含むことで、三次元架橋された塗膜を形成でき、色素の保持性能等の耐久性に優れた硬化物を得られることが確認できた。
実施例17と他の実施例との比較より、光酸発生剤は熱酸発生剤より硬化速度が速いことが確認できた。また、熱酸発生剤を使用することで、上記組成物は、硬化処理(加熱処理)後に、他の部材との貼り合わせを容易に行うことができることが確認できた。
実施例20〜36と、実施例3等とのタック性2の評価から、増感剤を含む実施例20〜36の組成物は、カチオン重合性化合物として重合性に優れたA1−7の含有量が低い場合でも、優れた硬化性を発揮できることが確認できた。
Claims (16)
- テトラアザポルフィリン系色素、トリアリールメタン系色素又はシアニン系色素と、
カチオン重合性化合物と、
酸発生剤と、
を含む組成物。 - 前記テトラアザポルフィリン系色素が、下記一般式(1)で表される化合物であり、
前記トリアリールメタン系色素が、下記一般式(301)で表される化合物である請求項1に記載の組成物。
R311、R312、R313、R314、R315及びR316は、それぞれ独立に、水酸基、ハロゲン原子、シアノ基又はニトロ基を表すか、炭素原子数1〜8のアルキル基若しくは該アルキル基中の水素原子がシアノ基、ニトロ基、水酸基若しくはハロゲン原子で置換されている基、フェニル基若しくは該フェニル基中の水素原子が炭素原子数1〜4のアルキル基、ハロゲン原子、シアノ基若しくはビニル基で置換されている基、又はベンジル基若しくは該ベンジル基中の水素原子が炭素原子数1〜4のアルキル基、ハロゲン原子、シアノ基若しくはビニル基で置換されている基を表し、
R301とR311、R302とR312、R305とR313、R306とR314、R309とR315及びR310とR316は、互いに連結して6員環を形成していてもよく、
R311とR312、R313とR314、及びR315とR316は、互いに連結して3〜6員環の複素環を形成していてもよく、
R303とR304及びR307とR308は、単結合、酸素原子、硫黄原子、セレン原子、CR317R318、CO、NR319、PR320又はSO2を介して互いに連結して環を形成していてもよく、
R304とR305、R306とR307は、互いに連結して6員環を形成していてもよく、
Xは、単結合、酸素原子、硫黄原子、セレン原子、CR317R318、CO、NR319、PR320又はSO2を表し、
R317及びR318は、それぞれ独立に、水素原子、炭素原子数1〜8のアルキル基若しくは該アルキル基中の水素原子がハロゲン原子で置換されている基、又は炭素原子数1〜8のアルコキシ基若しくは該アルコキシ基中の水素原子がハロゲン原子で置換されている基を表し、
R319及びR320は、それぞれ独立に、水素原子又は炭素原子数1〜8のアルキル基若しくは該アルキル基中の水素原子がハロゲン原子で置換されている基を表し、
Anq1−はq1価の陰イオンを表し、q1は1又は2を表し、p1は電荷を中性に保つ係数を表す。) - 前記一般式(1)中のR1とR2、R3とR4、R5とR6及びR7とR8の組み合わせが、それぞれ独立して、下記(i)、(ii)及び(iii)で表されるいずれかの組み合わせである請求項2に記載の組成物。
(i)水素原子と、炭素原子数1〜30のアルキル基又は該アルキル基中の水素原子が置換基で置換されている基との組み合わせ
(ii)炭素原子数1〜30のアルキル基又は該アルキル基中の水素原子が置換基で置換されている基と、炭素原子数1〜30のアルコキシ基又は該アルコキシ基中の水素原子が置換基で置換されている基との組み合わせ
(iii)炭素原子数1〜30のアルキル基又は該アルキル基中の水素原子が置換基で置換されている基と、炭素原子数6〜30のアリール基又は該アリール基中の水素原子が置換基で置換されている基との組み合わせ - 前記テトラアザポルフィリン系色素が、2種類の前記一般式(1)で表される化合物を含み、
前記2種類の化合物の組み合わせが、下記(a)又は(b)で表されるいずれかの組み合わせである請求項2又は請求項3に記載の組成物。
(a)一般式(1)中のR1〜R8の少なくとも1つが、炭素原子数6〜30のアリール基又は該アリール基中の水素原子が置換基で置換されている基である化合物と、一般式(1)中のR1〜R8が、炭素原子数6〜30のアリール基及び該アリール基中の水素原子が置換基で置換されている基以外の基である化合物との組み合わせ
(b)一般式(1)中のMが、2価の金属原子である化合物と、一般式(1)中のMが、3価若しくは4価の金属化合物である化合物との組み合わせ - 前記テトラアザポルフィリン系色素、トリアリールメタン系色素及びシアニン系色素が、550nm以上610nm以下に最大吸収波長を有する色素である請求項1〜4のいずれか1項に記載の組成物。
- 550nm以上610nm以下に最大吸収波長を有する色素と、
カチオン重合性化合物と、
酸発生剤と、
を含む組成物。 - 前記組成物を硬化物にしたとき、該硬化物の550nm以上610nm以下に観察される吸収ピークの半値幅と、
550nm以上610nm以下に最大吸収波長を有する前記色素の550nm以上610nm以下に観察される吸収ピークの半値幅との差の絶対値が、50nm以下である請求項5又は6に記載の組成物。 - 550nm以上610nm以下に最大吸収波長を有する前記色素の含有量が、前記組成物の固形分100質量部中に、0.01質量部以上10質量部以下であり、
前記カチオン重合性化合物の含有量が、前記組成物の固形分100質量部中に、50質量部以上であり、
前記酸発生剤の含有量が、前記組成物の固形分100質量部中に、0.01質量部以上10質量部以下である請求項5〜7のいずれか1項に記載の組成物。 - 550nm以上610nm以下に最大吸収波長を有する前記色素が、テトラアザポルフィリン系色素、トリアリールメタン系色素又はシアニン系色素を含み、
前記テトラアザポルフィリン系色素、トリアリールメタン系色素又はシアニン系色素の含有量が、550nm以上610nm以下に最大吸収波長を有する前記色素100質量部中に、50質量部以上である請求項5〜8のいずれか1項に記載の組成物。 - 前記組成物を硬化物にしたとき、該硬化物の550nm以上610nm以下に観察される吸収ピークの半値幅が、150nm以下である請求項1〜9のいずれか1項に記載の組成物。
- 前記酸発生剤が、下記一般式(2)で表される光酸発生剤を含む請求項1〜10のいずれか1項に記載の組成物。
- 前記カチオン重合性化合物が、エポキシ化合物及びオキセタン化合物から選択される少なくとも1種を含む請求項1〜11のいずれか1項に記載の組成物。
- 前記組成物が、光学フィルタ用である請求項1〜12のいずれか1項に記載の組成物。
- 請求項1〜13のいずれか1項に記載の組成物の硬化物。
- 請求項14に記載の硬化物を含む光学フィルタ。
- 請求項1〜13のいずれか1項に記載の組成物を硬化する工程を含む硬化物の製造方法。
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