KR20100091908A - 잉크젯용 잉크, 컬러 필터 및 그 제조 방법, 그리고 그것을 사용하는 액정 디스플레이 및 화상 표시 디바이스 - Google Patents

잉크젯용 잉크, 컬러 필터 및 그 제조 방법, 그리고 그것을 사용하는 액정 디스플레이 및 화상 표시 디바이스 Download PDF

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KR20100091908A KR20100011823A KR20100011823A KR20100091908A KR 20100091908 A KR20100091908 A KR 20100091908A KR 20100011823 A KR20100011823 A KR 20100011823A KR 20100011823 A KR20100011823 A KR 20100011823A KR 20100091908 A KR20100091908 A KR 20100091908A
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Abstract

(과제) 본 발명은 양호한 색상을 나타내고, 내열성이 우수한 색 화소를 형성할 수 있으며, 특히, 각종 용매에 대한 내약품성이 우수한 컬러 필터를 제조할 수 있는, 토출 안정성이 우수한 잉크젯용 잉크, 이러한 잉크젯용 잉크에 의해 얻어지는 광학 특성, 내광성이나 내열성 등의 특성이 우수한 컬러 필터, 및 이러한 특성을 갖는 컬러 필터를 안정적으로, 비용 상승을 초래하지 않고서 제조할 수 있는 컬러 필터의 제조 방법, 그리고 고휘도 백라이트에 대응할 수 있는, 고콘트라스트, 고채도의 액정 디스플레이 및 화상 표시 디바이스를 제공하는 것을 목적으로 한다.
(해결수단) 본 발명의 잉크젯용 잉크는 유기 용제 가용성 염료, 3 ∼ 12 개의 라디칼 중합성기를 갖는 라디칼 중합성 모노머, 유기 용제, 중합 개시제, 및 3 ∼ 6 개의 티올기를 갖는 다관능 티올 화합물을 함유한다.

Description

잉크젯용 잉크, 컬러 필터 및 그 제조 방법, 그리고 그것을 사용하는 액정 디스플레이 및 화상 표시 디바이스 {INKJET INK, COLOR FILTER AND PROCESS FOR PREPARING COLOR FILTER, AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY AND IMAGE DISPLAY DEVICE USING COLOR FILTER}
본 발명은 잉크젯용 잉크, 컬러 필터 및 그 제조 방법, 그리고 그것을 사용하는 액정 디스플레이 및 화상 표시 디바이스에 관한 것이다.
최근에 퍼스널 컴퓨터, 특히 대화면 액정 텔레비젼의 발달에 따라서 액정 디스플레이 (LCD), 특히 컬러 액정 디스플레이의 수요가 증가하는 경향이 있다. 일반적으로 컬러 액정 디스플레이에 있어서는, 적색 (R), 녹색 (G) 및 청색 (B) 의 3 원색의 착색 패턴을 구비하는 컬러 필터가 사용되고 있다. 이 컬러 필터를 구비하는 액정 디스플레이에 있어서는, R, G 및 B 각각의 화소에 대응하는 전극을 ON, OFF 시킴으로써 액정이 셔터로서 작동하고, R, G 및 B 각각의 화소를 광이 통과하여 컬러 표시가 실시된다.
최근에 이 컬러 필터의 제조 방법으로서, 잉크젯법으로 착색 잉크를 분사하여 착색층 (색 화소) 을 형성하는 방법이 제안되어 있다 (특허문헌 1). 잉크젯법은 매우 미세한 노즐로부터 잉크 액적을 기록 부재에 직접 토출, 부착시켜서 문자나 화상을 얻는 기록 방식이다. 잉크젯법은 잉크젯 헤드를 순차적으로 이동시킴으로써, 대면적의 컬러 필터를 높은 생산성으로 제조할 수 있고, 저소음이며 조작성이 양호하다는 이점을 갖는다.
컬러 필터에 요구되는 색 성능 (색상, 휘도, 콘트라스트) 은 해마다 높아지고 있으며, 그에 수반하여 컬러 필터의 색 화소를 구성하는 색재의 특성 제어 필요성이 더욱 높아지고 있다. 색 화소를 형성하는 잉크젯용 잉크의 색재로서 염료를 사용한 경우, 컬러 필터의 콘트라스트나 헤이즈 등 광학 특성의 향상이 기대된다.
이러한 염료를 사용한 조성물로서는, 예를 들어, 특허문헌 2 에 있어서는, 아크릴로일기나 메타크릴로일기를 갖는 화합물을 사용한 종래의 조성물의 개량을 목적으로 하여, 폴리티올 화합물, 카티온 중합성 화합물, 및 소정의 유용성 (油溶性) 염료를 함유하는 잉크 조성물이 개시되어 있다.
한편, 티올 화합물을 함유하는 조성물로서는, 예를 들어, 특허문헌 3 에 있어서, 폴리티올 화합물과 유용성 염료를 함유하는 잉크 조성물이 개시되어 있다. 그리고, 특허문헌 4 및 5 에 있어서는, 다관능 티올과 유기 용제 가용성 염료를 함유하는 염료 함유 네가티브형 경화성 조성물이 개시되어 있다.
일본 공개특허공보 평8-146215호 일본 공개특허공보 2006-307031호 일본 공개특허공보 2007-91806호 일본 공개특허공보 2006-71890호 일본 공개특허공보 2006-78602호
특허문헌 2 의 실시예에 있어서는, 카티온 중합성 모노머를 사용한 예만이 개시되어 있고, 라디칼 중합성 모노머를 사용한 예는 구체적으로는 개시되어 있지 않다.
본 발명자들은 특허문헌 3 ∼ 5 에 있어서 구체적으로 개시되는 조성물을 사용하여 얻어지는 색 화소의 성능을 검토한 결과, 색 화소의 내열성과 같은 견뢰성이나 내약품성에 관해서는 실용상 반드시 만족할만한 것이 아니어서, 한층 더 개량이 필요하다는 것을 알아내었다. 또한, 토출 안정성에 관해서도 개선의 여지가 있었다.
그리고, 그 조성물을 사용하면, 블랙 매트릭스 내에서 구분된 영역 내에서의 색 화소의 화소내 평탄성이 악화된다는 문제도 발생되고 있었다.
본 발명은 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적은 양호한 색상을 나타내고, 내열성, 평탄성이 우수한 색 화소를 형성할 수 있으며, 특히, 각종 용매에 대한 내약품성이 우수한 컬러 필터를 제조할 수 있는, 토출 안정성이 우수한 잉크젯용 잉크, 이러한 잉크젯용 잉크에 의해 얻어지는 광학 특성, 내광성, 내열성, 내약품성 등의 특성이 우수한 컬러 필터, 및 컬러 필터의 제조 방법을 제공하는 것에 있다.
본 발명자들은 예의 검토를 실시한 결과, 소정의 관능기수를 갖는 다관능 티올 화합물을 사용함으로써 상기 과제가 해결되는 것을 알아내었다. 요컨대, 본 발명자들은 상기 과제가 하기 <1> ∼ <13> 의 구성에 의해 해결되는 것을 알아내었다.
<1> 유기 용제 가용성 염료, 3 ∼ 12 개의 라디칼 중합성기를 갖는 라디칼 중합성 모노머, 유기 용제, 중합 개시제, 및 3 ∼ 6 관능의 다관능 티올 화합물을 함유하고,
상기 다관능 티올의 함유량이 2 ∼ 12 질량% 이고,
상기 라디칼 중합성 모노머의 질량 (W1) 과 상기 다관능 티올 화합물의 질량 (W2) 의 질량비 (W1/W2) 가 1 이상 10 이하인 잉크젯용 잉크.
<2> 25 ℃ 에 있어서의 점도가 2 ∼ 30 mPa·s 인 <1> 에 기재된 잉크젯용 잉크.
<3> 25 ℃ 에 있어서의 표면장력이 20 ∼ 40 mN/m 인 <1> 또는 <2> 중 어느 한 항에 기재된 잉크젯용 잉크.
<4> 상기 유기 용제 가용성 염료가 후술하는 일반식 (1) 로 나타내는 염료, 일반식 (2) 로 나타내는 염료, 일반식 (3-a) 로 나타내는 염료, 일반식 (3-b) 로 나타내는 염료, 일반식 (3-c) 로 나타내는 염료, 일반식 (3-d) 로 나타내는 염료, 일반식 (3-e) 로 나타내는 염료, 일반식 (3-f) 로 나타내는 염료, 일반식 (4) 로 나타내는 염료, 일반식 (5) 로 나타내는 염료, 일반식 (6) 으로 나타내는 염료, 및 일반식 (7) 로 나타내는 염료로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종인 <1> ∼ <3> 중 어느 한 항에 기재된 잉크젯용 잉크.
<5> 상기 중합 개시제의 질량 (W3) 과 상기 다관능 티올 화합물의 질량 (W2) 의 질량비 (W3/W2) 가 0.05 이상 1 미만인 <1> ∼ <4> 중 어느 한 항에 기재된 잉크젯용 잉크.
<6> 계면 활성제를 추가로 함유하는 <1> ∼ <5> 중 어느 한 항에 기재된 잉크젯용 잉크.
<7> 상기 유기 용제 중에, 비점이 160 ℃ 이상인 유기 용제를 상기 유기 용제 전체량에 대하여 10 질량% 이상 함유하는 <1> ∼ <6> 중 어느 한 항에 기재된 잉크젯용 잉크.
<8> 기판 상에 형성된 격벽에 의해 구획된 오목부에 잉크젯법에 의해 <1> ∼ <7> 중 어느 한 항에 기재된 잉크젯용 잉크의 액적을 부여하여, 컬러 필터의 색 화소를 형성하는 화소 형성 공정을 갖는 컬러 필터의 제조 방법.
<9> <8> 에 기재된 컬러 필터의 제조 방법에 의해서 제조되는 컬러 필터.
<10> <1> ∼ <7> 중 어느 한 항에 기재된 잉크젯용 잉크를 사용하여 잉크젯법에 의해 제조되는 컬러 필터.
<11> <1> ∼ <7> 중 어느 한 항에 기재된 잉크젯용 잉크를 사용하여 형성된 색 화소를 구비하는 컬러 필터.
<12> <9> ∼ <11> 중 어느 한 항에 기재된 컬러 필터를 구비하는 액정 디스플레이.
<13> <9> ∼ <11> 중 어느 한 항에 기재된 컬러 필터를 구비하는 화상 표시 디바이스.
본 발명에 의하면, 양호한 색상을 나타내고, 내열성, 평탄성이 우수한 색 화소를 형성할 수 있으며, 특히, 각종 용매에 대한 내약품성이 우수한 컬러 필터를 제조할 수 있는, 토출 안정성이 우수한 잉크젯용 잉크, 이러한 잉크젯용 잉크에 의해 얻어지는 광학 특성, 내광성, 내열성, 내약품성 등의 특성이 우수한 컬러 필터, 및 컬러 필터의 제조 방법을 제공할 수 있다.
도 1 은 본 발명에 관련된 컬러 필터의 제조 방법의 일 실시형태에 있어서의 제조 공정을 나타내는 플로우차트이다.
도 2 의 (a) ∼ (f) 는 각각 본 발명에 관련된 컬러 필터의 제조 방법에 있어서의 기판으로부터 컬러 필터에 이르는 제조 공정순으로 나타내는 기판 및 컬러 필터의 모식적 단면도이다.
이하, 본 발명에 관련된 잉크젯용 잉크, 이 잉크젯용 잉크를 사용한 컬러 필터 및 그 제조 방법, 그리고 그것을 사용하는 액정 디스플레이 및 화상 표시 디바이스에 관해서 상세히 설명한다.
<잉크젯용 잉크 및 그 제조 방법>
먼저, 본 발명의 잉크젯용 잉크의 구성 성분, 및 그 제조 방법에 관해서 상세히 설명한다.
본 발명의 잉크젯용 잉크는 유기 용제 가용성 염료, 3 ∼ 12 개의 라디칼 중합성기를 갖는 라디칼 중합성 모노머, 유기 용제, 중합 개시제, 및 3 ∼ 6 관능의 다관능 티올 화합물을 함유한다. 특히 본 발명에 있어서는, 잉크 중에 소정 수의 관능기를 갖는 티올 화합물을 소정량 함유시키고, 그 티올 화합물과 소정 수의 관능기를 갖는 라디칼 중합성 모노머를 소정의 비율로 사용함으로써 원하는 효과가 얻어지는 것이 밝혀졌다. 또, 그 잉크를 사용함으로써, 후술하는 광 조사 또는 열에 의한 어떠한 경화 처리를 실시해도 우수한 성능을 갖는 색 화소를 얻을 수 있다. 또, 종래 우수한 색 화소를 얻기가 곤란하였던 열에만 의한 경화 처리에 있어서도 우수한 효과를 생긴다.
이하에 각 구성 성분에 관해서 상세히 서술한다.
<유기 용제 가용성 염료>
본 발명의 잉크젯용 잉크는 적어도 1 종의 유기 용제 가용성 염료를 함유한다. 유기 용제 가용성 염료로는 특별히 제한없이 사용할 수 있고, 종래 컬러 필터 용도로서 공지된 염료 등에서 선택할 수 있다.
예를 들어, 일본 공개특허공보 소64-90403호, 일본 공개특허공보 소64-91102호, 일본 공개특허공보 평1-94301호, 일본 공개특허공보 평6-11614호, 일본 특허등록 제2592207호, 미국 특허 제4,808,501호 명세서, 미국 특허 제5,667,920호 명세서, 미국 특허 제5,059,500호 명세서, 일본 공개특허공보 평5-333207호, 일본 공개특허공보 평6-35183호, 일본 공개특허공보 평6-51115호, 일본 공개특허공보 평6-194828호 등에 기재된 염료를 들 수 있다.
화학 구조로서는, 피라졸아조, 아닐리노아조, 아릴아조, 피라졸로트리아졸아조, 피리돈아조 등의 아조계, 트리페닐메탄계, 안트라퀴논계, 안트라피리돈계, 벤질리덴계, 옥소놀계, 시아닌계, 페노티아진계, 피롤로피라졸아조메틴계, 잔텐계, 프탈로시아닌계, 벤조피란계, 인디고계 등의 염료를 사용할 수 있다.
그 중에서도, 얻어지는 색 화소의 조합에 의한 색 재현영역의 넓이, 내광성, 내열성, 내약품성이 보다 우수하고, 잉크젯용 잉크가 높은 토출 안정성을 나타낸다는 점에서, 일반식 (1) 로 나타내는 염료, 일반식 (2) 로 나타내는 염료, 일반식 (3-a) 로 나타내는 염료, 일반식 (3-b) 로 나타내는 염료, 일반식 (3-c) 로 나타내는 염료, 일반식 (3-d) 로 나타내는 염료, 일반식 (3-e) 로 나타내는 염료, 일반식 (3-f) 로 나타내는 염료, 일반식 (4) 로 나타내는 염료, 일반식 (5) 로 나타내는 염료, 일반식 (6) 으로 나타내는 염료, 및 일반식 (7) 로 나타내는 염료로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종을 바람직하게 들 수 있다. 이것은 1 종만을 사용해도 되고, 2 종 이상을 병용해도 된다.
이하에 각각의 염료에 관해서 설명한다.
<일반식 (1)>
본 발명에 사용되는 염료의 바람직한 예의 하나로서, 일반식 (1) 로 나타내는 염료를 들 수 있다.
[화학식 1]
Figure pat00001
일반식 (1) 중, R21 ∼ R26 은 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환기를 나타낸다. R21 ∼ R26 으로 나타내는 치환기로서는, 예를 들어, 할로겐 원자 (예를 들어 불소 원자, 염소 원자, 브롬 원자, 요오드 원자), 알킬기 (바람직하게는 탄소수 1 ∼ 48, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 24 의 직사슬, 분기사슬 또는 고리형의 알킬기이고, 예를 들어 메틸, 에틸, 프로필, 이소프로필, 부틸, t-부틸, 펜틸, 헥실, 헵틸, 옥틸, 2-에틸헥실, 도데실, 헥사데실, 시클로프로필, 시클로펜틸, 시클로헥실, 1-노르보르닐, 1-아다만틸), 알케닐기 (바람직하게는 탄소수 2 ∼ 48, 보다 바람직하게는 탄소수 2 ∼ 18 의 알케닐기이고, 예를 들어 비닐, 알릴, 3-부텐-1-일), 아릴기 (바람직하게는 탄소수 6 ∼ 48, 보다 바람직하게는 탄소수 6 ∼ 24 의 아릴기이고, 예를 들어 페닐, 나프틸), 헤테로고리기 (바람직하게는 탄소수 1 ∼ 32, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 18 의 헤테로고리기이고, 예를 들어 티오펜고리, 피리딘고리, 푸란고리, 피리미딘고리, 벤조트리아졸고리, 피라졸고리, 이미다졸고리, 티아졸고리, 이소티아졸고리, 옥사졸고리, 티아디아졸고리, 트리아졸고리, 벤조티아졸고리, 벤조옥사졸고리, 벤조이소티아졸고리, 벤조이미다졸고리, 보다 구체적으로는, 2-티에닐, 4-피리딜, 2-푸릴, 2-피리미디닐, 1-피리딜, 2-벤조티아졸릴, 1-이미다졸릴, 1-피라졸릴, 벤조트리아졸-1-일), 실릴기 (바람직하게는 탄소수 3 ∼ 38, 보다 바람직하게는 탄소수 3 ∼ 18 의 실릴기이고, 예를 들어 트리메틸실릴, 트리에틸실릴, 트리부틸실릴, t-부틸디메틸실릴, t-헥실디메틸실릴), 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 카르복실기, 알콕시기 (바람직하게는 탄소수 1 ∼ 48, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 24 의 알콕시기이고, 예를 들어 메톡시, 에톡시, 1-부톡시, 2-부톡시, 이소프로폭시, t-부톡시, 도데실옥시, 시클로알킬옥시기이고, 예를 들어 시클로펜틸옥시, 시클로헥실옥시), 아릴옥시기 (바람직하게는 탄소수 6 ∼ 48, 보다 바람직하게는 탄소수 6 ∼ 24 의 아릴옥시기이고, 예를 들어 페녹시, 1-나프톡시), 헤테로고리 옥시기 (바람직하게는 탄소수 1 ∼ 32, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 18 의 헤테로고리 옥시기이고, 예를 들어 1-페닐테트라졸-5-옥시, 2-테트라히드로피라닐옥시), 실릴옥시기 (바람직하게는 탄소수 1 ∼ 32, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 18 의 실릴옥시기이고, 예를 들어 트리메틸실릴옥시, t-부틸디메틸실릴옥시, 디페닐메틸실릴옥시), 아실옥시기 (바람직하게는 탄소수 2 ∼ 48, 보다 바람직하게는 탄소수 2 ∼ 24 의 아실옥시기이고, 예를 들어 아세톡시, 피발로일옥시, 벤조일옥시, 도데카노일옥시), 알콕시카르보닐옥시기 (바람직하게는 탄소수 2 ∼ 48, 보다 바람직하게는 탄소수 2 ∼ 24 의 알콕시카르보닐옥시기이고, 예를 들어 에톡시카르보닐옥시, t-부톡시카르보닐옥시, 시클로알킬옥시카르보닐옥시기이고, 예를 들어 시클로헥실옥시카르보닐옥시), 아릴옥시카르보닐옥시기 (바람직하게는 탄소수 7 ∼ 32, 보다 바람직하게는 탄소수 7 ∼ 24 의 아릴옥시카르보닐옥시기이고, 예를 들어 페녹시카르보닐옥시), 카르바모일옥시기 (바람직하게는 탄소수 1 ∼ 48, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 24 의 카르바모일옥시기이고, 예를 들어 N,N-디메틸카르바모일옥시, N-부틸카르바모일옥시, N-페닐카르바모일옥시, N-에틸-N-페닐카르바모일옥시), 술파모일옥시기 (바람직하게는 탄소수 1 ∼ 32, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 24 의 술파모일옥시기이고, 예를 들어 N,N-디에틸술파모일옥시, N-프로필술파모일옥시), 알킬술포닐옥시기 (바람직하게는 탄소수 1 ∼ 38, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 24 의 알킬술포닐옥시기이고, 예를 들어 메틸술포닐옥시, 헥사데실술포닐옥시, 시클로헥실술포닐옥시),
아릴술포닐옥시기 (바람직하게는 탄소수 6 ∼ 32, 보다 바람직하게는 탄소수 6 ∼ 24 의 아릴술포닐옥시기이고, 예를 들어 페닐술포닐옥시), 아실기 (바람직하게는 탄소수 1 ∼ 48, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 24 의 아실기이고, 예를 들어 포르밀, 아세틸, 피발로일, 벤조일, 테트라데카노일, 시클로헥사노일), 알콕시카르보닐기 (바람직하게는 탄소수 2 ∼ 48, 보다 바람직하게는 탄소수 2 ∼ 24 의 알콕시카르보닐기이고, 예를 들어 메톡시카르보닐, 에톡시카르보닐, 옥타데실옥시카르보닐, 시클로헥실옥시카르보닐, 2,6-디-tert-부틸-4-메틸시클로헥실옥시카르보닐 (하기 구조식 (i) 로 나타내는 기)),
[화학식 2]
Figure pat00002
아릴옥시카르보닐기 (바람직하게는 탄소수 7 ∼ 32, 보다 바람직하게는 탄소수 7 ∼ 24 의 아릴옥시카르보닐기이고, 예를 들어 페녹시카르보닐), 카르바모일기 (바람직하게는 탄소수 1 ∼ 48, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 24 의 카르바모일기이고, 예를 들어 카르바모일, N,N-디에틸카르바모일, N-에틸-N-옥틸카르바모일, N,N-디부틸카르바모일, N-프로필카르바모일, N-페닐카르바모일, N-메틸-N-페닐카르바모일, N,N-디시클로헥실카르바모일), 아미노기 (바람직하게는 탄소수 32 이하, 보다 바람직하게는 탄소수 24 이하의 아미노기이고, 예를 들어 아미노, 메틸아미노, N,N-디부틸아미노, 테트라데실아미노, 2-에틸헥실아미노, 시클로헥실아미노), 아닐리노기 (바람직하게는 탄소수 6 ∼ 32, 보다 바람직하게는 탄소수 6 ∼ 24 의 아닐리노기이고, 예를 들어 아닐리노, N-메틸아닐리노), 헤테로고리 아미노기 (바람직하게는 탄소수 1 ∼ 32, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 18 의 헤테로고리 아미노기이고, 예를 들어 4-피리딜아미노), 카르본아미드기 (바람직하게는 탄소수 2 ∼ 48, 보다 바람직하게는 탄소수 2 ∼ 24 의 카르본아미드기이고, 예를 들어 아세트아미드, 벤즈아미드, 테트라데칸아미드, 피발로일아미드, 시클로헥산아미드), 우레이도기 (바람직하게는 탄소수 1 ∼ 32, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 24 의 우레이도기이고, 예를 들어 우레이도, N,N-디메틸우레이도, N-페닐우레이도), 이미드기 (바람직하게는 탄소수 36 이하, 보다 바람직하게는 탄소수 24 이하의 이미드기이고, 예를 들어 N-숙신이미드, N-프탈이미드), 알콕시카르보닐아미노기 (바람직하게는 탄소수 2 ∼ 48, 보다 바람직하게는 탄소수 2 ∼ 24 의 알콕시카르보닐아미노기이고, 예를 들어 메톡시카르보닐아미노, 에톡시카르보닐아미노, t-부톡시카르보닐아미노, 옥타데실옥시카르보닐아미노, 시클로헥실옥시카르보닐아미노), 아릴옥시카르보닐아미노기 (바람직하게는 탄소수 7 ∼ 32, 보다 바람직하게는 탄소수 7 ∼ 24 의 아릴옥시카르보닐아미노기이고, 예를 들어 페녹시카르보닐아미노), 술폰아미드기 (바람직하게는 탄소수 1 ∼ 48, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 24 의 술폰아미드기이고, 예를 들어 메탄술폰아미드, 부탄술폰아미드, 벤젠술폰아미드, 헥사데칸술폰아미드, 시클로헥산술폰아미드), 술파모일아미노기 (바람직하게는 탄소수 1 ∼ 48, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 24 의 술파모일아미노기이고, 예를 들어 N,N-디프로필술파모일아미노, N-에틸-N-도데실술파모일아미노), 아조기 (바람직하게는 탄소수 1 ∼ 32, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 24 의 아조기이고, 예를 들어 페닐아조, 3-피라졸릴아조),
알킬티오기 (바람직하게는 탄소수 1 ∼ 48, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 24 의 알킬티오기이고, 예를 들어 메틸티오, 에틸티오, 옥틸티오, 시클로헥실티오), 아릴티오기 (바람직하게는 탄소수 6 ∼ 48, 보다 바람직하게는 탄소수 6 ∼ 24 의 아릴티오기이고, 예를 들어 페닐티오), 헤테로고리 티오기 (바람직하게는 탄소수 1 ∼ 32, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 18 의 헤테로고리 티오기이고, 예를 들어 2-벤조티아졸릴티오, 2-피리딜티오, 1-페닐테트라졸릴티오), 알킬술피닐기 (바람직하게는 탄소수 1 ∼ 32, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 24 의 알킬술피닐기이고, 예를 들어 도데칸술피닐), 아릴술피닐기 (바람직하게는 탄소수 6 ∼ 32, 보다 바람직하게는 탄소수 6 ∼ 24 의 아릴술피닐기이고, 예를 들어 페닐술피닐), 알킬술포닐기 (바람직하게는 탄소수 1 ∼ 48, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 24 의 알킬술포닐기이고, 예를 들어 메틸술포닐, 에틸술포닐, 프로필술포닐, 부틸술포닐, 이소프로필술포닐, 2-에틸헥실술포닐, 헥사데실술포닐, 옥틸술포닐, 시클로헥실술포닐), 아릴술포닐기 (바람직하게는 탄소수 6 ∼ 48, 보다 바람직하게는 탄소수 6 ∼ 24 의 아릴술포닐기이고, 예를 들어 페닐술포닐, 1-나프틸술포닐), 술파모일기 (바람직하게는 탄소수 32 이하, 보다 바람직하게는 탄소수 24 이하의 술파모일기이고, 예를 들어 술파모일, N,N-디프로필술파모일, N-에틸-N-도데실술파모일, N-에틸-N-페닐술파모일, N-시클로헥실술파모일), 술포기, 포스포닐기 (바람직하게는 탄소수 1 ∼ 32, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 24 의 포스포닐기이고, 예를 들어 페녹시포스포닐, 옥틸옥시포스포닐, 페닐포스포닐), 포스피노일아미노기 (바람직하게는 탄소수 1 ∼ 32, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 24 의 포스피노일아미노기이고, 예를 들어 디에톡시포스피노일아미노, 디옥틸옥시포스피노일아미노), 또는 이들을 조합한 기를 들 수 있다.
R21 ∼ R26 의 치환기가 추가로 치환 가능한 기인 경우에는, R21 ∼ R26 에서 설명한 치환기를 가지고 있어도 되고, 2 개 이상의 치환기를 가지고 있는 경우에는, 그들 치환기는 동일하거나 상이해도 된다.
R21 과 R22, R22 와 R23, R24 와 R25, 및/또는 R25 와 R26 이 각각 독립적으로 서로 결합하여 5 원자, 6 원자 또는 7 원자의 포화 고리, 또는 불포화 고리를 형성하고 있어도 된다. 형성되는 5 원자, 6 원자 및 7 원자의 고리가 추가로 치환 가능한 기인 경우에는, 상기 R21 ∼ R26 에서 설명한 치환기로 치환되어 있어도 되고, 2 개 이상의 치환기로 치환되어 있는 경우에는, 그들 치환기는 동일하거나 상이해도 된다.
일반식 (1) 중의 R27 은 수소 원자, 할로겐 원자, 알킬기, 아릴기 또는 헤테로고리기를 나타내고, 상기 R21 ∼ R26 의 치환기에서 설명한 할로겐 원자, 알킬기, 아릴기 및 헤테로고리기와 동일한 기를 나타내며, 그 바람직한 범위도 동일하다.
R27 의 알킬기, 아릴기 및 헤테로고리기가 추가로 치환 가능한 기인 경우에는, 상기 R21 ∼ R26 의 치환기에서 설명한 치환기로 치환되어 있어도 되고, 2 개 이상의 치환기로 치환되어 있는 경우에는, 그들 치환기는 동일하거나 상이해도 된다.
일반식 (1) 중의 X1 및 Y1 은 각각 독립적으로 할로겐 원자, 알콕시기, 아릴옥시기, 수산기, 알킬티오기, 아릴티오기 또는 헤테로고리 티오기를 나타낸다. 이들 기는 상기 R21 ∼ R26 의 치환기에서 설명한 각 기와 동일한 의미이고, 바람직한 범위는 상기 R21 ∼ R26 에서 서술한 것과 동일하다.
일반식 (1) 중의 X1 및 Y1 이 치환 가능한 기인 경우에는, 상기 R21 ∼ R26 의 치환기에서 설명한 기로 치환되어 있어도 되고, 2 개 이상의 치환기로 치환되어 있는 경우에는, 그들 치환기는 동일하거나 상이해도 된다.
일반식 (1) 중에 있어서 바람직하게는, R21 및 R26 은 각각 독립적으로 수소 원자, 알킬기, 알케닐기, 아릴기, 헤테로고리기, 실릴기, 히드록실기, 시아노기, 알콕시기, 아릴옥시기, 헤테로고리 옥시기, 아실기, 알콕시카르보닐기, 카르바모일기, 아미노기, 아닐리노기, 헤테로고리 아미노기, 카르본아미드기, 우레이도기, 이미드기, 알콕시카르보닐아미노기, 아릴옥시카르보닐아미노기, 술폰아미드기, 아조기, 알킬티오기, 아릴티오기, 헤테로고리 티오기, 알킬술포닐기, 아릴술포닐기 또는 포스피노일아미노기로 나타내고, R22 및 R25 는 각각 독립적으로 수소 원자, 할로겐 원자, 알킬기, 알케닐기, 아릴기, 헤테로고리기, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 알콕시기, 아릴옥시기, 헤테로고리 옥시기, 아실기, 알콕시카르보닐기, 아릴옥시카르보닐기, 카르바모일기, 이미드기, 알콕시카르보닐아미노기, 술폰아미드기, 아조기, 알킬티오기, 아릴티오기, 헤테로고리 티오기, 알킬술포닐기, 아릴술포닐기 또는 술파모일기, 또는 상기 구조식 (i) 로 나타내는 기를 나타내고, R23 및 R24 는 각각 독립적으로 수소 원자, 할로겐 원자, 알킬기, 알케닐기, 아릴기, 헤테로고리기, 실릴기, 히드록실기, 시아노기, 알콕시기, 아릴옥시기, 헤테로고리 옥시기, 아실기, 알콕시카르보닐기, 카르바모일기, 아닐리노기, 카르본아미드기, 우레이도기, 이미드기, 알콕시카르보닐아미노기, 술폰아미드기, 아조기, 알킬티오기, 아릴티오기, 헤테로고리 티오기, 알킬술포닐기, 아릴술포닐기, 술파모일기 또는 포스피노일아미노기로 나타내고, R27 은 수소 원자, 알킬기, 아릴기 또는 헤테로고리기를 나타내고, X1 및 Y1 은 각각 독립적으로 불소 원자, 알콕시기 또는 아릴옥시기를 나타낸다.
일반식 (1) 중, R21 과 R22, R22 와 R23, R24 와 R25 및/또는 R25 와 R26 이 각각 독립적으로 서로 결합하여 치환기를 갖지 않는 5 원자, 6 원자 또는 7 원자의 포화 고리, 또는 불포화 고리를 형성하는 경우, 치환기를 갖지 않는 5 원자, 6 원자 또는 7 원자의 포화 고리, 또는 불포화 고리로는, 예를 들어, 피롤고리, 푸란고리, 티오펜고리, 피라졸고리, 이미다졸고리, 트리아졸고리, 옥사졸고리, 티아졸고리, 피롤리딘고리, 피페리딘고리, 시클로펜텐고리, 시클로헥센고리, 벤젠고리, 피리딘고리, 피라진고리, 피리다진고리를 들 수 있고, 바람직하게는 벤젠고리, 피리딘고리를 들 수 있다. 또한 치환기를 갖는 경우, 치환기로는, 예를 들어 상기 R21 ∼ R26 에서 설명한 치환기를 들 수 있고, 바람직한 치환기도 R21 ∼ R26 과 동일하다.
또한, 일반식 (1) 로 나타내는 염료는, 호변 이성체여도 된다.
다음으로, 일반식 (1) 로 나타내는 염료의 구체예를 이하에 나타내는데, 본 발명은 이들에 한정되는 것은 아니다. 또, 다른 구체예로서는, 일본 특허출원 2008-152272호 명세서의 단락 번호 [0035] ∼ [0055] 에 기재되는 염료를 들 수 있다.
[화학식 3]
Figure pat00003
일반식 (1) 로 나타내는 염료는 미국 특허 제4,774,339호, 동 5,433,896호, 일본 공개특허공보 2001-240761호, 동 2002-155052호, 일본 특허 제3614586호, Aust. J. Chem, 1965, 11, 1835­1845, J. H. Boger et al, Heteroatom Chemistry, Vol.1, No.5, 389 (1990) 등에 기재된 방법으로 합성할 수 있다.
<일반식 (2)>
본 발명에 사용되는 염료의 바람직한 예의 하나로서, 일반식 (2) 로 나타내는 염료를 들 수 있다.
[화학식 4]
Figure pat00004
일반식 (2) 및 후술하는 일반식 (2-1) 의 각 기의 설명에 있어서 「치환기」는 일반식 (1) 중의 R21 ∼ R26 으로 나타내는 치환기와 동일한 의미이다. 이들 치환기는 추가로 그 치환기로 치환되어 있어도 되고, 2 이상의 치환기로 치환되어 있는 경우에는, 그들 치환기는 동일해도 되고 상이해도 된다.
일반식 (2) 중, R1 ∼ R4 는 각각 독립적으로 알킬기, 알케닐기, 아릴기, 또는 헤테로고리기를 나타낸다. R1 ∼ R4 로 나타내는 각 기는 상기에서 설명한 치환기를 가지고 있어도 되고, 2 이상의 치환기로 치환되어 있는 경우에는, 그들 치환기는 동일해도 되고 상이해도 된다. R1 ∼ R4 는 바람직하게는 알킬기, 또는 아릴기이다. R1 ∼ R4 로 나타내는 각 기는 일반식 (1) 중의 R21 ∼ R26 으로 나타내는 치환기에서 열거된 각 기와 동일한 의미이고, 바람직한 양태도 동일하다.
일반식 (2) 중의 R1 ∼ R4 의 구체예를 이하에 나타내는데, 본 발명은 이들에 한정되지 않는다. 그 중에서도 (특히), a-8, a-20, a-23, a-25, a-26, a-27, b-1, b-2, b-8, b-9, b-13, b-20, b-21, b-25, b-26 이다.
[화학식 5]
Figure pat00005
[화학식 6]
Figure pat00006
[화학식 7]
Figure pat00007
일반식 (2) 중, w, x, y 및 z 는 각각 독립적으로 0 ∼ 4 의 정수를 나타낸다. w, x, y 및 z 의 총합 (w + x + y + z) 는 0 이 아니라, 바람직하게는 4, 3, 또는 2 이고, 더욱 바람직하게는 3 또는 4 이다.
일반식 (2) 중, Z1 ∼ Z4 는 각각 독립적으로 탄소 원자 또는 질소 원자에서 선택되는 원자군으로, 결합되어 있는 2 개의 탄소 원자와 함께 구성되는 5 원자고리 또는 6 원자고리를 형성하는 원자군을 나타낸다. 5 원자고리 또는 6 원자고리는 방향족 또는 비방향족 중 어느 것이어도 된다. 결합되어 있는 2 개의 탄소 원자와 함께 구성되는 5 원자고리 또는 6 원자고리로는, 예를 들어 벤젠고리, 피리딘고리, 피라진고리, 피리미딘고리, 피롤고리, 이미다졸고리, 피라졸고리 등을 들 수 있고, 바람직하게는 벤젠고리 또는 피리딘고리이다. 형성되는 5 원자고리 또는 6 원자고리에는, 추가로 벤젠고리 등의 고리가 축합되어 있어도 된다. 형성되는 5 원자고리 또는 6 원자고리는 상기에서 설명한 치환기를 갖고 있어도 되고, 2 이상의 치환기를 갖는 경우에는, 그들 치환기는 동일해도 되고 상이해도 된다.
일반식 (2) 중의 M1 은 금속 원자 또는 금속 산화물을 나타낸다. 금속 원자로는, Al, Zn, Mg, Si, Sn, Rh, Pt, Pd, Mo, Mn, Pb, Cu, Ni, Co 및 Fe 등을 들 수 있다. 그 금속 산화물로는, TiO, VO 등을 들 수 있다. 금속 수산화물로는, AlOH 등을 들 수 있다. 바람직하게는 Cu, Ni, Co, Zn 이다.
상기 서술한 일반식 (2) 로 나타내는 염료 중, 바람직하게는 일반식 (2-1) 로 나타내는 염료이다.
[화학식 8]
Figure pat00008
일반식 (2-1) 중, R1, R2, R3, R4, w, x, y, x 및 M1 은 상기 서술한 일반식 (2) 중에서의 그것들의 정의와 동일하다.
일반식 (2-1) 중, R6 ∼ R9 는 각각 독립적으로 치환기를 나타낸다. 이 치환기의 정의는 상기에서 설명한 치환기의 정의와 동일하다. R6 ∼ R9 로 나타내는 치환기가 추가로 치환 가능한 기인 경우에는, 상기의 치환기에서 설명한 기로 치환되어 있어도 되고, 2 개 이상의 치환기로 치환되어 있는 경우, 그들은 동일해도 되고 상이해도 된다.
일반식 (2-1) 중, m, n, p, 및 q 는 각각 독립적으로 0 ∼ 4 의 정수를 나타낸다. 단, m 과 w 의 합 (m + w), n 과 x 의 합 (n + x), p 와 y 의 합 (p + y), q 와 z 의 합 (q + z) 가 각각 4 이하이다.
일반식 (2-1) 로 나타내는 구조식은 바람직하게는 R1 이 알킬기 또는 아릴기이고, M1 이 Cu, Co, Zn, 또는 V=O 이고, m, n, p, q 가 전부 0 이다. 보다 바람직하게는, R1 이 알킬기 또는 아릴기이고, M1 이 Cu, Co, Zn, 또는 V=O 이고, w, x, y, z 중 2 개가 1 이고, 다른 2 개는 0 이며, m, n, p, q 가 전부 0 이다. 더욱 바람직하게는, R1 이 알킬기 또는 아릴기이고, M1 이 Cu, Co, Zn, 또는 V=O 이고, w, x, y, z 중 3 개 이상이 1 이고, 다른 1 개는 0 이며, m, n, p, q 가 전부 0 이다. 가장 바람직하게는, R1 이 알킬기 또는 아릴기이고, M1 이 Cu 이고, w, x, y, z 중 3 개 이상이 1 이고, 다른 1 개는 0 이며, m, n, p, q 가 전부 0 이다.
이하에 일반식 (2) 로 나타내는 염료의 구체예를 나타내지만, 본 발명은 이들에 한정되지 않는다. 또, 다른 구체예로서는, 예를 들어, 일본 특허출원 2007-303611호 명세서의 단락 번호 [0041] ∼ [0043] 에 기재되는 염료를 들 수 있다.
[화학식 9]
Figure pat00009
[화학식 10]
Figure pat00010
[화학식 11]
Figure pat00011
상기 서술한 일반식 (2) 로 나타내는 염료 및 일반식 (2-1) 로 나타내는 염료는 일본 공개특허공보 2006-047497호의 단락 번호 [0060] ∼ [0066], 또는 일본 공개특허공보 2006-047752호의 단락 번호 [0055] ∼ [0065] 에 기재된 방법을 참조하여 합성할 수 있다.
<일반식 (3-a) ∼ 일반식 (3-f)>
본 발명에 사용되는 염료의 바람직한 예의 하나로서, 일반식 (3-a) ∼ 일반식 (3-f) 로 나타내는 염료를 들 수 있다. 이들 염료는 가시광부의 최대 흡수 파장이 400 ∼ 500 ㎚, 바람직하게는 420 ∼ 480 ㎚ 이며, 옐로우 색조용 잉크로서 바람직하다.
<일반식 (3-a)>
이하에, 일반식 (3-a) 로 나타내는 염료에 관해서 설명한다.
[화학식 12]
Figure pat00012
일반식 (3-a) 중, R30 은 수소 원자 또는 치환기를 나타낸다. R30 으로 나타내는 치환기는 일반식 (1) 중의 R21 ∼ R26 으로 나타내는 치환기와 동일한 의미이다. 이들 치환기는 추가로 그 치환기로 치환되어 있어도 되고, 2 이상의 치환기로 치환되어 있는 경우에는, 그들 치환기는 동일해도 되고 상이해도 된다.
또, 후술하는 일반식 (3-b) ∼ 일반식 (3-h) 중의 각 기의 설명에 있어서 「치환기」도 일반식 (1) 중의 R21 ∼ R26 으로 나타내는 치환기와 동일한 의미이다. 이들 치환기는 추가로 그 치환기로 치환되어 있어도 되고, 2 이상의 치환기로 치환되어 있는 경우에는, 그들 치환기는 동일해도 되고 상이해도 된다.
또한, 후술하는 일반식 (3-b) ∼ 일반식 (3-h) 중에서 설명되는 각 기 (예를 들어, 알킬기, 알케닐기, 아릴기, 헤테로고리기, 아실기, 알콕시카르보닐기 등) 은 일반식 (1) 중의 R21 ∼ R26 으로 나타내는 치환기에 열거된 각 기와 동일한 의미이고, 바람직한 양태도 동일하다. 또한, 이들 각 기는 추가로 상기 「치환기」로 치환되어 있어도 되고, 2 이상의 치환기로 치환되어 있는 경우에는, 그들 치환기는 동일해도 되고 상이해도 된다.
일반식 (3-a) 중, R31 은 수소 원자, 알킬기, 알케닐기, 아릴기, 헤테로고리기, 아실기, 알콕시카르보닐기 또는 카르바모일기를 나타낸다. 그 중에서도 아릴기, 헤테로고리기, 아실기, 알콕시카르보닐기, 카르바모일기가 바람직하고, 아릴기, 헤테로고리기가 보다 바람직하며, 특히 함질소 헤테로고리기, 전자 구인성기가 치환된 아릴기가 바람직하다. 전자 구인성기로는, 하메트의 치환기 상수 σp 가 0.20 이상인 것이 바람직하고, 예를 들어 시아노기, 니트로기, 알킬술포닐기, 아릴술포닐기, 아실기, 알콕시카르보닐기, 술파모일기, 할로겐화알킬기, 아실옥시기, 카르바모일기, 할로겐 원자 등을 들 수 있다. 하메트의 치환기 상수에 대해서는, 예를 들어 J. A. Dean 편, 「Lange's Handbook of Chemistry」 제12판, 1979년 (Mc Graw-Hill) 이나 「화학의 영역」증간, 122호, 96 ∼ 103페이지, 1979년 (난코도) 에 상세하게 서술되어 있다. 또한, 본 발명에 있어서 각 치환기를 하메트의 치환기 상수 σp 값에 의해 한정하거나 설명하는데, 이는 상기의 성서 (成書) 에서 알아낼 수 있는 문헌에 이미 알려진 값이 있는 치환기에만 한정된다는 의미가 아니라, 그 값이 문헌에 아직 알려지지 않았더라도 하메트칙 (則) 에 기초하여 측정한 경우에, 그 범위 내에 포함될 것인 치환기도 포함하는 것이다.
일반식 (3-a) 중, X30 은 -OM 기 또는 -N(R32)(R33) 을 나타낸다. M 은 수소 원자, 알킬기 또는, 전하를 중화시키기 위해서 필요한 금속 원자 또는 유기 염기쌍을 나타내고, R32 및 R33 은 각각 독립적으로 수소 원자, 알킬기, 알케닐기, 아릴기, 헤테로고리기, 아실기, 알콕시카르보닐기 또는 카르바모일기를 나타낸다. M 으로 나타내는 금속 원자로는, 금속 카티온종 (種), 예를 들어, 리튬, 나트륨, 칼륨, 마그네슘, 칼슘, 알루미늄, 철, 아연 등을 들 수 있다. 또한, M 으로 나타내는 유기 염기쌍으로는, 유기 카티온종, 예를 들어, 4 급 암모늄, 구아니디늄 카티온, 트리알킬암모늄 등을 들 수 있다. 일반식 (3-a) 중, X30 은 히드록실기 또는 비치환 아미노기가 바람직하고, 그 중에서도 비치환 아미노기가 바람직하다.
일반식 (3-a) 중, A30 은 아릴기 또는 방향족 헤테로고리기를 나타낸다. 그 중에서도 5 원자 또는 6 원자의 함질소 헤테로고리기, 혹은 전자 구인성기가 치환된 아릴기가 바람직하다. 바람직한 전자 구인성기는 하메트의 치환기 상수 σp 가 0.20 이상인 것을 들 수 있다. A30 으로 나타내는 방향족 헤테로고리기는 상기 일반식 (1) 중의 R21 ∼ R26 으로 나타내는 치환기에 열거된 헤테로고리기 중 방향족성인 것을 의미한다.
<일반식 (3-b)>
이하에, 일반식 (3-b) 로 나타내는 염료에 관해서 설명한다.
[화학식 13]
Figure pat00013
일반식 (3-b) 중, R34 는 수소 원자 또는 치환기를 나타낸다.
일반식 (3-b) 중, R35 는 수소 원자, 알킬기, 알케닐기, 아릴기, 헤테로고리기, 아실기, 알콕시카르보닐기 또는 카르바모일기를 나타내고, 수소 원자가 바람직하다.
일반식 (3-b) 중, Z30 및 Z31 은 각각 독립적으로 -C(R36)= 또는 -N= 을 나타내고, R36 은 수소 원자 또는 치환기를 나타낸다.
일반식 (3-b) 중, A31 은 아릴기 또는 방향족 헤테로고리기를 나타낸다. A31 로 나타내는 각 기는 상기 일반식 (3-a) 중의 A30 으로 나타내는 각 기와 동일한 의미이고, 바람직한 양태도 동일하다.
<일반식 (3-c)>
이하에, 일반식 (3-c) 로 나타내는 염료에 관해서 설명한다.
[화학식 14]
Figure pat00014
일반식 (3-c) 중, R37, R38, R39 및 R40 은 각각 독립적으로 수소 원자, 알킬기, 알케닐기, 아릴기, 헤테로고리기, 아실기, 알콕시카르보닐기, 카르바모일기, 알킬술포닐기 또는 아릴술포닐기를 나타내고, 그 중에서도 알킬기, 아릴기, 헤테로고리기, 아실기, 카르바모일기, 알킬술포닐기, 아릴술포닐기가 바람직하며, 특히, 알킬기, 아릴기, 아실기가 바람직하다.
일반식 (3-c) 중, Z32, Z33 및 Z34 는 각각 독립적으로 -C(R41)= 또는 -N= 을 나타내고, 그 중에서도 Z32, Z33, Z34 중의 적어도 1 개가 -N= 인 것이 바람직하다. R41 은 수소 원자 또는 치환기를 나타낸다.
일반식 (3-c) 중, A32 는 아릴기 또는 방향족 헤테로고리기를 나타낸다. A32 로 나타내는 각 기는 상기 일반식 (3-a) 중의 A30 으로 나타내는 각 기와 동일한 의미이고, 바람직한 양태도 동일하다.
<일반식 (3-d)>
이하에, 일반식 (3-d) 로 나타내는 염료에 관해서 설명한다.
[화학식 15]
Figure pat00015
일반식 (3-d) 중, R42 는 수소 원자, 알킬기, 알케닐기, 아릴기 또는 헤테로고리기를 나타내고, 그 중에서도 알킬기, 아릴기 또는 헤테로고리기가 바람직하다.
일반식 (3-d) 중, R43 및 R44 는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환기를 나타내고, 그 중에서도 R43 은 전자 구인성의 치환기인 것이 바람직하다.
일반식 (3-d) 중, A33 은 아릴기 또는 방향족 헤테로고리기를 나타낸다. A33 으로 나타내는 각 기는 상기 일반식 (3-a) 중의 A30 으로 나타내는 각 기와 동일한 의미이고, 바람직한 양태도 동일하다.
<일반식 (3-e)>
이하에, 일반식 (3-e) 로 나타내는 염료에 관해서 설명한다.
[화학식 16]
Figure pat00016
일반식 (3-e) 중, R45, R46 및 R47 은 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환기를 나타낸다.
일반식 (3-e) 중, a 및 b 는 각각 독립적으로 0 ∼ 4 의 정수를 나타낸다. a 가 2 이상인 경우, R46 으로 나타내는 기는 동일해도 되고, 상이해도 된다. b 가 2 이상인 경우, R47 로 나타내는 기는 동일해도 되고, 상이해도 된다.
<일반식 (3-f)>
이하에, 일반식 (3-f) 로 나타내는 염료에 관해서 설명한다.
[화학식 17]
Figure pat00017
일반식 (3-f) 중, R48 및 R49 는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환기를 나타낸다.
일반식 (3-f) 중, R50 은 수소 원자, 할로겐 원자, 알킬기 또는 아릴기를 나타내고, 그 중에서도 수소 원자가 바람직하다.
일반식 (3-f) 중, R51 은 수소 원자, 알킬기, 알케닐기, 아릴기, 헤테로고리기, 아실기, 알콕시카르보닐기, 카르바모일기, 알킬술포닐기 또는 아릴술포닐기를 나타내고, 그 중에서도 수소 원자가 바람직하다.
일반식 (3-f) 중, Z35, Z36, Z37 및 Z38 은 각각 독립적으로 -C(R52)= 또는 -N= 을 나타내고, R52 는 수소 원자 또는 치환기를 나타낸다.
일반식 (3-a) ∼ 일반식 (3-f) 중에서, 바람직하게는 일반식 (3-a) ∼ 일반식 (3-d) 중의 A30 ∼ A33 이 각각 독립적으로 이하 일반식 (가) ∼ 일반식 (마) 인 염료, 일반식 (3-e) 로 나타내는 염료, 및 일반식 (3-f) 로 나타내는 염료이다.
[화학식 18]
Figure pat00018
일반식 (가) 중, R53 및 R54 는 각각 독립적으로 수소 원자, 알킬기, 알케닐기, 아릴기, 헤테로고리기 또는 아실기를 나타낸다.
[화학식 19]
Figure pat00019
일반식 (나) 및 일반식 (다) 중, R55 는 수소 원자 또는 치환기를 나타낸다.
일반식 (나) 및 일반식 (다) 중, R56 은 수소 원자, 알킬기, 알케닐기, 아릴기, 헤테로고리기, 아실기, 알콕시카르보닐기, 카르바모일기, 알킬술포닐기 또는 아릴술포닐기를 나타낸다.
일반식 (나) 및 일반식 (다) 중, Z39 는 -C(R57)= 또는 -N= 을 나타내고, R57 은 수소 원자 또는 치환기를 나타낸다.
[화학식 20]
Figure pat00020
일반식 (라) 및 일반식 (마) 중, R58 은 수소 원자 또는 치환기를 나타낸다. X31 은 산소 원자 또는 황 원자를 나타낸다.
일반식 (가) ∼ 일반식 (마) 에 있어서의 * 는 일반식 (3-a) ∼ 일반식 (3-d) 에 있어서의 질소 원자와 결합하는 위치를 나타낸다.
일반식 (가) ∼ 일반식 (마) 에 있어서 설명한 각 기는 추가로 상기 일반식 (3-a) 의 R30 으로 나타내는 치환기로 치환되어 있어도 되고, 2 이상의 치환기로 치환되어 있는 경우, 그들 치환기는 동일해도 되고 상이해도 된다.
더욱 바람직하게는, 일반식 (3-c) 중의 A32 가 일반식 (나) ∼ 일반식 (마) 로 나타내는 염료, 일반식 (3-d) 중의 A33 이 일반식 (가) 로 나타내는 염료, 일반식 (3-e) 중의 R45 가 수소 원자이고, R46 이 수소 원자 또는 치환기이고, R47 이 알콕시카르보닐기 또는 카르바모일기로 나타내는 염료, 일반식 (3-f) 중의 R50 이 수소 원자이고, R51 이 수소 원자 또는 알킬기이고, Z35 및 Z36 중 어느 일방이 -N= 이고, 타방이 -C(R52) 이며, Z37 및 Z38 중 어느 일방이 -N= 이고, 타방이 -C(R52) 이며, R52 가 수소 원자 또는 치환기로 나타내는 염료를 들 수 있다.
더욱 바람직하게는, 일반식 (3-c) 중의 Z33 이 -C(R41)= 이고, R41 이 수소 원자 또는 치환기이고, Z32 및 Z34 의 적어도 일방은 -N= 이고, A32 가 일반식 (나) ∼ 일반식 (마) 중 어느 것으로 나타내는 염료, 일반식 (3-d) 중의 R42 가 알킬기 또는 아릴기이고, R43 이 시아노기이고, R44 가 알킬기 또는 아릴기이고, A33 이 일반식 (가) 로 나타내는 염료, 일반식 (3-e) 중의 R45 가 수소 원자이고, R46 이 알킬기이고, a 가 0 또는 1 로 나타내는 염료, 일반식 (3-f) 중의 R50 이 수소 원자이고, R51 이 수소 원자 또는 알킬기이고, Z35 및 Z36 의 어느 일방은 -N= 이고, 타방은 -C(R52)= 이며, Z37 및 Z38 의 어느 일방은 -N= 이고, 타방은 -C(R52)= 이고, R52 는 수소 원자 또는 치환기이고, R48 및 R49 는 각각 독립적으로 3 급 알킬기, 아릴기 또는 헤테로고리기로 나타내는 염료를 들 수 있다.
더욱 바람직하게는, 하기 일반식 (3-g) ∼ 일반식 (3-j) 로 나타내는 염료를 들 수 있다.
[화학식 21]
Figure pat00021
일반식 (3-g) 중, R60, R61, R62 및 R63 은 각각 독립적으로 수소 원자, 알킬기, 아릴기 또는 헤테로고리기를 나타낸다. 단, R60 과 R61 이 동시에 수소 원자인 경우는 없고, R62 와 R63 이 동시에 수소 원자인 경우는 없다. R64 는 수소 원자, 시아노기, 알콕시카르보닐기 또는 카르바모일기를 나타낸다. R65 는 수소 원자 또는 치환기를 나타낸다. R67 은 수소 원자, 알킬기, 아릴기 또는 헤테로고리기를 나타낸다. R68 은 시아노기, 알콕시카르보닐기, 아릴옥시카르보닐기, 카르바모일기, 알킬술포닐기 또는 아릴술포닐기를 나타낸다. R69 는 수소 원자, 알킬기, 알케닐기, 아릴기, 헤테로고리기, 아실기, 알킬술포닐기 또는 아릴술포닐기를 나타낸다.
[화학식 22]
Figure pat00022
일반식 (3-h) 중, R70, R71, R72, R73, R74 및 R75 는 각각 독립적으로 수소 원자, 알킬기, 아릴기 또는 헤테로고리기를 나타낸다. 단, R70 과 R71 이 동시에 수소 원자인 경우는 없고, R72 와 R73 이 동시에 수소 원자인 경우는 없고, 또 R74 와 R75 가 동시에 수소 원자인 경우는 없다. R76 은 수소 원자, 알킬기, 아릴기 또는 헤테로고리기를 나타낸다. R77 은 시아노기, 알콕시카르보닐기, 아릴옥시카르보닐기, 카르바모일기, 알킬술포닐기 또는 아릴술포닐기를 나타낸다. R78 은 수소 원자, 알킬기, 알케닐기, 아릴기, 헤테로고리기, 아실기, 알킬술포닐기 또는 아릴술포닐기를 나타낸다.
[화학식 23]
Figure pat00023
일반식 (3-i) 및 일반식 (3-j) 중, R79 및 R80 은 각각 독립적으로 3 급 알킬기를 나타낸다. R81 및 R82 는 각각 독립적으로 알킬기, 아릴기 또는 헤테로고리기를 나타낸다. R83 은 수소 원자 또는 알킬기를 나타낸다.
일반식 (3-a) ∼ 일반식 (3-f) 로 나타내는 염료의 구체예를 이하에 나타내는데, 본 발명은 이들에 의해서 한정되지 않는다. 또, 다른 구체예로는, 일본 특허출원 2007-303611호 명세서의 단락 번호 [0208] ∼ [0217] 에 기재되는 염료를 들 수 있다.
[화학식 24]
Figure pat00024
[화학식 25]
Figure pat00025
[화학식 26]
Figure pat00026
[화학식 27]
Figure pat00027
[화학식 28]
Figure pat00028
상기 일반식 (3-a) 및 (3-b) 로 나타내는 염료는 일본 공개특허공보 평6-301179호의 단락 번호 [0104] ∼ [0117] 에 기재된 방법을 참조하여 합성할 수 있다. 상기 일반식 (3-c) 로 나타내는 염료는 일본 공개특허공보 2007-31616호의 단락 번호 [0050] ∼ [0069], 및 일본 공개특허공보 2007-39478호의 단락 번호 [0049] ∼ [0063] 에 기재된 방법을 참조하여 합성할 수 있다. 상기 일반식 (3-d) 로 나타내는 염료는 일본 공개특허공보 2006-124634호의 단락 번호 [0175] ∼ [0199] 에 기재된 방법을 참조하여 합성할 수 있다. 상기 일반식 (3-e) 로 나타내는 염료는 일본 공개특허공보 평6-9891호의 단락 번호 [0015] ∼ [0034] 에 기재된 방법을 참조하여 합성할 수 있다. 상기 일반식 (3-f) 로 나타내는 염료는 일본 공개특허공보 2005-250420호의 단락 번호 [0071] ∼ [0077] 에 기재된 방법을 참조하여 합성할 수 있다.
<일반식 (4)>
본 발명에 사용되는 염료의 바람직한 예의 하나로서, 일반식 (4) 로 나타내는 염료를 들 수 있다.
[화학식 29]
Figure pat00029
일반식 (4) 중, R11 ∼ R16 은 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환기를 나타낸다. 일반식 (4) 중의 R11 ∼ R16 으로 나타내는 치환기는 일반식 (1) 중의 R21 ∼ R26 으로 나타내는 치환기와 동일한 의미이고, 바람직한 양태도 동일하다.
상기한 R11 ∼ R16 의 치환기가 추가로 치환 가능한 기인 경우에는, 그 치환기를 가지고 있어도 되고, 2 개 이상의 치환기를 가지고 있는 경우에는, 그들 치환기는 동일하거나 상이해도 된다.
일반식 (4) 중의 R11 과 R12, R12 와 R13, R14 와 R15, 및/또는 R15 와 R16 은 각각 독립적으로 서로 결합하여 5 원자, 6 원자 또는 7 원자의 포화 고리, 또는 불포화 고리를 형성하고 있어도 된다. 형성되는 5 원자, 6 원자 및 7 원자의 고리가 추가로 치환 가능한 기인 경우에는, 상기 일반식 (4) 중의 R11 ∼ R16 으로 나타내는 치환기로 치환되어 있어도 되고, 2 개 이상의 치환기로 치환되어 있는 경우에는, 그들 치환기는 동일하거나 상이해도 된다.
일반식 (4) 중의 R17 은 수소 원자, 할로겐 원자, 알킬기, 아릴기 또는 헤테로고리기를 나타내고, R17 의 할로겐 원자, 알킬기, 아릴기 및 헤테로고리기는 상기 일반식 (4) 중의 R11 ∼ R16 으로 나타내는 치환기에서 설명한 할로겐 원자, 알킬기, 아릴기 및 헤테로고리기와 각각 동일한 의미이고, 그 바람직한 범위도 동일하다. R17 의 알킬기, 아릴기 및 헤테로고리기가 추가로 치환 가능한 기인 경우에는, 상기 일반식 (4) 중의 R11 ∼ R16 으로 나타내는 치환기로 치환되어 있어도 되고, 2 개 이상의 치환기로 치환되어 있는 경우에는, 그들 치환기는 동일하거나 상이해도 된다.
일반식 (4) 에 있어서 바람직하게는, R11 및 R16 은 각각 독립적으로 수소 원자, 알킬기, 알케닐기, 아릴기, 헤테로고리기, 실릴기, 히드록시기, 시아노기, 알콕시기, 아릴옥시기, 헤테로고리 옥시기, 아실기, 알콕시카르보닐기, 카르바모일기, 아미노기, 아닐리노기, 헤테로고리 아미노기, 카르본아미드기, 우레이도기, 이미드기, 알콕시카르보닐아미노기, 아릴옥시카르보닐아미노기, 술폰아미드기, 아조기, 알킬티오기, 아릴티오기, 헤테로고리 티오기, 알킬술포닐기, 아릴술포닐기 또는 포스피노일아미노기로 나타내고, R12 및 R15 는 각각 독립적으로 수소 원자, 할로겐 원자, 알킬기, 알케닐기, 아릴기, 헤테로고리기, 히드록시기, 시아노기, 니트로기, 알콕시기, 아릴옥시기, 헤테로고리 옥시기, 아실기, 알콕시카르보닐기, 아릴옥시카르보닐기, 카르바모일기, 이미드기, 알콕시카르보닐아미노기, 술폰아미드기, 아조기, 알킬티오기, 아릴티오기, 헤테로고리 티오기, 알킬술포닐기, 아릴술포닐기 또는 술파모일기로 나타내고, R13 및 R14 는 각각 독립적으로 수소 원자, 할로겐 원자, 알킬기, 알케닐기, 아릴기, 헤테로고리기, 실릴기, 히드록시기, 시아노기, 알콕시기, 아릴옥시기, 헤테로고리 옥시기, 아실기, 알콕시카르보닐기, 카르바모일기, 아닐리노기, 카르본아미드기, 우레이도기, 이미드기, 알콕시카르보닐아미노기, 술폰아미드기, 아조기, 알킬티오기, 아릴티오기, 헤테로고리 티오기, 알킬술포닐기, 아릴술포닐기, 술파모일기 또는 포스피노일아미노기로 나타내고, R17 은 수소 원자, 알킬기, 아릴기 또는 헤테로고리기를 나타낸다.
<일반식 (5)>
본 발명에 사용되는 염료의 바람직한 예의 하나로서, 일반식 (5) 로 나타내는 염료를 들 수 있다.
[화학식 30]
Figure pat00030
일반식 (5) 중, R11 ∼ R16 은 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환기를 나타낸다. R17 은 수소 원자, 할로겐 원자, 알킬기, 아릴기 또는 헤테로고리기를 나타낸다.
일반식 (5) 중의 R11 ∼ R17 은 일반식 (4) 중의 R11 ∼ R17 과 동일한 의미이고, 바람직한 양태도 동일하다.
일반식 (5) 중의 Ma 는 금속 원자 또는 금속 화합물을 나타낸다. 금속 원자 또는 금속 화합물로서는, 착물을 형성할 수 있는 금속 원자 또는 금속 화합물이면 어느 것이어도 되고, 2 가의 금속 원자, 2 가의 금속 산화물, 2 가의 금속 수산화물 또는 2 가의 금속 염화물이 포함된다. 예를 들어, Zn, Mg, Si, Sn, Rh, Pt, Pd, Mo, Mn, Pb, Cu, Ni, Co, Fe 등 외에, AlCl, InCl, FeCl, TiCl2, SnCl2, SiCl2, GeCl2 등의 금속 염화물, TiO, VO 등의 금속 산화물, Si(OH)2 등의 금속 수산화물도 포함된다.
이들 중에서도, 착물의 안정성, 분광 특성, 내열, 내광성 및 제조 적성 등의 관점에서 Fe, Zn, Co, V=O 또는 Cu 가 바람직하고, Zn 이 가장 바람직하다.
일반식 (5) 중의 X1 은 금속 원자 Ma 에 결합 가능한 기 (예를 들어, 수산기, 카르복실산기, 인산기, 술폰산기 등) 이면 어느 것이어도 되고, 물, 알코올류 (예를 들어, 메탄올, 에탄올, 프로판올), 카르복실산류 (예를 들어, 아세트산) 등, 또한 「금속 킬레이트」 [1] 사카구치 타케이치·우에노 케이헤이 저 (1995년 난코도), 동 [2] (1996년), 동 [3] (1997년) 등에 기재된 화합물을 들 수 있다.
일반식 (5) 에 있어서의 X2 는 Ma 의 전하를 중화시키기 위해 필요한 기를 나타내고, 예를 들어 할로겐 원자, 수산기, 카르복실산기, 인산기, 술폰산기 등을 들 수 있다. 또한, 그 기를 갖는 화합물 (예를 들어, 물, 알코올류, 카르복실산류 (아세트산)) 이 Ma 에 결합되어 있어도 된다.
일반식 (5) 에 있어서의 X1 과 X2 가 서로 결합하여, Ma 와 함께 5 원자, 6 원자 또는 7 원자의 고리를 형성해도 된다. 형성되는 5 원자, 6 원자 및 7 원자의 고리는 포화 고리이어도 되고 불포화 고리이어도 된다. 또한, 5 원자, 6 원자 및 7 원자의 고리는 탄소 원자만으로 구성되어 있어도 되고, 질소 원자, 산소 원자 또는/및 황 원자에서 선택되는 원자를 적어도 1 개 갖는 헤테로고리를 형성하고 있어도 된다.
<일반식 (5-1)>
일반식 (5) 로 나타내는 염료의 다른 실시양태로서, 일반식 (5-1) 로 나타내는 염료를 들 수 있다.
[화학식 31]
Figure pat00031
일반식 (5-1) 중, R12 ∼ R15 는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환기를 나타낸다. 일반식 (5-1) 중의 R12 ∼ R15 및 R17 은 각각 일반식 (5) 중의 R12 ∼ R15 및 R17 과 각각 동일한 의미이고, 바람직한 양태도 동일하다.
일반식 (5-1) 중의 Ma 는 금속 원자 또는 금속 화합물을 나타내고, 일반식 (5) 에 있어서 설명한 금속 원자 또는 금속 화합물과 동일한 의미이며, 그 바람직한 범위도 동일하다.
일반식 (5-1) 중, R18 및 R19 는 각각 독립적으로 알킬기 (바람직하게는 탄소수 1 ∼ 36, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 12 의 직사슬, 분기사슬 또는 고리형의 알킬기이고, 예를 들어 메틸, 에틸, 프로필, 이소프로필, 부틸, 이소부틸, t-부틸, 헥실, 2-에틸헥실, 도데실, 시클로프로필, 시클로펜틸, 시클로헥실, 1-아다만틸), 알케닐기 (바람직하게는 탄소수 2 ∼ 24, 보다 바람직하게는 탄소수 2 ∼ 12 의 알케닐기이고, 예를 들어 비닐, 알릴, 3-부텐-1-일), 아릴기 (바람직하게는 탄소수 6 ∼ 36, 보다 바람직하게는 탄소수 6 ∼ 18 의 아릴기이고, 예를 들어 페닐, 나프틸), 헤테로고리기 (바람직하게는 탄소수 1 ∼ 24, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 12 의 헤테로고리기이고, 예를 들어 2-티에닐, 4-피리딜, 2-푸릴, 2-피리미디닐, 1-피리딜, 2-벤조티아졸릴, 1-이미다졸릴, 1-피라졸릴, 벤조트리아졸-1-일), 알콕시기 (바람직하게는 탄소수 1 ∼ 36, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 18 의 알콕시기이고, 예를 들어 메톡시, 에톡시, 프로필옥시, 부톡시, 헥실옥시, 2-에틸헥실옥시, 도데실옥시, 시클로헥실옥시), 아릴옥시 (바람직하게는 탄소수 6 ∼ 24, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 18 의 아릴옥시기이고, 예를 들어 페녹시, 나프틸옥시), 알킬아미노기 (바람직하게는 탄소수 1 ∼ 36, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 18 의 알킬아미노기이고, 예를 들어 메틸아미노, 에틸아미노, 프로필아미노, 부틸아미노, 헥실아미노, 2-에틸헥실아미노, 이소프로필아미노, t-부틸아미노, t-옥틸아미노, 시클로헥실아미노, N,N-디에틸아미노, N,N-디프로필아미노, N,N-디부틸아미노, N-메틸-N-에틸아미노), 아릴아미노 (바람직하게는 탄소수 6 ∼ 36, 보다 바람직하게는 탄소수 6 ∼ 18 의 아릴아미노기이고, 예를 들어 페닐아미노, 나프틸아미노, N,N-디페닐아미노, N-에틸-N-페닐아미노) 또는 헤테로고리 아미노기 (바람직하게는 탄소수 1 ∼ 24, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 12 의 헤테로고리 아미노기이고, 예를 들어 2-아미노피롤, 3-아미노피라졸, 2-아미노피리딘, 3-아미노피리딘) 를 나타낸다.
일반식 (5-1) 중, R18 및 R19 로 나타내는 알킬기, 알케닐기, 아릴기, 헤테로고리기, 알콕시기, 아릴옥시기, 알킬아미노기, 아릴아미노기 및 헤테로고리 아미노기가 추가로 치환 가능한 기인 경우에는, 상기 일반식 (4) 중의 R11 ∼ R16 으로 나타내는 치환기로 치환되어 있어도 되고, 2 개 이상의 치환기로 치환되어 있는 경우에는, 그들 치환기는 동일하거나 상이해도 된다.
일반식 (5-1) 중, X3 은 NR, 질소 원자, 산소 원자 또는 황 원자를 나타내고, X4 는 NRa, 산소 원자 또는 황 원자를 나타낸다. R 과 Ra 는 각각 독립적으로 수소 원자, 알킬기 (바람직하게는 탄소수 1 ∼ 36, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 12 의 직사슬, 분기사슬 또는 고리형의 알킬기이고, 예를 들어 메틸, 에틸, 프로필, 이소프로필, 부틸, 이소부틸, t-부틸, 헥실, 2-에틸헥실, 도데실, 시클로프로필, 시클로펜틸, 시클로헥실, 1-아다만틸), 알케닐기 (바람직하게는 탄소수 2 ∼ 24, 보다 바람직하게는 탄소수 2 ∼ 12 의 알케닐기이고, 예를 들어 비닐, 알릴, 3-부텐-1-일), 아릴기 (바람직하게는 탄소수 6 ∼ 36, 보다 바람직하게는 탄소수 6 ∼ 18 의 아릴기이고, 예를 들어 페닐, 나프틸), 헤테로고리기 (바람직하게는 탄소수 1 ∼ 24, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 12 의 헤테로고리기이고, 예를 들어 2-티에닐, 4-피리딜, 2-푸릴, 2-피리미디닐, 1-피리딜, 2-벤조티아졸릴, 1-이미다졸릴, 1-피라졸릴, 벤조트리아졸-1-일), 아실기 (바람직하게는 탄소수 1 ∼ 24, 보다 바람직하게는 탄소수 2 ∼ 18 의 아실기이고, 예를 들어 아세틸, 피발로일, 2-에틸헥실, 벤조일, 시클로헥사노일), 알킬술포닐기 (바람직하게는 탄소수 1 ∼ 24, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 18 의 알킬술포닐기이고, 예를 들어 메틸술포닐, 에틸술포닐, 이소프로필술포닐, 시클로헥실술포닐), 아릴술포닐기 (바람직하게는 탄소수 6 ∼ 24, 보다 바람직하게는 탄소수 6 ∼ 18 의 아릴술포닐기이고, 예를 들어 페닐술포닐, 나프틸술포닐) 를 나타낸다.
R 과 Ra 로 나타내는 알킬기, 알케닐기, 아릴기, 헤테로고리기, 아실기, 알킬술포닐기, 아릴술포닐기는 추가로 상기 일반식 (4) 의 R11 ∼ R16 으로 나타내는 치환기로 치환되어 있어도 되고, 복수의 치환기로 치환되어 있는 경우에는, 그들 치환기는 동일해도 되고 상이해도 된다.
일반식 (5-1) 중, Y1 은 NRc, 질소 원자 또는 탄소 원자를 나타내고, Y2 는 질소 원자 또는 탄소 원자를 나타낸다. Rc 는 상기 X3 의 R 과 동일한 의미이다.
일반식 (5-1) 중, R18 과 Y1 이 서로 결합하여, R18, Y1 및 탄소 원자와 함께 5 원자고리 (예를 들어 시클로펜탄, 피롤리딘, 테트라히드로푸란, 디옥소란, 테트라히드로티오펜, 피롤, 푸란, 티오펜, 인돌, 벤조푸란, 벤조티오펜), 6 원자고리 (예를 들어 시클로헥산, 피페리딘, 피페라진, 모르폴린, 테트라히드로피란, 디옥산, 펜타메틸렌술파이드, 디티안, 벤젠, 피페리딘, 피페라진, 피리다진, 퀴놀린, 퀴나졸린) 또는 7 원자고리 (예를 들어 시클로헵탄, 헥사메틸렌이민) 를 형성해도 된다.
일반식 (5-1) 중, R19 와 Y2 가 서로 결합하여, R19, Y2 및 탄소 원자와 함께 5 원자, 6 원자 또는 7 원자의 고리를 형성하고 있어도 된다. 형성되는 5 원자, 6 원자 및 7 원자의 고리는 상기 R18 과 Y1 및 탄소 원자로 형성되는 고리로부터, 1 개의 결합이 이중 결합으로 변화된 고리를 들 수 있다.
일반식 (5-1) 중, R18 과 Y1 및, R19 와 Y2 가 결합하여 형성되는 5 원자, 6 원자 및 7 원자의 고리가 추가로 치환 가능한 고리인 경우에는, 상기 일반식 (4) 중의 R11 ∼ R16 으로 나타내는 치환기로 치환되어 있어도 되고, 2 개 이상의 치환기로 치환되어 있는 경우에는, 그들 치환기는 동일해도 되고 상이해도 된다.
일반식 (5-1) 중, X5 는 Ma 와 결합 가능한 기를 나타내고, 상기 일반식 (5) 에 있어서의 X1 과 동일한 기를 들 수 있다. a 는 0, 1 또는 2 를 나타낸다.
일반식 (5-1) 로 나타내는 화합물의 바람직한 양태로는, R12 ∼ R15, R17 및 Ma 는 각각 일반식 (4) 로 나타내는 염료의 설명에서 기재한 바람직한 양태이고, X3 은 NR (R 은 수소 원자, 알킬기), 질소 원자 또는 산소 원자이고, X4 는 NRa (Ra 는 수소 원자, 알킬기, 헤테로고리기) 또는 산소 원자이고, Y1 은 NRc (Rc 는 수소 원자 또는 알킬기), 질소 원자 또는 탄소 원자이고, Y2 는 질소 원자 또는 탄소 원자이고, X5 는 산소 원자를 개재하여 결합하는 기이고, R18 및 R19 는 각각 독립적으로 알킬기, 아릴기, 헤테로고리기, 알콕시기 혹은 알킬아미노기이고, 또는 R18 과 Y1 이 서로 결합하여 5 원자 혹은 6 원자고리를 형성하고, 또는 R19 와 Y2 가 서로 결합하여 5 원자 혹은 6 원자고리를 형성하고, a 는 0 또는 1 을 나타낸다.
일반식 (5-1) 로 나타내는 화합물의 더욱 바람직한 양태로는, R12 ∼ R15, R17, Ma 는 각각 일반식 (4) 로 나타내는 염료의 설명에서 기재한 특히 바람직한 양태이고, X3 및 X4 는 산소 원자이고, Y1 은 NH 이고, Y2 는 질소 원자이고, X5 는 산소 원자를 개재하여 결합하는 기이고, R18 및 R19 는 각각 독립적으로 알킬기, 아릴기, 헤테로고리기, 알콕시기 혹은 알킬아미노기이고, 또는 R18 과 Y1 이 서로 결합하여 5 원자 혹은 6 원자고리를 형성하고, 또는 R19 와 Z2 가 서로 결합하여 5 원자 혹은 6 원자고리를 형성하고, a 는 0 또는 1 을 나타낸다.
<일반식 (5-2)>
일반식 (5) 로 나타내는 염료의 다른 실시형태로서, 일반식 (5-2) 로 나타내는 염료를 들 수 있다.
[화학식 32]
Figure pat00032
일반식 (5-2) 중, R11 ∼ R16 은 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환기를 나타낸다. R17 은 수소 원자, 할로겐 원자, 알킬기, 아릴기 또는 헤테로고리기를 나타낸다.
일반식 (5-2) 중의 R11 ∼ R17 은 각각 일반식 (5) 중의 R11 ∼ R17 과 동일한 의미이고, 바람직한 양태도 동일하다.
일반식 (5-2) 중의 Ma 는 금속 원자 또는 금속 화합물을 나타내고, 일반식 (5) 에 있어서 설명한 금속 원자 또는 금속 화합물과 동일한 의미이며, 그 바람직한 범위도 동일하다.
다음으로, 일반식 (5), 일반식 (5-1) 및 일반식 (5-2) 로 나타내는 염료의 구체예를 이하에 나타내는데, 본 발명은 이들에 한정되는 것은 아니다. 또, 다른 구체예로서, 일본 특허출원 2008-149467호 명세서의 단락 번호 [0058] ∼ [0074] 에 기재된 염료 등을 들 수 있다.
[화학식 33]
Figure pat00033
[화학식 34]
Figure pat00034
일반식 (5), 일반식 (5-1) 또는 일반식 (5-2) 로 나타내는 염료는 미국 특허 제4,774,339호, 동 5,433,896호, 일본 공개특허공보 2001-240761호, 동 2002-155052호, 일본 특허 제3614586호, Aust. J. Chem, 1965, 11, 1835-1845, J. H. Boger et al, Heteroatom Chemistry, Vol.1, No.5, 389 (1990) 등에 기재된 방법으로 합성할 수 있다.
<일반식 (6)>
본 발명에 사용되는 염료의 바람직한 예의 하나로서, 일반식 (6) 으로 나타내는 염료를 들 수 있다.
[화학식 35]
Figure pat00035
일반식 (6) 중, R1 ∼ R5 및 R8 은 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환기를 나타낸다. R1 ∼ R5 및 R8 로 나타내는 치환기는 상기한 일반식 (1) 의 「치환기」와 동일한 정의이고, 바람직한 양태도 동일하다.
또, 각 기는 각각 추가로 상기 서술한 치환기에 의해 치환되어 있어도 되고, 2 이상의 치환기로 치환되어 있는 경우에는, 그들 치환기는 동일해도 되고 상이해도 된다.
일반식 (6) 중, R1 은 알킬기, 아릴기, 헤테로고리기, 알콕시기, 아릴옥시기, 알킬티오기, 아릴티오기, 아실아미노기, 알콕시카르보닐아미노기, 카르바모일아미노기, 아닐리노기가 바람직하고, 알킬기, 아릴기, 헤테로고리기, 알콕시기, 아릴옥시기가 보다 바람직하다. 더욱 바람직하게는 알킬기이고, 가장 바람직하게는 3 급 알킬기이다.
일반식 (6) 중, R2 ∼ R5 는 수소 원자, 할로겐 원자, 알킬기, 알콕시기, 아릴옥시기, 아실아미노기, 알콕시카르보닐아미노기, 카르바모일아미노기, 술폰아미드기가 바람직하고, 수소 원자, 할로겐 원자, 아실아미노기, 알콕시카르보닐아미노기가 보다 바람직하다.
일반식 (6) 중, R6 및 R7 은 각각 독립적으로 수소 원자, 알킬기, 알케닐기, 아릴기 또는 헤테로고리기를 나타내고, 바람직하게는 알킬기이다. 또한, R6 및 R7 로 나타내는 각 기는 상기 서술한 치환기로 치환되어 있어도 되고, 2 이상의 치환기로 치환되어 있는 경우, 그들 치환기는 동일해도 되고 상이해도 된다.
일반식 (6) 중, R2 와 R3, R3 과 R6, R4 와 R5, R5 와 R7, 및/또는 R6 과 R7 은 서로 결합하여 각각 독립적으로 5 원자고리, 6 원자고리 또는 7 원자고리를 형성해도 된다. 5 원자고리, 6 원자고리 또는 7 원자고리로서는, 시클로펜텐, 시클로헥센, 시클로헵텐, 디히드로피롤, 테트라히드로피리딘 등을 들 수 있다. 그 각 고리는 상기 서술한 치환기로 치환되어 있어도 되고, 2 이상의 치환기로 치환되어 있는 경우, 그들 치환기는 동일해도 되고 상이해도 된다.
일반식 (6) 중, Za 및 Zb 는 각각 독립적으로 =N- 또는 =C(R8)- 을 나타내고, R8 은 수소 원자 또는 치환기를 나타낸다. R8 로 나타내는 바람직한 치환기는 알킬기, 알케닐기, 아릴기 또는 헤테로고리기이다. R8 로 나타내는 치환기는 상기 서술한 치환기로 치환되어 있어도 되고, 2 이상의 치환기로 치환되어 있는 경우, 그들 치환기는 동일해도 되고 상이해도 된다.
일반식 (6) 중, Za 가 =N- 이고, Zb 가 =C(R8)- 인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 Za 가 =N- 이고, Zb 가 =C(R8)- 이고, R8 이 알킬기, 아릴기 또는 헤테로고리기이다.
일반식 (6) 으로 나타내는 염료 중, 하기 일반식 (6-1) 로 나타내는 염료가 바람직하다.
[화학식 36]
Figure pat00036
일반식 (6-1) 중, R1 ∼ R4 는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환기를 나타낸다. R1 ∼ R4 로 나타내는 치환기는 상기 일반식 (6) 중의 R1 ∼ R5 및 R8 로 나타내는 치환기와 동일한 의미이고, 바람직한 양태도 동일하다.
일반식 (6-1) 중, R6 은 수소 원자, 알킬기, 알케닐기, 아릴기 또는 헤테로고리기를 나타낸다. 또한, R6 으로 나타내는 각 기는 추가로 상기 서술한 치환기에 의해 치환되어 있어도 되고, 2 이상의 치환기로 치환되어 있는 경우, 그들 치환기는 동일해도 되고 상이해도 된다.
일반식 (6-1) 중, R9 ∼ R14 는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환기를 나타낸다. R9 ∼ R14 로 나타내는 치환기는 상기 서술한 치환기로 치환되어 있어도 되고, 2 이상의 치환기로 치환되어 있는 경우에는, 그들 치환기는 동일해도 되고 상이해도 된다.
일반식 (6-1) 중, Za 및 Zb 는 각각 독립적으로 =N- 또는 =C(R8)- 을 나타내고, R8 은 수소 원자 또는 치환기를 나타낸다. R8 로 나타내는 바람직한 치환기는 알킬기, 알케닐기, 아릴기 또는 헤테로고리기이다. R8 로 나타내는 치환기는 상기 서술한 치환기로 치환되어 있어도 되고, 2 이상의 치환기로 치환되어 있는 경우, 그들 치환기는 동일해도 되고 상이해도 된다.
일반식 (6-1) 중, R2 와 R3, R3 과 R6, R6 과 R9 및/또는 R4 와 R14 는 서로 결합하여 각각 독립적으로 5 원자고리, 6 원자고리 또는 7 원자고리를 형성해도 된다. 5 원자고리, 6 원자고리 또는 7 원자고리로서는, 시클로펜텐, 시클로헥센, 시클로헵텐, 디히드로피롤, 테트라히드로피리딘 등을 들 수 있다. 그 각 고리는 상기 서술한 치환기로 치환되어 있어도 되고, 2 이상의 치환기로 치환되어 있는 경우, 그들 치환기는 동일해도 되고 상이해도 된다.
일반식 (6) 으로 나타내는 염료 중, 하기 일반식 (6-2) 로 나타내는 염료가 더욱 바람직하다.
[화학식 37]
Figure pat00037
일반식 (6-2) 중, R1 ∼ R4, R6, R9 ∼ R14 는 상기 일반식 (6-1) 중의 R1 ∼ R4, R6, R9 ∼ R14 와 각각 동일한 의미이고, 이들의 바람직한 양태도 각각 동일하다.
일반식 (6-2) 중, R15 는 수소 원자 또는 치환기를 나타낸다. R15 로 나타내는 바람직한 치환기는 알킬기, 알케닐기, 아릴기 또는 헤테로고리기이다. R15 로 나타내는 치환기는 상기 서술한 치환기로 치환되어 있어도 되고, 2 이상의 치환기로 치환되어 있는 경우, 그들 치환기는 동일해도 되고 상이해도 된다.
일반식 (6-2) 로 나타내는 염료의 바람직한 범위는 다음과 같다. 일반식 (6-2) 중의 R1 이 알킬기, 알케닐기, 아릴기, 헤테로고리기, 히드록실기, 시아노기, 알콕시기, 아릴옥시기, 헤테로고리 옥시기, 카르바모일옥시기, 아실기, 알콕시카르보닐기, 아릴옥시카르보닐기, 카르바모일기, 이미드기, 아조기, 알킬티오기, 아릴티오기, 헤테로고리 티오기, 알킬술피닐기, 아릴술피닐기, 알킬술포닐기, 아릴술포닐기, 술파모일기, 술포기, 포스포닐기 또는 포스피노일아미노기이고, R2, R3 및 R4 가 각각 독립적으로 수소 원자, 할로겐 원자, 알킬기, 알케닐기, 아릴기, 헤테로고리기, 알콕시기, 아릴옥시기, 알콕시카르보닐기, 카르바모일기, 아미노기, 아닐리노기, 카르본아미드기, 우레이도기, 알콕시카르보닐아미노기, 술폰아미드기, 술파모일아미노기, 아조기, 알킬티오기, 아릴티오기, 헤테로고리 티오기, 알킬술피닐기, 아릴술피닐기, 알킬술포닐기, 아릴술포닐기, 술파모일기, 술포기, 포스포닐기 또는 포스피노일아미노기이고, R6 이 알킬기, 알케닐기, 아릴기 또는 헤테로고리기이고, R9 ∼ R14 가 각각 독립적으로 수소 원자, 할로겐 원자, 알킬기 또는 알콕시기이고, R15 가 수소 원자, 알킬기, 알케닐기, 아릴기 또는 헤테로고리기인 화합물이 바람직하다.
또한, 일반식 (6-2) 중의 R1 이 알킬기, 알케닐기, 아릴기, 헤테로고리기, 알콕시카르보닐기, 카르바모일기, 이미드기, 알킬티오기, 아릴티오기, 헤테로고리 티오기, 알킬술포닐기 또는 아릴술포닐기이고, R2, R3 및 R4 가 각각 독립적으로 수소 원자, 할로겐 원자, 알킬기, 알콕시기, 아릴옥시기, 알콕시카르보닐기, 카르바모일기, 카르본아미드기, 우레이도기, 알콕시카르보닐아미노기, 술폰아미드기, 알킬티오기 또는 아릴티오기이고, R6 이 알킬기, 알케닐기, 아릴기 또는 헤테로고리기이고, R9 ∼ R14 가 각각 독립적으로 수소 원자 또는 알킬기이고, R15 가 알킬기, 알케닐기, 아릴기 또는 헤테로고리기인 화합물이 보다 바람직하다.
그리고 또, 일반식 (6-2) 중의 R1 이 알킬기이고, R2, R3 및 R4 가 각각 독립적으로 수소 원자, 할로겐 원자, 알킬기, 알콕시기, 카르본아미드기, 우레이도기 또는 알콕시카르보닐아미노기이고, R6 이 알킬기이고, R9 ∼ R14 가 각각 독립적으로 수소 원자 또는 알킬기이고, R15 가 알킬기, 알케닐기, 아릴기 또는 헤테로고리기인 화합물이 보다 바람직하다.
또한, 일반식 (6-2) 중의 R1 이 3 급 알킬기 (바람직하게는 탄소수 4 ∼ 16, 보다 바람직하게는 탄소수 4 ∼ 8 의 3 급 알킬기이다. 예를 들어 t-부틸, t-아밀, t-옥틸, 1-아다만틸, 에틸시클로헥실) 이고, R2, R3 및 R4 가 각각 독립적으로 수소 원자, 할로겐 원자 (예를 들어 불소 원자, 염소 원자, 브롬 원자 또는 요오드 원자를 들 수 있고, 바람직하게는 불소 원자 또는 염소 원자이다), 알킬기 (바람직하게는 탄소수 1 ∼ 12, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 8 의 알킬기이다. 예를 들어 메틸, 에틸, 프로필, 이소프로필, t-부틸, 시클로헥실, 2-에틸헥실), 또는 알콕시기 (바람직하게는 탄소수 1 ∼ 12, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 8 의 알콕시기이다. 예를 들어 메톡시, 에톡시, 이소프로필옥시, 옥틸옥시, 2-에틸헥실옥시) 이고, R6 이 알킬기 (바람직하게는 탄소수 1 ∼ 18, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 12 의 알킬기이다. 예를 들어 메틸, 에틸, 프로필, 이소프로필, 옥틸, 2-에틸헥실, 2-히드록시에틸, 2-히드록시프로필) 이고, R9 및 R10 이 알킬기 (바람직하게는 탄소수 1 ∼ 8, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 4 의 알킬기이다. 예를 들어 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 가장 바람직하게는 메틸) 이고, R11 ∼ R13 이 수소 원자이고, R14 가 알킬기 (바람직하게는 탄소수 1 ∼ 8, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 4 의 알킬기이다. 예를 들어 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 가장 바람직하게는 메틸) 이고, R15 가 알킬기, 아릴기 또는 헤테로고리기인 화합물이 가장 바람직하다.
이하에, 상기 일반식 (6) 으로 나타내는 염료의 구체예를 나타내는데, 본 발명은 이들에 한정되는 것은 아니다.
[화학식 38]
Figure pat00038
상기 일반식 (6) 으로 나타내는 화합물은 일본 공개특허공보 2005-189802호의 단락 번호 [0058] ∼ [0068] 에 기재된 방법을 참조하여 합성할 수 있다.
<일반식 (7)>
본 발명에 사용되는 염료의 바람직한 예의 하나로서, 일반식 (7) 로 나타내는 염료를 들 수 있다.
[화학식 39]
Figure pat00039
일반식 (7) 중, R1 은 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환기를 나타낸다. R1 로 나타내는 치환기는 상기한 일반식 (1) 의 「치환기」와 동일한 정의이고, 바람직한 양태도 동일하다.
또, 각 기는 각각 추가로 상기 서술한 치환기에 의해 치환되어 있어도 되고, 2 이상의 치환기로 치환되어 있는 경우에는, 그들 치환기는 동일해도 되고 상이해도 된다.
본 발명의 효과라는 면에서, R1 은 할로겐 원자, 지방족기, 시아노기, 카르복시기, 카르바모일기, 지방족 옥시카르보닐기, 아릴옥시카르보닐기, 히드록시기, 지방족 옥시기, 카르바모일옥시기, 헤테로고리 옥시기, 지방족 옥시카르보닐옥시기, 카르바모일아미노기, 술파모일아미노기, 지방족 옥시카르보닐아미노기, 지방족 술포닐아미노기, 아릴술포닐아미노기, 지방족 티오기, 아릴티오기, 지방족 술포닐기, 아릴술포닐기, 술파모일기, 지방족 술포닐카르바모일기, 아릴술포닐카르바모일기, 지방족 카르보닐술파모일기, 아릴카르보닐술파모일기, 지방족 술포닐술파모일기, 아릴술포닐술파모일기, 이미드기 또는 술포기인 경우가 바람직하고, 지방족기, 카르복시기, 카르바모일기, 히드록시기, 지방족 옥시카르보닐기, 아릴옥시카르보닐기, 지방족 옥시기, 지방족 옥시카르보닐옥시기, 카르바모일아미노기, 술파모일아미노기, 지방족 옥시카르보닐아미노기, 지방족 술포닐아미노기, 아릴술포닐아미노기, 지방족 술포닐기, 아릴술포닐기, 술파모일기, 지방족 술포닐카르바모일기, 지방족 카르보닐술파모일기, 지방족 술포닐술파모일기, 이미드기 또는 술포기인 경우가 더욱 바람직하고, 카르복시기, 카르바모일기, 히드록시기, 지방족 옥시카르보닐기, 지방족 옥시기, 지방족 옥시카르보닐옥시기, 카르바모일아미노기, 지방족 옥시카르보닐아미노기, 아릴술포닐기, 지방족 술포닐카르바모일기, 지방족 카르보닐술파모일기, 지방족 술포닐술파모일기, 이미드기 또는 지방족 술포닐기인 경우가 가장 바람직하다.
일반식 (7) 중, L 은 각각 독립적으로 지방족 또는 방향족 연결기를 나타내고 각각의 L 은 동일하거나 상이해도 된다. L 로 나타내는 지방족 연결기로서는, 비치환이어도 되고 치환기를 가지고 있어도 되며, 총 탄소수 1 ∼ 20 의 지방족기가 바람직하며, 총 탄소수 1 ∼ 15 의 지방족기가 더욱 바람직하다. 예를 들어, 메틸렌기, 에틸렌기, 프로필렌기, 부틸렌기 등을 들 수 있다.
L 로 나타내는 방향족 연결기로서는 비치환이어도 되고 치환기를 가지고 있어도 되며, 총 탄소수 6 ∼ 20 의 방향족기가 바람직하고, 총 탄소수 6 ∼ 16 의 방향족기가 더욱 바람직하다. 예를 들어, 페닐렌기, 나프틸렌기 등을 들 수 있고, 가장 바람직한 것은 페닐렌기이다.
또한, n = 0 인 경우에는, R1 과 S (황 원자) 가 직접 결합한다.
일반식 (7) 중, Z1 은 2 개의 탄소 원자와 함께 6 원자고리를 형성하는 데 필요한 비금속 원자군을 나타내며, 4 개의 Z1 은 동일해도 되고 상이해도 된다. 형성되는 6 원자고리는 아릴고리 또는 헤테로고리 중 어느 것이어도 되고, 축환되어 있어도 되고, 축환된 고리가 추가로 치환기를 가지고 있어도 된다. 6 원자고리로서는, 예를 들어, 벤젠고리, 피리딘고리, 시클로헥센고리, 나프탈렌고리 등을 들 수 있으며, 벤젠고리인 양태가 바람직하다.
일반식 (7) 에 있어서, M 은 2 개의 수소 원자, 2 가의 금속 원자, 2 가의 금속 산화물, 2 가의 금속 수산화물 또는 2 가의 금속 염화물을 나타낸다. 그 M 으로는, 예를 들어, VO, TiO, Zn, Mg, Si, Sn, Rh, Pt, Pd, Mo, Mn, Pb, Cu, Ni, Co, Fe, AlCl, InCl, FeCl, TiCl2, SnCl2, SiCl2, GeCl2, Si(OH)2, H2 등을 들 수 있으며, VO, Zn, Mn, Cu, Ni, Co 인 경우가 바람직하다. 본 발명의 효과라는 면에서 M 은 VO, Mn, Co, Ni, Cu, Zn 또는 Mg 인 경우가 바람직하고, VO, Co, Cu 또는 Zn 인 경우가 더욱 바람직하며, Cu 인 경우가 가장 바람직하다.
일반식 (7) 에 있어서, m 은 각각 독립적으로 1 또는 2 를 나타내고, m 은 2 인 경우가 바람직하다. n 은 각각 독립적으로 0 또는 1 을 나타내고, n 은 1 인 경우가 바람직하다. p 는 각각 독립적으로 1 ∼ 5 의 정수를 나타내고, 1 ∼ 3 인 경우가 바람직하고, 1 인 경우가 보다 바람직하다.
본 발명에 있어서는, 분자 중의 복수의 R1 은 각각 동일해도 되고 상이해도 되며, 복수의 R1 중, 적어도 1 개의 R1 은 -OY, -COOY, -SO3Y, -CON(Y)CO-, CON(Y)SO2- 또는 -SO2N(Y)CO- 를 갖는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 얻어지는 색 화소의 내열성, 내약품성 등이 더욱 향상된다.
상기 -OY, -COOY, -SO3Y, -CON(Y)CO-, CON(Y)SO2- 또는 -SO2N(Y)CO- 는 일반식 (7) 에 있어서, 연결기 L 에 결합되어 있어도 되고, 연결기 L 을 개재하지 않고 -S(=O)m- 와 직접 결합되어 있어도 된다. 연결기 L 을 개재하지 않고 -S(=O)m- 와 직접 결합되어 있는 경우, R1 은 -OY 인 것이 바람직하고, -S(=O)m- 와 함께 테트라아자포르피린고리에 직접 결합되는 -SO3Y 를 구성하는 (m = 2) 인 것이 바람직하다.
Y 는 수소 원자, 금속 원자 또는 공액산을 나타낸다. Y 로 나타내는 금속 원자는 Li, Na, K, Mg, Ca 를 들 수 있고, 바람직한 것은 Li, Na, K 이다. Y 로 나타내는 공액산을 형성하는 염기로는, 3 급 아민류 (예를 들어, 트리에틸아민, 트리프로필아민, 트리부틸아민, 디이소프로필에틸아민, N-메틸피페리딘, 4-메틸모르폴린), 구아니딘류 (예를 들어, 구아니딘, N,N-디페닐구아니딘, 1,3-디-o-톨릴구아니딘), 피리딘류 (예를 들어, 피리딘, 2-메틸피리딘) 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 트리에틸아민, 트리프로필아민, 트리부틸아민, N,N-디페닐구아니딘, 1,3-디-o-톨릴구아니딘이 바람직하다.
r1, r2, r3 및 r4 는 각각 독립적으로 0 또는 1 을 나타내고, r1 + r2 + r3 + r4 는 1 이상이며, r1 + r2 + r3 + r4 가 2 ∼ 4 인 것이 바람직하다. 또, r1, r2, r3 및 r4 는 각각 1 인 것도 역시 바람직하다.
이하, 상기 「-S(O)m-(L)n-(R1)p」로 나타내는 기의 예를 나타낸다. 단, 본 발명에 있어서는 이들에 한정되지 않는다. 또한, 이하의 예 중에서는, 바람직하게는 T-87, T-89, T-94, T-95, T-96, T-97, T-98, T-125, T-126, T-127, T-128, T-129, T-140, T-141 을 들 수 있다.
[화학식 40]
Figure pat00040
[화학식 41]
Figure pat00041
이하에 일반식 (7) 로 나타내는 염료의 구체예를 나타내지만, 본 발명은 이들에 한정되지 않는다.
[화학식 42]
Figure pat00042
[화학식 43]
Figure pat00043
또, 상기 일반식 (7) 로 나타내는 테트라아자포르피린계 색소는 예를 들어 일본 공개특허공보 2006-58787호, 일본 공개특허공보 2006-124379호, 일본 공개특허공보 2006-124679호 등에 기재된 방법으로 합성할 수 있다.
또, 2 종의 염료 (염료 A, 염료 B) 를 사용하는 경우에는, 얻어지는 색 화소가 우수한 화소 평탄성, 우수한 내열성·내약품성을 나타내는 점에서, 그 질량비 (염료 A/염료 B) 는 0.1 ∼ 10 이 바람직하고, 0.25 ∼ 4 가 보다 바람직하다.
잉크젯용 잉크 중의 상기 서술한 염료의 총 함유량은 잉크 전체량에 대하여 1 ∼ 30 질량% 가 바람직하고, 3 ∼ 20 질량% 가 보다 바람직하다. 함유량이 지나치게 적은 경우, 컬러 필터로서 필요한 광학 농도를 달성하기 위해서 막두께가 두까워진다. 그 때문에 블랙 매트릭스도 두껍게 할 필요가 있어, 블랙 매트릭스 형성이 어려워지기 때문에 바람직하지 못하다. 함유량이 지나치게 많은 경우, 잉크 점도가 높아져 토출하기 어려워지거나, 또한 용매에 용해하기 어려워지기 때문에 바람직하지 못하다.
<다관능 티올 화합물>
본 발명의 잉크젯용 잉크는 3 개 이상 6 개 이하의 티올기를 갖는 다관능 티올 화합물을 함유한다. 소정 관능수의 다관능 티올 화합물을 사용함으로써, 견뢰성 및 내열성이 우수함과 함께, 레벨링성이 우수한 색 화소를 형성할 수 있다. 그리고, 이 티올 화합물을 사용함으로써, 잉크 자체의 막 강도를 저하시키지 않고서 잉크의 점도를 낮게 유지할 수 있고, 토출 안정성도 우수한 잉크가 얻어진다.
특히, 상기한 일반식 (1) ∼ 일반식 (7) 로 나타내는 염료와 병용함으로써, 토출 안정성이 우수하고, 또한 얻어지는 색 화소의 견뢰성, 내열성, 레벨링성 (화소내 평탄성) 이 보다 향상된다.
상기 다관능 티올 화합물은 분자 내에 티올기를 3 ∼ 6 개 갖고 있다. 티올기의 수가 3 개 보다 적으면, 얻어지는 색 화소의 내열성, 내약품성이 떨어진다. 또한, 티올기의 수가 6 개 보다 많으면, 합성이 매우 어렵고, 또한, 사용하는 티올 화합물의 점도가 지나치게 높아, 잉크의 토출 안정성이 떨어진다.
다관능 티올 화합물의 분자량은 특별히 제한되지 않지만, 잉크의 토출 안정성이란 관점에서 200 ∼ 1200 이 바람직하고, 400 ∼ 1000 이 보다 바람직하다.
다관능 티올 화합물은 1 종만을 사용해도 되고, 2 종 이상을 병용해도 된다.
다관능 티올 화합물의 구체예로서는, 트리메틸올프로판트리스(3-메르캅토프로피오네이트), 펜타에리트리톨테트라키스(3-메르캅토프로피오네이트), 테트라에틸렌글리콜비스(3-메르캅토프로피오네이트), 디펜타에리트리톨헥사키스(3-메르캅토프로피오네이트), 펜타에리트리톨테트라키스(티오글리콜레이트) 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 트리메틸올프로판트리스(3-메르캅토프로피오네이트), 펜타에리트리톨테트라키스(3-메르캅토프로피오네이트), 테트라에틸렌글리콜비스(3-메르캅토프로피오네이트), 디펜타에리트리톨헥사키스(3-메르캅토프로피오네이트)가 바람직하다.
잉크젯용 잉크 중의 다관능 티올 화합물의 함유량은 잉크 전체량에 대하여 2 ∼ 12 질량% 이다. 바람직하게는 3 ∼ 10 질량% 이고, 보다 바람직하게는 4 ∼ 7.5 질량% 이다. 함유량이 상기 범위 내이면, 잉크젯용 잉크로부터 얻어지는 색 화소가 우수한 내열성, 내약품성을 나타낸다.
한편, 함유량이 2 질량% 미만인 경우, 잉크의 토출 안정성이 떨어지거나, 또는, 얻어지는 색 화소의 내열성 및/또는 내약품성이 떨어진다. 함유량이 12 질량% 를 초과하는 경우, 색 화소 중의 가교 밀도가 저하되어, 색 화소의 내열성 및/또는 내약품성이 떨어진다.
잉크젯용 잉크 중에서의 다관능 티올 화합물의 질량 (W2) 와 후술하는 라디칼 중합성 모노머의 질량 (W1) 의 질량비 (W1/W2) 는 1 ∼ 10 이다. 바람직하게는 2 ∼ 5 이고, 보다 바람직하게는 3 ∼ 4.5 이다. 질량비를 상기 범위 내로 함으로써, 내열성이나 내약품성 등의 내구성이 우수함과 함께, 표면 형상 등의 막질도 우수한 색 화소를 얻을 수 있다.
한편, 질량비 (W1/W2) 가 1 미만인 경우, 색 화소 중의 가교 밀도가 저하되어, 색 화소의 내열성, 내약품성 또는 화소 평탄성 면에서 떨어진다. 또한, 질량비 (W1/W2) 가 10 을 초과하는 경우, 색 화소의 내열성, 내약품성 또는 화소 평탄성 면에서 떨어진다.
또한, 잉크젯용 잉크 중에서의 다관능 티올 화합물의 질량 (W2) 와 후술하는 중합 개시제의 질량 (W3) 의 질량비 (W3/W2) 는 0.05 이상 1 미만인 것이 바람직하고, 0.2 ∼ 5 인 것이 보다 바람직하다. 상기 범위 내이면, 색 화소의 내약품성 및 내열성이 우수하고, 나아가 경화 조건의 양립 (가열 시간의 저감, 노광량의 저감) 면에서 바람직하다.
<유기 용제>
본 발명의 잉크젯용 잉크는 유기 용제를 함유한다. 유기 용제로서는, 각 성분의 용해성을 만족하면 특히 한정되지 않는다.
유기 용제의 구체예로서는, 물이나, 에스테르류 (예를 들어, 포름산아밀, 아세트산이소아밀, 프로피온산부틸, 부티르산이소프로필, 부티르산에틸 등), 에테르류 (예를 들어, 디에틸렌글리콜디메틸에테르, 에틸렌글리콜모노메틸에테르, 에틸렌글리콜모노에틸에테르 등), 케톤류 (예를 들어, 시클로헥사논 등), 방향족 탄화수소류 (예를 들어, 자일렌 등), 알코올류 (예를 들어 벤질알코올, 디에틸렌글리콜모노메틸에테르 등), 디시클로헥실메틸아민 등을 바람직하게 들 수 있다. 이들은 1 종 또는 2 종 이상을 병용해도 상관없다.
잉크젯용 잉크 중의 유기 용제의 함유량은 잉크 전체량에 대하여 30 ∼ 90 질량% 가 바람직하고, 50 ∼ 90 질량% 가 더욱 바람직하다. 30 질량% 이상이면 1 화소 내에 타적 (打滴) 되는 잉크량이 유지되고, 화소 내에서 잉크가 적시면서 확산되는 것이 양호하다. 또한, 90 질량% 이하이면, 잉크 중의 기능막 (예를 들어 화소 등) 을 형성하기 위한 용매 이외의 성분량을 소정량 이상으로 유지할 수 있다. 이것으로부터, 컬러 필터를 형성하는 경우에는 1 화소당 잉크필요량이 지나치게 많아지는 경우가 없어, 예를 들어 격벽으로 구획된 오목부에 잉크젯법으로 잉크를 부여하는 경우에, 오목부로부터의 잉크의 흘러넘침이나 이웃 화소와의 혼색의 발생을 억제할 수 있다.
본 발명에서 사용되는 유기 용제의 비점은 130 ∼ 280 ℃ 가 바람직하다. 비점이 지나치게 낮으면, 면내의 화소 형상의 균일성 면에서 바람직하지 못하다. 비점이 지나치게 높으면, 프리베이크에 의한 용매 제거 면에서 바람직하지 못하다. 또, 유기 용제의 비점은 압력 1 atm 하에에서의 비점을 의미하고, 화합물 사전 (Chapman & Hall 사) 등의 물성치표에 의해서 알 수 있다.
유기 용제의 바람직한 사용 형태의 하나로서, 비점이 160 ℃ 이상인 유기 용제를 유기 용제 전체량 중의 10 질량% 이상 함유하는 것이 바람직하다. 그 중에서도, 비점이 160 ∼ 250 ℃ 인 유기 용제가 바람직하고, 180 ∼ 240 ℃ 가 보다 바람직하다. 비점이 상기 소정 범위인 유기 용제의 함유량은 사용되는 유기 용제 전체량 중, 10 질량% 이상이 바람직하고, 20 ∼ 100 질량% 가 바람직하고, 25 ∼ 75 질량% 가 보다 바람직하다. 소정의 비점을 갖는 유기 용제를 상기 범위 내에서 함유하면, 잉크의 건조를 제어할 수 있고, 토출 안정성을 부여할 수 있다는 점, 토출 후의 잉크의 레벨링성이 향상된다는 점에서 바람직하다. 한편, 비점이 낮은 유기 용제를 함유하는 경우에는, 잉크젯 헤드 상에서도 빠르게 증발되기 때문에, 헤드 상에서의 잉크의 점도 상승이나 고형분의 석출 등을 쉽게 야기하여, 토출성의 악화를 동반하는 경우가 많다. 또한, 잉크가 기판면에 착탄 (着彈) 되어, 기판면 상을 적시면서 확산되는 경우에도, 적시면서 확산되는 가장자리 부분에 있어서 용매가 증발됨으로써 잉크의 점도 상승이 일어나, 피닝 (PINNING) 이라는 현상에 의해 적시면서 확산되는 것이 억제되는 경우가 있다.
또, 비점이 160 ℃ 이상인 유기 용제로서는, 예를 들어, 2-헵타놀, 시클로헥사놀, 2-푸르알데히드, N,N-디에틸에탄올아민, 2-메틸시클로헥사놀, N,N-디메틸아세트아미드, 2-(메톡시메톡시)에탄올, 디아세톤알코올, 푸르푸릴알코올, 에틸렌글리콜모노부틸에테르, 모노에탄올아민, 3-메틸시클로헥사놀, 4-메틸시클로헥사놀, 1-헵타놀, N,N-에틸포름아미드, 2-옥탄올, 테트라히드로푸릴알코올, N-메틸포름아미드, 에틸렌글리콜모노이소아밀에테르, 에틸렌글리콜모노아세테이트, 2,3-부탄디올, 글리세린모노아세테이트, 2-에틸-1-헥사놀, 1,2-프로판디올, 디메틸술폭사이드, 디프로필렌글리콜모노메틸에테르, 에틸렌글리콜디아세테이트, 1,2-부탄디올, 에틸렌글리콜모노부틸에테르아세테이트, 3,3,5-트리메틸-1-헥사놀, 디에틸렌글리콜모노메틸에테르, 1-옥탄올, 2-메틸-2,4-펜탄디올, 디프로필렌글리콜모노에틸에테르, 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜모노에틸에테르, N-메틸피롤리돈, γ-부티로락톤, 벤질알코올, N-메틸아세트아미드, 1,3-부탄디올, 에틸렌글리콜모노헥실에테르, 포름아미드, 1-노난올, 1,3-프로판디올, 디에틸렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, α-테르피네올, 아세트아미드, 1,4-부탄디올, 디에틸렌글리콜모노부틸에테르, 1-데카놀, 디프로필렌글리콜, 1,3-부틸렌글리콜디아세테이트, 2-부텐-1,4-디올, 에틸렌카보네이트, 프로필렌카보네이트, 1,5-펜탄디올, 1-운데카놀, 트리프로필렌글리콜모노메틸에테르, 2-에틸-1,3-헥산디올, 에틸렌글리콜모노페닐에테르, 디에틸렌글리콜, 2-피롤리돈, 디에틸렌글리콜모노부틸에테르아세테이트, 트리에틸렌글리콜모노메틸에테르, 테트라에틸렌글리콜디메틸에테르, 트리프로필렌글리콜모노부틸에테르, 트리에틸렌글리콜 등을 들 수 있다.
<라디칼 중합성 모노머>
본 발명의 잉크젯용 잉크는 3 ∼ 12 개의 라디칼 중합성기를 갖는 라디칼 중합성 모노머를 함유한다. 그 라디칼 중합성 모노머의 첨가에 의해, 잉크 액적과 기판의 밀착성이 향상된다. 더불어, 상기 서술한 염료의 잉크 중에서의 분산 균일성의 향상이나, 내후성·내열성 등의 견뢰성의 향상을 기대할 수 있다.
이 중합성 모노머로서는, 소정 수의 라디칼 중합성기 (아크릴로일옥시기, 메타크릴로일옥시기, 비닐기 등) 을 갖는 라디칼 중합성 모노머이면 특별히 제한은 없지만, 각종 치환기의 베리에이션이 많고, 입수가 용이하다는 점에서, (메트)아크릴계 모노머 등의 라디칼 중합성 모노머가 바람직하다.
그 중에서도, 얻어지는 색 화소의 견뢰성 및 내열성이 보다 우수하다는 점에서, 라디칼 중합성기의 수는 4 ∼ 8 개가 바람직하다. 상기 범위 내이면, 색 화소의 내구성, 모노머의 입수성, 합성시의 난이도 면에서 바람직하다.
한편, 라디칼 중합성기의 수가 3 미만인 경우에는, 얻어지는 색 화소 중의 가교 밀도가 저하되어, 결과적으로 내열성, 내약품성이 떨어진다. 라디칼 중합성기의 수가 12 를 초과하는 경우에는, 잉크 점도가 높아지기 때문에 토출 안정성이 떨어지거나, 또는, 얻어지는 색 화소의 내열성 또는 화소 평탄성이 떨어진다.
또한, (메트)아크릴계 모노머인 아크릴레이트 모노머 및 메타크릴레이트 모노머로서는, 트리메틸올에탄트리(메트)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜디(메트)아크릴레이트, 트리메틸올프로판트리(메트)아크릴레이트, 펜타에리트리톨트리(메트)아크릴레이트, 펜타에리트리톨테트라(메트)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨펜타(메트)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨헥사(메트)아크릴레이트, 트리메틸올프로판트리(아크릴로일옥시프로필)에테르, 트리(아크릴로일옥시에틸)이소시아누레이트 등의 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트나, 글리세린이나 트리메틸올에탄 등의 다관능 알코올에 에틸렌옥사이드나 프로필렌옥사이드를 부가시킨 후 (메트)아크릴레이트화하여 얻어지는 트리메틸올프로판 PO (프로필렌옥사이드) 변성 트리(메트)아크릴레이트나 트리메틸올프로판 EO (에틸렌옥사이드) 변성 트리(메트)아크릴레이트, 카프로락톤 변성 디펜타에리트리톨헥사아크릴레이트, 에폭시 수지와 (메트)아크릴산과의 반응 생성물인 에폭시아크릴레이트류 등의 다관능의 아크릴레이트나 메트아크릴레이트, 및 이들의 혼합물을 들 수 있다.
상기 서술한 중합성 모노머의 함유량은 잉크젯용 잉크의 고형분 중의 30 ∼ 80 질량% 가 바람직하고, 40 ∼ 80 질량% 가 보다 바람직하고, 모노머의 사용량이 상기 범위 내이면, 화소부의 중합이 충분해지기 때문에, 화소부의 막 강도 부족에서 기인하는 흠집의 발생이 잘 일어나지 않게 되거나, 투명 도전막을 부여할 때에 크랙이나 레티큘레이션 (reticulation) 이 잘 발생하지 않게 되거나, 배향막을 형성할 때의 내용제성이 향상되거나, 전압 유지율을 저하시키지 않는 등의 효과가 얻어진다. 여기서, 배합 비율을 특정하기 위한 잉크젯용 잉크의 고형분이란, 용제를 제외한 모든 성분을 포함하고, 액상의 중합성 모노머 등도 고형분에 포함된다.
<중합 개시제>
본 발명의 잉크젯용 잉크는 라디칼 중합성 모노머 및 바인더 수지의 중합 반응을 촉진시킬 목적에서, 중합 개시제 (예를 들어, 광중합 개시제, 열중합 개시제) 를 병용해도 된다. 중합 개시제는 잉크젯용 잉크에 사용하는 라디칼 중합성 모노머 및 바인더의 종류에 맞춰서 선택할 수 있다. 중합 개시제로서는, 예를 들어, 일본 특허출원 2007-303656호 명세서의 단락 번호 [0086] ∼ [0117] 에 기재된 중합 개시제를 사용해도 된다.
그 중에서도, 옥심에스테르류, 아실포스핀옥사이드류, α-히드록시알킬케톤류, 로핀 다이머류 및 트리할로메틸트리아진류로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종이 바람직하다.
중합 개시제의 함유량은 잉크젯용 잉크 전체량에 대하여 0.1 ∼ 5 질량% 인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.5 ∼ 3 질량% 이다. 함유량이 상기 서술한 범위 내이면, 보다 양호한 감도와 강고한 경화부를 형성할 수 있다. 또한, 상기 화합물은 1 종 또는 2 종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
<계면 활성제>
본 발명의 잉크젯용 잉크는 추가로 계면 활성제를 함유하고 있어도 된다. 계면 활성제를 함유하는 경우, 잉크젯 토출 안정성, 착탄시의 레벨링성 면에서 바람직하다.
계면 활성제의 예로서, 노니온계 계면 활성제, 양쪽성 계면 활성제, 암모늄 이온을 반대 이온으로 하는 아니온계 계면 활성제, 유기산 아니온을 반대 이온으로 하는 카티온계 계면 활성제 등을 들 수 있다.
잉크젯용 잉크 중의 계면 활성제의 함유량은 특별히 한정되지 않지만, 잉크젯용 잉크 전체량에 대하여, 5 질량% 이하가 바람직하고, 0.01 ∼ 2 질량% 가 보다 바람직하다. 상기 범위 내이면, 잉크의 다른 물성을 손상시키는 일 없이, 바람직한 표면장력을 얻을 수 있다는 점에서 바람직하다.
상기 서술한 잉크젯용 잉크는 필요에 따라서 다른 첨가제 (예를 들어, 경화제, 열잠재성 촉매, 바인더 수지 등) 을 함유하고 있어도 된다.
잉크젯용 잉크의 각 성분의 함유량으로는, 잉크 전체량에 대하여, 유기 용제 가용성 염료의 함유량은 1 ∼ 30 질량% 가 바람직하고, 보다 바람직하게는 2 ∼ 20 질량% 이고, 유기 용제의 함유량은 30 ∼ 90 질량% 가 바람직하고, 보다 바람직하게는 50 ∼ 90 질량% 이고, 라디칼 중합성 모노머의 함유량은 5 ∼ 50 질량% 가 바람직하고, 보다 바람직하게는 7 ∼ 30 질량% 이고, 중합 개시제의 함유량은 0.1 ∼ 5 질량% 가 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.5 ∼ 3 질량% 이며, 다관능 티올 화합물의 함유량은 0.5 ∼ 20 질량% 가 바람직하고, 보다 바람직하게는 2 ∼ 12 질량% 이다.
<잉크젯용 잉크의 제조 방법>
본 발명의 잉크젯용 잉크의 제조에는, 공지된 잉크젯용 잉크의 제조 방법을 적용할 수 있다. 예를 들어, 용매 중에 염료를 용해시킨 후, 잉크젯용 잉크에 필요한 각 성분 (예를 들어, 라디칼 중합성 모노머, 중합 개시제) 를 용해시켜 잉크젯용 잉크를 조제할 수 있다.
<잉크젯용 잉크의 물성치>
본 발명의 잉크젯용 잉크의 물성치로서는, 잉크젯 헤드에서 토출 가능한 범위이면 특별히 한정되지 않지만, 잉크 점도는 안정 토출이란 관점에서, 25 ℃ 에 있어서 2 ∼ 30 mPa·s 인 것이 바람직하고, 2 ∼ 20 mPa·s 가 보다 바람직하다. 또한, 장치에서 토출할 때에는, 잉크젯 잉크의 온도를 20 ∼ 80 ℃ 의 범위에서 대략 일정 온도로 유지하는 것이 바람직하다.
또, 점도는 25 ℃ 로 잉크젯용 잉크를 유지한 상태에서, 일반적으로 사용되는 E 형 점도계 (예를 들어, 토키 산업 (주) 제조 E 형 점도계 (RE-80 L) 를 사용함으로써 측정되는 값이다.
또한, 잉크젯용 잉크의 25 ℃ 의 표면장력 (정적 표면장력) 으로는, 비침투성 기판에 대한 젖음성의 향상, 및 토출 안정성 면에서, 20 ∼ 40 mN/m 가 바람직하고, 20 ∼ 35 mN/m 가 보다 바람직하다. 또한, 장치에서 토출할 때에, 잉크젯용 잉크의 온도를 20 ∼ 80 ℃ 의 범위에서 대략 일정 온도로 유지하는 것이 바람직하고, 그 때의 표면장력을 20 ∼ 40 mN/m 로 하는 것이 바람직하다.
상기 서술한 표면장력은 일반적으로 사용되는 표면장력계 (예를 들어, 쿄와 계면과학 (주) 제조, 표면 장력계 FACE SURFACE TENSIOMETER CBVB-A3 등) 을 이용하여, 빌헬미법으로 액온 25 ℃, 60 %RH 에서 측정되는 값이다.
<컬러 필터 및 그 제조 방법>
다음으로, 도면에 나타내는 바람직한 실시형태를 참조하여, 본 발명의 잉크젯용 잉크를 사용한 컬러 필터 및 그 제조 방법에 관해서 상세히 설명한다.
본 발명의 컬러 필터는 본 발명의 잉크젯용 잉크를 사용하여 잉크젯법에 의해 형성된 색 화소를 구비하는 것을 특징으로 하는 것으로, 즉, 본 발명의 잉크젯용 잉크를 사용하여 잉크젯법에 의해 제조되는 것을 특징으로 하는 것이다. 또한, 본 발명의 컬러 필터의 제조 방법은 기판 상에 형성된 격벽에 의해 둘러싸인 오목부에, 본 발명의 잉크젯용 잉크를 잉크젯법에 의해 부여하여 화소를 형성하는 공정 (이하, 「화소 형성 공정」이라고 한다) 를 갖는 것을 특징으로 한다. 바람직하게는, 화소 형성 공정은 기판 상의 격벽에 의해 구획된 오목부에 잉크젯법에 의해 액적으로서 잉크를 부여하는 묘화 공정과, 또한 묘화된 적어도 1 색의 화소 (오목부 내의 잉크) 를 활성 에너지선의 조사에 의해 경화시켜 색 화소를 형성하는 조사 공정이나, 원하는 색상의 화소 (오목부 내의 잉크) 전부를 형성한 후에 열에 의해 경화시켜 색 화소를 형성하는 가열 공정을 포함하는 경화 공정을 가지며, 필요에 따라서 베이크 처리 등의 그 밖의 공정을 두어 구성할 수 있다.
도 1 은 본 발명의 컬러 필터의 제조 방법의 일 실시형태에 있어서의 제조 공정을 나타내는 플로우 차트이고, 도 2(a) ∼ (f) 는 본 발명의 컬러 필터의 제조 방법에 있어서의 기판으로부터 컬러 필터에 이르는 제조 공정순으로 나타내는 기판 및 컬러 필터의 모식적 단면도이다.
도 1 및 도 2(a) ∼ (f) 에 나타내는 바와 같이, 본 발명의 컬러 필터 (10) 의 제조 방법은 기판 (12) 에 블랙 매트릭스 (BM) 이 되는 격벽 (뱅크) (14) 를 형성하는 격벽 형성 공정 (S102) (도 2(b) 참조) 와, 격벽 (14) 에 발액성 (발잉크성) 을 부여하는 발액 처리 공정 (S104) 와, 인접하는 격벽 (14) 사이의 오목부 (16) 에, 본 발명의 잉크젯용 잉크 (18) 을 잉크젯법에 의해 부여하여 색 화소 (20) 을 형성하는 화소 형성 공정 (S106) (도 2(c) ∼ (e) 참조) 과, 형성된 색 화소 (20) 을 보호하는 보호막 (22) 를 형성하여 컬러 필터 (10) 을 제조하는 보호막형성 공정 (S108) (도 2(f) 참조) 을 갖는다.
또, 화소 형성 공정 (S106) 은 상기 서술한 바와 같이, 격벽 (14) 사이의 오목부 (16) 에 잉크 (18) 을 잉크젯법에 의해 액적으로서 토출하여 부여하는 묘화 공정 (S110) (도 2(c) 참조) 과, 오목부 (16) 에 부여된 잉크 (18) 을 건조시켜 잉크 (18) 내의 용제를 제거하고 잉크 잔부 (18a) 로 하는 예비 처리 공정 (S112) (도 2(d) 참조) 와, 기판 (12) 상의 오목부 (16) 내의 잉크 잔부 (18a) 에 활성 에너지선을 조사하는 조사 공정 및/또는 잉크 잔부 (18a) 를 가열하는 가열 공정에 의해 잉크 잔부 (18a) 를 중합하여 경화시키고, 색 화소 (20) 을 형성하는 경화 공정 (S114) (도 2(e) 참조) 를 갖는다.
또한, 격벽 (14) 는 화소 형성 공정 (S106) 전의 격벽 형성 공정 (S102) 에 있어서 미리 기판 (12) 상에 형성된 것으로, 격벽 (14) 의 격벽 형성 공정 (S102) 및 그 형성 방법의 상세한 내용에 대해서는 후술하며, 먼저 화소 형성 공정 (S106) 에 대하여 설명한다.
<화소 형성 공정>
도 2(c) ∼ (e) 에 나타내는 바와 같이, 화소 형성 공정 (S106) 에서는, 묘화 공정 (S110) 에 있어서, 격벽 (색 이격벽) (14) 사이의 오목부 (16) 에 본 발명의 잉크젯용 잉크 (18) 의 액적을 잉크젯법에 의해 부여하고, 경화 공정 (S114) 에서 부여된 잉크 (18) 을 경화시켜 화소 (20) 을 형성한다. 이 화소 (20) 은 컬러 필터 (10) 을 구성하는 적색 (R), 녹색 (G), 청색 (B) 등의 색 화소가 되는 것이다. 본 발명의 잉크젯용 잉크를 사용함으로써, 적색 (R), 녹색 (G), 청색 (B) 의 색 화소를 갖는 컬러 필터 (10) 을 제조할 수 있다. 또한, 컬러 필터의 기판 (12) 로서는 특별히 한정되지 않으며, 유리판이나, 폴리카보네이트, 폴리메타크릴산메틸, 폴리에틸렌테레프탈레이트 등의 수지판을 사용할 수 있다.
본 발명의 잉크젯용 잉크를 이용하여 제조하는 컬러 필터로는, 단색의 컬러 필터뿐만 아니라, 옐로우 (Y) 와 마젠타 (M) 로 이루어지는 적색 (R) 의 색 화소, 옐로우 (Y) 와 시안 (C) 로 이루어지는 녹색 (G) 의 색 화소, 마젠타 (M) 과 시안 (C) 로 이루어지는 청색 (B) 의 색 화소를 갖는 3 색의 컬러 필터나, 또한 옐로우 (Y), 마젠타 (M), 시안 (C) 의 4 ∼ 6 색의 색 화소를 갖는 컬러 필터 등을 들 수 있다.
예를 들어, 청색 (B) 의 잉크젯용 잉크로서, 일반식 (1), 일반식 (4), 일반식 (5), 일반식 (6) 및/또는 일반식 (7) 로 나타내는 염료를 함유하는 잉크젯용 잉크가 바람직하게 사용된다.
적색 (R) 의 잉크젯용 잉크로서, 일반식 (3-a) ∼ 일반식 (3-f), 및/또는 일반식 (1) 로 나타내는 염료를 함유하는 잉크젯용 잉크가 바람직하게 사용된다.
녹색 (G) 의 잉크젯용 잉크로서, 일반식 (3-a) ∼ 일반식 (3-f), 및/또는, 일반식 (2) 로 나타내는 염료를 함유하는 잉크젯용 잉크가 바람직하게 사용된다.
컬러 필터를 형성하기 위한 각각의 착색용 잉크로는, 공지된 것도 사용할 수 있다.
<제 1 경화 공정>
묘화 공정 (S110) 에서 형성된 적어도 1 색의 화소 형성을 위한 오목부 (16) 내의 잉크 잔부 (이하, 미경화 화소 잉크라고 한다) (18a) 에 활성 에너지선을 조사하여 경화시키는 공정 (제 1 경화 공정) 을 둘 수 있다. 제 1 경화 공정에서는, 적색 (R), 녹색 (G), 및 청색 (B) 를 포함하는 각 색의 잉크를 경화시킴으로써, 경화된 화소 (20) 을 형성할 수 있다.
에너지원으로는, 예를 들어, 400 ∼ 200 ㎚ 의 자외선, 원자외선, g 선, h 선, i 선, KrF 엑시머 레이저광, ArF 엑시머 레이저광, 전자선, X 선, 분자선, 또는 이온 빔 등, 앞서 서술한 중합 개시제가 감응하는 것을 적절히 선택하여 사용할 수 있다.
활성 에너지선의 조사 시간으로는, 모노머와 중합 개시제의 조합에 따라서 적절히 설정할 수 있는데, 예를 들어 1 ∼ 30 초로 할 수 있다.
<제 2 경화 공정>
본 발명의 컬러 필터의 제조 방법에 있어서는, 적색 (R), 녹색 (G) 및 청색 (B) 등 원하는 색상의 미경화 화소 잉크 (18a) 를 열에 의해 경화시키는 공정 (제 2 경화 공정) 을 둘 수 있다. 상기한 바와 같이, 제 1 경화 공정을 둠과 동시에 제 2 경화 공정을 둠으로써, 컬러 필터 (10) 의 제조 효율과 표시 특성을 양립시킬 수 있다. 또한, 제 2 경화 공정만으로 경화시켜도 된다.
또, 활성 에너지선의 조사를 실시하기 위해서는 UV 조사 장치 등 고가의 장치를 사용할 필요가 있어, 장치의 대형화나 제조 비용의 증가 등을 초래하게 되므로, 열에 의한 경화가 바람직하다.
가열 온도 및 가열 시간은 잉크젯용 잉크의 조성이나 화소의 두께에 따라 달라지는데, 일반적으로 충분한 내용제성, 내알칼리성, 및 자외선 흡광도를 확보한다는 관점에서, 약 120 ℃ ∼ 약 250 ℃ 에서 약 10 분 ∼ 약 120 분간 가열하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 잉크젯용 잉크를 사용한 컬러 필터의 제조 방법에서는, 활성 에너지선의 노광 및/또는 열처리에 의한 화소 형성용 오목부 (미경화 화소) 내의 잉크의 중합을 실시하기 전에, 예비 처리 공정 (S112) 로서 예비 가열 공정을 두어도 된다. 예비 가열 공정에 있어서의 가열 온도는 특별히 제한은 없지만, 미경화 화소 잉크의 열 중합이 시작되는 온도를 T ℃ 로 한 경우에 T ℃ 미만으로, 미경화 화소 잉크의 중합이 일어나지 않는 온도가 바람직하여, 50 ∼ 100 ℃ 가 보다 바람직하고, 60 ∼ 90 ℃ 가 더욱 바람직하다. 본 예비 가열 공정을 집어넣음으로써, 잉크젯법에 의해 부여된 잉크 중의 유기 용제의 증발이 촉진되고, 컬러 필터를 효율적으로 제조할 수 있을 뿐아니라, 잉크 잔부의 점도가 열에 의해 저하되기 때문에, 보다 높은 유동성이 얻어지고, 높은 평탄성의 화소를 갖는 컬러 필터를 얻을 수 있게 된다.
<격벽 형성 공정>
본 발명의 컬러 필터의 제조 방법에서는, 상기 서술한 화소 형성 공정 (S106) 에 있어서, 도 2(c) ∼ (e) 에 나타내는 바와 같이, 기판 (12) 상에 형성된 격벽 (14) 에 의해 둘러싸인 오목부 (16) 에, 잉크젯법에 의해 본 발명의 잉크젯용 잉크 (18) 의 액적을 부여하여 화소 (20) 이 형성된다.
이 격벽 (14) 는 특별히 제한적이지는 않고, 공지된 격벽을 사용할 수 있으며, 블랙 매트릭스의 기능을 가진 차광성을 갖는 격벽인 것이 바람직하다.
도 1 에 나타내는 예로서는, 격벽 형성 공정 (S102) 에 있어서, 도 2(b) 에 나타내는 바와 같이, 도 2(a) 에 나타내는 기판 (12) 상에 이러한 블랙 매트릭스의 기능을 가진 차광성이 있는 격벽 (14) 를 형성한다.
또, 이 격벽 (14) 는 공지된 컬러 필터용 블랙 매트릭스와 동일한 소재를 사용하여, 동일한 공지된 방법에 의해 제조할 수 있다.
또한, 이러한 격벽 (14) 는 잉크젯용 잉크의 혼색을 방지하기 위해서 발잉크 처리를 실시해도 된다.
이 때문에, 도 1 에 나타내는 예에서는, 격벽 형성 공정 (S102) 후, 발액 처리 공정 (S104) 에 있어서, 도 2(b) 에 나타내는 기판 (12) 상의 격벽 (14) 에 발액 처리, 즉 발잉크 처리를 실시한다.
또한, 이와 같은 발잉크 처리로서는, 예를 들어, 일본 공개특허공보 2007-187884호의 단락 번호[0086]∼[0087]에 기재된 발잉크 처리 방법을 들 수 있고, 특히 기판 상에 형성된 격벽에 플라즈마에 의한 발잉크화 처리를 실시하는 방법이 바람직하다.
도 2(e) 에 나타내는 바와 같이, 기판 (12) 상에 격벽 (14) 및 화소 (20) 을 형성하여, 컬러 필터 (10) 을 제조한 후에는, 내성 향상을 목적으로, 도 2(f) 에 나타내는 바와 같이, 화소 (20) 및 격벽 (14) 의 전체면을 덮도록 보호층으로서 오버 코팅층 (22) 를 형성할 수 있다. 오버 코팅층 (22) 는 R, G, B 등의 화소 (20) 및 격벽 (14) 를 보호함과 함께 표면을 평탄하게 할 수 있다. 단, 공정 수가 증가한다는 점에서는 형성하지 않는 것이 바람직하다. 오버 코팅층 (22) 는 수지 (OC 제(劑)) 를 이용하여 구성할 수 있으며, 수지 (OC 제) 로는 아크릴계 수지 조성물, 에폭시 수지 조성물, 폴리이미드 수지 조성물 등을 들 수 있다.
본 발명의 컬러 필터는 예를 들어 액정 디스플레이, 텔레비젼, 퍼스널 컴퓨터, 액정 프로젝터, 게임기, 휴대 전화 등의 휴대 단말, 디지털 카메라, 카 내비게이션 등의 화상 표시, 특히 컬러 화상 표시의 용도로 특별히 제한없이 바람직하게 적용할 수 있다. 또, 본 발명의 컬러 필터는 전자 페이퍼나 유기 EL 소자 디바이스 등의 화상 표시 디바이스, 특히 컬러 화상 표시 디바이스에도 적용할 수 있다.
이상, 본 발명의 잉크젯용 잉크, 컬러 필터 및 그 제조 방법, 그리고 그것을 사용하는 액정 디스플레이 및 화상 표시 디바이스에 대해서 여러 가지 실시형태나 실시예를 들어 상세히 설명하였는데, 본 발명은 상기 실시예나 실시형태에 한정되지는 않고, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에 있어서, 각종 개량이나 변경을 실시해도 됨은 물론이다.
실시예
이하에 실시예를 들어 본 발명을 더욱 구체적으로 설명한다. 이하의 실시예에 나타내는 재료, 시약, 비율, 기기, 조작 등은 본 발명의 범위에서 일탈하지 않는 한 적절히 변경할 수 있다. 따라서, 본 발명의 범위는 이하에 나타내는 구체예에 한정되는 것은 아니다. 또, 이하의 실시예에 있어서, 특별히 기재하지 않는 한 「%」 및 「부」는 「질량%」 및 「질량부」를 나타내고, 분자량이란 중량 평균 분자량을 말한다.
(격벽 형성용 짙은 색 조성물의 조제)
짙은 색 조성물 K1 은 먼저 표 1 에 기재된 양의 K 안료 분산물 1, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트를 칭량하고, 온도 24 ℃ (± 2 ℃) 에서 혼합하여 150 rpm 으로 10 분간 교반하고, 다시 교반하면서, 표 1 에 기재된 양의 메틸에틸케톤, 바인더 2, 하이드로퀴논모노메틸에테르, DPHA 액, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-[4'-(N,N-비스디에톡시카르보닐메틸)아미노-3'-브로모페닐]-s-트리아진, 계면 활성제 1 을 칭량하여, 온도 25 ℃ (± 2 ℃) 에서 이 순서대로 첨가하고, 온도 40 ℃ (± 2 ℃) 에서 150 rpm 으로 30 분간 교반함으로써 얻어졌다. 또, 표 1 에 기재된 양은 질량부이고, 상세하게는 이하의 조성으로 되어 있다.
<K 안료 분산물 1>
·카본 블랙 (데구사사 제조 Nipex35) 13.1 %
·분산제 (하기 화합물 1) 0.65 %
·폴리머 (벤질메타크릴레이트/메타크릴산 = 72/28 몰비의
랜덤 공중합물, 분자량 3.7 만) 6.72 %
·프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 79.53 %
[화학식 44]
Figure pat00044
<바인더 2>
·폴리머 (벤질메타크릴레이트/메타크릴산 = 78/22 몰비의
랜덤 공중합물, 분자량 3.8 만) 27 %
·프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 73 %
<DPHA 액>
·디펜타에리트리톨헥사아크릴레이트
(중합 금지제 MEHQ 500 ppm 함유, 닛폰 화약 (주) 제조,
상품명 : KAYARAD DPHA) 76 %
·프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 24 %
<계면 활성제 1>
·하기 구조물 1 30 %
·메틸에틸케톤 70 %
[화학식 45]
Figure pat00045
Figure pat00046
(격벽의 형성)
무알칼리 유리 기판을 UV 세정 장치로 세정한 후, 세정제를 이용하여 브러시 세정하고, 다시 초순수로 초음파 세정하였다. 기판을 120 ℃ 에서 3 분간 열처리하여 표면 상태를 안정화 시켰다.
기판을 냉각시켜 23 ℃ 로 온도 조정한 후, 슬릿 형상 노즐을 갖는 유리 기판용 코터 (에프에이에스 아시아사 제조, 상품명 : MH-1600) 로, 상기 서술한 바와 같이 조제한 짙은 색 조성물 K1 을 도포하였다. 이어서 VCD (진공 건조 장치, 토쿄 오카 공업사 제조) 로 30 초간, 용매의 일부를 건조시켜 도포층의 유동성을 없앤 후, 120 ℃ 에서 3 분간 프리베이크하여 막두께 2.3 ㎛ 의 짙은 색 조성물층 K1 을 얻었다.
초고압 수은등을 갖는 프록시미티형 노광기 (히타치 하이테크 전자 엔지니어링 주식회사 제조) 로, 기판과 마스크 (화상 패턴을 갖는 석영 노광 마스크) 를 수직으로 세운 상태에서, 노광 마스크면과 짙은 색 감광층 K1 사이의 거리를 200 ㎛ 로 설정하고, 질소 분위기하, 노광량 300 mJ/㎠ 로, 격벽 폭 20 ㎛, 스페이스 폭 100 ㎛ 로 패턴 노광하였다.
이어서, 순수를 샤워 노즐로 분무하여, 짙은 색 조성물층 K1 의 표면을 균일하게 적신 후, KOH 계 현상액 (노니온 계면 활성제 함유, 상품명 : CDK-1, 후지필름 일렉트로닉스 마테리얼즈 (주) 제조를 100 배 희석시킨 것) 을 23 ℃ 에서 80 초, 플랫 노즐 압력 0.04 MPa 로 샤워 현상하여 패터닝 화상을 얻었다. 이어서, 초순수를 초고압 세정 노즐로 9.8 MPa 의 압력으로 분사하여 잔류물을 제거하고, 대기하에서 노광량 2500 mJ/㎠ 로 기판의 짙은 색 조성물층 K1 이 형성된 면측에서부터 포스트 노광을 실시하고, 오븐으로 240 ℃ 에서 50 분 가열하여, 막두께 2.0 ㎛, 광학 농도 4.0, 100 ㎛ 폭의 개구부를 갖는 스트라이프 형상의 격벽을 얻었다.
(발잉크화 플라즈마 처리)
격벽을 형성한 기판에, 캐소드 커플링 방식 평행 평판형 플라즈마 처리 장치를 이용하여, 이하의 조건에서 발잉크화 플라즈마 처리를 실시하였다.
사용 가스 : CF4
가스 유량 : 80 sccm
압력 : 40 Pa
RF 파워 : 50 W
처리 시간 : 30 sec
<적색 (R) 용 잉크>
하기의 성분을 표 2 에 기재된 배합 비율로 혼합하여, 1 시간 교반하였다. 그 후, 평균 구멍 직경 0.25 ㎛ 의 마이크로 필터로 감압 여과하여 적색용 잉크액 (R 실시예 1 ∼ 10, R 비교예 1 ∼ 10) 을 조제하였다.
적색 (R) 용 잉크의 조제에 사용한 각 재료의 상세 내용을 이하에 나타낸다.
(유기 용제)
·시클로헥사논 (와코 쥰야쿠사 제조)
·N-메틸피롤리돈 (와코 쥰야쿠사 제조)
·1,3-BGDA (다이셀 공업사 제조) : 1,3-부틸렌글리콜디아세테이트
·DCHMA (토쿄 화성사 제조) : 디시클로헥실메틸아민
(라디칼 중합성 모노머)
·DPCA-60 (닛폰 화약사 제조 (KAYARAD DPCA-60) : 카프로락톤 변성 디펜타에리트리톨헥사아크릴레이트 (6 관능)
·DPHA (닛폰 화약사 제조 (KAYARAD DPHA)) :디펜타에리트리톨헥사아크릴레이트 (6 관능)
·DPGDA (다이셀 화학 제조) : 디프로필렌글리콜디아크릴레이트 (2 관능)
·UA-53H (신나카무라 화학 제조) : 15 관능 아크릴레이트
(계면 활성제)
·KF-353 (신에츠 실리콘사 제조) : 폴리에테르 변성 실리콘 오일
·F781-F (다이닛폰 잉크 화학 공업 제조 (메가팍 F781F))
(중합 개시제)
·IRGACURE 369 (치바 스페셜티 케미컬즈사 제조)
·IRGACURE 819 (치바 스페셜티 케미컬즈사 제조)
·IRGACURE OXE 02 (치바 스페셜티 케미컬즈사 제조)
·DAROCUR TPO (치바 스페셜티 케미컬즈사 제조)
·트리아진 1 (후지 필름사 제조) : N-[4-[4,6-비스(트리클로로메틸)-1,3,5-트리아진-2-일]-4-히드록시벤즈아미드
·비이미다졸 1 (와코 쥰야쿠사 제조):2,2'-비스(2-클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐-1,2'-비이미다졸
(염료)
·특정 염료 M-1 (상기 일반식 (3-a) 로 나타내는 염료의 예시 화합물 a-7 에 해당)
·특정 염료 M-2 (상기 일반식 (3-f) 로 나타내는 염료의 예시 화합물 f-21 에 해당)
·특정 염료 Y-1 (상기 일반식 (3-d) 로 나타내는 염료의 예시 화합물 d-4 에 해당)
·특정 염료 Y-2 (상기 일반식 (3-e) 로 나타내는 염료의 예시 화합물 e-3 에 해당)
(다관능 티올 화합물)
·TMMP : 트리메틸올프로판트리스(3-메르캅토프로피오네이트)
·PEMP : 펜타에리트리톨테트라키스(3-메르캅토프로피오네이트)
·DPMP : 펜타에리트리톨헥사키스(3-메르캅토프로피오네이트)
·EGMP-4 : 테트라에틸렌글리콜비스(3-메르캅토프로피오네이트) (2 관능성 티올 화합물에 해당)
[화학식 46]
Figure pat00047
Figure pat00048
Figure pat00049
<녹색 (G) 용 잉크>
하기 성분을 표 3 에 기재된 배합 비율로 혼합하여, 1 시간 교반하였다. 그 후, 평균 구멍 직경 0.25 ㎛ 의 마이크로 필터로 감압 여과하여 녹색용 잉크액 (G 실시예 1 ∼ 10, G 비교예 1 ∼ 10) 을 조제하였다.
녹색 (G) 용 잉크의 조제에 사용한 각 재료의 상세 내용을 이하에 나타낸다. 유기 용제, 라디칼 중합성 모노머, 계면 활성제, 중합 개시제는 상기 적색 (R) 용 잉크의 조제에 사용한 각 재료와 동일한 재료를 사용하였다.
염료로는, 이하의 염료를 사용하였다.
·특정 염료 C-1 (상기 일반식 (2) 로 나타내는 염료의 예시 화합물 A-13 에 해당)
·특정 염료 C-2 (상기 일반식 (2) 로 나타내는 염료의 예시 화합물 B-15 에 해당)
·특정 염료 Y-3 (상기 일반식 (3-c) 로 나타내는 염료의 예시 화합물 c-20 에 해당)
·특정 염료 Y-4 (상기 일반식 (3-d) 로 나타내는 염료의 예시 화합물 d-10 에 해당)
[화학식 47]
Figure pat00050
Figure pat00051
Figure pat00052
<청색 (B) 용 잉크>
하기 성분을 표 4 에 기재된 배합 비율로 혼합하여, 1 시간 교반하였다. 그 후, 평균 구멍 직경 0.25 ㎛ 의 마이크로 필터로 감압 여과하여 청색용 잉크액 (B 실시예 1 ∼ 14, B 비교예 1 ∼ 12) 를 조제하였다.
청색 (B) 용 잉크의 조제에 사용한 각 재료의 상세 내용을 이하에 나타낸다. 유기 용제, 라디칼 중합성 모노머, 계면 활성제, 중합 개시제는 상기 적색 (R) 용 잉크의 조제에 사용한 각 재료와 동일한 재료를 사용하였다.
염료로는, 이하의 염료를 사용하였다.
·특정 염료 C-3 VALIFAST BLUE2620 (오리엔트 화학 공업사 제조)
·특정 염료 C-4 (상기 일반식 (2) 로 나타내는 염료의 예시 화합물 C-4 에 해당)
·특정 염료 C-5 (일반식 (7) 로 나타내는 염료)
·특정 염료 C-6 (일반식 (7) 로 나타내는 염료)
·특정 염료 M-3 (일반식 (6) 으로 나타내는 염료)
·특정 염료 M-4 (상기 일반식 (5) 로 나타내는 염료의 예시 화합물 I-2 에 해당)
·특정 염료 M-5 (상기 일반식 (5) 로 나타내는 염료의 예시 화합물 I-34 에 해당)
·특정 염료 M-6 (상기 일반식 (1) 로 나타내는 염료의 예시 화합물 IIIa-1 에 해당)
[화학식 48]
Figure pat00053
[화학식 49]
Figure pat00054
Figure pat00055
Figure pat00056
[잉크젯 방식에 의한 컬러 필터의 제조]
다음으로, 상기 서술한 R 실시예 1, G 실시예 1, B 실시예 1 에 기재된 잉크를 사용하여, 상기에서 얻어진 기판 상의 격벽으로 구분된 영역 내 (볼록부로 둘러싸인 오목부) 에, Dimatix 사 제조 잉크젯 헤드 (SE-128, 헤드 온도 28 ℃) 를 탑재한 후지 필름 제조 잉크젯 프린터 DMP-2831 을 이용해서 각각의 잉크를 소정의 위치에 착탄시키고, 원하는 농도가 될 때까지 잉크의 토출을 실시하여, 100 ℃ 의 핫 플레이트에서 2 분 건조시켰다.
다음으로, 미츠나가 전기 제작소 제조의 UVE-251S (광원:EL-100) 을 이용하여, 500 mJ/㎠ 의 광량을 조사하여 잉크를 경화시켰다. 또 220 ℃ 오븐 중에서 30 분 베이크함으로써 격벽, 화소 모두 완전히 경화시켜, R, G, B 의 패턴으로 이루어지는 컬러 필터를 제조하였다. 또, 다른 R 실시예 2 ∼ 12, G 실시예 2 ∼ 12, B 실시예 2 ∼ 14 의 각각의 잉크에 관해서도, 동일한 방법에 의해서 이들 잉크를 사용하여 컬러 필터를 제조하였다.
<점도, 표면장력의 측정>
상기에서 조제된 잉크의 점도 및 표면장력을 측정하였다.
잉크 점도는 얻어진 잉크를 25 ℃ 로 온도 조절한 채로, 토키 산업 (주) 제조의 E 형 점도계 (RE-80L) 를 사용하여 이하의 조건에서 측정하였다. 결과를 표 5 ∼ 10 에 나타낸다.
(측정 조건)
·사용 로터: 1° 34' × R24
·측정 시간 : 2 분간
·측정 온도 : 25 ℃
표면장력은 얻어진 잉크를 25 ℃ 로 온도 조절한 채로, 쿄와 계면과학 (주) 제조의 표면 장력계 (FACE SURFACE TENSIOMETER CBVB-A3) 을 이용하여 측정하였다. 결과를 표 5 ∼ 10 에 나타낸다.
<토출 안정성 평가>
상기에서 조제된 잉크를 사용하여, 토출 안정성 평가를 실시하였다. 토출 안정성의 평가는 후지 필름 제조 잉크젯 프린터 DMP-2831 을 사용하여, 버스트 모드를 이용해서, 타적량 10 × 3 = 30 pL, 타적 주파수 10 kHz 에서 실시하고, 15 분간 연속 토출과 토출 휴지를 실시했을 때의 상태를 관찰하였다. 평가 기준은 다음과 같이 분류하였다. 결과를 표 5 ∼ 10 에 나타낸다.
◎ : 문제없이 연속 토출이 가능하다
○ : 토출 휴지 후 등 약간의 토출되지 않는 것과 토출 불균일 등이 관찰되지만, 토출 중에 복귀되어, 대략 문제가 없는 상태
△ : 토출 휴지 후 등 토출되지 않는 것과 토출 불균일 등이 관찰되는데, 토출은 일부만 가능한 상태
× : 토출 중, 또는 토출 휴지 후에 토출되지 않는 것과 토출 불균일이 발생하여, 정상적으로 토출을 할 수 없는 상태
<평가용 컬러 필터의 제조 방법 (제 1)>
상기에서 조제된 잉크를 사용하여, 상기에서 얻어진 기판 상의 격벽으로 구분된 영역 내 (볼록부로 둘러싸인 오목부) 에 후지 필름 Dimatix 사 제조 잉크젯 프린터 DMP-2831 을 사용해서 토출하고, 그 후, 100 ℃ 오븐 중에서 2 분간 가열하였다.
다음으로, 220 ℃ 의 오븐 중에서 30 분간 정치 (靜置) 시킴으로써, 단색의 컬러 필터를 제조하였다. 얻어진 색 화소의 막두께는 2.0 ㎛ 였다.
상기 서술한 R 실시예 1 ∼ R 실시예 10, R 비교예 1 ∼ R 비교예 10, G 실시예 1 ∼ G 실시예 10, G 비교예 1 ∼ G 비교예 10, B 실시예 1 ∼ B 실시예 14, B 비교예 1 ∼ B 비교예 12 의 각 잉크를 사용하여, 상기의 방법으로 단색의 컬러 필터를 제조하고, 이하에 나타내는 평가를 실시하였다.
<평가용 컬러 필터의 제조 방법 (제 2)>
상기에서 조제한 잉크를 사용하여, 상기에서 얻어진 기판 상의 격벽으로 구분된 영역 내 (볼록부로 둘러싸인 오목부) 에, Dimatix 사 제조 잉크젯 헤드 (SE-128, 헤드 온도 28 ℃) 를 탑재한 후지 필름 제조 잉크젯 프린터 DMP-2831 을 사용해서 토출하고, 그 후, 100 ℃ 핫 플레이트에서 2 분 건조시켰다.
다음으로, 미츠나가 전기 제작소 제조의 UVE-251S (광원: EL-100) 을 사용하여, 500 mJ/㎠ 의 광량을 조사하였다. 또한 그 후, 220 ℃ 의 오븐 중에서 30 분 정치시킴으로써, 단색의 컬러 필터를 제조하였다. 얻어진 색 화소의 막두께는 2.0 ㎛ 였다.
상기 서술한 R 실시예 1 ∼ R 실시예 10, R 비교예 1 ∼ R 비교예 10, G 실시예 1 ∼ G 실시예 10, G 비교예 1 ∼ G 비교예 10, B 실시예 1 ∼ B 실시예 14, B 비교예 1 ∼ B 비교예 12 의 각 잉크를 사용하여, 상기의 방법으로 단색의 컬러 필터를 제조하고, 이하에 나타내는 평가를 실시하였다.
<내약품성 평가>
상기에서 제조한 각 색의 컬러 필터를, 평가를 실시하는 약품 (N-메틸피롤리돈, 2-프로판올, 5 % 황산 수용액, 5 % 수산화나트륨 수용액) 중에 20 분간 침지하고, 그 전후의 색상을 측정하였다. 색상의 측정은 UV-560 (닛폰 분광사 제조) 를 사용하여, ΔEab 가 5 미만을 ◎ 로 하였다. ΔEab 가 5 이상 10 미만을 ○ 로, ΔEab 가 10 이상 20 미만을 △ 로, ΔEab 가 20 이상을 × 로 하였다. 결과를 이하의 표 5 ∼ 10 에 나타낸다.
또, ΔEab 는 CIE1976 (L*, a*, b*) 공간 표색계에 의한 이하의 색차 공식에서 구해지는 값이다 (일본 색채학회편 신편색채 과학 핸드북 (1985년) p.266).
ΔEab ={(ΔL)2 + (Δa)2 + (Δb)2}1/2
<내열성 평가>
상기에서 제조한 각 색의 컬러 필터를, 230 ℃ 로 가열한 오븐 내에 넣고, 1 시간 방치한 후, 색상을 측정하였다. 색상의 측정은 UV-560 (닛폰 분광사 제조) 를 사용하여, 평가 전후의 ΔEab 가 5 미만을 ◎ 로 하였다. ΔEab 가 5 이상 10 미만을 ○ 로, ΔEab 가 10 이상 20 미만을 △ 로, ΔEab 가 20 이상을 × 로 하였다. 결과를 이하의 표 5 ∼ 10 에 나타낸다.
<화소내 평탄성 평가 방법>
화소 사이즈가 80 ㎛ × 300 ㎛ 의 직사각형이고, 높이가 2 ㎛ 인 블랙 매트릭스 내에, 경화막 막두께의 최대치가 블랙 매트릭스 상면 (上面) 과 동등해지는 분량의 상기 잉크젯용 잉크를 잉크젯에 의해 타적하고, 상기 방법 (제조 방법 (제 1) 및 제조 방법 (제 2)) 에 의해 경화를 실시하였다. 다음으로, 화소 내의 최대 막두께부와, 최저 막두께부의 차를, VIOLET LASER COLOR 3D PROFILE MICROSCOPE VK-9510 (KEYENCE 사 제조) 를 사용하여 측정하였다. 최대 고저차 Δh 가 < 0.3 ㎛ 를 후술하는 평가 결과 일람의 ◎ 의 정의로 하였다. 0.3 ≤ Δh < 0.7 ㎛ 를 ○, 0.7 ≤ Δh < 1.0 ㎛ 를 △ 로 하고, Δh ≥ 1.0 ㎛ 를 × 로 하였다. 결과를 이하의 표 5 ∼ 10 에 나타낸다.
또한, 이하의 표 5, 표 7 및 표 9 에서는, 얻어진 잉크젯용 잉크의 점도, 표면장력, 토출 안정성의 평가 결과와, 상기 제조 방법 (제 1) 으로 제조한 평가용 컬러 필터의 내열성, 내약품성, 화소 평탄성의 평가 결과가 표시된다. 표 6, 표 8 및 표 10 에서는, 상기 제조 방법 (제 2) 으로 제조한 평가용 컬러 필터의 평가 결과 (내열성, 내약품성, 화소 평탄성) 이 표시된다.
이하의 평가 결과에 있어서, 실용상의 사용 관점에서, 제조 방법 (제 1) 및 제조 방법 (제 2) 에서 얻어지는 색 화소에 있어서 「×」가 포함되어 있지 않아야 한다. 또, 각 잉크의 토출 안정성에 관해서는 표 5, 표 7 및 표 9 에만 기재되어 있으며, 각 잉크에 있어서 그 항목이 「×」가 아니어야 한다.
Figure pat00057
Figure pat00058
Figure pat00059
Figure pat00060
Figure pat00061
Figure pat00062
표 5 ∼ 표 10 에 나타내는 바와 같이, 본 발명에 기재된 잉크젯용 잉크를 사용하고 열경화 공정 또는 광경화 공정에 의해 얻어진 컬러 필터는 우수한 내약품성, 내열성을 나타내었다. 또한, 본 발명의 잉크젯용 잉크를 사용한 경우, 양호한 토출 안정성, 화소 평탄성을 나타내는 것이 확인되었다.
한편, 소정 관능수의 다관능 티올 화합물, 또는 소정 관능수의 라디칼 중합성 모노머를 함유하지 않은 비교예에 있어서는, 잉크의 토출 안정성, 얻어지는 컬러 필터 중의 색 화소의 내약품성, 내열성, 화소 평탄성을 균형있게 만족시키는 것은 불가능하였다.
예를 들어, R 비교예 1, G 비교예 1 및 B 비교예 1 에 기재된 잉크에서는, 그 잉크를 사용한 평가용 컬러 필터에 있어서 특정한 용매에 대해서는 비교적 양호한 내약품성을 나타내지만, 토출 안정성 면에서 떨어졌다.
소정량의 다관능 티올 화합물을 함유하지 않은 R 비교예 5, R 비교예 6, G 비교예 5, G 비교예 6, B 비교예 7 및 B 비교예 8 에 있어서는, 잉크의 토출 안정성, 또는 색 화소의 내열성 및/또는 내약품성이 떨어지는 결과가 얻어졌다.
또한, 관능기수 2 의 라디칼 중합성 모노머를 사용한 R 비교예 7, G 비교예 7 및 B 비교예 9 에 있어서는, 색 화소의 내열성 및/또는 내약품성에 떨어지는 결과가 얻어졌다. 한편, 관능기수가 15 인 라디칼 중합성 모노머를 사용한 R 비교예 8, G 비교예 8 및 B 비교예 10 에 있어서는, 잉크의 토출 안정성, 색 화소의 내열성 또는 화소 평탄성이 떨어지는 결과가 얻어졌다.
그리고, 라디칼 중합성 모노머와 다관능 티올 화합물의 질량비가 소정 범위에 없는 R 비교예 9, R 비교예 10, G 비교예 9, G 비교예 10, B 비교예 11 및 B 비교예 12 에 있어서는, 색 화소의 내열성, 내약품성, 또는 화소 평탄성이 떨어지는 결과가 얻어졌다.
10 컬러 필터
12 기판
14 격벽
16 오목부
18 잉크
18a 미경화 화소 잉크
20 화소
22 보호막

Claims (13)

  1. 유기 용제 가용성 염료, 3 ∼ 12 개의 라디칼 중합성기를 갖는 라디칼 중합성 모노머, 유기 용제, 중합 개시제, 및 3 ∼ 6 관능의 다관능 티올 화합물을 함유하고,
    상기 다관능 티올의 함유량이 2 ∼ 12 질량% 이고,
    상기 라디칼 중합성 모노머의 질량 (W1) 과 상기 다관능 티올 화합물의 질량 (W2) 의 질량비 (W1/W2) 가 1 이상 10 이하인 잉크젯용 잉크.
  2. 제 1 항에 있어서,
    25 ℃ 에 있어서의 점도가 2 ∼ 30 mPa·s 인 잉크젯용 잉크.
  3. 제 1 항에 있어서,
    25 ℃ 에 있어서의 표면장력이 20 ∼ 40 mN/m 인 잉크젯용 잉크.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 유기 용제 가용성 염료가 일반식 (1) 로 나타내는 염료, 일반식 (2) 로 나타내는 염료, 일반식 (3-a) 로 나타내는 염료, 일반식 (3-b) 로 나타내는 염료, 일반식 (3-c) 로 나타내는 염료, 일반식 (3-d) 로 나타내는 염료, 일반식 (3-e) 로 나타내는 염료, 일반식 (3-f) 로 나타내는 염료, 일반식 (4) 로 나타내는 염료, 일반식 (5) 로 나타내는 염료, 일반식 (6) 으로 나타내는 염료, 및 일반식 (7) 로 나타내는 염료로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종인 잉크젯용 잉크.
    [화학식 1]
    Figure pat00063

    (일반식 (1) 중, R21 ∼ R26 은 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환기를 나타낸다. R27 은 수소 원자, 할로겐 원자, 알킬기, 아릴기 또는 헤테로고리기를 나타낸다. X1 및 Y1 은 각각 독립적으로 할로겐 원자, 알콕시기, 아릴옥시기, 수산기, 알킬티오기, 아릴티오기 또는 헤테로고리 티오기를 나타낸다)
    [화학식 2]
    Figure pat00064

    (일반식 (2) 중, R1 ∼ R4 는 각각 독립적으로 알킬기, 알케닐기, 아릴기 또는 헤테로고리기를 나타낸다. w, x, y 및 z 는 각각 독립적으로 0 ∼ 4 의 정수를 나타낸다. 단, w, x, y 및 z 의 총합 (w + x + y + z) 는 0 이 아니다. Z1 ∼ Z4 는 각각 독립적으로 탄소 원자 및 질소 원자에서 선택되는 원자군으로, 결합되어 있는 2 개의 탄소 원자와 함께 구성되는 5 원자고리 또는 6 원자고리를 형성하는 원자군을 나타낸다. M1 은 금속 원자 또는 금속 산화물을 나타낸다)
    [화학식 3]
    Figure pat00065

    (일반식 (3-a) 중, R30 은 수소 원자 또는 치환기를 나타낸다. R31 은 수소 원자, 알킬기, 알케닐기, 아릴기, 헤테로고리기, 아실기, 알콕시카르보닐기 또는 카르바모일기를 나타낸다. X30 은 -OM 기 또는 -N(R32)(R33) 을 나타내고, M 은 수소 원자, 알킬기 또는, 전하를 중화시키기 위해서 필요한 금속 원자 또는 유기 염기쌍을 나타내고, R32 및 R33 은 각각 독립적으로 수소 원자, 알킬기, 알케닐기, 아릴기, 헤테로고리기, 아실기, 알콕시카르보닐기 또는 카르바모일기를 나타낸다. A30 은 아릴기 또는 방향족 헤테로고리기를 나타낸다)
    [화학식 4]
    Figure pat00066

    (일반식 (3-b) 중, R34 는 수소 원자 또는 치환기를 나타낸다. R35 는 수소 원자, 알킬기, 알케닐기, 아릴기, 헤테로고리기, 아실기, 알콕시카르보닐기 또는 카르바모일기를 나타낸다. Z30 및 Z31 은 각각 독립적으로 -C(R36)= 또는 -N= 을 나타내고, R36 은 수소 원자 또는 치환기를 나타낸다. A31 은 아릴기 또는 방향족 헤테로고리기를 나타낸다)
    [화학식 5]
    Figure pat00067

    (일반식 (3-c) 중, R37, R38, R39 및 R40 은 각각 독립적으로 수소 원자, 알킬기, 알케닐기, 아릴기, 헤테로고리기, 아실기, 알콕시카르보닐기, 카르바모일기, 알킬술포닐기 또는 아릴술포닐기를 나타낸다. Z32, Z33 및 Z34 는 각각 독립적으로 -C(R41)= 또는 -N= 을 나타낸다. R41 은 수소 원자 또는 치환기를 나타낸다. A32 는 아릴기 또는 방향족 헤테로고리기를 나타낸다)
    [화학식 6]
    Figure pat00068

    (일반식 (3-d) 중, R42 는 수소 원자, 알킬기, 알케닐기, 아릴기 또는 헤테로고리기를 나타낸다. R43 및 R44 는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환기를 나타낸다. A33 은 아릴기 또는 방향족 헤테로고리기를 나타낸다)
    [화학식 7]
    Figure pat00069

    (일반식 (3-e) 중, R45, R46 및 R47 은 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환기를 나타낸다. a 및 b 는 각각 독립적으로 0 ∼ 4 의 정수를 나타낸다)
    [화학식 8]
    Figure pat00070

    (일반식 (3-f) 중, R48 및 R49 는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환기를 나타낸다. R50 은 수소 원자, 할로겐 원자, 알킬기, 또는 아릴기를 나타낸다. R51 은 수소 원자, 알킬기, 알케닐기, 아릴기, 헤테로고리기, 아실기, 알콕시카르보닐기, 카르바모일기, 알킬술포닐기 또는 아릴술포닐기를 나타낸다. Z35, Z36, Z37 및 Z38 은 각각 독립적으로 -C(R52)= 또는 -N= 을 나타내고, R52 는 수소 원자 또는 치환기를 나타낸다)
    [화학식 9]
    Figure pat00071

    (일반식 (4) 중, R11 ∼ R16 은 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환기를 나타낸다. R17 은 수소 원자, 할로겐 원자, 알킬기, 아릴기 또는 헤테로고리기를 나타낸다)
    [화학식 10]
    Figure pat00072

    (일반식 (5) 중, R11 ∼ R16 은 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환기를 나타낸다. R17 은 수소 원자, 할로겐 원자, 알킬기, 아릴기 또는 헤테로고리기를 나타낸다. Ma 는 금속 원자 또는 금속 화합물을 나타낸다. X1 은 Ma 에 결합 가능한 기를 나타내고, X2 는 Ma 의 전하를 중화시키기 위해서 필요한 기를 나타낸다. X1 과 X2 는 서로 결합하여 5 원자, 6 원자 또는 7 원자의 고리를 형성하고 있어도 된다)
    [화학식 11]
    Figure pat00073

    (일반식 (6) 중, Za 및 Zb 는 각각 독립적으로 -N= 또는 -C(R8)= 을 나타낸다. R1 ∼ R5 및 R8 은 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환기를 나타낸다. R6 ∼ R7 은 각각 독립적으로 수소 원자, 알킬기, 알케닐기, 아릴기 또는 헤테로고리기를 나타낸다. R2 와 R3, R3 과 R6, R4 와 R5, R5 와 R7, 및/또는 R6 과 R7 이 서로 결합하여 각각 독립적으로 5 원자고리, 6 원자고리 또는 7 원자고리를 형성해도 된다)
    [화학식 12]
    Figure pat00074

    (일반식 (7) 중, R1 은 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환기를 나타낸다. L 은 각각 독립적으로 지방족 또는 방향족의 연결기를 나타낸다. Z1 은 2 개의 탄소 원자와 함께 6 원자고리를 형성하는 데 필요한 비금속 원자군을 나타내고, 4 개의 Z1 은 동일하거나 상이해도 된다. M 은 2 개의 수소 원자, 2 가의 금속 원자, 2 가의 금속 산화물, 2 가의 금속 수산화물 또는 2 가의 금속 염화물을 나타낸다. m 은 각각 독립적으로 1 또는 2 를 나타내고, n 은 각각 독립적으로 0 또는 1 을 나타낸다. p 는 각각 독립적으로 1 ∼ 5 의 정수를 나타낸다. r1, r2, r3 및 r4 는 각각 독립적으로 0 또는 1 을 나타내고, r1 + r2 + r3 + r4 ≥ 1 을 만족한다)
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 중합 개시제의 질량 (W3) 과 상기 다관능 티올 화합물의 질량 (W2) 의 질량비 (W3/W2) 가 0.05 이상 1 미만인 잉크젯용 잉크.
  6. 제 1 항에 있어서,
    계면 활성제를 추가로 함유하는 잉크젯용 잉크.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 유기 용제 중에, 비점이 160 ℃ 이상인 유기 용제를 상기 유기 용제 전체량에 대하여 10 질량% 이상 함유하는 잉크젯용 잉크.
  8. 기판 상에 형성된 격벽에 의해 구획된 오목부에 잉크젯법에 의해 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 기재된 잉크젯용 잉크의 액적을 부여하여, 컬러 필터의 색 화소를 형성하는 화소 형성 공정을 갖는 컬러 필터의 제조 방법.
  9. 제 8 항에 기재된 컬러 필터의 제조 방법에 의해서 제조되는 컬러 필터.
  10. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 기재된 잉크젯용 잉크를 사용하여 잉크젯법에 의해 제조되는 컬러 필터.
  11. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 기재된 잉크젯용 잉크를 사용하여 형성된 색 화소를 구비하는 컬러 필터.
  12. 제 11 항에 기재된 컬러 필터를 구비하는 액정 디스플레이.
  13. 제 11 항에 기재된 컬러 필터를 구비하는 화상 표시 디바이스.
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