KR20190079541A - 착색 수지 조성물, 컬러 필터 및 표시 장치 - Google Patents

착색 수지 조성물, 컬러 필터 및 표시 장치 Download PDF

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Abstract

종래부터 알려진 착색 수지 조성물로 형성되는 컬러 필터는, 내약품성 및 콘트라스트가 충분히 만족할 수 없는 경우가 있었다. 본 발명은 착색제, 수지, 중합성 화합물 및 중합 개시제를 포함하고, 착색제가, 식(1)로 나타나는 화합물을 포함하는 착색 수지 조성물, 상기의 착색 수지 조성물로 형성되는 컬러 필터 및 표시 장치에 관한 것이다.

Description

착색 수지 조성물, 컬러 필터 및 표시 장치{COLORED RESIN COMPOSITION, COLORED FILTER AND DISPLAY DEVICE}
본 발명은, 착색 수지 조성물, 컬러 필터 및 표시 장치에 관한 것이다.
액정 표시 장치, 일렉트로 루미네선스 표시 장치 및 플라즈마 디스플레이 등의 표시 장치나 CCD나 CMOS 센서 등의 고체 촬상 소자에 사용되는 컬러 필터는, 착색 수지 조성물로 제조된다. 이러한 착색 수지 조성물로서는, 착색제로서 하기식으로 나타나는 화합물을 포함하는 조성물이 알려져 있다(특허 문헌 1).
[화학식 A]
Figure pat00001
일본공개특허 2014-005451호
종래부터 알려진 상기의 착색 수지 조성물로 형성되는 컬러 필터는, 내약품성 및 콘트라스트를 충분히 만족할 수 없는 경우가 있었다.
［1］착색제, 수지, 중합성 화합물 및 중합 개시제를 포함하고,
　착색제가, 식(1)로 나타나는 화합물을 포함하는 착색 수지 조성물.
[화학식 1]
Figure pat00002
［식(1) 중,
R101a~R101d 및 R102a~R102d는, 각각 독립적으로, 치환기를 가질 수 있는 알킬기 또는 치환기를 가질 수 있는 아릴기를 나타낸다.
X1 및 X2는, 각각 독립적으로, 수소 원자, 치환기를 가질 수 있는 알킬기, 치환기를 가질 수 있는 아릴기, 치환기를 가질 수 있는 아르알킬기, 또는 식(X1)~(X4)로 나타나는 기를 나타낸다.
[화학식 3]
Figure pat00003
R201 및 R401은, 각각 독립적으로, 치환기를 가질 수 있는 알킬기, 치환기를 가질 수 있는 아릴기, 치환기를 가질 수 있는 알콕시기 또는 치환기를 가질 수 있는 아릴옥시기를 나타낸다.
R301, R302 및 R501~R503은, 각각 독립적으로, 치환기를 가질 수 있는 알킬기, 또는 치환기를 가질 수 있는 아릴기를 나타낸다.
식(X1)~(X4)에 있어서의 *는 산소 원자와의 결합 부위를 나타낸다.
X1, X2, R201, R401로 나타나는 아릴기, 아르알킬기, 및 아릴옥시기를 구성하는 방향족 탄화수소환은, 금속 원자에 배위치하고 있어도 좋다.］
［2］［1］에 기재된 착색 수지 조성물로 형성되는 컬러 필터.
［3］［2］에 기재된 컬러 필터를 포함하는 표시 장치.
본 발명의 착색 수지 조성물은, 내약품성이 우수한 컬러 필터를 형성할 수 있다.
또한, 본 발명의 착색 수지 조성물은, 콘트라스트가 우수한 컬러 필터를 형성할 수 있다.
본 발명의 착색 수지 조성물은, 착색제(이하, 착색제(A)라고 하는 경우가 있다), 수지(이하, 수지(B)라고 하는 경우가 있다), 중합성 화합물(이하, 중합성 화합물(C)라고 하는 경우가 있다), 및 중합 개시제(이하, 중합 개시제(D)라고 하는 경우가 있다)를 포함한다.
본 발명의 착색 수지 조성물에서는, 착색제가 식(1)로 나타나는 화합물(이하, 화합물(1)이라고 하는 경우가 있다)을 포함한다.
본 발명의 착색 수지 조성물은, 추가로 용제(이하, 용제(E)라고 하는 경우가 있다.)를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 착색 수지 조성물은, 레벨링제를 포함해도 좋다.
본 명세서에 있어서, 각 성분으로서 예시하는 화합물은, 특별히 언급이 없는 한, 단독으로 또는 복수종을 조합하여 사용할 수 있다.
＜착색제(A)＞
착색제(A)에 포함되는 식(1)로 나타나는 화합물은, 테트라아자포르피린 화합물이고, 중심 원자가 규소 원자이고, 적어도 1개의 산소 원자(바람직하게는 2개의 산소 원자)가 규소 원자에 직접 결합하고 있는 화합물이다.
[화학식 1]
Figure pat00004
(식(1) 중, R101a~R101d 및 R102a~R102d는, 각각 독립적으로, 치환기를 가질 수 있는 알킬기, 또는 치환기를 가질 수 있는 아릴기를 나타낸다.
X1 및 X2는, 각각 독립적으로, 수소 원자, 치환기를 가질 수 있는 알킬기, 치환기를 가질 수 있는 아릴기, 치환기를 가질 수 있는 아르알킬기, 또는 식(X1)~(X4)로 나타나는 기를 나타낸다.
[화학식 2]
Figure pat00005
R201 및 R401은, 각각 독립적으로, 치환기를 가질 수 있는 알킬기, 치환기를 가질 수 있는 아릴기, 치환기를 가질 수 있는 알콕시기, 또는 치환기를 가질 수 있는 아릴옥시기를 나타낸다.
R301, R302 및 R501~R503은, 각각 독립적으로, 치환기를 가질 수 있는 알킬기, 또는 치환기를 가질 수 있는 아릴기를 나타낸다.
식(X1)~(X4)에 있어서의 *는 산소 원자와의 결합 부위를 나타낸다.
X1, X2, R201, R401로 나타나는 아릴기, 아르알킬기, 및 아릴옥시기를 구성하는 방향족 탄화수소환은, 금속 원자에 배위하고 있어도 좋다.)
본 명세서에 있어서, 「알킬기」는, 직쇄상, 분기쇄상 및 환상의 기를 포함한다. 또한, 「알콕시기」에 대해서도 동일하다.
또한, 본 명세서에 있어서, 「아릴기」는, 비치환의 방향족 탄화수소환만으로 이루어지는 기를 나타낸다.
상기식(1)에 있어서, R101a~R101d 및 R102a~R102d는 테트라아자포르피린 골격에 결합하는 기이다.
R101a~R101d의 4개의 기는 동일해도 좋고 상이해도 좋고, 동일한 것이 바람직하고, 또한, R102a~R102d의 4개의 기는 동일해도 좋고 상이해도 좋고, 동일한 것이 바람직하다.
R101a와 R102a, R101b와 R102b, R101c와 R102c, R101d와 R102d의 조합은 동일해도 좋고 상이해도 좋다.
R101a 및 R102a의 조합과, R101b 및 R102b의 조합과, R101c 및 R102c의 조합과, R101d 및 R102d의 조합이 동일한 것이 바람직하다.
그리고, R101a 및 R102a의 조합과 R101b 및 R102b의 조합과, R101c와 R102c의 조합과, R101d 및 R102d의 조합이 동일한 경우, 각 조합에 있어서의 2개의 기의 위치 관계는 임의이고, 화합물(1)에는 상이한 4종류의 이성체가 존재한다.
상기식(1)은, 4종류의 이성체를 모두 포함하는 것을 의미하고 있다. 또한, 테트라아자포르피린 화합물에는 이들 이성체 중 1개만이 포함되어 있어도 좋고, 복수 종류가 혼합물로서 포함되어 있어도 좋다.
R101a~R101d 및 R102a~R102d는, 각각 독립적으로, 치환기를 가질 수 있는 알킬기 또는 치환기를 가질 수 있는 아릴기를 나타낸다.
식(1)의 R101a~R101d 및 R102a~R102d로서의 치환기를 가질 수 있는 알킬기로서는, 직쇄상, 분기쇄상 또는 환상의 알킬기를 들 수 있다.
직쇄상, 분기쇄상 또는 환상의 알킬기로서는, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, n-부틸기, n-펜틸기, n-헥실기, n-헵틸기, n-옥틸기, n-노닐기, n-데실기, n-운데실기, n-도데실기, n-트리데실기, n-테트라데실기, n-펜타데실기 등의 직쇄상 알킬기；
이소프로필기, 이소부틸기, sec-부틸기, tert-부틸기, 2-메틸부틸기, 1-메틸부틸기, 네오펜틸기, 1,2-디메틸프로필기, 1,1-디메틸프로필기, 4-메틸펜틸기, 3-메틸펜틸기, 2-메틸펜틸기, 1-메틸펜틸기, 3,3-디메틸부틸기, 2,3-디메틸부틸기, 1,3-디메틸부틸기, 2,2-디메틸부틸기, 1,2-디메틸부틸기, 1,1-디메틸부틸기, 3-에틸부틸기, 2-에틸부틸기, 1-에틸부틸기, 1,1,2-트리메틸프로필기, 1-에틸-2-메틸프로필기, 2-메틸헥실기, 3-메틸헥실기, 4-메틸헥실기, 5-메틸헥실기, 1-에틸펜틸기, 2,4-디메틸펜틸기, 2-에틸헥실기, 2,5-디메틸헥실기, 2,5,5-트리메틸펜틸기, 2,4-디메틸헥실기, 2,2,4-트리메틸펜틸기, 1,1-디메틸헥실기, 3,5,5-트리메틸헥실기, 4-에틸옥틸기, 4-에틸-4,5-디메틸헥실기, 1,3,5,7-테트라메틸옥틸기, 4-부틸옥틸기, 6,6-디에틸옥틸기, 6-메틸-4-부틸옥틸기, 3,5-디메틸헵타데실기, 2,6-디메틸헵타데실기, 2,4-디메틸헵타데실기, 2,2,5,5-테트라메틸헥실기 등의 분기쇄상 알킬기；사이클로펜틸기, 사이클로헥실기, 1-사이클로펜틸-2,2-디메틸프로필기, 1-사이클로헥실-2,2-디메틸프로필기 등의 환상의 알킬기(사이클로알킬기)；를 들 수 있다.
알킬기의 탄소수는, 1~20인 것이 바람직하고, 1~15인 것이 보다 바람직하고, 1~10인 것이 더욱 바람직하고, 1~5인 것이 한층 더 바람직하다.
이들 중에서도, 탄소수 1~10의 직쇄상 또는 분기쇄상의 알킬기가 바람직하고, 탄소수 1~5의 직쇄상 또는 분기쇄상의 알킬기가 보다 바람직하고, tert-부틸기가 더욱 바람직하다.
치환기를 갖는 알킬기로서 알킬기의 수소 원자의 일부 또는 전부가 할로겐으로 치환되어 있는 것을 들 수 있고, 그 예로서는, 클로로메틸기, 디클로로메틸기, 플루오로메틸기, 트리플루오로메틸기, 펜타플루오로에틸기, 노나플루오로부틸기, 퍼플루오로사이클로부틸기, 퍼플루오로사이클로펜틸기 등을 들 수 있다.
식(1)의 R101a~R101d 및 R102a~R102d로서의 치환기를 가질 수 있는 아릴기로서는, 페닐기, 니트로 페닐기, 시아노페닐기, 하이드록시페닐기, 카복시페닐기, 메틸페닐기, 디메틸페닐기, 트리메틸페닐기, 플루오로페닐기, 클로로페닐기, 브로모페닐기, 메톡시페닐기, 에톡시페닐기, 트리플루오로메틸페닐기, N,N-디메틸아미노페닐기, 나프틸기, 니트로나프틸기, 시아노나프틸기, 하이드록시나프틸기, 메틸나프틸기, 플루오로나프틸기, 클로로나프틸기, 브로모나프틸기, 트리플루오로메틸나프틸기 등을 들 수 있다.
아릴기의 탄소수는, 예를 들면 6~20이고, 바람직하게는 6~18이고, 보다 바람직하게는 6~15이고, 더욱 바람직하게는 6~10이다.
또한, 식(1)에 있어서, R102a~R102d가, 각각 독립적으로, 식(R1)로 나타나는 기인 것이 바람직하다.
[화학식 6]
Figure pat00006
(식(R1) 중, R601a~R601e는, 각각 독립적으로, 수소 원자, 할로겐 원자, 치환기를 가질 수 있는 알킬기, 치환기를 가질 수 있는 알콕시기, 치환기를 가질 수 있는 아릴기, 치환기를 가질 수 있는 아릴옥시기를 나타내고, *는 테트라아자포르피린 골격과의 결합 부위를 나타낸다.)
식(R1)의 R601a~R601e로서의 치환기를 가질 수 있는 알킬기로서는, R101a~R101d 및 R102a~R102d의 예로서 든 치환기를 가질 수 있는 알킬기를 들 수 있다.
식(R1)의 R601a~R601e로서의 치환기를 가질 수 있는 아릴기로서는, R101a~R101d 및 R102a~R102d의 예로서 든 치환기를 가질 수 있는 아릴기를 들 수 있다.
구체적으로는 페닐기, 니트로페닐기, 시아노페닐기, 하이드록시페닐기, 카복시페닐기, 메틸페닐기, 디메틸페닐기, 트리메틸페닐기, 플루오로페닐기, 클로로페닐기, 브로모페닐기, 메톡시페닐기, 에톡시페닐기, 트리플루오로메틸페닐기, N,N-디메틸아미노페닐기, 나프틸기, 니트로나프틸기, 시아노나프틸기, 하이드록시나프틸기, 메틸나프틸기, 플루오로나프틸기, 클로로나프틸기, 브로모나프틸기, 트리플루오로메틸나프틸기 등을 들 수 있다.
식(R1)의 R601a~R601e로서의 치환기를 가질 수 있는 알콕시기로서는, 메톡시기, 에톡시기, n-프로폭시기, 이소프로폭시기, n-부톡시기, 이소부톡시기, sec-부톡시기, tert-부톡시기, n-펜틸옥시기, 이소펜틸옥시기, 네오펜틸옥시기, n-헥실옥시기, n-도데실옥시기；사이클로프로필옥시기, 사이클로부틸옥시기, 사이클로펜틸옥시기, 사이클로헥실옥시기를 들 수 있다.
알콕시기의 수소 원자의 일부 또는 전부가 할로겐으로 치환되어 있는 것으로서, 플루오로메톡시기, 디플루오로메톡시기, 트리플루오로메톡시기, 1,1,2,2,2-펜타플루오로에톡시기, 1,1,2,2-테트라플루오로에톡시기, 1,1,2-트리플루오로에톡시기, 1,2,2-트리플루오로에톡시기, 2,2,2-트리플루오로에톡시기, 2,2-디플루오로에톡시기, 1,2-디플루오로에톡시기, 1,1-디플루오로에톡시기, 2-플루오로에톡시기, 1-플루오로에톡시기, 2,2,3,3-테트라플루오로-1-프로폭시기, 2,2,3,3,3-펜타플루오로-1-프로폭시기, 2,2,3,3,4,4,4-헵타플루오로-1-부톡시기, 2,2,3,4,4,4-헥사플루오로-1-부톡시기, 2,2,3,3,4,4,5,5-옥타플루오로-1-펜틸옥시기, 3,3,4,4,5,5,6,6,6-노나플루오로-1-헥실옥시기, 4,4,5,5,6,6,7,7,7-노나플루오로-1-헵틸옥시기, 2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7-도데카플루오로-1-헵틸옥시기, 7,7,8,8,8-펜타플루오로-1-옥틸옥시기, 3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-트리데카플루오로-1-옥틸옥시기, 2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9-헥사데카플루오로-1-노닐옥시기, 4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,9-트리데카플루오로-1-노닐옥시기, 7,7,8,8,9,9,10,10,10-노나플루오로-1-데실옥시기, 3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,10-헵타데카플루오로-1-데실옥시기, 4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,10-펜타데카플루오로-1-데실옥시기, 7,7,8,8,9,9,10,10,11,11,12,12,12-트리데카플루오로-1-도데실옥시기, 3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,11,11,12,12,12-헤니코사플루오로-1-도데실옥시기, 7,7,8,8,9,9,10,10,11,11,12,12,13,13,14,14,14-헵타데카플루오로-1-테트라데실옥시기, 1H,1H,2,5-비스(트리플루오로메틸)-3,6-디옥사운데카플루오로-1-노닐옥시기, 6-(퍼플루오로-1-메틸에틸)-1-헥실옥시기, 2-(퍼플루오로-1-메틸부틸)-1-에톡시기, 2-(퍼플루오로-3-메틸부틸)에톡시기, 2-(퍼플루오로-7-메틸옥틸)에톡시기, 2H-헥사플루오로-2-프로폭시기, 2,2-비스(트리플루오로메틸)-1-프로폭시기 등을 들 수 있다.
식(R1)의 R601a~R601e로서의 치환기를 가질 수 있는 아릴옥시기로서는, 예를 들면, 탄소수 6~20의 아릴옥시기를 들 수 있다.
구체적으로는, 페녹시기, 1-나프톡시기, 2-나프톡시기, 2-메틸페녹시기, 4-메틸페녹시기, 4-tert-부틸페녹시기, 2-메톡시페녹시기, 4-이소프로필페녹시기 등을 들 수 있다.
치환기를 가질 수 있는 아릴옥시기에 있어서의 치환기는 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 탄소수 1~8의 직쇄상, 분기쇄상 또는 환상의 알킬기, 탄소수 1~8의 직쇄상, 분기쇄상 또는 환상의 알콕시기, 아미노기, 모노 또는 디알킬아미노기(알킬기의 탄소수는 1~8), 할로겐 원자, 시아노기, 하이드록시기, 니트로기 등을 들 수 있다.
식(R1)로 나타나는 기의 구체예로서는, 페닐기, 메틸페닐기, 디메틸페닐기, 트리메틸페닐기, 플루오로페닐기, 클로로페닐기, 브로모페닐기, 메톡시페닐기, 에톡시페닐기, 트리플루오로메틸페닐기 등을 들 수 있다.
또한, 식(R1)의 R601a~R601e 중 적어도 하나는, 수소 원자 이외의 기인 것이 바람직하다.
또한, 식(R1)로 나타나는 기로서는, R601a, R601c 및 R601e 중 적어도 1개가, 각각 독립적으로, 불소 원자, 염소 원자, 브롬 원자, 메틸기 또는 트리플루오로 메틸기인 것이 바람직하다.
구체적인 예로서는, 2-플루오로페닐기, 3-플루오로페닐기, 4-플루오로페닐기, 2,3-디플루오로페닐기, 2,4-디플루오로페닐기, 2,5-디플루오로페닐기, 2,6-디플루오로페닐기, 3,4-디플루오로페닐기, 3,5-디플루오로페닐기, 2,4,6-트리플루오로페닐기, 2,3,5,6-테트라플루오로페닐기, 2,3,4,5,6-펜타플루오로페닐기 등의 불소 원자가 결합한 페닐기, 2-클로로페닐기, 3-클로로페닐기, 4-클로로페닐기, 2,3-디클로로페닐기, 2,4-디클로로페닐기, 2,5-디클로로페닐기, 2,6-디클로로페닐기, 3,4-디클로로페닐기, 3,5-디클로로페닐기, 2,4,6-트리클로로페닐기, 2,3,5,6-테트라클로로페닐기, 2,3,4,5,6-펜타클로로페닐기 등의 염소 원자가 결합한 페닐기, 2-브로모페닐기, 3-브로모페닐기, 4-브로모페닐기, 2,3-디브로모페닐기, 2,4-디브로모페닐기, 2,5-디브로모페닐기, 2,6-디브로모페닐기, 3,4-디브로모페닐기, 3,5-디브로모페닐기, 2,4,6-트리브로모페닐기, 2,3,5,6-테트라브로모페닐기, 2,3,4,5,6-펜타브로모페닐기 등의 브롬 원자가 결합한 페닐기, 2-메틸페닐기, 3-메틸페닐기, 4-메틸페닐기, 2,3-디메틸페닐기, 2,4-디메틸페닐기, 2,5-디메틸페닐기, 2,6-디메틸페닐기, 3,4-디메틸페닐기, 3,5-디메틸페닐기, 2,4,6-트리메틸페닐기, 2,3,5,6-테트라메틸페닐기, 2,3,4,5,6-펜타메틸페닐기 등의 알킬기가 결합한 페닐기, 2-트리플루오로메틸페닐기, 3-트리플루오로메틸페닐기, 4-트리플루오로메틸페닐기, 2,3-디트리플루오로메틸페닐기, 2,4-디트리플루오로메틸페닐기, 2,5-디트리플루오로메틸페닐기, 2,6-디트리플루오로메틸페닐기, 3,4-디트리플루오로메틸페닐기, 3,5-디트리플루오로메틸페닐기, 2,4,6-트리트리플루오로메틸페닐기, 2,3,5,6-테트라트리플루오로메틸페닐기, 2,3,4,5,6-펜타플루오로메틸페닐기 등의 불화 알킬기가 결합한 페닐기 등을 들 수 있다.
이들 중에서도, 2-플루오로페닐기, 4-플루오로페닐기, 2,4-디플루오로페닐기, 2,6-디플루오로페닐기 등의 불소 원자가 결합한 페닐기, 2-클로로페닐기, 4-클로로페닐기, 2,4-디클로로페닐기, 2,6-디클로로페닐기 등의 염소 원자가 결합한 페닐기, 2-브로모페닐기, 4-브로모페닐기, 2,4-디브로모페닐기, 2,6-디브로모페닐기 등의 브롬 원자가 결합한 페닐기, 2-메틸페닐기, 4-메틸페닐기, 2,4-디메틸페닐기, 2,6-디메틸페닐기 등의 알킬기가 결합한 페닐기, 2-트리플루오로메틸페닐기, 4-트리플루오로메틸페닐기, 2,4-디트리플루오로메틸페닐기, 2,6-디트리플루오로메틸페닐기 등의 불화 알킬기가 결합한 페닐기가 바람직하다.
또한, 상기 식(R1)로 나타나는 기 이외에 들 수 있는, 치환기를 가질 수 있는 아릴기로서는, 나프틸기, 니트로나프틸기, 시아노나프틸기, 하이드록시나프틸기, 메틸나프틸기, 플루오로나프틸기, 클로로나프틸기, 브로모나프틸기, 트리플루오로메틸나프틸기 등을 들 수 있다.
테트라아자포르피린 골격에 결합하는 기 중, R101a~R101d가, 각각 독립적으로, 치환기를 가질 수 있는 직쇄상 또는 분기쇄상의 알킬기인 것이 바람직하고, 탄소수 1~10의 직쇄상 또는 분기쇄상의 알킬기가 바람직하고, 탄소수 1~5의 직쇄상 또는 분기쇄상의 알킬기가 보다 바람직하다. 특히, R101a~R101d가 모두 tert-부틸기인 것이 바람직하다.
테트라아자포르피린 골격에 결합하는 기 중, R102a~R102d가, 각각 독립적으로, 상기 식(R1)로 나타나는 기인 것이 바람직하다. 또한, R102a~R102d가, 상기 식(R1)로 나타나는 기인 경우에, 식(R1)의 R601a~R601e 중 적어도 1개는, 수소 원자 이외의 기인 것이 바람직하고, R601a, R601c 및 R601e 중 적어도 1개는, 각각 독립적으로, 불소 원자, 염소 원자, 브롬 원자, 메틸기 또는 트리플루오로메틸기인 것이 보다 바람직하고, 불소 원자가 결합한 페닐기인 것이 더욱 바람직하고, 특히, R102a~R102d가 모두 2-플루오로페닐기인 것이 바람직하다.
상기 식(1)로 나타나는 테트라아자포르피린 화합물에 있어서, 중심 원자는 Si이고, 축배위자로서 Si에 O(산소 원자)가 2개 결합하고 있고, 각각의 O에 X1 또는 X2가 결합한 구조를 구비하고 있다.
이하, 축배위자의 구조의 일부인 X1과 X2의 바람직한 구조의 예에 대해서 설명한다.
X1과 X2는 동일한 기라도 좋고, 상이한 기라도 좋다.
X1 및 X2는, 각각 독립적으로, 수소 원자, 치환기를 가질 수 있는 알킬기, 치환기를 가질 수 있는 아릴기, 치환기를 가질 수 있는 아르알킬기, 또는 하기식(X1)~(X4)로 나타나는 기를 나타낸다.
식(X1)~(X4)에 있어서의 *는 산소 원자와의 결합 부위이다.
[화학식 7]
Figure pat00007
R201 및 R401은, 각각 독립적으로, 치환기를 가질 수 있는 알킬기, 치환기를 가질 수 있는 아릴기, 치환기를 가질 수 있는 알콕시기, 또는 치환기를 가질 수 있는 아릴옥시기를 나타내고,
R301, R302 및 R501~R503은, 각각 독립적으로, 치환기를 가질 수 있는 알킬기, 또는 치환기를 가질 수 있는 아릴기를 나타낸다.
X1 또는 X2로서의 치환기를 가질 수 있는 알킬기, 치환기를 가질 수 있는 아릴기로서는, R101a~R101d 및 R102a~R102d의 예로서 든 치환기를 가질 수 있는 알킬기, 치환기를 가질 수 있는 아릴기를 들 수 있다.
X1 또는 X2로서의 치환기를 가질 수 있는 아르알킬기로서는, 상기 아릴기로서 설명한 기에 메틸렌기, 에틸렌기, 프로필렌기 등의 탄소수 1~5의 알칸디일기가 결합한 기 등을 들 수 있다.
식(X1)에 있어서의 R201은, 치환기를 가질 수 있는 알킬기, 치환기를 가질 수 있는 아릴기, 치환기를 가질 수 있는 알콕시기, 또는 치환기를 가질 수 있는 아릴옥시기를 나타낸다. R201을 나타내는 알킬기의 탄소수는, 바람직하게는 1~20이고, 보다 바람직하게는 5~20이고, 더욱 바람직하게는 5~15이다. R201을 나타내는 아릴기의 탄소수는, 예를 들면 6~20이고, 바람직하게는 6~18이고, 보다 바람직하게는 6~15이고, 더욱 바람직하게는 6~10이다.
치환기를 가질 수 있는 알킬기, 및 치환기를 가질 수 있는 아릴기로서는, R101a~R101d 및 R102a~R102d의 예로서 든 치환기를 가질 수 있는 알킬기, 및 치환기를 가질 수 있는 아릴기를 들 수 있다.
치환기를 가질 수 있는 알콕시기, 및 치환기를 가질 수 있는 아릴옥시기로서는, 식(R1)의 R601a~R601e로서 든 치환기를 가질 수 있는 알콕시기, 및 치환기를 가질 수 있는 아릴옥시기를 들 수 있다.
식(X1)에 있어서의 R201로서는, 치환되어 있어도 좋은 알킬기, 치환되어 있어도 좋은 아릴기가 바람직하고, 직쇄상 또는 분기쇄상의 알킬기, 치환되어 있어도 좋은 페닐기, 치환되어 있어도 좋은 사이클로펜타디에닐아니온이 보다 바람직하고, 1-에틸펜틸기, 페닐기, 3-니트로페닐기, 4-카복시페닐기, 3-카복시페닐기, 4-하이드록시페닐기, 페로센 등이 더욱 바람직하다.
　식(X2)에 있어서의 R301 및 R302는, 각각 독립적으로, 치환기를 가질 수 있는 알킬기, 또는 치환기를 가질 수 있는 아릴기를 나타낸다.
치환기를 가질 수 있는 알킬기, 및 치환기를 가질 수 있는 아릴기로서는, R101a~R101d 및 R102a~R102d의 예로서 든 치환기를 가질 수 있는 알킬기, 및 치환기를 가질 수 있는 아릴기를 들 수 있다.
식(X3)에 있어서의 R401은, 치환기를 가질 수 있는 알킬기, 치환기를 가질 수 있는 아릴기, 치환기를 가질 수 있는 알콕시기, 또는 치환기를 가질 수 있는 아릴옥시기를 나타낸다.
치환기를 가질 수 있는 알킬기, 및 치환기를 가질 수 있는 아릴기로서는, R101a~R101d 및 R102a~R102d의 예로서 든 치환기를 가질 수 있는 알킬기, 및 치환기를 가질 수 있는 아릴기를 들 수 있다.
치환기를 가질 수 있는 알콕시기, 및 치환기를 가질 수 있는 아릴옥시기로서는, 식(R1)의 R601a~R601e로서 든 치환기를 가질 수 있는 알콕시기, 및 치환기를 가질 수 있는 아릴옥시기를 들 수 있다.
식(X4)에 있어서의 R501~R503은, 각각 독립적으로, 치환기를 가질 수 있는 알킬기, 또는 치환기를 가질 수 있는 아릴기를 나타낸다.
치환기를 가질 수 있는 알킬기, 및 치환기를 가질 수 있는 아릴기로서는, R101a~R101d 및 R102a~R102d의 예로서 든 치환기를 가질 수 있는 알킬기, 및 치환기를 가질 수 있는 아릴기를 들 수 있다.
그 중에서도, 식(X4)에 있어서의 R501~R503은, 각각 독립적으로, 치환기를 가질 수 있는 알킬기인 것이 바람직하고, 탄소수 1~5의 알킬기인 것이 보다 바람직하고, 메틸기, 에틸기인 것이 더욱 바람직하다.
X1 및 X2에 있어서의 치환기를 가질 수 있는 아릴기는, 하기식 (2)로 나타나는 기인 것이 바람직하다.
[화학식 8]
Figure pat00008
식(2)에 있어서의 R701은, CO2R701a, 치환기를 가질 수 있는 알콕시기, 치환기를 가질 수 있는 아릴옥시기, 할로겐 원자, 니트로기, 시아노기, 수산기, 치환기(예를 들면 할로겐 원자)를 가질 수 있는 알킬기, 또는 질소 원자 함유 복소환기를 나타내고, n은, 0~5의 정수를 나타내고, R701a는, 수소 원자, 치환기를 가질 수 있는 알킬기, 또는 치환기를 가질 수 있는 아릴기를 나타내고, *는 산소 원자와의 결합 부위를 나타낸다. n이 2 이상의 정수인 경우, 복수의 R701은 각각 동일해도 상이해도 좋다.
또한, 테트라아자포르피린 화합물에서는, 식(1)에 있어서, X1과 X2의 어느 한쪽이 식(2)로 나타나는 기이고, 다른 한쪽이 다른 기라도 좋다.
식(2)에 있어서의 n은 0~5의 정수이다. n이 0인 경우, 식(2)는 페닐기를 나타낸다.
n이 2 이상의 정수인 경우, 복수의 R701은 동일해도 좋고, 상이해도 좋다. n이 1인 경우, R701의 위치는, 산소 원자와의 결합 부위 *에 대하여 p-위치인 것이 바람직하다.
R701이 치환기를 가질 수 있는 알콕시기 또는 치환기를 가질 수 있는 아릴옥시기인 경우, 치환기를 가질 수 있는 알콕시기, 및 치환기를 가질 수 있는 아릴옥시기로서는, 식(R1)의 R601a~R601e로서 든 치환기를 가질 수 있는 알콕시기, 및 치환기를 가질 수 있는 아릴옥시기를 들 수 있다.
R701이 치환기를 가질 수 있는 알킬기인 경우, 치환기를 가질 수 있는 알킬기로서는, R101a~R101d 및 R102a~R102d의 예로서 든 치환기를 가질 수 있는 알킬기를 들 수 있다.
질소 원자 함유 복소환기는, 피페라지닐기, 피페리디닐기, 피롤리디닐기, 이미다졸리디닐기, 피라졸리디닐기 등인 것이 바람직하고, 그 중에서도 피페라디닐기가 보다 바람직하다.
R701이 CO2R701a인 경우, R701a가 수소 원자이면 CO2R701a는 카복실기를 나타내고, R701a가 치환기를 가질 수 있는 알킬기, 또는 치환기를 가질 수 있는 아릴기이면 CO2R701a는 아실옥시카보닐기를 나타낸다.
R701a가 치환기를 가질 수 있는 알킬기, 또는 치환기를 가질 수 있는 아릴기인 경우, 치환기를 가질 수 있는 알킬기, 및 치환기를 가질 수 있는 아릴기로서는, R101a~R101d 및 R102a~R102d의 예로서 든 치환기를 가질 수 있는 알킬기, 및 치환기를 가질 수 있는 아릴기를 들 수 있다.
이들 기 중에서, 식(2)로 나타나는 기로서는, 4-카복시페닐기, 페닐기, 3-하이드록시페닐기, 3,5-디하이드록시페닐기, 3,5-디플루오로페닐기, 4-피페라디닐페닐기, 3, 5-디메틸-4-하이드록시페닐기, 3,5,6-트리메틸-4-하이드록시페닐기, 4-t-부틸페닐기, 3-니트로페닐기, 3-카복시페닐기, 4-시아노페닐기, 4-트리플루오로메틸페닐기가 보다 바람직하고, 4-카복시페닐기, 3,5-디플루오로페닐기, 3,5,6-트리메틸-4-하이드록시페닐기, 4-t-부틸페닐기, 3-카복시페닐기, 4-시아노페닐기, 4-트리플루오로메틸페닐기가 특히 바람직하다.
X1, X2, R201, R401로 나타나는 아릴기, 아르알킬기, 및 아릴옥시기를 구성하는 방향족 탄화수소환은, 금속 원자에 배위하고 있어도 좋다.
방향족 탄화수소환은, 예를 들면 벤젠환, 나프탈렌환, 사이클로펜타디에닐음이온환 등이고, 사이클로펜타디에닐음이온환인 것이 바람직하다.
금속 원자는, Fe, Cu, Cr, Co 등이라면 좋고, Fe가 바람직하다.
금속 원자에 배위해도 좋다는 것은, 방향족 탄화수소환과 함께, 샌드위치형의 금속 착체를 형성해도 좋은 것을 나타낸다.
식(1)에 있어서, X1 및 X2는, 적어도 어느 한쪽이 수소 원자, 치환기를 가질 수 있는 아릴기, 치환기를 가질 수 있는 아르알킬기, 식(X1)로 나타나는 기(바람직하게는 R201가 치환기를 가질 수 있는 알킬기, 치환기를 가질 수 있는 아릴기), 식(X4)로 나타나는 기(바람직하게는 R501~R503이 치환기를 가질 수 있는 알킬기)인 것이 바람직하고, 양자 모두가 각각 독립적으로, 수소 원자, 치환기를 가질 수 있는 아릴기, 치환기를 가질 수 있는 아르알킬기, 식(X1)로 나타나는 기(바람직하게는 R201이 치환기를 가질 수 있는 알킬기, 치환기를 가질 수 있는 아릴기), 또는 식(X4)로 나타나는 기(바람직하게는 R501~R503이 치환기를 가질 수 있는 알킬기)인 것이 보다 바람직하다.
또한, 식(1)에 있어서, X1 및 X2의 치환기를 가질 수 있는 아릴기는, 적어도 어느 한쪽이 식(2)로 나타나는 기인 것이 바람직하고, 양자 모두 각각 독립적으로, 식(2)로 나타나는 기인 것이 보다 바람직하다.
식(1)에 있어서, X1 및 X2는, 양자 모두 수소 원자, 비치환의 아릴기, 카복실기를 갖는 아릴기, 수산기를 갖는 아릴기, 할로겐 원자를 갖는 아릴기, 질소 원자 함유 복소환을 갖는 아릴기, 알킬기를 갖는 아릴기, 니트로기를 갖는 아릴기, 시아노기를 갖는 아릴기, 알킬기 및 수산기를 갖는 아릴기, CF3-, CF3CF2-, 또는 CF3CF2CF2-를 갖는 아릴기, 방향족 탄화수소환 및 금속 원자와 함께 샌드위치형의 금속 착체를 형성하는 아르알킬기, R201이 직쇄상 또는 분기쇄상의 알킬기인 식(X1)로 나타나는 기, R201이 카복실기 또는 니트로기를 갖는 아릴기인 식(X1)로 나타나는 기, R201이 비치환의 아릴기인 식(X1)로 나타나는 기, R201이 방향족 탄화수소환 및 금속 원자와 함께 샌드위치형의 금속 착체를 형성하는 아릴기인 식(X1)로 나타나는 기, R501~R503이 직쇄상 또는 분기쇄상의 알킬기인 식(X4)로 나타나는 기인 것이 더욱 바람직하고,
4-카복시페닐카보닐기, 트리메틸실릴기, 4-카복시페닐기, 1-에틸펜틸카보닐기, 페닐기, 페닐카보닐기, 3-니트로페닐카보닐기, 3-카복시페닐카보닐기, 3-하이드록시페닐기, 3,5-디하이드록시페닐기, 3,5-디플루오로페닐기, 4-피페라디닐페닐기, 3,5-디메틸-4-하이드록시페닐기, 3,5,6-트리메틸-4-하이드록시페닐기, 페로센메틸기, 페로센카보닐기, 4-t-부틸페닐기, 3-니트로페닐기, 3-카복시페닐기, 4-시아노페닐기, 4-트리플루오로메틸페닐기인 것이 특히 바람직하고,
4-카복시페닐카보닐기, 트리메틸실릴기, 4-카복시페닐기, 3,5-디플루오로페닐기, 3,5,6-트리메틸-4-하이드록시페닐기, 4-t-부틸페닐기, 3-카복시페닐기, 4-시아노페닐기, 4-트리플루오로메틸페닐기 또는 페닐기인 것이 특히 바람직하다.
X1 및 X2가 상기의 기이면, 형성된 컬러 필터는, 내약품성이 우수할 뿐만 아니라, 높은 콘트라스트도 나타낸다.
고콘트라스트를 나타내는 X1 및 X2로서, 치환기를 가질 수 있는 아릴기, R201이 방향족 탄화수소환 및 금속 원자와 함께 샌드위치형의 금속 착체를 형성하는 아릴기인 식(X1)로 나타나는 기가 바람직하고, 페닐기, 4-카복시페닐기, 3-카복시페닐기, 4-시아노페닐기, 4-트리플루오로메틸페닐기, 페로센카보닐기가 보다 바람직하다.
식(1)로 나타나는 화합물은, 통상, 590㎚ 부근의 오렌지색을 나타내는 빛을 흡수하는 화합물이지만, 그 흡수 극대 파장(λmax)이 570~620㎚인 것이 바람직하다.
식(1)로 나타나는 화합물의 흡수 극대 파장은, 식(1)로 나타나는 화합물의 테트라아자포르피린 골격에 결합하는 치환기를 변경함으로써 변화시킬 수 있다. 또한, 흡수 극대 파장의 바람직한 상한치는 620㎚이고, 보다 바람직한 상한치는 615㎚이다. 또한, 흡수 극대 파장의 바람직한 하한치는 570㎚이고, 보다 바람직한 하한치는 575㎚이다. 흡수 극대 파장은 분광 광도계에 의해 측정할 수 있다.
식(1)로 나타나는 화합물은, 저변 부분도 포함하여 특히 샤프한 흡수 스펙트럼을 갖는 것이지만, 저변 부분도 포함하여 특히 샤프한 흡수 스펙트럼을 갖는 것의 지표로서, 흡수 스펙트럼에 있어서 흡수 극대 파장의 장파장측에서의 베이스 라인의 상승 파장으로부터 흡수 극대 파장까지의 파장폭이 40㎚ 이하이고, 흡수 극대 파장에 있어서의 반값폭이 20㎚ 이하인 것이 바람직하다.
베이스 라인의 상승 파장은, 흡수 극대 파장에 있어서의 흡광도를 1로 했을 때에, 장파장측으로부터 보아 흡광도가 0.01 이상이 되는 파장으로서 정한다.
그리고, 상승 파장으로부터 흡수 극대 파장까지의 거리(파장폭)를 구한다.
본 명세서에 있어서, 반값폭이란 반값 전체폭을 말하고, 흡수 스펙트럼에 있어서 흡수 극대 파장에 있어서의 흡광 계수값의 1/2의 값으로 그은 횡축에 평행한 직선과 당해 피크에 의해 형성되는 2개의 교점의 사이의 거리(㎚)로 나타난다.
또한, 식(1)로 나타나는 화합물이, 식(1)에 있어서, X1 및 X2의 적어도 한쪽이 식(2)로 나타나는 기인 것이 바람직하다.
X1 및 X2의 적어도 한쪽이 식(2)로 나타나는 기이면, 식(1)로 나타나는 화합물로부터의 형광 발광을 억제할 수 있기 때문에, 색조에 영향을 주는 불필요한 빛이 생기는 것이 방지된다.
형광 강도는, 형광 분광 광도계를 이용하여, 흡수 극대 파장을 여기 파장으로 하여 형광 스펙트럼을 측정함으로써 평가할 수 있고, 형광 강도가 약한 쪽이 바람직하다.
식(1)로 나타나는 화합물은 이하의 순서에 의해 얻어진다.
우선, 하기식(4)로 나타나는 1,2-디시아노에틸렌 화합물의 시스체로부터, 하기식(5)로 나타나는 디이미노이소피롤 유도체를 얻는다.
식(4)로 나타나는 1,2-디시아노에틸렌 화합물의 시스체를 얻는 방법은 일본공개특허 평11-043619호에 기재된 방법을 사용할 수 있고 식(5)로 나타나는 디이미노이소피롤 유도체를 얻는 방법은 일본공개특허 평02-000665호에 기재된 방법을 사용할 수 있다.
[화학식 9]
Figure pat00009
[화학식 10]
Figure pat00010
(식(4) 및 식(5) 중, R101 및 R102는, 각각 독립적으로, 치환기를 가질 수 있는 알킬기, 또는 치환기를 가질 수 있는 아릴기를 나타낸다. 구체적으로는, R101a~R101d 및 R102a~R102d의 예로서 든 치환기를 가질 수 있는 알킬기, 치환기를 가질 수 있는 아릴기를 들 수 있다.)
이어서, 식(5)로 나타나는 디이미노이소피롤 유도체를 Si원(예를 들면 SiCl4)과 혼합하여 가열함으로써 환화 반응시켜, 가수 분해함으로써, 중심 원자가 Si이고, Si의 축배위자가 OH기인 화합물(식(1)에 있어서의 X1와 X2가 모두 H인 화합물)을 얻는다.
상기에서 얻어진 화합물에 대하여, 축배위자를 치환하고 싶은 구조를 갖는 화합물을 더하여 환류하는 등의 방법에 의해, X1과 X2를 수소 원자로부터 다른 치환기로 치환할 수 있다.
예를 들면, 카본산이나 페놀류를 더함으로써 카복시기 또는 페놀성 하이드록시기와 Si의 축배위자의 OH기의 사이에서 탈수 축합을 발생시켜, X1과 X2를 수소 원자로부터 다른 치환기로 치환할 수 있다.
그 밖에, 실릴화제를 더함으로써, X1과 X2를 수소 원자로부터 실릴기로 치환해도 좋다.
상기 치환에 이용하는 카본산, 페놀류로서는, 지방족 카본산, 방향족 카본산, 페놀류, 하이드록시카본산 등을 들 수 있다.
구체적으로는, 벤조산, 하이드록시벤조산, 니트로벤조산, 텔레프탈산, 이소프탈산, 페놀, 에틸헥산산 등을 들 수 있다.
실릴화제로서는, N,O-비스(트리메틸실릴)아세트아미드, 트리메틸클로로실란 등을 들 수 있다.
식(1)로 나타나는 화합물의 함유율은, 착색제(A) 전량에 대하여, 0.1질량% 이상 50질량% 이하인 것이 바람직하고, 0.5질량% 이상 50질량% 이하인 것이 보다 바람직하고, 1질량% 이상 50질량% 이하인 것이 더욱 바람직하다.
식(1)로 나타나는 화합물의 함유율은, 고형분 전량에 대하여, 0.2질량% 이상 20질량% 이하인 것이 바람직하고, 0.5질량% 이상 15질량% 이하인 것이 보다 바람직하고, 1질량% 이상 12질량% 이하인 것이 더욱 바람직하다.
착색제(A)의 함유율은, 고형분 전량에 대하여, 5질량% 이상 60질량% 이하인 것이 바람직하고, 8질량% 이상 55질량% 이하인 것이 보다 바람직하고, 10질량% 이상 50질량% 이하인 것이 더욱 바람직하다.
여기에서, 본 명세서에 있어서의 「고형분 전량」이란, 착색 수지 조성물 전량으로부터 용제의 함유량을 제외한 양을 말한다. 고형분 전량 및 이에 대한 각 성분의 함유량은, 예를 들면, 액체 크로마토그래피 또는 가스 크로마토그래피 등의 공지의 분석 수단으로 측정할 수 있다.
본 발명의 착색 수지 조성물은, 착색제(A)로서 식(1)로 나타나는 화합물 및 화합물(1) 이외의 착색제(이하, 착색제(A1)이라고 하는 경우가 있다)를 포함하고 있어도 좋다. 착색제(A1)에는, 1종 또는 2종 이상의 착색제가 포함되어 있어도 좋다.
착색제(A1)는, 염료라도 안료라도 좋다. 염료로서는, 컬러 인덱스(The Society of Dyers and Colourists 출판) 및 염색 노트(색염사)에 기재되어 있는 공지의 염료를 들 수 있다. 또한, 화학 구조에 의하면, 아조 염료, 안트라퀴논 염료, 트리페닐메탄 염료, 잔텐 염료, 시아닌 염료, 나프토퀴논 염료, 퀴논이민 염료, 메틴 염료, 아조메틴 염료, 스쿠아릴리움 염료, 아크리딘 염료, 스티릴 염료, 쿠마린 염료, 퀴놀린 염료, 니트로 염료 및 프탈로시아닌 염료 등을 들 수 있다. 이들 중, 유기 용제 가용성 염료가 바람직하다. 이들 염료는, 2종 이상을 병용해도 좋다.
구체적으로는, 이하와 같은 컬러 인덱스(C.I.) 번호의 염료를 들 수 있다. C.I.솔벤트 옐로우 14, 15, 23, 24, 25, 38, 62, 63, 68, 79, 81, 82, 83, 89, 94, 98, 99, 162；
C.I.애시드 옐로우 1, 3, 7, 9, 11, 17, 23, 25, 29, 34, 36, 38, 40, 42, 54, 65, 72, 73, 76, 79, 98, 99, 111, 112, 113, 114, 116, 119, 123, 128, 134, 135, 138, 139, 140, 144, 150, 155, 157, 160, 161, 163, 168, 169, 172, 177, 178, 179, 184, 190, 193, 196, 197, 199, 202, 203, 204, 205, 207, 212, 214, 220, 221, 228, 230, 232, 235, 238, 240, 242, 243, 251；
C.I.리액티브 옐로우 2, 76, 116；
C.I.다이렉트 옐로우 2, 4, 28, 33, 34, 35, 38, 39, 43, 44, 47, 50, 54, 58, 68, 69, 70, 71, 86, 93, 94, 95, 98, 102, 108, 109, 129, 132, 136, 138, 141；
C.I.디스퍼스 옐로우 51, 54, 76；
C.I.솔벤트 오렌지 2, 7, 11, 15, 26, 41, 54, 56, 99；
C.I.애시드 오렌지 6, 7, 8, 10, 12, 26, 50, 51, 52, 56, 62, 63, 64, 74, 75, 94, 95, 107, 108, 149, 162, 169, 173；
C.I.리액티브 오렌지 16；
C.I.다이렉트 오렌지 26, 34, 39, 41, 46, 50, 52, 56, 57, 61, 64, 65, 68, 70, 96, 97, 106, 107；
C.I.솔벤트 레드 24, 49, 90, 91, 111, 118, 119, 122, 124, 125, 127, 130, 132, 143, 145, 146, 150, 151, 155, 160, 168, 169, 172, 175, 181, 207, 218, 222, 227, 230, 245, 247；
C.I.애시드 레드 73, 80, 91, 92, 97, 138, 151, 211, 274, 289；
C.I.애시드 바이올렛 34, 102；
C.I.디스퍼스 바이올렛 26, 27；
C.I.솔벤트 바이올렛 11, 13, 14, 26, 31, 36, 37, 38, 45, 47, 48, 51, 59, 60；
C.I.솔벤트 블루 14, 18, 35, 36, 45, 58, 59, 59：1, 63, 68, 69, 78, 79, 83, 94, 97, 98, 100, 101, 102, 104, 105, 111, 112, 122, 128, 132, 136, 139；
C.I.애시드 블루 25, 27, 40, 45, 78, 80, 112；
C.I.다이렉트 블루 40；
C.I.디스퍼스 블루 1, 14, 56, 60；
C.I.솔벤트 그린 1, 3, 5, 28, 29, 32, 33；
C.I.애시드 그린 3, 5, 9, 25, 27, 28, 41；
C.I.베이직 그린 1；
C.I.배트 그린 1 등.
안료로서는, 공지의 안료를 사용할 수 있고, 예를 들면, 컬러 인덱스(The Society of Dyers and Colourists 출판)에서 피그먼트로 분류되어 있는 안료를 들 수 있다. 2종 이상을 조합해도 좋다.
구체적으로는, C.I.피그먼트 옐로우 1, 3, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 20, 24, 31, 53, 83, 86, 93, 94, 109, 110, 117, 125, 128, 129, 137, 138, 139, 147, 148, 150, 153, 154, 166, 173, 185, 194, 214 등의 황색 안료；
C.I. 피그먼트 오렌지 13, 31, 36, 38, 40, 42, 43, 51, 55, 59, 61, 64, 65, 71, 73 등의 오렌지색 안료；
C.I. 피그먼트 레드 9, 97, 105, 122, 123, 144, 149, 166, 168, 176, 177, 179, 180, 192, 202, 208, 209, 215, 216, 224, 242, 254, 255, 264, 265, 266, 268, 269, 273, 브롬화 디케토피롤로피롤 등의 적색 안료；
C.I. 피그먼트 블루 15, 15：3, 15：4, 15：6, 60 등의 청색 안료；
C.I. 피그먼트 바이올렛 1, 19, 23, 29, 32, 36, 38 등의 바이올렛색 안료；
C.I. 피그먼트 그린 7, 36, 58, 59의 녹색 안료를 들 수 있다.
착색제(A1)로서는, 적색 안료, 황색 안료가 바람직하고, C.I. 피그먼트 레드, 177, 179, 202, 208, 242, 254, 269, C.I. 피그먼트 옐로우 138, 139, 150, 185, 브롬화 디케토피롤로피롤이 보다 바람직하다.
착색제(A1)는, 필요에 따라서, 로진 처리, 산성기 또는 염기성기가 도입된 착색제 유도체 등을 이용한 표면 처리, 고분자 화합물 등에 의한 안료 등 표면으로의 그래프트 처리, 황산 미립화법 등에 의한 미립화 처리, 불순물을 제거하기 위한 유기 용제나 물 등에 의한 세정 처리, 이온성 불순물의 이온 교환법 등에 의한 제거 처리 등이 실시되어 있어도 좋다. 안료 등의 입경은, 각각 대략 균일한 것이 바람직하다. 착색제(A1)는, 분산제를 함유시켜 분산 처리를 행함으로써, 분산액 중에서 균일하게 분산된 상태가 된다.
분산제로서는, 계면 활성제 등을 들 수 있고, 양이온계, 음이온계, 비이온계 및 양성의 어느 계면 활성제라도 좋다. 구체적으로는 폴리에스테르계, 폴리아민계 및 아크릴계 등의 계면 활성제 등을 들 수 있다. 다른 분산제로서, 후술하는 수지(B)를 사용해도 좋다. 이들 분산제는, 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 이용해도 좋다. 분산제로서는, 상품명으로 나타내면, KP(신에츠화학공업(주) 제), 플로렌(쿄에이샤화학(주) 제), 솔스퍼스(등록상표)(제네카(주) 제), EFKA(등록상표)(BASF사 제), 아디스퍼(등록상표)(아지노모토파인테크노(주) 제) 및 Disperbyk(등록상표)(빅케미사 제), BYK(등록상표)(빅케미사 제) 등을 들 수 있다.
분산제를 이용하는 경우, 분산제의 사용량은, 착색제(A1) 100질량부에 대하여, 바람직하게는 100질량부 이하이고, 보다 바람직하게는 5질량부 이상 50질량부 이하이다. 분산제의 사용량이 상기의 범위에 있으면, 보다 균일한 분산 상태의 착색제(A1) 함유액이 얻어지는 경향이 있다.
착색 수지 조성물 중, 착색제(A1)의 함유량은, 고형분의 총량 중, 통상 0질량% 이상 50질량% 이하이고, 바람직하게는 0질량% 이상 40질량% 이하이고, 보다 바람직하게는 0질량% 이상 30질량% 이하이다.
＜수지(B)＞
수지(B)는, 특별히 한정되지 않지만, 알칼리 가용성 수지인 것이 바람직하고, 불포화 카본산 및 불포화 카본산 무수물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종(a)(이하 「(a)」라고 하는 경우가 있다)에 유래하는 구조 단위를 갖는 수지가 보다 바람직하다. 수지(B)는, 추가로, 탄소수 2~4의 환상 에테르 구조와 에틸렌성 불포화 결합을 갖는 단량체(b)(이하 「(b)」라고 하는 경우가 있다)에 유래하는 구조 단위, (a)와 공중합 가능한 단량체(c)(단, (a) 및 (b)는 상이하다.)(이하 「(c)」라고 하는 경우가 있다)에 유래하는 구조 단위, 및, 측쇄에 에틸렌성 불포화 결합을 갖는 구조 단위로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 일종의 구조 단위를 갖는 것이 바람직하다.
(a)로서는, 구체적으로는, 예를 들면, 아크릴산, 메타크릴산, 무수 말레산, 이타콘산 무수물, 3,4,5,6-테트라하이드로프탈산 무수물；
숙신산 모노〔2-(메타)아크릴로일옥시에틸〕등을 들 수 있고, 바람직하게는, 아크릴산, 메타크릴산, 무수 말레산이다.
또한, 본 명세서에 있어서, 「(메타)아크릴산」이란, 아크릴산 및 메타크릴산으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종을 나타낸다. 「(메타)아크릴로일」및 「(메타)아크릴레이트」등의 표기도, 동일한 의미를 갖는다.
　(b)는, 탄소수 2~4의 환상 에테르 구조(예를 들면, 옥시란환, 옥세탄환 및 테트라하이드로푸란환으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종)와 (메타)아크릴로일옥시기를 갖는 단량체가 바람직하다.
(b)로서는, 예를 들면, 글리시딜(메타)아크릴레이트, 비닐벤질글리시딜에테르, 3,4-에폭시트리사이클로［5.2.1.02,6］데실(메타)아크릴레이트, 3-에틸-3-(메타)아크릴로일옥시메틸옥세탄, 테트라하이드로푸르푸릴(메타)아크릴레이트 등을 들 수 있고, 바람직하게는, 글리시딜(메타)아크릴레이트, 3,4-에폭시트리사이클로［5.2.1.02,6］데실(메타)아크릴레이트, 3-에틸-3-(메타)아크릴로일옥시메틸옥세탄이다.
(c)로서는, 예를 들면, 메틸(메타)아크릴레이트, 부틸(메타)아크릴레이트사이클로헥실(메타)아크릴레이트, 2-메틸사이클로헥실(메타)아크릴레이트, 트리사이클로［5.2.1.02,6］데칸-8-일(메타)아크릴레이트벤질(메타)아크릴레이트, 2-하이드록시에틸(메타)아크릴레이트, N-페닐말레이미드, N-사이클로헥실말레이미드, N-벤질말레이미드, 스티렌, 비닐톨루엔 등을 들 수 있고, 바람직하게는, 스티렌, 비닐톨루엔, N-페닐말레이미드, N-사이클로헥실말레이미드, N-벤질말레이미드, 2-하이드록시에틸(메타)아크릴레이트 등이 바람직하다.
측쇄에 에틸렌성 불포화 결합을 갖는 구조 단위를 갖는 수지는, (a)와 (c)의 공중합체에 (b)를 부가시키거나, (b)와 (c)의 공중합체에 (a)를 부가시킴으로써 제조할 수 있다. 당해 수지는, (b)와 (c)의 공중합체에 (a)를 부가시키고 추가로 카본산 무수물을 반응시킨 수지라도 좋다.
수지(B)의 폴리스티렌 환산의 중량 평균 분자량은, 바람직하게는 3,000~100,000이고, 보다 바람직하게는 5,000~50,000이고, 더욱 바람직하게는 5,000~30,000이다.
수지(B)의 분자량 분포［중량 평균 분자량(Mw)/수 평균 분자량(Mn)］은, 바람직하게는 1.1~6이고, 보다 바람직하게는 1.2~4이다.
수지(B)의 산가는, 고형분 환산으로, 바람직하게는 50~170mg-KOH/g이고, 보다 바람직하게는 60~150mg-KOH/g, 더욱 바람직하게는 70~135mg-KOH/g이다. 여기서 산가는 수지(B) 1g을 중화하기 위해서 필요한 수산화 칼륨의 양(mg)으로서 측정되는 값이고, 예를 들면 수산화 칼륨 수용액을 이용하여 적정함으로써 구할 수 있다.
수지(B)의 함유율은, 고형분 전량에 대하여, 바람직하게는 10~70질량%이고, 보다 바람직하게는 15~65질량%이고, 더욱 바람직하게는 20~60질량%이다.
＜중합성 화합물(C)＞
중합성 화합물(C)는, 중합 개시제(D)로부터 발생한 활성 라디칼 및/또는 산에 의해 중합할 수 있는 화합물이고, 예를 들면, 중합성의 에틸렌성 불포화 결합을 갖는 화합물 등을 들 수 있고, 바람직하게는 (메타)아크릴산 에스테르 화합물이다.
그 중에서도, 중합성 화합물(C)는, 에틸렌성 불포화 결합을 3개 이상 갖는 중합성 화합물인 것이 바람직하다. 이러한 중합성 화합물로서는, 예를 들면, 트리메틸올프로판트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리트리톨트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리트리톨테트라(메타)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨펜타(메타)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨헥사(메타)아크릴레이트 등을 들 수 있다.
중합성 화합물(C)의 중량 평균 분자량은, 바람직하게는 150 이상 2,900 이하, 보다 바람직하게는 250 이상 1,500 이하이다.
합성 화합물(C)의 함유율은, 고형분 전량에 대하여, 3~60질량%인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 5~50질량%이고, 더욱 바람직하게는 11~40질량%이다.
＜중합 개시제(D)＞
중합 개시제(D)는, 빛이나 열의 작용에 의해 활성 라디칼, 산 등을 발생하고, 중합을 개시할 수 있는 화합물이면 특별히 한정되는 일이 없고, 공지의 중합 개시제를 이용할 수 있다. 활성 라디칼을 발생하는 중합 개시제로서는, 예를 들면, N-벤조일옥시-1-(4-페닐술파닐페닐)부탄-1-온-2-이민, N-벤조일옥시-1-(4-페닐술파닐페닐)옥탄-1-온-2-이민, N-벤조일옥시-1-(4-페닐술파닐페닐)-3-사이클로펜틸프로판-1-온-2-이민 2-메틸-2-모르폴리노-1-(4-메틸술파닐페닐)프로판-1-온, 2-디메틸아미노-1-(4-모르폴리노페닐)-2-벤질부탄-1-온, 1-하이드록시사이클로헥실페닐케톤 2, 4-비스(트리클로로메틸)-6-피페로닐-1,3,5-트리아진, 2,4,6-트리메틸벤조일디페닐포스핀옥사이드, 2,2＇-비스(2-클로로페닐)-4,4＇,5,5＇-테트라페닐비이미다졸 등을 들 수 있다.
중합 개시제는, 트리아진 화합물, 아실포스핀옥사이드 화합물, 알킬페논 화합물, O-아실옥심 화합물 및 비이미다졸 화합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종을 포함하는 중합 개시제가 바람직하고, O-아실옥심 화합물을 포함하는 중합 개시제가 보다 바람직하다.
중합 개시제(D)의 함유량은, 수지(B) 및 중합성 화합물(C)의 합계량 100질량부에 대하여, 바람직하게는 0.1~30질량부이고, 보다 바람직하게는 1~20질량부이다. 중합 개시제(D)의 함유량이, 상기의 범위 내에 있으면, 고감도화하여 노광 시간이 단축되는 경향이 있기 때문에 컬러 필터의 생산성이 향상한다.
O-아실옥심 화합물의 함유율은, 중합 개시제(D)의 총량에 대하여, 바람직하게는 50질량% 이상이고, 보다 바람직하게는 80질량% 이상이고, 더욱 바람직하게는 90질량% 이상이고, 특히 바람직하게는 95질량% 이상이다. O-아실옥심 화합물의 함유율이 상기의 범위 내이면, 착색 패턴을 형성할 때의 감도나 현상성, 착색제 함유율이 높은 경우에도 고명도인 컬러 필터를 제작할 수 있는 경향이 있다.
본 발명의 착색 수지 조성물은, 중합 개시 조제를 포함하고 있어도 좋다.
＜중합 개시 조제(D1)＞
중합 개시 조제(D1)는, 중합 개시제에 의해 중합이 개시된 중합성 화합물의 중합을 촉진하기 위해서 이용되는 화합물, 혹은 증감제이다. 중합 개시 조제(D1)를 포함하는 경우, 통상, 중합 개시제(D)와 조합하여 이용된다.
중합 개시 조제(D1)로서는, 4,4＇-비스(디메틸아미노)벤조페논(통칭 미히라즈케톤), 4,4＇-비스(디에틸아미노)벤조페논, 9,10-디메톡시안트라센, 2,4-디에틸티옥산톤 N-페닐글리신 등을 들 수 있다.
이들 중합 개시 조제(D1)를 이용하는 경우, 그 함유량은, 수지(B) 및 중합성 화합물(C)의 합계량 100질량부에 대하여, 바람직하게는 0.1~30질량부, 보다 바람직하게는 1~20질량부이다. 중합 개시 조제(D1)의 양이 이 범위 내에 있으면, 더욱 고감도로 착색 패턴을 형성할 수 있어, 컬러 필터의 생산성이 향상하는 경향이 있다.
본 발명의 착색 수지 조성물은, 용제를 포함하는 것이 바람직하다.
＜용제(E)＞
용제(E)는, 특별히 한정되지 않고, 당해 분야에서 통상 사용되는 용제를 이용할 수 있다. 예를 들면, 에스테르 용제(분자 내에 -COO-를 포함하고, -O-를 포함하지 않는 용제), 에테르 용제(분자 내에 -O-를 포함하고, -COO-를 포함하지 않는 용제), 에테르에스테르 용제(분자 내에 -COO-와 -O-를 포함하는 용제), 케톤 용제(분자 내에 -CO-를 포함하고, -COO-를 포함하지 않는 용제), 알코올 용제(분자 내에 OH를 포함하고, -O-, -CO- 및 -COO-를 포함하지 않는 용제), 방향족 탄화수소 용제, 아미드 용제, 디메틸술폭사이드 등을 들 수 있다.
용제로서는, 락트산 에틸, 락트산 부틸, 2-하이드록시이소부탄산 메틸, 아세트산 n-부틸, 부티르산 에틸, 부티르산 부틸, 피루브산 에틸, 아세토아세트산 메틸, 사이클로헥산올아세테이트 및 γ-부티로락톤 등의 에스테르 용제(분자 내에 -COO-를 포함하고, -O-를 포함하지 않는 용제)；에틸렌글리콜모노부틸에테르, 디에틸렌글리콜모노메틸에테르, 프로필렌글리콜모노메틸에테르, 3-메톡시-1-부탄올, 디에틸렌글리콜디메틸에테르, 디에틸렌글리콜메틸에틸에테르 등의 에테르 용제(분자 내에 -O-를 포함하고, -COO-를 포함하지 않는 용제)；
3-메톡시프로피온산 메틸, 3-에톡시프로피온산 에틸, 3-메톡시부틸아세테이트, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 에틸렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 디에틸렌글리콜모노에틸에테르아세테이트 등의 에테르에스테르 용제(분자 내에 -COO-와 -O-를 포함하는 용제)；
4-하이드록시-4-메틸-2-펜탄온, 헵탄온, 4-메틸-2-펜탄온, 사이클로헥산온 등의 케톤 용제(분자 내에 -CO-를 포함하고, -COO-를 포함하지 않는 용제)；부탄올, 사이클로헥산올, 프로필렌글리콜 등의 알코올 용제(분자 내에 OH를 포함하고, -O-, -CO- 및 -COO-를 포함하지 않는 용제)；등을 들 수 있다. 톨루엔, 자일렌 등의 방향족 탄화수소 용제를 들 수 있다. N,N-디메틸포름아미드, N,N-디메틸아세트아미드 및 N-메틸피롤리돈 등의 아미드 용제를 들 수 있다.
용제로서는, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노메틸에테르, 락트산 에틸, 사이클로헥산온 및 3-에톡시프로피온산 에틸이 보다 바람직하다.
용제는, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트를 포함하는 혼합 용제가 바람직하다. 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트와 조합하는 용제로서는, 락트산 에틸, 프로필렌글리콜모노메틸에테르, 3-에톡시프로피온산 에틸, 디에틸렌글리콜모노메틸에테르, 디에틸렌글리콜모노에틸에테르, 디프로필렌글리콜메틸에테르아세테이트, 3-메톡시부틸아세테이트, 3-메톡시-1-부탄올 및 4-하이드록시-4-메틸-2-펜탄온이 바람직하고, 프로필렌글리콜모노메틸에테르, 디프로필렌글리콜메틸에테르아세테이트, 락트산 에틸, 3-메톡시부틸아세테이트, 3-메톡시-1-부탄올 및 3-에톡시프로피온산 에틸이 보다 바람직하고, 락트산 에틸, 4-하이드록시-4-메틸-2-펜탄온 및 프로필렌글리콜모노메틸에테르가 더욱 바람직하다.
프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트와 조합하는 용제의 함유율은, 용제 전량에 대하여, 바람직하게는 1질량% 이상 50질량% 이하이고, 보다 바람직하게는 3질량% 이상 40질량% 이하이고, 더욱 바람직하게는 5질량% 이상 30질량% 이하이다.
용제(E)를 포함하는 경우, 용제(E)의 함유율은, 본 발명의 착색 수지 조성물 전량에 대하여, 바람직하게는 20~80질량%이고, 보다 바람직하게는 25~75질량%이다. 환언하면, 착색 수지 조성물의 고형분 전량은, 바람직하게는 5~30질량%, 보다 바람직하게는 8~25질량%이다. 용제(E)의 함유율이 상기의 범위 내에 있으면, 도포시의 평탄성이 양호해지고, 또한 컬러 필터를 형성했을 때에 색농도가 부족하지 않기 때문에 표시 특성이 양호해지는 경향이 있다.
＜그 외의 성분＞
본 발명의 착색 수지 조성물은, 필요에 따라서, 레벨링제, 충전제, 다른 고분자 화합물, 밀착 촉진제, 산화 방지제, 광안정제, 연쇄 이동제 등, 당해 기술 분야에서 공지의 첨가제를 포함해도 좋다.
＜착색 수지 조성물의 제조 방법＞
본 발명의 착색 수지 조성물은, 착색제(A), 수지(B), 중합성 화합물(C), 중합 개시제(D), 필요에 따라서 용제(E) 및 그 외의 성분을 혼합함으로써 조제할 수 있다.
＜컬러 필터의 제조 방법＞
본 발명의 착색 수지 조성물로부터 착색 패턴을 제조하는 방법으로서는, 포트리소그래프법, 잉크젯법, 인쇄법 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 포트리소그래프법이 바람직하다. 포트리소그래프법에 있어서, 노광시에 포토마스크를 이용하지 않는 것, 및/또는 현상하지 않음으로써, 상기 착색 수지 조성물층의 경화물인 착색 도막을 형성할 수 있다. 이와 같이 형성한 착색 패턴이나 착색 도막이 본 발명의 컬러 필터이다.
착색 수지 조성물은, 내약품성 및 콘트라스트가 우수한 컬러 필터를 제작할 수 있다. 당해 컬러 필터는, 표시 장치(예를 들면, 액정 표시 장치, 유기 EL 장치, 전자 페이퍼 등) 및 고체 촬상 소자에 이용되는 컬러 필터로서 유용하다.
실시예
이하, 실시예를 들어 본 발명을 보다 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 원래부터 하기 실시예에 의해 제한을 받는 것이 아니고, 전·후기의 취지에 적합할 수 있는 범위에서 적당히 변경을 가하여 실시하는 것도 물론 가능하고, 그들은 모두 본 발명의 기술적 범위에 포함된다.
〔합성예 1〕
(디이미노이소피롤 유도체의 합성)
특허 제3961078호 공보에 기재되는 합성법으로, 식(x)로 나타나는 화합물을 얻었다. 또한, 식(x)로 나타나는 화합물로부터, 일본공개특허 평02-000665호 공보에 기재되는 합성법과 동일하게 하여, 식(y)로 나타나는 화합물을 얻었다.
[화학식 11]
Figure pat00011
〔합성예 2〕
냉각관, 온도계 및 교반기를 부착한 반응기에, 퀴놀린(20ml), SiCl4(2.38g)를 투입하고, 120℃에서 식(y)로 나타나는 화합물 2.45g을 더하여, 150℃에서 3시간 반응시켰다. 반응액을 80℃에서 희염산에 투입하여 석출물을 여과하여 나누고, 메탄올로 세정하여, 식(a-1)로 나타나는 화합물을 0.8g 얻었다.
[화학식 12]
Figure pat00012
〔합성예 3〕
냉각관, 온도계, 교반기를 부착한 25ml 반응기에, 식(a-1)로 나타나는 화합물(2.0g), 디메틸아세트아미드(10ml), 텔레프탈산(1.5g)을 집어넣고, 2시간 환류시켰다. 방랭하여 반응액을 농축하고, 실리카 겔 칼럼 크로마토그래피에 의해 정제하여, 식(a-2)로 나타나는 화합물을 0.6g 얻었다.
[화학식 13]
Figure pat00013
〔합성예 4〕
냉각관, 온도계, 교반기를 부착한 반응기에, 식(a-1)로 나타나는 화합물(1g), 피리딘(3ml), N,O-비스(트리메틸실릴)아세트아미드(1g)를 집어넣고, 90℃에서 1시간 교반했다. 반응액을 물에 방출하여, 석출 고체를 여과하여 나누어 여과하고, 실리카 겔 칼럼 크로마토그래피에 의해 정제하여 식(a-3)으로 나타나는 화합물을 0.5g 얻었다.
[화학식 14]
Figure pat00014
〔합성예 5〕
냉각관, 온도계, 교반기를 부착한 25ml 반응기에, 식(a-1)로 나타나는 화합물(2.0g), 메시틸렌(10ml), 4-하이드록시벤조산(1.5g)을 집어넣고, 2시간 환류시켰다. 방냉하여 반응액을 농축하고, 실리카 겔 칼럼 크로마토그래피에 의해 정제하여, 식(a-4)로 나타나는 화합물을 1.2g 얻었다.
[화학식 15]
Figure pat00015
〔합성예 6〕
합성예 5에 있어서의 4-하이드록시벤조산을, 2-에틸헥산산으로 변경한 이외는 동일하게 하여, 식(a-5)로 나타나는 화합물을 1.6g 얻었다.
[화학식 16]
Figure pat00016
〔합성예 7〕
합성예 5에 있어서의 4-하이드록시벤조산을, 페놀로 변경한 이외는 동일하게 하여, 식(a-6)으로 나타나는 화합물을 1.0g 얻었다.
[화학식 17]
Figure pat00017
〔합성예 8〕
냉각관, 온도계, 교반기를 부착한 25ml 반응기에, 식(a-1)로 나타나는 화합물(2.0g), 메시틸렌(10ml), 벤조산(1.5g)을 집어넣고, 2시간 환류시켰다. 방랭하여 반응액을 농축하고, 실리카 겔 칼럼 크로마토그래피에 의해 정제하여, 식(a-7)로 나타나는 화합물을 1.2g 얻었다.
[화학식 18]
Figure pat00018
〔합성예 9〕
합성예 8에 있어서의 벤조산을, 3-니트로벤조산(1.5g)으로 변경한 이외는 동일하게 하여, 식(a-8)로 나타나는 화합물을 1.4g 얻었다.
[화학식 19]
Figure pat00019
〔합성예 10〕
합성예 8에 있어서의 벤조산을, 이소프탈산으로 변경하고, 메시틸렌을 디메틸아세트아미드로 변경한 이외는 동일하게 하여, 식(a-9)로 나타나는 화합물을 0.5g 얻었다.
[화학식 20]
Figure pat00020
〔합성예 11〕
식(x)로 나타나는 화합물로부터, 특허 제3961078호 공보에 기재되는 합성법으로, 식(b-1)로 나타나는 화합물을 얻었다.
[화학식 21]
Figure pat00021
〔합성예 12〕
환류 냉각기, 적하 로트 및 교반기를 구비한 플라스크 내에 질소를 적당량 흐르게 하여 질소 분위기로 치환하고, 락트산 에틸 141부, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 178부를 넣고, 교반하면서 85℃까지 가열했다. 이어서, 아크릴산 38부, 3,4-에폭시트리사이클로［5.2.1.02,6］데카-8-일아크릴레이트 및 3,4-에폭시트리사이클로［5.2.1.02,6］데카-9-일아크릴레이트의 혼합물(함유율은 1：1) 25부, 사이클로헥실말레이미드 137부, 2-하이드록시에틸메타크릴레이트 50부, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 338부의 혼합 용액을 5시간에 걸쳐 적하했다. 한편, 2,2-아조비스이소부티로니트릴 5부를 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 88부에 용해한 혼합 용액을 6시간에 걸쳐 적하했다. 적하 종료후, 4시간 동온도로 보관 유지한 후, 실온까지 냉각하여, B형 점도(23℃) 23mPa·s, 고형분 25.6%의 공중합체(수지(B-1)) 용액을 얻었다. 생성된 공중합체의 중량 평균 분자량 Mw는 8000, 고형분 산가 111mg-KOH/g, 분산도 2.1이었다. 수지(B-1)은 하기 구조 단위를 갖는다.
[화학식 22]
Figure pat00022
수지의 폴리스티렌 환산의 중량 평균 분자량(Mw) 및 수 평균 분자량(Mn)의 측정은, GPC법에 의해 이하의 조건으로 행했다.
장치 ； HLC-8120GPC(토소(주) 제)
칼럼 ； TSK-GELG2000HXL
칼럼 온도；40℃
용매；THF
유속；1.0mL/min
피검액 고형분 농도；0.001~0.01질량%
주입량；50μL
검출기；RI
교정용 표준 물질　；TSK　STANDARD　POLYSTYRENE
F-40, F-4, F-288, A-2500, A-500(토소(주) 제)
상기에서 얻어진 폴리스티렌 환산의 중량 평균 분자량 및 수 평균 분자량의 비(Mw/Mn)를 분산도로 했다.
〔합성예 13〕
냉각관, 온도계, 교반기를 부착한 25ml 반응기에, 식(a-1)로 나타나는 화합물(0.20g), 디그림(5.5g), 레조르시놀(0.23g)을 집어넣고, 150℃에서 2시간 교반시켰다. 방랭하여 반응액을 20% 식염수 30g에 적하하고, 석출된 고체를 여과하여 취하고, 물로 흘려냈다. 고체를 물로 분산 세정한 후, 40℃의 감압 오븐에서 건조시켜, 식(a-10)으로 나타나는 화합물을 0.23g 얻었다.
[화학식 23]
Figure pat00023
〔합성예 14〕
합성예 13에 있어서의 레조르시놀을, 클로로글루시놀로 변경한 이외는 동일하게 하여, 식(a-11)로 나타나는 화합물을 0.24g 얻었다.
[화학식 24]
Figure pat00024
〔합성예 15〕
합성예 13에 있어서의 레조르시놀을, 3,5-디플루오로페놀로 변경한 이외는 동일하게 하여, 식(a-12)로 나타나는 화합물을 0.20g 얻었다.
[화학식 25]
Figure pat00025
〔합성예 16〕
합성예 13에 있어서의 레조르시놀을, 1-(4-하이드록시페닐)피페라진으로 변경한 이외는 동일하게 하여, 식(a-13)으로 나타나는 화합물을 0.23g 얻었다.
[화학식 26]
Figure pat00026
〔합성예 17〕
합성예 13에 있어서의 레조르시놀을, 2,6-디메틸하이드로퀴논으로 변경한 이외는 동일하게 하여, 식(a-14)로 나타나는 화합물을 0.20g 얻었다.
[화학식 27]
Figure pat00027
〔합성예 18〕
합성예 13에 있어서의 레조르시놀을, 트리메틸하이드로퀴논으로 변경한 이외는 동일하게 하여, 식(a-15)로 나타나는 화합물을 0.21g 얻었다.
[화학식 28]
Figure pat00028
〔합성예 19〕
합성예 13에 있어서의 레조르시놀을, 하이드록시메틸페로센으로 변경한 이외는 동일하게 하여, 식(a-16)으로 나타나는 화합물을 0.20g 얻었다.
[화학식 29]
Figure pat00029
〔합성예 20〕
합성예 13에 있어서의 레조르시놀을, 페로센카본산으로 변경한 이외는 동일하게 하여, 식(a-17)로 나타나는 화합물을 0.29g 얻었다.
[화학식 30]
Figure pat00030
〔합성예 21〕
냉각관, 온도계, 교반기를 부착한 50ml 반응기에, 식(a-1)로 나타나는 화합물(9.0g), 톨루엔(20ml), 4-t-부틸페놀(8.1g)을 집어넣고, 100℃에서 3시간 교반시켰다. 실리카 겔 칼럼으로 정제하여, 식(a-18)로 나타나는 화합물을 6.3g 얻었다.
[화학식 31]
Figure pat00031
〔합성예 22〕
냉각관, 온도계, 교반기를 부착한 50ml 반응기에, 식(a-1)로 나타나는 화합물(1.5g), 톨루엔(20ml), 3-니트로페놀(2.8g)을 집어넣고, 100℃에서 0.5시간 교반시켰다. 실리카 겔 칼럼으로 정제하여, 식(a-19)로 나타나는 화합물을 1.0g 얻었다.
[화학식 32]
Figure pat00032
〔합성예 23〕
냉각관, 온도계, 교반기를 부착한 25ml 반응기에, 식(a-1)로 나타나는 화합물(1.9g), 톨루엔(10ml), 3-하이드록시벤조산(3.3g)을 집어넣고, 환류 하에서 0.5시간 교반시켰다. 물/아세트산 에틸에 방출하고, 석출물을 여과하여 취출 후, N,N-디메틸포름아미드에 용해하여 백토, 실리카 겔을 가하여 처리하여, 식(a-20)으로 나타나는 화합물을 1.5g 얻었다.
[화학식 33]
Figure pat00033
〔합성예 24〕
냉각관, 온도계, 교반기를 부착한 50ml 반응기에, 식(a-1)로 나타나는 화합물(1.5g), 톨루엔(15ml), 4-시아노페놀(3.0g)을 집어넣고, 100℃에서 20분 교반시켰다. 실온까지 식힌 후, 불용물을 여과로 제거하고, 실리카 겔 칼럼으로 정제하여, 식(a-21)로 나타나는 화합물을 0.7g 얻었다.
[화학식 34]
Figure pat00034
〔합성예 25〕
냉각관, 온도계, 교반기를 부착한 50ml 반응기에, 식(a-1)로 나타나는 화합물(1.5g), 톨루엔(15ml), 4-트리플루오로메틸페놀(3.0g)을 집어넣고, 100℃에서 20분 교반시켰다. 실온까지 식힌 후, 불용물을 여과로 제거하고, 실리카 겔 칼럼으로 정제하여, 식(a-22)로 나타나는 화합물을 1.6g 얻었다.
[화학식 35]
Figure pat00035
〔합성예 26〕
일본공개특허 2016-27075호 공보에 기재된 합성법으로, 식(c-1)로 나타나는 화합물을 얻었다.
[화학식 36]
Figure pat00036
＜착색 수지 조성물의 제작＞
〔실시예 1〕
하기의 성분을 혼합함으로써, 착색 수지 조성물을 얻었다.
화합물(1)：식(a-1)로 나타나는 화합물 3부
수지(B)：수지(B-1)(고형분 환산) 65부
중합성 화합물(C)：디펜타에리트리톨헥사아크릴레이트(KAYARAD(등록상표)　DPHA；일본화약(주) 제) 　35부
중합 개시제(D)：N-벤조일옥시-1-(4-페닐술파닐페닐)옥탄-1-온-2-이민(이르가큐어(등록상표)OXE01；BASF사 제；O-아실옥심 화합물) 7.0부
용제(E)：프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트　501부
락트산 에틸 　38부
레벨링제(H)：폴리에테르 변성 실리콘 오일(토레이실리콘 SH8400；토레이다우코닝(주) 제) 0.10부
〔실시예 2〕
식(a-1)로 나타나는 화합물 대신에 식(a-2)로 나타나는 화합물을 이용하는 것 이외는 실시예 1과 동일하게 하여 착색 수지 조성물을 얻었다.
〔실시예 3〕
식(a-1)로 나타나는 화합물 대신에 식(a-3)으로 나타나는 화합물을 이용하는 것 이외는 실시예 1과 동일하게 하여 착색 수지 조성물을 얻었다.
〔실시예 4〕
식(a-1)로 나타나는 화합물 대신에 식(a-4)로 나타나는 화합물을 이용하는 것 이외는 실시예 1과 동일하게 하여 착색 수지 조성물을 얻었다.
〔실시예 5〕
식(a-1)로 나타나는 화합물 대신에 식(a-5)로 나타나는 화합물을 이용하는 것 이외는 실시예 1과 동일하게 하여 착색 수지 조성물을 얻었다.
〔실시예 6〕
식(a-1)로 나타나는 화합물 대신에 식(a-6)으로 나타나는 화합물을 이용하는 것 이외는 실시예 1과 동일하게 하여 착색 수지 조성물을 얻었다.
〔실시예 7〕
식(a-1)로 나타나는 화합물 대신에 식(a-7)로 나타나는 화합물을 이용하는 것 이외는 실시예 1과 동일하게 하여 착색 수지 조성물을 얻는다.
〔실시예 8〕
식(a-1)로 나타나는 화합물 대신에 식(a-8)로 나타나는 화합물을 이용하는 것 이외는 실시예 1과 동일하게 하여 착색 수지 조성물을 얻는다.
〔실시예 9〕
　식(a-1)로 나타나는 화합물 대신에 식(a-9)로 나타나는 화합물을 이용하는 것 이외는 실시예 1과 동일하게 하여 착색 수지 조성물을 얻는다.
〔분산액 1의 제작〕
C.I.피그먼트 레드 254(안료) 14부, 아크릴계 안료 분산제 4.9부, 수지(B-1)(고형분 환산) 4.2부, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 74부 및 락트산 에틸 2.5부를 혼합하고, 비즈 밀을 이용하여 안료를 충분히 분산시켜 분산액 1을 제작했다.
〔실시예 10〕
하기의 성분을 혼합함으로써, 착색 수지 조성물을 얻었다.
화합물(1)：식(a-1)로 나타나는 화합물 5부
착색제(A1)：분산액 1 　422부
수지(B)：수지(B-1)(고형분 환산) 　40부
중합성 화합물(C)：디펜타에리트리톨헥사아크릴레이트(KAYARAD(등록상표)　DPHA；일본화약(주) 제) 　35부
중합 개시제(D)：N-벤조일옥시-1-(4-페닐술파닐페닐)옥탄-1-온-2-이민(이르가큐어(등록상표) OXE01；BASF사 제；O-아실옥심 화합물) 7.0부
용제(E)：프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트　553부
락트산 에틸 22부
레벨링제(H)：폴리에테르 변성 실리콘 오일(토레이실리콘 SH8400；토레이다우코닝(주) 제) 　0.10부
〔실시예 11〕
식(a-1)로 나타나는 화합물 대신에 식(a-3)으로 나타나는 화합물을 이용하는 것 이외는 실시예 10과 동일하게 하여 착색 수지 조성물을 얻었다.
〔비교예 1〕
식(a-1)로 나타나는 화합물 대신에 식(b-1)로 나타나는 화합물을 이용하는 것 이외는 실시예 1과 동일하게 하여 착색 수지 조성물을 얻었다.
＜컬러 필터(착색 도막)의 제작 1＞
5㎝ 모서리의 유리 기판(이글 2000；코닝사 제) 상에, 착색 수지 조성물을 스핀 코팅법으로 도포한 후, 100℃에서 3분간 프리베이킹하여 착색 수지 조성물층을 형성했다. 방랭 후, 노광기(TME-150RSK；탑콘(주) 제)를 이용하여, 대기 분위기하, 60mJ/㎠의 노광량(365㎚ 기준)으로 광조사했다. 그 후 오븐 내, 230℃에서 20분간 포스트베이킹을 행하여, 컬러 필터를 얻었다.
〔실시예 12〕
식(a-1)로 나타나는 화합물 대신에 식(a-10)으로 나타나는 화합물을 이용하는 것 이외는 실시예 1과 동일하게 하여 착색 수지 조성물을 얻었다.
〔실시예 13〕
식(a-1)로 나타나는 화합물 대신에 식(a-11)로 나타나는 화합물을 이용하는 것 이외는 실시예 1과 동일하게 하여 착색 수지 조성물을 얻었다.
〔실시예 14〕
식(a-1)로 나타나는 화합물 대신에 식(a-12)로 나타나는 화합물을 이용하는 것 이외는 실시예 1과 동일하게 하여 착색 수지 조성물을 얻었다.
〔실시예 15〕
식(a-1)로 나타나는 화합물 대신에 식(a-13)으로 나타나는 화합물을 이용하는 것 이외는 실시예 1과 동일하게 하여 착색 수지 조성물을 얻었다.
〔실시예 16〕
식(a-1)로 나타나는 화합물 대신에 식(a-14)로 나타나는 화합물을 이용하는 것 이외는 실시예 1과 동일하게 하여 착색 수지 조성물을 얻었다.
〔실시예 17〕
식(a-1)로 나타나는 화합물 대신에 식(a-15)로 나타나는 화합물을 이용하는 것 이외는 실시예 1과 동일하게 하여 착색 수지 조성물을 얻었다.
〔실시예 18〕
식(a-1)로 나타나는 화합물 대신에 식(a-16)으로 나타나는 화합물을 이용하는 것 이외는 실시예 1과 동일하게 하여 착색 수지 조성물을 얻었다.
〔실시예 19〕
식(a-1)로 나타나는 화합물 대신에 식(a-17)로 나타나는 화합물을 이용하는 것 이외는 실시예 1과 동일하게 하여 착색 수지 조성물을 얻었다.
〔실시예 20〕
식(a-1)로 나타나는 화합물 대신에 식(a-18)로 나타나는 화합물을 이용하는 것 이외는 실시예 1과 동일하게 하여 착색 수지 조성물을 얻었다.
〔실시예 21〕
식(a-1)로 나타나는 화합물 대신에 식(a-19)로 나타나는 화합물을 이용하는 것 이외는 실시예 1과 동일하게 하여 착색 수지 조성물을 얻었다.
〔실시예 22〕
식(a-1)로 나타나는 화합물 대신에 식(a-20)으로 나타나는 화합물을 이용하는 것 이외는 실시예 1과 동일하게 하여 착색 수지 조성물을 얻었다.
〔실시예 23〕
식(a-1)로 나타나는 화합물 대신에 식(a-21)로 나타나는 화합물을 이용하는 것 이외는 실시예 1과 동일하게 하여 착색 수지 조성물을 얻었다.
〔실시예 24〕
식(a-1)로 나타나는 화합물 대신에 식(a-22)로 나타나는 화합물을 이용하는 것 이외는 실시예 1과 동일하게 하여 착색 수지 조성물을 얻었다.
〔실시예 25〕
하기의 성분을 혼합함으로써, 착색 수지 조성물을 얻었다.
화합물(1)：식(a-1)로 나타나는 화합물 　5부
착색제(A1)：식(c-1)로 나타나는 화합물 24부
수지(B)：수지(B-1)(고형분 환산) 40부
중합성 화합물(C)：디펜타에리트리톨헥사아크릴레이트(KAYARAD(등록상표)　DPHA；일본화약(주) 제) 　35부
중합 개시제(D)：N-벤조일옥시-1-(4-페닐술파닐페닐)옥탄-1-온-2-이민(이르가큐어(등록상표) OXE01；BASF사 제；O-아실옥심 화합물) 7.0부
용제(E)：프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 553부
락트산 에틸 22부
레벨링제(H)：폴리에테르 변성 실리콘 오일(토레이실리콘 SH8400；토레이다우코닝(주) 제) 　0.10부
〔실시예 26〕
식(a-1)로 나타나는 화합물 대신에 식(a-3)으로 나타나는 화합물을 이용하는 것 이외는 실시예 25와 동일하게 하여 착색 수지 조성물을 얻었다.
〔실시예 27〕
식(a-1)로 나타나는 화합물 대신에 식(a-5)로 나타나는 화합물을 이용하는 것 이외는 실시예 25와 동일하게 하여 착색 수지 조성물을 얻었다.
〔실시예 28〕
식(a-1)로 나타나는 화합물 대신에 식(a-7)로 나타나는 화합물을 이용하는 것 이외는 실시예 25와 동일하게 하여 착색 수지 조성물을 얻었다.
〔실시예 29〕
식(a-1)로 나타나는 화합물 대신에 식(a-16)으로 나타나는 화합물을 이용하는 것 이외는 실시예 25와 동일하게 하여 착색 수지 조성물을 얻었다.
〔실시예 30〕
식(a-1)로 나타나는 화합물 대신에 식(a-17)로 나타나는 화합물을 이용하는 것 이외는 실시예 25와 동일하게 하여 착색 수지 조성물을 얻었다.
〔비교예 2〕
식(a-1)로 나타나는 화합물 대신에 식(b-1)로 나타나는 화합물을 이용하는 것 이외는 실시예 25와 동일하게 하여 착색 수지 조성물을 얻었다.
＜내약품성 시험＞
컬러 필터의 제작 1의 방법으로 얻어진 컬러 필터를 40℃로 온도 조절한 N-메틸피롤리돈에 30분간 침지시켰다. 침지 전후의 컬러 필터에 대해서, 파장 400~780㎚에서의 분광 스펙트럼을 측색기(OSP-SP-200；올림퍼스(주) 제)를 이용하여 측정하고, 최대 흡수 파장 λmax에 있어서의 흡광도 변화율(침지 후의 흡광도/침지 전의 흡광도)을 산출했다. 흡광도 변화율이 낮을수록 내약품성이 우수한 것을 나타낸다. 결과를 표 1 및 2에 나타낸다.
Figure pat00037
Figure pat00038
＜컬러 필터(착색 도막)의 제작 2＞
5㎝ 모서리의 유리 기판(이글 2000；코닝사 제) 상에, 착색 수지 조성물을 스핀 코팅법으로 도포한 후, 감압 건조기(VCD 마이크로테크(주) 제)를 사용하여, 도달 압력 66Pa가 될 때까지 감압 건조하여 착색 수지 조성물층을 형성했다. 방랭 후, 노광기(TME-150RSK；탑콘(주) 제)를 이용하여, 대기 분위기하, 60mJ/㎠의 노광량(365㎚ 기준)으로 광조사했다. 그 후 오븐 내, 100℃에서 3분간 포스트베이킹을 행하여, 컬러 필터를 얻었다.
＜콘트라스트 측정＞
컬러 필터의 제작 2의 방법으로 얻어진 컬러 필터에 대해서, 콘트라스트계(CT-1；츠보사카전기사 제, 색채 색차계 BM-5A；탑콘사 제, 광원；F-10, 편광 필름；츠보사카전기사 제)를 이용하여, 블랭크값을 30000으로 하여 콘트라스트를 측정했다. 결과를 표 3 및 4에 나타낸다. 컬러 필터의 콘트라스트는 형광 강도에 의존하는 경향이 있어, 형광 강도가 낮을수록 콘트라스트는 높아진다.
Figure pat00039
Figure pat00040

Claims (3)

  1. 착색제, 수지, 중합성 화합물 및 중합 개시제를 포함하고,
    상기 착색제가, 식(1)로 나타나는 화합물을 포함하는 착색 수지 조성물.
    [화학식 1]
    Figure pat00041

    [식(1) 중,
    R101a~R101d 및 R102a~R102d는, 각각 독립적으로, 치환기를 가질 수 있는 알킬기 또는 치환기를 가질 수 있는 아릴기를 나타낸다.
    X1 및 X2는, 각각 독립적으로, 수소 원자, 치환기를 가질 수 있는 알킬기, 치환기를 가질 수 있는 아릴기, 치환기를 가질 수 있는 아르알킬기, 또는 식(X1)~(X4)로 나타나는 기를 나타낸다.
    [화학식 2]
    Figure pat00042

    R201 및 R401는, 각각 독립적으로, 치환기를 가질 수 있는 알킬기, 치환기를 가질 수 있는 아릴기, 치환기를 가질 수 있는 알콕시기 또는 치환기를 가질 수 있는 아릴옥시기를 나타낸다.
    R301, R302 및 R501~R503은, 각각 독립적으로, 치환기를 가질 수 있는 알킬기, 또는 치환기를 가질 수 있는 아릴기를 나타낸다.
    식(X1)~(X4)에 있어서의 *는 산소 원자와의 결합 부위를 나타낸다.
    X1, X2, R201, R401로 나타나는 아릴기, 아르알킬기, 및 아릴옥시기를 구성하는 방향족 탄화수소환은, 금속 원자에 배위하고 있어도 좋다.］
  2. 청구항 1에 기재된 착색 수지 조성물로 형성되는 컬러 필터.
  3. 청구항 2에 기재된 컬러 필터를 포함하는 표시 장치.
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