JP5377595B2 - 着色感放射線性組成物、カラーフィルタ、着色パターンの製造方法、カラーフィルタの製造方法、固体撮像素子、及び液晶表示装置 - Google Patents

着色感放射線性組成物、カラーフィルタ、着色パターンの製造方法、カラーフィルタの製造方法、固体撮像素子、及び液晶表示装置 Download PDF

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Description

本発明は、着色感放射線性組成物、該着色感放射線性組成物を用いて形成された着色パターンを有するカラーフィルタ、その製造方法、着色パターンの製造方法、更には、該カラーフィルタを用いた固体撮像素子、及び液晶表示装置に関する。
近年、パーソナルコンピュータ、特に大画面液晶テレビの発達に伴い、液晶ディスプレイ(LCD)、とりわけカラー液晶ディスプレイの需要が増加する傾向にある。更なる高画質化の要求から有機ELディスプレイの普及も待ち望まれている。一方、デジタルカメラ、カメラ付き携帯電話の普及から、CCDイメージセンサーなどの固体撮像素子も需要が大きく伸びている。
これらのディスプレイや光学素子のキーデバイスとしてカラーフィルタが使用されており、更なる高画質化の要求とともにコストダウンへの要求が高まっている。このようなカラーフィルタは、通常、赤(R)、緑(G)、及び青(B)の3原色の着色パターンを備えており、表示デバイスや撮像素子において、通過する光を3原色へ分画する役割を果たしている。
カラーフィルタに使用されている着色剤には、共通して次のような特性が求められる。
即ち、色再現性上好ましい分光特性を有すること、液晶ディスプレイのコントラスト低下の原因である光散乱や固体撮像素子の色ムラの原因となる光学濃度の不均一性といった光学的な乱れがないこと、使用される環境条件下における堅牢性、例えば、耐熱性、耐光性、耐湿性等が良好であること、モル吸光係数が大きく薄膜化が可能なこと、等が必要とされている。
このため、着色剤としては顔料を用いることが一般的である。
近年、固体撮像素子用のカラーフィルタの更なる高精細化が望まれている。
しかしながら従来の着色剤として顔料を用いる手段では、顔料の粗大粒子による色ムラが発生する等の観点から解像度を更に向上させることは困難である。また、液晶ディスプレイにおいても、顔料を着色剤として用いた場合、耐光性や耐熱性に優れるものの、顔料粒子による光散乱のためコントラストの低下や、ヘイズの増加といった課題を有している。
このため、顔料に替えて着色剤として染料を使用することが検討されており、染料を用いた場合には、固体撮像素子用カラーフィルタでは色むらの問題を解消し、高解像度の達成が、液晶ディスプレイや有機ELディスプレイ用カラーフィルタではコントラストやヘイズなどの光学特性の向上が夫々期待される。
以上の背景のもと、着色剤として染料を用いることが検討されている(例えば、特許文献1参照)。しかしながら、染料含有の硬化性組成物は、一般に顔料に比べて、耐光性や耐熱性に劣る、ラジカル重合反応を抑制する傾向がある、アルカリ水溶液又は有機溶剤(以下単に溶剤ともいう)への溶解度が低いため、所望のスペクトルを有する硬化性組成物を得るのが困難である、他の成分との相互作用を示すことが多く、非硬化部の溶解性(現像性)の調節が困難である、等の課題があり、高精細で、薄膜且つ堅牢性にも優れたカラーフィルタの着色パターンは、これまで染料を用いて形成することは困難であった。
このような問題に関連して、従来、開始剤の種類を選択し、或いは開始剤の添加量を増量する等の種々の方法が提案されている(例えば、特許文献2参照)。
また、カラーフィルタに好適な分光特性に着目して、ジピロメテン染料を用いた着色感放射線性組成物及び色素化合物が検討されている(例えば、特許文献3参照)。
また、カラーフィルタ製造における昇華性の欠点の改良に関して、分子内にトリフェニルメタン染料を有するポリマーを着色剤として含有するカラーフィルタが提案されている(例えば、特許文献4参照)。
特開平6−75375号公報 特開2005−316012号公報 特開2008−292970号公報 特許第3736221号明細書
しかしながら、着色剤として色素構造を含む色素重合体を用いた場合においても、色ムラやコントラストに対し更に高まる市場からの要求に応じるには不十分であり、さらなる改良が望まれていた。
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、以下の目的を達成することを課題とする。
即ち、本発明の第1の目的は、色素構造を有する構造単位を含む色素重合体を含有してなる、色ムラが抑制された均一な色相の塗膜を形成することができ、着色パターンを形成するに際し、露光工程の後、未露光部の現像性が良好でパターン形成性に優れた着色感放射線性組成物を提供することにある。
本発明の第2の目的は、色ムラが抑制された均一な色相を有し、且つ、良好な形状を有する着色パターンを形成しうる着色パターンの製造方法を提供することにある。
更に、本発明の第3の目的は、前記着色感放射線性組成物を用いて形成され、濃度ムラが小さく色特性に優れた着色領域を有するカラーフィルタ、該カラーフィルタを備えた液晶表示装置、及び固体撮像素子を提供することにある。
本発明者らは鋭意検討の結果、色素重合体の合成時に、特定の連鎖移動剤を共存させることで組成物における色ムラの発生を抑制しうる色素重合体を得られることを見出し、本発明を完成した。
即ち、前記課題を解決するための具体的手段は以下の通りである。
<1> (A)LogP値が5以下の連鎖移動剤を用いて重合された、色素構造を有する構造単位を含む色素重合体、及び(B)溶媒、(E)重合性化合物、及び(F)重合開始剤を含有する着色感放射線性組成物。
<2> 前記LogP値が5以下の連鎖移動剤が、アルキルメルカプタンである<1>に記載の着色感放射線性組成物である。
<3> 前記LogP値が5以下の連鎖移動剤が、炭素数10以下のアルキルメルカプタンである<1>又は<2>に記載の着色感放射線性組成物である。
<4> 前記LogP値が5以下の連鎖移動剤が、分子内にエステル構造、及び、エーテル構造から選択される構造を有するアルキルメルカプタンである<1>〜<3>のいずれか1項に記載の着色感放射線性組成物である。
<5> 前記色素構造が、下記一般式(III)で表されるジピロメテン化合物と金属若しくは金属化合物とから得られるジピロメテン金属錯体化合物又はその互変異性体由来の色素構造である<1>〜<4>のいずれか1項に記載の着色感放射線性組成物である。

〔一般式(III)中、R、R、R、R、R、及びRは各々独立に水素原子又は1価の置換基を表し、Rは水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アリール基又はヘテロ環基を表す。ただし、RとRとが互いに結合して環を形成することはない。〕
<6> (C)前記(A)色素重合体とは構造が異なる重合体を含有する<1>〜<5>のいずれか1項に記載の着色感放射線性組成物である。
<7> さらに、(D)顔料を含有する<1>〜<6>のいずれか1項に記載の着色感放射線性組成物である。
<8> (C)前記(A)とは構造が異なる重合体が、顔料分散剤である<1>〜<7>のいずれか1項に記載の着色感放射線性組成物である。
> 基板上に、<1>〜<>のいずれか1項に記載の着色感放射線性組成物を用いて形成された着色パターンを備えるカラーフィタである。
10> 支持体上に、<1>〜<>のいずれか1項に記載の着色感放射線性組成物を付与する着色感放射線性層形成工程と、形成された着色感放射線性層を露光する露光工程と、露光後の着色感放射線性層を現像して未露光部を除去する現像工程とを含む着色パターンの製造方法である。
11> 基板上に、<1>〜<>のいずれか1項に記載の着色感放射線性組成物を付与する着色感放射線性層形成工程と、形成された着色感放射線性層を露光する露光工程とを含むカラーフィルタの製造方である。
12> <>に記載のカラーフィルタを備えた固体撮像素子である。
13> <>に記載のカラーフィルタを備えた液晶表示装置である。
本発明の作用は明確ではないが、以下のように推測される。
即ち、(A)LogP値が5以下の連鎖移動剤を用いて重合された、色素構造を有する構造単位を含む色素重合体は、重合体末端部に、前記連鎖移動剤に由来する親水的な部位が導入されていると考えられる。このため、色素重合体と、組成物中で共存する他の成分、特に、(C)前記(A)色素重合体とは構造が異なる重合体との相溶性が向上し、塗布時における相分離が抑制されて、塗膜中の染料重合体の相分離に起因する色むらの発生が抑制されたものと考えられる。特に、(C)前記(A)色素重合体とは構造が異なる重合体を顔料分散剤として用いる場合には、その効果が顕著に現れる。また、該(A)色素重合体の末端部に親水的な部位が導入されているため、重合体全体の親水性が向上し、現像性が良化したものと考えている。
従って、前記本発明の着色感放射線性組成物を用いることにより、色ムラが小さく色特性に優れたカラーフィルタを作製することができる。
本発明によれば、色素構造を有する構造単位を含む色素重合体を含有してなる、色濃度ムラが抑制された均一な色相の塗膜を形成しうる着色感放射線性組成物を提供することができる。
また、本発明によれば、着色パターンを形成するに際し、露光工程の後、未露光部の現像性が良好でパターン形成性に優れた着色感放射線性組成物を提供することができる。
本発明によれば、色ムラが抑制された均一な色相を有し、且つ、良好な形状を有する着色パターンを形成しうる着色パターンの製造方法を提供することができる。
さらに、本発明の前記着色感放射線性組成物を用いることで、色ムラが抑制され、色特性に優れ現像性が良好な着色領域を有するカラーフィルタ、該カラーフィルタを備えた液晶表示装置、及び固体撮像素子を提供することができる。
以下、本発明の着色感放射線性組成物、カラーフィルタ、着色パターン及びカラーフィルタの製造方法、固体撮像素子、及び液晶表示装置について詳細に説明する。
<<着色感放射線性組成物>>
本発明の着色感放射線性組成物は、(A)LogP値が5以下の連鎖移動剤を用いて重合された、色素構造を有する構造単位を含む色素重合体(以下、適宜、特定色素重合体と称する)、(B)溶媒、(E)重合性化合物、及び、(F)重合開始剤を含有し、所望により、(C)前記(A)特定色素重合体以外の重合体、及び(D)顔料などを含有してもよい。
以下、本発明の着色感放射線性組成物に含まれる成分について説明する。
<(A)LogP値が5以下の連鎖移動剤を用いて重合された、色素構造を有する構造単位を含む色素重合体(特定色素重合体)>
本発明に係る(A)特定色素重合体は、色素構造を有する構造単位を複数含んでなる色素多量体である。色素構造を有する構造単位としては、例えば下記一般式(A)で以下に示すような構造単位が挙げられる。
上記一般式(A)中、XA1は重合によって形成される連結基を表し、LA1は単結合又は2価の連結基を表し、Dyeは色素構造を表す。色素構造としては、一般的には、色素化合物から任意の水素原子を1個取り除いた色素残基が挙げられる。
ここで、特定色素重合体に含まれる複数の色素構造を有する構造単位は、すべて同じものであってもよく、互いに異なるものを含んでいてもよい。
前記一般式(A)中、XA1は重合によって形成される連結基を表す。すなわち重合反応で形成される主鎖に相当する繰り返し単位を形成する部分を指す。なお、2つの*で挟まれた部位が繰り返し単位となる。XA1としては、置換もしくは無置換の不飽和エチレン基を重合して形成される連結基、環状エーテルを開環重合して形成される連結基等が挙げられ、好ましくは、不飽和エチレン基を重合して形成される連結基である。具体的には以下に示す連結基等が挙げられるが、本発明においてはこれらに限定されるものではない。
なお、下記(X−1)〜(X−15)において、*はLと連結する部位を表す。
前記一般式(A)中、LA1は単結合または2価の連結基を表す。LA1が2価の連結基を表す場合の2価の連結基としては、炭素数1〜30の置換もしくは無置換の直鎖、分岐もしくは環状アルキレン基(例えば、メチレン基、エチレン基、トリメチレン基、プロピレン基、ブチレン基など)、炭素数6〜30の置換もしくは無置換のアリーレン基(例えば、フェニレン基、ナフタレン基等)、置換もしくは無置換のヘテロ環連結基、−CH=CH−、−O−、−S−、−NR−、−C(=O)−、−SO−、−SO−、下記一般式(La)で表される連結基、下記一般式(Lb)で表される連結基、又は下記一般式(Lc)で表される連結基等、及びこれらを2個以上連結して形成される連結基〔例えば、−N(R)C(=O)−、−OC(=O)−、−C(=O)N(R)−、−C(=O)O−。ここで、Rはそれぞれ独立に、水素原子、アルキル基、アリール基、又はヘテロ環基を表す。〕が挙げられる。LA1で表される2価の連結基は、本発明の効果を奏しうる範囲であれば何ら限定されない。
前記一般式(Lb)及び一般式(Lc)において、Rは水素原子、アルキル基、アリール基、又はヘテロ環基を表す。前記一般式(La)、一般式(Lb)及び一般式(Lc)において、Rは水素原子、又は置換基を表し、kは0〜4の整数を表し、*は前記一般式(A)におけるXA1及びXA2と結合する位置を表し、**は前記式におけるDyeと結合する位置を表す。
特定色素重合体に含まれる色素構造、即ち、前記式におけるDyeを構成する色素構造としては、特に制限はなく、公知の色素構造を含む種々のものを使用することができる。
公知の色素構造としては、例えば、アゾ色素、アゾメチン色素(インドアニリン色素、インドフェノール色素など)、ジピロメテン色素、キノン系色素(ベンゾキノン色素、ナフトキノン色素、アントラキノン色素、アントラピリドン色素など)、カルボニウム色素(ジフェニルメタン色素、トリフェニルメタン色素、キサンテン色素、アクリジン色素など)、キノンイミン色素(オキサジン色素、チアジン色素など)、アジン色素、ポリメチン色素(オキソノール色素、メロシアニン色素、アリーリデン色素、スチリル色素、シアニン色素、シアニン色素の中でもスクアリリウム色素、クロコニウム色素など)、キノフタロン色素、フタロシアニン色素、ペリノン色素、インジゴ色素、チオインジゴ色素、キノリン色素、ニトロ色素、ニトロソ色素、及びそれらの金属錯体色素などを挙げることができ、これらから任意の水素原子が少なくとも1個除かれた残基として構造単位中に導入される。
これらの色素構造の中でも、アゾ色素、アゾメチン色素、ジピロメテン色素、キノン系色素(中でもアントラキノン色素)、カルボニウム色素(中でもキサンテン色素)、ポリメチン色素(中でもシアニン色素、オキソノール色素)が好ましく、アゾ色素、ジピロメテン色素、アゾメチン色素、ポリメチン色素がより好ましく、ジピロメテン色素が特に好ましい。
具体的な化合物については「新版染料便覧」(有機合成化学協会編;丸善、1970)、「カラーインデックス」(The Society of Dyers and colourists)、「色素ハンドブック」(大河原他編;講談社、1986)などに記載されている。
本明細書において、ジピロメテン色素とは、分子内に「ジピロメテン骨格」を有する化合物を指し、置換基等で修飾されたものを包含してジピロメテン色素と称する。なお、本明細書における「ジピロメテン骨格」とは、下記一般式(III)以下に示す構造式で表される骨格を意味する。また、特定色素重合体に導入される色素構造としては、下記一般式(III)で表されるジピロメテン化合物と金属若しくは金属化合物とから得られるジピロメテン金属錯体化合物又はその互変異性体由来の色素構造である下記一般式(III−1)〜一般式(III−3)で示される色素構造が好ましい。
〔一般式(III)中、R、R、R、R、R、及びRは各々独立に水素原子又は1価の置換基を表し、Rは水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アリール基又はヘテロ環基を表す。ただし、RとRとが互いに結合して環を形成することはない。〕
上記一般式(III)においてR〜Rで表される置換基の具体例としては、以下に示す1価の基(以下、列記した1価の基の群を「置換基R」と総称する場合がある。)が挙げられる。
即ち、ハロゲン原子(例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子)、アルキル基(好ましくは炭素数1〜48、より好ましくは炭素数1〜24の、直鎖、分岐鎖、又は環状のアルキル基で、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、t−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、2−エチルヘキシル基、ドデシル基、ヘキサデシル基、シクロプロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、1−ノルボルニル基、1−アダマンチル基)、アルケニル基(好ましくは炭素数2〜48、より好ましくは炭素数2〜18のアルケニル基で、例えば、ビニル基、アリル基、3−ブテン−1−イル基)、アリール基(好ましくは炭素数6〜48、より好ましくは炭素数6〜24のアリール基で、例えば、フェニル基、ナフチル基)、ヘテロ環基(好ましくは炭素数1〜32、より好ましくは炭素数1〜18のヘテロ環基で、例えば、2−チエニル基、4−ピリジル基、2−フリル基、2−ピリミジニル基、1−ピリジル基、2−ベンゾチアゾリル基、1−イミダゾリル基、1−ピラゾリル基、ベンゾトリアゾール−1−イル基)、シリル基(好ましくは炭素数3〜38、より好ましくは炭素数3〜18のシリル基で、例えば、トリメチルシリル基、トリエチルシリル基、トリブチルシリル基、t−ブチルジメチルシリル基、t−ヘキシルジメチルシリル基)、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、アルコキシ基(好ましくは炭素数1〜48、より好ましくは炭素数1〜24のアルコキシ基で、例えば、メトキシ基、エトキシ基、1−ブトキシ基、2−ブトキシ基、イソプロポキシ基、t−ブトキシ基、ドデシルオキシ基、また、シクロアルキルオキシ基であれば、例えば、シクロペンチルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基)、アリールオキシ基(好ましくは炭素数6〜48、より好ましくは炭素数6〜24のアリールオキシ基で、例えば、フェノキシ基、1−ナフトキシ基)、ヘテロ環オキシ基(好ましくは炭素数1〜32、より好ましくは炭素数1〜18のヘテロ環オキシ基で、例えば、1−フェニルテトラゾール−5−オキシ基、2−テトラヒドロピラニルオキシ基)、シリルオキシ基(好ましくは炭素数1〜32、より好ましくは炭素数1〜18のシリルオキシ基で、例えば、トリメチルシリルオキシ基、t−ブチルジメチルシリルオキシ基、ジフェニルメチルシリルオキシ基)、アシルオキシ基(好ましくは炭素数2〜48、より好ましくは炭素数2〜24のアシルオキシ基で、例えば、アセトキシ基、ピバロイルオキシ基、ベンゾイルオキシ基、ドデカノイルオキシ基)、アルコキシカルボニルオキシ基(好ましくは炭素数2〜48、より好ましくは炭素数2〜24のアルコキシカルボニルオキシ基で、例えば、エトキシカルボニルオキシ基、t−ブトキシカルボニルオキシ基、また、シクロアルキルオキシカルボニルオキシ基であれば、例えば、シクロヘキシルオキシカルボニルオキシ基)、アリールオキシカルボニルオキシ基(好ましくは炭素数7〜32、より好ましくは炭素数7〜24のアリールオキシカルボニルオキシ基で、例えば、フェノキシカルボニルオキシ基)、カルバモイルオキシ基(好ましくは炭素数1〜48、よりこの好ましくは炭素数1〜24のカルバモイルオキシ基で、例えば、N,N−ジメチルカルバモイルオキシ基、N−ブチルカルバモイルオキシ基、N−フェニルカルバモイルオキシ基、N−エチル−N−フェニルカルバモイルオキシ基)、スルファモイルオキシ基(好ましくは炭素数1〜32、より好ましくは炭素数1〜24のスルファモイルオキシ基で、例えば、N,N−ジエチルスルファモイルオキシ基、N−プロピルスルファモイルオキシ基)、アルキルスルホニルオキシ基(好ましくは炭素数1〜38、より好ましくは炭素数1〜24のアルキルスルホニルオキシ基で、例えば、メチルスルホニルオキシ基、ヘキサデシルスルホニルオキシ基、シクロヘキシルスルホニルオキシ基)、
アリールスルホニルオキシ基(好ましくは炭素数6〜32、より好ましくは炭素数6〜24のアリールスルホニルオキシ基で、例えば、フェニルスルホニルオキシ基)、アシル基(好ましくは炭素数1〜48、より好ましくは炭素数1〜24のアシル基で、例えば、ホルミル基、アセチル基、ピバロイル基、ベンゾイル基、テトラデカノイル基、シクロヘキサノイル基)、アルコキシカルボニル基(好ましくは炭素数2〜48、より好ましくは炭素数2〜24のアルコキシカルボニル基で、例えば、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、オクタデシルオキシカルボニル基、シクロヘキシルオキシカルボニル基、2,6−ジ−tert−ブチル−4−メチルシクロヘキシルオキシカルボニル基)、アリールオキシカルボニル基(好ましくは炭素数7〜32、より好ましくは炭素数7〜24のアリールオキシカルボニル基で、例えば、フェノキシカルボニル基)、カルバモイル基(好ましくは炭素数1〜48、より好ましくは炭素数1〜24のカルバモイル基で、例えば、カルバモイル基、N,N−ジエチルカルバモイル基、N−エチル−N−オクチルカルバモイル基、N,N−ジブチルカルバモイル基、N−プロピルカルバモイル基、N−フェニルカルバモイル基、N−メチルN−フェニルカルバモイル基、N,N−ジシクロへキシルカルバモイル基)、アミノ基(好ましくは炭素数32以下、より好ましくは炭素数24以下のアミノ基で、例えば、アミノ基、メチルアミノ基、N,N−ジブチルアミノ基、テトラデシルアミノ基、2−エチルへキシルアミノ基、シクロヘキシルアミノ基)、アニリノ基(好ましくは炭素数6〜32、より好ましくは6〜24のアニリノ基で、例えば、アニリノ基、N−メチルアニリノ基)、ヘテロ環アミノ基(好ましくは炭素数1〜32、より好ましくは1〜18のヘテロ環アミノ基で、例えば、4−ピリジルアミノ基)、カルボンアミド基(好ましくは炭素数2〜48、より好ましくは2〜24のカルボンアミド基で、例えば、アセトアミド基、ベンズアミド基、テトラデカンアミド基、ピバロイルアミド基、シクロヘキサンアミド基)、ウレイド基(好ましくは炭素数1〜32、より好ましくは炭素数1〜24のウレイド基で、例えば、ウレイド基、N,N−ジメチルウレイド基、N−フェニルウレイド基)、イミド基(好ましくは炭素数36以下、より好ましくは炭素数24以下のイミド基で、例えば、N−スクシンイミド基、N−フタルイミド基)、アルコキシカルボニルアミノ基(好ましくは炭素数2〜48、より好ましくは炭素数2〜24のアルコキシカルボニルアミノ基で、例えば、メトキシカルボニルアミノ基、エトキシカルボニルアミノ基、t−ブトキシカルボニルアミノ基、オクタデシルオキシカルボニルアミノ基、シクロヘキシルオキシカルボニルアミノ基)、アリールオキシカルボニルアミノ基(好ましくは炭素数7〜32、より好ましくは炭素数7〜24のアリールオキシカルボニルアミノ基で、例えば、フェノキシカルボニルアミノ基)、スルホンアミド基(好ましくは炭素数1〜48、より好ましくは炭素数1〜24のスルホンアミド基で、例えば、メタンスルホンアミド基、ブタンスルホンアミド基、ベンゼンスルホンアミド基、ヘキサデカンスルホンアミド基、シクロヘキサンスルホンアミド基)、スルファモイルアミノ基(好ましくは炭素数1〜48、より好ましくは炭素数1〜24のスルファモイルアミノ基で、例えば、N,N−ジプロピルスルファモイルアミノ基、N−エチル−N−ドデシルスルファモイルアミノ基)、アゾ基(好ましくは炭素数1〜32、より好ましくは炭素数1〜24のアゾ基で、例えば、フェニルアゾ基、3−ピラゾリルアゾ基)、
アルキルチオ基(好ましくは炭素数1〜48、より好ましくは炭素数1〜24のアルキルチオ基で、例えば、メチルチオ基、エチルチオ基、オクチルチオ基、シクロヘキシルチオ基)、アリールチオ基(好ましくは炭素数6〜48、より好ましくは炭素数6〜24のアリールチオ基で、例えば、フェニルチオ基)、ヘテロ環チオ基(好ましくは炭素数1〜32、より好ましくは炭素数1〜18のヘテロ環チオ基で、例えば、2−ベンゾチアゾリルチオ基、2−ピリジルチオ基、1−フェニルテトラゾリルチオ基)、アルキルスルフィニル基(好ましくは炭素数1〜32、より好ましくは炭素数1〜24のアルキルスルフィニル基で、例えば、ドデカンスルフィニル基)、アリールスルフィニル基(好ましくは炭素数6〜32、より好ましくは炭素数6〜24のアリールスルフィニル基で、例えば、フェニルスルフィニル基)、アルキルスルホニル基(好ましくは炭素数1〜48、より好ましくは炭素数1〜24のアルキルスルホニル基で、例えば、メチルスルホニル基、エチルスルホニル基、プロピルスルホニル基、ブチルスルホニル基、イソプロピルスルホニル基、2−エチルヘキシルスルホニル基、ヘキサデシルスルホニル基、オクチルスルホニル基、シクロヘキシルスルホニル基)、アリールスルホニル基(好ましくは炭素数6〜48、より好ましくは炭素数6〜24のアリールスルホニル基で、例えば、フェニルスルホニル基、1−ナフチルスルホニル基)、スルファモイル基(好ましくは炭素数32以下、より好ましくは炭素数24以下のスルファモイル基で、例えば、スルファモイル基、N,N−ジプロピルスルファモイル基、N−エチル−N−ドデシルスルファモイル基、N−エチル−N−フェニルスルファモイル基、N−シクロヘキシルスルファモイル基)、スルホ基、ホスホニル基(好ましくは炭素数1〜32、より好ましくは炭素数1〜24のホスホニル基で、例えば、フェノキシホスホニル基、オクチルオキシホスホニル基、フェニルホスホニル基)、ホスフィノイルアミノ基(好ましくは炭素数1〜32、より好ましくは炭素数1〜24のホスフィノイルアミノ基で、例えば、ジエトキシホスフィノイルアミノ基、ジオクチルオキシホスフィノイルアミノ基)を表す。
上述した1価の基が更に置換可能な基である場合には、上述した各基のいずれかによって更に置換されていてもよい。なお、2個以上の置換基を有している場合には、それらの置換基は同一であっても異なっていてもよい。
前記一般式(III)において、RとR、RとR、RとR、及びRとRは、各々独立に、互いに結合して5員、6員、又は7員の環を形成していてもよい。なお、形成される環としては、飽和環又は不飽和環がある。この5員、6員、又は7員の飽和環又は不飽和環としては、例えば、ピロール環、フラン環、チオフェン環、ピラゾール環、イミダゾール環、トリアゾール環、オキサゾール環、チアゾール環、ピロリジン環、ピペリジン環、シクロペンテン環、シクロヘキセン環、ベンゼン環、ピリジン環、ピラジン環、ピリダジン環が挙げられ、好ましくは、ベンゼン環、ピリジン環が挙げられる。
なお、形成される5員、6員、及び7員の環が、更に置換可能な基である場合には、前記置換基Rのいずれかで置換されていてもよく、2個以上の置換基で置換されている場合には、それらの置換基は同一であっても異なっていてもよい。
[金属原子又は金属化合物]
本発明において、特定錯体を構成する金属原子又は金属化合物としては、錯体を形成可能な金属原子又は金属化合物であればいずれであってもよく、2価の金属原子、2価の金属酸化物、2価の金属水酸化物、又は2価の金属塩化物が含まれる。例えば、Zn、Mg、Si、Sn、Rh、Pt、Pd、Mo、Mn、Pb、Cu、Ni、Co、Fe等の他に、AlCl、InCl、FeCl、TiCl、SnCl、SiCl、GeClなどの金属塩化物、TiO、VO等の金属酸化物、Si(OH)等の金属水酸化物も含まれる。
これらの中でも、錯体の安定性、分光特性、耐熱、耐光性、及び製造適性等の観点から、Fe、Zn、Mg、Si、Pt、Pd、Mo、Mn、Cu、Ni、Co、TiO、又はVOが好ましく、Fe、Zn、Mg、Si、Pt、Pd、Cu、Ni、Co、又はVOが更に好ましく、Fe、Zn、Cu、Co、又はVO(V=O)が最も好ましい。
前記一般式(III)で表される化合物が金属原子又は金属化合物に配位した錯体において、好ましい態様を以下に示す。
即ち、前記一般式(III)中、R及びRが、各々独立に、水素原子、アルキル基、アルケニル基、アリール基、ヘテロ環基、シリル基、ヒドロキシル基、シアノ基、アルコキシ基、アリールオキシ基、ヘテロ環オキシ基、アシル基、アルコキシカルボニル基、カルバモイル基、アミノ基、アニリノ基、ヘテロ環アミノ基、カルボンアミド基、ウレイド基、イミド基、アルコキシカルボニルアミノ基、アリールオキシカルボニルアミノ基、スルホンアミド基、アゾ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、ヘテロ環チオ基、アルキルスルホニル基、アリールスルホニル基、又はホスフィノイルアミノ基で表され、R及びRが、各々独立に、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アルケニル基、アリール基、ヘテロ環基、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、アルコキシ基、アリールオキシ基、ヘテロ環オキシ基、アシル基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、カルバモイル基、イミド基、アルコキシカルボニルアミノ基、スルホンアミド基、アゾ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、ヘテロ環チオ基、アルキルスルホニル基、アリールスルホニル基、又はスルファモイル基で表され、R及びRが、各々独立に、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アルケニル基、アリール基、ヘテロ環基、シリル基、ヒドロキシル基、シアノ基、アルコキシ基、アリールオキシ基、ヘテロ環オキシ基、アシル基、アルコキシカルボニル基、カルバモイル基、アニリノ基、カルボンアミド基、ウレイド基、イミド基、アルコキシカルボニルアミノ基、スルホンアミド基、アゾ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、ヘテロ環チオ基、アルキルスルホニル基、アリールスルホニル基、スルファモイル基、又はホスフィノイルアミノ基で表され、Rが、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アリール基、又はヘテロ環基で表され、金属原子又は金属化合物が、Zn、Mg、Si、Pt、Pd、Mo、Mn、Cu、Ni、Co、TiO、又はVOで表される態様が挙げられる。
前記一般式(III)で表される化合物が金属原子又は金属化合物に配位した錯体において、より好ましい態様を以下に示す。
即ち、前記一般式(III)中、R及びRが、各々独立に、水素原子、アルキル基、アルケニル基、アリール基、ヘテロ環基、シアノ基、アシル基、アルコキシカルボニル基、カルバモイル基、アミノ基、ヘテロ環アミノ基、カルボンアミド基、ウレイド基、イミド基、アルコキシカルボニルアミノ基、アリールオキシカルボニルアミノ基、スルホンアミド基、アゾ基、アルキルスルホニル基、アリールスルホニル基、又はホスフィノイルアミノ基で表され、R及びRが、各々独立に、アルキル基、アルケニル基、アリール基、ヘテロ環基、シアノ基、ニトロ基、アシル基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、カルバモイル基、イミド基、アルキルスルホニル基、アリールスルホニル基、又はスルファモイル基で表され、R及びRが、各々独立に、水素原子、アルキル基、アルケニル基、アリール基、ヘテロ環基、シアノ基、アシル基、アルコキシカルボニル基、カルバモイル基、カルボンアミド基、ウレイド基、イミド基、アルコキシカルボニルアミノ基、スルホンアミド基、アルキルチオ基、アリールチオ基、ヘテロ環チオ基、アルキルスルホニル基、アリールスルホニル基、又はスルファモイル基で表され、Rが、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アリール基、又はヘテロ環基で表され、金属原子又は金属化合物が、Zn、Mg、Si、Pt、Pd、Cu、Ni、Co、又はVOで表される態様が挙げられる。
前記一般式(III)で表される化合物が金属原子又は金属化合物に配位した錯体において、特に好ましい態様を以下に示す。
即ち、前記一般式(III)中、R及びRが、各々独立に、水素原子、アルキル基、アリール基、ヘテロ環基、アミノ基、ヘテロ環アミノ基、カルボンアミド基、ウレイド基、イミド基、アルコキシカルボニルアミノ基、スルホンアミド基、アゾ基、アルキルスルホニル基、アリールスルホニル基、又はホスフィノイルアミノ基で表され、R及びRが、各々独立に、アルキル基、アリール基、ヘテロ環基、シアノ基、アシル基、アルコキシカルボニル基、カルバモイル基、アルキルスルホニル基、又はアリールスルホニル基で表され、R及びRが、各々独立に、水素原子、アルキル基、アリール基、又はヘテロ環基で表され、Rが、水素原子、アルキル基、アリール基、又はヘテロ環基で表され、金属原子又は金属化合物が、Zn、Cu、Co、又はVOで表される態様が挙げられる。
特に、前記一般式(III)において、R及びRがそれぞれフェニル基であることが、堅牢性に優れる点から、好ましい。
また、前記一般式(III)において、R及び/又はRが、2,6−ジ−tert−ブチル−4−メチルシクロヘキシルオキシカルボニル基であることが、溶剤溶解性に優れる点から、好ましい。
(一般式(III−1)で表される化合物)
上記一般式(III−1)中、R〜Rは各々独立に、水素原子又は置換基を表す。Rは水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アリール基又はヘテロ環基を表す。Maは金属原子又は金属化合物を表し、XはMaに結合可能な基を表し、XはMaの電荷を中和するために必要な基を表す。ただし、RとRとが互いに結合して環を形成することはない。なお、XとXとは互いに結合してMaと共に5員、6員又は7員の環を形成していてもよい。なお、上記一般式(III−1)で表される化合物は、互変異性体を含む。
上記一般式(III−1)中のR〜Rは、前記一般式(III)中のR〜Rと同義であり、好ましい態様も同様である。
上記一般式(III−1)中のMaは、金属原子又は金属化合物を表し、前述した特定錯体を構成する金属原子又は金属化合物と同義であり、その好ましい範囲も同様である。
上記一般式(III−1)中のRは、前記一般式(III)中のRと同義であり、好ましい態様も同様である。
上記一般式(III−1)におけるXは、Maに結合可能な基であればいずれであってもよく、水、アルコール類(例えば、メタノール、エタノール、プロパノール)等、更に「金属キレート」[1]坂口武一・上野景平著(1995年 南江堂)、同[2](1996年)、同[3](1997年)等、に記載の化合物に由来する基が挙げられる。
上記一般式(III−1)に置けるXは、Maの電荷を中和するために必要な基を表し、例えば、ハロゲン原子、水酸基、カルボン酸基、燐酸基、スルホン酸基等が挙げられる。
上記一般式(III−1)におけるXとXとは、互いに結合してMaと共に5員、6員、又は7員の環を形成してもよい。形成される5員、6員、及び7員の環は、飽和環であっても不飽和環であってもよい。また、5員、6員、及び7員の環は、炭素原子及び水素原子のみで構成されていてもよい、窒素原子、酸素原子、及び硫黄原子から選ばれる原子を少なくとも1個有するヘテロ環であってもよい。
(一般式(III−2)で表される化合物)
本発明におけるジピロメテン系染料としては、下記一般式(III−2)で表される化合物であることが好ましい例の1つである。
上記一般式(III−2)中、R〜R及びR〜R13は各々独立に、水素原子又は置換基を表す。R及びR14は各々独立に、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アリール基又はヘテロ環基を表す。Maは金属原子又は金属化合物を表す。ただし、RとR、およびRとR13とが互いに結合して環を形成することはない。なお、上記一般式(III−2)で表される化合物は、互変異性体を含む。
上記一般式(III−2)中のR〜Rは、前記一般式(III)中のR〜Rと同義であり、好ましい態様も同様である。
上記一般式(III−2)中のR〜R13で表される置換基は、前記一般式(III)で表される化合物のR〜Rで表される置換基と同義であり、その好ましい態様も同様である。上記一般式(III−2)で表される化合物のR〜R13で表される置換基が更に置換可能な基である場合には、前述した置換基Rのいずれかで置換されていてもよく、2個以上の置換基で置換されている場合には、それらの置換基は同一であっても異なっていてもよい。
上記一般式(III−2)中のRは、前記一般式(III)中のRと同義であり、好ましい態様も同様である。
上記一般式(III−2)中のR14は、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アリール基、又はヘテロ環基を表し、R14の好ましい範囲は、前記Rの好ましい範囲と同様である。R14が更に置換可能な基である場合には、前述した置換基Rのいずれかで置換されていてもよく、2個以上の置換基で置換されている場合には、それらの置換基は同一であっても異なっていてもよい。
上記一般式(III−2)中のMaは、金属又は金属化合物を表し、前述した特定錯体を構成する金属原子又は金属化合物と同義であり、その好ましい範囲も同様である。
上記一般式(III−2)中、RとR、RとR10、R11とR12、R12とR13とが、互いに結合して、5員、6員、又は7員の飽和環又は不飽和環を形成していてもよい。形成される飽和環又は不飽和環としては、RとR、RとR、RとR、及びRとRで形成される飽和環又は不飽和環と同義であり、好ましい例も同様である。
(一般式(III−3)で表される化合物)
本発明におけるジピロメテン系染料としては、下記一般式(III−3)で表される化合物であることが好ましい例の1つである。
上記一般式(III−3)中、R〜Rは各々独立に、水素原子又は置換基を表す。Rは水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アリール基又はヘテロ環基を表す。Maは金属原子又は金属化合物を表す。X及びXは各々独立に、NR(Rは水素原子、アルキル基、アルケニル基、アリール基、ヘテロ環基、アシル基、アルキルスルホニル基又はアリールスルホニル基を表す。)、窒素原子、酸素原子又は硫黄原子を表す。Y及びYは各々独立に、NR(Rは水素原子、アルキル基、アルケニル基、アリール基、ヘテロ環基、アシル基、アルキルスルホニル基又はアリールスルホニル基を表す。)、窒素原子又は炭素原子を表す。R及びRは各々独立に、アルキル基、アルケニル基、アリール基、ヘテロ環基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アルキルアミノ基、アリールアミノ基又はヘテロ環アミノ基を表す。RとYは、互いに結合して5員、6員、又は7員の環を形成していてもよく、RとYは、互いに結合して5員、6員、又は7員の環を形成していてもよい。XはMaと結合可能な基を表し、aは0、1又は2を表す。なお、上記一般式(III−3)で表される化合物は、互変異性体を含む。
上記一般式(III−3)中、R〜R、及びRは、前記一般式(III)中のR〜R、及びRと同義であり、好ましい態様も同様である。
上記一般式(III−3)中、Maは金属又は金属化合物を表し、前述した特定錯体を構成する金属原子又は金属化合物と同義であり、その好ましい範囲も同様である。
上記一般式(III−3)中、R及びRは、各々独立に、アルキル基(好ましくは炭素数1〜36、より好ましくは1〜12の直鎖、分岐鎖、又は環状のアルキル基で、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、t−ブチル基、ヘキシル基、2−エチルヘキシル基、ドデシル基、シクロプロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、1−アダマンチル基)、アルケニル基(好ましくは炭素数2〜24、より好ましくは2〜12のアルケニル基で、例えば、ビニル基、アリル基、3−ブテン−1−イル基)、アリール基(好ましくは炭素数6〜36、より好ましくは6〜18のアリール基で、例えば、フェニル基、ナフチル基)、ヘテロ環基(好ましくは炭素数1〜24、より好ましくは1〜12のヘテロ環基で、例えば、2−チエニル基、4−ピリジル基、2−フリル基、2−ピリミジニル基、1−ピリジル基、2−ベンゾチアゾリル基、1−イミダゾリル基、1−ピラゾリル基、ベンゾトリアゾール−1−イル基)、アルコキシ基(好ましくは炭素数1〜36、より好ましくは1〜18のアルコキシ基で、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロピルオキシ基、ブトキシ基、ヘキシルオキシ基、2−エチルヘキシルオキシ基、ドデシルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基)、アリールオキシ基(好ましくは炭素数6〜24、より好ましくは1〜18のアリールオキシ基で、例えば、フェノキシ基、ナフチルオキシ基)、アルキルアミノ基(好ましくは炭素数1〜36、より好ましくは1〜18のアルキルアミノ基で、例えば、メチルアミノ基、エチルアミノ基、プロピルアミノ基、ブチルアミノ基、ヘキシルアミノ基、2−エチルヘキシルアミノ基、イソプロピルアミノ基、t−ブチルアミノ基、t−オクチルアミノ基、シクロヘキシルアミノ基、N,N−ジエチルアミノ基、N,N−ジプロピルアミノ基、N,N−ジブチルアミノ基、N−メチル−N−エチルアミノ基)、アリールアミノ基(好ましくは炭素数6〜36、より好ましくは6〜18のアリールアミノ基で、例えば、フェニルアミノ基、ナフチルアミノ基、N,N−ジフェニルアミノ基、N−エチル−N−フェニルアミノ基)、又はヘテロ環アミノ基(好ましくは炭素数1〜24、より好ましくは1〜12のヘテロ環アミノ基で、例えば、2−アミノピロール基、3−アミノピラゾール基、2−アミノピリジン基、3−アミノピリジン基)を表す。
上記一般式(III−3)中、R及びRで表されるアルキル基、アルケニル基、アリール基、ヘテロ環基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アルキルアミノ基、アリールアミノ基、又はヘテロ環アミノ基が、更に置換可能な基である場合には、前記置換基Rのいずれかで置換されていてもよく、2個以上の置換基で置換されている場合には、それらの置換基は同一であっても異なっていてもよい。
上記一般式(III−3)中、X及びXは、各々独立に、NR、窒素原子、酸素原子、又は硫黄原子を表し、Rは、水素原子、アルキル基(好ましくは炭素数1〜36、より好ましくは1〜12の直鎖、分岐鎖、又は環状のアルキル基で、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、t−ブチル基、ヘキシル基、2−エチルヘキシル基、ドデシル基、シクロプロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、1−アダマンチル基)、アルケニル基(好ましくは炭素数2〜24、より好ましくは2〜12のアルケニル基で、例えば、ビニル基、アリル基、3−ブテン−1−イル基)、アリール基(好ましくは炭素数6〜36、より好ましくは6〜18のアリール基で、例えば、フェニル基、ナフチル基)、ヘテロ環基(好ましくは炭素数1〜24、より好ましくは1〜12のヘテロ環基で、例えば、2−チエニル基、4−ピリジル基、2−フリル基、2−ピリミジニル基、1−ピリジル基、2−ベンゾチアゾリル基、1−イミダゾリル基、1−ピラゾリル基、ベンゾトリアゾール−1−イル基)、アシル基(好ましくは炭素数1〜24、より好ましくは2〜18のアシル基で、例えば、アセチル基、ピバロイル基、2−エチルヘキシル基、ベンゾイル基、シクロヘキサノイル基)、アルキルスルホニル基(好ましくは炭素数1〜24、より好ましくは1〜18のアルキルスルホニル基で、例えば、メチルスルホニル基、エチルスルホニル基、イソプロピルスルホニル基、シクロヘキシルスルホニル基)、アリールスルホニル基(好ましくは炭素数6〜24、より好ましくは6〜18のアリールスルホニル基で、例えば、フェニルスルホニル基、ナフチルスルホニル基)を表す。
前記Rのアルキル基、アルケニル基、アリール基、ヘテロ環基、アシル基、アルキルスルホニル基、アリールスルホニル基は、更に、前記置換基Rのいずれかで置換されていてもよく、複数の置換基で置換されている場合には、それらの置換基は同一であっても異なっていてもよい。
上記一般式(III−3)中、Y及びYは、各々独立に、NR、窒素原子、又は炭素原子を表し、ここでRは、前記X及びXにおけるRと同義である。
上記一般式(III−3)中、RとYとが互いに結合して、R、Y、及び炭素原子と共に5員環(例えば、シクロペンタン、ピロリジン、テトラヒドロフラン、ジオキソラン、テトラヒドロチオフェン、ピロール、フラン、チオフェン、インドール、ベンゾフラン、ベンゾチオフェン)、6員環(例えば、シクロヘキサン、ピペリジン、ピペラジン、モルホリン、テトラヒドロピラン、ジオキサン、ペンタメチレンスルフィド、ジチアン、ベンゼン、ピペリジン、ピペラジン、ピリダジン、キノリン、キナゾリン)、又は7員環(例えば、シクロヘプタン、ヘキサメチレンイミン)を形成してもよい。
上記一般式(III−3)中、RとYとが互いに結合して、R、Y、及び炭素原子と共に5員環(例えば、シクロペンタン、ピロリジン、テトラヒドロフラン、ジオキソラン、テトラヒドロチオフェン、ピロール、フラン、チオフェン、インドール、ベンゾフラン、ベンゾチオフェン)、6員環(例えば、シクロヘキサン、ピペリジン、ピペラジン、モルホリン、テトラヒドロピラン、ジオキサン、ペンタメチレンスルフィド、ジチアン、ベンゼン、ピペリジン、ピペラジン、ピリダジン、キノリン、キナゾリン)、又は7員環(例えば、シクロヘプタン、ヘキサメチレンイミン)を形成してもよい。
上記一般式(III−3)中、RとY、及びRとYが結合して形成される5員、6員、及び7員の環が、更に置換可能な環である場合には、前記置換基Rのいずれかで説明した基で置換されていてもよく、2個以上の置換基で置換されている場合には、それらの置換基は同一であっても異なっていてもよい。
上記一般式(III−3)中、XはMaと結合可能な基を表し、前記一般式(III−1)におけるXと同様な基が挙げられる。aは0、1、又は2を表す。
上記一般式(III−3)で表される化合物の好ましい態様を以下に示す。
即ち、R〜R、R、及びMaは、それぞれ、前記一般式(III)で表される化合物と金属原子又は金属化合物とを含む錯体の好ましい態様であり、XはNR(Rは水素原子、アルキル基)、窒素原子、又は酸素原子であり、XはNRa(Raは水素原子、アルキル基、ヘテロ環基)、又は酸素原子であり、YはNRc(Rcは水素原子、又はアルキル基)、窒素原子、又は炭素原子であり、Yは窒素原子、又は炭素原子であり、Xは酸素原子を介して結合する基であり、R及びRは、それぞれ独立に、アルキル基、アリール基、ヘテロ環基、アルコキシ基、又はアルキルアミノ基を表すか、RとYとが互いに結合して5員又は6員環を形成し、RとYとが互いに結合して5員、6員環を形成する、aは0又は1で表される態様である。
上記一般式(III−3)で表される化合物のより好ましい態様を以下に示す。
即ち、R〜R、R、Maはそれぞれ、前記一般式(III)で表される化合物と金属原子又は金属化合物とを含む錯体の好ましい態様であり、X及びXは、酸素原子であり、YはNHであり、Yは窒素原子であり、Xは酸素原子を介して結合する基であり、R及びRは、それぞれ独立に、アルキル基、アリール基、ヘテロ環基、アルコキシ基、又はアルキルアミノ基を表すか、RとYとが互いに結合して5員又は6員環を形成し、RとYとが互いに結合して5員、6員環を形成する、aは0又は1で表される態様である。
色素残基を構成するために前記一般式(III−1)〜(III−3)で表されるジピロメテン系金属錯体化合物から水素原子が1つ又は2つ外れる部位としては特に限定はないが、合成適合性の点で、R〜Rのいずれか1つ又は2つの部位が好ましく、R、R、R及びRのいずれか1つ又は2つの部位がより好ましく、R及びRのいずれか1つ又は2つの部位が更に好ましい。
前記式中、Dyeは、好ましくは、既述の一般式(III−1)又は一般式(III−3)で表されるジピロメテン系金属錯体化合物の任意の水素原子をn個取り除いた色素残基である。
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次に、本発明の色素多量体に好適に使用される他の好適な色素について順次説明する。
(アゾ色素)
本発明に係る色素多量体(一般式(A)で示される色素多量体)の態様の一つは、アゾ色素(アゾ化合物)に由来する部分構造を、色素部位の部分構造(前記一般式(A)におけるDye)として有する色素多量体である。本発明においてアゾ化合物とは、分子内にN=N基を含む色素部位を有する化合物を総称するものである。
アゾ色素としては、公知のアゾ色素(例えば、置換アゾベンゼン(具体例として後述する(AZ−4)〜(AZ−6)等))から適宜選択して適用することができる。
アゾ色素としては、マゼンタ色素及びイエロー色素として知られるアゾ色素が適用でき、それらの中でも、特に、下記一般式(d)、一般式(e)、一般式(g)、一般式(I−1)、一般式(I−2)、及び一般式(V)で表されるアゾ色素が好ましい。
<<マゼンタ色素>>
アゾ色素としては、マゼンタ色素である下記一般式(d)で表されるアゾ色素が好適に挙げられる。
一般式(d)中、R〜Rは、各々独立に、水素原子、アルキル基、アルケニル基、アリール基、ヘテロ環基、アシル基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、カルバモイル基、アルキルスルホニル基、又はアリールスルホニル基を表し、Aは、アリール基、又は芳香族へテロ環基を表し、Z〜Zは、各々独立に、−C(R)=、又は−N=を表し、Rは水素原子、又は置換基を表す。
一般式(d)における各置換基について詳しく説明する。
一般式(d)中、R〜Rは、各々独立に、水素原子、又はアルキル基(好ましくは炭素数1〜36、より好ましくは炭素数1〜12の直鎖、分岐鎖、又は環状のアルキル基で、例えば、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、t−ブチル、ヘキシル、2−エチルヘキシル、ドデシル、シクロプロピル、シクロペンチル、シクロヘキシル、1−アダマンチル)、アルケニル基(好ましくは炭素数2〜24、より好ましくは炭素数2〜12のアルケニル基で、例えば、ビニル、アリル、3−ブテン−1−イル)、アリール基(好ましくは炭素数6〜36、より好ましくは炭素数6〜18のアリール基で、例えば、フェニル、ナフチル)、ヘテロ環基(好ましくは炭素数1〜24、より好ましくは炭素数1〜12のヘテロ環基で、例えば、2−チエニル、4−ピリジル、2−フリル、2−ピリミジニル、1−ピリジル、2−ベンゾチアゾリル、1−イミダゾリル、1−ピラゾリル、ベンゾトリアゾール−1−イル)、アシル基(好ましくは炭素数1〜24、より好ましくは炭素数2〜18のアシル基で、例えば、アセチル、ピバロイル、2−エチルヘキシル、ベンゾイル、シクロヘキサノイル)、アルコキシカルボニル基(好ましくは炭素数1〜10、より好ましくは炭素数1〜6のアルコキシカルボニル基で、例えば、メトキシカルボニル、エトキシカルボニル)、アリールオキシカルボニル基(好ましくは炭素数6〜15、より好ましくは炭素数6〜10のアリールオキシカルボニル基で、例えば、フェノキシカルボニル)、カルバモイル基(好ましくは炭素数1〜8、より好ましくは炭素数2〜6のカルバモイル基で、例えば、ジメチルカルバモイル)、アルキルスルホニル基(好ましくは炭素数1〜24、より好ましくは炭素数1〜18のアルキルスルホニル基で、例えば、メチルスルホニル、エチルスルホニル、イソプロピルスルホニル、シクロヘキシルスルホニル)、又はアリールスルホニル基(好ましくは炭素数6〜24、より好ましくは炭素数6〜18のアリールスルホニル基で、例えば、フェニルスルホニル、ナフチルスルホニル)を表す。
及びRは、好ましくは、各々独立に、アルキル基、アルケニル基、アリール基、ヘテロ環基である。R及びRは、好ましくは、各々独立に、水素原子、アルキル基である。
〜Rが、置換可能な基である場合には、例えば、前記置換基群Aの項で説明した置換基で置換されていてもよく、2個以上の置換基を有する場合には、それらの置換基は同一であっても異なっていてもよい。
とR、RとR(Z又はZが−C(R)=のとき)、RとR、RとR(Zが−C(R)=のとき)とは、互いに結合して、5員、又は6員の環を形成していてもよい。
〜Zは、各々独立に、−C(R)=、又は−N=を表し、Rは水素原子、又は置換基を表す。Rの置換基としては、例えば、前記置換基の項で説明した置換基が挙げられる。Rの置換基が更に置換可能な基である場合には、例えば、前記置換基群Aの項で説明した置換基で置換されていてもよく、2個以上の置換基で置換されている場合には、それらの置換基は、同一であっても異なっていてもよい。
〜Zとしては、好ましくは、Zは−N=であって、Zは−C(R)=又は−N=であって、Zは−C(R)=である。更に好ましくは、Zが−N=であって、Z及びZが−C(R)=である。
Aは、アリール基、又は芳香族へテロ環基を表す。Aのアリール基、及び芳香族へテロ環基は、更に、例えば、前記置換基の項で説明した置換基を有していてもよく、2個以上の置換基で置換されている場合には、それらの置換基は同一であっても異なっていてもよい。
Aは、好ましくは芳香族ヘテロ環基である。更に好ましくは、イミダゾール環、ピラゾール環、トリアゾール環、チアゾール環、オキサゾール環、1,2,4−チアジアゾール環、1,3,4−チアジアゾール環、ピリジン環、ピリミジン環、ピラジンン環、ベンゾピラゾール環、ベンゾチアゾール環等が挙げられる。
Aにおいて、多量体化(色素多量体の形成)に与る重合性基が導入される部位は、特に制限はないが、合成適合性の点で、R、R及びAのいずれか1つ又は2つ以上に導入されることが好ましく、より好ましくは、R及び/又はAである。
一般式(d)で表されるアゾ色素は、より好ましくは下記一般式(d’)で表されるアゾ色素である。
一般式(d’)中、R〜Rは、前記一般式(d)におけるR〜Rと同義であり、好ましい範囲も同様である。Raは、ハメットの置換基定数σp値が0.2以上の電子吸引性基を表し、Rbは、水素原子、又は1価の置換基を表す。Rcはアルキル基、アルケニル基、アリール基、ヘテロ環基、アシル基、アルコキシカルボニル基、カルバモイル基、アルキルスルホニル基、又はアリールスルホニル基を表す。
Rbで表される置換基としては、例えば、前記置換基群Aの項で説明した置換基が挙げられる。
アゾ色素としては、マゼンタ色素である下記一般式(e)で表されるアゾ色素も好適に挙げられる。
一般式(e)中、R11〜R16は、各々独立に、水素原子、又は1価の置換基を表す。R11とR12、及びR15とR16は、各々独立に、互いに結合して環を形成していてもよい。
一般式(e)における各置換基について詳しく説明する。
11〜R16は、各々独立に、水素原子又は1価の置換基を表す。1価の置換基としては、例えばハロゲン原子、炭素数1〜30のアルキル基(ここでは、シクロアルキル基、ビシクロアルキル基を含む飽和脂肪族基を意味する。)、炭素数2〜30のアルケニル基(ここでは、シクロアルケニル基、ビシクロアルケニル基を含む二重結合を有する不飽和脂肪族基を意味する。)、炭素数2〜30のアルキニル基、炭素数6〜30のアリール基、炭素数3〜30のヘテロ環基、シアノ基、炭素数1〜30の脂肪族オキシ基、炭素数6〜30のアリールオキシ基、炭素数2〜30のアシルオキシ基、炭素数1〜30のカルバモイルオキシ基、炭素数2〜30の脂肪族オキシカルボニルオキシ基、炭素数7〜30のアリールオキシカルボニルオキシ基、炭素数0〜30のアミノ基(アルキルアミノ基、アニリノ基及びヘテロ環アミノ基を含む。)、炭素数2〜30のアシルアミノ基、炭素数1〜30のアミノカルボニルアミノ基、炭素数2〜30の脂肪族オキシカルボニルアミノ基、炭素数7〜30のアリールオキシカルボニルアミノ基、炭素数0〜30のスルファモイルアミノ基、炭素数1〜30のアルキルもしくはアリールスルホニルアミノ基、炭素数1〜30のアルキルチオ基、炭素数6〜30のアリールチオ基、炭素数0〜30のスルファモイル基、炭素数1〜30のアルキルもしくはアリールスルフィニル基、炭素数1〜30のアルキルもしくはアリールスルホニル基、炭素数2〜30のアシル基、炭素数6〜30のアリールオキシカルボニル基、炭素数2〜30の脂肪族オキシカルボニル基、炭素数1〜30のカルバモイル基、炭素数3〜30のアリールもしくはヘテロ環アゾ基、イミド基が挙げられ、それぞれの基はさらに置換基を有していてもよい。
11及びR12は、好ましくは、各々独立に、水素原子、ヘテロ環基、シアノ基であり、より好ましくはシアノ基である。
13及びR14は、好ましくは、各々独立に、水素原子、置換もしくは無置換のアルキル基、置換もしくは無置換のアリール基であり、より好ましくは、置換もしくは無置換のアルキル基である。
15及びR16は、好ましくは、各々独立に、水素原子、置換もしくは無置換のアルキル基、置換もしくは無置換のアリール基であり、より好ましくは、置換もしくは無置換のアルキル基である。
一般式(e)において、多量体化(色素多量体の形成)に与る重合性基が導入される部位は、特に制限はないが、合成適合性の点で、R13、R15、及びR16のいずれか1つ又は2つ以上に導入されることが好ましく、より好ましくは、R13及び/又はR15であり、更に好ましくはR13である。
上記したアゾ色素の中でも、マゼンタ色素としては、一般式(e)で表されるアゾ色素がより好ましい。
−イエロー色素−
アゾ色素としては、イエロー色素である下記一般式(g)、一般式(I−1)、一般式(I−2)、及び一般式(V)で表されるアゾ色素(それらの互変異性体も含む)が、好適に挙げられる。

一般式(g)中、R34は水素原子、又は置換基を表し、R35は、水素原子、アルキル基、アルケニル基、アリール基、ヘテロ環基、アシル基、アルコキシカルボニル基、又はカルバモイル基を表す。Z30及びZ31は、各々独立に、−C(R36)=、又は−N=を表し、R36は水素原子、又は置換基を表す。A31は、アリール基、又は芳香族ヘテロ環基を表す。
一般式(g)における各置換基について詳しく説明する。
34は、水素原子、又は1価の置換基を表し、前記置換基群Aの項で説明した置換基が挙げられ、アリール基及びヘテロ環基が好ましく、フェニル基がより好ましい。
35は、水素原子、アルキル基((好ましくは炭素数1〜36、より好ましくは炭素数1〜12の直鎖、分岐鎖、又は環状のアルキル基で、例えば、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、t−ブチル、ヘキシル、2−エチルヘキシル、ドデシル、シクロプロピル、シクロペンチル、シクロヘキシル、1−アダマンチル)、アルケニル基(好ましくは炭素数2〜24、より好ましくは炭素数2〜12のアルケニル基で、例えば、ビニル、アリル、3−ブテン−1−イル)、アリール基(好ましくは炭素数6〜36、より好ましくは炭素数6〜18のアリール基で、例えば、フェニル、ナフチル)、ヘテロ環基(好ましくは炭素数1〜24、より好ましくは炭素数1〜12のヘテロ環基で、例えば、2−チエニル、4−ピリジル、2−フリル、2−ピリミジニル、1−ピリジル、2−ベンゾチアゾリル、1−イミダゾリル、1−ピラゾリル、ベンゾトリアゾール−1−イル)、アシル基(好ましくは炭素数1〜24、より好ましくは炭素数2〜18のアシル基で、例えば、アセチル、ピバロイル、2−エチルヘキシル、ベンゾイル、シクロヘキサノイル)、アルコキシカルボニル基(好ましくは炭素数1〜10、より好ましくは炭素数1〜6のアルコキシカルボニル基で、例えば、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基)、又はカルバモイル基(好ましくは炭素数1〜10、より好ましくは炭素数1〜6のカルバモイル基で、例えば、N,N−ジメチルカルバモイル)を表す。
30及びZ31は、各々独立に、−C(R36)=、又は−N=を表し、R36は水素原子、又は置換基を表す。R36の置換基としては、例えば、前記置換基群Aの項で説明した置換基が挙げられる。R36の置換基が更に置換可能な基である場合には、例えば、前記置換基群Aの項で説明した置換基で置換されていてもよく、2個以上の置換基で置換されている場合には、それらの置換基は、同一であっても異なっていてもよい。
30及びZ31としては、好ましくは、Z30が−N=であって、Z31が−C(R36)=である。
31は、前記一般式(d)におけるAと同義であり、好ましい態様も同様である。
一般式(g)において、多量体化(色素多量体の形成)に与る重合性基が導入される部位は、特に制限はないが、合成適合性の点で、R34及び/又はA31が好ましい。
一般式(I−1)及び一般式(I−2)中、Ri、Ri及びRiは、それぞれ独立して1価の置換基を表す。aは0〜5の整数を表す。aが2以上の場合、隣接する2つのRiで連結し縮環を形成してもよい。b及びcは、それぞれ独立して0〜4の整数を表す。b及びcが1以上の場合、隣接する2つのRiで連結し縮環を形成してもよい。A32は、下記一般式(IA)、一般式(IB)又は一般式(IC)を表す。
一般式(IA)中、R42は、水素原子、アルキル基、又はアリール基を表す。R43は、1価の置換基を表す。R44は、水素原子、アルキル基、又はアリール基を表す。
一般式(IB)中、R44及びR45は、それぞれ独立して水素原子、アルキル基、又はアリール基を表す。Tは、酸素原子又は硫黄原子を表す。
一般式(IC)中、R46は、水素原子、アルキル基、又はアリール基を表す。R47は、1価の置換基を表す。
一般式(I−1)及び一般式(I−2)におけるRi、Ri及びRiが表す1価の置換基としては、前記置換基群Aの項で挙げた置換基が挙げられる。該1価の置換基としてより具体的には、アルキル基(好ましくは炭素数1〜10、より好ましくは炭素数1〜5の直鎖、分岐鎖、又は環状のアルキル基で、例えば、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、t−ブチル、ヘキシル、2−エチルヘキシル、ドデシル、シクロプロピル、シクロペンチル、シクロヘキシル、1−アダマンチル)、アリール基(好ましくは炭素数6〜36、より好ましくは炭素数6〜18のアリール基で、例えば、フェニル、ナフチル、スルホンアミド基)、アルケニル基(炭素数1〜10、より好ましくは炭素数1〜5の直鎖、分岐鎖、又は環状のアルケニル基で、例えばビニル、アリル、プレニル、ゲラニル、オレイル)、スルホ基、スルファモイル基(炭素数1〜10のアルキルスルファモイル基が好ましい)が挙げられ、特に炭素数1〜5のアルキル基及び炭素数1〜10のアルキルスルファモイル基が好ましい。aは1〜3が好ましい。b及びcは1〜3が好ましい。
一般式(IA)中、R42は、水素原子、アルキル基、又はアリール基を表し、特に炭素数1〜5のアルキル基及びフェニル基が好ましい。R43で表される1価の置換基としては、前記置換基群Aの項で挙げた置換基が挙げられ、特にシアノ基、カルバモイル基が好ましい。R44は、水素原子、アルキル基、又はアリール基を表し、特に炭素数1〜5のアルキル基及びフェニル基が好ましい。
一般式(IB)中、Tは酸素原子又は硫黄原子を表し、酸素原子が好ましい。R44及びR45は、それぞれ独立して、水素原子、アルキル基、又はアリール基を表し、特に炭素数1〜5のアルキル基及びフェニル基が好ましい。
一般式(IC)中、R46は、水素原子、アルキル基、又はアリール基を表し、特に炭素数1〜5のアルキル基及びフェニル基が好ましい。R47が表す1価の置換基としては、前記置換基群Aの項で挙げた置換基が挙げられ、水素原子、アルキル基及びアリール基が好ましく、特に炭素数1〜5のアルキル基及びフェニル基が好ましい。
一般式(V)中、MvはCr又はCoを表す。Rvは酸素原子又は−COO−を表す。Rv及びRvは、それぞれ独立して、水素原子、アルキル基又はアリール基を表す。vは0〜4の整数を表す。Rvは1価の置換基を表す。vが2以上である場合、隣接するRv同士が互いに連結して環を形成してもよい。
Rv及びRvとしては、特に炭素数1〜5のアルキル基又はフェニル基が好ましい。Rvが表す1価の置換基としては、前記置換基群Aの項で挙げた置換基が挙げられ、特にアルキル基、アリール基、ニトロ基、スルファモイル基及びスルホ基が好ましく、炭素数1〜5のアルキル基、フェニル基、ニトロ基が最も好ましい。
上記したアゾ色素の中でも、イエロー色素としては、一般式(I−1)、一般式(I−2)及び一般式(V)で表されるアゾ色素が好ましい。
以下にアゾ色素の具体例を示すが、本発明はこれに限定されるものではない。
上記具体例のうち色特性及び耐熱性の観点より、特に、(AZ−7)、(AZ−9)、(AZ−11)、(AZ−13)、(AZ−14)、(AZ−15)、(AZ−16)、(AZ−17)、(AZ−19)、(AZ−20)、(AZ−21)、及び(AZ−22)が好ましい。
(アントラキノン色素)
本発明に係る色素多量体の態様の一つは、アントラキノン色素(アントラキノンゾ化合物)に由来する部分構造を有するものである。該色素多量体としては、下記一般式(AQ−1)〜(AQ−3)で表される化合物(アントラキノン化合物)に由来する部分構造を、色素部位の部分構造(Dye)として有する色素多量体が含まれる。本発明においてアントラキノン化合物とは、分子内にアントラキノン骨格を含む色素部位を有する化合物を総称するものである。
一般式(AQ−1)中、A及びBは、それぞれ独立して、アミノ基、ヒドロキシル基、アルコキシ基又は水素原子を表す。XqaはORqa又はNRqaRqaを表す。Rqa〜Rqaは、それぞれ独立して、水素原子、アルキル基又はアリール基を表す。Rq〜Rqは置換基を表す。Rq〜Rqが取りうる置換基は、前記置換基群Aの項で挙げた置換基と同様である。Ra及びRbは、それぞれ独立して、水素原子、アルキル基又はアリール基を表す。
一般式(AQ−2)中、C及びDは、一般式(AQ−1)中のA及びBと同義である。XqbはORqb又はNRqbRqbを表す。Rqb〜Rqbは、それぞれ独立して水素原子、アルキル基又はアリール基を表す。Rq〜Rqは置換基を表す。Rq〜Rqは、一般式(AQ−1)中のRq〜Rqと同義である。Rcは、一般式(AQ−1)中のRa又はRbと同義である。
一般式(AQ−3)中、E及びFは、一般式(AQ−1)中のA及びBと同義である。XqcはORqc又はNRqcRqcを表す。Rqc〜Rqcはそれぞれ独立して水素原子、アルキル基又はアリール基を表す。Rq〜Rq12は、一般式(AQ−1)中のRq〜Rqと同義である。Rdは、一般式(AQ−1)中のRa又はRbと同義である。
一般式(AQ−1)中、A及びBは水素原子であることが好ましい。Xqaは、ORqa(Rqaは水素原子、炭素数1〜5のアルキル基又はフェニル基)、NRqaRaq(Rqaは水素原子、Rqaは炭素数1〜5のアルキル基又はフェニル基)であることが好ましい。Rq〜Rqは水素原子、ハロゲン原子又はアルコキシ基が好ましい。Raは水素原子であることが好ましい。Rbは、水素原子、炭素数1〜5のアルキル基又はフェニル基であることが好ましい。
一般式(AQ−2)中、C及びDは水素原子であることが好ましい。XqbはORqb(Rqbは水素原子、炭素数1〜5のアルキル基又はフェニル基)、NRqbRbq(Rqbは水素原子、Rqbは炭素数1〜5のアルキル基又はフェニル基)であることが好ましい。Rq〜Rqは水素原子、ハロゲン原子又はアルコキシ基が好ましい。Rcは水素原子、炭素数1〜5のアルキル基、フェニル基であることが好ましい。
一般式(AQ−3)中、E及びFは水素原子であることが好ましい。XqcはORqc(Rqcは水素原子、炭素数1〜5のアルキル基又はフェニル基)、NRqcRcq(Rqcは水素原子、Rqcは炭素数1〜5のアルキル基又はフェニル基)であることが好ましい。Rq〜Rq12は水素原子、ハロゲン原子又はアルコキシ基が好ましい。Rdは水素原子、炭素数1〜5のアルキル基又はフェニル基であることが好ましい。
以下にアントラキノン色素の具体例を示すが、本発明はこれに限定されるものではない。
上記具体例のうち、色特性及び耐熱性の観点より、特に(aq−1)〜(aq−4)、(aq−13)、(aq−14)及び(aq−15)が好ましい。
が好ましい。
(トリフェニルメタン色素)
本発明に係る色素多量体の態様の一つは、トリフェニルメタン色素(トリフェニルメタン化合物)に由来する部分構造を有するものである。該色素多量体としては、下記一般式(TP)で表される化合物(トリフェニルメタン化合物)に由来する部分構造を、色素部位の部分構造(Dye)として有する色素多量体が含まれる。本発明においてトリフェニルメタン化合物とは、分子内にトリフェニルメタン骨格を含む色素部位を有する化合物を総称するものである。
一般式(TP)中、Rtp〜Rtpは、それぞれ独立して、水素原子、アルキル基又はアリール基を表す。Rtpは、水素原子、アルキル基、アリール基又はNRtpRtp10(Rtp及びRtp10は水素原子、アルキル基又はアリール基を表す)を表す。Rtp、Rtp及びRtpは、置換基を表す。a、b及びcは、0〜4の整数を表す。a、b及びcが2以上の場合、Rtp、Rtp及びRtpは、それぞれ連結して環を形成してもよい。Xはアニオンを表す。
Rtp〜Rtpとして、好ましくは水素原子、炭素数1〜5の直鎖又は分岐のアルキル基及びフェニル基が好ましい。Rtpは水素原子又はNRtpRtp10が好ましく、NRtpRtp10であることが最も好ましい。Rtp及びRtp10は水素原子、炭素数1〜5の直鎖若しくは分岐のアルキル基又はフェニル基が好ましい。Rtp、Rtp及びRtpが表す置換基は、前記置換基群Aの項で挙げた置換基を用いることができるが、特に、炭素数1〜5の直鎖若しくは分岐のアルキル基、炭素数1〜5のアルケニル基、炭素数6〜15のアリール基、カルボキシル基又はスルホ基が好ましく、炭素数1〜5の直鎖若しくは分岐のアルキル基、炭素数1〜5のアルケニル基、フェニル基又はカルボキシル基がさらに好ましい。特に、Rtp、Rtpは、炭素数1〜5のアルキル基が好ましく、Rtpはアルケニル基(特に隣接した2つのアルケニル基が連結したフェニル基が好ましい)、フェニル基又はカルボキシル基が好ましい。
a、b又はcは、それぞれ独立に0〜4の整数を表す。特にa及びbは0〜1が好まく、cは0〜2が好ましい。
はアニオンを表す。Xとして、具体的には、フッ素アニオン、塩素アニオン、臭素アニオン、ヨウ素アニオン、過塩素酸アニオン、チオシアン酸アニオン、六フッ化リンアニオン、六フッ化アンチモンアニオン、四フッ化ホウ素アニオン等の無機系アニオン、酢酸アニオン、安息香酸アニオン等のカルボン酸アニオン、ベンゼンスルホン酸アニオン、トルエンスルホン酸アニオン、トリフルオロメタンスルホン酸アニオン等の有機スルホン酸アニオン、オクチルリン酸アニオン、ドデシルリン酸アニオン、オクタデシルリン酸アニオン、フェニルリン酸アニオン、ノニルフェニルリン酸アニオン等の有機リン酸アニオン等が挙げられる。Xは色素骨格と連結してもよく、又は色素多量体の一部(高分子鎖等)と連結してもよい。
は、フッ素アニオン、塩素アニオン、臭素アニオン、ヨウ素アニオン、過塩素酸アニオン、カルボン酸アニオンであることが好ましく、過塩素酸アニオン、カルボン酸アニオンであることが最も好ましい。
下記に一般式(TP)で表される化合物の具体例を示すが、本発明はこれに限定されるものではない。
上記具体例のうち、色特性及び耐熱性の観点より、特に(tp−4)、(tp−5)、(tp−6)及び(tp−8)が好ましい。
(キサンテン色素)
本発明における色素多量体の好ましい態様は、キサンテン色素(キサンテン化合物)に由来する部分構造を有するものである。該色素多量体としては、下記一般式(J)で表されるキサンテン化合物に由来する部分構造を、色素部位の部分構造(Dye)として有する色素多量体が含まれる。
一般式(J)中、R81、R82、R83及びR84は、各々独立に、水素原子又は1価の置換基を表し、R85は、各々独立に1、価の置換基を表し、mは、0から5の整数を表す。Xは、アニオンを表す。
一般式(J)におけるR81〜R84及びR85が取りうる置換基は、前記置換基群Aの項で挙げた置換基と同様である。
一般式(J)中のR81とR82、R83とR84、及びmが2以上の場合のR85同士は、各々独立に、互いに結合して5員、6員若しくは7員の飽和環、又は5員、6員若しくは7員の不飽和環を形成していてもよい。形成される5員、6員又は7員の環が、さらに置換可能な基である場合には、前記R81〜R85で説明した置換基で置換されていてもよく、2個以上の置換基で置換されている場合には、それらの置換基は同一であっても異なっていてもよい。
上記一般式(J)中のR81とR82、R83とR84、及びmが2以上の場合のR85同士は、各々独立に、互いに結合して、置換基を有しない5員、6員並びに7員の飽和環又は5員、6員並びに7員の不飽和環を形成する場合、置換基を有しない5員、6員並びに7員の飽和環又は5員、6員並びに7員の不飽和環としては、例えば、ピロール環、フラン環、チオフェン環、ピラゾール環、イミダゾール環、トリアゾール環、オキサゾール環、チアゾール環、ピロリジン環、ピペリジン環、シクロペンテン環、シクロヘキセン環、ベンゼン環、ピリジン環、ピラジン環、ピリダジン環が挙げられ、好ましくは、ベンゼン環、ピリジン環が挙げられる。
特に、R82及びR83は水素原子であり、R81及びR84は置換又は無置換のフェニル基であることが好ましい。また、R85はハロゲン原子、炭素数1〜5の直鎖又は分岐のアルキル基、スルホ基、スルホンアミド基、カルボキシル基であることが好ましい。R81及びR84のフェニル基が有する置換基は、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜5の直鎖又は分岐のアルキル基、スルホ基、スルホンアミド基、カルボキシル基であることが最も好ましい。
はアニオンを表す。Xとして、具体的には、フッ素アニオン、塩素アニオン、臭素アニオン、ヨウ素アニオン、過塩素酸アニオン、チオシアン酸アニオン、六フッ化リンアニオン、六フッ化アンチモンアニオン、四フッ化ホウ素アニオン等の無機系アニオン、酢酸アニオン、安息香酸アニオン等のカルボン酸アニオン、ベンゼンスルホン酸アニオン、トルエンスルホン酸アニオン、トリフルオロメタンスルホン酸アニオン等の有機スルホン酸アニオン、オクチルリン酸アニオン、ドデシルリン酸アニオン、オクタデシルリン酸アニオン、フェニルリン酸アニオン、ノニルフェニルリン酸アニオン等の有機リン酸アニオン等が挙げられる。Xは色素骨格と連結してもよく、又は色素多量体の一部(高分子鎖等)と連結してもよい。
はフッ素アニオン、塩素アニオン、臭素アニオン、ヨウ素アニオン、過塩素酸アニオン、カルボン酸アニオンであることが好ましく、過塩素酸アニオン、カルボン酸アニオンであることが最も好ましい。
一般式(J)で表されるキサンテン骨格を有する化合物は、文献記載の方法で合成することができる。具体的には、テトラへドロン レターズ、2003年、vol.44,No.23、4355〜4360頁、テトラへドロン、2005年、vol.61,No.12、3097〜3106頁などに記載の方法を適用することができる。
以下にキサンテン化合物の具体例を示すが、本発明はこれに限定されるものではない。
式(1a)〜(1f)中、R及びRは、それぞれ独立に、水素原子、−SO−、−COH又は−SONHRを表す。R、R及びRは、それぞれ独立に、−SO−、−SONa又は−SONHRを表す。
Rg、Rh及びRiは、それぞれ独立に、水素原子、−SO−、−SOH又は−SONHRaを表す。
は、1〜10のアルキル基、好ましくは、2−エチルヘキシル基を表す。X及びaは、上記と同じ意味を表す。)
式(1b)で表される化合物は、式(1b−1)で表される化合物の互変異性体である。
なかでも、色特性及び耐熱性の観点より特に式(1e)及び式(1f)が好ましい。
(シアニン色素)
本発明に係る色素多量体の態様の一つは、シアニン色素(シアニン化合物)に由来する部分構造を有するものである。該色素多量体としては、下記一般式(PM)で表される化合物(シアニン化合物)に由来する部分構造を、色素部位の部分構造(Dye)として有する色素多量体が含まれる。本発明においてシアニン化合物とは、分子内にシアニン骨格を含む色素部位を有する化合物を総称するものである。
一般式(PM)中、環Z1及び環Z2は、それぞれ独立に置換基を有してもよい複素環を表す。lは0以上3以下の整数を表す。Xはアニオンを表す。
環Z1及び環Z2は、それぞれ独立して、オキサゾール、ベンゾオキサゾール、オキサゾリン、チアゾール、チアゾリン、ベンゾチアゾール、インドレニン、ベンゾインドレニン、1,3−チアジアジン等が挙げられる。
環Z1及び環Z2が取りうる置換基は、前記置換基群Aの項で挙げた置換基と同様である。Xはフッ素アニオン、塩素アニオン、臭素アニオン、ヨウ素アニオン、過塩素酸アニオン、チオシアン酸アニオン、六フッ化リンアニオン、六フッ化アンチモンアニオン、四フッ化ホウ素アニオン等の無機系アニオン、酢酸アニオン、安息香酸アニオン等のカルボン酸アニオン、ベンゼンスルホン酸アニオン、トルエンスルホン酸アニオン、トリフルオロメタンスルホン酸アニオン等の有機スルホン酸アニオン、オクチルリン酸アニオン、ドデシルリン酸アニオン、オクタデシルリン酸アニオン、フェニルリン酸アニオン、ノニルフェニルリン酸アニオン等の有機リン酸アニオン等が挙げられる。Xは色素骨格と連結してもよく、又は色素多量体の一部(高分子鎖等)と連結してもよい。
一般式(PM)で表される化合物は、下記一般式(PM−2)で表される化合物であることが好ましい。
一般式(PM−2)中、環Z及び環Zは、それぞれ独立に、置換基を有していてもよいベンゼン環又は置換基を有していてもよいナフタレン環を表す。
は、Cl、Br、I、ClO 、OH、1価の有機カルボン酸アニオン、1価の有機スルホン酸アニオン、1価のホウ素アニオン又は1価の有機金属錯体アニオンを表す。Yは色素骨格と連結してもよく、又は色素多量体の一部(高分子鎖等)と連結してもよい。
nは、0以上3以下の整数を表す。
及びAは、それぞれ独立に、酸素原子、硫黄原子、セレン原子、炭素原子又は窒素原子を表す。
及びRは、それぞれ独立に、置換基を有していてもよい1価の炭素数1〜20の脂肪族炭化水素基を表す。
及びRは、それぞれ独立に水素原子又は1価の炭素数1〜6の脂肪族炭化水素基を表すか、1個のRと1個のRとが一緒になって形成された2価の炭素数2〜6の脂肪族炭化水素基を表す。
a及びbは、それぞれ独立に、0以上2以下の整数を表す。
一般式(PM−2)中、Yはフッ素アニオン、塩素アニオン、臭素アニオン、ヨウ素アニオン、過塩素酸アニオン、カルボン酸アニオンであることが好ましく、塩素アニオン、過塩素アニオン、カルボン酸アニオンであることが最も好ましい。nは1であることが好ましい。A及びAは、それぞれ独立に酸素原子、硫黄原子又は炭素原子であることが好ましく、双方が炭素原子であることが最も好ましい。
以下に、シアニン化合物の具体例を示すが、本発明はこれに限定されるものではない。
具体例のうち、(pm−1)〜(pm−6)、(pm−9)及び(pm−10)で表される構造が好ましく、中でも、色特性及び耐熱性の観点より、(pm−1)、(pm−2)及び(pm−10)で表される色素構造が特に好ましい。
(スクアリリウム色素)
本発明に係る色素多量体の態様の一つは、スクアリリウム色素(スクアリリウム化合物)に由来する部分構造を有するものである。該色素多量体としては、下記一般式(K)で表される化合物(スクアリリウム化合物)に由来する部分構造を、色素部位の部分構造(Dye)として有する色素多量体が含まれる。本発明においてスクアリリウム化合物とは、分子内にスクアリリウム骨格を含む色素部位を有する化合物を総称するものである。
一般式(K)中、A及びBは、それぞれ独立に、アリール基又はヘテロ環基を表す。アリール基としては、好ましくは炭素数6〜48、より好ましくは6〜24のアリール基で、例えば、フェニル、ナフチル等が挙げられる。ヘテロ環基としては五員環又は六員環のへテロ環基が好ましく、例えばピロイル、イミダゾイル、ピラゾイル、チエニル、ピリジル、ピリミジル、ピリダジル、トリアゾール−1−イル、チエニル、フリル、チアジアゾイル等が挙げられる。
一般式(K)で現される化合物としては、特に下記一般式(K−1)、一般式(K−2)、一般式(K−3)又は一般式(K−4)で表される化合物であることが好ましい。
一般式(K−1)中、R91、R92、R94、R95、R96、及びR98は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、直鎖もしくは分岐のアルキル基、シクロアルキル基、直鎖もしくは分岐のアルケニル基、シクロアルケニル基、アルキニル基、アリール基、ヘテロ環基、シアノ基、ヒドロキシル基、ニトロ基、カルボキシル基、アルコキシ基、アリールオキシ基、シリルオキシ基、ヘテロ環オキシ基、アシルオキシ基、カルバモイルオキシ基、アミノ基(アルキルアミノ基、アニリノ基を含む)、アシルアミノ基、アミノカルボニルアミノ基、アルコキシカルボニルアミノ基、アリールオキシカルボニルアミノ基、スルファモイルアミノ基、アルキル又はアリールスルホニルアミノ基、メルカプト基、アルキルチオ基、アリールチオ基、ヘテロ環チオ基、スルファモイル基、スルホ基、アルキル又はアリールスルフィニル基、アルキル又はアリールスルホニル基、アシル基、アリールオキシカルボニル基、アルコキシカルボニル基、カルバモイル基、アリール又はヘテロ環アゾ基、イミド基、ホスフィノ基、ホスフィニル基、ホスフィニルオキシ基、ホスフィニルアミノ基、又はシリル基を表す。
93及びR97は、それぞれ独立に、水素原子、直鎖もしくは分岐のアルキル基、シクロアルキル基、シクロアルケニル基、アルキニル基、アリール基又はヘテロ環基を表す。
91とR92、及び、R95とR96は、それぞれ、互いに連結して環を形成してもよい。
一般式(K−1)中のR91、R92、R94、R95、R96、R98が取りうる置換基は、前記置換基群Aの項で挙げた置換基と同様である。
91〜R98は、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、ヒドロキシ基、アミノ基、アリール基又はヘテロ環基であることが好ましく、R93、R94、R97及びR98はアルキル基であり、且つ、R91とR92、及びR95とR96が互いに連結してアリール環を形成していることがさらに好ましく、R93、R94、R97及びR98は炭素数1〜20のアルキル基であり、且つ、R91とR92、及びR95とR96が互いに連結してベンゼン環を形成していることが最も好ましい。
一般式(K−2)中、R101、R103、R104、R105、R107及びR108は、前記一般式(K−1)におけるR91、R93、R94、R95、R97及びR98とそれぞれ同義である。R103及びR107は、前記一般式(K−1)におけるR93及びR97と同義である。
一般式(K−2)中、R101、R103、R104、R105、R107及びR108は、水素原子、アルキル基、ヒドロキシ基、アミノ基、アリール基、又はヘテロ環基であることが好ましく、R101、R103、R105及びR107はアルキル基又はアリール基であり、且つ、R104及びR108はヒドロキシ基又はアミノ基であることがさらに好ましく、R101、R103、R105及びR107は炭素数1〜20のアルキル基であり、且つ、R104及びR108はヒドロキシ基であることがさらに好ましい。R103及びR107は水素原子、直鎖又は分岐のアルキル基、及びアリール基が好ましく、炭素数1〜5のアルキル基及びフェニル基がさらに好ましい。
一般式(K−3)中、R109、R110、R111、R112、R113、R114、R115、R118及びR119は、前記一般式(K−3)におけるR91、R93、R94、R95、R97及びR98と同義である。R116及びR117は、前記一般式(K−1)におけるR93及びR97と同義である。
一般式(k−3)中、R109、R109、R109、R109、R113、R114、R115、R118及びR119は、水素原子、ハロゲン原子、直鎖もしくは分岐のアルキル基、ヒドロキシ基、アルコキシ基であることが好ましい。特に、R109、R113、R115、R118及びR119は、水素原子であり、R110、R111及びR112は、水素原子又はアルコキシ基であり、R114は、水素原子、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、炭素数1〜5のアルキル基、又は炭素数1〜5のアルコキシ基であることが最も好ましい。
一般式(K−4)中、R120は、ハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ基、又はアルケニル基を表す。mは1〜4の整数を表す。nは0〜4の整数を表す。
120は、特に、炭素数1〜5のアルキル基、又は炭素数1〜5のアルコキシ基が好ましい。mは1〜3が好ましく、mが3であることが最も好ましい。nは0〜3が好ましく、0又は1が好ましい。
本発明における色素構造を形成しうる色素化合物としては、前記一般式(K−1)で現されるスクアリリウム化合物が色相の観点から好ましい。
前記一般式(K−1)〜一般式(K−4)で表されるスクアリリウム化合物は、J.Chem.Soc.,Perkin Trans.1,2000,599.に記載の方法を適用して合成することができる。
下記に一般式(K−1)〜(K−4)で表されるスクアリリウム化合物の具体例を示すが、本発明はこれに限定されるものではない。
上記具体例のうち、色特性及び耐熱性の観点から(sq−1)、(sq−2)、(sq−3)、(sq−7)、(sq−8)、(sq−9)、(s9−9)、(sq−10)、(sq−11)及び(sq−12)が好ましい。
(キノフタロン色素)
本発明に係る色素多量体の態様の一つは、キノフタロン色素(キノフタロン化合物)に由来する部分構造を有するものである。該色素多量体としては、下記一般式(QP)で表される化合物(キノフタロン化合物)に由来する部分構造を、色素部位の部分構造(Dye)として有する色素多量体が含まれる。本発明においてキノフタロン化合物とは、分子内にキノフタロン骨格を含む色素部位を有する化合物を総称するものである。
一般式(QP)中、Rqp〜Rqpはそれぞれ独立に水素原子又は置換基を表す。Rqp〜Rqpの少なくとも2つが隣接位にある場合は、互いに結合して環を形成してもよく、該環がさらに置換基を有してもよい。
Rqp〜Rqpが表す置換基は、前記置換基群Aの項で挙げた置換基を表す。Rqp〜Rqpが表す置換基としては、ハロゲン原子、アルキル基、アルケニル基及びアリール基が好ましい。特に、RqpとRqp、及びRqpとRqpは互いに連結して置換もしくは無置換のフェニル基を形成することが好ましい。Rqp及びRqpは水素原子又は塩素原子、臭素原子であることが好ましい。
RqpとRqp、及びRqpとRqpは互いに連結して形成するフェニル基が有してもよい置換基としては、前記置換基の項で挙げた置換基が挙げられるが、ハロゲン原子、カルバモイル基、アミノ基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アルキルチオ基、アリールチオ基及びアルコキシカルボニル基が挙好ましい。
以下に一般式(QP)で表される化合物の具体例を示すが、本発明はこれに限定されるものではない。
上記具体例のうち、色特性及び耐熱性の観点から(QP−1)〜(QP−5)が好ましい。
(フタロシアニン色素)
本発明に係る色素多量体の態様の一つは、フタロシアニン色素(フタロシアニン化合物)に由来する部分構造を有するものである。該色素多量体としては、下記一般式(F)で表される化合物(フタロシアニン化合物)に由来する部分構造を、色素部位の部分構造(Dye)として有する色素多量体が含まれる。本発明においてフタロシアニン化合物とは、分子内にフタロシアニン骨格を含む色素部位を有する化合物を総称するものである。
一般式(F)中、Mは金属類を表し、Z、Z、Z、及びZは、各々独立に、水素原子、炭素原子及び窒素原子より選ばれる原子を含んで構成される6員環を形成するために必要な原子群を表す。
一般式(F)を詳しく説明する。
一般式(F)中、Mで表される金属類としては、例えば、Zn、Mg、Si、Sn、Rh、Pt、Pd、Mo、Mn、Pb、Cu、Ni、Co、及びFe等の金属原子、AlCl、InCl、FeCl、TiCl、SnCl、SiCl、GeClなどの金属塩化物、TiO、VO等の金属酸化物、並びにSi(OH)等の金属水酸化物が含まれるが、特にCu、Znが好ましい。
一般式(F)中、Z、Z、Z、及びZは、各々独立に、水素原子、炭素原子、窒素原子より選ばれる原子を含んで構成される6員環を形成するために必要な原子群を表す。該6員環は、飽和環であっても、不飽和環であってもよく、無置換であっても置換基を有していてもよい。置換基としては、前記置換基群Aの項で挙げた置換基が挙げられる。また該6員環が2個以上の置換基を有する場合には、それらの置換基は同一であっても異なっていてもよい。更に該6員環は、他の5員又は6員の環と縮合していてもよい。
6員環には、ベンゼン環、シクロヘキサン環などが含まれる。
一般式(F)で表されるフタロシアニン色素残基の中でも、特に下記一般式(F−1)で表されるフタロシアニン色素に由来する残基が好ましい。
一般式(F−1)において、Mは前記一般式(F)におけるMと同義であり、その 一般式(F−1)において、Mは前記一般式(F)におけるMと同義であり、その好ましい態様も同様である。
前記一般式(F−1)中、R101〜R116は各々独立に、水素原子又は置換基を表し、R101〜R116で表される置換基が、更に置換可能な基である場合には、前記の置換基群Aの項で説明した基で置換されていてもよく、2個以上の置換基で置換されている場合には、それらの置換基は同一であっても異なっていてもよい。
101〜R116で表される置換基は、上記の中でも、水素原子、SONR117118(R117及びR118は水素原子、直鎖又は分岐の炭素数3〜20の置換基を有してもよいアルキル基)、SR119(R119は直鎖又は分岐の炭素数3〜20の置換基を有してもよいアルキル基)が好ましい。
以下に一般式(F)で表される化合物の具体例を示すが、本発明はこれに限定されるものではない。
上記具体例のうち、色特性及び耐熱性の観点より、特に(Ph−1)〜(Ph−3)、(Ph−7)が好ましい。
(サブフタロシアニン化合物)
本発明に係る色素多量体の態様の一つは、サブフタロシアニン色素(フタロシアニン化合物)に由来する部分構造を有するものである。該色素多量体としては、下記一般式(SP)で表される化合物(サブフタロシアニン化合物)に由来する部分構造を、色素部位の部分構造(Dye)として有する色素多量体が含まれる。本発明においてサブフタロシアニン化合物とは、分子内にサブフタロシアニン骨格を含む色素部位を有する化合物を総称するものである。
一般式(SP)中、Z〜Z12は、それぞれ独立して、水素原子、アルキル基、アリール基、ヒロドキシ基、メルカプト基、アミノ基、アルコキシ基、アリールオキシ基、チオエーテル基を表す。Xはアニオンを表す。
一般式(SP)を詳しく説明する。
一般式(SP)中のZ〜Z12が有してもよいアルキル基は直鎖又は分岐の置換又は無置換のアルキル基を表す。Z〜Z12としては、特に、炭素数1〜20が好ましく、炭素数1〜10がさらに好ましい。Z〜Z12が有してもよい置換基としては前記置換基群Aの項で挙げた置換基が挙げられるが、特にフッ素原子、ヒドロキシ基及びメルカプト基が好ましい。
一般式(SP)中のXはアニオンを表す。Xはアニオンを表す。Xとして具体的には、フッ素アニオン、塩素アニオン、臭素アニオン、ヨウ素アニオン、過塩素酸アニオン、チオシアン酸アニオン、六フッ化リンアニオン、六フッ化アンチモンアニオン、四フッ化ホウ素アニオン等の無機系アニオン、酢酸アニオン、安息香酸アニオン等のカルボン酸アニオン、ベンゼンスルホン酸アニオン、トルエンスルホン酸アニオン、トリフルオロメタンスルホン酸アニオン等の有機スルホン酸アニオン、オクチルリン酸アニオン、ドデシルリン酸アニオン、オクタデシルリン酸アニオン、フェニルリン酸アニオン、ノニルフェニルリン酸アニオン等の有機リン酸アニオン等が挙げられる。Xは色素骨格と連結してもよく、又は色素多量体の一部(高分子鎖等)と連結してもよい。
はフッ素アニオン、塩素アニオン、臭素アニオン、ヨウ素アニオン、過塩素酸アニオン、カルボン酸アニオン、リン酸アニオンであることが好ましく、過塩素酸アニオン、カルボン酸アニオンであることが最も好ましい。
以下にサブフタロシアニン化合物の具体例を示すが、本発明はこれに限定されるものでない。
上記具体例のうち、色特性及び耐熱性の観点より、特に(SP−2)、(SP−3)、(SP−4)、(SP−5)、(SP−6)及び(SP−7)が好ましい。
以下に、前記一般式(A)で表される構成単位の具体例を示すが、本発明はこれらに限定されない。まず、ジピロメテン系金属錯体化合物に由来する部分構造を、色素部位の部分構造として有する構成単位の例〔(A−1)〜(A−23)〕を示す。
さらに、前記一般式(A)で表される構成単位として、ピロメテン系色素以外の、他の色素部位を部分構造として有する構造単位の具体例を示すが、本発明はこれらに限定されない。
本発明に係る特定色素重合体は、前記色素構造を含む重合性化合物をLogP値が5以下の連鎖移動剤を用いて重合してなる。
LogP値とは、オクタノール/水分配係数であり、各種プログラムにより計算が可能であるが、本発明におけるLogP値としては、Cambridge Soft社製「Chem Draw Pro version12.0」において、計算した値を意味する。
LogP値が5以下の連鎖移動剤としては、その構造は特に限定されないが、連鎖移動剤としての扱いやすさから、アルキルメルカプタンであることが好ましく、アルキルメルカプタンは置換基を有していてもよい。アルキルメルカプタンとしては、LogP値の低さから、炭素数が10以下のアルキルメルカプタン、或いは、エステル構造、及び/或いは、エーテル構造を有するアルキルメルカプタンが好ましい。LogP値が5以下の化合物の具体例を下記に示す。
上記連鎖移動剤を用いて本発明に係る特定色素重合体を合成する方法としては、色素単量体を、連鎖移動剤の共存化で、ラジカル重合する方法が挙げられる。この方法により、既述の色素構造を有する構造単位の如き、色素単量体に由来する構成単位を含んでなる色素多量体を合成することができる。以下、このような反応を、適宜、「ラジカル重合反応」と称する。
ラジカル重合反応は、例えば、第四版実験化学講座28高分子合成に記載の方法に準じて行われ、ここに記載の方法を応用することで、本発明に係る特定色素重合体を合成できる。
ラジカル重合反応では、ラジカル重合開始剤を用いることが好ましい。具体的には、アゾ開始剤(アゾイソブチロニトリル、ジメチル2、2−アゾビスイソブチレート、ジメチル2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオネート)等)、過酸化物開始剤(過酸化ベンゾイル、ジ−t−ブチルパーオキシド等)等が挙げられる。
また、ラジカル重合開始剤を用いる量に特に制限はないが、原料となる色素単量体に対して、0.01〜0.5当量用いるのが好ましく、0.03〜0.3当量用いるのがより好ましい。ラジカル重合開始剤は、1種を単独で用いてもよいし、2種類以上を併用してもよい。
また、本発明におけるラジカル重合反応では、ラジカル重合開始剤とともに、LogP値が5以下の連鎖移動剤を用いる必要がある。連鎖移動剤の使用量に特に制限はないが、前記ラジカル重合開始剤に対して、0.01〜20当量用いるのが好ましく、0.2〜3.0当量用いるのがより好ましい。連鎖移動剤は、単独で用いてもよいし、二種類以上用いてもよい。
連鎖移動剤を重合系に加えるタイミングとしては、ラジカル重合開始剤を添加する前であればよく、予め色素単量体などの原料モノマーと混合させておいてもよい。
ラジカル重合反応で用いる有機溶媒は、反応を阻害しない限り特に限定されない。プロピレングリコールメチルエーテルアセテート(PGMEA)、N−メチルピロリドン(NMP)、シクロヘキサノン、酢酸ブチル、ハロゲン系溶媒(ジクロロメタン等)、アセトニトリル等が好適な溶媒として挙げられる。
有機溶媒は、単独で用いてもよいし、二種類以上併用して用いてもよい。
ラジカル重合反応の反応温度は、0℃〜150℃の温度範囲で、使用する原料等に応じて選択することができるが、30℃〜120℃の温度範囲が好ましく、40℃〜100℃の温度範囲がより好ましい。
本発明に係る特定色素重合体の合成に際しては、必須の原料モノマーである色素単量体以外に、色素単量体とは構造が異なり、且つ末端エチレン性不飽和結合を有する単量体、即ち、色素構造を有しない単量体を原料モノマーとして含んでいてもよい。前記色素単量体とは構造が異なり、且つ末端エチレン性不飽和結合を有する単量体の具体例としては、特に制限はないが、以下に好ましい具体例を示す。
共重合成分として使用可能な単量体としては、ビニルモノマーが挙げられる。ビニルモノマーはアルカリ可溶性基を有するものであってもよい。
本発明にかかる特定色素重合体は、アルカリ可溶性基を有する共重合成分を含むことで、着色硬化膜を形成するに際して、パターン形成性が向上し、現像液中の析出物の生成が抑制される。このような目的で併用されるアルカリ可溶性基を有するビニルモノマーに由来する繰り返し単位の含有量は、特定色素重合体の酸価として好ましくは50mgKOH/g以上であり、特に好ましくは50mgKOH/g〜200mgKOH/gである。この範囲であることによって、現像液中での析出物の生成が抑制される。
また、上記した範囲の酸価であることによって、本発明の色素重合体と顔料とを共に用いて着色感放射線性組成物を構成する場合、顔料の1次粒子の凝集体である2次凝集体の生成を効果的に抑制、あるいは、2次凝集体の凝集力を効果的に弱めることができる。
本発明に係る特定色素重合体の共重合成分として使用可能なビニルモノマーとしては、特に制限されないが、例えば、(メタ)アクリル酸エステル類、クロトン酸エステル類、ビニルエステル類、マレイン酸ジエステル類、フマル酸ジエステル類、イタコン酸ジエステル類、(メタ)アクリルアミド類、ビニルエーテル類、ビニルアルコールのエステル類、スチレン類、(メタ)アクリロニトリルなどが好ましい。このようなビニルモノマーの具体例としては、例えば以下のような化合物が挙げられる。
なお、本明細書において「アクリル」及び「メタクリル」のいずれか或いは双方を示す場合「(メタ)アクリル」と記載することがある。
(メタ)アクリル酸エステル類の例としては、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸n−プロピル、(メタ)アクリル酸イソプロピル、(メタ)アクリル酸n−ブチル、(メタ)アクリル酸イソブチル、(メタ)アクリル酸t−ブチル、(メタ)アクリル酸n−ヘキシル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸t−ブチルシクロヘキシル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸t−オクチル、(メタ)アクリル酸ドデシル、(メタ)アクリル酸オクタデシル、(メタ)アクリル酸アセトキシエチル、(メタ)アクリル酸フェニル、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸2−メトキシエチル、(メタ)アクリル酸2−エトキシエチル、(メタ)アクリル酸2−(2−メトキシエトキシ)エチル、(メタ)アクリル酸3−フェノキシ−2−ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸ベンジル、(メタ)アクリル酸ジエチレングリコールモノメチルエーテル、(メタ)アクリル酸ジエチレングリコールモノエチルエーテル、(メタ)アクリル酸トリエチレングリコールモノメチルエーテル、(メタ)アクリル酸トリエチレングリコールモノエチルエーテル、(メタ)アクリル酸ポリエチレングリコールモノメチルエーテル、(メタ)アクリル酸ポリエチレングリコールモノエチルエーテル、(メタ)アクリル酸β−フェノキシエトキシエチル、(メタ)アクリル酸ノニルフェノキシポリエチレングリコール、(メタ)アクリル酸ジシクロペンテニル、(メタ)アクリル酸ジシクロペンテニルオキシエチル、(メタ)アクリル酸トリフロロエチル、(メタ)アクリル酸オクタフロロペンチル、(メタ)アクリル酸パーフロロオクチルエチル、(メタ)アクリル酸ジシクロペンタニル、(メタ)アクリル酸トリブロモフェニル、(メタ)アクリル酸トリブロモフェニルオキシエチルなどが挙げられる。
クロトン酸エステル類の例としては、クロトン酸ブチル、及びクロトン酸ヘキシル等が挙げられる。
ビニルエステル類の例としては、ビニルアセテート、ビニルプロピオネート、ビニルブチレート、ビニルメトキシアセテート、及び安息香酸ビニルなどが挙げられる。
マレイン酸ジエステル類の例としては、マレイン酸ジメチル、マレイン酸ジエチル、及びマレイン酸ジブチルなどが挙げられる。
フマル酸ジエステル類の例としては、フマル酸ジメチル、フマル酸ジエチル、及びフマル酸ジブチルなどが挙げられる。
イタコン酸ジエステル類の例としては、イタコン酸ジメチル、イタコン酸ジエチル、及びイタコン酸ジブチルなどが挙げられる。
(メタ)アクリルアミド類としては、(メタ)アクリルアミド、N−メチル(メタ)アクリルアミド、N−エチル(メタ)アクリルアミド、N−プロピル(メタ)アクリルアミド、N−イソプロピル(メタ)アクリルアミド、N−n−ブチルアクリル(メタ)アミド、N−t−ブチル(メタ)アクリルアミド、N−シクロヘキシル(メタ)アクリルアミド、N−(2−メトキシエチル)(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジエチル(メタ)アクリルアミド、N−フェニル(メタ)アクリルアミド、N−ベンジル(メタ)アクリルアミド、(メタ)アクリロイルモルホリン、ジアセトンアクリルアミドなどが挙げられる。
ビニルエーテル類の例としては、メチルビニルエーテル、ブチルビニルエーテル、ヘキシルビニルエーテル、及びメトキシエチルビニルエーテルなどが挙げられる。
スチレン類の例としては、スチレン、メチルスチレン、ジメチルスチレン、トリメチルスチレン、エチルスチレン、イソプロピルスチレン、ブチルスチレン、ヒドロキシスチレン、メトキシスチレン、ブトキシスチレン、アセトキシスチレン、クロロスチレン、ジクロロスチレン、ブロモスチレン、クロロメチルスチレン、酸性物質により脱保護可能な基(例えばt−Bocなど)で保護されたヒドロキシスチレン、ビニル安息香酸メチル、及びα−メチルスチレンなどが挙げられる。
また、色素構造を有しない、併用可能な他の末端エチレン性不飽和結合を有する単量体を用いる量には特に制限はないが、色素単量体に対して、0.1〜10当量用いるのが好ましく、0.2〜5当量用いるのがより好ましい。これらは、単独で用いてもよいし、二種類以上用いてもよい。
本発明に係るラジカル重合反応の重合方法としては、溶液重合法、懸濁重合法、乳化重合法等を採用することができるが、反応制御の観点から溶液重合が好ましい。また、重合方式としては、開始剤や重合触媒を除いた原料を初期に一括で仕込み、開始剤及び重合触媒の添加によって重合を開始する一括重合方式、原料を数時間にわたって滴下添加する滴下重合方式、原材料の一部をあらかじめ仕込んでおき、残りを滴下添加する部分滴下重合方式等を採用することができる。
(重合性基導入反応)
本発明の係る特定色素重合体に重合性基を導入することで、得られる着色感放射線性組成物の効果感度が向上し、より高強度の着色膜が形成される。特定色素重合体の合成に際し、重合性基を導入する方法について説明する。
色素構造を有する色素単量体を単独重合、あるいは、色素単量体と、色素構造を有しない他の末端エチレン性不飽和結合を有する単量体との共重合により多量体を得て、次いで、該多量体と反応する基と重合性基とを有する化合物を該多量体に付加させることにより、重合性基を導入する重合性基含有色素多量体を合成することができる(以下、本反応を「重合性基導入反応」と称する。)。
重合性基導入反応として、例えば、後述する染料ポリマーVIIIの合成で用いられるカルボン酸部位をもつ化合物P1とグリシジルメタクリレートとをアンモニウム塩等の触媒存在下で反応させる反応(以下、本反応を「GMA化反応」と称する。)、多量体中のハロゲン基を脱ハロゲン化水素反応により末端エチレン性不飽和結合に変換する方法等がある。
(GMA化反応)
GMA化反応は、触媒を用いることが好ましい。具体的には、アンモニウム塩類(テトラブチルアンモニウムブロミド、テトラブチルアンモニウムクロリド等)、アミン類(N,N−ジメチルドデシルアミン、ジイソプロピルエチルアミン等)、リン化合物(トリフェニルホスフィン等)、ベタイン類(トリメチルグリシン等)が挙げられる。
また、アンモニウム塩等の触媒を用いる量に特に制限はないが、一般式(1)で表される色素単量体に対して、0.01〜0.5当量用いるのが好ましく、0.03〜0.3当量用いるのがより好ましい。これらは、単独で用いてもよいし、二種類以上用いてもよい。
GMA化反応で用いる有機溶媒は、反応を阻害しない限り特に限定されない。プロピレングリコールメチルエーテルアセテート、N−メチルピロリドン、シクロヘキサノン、酢酸ブチル、ハロゲン系溶媒(ジクロロメタン等)、アセトニトリル等が好適な溶媒として挙げられる。これらは、単独で用いてもよいし、二種類以上併用して用いてもよい。
GMA化反応の反応温度は、0℃〜150℃の温度範囲で、使用する原料等に応じて選択することができるが、30℃〜120℃の温度範囲が好ましく、40℃〜100℃の温度範囲がより好ましい。
このようにして、本発明に有用な特定色素重合体を得ることができる。
代表的なスキームを以下に挙げるが、本発明はこれに限定されない。
上記連鎖移動剤を用いて得られた特定色素重合体の具体例を、使用した連鎖移動剤及び重量平均分子量とともに以下に挙げるが、本発明はこれに限定されるものではない。
本発明の着色感放射線性組成物における特定色素重合体の含有量は、固形分換算で1質量%〜80質量%の範囲であることが好ましく、10質量%〜60質量%の範囲であることがより好ましく、さらに15質量%〜40質量%が好ましい。ここで、固形分とは、着色感放射線性組成物中の溶剤を除く全成分を指す。
<(B)溶剤>
本発明の着色感放射線性組成物は、溶剤を含有する。溶剤としては、有機溶剤が好ましい。
本発明に用いうる有機溶剤の例としては、例えば、以下のものが挙げられる。
エステル類として、例えば、酢酸エチル、酢酸−n−ブチル、酢酸イソブチル、ギ酸アミル、酢酸イソアミル、酢酸イソブチル、プロピオン酸ブチル、酪酸イソプロピル、酪酸エチル、酪酸ブチル、乳酸メチル、乳酸エチル、オキシ酢酸アルキル(例えば、オキシ酢酸メチル、オキシ酢酸エチル、オキシ酢酸ブチル(例えば、メトキシ酢酸メチル、メトキシ酢酸エチル、メトキシ酢酸ブチル、エトキシ酢酸メチル、エトキシ酢酸エチル等))、3−オキシプロピオン酸アルキルエステル類(例えば、3−オキシプロピオン酸メチル、3−オキシプロピオン酸エチル等(例えば、3−メトキシプロピオン酸メチル、3−メトキシプロピオン酸エチル、3−エトキシプロピオン酸メチル、3−エトキシプロピオン酸エチル等))、2−オキシプロピオン酸アルキルエステル類(例:2−オキシプロピオン酸メチル、2−オキシプロピオン酸エチル、2−オキシプロピオン酸プロピル等(例えば、2−メトキシプロピオン酸メチル、2−メトキシプロピオン酸エチル、2−メトキシプロピオン酸プロピル、2−エトキシプロピオン酸メチル、2−エトキシプロピオン酸エチル))、2−オキシ−2−メチルプロピオン酸メチル及び2−オキシ−2−メチルプロピオン酸エチル(例えば、2−メトキシ−2−メチルプロピオン酸メチル、2−エトキシ−2−メチルプロピオン酸エチル等)、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、ピルビン酸プロピル、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、2−オキソブタン酸メチル、2−オキソブタン酸エチル等、並びに、エーテル類として、例えば、ジエチレングリコールジメチルエーテル、テトラヒドロフラン、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、メチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテート、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノプロピルエーテルアセテート等、並びに、ケトン類として、例えば、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、2−ヘプタノン、3−ヘプタノン等、並びに、芳香族炭化水素類として、例えば、トルエン、キシレン等が好適に挙げられる。
有機溶剤は、1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
有機溶剤を2種以上組みあわせて用いる場合、特に好ましくは、上記の3−エトキシプロピオン酸メチル、3−エトキシプロピオン酸エチル、エチルセロソルブアセテート、乳酸エチル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、酢酸ブチル、3−メトキシプロピオン酸メチル、2−ヘプタノン、シクロヘキサノン、エチルカルビトールアセテート、ブチルカルビトールアセテート、プロピレングリコールメチルエーテル、及びプロピレングリコールメチルエーテルアセテートから選択される2種以上で構成される混合溶液である
着色感放射線性組成物に含まれる有機溶剤の量としては、着色感放射線性組成物の全量に対し、10質量%〜90質量%であることが好ましく、20質量%〜80質量%であることがより好ましく、25質量%〜75質量%であることが更に好ましい。
<(C)前記(A)特定色素重合体とは異なる重合体(他の重合体)>
本発明の着色感放射線性組成物には、色素構造を含む構造単位を重合成分として含有しない他の重合体を必要に応じて含んでもよい。他の重合体は、例えば、バインダーポリマーとして、或いは、所望により併用される顔料の分散剤として、含まれてもよい。
本発明に用いることができる(C)他の重合体としては、アルカリ可溶性であれば特に限定されないが、熱堅牢性、現像性、入手性等の観点から選ばれることが好ましい。
アルカリ可溶性の重合体としては、線状有機高分子重合体で、有機溶剤に可溶性で、弱アルカリ水溶液で現像できるものが好ましい。このような線状有機高分子重合体としては、側鎖にカルボン酸を有するポリマー、例えば、特開昭59−44615号、特公昭54−34327号、特公昭58−12577号、特公昭54−25957号、特開昭59−53836号、特開昭59−71048号等の各公報の明細書に記載されているようなメタクリル酸共重合体、アクリル酸共重合体、イタコン酸共重合体、クロトン酸共重合体、マレイン酸共重合体、部分エステル化マレイン酸共重合体等があり、また、同様に、側鎖にカルボン酸を有する酸性セルロース誘導体が有用である。この他に水酸基を有するポリマーに酸無水物を付加させたもの等やポリヒドロキシスチレン系樹脂、ポリシロキサン系樹脂、ポリ(2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート)、ポリビニルピロリドンやポリエチレンオキサイド、ポリビニルアルコール等も有用である。
また、上記重合体は、親水性基を有するモノマーを共重合成分として含んでいてもよく、この例としては、アルコキシアルキル(メタ)アクリレート、ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート、グリセロール(メタ)アクリレート、(メタ)アクリルアミド、N−メチロールアクリルアミド、2級及び3級のアルキルアクリルアミド、ジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリレート、モルホリノ(メタ)アクリレート、N−ビニルピロリドン、N−ビニルカプロラクタム、ビニルイミダゾール、ビニルトリアゾール、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、分岐又は直鎖のプロピル(メタ)アクリレート、分岐又は直鎖のブチル(メタ)アクリレート、フェノキシヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
上記以外に親水性基を有するモノマーとして、テトラヒドロフルフリル基、燐酸部位、燐酸エステル部位、4級アンモニウム塩の部位、エチレンオキシ鎖、プロピレンオキシ鎖、スルホン酸又はその塩の部位、モルホニルエチル基等を含んだモノマー等も共重合成分として有用である。
また、着色感放射線性組成物は、露光により硬化させて着色領域の形成に用いられるが、そのような用途において、架橋効率を向上させる観点からは、重合性基を側鎖に有してもよく、アリル基、(メタ)アクリル基、アリルオキシアルキル基等を側鎖に含有したポリマー等も有用である。
これらの重合性基を有するポリマーの例としては、KSレジスト−106(大阪有機化学工業(株)製)、サイクロマーPシリーズ(ダイセル化学工業(株)製)等が挙げられる。
また、硬化被膜の強度を上げるためにアルコール可溶性ナイロンや、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパンとエピクロルヒドリンとのポリエーテル等も(C)他の共重合体として有用である。
上記の各種重合体のうち、熱堅牢性の観点で、ポリヒドロキシスチレン系樹脂、ポリシロキサン系樹脂、アクリル系樹脂、アクリルアミド系樹脂、アクリル/アクリルアミド共重合体樹脂が好ましく、また、現像性制御の観点では、アクリル系樹脂、アクリルアミド系樹脂、アクリル/アクリルアミド共重合体樹脂が好ましい。上記アクリル系樹脂としては、ベンジル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリル酸、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリルアミド等から選ばれるモノマーからなる共重合体、及びKS−レジスト−106(大阪有機化学工業(株)製)、サイクロマーP−シリーズ(ダイセル化学工業(株)製)などが好ましい。
また、本発明において、バインダーとして用いうる(C)他の重合体としては、アルカリ可溶性フェノール樹脂を用いることができる。該アルカリ可溶性フェノール樹脂は、本発明の着色感放射線性組成物をポジ型に構成する場合に好適に用いることができ、例えば、ノボラック樹脂、又はビニル重合体等が挙げられる。
前記ノボラック樹脂としては、例えば、フェノール類とアルデヒド類とを酸触媒の存在下に縮合させて得られるものが挙げられる。フェノール類としては、例えば、フェノール、クレゾール、エチルフェノール、ブチルフェノール、キシレノール、フェニルフェノール、カテコール、レゾルシノール、ピロガロール、ナフトール、又はビスフェノールA等が挙げられる。フェノール類は単独若しくは2種以上を組み合わせて用いることができる。
また、アルデヒド類としては、例えば、ホルムアルデヒド、パラホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド、又はベンズアルデヒド等が挙げられる。
前記ノボラック樹脂の具体例としては、例えば、メタクレゾール、パラクレゾール又はこれらの混合物とホルマリンとの縮合生成物が挙げられる。ノボラック樹脂は、分別等の手段を用いて分子量分布を調節してもよい。また、ビスフェノールCやビスフェノールA等のフェノール系水酸基を有する低分子量成分を前記ノボラック樹脂に混合してもよい。
本発明に用いうる(C)他の重合体は、重量平均分子量(GPC法で測定されたポリスチレン換算値)が1×103〜2×105の重合体が好ましく、2×103〜1×105の重合体が更に好ましく、5×103〜5×104の重合体が特に好ましい。
また、(C)他の重合体を後述する(D)顔料の分散剤として用いる場合には、顔料に親和性を有する部分構造と、(B)溶剤に親和性を有する部分構造を有する重合体が好ましく用いられる。そのような重合体としては、下記一般式(I)又は下記一般式(II)で表される構造単位と、酸基を有する構造単位と、を有する高分子化合物が挙げられる。
(C)他の重合体を本発明の着色感放射線性組成物に用いる場合の含有量としては、該組成物中の全固形分に対して、0〜90質量%が好ましく、0〜70質量%が更に好ましく、0〜60質量%が特に好ましい。
上記一般式(I)及び一般式(II)中、R〜Rは各々独立に水素原子又は1価の有機基を表し、X及びXは各々独立に−CO−、−C(=O)O−、−CONH−、−OC(=O)−又はフェニレン基を表し、L及びLは各々独立に単結合又は2価の有機連結基を表し、A及びAは各々独立に1価の有機基を表し、m及びnは各々独立に2〜8の整数を表し、p及びqは各々独立に1〜100の整数を表す。
前記一般式(I)又は一般式(II)で表される構造単位は、(C)他の重合体に繰り返し単位として含まれる。
前記一般式(I)及び一般式(II)において、R〜Rは各々独立に、水素原子又は1価の有機基を表す。1価の有機基としては、置換若しくは無置換のアルキル基が好ましい。アルキル基としては、炭素数1〜12のアルキル基が好ましく、炭素数1〜8のアルキル基がより好ましく、炭素数1〜4のアルキル基が特に好ましい。
アルキル基が置換基を有する場合、該置換基としては、例えば、ヒドロキシ基、アルコキシ基(好ましくは炭素数1〜5、より好ましくは炭素数1〜3がより好ましい。)メトキシ基、エトキシ基、シクロヘキシロキシ基等が挙げられる。
好ましいアルキル基として、具体的には、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、n−ブチル基、i−ブチル基、t−ブチル基、n−ヘキシル基、シクロヘキシル基、2−ヒドロキシエチル基、3−ヒドロキシプロピル基、2−ヒドロキシプロピル基、2−メトキシエチル基が挙げられる。
、R、R、及びRとしては、水素原子が好ましく、R及びRとしては、水素原子又はメチル基が、顔料表面への吸着効率の点から最も好ましい。
前記一般式(I)及び一般式(II)中、X及びXは各々独立に、−CO−、−C(=O)O−、−CONH−、−OC(=O)−、又はフェニレン基を表す。中でも、−C(=O)O−、−CONH−、フェニレン基が、顔料への吸着性の観点で好ましく、−C(=O)O−が最も好ましい。
前記一般式(I)及び一般式(II)中、L及びLは各々独立に、単結合又は2価の有機連結基を表す。2価の有機連結基としては、置換若しくは無置換のアルキレン基や、該アルキレン基とヘテロ原子又はヘテロ原子を含む部分構造とからなる2価の有機連結基が好ましい。ここで、アルキレン基としては、炭素数1〜12のアルキレン基が好ましく、炭素数1〜8のアルキレン基が更に好ましく、炭素数1〜4のアルキレン基が特に好ましい。また、ヘテロ原子を含む部分構造におけるヘテロ原子としては、例えば、酸素原子、窒素原子、硫黄原子があげられ、中でも、酸素原子、窒素原子が好ましい。
好ましいアルキレン基として、具体的には、例えば、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、トリメチレン基、テトラメチレン基が挙げられる。
アルキレン基が置換基を有する場合、該置換基としては、例えば、ヒドロキシ基等が挙げられる。
2価の有機連結基としては、上記のアルキレン基の末端に、−C(=O)−、−OC(=O)−、−NHC(=O)−から選ばれるヘテロ原子又はヘテロ原子を含む部分構造を有し、該ヘテロ原子又はヘテロ原子を含む部分構造を介して、隣接した酸素原子と連結したものが、顔料への吸着性の点から好ましい。
前記一般式(I)及び一般式(II)中、A及びAは各々独立に、1価の有機基を表す。1価の有機基としては、置換もしくは非置換のアルキル基、又は、置換もしくは非置換のアリール基が好ましい。
本発明における(C)他の重合体としては、前記一般式(I)で表される構造単位の少なくとも1種または前記一般式(II)で表される構造単位の少なくとも1種を含み、あるいは前記一般式(I)で表される構造単位の少なくとも1種および前記一般式(II)で表される構造単位の少なくとも1種を含むものが好ましい。ここで、前記一般式(I)及び(II)においては、以下の組み合わせが特に好ましい態様である。即ち、R、R、R、及びRは水素原子が好ましく、R及びRは水素原子又はメチル基が好ましい。X及びXは−C(=O)O−が好ましい。L及びLは、炭素数1〜4のアルキレン基の末端に、−C(=O)−、−OC(=O)−、−NHC(=O)−から選ばれるヘテロ原子又はヘテロ原子を含む部分構造を有し、該ヘテロ原子又はヘテロ原子を含む部分構造を介して、隣接した酸素原子と連結した2価の有機連結基が好ましい。m及びnは5が好ましく、p及びqは5〜20が好ましい。
前記一般式(I)や一般式(II)で示される構造単位を有する重合体は、グラフト部位が親水的な特性を有しているために、顔料分散性に優れるとともに、前記特定色素重合体との相溶性が良好となり、色素の不均一化による色ムラの発生が、より効果的に抑制される。
以下、前記一般式(I)や一般式(II)で示される構造単位を有する重合体の具体例を挙げるが、本発明はこれらに限定されない。
<(D)顔料>
本発明の着色感放射線性組成物は、少なくとも1種の顔料を含有する。顔料としては、従来公知の種々の無機顔料又は有機顔料を適宜選択して用いることができる。
無機顔料、有機顔料に係わらず、着色パターンをカラーフィルタに用いることを考慮すれば、得られる着色硬化膜は高透過率であることが好ましいことを考慮すると、なるべく粒径が細かいものを使用することが好ましく、ハンドリング性をも考慮すると、上記顔料の平均一次粒子径は、5nm〜200nmが好ましく、20nm〜100nmがより好ましい。
無機顔料としては、金属酸化物、金属錯塩等で示される金属化合物を挙げることができ、具体的には、鉄、コバルト、アルミニウム、カドミウム、鉛、銅、チタン、マグネシウム、クロム、亜鉛、アンチモン、銀等の金属酸化物、及び前記金属の複合酸化物を挙げることができる。チタンの窒化物、銀錫化合物、銀化合物なども使用することができる。
本発明において好ましく用いることができる有機顔料として、以下のものを挙げることができる。但し本発明は、これらに限定されるものではない。
C.I.Pigment YELLOW 1、2、3、4、5、6、10、11、12、13、14、15、16、17、18、20、24、31、32、34、35、35:1、36、36:1、37、37:1、40、42、43、53、55、60、61、62、63、65、73、74、77、81、83、86、93、94、95、97、98、100、101、104、106、108、109、110、113、114、115、116、117、118、119、120、123、125、126、127、128、129、137、138、139、147、148、150、151、152、153、154、155、156、161、162、164、166、167、168、169、170、171、172、173、174、175、176、177、179、180、181、182、185、187、188、193、194、199、213、214等、
C.I.Pigment Orange 2、5、13、16、17:1、31、34、36、38、43、46、48、49、51、52、55、59、60、61、62、64、71、73等、
C.I.Pigment Red 1、2、3、4、5、6、7、9、10、14、17、22、23、31、38、41、48:1、48:2、48:3、48:4、49、49:1、49:2、52:1、52:2、53:1、57:1、60:1、63:1、66、67、81:1、81:2、81:3、83、88、90、105、112、119、122、123、144、146、149、150、155、166、168、169、170、171、172、175、176、177、178、179、184、185、187、188、190、200、202、206、207、208、209、210、216、220、224、226、242、246、254、255、264、270、272、279
C.I. Pigment Green 7、10、36、37、58
C.I.Pigment Violet 1、19、23、27、32、37、42
C.I.Pigment Blue 1、2、15、15:1、15:2、15:3、15:4、15:6、16、22、60、64、66、79、80
C.I.Pigment Black 1
これら有機顔料は、単独若しくは色純度を上げるため種々組合せて用いることができる。
上記顔料の中でも、前記(A)特定色素重合体において色素構造としてジピロメテン染料由来の構造を含むものに適した色の組み合わせの観点から、フタロシアニン系顔料を好適に用いることができる。具体的には、C.I.ピグメント・ブルー15:1、15:3、15:6、16、22、60、66、C.I.ピグメント・グリーン7、36、37、58が挙げられ、特に好ましくは、C.I.ピグメント・ブルー15:6が挙げられる。
本発明においては必要に応じて、上記のような顔料を微細化かつ整粒化してなる顔料を用いてもよい。
この顔料の微細化には、顔料を水溶性有機溶剤及び水溶性無機塩類と混合して高粘度な液状組成物を調製し、これを摩砕する工程を含む方法を用いてもよい。
また、上記の有機顔料の微細化の際、液状組成物中に、水溶性有機溶剤に少なくとも一部可溶な樹脂を併用することにより、微細で、且つ、表面が樹脂により被覆された、乾燥時の顔料の凝集が少ない加工顔料を得ることができる。
ここで、加工顔料を得る際に用いられる、水溶性有機溶剤に少なくとも一部可溶な樹脂としては、顔料分散剤として用いられている公知の樹脂を用いることができるが、本発明においては、前述の(C)他の重合体において顔料分散剤として挙げた重合体を用いることが好ましい。
本発明の着色組成物中の(D)顔料の含有量は、5質量%〜50質量%が好ましく、10質量%〜30質量%がより好ましく、10質量%〜20質量%が更に好ましい。
<(E)重合性化合物>
前記本発明の着色感放射線性組成物は、さらに、(E)重合性化合物及び(F)重合開始剤を含有する。このような態様をとることで、着色硬化膜或いは着色パターンが形成可能となる。
(E)重合性化合物は、具体的には、末端エチレン性不飽和結合を少なくとも1個、好ましくは2個以上有する化合物から選ばれる。このような化合物群は当該産業分野において広く知られているものであり、本発明においてはこれらを特に限定なく用いることができる。これらは、例えば、モノマー、プレポリマー、すなわち2量体、3量体及びオリゴマー、又はそれらの混合物並びにそれらの多量体などの化学的形態のいずれであってもよい。本発明における重合性化合物は一種単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
より具体的には、モノマー及びそのプレポリマーの例としては、不飽和カルボン酸(例えば、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、イソクロトン酸、マレイン酸など)やそのエステル類、アミド類、並びにこれらの多量体が挙げられ、好ましくは、不飽和カルボン酸と脂肪族多価アルコール化合物とのエステル、及び不飽和カルボン酸と脂肪族多価アミン化合物とのアミド類、並びにこれらの多量体である。また、ヒドロキシル基やアミノ基、メルカプト基等の求核性置換基を有する不飽和カルボン酸エステル或いはアミド類と、単官能若しくは多官能イソシアネート類或いはエポキシ類との付加反応物や、単官能若しくは多官能のカルボン酸との脱水縮合反応物等も好適に使用される。また、イソシアネート基やエポキシ基等の親電子性置換基を有する不飽和カルボン酸エステル或いはアミド類と、単官能若しくは多官能のアルコール類、アミン類、チオール類との付加反応物、更に、ハロゲン基やトシルオキシ基等の脱離性置換基を有する不飽和カルボン酸エステル或いはアミド類と、単官能若しくは多官能のアルコール類、アミン類、チオール類との置換反応物も好適である。また、別の例として、上記の不飽和カルボン酸の代わりに、不飽和ホスホン酸、スチレン等のビニルベンゼン誘導体、ビニルエーテル、アリルエーテル等に置き換えた化合物群を使用することも可能である。
これらの具体的な化合物としては、特開2009−288705号公報の段落番号〔0095〕〜〔0108〕に記載されている化合物を本発明においても好適に用いることができる。
また、前記重合性化合物としては、少なくとも1個の付加重合可能なエチレン基を有する、常圧下で100℃以上の沸点を持つエチレン性不飽和基を持つ化合物も好ましい。その例としては、ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、等の単官能のアクリレートやメタアクリレート;ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールエタントリ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ヘキサンジオール(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(アクリロイルオキシプロピル)エーテル、トリ(アクリロイロキシエチル)イソシアヌレート、グリセリンやトリメチロールエタン等の多官能アルコールにエチレンオキサイドやプロピレンオキサイドを付加させた後(メタ)アクリレート化したもの、特公昭48−41708号、特公昭50−6034号、特開昭51−37193号各公報に記載されているようなウレタン(メタ)アクリレート類、特開昭48−64183号、特公昭49−43191号、特公昭52−30490号各公報に記載されているポリエステルアクリレート類、エポキシ樹脂と(メタ)アクリル酸との反応生成物であるエポキシアクリレート類等の多官能のアクリレートやメタアクリレート及びこれらの混合物を挙げることができる。
多官能カルボン酸にグリシジル(メタ)アクリレート等の環状エーテル基とエチレン性不飽和基を有する化合物を反応させ得られる多官能(メタ)アクリレートなども挙げることができる。
また、その他の好ましい重合性化合物として、特開2010−160418、特開2010−129825、特許4364216等に記載される、フルオレン環を有し、エチレン性不飽和基を2官能以上有する化合物、カルド樹脂も使用することが可能である。
また、常圧下で100℃以上の沸点を有し、少なくとも1個の付加重合可能なエチレン性不飽和基を持つ化合物としては、特開2008−292970号公報の段落番号[0254]〜[0257]に記載の化合物も好適である。
上記のほか、下記一般式(MO−1)〜(MO−5)で表される、ラジカル重合性モノマーも好適に用いることができる。なお、式中、Tがオキシアルキレン基の場合には、炭素原子側の末端がRに結合する。

前記一般式において、nは0〜14であり、mは1〜8である。一分子内に複数存在するR、T、は、各々同一であっても、異なっていてもよい。
前記一般式(MO−1)〜(MO−5)で表される重合性化合物の各々において、複数存在するRの少なくとも1つは、−OC(=O)CH=CH、又は、−OC(=O)C(CH)=CHで表される基を表す。
前記一般式(MO−1)〜(MO−5)で表される重合性化合物の具体例としては、特開2007−269779号公報の段落番号0248〜段落番号0251に記載されている化合物を本発明においても好適に用いることができる。
また、特開平10−62986号公報において一般式(1)及び(2)としてその具体例と共に記載の前記多官能アルコールにエチレンオキサイドやプロピレンオキサイドを付加させた後に(メタ)アクリレート化した化合物も、重合性化合物として用いることができる。
なかでも、重合性化合物としては、ジペンタエリスリトールトリアクリレート(市販品としてはKAYARAD D−330;日本化薬株式会社製)、ジペンタエリスリトールテトラアクリレート(市販品としてはKAYARAD D−320;日本化薬株式会社製)ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート(市販品としてはKAYARAD D−310;日本化薬株式会社製)、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート(市販品としてはKAYARAD DPHA;日本化薬株式会社製)、及びこれらの(メタ)アクリロイル基がエチレングリコール、プロピレングリコール残基を介している構造が好ましい。これらのオリゴマータイプも使用できる。以下に好ましい重合性化合物の態様を示す。
重合性化合物としては、多官能モノマーであって、カルボキシル基、スルホン酸基、リン酸基等の酸基を有していてもよい。エチレン性化合物が、上記のように混合物である場合のように未反応のカルボキシル基を有するものであれば、これをそのまま利用することができるが、必要において、上述のエチレン性化合物のヒドロキシル基に非芳香族カルボン酸無水物を反応させて酸基を導入してもよい。この場合、使用される非芳香族カルボン酸無水物の具体例としては、無水テトラヒドロフタル酸、アルキル化無水テトラヒドロフタル酸、無水ヘキサヒドロフタル酸、アルキル化無水ヘキサヒドロフタル酸、無水コハク酸、無水マレイン酸が挙げられる。
本発明において、酸基を有するモノマーとしては、脂肪族ポリヒドロキシ化合物と不飽和カルボン酸とのエステルであり、脂肪族ポリヒドロキシ化合物の未反応のヒドロキシル基に非芳香族カルボン酸無水物を反応させて酸基を持たせた多官能モノマーが好ましく、 特に好ましくは、このエステルにおいて、脂肪族ポリヒドロキシ化合物がペンタエリスリトール及び/又はジペンタエリスリトールであるものである。市販品としては、例えば、東亞合成株式会社製の多塩基酸変性アクリルオリゴマーとして、M−510、M−520などが挙げられる。
これらのモノマーは1種を単独で用いてもよいが、製造上、単一の化合物を用いることは難しいことから、2種以上を混合して用いてもよい。また、必要に応じてモノマーとして酸基を有しない多官能モノマーと酸基を有する多官能モノマーを併用してもよい。
酸基を有する多官能モノマーの好ましい酸価としては、0.1〜40mg−KOH/gであり、特に好ましくは5〜30mg−KOH/gである。多官能モノマーの酸価が低すぎると現像溶解特性が落ち、高すぎると製造や取扱いが困難になり光重合性能が落ち、画素の表面平滑性等の硬化性が劣るものとなる。従って、異なる酸基の多官能モノマーを2種以上併用する場合、或いは酸基を有しない多官能モノマーを併用する場合、全体の多官能モノマーとしての酸基が上記範囲に入るように調整することが好ましい。
また、重合性モノマーとして、カプロラクトン構造を有する多官能性単量体を含有することも好ましい態様である。
カプロラクトン構造を有する多官能性単量体としては、その分子内にカプロラクトン構造を有する限り特に限定されるものではないが、例えば、トリメチロールエタン、ジトリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ジトリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、トリペンタエリスリトール、グリセリン、ジグリセロール、トリメチロールメラミン等の多価アルコールと、(メタ)アクリル酸及びε−カプロラクトンをエステル化することにより得られる、ε−カプロラクトン変性多官能(メタ)アクリレートを挙げることができる。なかでも下記一般式(Z−1)で表されるカプロラクトン構造を有する多官能性単量体が好ましい。
一般式(Z−1)中、6個のRは全てが下記一般式(Z−2)で表される基であるか、又は6個のRのうち1〜5個が下記一般式(Z−2)で表される基であり、残余が下記一般式(Z−3)で表される基である。
一般式(Z−2)中、R1は水素原子又はメチル基を示し、mは1又は2の数を示し、「*」は結合手であることを示す。
一般式(Z−3)中、R1は水素原子又はメチル基を示し、「*」は結合手であることを示す。)
このようなカプロラクトン構造を有する多官能性単量体は、例えば、日本化薬(株)からKAYARAD DPCAシリーズとして市販されており、DPCA−20(上記式(1)〜(3)においてm=1、式(2)で表される基の数=2、R1が全て水素原子である化合物)、DPCA−30(同式、m=1、式(2)で表される基の数=3、R1が全て水素原子である化合物)、DPCA−60(同式、m=1、式(2)で表される基の数=6、R1が全て水素原子である化合物)、DPCA−120(同式においてm=2、式(2)で表される基の数=6、R1が全て水素原子である化合物)等を挙げることができる。
本発明において、カプロラクトン構造を有する多官能性単量体は、単独で又は2種以上を混合して使用することができる。
また、本発明における特定モノマーとしては、下記一般式(Z−4)又は(Z−5)で表される化合物の群から選択される少なくとも1種であることも好ましい。
前記一般式(Z−4)及び(Z−5)中、Eは、各々独立に、−((CH)yCHO)−、又は−((CHCH(CH)O)−を表し、yは、各々独立に0〜10の整数を表し、Xは、各々独立に、アクリロイル基、メタクリロイル基、水素原子、又はカルボキシル基を表す。
前記一般式(Z−4)中、アクリロイル基及びメタクリロイル基の合計は3個又は4個であり、mは各々独立に0〜10の整数を表し、各mの合計は0〜40の整数である。但し、各mの合計が0の場合、Xのうちいずれか1つはカルボキシル基である。
前記一般式(ii)中、アクリロイル基及びメタクリロイル基の合計は5個又は6個であり、nは各々独立に0〜10の整数を表し、各nの合計は0〜60の整数である。但し、各nの合計が0の場合、Xのうちいずれか1つはカルボキシル基である。
前記一般式(Z−4)中、mは、0〜6の整数が好ましく、0〜4の整数がより好ましい。
また、各mの合計は、2〜40の整数が好ましく、2〜16の整数がより好ましく、4〜8の整数が特に好ましい。
前記一般式(Z−5)中、nは、0〜6の整数が好ましく、0〜4の整数がより好ましい。
また、各nの合計は、3〜60の整数が好ましく、3〜24の整数がより好ましく、6〜12の整数が特に好ましい。
また、一般式(Z−4)又は一般式(Z−5)中の−((CH)yCHO)−又は−((CHCH(CH)O)−は、酸素原子側の末端がXに結合する形態が好ましい。
前記一般式(Z−4)又は一般式(Z−5)で表される化合物は1種単独で用いてもよいし、2種以上併用してもよい。特に、一般式(ii)において、6個のX全てがアクリロイル基である形態が好ましい。
また、一般式(Z−4)又は一般式(Z−5)で表される化合物の重合性化合物中における全含有量としては、20質量%以上が好ましく、50質量%以上がより好ましい。
前記一般式(Z−4)又は一般式(Z−5)で表される化合物は、従来公知の工程である、ペンタエリスリト−ル又はジペンタエリスリト−ルにエチレンオキシド又はプロピレンオキシドを開環付加反応により開環骨格を結合する工程と、開環骨格の末端水酸基に、例えば(メタ)アクリロイルクロライドを反応させて(メタ)アクリロイル基を導入する工程と、から合成することができる。各工程は良く知られた工程であり、当業者は容易に一般式(i)又は(ii)で表される化合物を合成することができる。
前記一般式(Z−4)又は一般式(Z−5)で表される化合物の中でも、ペンタエリスリトール誘導体及び/又はジペンタエリスリトール誘導体がより好ましい。
具体的には、下記式(a)〜(f)で表される化合物(以下、「例示化合物(a)〜(f)」ともいう。)が挙げられ、中でも、例示化合物(a)、(b)、(e)、(f)が好ましい。
一般式(Z−4)、(Z−5)で表される重合性化合物の市販品としては、例えばサートマー社製のエチレンオキシ鎖を4個有する4官能アクリレートであるSR−494、日本化薬株式会社製のペンチレンオキシ鎖を6個有する6官能アクリレートであるDPCA−60、イソブチレンオキシ鎖を3個有する3官能アクリレートであるTPA−330などが挙げられる。
また、重合性化合物としては、特公昭48−41708号、特開昭51−37193号、特公平2−32293号、特公平2−16765号に記載されているようなウレタンアクリレート類や、特公昭58−49860号、特公昭56−17654号、特公昭62−39417号、特公昭62−39418号記載のエチレンオキサイド系骨格を有するウレタン化合物類も好適である。更に、重合性化合物として、特開昭63−277653号、特開昭63−260909号、特開平1−105238号に記載される、分子内にアミノ構造やスルフィド構造を有する付加重合性化合物類を用いることによって、非常に感光スピードに優れた硬化性組成物を得ることができる。
重合性化合物の市販品としては、ウレタンオリゴマーUAS−10、UAB−140(山陽国策パルプ社製)、UA−7200」(新中村化学社製、DPHA−40H(日本化薬社製)、UA−306H、UA−306T、UA−306I、AH−600、T−600、AI−600(共栄社製)などが挙げられる。
これらの重合性化合物について、その構造、単独使用か併用か、添加量等の使用方法の詳細は、着色感放射線性組成物の最終的な性能設計にあわせて任意に設定できる。例えば、感度の観点では、1分子あたりの不飽和基含量が多い構造が好ましく、多くの場合は2官能以上が好ましい。また、着色硬化膜の強度を高める観点では、3官能以上のものがよく、4官能以上のものが好ましく、さらに5官能以上のものが好ましい。更に、異なる官能数・異なる重合性基(例えばアクリル酸エステル、メタクリル酸エステル、スチレン系化合物、ビニルエーテル系化合物)のものを併用することで、感度と強度の両方を調節する方法も有効である。さらに、3官能以上のものでエチレンオキサイド鎖長の異なる重合性化合物を併用することが、感放射線性組成物の現像性を調節することができ、優れたパターン形成能が得られるという点で好ましい。
また、感放射線性組成物に含有される他の成分(例えば、光重合開始剤、着色剤(顔料)、バインダーポリマー等)との相溶性、分散性に対しても、重合性化合物の選択・使用法は重要な要因であり、例えば、低純度化合物の使用や2種以上の併用により相溶性を向上させうることがある。また、支持体などの硬質表面との密着性を向上させる観点で特定の構造を選択することもあり得る。
本発明の感放射線性組成物中における重合性化合物の含有量は、感放射線性組成物中の固形分に対して0.1質量%〜90質量%が好ましく、1.0質量%〜80質量%がさらに好ましく、2.0質量%〜70質量%が特に好ましい。
<(F)重合開始剤>
本発明の着色感放射線性組成物は、重合開始剤を含有する。
本発明における(F)重合開始剤としては、以下に述べる光重合開始剤として知られているものを用いることができる。
本発明における光重合開始剤としては、前記重合性化合物の重合を開始する能力を有する限り、特に制限はなく、公知の光重合開始剤の中から適宜選択することができる。例えば、紫外線領域から可視の光線に対して感光性を有するものが好ましい。また、光励起された増感剤と何らかの作用を生じ、活性ラジカルを生成する活性剤であってもよく、モノマーの種類に応じてカチオン重合を開始させるような開始剤であってもよい。
また、光重合開始剤は、約300nm〜800nm(330nm〜500nmがより好ましい。)の範囲内に少なくとも約50の分子吸光係数を有する化合物を、少なくとも1種含有していることが好ましい。
本発明における(F)光重合開始剤としては、例えば、ハロゲン化炭化水素誘導体(例えば、トリアジン骨格を有するもの、オキサジアゾール骨格を有するもの、など)、アシルホスフィンオキサイド等のアシルホスフィン化合物、ヘキサアリールビイミダゾール、オキシム誘導体等のオキシム化合物、有機過酸化物、チオ化合物、ケトン化合物、芳香族オニウム塩、ケトオキシムエーテル、アミノアセトフェノン化合物、ヒドロキシアセトフェノンなどが挙げられる。これらの中でも、オキシム化合物が好ましい。
前記トリアジン骨格を有するハロゲン化炭化水素化合物としては、例えば、若林ら著、Bull.Chem.Soc.Japan,42、2924(1969)記載の化合物、英国特許1388492号明細書記載の化合物、特開昭53−133428号公報記載の化合物、独国特許3337024号明細書記載の化合物、F.C.SchaeferなどによるJ.Org.Chem.;29、1527(1964)記載の化合物、特開昭62−58241号公報記載の化合物、特開平5−281728号公報記載の化合物、特開平5−34920号公報記載の化合物、米国特許第4212976号明細書に記載の化合物、などが挙げられる。
前記米国特許第4212976号明細書に記載されている化合物としては、例えば、オキサジアゾール骨格を有する化合物(例えば、2−トリクロロメチル−5−フェニル−1,3,4−オキサジアゾール、2−トリクロロメチル−5−(4−クロロフェニル)−1,3,4−オキサジアゾール、2−トリクロロメチル−5−(1−ナフチル)−1,3,4−オキサジアゾール、2−トリクロロメチル−5−(2−ナフチル)−1,3,4−オキサジアゾール、2−トリブロモメチル−5−フェニル−1,3,4−オキサジアゾール、2−トリブロモメチル−5−(2−ナフチル)−1,3,4−オキサジアゾール;2−トリクロロメチル−5−スチリル−1,3,4−オキサジアゾール、2−トリクロロメチル−5−(4−クロルスチリル)−1,3,4−オキサジアゾール、2−トリクロロメチル−5−(4−メトキシスチリル)−1,3,4−オキサジアゾール、2−トリクロロメチル−5−(1−ナフチル)−1,3,4−オキサジアゾール、2−トリクロロメチル−5−(4−n−ブトキシスチリル)−1,3,4−オキサジアゾール、2−トリプロモメチル−5−スチリル−1,3,4−オキサジアゾールなど)などが挙げられる。
また、上記以外の重合開始剤として、アクリジン誘導体(例えば、9−フェニルアクリジン、1,7−ビス(9,9’−アクリジニル)ヘプタンなど)、N−フェニルグリシンなど、ポリハロゲン化合物(例えば、四臭化炭素、フェニルトリブロモメチルスルホン、フェニルトリクロロメチルケトンなど)、クマリン類(例えば、3−(2−ベンゾフラノイル)−7−ジエチルアミノクマリン、3−(2−ベンゾフロイル)−7−(1−ピロリジニル)クマリン、3−ベンゾイル−7−ジエチルアミノクマリン、3−(2−メトキシベンゾイル)−7−ジエチルアミノクマリン、3−(4−ジメチルアミノベンゾイル)−7−ジエチルアミノクマリン、3,3’−カルボニルビス(5,7−ジ−n−プロポキシクマリン)、3,3’−カルボニルビス(7−ジエチルアミノクマリン)、3−ベンゾイル−7−メトキシクマリン、3−(2−フロイル)−7−ジエチルアミノクマリン、3−(4−ジエチルアミノシンナモイル)−7−ジエチルアミノクマリン、7−メトキシ−3−(3−ピリジルカルボニル)クマリン、3−ベンゾイル−5,7−ジプロポキシクマリン、7−ベンゾトリアゾール−2−イルクマリン、また、特開平5−19475号公報、特開平7−271028号公報、特開2002−363206号公報、特開2002−363207号公報、特開2002−363208号公報、特開2002−363209号公報などに記載のクマリン化合物など)、アシルホスフィンオキサイド類(例えば、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−フェニルホスフィンオキサイド、ビス(2,6−ジメトキシベンゾイル)−2,4,4−トリメチル−ペンチルフェニルホスフィンオキサイド、LucirinTPOなど)、メタロセン類(例えば、ビス(η5−2,4−シクロペンタジエン−1−イル)−ビス(2,6−ジフロロ−3−(1H−ピロール−1−イル)−フェニル)チタニウム、η5−シクロペンタジエニル−η6−クメニル−アイアン(1+)−ヘキサフロロホスフェート(1−)など)、特開昭53−133428号公報、特公昭57−1819号公報、同57−6096号公報、及び米国特許第3615455号明細書に記載された化合物などが挙げられる。
前記ケトン化合物としては、例えば、ベンゾフェノン、2−メチルベンゾフェノン、3−メチルベンゾフェノン、4−メチルベンゾフェノン、4−メトキシベンゾフェノン、2−クロロベンゾフェノン、4−クロロベンゾフェノン、4−ブロモベンゾフェノン、2−カルボキシベンゾフェノン、2−エトキシカルボニルベンゾフェノン、ベンゾフェノンテトラカルボン酸又はそのテトラメチルエステル、4,4’−ビス(ジアルキルアミノ)ベンゾフェノン類(例えば、4,4’−ビス(ジメチルアミノ)ベンゾフェノン、4,4’−ビスジシクロヘキシルアミノ)ベンゾフェノン、4,4’−ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン、4,4’−ビス(ジヒドロキシエチルアミノ)ベンゾフェノン、4−メトキシ−4’−ジメチルアミノベンゾフェノン、4,4’−ジメトキシベンゾフェノン、4−ジメチルアミノベンゾフェノン、4−ジメチルアミノアセトフェノン、ベンジル、アントラキノン、2−t−ブチルアントラキノン、2−メチルアントラキノン、フェナントラキノン、キサントン、チオキサントン、2−クロル−チオキサントン、2,4−ジエチルチオキサントン、フルオレノン、2−ベンジル−ジメチルアミノ−1−(4−モルホリノフェニル)−1−ブタノン、2−メチル−1−〔4−(メチルチオ)フェニル〕−2−モルホリノ−1−プロパノン、2−ヒドロキシ−2−メチル−〔4−(1−メチルビニル)フェニル〕プロパノールオリゴマー、ベンゾイン、ベンゾインエーテル類(例えば、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインプロピルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾインフェニルエーテル、ベンジルジメチルケタール)、アクリドン、クロロアクリドン、N−メチルアクリドン、N−ブチルアクリドン、N−ブチル−クロロアクリドンなどが挙げられる。
重合開始剤としては、ヒドロキシアセトフェノン化合物、アミノアセトフェノン化合物、及び、アシルホスフィン化合物も好適に用いることができる。より具体的には、例えば、特開平10−291969号公報に記載のアミノアセトフェノン系開始剤、特許第4225898号公報に記載のアシルホスフィンオキシド系開始剤も用いることができる。
ヒドロキシアセトフェノン系開始剤としては、IRGACURE−184、DAROCUR−1173、IRGACURE−500、IRGACURE−2959,IRGACURE−127(商品名:いずれもBASF社製)を用いることができる。アミノアセトフェノン系開始剤としては、市販品であるIRGACURE−907、IRGACURE−369、及び、IRGACURE−379(商品名:いずれもBASF社製)を用いることができる。アミノアセトフェノン系開始剤として、365nmまたは405nm等の長波光源に吸収波長がマッチングされた特開2009−191179公報に記載の化合物も用いることができる。また、アシルホスフィン系開始剤としては市販品であるIRGACURE−819やDAROCUR−TPO(商品名:いずれもBASF社製)を用いることができる。
重合開始剤として、より好ましくはオキシム化合物が挙げられる。オキシム化合物の具体例としては、特開2001−233842号記載の化合物、特開2000−80068号記載の化合物、特開2006−342166号記載の化合物を用いることができる。
本発明で重合開始剤として好適に用いられるオキシム誘導体等のオキシム化合物としては、例えば、3−ベンゾイロキシイミノブタン−2−オン、3−アセトキシイミノブタン−2−オン、3−プロピオニルオキシイミノブタン−2−オン、2−アセトキシイミノペンタン−3−オン、2−アセトキシイミノ−1−フェニルプロパン−1−オン、2−ベンゾイロキシイミノ−1−フェニルプロパン−1−オン、3−(4−トルエンスルホニルオキシ)イミノブタン−2−オン、及び2−エトキシカルボニルオキシイミノ−1−フェニルプロパン−1−オンなどが挙げられる。
オキシム化合物としては、J.C.S.Perkin II(1979年)pp.1653−1660)、J.C.S.Perkin II(1979年)pp.15
6−162、Journal of Photopolymer Science and Technology(1995年)pp.202−232、特開2000−66385号公報記載の化合物、特開2000−80068号公報、特表2004−534797号公報、特開2006−342166号公報の各公報に記載の化合物等が挙げられる。
市販品ではIRGACURE OXE−01(BASF社製)、IRGACURE OXE−02(BASF社製)も好適に用いられる。
また上記以外のオキシム化合物として、カルバゾールのN位にオキシムが連結した特表2009−519904号公報に記載の化合物、ベンゾフェノン部位にヘテロ置換基が導入された米国特許7626957号公報に記載の化合物、色素部位にニトロ基が導入された特開2010−15025号公報および米国特許公開2009−292039号記載の化合物、国際公開特許2009−131189号公報に記載のケトオキシム系化合物、トリアジン骨格とオキシム骨格を同一分子内に含有する米国特許7556910号公報に記載の化合物、405nmに吸収極大を有しg線光源に対して良好な感度を有する特開2009−221114号公報記載の化合物などを用いてもよい。
好ましくはさらに、特開2007−231000号公報、及び、特開2007−322744号公報に記載される環状オキシム化合物に対しても好適に用いることができる。環状オキシム化合物の中でも、特に特開2010−32985号公報、特開2010−185072号公報に記載されるカルバゾール色素に縮環した環状オキシム化合物は、高い光吸収性を有し高感度化の観点から好ましい。
また、オキシム化合物の特定部位に不飽和結合を有する特開2009−242469号公報に記載の化合物も、重合不活性ラジカルから活性ラジカルを再生することで高感度化を達成でき好適に使用することができる。
最も好ましくは、特開2007−269779号公報に示される特定置換基を有するオキシム化合物や、特開2009−191061号公報に示されるチオアリール基を有するオキシム化合物が挙げられる。
具体的には、オキシム化合物としては、下記式(OX−1)で表される化合物が好ましい。なお、オキシムのN−O結合が(E)体のオキシム化合物であっても、(Z)体のオキシム化合物であっても、(E)体と(Z)体との混合物であってもよい。
一般式(OX−1)中、R及びBは各々独立に一価の置換基を表し、Aは二価の有機基を表し、Arはアリール基を表す。
一般式(OX−1)中、Rで表される一価の置換基としては、一価の非金属原子団であることが好ましい。
前記一価の非金属原子団としては、アルキル基、アリール基、アシル基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、複素環基、アルキルチオカルボニル基、アリールチオカルボニル基等が挙げられる。また、これらの基は、1以上の置換基を有していてもよい。また、前述した置換基は、さらに他の置換基で置換されていてもよい。
置換基としてはハロゲン原子、アリールオキシ基、アルコキシカルボニル基又はアリールオキシカルボニル基、アシルオキシ基、アシル基、アルキル基、アリール基等が挙げられる。
置換基を有していてもよいアルキル基としては、炭素数1〜30のアルキル基が好ましく、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ヘキシル基、オクチル基、デシル基、ドデシル基、オクタデシル基、イソプロピル基、イソブチル基、sec−ブチル基、t−ブチル基、1−エチルペンチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、トリフルオロメチル基、2−エチルヘキシル基、フェナシル基、1−ナフトイルメチル基、2−ナフトイルメチル基、4−メチルスルファニルフェナシル基、4−フェニルスルファニルフェナシル基、4−ジメチルアミノフェナシル基、4−シアノフェナシル基、4−メチルフェナシル基、2−メチルフェナシル基、3−フルオロフェナシル基、3−トリフルオロメチルフェナシル基、及び、3−ニトロフェナシル基が例示できる。
置換基を有していてもよいアリール基としては、炭素数6〜30のアリール基が好ましく、具体的には、フェニル基、ビフェニル基、1−ナフチル基、2−ナフチル基、9−アンスリル基、9−フェナントリル基、1−ピレニル基、5−ナフタセニル基、1−インデニル基、2−アズレニル基、9−フルオレニル基、ターフェニル基、クオーターフェニル基、o−トリル基、m−トリル基、p−トリル基、キシリル基、o−クメニル基、m−クメニル基及びp−クメニル基、メシチル基、ペンタレニル基、ビナフタレニル基、ターナフタレニル基、クオーターナフタレニル基、ヘプタレニル基、ビフェニレニル基、インダセニル基、フルオランテニル基、アセナフチレニル基、アセアントリレニル基、フェナレニル基、フルオレニル基、アントリル基、ビアントラセニル基、ターアントラセニル基、クオーターアントラセニル基、アントラキノリル基、フェナントリル基、トリフェニレニル基、ピレニル基、クリセニル基、ナフタセニル基、プレイアデニル基、ピセニル基、ペリレニル基、ペンタフェニル基、ペンタセニル基、テトラフェニレニル基、ヘキサフェニル基、ヘキサセニル基、ルビセニル基、コロネニル基、トリナフチレニル基、ヘプタフェニル基、ヘプタセニル基、ピラントレニル基、並びに、オバレニル基が例示できる。
置換基を有していてもよいアシル基としては、炭素数2〜20のアシル基が好ましく、具体的には、アセチル基、プロパノイル基、ブタノイル基、トリフルオロアセチル基、ペンタノイル基、ベンゾイル基、1−ナフトイル基、2−ナフトイル基、4−メチルスルファニルベンゾイル基、4−フェニルスルファニルベンゾイル基、4−ジメチルアミノベンゾイル基、4−ジエチルアミノベンゾイル基、2−クロロベンゾイル基、2−メチルベンゾイル基、2−メトキシベンゾイル基、2−ブトキシベンゾイル基、3−クロロベンゾイル基、3−トリフルオロメチルベンゾイル基、3−シアノベンゾイル基、3−ニトロベンゾイル基、4−フルオロベンゾイル基、4−シアノベンゾイル基、及び、4−メトキシベンゾイル基が例示できる。
置換基を有していてもよいアルコキシカルボニル基としては、炭素数2〜20のアルコキシカルボニル基が好ましく、具体的には、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、プロポキシカルボニル基、ブトキシカルボニル基、ヘキシルオキシカルボニル基、オクチルオキシカルボニル基、デシルオキシカルボニル基、オクタデシルオキシカルボニル基、及び、トリフルオロメチルオキシカルボニル基が例示できる。
置換基を有していてもよいアリールオキシカルボニル基として具体的には、フェノキシカルボニル基、1−ナフチルオキシカルボニル基、2−ナフチルオキシカルボニル基、4−メチルスルファニルフェニルオキシカルボニル基、4−フェニルスルファニルフェニルオキシカルボニル基、4−ジメチルアミノフェニルオキシカルボニル基、4−ジエチルアミノフェニルオキシカルボニル基、2−クロロフェニルオキシカルボニル基、2−メチルフェニルオキシカルボニル基、2−メトキシフェニルオキシカルボニル基、2−ブトキシフェニルオキシカルボニル基、3−クロロフェニルオキシカルボニル基、3−トリフルオロメチルフェニルオキシカルボニル基、3−シアノフェニルオキシカルボニル基、3−ニトロフェニルオキシカルボニル基、4−フルオロフェニルオキシカルボニル基、4−シアノフェニルオキシカルボニル基、及び、4−メトキシフェニルオキシカルボニル基が例示できる。
置換基を有していてもよい複素環基としては、窒素原子、酸素原子、硫黄原子若しくはリン原子を含む、芳香族又は脂肪族の複素環が好ましい。
具体的には、チエニル基、ベンゾ[b]チエニル基、ナフト[2,3−b]チエニル基、チアントレニル基、フリル基、ピラニル基、イソベンゾフラニル基、クロメニル基、キサンテニル基、フェノキサチイニル基、2H−ピロリル基、ピロリル基、イミダゾリル基、ピラゾリル基、ピリジル基、ピラジニル基、ピリミジニル基、ピリダジニル基、インドリジニル基、イソインドリル基、3H−インドリル基、インドリル基、1H−インダゾリル基、プリニル基、4H−キノリジニル基、イソキノリル基、キノリル基、フタラジニル基、ナフチリジニル基、キノキサリニル基、キナゾリニル基、シンノリニル基、プテリジニル基、4aH−カルバゾリル基、カルバゾリル基、β−カルボリニル基、フェナントリジニル基、アクリジニル基、ペリミジニル基、フェナントロリニル基、フェナジニル基、フェナルサジニル基、イソチアゾリル基、フェノチアジニル基、イソキサゾリル基、フラザニル基、フェノキサジニル基、イソクロマニル基、クロマニル基、ピロリジニル基、ピロリニル基、イミダゾリジニル基、イミダゾリニル基、ピラゾリジニル基、ピラゾリニル基、ピペリジル基、ピペラジニル基、インドリニル基、イソインドリニル基、キヌクリジニル基、モルホリニル基、及び、チオキサントリル基が例示できる。
置換基を有していてもよいアルキルチオカルボニル基として具体的には、メチルチオカルボニル基、プロピルチオカルボニル基、ブチルチオカルボニル基、ヘキシルチオカルボニル基、オクチルチオカルボニル基、デシルチオカルボニル基、オクタデシルチオカルボニル基、及び、トリフルオロメチルチオカルボニル基が例示できる。
置換基を有していてもよいアリールチオカルボニル基として具体的には、1−ナフチルチオカルボニル基、2−ナフチルチオカルボニル基、4−メチルスルファニルフェニルチオカルボニル基、4−フェニルスルファニルフェニルチオカルボニル基、4−ジメチルアミノフェニルチオカルボニル基、4−ジエチルアミノフェニルチオカルボニル基、2−クロロフェニルチオカルボニル基、2−メチルフェニルチオカルボニル基、2−メトキシフェニルチオカルボニル基、2−ブトキシフェニルチオカルボニル基、3−クロロフェニルチオカルボニル基、3−トリフルオロメチルフェニルチオカルボニル基、3−シアノフェニルチオカルボニル基、3−ニトロフェニルチオカルボニル基、4−フルオロフェニルチオカルボニル基、4−シアノフェニルチオカルボニル基、及び、4−メトキシフェニルチオカルボニル基が挙げられる。
前記一般式(OX−1)中、Bで表される一価の置換基としては、アリール基、複素環基、アリールカルボニル基、又は、複素環カルボニル基を表す。また、これらの基は1以上の置換基を有していてもよい。置換基としては、前述した置換基が例示できる。また、前述した置換基は、さらに他の置換基で置換されていてもよい。
なかでも、特に好ましくは以下に示す構造である。
下記の構造中、Y、X、及びnは、後述する一般式(OX−2)におけるY、X、及びnとそれぞれ同義であり、好ましい例も同様である。
一般式(OX−1)中、Aで表される二価の有機基としては、炭素数1〜12のアルキレン基、シクロアルキレン基、アルキニレン基が挙げられる。また、これらの基は1以上の置換基を有していてもよい。置換基としては、前述した置換基が例示できる。また、前述した置換基は、さらに他の置換基で置換されていてもよい。
中でも、式(OX−1)におけるAとしては、感度を高め、加熱経時による着色を抑制する点から、無置換のアルキレン基、アルキル基(例えば、メチル基、エチル基、tert−ブチル基、ドデシル基)で置換されたアルキレン基、アルケニル基(例えば、ビニル基、アリル基)で置換されたアルキレン基、アリール基(例えば、フェニル基、p−トリル基、キシリル基、クメニル基、ナフチル基、アンスリル基、フェナントリル基、スチリル基)で置換されたアルキレン基が好ましい。
一般式(OX−1)中、Arで表されるアリール基としては、炭素数6〜30のアリール基が好ましく、また、置換基を有していてもよい。置換基としては、先に置換基を有していてもよいアリール基の具体例として挙げた置換アリール基に導入された置換基と同様のものが例示できる。
なかでも、感度を高め、加熱経時による着色を抑制する点から、置換又は無置換のフェニル基が好ましい。
一般式(OX−1)においては、一般式(OX−1)中のArとそれに隣接するSとで形成される「SAr」の構造が、以下に示す構造であることが感度の点で好ましい。なお、Meはメチル基を表し、Etはエチル基を表す。
オキシム化合物は、下記一般式(OX−2)で表される化合物であることが好ましい。
(式(OX−2)中、R及びXは各々独立に一価の置換基を表し、A及びYは各々独立に二価の有機基を表し、Arはアリール基を表し、nは0〜5の整数である。)
式(OX−2)におけるR、A、及びArは、前記式(OX−1)におけるR、A、及びArと同義であり、好ましい例も同様である。
一般式(OX−2)中、Xで表される一価の置換基としては、アルキル基、アリール基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アシルオキシ基、アシル基、アルコキシカルボニル基、アミノ基、複素環基、ハロゲン原子が挙げられる。また、これらの基は1以上の置換基を有していてもよい。置換基としては、前述した置換基が例示できる。また、前述した置換基は、さらに他の置換基で置換されていてもよい。
これらの中でも、一般式(OX−2)におけるXとしては、溶剤溶解性と長波長領域の吸収効率向上の点から、アルキル基が好ましい。
また、式(2)におけるnは、0〜5の整数を表し、0〜2の整数が好ましい。
一般式(OX−2)中、Yで表される二価の有機基としては、以下に示す構造が挙げられる。なお、以下に示される基において、「*」は、一般式(OX−2)において、Yと隣接する炭素原子との結合位置を示す。
光重合開始剤としては、中でも、高感度化の観点から、下記に示す構造を有するものが好ましい。
さらに、オキシム化合物は、下記一般式(OX−3)で表される化合物であることが好ましい。
一般式(OX−3)中、R及びXは各々独立に一価の置換基を表し、Aは二価の有機基を表し、Arはアリール基を表し、nは0〜5の整数である。)
一般式(OX−3)におけるR、X、A、Ar、及び、nは、一般式(OX−2)におけるR、X、A、Ar、及び、nとそれぞれ同義であり、好ましい例も同様である。
以下、好適に用いられるオキシム化合物の具体例を以下に示すが、本発明はこれらに限定されるものではない。


(C-14)
オキシム化合物は、350nm〜500nmの波長領域に極大吸収波長を有するものであり、360nm〜480nmの波長領域に吸収波長を有するものであることが好ましく、365nm及び455nmの吸光度が高いものが特に好ましい。
オキシム化合物は、365nm又は405nmにおけるモル吸光係数は、感度の観点から、1,000〜300,000であることが好ましく、2,000〜300,000であることがより好ましく、5,000〜200,000であることが特に好ましい。
化合物のモル吸光係数は、公知の方法を用いることができるが、具体的には、例えば、紫外可視分光光度計(Varian社製Carry−5 spctrophotometer)にて、酢酸エチル溶媒を用い、0.01g/Lの濃度で測定することが好ましい。
本発明に用いられる重合開始剤は、必要に応じて2種以上を組み合わせて使用してもよい。
本発明の着色感放射線性組成物に用いられる(F)重合開始剤としては、露光感度の観点から、トリハロメチルトリアジン化合物、ベンジルジメチルケタール化合物、α−ヒドロキシケトン化合物、α−アミノケトン化合物、アシルホスフィン化合物、フォスフィンオキサイド化合物、メタロセン化合物、オキシム化合物、トリアリルイミダゾールダイマー、オニウム化合物、ベンゾチアゾール化合物、ベンゾフェノン化合物、アセトフェノン化合物及びその誘導体、シクロペンタジエン−ベンゼン−鉄錯体及びその塩、ハロメチルオキサジアゾール化合物、3−アリール置換クマリン化合物からなる群より選択される化合物が好ましい。
さらに好ましくは、トリハロメチルトリアジン化合物、α−アミノケトン化合物、アシルホスフィン化合物、フォスフィンオキサイド化合物、オキシム化合物、トリアリルイミダゾールダイマー、オニウム化合物、ベンゾフェノン化合物、アセトフェノン化合物であり、トリハロメチルトリアジン化合物、α−アミノケトン化合物、オキシム化合物、トリアリルイミダゾールダイマー、ベンゾフェノン化合物からなる群より選ばれる少なくとも一種の化合物が最も好ましい。
特に、本発明の着色感放射線性組成物を固体撮像素子が備えるカラーフィルタの作製に使用する場合には、微細なパターンをシャープな形状で形成する必要があるために、硬化性とともに未露光部に残渣がなく現像されることが重要である。このような観点からは、重合開始剤としてはオキシム化合物を使用することが特に好ましい。特に、固体撮像素子において微細なパターンを形成する場合、硬化用露光にステッパー露光を用いるが、この露光機はハロゲンにより損傷される場合があり、重合開始剤の添加量も低く抑える必要があるため、これらの点を考慮すれば、固体撮像素子の如き微細パターンを形成するには(D)重合開始剤としては、オキシム化合物を用いるのが最も好ましい。
本発明の着色感放射線性組成物に含有される(F)重合開始剤の含有量は、着色感放射線性組成物の全固形分に対し0.1質量%以上50質量%以下であることが好ましく、より好ましくは0.5質量%以上20質量%以下、更に好ましくは1質量%以上15質量%以下である。この範囲で、良好な感度とパターン形成性が得られる。
<その他の成分>
本発明の着色組成物には、必要に応じて公知の各種添加物、例えば、界面活性剤、酸化防止剤、pH調整剤、凝集防止剤等を配合することができる。
〔各種添加物〕
本発明の着色感放射線性組成物には、必要に応じて各種添加物、例えば充填剤、上記以外の高分子化合物、界面活性剤、密着促進剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、凝集防止剤等を配合することかできる。これらの例としては、特開2008−292970号公報の段落0274〜0276に記載の添加剤を挙げることができる。
前記各種添加物の具体例としては、ガラス、アルミナ等の充填剤;ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸、ポリエチレングリコールモノアルキルエーテル、ポリフルオロアルキルアクリレート等の結着樹脂以外の高分子化合物;ノニオン系、カチオン系、アニオン系等の界面活性剤;ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリス(2−メトキシエトキシ)シラン、N−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、3−クロロプロピルメチルジメトキシシラン、3−クロロプロピルトリメトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン等の密着促進剤;2,2−チオビス(4−メチル−6−t−ブチルフェノール)、2,6−ジ−t−ブチルフェノール等の酸化防止剤:2−(3−t−ブチル−5−メチル−2−ヒドロキシフェニル)−5−クロロベンゾトリアゾール、アルコキシベンゾフェノン等の紫外線吸収剤;及びポリアクリル酸ナトリウム等の凝集防止剤を挙げることができる。
また、非硬化部のアルカリ溶解性を促進し、本発明の着色感放射線性組成物の現像性の更なる向上を図る場合には、該組成物に有機カルボン酸、好ましくは分子量1,000以下の低分子量有機カルボン酸の添加を行なうことができる。
具体的には、例えばギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸、ピバリン酸、カプロン酸、ジエチル酢酸、エナント酸、カプリル酸等の脂肪族モノカルボン酸;シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ブラシル酸、メチルマロン酸、エチルマロン酸、ジメチルマロン酸、メチルコハク酸、テトラメチルコハク酸、シトラコン酸等の脂肪族ジカルボン酸;トリカルバリル酸、アコニット酸、カンホロン酸等の脂肪族トリカルボン酸;安息香酸、トルイル酸、クミン酸、ヘメリト酸、メシチレン酸等の芳香族モノカルボン酸;フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、トリメリト酸、トリメシン酸、メロファン酸、ピロメリト酸等の芳香族ポリカルボン酸;フェニル酢酸、ヒドロアトロパ酸、ヒドロケイ皮酸、マンデル酸、フェニルコハク酸、アトロパ酸、ケイ皮酸、ケイ皮酸メチル、ケイ皮酸ベンジル、シンナミリデン酢酸、クマル酸、ウンベル酸等のその他のカルボン酸が挙げられる。
〔界面活性剤〕
本発明の着色感放射線性組成物には、塗布性をより向上させる観点から、各種の界面活性剤を添加してもよい。界面活性剤としては、フッ素系界面活性剤、ノニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤、シリコーン系界面活性剤などの各種界面活性剤を使用できる。
特に、本発明の着色感放射線性組成物は、フッ素系界面活性剤を含有することで、塗布液として調製したときの液特性(特に、流動性)がより向上することから、塗布厚の均一性や省液性をより改善することができる。
即ち、フッ素系界面活性剤を含有する着色感放射線性組成物を適用した塗布液を用いて膜形成する場合においては、被塗布面と塗布液との界面張力を低下させることにより、被塗布面への濡れ性が改善され、被塗布面への塗布性が向上する。このため、少量の液量で数μm程度の薄膜を形成した場合であっても、厚みムラの小さい均一厚の膜形成をより好適に行える点で有効である。
フッ素系界面活性剤中のフッ素含有率は、3質量%〜40質量%が好適であり、より好ましくは5質量%〜30質量%であり、特に好ましくは7質量%〜25質量%である。フッ素含有率がこの範囲内であるフッ素系界面活性剤は、塗布膜の厚さの均一性や省液性の点で効果的であり、着色感放射線性組成物中における溶解性も良好である。
フッ素系界面活性剤としては、例えば、メガファックF171、同F172、同F173、同F176、同F177、同F141、同F142、同F143、同F144、同R30、同F437、同F475、同F479、同F482、同F554、同F780、同F781(以上、DIC(株)製)、フロラードFC430、同FC431、同FC171(以上、住友スリーエム(株)製)、サーフロンS−382、同SC−101、同SC−103、同SC−104、同SC−105、同SC1068、同SC−381、同SC−383、同S393、同KH−40(以上、旭硝子(株)製)等が挙げられる。
ノニオン系界面活性剤として具体的には、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリエチレングリコールジラウレート、ポリエチレングリコールジステアレート、ソルビタン脂肪酸エステル(BASF社製のプルロニックL10、L31、L61、L62、10R5、17R2、25R2、テトロニック304、701、704、901、904、150R1等)、ソルスパース20000(日本ルーブリゾール製)等が挙げられる。
カチオン系界面活性剤として具体的には、フタロシアニン誘導体(商品名:EFKA−745、森下産業(株)製)、オルガノシロキサンポリマーKP341(信越化学工業(株)製)、(メタ)アクリル酸系(共)重合体ポリフローNo.75、No.90、No.95(共栄社油脂化学工業(株)製)、W001(裕商(株)製)等が挙げられる。
アニオン系界面活性剤として具体的には、W004、W005、W017(裕商(株)社製)等が挙げられる。
シリコーン系界面活性剤としては、例えば、東レ・ダウコーニング(株)製DC3PA、SH7PA、DC11PA、SH21PA、SH28PA、SH29PA、SH30PA、SH8400、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ社製TSF−4440、TSF−4300、TSF−4445、TSF−4460、TSF−4452、信越シリコーン(株)製KP341、ビックケミー社製BYK323、BYK330等が挙げられる。
界面活性剤は、単独でまたは2種以上を組み合わせて用いることができる。
界面活性剤の含有量は、着色感放射線性組成物の全固形分に対して、0.001質量%〜10質量%であるのが好ましく、0.01質量%〜5質量%であるのがより好ましい。
〔重合禁止剤〕
本発明の着色感放射線性組成物においては、該着色感放射線性組成物の製造中又は保存中において、重合性化合物の不要な熱重合を阻止するために、少量の重合禁止剤を添加することが望ましい。
本発明に用いうる重合禁止剤としては、ハイドロキノン、p−メトキシフェノール、ジ−t−ブチル−p−クレゾール、ピロガロール、t−ブチルカテコール、ベンゾキノン、4,4’−チオビス(3−メチル−6−t−ブチルフェノール)、2,2’−メチレンビス(4−メチル−6−t−ブチルフェノール)、N−ニトロソフェニルヒドロキシアミン第一セリウム塩等が挙げられる。
重合禁止剤の添加量は、着色感放射線性組成物の全質量に対して、約0.005質量%〜約5質量%が好ましい。
本発明の着色感放射線性組成物には、必要に応じて各種添加物、例えば充填剤、上記以外の高分子化合物、密着促進剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、凝集防止剤等を配合することができる。これらの例としては、特開2008−292970号公報の段落0274〜0276に記載の添加物を挙げることができる。
−着色感放射線性組成物の調製方法−
本発明の着色感放射線性組成物の調製に際しては、上述の各成分を一括配合してもよいし、各成分を溶剤に溶解した後に逐次配合してもよい。また、配合する際の投入順序や作業条件は特に制約を受けない。全成分を同時に溶剤に溶解して組成物を調製してもよいし、必要に応じては、各成分を適宜2つ以上の溶液としておいて、使用時(塗布時)にこれらの溶液を混合して着色感放射線性組成物として調製してもよい。
上記のようにして調製された着色感放射線性組成物は、好ましくは孔径0.01〜3.0μm、より好ましくは孔径0.05〜0.5μm程度のフィルタなどを用いて濾別した後、使用に供することもできる。
本発明の着色感放射線性組成物は、液晶表示装置(LCD)や固体撮像素子(例えば、CCD、CMOS等)、に用いられるカラーフィルタなどの着色画素形成用として好適に用いることができる。また電子ペーパーや有機EL等の画像表示デバイスにも好適に用いることができる。特に、CCD、及びCMOS等の固体撮像素子用のカラーフィルタ形成用として好適に用いることができる。
本発明の着色感放射線性組成物は、着色パターンが微少サイズで薄膜に形成され、しかも良好な矩形の断面プロファイルが要求される固体撮像素子用のカラーフィルタの形成に特に好適である。
本発明のカラーフィルタは、液晶表示装置や固体撮像装置に用いることができ、液晶表示装置の用途に好適である。本発明のカラーフィルタを液晶表示装置に用いた場合、分光特性及び耐熱性に優れた金属錯体色素構造を含む色素多量体を着色剤として含有しながらも、着色剤に起因する色ムラの発生が抑制され、表示画像の色合いが良好で表示特性に優れる。
<液晶表示装置>
本発明のカラーフィルタは、色ムラの発生が抑制され、且つ耐光性に優れた着色画素を有することから、液晶表示装置用のカラーフィルタとして好適である。このようなカラーフィルタを備えた液晶表示装置は、表示画像の色合いが良好で表示特性に優れた高画質画像を表示することができる。
表示装置の定義や各表示装置の詳細については、例えば「電子ディスプレイデバイス(佐々木 昭夫著、(株)工業調査会 1990年発行)」、「ディスプレイデバイス(伊吹 順章著、産業図書(株)平成元年発行)」などに記載されている。また、液晶表示装置については、例えば「次世代液晶ディスプレイ技術(内田 龍男編集、(株)工業調査会 1994年発行)」に記載されている。本発明が適用できる液晶表示装置に特に制限はなく、例えば、上記の「次世代液晶ディスプレイ技術」に記載されている色々な方式の液晶表示装置に適用できる。
本発明のカラーフィルタは、なかでも、カラーTFT方式の液晶表示装置に対して有用である。カラーTFT方式の液晶表示装置については、例えば「カラーTFT液晶ディスプレイ(共立出版(株)1996年発行)」に記載されている。更に、本発明はIPSなどの横電界駆動方式、MVAなどの画素分割方式などの視野角が拡大された液晶表示装置や、STN、TN、VA、OCS、FFS、及びR−OCB等にも適用できる。
また、本発明のカラーフィルタは、明るく高精細なCOA(Color-filter On Array)
方式にも供することが可能である。COA方式の液晶表示装置にあっては、カラーフィルタ層に対する要求特性は、前述のような通常の要求特性に加えて、層間絶縁膜に対する要求特性、すなわち低誘電率及び剥離液耐性が必要とされることがある。本発明のカラーフィルタにおいては、前記金属錯体色素構造を含む色素多量体を着色剤として含むものであり、着色硬化膜における着色剤に起因する色ムラの発生が抑制され、且つ、パターン形成性にも優れることから色純度、着色領域の色相の均一性に優れ、解像度が高く長期耐久性に優れたCOA方式の液晶表示装置を提供することができる。なお、低誘電率の要求特性を満足するためには、カラーフィルタ層の上に樹脂被膜を設けてもよい。
さらに、COA方式により形成される着色層には、着色層上に配置されるITO電極と着色層の下方の駆動用基板の端子とを導通させるために、一辺の長さが1〜15μm程度の矩形のスルーホールあるいはコの字型の窪み等の導通路を形成する必要であり、導通路の寸法(即ち、一辺の長さ)を特に5μm以下にすることが好ましいが、本発明を用いることにより、5μm以下の導通路を形成することも可能である。これらの画像表示方式については、例えば、「EL、PDP、LCDディスプレイ−技術と市場の最新動向−(東レリサーチセンター調査研究部門 2001年発行)」の43ページなどに記載されている。
本発明の液晶表示装置は、本発明のカラーフィルタ以外に、電極基板、偏光フィルム、位相差フィルム、バックライト、スペーサ、視野角保障フィルムなど様々な部材から構成される。本発明のカラーフィルタは、これらの公知の部材で構成される液晶表示素子に適用することができる。これらの部材については、例えば、「'94液晶ディスプレイ周辺
材料・ケミカルズの市場(島 健太郎 (株)シーエムシー 1994年発行)」、「2003液晶関連市場の現状と将来展望(下巻)(表 良吉(株)富士キメラ総研、2003年発行)」に記載されている。
バックライトに関しては、SID meeting Digest 1380(2005)(A.Konno et.al)や、月刊ディスプレイ 2005年12月号の18〜24ページ(島 康裕)、同25〜30ページ(八木隆明)などに記載されている。
本発明のカラーフィルタを液晶表示装置に用いると、従来公知の冷陰極管の三波長管と組み合わせたときに高いコントラストを実現できるが、更に、赤、緑、青のLED光源(RGB−LED)をバックライトとすることによって輝度が高く、また、色純度の高い色再現性の良好な液晶表示装置を提供することができる。
[固体撮像素子用カラーフィルタ及びその製造方法]
本発明の固体撮像素子用カラーフィルタの製造方法は、支持体上に、既述の本発明の着色感放射線性組成物を付与して着色感放射線性組成物層を形成する工程(以下、「着色感放射線性組成物層形成工程」ともいう)と、前記着色感放射線性組成物層を、マスクを介して露光する工程(以下、「露光工程」ともいう)と、露光後の着色感放射線性組成物層を現像して着色パターン(以下、「着色画素」ともいう)を形成する工程(以下、「現像工程」ともいう)と、を含む。
また、本発明の固体撮像素子用カラーフィルタは、本発明の固体撮像素子用カラーフィルタの製造方法によって製造されたものである。
本発明の固体撮像素子用カラーフィルタは、本発明の固体撮像素子用カラーフィルタの製造方法によって製造された着色パターンを少なくとも有していればよい。本発明の固体撮像素子用カラーフィルタの具体的形態としては、例えば、前記着色パターンと他の着色パターンとを組み合わせた多色のカラーフィルタの形態(例えば、赤色パターン、青色パターン、及び緑色パターンを少なくとも有する3色以上のカラーフィルタ)が好適である。
以下、固体撮像素子用カラーフィルタを単に「カラーフィルタ」ということがある。
<着色感放射線性組成物層形成工程>
着色感放射線性組成物層形成工程では、支持体上に、本発明の着色感放射線性組成物を付与して着色感放射線性組成物層を形成する。
本工程に用いうる支持体としては、例えば、基板(例えば、シリコン基板)上にCCD(Charge Coupled Device)やCMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor)等の撮像素子(受光素子)が設けられた固体撮像素子用基板を用いることができる。
本発明における着色パターンは、固体撮像素子用基板の撮像素子形成面側(おもて面)に形成されてもよいし、撮像素子非形成面側(裏面)に形成されてもよい。
固体撮像素子用基板における各撮像素子間や、固体撮像素子用基板の裏面には、遮光膜が設けられていてもよい。
また、支持体上には、必要により、上部の層との密着改良、物質の拡散防止或いは基板表面の平坦化のために下塗り層を設けてもよい。
支持体上への本発明の着色硬化性組成物の付与方法としては、スリット塗布、インクジェット法、回転塗布、流延塗布、ロール塗布、スクリーン印刷法等の各種の塗布方法を適用することができる。
着色硬化性組成物層の膜厚としては、0.1μm〜10μmが好ましく、0.2μm〜5μmがより好ましく、0.2μm〜3μmがさらに好ましい。
支持体上に塗布された着色硬化性組成物層の乾燥(プリベーク)は、ホットプレート、オーブン等で50℃〜140℃の温度で10秒〜300秒で行うことができる。
<露光工程>
露光工程では、着色感放射線性組成物層形成工程において形成された着色感放射線性組成物層を、例えば、ステッパー等の露光装置を用い、所定のマスクパターンを有するマスクを介してパターン露光する。
露光に際して用いることができる放射線(光)としては、特に、g線、i線等の紫外線が好ましく(特に好ましくはi線)用いられる。照射量(露光量)は30〜1500mJ/cmが好ましく50〜1000mJ/cmがより好ましく、80〜500mJ/cmが最も好ましい。
<現像工程>
次いでアルカリ現像処理を行うことにより、露光工程における光未照射部分の着色硬化性組成物層がアルカリ水溶液に溶出し、光硬化した部分だけが残る。
現像液としては、下地の撮像素子や回路などにダメージを起さない、有機アルカリ現像液が望ましい。現像温度としては通常20℃〜30℃であり、現像時間は、従来は20秒〜90秒であった。より残渣を除去するため、近年では120秒〜180秒実施する場合もある。さらには、より残渣除去性を向上するため、現像液を60秒ごとに振り切り、さらに新たに現像液を供給する工程を数回繰り返す場合もある。
現像液に用いるアルカリ剤としては、例えば、アンモニア水、エチルアミン、ジエチルアミン、ジメチルエタノールアミン、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド、コリン、ピロール、ピペリジン、1,8−ジアザビシクロ−[5,4,0]−7−ウンデセンなどの有機アルカリ性化合物が挙げられ、これらのアルカリ剤を濃度が0.001〜10質量%、好ましくは0.01〜1質量%となるように純水で希釈したアルカリ性水溶液が現像液として好ましく使用される。
なお、現像液には無機アルカリを用いてもよく、無機アルカリとしては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、硅酸ナトリウム、メタ硅酸ナトリウムなどが好ましい。
なお、このようなアルカリ性水溶液からなる現像液を使用した場合には、一般に現像後純水で洗浄(リンス)する。
次いで、乾燥を施した後に加熱処理(ポストベーク)を行うことが好ましい。多色の着色パターンを形成するのであれば、各色ごとに前記工程を順次繰り返して硬化皮膜を製造することができる。これによりカラーフィルタが得られる。
ポストベークは、硬化を完全なものとするための現像後の加熱処理であり、通常100℃〜240℃、好ましくは200℃〜240℃の熱硬化処理を行う。
このポストベーク処理は、現像後の塗布膜を、上記条件になるようにホットプレートやコンベクションオーブン(熱風循環式乾燥機)、高周波加熱機等の加熱手段を用いて、連続式あるいはバッチ式で行うことができる。
なお、本発明の製造方法は、必要に応じ、上記以外の工程として、固体撮像素子用カラーフィルタの製造方法として公知の工程を有していてもよい。例えば、上述した、着色硬化性組成物層形成工程、露光工程、及び現像工程を行った後に、必要により、形成された着色パターンを加熱及び/又は露光により硬化する硬化工程を含んでいてもよい。
また、本発明に係る着色硬化性組成物を用いる場合、例えば、塗布装置吐出部のノズルや配管部の目詰まりや塗布機内への着色硬化性組成物や顔料の付着・沈降・乾燥による汚染等が生じる場合がある。そこで、本発明の着色硬化性組成物によってもたらされた汚染を効率よく洗浄するためには、前掲の本組成物に関する溶剤を洗浄液として用いることが好ましい。また、特開平7−128867号公報、特開平7−146562号公報、特開平8−278637号公報、特開2000−273370号公報、特開2006−85140号公報、特開2006−291191号公報、特開2007−2101号公報、特開2007−2102号公報、特開2007−281523号公報などに記載の洗浄液も本発明に係る着色硬化性組成物の洗浄除去として好適に用いることができる。
上記のうち、アルキレングリコールモノアルキルエーテルカルボキシレート及びアルキレングリコールモノアルキルエーテルが好ましい。
これら溶媒は、単独で用いても2種以上を混合して用いてもよい。2種以上を混合する場合、水酸基を有する溶剤と水酸基を有しない溶剤とを混合することが好ましい。水酸基を有する溶剤と水酸基を有しない溶剤との質量比は、1/99〜99/1、好ましくは10/90〜90/10、更に好ましくは20/80〜80/20である。プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)とプロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)の混合溶剤で、その比率が60/40であることが特に好ましい。なお、汚染物に対する洗浄液の浸透性を向上させるために、洗浄液には前掲の本組成物に関する界面活性剤を添加してもよい。
本発明の固体撮像素子用カラーフィルタは、本発明の着色硬化性組成物を用いているため、剥がれ欠陥及び残渣欠陥が少なく、また、着色パターンの耐熱性に優れている。また、一般式(1)で表されるアゾ顔料を用いて形成されているため、赤色としての分光特性に優れる。
本発明の固体撮像素子用カラーフィルタは、CCD、CMOS等の固体撮像素子に好適に用いることができ、特に100万画素を超えるような高解像度のCCDやCMOS等に好適である。本発明の固体撮像素子用カラーフィルタは、例えば、CCD又はCMOSを構成する各画素の受光部と、集光するためのマイクロレンズと、の間に配置されるカラーフィルタとして用いることができる。
固体撮像素子用カラーフィルタにおける着色パターン(着色画素)の膜厚としては、2.0μm以下が好ましく、1.0μm以下がより好ましい。
また、着色パターン(着色画素)のサイズ(パターン幅)としては、2.5μm以下が好ましく、2.0μm以下がより好ましく、1.7μm以下が特に好ましい。
[固体撮像素子]
本発明の固体撮像素子は、既述の本発明の固体撮像素子用カラーフィルタを備える。本発明の固体撮像素子の構成としては、本発明の固体撮像素子用カラーフィルタが備えられた構成であり、固体撮像素子として機能する構成であれば特に限定はないが、例えば、以下のような構成が挙げられる。
支持体上に、固体撮像素子(CCDイメージセンサー、CMOSイメージセンサー、等)の受光エリアを構成する複数のフォトダイオード及びポリシリコン等からなる転送電極を有し、前記フォトダイオード及び前記転送電極上にフォトダイオードの受光部のみ開口したタングステン等からなる遮光膜を有し、遮光膜上に遮光膜全面及びフォトダイオード受光部を覆うように形成された窒化シリコン等からなるデバイス保護膜を有し、前記デバイス保護膜上に、本発明の固体撮像素子用カラーフィルタを有する構成である。
更に、前記デバイス保護層上であってカラーフィルタの下(支持体に近い側)に集光手段(例えば、マイクロレンズ等。以下同じ)を有する構成や、カラーフィルタ上に集光手段を有する構成等であってもよい。
以下、本発明を実施例により更に具体的に説明するが、本発明はその趣旨を越えない限り以下の実施例に限定されるものではない。なお、特に断りのない限り、「部」は質量基準である。
(合成例1:染料ポリマーIの合成)
下記原料Aを、Liebigs Annalen der Chemie,(1990年)、#8 p.741−744を参考に合成した。
得られた原料A(30.6g)、グリシジルメタクリレート(14.2g)、p−メトキシフェノール(1.24g)、及び、テトラブチルアンモニウムブロミド(3.22g)をN−メチル−2−ピロリドン(以下、NMPと称する)200gに溶解させた溶液を調製し、100℃で5時間に加熱攪拌した。
次に、酢酸エチル1L、1NHCl塩酸水溶液1Lを添加し、攪拌後、有機層を分離し、その後、濃縮し、下記構造の中間体Bを35g得た。
得られた中間体B(10g)、メタクリル酸(1.53g)、チオグリコール酸オクチル(連鎖移動剤:LogP値3.00、1.64g)、及び、2,2−アゾビス(2−メチルプロピオン酸)ジメチル(和光純薬(株)製の「V−601」)(0.92g)を、PGMEA 16.9gに溶解させ、窒素雰囲気下、85℃のプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(以下、PGMEAと称する)10gに3時間かけて滴下した。
その後、85℃でさらに2時間攪拌を続けた。その後、反応溶液を、メタノール200mL、水 25mLに攪拌しながら、滴下した。析出した粉黛をろ過し、得られた粉黛を減圧乾燥したところ、染料ポリマーIを9g得た。得られた染料ポリマーIの重量平均分子量(Mw)は10000、酸価は80mgKOH/gであった。スキームを以下に示す。
(合成例2〜7:染料ポリマーII、III、IV、V、IX、X及びXIの合成)
中間体Bに添加する連鎖移動剤を、以下のように変更した以外は染料ポリマーIの合成と同様にして、下記構造の染料ポリマーII、III、IV、V、IX、X、及びXIを合成した。
染料ポリマーII(連鎖移動剤チオグリコール酸エチル:LogP値0.42)
染料ポリマーIII(連鎖移動剤:2−メルカプトエタノール:LogP値0.04)
染料ポリマーIV(連鎖移動剤:下記化合物:LogP値4.14)
染料ポリマーV(連鎖移動剤:1−ヘキサンチオール:LogP値2.63)
染料ポリマーIX(連鎖移動剤:1−ドデカンチオール:LogP値5.14)
染料ポリマーX(連鎖移動剤:1−オクタデカンチオール:LogP値7.64)
染料ポリマーXI(連鎖移動剤チオグリコール酸オクタデシル:LogP値7.17)
<染料ポリマーVIIIの合成>
PGMEA5.21gを80℃で攪拌しながら、M−53(下記構造:7.0g)とメタクリル酸(0.45g)、チオグリコール酸オクチル(0.17g)、ジメチル2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオネート)(0.096g)をPGMEA 12.2gに溶解させた溶液を4時間かけて滴下した。滴下終了から2時間後、ジメチル2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオネート)(0.029g)、チオグリコール酸オクチル(0.051g)をPGMEA 0.35gに溶解させた溶液を追加し、80℃でさらに2時間攪拌を続けた。
反応溶液に、PGMEA 175ml、メタノール 200mlを加え、アセトニトリル 800mlを攪拌しながら、反応液を滴下した。析出した結晶をろ過し、得られた結晶を減圧乾燥し、P1(下記構造)を3.99g得た。
得られたP1の重量平均分子量(Mw)は7000、酸価は185mgKOH/gであった。P1の構造であることは、H−NMRにより、前記M−53の重合性基部位である5.53、6.11のピークの消失と、酸価測定によるメタクリル酸の導入により確認した。
化合物P1(5.0g)とグリシジルメタクリレート(0.47g)、p-メトキシフェノール(5.5mg)をPGMEA 31.0gに溶解させた溶液を100℃で5時間に加熱攪拌した。次に、アセトニトリル 350mlを攪拌しているところに、反応液を滴下した。析出した結晶をろ過し、得られた結晶を減圧乾燥し、P1を3.59g得た。得られたP1の重量平均分子量(Mw)は8000、酸価は110mgKOH/gであった。
例示化合物VIIIの構造であることは、H−NMRにより、グリシジルメタクリレートのエポキシ部位の消失と酸価測定によるグリシジルメタクリレート分の酸価減少により確認した。
スキームを以下に示す。
(合成例8〜13:染料ポリマーXII、XIII、XIV、XV、XVI及びXVIIの合成)
添加する連鎖移動剤として連鎖移動剤8(LogP:3.00)を用い、合成用の染料モノマーとして以下に示す化合物を用いた以外は染料ポリマーIの合成と同様にして、下記構造の染料ポリマーXII、XIII、XIV、XV、XVI及びXVIIを合成した。
(顔料分散剤の合成)
<樹脂1の合成>
500mL三口フラスコに、ε-カプロラクトン 600.0g、2−エチル−1−ヘキサノール 22.8gを導入し、窒素を吹き込みながら、攪拌溶解した。モノブチル錫オキシド 0.1gを加え、100℃に加熱した。8時間後、ガスクロマトグラフィーにて、原料が消失したのを確認後、80℃まで冷却した。2,6-ジt-ブチル−4−メチルフェノール 0.1gを添加した後、2-メタクリロイロキシエチルイソシアネート 27.2gを添加した。5時間後、H-NMRにて原料が消失したのを確認後、室温まで冷却し、固体状の前駆体M1を 200g得た。M1であることは、H-NMR、IR、質量分析により確認した。
前駆体M1 50.0g、NKエステルCB−1(新中村化学工業株式会社製) 50.0g、ドデシルメルカプタン 2.3g及びPGMEA 233.3gを、窒素置換した三口フラスコに導入し、攪拌機(新東科学(株):スリーワンモータ)にて攪拌し、窒素をフラスコ内に流しながら加熱して75℃まで昇温した。これに、2,2−アゾビス(2−メチルプロピオン酸)ジメチル(和光純薬(株)製の「V−601」)を0.2g加え、75℃にて2時間加熱攪拌を行った。2時間後、さらにV−601を0.2g加え、3時加熱攪拌の後、下記構造の樹脂1の30%溶液を得た。

<樹脂2〜4の合成>
樹脂1の合成方法と同様の合成法により、以下に記載の樹脂2〜樹脂4を合成した。
<顔料分散組成物の調整>
(顔料分散組成物1)
下記組成(1)の成分を混合し、ホモジナイザーを用いて回転数3,000r.p.m.で3時間撹拌して混合し、顔料を含む混合溶液を調製した。
〔組成(1)〕
・顔料Pigment Blue15:6 95部
・顔料誘導体(I) 15部
・分散剤(樹脂1 30%溶液) 125部
・PGMEA 750部
続いて、上記より得られた混合溶液を、さらに0.3mmφジルコニアビーズを用いたビーズ分散機ディスパーマット(GETZMANN社製)にて6時間分散処理を行ない、顔料分散液(P−1)を得た。
<着色感放射線性組成物の調製>
まず、カラーフィルタ形成用として着色感放射線性組成物を調整した例を挙げて説明する。
[実施例1]
前記で得た顔料分散液(P−1)を用いて、下記の感光性樹脂組成物R−1を作製した。
・顔料分散液(P−1) 1000部
・KAYARAD DPHA(日本化薬製) 100部
(光重合性化合物)
・1−フェニル−1,2−プロパンジオン−2−(o−エトキシカルボニル)オキシム
(光重合開始剤) 30部
・染料ポリマーI 100部
・樹脂(メタクリル酸ベンジル/メタクリル酸/共重合体(モル比=70/30、
重量平均分子量30000)の30%PGMEA溶液) 10部
・PGMEA(溶剤) 300部
下記組成の成分を混合して溶解し、下塗り層用レジスト液を調製した。
<下塗り層用レジスト液の組成>
・PGMEA(溶剤) 19.20部
・乳酸エチル 36.67部
・樹脂(メタクリル酸ベンジル/メタクリル酸/メタクリル酸−2−ヒドロキシエチル
共重合体(モル比=70/22/8)の30%PGMEA溶液)
30.51部
・エチレン性不飽和二重結合含有化合物(KAYARAD DPHA(日本化薬製)
12.20部
・重合禁止剤(p−メトキシフェノール) 0.0061部
・フッ素系界面活性剤(F−475、DIC(株)製)
1.0部
・光重合開始剤(トリハロメチルトリアジン系の光重合開始剤) 0.586部
(TAZ−107、みどり化学社製)
〔下塗り層付シリコン基板の作製〕
6inchのシリコンウエハをオーブン中で200℃のもと30分加熱処理した。次いで、このシリコンウエハ上に前記下塗り層用レジスト液を乾燥膜厚が1.5μmになるように塗布し、更に220℃のオーブン中で1時間加熱乾燥させて下塗り層を形成し、下塗り層付シリコンウエハ基板を得た。
−固体撮像素子着色パターンの形成−
前記で得られた下塗り層付シリコンウエハの下塗り層上に、着色層の乾燥膜厚が0.7μmになるように、スピン塗布機能を持つコータ/デベロッパ(東京エレクトロン(株)製 Act−8を用いて下記条件で着色光硬化性組成物を塗布した。
次いで、この着色塗布基板を100℃のホットプレートを用いて120秒間加熱処理(プリベーク)を行なった後、i線ステッパー露光装置FPA−3000i5+(Canon(株)製)を使用して365nmの波長でパターンが1.5μm四方のIslandパターンマスクを通して500mJ/cmの露光量で露光した。その後、露光後の着色層が形成されているシリコンウエハをスピン・シャワー現像機(DW−30型、(株)ケミトロニクス製)の水平回転テーブル上に載置し、CD−2000(富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ(株)製)を用いて23℃で60秒間、パドル現像を行なった後、該シリコンウエハを真空チャック方式で前記水平回転テーブルに固定し、回転装置によって該シリコンウエハを回転数50r.p.m.で回転させつつ、その回転中心の上方より純水を噴出ノズルからシャワー状に供給してリンス処理を行ない、その後、スプレー乾燥して、着色画素の付いたウエハ基板を得た。
[実施例2〜12、比較例1〜3]
前記実施例1で用いた感光性樹脂組成物R−1において、連鎖移動剤、染料ポリマー、樹脂を下記表1に記載のように変更した以外は実施例1と同様にして固体撮像素子着色パターンを形成した。
<着色感放射線性組成物の評価>
i)色むら
色むらの評価は、下塗り層付きウエハの代わりにガラス基板を使用し、またマスクを用いずにベタで露光する以外は、固体撮像素子着色パターンの形成の方法と同様にして評価用基板を作成した。輝度分布を下記方法で解析し、平均からのずれが±5%以内である画素が全画素数に占める割合をもとに行った。
輝度分布の測定方法について説明する。まず、着色層付きのガラス板の輝度分布を顕微鏡MX−50(オリンパス社製)にて撮影した画像を解析した。
なお輝度分布において、最も画素数の多い輝度を平均輝度と定義する。
−評価基準−
5:平均からのずれが±5%以内である画素が全画素数中の99%以上
4:平均からのずれが±5%以内である画素が全画素数中の98%以上99%未満
3:平均からのずれが±5%以内である画素が全画素数中の97%以上98%未満
2:平均からのずれが±5%以内である画素が全画素数中の95%以上97%未満
1:平均からのずれが±5%以内である画素が全画素数中の95%未満
ii)残渣(現像性)の評価
上記した露光工程で光が照射されなかった領域(未露光部)の残渣の有無をSEMで観察し、残渣を評価した。評価基準は以下の通りである。
−評価基準−
4:未露光部には、残渣がまったく確認されなかった
3:未露光部に、残渣がわずかに確認されたが、実用上問題のない程度であった
2:未露光部に、残渣がやや確認された。
1:未露光部に、残渣が著しく確認された。
表1に明らかなように、本発明の着色感放射線性組成物を用いて形成された着色パターンは、色むらの発生が抑制されていた。また、現像残渣も見られないことから現像性が良好であることが分かる。
実施例1〜実施例3より、連鎖移動剤の親水性増加に伴い、色むらの抑制効果が高まる傾向が確認できた。
また、実施例1及び実施例5と、実施例7及び実施例11との対比において、末端親水性が高く、重量平均分子量が比較的小さい特定色素重合体が、分散剤との相溶性、親水化による現像液の浸透性により、色むらの抑制効果、現像性向上効果が高いことが分かる。
[実施例13〜18]
前記実施例1で用いた感光性樹脂組成物R−1において、連鎖移動剤、染料ポリマー、樹脂を下記表2に記載のように変更した以外は実施例1と同様にして固体撮像素子着色パターンを形成した。得られた着色パターンを実施例1と同様にして評価した。結果を下記表2に併記する。
表2に明らかなように、本発明の着色感放射線性組成物を用いて形成された着色パターンは、色むらの発生が抑制されていた。また、現像残渣も見られないことから現像性が良好であることが分かる。このように、色素多量体に含まれる色素骨格を変更した場合においても、本発明の着色感放射線組成物は優れた効果を奏することが確認された。
(実施例19)
<カラーフィルタの作製>
下記顔料40部、分散剤としてDisperbyk−161(ビックケミー(BYK)社製、30%溶液)50部、および溶剤としてPGMEA 110部からなる混合液を、ビーズミルにより15時間混合・分散して、顔料分散液(P−2)を調製した。
P−2で用いた顔料:
Pigment Red 254:Pigment Red 177=7:3
P−3で用いた顔料:
Pigment Green 36:Pigment Yellow 150=7:3
前記分散処理した顔料分散液(P2)を用いて下記組成比となるよう撹拌混合し、重合性組成物の塗布液R−2を調製した。
・着色剤(顔料分散液(P−2)) 350部
・重合開始剤(オキシム系光重合開始剤)
(IRGACURE OXE01、BASF社製) 30部
・TO−1382(東亞合成(株)製) 25部
(重合性化合物 東亜合成化学(株)製 カルボキシル基含有5官能アクリレート)
・KAYARAD DPHA(日本化薬製) 30部
・樹脂(メタクリル酸ベンジル/メタクリル酸/共重合体(モル比=70/30、
重量平均分子量30000)の30%PGMEA溶液) 0.4部
・溶剤(PGMEA) 200部
・基板密着剤(3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン) 1部
ウエハ上に、前記赤色(R)用着色重合性組成物R−2を用いて、1.6×1.6μmの赤色(R)の着色パターンを形成した。さらに、同様にして緑色(G)用着色重合性組成物R−3を用いて1.6×1.6μmの緑色(G)、及び、上記の青色(B)用着色重合性組成物R−1を用いて青色(B)の有彩色着色パターンを順次形成して固体撮像素子用のカラーフィルタを作製した。
−評価−
フルカラーのカラーフィルタを固体撮像素子に組み込んだところ、該固体撮像素子は、高解像度で、色分離性に優れることが確認された。
−液晶表示装置用カラーフィルタの作製−
ブラックマトリックス上に、前記赤色(R)用着色重合性組成物R−2を用いて、実施例1に記載の方法と同じ要領で80×80μmの赤色(R)の着色パターンを形成した。さらに、同様にして緑色(G)用着色重合性組成物R−2を用いて緑色(G)、及び青色(B)用着色重合性組成物R−1を用いて青色(B)の有彩色着色パターンを順次形成して液晶表示装置用カラーフィルタを作製した。
−評価−
フルカラーのカラーフィルタにITO透明電極、配向膜等の加工を施し、液晶表示装置を設けた。本発明の重合性組成物は塗布面均一性が良好で、液晶表示装置は表示ムラも無く、画質は良好であった。
以上の検討から、本発明の着色感放射線性組成物は、色ムラが小さく、しかも高い現像性を有する着色パターンを形成しうることが確認された。

Claims (13)

  1. (A)LogP値が5以下の連鎖移動剤を用いて重合された、色素構造を有する構造単位を含む色素重合体、(B)溶媒、(E)重合性化合物、及び(F)重合開始剤を含有する着色感放射線性組成物。
  2. 前記LogP値が5以下の連鎖移動剤が、アルキルメルカプタンである請求項1に記載の着色感放射線性組成物。
  3. 前記LogP値が5以下の連鎖移動剤が、炭素数10以下のアルキルメルカプタンである請求項1又は請求項2に記載の着色感放射線性組成物。
  4. 前記LogP値が5以下の連鎖移動剤が、分子内にエステル構造、及び、エーテル構造から選択される構造を有するアルキルメルカプタンである請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の着色感放射線性組成物。
  5. 前記色素構造が、下記一般式(III)で表されるジピロメテン系化合物と金属若しくは金属化合物とから得られるジピロメテン系金属錯体化合物又はその互変異性体由来の色素構造である請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の着色感放射線性組成物。

    〔一般式(III)中、R、R、R、R、R、及びRは各々独立に水素原子又は1価の置換基を表し、Rは水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アリール基又はヘテロ環基を表す。ただし、RとRとが互いに結合して環を形成することはない。〕
  6. さらに、(C)前記(A)色素重合体とは構造が異なる重合体を含有する請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載の着色感放射線性組成物。
  7. さらに、(D)顔料を含有する請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載の着色感放射線性組成物。
  8. (C)前記(A)とは構造が異なる重合体が、顔料分散剤である請求項1〜請求項7のいずれか1項に記載の着色感放射線性組成物。
  9. 基板上に、請求項1〜請求項のいずれか1項に記載の着色感放射線性組成物を用いて形成された着色パターンを備えるカラーフィルタ。
  10. 支持体上に、請求項1〜請求項のいずれか1項に記載の着色感放射線性組成物を付与する着色感放射線性層形成工程と、形成された着色感放射線性層を露光する露光工程と、露光後の着色感放射線性層を現像して未露光部を除去する現像工程とを含む着色パターンの製造方法。
  11. 基板上に、請求項1〜請求項のいずれか1項に記載の着色感放射線性組成物を付与する着色感放射線性層形成工程と、形成された着色感放射線性層を露光する露光工程と、露光後の着色感放射線性層を現像して未露光部を除去する現像工程とを含むカラーフィルタの製造方法。
  12. 請求項に記載のカラーフィルタを備えた固体撮像素子。
  13. 請求項に記載のカラーフィルタを備えた液晶表示装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101413074B1 (ko) * 2011-12-26 2014-06-30 제일모직 주식회사 컬러필터용 감광성 수지 조성물 및 이를 이용한 컬러필터
RU2014139009A (ru) * 2012-02-29 2016-04-20 Кэнон Кабусики Кайся Черный тонер, содержащий соединение, имеющее азокаркас
JP5836326B2 (ja) * 2012-07-30 2015-12-24 富士フイルム株式会社 着色硬化性組成物およびカラーフィルタ
JP5934682B2 (ja) 2012-08-31 2016-06-15 富士フイルム株式会社 マイクロレンズ形成用又はカラーフィルターの下塗り膜形成用硬化性組成物、透明膜、マイクロレンズ、固体撮像素子、及び、硬化性組成物の製造方法
JP5894943B2 (ja) 2012-08-31 2016-03-30 富士フイルム株式会社 分散組成物、これを用いた硬化性組成物、透明膜、マイクロレンズ、マイクロレンズの製造方法、及び固体撮像素子
JP5909468B2 (ja) 2012-08-31 2016-04-26 富士フイルム株式会社 分散組成物、これを用いた硬化性組成物、透明膜、マイクロレンズ、及び固体撮像素子
TWI484293B (zh) * 2012-11-07 2015-05-11 Chi Mei Corp 感光性樹脂組成物及其應用
JP6140593B2 (ja) 2012-11-30 2017-05-31 富士フイルム株式会社 硬化性樹脂組成物、これを用いたイメージセンサチップの製造方法及びイメージセンサチップ
KR20150072428A (ko) 2012-11-30 2015-06-29 후지필름 가부시키가이샤 경화성 수지 조성물, 이것을 사용한 이미지 센서칩의 제조 방법 및 이미지 센서칩
KR20140083615A (ko) * 2012-12-26 2014-07-04 제일모직주식회사 컬러필터용 감광성 수지 조성물 및 이를 이용한 컬러필터
CN105102560A (zh) 2012-12-28 2015-11-25 富士胶片株式会社 红外线反射膜形成用的硬化性树脂组合物、红外线反射膜及其制造方法、以及红外线截止滤波器及使用其的固体摄影元件
KR20150086524A (ko) 2012-12-28 2015-07-28 후지필름 가부시키가이샤 경화성 수지 조성물, 적외선 컷 필터 및 이것을 사용한 고체 촬상 소자
EP2768023B1 (en) * 2013-02-19 2019-10-09 ams AG Method of producing a radiation sensor semiconductor device comprising a multiple colour filter
JP6152074B2 (ja) * 2013-07-05 2017-06-21 富士フイルム株式会社 色素多量体、着色組成物、硬化膜、カラーフィルタ、カラーフィルタの製造方法、固体撮像素子および画像表示装置
JP6166711B2 (ja) 2013-12-25 2017-07-19 富士フイルム株式会社 着色組成物、およびこれを用いた硬化膜、カラーフィルタ、パターン形成方法、カラーフィルタの製造方法、固体撮像素子および画像表示装置
CN106103597B (zh) * 2014-03-07 2018-01-16 和光纯药工业株式会社 花青系着色组合物
CN106414617A (zh) * 2014-05-21 2017-02-15 罗利克有限公司 可聚合的二色性染料
KR102304508B1 (ko) * 2014-08-01 2021-09-23 가부시키가이샤 닛폰 쇼쿠바이 경화성 수지 조성물 및 컬러 필터
WO2016088645A1 (ja) 2014-12-04 2016-06-09 Jsr株式会社 固体撮像装置
TWI675907B (zh) 2015-01-21 2019-11-01 日商Jsr股份有限公司 固體攝像裝置
CN107771271B (zh) 2015-04-21 2020-11-06 Asml荷兰有限公司 量测方法和设备、计算机程序及光刻***
JP6686657B2 (ja) * 2015-04-22 2020-04-22 Jsr株式会社 着色組成物、着色硬化膜、カラーフィルタ、表示素子及び固体撮像素子
KR102479906B1 (ko) * 2015-07-29 2022-12-20 쇼와덴코머티리얼즈가부시끼가이샤 접착제 조성물, 경화물, 반도체 장치 및 그의 제조 방법
WO2017026473A1 (ja) * 2015-08-13 2017-02-16 富士フイルム株式会社 着色組成物、硬化膜、カラーフィルタ、カラーフィルタの製造方法、固体撮像素子、画像表示装置およびポリマー
JP6457413B2 (ja) * 2015-08-13 2019-01-23 富士フイルム株式会社 着色組成物、硬化膜、カラーフィルタ、カラーフィルタの製造方法、固体撮像素子、画像表示装置およびポリマー
EP3293575A1 (en) 2016-09-12 2018-03-14 ASML Netherlands B.V. Differential target design and method for process metrology
EP3299890A1 (en) 2016-09-27 2018-03-28 ASML Netherlands B.V. Metrology recipe selection
WO2018059824A1 (en) 2016-09-27 2018-04-05 Asml Netherlands B.V. Metrology recipe selection
KR102259091B1 (ko) 2016-11-10 2021-06-01 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이. 스택 차이를 이용한 설계 및 교정
WO2018131350A1 (ja) * 2017-01-11 2018-07-19 富士フイルム株式会社 組成物、膜、光学フィルタ、パターン形成方法、固体撮像素子、画像表示装置および赤外線センサ
KR102384553B1 (ko) 2017-03-23 2022-04-08 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이. 구조체의 비대칭 모니터링
WO2018202388A1 (en) 2017-05-03 2018-11-08 Asml Netherlands B.V. Metrology parameter determination and metrology recipe selection
EP3422105A1 (en) 2017-06-30 2019-01-02 ASML Netherlands B.V. Metrology parameter determination and metrology recipe selection
EP3435162A1 (en) 2017-07-28 2019-01-30 ASML Netherlands B.V. Metrology method and apparatus and computer program
EP3454123A1 (en) 2017-09-06 2019-03-13 ASML Netherlands B.V. Metrology method and apparatus
WO2019057578A1 (en) 2017-09-22 2019-03-28 Asml Netherlands B.V. METHOD FOR DETERMINING A PARAMETER OF PATTERN CREATION PROCESS
EP3460574A1 (en) 2017-09-22 2019-03-27 ASML Netherlands B.V. Method to determine a patterning process parameter
JP2019185034A (ja) * 2018-03-30 2019-10-24 Jsr株式会社 着色組成物、着色硬化膜、カラーフィルタ、表示素子、受光素子及び発光素子
US12013647B2 (en) 2018-12-31 2024-06-18 Asml Netherlands B.V. Metrology method
WO2020141085A1 (en) 2018-12-31 2020-07-09 Asml Netherlands B.V. Method for overlay metrology and apparatus thereof
US11333982B2 (en) 2019-01-28 2022-05-17 Kla Corporation Scaling metric for quantifying metrology sensitivity to process variation
EP3702840A1 (en) 2019-03-01 2020-09-02 ASML Netherlands B.V. Alignment method and associated metrology device
JP7143804B2 (ja) * 2019-04-02 2022-09-29 東洋インキScホールディングス株式会社 カラーフィルタ用着色組成物及びカラーフィルタ
CN113031395A (zh) * 2019-12-24 2021-06-25 罗门哈斯电子材料韩国有限公司 着色的光敏树脂组合物和由其制备的黑色矩阵
US20220005687A1 (en) * 2020-07-02 2022-01-06 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Method of manufacturing a semiconductor device and pattern formation method
JP2023532455A (ja) 2020-07-09 2023-07-28 エーエスエムエル ネザーランズ ビー.ブイ. メトロロジ方法及び装置並びにコンピュータプログラム

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0750320B2 (ja) * 1986-05-24 1995-05-31 富士写真フイルム株式会社 ハロゲン化銀カラ−写真感光材料
JPH0539480A (ja) * 1991-08-05 1993-02-19 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> フオトリフラクテイブ組成物
JPH0675375A (ja) 1992-08-26 1994-03-18 Sony Corp カラーレジスト材料
JP3736221B2 (ja) 1998-08-28 2006-01-18 凸版印刷株式会社 カラーフィルターおよびこれを備えた液晶表示装置
JP2003222717A (ja) * 2002-01-29 2003-08-08 Nippon Shokubai Co Ltd カラーフィルタ用感光性樹脂組成物およびカラーフィルタ
JP4210460B2 (ja) * 2002-03-25 2009-01-21 大日本印刷株式会社 顔料分散剤、顔料分散組成物、着色コーティング組成物及びカラーフィルター
JP4411001B2 (ja) * 2003-03-25 2010-02-10 凸版印刷株式会社 着色組成物及び感光性着色組成物及びカラーフィルタ
JP4556479B2 (ja) 2004-04-27 2010-10-06 Jsr株式会社 着色層形成用感放射線性組成物、カラーフィルタおよび液晶表示パネル
JP2006084723A (ja) * 2004-09-15 2006-03-30 Fuji Photo Film Co Ltd 平版印刷版原版
JP5191094B2 (ja) * 2005-11-18 2013-04-24 富士フイルム株式会社 着色硬化性組成物、カラーフィルタ、及びその製造方法。
JP5085256B2 (ja) 2006-09-27 2012-11-28 富士フイルム株式会社 化合物及びその互変異性体、金属錯体化合物、感光性着色硬化性組成物、カラーフィルタ、及びその製造方法
WO2008097065A1 (en) * 2007-02-08 2008-08-14 Lg Chem, Ltd. Alkali-developable resins, method for preparing the same and photosensitive composition comprising the alkali-developable resins
JP5553957B2 (ja) * 2007-03-15 2014-07-23 富士フイルム株式会社 顔料分散組成物、光硬化性組成物、並びに、カラーフィルタ及びその製造方法
JP5516844B2 (ja) * 2008-03-24 2014-06-11 Jsr株式会社 感放射線性樹脂組成物、スペーサーおよびその製造方法ならびに液晶表示素子
US8486591B2 (en) * 2008-10-24 2013-07-16 Cheil Industries Inc. Photosensitive resin composition for color filter and color filter prepared using the same
JP5791874B2 (ja) * 2010-03-31 2015-10-07 富士フイルム株式会社 着色組成物、インクジェット用インク、カラーフィルタ及びその製造方法、固体撮像素子、並びに表示装置

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