JP6914455B2 - 化合物 - Google Patents

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Description

本発明は、化合物に関する。詳しくは、カラーフィルタの青色画素部を形成するための色材化合物として好適な、新規化合物に関する。
本願は、2019年7月25日に、日本に出願された特願2019−137231号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
液晶表示装置等のカラーフィルタは、赤色画素部(R)、緑色画素部(G)及び青色画素部(B)を有する。これらの各画素部は、いずれも有機顔料が分散した合成樹脂の薄膜が基板上に設けられた構造であり、有機顔料としては、赤、緑及び青の各色の有機顔料が主に用いられている。
これら画素部のうち、青色画素部を形成するための青色有機顔料としては、一般に、ε型銅フタロシアニン顔料(C.I.ピグメントブルー15:6)が用いられており、必要に応じて調色のために、これに紫色有機顔料のジオキサジンバイオレット顔料(C.I.ピグメントバイオレット23)や紫色染料が少量併用されている。
特開2014−019771号公報 特開2015−183134号公報 特開2017−114955号公報
カラーフィルタを作成する際の有機顔料は、従来の汎用用途とは全く異なる特性、具体的には、液晶表示装置等の表示画面がより鮮明に見える様にする(高コントラスト化)、或いは、同じく表示画面がより明るくなる様にする(高輝度化)等の要求がある。特に青色画素部(B)に用いる有機顔料には、高輝度化がとりわけ要求されている。
この様な高輝度化に対応するために、輝度の点においてはε型銅フタロシアニン顔料より優れた染料をカラーフィルタの青色画素部に用いることが以前より検討されてきた。
しかしながら、染料ではカラーフィルタの製造工程に要求される200℃以上の耐熱性が不十分であるという問題があった。
その対策として、染料をレーキ化するという手段が有望視されているが、輝度がε型銅フタロシアニン顔料に勝るものは見つかっていない(特許文献1〜3等)。
そこで、本発明は、カラーフィルタの青色画素部を形成するために好適に用いることのできる色材化合物の提供を目的とする。
本発明は、以下の態様を包含するものである。
[1] 下記一般式(I)で表される化合物。
Figure 0006914455
(式(I)中、
Xはメチル基またはハロゲン原子を表し、
〜R14は、各々独立に、水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、N−アルキル化されていてもよいアミノ基若しくはアンモニウム基、ヒドロキシ基、アリルオキシ基、アルコキシ基、スルホ基、N−アルキル化されていてもよいスルファモイル基、カルボキシル基、エステル基、N−アルキル化されていてもよいアミド基、置換基を有していてもよい炭素原子数1〜12の炭化水素基、置換基を有していてもよい炭素原子数6〜12の芳香族炭化水素基、又は、置換基を有していてもよい炭素原子数3〜12の複素環基、を表し、R〜Rから選ばれる隣り合う2つ、R〜Rから選ばれる隣り合う2つ、R11及びR12、又は、R13及びR14が互いに結合して環を形成してもよい。
m−はポリオキソメタレートアニオンを表し、
mは1〜20の整数を表し、
nは1〜20の整数を表す。
ただし、nは、式(I)全体の電荷がゼロになるように定められる。)
[2] 式(I)において、Xがメチル基、塩素原子又は臭素原子である、前記[1]に記載の化合物。
[3] 式(I)において、Bm−が、少なくともタングステンを含むポリオキソメタレートアニオンである、前記[1]に記載の化合物。
[4] 式(I)において、Bm−が、(PW12403−、(PMoW11403−、(SiW12404−、又は、(SiMoW11404−である、前記[3]に記載の化合物。
[5] 式(I)において、Xがメチル基、塩素原子又は臭素原子である、前記[3]又は[4]に記載の化合物。
本発明によれば、カラーフィルタの青色画素部を形成するために好適に用いることのできる色材化合物を提供することができる。
単色評価用ガラス基板(SF1)の着色膜の吸収スペクトルである。 単色評価用ガラス基板(SF2)の着色膜の吸収スペクトルである。 単色評価用ガラス基板(SF3)の着色膜の吸収スペクトルである。 単色評価用ガラス基板(SF4)の着色膜の吸収スペクトルである。 単色評価用ガラス基板(SF5)の着色膜の吸収スペクトルである。 単色評価用ガラス基板(SF6)の着色膜の吸収スペクトルである。 単色評価用ガラス基板(SF7)の着色膜の吸収スペクトルである。 単色評価用ガラス基板(SF8)の着色膜の吸収スペクトルである。 単色評価用ガラス基板(SF9)の着色膜の吸収スペクトルである。
(一般式(I)で表される化合物)
本発明の化合物は、前記一般式(I)で表される。
Figure 0006914455
(式(I)中、
Xはメチル基またはハロゲン原子を表し、
〜R14は、各々独立に、水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、N−アルキル化されていてもよいアミノ基若しくはアンモニウム基、ヒドロキシ基、アリルオキシ基、アルコキシ基、スルホ基、N−アルキル化されていてもよいスルファモイル基、カルボキシル基、エステル基、N−アルキル化されていてもよいアミド基、置換基を有していてもよい炭素原子数1〜12の炭化水素基、置換基を有していてもよい炭素原子数6〜12の芳香族炭化水素基、又は、置換基を有していてもよい炭素原子数3〜12の複素環基、を表し、R〜Rから選ばれる隣り合う2つ、R〜Rから選ばれる隣り合う2つ、R11及びR12、又は、R13及びR14が互いに結合して環を形成してもよい。
m−はポリオキソメタレートアニオンを表し、
mは1〜20の整数を表し、
nは1〜20の整数を表す。
ただし、nは、式(I)全体の電荷がゼロになるように定められる。)
Xはメチル基またはハロゲン原子を表す。Xのハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が挙げられる。Xとしては、メチル基、塩素原子又は臭素原子が好ましい。
〜R14は、各々独立に、水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、N−アルキル化されていてもよいアミノ基若しくはアンモニウム基、ヒドロキシ基、アリルオキシ基、アルコキシ基、スルホ基、N−アルキル化されていてもよいスルファモイル基、カルボキシル基、エステル基、N−アルキル化されていてもよいアミド基、置換基を有していてもよい炭素原子数1〜12の炭化水素基、置換基を有していてもよい炭素原子数6〜12の芳香族炭化水素基、又は、置換基を有していてもよい炭素原子数3〜12の複素環基、を表し、R〜Rから選ばれる隣り合う2つ、R〜Rから選ばれる隣り合う2つ、R11及びR12、又は、R13及びR14が互いに結合して環を形成してもよい。
〜R14のハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が挙げられる。
〜R14のN−アルキル化されていてもよいアミノ基若しくはアンモニウム基としては、−NH基、−NHR15基、−NR1716基、−(NR181920基が挙げられる。
〜R14のアルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、ブトキシ基、イソブトキシ基、sec−ブトキシ基、tert−ブトキシ基、ペンチルオキシ基などが挙げられる。
〜R14のアリルオキシ基としては、フェノキシ基、ナフトキシ基などが挙げられる。
〜R14のN−アルキル化されていてもよいスルファモイル基としては、−SONH基、−SONHR21基、−SONR2223基が挙げられる。
〜R14のエステル基としては、−CO24基、−OCOR25基が挙げられる。
〜R14のN−アルキル化されていてもよいアミド基としては、−CONHR26基、−NHCOR27基が挙げられる。
〜R14の置換基を有していてもよい炭素原子数1〜12の炭化水素基としては、メチル基、エチル基、1−プロピル基、1−ブチル基、1−ペンチル基、1−ヘキシル基、1−ヘプチル基、1−オクチル基のような直鎖飽和炭化水素基;2−プロピル基、2−ブチル基、2−メチル−1−プロピル基、1,1−ジメチルエチル基、2−ペンチル基、2−ヘキシル基、2−エチル−ヘキシル基などの分岐式飽和炭化水素基;シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロペンテニル基、シクロペンタジエニル基、シクロヘキセニル基などの単環の環状炭化水素基;ジシクロペンタニル基、ジシクロペンテニル基、イソロボルニル基、アダマンチル基などの複数の環構造を有する環状炭化水素基;ヒドロキシメチル基、2−ヒドロキシエチル基などの水酸基を有する炭化水素基;アミノメチル基、N−メチル−アミノメチル基、N,N−ジメチル−アミノメチル基、N,N,N−トリメチル−メタナミニウム基、2−アミノエチル基、2−(メチルアミノ)エチル基、1−(メチルアミノ)エチル基、2−(ジメチルアミノ)エチル基、1−(ジメチルアミノ)エチル基、N,N,N−トリメチル−2−エタナミニウム基などのアミノ基若しくはアンモニウム基を有する炭化水素基;カルボキシメチル基、カルボキシエチル基、カルボキシルプロピル基などのカルボキシル基を有する炭化水素基;ベンジル基などの芳香族置換基を有する炭化水素基;フルオロメチル基、ジフルオロメチル基、トリフルオロメチル基、2,2,2−トリフルオロエチル基、ペルフルオロエチル基、3,3,3−トリフルオロプロピル基、3,3,4,4,4−ペンタフルオロブチル基、クロロメチル基、クロロエチル基、クロロプロピル基、クロロブチル基などの含ハロゲン炭化水素基;メトキシメチル基、エトキシメチル基、メトキシエチル基、エトキシメチル基などのエーテル結合を有する炭化水素基などが挙げられる。
〜R14の置換基を有していてもよい炭素原子数6〜12の芳香族炭化水素基としては、フェニル基、1−ナフチル基、2−ナフチル基などの無置換芳香族炭化水素基;2−メチルフェニル基、3−メチルフェニル基、4−メチルフェニル基、2,4−ジメチルフェニル基、2,4,6−トリメチルフェニル基、3,5−ジメチルフェニル基、クメニル基などのアルキル置換芳香族炭化水素基;4−クロロフェニル基、4−メトキシフェニル基、4−アミノフェニル基、4−ヒドロキシフェニル基、4−ニトロフェニル基、4−カルボキシルフェニル基、4−スルホフェニル基などの各種官能基で置換された置換芳香族炭化水素基などが挙げられる。
〜R14の置換基を有していてもよい炭素原子数3〜12の複素環基としては、ピロール環、フラン環、チオフェン環、ピリジン環、イミダゾール環、ピラゾール環、オキサゾール環、チアゾール環、インドール環、イソインドール環、キノリン環、イソキノリン環などが挙げられる。
〜R14は、その構造に含まれるカルボキシル基やスルホ基のプロトンが、Naなどの金属イオンやアンモニウムなどの有機カチオンに置換されていてもよい。
〜R14は、その構造に含まれるメチレン基(−CH−)のうちの少なくとも1つが、酸素原子(−O−)、カルボニル基(−CO−)、アミノ基(−NH−、あるいは、−NR28−)、エステル基(−COO−、あるいは、−OCO−)、アミド基(−CONH−、あるいは、−NHCO−)、ウレタン基(−OCONH−、あるいは、−NHCOO−)に置換されていてもよい。
ただし、R15〜R28は、各々独立に、置換基を有してもよい炭化水素基を表す。R15〜R28の置換基を有してもよい炭化水素基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、フェニル基、ナフチル基、ベンジル基などが挙げられる。
〜R14としては、各々独立に、水素原子、又は、炭素原子数1〜8のアルキル基が好ましく、水素原子、又は、炭素原子数1〜4のアルキル基がより好ましく、水素原子、又は、メチル基が特に好ましい。
〜Rとしては、水素原子が特に好ましく、R〜R14としては、メチル基が特に好ましい。
m−のポリオキソメタレートアニオンとしては、公知のポリオキソメタレートアニオンを用いることができる。
ここで、ポリオキソメタレートアニオンとは、(Mm−で表されるイソポリオキソメタレートアニオンでも良く、(Zm−で表されるヘテロポリオキソメタレートアニオンでも良い(前記式中、Zはヘテロ原子、Mはポリ原子、Oは酸素原子、p、q、rはそれぞれの原子の組成比を表す)。ポリ原子Mとしては、Mo、W、Ti、V、Nb、Taなどの元素が挙げられる。ヘテロ原子Zとしては、P、Si、B、As、Ge、S、Co、Zn、Al、Hなどの元素が挙げられる。
具体的には、(PW12403−、(SiW12404−、(BW12405−、(SW12402−、(PMo12403−、(SiMo12404−、(BMo12405−、(SMo12402−などのケギン(Keggin)型ヘテロポリオキソメタレートアニオン;(P18626−、(Si18628−、(S18624−、(PMo18626−、(SiMo18628−、(SMo18624−などのドーソン(Dawson)型ヘテロポリオキソメタレートアニオン;(PW349−、(PW10367−、(PW11397−、(PMo349−、(PMo10367−、(PMo11397−、(SiW3410−、(SiW10368−、(SiW11398−、(SiMo3410−、(SiMo10368−、(SiMo11398−、(P176110−、(P155612−、(H124812−、(NaP3011014−、(PMo176110−、(PMo155612−、(HMo124812−、(NaPMo3011014−などの欠損型ヘテロポリオキソメタレートアニオン;(WO2−、(W192−、(W246−、(W10324−、(MoO2−、(Mo192−、(Mo246−、(Mo10324−などのイソポリオキソメタレートアニオン;その他、Strandberg型、Anderson型、Allman−Waugh型、Weakley−Yamase型、Dexter−Silverton型、Preyssler型などの各種ポリオキソメタレートアニオンが挙げられる。
上述のポリオキソメタレートアニオンの構造において、タングステンあるいはモリブデンのすべてあるいは一部がモリブデン、タングステン、チタン、バナジウム、ニオブ、タンタル、鉄、マンガン、コバルト、ニッケル、亜鉛から選ばれる少なくとも1つの元素に置換されたもの、リンあるいはケイ素のすべてあるいは一部がホウ素、ヒ素、ゲルマニウムから選ばれる少なくとも1つの元素に置換されたもの、タングステンあるいはモリブデンのすべてあるいは一部がモリブデン、タングステン、チタン、バナジウム、ニオブ、タンタル、鉄、マンガン、コバルト、ニッケル、亜鉛から選ばれる少なくとも1つの元素に置換され、リンあるいはケイ素のすべてあるいは一部がホウ素、ヒ素、ゲルマニウムから選ばれる少なくとも1つの元素に置換されたものについても、同様に用いることができる。
上述のポリオキソメタレートアニオンは、単独で用いることもでき、複数を混合して用いることもできる。また、上述のポリオキソメタレートアニオンは、α−、β−、γ−などで識別される異性体を、単独で用いることも、複数を混合して用いることもできる。
上記の中でも、それ自体が良好な色相、適切なサイズや価数を有し、カチオン部分の染料構造と結合した際にも安定な固体状態を得ることができ、その化合物としての色相が変化し難い、ポリオキソメタレートアニオンが好適に用いられる。
このような、Bm−のポリオキソメタレートアニオンとしては、少なくともタングステンを含むポリオキソメタレートアニオンである(PW12403−、(SiW12404−、(BW12405−、(SW12402−、(PMo12−t403−、(SiMo12−t404−、(BMo12−t405−、(SMo12−t402−などのケギン型ヘテロポリオキソメタレートアニオン;(P18626−、(Si18628−、(S18624−、(PMo18−t626−、(SiMo18−t628−、(SMo18−t624−などのドーソン型ヘテロポリオキソメタレートアニオン;(PW349−、(PW10367−、(PW11397−、(PMo9−t349−、(PMo10−t367−、(PMo11−t397−、(SiW3410−、(SiW10368−、(SiW11398−、(SiMo9−t3410−、(SiMo10−t368−、(SiMo11−t398−、(P176110−、(P155612−、(H124812−、(NaP3011014−、(PMo17−t6110−、(PMo15−t5612−、(HMo14−t4812−、(NaPMo30−t11014−などの欠損型ヘテロポリオキソメタレートアニオン;(WO2−、(W192−、(W246−、(W10324−などのイソポリオキソメタレートアニオン、などが挙げられる(ただしtは0または正の整数である)。
特に好適な形態として、(PMo12−y403−で表されyが0,1,2または3の整数であるヘテロポリオキソメタレートアニオン、又は、(SiMo12−z404−で表されzが0,1,2または3の整数であるヘテロポリオキソメタレートアニオンなどが挙げられる。
m−のポリオキソメタレートアニオンとして具体的には、(PW12403−、(PMoW11403−、(SiW12404−、又は、(SiMoW11404−であることが好ましく、この様なポリオキソメタレートアニオンを含む化合物として、12タングスト(VI)リン酸、12タングスト(VI)リン酸n水和物、12タングスト(VI)リン酸ナトリウムn水和物、12タングスト(VI)リン酸カリウムn水和物、12タングスト(VI)リン酸アンモニウムn水和物、リンタングストモリブデン酸、リンタングストモリブデン酸n水和物、リンタングストモリブデン酸ナトリウムn水和物、リンタングストモリブデン酸カリウムn水和物、リンタングストモリブデン酸アンモニウムn水和物、12タングスト(VI)ケイ酸、12タングスト(VI)ケイ酸n水和物、12タングスト(VI)ケイ酸ナトリウムn水和物、12タングスト(VI)ケイ酸カリウムn水和物、12タングスト(VI)ケイ酸アンモニウムn水和物、ケイタングストモリブデン酸、ケイタングストモリブデン酸n水和物、ケイタングストモリブデン酸ナトリウムn水和物、ケイタングストモリブデン酸カリウムn水和物、ケイタングストモリブデン酸アンモニウムn水和物などを挙げることができる。
mは1〜20の整数を表し、nは1〜20の整数を表す。R〜R14の置換基を有していてもよい炭素原子数1〜8のアルキル基、及び、置換基を有していてもよい炭素原子数6〜12の芳香族炭化水素基が、電荷を有しない場合、m=nである。このとき、m及びnは、3であってもよく、4であってもよい。
〜R14の置換基を有していてもよい炭素原子数1〜8のアルキル基、又は、置換基を有していてもよい炭素原子数6〜12の芳香族炭化水素基は、電荷を有していてもよい。R〜R14の置換基を有していてもよい炭素原子数1〜8のアルキル基、又は、置換基を有していてもよい炭素原子数6〜12の芳香族炭化水素基が電荷を有する場合、nは、式(I)全体の電荷がゼロになるように定められる。
本発明の化合物として、下記式(I−1)で表される化合物であることが好ましい。
Figure 0006914455
(式(I−1)中、
はメチル基、塩素原子または臭素原子を表し、
m−は、(PMo12−y403−で表されyが0,1,2または3の整数であるヘテロポリオキソメタレートアニオン、又は、(SiMo12−z404−で表されzが0,1,2または3の整数であるヘテロポリオキソメタレートアニオンを表し、
mは3または4である。)
m−は、(PW12403−、(PMoW11403−、(SiW12404−、又は、(SiMoW11404−であることが好ましい。
本発明の化合物は、水和物であってもよい。
本発明の化合物は、上記の構成を有していることにより、カラーフィルタの青色画素部を形成するために好適に用いることができる。
・着色膜の波長480nmにおける吸光度A480(要件1)
カラーフィルタの青色画素部として必要な波長の光を透過することで、適切な色相と高い輝度を得る観点から、本発明の化合物を用いて形成した着色膜の波長480nmにおける吸光度A480は、低い方が好ましい。具体的には、本発明の化合物を用いて化合物の濃度が26.6質量%、膜厚が1.0μmの着色膜を形成したとき、要件1として、その着色膜の吸光度A480は、0.25以下が好ましく、0.20以下がより好ましい。
・着色膜の波長550nmにおける吸光度A550(要件2)
カラーフィルタの青色画素部として不要な波長の光を遮蔽することで、適切な色相を得る観点から、本発明の化合物を用いて形成した着色膜の波長550nmにおける吸光度A550は、高い方が好ましい。具体的には、本発明の化合物を用いて化合物の濃度が26.6質量%、膜厚が1.0μmの着色膜を形成したとき、要件2として、その着色膜の吸光度A550は、0.75以上が好ましく、1.00以上がより好ましく、1.25以上がさらに好ましく、1.50以上が特に好ましい。
・着色膜の吸収スペクトルの極大吸収波長が存在する範囲(要件3)
カラーフィルタの青色画素部として不要な波長の光を遮蔽することで、適切な色相を得る観点から、本発明の化合物を用いて形成した着色膜の吸収スペクトルには、波長480〜780nmの領域に極大吸収が存在し、かつ、最も短波長側の吸収極大波長λは、下記の上下限値で規定される波長範囲に含まれることが好ましい。具体的には、本発明の化合物を用いて化合物の濃度が26.6質量%、膜厚が1.0μmの着色膜を形成したとき、要件3−1として、その着色膜の吸収スペクトルの極大吸収波長が存在する範囲の下限値は、500nmであることが好ましく、520nmであることがより好ましく、540nmであることが特に好ましい。また、要件3−2として、その着色膜の吸収スペクトルの極大吸収波長が存在する範囲の上限値は、650nmであることが好ましく、620nmであることがより好ましく、600nmであることが特に好ましい。
・最も短波長側の吸収極大波長λにおける吸光度A(要件4)
カラーフィルタの青色画素部として不要な波長の光を遮蔽することで、適切な色相と高い着色力を得る観点から、本発明の化合物を用いて形成した着色膜の吸収スペクトルの、波長480〜780nmの範囲における最も短波長側の吸収極大波長λにおける吸光度Aは、高い方が好ましい。具体的には、本発明の化合物を用いて化合物の濃度が26.6質量%、膜厚が1.0μmの着色膜を形成したとき、要件4として、その着色膜の吸収スペクトルの、波長480〜780nmの範囲における最も短波長側の吸収極大波長λにおける吸光度Aは、1.10以上であることが好ましく、1.50以上であることがより好ましく、1.90以上であることが特に好ましい。
なお、適切な色相と高い輝度を得る観点から、前記要件1及び前記要件2を両立することは、さらに好ましい。また、適切な色相、高い輝度および着色力を得る観点から、前記要件1、前記要件3−1、3−2および前記要件4を両立すること、あるいは、前記要件2、前記要件3−1、3−2および前記要件4を両立することは、さらに好ましい。前記要件1〜4をすべて満たすことは、特に好ましい。
上記にて、化合物の濃度が26.6質量%、膜厚が1.0μmの着色膜の場合の、スペクトル上の特徴を述べたが、濃度あるいは膜厚の少なくともいずれか一方が異なる着色膜の場合についても、濃度や膜厚の違いに応じて値を換算することで、上記の要件の値は適宜換算して適用することもできる。
本発明の化合物は、上記の構成を有していることにより、C光源における色度(x,y)が(0.138,0.090)である着色膜を容易に調製することができ、かつ、そのときの着色膜のC光源における輝度が高いので、カラーフィルタの青色画素部を形成するために好適に用いることができる。また、上記以外のNCG(通常色域)あるいはWCG(広色域)の設計色度に対しても、本発明の化合物は良好な色相と高い透過率を有するため、カラーフィルタの青色画素部を形成するために好適に用いることができる。そのような設計色度として、(x,y)=(0.131,0.046)、(0.134,0.100)、(0.139,0.090)、(0.139,0.080)、(0.140,0.060)、(0.140,0.080)、(0.141,0.091)、(0.145,0.080)、(0.148,0.060)、(0.150,0.060)、(0.151,0.073)、(0.156,0.065)、(0.151,0.073)、(0.156,0.065)などが挙げられる。
本発明の化合物は、カラーフィルタの青色画素部を形成するために好適な色相を有する染料を、適切な固体状態に固定化することができるポリオキソメタレートアニオンと結合させることにより、ポストベークによる熱履歴を経た後でも高い輝度を発現するものと考える。すなわち、染料分子単独ではポストベークによる熱履歴に対し十分に安定ではないため、好適な色相を維持できず、結果的に高い輝度を得ることは難しい。一方で、本発明の化合物では、染料分子をポリオキソメタレートアニオンと結合させることでより安定な結晶状態を実現し、ポストベークの熱履歴においても分解や変性を受けることなく、高い輝度を達成できる。
ここで、安定な結晶状態を形成できるかどうかは、染料分子の立体的な構造に大きく依存する。特に、染料の中心骨格となるポリメチン鎖は置換基の有無によって結晶状態でのパッキングを制御する大きな因子となる。そのため、ポリメチン鎖が適切な位置に適切な大きさの置換基を有することが、染料をポリオキソメタレートアニオンと結合させた際の結晶状態をより強固にすることに寄与すると考える。この点で、本発明の化合物においては、前記一般式(I)における置換基Xが結晶状態においてポリメチン鎖を強固に固定することに重要な役割を果たし、それにより安定な結晶状態を形成することで、高い輝度を達成したものと推察される。
なお、上記のようなポリメチン鎖の立体構造は、結晶状態の安定性だけでなく、固体としての色相にも大きな影響を及ぼす。よって、結晶状態の安定性を向上させつつ、色相は好適な範囲に調節する必要があり、技術的な難易度が高い課題となる。しかし、本発明の化合物では、限定的な位置(ポリメチン鎖の中心)に適切なサイズ(水素原子を除いて1原子分)の置換基を有することで、これらの課題を両立し、高い輝度が得られたものと考える。
また、染料自体の色相(吸収スペクトル)と、染料がポリオキソメタレートアニオンと結合した状態での色相(吸収スペクトル)は、必ずしも一致しない。これも前述のような結晶状態の違いによって解釈できる。すなわち、染料自体としてのコンフォメーションや分子の周囲の環境と、染料がポリオキソメタレートアニオンと結合した状態でのコンフォメーションや分子の周囲の環境が、必ずしも一致しないためである。このため、ポリオキソメタレートアニオンの選択においても、染料との結合後に、適切な結晶状態となるように留意する必要がある。
(一般式(I)で表される化合物の合成方法)
一般式(I)で表される化合物は、下記式(II)で表される染料を、Bm−で表されるポリオキソメタレートアニオンを有する多塩基酸又は多塩基酸塩でレーキ化することで合成することができる。水溶性の下記式(II)で表される染料は、水不溶性の一般式(I)で表される化合物の顔料になる。
Figure 0006914455
(式(II)中、
Xはメチル基またはハロゲン原子を表し、
〜R14は、各々独立に、水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、N−アルキル化されていてもよいアミノ基若しくはアンモニウム基、ヒドロキシ基、アリルオキシ基、アルコキシ基、スルホ基、N−アルキル化されていてもよいスルファモイル基、カルボキシル基、エステル基、N−アルキル化されていてもよいアミド基、置換基を有していてもよい炭素原子数1〜12の炭化水素基、置換基を有していてもよい炭素原子数6〜12の芳香族炭化水素基、又は、置換基を有していてもよい炭素原子数3〜12の複素環基、を表し、R〜Rから選ばれる隣り合う2つ、R〜Rから選ばれる隣り合う2つ、R11及びR12、又は、R13及びR14が互いに結合して環を形成してもよい。
はアニオンを表し、
mは1〜20の整数を表し、
nは1〜20の整数を表す。
ただし、nは、式(I)全体の電荷がゼロになるように定められる。)
のアニオンが塩化物イオンの上記染料を用いかつ、Bm−で表されるポリオキソメタレートアニオンを有する多塩基酸を用いる場合には、一般式(I)で表される化合物は、脱塩化水素反応により、塩交換することで製造することができる。Yのアニオンが塩化物イオンの上記染料を用いかつBm−で表されるポリオキソメタレートアニオンを有する多塩基酸塩、例えば、ポリオキソメタレートアルカリ金属塩を用いる場合には、一般式(I)で表される化合物は、脱アルカリ金属塩化物反応により、塩交換することで製造することができる。
上記多塩基酸を用いる脱塩化水素反応に比べて、多塩基酸をいったんポリオキソメタレートアルカリ金属塩としてから脱アルカリ金属塩化物反応を行う方が、塩交換を確実に行うことができ、より収率高く化合物が得られるばかりでなく、副生成物がより少ない純度の高い化合物が得られるので好ましい。勿論、ポリオキソメタレートアルカリ金属塩は、再結晶等により精製してから用いることもできる。
本発明の化合物のアニオン源であるヘテロポリ酸またはポリオキソメタレートアルカリ金属塩の使用量は、それらのアニオンの価数と染料のカチオンの価数に応じて、マイナス電荷とプラス電荷が等モル数となる様に仕込んで上記反応を行うことが好ましい。また、必要に応じて、等モル数とは異なるモル数に調節して反応を行うことも可能である。
式(II)で表される染料は、公知の方法、例えば、『機能性色素』(大河原信ら、株式会社講談社、1992年3月10日発行、98乃至117頁)、『感光色素』(速水正明監修、産業図書株式会社、1997年10月17日発行、11乃至31頁)などに記載された方法で合成することもでき、市販の染料を用いることもできる。
例えば、R〜Rが水素原子であり、R〜R14がメチル基であり、Xがメチル基であり、Yがパラトルエンスルホナートアニオンであり、m=n=1である、下記式で表される染料は、NK−10374の名称で、株式会社林原から市販されている。
Figure 0006914455
〜Rが水素原子であり、R〜R14がメチル基であり、Xが塩素原子であり、Yがパラトルエンスルホナートアニオンであり、m=n=1である、下記式で表される染料は、NK−10739の名称で、株式会社林原から市販されている。
Figure 0006914455
〜Rが水素原子であり、R〜R14がメチル基であり、Xが臭素原子であり、Yがパラトルエンスルホナートアニオンであり、m=n=1である、下記式で表される染料は、NK−10759の名称で、株式会社林原から市販されている。
Figure 0006914455
(一般式(I)で表される化合物の用途)
本発明の化合物は、公知の方法により、カラーフィルタ用感光性組成物に調製することにより、カラーフィルタの青色画素部に使用することができる。
本発明の化合物を、カラーフィルタの青色画素部に使用する場合においては、カラーフィルタ用感光性組成物への顔料分散が容易であり、カラーフィルタ用感光性組成物を硬化する際に多用される365nmにおける遮光性は低下し、レジストの光硬化感度の低下がなく、現像時の膜へりやパターン流れも起こり難くなるので好ましい。近年要求されている鮮明度と輝度とのいずれもが高いカラーフィルタの青色画素部がより簡便に得られる。
本発明の化合物を、少なくともカラーフィルタの青色画素部に含有させることで、本発明のカラーフィルタを得ることができる。カラーフィルタ分野においては、従来の印刷インキや塗料の様な汎用用途とは異なり、彩度値の取扱いが大変厳密であり、極僅かに彩度値を向上させるのにも困難を伴うが、本発明の化合物をカラーフィルタの調製に用いることにより、色純度が向上し、より広いRGB色再現域の液晶表示装置が得られる。
本発明の化合物を含有する顔料組成物は、より高い着色力を有するため、同等の色濃度であれば、より少ない使用量で良く、透過率を上げることもでき、有利である。
本発明の化合物は、それだけをそのままカラーフィルタの青色画素部の製造に用いることができるが、必要ならば、経済性を考慮して、C.I.ピグメントブルー15、15:3、15:4、15:6、60などの青色顔料;C.I.ピグメントバイオレット1、19、23、29、32、36、38などの紫色顔料;C.I.アシッドレッド1、4、8、14、17、18、26、27、29、31、34、35、37、42、44、50、51、52、57、66、73、87、88、91、92、94、97、103、111、114、129、133、134、138、143、145、150、151、158、176、182、183、195、198、206、211、215、216、217、227、228、249、252、257、258、260、261、266、268、270、274、277、280、281、289、308、312、315、316、339、341、345、346、349、382、383、388、394、401、412、417、418、422、426、C.I.ダイレクトレッド79、82、83、84、91、92、96、97、98、99、105、106、107、172、173、176、177、179、181、182、184、204、207、211、213、218、220、221、222、232、233、234、241、243、246、250、C.I.ベーシックレッド1、10、C.I.リアクティブレッド36、C.I.モーダントレッド1、2、4、9、12、14、17、18、19、22、23、24、25、26、27、30、32、33、36、37、38、39、41、43、45、46、48、53、56、63、71、74、85、86、88、90、94、95、などの赤色染料;C.I.アシッドバイオレット6B、7、9、17、19、30、102、C.I.ダイレクトバイオレット47、52、54、59、60、65、66、79、80、81、82、84、89、90、93、95、96、103、104、C.I.モーダントバイオレット1、2、4、5、7、14、22、24、30、31、32、37、40、41、44、45、47、48、53、58などの紫色染料;C.I.アシッドブルー1、7、9、15、18、22、29、42、59、60、62、70、72、74、82、83、86、87、90、92、93、100、102、103、104、113、117、120、126、130、131、142、147、151、154、158、161、166、167、168、170、171、184、187、192、199、210、229、234、236、242、243、256、259、267、285、296、315、335、C.I.ダイレクトブルー1、2、6、8、15、22、25、41、57、71、76、78、80、81、84、85、86、90、93、94、95、97、98、99、100、101、106、107、108、109、113、114、115、117、119、120、137、149、150、153、155、156、158、159、160、161、162、163、164、165、166、167、168、170、171、172、173、188、189、190、192、193、194、195、196、198、199、200、201、202、203、207、209、210、212、213、214、222、225、226、228、229、236、237、238、242、243、244、245、246、247、248、249、250、251、252、256、257、259、260、268、274、275、293、C.I.ベーシックブルー1、3、5、7、9、19、24、25、26、28、29、40、41、54、58、59、64、65、66、67、68、C.I.モーダントブルー1、2、3、7、9、12、13、15、16、19、20、21、22、26、30、31、39、40、41、43、44、49、53、61、74、77、83、84、C.I.バットブルー1、4、5、6、17、18、20、35、66などの青色染料;その他、公知慣用の青色や紫色、赤色の、顔料や染料、あるいはそれらの誘導体を併用しても良い。また、輝度やコントラストあるいは信頼性などを損ねない範囲で、その他の色の公知慣用の顔料や染料、あるいはそれらの誘導体を併用しても良い。
本発明の化合物は、公知の方法でカラーフィルタの青色画素部のパターンの形成に用いることができる。例えば、本発明の化合物と、分散剤と、熱硬化性樹脂バインダと、有機溶剤とを含有する、カラーフィルタの青色画素部を形成するためのインクジェット記録用インクを調製することもできるが、典型的には、本発明の化合物と、感光性樹脂とを必須成分として含ませることで、カラーフィルタの青色画素部用感光性組成物を得ることができる。
例えば、本発明の化合物と、感光性樹脂と、光重合開始剤と、樹脂を溶解する有機溶剤とを必須成分として混合して、カラーフィルタの青色画素部用感光性組成物を調製することができる。また、本発明の化合物と有機溶剤と必要に応じて分散剤を用いて分散液を調製してから、そこに感光性樹脂等を加えて、カラーフィルタの青色画素部用感光性組成物を調製することができる。
必要に応じて用いる分散剤としては、例えばビックケミー社のディスパービック(Disperbyk(登録商標))101、103、107、108、110、111、116、130、140、154、161、162、163、164、165、166、170、171、174、180、181、182、183、184、185、190、2000、2001、2020、2025、2050、2070、2095、2150、2155、2164、BYK(登録商標)−LPN6919、21116、日本ルーブリゾール社のソルスペルス(SOLSPERSE(登録商標))−3000、9000、13000、13240、13650、13940、16000、17000、18000、20000、21000、24000、26000、27000、28000、31845、32000、32500、32550、33500、32600、34750、35100、36600、38500、41000、41090、53095、55000、76500、BASFジャパン社のエフカ(efka(登録商標))46、47、48、452、4008、4009、4010、4015、4020、4047、4050、4055、4060、4080、4400、4401、4402、4403、4406、4408、4300、4310、4320、4330、4340、450、451、453、4540、4550、4560、4800、5010、5065、5066、5070、7500、7554、1101、120、150、1501、1502、1503、味の素ファインテクノ社製のアジスパー(登録商標)PA111、PB711、PB821、PB822、PB824などが挙げられる。また、レベリング剤、カップリング剤、カチオン系の界面活性剤なども併せて使用可能である。
本発明の化合物を用いて分散液を調製する場合、必要に応じて、分散助剤として色素誘導体を用いることもできる。
必要に応じて用いる分散剤のうち、本発明の化合物とC.I.ピグメントブルー15:6を共分散する場合においては、ディスパービック2000などの塩基価や極性が高い分散剤を特に好適に用いることができる。
有機溶剤としては、例えばトルエンやキシレン、メトキシベンゼン等の芳香族系溶剤、酢酸エチルや酢酸ブチル、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、ジプロピレングリコールメチルエーテルアセテート、3−メトキシブチルアセテート等の酢酸エステル系溶剤、エトキシエチルプロピオネート等のプロピオネート系溶剤、乳酸エチル等の乳酸エステル系溶媒、メタノール、エタノール等のアルコール系溶剤、ブチルセロソルブ、プロピ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エチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、3−メトキシ−1−ブタノール等のエーテル系溶剤、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン系溶剤、ヘキサン等の脂肪族炭化水素系溶剤、N,N−ジメチルホルムアミド、γ−ブチロラクタム、N−メチル−2−ピロリドン、アニリン、ピリジン等の窒素化合物系溶剤、γ−ブチロラクトン等のラクトン系溶剤、カルバミン酸メチルとカルバミン酸エチルの48:52の混合物のようなカルバミン酸エステル、ジアセトンアルコール等の複数の官能基を有する溶媒、水等の含水混合溶媒等がある。有機溶剤としては、特に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メチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールメチルエーテルアセテート、乳酸エチル、3−メトキシブチルアセテート、3−メトキシ−1−ブタノール、エトキシエチルプロピオネート、シクロヘキサノン、N−メチル−2−ピロリドンが適している。
本発明の化合物100質量部当たり、100〜5000質量部の有機溶剤と、必要に応じて0〜200質量部の分散剤及び/又は0〜50質量部の色素誘導体とを、均一となる様に攪拌分散することで、上記した分散液を得ることができる。次いでこの分散液に、本発明の化合物100質量部当たり、10〜500質量部の感光性樹脂、感光性樹脂100質量部当たり5〜100質量部の光重合開始剤と、必要に応じてさらに有機溶剤を添加し、均一となる様に攪拌分散してカラーフィルタの青色画素部用感光性組成物を得ることができる。この様な感光性組成物は、カラーレジストと呼ばれることもある。
この際に使用可能な感光性樹脂としては、例えばウレタン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリアミド酸系樹脂、ポリイミド系樹脂、スチレンマレイン酸系樹脂、スチレン無水マレイン酸系樹脂等の熱可塑性樹脂や、例えば1,6−ヘキサンジオールジアクリレート、エチレングリコールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、ビス(アクリロキシエトキシ)ビスフェノールA、3−メチルペンタンジオールジアクリレート等のような2官能モノマー、トリメチルロールプロパトントリアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、トリス(2−ヒドロキシエチル)イソシアヌレートトリアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート等のような多官能モノマー等の光重合性モノマーが挙げられる。
光重合開始剤としては、例えば、4−フェノキシジクロロアセトフェノン、4−tert−ブチル−ジクロロアセトフェノン、ジエトキシアセトフェノン、1−(4−イソプロピルフェニル)−2−ヒドロキシ−2−メチルプロパン−1−オン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2−メチル−1−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルフォリノプロパン−1−オン、2−(ジメチルアミノ)−2−[(4−メチルフェニル)メチル]−1−[4−(4−モルフォリニル)フェニル]−1−ブタノン、または2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)−ブタン−1−オンなどのアセトフェノン系化合物;ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、またはベンジルジメチルケタールなどのベンゾイン系化合物;ベンゾフェノン、ベンゾイル安息香酸、ベンゾイル安息香酸メチル、4−フェニルベンゾフェノン、ヒドロキシベンゾフェノン、アクリル化ベンゾフェノン、4−ベンゾイル−4′−メチルジフェニルサルファイド、又は3,3′,4,4′−テトラ(tert−ブチルパーオキシカルボニル)ベンゾフェノンなどのベンゾフェノン系化合物;チオキサントン、2−クロルチオキサントン、2−メチルチオキサントン、イソプロピルチオキサントン、2,4−ジイソプロピルチオキサントン、または2,4−ジエチルチオキサントンなどのチオキサントン系化合物;2,4,6−トリクロロ−1,3,5−トリアジン、2−フェニル−4,6−ビス(トリクロロメチル)−1,3,5−トリアジン、2−(p−メトキシフェニル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−1,3,5−トリアジン、2−(p−トリル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−1,3,5−トリアジン、2−ピペロニル−4,6−ビス(トリクロロメチル)−1,3,5−トリアジン、2,4−ビス(トリクロロメチル)−6−スチリル−1,3,5−トリアジン、2−(ナフト−1−イル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−1,3,5−トリアジン、2−(4−メトキシ−ナフト−1−イル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−1,3,5−トリアジン、2,4−トリクロロメチル−(ピペロニル)−6−トリアジン、又は2,4−トリクロロメチル−(4′−メトキシスチリル)−6−トリアジンなどのトリアジン系化合物;1−(N−4−ベンゾイルフェニル−カルバゾール−3−イル)−ブタン−1,2−ジオン−2−オキシム−O−アセタート、1,2−オクタンジオン,1−〔4−(フェニルチオ)−,2−(O−ベンゾイルオキシム)〕、エタノン,1−[9−エチル−6−(2−メチルベンゾイル)−9H−カルバゾール−3−イル]−,1−(O−アセチルオキシム)、又はO−(アセチル)−N−(1−フェニル−2−オキソ−2−(4′−メトキシ−ナフチル)エチリデン)ヒドロキシルアミンなどのオキシムエステル系化合物;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、又は2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキサイドなどのホスフィン系化合物;9,10−フェナンスレンキノン、カンファーキノン、エチルアントラキノンなどのキノン系化合物;ボレート系化合物;カルバゾール系化合物;イミダゾール系化合物;あるいは、チタノセン系化合物などが挙げられる。
必要であれば、例えば、界面活性剤、重合抑制剤、酸化防止剤、増感剤、耐光安定剤などを更に、上記感光性組成物に加えることもできる。
こうして調製されたカラーフィルタの青色画素部用感光性組成物は、フォトマスクを介して紫外線によるパターン露光を行った後、未露光部分を有機溶剤やアルカリ水などで洗浄することによりカラーフィルタとなすことができる。
カラーフィルタの製造方法としては、例えば、本発明の化合物、青色画素部用感光性組成物を、スピンコート法、スリットコート法、ロールコート法、インクジェット法等でガラス等の透明基板上に塗布し、ついでこの塗布膜に対して、フォトマスクを介して紫外線によるパターン露光を行った後、未露光部分を溶剤等で洗浄して青色パターンを得る、フォトリソグラフィーと呼ばれる方法が挙げられる。
その他、電着法、転写法、ミセル電解法、PVED(Photovoltaic Electrodeposition)法の方法で青色画素部のパターンを形成して、カラーフィルタを製造してもよい。なお、赤色画素部のパターンおよび緑色画素部のパターンも公知の顔料を使用して、同様の方法で形成できる。本発明の化合物は、熱履歴、光履歴を受けても輝度低下の少ないため、例えば、ベーキング工程を含む様なカラーフィルタの製造方法においては、極めて有用である。
本発明の化合物は、従来公知の方法でカラーフィルタの画素部の形成に使用することができる。本発明の化合物の分散方法で代表的な方法としては、フォトリソグラフィー法であり、これは、後記する感光性組成物を、カラーフィルタ用の透明基板のブラックマトリックスを設けた側の面に塗布、加熱乾燥(プリベーク)した後、フォトマスクを介して紫外線を照射することでパターン露光を行って、画素部に対応する箇所の感光性化合物を硬化させた後、未露光部分を現像液で現像し、非画素部を除去して画素部を透明基板に固着させる方法である。この方法では、感光性組成物の硬化着色皮膜からなる画素部が透明基板上に形成される。
赤色及び緑色についても、上記した感光性組成物を調製して、前記した操作を繰り返すことにより、所定の位置に赤色、緑色、青色の着色画素部を有するカラーフィルタを製造することができる。尚、赤色画素部および緑色画素部を形成するための感光性組成物を調製するには、公知慣用の赤色顔料と緑色顔料を使用することができる。
本発明の化合物は、より着色力が高く、高色純度の明るい青色を発色する。従って、詳記したカラーフィルタ用以外にも、塗料、プラスチック、印刷インク、ゴム、レザー、捺染、電子トナー、ジェットインキ、熱転写インキなどの着色に適する。
以下、実施例を示して本発明を詳細に説明するが、本発明は以下の記載によって限定されるものではない。
(ポリオキソメタレート塩の調製)
<調製例1>
リンタングストモリブデン酸(日本無機化学工業株式会社製PWM−11−1)30gを精製水75mlに溶解させ、室温で攪拌しながら、塩化ナトリウム(関東化学株式会社製)15gを添加した。1時間攪拌後、生じた沈殿をろ過し、2mol/Lの塩化ナトリウム水溶液で洗浄した。ろ物を減圧下にて乾燥させ、リンタングストモリブデン酸ナトリウム水和物[Na(PMoW1140)・xHO]16.34gを得た。
(ポリオキソメタレート塩の調製)
<調製例2>
13mol/LのHNO水溶液9.8mlに1mol/LのNaMoO水溶液16.4mLを加えて攪拌した。この溶液に下記文献1に記載の方法で調製したK(SiW1139)・13HOを少量ずつ16.4g添加した。室温で4時間攪拌後、飽和KCl水溶液26mLを添加することで、沈殿物を得た。この沈殿物をろ別し、飽和KCl水溶液で洗浄した。得られた固体を室温減圧下にて乾燥させ、ケイタングストモリブデン酸カリウム水和物[K(SiMoW1140)・xHO]12.2gを得た。
(文献1:INORGANIC SYNTHESES vol.27 p85)
(実施例1の色材化合物の合成)
<合成例1>
撹拌装置、温度計、冷却管、滴下装置を備えたガラスフラスコに、下記化合物NK−10374(株式会社林原製)2.00gおよび水/メタノール=1/1混合溶媒269gを仕込み、50℃にて30分攪拌し、溶解させた。
Figure 0006914455
次いで、12タングスト(VI)りん酸ナトリウムn水和物(富士フイルム和光純薬株式会社製)4.31gを水/メタノール=1/1の混合溶媒31gに溶解させた溶液を、滴下装置を用いて30分間かけて滴下した。滴下終了後、50℃でさらに90分間攪拌し、不溶化させた。室温まで冷却後、ろ過を行い、ろ別した固体を純水400mLで解膠し、30分間攪拌した。再度ろ過を行い、200mLの純水で洗浄した。得られた固体を90℃で16時間乾燥して、下記式(1)で表される化合物1(4.72g)を得た。
Figure 0006914455
(実施例2の色材化合物の合成)
<合成例2>
撹拌装置、温度計、冷却管、滴下装置を備えたガラスフラスコに、前記化合物NK−10374(株式会社林原製)2.00gおよび水/メタノール=1/1混合溶媒269gを仕込み、50℃にて30分攪拌し、溶解させた。次いで、調製例1のリンタングストモリブデン酸ナトリウム水和物3.97gを水/メタノール=1/1混合溶媒31gに溶解させた溶液を、滴下装置を用いて30分間かけて滴下した。滴下終了後、50℃でさらに90分間攪拌し、不溶化させた。室温まで冷却後、ろ過を行い、ろ別した固体を純水400mLで解膠し、30分間攪拌した。再度ろ過を行い、200mLの純水で洗浄した。得られた固体を90℃で16時間乾燥して、下記式(2)で表される化合物2(4.72g)を得た。
Figure 0006914455
(実施例3の色材化合物の合成)
<合成例3>
撹拌装置、温度計、冷却管、滴下装置を備えたガラスフラスコに、前記化合物NK−10374(株式会社林原製)2.50gおよび水/メタノール=1/1混合溶媒336gを仕込み、50℃にて30分攪拌し、溶解させた。次いで、調製例2のケイタングストモリブデン酸カリウム水和物3.49gを水/メタノール=1/1混合溶媒25gに溶解させた溶液を、滴下装置を用いて30分間かけて滴下した。滴下終了後、50℃でさらに90分間攪拌し、不溶化させた。室温まで冷却後、ろ過を行い、ろ別した固体を純水200mLで解膠し、30分間攪拌した。再度ろ過を行い、200mLの純水で洗浄した。得られた固体を90℃で16時間乾燥して、下記式(3)で表される化合物3(4.65g)を得た。
Figure 0006914455
(実施例4の色材化合物の合成)
<合成例4>
撹拌装置、温度計、冷却管、滴下装置を備えたガラスフラスコに、下記化合物NK−10739(株式会社林原製)2.50gおよび水/メタノール=1/1混合溶媒375gを仕込み、50℃にて30分攪拌し、溶解させた。
Figure 0006914455
次いで、12タングスト(VI)りん酸ナトリウムn水和物(富士フイルム和光純薬株式会社製)5.19gを水/メタノール=1/1混合溶媒42gに溶解させた溶液を、滴下装置を用いて30分間かけて滴下した。滴下終了後、50℃でさらに90分間攪拌し、不溶化させた。室温まで冷却後、ろ過を行い、300mLの純水で3回洗浄した。ろ別した固体を純水200mLで解膠し、30分間攪拌した後、再度ろ過を行った。得られた固体を90℃で16時間乾燥して、下記式(4)で表される化合物4(5.64g)を得た。
Figure 0006914455
(実施例5の色材化合物の合成)
<合成例5>
撹拌装置、温度計、冷却管、滴下装置を備えたガラスフラスコに、前記化合物NK−10739(株式会社林原製)2.00gおよび水/メタノール=1/1混合溶媒300gを仕込み、50℃にて30分攪拌し、溶解させた。次いで、リンタングストモリブデン酸(日本無機化学工業株式会社製PWM−11−1)3.83gを水/メタノール=1/1混合溶媒31gに溶解させた溶液を、滴下装置を用いて30分間かけて滴下した。滴下終了後、50℃でさらに90分間攪拌し、不溶化させた。室温まで冷却後、ろ過を行い、150mLの純水で3回洗浄した。ろ別した固体を純水200mLで解膠し、30分間攪拌した。再度ろ過を行い、得られた固体を90℃で16時間乾燥して、下記式(5)で表される化合物5(4.42g)を得た。
Figure 0006914455
(実施例6の色材化合物の合成)
<合成例6>
撹拌装置、温度計、冷却管、滴下装置を備えたガラスフラスコに、前記化合物NK−10739(株式会社林原製)2.00gおよび水/メタノール=1/1混合溶媒300gを仕込み、50℃にて30分攪拌し、溶解させた。次いで、けいタングステン酸ナトリウム12水和物(三津和化学薬品株式会社製)2.84gを水/メタノール=1/1混合溶媒36gに溶解させた溶液を、滴下装置を用いて30分間かけて滴下した。滴下終了後、50℃でさらに90分間攪拌し、不溶化させた。室温まで冷却後、ろ過を行い、150mLの純水で3回洗浄した。ろ別した固体を純水200mLで解膠し、30分間攪拌した。再度ろ過を行い、得られた固体を90℃で16時間乾燥して、下記式(6)で表される化合物6(3.39g)を得た。
Figure 0006914455
(実施例7の色材化合物の合成)
<合成例7>
撹拌装置、温度計、冷却管、滴下装置を備えたガラスフラスコに、前記化合物NK−10739(株式会社林原製)2.00gおよび水/メタノール=1/1混合溶媒375gを仕込み、50℃にて30分攪拌し、溶解させた。次いで、調製例2のケイタングストモリブデン酸カリウム水和物3.37gを水/メタノール=1/1混合溶媒27gに溶解させた溶液を、滴下装置を用いて30分間かけて滴下した。滴下終了後、50℃でさらに90分間攪拌し、不溶化させた。室温まで冷却後、ろ過を行い、150mLの純水で3回洗浄した。ろ別した固体を純水200mLで解膠し、30分間攪拌した。再度ろ過を行い、得られた固体を90℃で16時間乾燥して、下記式(7)で表される化合物7(4.29g)を得た。
Figure 0006914455
(実施例8の色材化合物の合成)
<合成例8>
撹拌装置、温度計、冷却管、滴下装置を備えたガラスフラスコに、下記化合物NK−10759(株式会社林原製)2.50gおよび水/メタノール=1/1混合溶媒375gを仕込み、50℃にて30分攪拌し、溶解させた。
Figure 0006914455
次いで、12タングスト(VI)りん酸ナトリウムn水和物(富士フイルム和光純薬株式会社製)4.83gを水/メタノール=1/1混合溶媒60gに溶解させた溶液を、滴下装置を用いて30分間かけて滴下した。滴下終了後、50℃でさらに90分間攪拌し、不溶化させた。室温まで冷却後、ろ過を行い150mLの純水で洗浄した。ろ別した固体を純水200mLで解膠し、30分間攪拌した。攪拌後、再度ろ過を行い、150mLの純水で洗浄した。得られた固体を90℃で16時間乾燥して、下記式(8)で表される化合物8(5.59g)を得た。
Figure 0006914455
(比較例4の色材化合物の合成)
<合成例9>
撹拌装置、温度計、冷却管、滴下装置を備えたガラスフラスコに、下記化合物NK−10043(株式会社林原製)1.50gおよび水/メタノール=1/1混合溶媒225gを仕込み、50℃にて30分攪拌し、溶解させた。
Figure 0006914455
次いで、12タングスト(VI)りん酸ナトリウムn水和物(富士フイルム和光純薬株式会社製)3.31gを水/メタノール=1/1混合溶媒26gに溶解させた溶液を、滴下装置を用いて30分間かけて滴下した。滴下終了後、50℃でさらに90分間攪拌し、不溶化させた。室温まで冷却後、ろ過を行った。ろ別した固体を純水200mLで解膠し、60分間攪拌した。攪拌後、再度ろ過を行い、200mLの純水で洗浄した。得られた固体を90℃で16時間乾燥して、下記式(9)で表される化合物9(2.96g)を得た。
Figure 0006914455
(比較例5の色材化合物の合成)
<合成例10>
撹拌装置、温度計、冷却管、滴下装置を備えたガラスフラスコに、下記化合物NK−9419(株式会社林原製)1.50gおよび水/メタノール=1/1混合溶媒225gを仕込み、50℃にて30分攪拌し、溶解させた。
Figure 0006914455
次いで、12タングスト(VI)りん酸ナトリウムn水和物(富士フイルム和光純薬株式会社製)3.25gを水/メタノール=1/1混合溶媒26gに溶解させた溶液を、滴下装置を用いて30分間かけて滴下した。滴下終了後、50℃でさらに90分間攪拌し、不溶化させた。室温まで冷却後、ろ過を行った。ろ別した固体を純水200mLで解膠し、60分間攪拌した。攪拌後、再度ろ過を行い、200mLの純水で洗浄した。得られた固体を90℃で16時間乾燥して、下記式(10)で表される化合物10(3.01g)を得た。
Figure 0006914455
(比較例6の色材化合物の合成)
<合成例11>
撹拌装置、温度計、冷却管、滴下装置を備えたガラスフラスコに、下記化合物NK−5559(株式会社林原製)2.00gおよび水/メタノール=1/1混合溶媒300gを仕込み、50℃にて30分攪拌し、溶解させた。
Figure 0006914455
次いで、12タングスト(VI)りん酸ナトリウムn水和物(富士フイルム和光純薬株式会社製)4.34gを水/メタノール=1/1混合溶媒35gに溶解させた溶液を、滴下装置を用いて30分間かけて滴下した。滴下終了後、50℃でさらに90分間攪拌し、不溶化させた。室温まで冷却後、ろ過を行った。ろ別した固体を純水200mLで解膠し、60分間攪拌した。攪拌後、再度ろ過を行い、200mLの純水で洗浄した。得られた固体を90℃で16時間乾燥して、下記式(11)で表される化合物11(4.92g)を得た。
Figure 0006914455
(比較例7の色材化合物の合成)
<合成例12>
撹拌装置、温度計、冷却管、滴下装置を備えたガラスフラスコに、下記化合物ベーシックブルー7(東京化成工業株式会社製)5.00gおよび純水300gを仕込み、40℃にて30分攪拌し、溶解させた。
Figure 0006914455
次いで、12タングスト(VI)りん酸ナトリウムn水和物(富士フイルム和光純薬株式会社製)12.52gを純水60gに溶解させた溶液を、滴下装置を用いて2分間かけて滴下した。滴下終了後、40℃で60分間攪拌した後、80℃まで30分間かけて昇温し、さらに90分間攪拌し、不溶化させた。次いで、室温まで冷却後、ろ過を行った。ろ別した固体を純水250mLで解膠し、60分間攪拌した。攪拌後、再度ろ過を行い、200mLの純水で洗浄した。得られた固体を90℃で16時間乾燥して、下記式(12)で表される化合物12(14.57g)を得た。
Figure 0006914455
(調色用色材の合成)
<合成例13>
撹拌装置、温度計、冷却管、滴下装置を備えたガラスフラスコに、クロロホルム41gおよびジメチルホルムアミド2.8gを仕込み、10℃に保温して攪拌した。そのフラスコに、塩化チオニル3.7gを滴下し、10℃で30分攪拌した。さらに、下記化合物アシッドレッド289(東京化成工業株式会社製)(5.7g)を添加し、35℃に昇温後、3時間攪拌し、溶解させた。
Figure 0006914455
次いで、塩化チオニル0.41gを添加し、35℃でさらに90分間攪拌した。10℃に降温後、2−エチルヘキシルアミン3.4gを15分間かけて滴下し、次いで、トリエチルアミン6.9gを添加した。室温で15時間攪拌した後、反応混合物を濃縮し、メタノール30mLを加え、液量がおおむね半分程度になるまで再度濃縮した。さらにメタノール40mLおよび酢酸16gを加えて30分攪拌した後、反応物を75mLの純水に注ぎ入れ、沈殿を分離した。得られた固体を再度メタノール60mLに溶解後、50mLの純粋に注ぎ入れた。得られた固体を、50%メタノール水溶液40mL、次いで、純水30mLで洗浄した後、減圧乾燥を行い、下記式(13)で表される化合物13(2.27g)を得た。
Figure 0006914455
(調色用着色樹脂組成物の調製)
<調製例3>
FASTOGEN(登録商標)BLUE A540(DIC株式会社製、C.I.Pigment Blue 15:6)1.98gを、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(ダイセル化学工業株式会社製)9.79g、BYK(登録商標)−LPN 21116(ビックケミー株式会社製)3.13g、0.3−0.4mmφセプルビーズ(サンゴバン株式会社製)34.2gとともに、ペイントコンディショナー(東洋精機株式会社製)で4時間分散し、調色用顔料分散液(TD1)を得た。
この調色用顔料分散液(TD1)2.00gに、ルクシディア(登録商標)ZL−295(1.02g)、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート0.48gを加えて混合することで、カラーフィルタ用青色画素部を形成するための調色用着色樹脂組成物(TB1)を得た。
(調色用着色樹脂組成物の調製)
<調製例4>
合成例13で得た化合物13(0.15g)、シクロヘキサノン(富士フイルム和光純薬株式会社製)3.75g、ルクシディア(登録商標)ZL−295(3.75g)を混合し、カラーフィルタ用青色画素部を形成するための調色用着色樹脂組成物(TV1)を得た。
(試験用着色樹脂組成物の調製)
<実施例1>
化合物1(1.80g)を、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート11.10g、Disperbyk(登録商標)2164(ビックケミー株式会社製)2.10g、0.3−0.4mmφセプルビーズ34.2gとともに、ペイントコンディショナー(東洋精機株式会社製)で4時間分散し、顔料分散液(MB1)を得た。
この顔料分散液(MB1)3.00gに、ルクシディア(登録商標)ZL−295(1.85g)、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート0.80gを加えて混合することで、カラーフィルタ用青色画素部を形成するための試験用着色樹脂組成物(PM1)を得た。
(試験用着色樹脂組成物の調製)
<実施例2〜8>
化合物1に代えて、化合物2〜8をそれぞれ用いたこと以外は実施例1と同様にして、試験用着色樹脂組成物(PM2)〜(PM8)をそれぞれ得た。
(試験用着色樹脂組成物の調製)
<比較例1〜3>
化合物1に代えて、NK−10374、NK−10739、NK−10759(いずれも株式会社林原製)をそれぞれ用いたこと以外は実施例1と同様にして、試験用着色樹脂組成物(PM9)〜(PM11)をそれぞれ得た。
(試験用着色樹脂組成物の調製)
<比較例4〜7>
化合物1に代えて、化合物9〜12をそれぞれ用いたこと以外は実施例1と同様にして、試験用着色樹脂組成物(PM12)〜(PM15)をそれぞれ得た。
(単色評価用ガラス基板の作製)
試験用着色樹脂組成物(PM1)〜(PM15)を、それぞれ、ソーダガラス基板上にスピンコートし、90℃で3分乾燥した後に、230℃で1時間加熱した。これにより、着色膜をソーダガラス基板上に有する、単色評価用ガラス基板を作製した。なお、スピンコートする際にスピン回転数を調整することにより、230℃で1時間加熱して得られる着色膜の膜厚を調整し、各実施例及び比較例について、着色膜の膜厚が1.0μmである単色評価用ガラス基板(SF1)〜(SF15)をそれぞれ作製した。膜厚は、株式会社日立ハイテクサイエンス製の白色干渉顕微鏡(VS1330)で測定した。
なお、これらの着色膜中の色材化合物の濃度はいずれも26.6質量%であった。
(単色評価用ガラス基板の吸収スペクトル測定)
各単色評価用ガラス基板(SF1)〜(SF15)について、株式会社日立ハイテクサイエンス製の分光光度計(U−3900)を用いて、着色膜の吸収スペクトルを測定した。
図1〜8に、単色評価用ガラス基板(SF1)〜(SF9)の着色膜の吸収スペクトルを示す。
また、単色評価用ガラス基板(SF1)〜(SF15)の、それぞれの吸収スペクトルから得られる、以下の4つの値について、表1にまとめた。
(1)波長480nmにおける吸光度A480
(2)波長550nmにおける吸光度A550
(3)波長480〜780nmの領域における最も短波長側の吸収極大波長λ
(4)λにおける吸光度A
Figure 0006914455
比較例6において、N.D.は波長480〜780nmの領域に極大吸収が存在しなかったことを表す。
(調色評価用着色樹脂組成物の調製)
上記で得た試験用着色樹脂組成物(PM1)〜(PM15)に対し、それぞれ調色用着色樹脂組成物(TB1)または(TV1)を配合し、カラーフィルタ用青色画素部としての性能を評価するための調色評価用着色樹脂組成物(CR1)〜(CR15)を調製した。
配合用着色樹脂組成物(PM)と調色用着色樹脂組成物(TB1またはTV1)の配合比は、C光源における色度(x,y)が(0.138,0.090)である青色画素部が得られるように調整した。
なお、調色用着色樹脂組成物として、TB1、TV1のいずれを選択するかについては、配合用着色樹脂組成物(PM)の色相が色度(0.138,0.090)に対して、より緑味であるか赤味であるかによって決定した。すなわち、配合用着色樹脂組成物(PM)の色相が色度(0.138,0.090)に対して、より緑味の場合には、調色用着色樹脂組成物(TV1)を、より赤味の場合には、調色用着色樹脂組成物(TB1)を用いることで、調色を行った。表2に示した調色用着色樹脂組成物を用いて、それぞれの調色評価用着色樹脂組成物を調製した。
(調色評価用ガラス基板の作製)
評価用着色樹脂組成物(CR1)〜(CR15)を、それぞれ、ソーダガラス基板上にスピンコートし、90℃で3分乾燥した後に、230℃で1時間加熱した。これにより、着色膜をソーダガラス基板上に有する、調色評価用ガラス基板を作製した。なお、スピンコートする際にスピン回転数を調整することにより、230℃で1時間加熱して得られる着色膜の膜厚を調整し、各実施例及び比較例について、着色膜のC光源における色度(x,y)が(0.138,0.090)である調色評価用ガラス基板(CF1)〜(CF15)をそれぞれ作製した。色度(x,y)は、株式会社日立ハイテクサイエンス製の分光光度計(U−3900)で測定した。
(調色評価)
各調色評価用ガラス基板(CF1)〜(CF15)について、株式会社日立ハイテクサイエンス製の分光光度計(U−3900)を用いて、着色膜のC光源における輝度、すなわち、色度(x,y)=(0.1380,0.0900)における輝度Yを測定した。ここで、輝度YはCIE1931表色系の三刺激値のうちのY成分であり、全透過の場合に輝度Y=100となるように規格化されている。輝度Yは高いほど優れる。
結果を表2に示す。
Figure 0006914455
比較例1〜3および6の色材化合物については、TB1、TV1のいずれの調色用着色樹脂組成物を用いても、色度(x,y)が(0.138,0.090)である青色画素部が得られなかった。すなわち、比較例1〜3および6の色材化合物については、青色画素部に適さないと言える。
表2に示されるように、実施例1〜8の化合物を用いて形成された着色膜は、比較例4〜5および7の色材化合物を用いて形成された着色膜より高い輝度Yを示した。実施例1〜8の化合物は、カラーフィルタの青色画素部を構成する色材化合物として優れている。
本発明の化合物は、カラーフィルタの青色画素部を形成するために好適に用いることができる。

Claims (2)

  1. 下記一般式(I)で表される化合物。
    Figure 0006914455
    (式(I)中、
    Xはメチル基またはハロゲン原子を表し、
    8 、水素原子を表し、
    〜R 14 は、メチル基を表し、
    m−は(PW12403−、(PMoW11403−、(SiW12404−、又は、(SiMoW11404−を表し、
    nは3又は4を表す。
    ただし、nは、式(I)全体の電荷がゼロになるように定められる。)
  2. 式(I)において、Xがメチル基、塩素原子又は臭素原子である、請求項1に記載の化合物。
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