TW201522521A - 著色組成物、硬化膜、彩色濾光片、彩色濾光片的製造方法、固體攝像元件、圖像顯示裝置及著色化合物 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種耐熱性、耐溶劑性及電壓保持率優異的著色組成物、硬化膜、彩色濾光片、彩色濾光片的製造方法、固體攝像元件、圖像顯示裝置及化合物。一種著色組成物,其包括含有如下的重複單元與抗衡陰離子的著色劑、以及聚合性化合物,所述重複單元具有包含陽離子的三芳基甲烷結構。
Description
本發明是有關於一種著色組成物、硬化膜、彩色濾光片、彩色濾光片的製造方法、固體攝像元件、圖像顯示裝置及化合物。
先前,彩色濾光片是藉由如下方式來製造:藉由含有使有機顏料或無機顏料分散而成的顏料分散組成物、多官能單體、聚合起始劑、鹼可溶性樹脂、以及視需要的其他成分而製成著色組成物,使用該著色組成物並藉由光微影法、噴墨法等來形成著色圖案。
近年來,彩色濾光片於液晶顯示元件(液晶顯示器(Liquid Crystal Display,LCD))用途中存在如下的傾向:不僅用於監視器,而且用途擴大至電視機(Television,TV)。伴隨該用途擴大的傾向,對於彩色濾光片而言,於色度、對比度等方面要求高度的顏
色特性。另外,對於影像感測器(固體攝像元件)用途的彩色濾光片,亦同樣地要求顏色不均的減少、顏色解析度的提昇等顏色特性的進一步的提昇。
但是,先前的顏料分散系容易產生由顏料的粗大粒子所引起的散射的產生、由分散穩定性不良所引起的黏度上昇等問題,大多難以進一步提昇對比度、亮度。
因此,自先前以來,一直研究不僅使用顏料,亦使用染料來作為著色劑(例如,參照專利文獻1)。若使用染料作為著色劑,則就如下的觀點而言有用:藉由染料本身的色純度或其色相的鮮豔度,可提高使圖像顯示時的顯示圖像的色相或亮度,且因粗大粒子消失而可提昇對比度。
作為染料的例子,已知有酞菁染料、二吡咯亞甲基染料、嘧啶偶氮染料、吡唑偶氮染料、二苯并哌喃染料、三芳基甲烷染料等具有多種多樣的色素母體的化合物(例如,參照專利文獻2~專利文獻8)。
[現有技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開平6-75375號公報
[專利文獻2]日本專利特開2008-292970號公報
[專利文獻3]日本專利特開2007-039478號公報
[專利文獻4]日本專利特開平9-157536號公報
[專利文獻5]日本專利特開2013-25194號公報
[專利文獻6]日本專利特開2012-201694號公報
[專利文獻7]日本專利特開2012-108469號公報
[專利文獻8]日本專利特開2000-095805號公報
[專利文獻9]US2013141810
此處,作為用於彩色濾光片等的著色組成物,需要耐熱性、耐溶劑性及電壓保持率更優異者。
本發明是以解決所述課題為目的者,其目的在於提供一種耐熱性、耐溶劑性及電壓保持率優異的著色組成物。尤其,其課題在於提供一種作為藍色濾光片用的著色組成物而有益者。
本申請案發明者基於所述狀況而進行努力研究的結果,發現藉由將含有如下的重複單元與抗衡陰離子的著色劑調配至組成物中,而可解決所述課題,所述重複單元具有包含陽離子的三芳基甲烷結構。
具體而言,藉由下述手段<1>,較佳為藉由下述手段<2>~下述手段<21>來解決所述課題。
<1>一種著色組成物,其包括含有如下的重複單元與抗衡陰離子的著色劑、以及聚合性化合物,所述重複單元具有包含陽離子的三芳基甲烷結構,包含陽離子的三芳基甲烷結構由通式(TP1)及/或通式(TP2)
表示;
通式(TP1)及通式(TP2)中,Rtp1~Rtp4分別獨立地表示氫原子、烷基或芳基;Rtp5、Rtp6、Rtp8、Rtp9及Rtp11分別獨立地表示取代基;Rtp7表示氫原子、烷基、芳基或NRtp71Rtp72;Rtp71及Rtp72分別獨立地表示氫原子、烷基或芳基;Rtp10表示氫原子、烷基或芳基;a、b及c分別獨立地表示0~4的整數;當a、b及c為2以上時,Rtp5、Rtp6及Rtp8中的2個相互可連結而形成環;Rtp1~Rtp11、Rtp71及Rtp72的任一者表示與重複單元的鍵結部位。
<2>如<1>所述的著色組成物,其中抗衡陰離子自選自氟陰離子、氯陰離子、溴陰離子、碘陰離子、氰化物離子、過氯酸根陰離子、硼酸鹽陰離子、PF6-及SbF6-中的至少1種,以及選自-SO3 -、-COO-、-PO4 -、由下述通式(A1)所表示的結構及由下述通式(A2)所表示的結構中的至少1種中選擇;通式(A1)[化2]
通式(A1)中,R1及R2分別獨立地表示-SO2-或-CO-;通式(A2)
通式(A2)中,R3表示-SO2-或-CO-;R4及R5分別獨立地表示-SO2-、-CO-或-CN。
<3>如<1>或<2>所述的著色組成物,其中包含陽離子的三芳基甲烷結構由下述通式(TP3)表示;
通式(TP3)中,Rtp21表示氫原子、碳數為1~6的烷基,Rtp22表示碳數為6~10的芳基,Rtp71表示烷基或芳基;Rtp21、Rtp22及Rtp71的任一者表示與重複單元的鍵結部位。
<4>如<1>至<3>中任一項所述的著色組成物,其中具有包含陽離子的三芳基甲烷結構的重複單元由下述通式(TP3-1)表示;
通式(TP3-1)中,Rtp21分別獨立地表示氫原子或碳數為1~6的烷基,Rtp22分別獨立地表示碳數為6~10的芳基;L1表示碳數為2~30的二價的連結基,Rtp31表示氫原子或甲基。
<5>如<1>至<4>中任一項所述的著色組成物,其中具有包含陽離子的三芳基甲烷結構的重複單元由下述通式(TP3-2)
表示;
通式(TP3-2)中,Rtp23及Rtp24分別獨立地表示碳數為1~4的烷基,Rtp25表示氫原子或碳數為1~3的烷基;Rtp31表示氫原子、甲基;L1表示二價的連結基。
<6>如<1>至<3>中任一項所述的著色組成物,其中具有包含陽離子的三芳基甲烷結構的重複單元由下述通式(TP4)或通式(TP5)表示;[化7]
通式(TP4)及通式(TP5)中,Rtp21分別獨立地表示氫原子或碳數為1~6的烷基,Rtp22分別獨立地表示碳數為6~10的芳基;Rtp31表示氫原子或甲基。
<7>如<6>所述的著色組成物,其中於通式(TP4)中,Rtp31為甲基。
<8>如<1>至<6>中任一項所述的著色組成物,其中具有包含陽離子的三芳基甲烷結構的重複單元由下述通式(TP6)表示;[化8]
通式(TP6)中,Rtp23及Rtp24分別獨立地表示碳數為1~4的烷基,Rtp25表示氫原子或碳數為1~3的烷基;Rtp31表示氫原子或甲基。
<9>如<8>所述的著色組成物,其中於通式(TP6)中,Rtp31為甲基。
<10>如<1>至<9>中任一項所述的著色組成物,其中抗衡陰離子為磺醯基醯亞胺陰離子、磺醯基甲基化物陰離子或磺酸根陰離子。
<11>如<1>至<10>中任一項所述的著色組成物,其更包括源自(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸酯及(甲基)丙烯醯胺的至少1種的重複單元。
<12>如<1>至<11>中任一項所述的著色組成物,其中抗衡陰離子包含於含有交聯性基的化合物中。
<13>如<1>至<12>中任一項所述的著色組成物,其中抗衡陰離子包含於所述重複單元中。
<14>如<1>至<13>中任一項所述的著色組成物,其更包括二苯并哌喃染料、二吡咯亞甲基金屬錯化合物、噁嗪顏料及酞菁顏料的至少1種。
<15>一種著色組成物,其包括含有如下的重複單元與抗衡陰離子的著色劑、以及聚合性化合物,所述重複單元具有包含陽離子的三芳基甲烷結構,包含陽離子的三芳基甲烷結構由通式(TP1A)或通式(TP2A)表示;
通式(TP1A)及通式(TP2A)中,Rtp1~Rtp4分別獨立地表示氫原子、烷基或芳基;Rtp5、Rtp6、Rtp8、Rtp9及Rtp11分別獨立地表示取代基;Rtp7表示氫原子、烷基、芳基或NRtp71Rtp72;Rtp71及Rtp72分別獨立地表示氫原子、烷基或芳基;RtP10表示氫原子、烷基或芳基;a、b及c分別獨立地表示0~4的整數;當a、b及c為2以上時,Rtp5、Rtp6及Rtp8中的2個相互可連結而形成環;Rtp1~Rtp11、Rtp71及Rtp72的任一者表示與重複單元的鍵結部
位;Rtp1~Rtp11、Rtp71及Rtp72的至少1個可由通式(P)取代;通式(P)
通式(P)中,L表示單鍵或二價的連結基,X1自選自-SO3 -、-COO-、-PO4 -、含有由下述通式(A1)所表示的結構的基及含有由下述通式(A2)所表示的結構的基中的至少1種中選擇;通式(A1)
通式(A1)中,R1及R2分別獨立地表示-SO2-或-CO-;通式(A2)
通式(A2)中,R3表示-SO2-或-CO-;R4及R5分別獨立地表示-SO2-、-CO-或-CN。
<16>如<1>至<15>中任一項所述的著色組成物,其更包括光聚合起始劑。
<17>如<1>至<16>中任一項所述的著色組成物,其更包括雙(三氟甲磺醯基)醯亞胺鋰。
<18>如<1>至<17>中任一項所述的著色組成物,其用於形成彩色濾光片的著色層。
<19>一種著色硬化膜,其是使如<1>至<18>中任一項所述的著色組成物硬化而形成。
<20>一種彩色濾光片,其包括如<19>所述的著色硬化膜。
<21>一種彩色濾光片的製造方法,其包括:將如<1>至<18>中任一項所述的著色組成物賦予至支撐體上來形成著色組成物層的步驟;將著色組成物層曝光成圖案狀的步驟;以及將未曝光部顯影去除而形成著色圖案的步驟。
<22>一種彩色濾光片的製造方法,其包括:將如<1>至<18>中任一項所述的著色組成物賦予至支撐體上來形成著色組成物層,並使其硬化而形成著色層的步驟;於著色層上形成光阻劑層的步驟;藉由進行曝光及顯影來將光阻劑層加以圖案化而獲得抗蝕劑圖案的步驟;或者將抗蝕劑圖案作為蝕刻遮罩來對著色層進行乾式蝕刻的步驟。
<23>一種彩色濾光片,其藉由如<21>或<22>所述的彩色濾光片的製造方法來製造。
<24>一種固體攝像元件,其包括如<20>所述的彩色濾光片、或者藉由如<21>或<22>所述的彩色濾光片的製造方法所製作的彩色濾光片。
<25>一種圖像顯示裝置,其包括如<20>所述的彩色濾光片、或者藉由如<21>或<22>所述的彩色濾光片的製造方法所製作的彩色濾光片。
<26>一種化合物,其由下述通式(TP7)表示;
通式(TP7)中,R1分別獨立地表示氫原子或碳數為1~6的烷基,R3表示氫原子或甲基,L11表示碳數為2~30的二價的連結
基;R2表示碳數為1~10的烴基或碳數為3~10的環狀醚基;X表示包含磺醯基醯亞胺陰離子、磺醯基甲基化物陰離子或磺酸根陰離子的化合物;a、b及c為重複單元的莫耳比,a表示超過0的數,b及c分別獨立地表示0以上的數。
<27>如<26>所述的化合物,其由下述通式(TP8)表示;
通式(TP8)中,R1分別獨立地表示氫原子或碳數為1~6的烷基,R2表示碳數為1~10的烴基或碳數為3~10的環狀醚基;X表示包含磺醯基醯亞胺陰離子、磺醯基甲基化物陰離子或磺酸根陰離子的化合物;a、b及c為重複單元的莫耳比,a表示超過0的數,b及c分別獨立地表示0以上的數。
根據本發明,可提供一種耐熱性、耐溶劑性及電壓保持率優異的著色組成物。
圖1是表示著色劑D-40的吸收光譜的圖。
圖2是表示著色劑D-48的吸收光譜的圖。
以下,對本發明的內容進行詳細說明。再者,於本申請案說明書中,「~」是以包含其前後所記載的數值作為下限值及上限值的含義來使用。
於本說明書中,所謂總固體成分,是指自著色組成物的總組成中去除溶劑後的成分的總質量。
於本說明書中的基(原子團)的表述中,未記載經取代及未經取代的表述包含不具有取代基的基(原子團),並且亦包含具有取代基的基(原子團)。例如,所謂「烷基」,不僅包含不具有取代基的烷基(未經取代的烷基),亦包含具有取代基的烷基(經取代的烷基)。
另外,本說明書中的「放射線」例如是指水銀燈的明線光譜、以準分子雷射為代表的遠紫外線、極紫外線(極紫外(Extreme Ultraviolet,EUV)光)、X射線、電子束等。另外,於本發明中,所謂光,是指光化射線或放射線。只要事先無特別說明,則本說明書中的「曝光」不僅是指利用水銀燈、以準分子雷射為代表的
遠紫外線、X射線、EUV光等進行的曝光,利用電子束、離子束等粒子束進行的描繪亦包含於曝光中。
另外,於本說明書中,「(甲基)丙烯酸酯」表示丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯兩者、或任一者,「(甲基)丙烯酸」表示丙烯酸及甲基丙烯酸兩者、或任一者,「(甲基)丙烯醯基」表示丙烯醯基及甲基丙烯醯基兩者、或任一者。
另外,於本說明書中,「單量體」與「單體」的含義相同。本說明書中的單量體是指有別於寡聚物及聚合物且重量平均分子量為2,000以下的化合物。於本說明書中,所謂聚合性化合物,是指具有聚合性官能基的化合物,可為單量體,亦可為聚合物。所謂聚合性官能基,是指參與聚合反應的基。
於本說明書中,化學式中的Me表示甲基,Et表示乙基,Pr表示丙基,Bu表示丁基,Ph表示苯基。
於本說明書中,「步驟」這一用語不僅是指獨立的步驟,即便在無法與其他步驟明確地加以區分的情況下,只要達成該步驟的預期的作用,則亦包含於本用語中。
只要事先無特別敍述,則本發明中的重量平均分子量是指藉由凝膠滲透層析法(Gel Permeation Chromatography,GPC)所測定者。GPC可針對所獲得的聚合物,藉由去除溶劑來進行單離,利用四氫呋喃將所獲得的固體成分稀釋成0.1質量%,然後利用HLC-8020GPC(東曹(Tosoh)(股份)製造),將使3根TSKgel Super Multipore HZ-H(東曹(股份)製造,4.6mm內徑(Inner Diameter,
ID)×15cm)串聯連接而成者作為管柱來進行測定。條件可將試樣濃度設為0.35質量%,將流速設為0.35mL/min,將樣品注入量設為10μL,將測定溫度設為40℃,並使用折射率(Refractive Index,RI)檢測器來進行。
<著色組成物>
本發明的著色組成物包括含有如下的重複單元與抗衡陰離子的著色劑、以及聚合性化合物,所述重複單元具有包含陽離子的三芳基甲烷結構。
藉由設為此種構成,而可提供一種耐熱性、耐溶劑性及電壓保持率優異的著色組成物。
以下,以第1實施形態及第2實施形態的順序對著色劑進行說明。
第1實施形態為以下所說明的第2實施形態以外的情況。例如可列舉:在包含陽離子的三芳基甲烷結構與抗衡陰離子的鍵結部分中不具有共價鍵的情況、或抗衡陰離子與包含陽離子的三芳基甲烷結構的三芳基甲烷骨架部分經由重複單元而進行共價鍵結的情況。
第2實施形態可列舉:抗衡陰離子與包含陽離子的三芳基甲烷結構的三芳基甲烷骨架部分直接進行共價鍵結的情況、或抗衡陰離子與包含陽離子的三芳基甲烷結構的三芳基甲烷骨架部分經由連結基(但是,重複單元除外)而進行共價鍵結的情況。
著色劑的第1實施形態
以下,以具有包含陽離子的三芳基甲烷結構的重複單元中的包含陽離子的三芳基甲烷結構、重複單元的部分結構及其他重複單元、以及抗衡陰離子的順序進行說明。
<<三芳基甲烷結構>>
包含陽離子的三芳基甲烷結構由下述通式(TP1)及/或通式(TP2)表示。
(通式(TP1)及通式(TP2)中,Rtp1~Rtp4分別獨立地表示氫原子、烷基或芳基。Rtp5、Rtp6、Rtp8、Rtp9及Rtp11分別獨立地表示取代基。Rtp7表示氫原子、烷基、芳基或NRtp71Rtp72。Rtp71及Rtp72分別獨立地表示氫原子、烷基或芳基。Rtp10表示氫原子、烷基或芳基。a、b及c分別獨立地表示0~4的整數。當a、b及c為2以上時,Rtp5、Rtp6及Rtp8中的2個相互可連結而形成環。Rtp1~Rtp11、Rtp71及Rtp72的任一者表示與重複單元的鍵結部位)
通式(TP1)中,Rtp1~Rtp4分別獨立地表示氫原子、
烷基或芳基,較佳為氫原子或烷基。
烷基的碳數較佳為1~10,更佳為1~5,進而更佳為1~3。烷基可為直鏈狀、分支狀及環狀的任一種,但較佳為直鏈狀或分支狀。烷基較佳為未經取代。可列舉後述的取代基群組A一項中所列舉的取代基。
芳基的碳數較佳為6~18,更佳為6~12,進而更佳為6。作為芳基可具有的取代基,可列舉後述的取代基群組A一項中所列舉的取代基。
通式(TP1)中,Rtp7表示氫原子、烷基、芳基或NRtp71Rtp72,較佳為氫原子或NRtp71Rtp72,更佳為NRtp71Rtp72。
烷基的碳數較佳為1~10,更佳為1~5,進而更佳為1~3。烷基可為直鏈狀、分支狀及環狀的任一種,但較佳為直鏈狀。作為烷基可具有的取代基,可列舉後述的取代基群組A一項中所列舉的取代基。芳基的碳數較佳為6~18,更佳為6~12,進而更佳為6。
Rtp71及Rtp72分別獨立地表示氫原子、烷基或芳基,較佳為氫原子或烷基。
烷基的碳數較佳為1~10,更佳為1~8,進而更佳為1~6。烷基可為直鏈狀、分支狀及環狀的任一種。烷基亦可被取代。作為烷基可具有的取代基,可列舉後述的取代基群組A一項中所列舉的取代基。芳基的碳數較佳為6~18,更佳為6~12,進而更佳為6。芳基可具有的取代基可列舉後述的取代基群組A一項中所
列舉的取代基。
通式(TP1)中,Rtp5、Rtp6及Rtp8分別獨立地表示取代基。作為取代基,可列舉後述的取代基群組A一項中所列舉的取代基。尤其,較佳為碳數為1~5的直鏈或分支的烷基、碳數為1~5的烯基、碳數為6~15的芳基、羧基或磺基,更佳為碳數為1~5的直鏈或分支的烷基、碳數為1~5的烯基、苯基或羧基。尤其,Rtp5及Rtp6較佳為分別獨立地為碳數為1~5的烷基。另外,Rtp8較佳為2個烯基相互鍵結而形成環。環較佳為苯環。
通式(TP1)中,a、b及c分別獨立地表示0~4的整數,尤其,a及b較佳為表示0或1,更佳為表示0。c較佳為表示0~2。
通式(TP2)中,Rtp1~Rtp4分別獨立地表示氫原子、烷基或芳基,其含義與通式(TP1)中的Rtp1~Rtp4相同,較佳的範圍亦相同。
通式(TP2)中,Rtp5及Rtp6分別獨立地表示取代基,其含義與通式(TP1)中的Rtp5及Rtp6相同,較佳的範圍亦相同。
通式(TP2)中,Rtp9及Rtp11分別獨立地表示取代基,可使用後述的取代基群組A一項中所列舉的取代基。
Rtp9較佳為芳基,更佳為碳數為6~12的芳基,進而更佳為苯基。
Rtp11較佳為烷基,更佳為碳數為1~5的烷基,進而更佳為碳數為1~3的烷基。烷基較佳為直鏈狀或分支狀,更佳為直鏈狀。
通式(TP2)中,Rtp10表示取代基,可使用後述的取代基群組A一項中所列舉的取代基。尤其,Rtp10更佳為碳數為6~12的芳基,進而更佳為苯基。
通式(TP2)中,a、b及c分別獨立地表示0~4的整數,尤其,a及b較佳為表示0或1,更佳為表示0。c較佳為表示0~2,更佳為表示0。
Rtp1~Rtp11、Rtp71及Rtp72的任一者表示與重複單元的鍵結部位,尤其,較佳為Rtp71或Rtp72為與重複單元的鍵結部位。
包含陽離子的三芳基甲烷結構較佳為由下述通式(TP3)表示。
式(TP3)中,Rtp21表示氫原子、碳數為1~6的烷基,Rtp22表示碳數為6~10的芳基,Rtp71表示氫原子、烷基或芳基;Rtp21、Rtp22及Rtp71的任一者表示與重複單元的鍵結部位。
式(TP3)中,Rtp21較佳為碳數為1~6的烷基。烷基
可為直鏈狀、分支狀及環狀的任一種,但較佳為直鏈狀。烷基的碳數較佳為1~4,更佳為1~3。作為烷基可具有的取代基,可列舉後述的取代基群組A一項中所列舉的取代基。藉由設為此種構成,而可進一步提昇耐光性。
式(TP3)中,Rtp22表示碳數為6~10的芳基。Rtp22較佳為至少於鄰位上具有取代基的芳基。芳基可具有的取代基可列舉後述的取代基群組A一項中所列舉的取代基,較佳為碳數為1~3的烷基。藉由設為此種構成,而可進一步提昇耐熱性。
Rtp71表示烷基或芳基,較佳為烷基。烷基可為直鏈狀、分支狀及環狀的任一種,但較佳為環狀。烷基的碳數較佳為1~8,更佳為1~6。芳基的碳數較佳為6~12,更佳為6~10。
Rtp21、Rtp22及Rtp71的任一者表示與重複單元的鍵結部位,較佳為Rtp71為與重複單元的鍵結部位。
包含陽離子的三芳基甲烷結構中,陽離子如以下般非定域化而存在,下述2種結構的含義相同,而設為均包含於本發明中者。再者,陽離子部位可位於分子中的任何位置上。
取代基群組A:
作為取代基,可列舉:鹵素原子、烷基、環烷基、烯基、環烯基、炔基、芳基、雜環基、氰基、羥基、硝基、羧基、烷氧基、芳氧基、矽烷氧基、雜環氧基、醯氧基、胺甲醯氧基、胺基(包含烷基胺基、苯胺基)、醯基胺基、胺基羰基胺基、烷氧基羰基胺基、芳氧基羰基胺基、胺磺醯基胺基、烷基磺醯基胺基或芳基磺醯基胺基、巰基、烷硫基、芳硫基、雜環硫基、胺磺醯基、磺基、烷基亞磺醯基或芳基亞磺醯基、烷基磺醯基或芳基磺醯基、醯基、芳氧基羰基、烷氧基羰基、胺甲醯基、芳基偶氮基或雜環偶氮基、醯亞胺基、膦基、氧膦基、氧膦基氧基、氧膦基胺基、矽烷基等。以下進行詳細記述。
可列舉:鹵素原子(例如氟原子、氯原子、溴原子、碘原子)、直鏈或分支的烷基(直鏈或分支的經取代或未經取代的烷基,較佳為碳數為1~30的烷基,例如甲基、乙基、正丙基、異丙基、第三丁基、正辛基、2-氯乙基、2-氰基乙基、2-乙基己基)、環烷基(較佳為碳數為3~30的經取代或未經取代的環烷基,例
如可列舉環己基、環戊基,多環烷基,例如可列舉雙環烷基(較佳為碳數為5~30的經取代或未經取代的雙環烷基,例如雙環[1.2.2]庚烷-2-基、雙環[2.2.2]辛烷-3-基)或三環烷基等多環結構的基。較佳為單環的環烷基、雙環烷基,特佳為單環的環烷基)、直鏈或分支的烯基(直鏈或分支的經取代或未經取代的烯基,較佳為碳數為2~30的烯基,例如乙烯基、烯丙基、異戊二烯基、香葉基、油烯基)、環烯基(較佳為碳數為3~30的經取代或未經取代的環烯基,例如可列舉2-環戊烯-1-基、2-環己烯-1-基,多環烯基,例如雙環烯基(較佳為碳數為5~30的經取代或未經取代的雙環烯基,例如雙環[2.2.1]庚-2-烯-1-基、雙環[2.2.2]辛-2-烯-4-基)或三環烯基,特佳為單環的環烯基)、炔基(較佳為碳數為2~30的經取代或未經取代的炔基,例如乙炔基、炔丙基、三甲基矽烷基乙炔基)、芳基(較佳為碳數為6~30的經取代或未經取代的芳基,例如苯基、對甲苯基、萘基、間氯苯基、鄰十六醯基胺基苯基)、雜環基(較佳為5員~7員的經取代或未經取代、飽和或不飽和、芳香族或非芳香族、單環或縮環的雜環基,更佳為環構成原子選自碳原子、氮原子及硫原子,且具有至少一個氮原子、氧原子及硫原子的任一種雜原子的雜環基,進而更佳為碳數為3~30的5員或6員的芳香族的雜環基。例如2-呋喃基、2-噻吩基、2-吡啶基、4-吡啶基、2-嘧啶基、2-苯并噻唑基)、氰基、羥基、硝基、羧基、
烷氧基(較佳為碳數為1~30的經取代或未經取代的烷氧基,例如甲氧基、乙氧基、異丙氧基、第三丁氧基、正辛氧基、2-甲氧基乙氧基)、芳氧基(較佳為碳數為6~30的經取代或未經取代的芳氧基,例如苯氧基、2-甲基苯氧基、2,4-二-第三戊基苯氧基、4-第三丁基苯氧基、3-硝基苯氧基、2-十四醯基胺基苯氧基)、矽烷氧基(較佳為碳數為3~20的矽烷氧基,例如三甲基矽烷氧基、第三丁基二甲基矽烷氧基)、雜環氧基(較佳為碳數為2~30的經取代或未經取代的雜環氧基,雜環部較佳為所述雜環基中所說明的雜環部,例如1-苯基四唑-5-氧基、2-四氫吡喃氧基)、醯氧基(較佳為甲醯氧基、碳數為2~30的經取代或未經取代的烷基羰氧基、碳數為6~30的經取代或未經取代的芳基羰氧基,例如甲醯氧基、乙醯氧基、三甲基乙醯氧基、硬脂醯氧基、苯甲醯氧基、對甲氧基苯基羰氧基)、胺甲醯氧基(較佳為碳數為1~30的經取代或未經取代的胺甲醯氧基,例如N,N-二甲基胺甲醯氧基、N,N-二乙基胺甲醯氧基、嗎啉基羰氧基、N,N-二-正辛胺基羰氧基、N-正辛基胺甲醯氧基)、烷氧基羰氧基(較佳為碳數為2~30的經取代或未經取代的烷氧基羰氧基,例如甲氧基羰氧基、乙氧基羰氧基、第三丁氧基羰氧基、正辛基羰氧基)、芳氧基羰氧基(較佳為碳數為7~30的經取代或未經取代的芳氧基羰氧基,例如苯氧基羰氧基、對甲氧基苯氧基羰氧基、對正十六烷氧基苯氧基羰氧基)、胺基(較佳為胺基、碳數為1~30的經取代或未經取代
的烷基胺基、碳數為6~30的經取代或未經取代的芳基胺基、碳數為0~30的雜環胺基,例如胺基、甲胺基、二甲胺基、苯胺基、N-甲基-苯胺基、二苯基胺基、N-1,3,5-三嗪-2-基胺基)、醯基胺基(較佳為甲醯基胺基、碳數為1~30的經取代或未經取代的烷基羰基胺基、碳數為6~30的經取代或未經取代的芳基羰基胺基,例如甲醯基胺基、乙醯基胺基、三甲基乙醯基胺基、月桂醯基胺基、苯甲醯基胺基、3,4,5-三-正辛氧基苯基羰基胺基)、胺基羰基胺基(較佳為碳數為1~30的經取代或未經取代的胺基羰基胺基,例如胺甲醯基胺基、N,N-二甲胺基羰基胺基、N,N-二乙胺基羰基胺基、嗎啉基羰基胺基)、烷氧基羰基胺基(較佳為碳數為2~30的經取代或未經取代的烷氧基羰基胺基,例如甲氧基羰基胺基、乙氧基羰基胺基、第三丁氧基羰基胺基、正十八烷氧基羰基胺基、N-甲基-甲氧基羰基胺基)、芳氧基羰基胺基(較佳為碳數為7~30的經取代或未經取代的芳氧基羰基胺基,例如苯氧基羰基胺基、對氯苯氧基羰基胺基、間正辛氧基苯氧基羰基胺基)、胺磺醯基胺基(較佳為碳數為0~30的經取代或未經取代的胺磺醯基胺基,例如胺磺醯基胺基、N,N-二甲胺基磺醯基胺基、N-正辛胺基磺醯基胺基)、烷基磺醯基胺基或芳基磺醯基胺基(較佳為碳數為1~30的經取代或未經取代的烷基磺醯基胺基、碳數為6~30的經取代或未經取代的芳基磺醯基胺基,例如甲基磺醯基胺基、丁基磺醯基胺基、苯基磺醯基胺基、2,3,5-三氯苯基磺醯基胺基、對甲基苯基磺醯基胺
基)、巰基、烷硫基(較佳為碳數為1~30的經取代或未經取代的烷硫基,例如甲硫基、乙硫基、正十六烷硫基)、芳硫基(較佳為碳數為6~30的經取代或未經取代的芳硫基,例如苯硫基、對氯苯硫基、間甲氧基苯硫基)、雜環硫基(較佳為碳數為2~30的經取代或未經取代的雜環硫基,雜環部較佳為所述雜環基中所說明的雜環部,例如2-苯并噻唑硫基、1-苯基四唑-5-基硫基)、胺磺醯基(較佳為碳數為0~30的經取代或未經取代的胺磺醯基,例如N-乙基胺磺醯基、N-(3-十二烷氧基丙基)胺磺醯基、N,N-二甲基胺磺醯基、N-乙醯基胺磺醯基、N-苯甲醯基胺磺醯基、N-(N'-苯基胺甲醯基)胺磺醯基)、磺基、烷基亞磺醯基或芳基亞磺醯基(較佳為碳數為1~30的經取代或未經取代的烷基亞磺醯基、碳數為6~30的經取代或未經取代的芳基亞磺醯基,例如甲基亞磺醯基、乙基亞磺醯基、苯基亞磺醯基、對甲基苯基亞磺醯基)、烷基磺醯基或芳基磺醯基(較佳為碳數為1~30的經取代或未經取代的烷基磺醯基、碳數為6~30的經取代或未經取代的芳基磺醯基,例如甲基磺醯基、乙基磺醯基、苯基磺醯基、對甲基苯基磺醯基)、醯基(較佳為甲醯基、碳數為2~30的經取代或未經取代的烷基羰基、碳數為7~30的經取代或未經取代的芳基羰基,例如乙醯基、三甲基乙醯基、2-氯乙醯基、硬脂醯基、苯甲醯基、對正辛氧基苯基羰基)、芳氧基羰基(較佳為碳數為7~30的經取代或未經取代的芳氧基羰基,
例如苯氧基羰基、鄰氯苯氧基羰基、間硝基苯氧基羰基、對第三丁基苯氧基羰基)、烷氧基羰基(較佳為碳數為2~30的經取代或未經取代的烷氧基羰基,例如甲氧基羰基、乙氧基羰基、第三丁氧基羰基、正十八烷氧基羰基)、胺甲醯基(較佳為碳數為1~30的經取代或未經取代的胺甲醯基,例如胺甲醯基、N-甲基胺甲醯基、N,N-二甲基胺甲醯基、N,N-二-正辛基胺甲醯基、N-(甲基磺醯基)胺甲醯基)、芳基偶氮基或雜環偶氮基(較佳為碳數為6~30的經取代或未經取代的芳基偶氮基、碳數為3~30的經取代或未經取代的雜環偶氮基(雜環部較佳為所述雜環基中所說明的雜環部),例如苯基偶氮基、對氯苯基偶氮基、5-乙硫基-1,3,4-噻二唑-2-基偶氮基)、醯亞胺基(較佳為碳數為2~30的經取代或未經取代的醯亞胺基,例如N-琥珀醯亞胺基、N-鄰苯二甲醯亞胺基)、膦基(較佳為碳數為2~30的經取代或未經取代的膦基,例如二甲基膦基、二苯基膦基、甲基苯氧基膦基)、氧膦基(較佳為碳數為2~30的經取代或未經取代的氧膦基,例如氧膦基、二辛氧基氧膦基、二乙氧基氧膦基)、氧膦基氧基(較佳為碳數為2~30的經取代或未經取代的氧膦基氧基,例如二苯氧基氧膦基氧基、二辛氧基氧膦基氧基)、氧膦基胺基(較佳為碳數為2~30的經取代或未經取代的氧膦基胺基,例如二甲氧基氧膦基胺基、二甲胺基氧膦基胺基)、矽烷基(較佳為碳數為3~30的經取代或未經取代的矽烷基,例如
三甲基矽烷基、第三丁基二甲基矽烷基、苯基二甲基矽烷基)。
作為取代基A群組,特佳為甲基、乙基、正丙基、正丁基、氯原子、甲氧基。
<<重複單元>>
以下,對具有包含陽離子的三芳基甲烷結構的重複單元進行說明。具有包含陽離子的三芳基甲烷結構的重複單元較佳為具有由下述通式(A)所表示的結構。
通式(A)
(通式(A)中,X1表示重複單元的主鏈。L1表示單鍵或二價的連結基。Dye表示包含陽離子的三芳基甲烷結構)
通式(A)中,X1表示重複單元的主鏈,通常表示藉由聚合反應所形成的連結基,例如較佳為源自具有(甲基)丙烯酸基、苯乙烯基、乙烯基、醚基的化合物的主鏈。另外,具有主鏈環狀的伸烷基的形態亦較佳。再者,以2個由*所表示的部位與其他重複單元進行鍵結。
當L1表示二價的連結基時,較佳為碳數為1~30的伸
烷基(亞甲基、伸乙基、三亞甲基、伸丙基、伸丁基等)、碳數為6~30的伸芳基(伸苯基、伸萘基等)、雜環連結基、-CH=CH-、-O-、-S-、-C(=O)-、-CO-、-NR-、-CONR-、-OC-、-SO-、-SO2-及將該些的2個以上組合而成的連結基。此處,R分別獨立地表示氫原子、烷基、芳基、或雜環基。
L1為單鍵、或碳數為1~30的伸烷基(較佳為碳數為1~10的伸烷基、碳數為5~20的伸烷基,更佳為將-(CH2)n-(n為1~10的整數)、碳數為6~12的伸芳基(較佳為伸苯基、伸萘基)、-NH-、-CO-、-O-及-SO2-的2個以上組合而成的二價的連結基)。尤其,L1較佳為-(CH2)n-(n為5~10的整數)或碳數為6~12的伸芳基(較佳為伸苯基、伸萘基)。
當L1表示單鍵時,X1與通式(TP1)及通式(TP2)中的Rtp1~Rtp11、Rtp71及Rtp72的任一者進行鍵結,較佳為與Rtp71或Rtp72進行鍵結。
當L1表示二價的連結基時,L1與通式(TP1)及通式(TP2)中的Rtp1~Rtp11、Rtp71及Rtp72的任一者進行鍵結,較佳為與Rtp71或Rtp72進行鍵結。
以下,表示X1及L1的組合的具體例,但本發明並不限定於該些具體例。
尤其,更佳為選自由(XX-1)及(XX-2)所表示的(甲基)丙烯酸系連結鏈、由(XX-10)~(XX-17)所表示的苯乙烯系連結鏈、以及由(XX-24)所表示的乙烯基系連結鏈,進而更佳為由
(XX-1)及(XX-2)所表示的(甲基)丙烯酸系連結鏈及由(XX-11)所表示的苯乙烯系連結鏈。
(XX-1)~(XX-24)中,表示於由*所表示的部位與所述三芳基甲烷結構具有的陽離子進行連結。Me表示甲基。另外,(XX-18)及(XX-19)中的R表示氫原子、碳數為1~5的烷基或苯基。
[化20]
另外,作為X1及L1的組合的具體例,以下具體例亦較佳。下述具體例中,n表示1~9的整數。另外,表示於由*所表示
的部位與所述三芳基甲烷結構具有的陽離子進行連結。
具有包含陽離子的三芳基甲烷結構的重複單元較佳為由下述通式(TP3-1)表示。
[化22]
通式(TP3-1)中,Rtp21分別獨立地表示氫原子或碳數為1~6的烷基,Rtp22分別獨立地表示碳數為6~10的芳基;L1表示碳數為2~30的二價的連結基,Rtp31表示氫原子或甲基。Rtp21及Rtp22的含義與所述式(TP3)中的Rtp21及Rtp22相同,較佳的範圍亦相同。L1的含義與所述通式(A)中的L1相同,較佳的範圍亦相同。
另外,具有包含陽離子的三芳基甲烷結構的重複單元較佳為由下述通式(TP3-2)表示。
[化23]
通式(TP3-2)中,Rtp23及Rtp24分別獨立地表示碳數為1~4的烷基,Rtp25表示氫原子或碳數為1~3的烷基;Rtp31表示氫原子、甲基;L1表示二價的連結基。
Rtp23較佳為分別獨立地為碳數為1~3的烷基。烷基較佳為直鏈狀。
Rtp24較佳為分別獨立地為碳數為1或2的烷基。
當Rtp25表示碳數為1~3的烷基時,烷基的碳數較佳為1或2。
L1的含義與所述通式(A)中的L1相同,較佳的範圍亦相同。
具有包含陽離子的三芳基甲烷結構的重複單元較佳為由下述通式(TP4)或通式(TP5)表示。
[化24]
式(TP4)中,Rtp21分別獨立地表示氫原子或碳數為1~6的烷基,Rtp22分別獨立地表示碳數為6~10的芳基。Rtp31表示氫原子或甲基。Rtp21及Rtp22的含義與所述式(TP3)中的Rtp21及Rtp22相同,較佳的範圍亦相同。
式(TP5)中,Rtp21分別獨立地表示氫原子或碳數為1~6的烷基,Rtp22分別獨立地表示碳數為6~10的芳基。Rtp21及Rtp22的含義與所述式(TP3)中的Rtp21及Rtp22相同,較佳的範圍亦相同。
具有包含陽離子的三芳基甲烷結構的重複單元較佳為由下述通式(TP6)表示。
[化25]
式(TP6)中,Rtp23及Rtp24分別獨立地表示碳數為1~4的烷基,Rtp25表示氫原子或碳數為1~3的烷基。Rtp31表示氫原子或甲基。
Rtp23較佳為分別獨立地為碳數為1~3的烷基。烷基較佳為直鏈狀。
Rtp24較佳為分別獨立地為碳數為1或2的烷基。
當Rtp25表示碳數為1~3的烷基時,烷基的碳數較佳為1或2。
作為具有包含陽離子的三芳基甲烷結構的重複單元的具體例,可列舉以下的結構,但本發明並不限定於該些具體例。另外,於具有包含陽離子的三芳基甲烷結構的重複單元的具體例中,亦包含源自後述的具有三芳基甲烷結構的單體的重複單元。
[化26]
[化27]
<<其他重複單元>>
含有具有包含陽離子的三芳基甲烷結構的重複單元的著色劑亦可含有其他重複單元。藉由含有其他重複單元,而可進一步提昇與鹼可溶性黏合劑的相容性、或抑制製成膜時的消光感。
作為其他重複單元,可例示具有聚合性基、酸基及油溶性基的至少1個的重複單元。
作為聚合性基,可使用可藉由自由基、酸、熱來進行交聯的公知的聚合性基,例如可列舉含有乙烯性不飽和鍵的基、環狀醚基(環氧基、氧雜環丁基)等,尤其,較佳為含有乙烯性不
飽和鍵的基,更佳為(甲基)丙烯醯基,進而更佳為源自(甲基)丙烯酸縮水甘油酯及(甲基)丙烯酸3,4-環氧基-環己基甲酯的(甲基)丙烯醯基。
聚合性基作為具有聚合性基的重複單元來導入亦較佳。更佳為具有包含陽離子的三芳基甲烷結構的重複單元進而含有具有乙烯性不飽和鍵的重複單元的形態。
另外,當含有具有包含陽離子的三芳基甲烷結構的重複單元的著色劑進而含有具有聚合性基的重複單元時,相對於所有重複單元100質量份,具有聚合性基的重複單元的量例如較佳為10質量份~50質量份,更佳為10質量份~30質量份。
作為具有聚合性基的重複單元,可列舉如下的具體例。但是,本發明並不限定於該些具體例。
[化28]
作為酸基,可例示羧酸基、磺酸基、磷酸基。藉由著色劑進而含有具有羧酸基的重複單元,而可進一步提昇顯影性能。
另外,當含有具有包含陽離子的三芳基甲烷結構的重複單元的著色劑進而含有具有酸基的重複單元時,相對於所有重複單元100莫耳,含有具有酸基的重複單元的重複單元的比例例如較佳為10莫耳~80莫耳,更佳為10莫耳~60莫耳。
作為油溶性基,可例示:烴基及含有酯基的烴基、含有醚基的烴基、含有芳香族基的烴基、含有醯胺基的烴基等。
此外,亦可含有具有如下等官能基的重複單元:內酯、酸酐、醯胺、-COCH2CO-、氰基等顯影促進基,長鏈烷基及環狀烷基、芳烷基、芳基、聚環氧烷基、羥基、順丁烯二醯亞胺基、胺基等親疏水性調整基。
作為導入方法,可列舉:導入至含有下述重複單元的著色劑
中的方法、及使具有所述官能基的單體進行共聚的方法,上述重複單元具有包含陽離子的三芳基甲烷結構。
以下,表示其他重複單元的具體例,但本發明並不限定於此。
[化32]
作為本發明的著色劑可含有的重複單元的具體例,可例示源自(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸酯及(甲基)丙烯醯胺的至少1種的重複單元。
作為形成具有包含陽離子的三芳基甲烷結構的重複單元的高分子,不論是僅包含具有聚合性基的染料化合物成分的均聚物(homopolymer),還是與其他聚合性化合物的共聚物(copolymer),均可較佳地使用。
另外,當含有具有包含陽離子的三芳基甲烷結構的重複單元的高分子為共聚物時,相對於所有重複單元100莫耳,具有包含陽離子的三芳基甲烷結構的重複單元的比例例如較佳為10莫耳~100莫耳,更佳為60莫耳~90莫耳。
作為含有具有包含陽離子的三芳基甲烷結構的重複單元與抗衡陰離子的著色劑的分子量,較佳為以重量平均分子量計為1,000~30,000,更佳為以重量平均分子量計為3,000~20,000。
於形成具有包含陽離子的三芳基甲烷結構的重複單元時亦可添加鏈轉移劑。作為鏈轉移劑,較佳為烷基硫醇,更佳為
碳數為4以上的烷基硫醇或經羧基、醚基、酯基取代的烷基硫醇。尤其,就臭氣的觀點而言,較佳為十二基硫醇、二季戊四醇六-3-巰基丙酸酯,進而就促進顯影性的觀點而言,較佳為硫代蘋果酸、巰基丙酸。
<<抗衡陰離子>>
抗衡陰離子為具有包含陽離子的三芳基甲烷結構的重複單元中的陽離子的抗衡陰離子。抗衡陰離子可僅包含抗衡陰離子,亦可作為化合物的結構的一部分來包含。
作為僅包含抗衡陰離子的情況,可列舉:氟陰離子、氯陰離子、溴陰離子、碘陰離子、氰化物離子、過氯酸根陰離子、硼酸鹽陰離子(BF4-等)、PF6-及SbF6-等。
作為抗衡陰離子作為化合物的結構的一部分來包含的情況,可列舉獨立於具有三芳基甲烷結構的重複單元,作為抗衡陰離子(counter anion)而存在的情況。
硼酸鹽陰離子為由B(R10)4-所表示的基,R10可例示氟原子、氰基、氟化烷基、烷氧基、芳氧基等。
作為抗衡陰離子作為化合物的結構的一部分來包含的情況,可包含於具有重複單元的聚合物的一部分中,亦可包含於分子量為2000以下的所謂的低分子化合物中。於低分子化合物的情況下,可例示一併包含陰離子部位與烷基、芳基及交聯性基的至少1種的形態。於本發明中,尤其,較佳為包含烷基的低分子化合物的形態、抗衡陰離子包含於含有交聯性基的化合物中的形
態、及抗衡陰離子包含於重複單元中的形態,更佳為抗衡陰離子包含於重複單元中的形態。
於抗衡陰離子作為化合物的結構的一部分來包含的情況下,陰離子部較佳為選自-SO3 -、-COO-、-PO3 -、由下述通式(A1)所表示的結構及由下述通式(A2)所表示的結構中的至少1種。
通式(A1)
(通式(A1)中,R1及R2分別獨立地表示-SO2-或-CO-)
通式(A1)中,較佳為R1及R2的至少1個表示-SO2-,更佳為R1及R2兩者表示-SO2-。
所述通式(A1)更佳為由下述通式(A1-1)表示。
通式(A1-1)
(通式(A1-1)中,R1及R2分別獨立地表示-SO2-或-CO-。X1及X2分別獨立地表示伸烷基或伸芳基)
通式(A1-1)中,R1及R2的含義與通式(A1)中的R1及R2
相同,較佳的範圍亦相同。
當X1表示伸烷基時,伸烷基的碳數較佳為1~8,更佳為1~6。當X1表示伸芳基時,伸芳基的碳數較佳為6~18,更佳為6~12,進而更佳為6。當X1具有取代基時,較佳為由氟原子取代。
X2表示烷基或芳基,較佳為烷基。烷基的碳數較佳為1~8,更佳為1~6,進而更佳為1~3,特佳為1。當X2具有取代基時,較佳為由氟原子取代。
通式(A2)
(通式(A2)中,R3表示-SO2-或-CO-。R4及R5分別獨立地表示-SO2-、-CO-或-CN)
通式(A2)中,較佳為R3~R5的至少1個表示-SO2-,更佳為R3~R5的至少2個表示-SO2-。
抗衡陰離子作為化合物的結構的一部分來包含的情況的具體例,亦可例示R-SO3 -、R-COO-或R-PO4 -,且R為鹵素原子、可由鹵素原子取代的烷基、可由鹵素原子取代的芳基的情況。
另外,作為含有由所述通式(A1)所表示的基的化合物的具體例,可例示R1與鹵素原子、可由鹵素原子取代的烷基、可由鹵
素原子取代的芳基進行鍵結的化合物。
另外,作為含有由所述通式(A2)所表示的基的化合物的具體例,可例示R4及R5分別為鹵素原子、可由鹵素原子取代的烷基、可由鹵素原子取代的芳基的情況。
於抗衡陰離子作為化合物的結構的一部分來包含的情況下,較佳為含有磺醯基醯亞胺陰離子的化合物、含有磺醯基甲基化物陰離子的化合物或含有磺酸根陰離子的化合物。
含有磺醯基醯亞胺陰離子的化合物可為單量體,亦可為多聚體。含有磺醯基醯亞胺陰離子的化合物較佳為由下述通式(AN1)表示。
通式(AN1)
式(AN1)中,R1及R2分別獨立地表示烷基或芳基。X1與X2可鍵結而形成環。
R1表示烷基或芳基。烷基可為直鏈狀、分支狀或環狀的任一種。烷基的碳數較佳為1~6,更佳為1~3。烷基較佳為經氟原子取代的烷基。經氟原子取代的烷基的碳數較佳為1~6,更佳為1~3。烷基亦可具有取代基。尤其,較佳為全氟烷基,更佳為全氟
甲基。
芳基的碳數較佳為6~18,更佳為6~12。芳基較佳為經氟原子取代的芳基。
R2的含義與R1相同,較佳的範圍亦相同。
作為含有磺醯基醯亞胺陰離子的化合物的具體例,較佳為雙(三氟甲磺醯基)醯亞胺。藉由設為此種構成,而可進一步提昇耐熱性。
含有磺醯基甲基化物陰離子的化合物較佳為由下述通式(AN2)所表示的化合物。
通式(AN2)
式(AN2)中,R3~R5分別獨立地表示烷基或芳基。
R3表示烷基或芳基。烷基可為直鏈狀、分支狀或環狀的任一種。烷基的碳數較佳為1~6,更佳為1~3。烷基較佳為經氟原子取代的烷基。經氟原子取代的烷基的碳數較佳為1~6,更佳為1~3。烷基亦可具有取代基。尤其,較佳為全氟烷基,更佳為全氟甲基。
芳基的碳數較佳為6~18,更佳為6~12。芳基較佳為經氟原子取代的芳基。
R4的含義與R3相同,較佳的範圍亦相同。
R5的含義與R3相同,較佳的範圍亦相同。
作為含有磺醯基甲基化物陰離子的化合物的具體例,較佳為三(三氟甲磺醯基)甲基化物。
含有磺酸根陰離子的化合物較佳為由下述通式(AN3)表示。
通式(AN3)
R-SO3 -
式(AN3)中,R表示烷基或芳基。當R表示烷基時,較佳為經氟原子取代的烷基。烷基的碳數較佳為1~6,更佳為1~3。尤其,較佳為全氟烷基,更佳為全氟甲基。
當R表示芳基時,較佳為經氟原子取代的芳基。芳基的碳數較佳為6~18,更佳為6~12。
作為含有磺酸根陰離子的化合物的具體例,較佳為三氟甲磺酸根陰離子。
作為其他抗衡陰離子的具體例,可列舉以下者,但本發明並不限定於該些具體例。於本說明書中,將以下的其他抗衡陰離子的具體例稱為「抗衡陰離子A」。
[化39]
以下,對抗衡陰離子包含於含有交聯性基的化合物中的情況、抗衡陰離子包含於重複單元中的情況進行詳細說明。
作為交聯性基,可列舉可藉由自由基、酸、熱來進行交聯的公知的聚合性基。具體而言,可列舉(甲基)丙烯酸基、苯乙烯基、乙烯基、環狀醚基及羥甲基,較佳為選自(甲基)丙烯酸基、苯乙烯基、乙烯基及環狀醚基中的至少1種,更佳為選自(甲基)丙烯酸基、苯乙烯基及乙烯基中的1種,進而更佳為(甲基)丙烯酸基或苯乙烯基。
含有交聯性基的化合物中的交聯性基的數量較佳為1~3,更佳為1。
另外,交聯性基與抗衡陰離子之間可直接進行鍵結,亦可經由連結基而進行鍵結,但較佳為經由連結基而進行鍵結。
抗衡陰離子包含於含有交聯性基的化合物中的情況的具體例較佳為由下述通式(B)表示。
通式(B)
[化40]
(通式(B)中,P表示交聯性基。L表示單鍵或二價的連結基。anion表示所述抗衡陰離子)
通式(B)中,P表示交聯性基,可列舉所述交聯性基。
通式(B)中,當L表示二價的連結基時,較佳為碳數為1~30的伸烷基(例如亞甲基、伸乙基、三亞甲基、伸丙基、伸丁基等)、碳數為6~30的伸芳基、雜環連結基、-CH=CH-、-O-、-S-、-C(=O)-、-CO-、-NR-、-CONR-、-OC-、-SO-、-SO2-及將該些的2個以上組合而成的連結基。此處,R分別獨立地表示氫原子、烷基、芳基或雜環基。
尤其,連結基較佳為將碳數為1~10的伸烷基(較佳為-(CH2)n-(n為1~10的整數))、碳數為6~12的伸芳基(較佳為伸苯基、伸萘基、-NH-、-CO-、-O-及-SO2-的2個以上組合而成的連結基。
於抗衡陰離子作為化合物的結構的一部分來包含的情況下,亦可具有交聯性基以外的其他官能基。作為其他官能基,可列舉所述具有包含陽離子的三芳基甲烷結構的重複單元中所說明的其他官能基,較佳例亦相同。於抗衡陰離子作為化合物的結構的一部分來包含的情況下,化合物中的聚合性基的數量較佳為1
~3,更佳為1。
於抗衡陰離子作為化合物的結構的一部分來包含的情況下,化合物中的酸基的數量較佳為1~3,更佳為1。
以下表示抗衡陰離子包含於含有交聯性基的化合物中的情況的具體例,但本發明並不限定於該些具體例。
[化41]
含有交聯性基的化合物的分子量較佳為200~2000,更佳為200~500。
於抗衡陰離子包含於重複單元中的情況(以下,亦稱為陰離子多聚體)下,可於側鏈上具有抗衡陰離子,亦可於主鏈上
具有抗衡陰離子,亦可於主鏈及側鏈兩者上具有抗衡陰離子。
陰離子多聚體較佳為由下述通式(C)及/或下述通式(D)表示。
通式(C)
(通式(C)中,X1表示重複單元的主鏈。L1表示單鍵或二價的連結基。anion表示所述抗衡陰離子)
通式(C)中,X1表示重複單元的主鏈,通常表示藉由聚合反應所形成的連結基,例如較佳為(甲基)丙烯酸系、苯乙烯系、乙烯基系等。再者,2個由*所表示的部位成為重複單元。
當L1表示二價的連結基時,較佳為碳數為1~30的伸烷基(例如亞甲基、伸乙基、三亞甲基、伸丙基、伸丁基等)、碳數為6~30的伸芳基(較佳為伸苯基、伸萘基)、雜環連結基、-CH=CH-、-O-、-S-、-C(=O)-、-CO-、-NR-、-CONR-、-OC-、-SO-、-SO2-及將該些的2個以上組合而成的連結基。此處,R分別獨立地表示氫原子、烷基、芳基或雜環基。
尤其,L1較佳為單鍵,或將碳數為1~10的伸烷基(較佳為
-(CH2)n-(n為5~10的整數))、碳數為6~12的伸芳基(較佳為伸苯基、伸萘基)、-NH-、-CO2-、-O-及-SO2-的2個以上組合而成的二價的連結基。
作為X1及L1的組合的具體例,可列舉所述(XX-1)~所述(XX-24),但本發明並不限定於該些具體例。再者,陰離子多聚體於(XX-1)~(XX-24)中的由*所表示的部位與所述抗衡陰離子進行連結。
陰離子多聚體較佳為由下述通式(AN4)表示。
通式(AN4)
式(AN4)中,X1表示重複單元的主鏈。L1表示單鍵或二價的連結基。R1表示烷基或芳基。
X1及L1的含義與所述通式(C)中的X1及L1相同,較佳的範圍亦相同。
R1表示烷基或芳基。烷基可為直鏈狀、分支狀或環狀的任一
種。烷基的碳數較佳為1~6,更佳為1~3。烷基較佳為經氟原子取代的烷基。經氟原子取代的烷基的碳數較佳為1~6,更佳為1~3。烷基亦可具有取代基。尤其,較佳為全氟烷基,更佳為全氟甲基。芳基的碳數較佳為6~18,更佳為6~12。芳基較佳為經氟原子取代的芳基。
通式(D)
(通式(D)中,L2及L3分別獨立地表示單鍵或二價的連結基。anion表示所述抗衡陰離子)
通式(D)中,當L2及L3表示二價的連結基時,較佳為碳數為1~30的伸烷基、碳數為6~30的伸芳基、雜環連結基、-CH=CH-、-O-、-S-、-C(=O)-、-CO2-、-NR-、-CONR-、-O2C-、-SO-、-SO2-及將該些的2個以上組合而成的連結基。此處,R分別獨立地表示氫原子、烷基、芳基、或雜環基。
L2較佳為碳數為6~12的伸芳基(特別是伸苯基)。碳數為6~30的伸芳基較佳為由氟原子取代。
L3較佳為包含碳數為6~12的伸芳基(特別是伸苯基)與-O-的組合的基,且較佳為至少1種碳數為6~12的伸芳基由氟原子取代。
作為形成陰離子多聚體的高分子,不論是僅包含具有交聯性基的染料化合物成分的均聚物(homopolymer),還是與其他聚合性化合物的共聚物(copolymer),均可較佳地使用,但更佳為均聚物(homopolymer)。
作為陰離子多聚體的分子量,重量平均分子量為1,000~30,000,更佳為重量平均分子量為3,000~20,000。
當形成陰離子多聚體時,亦可添加鏈轉移劑。作為鏈轉移劑,較佳為烷基硫醇,更佳為碳數為4以上的烷基硫醇,經羧基或醚基、酯基取代的烷基硫醇。
作為陰離子多聚體中所含有的鹵素離子含量,較佳為10ppm~3000ppm以下,更佳為10ppm~2000ppm,進而更佳為10ppm~1000ppm。
以下表示陰離子多聚體的具體例,但本發明並不限定於該些具體例。
[化45]
以下的具體例表示陰離子結構未解離的狀態,但陰離子結構解離的狀態當然亦為本發明的範圍內。
[化47]
[化48]
[化49]
當抗衡陰離子為高分子時,亦可含有其他重複單元。作為其他重複單元,可列舉所述具有包含陽離子的三芳基甲烷結構的重複單元中所說明的重複單元,較佳例亦為相同含義。
當抗衡陰離子含有陰離子多聚體時,相對於本發明中所使用的著色劑中的具有三芳基甲烷結構的重複單元100莫耳,陰離子多聚體的量較佳為90莫耳~200莫耳,更佳為100莫耳~150莫耳。
另外,當陰離子多聚體進而含有具有聚合性基的重複單元時,相對於所有重複單元100莫耳,其量例如較佳為10莫耳~50莫耳,更佳為10莫耳~30莫耳。
另外,當陰離子多聚體進而含有具有酸基的重複單元時,相對於所有重複單元100莫耳,含有具有酸基的重複單元的重複單元的比例例如較佳為10莫耳~50莫耳,更佳為10莫耳~30莫耳。
本發明中所使用的第1實施形態的著色劑較佳為由下述通式(TP7)所表示的化合物。
[化51]
通式(TP7)中,R1分別獨立地表示氫原子或碳數為1~6的烷基,R3表示氫原子或甲基,L11表示碳數為2~30的二價的連結基;R2表示碳數為1~10的烴基或碳數為3~10的環狀醚基;X表示含有磺醯基醯亞胺陰離子、磺醯基甲基化物陰離子或磺酸根陰離子的化合物;a、b及c為重複單元的莫耳比,a表示超過0的數,b及c分別獨立地表示0以上的數。
本發明中所使用的第1實施形態的著色劑較佳為由下述通式(TP8)所表示的化合物。
[化52]
式(TP8)中,R1分別獨立地表示氫原子或碳數為1~6的烷基,R2表示碳數為1~10的烴基或碳數為3~10的環狀醚基;X表示含有磺醯基醯亞胺陰離子、磺醯基甲基化物陰離子或磺酸根陰離子的化合物;a、b及c為重複單元的莫耳比,a表示超過0的數,b及c分別獨立地表示0以上的數。
式(TP7)及式(TP8)中,R1分別獨立地表示氫原子或碳數為1~6的烷基,較佳為碳數為1~6的烷基。烷基的碳數較佳為1~3。烷基較佳為直鏈狀。
R2表示碳數為1~10的烴基或碳數為1~10的環狀醚基。烴基可為直鏈狀、分支狀或環狀,較佳為直鏈狀或環狀。烴基較佳為脂肪族烴基,更佳為烷基。尤其,R2較佳為碳數為5~10的環狀的烷基、碳數為1~8的直鏈狀的烷基或碳數為3~8的分支狀的烷基。環狀的烷基的碳數較佳為6~8,更佳為6。直鏈狀的烷
基的碳數較佳為1或2,更佳為1。分支狀的烷基的碳數較佳為3~8。烴基亦可具有取代基,作為取代基,較佳為羥基。作為烴基具有取代基時的例子,較佳為羥乙基。
碳數為3~10的環狀醚基的碳數較佳為3~7,更佳為3~5。作為碳數為3~10的環狀醚基,可列舉縮水甘油基、氧雜環丁基、四氫糠基等,較佳為縮水甘油基或四氫糠基。
式(TP7)中的R3表示氫原子或甲基,較佳為甲基。
L11表示碳數為2~30的二價的連結基,且具有碳數為5~20的直鏈狀伸烷基、分支狀伸烷基、或環狀伸烷基,碳數為6~12的伸芳基(較佳為伸苯基、伸萘基)的至少1種連結基,當選擇多個連結基時,連結基彼此亦可經由-CO2-、-O-、-NH-、-SO2-而連結。特佳為碳數為4~6的分支狀伸烷基及環狀伸烷基、伸烷基彼此或者伸烷基與伸芳基經由-CO2-、-O-而連結的連結基。
式(TP7)及(TP8)中,X表示含有磺醯基醯亞胺陰離子、磺醯基甲基化物陰離子或磺酸根陰離子的化合物,較佳為含有磺醯基醯亞胺陰離子的化合物。
含有磺醯基醯亞胺陰離子的化合物可為單量體,亦可為多聚體。含有磺醯基醯亞胺陰離子的化合物較佳為由所述通式(AN1)或通式(AN4)所表示的化合物。
含有磺醯基甲基化物陰離子的化合物較佳為由所述通式(AN2)所表示的化合物。
含有磺酸根陰離子的化合物較佳為由所述通式(AN3)所表
示的化合物。
a~c表示各重複單元的莫耳比,當將a~c的合計設為1時,a表示超過0的數,b及c分別獨立地表示0以上的數。a較佳為0.1~1。b表示0以上的整數,較佳為0~0.5。c表示0以上的整數,較佳為0~0.5。
由通式(TP7)或通式(TP8)所表示的化合物的分子量較佳為1000~30,000,更佳為3,000~20,000。
以下,表示本發明中所使用的第1實施形態的著色劑的具體例,但並不限定於該些具體例。下述結構中,X-表示抗衡陰離子。
[化53]
[化54]
[化55]
以下,作為著色劑的例子,表示具有三芳基甲烷結構的單體結構與構成共聚物的單體、抗衡陰離子、及鏈轉移劑結構的組合。
[化56]
[化58]
著色劑的第2實施形態
著色劑的第2實施形態較佳為包含陽離子的三芳基甲烷結構由通式(TP1A)或通式(TP2A)表示。
[化60]
(通式(TP1A)及通式(TP2A)中,Rtp1~Rtp4分別獨立地表示氫原子、烷基或芳基。Rtp5、Rtp6、Rtp8、Rtp9及Rtp11分別獨立地表示取代基。Rtp7表示氫原子、烷基、芳基或NRtp71Rtp72。Rtp71及Rtp72分別獨立地表示氫原子、烷基或芳基。Rtp10表示氫原子、烷基或芳基。a、b及c分別獨立地表示0~4的整數。當a、b及c為2以上時,Rtp5、Rtp6及Rtp8中的2個相互可連結而形成環。Rtp1~Rtp11、Rtp71及Rtp72的任一者表示與重複單元的鍵結部位。Rtp1~Rtp11、Rtp71及Rtp72的至少1個可由通式(P)取代)
通式(P)
(通式(P)中,L表示單鍵或二價的連結基,X1自選自-SO3 -、-COO-、-PO4 -、含有由下述通式(A1)所表示的結構的基及含有由下述通式(A2)所表示的結構的基中的至少1種中選擇)
通式(A1)
(通式(A1)中,R1及R2分別獨立地表示-SO2-或-CO-)
通式(A2)
(通式(A2)中,R3表示-SO2-或-CO-。R4及R5分別獨立地表示-SO2-、-CO-或-CN)
通式(TP1A)及通式(TP2A)中,除Rtp1~Rtp11、Rtp71及Rtp72的至少1個可由通式(P)取代這一點以外,其含義與所述第1實施形態中的包含陽離子的三芳基甲烷結構相同,較佳的範圍亦相同。
通式(P)中,L表示單鍵或二價的連結基。當L表示二價的連結基時,較佳為以下所列舉的基的至少1個氫原子經X1取代的二價的連結基。
烷基、環烷基、烯基、環烯基、炔基、芳基、雜環基、羧基、烷氧基、芳氧基、矽烷氧基、雜環氧基、醯氧基、胺甲醯氧基、
胺基(包含烷基胺基、苯胺基)、醯基胺基、胺基羰基胺基、烷氧基羰基胺基、芳氧基羰基胺基、胺磺醯基胺基、烷基磺醯基胺基或芳基磺醯基胺基、烷硫基、芳硫基、雜環硫基、胺磺醯基、磺基、烷基亞磺醯基或芳基亞磺醯基、烷基磺醯基或芳基磺醯基、醯基、芳氧基羰基、烷氧基羰基、胺甲醯基、芳基偶氮基或雜環偶氮基、醯亞胺基、膦基、氧膦基、氧膦基氧基、氧膦基胺基、矽烷基、醚基、硫醚基。
烷基較佳為碳數為1~30的經取代或未經取代的烷基,例如較佳為自甲基、乙基、正丙基、異丙基、第三丁基、正辛基、2-氯乙基、2-氰基乙基、2-乙基己基中去除1個氫而成的二價的烷基。為了使該些烷基變成二價,X1可導入至任何位置上。
環烷基較佳為碳數為3~30的經取代或未經取代的環烷基。例如可列舉環己基、環戊基。另外,亦可列舉多環烷基,例如雙環烷基(較佳為碳數為5~30的經取代或未經取代的雙環烷基,例如雙環[1.2.2]庚烷-2-基、雙環[2.2.2]辛烷-3-基)或三環烷基等多環結構的基。較佳為單環的環烷基、雙環烷基,特佳為單環的環烷基。為了使該些環烷基變成二價,X1可導入至任何位置上。
烯基可為直鏈狀,亦可為分支狀。烯基較佳為碳數為2~30的經取代或未經取代的烯基。例如特佳為乙烯基、烯丙基、異戊二烯基、香葉基、油烯基。為了使該些烯基變成二價,X1可導入至任何位置上。
環烯基較佳為碳數為3~30的經取代或未經取代的環烯基。
例如可列舉2-環戊烯-1-基、2-環己烯-1-基,多環烯基,例如雙環烯基,較佳為碳數為5~30的雙環烯基,例如雙環[2.2.1]庚-2-烯-1-基、雙環[2.2.2]辛-2-烯-4-基或三環烯基,特佳為單環的環烯基。為了使該些環烯基變成二價,X1可導入至任何位置上。
炔基較佳為碳數為2~30的經取代或未經取代的炔基,例如較佳為乙炔基、炔丙基、三甲基矽烷基乙炔基。為了使該些炔基變成二價,X1可導入至任何位置上。
芳基較佳為碳數為6~30的經取代或未經取代的芳基。例如較佳為苯基、對甲苯基、萘基、間氯苯基、鄰十六醯基胺基苯基。為了使該些芳基變成二價,X1可導入至任何位置上。
雜環基較佳為5員~7員的經取代或未經取代、飽和或不飽和、芳香族或非芳香族、單環或縮環的雜環基。更佳為環構成原子選自碳原子、氮原子及硫原子,且具有至少一個氮原子、氧原子及硫原子的任一種雜原子的雜環基,進而更佳為碳數為3~30的5員或6員的芳香族的雜環基。例如較佳為2-呋喃基、2-噻吩基、2-吡啶基、4-吡啶基、2-嘧啶基、2-苯并噻唑基。為了使該些雜環基變成二價,X1可導入至任何位置上。
烷氧基較佳為碳數為1~30的經取代或未經取代的烷氧基,例如較佳為甲氧基、乙氧基、異丙氧基、第三丁氧基、正辛氧基、2-甲氧基乙氧基。為了使該些烷氧基變成二價,X1可導入至任何位置上。
芳氧基較佳為碳數為6~30的經取代或未經取代的芳氧
基,例如較佳為苯氧基、2-甲基苯氧基、2,4-二-第三戊基苯氧基、4-第三丁基苯氧基、3-硝基苯氧基、2-十四醯基胺基苯氧基。為了使該些芳氧基變成二價,X1可導入至任何位置上。
矽烷氧基較佳為碳數為3~20的經取代或未經取代的矽烷氧基,例如較佳為三甲基矽烷氧基、第三丁基二甲基矽烷氧基。為了使該些矽烷氧基變成二價,X1可導入至任何位置上。
雜環氧基較佳為碳數為2~30的經取代或未經取代的雜環氧基。雜環較佳為雜環部為所述雜環基中所說明的雜環部,例如較佳為1-苯基四唑-5-氧基、2-四氫吡喃氧基。為了使該些雜環氧基變成二價,X1可導入至任何位置上。
醯氧基較佳為碳數為2~30的經取代或未經取代的烷基羰氧基、碳數為6~30的經取代或未經取代的芳基羰氧基,例如較佳為甲醯氧基、乙醯氧基、三甲基乙醯氧基、硬脂醯氧基、苯甲醯氧基、對甲氧基苯基羰氧基。為了使該些醯氧基變成二價,X1可導入至任何位置上。
胺甲醯氧基較佳為碳數為1~30的經取代或未經取代的胺甲醯氧基,例如較佳為N,N-二甲基胺甲醯氧基、N,N-二乙基胺甲醯氧基、嗎啉基羰氧基、N,N-二-正辛胺基羰氧基、N-正辛基胺甲醯氧基。為了使該些醯氧基變成二價,X1可導入至任何位置上。
烷氧基羰氧基較佳為碳數為2~30的經取代或未經取代的烷氧基羰氧基,例如較佳為甲氧基羰氧基、乙氧基羰氧基、第三丁氧基羰氧基、正辛基羰氧基。為了使該些烷氧基羰氧基變成二價,
X1可導入至任何位置上。
芳氧基羰氧基較佳為碳數為7~30的經取代或未經取代的芳氧基羰氧基,例如較佳為苯氧基羰氧基、對甲氧基苯氧基羰氧基、對正十六烷氧基苯氧基羰氧基。為了使該些芳氧基羰氧基變成二價,X1可導入至任何位置上。
胺基較佳為胺基、碳數為1~30的經取代或未經取代的烷基胺基、碳數為6~30的經取代或未經取代的芳基胺基、碳數為0~30的雜環胺基,例如較佳為胺基、甲胺基、二甲胺基、苯胺基、N-甲基-苯胺基、二苯基胺基、N-1,3,5-三嗪-2-基胺基。為了使該些胺基變成二價,X1可導入至任何位置上。
醯基胺基較佳為碳數為1~30的經取代或未經取代的烷基羰基胺基、碳數為6~30的經取代或未經取代的芳基羰基胺基,例如較佳為甲醯基胺基、乙醯基胺基、三甲基乙醯基胺基、月桂醯基胺基、苯甲醯基胺基、3,4,5-三-正辛氧基苯基羰基胺基。為了使該些醯基胺基變成二價,X1可導入至任何位置上。
胺基羰基胺基較佳為碳數為1~30的經取代或未經取代的胺基羰基胺基,例如較佳為胺甲醯基胺基、N,N-二甲胺基羰基胺基、N,N-二乙胺基羰基胺基、嗎啉基羰基胺基。為了使該些胺基羰基胺基變成二價,X1可導入至任何位置上。
烷氧基羰基胺基較佳為碳數為2~30的經取代或未經取代的烷氧基羰基胺基,例如較佳為甲氧基羰基胺基、乙氧基羰基胺基、第三丁氧基羰基胺基、正十八烷氧基羰基胺基、N-甲基-甲
氧基羰基胺基。為了使該些烷氧基羰基胺基變成二價,X1可導入至任何位置上。
芳氧基羰基胺基較佳為碳數為7~30的經取代或未經取代的芳氧基羰基胺基,例如較佳為苯氧基羰基胺基、對氯苯氧基羰基胺基、間正辛氧基苯氧基羰基胺基。為了使該些芳氧基羰基胺基變成二價,X1可導入至任何位置上。
胺磺醯基胺基較佳為碳數為0~30的經取代或未經取代的胺磺醯基胺基,例如較佳為胺磺醯基胺基、N,N-二甲胺基磺醯基胺基、N-正辛胺基磺醯基胺基。為了使該些胺磺醯基胺基變成二價,X1可導入至任何位置上。
烷基磺醯基胺基或芳基磺醯基胺基較佳為碳數為1~30的經取代或未經取代的烷基磺醯基胺基、碳數為6~30的經取代或未經取代的芳基磺醯基胺基。例如較佳為甲基磺醯基胺基、丁基磺醯基胺基、苯基磺醯基胺基、2,3,5-三氯苯基磺醯基胺基、對甲基苯基磺醯基胺基。為了使該些烷基磺醯基胺基或芳基磺醯基胺基變成二價,X1可導入至任何位置上。
烷硫基較佳為碳數為1~30的經取代或未經取代的烷硫基,例如較佳為甲硫基、乙硫基、正十六烷硫基。為了使該些烷硫基變成二價,X1可導入至任何位置上。
芳硫基較佳為碳數為6~30的經取代或未經取代的芳硫基,例如較佳為苯硫基、對氯苯硫基、間甲氧基苯硫基。為了使該些烷硫基變成二價,X1可導入至任何位置上。
雜環硫基較佳為碳數為2~30的經取代或未經取代的雜環硫基,雜環部較佳為所述雜環基中所說明的雜環部,例如較佳為2-苯并噻唑硫基、1-苯基四唑-5-基硫基。為了使該些雜環硫基變成二價,X1可導入至任何位置上。
胺磺醯基較佳為碳數為0~30的經取代或未經取代的胺磺醯基,例如較佳為N-乙基胺磺醯基、N-(3-十二烷氧基丙基)胺磺醯基、N,N-二甲基胺磺醯基、N-乙醯基胺磺醯基、N-苯甲醯基胺磺醯基、N-(N'-苯基胺甲醯基)胺磺醯基。為了使該些胺磺醯基變成二價,X1可導入至任何位置上。
烷基亞磺醯基或芳基亞磺醯基較佳為碳數為1~30的經取代或未經取代的烷基亞磺醯基、碳數為6~30的經取代或未經取代的芳基亞磺醯基,例如較佳為甲基亞磺醯基、乙基亞磺醯基、苯基亞磺醯基、對甲基苯基亞磺醯基。為了使該些烷基亞磺醯基或芳基亞磺醯基變成二價,X1可導入至任何位置上。
烷基磺醯基或芳基磺醯基較佳為碳數為1~30的經取代或未經取代的烷基磺醯基、碳數為6~30的經取代或未經取代的芳基磺醯基,例如較佳為甲基磺醯基、乙基磺醯基、苯基磺醯基、對甲基苯基磺醯基。為了使該些烷基磺醯基或芳基磺醯基變成二價,X1可導入至任何位置上。
醯基較佳為碳數為2~30的經取代或未經取代的烷基羰基、羰數為7~30的經取代或未經取代的芳基羰基,例如較佳為乙醯基、三甲基乙醯基、2-氯乙醯基、硬脂醯基、苯甲醯基、對
正辛氧基苯基羰基。為了使該些醯基變成二價,X1可導入至任何位置上。
芳氧基羰基較佳為碳數為7~30的經取代或未經取代的芳氧基羰基,例如較佳為苯氧基羰基、鄰氯苯氧基羰基、間硝基苯氧基羰基、對第三丁基苯氧基羰基。為了使該些芳氧基羰基變成二價,X1可導入至任何位置上。
烷氧基羰基較佳為碳數為2~30的經取代或未經取代的烷氧基羰基,例如較佳為甲氧基羰基、乙氧基羰基、第三丁氧基羰基、正十八烷氧基羰基。為了使該些烷氧基羰基變成二價,X1可導入至任何位置上。
胺甲醯基較佳為碳數為1~30的經取代或未經取代的胺甲醯基,例如胺甲醯基、N-甲基胺甲醯基、N,N-二甲基胺甲醯基、N,N-二-正辛基胺甲醯基、N-(甲基磺醯基)胺甲醯基。為了使該些胺甲醯基變成二價,X1可導入至任何位置上。
芳基偶氮基或雜環偶氮基較佳為碳數為6~30的經取代或未經取代的芳基偶氮基、碳數為3~30的經取代或未經取代的雜環偶氮基(雜環部較佳為所述雜環基中所說明的雜環部)。例如較佳為苯基偶氮基、對氯苯基偶氮基、5-乙硫基-1,3,4-噻二唑-2-基偶氮基。為了使該些芳基偶氮基或雜環偶氮基變成二價,X1可導入至任何位置上。
醯亞胺基較佳為碳數為2~30的經取代或未經取代的醯亞胺基,例如較佳為N-琥珀醯亞胺基、N-鄰苯二甲醯亞胺基。為
了使該些醯亞胺基變成二價,X1可導入至任何位置上。
膦基較佳為碳數為2~30的經取代或未經取代的膦基,例如較佳為二甲基膦基、二苯基膦基、甲基苯氧基膦基。為了使該些膦基變成二價,X1可導入至任何位置上。
氧膦基較佳為碳數為2~30的經取代或未經取代的氧膦基,例如較佳為氧膦基、二辛氧基氧膦基、二乙氧基氧膦基。為了使該些氧膦基變成二價,X1可導入至任何位置上。
氧膦基氧基較佳為碳數為2~30的經取代或未經取代的氧膦基氧基,例如較佳為二苯氧基氧膦基氧基、二辛氧基氧膦基氧基。為了使該些氧膦基氧基變成二價,X1可導入至任何位置上。
氧膦基胺基較佳為碳數為2~30的經取代或未經取代的氧膦基胺基,例如較佳為二甲氧基氧膦基胺基、二甲胺基氧膦基胺基。為了使該些氧膦基胺基變成二價,X1可導入至任何位置上。
矽烷基較佳為碳數為3~30的經取代或未經取代的矽烷基,例如可列舉三甲基矽烷基、第三丁基二甲基矽烷基、苯基二甲基矽烷基。為了使該些矽烷基變成二價,X1可導入至任何位置上。
另外,當L表示二價的連結基時,較佳為表示-NR10-、-O-、-SO2-、氟取代伸烷基、氟取代伸苯基或包含該些的組合的基。尤其,通式(P)中的L較佳為包含-NR10-與-SO2及氟取代伸烷基的組合的基、包含-O-與氟取代伸苯基的組合的基、或包含-NR10-與-SO2及氟取代伸烷基的組合的基。
於-NR10-中,R10表示氫原子或碳數為1~5的烷基,較佳為氫
原子。
氟取代伸烷基的碳數較佳為1~10,更佳為1~6,進而更佳為1~3。該些伸烷基更佳為全氟伸烷基。作為氟取代伸烷基的具體例,可列舉:二氟亞甲基、四氟伸乙基、六氟伸丙基等。
氟取代伸苯基的碳數較佳為6~20,更佳為6~14,進而更佳為6~10。作為氟取代伸苯基的具體例,可列舉:四氟伸苯基、六氟-1-伸萘基、六氟-2-伸萘基等。
通式(P)中,X1為抗衡陰離子,較佳為自選自-SO3 -、-PO4 -、含有由通式(A1)所表示的結構的基及含有由通式(A2)所表示的結構的基中的至少1種中選擇。此處,由通式(A1)所表示的結構及由通式(A2)所表示的結構的含義與所述第1實施形態中所說明者相同。
含有由通式(A1)所表示的結構的基較佳為通式(A1)中,於R1及R2的一者的末端具有氟取代烷基,更佳為R1及R2的一者直接與氟取代烷基進行鍵結。氟取代烷基的碳數較佳為1~10,更佳為1~6,進而佳為1~3,進而更佳為1或2,特佳為1。該些烷基更佳為全氟烷基。作為氟取代烷基的具體例,較佳為三氟甲基。
含有由通式(A2)所表示的結構的基較佳為通式(A2)中,於R3~R5的至少任一者的末端具有氟取代烷基,更佳為R3~R5的至少任一者直接與氟取代烷基進行鍵結。尤其,較佳為於R3~R5的至少2個的末端具有氟取代烷基,更佳為R3~R5的至少2個
直接與氟取代烷基進行鍵結。氟取代烷基的含義與含有由通式(A1)所表示的結構的基中所說明者相同,較佳的範圍亦相同。
此外,作為X1的具體例,可列舉所述抗衡陰離子A。於此情況下,構成抗衡陰離子A的任一個氫原子或鹵素原子與通式(P)中的L進行鍵結。
通式(TP1A)及通式(TP2A)中,Rtp1~Rtp11、Rtp71及Rtp72的任一者表示與具有包含陽離子的三芳基甲烷結構的重複單元的鍵結部位、且可由通式(P)取代。
另外,通式(TP1A)及通式(TP2A)中,由通式(P)取代的部分可僅存在1個部位,亦可存在2個部位以上。當由通式(P)取代的部分存在2個部位以上時,於著色劑中,除三芳基甲烷結構中所含有的陽離子以外,亦存在數量對應於抗衡陰離子的數量的陽離子。
以下,表示本發明中所使用的第2實施形態的具有包含陽離子的三芳基甲烷結構的重複單元的具體例,但並不限定於該些具體例。
[化64]
[化66]
[化67]
所述三芳基甲烷染料的重量平均分子量較佳為1,000~100,000。
所述三芳基甲烷染料可單獨含有1種、或含有2種以上的組合。
相對於本發明的著色組成物的總固體成分,所述三芳基甲烷染料的含量較佳為10質量%~60質量%,更佳為10質量%~40質量%。
<<其他著色化合物>>
本發明的著色組成物亦可含有1種或2種以上的除所述著色劑,即三芳基甲烷染料以外的其他著色化合物。作為其他著色化合物,可列舉染料化合物、顏料化合物及該些的分散物。
作為染料化合物,例如可列舉:偶氮系(例如溶劑黃162)、蒽醌系(例如日本專利特開2001-10881號公報中所記載的蒽醌化合物)、酞菁系(例如美國專利2008/0076044A1中所記載的酞菁化合物)、二苯并哌喃系(例如C.I.酸性紅289(C.I.Acid.Red 289))、三芳基甲烷系(例如C.I.酸性藍7(C.I.Acid Blue7)、C.I.酸性藍83(C.I.Acid Blue83)、C.I.酸性藍90(C.I.Acid Blue90)、C.I.溶劑藍38(C.I.Solvent Blue38)、C.I.酸性紫17(C.I.Acid Violet17)、C.I.酸性紫49(C.I.Acid Violet49)、C.I.酸性綠3(C.I.Acid Green3))、次甲基染料、二苯并哌喃色素(例如日本專利特開2010-32999號公報)、二吡咯亞甲基金屬錯化合物(例如日本專利特開2012-237985號公報)等。
作為顏料化合物,可列舉:苝、紫環酮、喹吖啶酮、喹吖啶酮醌、蒽醌、蒽締蒽酮(anthanthrone)、苯并咪唑酮、雙偶氮縮合、雙偶氮、偶氮、陰丹士林(indanthrone)、酞菁、三芳基碳鎓、二噁嗪、胺基蒽醌、二酮吡咯并吡咯、靛藍、硫靛藍、異吲哚啉、異吲哚啉酮、皮蒽酮(pyranthrone)或異紫蒽酮等。更詳細而言,例如可列舉:顏料紅190、顏料紅224、顏料紫29等苝化合物顏料,顏料橙43、或顏料紅194等紫環酮化合物顏料,顏料紫19、顏料紫42、顏料紅122、顏料紅192、顏料紅202、顏料紅207、或顏料紅209等喹吖啶酮化合物顏料,顏料紅206、顏料橙48、或顏料橙49等喹吖啶酮醌化合物顏料,顏料黃147等蒽醌化合物顏料,顏料紅168等蒽締蒽酮化合物顏料,顏料棕25、顏料紫32、顏料橙36、顏料黃120、顏料黃180、顏料黃181、顏料橙62、或顏料紅185等苯并咪唑酮化合物顏料,顏料黃93、顏料黃94、顏料黃95、顏料黃128、顏料黃166、顏料橙34、顏料橙13、顏料橙31、顏料紅144、顏料紅166、顏料紅220、顏料紅221、顏料紅242、顏料紅248、顏料紅262、或顏料棕23等雙偶氮縮合化合物顏料,顏料黃13、顏料黃83、或顏料黃188等雙偶氮化合物顏料,顏料紅187、顏料紅170、顏料黃74、顏料黃150、顏料紅48、顏料紅53、顏料橙64、或顏料紅247等偶氮化合物顏料,顏料藍60等陰丹士林化合物顏料,顏料綠7、顏料綠36、顏料綠37、顏料綠58、顏料藍16、顏料藍75、或顏料藍15等酞菁化合物顏料,顏料藍56、或顏料藍61等三芳基碳鎓化合物顏料,顏料
紫23、或顏料紫37等二噁嗪化合物顏料,顏料紅177等胺基蒽醌化合物顏料,顏料紅254、顏料紅255、顏料紅264、顏料紅272、顏料橙71、或顏料橙73等二酮吡咯并吡咯化合物顏料,顏料紅88等硫靛藍化合物顏料,顏料黃139、顏料橙66等異吲哚啉化合物顏料,顏料黃109、或顏料橙61等異吲哚啉酮化合物顏料,顏料橙40、或顏料紅216等皮蒽酮化合物顏料,或者顏料紫31等異紫蒽酮化合物顏料。
於本發明中,較佳為緑色~青色的色材,較佳為顏料綠7、顏料綠36、顏料綠37、顏料綠58、顏料藍16、顏料藍75、或顏料藍15等酞菁化合物顏料,顏料藍56、或顏料藍61等三芳基碳鎓化合物顏料,顏料紫23、或顏料紫37等二噁嗪化合物顏料,顏料紅177等胺基蒽醌化合物顏料,顏料紅254、顏料紅255、顏料紅264、顏料紅272、顏料橙71、或顏料橙73等二酮吡咯并吡咯化合物顏料,顏料紅88等硫靛藍化合物顏料,顏料黃139、顏料橙66等異吲哚啉化合物顏料,顏料黃109、或顏料橙61等異吲哚啉酮化合物顏料,顏料橙40、或顏料紅216等皮蒽酮化合物顏料,或者顏料紫31等異紫蒽酮化合物顏料。
尤其,較佳為進而含有二苯并哌喃染料、二吡咯亞甲基金屬錯化合物、噁嗪顏料及酞菁顏料的至少1種作為其他著色化合物。
<二苯并哌喃色素>
二苯并哌喃色素為包含分子內具有二苯并哌喃骨架的化合物的染料。作為二苯并哌喃色素,例如可列舉:C.I.酸性紅51(以下,
省略C.I.酸性紅的記載,僅記載編號。其他亦同樣如此)、52、87、92、94、289、388,C.I.酸性紫9、30、102,C.I.鹼性紅1(羅丹明6G)、2、3、4、8,C.I.鹼性紅10(羅丹明B)、11,C.I.鹼性紫10、11、25,C.I.溶劑紅218,C.I.媒介紅27(C.I.mordant red 27),C.I.活性紅36(孟加拉玫瑰紅B),磺基羅丹明G,日本專利特開2010-32999號公報中所記載的二苯并哌喃染料及日本專利第4492760號公報中所記載的二苯并哌喃染料等。二苯并哌喃色素較佳為溶解於有機溶劑中者。
作為二苯并哌喃色素,較佳為包含由式(1a)所表示的化合物(以下,有時稱為「化合物(1a)」)的染料。化合物(1a)亦可為其互變異構物。當使用化合物(1a)時,二苯并哌喃色素中的化合物(1a)的含量較佳為50質量%以上,更佳為70質量%以上,進而更佳為90質量%以上。尤其,作為二苯并哌喃色素,較佳為僅使用化合物(1a)。
式(1a)
(式(1a)中,R1~R4分別獨立地表示氫原子、可具有取代基的碳數為1~20的一價的飽和烴基、或可具有取代基的碳數為6~10的一價的芳香族烴基,所述飽和烴基中所含有的-CH2-可由-O-、-CO-或-NR11-取代。
R1及R2可相互鍵結而形成含有氮原子的環。R3及R4可相互鍵結而形成含有氮原子的環。
R5表示-OH、-SO3 -、-SO3H、-SO3 -Z+、-CO2H、-CO2 -Z+、-CO2R8、-SO3R8或-SO2NR9R10。
R6及R7分別獨立地表示氫原子或碳數為1~6的烷基。
m表示0~5的整數。當m為2以上時,多個R5可相同,亦可不同。
a表示0或1。
X表示鹵素原子。
n表示化合物(1a)中的陰離子的合計數。
Z+表示N+(R11)4、Na+或K+,4個R11可相同,亦可不同。
R8表示碳數為1~20的一價的飽和烴基,所述飽和烴基中所含有的氫原子可由鹵素原子取代。
R9及R10分別獨立地表示氫原子或可具有取代基的碳數為1~20的一價的飽和烴基,所述飽和脂肪族烴基中所含有的-CH2-可由-O-、-CO-、-NH-或-NR8-取代,R9及R10可相互鍵結而形成含有氮原子的3員環~10員環的雜環。
R11表示氫原子、碳數為1~20的一價的飽和烴基或碳數為7
~10的芳烷基)
作為R1~R4中的碳數為6~10的一價的芳香族烴基,例如可列舉:苯基、甲苯甲醯基、二甲苯基、均三甲苯基、丙基苯基及丁基苯基等。其中,較佳為甲苯甲醯基、二甲苯基、均三甲苯基、丙基苯基,特別是甲苯甲醯基、二甲苯基,其中,較佳為2,6-二取代的二甲苯基。
作為芳香族烴基可具有的取代基,可列舉:鹵素原子、-R8、-OH、-OR8、-SO3-、-SO3H、-SO3 -Z+、-CO2H、-CO2R8、-SR8、-SO2R8、-SO3R8或-SO2NR9R10。該些之中,作為取代基,較佳為-SO3-、-SO3H、-SO3 -Z+及-SO2NR9R10,更佳為-SO3 -Z+及-SO2NR9R10。作為該情況下的-SO3 -Z+,較佳為-SO3 -N+(R11)4。藉由R1~R4為該些基,可自包含化合物(1a)的本發明的著色組成物形成異物的產生少、且耐熱性更優異的彩色濾光片。
作為R1及R2相互鍵結而形成的環、以及R3及R4相互鍵結而形成的環,例如可列舉以下者。
該些之中,就化合物穩定性的觀點而言,較佳為以下所示的結構。
作為R8~R11中的碳數為1~20的一價的飽和烴基,例如可列舉:甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十二基、十六基、二十基等直鏈狀烷基;異丙基、異丁基、異戊基、新戊基、2-乙基己基等支鏈狀烷基;環丙基、環戊基、環己基、環庚基、環辛基、三環癸基等碳數為3~20的脂環式飽和烴基。
其中,較佳為甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、2-乙基己基,特佳為丙基、異丙基、丁基、己基、2-乙基己基。
碳數為1~20的一價的飽和烴基中所含有的氫原子例如可由碳數為6~10的芳香族烴基或鹵素原子取代。
作為-OR8,例如可列舉:甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、戊氧基、己氧基、庚氧基、辛氧基、2-乙基己氧基及二十烷氧基等。其中,較佳為甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基。
作為-CO2R8,例如可列舉:甲氧基羰基、乙氧基羰基、丙氧基羰基、第三丁氧基羰基、己氧基羰基及二十烷氧基羰基等。其中,較佳為甲氧基羰基、乙氧基羰基、丙氧基羰基。
作為-SR8,例如可列舉:甲基巰基、乙基巰基、丁基巰基、己基巰基、癸基巰基及二十基巰基等。
作為-SO2R8,例如可列舉:甲基磺醯基、乙基磺醯基、丁基磺醯基、己基磺醯基、癸基磺醯基及二十基磺醯基等。
作為-SO3R8,例如可列舉:甲氧基磺醯基、乙氧基磺醯基、丙氧基磺醯基、第三丁氧基磺醯基、己氧基磺醯基及二十烷氧基磺醯基等。
作為-SO2NR9R10,例如可列舉:胺磺醯基;N-甲基胺磺醯基、N-乙基胺磺醯基、N-丙基胺磺醯基、N-異丙基胺磺醯基、N-丁基胺磺醯基、N-異丁基胺磺醯基、N-第二丁基胺磺醯基、N-第三丁基胺磺醯基、N-戊基胺磺醯基、N-(1-乙基丙基)胺磺醯基、N-(1,1-二甲基丙基)胺磺醯基、N-(1,2-二甲基丙基)胺磺醯基、N-(2-乙基己基)胺磺醯基、N-(2,2-二甲基丙基)胺磺醯基、N-(1-甲基丁基)胺磺醯基、N-(2-甲基丁基)胺磺醯基、N-(3-甲基丁基)胺磺醯基、N-環戊基胺磺醯基、N-己基胺磺醯基、N-(1,3-二甲基丁基)胺磺醯基、N-(3,3-二甲基丁基)胺磺醯基、N-庚基胺磺醯基、N-(1-甲基己基)胺磺醯基、N-(1,4-二甲基戊基)胺磺醯基、N-辛基胺磺醯基、N-(2-乙基己基)胺磺醯基、N-(1,5-二甲基)己基胺磺醯基、N-(1,1,2,2-四甲基丁基)胺磺醯基等N-1取代胺磺醯基;N,N-二甲基胺磺醯基、N,N-乙基甲基胺磺醯基、N,N-二乙基胺磺醯基、N,N-丙基甲基胺磺醯基、N,N-異丙基甲基胺磺醯基、N,N-第三丁基甲基胺磺醯基、N,N-丁基乙基胺磺醯基、N,N-雙(1-
甲基丙基)胺磺醯基、N,N-庚基甲基胺磺醯基等N,N-2取代胺磺醯基等。
其中,較佳為N-甲基胺磺醯基、N-乙基胺磺醯基、N-丙基胺磺醯基、N-異丙基胺磺醯基、N-丁基胺磺醯基、N-戊基胺磺醯基、N-(2-乙基己基)胺磺醯基,更佳為N-甲基胺磺醯基、N-乙基胺磺醯基、N-丙基胺磺醯基、N-丁基胺磺醯基、N-(2-乙基己基)胺磺醯基。
R9、R10中的碳數為1~20的一價的飽和烴基可具有取代基,作為取代基,可列舉羥基及鹵素原子。
R5表示-OH、-SO3 -、-SO3H、-SO3 -Z+、-CO2H、-CO2 -Z+、-CO2R8、-SO3R8或-SO2NR9R10。
R5較佳為-CO2H、-CO2 -Z+、-CO2R8、-CO2NHR9、-SO3 -、-SO3 -Z+、-SO3H、-SO2R8、或-SO2NHR9,更佳為-SO3 -、-SO3 -Z+、-SO3H或-SO2NHR9。
m較佳為1~4的整數,更佳為1或2。
作為R6及R7中的碳數為1~6的烷基,可列舉所述碳數為1~20的一價的飽和烴基中所列舉的烷基中的碳數為1~6的烷基。
作為R11中的碳數為7~10的芳烷基,可列舉:苄基、苯基乙基、苯基丁基等。
Z+為N+(R11)4、Na+或K+,較佳為N+(R11)4。
N+(R11)4較佳為4個R11中的至少2個為碳數為5~20的一價的飽和烴基。另外,4個R11的合計碳數較佳為20~80,更佳為
20~60。當於化合物(1a)中存在N+(R11)4時,藉由R11為該些基,可自包含化合物(1a)的本發明的著色組成物形成異物少的彩色濾光片。
作為化合物(1a),由式(3a)所表示的化合物(以下有時稱為「化合物(3a)」)亦較佳。化合物(3a)亦可為其互變異構物。
(式(3a)中,R31及R32分別獨立地表示碳數為1~10的一價的飽和烴基。碳數為1~10的一價的飽和烴基中所含有的氫原子可由碳數為6~10的芳香族烴基或鹵素原子取代。碳數為6~10的芳香族烴基中所含有的氫原子可由碳數為1~3的烷氧基取代,碳數為1~10的一價的飽和烴基中所含有的-CH2-可由-O-、-CO-或-NR11-取代。
R33及R34分別獨立地表示碳數為1~4的烷基、碳數為1~4的烷基巰基或碳數為1~4的烷基磺醯基。
R31及R33可相互鍵結而形成含有氮原子的環,R32及R34可相互鍵結而形成含有氮原子的環。
p及q分別獨立地表示0~5的整數。當p為2以上時,多個R33可相同,亦可不同。當q為2以上時,多個R34可相同,亦可不同。
R11的含義與式(1a)中的R11相同)
作為R31及R32中的碳數為1~10的一價的飽和烴基,可列舉式(1a)中的R8中所說明的碳數為1~10的一價的飽和烴基之中,碳數為1~10的一價的飽和烴基。其中,較佳為甲基、乙基、丙基、丁基、己基、2-乙基己基。可作為取代基而具有的碳數為6~10的芳香族烴基可列舉式(1a)中的R1中所說明的碳數為6~10的一價的芳香族烴基。
作為可取代碳數為6~10的芳香族烴基中所含有的氫原子的碳數為1~3的烷氧基,例如可列舉:甲氧基、乙氧基、丙氧基等。
R31及R32較佳為分別獨立地為碳數為1~3的一價的飽和烴基。
作為R33及R34中的碳數為1~4的烷基,可列舉:甲基、乙基、丙基、丁基、異丙基、異丁基、第二丁基、第三丁基等。其中,較佳為甲基、乙基、丙基。
作為R33及R34中的碳數為1~4的烷基巰基,可列舉:甲基巰基、乙基巰基、丙基巰基、丁基巰基及異丙基巰基等。
作為R33及R34中的碳數為1~4的烷基磺醯基,可列舉:甲基磺醯基、乙基磺醯基、丙基磺醯基、丁基磺醯基及異丙基磺醯基等。
p及q較佳為0~2的整數,更佳為0或1。
作為化合物(1a),例如可列舉由式(1-1)~式(1-43)所表示的化合物。再者,式中,R表示碳數為1~20的一價的飽和烴基,較佳為碳數為6~12的分支狀的烷基,更佳為2-乙基己基。
[化74]
[化75]
[化76]
[化78]
[化80]
所述例示化合物之中,較佳為C.I.酸性紅289的磺醯胺化物、C.I.酸性紅289的四級銨鹽、C.I.酸性紫102的磺醯胺化物或C.I.酸性紫102的四級銨鹽。作為此種化合物,例如可列舉由式(1-1)~式(1-8)、式(1-11)或式(1-12)所表示的化合物等。
另外,就對於有機溶劑的溶解性優異的觀點而言,由式(1-24)~式(1-33)的任一者所表示的化合物亦較佳。
二苯并哌喃色素可使用市售的二苯并哌喃染料(例如,中外化成(股份)製造的「Chugai Aminol Fast Pink R-H/C」、田岡化學工業(股份)製造的「羅丹明(Rhodamin)6G」)。另外,亦可將市售的二苯并哌喃染料作為起始原料,並參考日本專利特開2010-32999號公報來合成,其內容可被編入至本申請案說明書中。
<二吡咯亞甲基系金屬錯化合物>
作為二吡咯亞甲基系金屬錯化合物,對由通式(I)所表示的
化合物配位於金屬原子或金屬化合物上而成的化合物進行說明。
通式(I)
通式(I)中,R1~R6分別獨立地表示氫原子或所述取代基群組A中列舉的一價的取代基,R7表示氫原子、鹵素原子、烷基、芳基或雜環基。
當所述一價的基為可進一步取代的基時,可由所述各基的任一者進一步取代。再者,當具有2個以上的取代基時,該些取代基可相同,亦可不同。
通式(I)中,R1與R2、R2與R3、R4與R5、及R5與R6可分別獨立地相互鍵結而形成5員、6員或7員的環。作為所形成的環,可列舉飽和環、或不飽和環。作為該5員、6員或者7員的飽和環,或者不飽和環,例如可列舉吡咯環、呋喃環、噻吩環、吡唑環、咪唑環、***環、噁唑環、噻唑環、吡咯啶環、哌啶環、環戊烯環、環己烯環、苯環、吡啶環、吡嗪環、噠嗪環,較佳為可列舉苯環、吡啶環。
再者,當所形成的5員、6員及7員的環為可進一步取代的基時,可由所述取代基群組A的任一者取代,當由2個以上的取代基取代時,該些取代基可相同,亦可不同。
另外,通式(I)中的R7的較佳的範圍的含義與所述R1~R6為鹵素原子、烷基、芳基或雜環基的情況相同,較佳的範圍亦相同。
通式(I)中,R1及R6較佳為烷基胺基、芳基胺基、碳醯胺基、脲基、醯亞胺基、烷氧基羰基胺基、磺醯胺基,更佳為碳醯胺基、脲基、烷氧基羰基胺基、磺醯胺基,進而更佳為碳醯胺基、脲基、烷氧基羰基胺基、磺醯胺基,特佳為碳醯胺基、脲基。
通式(I)中,R2及R5較佳為烷氧基羰基、芳氧基羰基、胺甲醯基、烷基磺醯基、芳基磺醯基、腈基、醯亞胺基、胺甲醯基磺醯基,更佳為烷氧基羰基、芳氧基羰基、胺甲醯基、烷基磺醯基、腈基、醯亞胺基、胺甲醯基磺醯基,進而更佳為烷氧基羰基、芳氧基羰基、胺甲醯基、腈基、醯亞胺基、胺甲醯基磺醯基,特佳為烷氧基羰基、芳氧基羰基、胺甲醯基。
通式(I)中,R3及R4較佳為烷基、芳基或雜環基,更佳為烷基或芳基。
通式(I)中,當R3及R4表示烷基時,作為烷基,較佳為碳數為1~12的直鏈狀、分支狀或環狀的烷基,例如可列舉:甲基、乙基、正丙基、異丙基、環丙基、正丁基、異丁基、第三
丁基、環丁基、環戊基、環己基、及苄基。另外,更佳為碳數為1~12的分支狀或環狀的烷基,例如可列舉:異丙基、環丙基、異丁基、第三丁基、環丁基、環戊基、環己基。進而,較佳為碳數為1~12的二級或三級的烷基,例如可列舉:異丙基、環丙基、異丁基、第三丁基、環丁基、環己基等。
通式(I)中,當R3及R4表示芳基時,作為芳基,較佳為苯基及萘基,更佳為苯基。
當R3及R4表示雜環基時,作為雜環基,較佳為2-噻吩基、4-吡啶基、3-吡啶基、2-吡啶基、2-呋喃基、2-嘧啶基、2-苯并噻唑基、1-咪唑基、1-吡唑基或苯并***-1-基,更佳為2-噻吩基、4-吡啶基、2-呋喃基、2-嘧啶基或1-吡啶基。
其次,對形成二吡咯亞甲基系金屬錯化合物的金屬原子或金屬化合物進行說明。
作為金屬原子或金屬化合物,只要是可形成錯合物的金屬原子或金屬化合物,則可為任何金屬原子或金屬化合物,包括二價的金屬原子、二價的金屬氧化物、二價的金屬氫氧化物或二價的金屬氯化物。例如,除Zn、Mg、Si、Sn、Rh、Pt、Pd、Mo、Mn、Pb、Cu、Ni、Co、Fe、B等以外,亦包括AlCl、InCl、FeCl、TiCl2、SnCl2、SiCl2、GeCl2等金屬氯化物,TiO、VO等金屬氧化物,Si(OH)2等金屬氫氧化物。
該些之中,就錯合物的穩定性、分光特性、耐熱性、耐光性、及製造適應性等的觀點而言,較佳為Fe、Zn、Mg、Si、Pt、Pd、
Mo、Mn、Cu、Ni、Co、TiO、B、或VO,更佳為Fe、Zn、Mg、Si、Pt、Pd、Cu、Ni、Co、B、或VO,特佳為Fe、Zn、Cu、Co、B、或VO(V=O)。該些之中,特佳為Zn。
於由通式(I)所表示的化合物配位於金屬原子或金屬化合物中而成的二吡咯亞甲基系金屬錯化合物中,以下表示較佳的形態。即,可列舉如下的形態:通式(I)中,R1及R6分別獨立地由氫原子、烷基、烯基、芳基、雜環基、矽烷基、羥基、氰基、烷氧基、芳氧基、雜環氧基、醯基、烷氧基羰基、胺甲醯基、胺基、苯胺基、雜環胺基、碳醯胺基、脲基、醯亞胺基、烷氧基羰基胺基、芳氧基羰基胺基、磺醯胺基、偶氮基、烷硫基、芳硫基、雜環硫基、烷基磺醯基、芳基磺醯基、或亞膦醯基胺基(phosphinoyl amino)表示,R2及R5分別獨立地由氫原子、鹵素原子、烷基、烯基、芳基、雜環基、羥基、氰基、硝基、烷氧基、芳氧基、雜環氧基、醯基、烷氧基羰基、芳氧基羰基、胺甲醯基、醯亞胺基、烷氧基羰基胺基、磺醯胺基、偶氮基、烷硫基、芳硫基、雜環硫基、烷基磺醯基、芳基磺醯基、或胺磺醯基表示,R3及R4分別獨立地由氫原子、鹵素原子、烷基、烯基、芳基、雜環基、矽烷基、羥基、氰基、烷氧基、芳氧基、雜環氧基、醯基、烷氧基羰基、胺甲醯基、苯胺基、碳醯胺基、脲基、醯亞胺基、烷氧基羰基胺基、磺醯胺基、偶氮基、烷硫基、芳硫基、雜環硫基、烷基磺醯基、芳基磺醯基、胺磺醯基、或亞膦醯基胺基表示,R7由氫原子、鹵素原子、烷基、芳基、或雜環基表示,金屬原子
或金屬化合物由Zn、Mg、Si、Pt、Pd、Mo、Mn、Cu、Ni、Co、TiO、B、或VO表示。
以下表示二吡咯亞甲基系金屬錯化合物的更佳的形態。即,可列舉如下的形態:通式(I)中,R1及R6分別獨立地由氫原子、烷基、烯基、芳基、雜環基、氰基、醯基、烷氧基羰基、胺甲醯基、胺基、雜環胺基、碳醯胺基、脲基、醯亞胺基、烷氧基羰基胺基、芳氧基羰基胺基、磺醯胺基、偶氮基、烷基磺醯基、芳基磺醯基、或亞膦醯基胺基表示,R2及R5分別獨立地由烷基、烯基、芳基、雜環基、氰基、硝基、醯基、烷氧基羰基、芳氧基羰基、胺甲醯基、醯亞胺基、烷基磺醯基、芳基磺醯基、或胺磺醯基表示,R3及R4分別獨立地由氫原子、烷基、烯基、芳基、雜環基、氰基、醯基、烷氧基羰基、胺甲醯基、碳醯胺基、脲基、醯亞胺基、烷氧基羰基胺基、磺醯胺基、烷硫基、芳硫基、雜環硫基、烷基磺醯基、芳基磺醯基、或胺磺醯基表示,R7由氫原子、鹵素原子、烷基、芳基、或雜環基表示,金屬原子或金屬化合物由Zn、Mg、Si、Pt、Pd、Cu、Ni、Co、B或VO表示。
由通式(I)所表示的化合物配位於金屬原子或金屬化合物上而成的二吡咯亞甲基系金屬錯化合物的較佳的形態可參考日本專利特開2012-237985號公報的段落0153~段落0176中所記載的由通式(I-1)、通式(I-2)或通式(I-3)所表示的錯化合物,其內容可被編入至本申請案說明書中。
由通式(I)所表示的化合物配位於金屬原子或金屬化
合物上而成的二吡咯亞甲基系金屬錯化合物的較佳的形態,即由通式(I-1)、通式(I-2)或通式(I-3)所表示的錯化合物之中,特佳為由通式(I-3)所表示的錯化合物。
作為本發明中所使用的由所述通式(I)所表示的化合物配位於金屬原子或金屬化合物上而成的二吡咯亞甲基系金屬錯化合物的具體例,可參考日本專利特開2012-237985號公報的段落0179~段落0186的記載,其內容可被編入至本申請案說明書中。
另外,作為二吡咯亞甲基系金屬錯化合物的具體例,亦可列舉下述化合物。
當將所述染料或顏料作為分散物來調配時,可根據日本專利特開平9-197118號公報、日本專利特開2000-239544號公報的記載來製備。
所述染料或顏料的含量可於無損本發明的效果的範圍內使用,相對於本發明的著色組成物的總固體成分,較佳為0.5質量%
~70質量%。另外,較佳為以吸收強度比(450nm的吸收/650nm的吸收)變成0.95~1.05的範圍的方式,添加至著色組成物中。
<<聚合性化合物>>
本發明的著色組成物含有聚合性化合物。作為聚合性化合物,例如可列舉具有至少1個乙烯性不飽和雙鍵的加成聚合性化合物。
具體而言,自具有至少1個、較佳為2個以上的末端乙烯性不飽和鍵的化合物中選擇。此種化合物群組是於該產業領域中廣為人知者,於本發明中可無特別限定地使用該些化合物。該些化合物例如可為單體,預聚物,即二聚體、三聚體及寡聚物,或該些的混合物以及該些的(共)聚合物等化學形態的任一種。
作為單體及其(共)聚合物的例子,可列舉不飽和羧酸(例如丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、巴豆酸、異巴豆酸、順丁烯二酸等)或其酯類、醯胺類、以及該些的(共)聚合物,較佳為不飽和羧酸與脂肪族多元醇化合物的酯、及不飽和羧酸與脂肪族多元胺化合物的醯胺類、以及該些的(共)聚合物。另外,亦可適宜地使用具有羥基或胺基、巰基等親核性取代基的不飽和羧酸酯或醯胺類、與單官能或多官能異氰酸酯類或環氧類的加成反應物,或者與單官能或多官能的羧酸的脫水縮合反應物等。另外,具有異氰酸基或環氧基等親電子性取代基的不飽和羧酸酯或醯胺類與單官能或多官能的醇類、胺類、硫醇類的加成反應物,進而,具有鹵基或甲苯磺醯氧基等脫離性取代基的不飽和羧酸酯或醯胺
類與單官能或多官能的醇類、胺類、硫醇類的取代反應物亦適宜。另外,作為其他例,亦可使用替換成不飽和膦酸、苯乙烯、乙烯基醚等的化合物群組來代替所述不飽和羧酸。
作為脂肪族多元醇化合物與不飽和羧酸的酯的單體的具體例,作為丙烯酸酯,例如可列舉:乙二醇二丙烯酸酯、三乙二醇二丙烯酸酯、1,3-丁二醇二丙烯酸酯、四亞甲基二醇二丙烯酸酯、丙二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三(丙烯醯氧基丙基)醚、三羥甲基乙烷三丙烯酸酯、己二醇二丙烯酸酯、1,4-環己二醇二丙烯酸酯、四乙二醇二丙烯酸酯、季戊四醇二丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、二季戊四醇二丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯、山梨糖醇三丙烯酸酯、山梨糖醇四丙烯酸酯、山梨糖醇五丙烯酸酯、山梨糖醇六丙烯酸酯、三(丙烯醯氧基乙基)異氰脲酸酯、聚酯丙烯酸酯寡聚物、異氰脲酸環氧乙烷(Ethylene Oxide,EO)改質三丙烯酸酯等。
另外,作為甲基丙烯酸酯,例如可列舉:四亞甲基二醇二甲基丙烯酸酯、三乙二醇二甲基丙烯酸酯、新戊二醇二甲基丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、三羥甲基乙烷三甲基丙烯酸酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、1,3-丁二醇二甲基丙烯酸酯、己二醇二甲基丙烯酸酯、季戊四醇二甲基丙烯酸酯、季戊四醇三甲基丙烯酸酯、季戊四醇四甲基丙烯酸酯、二季戊四醇二甲基丙烯酸酯、二季戊四醇六甲基丙烯酸酯、山梨糖醇三甲基丙烯酸酯、
山梨糖醇四甲基丙烯酸酯、雙[對(3-甲基丙烯醯氧基-2-羥基丙氧基)苯基]二甲基甲烷、雙-[對(甲基丙烯醯氧基乙氧基)苯基]二甲基甲烷等。
進而,作為衣康酸酯,例如可列舉乙二醇二衣康酸酯、丙二醇二衣康酸酯、1,3-丁二醇二衣康酸酯、1,4-丁二醇二衣康酸酯、四亞甲基二醇二衣康酸酯、季戊四醇二衣康酸酯、山梨糖醇四衣康酸酯等,另外,作為巴豆酸酯,例如可列舉乙二醇二巴豆酸酯、四亞甲基二醇二巴豆酸酯、季戊四醇二巴豆酸酯、山梨糖醇四二巴豆酸酯等,作為異巴豆酸酯,例如可列舉乙二醇二異巴豆酸酯、季戊四醇二異巴豆酸酯、山梨糖醇四異巴豆酸酯等,另外,作為順丁烯二酸酯,例如可列舉乙二醇二順丁烯二酸酯、三乙二醇二順丁烯二酸酯、季戊四醇二順丁烯二酸酯、山梨糖醇四順丁烯二酸酯等。
作為其他酯的例子,例如亦可適宜地使用日本專利特公昭51-47334號公報、日本專利特開昭57-196231號公報記載的脂肪族醇系酯類,或日本專利特開昭59-5240號公報、日本專利特開昭59-5241號公報、日本專利特開平2-226149號公報記載的具有芳香族系骨架者,日本專利特開平1-165613號公報記載的含有胺基者等。進而,所述酯單體亦可作為混合物來使用。
另外,利用異氰酸酯與羥基的加成反應所製造的胺基甲酸酯系加成聚合性化合物亦適宜,作為此種具體例,例如可列舉:日本專利特公昭48-41708號公報中所記載的1分子中含有2個以
上的聚合性乙烯基的乙烯基胺基甲酸酯化合物等,所述乙烯基胺基甲酸酯化合物是於1分子具有2個以上的異氰酸基的聚異氰酸酯化合物中加成由下述通式(A)所表示的含有羥基的乙烯基單體而成者。
CH2=C(R)COOCH2CH(R')OH…(A)
[通式(A)中,R及R'分別獨立地表示H或CH3]
另外,作為聚合性化合物,亦較佳為二季戊四醇三丙烯酸酯(市售品為卡亞拉得(KAYARAD)D-330;日本化藥股份有限公司製造)、二季戊四醇四丙烯酸酯(市售品為卡亞拉得(KAYARAD)D-320;日本化藥股份有限公司製造)、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯(市售品為卡亞拉得(KAYARAD)D-310;日本化藥股份有限公司製造)、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯(市售品為KAYARAD DPHA;日本化藥股份有限公司製造)、以及該些的(甲基)丙烯醯基介於乙二醇、丙二醇殘基之間的結構。亦可使用該些的寡聚物型。
關於該些聚合性化合物,其結構、單獨使用或併用、添加量等使用方法的詳細情況可結合著色組成物的最終的性能設計而任意地設定。例如,就感度的觀點而言,較佳為每1分子的不飽和基含量多的結構,於多數情況下,較佳為二官能以上。另外,就提高著色硬化膜的強度的觀點而言,較佳為三官能以上的聚合
性化合物,進而,藉由併用官能基數不同.聚合性基不同(例如丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、苯乙烯化合物、乙烯基醚化合物)的聚合性化合物,而調節感度與強度兩者的方法亦有效。另外,對於與著色組成物中所含有的其他成分(例如光聚合起始劑、著色劑(顏料)、黏合劑聚合物等)的相容性、分散性而言,聚合性化合物的選擇.使用法亦是重要的因素,例如,有時可使用低純度化合物或併用2種以上來提昇相容性。另外,就提昇與基板等的硬質表面的密接性的觀點而言,亦可選擇特定的結構。
就更有效地獲得本發明的效果的觀點而言,著色組成物的總固體成分中的聚合性化合物的含量較佳為10質量%~80質量%,更佳為15質量%~75質量%,特佳為20質量%~60質量%。
本發明的組成物可僅含有1種聚合性化合物,亦可含有2種以上。當含有2種以上時,較佳為其合計量變成所述範圍。
<<光聚合起始劑>>
本發明的著色組成物較佳為含有至少一種光聚合起始劑。光聚合起始劑只要是可使聚合性化合物進行聚合者,則並無特別限制,較佳為自特性、起始效率、吸收波長、獲得性、成本等的觀點出發進行選擇。
作為光聚合起始劑,例如可列舉:選自鹵甲基噁二唑化合物及鹵甲基-均三嗪化合物中的至少1種活性鹵素化合物、3-芳基取代香豆素化合物、咯吩二聚體、二苯甲酮化合物、苯乙酮化合物及其衍生物、環戊二烯-苯-鐵錯合物及其鹽、肟化合物等。關
於光聚合起始劑的具體例,可列舉日本專利特開2004-295116號公報的段落[0070]~段落[0077]中所記載者。其中,就聚合反應迅速的觀點等而言,較佳為肟化合物或聯咪唑系化合物。
作為肟系化合物(以下,亦稱為「肟系光聚合起始劑」),並無特別限定,例如可列舉:日本專利特開2000-80068號公報、WO02/100903A1、日本專利特開2001-233842號公報等中所記載的肟系化合物。
作為肟系化合物的具體例,可參考日本專利特開2013-182215號公報的段落0053的記載,其內容可被編入至本申請案說明書中。
另外,於本發明中,就感度、經時穩定性、後加熱時的著色的觀點而言,作為肟化合物,更佳為由下述通式(1)或通式(2)所表示的化合物。
(通式(1)中,R及X分別表示一價的取代基,A表示二價的有機基,Ar表示芳基。n為1~5的整數)
作為R,就高感度化的觀點而言,較佳為醯基,具體而言,較佳為乙醯基、丙醯基、苯甲醯基、甲苯甲醯基。
作為A,就提高感度、抑制由加熱經時所引起的著色的觀點而言,較佳為未經取代的伸烷基、經烷基(例如甲基、乙基、第三丁基、十二基)取代的伸烷基、經烯基(例如乙烯基、烯丙基)取代的伸烷基、經芳基(例如苯基、對甲苯基、二甲苯基、枯烯基、萘基、蒽基、菲基、苯乙烯基)取代的伸烷基。
作為Ar,就提高感度、抑制由加熱經時所引起的著色的觀點而言,較佳為經取代或未經取代的苯基。於經取代的苯基的情況下,作為其取代基,例如較佳為氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等鹵基。
作為X,就提昇溶劑溶解性與長波長區域的吸收效率的觀點而言,較佳為可具有取代基的烷基、可具有取代基的芳基、可具有取代基的烯基、可具有取代基的炔基、可具有取代基的烷氧基、可具有取代基的芳氧基、可具有取代基的烷基硫氧基、可具有取代基的芳基硫氧基、可具有取代基的胺基。另外,通式(1)中的n較佳為1~2的整數。
通式(2)中,R101表示烷基、烷醯基、烯醯基、芳醯基、烷氧基羰基、芳氧基羰基、雜環氧基羰基、雜芳氧基羰基、烷基硫羰基、芳基硫羰基、雜環硫羰基、雜芳基硫羰基或CO-CO-Rf。Rf表示碳環式芳香族基或雜環式芳香族基。
R102表示烷基、芳基或雜環基,該些基亦可被取代。
R103及R104分別獨立地表示烷基、芳基或雜環基,該些基可由鹵素原子、烷基、芳基、烷氧基、烷基羰基等進一步取代。
R105~R111分別獨立地表示氫原子、鹵素原子、烷基、芳基、雜環基、烷氧基、芳醯基、雜芳醯基、烷硫基、芳醯硫基、雜芳醯基、烷基羰基、芳基羰基、雜芳基羰基、烷氧基羰基、芳氧基羰基、雜環氧基羰基、硝基、胺基、磺酸基、羥基、羧酸基、醯胺基、胺甲醯基或氰基。
R105~R111中的一個或兩個為吸電子性的取代基,即硝基、氰基、鹵代基、烷基羰基或芳基羰基因可獲得具有更高的硬化性的著色組成物,故較佳。
以下列舉由所述通式(2)所表示的具有茀結構的化合物的具體例。但是,並不限定於該些化合物。
[化85]
由所述通式(2)所表示的具有茀結構的化合物例如可依據WO2014-050738號公報中所記載的合成方法來合成。
作為聯咪唑系化合物的具體例,可參考日本專利特開2013-182213號公報段落0061~段落0070的記載,其內容可被編入至本申請案說明書中。
另外,於本發明的著色組成物中,除所述光聚合起始劑
以外,亦可使用日本專利特開2004-295116號公報的段落號0079中所記載的其他公知的光聚合起始劑。
就更有效地獲得本發明的效果的觀點而言,光聚合起始劑於著色組成物的總固體成分中的含量較佳為3質量%~20質量%,更佳為4質量%~19質量%,特佳為5質量%~18質量%。
本發明的組成物可僅含有1種光聚合起始劑,亦可含有2種以上。當含有2種以上時,較佳為其合計量變成所述範圍。
<<有機溶劑>>
本發明的著色組成物較佳為含有至少一種有機溶劑。
有機溶劑只要是可滿足並存的各成分的溶解性或製成著色組成物時的塗佈性者,則基本上無特別限制,特佳為考慮黏合劑的溶解性、塗佈性、安全性來選擇。
作為有機溶劑,可使用酯類、醚類、酮類、芳香族烴類,具體而言,可例示日本專利特開2012-032754號公報的段落號0161~段落號0162中所記載者。
就所述各成分的溶解性,以及含有鹼可溶性聚合物時改良其溶解性、塗佈面狀等的觀點而言,將2種以上的所述有機溶劑混合亦較佳。於此情況下,特佳為如下的混合溶液,其包含選自3-乙氧基丙酸甲酯、3-乙氧基丙酸乙酯、乙基溶纖劑乙酸酯、乳酸乙酯、二乙二醇二甲醚、乙酸丁酯、3-甲氧基丙酸甲酯、2-庚酮、環己酮、乙基卡必醇乙酸酯、丁基卡必醇乙酸酯、丙二醇甲醚、及丙二醇甲醚乙酸酯中的2種以上。
作為有機溶劑於著色組成物中的含量,較佳為組成物中的總固體成分濃度變成10質量%~80質量%的量,更佳為組成物中的總固體成分濃度變成15質量%~60質量%的量。
本發明的組成物可僅含有1種有機溶劑,亦可含有2種以上。當含有2種以上時,較佳為其合計量變成所述範圍。
<<鹼可溶性黏合劑>>
本發明的著色組成物較佳為含有鹼可溶性黏合劑。鹼可溶性黏合劑除具有鹼可溶性以外,並無特別限定,較佳為可自耐熱性、顯影性、獲得性等的觀點出發進行選擇。
作為鹼可溶性黏合劑,較佳為可溶於有機溶劑中、且可藉由弱鹼性水溶液來進行顯影的線狀有機高分子聚合物。作為此種線狀有機高分子聚合物,可列舉側鏈上具有羧酸的聚合物,例如如日本專利特開昭59-44615號、日本專利特公昭54-34327號、日本專利特公昭58-12577號、日本專利特公昭54-25957號、日本專利特開昭59-53836號、日本專利特開昭59-71048號的各公報中所記載的甲基丙烯酸共聚物、丙烯酸共聚物、衣康酸共聚物、巴豆酸共聚物、順丁烯二酸共聚物、部分酯化順丁烯二酸共聚物等,側鏈上具有羧酸的酸性纖維素衍生物同樣有用。
除所述鹼可溶性黏合劑以外,作為本發明中的鹼可溶性黏合劑,於具有羥基的聚合物中加成酸酐而成者等,或者聚羥基苯乙烯系樹脂、聚矽氧烷系樹脂、聚((甲基)丙烯酸2-羥基乙酯)、聚乙烯吡咯啶酮或聚環氧乙烷、聚乙烯醇等亦有用。另外,線狀
有機高分子聚合物亦可為將具有親水性的單體共聚而成者。作為其例子,可列舉:(甲基)丙烯酸烷氧基烷基酯、(甲基)丙烯酸羥基烷基酯、甘油(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯醯胺、N-羥甲基丙烯醯胺、二級或三級的烷基丙烯醯胺、(甲基)丙烯酸二烷基胺基烷基酯、嗎啉(甲基)丙烯酸酯、N-乙烯基吡咯啶酮、N-乙烯基己內醯胺、乙烯基咪唑、乙烯基***、(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、分支或直鏈的(甲基)丙烯酸丙酯、分支或直鏈的(甲基)丙烯酸丁酯、或(甲基)丙烯酸苯氧基羥基丙酯等。此外,作為具有親水性的單體,包含四氫糠基、磷酸基、磷酸酯基、四級銨鹽基、伸乙氧基鏈、伸丙氧基鏈、磺酸基及源自其鹽的基、嗎啉基乙基等而成的單體等亦有用。
作為鹼可溶性黏合劑,亦可較佳地使用如下述式(b1)及式(b2)所示的順丁烯二醯亞胺與環氧乙烷的共聚物。
式(b1)
(式(b1)中,R1表示氫原子、芳基、或烷基)
作為R1表示烷基時的烷基,可列舉碳數為1~10的直鏈狀烷
基、碳數為3~10的具有支鏈的烷基、碳數為5~20的環狀烷基等,更具體而言,可列舉:甲基、乙基、第三丁基、環己基等。
烷基可具有取代基,作為可導入至烷基中的取代基,可列舉:苯基、羰基、烷氧基、羥基、胺基等。
作為R1表示芳基時的芳基,可列舉:單環結構的芳基、多環結構的芳基、縮環結構的芳基、含有雜原子的雜芳基等。更具體而言,可列舉:苯基、萘基、聯苯基、苯并咪唑基、吡啶基、呋喃基等。
芳基可具有取代基,作為可導入至芳基中的取代基,可列舉:甲基、乙基、第三丁基、環己基等烷基,甲氧基等烷氧基,羧基,羥基,胺基,硝基,氯基,溴基等。
式(b2)
(式(b2)中,R2表示氫原子或甲基。R3為碳數為2或3的伸烷基,R4表示氫原子、芳基、或烷基,m表示1~15的整數)
作為R4表示烷基時的烷基,可列舉碳數為1~20的直鏈狀烷基、碳數為1~20的具有支鏈的烷基、碳數為5~20的環狀烷基等,更具體而言,可列舉:甲基、乙基、第三丁基、環己
基、2-乙基己基等。
烷基可具有取代基,作為可導入至烷基中的取代基,可列舉:苯基、羰基、烷氧基等。
作為R4表示芳基時的芳基,可列舉:單環結構的芳基、多環結構的芳基、縮環結構的芳基、含有雜原子的雜芳基等。更具體而言,可列舉:苯基、萘基、蒽基、聯苯基、苯并咪唑基、吲哚基、咪唑基、噁唑基、咔唑基、吡啶基、呋喃基等。
芳基可具有取代基,作為可導入至芳基中的取代基,可列舉:壬基、甲基、乙基、第三丁基、環己基等烷基,甲氧基等烷氧基,羧基,羥基,胺基,硝基,氯基,溴基等。
另外,為了提昇交聯效率,鹼可溶性黏合劑亦可於側鏈上具有聚合性基,例如於側鏈上含有烯丙基、(甲基)丙烯酸基、烯丙氧基烷基等的聚合物等亦有用。作為含有所述聚合性基的聚合物的例子,可列舉:市售品的KS RESIST-106(大阪有機化學工業(股份)製造)、賽克羅馬(Cyclomer)P系列(大賽璐(Daicel)化學工業(股份)製造)等。另外,為了提昇硬化皮膜的強度,醇可溶性尼龍或2,2-雙-(4-羥苯基)-丙烷與表氯醇的聚醚等亦有用。
所述各種鹼可溶性黏合劑之中,就耐熱性的觀點而言,較佳為聚羥基苯乙烯系樹脂、聚矽氧烷系樹脂、丙烯酸系樹脂、丙烯醯胺系樹脂、丙烯酸/丙烯醯胺共聚物樹脂,就控制顯影性的觀點而言,較佳為丙烯酸系樹脂、丙烯醯胺系樹脂、丙烯酸/丙烯
醯胺共聚物樹脂。
尤其,較佳為具有如下述通式(2)所示的重複單元與酸性基的共聚物,更佳為可列舉除通式(2)與酸性基以外,具有由通式(3)所表示的結構單元的共聚物。
(通式(2)中,R20表示氫原子或甲基,R21~R25分別獨立地表示氫原子、鹵素原子、氰基、烷基、或芳基)
(通式(3)中,R11表示氫原子或甲基。R12及R13分別獨立地表示氫原子或含有不飽和雙鍵作為部分結構的碳數為3~20的羰基,不存在R12及R13兩者為氫原子的情況。當R12及R13的至少一者表示含有不飽和雙鍵作為部分結構的碳數為3~20的羰基時,可進而含有羧基作為部分結構)
作為丙烯酸系樹脂,較佳為包含選自(甲基)丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸羥基乙酯、(甲基)丙烯醯胺等中的單體的共聚物,或者市售品的KS RESIST-106(大阪有機化學工業(股份)製造)、賽克羅馬(Cyclomer)P系列(大賽璐化學工業(股份)製造)等。
另外,鹼可溶性黏合劑亦可含有源自由下述式(X)所示的乙烯性不飽和單量體的結構單元。
通式(X)
(式(X)中,R1表示氫原子或甲基,R2表示碳數為2~10的伸烷基,R3表示氫原子或可含有苯環的碳數為1~20的烷基。n表示1~15的整數)
所述式(X)中,R2的伸烷基的碳數較佳為2~3。另外,R3的烷基的碳數為1~20,更佳為1~10,R3的烷基可含有苯環。作為由R3所表示的含有苯環的烷基,可列舉苄基、2-苯基(異)丙基等。
鹼可溶性黏合劑就顯影性、液體黏度等的觀點而言,較佳為重量平均分子量(藉由GPC法所測定的聚苯乙烯換算值)為
1,000~200,000的聚合物,更佳為重量平均分子量為2,000~100,000的聚合物,特佳為重量平均分子量為5,000~50,000的聚合物。
鹼可溶性黏合劑的調配量較佳為著色組成物的總固體成分的10質量%~80質量%,更佳為20質量%~60質量%。
另外,鹼可溶性黏合劑的酸值較佳為10mg/KOH~1000mg/KOH,更佳為50mg/KOH~300mg/KOH,進而更佳為50mg/KOH~200mg/KOH,特佳為105mg/KOH~200mg/KOH。
本發明的組成物可僅含有1種鹼可溶性黏合劑,亦可含有2種以上。當含有2種以上時,較佳為其合計量變成所述範圍。
<<交聯劑>>
本發明的著色組成物可進而含有交聯劑。
作為交聯劑,只要是可藉由交聯反應而進行膜硬化者,則並無特別限定,例如可列舉:(a)環氧樹脂;(b)經選自羥甲基、烷氧基甲基、及醯氧基甲基中的至少1種取代基取代的三聚氰胺化合物、胍胺化合物、甘脲化合物或脲化合物;(c)經選自羥甲基、烷氧基甲基、及醯氧基甲基中的至少1種取代基取代的苯酚化合物、萘酚化合物或羥基蒽化合物。其中,較佳為多官能環氧樹脂。
關於交聯劑的具體例等的詳細情況,可參照日本專利特開2004-295116號公報的段落0134~段落0147的記載,其內容可被編入至本說明書中。
<<界面活性劑>>
本發明的著色組成物亦可含有界面活性劑。界面活性劑可為非離子系、陽離子系、陰離子系的任一種,但較佳為具有環氧乙烷結構的界面活性劑、氟系界面活性劑。特佳為親水親油平衡(Hydrophile-Lipophile Balance,HLB)值處於9.2~15.5的範圍內的具有環氧乙烷結構的界面活性劑、或日本專利特開平2-54202號公報記載的氟系界面活性劑。
當於本發明的著色組成物中含有界面活性劑時,相對於著色組成物的總固體成分,界面活性劑的添加量較佳為0.0001質量%~2.0質量%,更佳為0.005質量%~1.0質量%。
本發明的組成物可僅含有1種界面活性劑,亦可含有2種以上。當含有2種以上時,較佳為其合計量變成所述範圍。
視需要,本發明的著色組成物可進而含有填充材、抗氧化劑、紫外線吸收劑、抗凝聚劑、增感劑或光穩定劑等各種添加劑。
<<染料穩定劑>>
於本發明的組成物中,較佳為獨立於三芳基甲烷染料而添加染料穩定劑。作為穩定劑,例如可使用:陽離子系、陰離子系、非離子系、兩性、矽酮系、氟系等的界面活性劑。界面活性劑之中,就可均勻地、微細地分散的觀點而言,較佳為高分子界面活性劑(高分子分散劑)。
作為高分子分散劑,例如可列舉:聚丙烯酸酯等不飽和羧酸
酯的(共)聚合物類;聚丙烯酸等不飽和羧酸的(共)聚合物的(部分)胺鹽、(部分)銨鹽或(部分)烷基胺鹽類;含有羥基的聚丙烯酸酯等含有羥基的不飽和羧酸酯的(共)聚合物或該些的改質物;具有交聯性基的磺酸或磷酸的聚合物等。
作為交聯性基,可使用可藉由自由基、酸、熱來進行交聯的公知的聚合性基。具體而言,可列舉(甲基)丙烯酸基、苯乙烯基、乙烯基、環狀醚基、羥甲基,較佳為(甲基)丙烯酸基、苯乙烯基、乙烯基,更佳為(甲基)丙烯酸基及苯乙烯基。
另外,除該些界面活性劑以外,添加雙三氟甲烷磺醯亞胺鈉鹽、或下述陰離子的鹽(鈉鹽、鉀鹽等)亦有效。
<抗氧化劑>
本發明的組成物亦可含有抗氧化劑。作為抗氧化劑,例如可列舉:自由基捕捉劑、過氧化物分解劑、紫外線吸收劑、單線態氧猝滅劑等。
作為自由基捕捉劑,例如可列舉:酚系抗氧化劑、受阻胺系抗氧化劑等。作為酚系抗氧化劑,例如可列舉:丙酸羥基苯酯系化合物、羥基苄基系化合物、硫代雙酚系化合物、硫甲基苯酚系化合物、烷二基苯酚系化合物等。其中,就顏色特性的穩定性的觀點而言,較佳為丙酸羥基苯酯系化合物。
例如,可較佳地使用日本專利特開2012-155243號公報的段落0013~段落0034、日本專利特開2013-14748號公報的段落0030~段落0042中所記載的化合物。
過氧化物分解劑為將因曝露於光中等而產生的過氧化物分解成無害的物質、且不產生新的自由基的化合物,例如可列舉磷系抗氧化劑、硫系抗氧化劑等。其中,就顏色特性的穩定性的觀點而言,較佳為硫系抗氧化劑。
作為紫外線吸收劑,例如可列舉:水楊酸酯系抗氧化劑、二苯甲酮系抗氧化劑。
單線態氧猝滅劑為可藉由來自單線態狀態的氧的能量移動而使單線態氧失活的化合物,例如可列舉:四甲基乙烯、環戊烯等乙烯性化合物,二乙胺、三乙胺、1,4-二氮雜雙環辛烷(1,4-Diazabicyclooctane,DABCO)、N-乙基咪唑等胺類,可被取代的萘、二甲基萘、二甲氧基蒽、蒽、二苯基蒽等縮合多環芳香族化合物;1,3-二苯基異苯并呋喃、1,2,3,4-四苯基-1,3-環戊二烯、五苯基環戊二烯等芳香族化合物,除此以外,可列舉哈利H.沃瑟曼(Harry H.wasserman),「單線態氧(Singlet Oxygen)」,5章,
美國學術出版社(Academic Press)(1979);尼古拉斯J.塔羅(Nicholas J.Turro),「現代分子光化學(Modern Molecular Photochemistry)」,14章,本傑明/卡明斯出版公司(The Benjamin Cummings Publishing Co.,Inc.)(1978);及CMC公司發行的「彩色照片感光材料用高功能化學」,7章(2002)中作為單線態氧猝滅劑所例示的化合物。
除此以外,可列舉將具有硫原子的化合物作為配位體的金屬錯合物。作為此種化合物,可列舉:將雙二硫代-α-二酮、雙苯基二硫醇、及硫代雙酚作為配位體的鎳錯合物、鈷錯合物、銅錯合物、錳錯合物、鉑錯合物等過渡金屬螯合化合物。
作為硫系抗氧化劑,可列舉:硫代丙酸酯系化合物、巰基苯并咪唑系化合物。其中,就顏色特性的穩定性的觀點而言,較佳為硫代丙酸酯系化合物。
於本發明中,抗氧化劑可單獨使用、或將2種以上混合使用。相對於著色劑100質量份,抗氧化劑的含量較佳為0.01質量份~20質量份,特佳為0.1質量份~10質量份。
<硬化劑>
本發明的著色組成物可含有作為硬化劑發揮功能的化合物。
例如可使用:選自由芳香族胺化合物、三級胺化合物、胺鹽、鏻鹽、脒鹽、醯胺化合物、硫醇化合物、嵌段異氰酸酯化合物及含有咪唑環的化合物所組成的群組中的至少1種化合物。
藉由著色組成物含有此種硬化劑,而可更有效地實現著色圖
案的低溫硬化。而且,亦可進一步提昇著色組成物的保存穩定性。
<抗還原劑>
本發明的著色組成物亦可將比所述三芳基甲烷染料更容易被還原的化合物作為三芳基甲烷染料的抗還原劑來添加。藉此,於形成畫素後的氧化銦錫(Indium Tin Oxide,ITO)濺鍍時可進一步抑制染料還原褪色。具體而言,較佳為醌化合物,更佳為分子量為100~800左右的以下結構的醌化合物。
<酸產生劑>
酸產生劑可為光酸產生劑,亦可為熱酸產生劑,但較佳為熱酸產生劑。若使用熱酸產生劑,則存在硬化膜的耐熱性進一步提昇的傾向。其基於耐熱性下降的原因之一即由鹼性顯影液朝硬化膜中的滲透所引起的酸性度的下降。即,於硬化後的烘烤處理步驟中硬化膜的酸性度下降,且耐熱性欠佳,但藉由調配熱酸產生劑,於烘烤時產生酸,可抑制由鹼性顯影液朝硬化膜中的滲透所引起的酸性度的下降。
當於1013.25hPa下以100℃~250℃進行加熱時,將熱酸產生劑稱為產生酸的酸產生劑。作為所產生的酸,較佳為pKa為5以下的酸。作為所產生的酸的具體例,可例、示磺酸、羧酸、磷酸等,更佳為磺酸。
作為光酸產生劑,可參考日本專利特開2006-259002號公報的段落0103~段落0113的記載,該些的內容可被編入至本申請案說明書中。
於熱酸產生劑中,包含離子性化合物(鎓鹽)及非離子性化合物。
作為離子性化合物(鎓鹽),較佳為不含重金屬或鹵素離子者,較佳為磺酸的鎓鹽。
作為離子性的熱酸產生劑,具體而言,可列舉:三苯基鋶、1-二甲硫基萘、1-二甲硫基-4-羥基萘、1-二甲硫基-4,7-二羥基萘、4-羥苯基二甲基鋶、苄基-4-羥苯基甲基鋶、2-甲基苄基-4-羥苯基甲基鋶、2-甲基苄基-4-乙醯基苯基甲基鋶、2-甲基苄基-4-苯甲醯氧基苯基甲基鋶、該些的甲磺酸鹽、三氟甲磺酸鹽、樟腦磺酸鹽、對甲苯磺酸鹽、六氟膦酸鹽等。
本發明的著色組成物可進而含有雙(三氟甲磺醯基)醯亞胺鋰。當將三芳基甲烷重複單元設為1莫耳時,雙(三氟甲磺醯基)醯亞胺鋰的含量較佳為0.1莫耳~2莫耳,更佳為0.3莫耳~0.8莫耳。
視需要,本發明的著色組成物可進而含有填充材、紫外線吸收劑、抗凝聚劑、增感劑或光穩定劑等各種添加劑。
[著色組成物的製備方法]
本發明的著色組成物藉由將所述各成分與視需要的任意成分混合來製備。
再者,當製備著色組成物時,可一次性調配構成著色組成物的各成分,亦可將各成分溶解.分散於溶劑中後依次調配。另外,進行調配時的投入順序或作業條件並無特別限制。例如,可將所
有成分同時溶解.分散於溶劑中來製備組成物,視需要,亦可先將各成分適宜製成2種以上的溶液.分散液,於使用時(塗佈時)將該些溶液.分散液混合來製備為組成物。
以所述方式製備的著色組成物可於使用較佳為孔徑為0.01μm~3.0μm,更佳為孔徑為0.05μm~0.5μm左右的過濾器等濾取後,供於使用。
本發明的著色組成物因可形成色相及對比度優異的著色硬化膜,故可適宜地用作液晶顯示裝置(LCD)或固體攝像元件(例如電荷耦合元件(Charge Coupled Device,CCD)、互補金氧半導體(Complementary Metal Oxide Semiconductor,CMOS)等)中所使用的彩色濾光片等的著色畫素形成用著色組成物,另外,可適宜地用作印刷油墨、噴墨油墨、及塗料等的製作用途。特別適合於液晶顯示裝置用的著色畫素形成用途。
[彩色濾光片及其製造方法]
本發明的彩色濾光片是設置基板、且於該基板上設置包含本發明的著色組成物的著色區域而構成者。基板上的著色區域包含形成彩色濾光片的各畫素的例如紅(R)、緑(G)、藍(B)等的著色膜。
只要是可形成將本發明的著色組成物應用於基板上並進行硬化而成的著色區域(著色圖案)的方法,則可利用任何方法來形成本發明的彩色濾光片。較佳為使用本發明的著色組成物來製作。
另外,當使用本發明的著色組成物來製造固體攝像元件用的彩色濾光片時,亦可採用日本專利特開2011-252065號公報的段落0359~段落0371中所記載的製造方法。
本發明的彩色濾光片的製造方法包括:將已述的著色組成物應用(較佳為塗佈)於基板上,而形成著色層(亦稱為著色組成物層)的步驟(A);以及使步驟(A)中所形成的著色組成物層硬化的步驟(B)。
進行硬化的步驟較佳為曝光(較佳為隔著遮罩)成圖案狀,並利用顯影液將塗佈膜的未硬化部(未曝光部)顯影去除而形成著色區域(著色圖案)。藉由經過該些步驟,而形成包含各色(3色或4色)的畫素的著色圖案,從而可獲得彩色濾光片。另外,於本發明的彩色濾光片的製造方法中,特佳為進而設置如下步驟的形態:對藉由步驟(B)所形成的著色圖案照射紫外線的步驟(C)、及對藉由步驟(C)而照射有紫外線的著色圖案進行加熱處理的步驟(D)。
藉由此種方法,可高品質、低成本、且製程上的困難性少地製作液晶顯示元件或固體攝像元件中所使用的彩色濾光片。
以下,對本發明的彩色濾光片的製造方法進行更具體的說明。
-步驟(A)-
於本發明的彩色濾光片的製造方法中,首先,利用所期望的塗佈方法將已述的本發明的著色組成物直接或經由其他層而塗佈於基板上,形成包含著色組成物的塗佈膜(著色組成物層),其後,
視需要進行預硬化(預烘烤)來使該著色組成物層乾燥。
作為基板,例如可列舉:液晶顯示元件等中所使用的無鹼玻璃、鈉玻璃、派熱司(Pyrex)(註冊商標)玻璃、石英玻璃、及使透明導電膜附著於該些玻璃上而成者,或者固體攝像元件等中所使用的光電轉換元件基板,例如矽酮基板或塑膠基板等。另外,於該些基板上,亦可形成有將各畫素隔離的黑色矩陣、或者為了促進密接等而設置有透明樹脂層。另外,為了改良與上部的層的密接、防止物質的擴散、或者為了表面的平坦化,視需要亦可於基板上設置底塗層。
另外,塑膠基板較佳為於其表面具有阻氣層及/或耐溶劑性層。
此外,作為基板,使用配置有薄膜電晶體(Thin Film Transistor,TFT)式彩色液晶顯示裝置的薄膜電晶體(TFT)的驅動用基板(以下,稱為「TFT式液晶驅動用基板」),於該驅動用基板上,亦可形成使用本發明的著色組成物而成的著色圖案來製作彩色濾光片。
作為TFT式液晶驅動用基板中的基板,例如可列舉:玻璃、矽酮、聚碳酸酯、聚酯、芳香族聚醯胺、聚醯胺醯亞胺、聚醯亞胺等。視需要,亦可事先對該些基板實施利用矽烷偶合劑等的化學品處理、電漿處理、離子鍍、濺鍍、氣相反應法、真空蒸鍍等適宜的前處理。例如,可使用在TFT式液晶驅動用基板的表面形成氮化矽膜等鈍化膜而成的基板。
將本發明的著色組成物直接或經由其他層而應用於基
板上。作為所應用的方法,較佳為塗佈,較佳為藉由旋轉塗佈、狹縫塗佈、流延塗佈、輥塗、棒塗、噴墨等塗佈方法來進行塗佈。
於塗佈步驟中,作為將本發明的著色組成物塗佈於基板上的方法,並無特別限定,但較佳為狹縫及旋轉(slit and spin)法、無旋轉(spinless)塗佈法等使用狹縫噴嘴的方法(以下,稱為狹縫噴嘴塗佈法)。
於狹縫噴嘴塗佈法中,狹縫及旋轉式塗佈法與無旋轉塗佈法的條件根據塗佈基板的大小而不同,例如當藉由無旋轉塗佈法來於第五代的玻璃基板(1100mm×1250mm)上進行塗佈時,著色組成物自狹縫噴嘴中的噴出量通常為500微升/秒~2000微升/秒,較佳為800微升/秒~1500微升/秒,另外,塗敷速度通常為50mm/秒~300mm/秒,較佳為100mm/秒~200mm/秒。
另外,作為塗佈步驟中所使用的著色組成物的固體成分,通常為10%~20%,較佳為13%~18%。
當藉由本發明的著色組成物而於基板上形成塗佈膜時,作為該塗佈膜的厚度(預烘烤處理後),通常為0.3μm~5.0μm,理想的是0.5μm~4.0μm,最理想的是0.5μm~3.0μm。
另外,若為固體攝像元件用的彩色濾光片的情況,則塗佈膜的厚度(預烘烤處理後)較佳為0.5μm~5.0μm的範圍。
於應用步驟中,通常於應用後實施預烘烤處理。視需要,亦可於預烘烤前實施真空處理。關於真空乾燥的條件,真空度通常為0.1torr~1.0torr,較佳為0.2torr~0.5torr左右。
另外,預烘烤處理可使用加熱板、烘箱等,於50℃~140℃的溫度範圍內,較佳為70℃~110℃左右,以10秒~300秒的條件進行。再者,於預烘烤處理中亦可併用高頻處理等。高頻處理亦可單獨使用。
作為預烘烤的條件,可列舉使用加熱板或烘箱,於70℃~130℃下加熱0.5分鐘~15分鐘左右的條件。
另外,藉由著色組成物所形成的著色組成物層的厚度是對應於目的而適宜選擇。於液晶顯示裝置用彩色濾光片中,較佳為0.2μm~5.0μm的範圍,更佳為1.0μm~4.0μm的範圍,最佳為1.5μm~3.5μm的範圍。另外,於固體攝像元件用彩色濾光片中,較佳為0.2μm~5.0μm的範圍,更佳為0.3μm~2.5μm的範圍,最佳為0.3μm~1.5μm的範圍。
再者,著色組成物層的厚度是預烘烤後的膜厚。
-步驟(B)-
繼而,於本發明的彩色濾光片的製造方法中,針對以所述方式形成於基板上的包含著色組成物的膜(著色組成物層),隔著例如光罩來進行曝光。作為可應用於曝光的光或放射線,較佳為g射線、h射線、i射線、j射線、KrF光、ArF光,特佳為i射線。當將i射線用於照射光時,較佳為以100mJ/cm2~10000mJ/cm2的曝光量進行照射。
另外,作為其他曝光光線,亦可使用超高壓、高壓、中壓、低壓的各水銀燈,化學燈,碳弧燈,氙燈,金屬鹵化物燈,
可見及紫外的各種雷射光源,螢光燈,鎢燈,太陽光等。
使用雷射光源的曝光步驟
於使用雷射光源的曝光方式中,使用紫外光雷射作為光源。
照射光較佳為波長為300nm~380nm的範圍的紫外光雷射,就與抗蝕劑的感光波長一致這一點而言,更佳為波長為300nm~360nm的範圍的紫外光雷射。具體而言,尤其可適宜地使用輸出功率大、且比較廉價的固體雷射的Nd:YAG雷射的第三諧波(355nm),或者準分子雷射的XeCl(308nm)、XeF(353nm)。
被曝光物(圖案)的曝光量為1mJ/cm2~100mJ/cm2的範圍,更佳為1mJ/cm2~50mJ/cm2的範圍。若曝光量為該範圍,則就圖案形成的生產性的觀點而言較佳。
曝光裝置並無特別限制,作為市售的曝光裝置,可使用卡利斯托(Callisto)(V科技(V-Technology)股份有限公司製造)、或EGIS(V科技股份有限公司製造)、或DF2200G(大日本網屏(Dainippon Screen)(股份)製造)等。另外,亦可適宜使用所述以外的裝置。
當製造液晶顯示裝置用的彩色濾光片時,可較佳地採用藉由接近式曝光機、鏡面投影式曝光機,並主要使用h射線、i射線的曝光。另外,當製造固體攝像元件用的彩色濾光片時,較佳為藉由步進式曝光機,並主要使用i射線。再者,當使用TFT式液晶驅動用基板製造彩色濾光片時,所使用的光罩使用如下的光罩:除設置有用以形成畫素(著色圖案)的圖案以外,亦設置有用以
形成通孔或字型的凹部的圖案。
以所述方式進行了曝光的著色組成物層可進行加熱。
另外,為了抑制著色組成物層中的色材的氧化褪色,可於反應室內一面流入氮氣一面進行曝光。
繼而,利用顯影液對曝光後的著色組成物層進行顯影。藉此,可形成負型或正型的著色圖案(抗蝕劑圖案)。於顯影步驟中,使曝光後的塗佈膜的未硬化部溶出至顯影液中,而僅使硬化部分殘存於基板上。
顯影液只要是一方面溶解未硬化部中的著色組成物的塗佈膜(著色組成物層),另一方面不溶解硬化部者,則可使用任何顯影液。例如,可使用各種有機溶劑的組合或鹼性水溶液。
作為用於顯影的有機溶劑,可列舉於製備本發明的著色組成物時可使用的已述的溶劑。
作為鹼性水溶液,例如可列舉使氫氧化四乙基銨、氫氧化四丙基銨、氫氧化四丁基銨、氫氧化三甲基苄基銨、氫氧化苄基三甲基銨、氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉、碳酸氫鈉、矽酸鈉、偏矽酸鈉、氨水、乙胺、二乙胺、二甲基乙醇胺、氫氧化四甲基銨、氫氧化四乙基銨、膽鹼、吡咯、哌啶、1,8-二氮雜雙環-[5.4.0]-7-十一烯等鹼性化合物以濃度變成0.001質量%~10質量%,較佳為變成0.01質量%~1質量%的方式溶解而成的鹼性水溶液。當顯影液為鹼性水溶液時,鹼濃度以較佳為pH變成11~13,更佳為pH變成11.5~12.5的方式調整為宜。
於鹼性水溶液中,例如亦可適量添加甲醇、乙醇等水溶性有機溶劑或界面活性劑等。
作為顯影溫度,通常為20℃~30℃,顯影時間為20秒~90秒。
顯影可為浸漬方式、噴淋方式、噴霧方式等任一種,亦可與搖盪方式、旋轉方式、超音波方式等進行組合。亦可於接觸顯影液之前,事先利用水等潤濕被顯影面來防止顯影不均。另外,亦可使基板傾斜來進行顯影。
另外,當製造固體攝像元件用的彩色濾光片時,亦可利用覆液式顯影。
顯影處理後,經過將剩餘的顯影液清洗去除的淋洗處理,於實施乾燥後,為了實現完全硬化,而實施加熱處理(後烘烤)。
淋洗處理通常利用純水來進行,但為了節省液體,亦可採用如下的方法:於最終清洗時使用純水,於清洗初期使用已使用過的純水,或者使基板傾斜來進行清洗,或者併用超音波照射。
淋洗處理後,進行脫水、乾燥,然後通常進行約200℃~250℃的加熱處理。可使用加熱板或對流烘箱(熱風循環式乾燥機)、高頻加熱機等加熱裝置,以成為所述條件的方式,藉由連續式或分批式對顯影後的塗佈膜進行該加熱處理(後烘烤)。
藉由結合所期望的色相數,依次對每種顏色重複進行以上的各步驟,可製作形成著色有多種顏色的硬化膜(著色圖案)
而成的彩色濾光片。
本發明的彩色濾光片因對比度高、色濃度不均小、顏色特性良好,故可適宜地用於固體攝像元件或液晶顯示元件。
-步驟(C)-
於本發明的彩色濾光片的製造方法中,尤其亦可對使用著色組成物所形成的著色圖案(畫素)進行利用紫外線照射的後曝光。
-步驟(D)-
較佳為對進行了如上所述的利用紫外線照射的後曝光的著色圖案,進而進行加熱處理。藉由對所形成的著色圖案進行加熱處理(所謂的後烘烤處理),可使著色圖案進一步硬化。該加熱處理可藉由例如加熱板、各種加熱器、烘箱等來進行。
作為加熱處理時的溫度,較佳為100℃~300℃,更佳為150℃~250℃。另外,加熱時間較佳為10分鐘~120分鐘左右。
以所述方式獲得的著色圖案構成彩色濾光片中的畫素。於製作具有多種色相的畫素的彩色濾光片時,只要結合所期望的色數而重複所述步驟(A)、步驟(B)、及視需要的步驟(C)或步驟(D)即可。
再者,可於每種單色的著色組成物層的形成、曝光、顯影結束(每次1種顏色)後,進行所述步驟(C)及/或步驟(D),亦可於所有所期望的色數的著色組成物層的形成、曝光、顯影結束後,一次性地進行所述步驟(C)及/或步驟(D)。
另外,本發明的著色組成物亦可應用於包括乾式蝕刻步
驟的彩色濾光片的製造方法。作為此種製造方法的一例,可列舉包括如下步驟的製造方法:使用本發明的著色組成物來形成著色層的步驟、於所述著色層上形成光阻劑層的步驟、藉由進行曝光及顯影來將所述光阻劑層加以圖案化而獲得抗蝕劑圖案的步驟、以及將所述抗蝕劑圖案作為蝕刻遮罩來對所述著色層進行乾式蝕刻的步驟。當用於包括乾式蝕刻步驟的彩色濾光片的製造方法時,本發明的著色組成物可為光硬化性組成物,亦可為熱硬化性組成物。於為熱硬化性組成物的情況下,可使用熱硬化劑,作為熱硬化劑,較佳為1分子內具有2個以上的環氧基的化合物。
藉由本發明的彩色濾光片的製造方法所獲得的彩色濾光片(本發明的彩色濾光片)因使用本發明的著色組成物,故色相及對比度優異。
本發明的彩色濾光片可用於液晶顯示元件或固體攝像元件,特別適合液晶顯示裝置的用途。當用於液晶顯示裝置時,將三芳基甲烷染料用作著色劑,一面達成良好的色相,一面可進行分光特性及對比度優異的圖像的顯示。
作為本發明的著色組成物的用途,於所述中主要以彩色濾光片的著色圖案的形成用途為中心進行了說明,但亦可應用於將構成彩色濾光片的著色圖案(畫素)隔離的黑色矩陣的形成。
基板上的黑色矩陣可藉由如下方式來形成:使用含有碳黑、鈦黑等黑色顏料的加工顏料的著色組成物,經過塗佈、曝光、及顯影的各步驟後,視需要進行後烘烤。
[圖像顯示裝置(液晶顯示裝置)]
本發明的液晶顯示元件及固體攝像元件具備本發明的彩色濾光片。更具體而言,例如,於彩色濾光片的內表面側形成配向膜,使其與電極基板對向,並於間隙部充滿液晶來進行密封,藉此可獲得作為本發明的液晶顯示元件的面板。另外,例如於光接收元件上形成彩色濾光片,藉此可獲得本發明的固體攝像元件。
關於液晶顯示裝置的定義或各顯示裝置的詳細情況,於例如「電子顯示元件(佐佐木 昭夫著,工業調查會(Kogyo Chosakai Publishing)(股份)1990年發行)」、「顯示元件(伊吹 順章著,產業圖書(Sangyo Tosho)(股份)1989年發行)」等中有記載。另外,關於液晶顯示裝置,於例如「下一代液晶顯示器技術(內田 龍男編輯,工業調查會(股份)1994年發行)」中有記載。可應用本發明的液晶顯示裝置並無特別限制,例如可應用於所述「下一代液晶顯示器技術」中所記載的各種方式的液晶顯示裝置。
其中,本發明的彩色濾光片尤其對於彩色TFT式的液晶顯示裝置有效。關於彩色TFT式的液晶顯示裝置,於例如「彩色TFT液晶顯示器(共立出版(股份)1996年發行)」中有記載。進而,本發明亦可應用於共面切換(In-Plane Switching,IPS)等橫向電場驅動方式、多象限垂直配向(Multi-Domain Vertical Alignment,MVA)等畫素分割方式等的視角被擴大的液晶顯示裝置,或者超扭轉向列(Super Twisted Nematic,STN)、扭轉向列(Twisted Nematic,TN)、垂直配向(Vertical Alignment,VA)、
光學補償傾斜(Optically Compensated Splay,OCS)、邊緣場切換(Fringe Field Switching,FFS)、以及反射光學補償彎曲(Reflective Optically Compensated Bend,R-OCB)等。
另外,本發明的彩色濾光片亦可供於明亮且高精細的彩色濾光片陣列(Color-filter On Array,COA)方式。
若將本發明的彩色濾光片用於液晶顯示元件,則當與先前公知的冷陰極管的三波長管組合時可實現高對比度,進而,藉由將紅、緑、藍的發光二極體(Light Emitting Diode,LED)光源(RGB-LED)作為背光源,可提供亮度高、色純度高且顏色再現性良好的液晶顯示裝置。
[固體攝像元件]
本發明的著色組成物亦可較佳地用作固體攝像元件用途。作為固體攝像元件的構成,只要是具備使用本發明的著色組成物所製造的彩色濾光片的構成,且為作為固體攝像元件發揮功能的構成,則並無特別限定,例如可列舉如下的構成。
該構成如下:於支撐體上具有構成固體攝像元件(CCD影像感測器、CMOS影像感測器等)的受光區域的多個光二極體、及包含多晶矽等的轉移電極,於所述光二極體及所述轉移電極上具有僅對光二極體的受光部開口的包含鎢等的遮光膜,於遮光膜上具有以覆蓋遮光膜的整個面、及光二極體受光部的方式形成的包含氮化矽等的元件保護膜,於所述元件保護膜上具有本發明的固體攝像元件用彩色濾光片。
進而,亦可為如下的構成等:於所述元件保護層上、且於彩色濾光片下(靠近支撐體之側)具有聚光裝置(例如微透鏡等。以下相同)的構成,或者於彩色濾光片上具有聚光裝置的構成。
[實施例]
以下,列舉實施例來更具體地說明本發明。只要不脫離本發明的主旨,則以下的實施例中所示的材料、使用量、比例、處理內容、處理程序等可適宜變更。因此,本發明的範圍並不限定於以下所示的具體例。再者,只要事先無特別說明,則「%」及「份」為質量基準。
<合成例1>
(化合物1-9(三芳基甲烷染料(I-9))的合成)
化合物1-9根據以下的途徑來合成。
[化92]
(合成中間物(化合物3)的合成)
使化合物1(1-萘基胺)17.0g(118.8mmol)與1,2-環氧環己烷11.65g(118.7mmol)溶解於六氟異丙醇50mL中後,進行5小時加熱回流。確認反應結束後,藉由乙酸乙酯50mL及水、食鹽水而將目標物萃取至有機層中並進行清洗後,進行濃縮。利用己烷使該粗產物溶解、再結晶後,進行過濾,藉此獲得19.2g的化合物3(產率為67%)。
(合成中間物(化合物4)的合成)
使化合物3(2.4g(10mmol))、及三乙胺1.5g(15mmol)溶解於四氫呋喃(Tetrahydrofuran,THF)10mL中。將該溶液冷卻至0℃後滴加甲基丙烯醯氯1.15g(11mol)。確認反應完成後,藉由乙酸乙酯20mL及水、食鹽水而將目標物萃取至有機層中並進行清洗後,進行濃縮。藉由管柱層析法來對該粗產物進行精製,藉此獲得1.8g的化合物4(產率為58%)。
(化合物1-9單體的合成)
使化合物4(1.9g(5.8mmol))、化合物5(1.8g(5.8mmol))、***1.0g(6.4mmol)溶解於甲苯6mL中,增溫至90℃後攪拌1小時。確認反應結束後,向該溶液中添加乙酸乙酯10mL,重複3次將目標物作為上清液而取出的操作,而將化合物6作為乙酸乙酯溶液而取出。向該溶液中添加另行製備的雙三氟甲烷磺醯亞胺鋰鹽2.0g(7.0mmol)的甲醇20mL溶液。確認鹽交換反應完成後,添加水50mL,將化合物萃取至乙酸乙酯層中並進行濃縮後,藉由管柱層析法來進行精製,藉此獲得目標化合物1-9單體1.7g(33%)。
1H核磁共振(Nuclear Magnetic Resonance,NMR)(CHCl3):1.25(m,16H),1.8(s,3H),3.6(t,8H),3.75(bs,1H),5.2(dt,1H),5.55(s,1H),6.1(s,1H),6.2(d,1H),6.75(d,4H),7.2-7.5(m,9H),7.8(d,1H)
<化合物(I-9)的合成>
於氮氣環境下,添加甲基乙基酮30g並加熱至70℃。歷時3小時將化合物1-9單體17.9g及AIBN(0.16g)的甲基乙基酮20mL溶液滴加至該溶液中。滴加結束後攪拌15小時,對甲基乙基酮進行濃縮後,將反應液投入至己烷中。對所獲得的個體進行乾燥固化,藉此獲得化合物(I-9)17.0g。
<化合物(I-21)(三芳基甲烷染料(I-21))的合成>
除將所述化合物1-9單體17.9g變更成化合物1-9單體12.6g、甲基丙烯酸0.26g、甲基丙烯酸環己酯0.50g以外,以相同方式獲得化合物(I-21)13.0g。
<實施例1>
(著色組成物(塗佈液)的製備)
<組成>
三芳基甲烷染料(I-1):下述結構的化合物
[化93]
聚合性化合物(T-1):卡亞拉得(Kayarad)DPHA(日本化藥(股份)製造,二季戊四醇五丙烯酸酯與二季戊四醇六丙烯酸酯的混合物)
鹼可溶性黏合劑(U-1):甲基丙烯酸苄酯/甲基丙烯酸(85/15)[質量比]共聚物(重量平均分子量:12,000)的丙二醇單甲醚乙酸酯溶液(固體成分為40.0質量%)、酸值(100mgKOH/g)
光聚合起始劑(V-3):下述結構的肟系化合物
溶劑(X-1):丙二醇單甲醚乙酸酯
溶劑(X-2):3-乙氧基丙酸乙酯
界面活性劑(Z-1):美佳法(Megafac)F781-F(大日本油墨化學工業(股份)製造)
<實施例2~實施例27>
除將三芳基甲烷染料(I-1)變更成下述(I-2)~下述(I-21)及下述(I-101)~下述(I-106)以外,與實施例1同樣地製備著色組成物。
[化95]
[化96]
<實施例28>
除將實施例1中所使用的鹼可溶性黏合劑(U-1)變更成以下的鹼可溶性黏合劑(U-1-1)以外,與實施例1同樣地製備著色組成物。
鹼可溶性黏合劑(U-1-1):甲基丙烯酸苄酯/甲基丙烯酸/甲基丙烯酸烯丙酯(20/60/20)[質量比]共聚物(重量平均分子量:20,000)的丙二醇單甲醚乙酸酯溶液(固體成分為40.0質量%)、酸值(250mgKOH/g)
<實施例29>
除將實施例1中所使用的鹼可溶性黏合劑(U-1)變更成以下的鹼可溶性黏合劑(U-2-1)以外,與實施例1同樣地製備著色組成物。
鹼可溶性黏合劑(U-2-1):GMA-MAA/甲基丙烯酸/甲基丙烯酸環己酯(26/38/36)[質量比]共聚物(重量平均分子量:3,000)的丙二醇單甲醚乙酸酯溶液(固體成分為40.0質量%)、酸值(125mgKOH/g)
再者,GMA-MAA表示以下的結構。
<實施例30>
除將實施例1中所使用的鹼可溶性黏合劑(U-1)變更成以下的鹼可溶性黏合劑(U-1-2)以外,與實施例1同樣地製備著色組成物。
鹼可溶性黏合劑(U-1-2):甲基丙烯酸苄酯/甲基丙烯酸/甲基丙烯酸烯丙酯/N-苯基順丁烯二醯亞胺(15/20/30/35)[質量比]共聚物(重量平均分子量:20,000)的丙二醇單甲醚乙酸酯溶液(固
體成分為40.0質量%)、酸值(110mgKOH/g)
<比較例1>
除將三芳基甲烷染料變更成WO2010-123071號公報的實施例2中所記載的下述比較化合物1以外,與實施例1同樣地製備著色組成物。
比較化合物1
<比較例2>
除將三芳基甲烷染料變更成下述比較化合物2以外,與實施例1同樣地製備著色組成物。
比較化合物2:(東京化成工業公司製造,製品名為鹼性藍7)
[化99]
<利用著色組成物的著色膜的製作>
以於600nm~700nm中的最大吸光度變成1.5~2.0的方式,將以上所獲得的著色組成物塗佈於100mm×100mm的玻璃基板(1737,康寧公司製造)上,並於100℃的烘箱中乾燥180秒,而於基板上製作著色膜。
對以上所獲得的著色膜進行下述的評價。
<耐熱性>
針對所述著色膜,於230℃下加熱40分鐘後,測定色度變化,即△Eab值。△Eab值根據加熱前後的UV-Vis光譜來算出。△Eab值小表示耐熱性優異。
<耐溶劑性(色度差)>
使於230℃下進行了20分鐘加熱的所述著色膜在25℃的N-甲基吡咯啶酮(N-Methyl pyrrolidone,NMP)中浸積10分鐘,測定浸漬前後的色度,並算出顏色變化的指標△Eab。△Eab值根據加熱前後的UV-Vis光譜來算出。再者,當△Eab的值為3以下時,設為色相變化少、且具有優異的耐溶劑性者。
<電壓保持率>
將著色組成物以乾燥後的膜厚變成2.0μm的方式塗佈於帶有ITO電極的玻璃基板(商品名:1737康寧公司製造)上,並於90℃的烘箱中進行60秒乾燥(預烘烤)。其後,不隔著遮罩而進行100mJ/cm2的曝光(照度為20mW/cm2),然後利用鹼性顯影液(商品名:CDK-1,富士軟片電子材料(Fujifilm Electronic Materials)(股份)製造)的1%水溶液於25℃下進行顯影,於230℃的烘箱中對進行水洗、乾燥後的塗佈膜進行30分鐘加熱處理(後烘烤),而形成著色硬化膜。繼而,利用混合有5μm的玻璃珠的密封劑將形成有該著色硬化膜的基板與僅將ITO電極蒸鍍成規定形狀的基板貼合後,向基板間注入默克(Merck)製造的液晶MJ971189(商品名),而製作液晶單元。
繼而,將液晶單元放入至70℃的恆溫層中48小時後,利用東陽特克尼卡(TOYO Corporation)製造的液晶電壓保持率測定系統VHR-1A型(商品名),藉由下述的測定條件來測定液晶單元的電壓保持率,並藉由下述基準中所示的分數來進行評價。分數越高,電壓保持率越良好。
測定條件
.電極間距離:5μm~15μm
.施加電壓脈衝振幅:5V
.施加電壓脈衝頻率:60Hz
.施加電壓脈衝寬度:16.67msec
*電壓保持率:16.7毫秒後的液晶單元電位差/於0毫秒內施加
的電壓的值
*判定法
90%以上:5
85%以上、未滿90%:4
80%以上、未滿85%:3
75%以上、未滿80%:2
未滿75%:1
根據所述結果,可知於本發明中,可提供耐熱性、耐溶劑性及電壓保持率優異的著色組成物。
另一方面,可知於比較例的著色組成物中,耐熱性、耐溶劑性及電壓保持率並不良好。
<著色劑D-40的合成>
於氮氣氣流下,使三芳基甲烷化合物(所述化合物D-30與抗衡陰離子X-1的鹽,2.3質量份)、甲基丙烯酸(0.35質量份)、甲基丙烯酸環己酯(0.35質量份)、十二基硫醇(0.11質量份)、丙二醇單甲醚乙酸酯(7質量份)的混合溶液在75℃下溶解。
繼而,添加熱聚合起始劑(V-601,和光純藥工業製造,0.07質量份),並進行2小時反應。進而,每隔2小時添加0.07質量份的熱聚合起始劑2次,並合計進行6小時反應。
反應後,添加己烷(30質量份),使具有三芳基甲烷結構的聚合物析出,並進行濾取。
所獲得的聚合物的合成上的添加分子量為5,400。圖1表示著色劑D-40的吸收光譜。使著色劑D-40(1mg)溶解於100mL的乙酸乙酯中,並藉由紫外.可見分光光度計來測定吸收光譜。
<著色劑D-46的合成>
於氮氣氣流下,使三芳基甲烷化合物(所述化合物D-30與抗衡陰離子X-1的鹽,2.1質量份)、二季戊四醇六(3-巰基丙酸酯)(T-3,0.48質量份)、丙二醇單甲醚乙酸酯(7質量份)的混合溶液在75℃下溶解。
繼而,添加熱聚合起始劑(V-601,和光純藥工業製造,0.1質量份),並進行2小時反應。進而,添加熱聚合起始劑(0.1質
量份),並進行2小時反應(合計為4小時)。繼而,添加甲基丙烯酸(0.45質量份)、甲基丙烯酸環己酯(0.45質量份)、熱聚合起始劑(V-601,0.1質量份)並進行2小時反應。進而,添加熱聚合起始劑(V-601,0.1質量份)並進行2小時反應。
向反應液中添加己烷(30質量份),使含有三芳基甲烷的聚合物析出,並進行濾取。根據添加比率,推測針對六官能的巰基,平均4個三芳基甲烷結構進行加成,且自剩餘的2個進行甲基丙烯酸與甲基丙烯酸環己酯的共聚。
所獲得的聚合物的合成上的添加分子量為6,500。
<著色劑D-51的合成>
於氮氣氣流下,使三芳基甲烷化合物(所述化合物D-30與氯原子的鹽,1.7質量份)、甲基丙烯酸(0.35質量份)、甲基丙烯酸環己酯(0.35質量份)、十二基硫醇(0.11質量份)、丙二醇單甲醚(7質量份)的混合溶液在75℃下溶解。
繼而,添加熱聚合起始劑(V-601和光純藥工業製造0.07質量份),並進行2小時反應。進而,每隔2小時添加0.07質量份的熱聚合起始劑2次,並合計進行6小時反應。
向反應液中添加抗衡鹽(counter salt)結構(X-4的鉀鹽,0.7質量份)、甲氧基對苯二酚(0.2質量份)、丙二醇單甲醚(3質量份),並於75℃下攪拌1小時,將氯原子交換成X-4結構。
其後,添加己烷(30質量份),使包含染料結構的聚合物析出,並進行濾取。
所獲得的聚合物的合成上的添加分子量為5,600。
下述表示三芳基甲烷重複單元的結構、抗衡鹽結構、其他重複單元的結構、鏈轉移劑的結構的組合。著色劑D-41~著色劑D-50、著色劑D-52~著色劑D-59的合成根據D-40的方法來實施。
另外,圖2表示著色劑D-48的吸收光譜。使著色劑D-48(1mg)溶解於100mL的乙酸乙酯中,並藉由紫外.可見分光光度計來測定吸收光譜。
<著色層A>
<<著色組成物的製備>>
組成1
將下述成分混合。
組成2
對組成1添加下述化合物來作為組成2。
雙(三氟甲磺醯基)醯亞胺鋰 0.4質量份
組成3
對組成2添加下述化合物來作為組成3。
單線態氧猝滅劑AO-60(艾迪科(ADEKA)公司製造)0.3質量份
.聚合性化合物(T-1):所述聚合性化合物(T-1)
.界面活性劑(Z-1):所述界面活性劑(Z-1)
.溶劑(X-1):所述溶劑(X-1)
.溶劑(X-3):(甲基乙基二甘醇(Methyl Ethyl Diglycol,MEDG)日本乳化劑股份有限公司製造)
.鹼可溶性黏合劑(U-2):甲基丙烯酸烯丙酯/甲基丙烯酸
(77/23)「質量比」共聚物(重量平均分子量為37,000,酸值為137mgKOH/g)
.光聚合起始劑(V-4):豔佳固(IRGACURE)OXE-02(日本巴斯夫(BASF Japan))
.硬化促進劑(V-5):卡倫茲(Karenz)MTBD-1(昭和電工股份有限公司)
.AO-60:艾迪科斯塔波(Adekastab)AO-60(艾迪科製造)
<<著色層A的形成>>
利用旋塗法將以上所製備的著色組成物塗佈於玻璃(#1737;康寧公司製造)基板上後,於室溫下進行30分鐘乾燥,藉此使揮發成分揮發。對該著色層照射不隔著光罩的全面曝光的i射線(波長365nm),而形成潛像。i射線的光源使用超高壓水銀燈,設為平行光後進行照射。此時,將照射光量設為40mJ/cm2。繼而,使用碳酸鈉/碳酸氫鈉的水溶液(濃度為2.4%),於26℃下對形成有該潛像的著色層進行45秒顯影,繼而,利用流水淋洗20秒後,利用噴霧進行乾燥。於潔淨烘箱中對乾燥後的膜進行230℃×20分鐘煅燒,而獲得著色層A。
<<著色層B的形成>>
除將20μm、L&S圖案的光罩用於著色層的曝光以外,藉由與著色層A相同的製作程序來獲得著色層B。
-評價-
<耐熱性>
算出著色層A的透過光譜、與對著色層A追加進行230℃×60分鐘煅燒時的透過光譜的色差△E*ab。
<耐ITO性>
使用濺鍍裝置(愛發科(ULVAC)(股份)製造的SIH-3030),於氧流量為2sccm、Ar流量為84sccm、濺鍍溫度為230℃的環境中,以ITO的膜厚變成1500埃的方式對著色層A實施直流(Direct Current,DC)濺鍍。算出完成濺鍍的帶有ITO的著色層A的透過光譜、與對帶有ITO的著色層A追加進行230℃×60分鐘煅燒時的透過光譜的色差△E*ab。
<耐光性>
算出以上所獲得的著色層A的透過光譜、與利用氙衰減儀(Xenon Fade Meter)(須賀試驗機(Suga Test Instruments)(股份)製造的XL-75)以照度390W/m2對著色層A照射48小時後的著色層A的透過光譜的色差△E*ab。
<耐溶劑性>
與所述耐溶劑性同樣地進行評價。
<電壓保持率>
與所述電壓保持率同樣地進行評價。
<圖案形成性>
利用掃描型電子顯微鏡對著色層B中所獲得的畫素形成層的剖面進行觀察,並根據所拍攝的圖像評價畫素形成部的錐角(與非圖像部的邊界的抗蝕劑圖案的傾斜角)。
A:錐角30°~40°
B:錐角20°以上、未滿30°,或超過40°、且50°以下
C:錐角未滿20°或超過50°
所述表中,PB15:6、PV23、Dye001、Dye002、Dye003表示以下的化合物。
P1:PB15:6(C.I.顏料藍15:6)
P2:PV23(C.I.顏料紫23)
Dye001(二苯并哌喃染料,下述結構)
Dye002(二吡咯亞甲基金屬錯化合物,下述結構)
Dye003(蒽醌染料,下述結構)
[化100]
根據所述結果,可知於本發明中,可提供耐熱性、耐溶劑性及電壓保持率優異的著色組成物。另外,可知可提供耐ITO性、耐光性及圖案形成性亦優異的著色組成物。
可知藉由將三芳基甲烷染料與作為其他著色劑的PB15:6及PV23的至少一者併用,耐性進一步提昇。另外,可知藉由將三芳基甲烷染料與作為其他著色劑的二苯并哌喃染料、二吡咯亞甲基金屬錯化合物或蒽醌染料併用,耐熱性進一步提昇。
可知藉由使著色組成物中含有雙(三氟甲磺醯基)醯亞胺鋰,耐熱性進一步提昇。另外,可知藉由使著色組成物中含有單線態氧猝滅劑,耐熱性進一步提昇。
於所述著色劑D-40的合成中,相對於三芳基甲烷重複單元1質量份,向混合溶液中添加雙(三氟甲磺醯基)醯亞胺鋰0.2質量份,並於40℃下攪拌1小時,除此以外,以與所述著色劑D-40的合成相同的方式使染料聚合物析出並進行濾取,於此情況下,醯亞胺抗衡鹽含率進一步提昇,且耐熱性進一步提昇。
於所述著色組成物的製備中,即便是於組成物的製備時不添加組成2中所使用的雙(三氟甲磺醯基)醯亞胺鋰,而於著色劑的合成時添加組成2中所使用的雙(三氟甲磺醯基)醯亞胺鋰的情況,亦
可獲得相同的效果。當將三芳基甲烷重複單元設為1莫耳時,追加的雙(三氟甲磺醯基)醯亞胺鋰的添加量較佳為0.1莫耳~2莫耳,更佳為0.3莫耳~0.8莫耳。
Claims (27)
- 一種著色組成物,其包括含有如下的重複單元與抗衡陰離子的著色劑、以及聚合性化合物,所述重複單元具有包含陽離子的三芳基甲烷結構,所述包含陽離子的三芳基甲烷結構由通式(TP1)及/或通式(TP2)表示;
- 如申請專利範圍第1項所述的著色組成物,其中所述抗衡 陰離子自選自氟陰離子、氯陰離子、溴陰離子、碘陰離子、氰化物離子、過氯酸根陰離子、硼酸鹽陰離子、PF6-及SbF6-中的至少1種,以及選自-SO3 -、-COO-、-PO4 -、由下述通式(A1)所表示的結構及由下述通式(A2)所表示的結構中的至少1種中選擇;通式(A1)
- 如申請專利範圍第1項或第2項所述的著色組成物,其中所述包含陽離子的三芳基甲烷結構由下述通式(TP3)表示;
- 如申請專利範圍第1項或第2項所述的著色組成物,其中具有包含陽離子的三芳基甲烷結構的所述重複單元由下述通式(TP3-1)表示;[化5]
- 如申請專利範圍第1項或第2項所述的著色組成物,其中具有包含陽離子的三芳基甲烷結構的所述重複單元由下述通式(TP3-2)表示;[化6]
- 如申請專利範圍第1項或第2項所述的著色組成物,其中具有包含陽離子的三芳基甲烷結構的所述重複單元由下述通式(TP4)或通式(TP5)表示;
- 如申請專利範圍第6項所述的著色組成物,其中於所述通式(TP4)中,Rtp31為甲基。
- 如申請專利範圍第1項或第2項所述的著色組成物,其中具有包含陽離子的三芳基甲烷結構的所述重複單元由下述通式(TP6)表示;
- 如申請專利範圍第8項所述的著色組成物,其中於所述通式(TP6)中,Rtp31為甲基。
- 如申請專利範圍第1項或第2項所述的著色組成物,其中所述抗衡陰離子為磺醯基醯亞胺陰離子、磺醯基甲基化物陰離子或磺酸根陰離子。
- 如申請專利範圍第1項或第2項所述的著色組成物,其更包括源自(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸酯及(甲基)丙烯醯胺的至少1種的重複單元。
- 如申請專利範圍第1項或第2項所述的著色組成物,其中所述抗衡陰離子包含於含有交聯性基的化合物中。
- 如申請專利範圍第1項或第2項所述的著色組成物,其中所述抗衡陰離子包含於所述重複單元中。
- 如申請專利範圍第1項或第2項所述的著色組成物,其更包括二苯并哌喃染料、二吡咯亞甲基金屬錯化合物、噁嗪顏料及酞菁顏料的至少1種。
- 一種著色組成物,其包括含有如下的重複單元與抗衡陰離子的著色劑、以及聚合性化合物,所述重複單元具有包含陽離子的三芳基甲烷結構,所述包含陽離子的三芳基甲烷結構由通式(TP1A)或通式(TP2A)表示;[化9]
- 如申請專利範圍第1項或第2項所述的著色組成物,其更包括光聚合起始劑。
- 如申請專利範圍第1項或第2項所述的著色組成物,其更包括雙(三氟甲磺醯基)醯亞胺鋰。
- 如申請專利範圍第1項或第2項所述的著色組成物,其用於形成彩色濾光片的著色層。
- 一種著色硬化膜,其是使如申請專利範圍第1項至第18 項中任一項所述的著色組成物硬化而形成。
- 一種彩色濾光片,其包括如申請專利範圍第19項所述的著色硬化膜。
- 一種彩色濾光片的製造方法,其包括:將如申請專利範圍第1項至第18項中任一項所述的著色組成物賦予至支撐體上來形成著色組成物層的步驟;將所述著色組成物層曝光成圖案狀的步驟;以及將未曝光部顯影去除而形成著色圖案的步驟。
- 一種彩色濾光片的製造方法,其包括:將如申請專利範圍第1項至第18項中任一項所述的著色組成物賦予至支撐體上來形成著色組成物層,並使其硬化而形成著色層的步驟;於所述著色層上形成光阻劑層的步驟;藉由進行曝光及顯影來將所述光阻劑層加以圖案化而獲得抗蝕劑圖案的步驟;或者將所述抗蝕劑圖案作為蝕刻遮罩來對所述著色層進行乾式蝕刻的步驟。
- 一種彩色濾光片,其藉由如申請專利範圍第21項或第22項所述的彩色濾光片的製造方法來製造。
- 一種固體攝像元件,其包括如申請專利範圍第20項所述的彩色濾光片、或者藉由如申請專利範圍第21項或第22項所述的彩色濾光片的製造方法所製作的彩色濾光片。
- 一種圖像顯示裝置,其包括如申請專利範圍第20項所述的彩色濾光片、或者藉由如申請專利範圍第21項或第22項所述的彩色濾光片的製造方法所製作的彩色濾光片。
- 一種化合物,其由下述通式(TP7)表示;
- 如申請專利範圍第26項所述的化合物,其由下述通式(TP8)表示;[化14]
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