TW201731968A - 化合物、著色組合物、濾色器和顯示裝置 - Google Patents
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Abstract
本發明的課題在於提供耐溶劑性優異的濾色器、包含其的顯示裝置、可提供它們的化合物、以及著色組合物。本發明的化合物由式(A-I)表示。□
Description
本發明涉及化合物及包含其的著色組合物。
在液晶顯示裝置、電致發光顯示裝置和等離子體顯示器等顯示裝置中使用的濾色器的製造中使用了著色組合物。作為這樣的著色組合物,已知有包含由下述式表示的化合物等的著色組合物。
專利文獻1:WO2012/053211號
專利文獻2:日本特開2015-38201號公報
就以往已知的上述化合物而言,吸光度、電壓保持率並不能充分滿足需要,另外由包含該化合物的著色組合物形成的濾色器有時不能充分滿足耐溶劑性。
本發明包含以下發明。
[1]由式(A-I)表示的化合物。
[式(A-I)中,R41~R44各自獨立地表示氫原子、碳數1~20的飽和烴基、可具有取代基的碳數6~20的芳香族烴基或可具有取代基的碳數7~30的芳烷基,該芳香族烴基和該芳烷基可具有的取代基可以是-SO3 -或-SO2-N--SO2-Rf,該碳數1~20的飽和烴基中,該飽和烴基中所含的氫原子可以被取代或未取代的胺基或鹵素原子取代,該飽和烴基的碳數為2~20的情況下,該飽和烴基中所含的亞甲基可被替換為氧原子或-CO-。不過,在該碳數2~20的飽和烴基中,鄰接的亞甲基不會同時被替換為氧原子,末端的亞甲基不會被替換為氧原子或-CO-。R41與R42可結合並與它們結合的氮原子一起形成環,R43與R44可結合並與它們結合的氮原子一起形成環。
R47~R54各自獨立地表示氫原子、鹵素原子、硝基、羥基、-SO3 -、-SO2-N--SO2-Rf、或碳數1~8的烷基,構成該烷基的亞甲基可以被替換為氧原子或-CO-,R48與R52可相互結合而形成-NH-、-S-、或-SO2-。不過,該烷基中,鄰接的亞甲基不會同時被替換為氧原子,末端的亞甲基不
會被替換為氧原子或-CO-。
環T1表示碳數3~10的芳香族雜環,該芳香族雜環可具有碳數1~20的飽和烴基、取代或未取代的胺基或可具有取代基的碳數6~20的芳香族烴基。該芳香族烴基可具有的取代基可以為-SO3 -或-SO2-N--SO2-Rf。
Mr+表示氫離子、r價的金屬離子或者取代或未取代的銨離子。
k表示由式(A-I)表示的化合物具有的-SO3 -的個數和-SO2-N--SO2-Rf的個數之和。
r表示1以上的整數。
Rf表示碳數1~12的氟烷基。
不過,由式(A-I)表示的化合物具有至少1個-SO2-N--SO2-Rf。]
[2][1]所述的化合物,其中,Mr+為金屬離子。
[3][1]或[2]所述的化合物,其中,由上述T1所示的芳香族雜環是由下述式(A-t1)表示的環。
[式(A-t1)中,環T2表示碳數3~10的芳香族雜環。
R45和R46各自獨立地表示氫原子、可具有取代基的碳數1~20的飽和烴基、可具有取代基的碳數6~20的芳香族烴
基或可具有取代基的碳數7~30的芳烷基,該飽和烴基的碳數為2~20的情況下,該飽和烴基中所含的亞甲基可被替換為氧原子或-CO-。不過,該碳數2~20的飽和烴基中,鄰接的亞甲基不會同時被替換為氧原子,末端的亞甲基不會被替換為氧原子或-CO-。R45與R46可結合並與它們結合的氮原子一起形成環。
R55表示碳數1~20的飽和烴基、或可具有取代基的碳數6~20的芳香族烴基。
k1表示0或1。
*表示與碳陽離子的鍵合端。]
[4]著色組合物,其包含[1]~[3]中的任一項所述的化合物。
[5]由[4]所述的著色組合物形成的濾色器。
[6]顯示裝置,其包含[5]所述的濾色器。
本發明的化合物的吸光度、電壓保持率優異,採用包含該化合物的著色組合物,能夠形成耐溶劑性優異的濾色器。
本發明的化合物由式(A-I)表示。以下也將由式(A-I)表示的化合物稱為化合物(A-I)。本發明的化合物中也
包含其互變異構體、它們的鹽。
[式(A-I)中,R41~R44各自獨立地表示氫原子、碳數1~20的飽和烴基、可具有取代基的碳數6~20的芳香族烴基或可具有取代基的碳數7~30的芳烷基,該芳香族烴基和該芳烷基可具有的取代基可以是-SO3 -或-SO2-N--SO2-Rf,該碳數1~20的飽和烴基中,該飽和烴基中所含的氫原子可以被取代或未取代的胺基或鹵素原子取代,該飽和烴基的碳數為2~20的情況下,該飽和烴基中所含的亞甲基可被替換為氧原子或-CO-。不過,該碳數2~20的飽和烴基中,鄰接的亞甲基不會同時被替換為氧原子,末端的亞甲基不會被替換為氧原子或-CO-。R41與R42可結合並與它們結合的氮原子一起形成環,R43與R44可結合並與它們結合的氮原子一起形成環。
R47~R54各自獨立地表示氫原子、鹵素原子、硝基、羥基、-SO3 -、-SO2-N--SO2-Rf、或碳數1~8的烷基,構成該烷基的亞甲基可以被替換為氧原子或-CO-,R48與R52可相互結合而形成-NH-、-S-、或-SO2-。不過,該烷基中,
鄰接的亞甲基不會同時被替換為氧原子,末端的亞甲基不會被替換為氧原子或-CO-。
環T1表示碳數3~10的芳香族雜環,該芳香族雜環可具有碳數1~20的飽和烴基或可具有取代基的碳數6~20的芳香族烴基。該芳香族烴基可具有的取代基可以為-SO3 -或-SO2-N--SO2-Rf。
Mr+表示氫離子、r價的金屬離子或者取代或未取代的銨離子。
k表示由式(A-I)表示的化合物具有的-SO3 -的個數和-SO2-N--SO2-Rf的個數之和。
r表示1以上的整數。
Rf表示碳數1~12的氟烷基。
不過,由式(A-I)表示的化合物具有至少1個-SO2-N--SO2-Rf。]
由環T1表示的芳香族雜環可以是單環也可以是稠合環。由環T1表示的芳香族雜環的碳數為3~10,優選為3~8。另外,芳香族雜環優選為5~10元環,更優選為5~9元環。作為單環的芳香族雜環,例如可列舉出吡咯環、噁唑環、吡唑環、咪唑環、噻唑環等含氮原子的5元環;呋喃環、噻吩環等不含氮原子的5元環;吡啶環、嘧啶環、噠嗪環、吡嗪環等含氮原子的6元環等,作為稠合環的芳香族雜環,可列舉出吲哚環、苯并咪唑環、苯并噻唑環、喹啉環等含氮原子的稠合環;苯并呋喃環等不含氮原子的稠合環等。
作為環T1的芳香族雜環可具有的取代基,可列舉出鹵素原子、氰基、可具有取代基的碳數1~20的飽和烴基(優選地碳數1~20的烷基)、取代或未取代的胺基或可具有取代基的碳數6~20的芳香族烴基等,優選地,可列舉出碳數1~20的飽和烴基(優選地碳數1~20的烷基)、取代或未取代的胺基或可具有取代基的碳數6~20的芳香族烴基。
其中,作為環T1的芳香族雜環,優選含氮原子的芳香族雜環,更優選含氮原子的5元環的芳香族雜環。
另外,環T1更優選為由式(A-t1)表示的環。
[式(A-t1)中,環T2表示碳數3~10的芳香族雜環。
R45和R46各自獨立地表示氫原子、可具有取代基的碳數1~20的飽和烴基、可具有取代基的碳數6~20的芳香族烴基或可具有取代基的碳數7~30的芳烷基,該飽和烴基的碳數為2~20的情況下,該飽和烴基中所含的亞甲基可被替換為氧原子或-CO-。不過,該碳數2~20的飽和烴基中,鄰接的亞甲基不會同時被替換為氧原子,末端的亞甲基不會被替換為氧原子或-CO-。R45與R46可結合並與它們結合的氮原子一起形成環。
R55表示碳數1~20的飽和烴基、或可具有取代基的碳
數6~20的芳香族烴基。
k1表示0或1。
*表示與碳陽離子的鍵合端。]
作為環T2的芳香族雜環,可列舉出與環T1中例示的芳香族雜環同樣的環。
進而,環T1特別優選由式(A-t1-1)表示的環。
[式(A-t1-1)中,R56表示氫原子、碳數1~20的飽和烴基、或可具有取代基的碳數6~20的芳香族烴基。
X2表示氧原子、-N(R57)-或硫原子。
R57表示氫原子或碳數1~10的烷基。
R45和R46與上述同義。
*表示與碳陽離子的鍵合端。]
另外,環T1也優選為由式(A-t2)表示的環。
[式(A-t2)中,環T3表示具有氮原子的碳數3~10的芳香族雜環。
R58表示碳數1~20的飽和烴基、可具有取代基的碳數6~20的芳香族烴基、-SO3 -、或-SO2-N--SO2-Rf。
R59表示氫原子、可具有取代基的碳數1~20的飽和烴基、可具有取代基的碳數6~20的芳香族烴基或可具有取代基的碳數7~30的芳烷基。
k2表示0或1。
*表示與碳陽離子的鍵合端。]
環T1也更優選為由式(A-t2-1)表示的環。
[式(A-t2-1)中,R60表示氫原子、碳數1~20的飽和烴基、或可具有取代基的碳數6~20的芳香族烴基。
R61表示氫原子、-SO3 -、或-SO2-N--SO2-Rf。
R59與上述同義。
*表示與碳陽離子的鍵合端。]
由R41~R46、R55、R56和R58~R60表示的碳數1~20的飽和烴基可以是直鏈狀、分支鏈狀和環狀的任一個。作為直鏈狀或分支鏈狀的飽和烴基,可列舉出甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十二烷基、十六烷基、二十烷基等直鏈狀烷基;異丙基、異丁基、異戊基、新戊基、2-乙基己基等分支鏈狀烷
基等。該飽和烴基的碳數優選為1~10,更優選為1~8,進一步優選為1~6。
由R41~R46、R55、R56和R58~R60表示的環狀的飽和烴基可以為單環,也可為多環。作為該環狀的飽和烴基,可列舉出環丙基、環丁基、環戊基、環己基、金剛烷基等脂環式飽和烴基。該環狀的飽和烴基的碳數優選為3~10,更優選為6~10。
作為由R41~R46、R55、R56和R58~R60表示的飽和烴基的具體例,可列舉出由下述式表示的基團。下述式中,*表示鍵合端。
由R41~R46、R55、R56和R58~R60表示的飽和烴基可以被取代或未取代的胺基或鹵素原子取代。作為取代胺基,例如可列舉出二甲基胺基、二乙基胺基等烷基胺基。另外,作為鹵素原子,可列舉出氟、氯、溴、碘。另外,鹵素原子為氟原子的情況下,由R41~R46、R55、R56和R58~R60表示的被鹵素原子(氟原子)取代的飽和烴基優選為三氟甲基、五氟乙基、七氟丙基等全氟烷基。
作為具有取代基的碳數1~20的飽和烴基,例如可列舉出由下述式表示的基團。下述式中,*表示與氮原子等的
鍵合端。
作為由R47~R54表示的碳數1~8的烷基,可列舉出作為由R41表示的飽和烴基例示的直鏈狀或分支鏈狀的飽和烴基中的碳數1~8的基團。
另外,作為由R57表示的碳數1~10的烷基,可列舉出作為由R41表示的飽和烴基例示的直鏈狀或分支鏈狀的飽和烴基中的碳數1~10的基團。
由R41~R46表示的飽和烴基的碳數為2~20的情況下,該飽和烴基中所含的亞甲基可以被替換為氧原子或-CO-。不過,該碳數2~20的飽和烴基中,鄰接的亞甲基不會同時地被替換為氧原子,末端的亞甲基不會被替換為氧原子或-CO-。這種情況下,作為飽和烴基,優選直鏈狀或分支鏈狀的飽和烴基(即直鏈狀或分支鏈狀烷基),更優選直鏈狀的飽和烴基(即直鏈狀烷基)。亞甲基可被替換為氧原子或-CO-的飽和烴基的優選的碳數為2~10,更優選為2~8。另外亞甲基被替換為氧原子或-CO-時,末端與氧原子或-CO-之間、或者氧原子或-CO-與氧原子或-CO-之間的碳數為1以上,優選為1~5,更優選為2~3,進
一步優選為2。在飽和烴基的亞甲基被替換為氧原子或-CO-的基團中,例如包含烷氧基烷基;或(烷氧基烷氧基)烷基、(烷氧基烷氧基烷氧基)烷基、(烷氧基烷氧基烷氧基烷氧基)烷基、(烷氧基烷氧基烷氧基烷氧基烷氧基)烷基、(烷氧基烷氧基烷氧基烷氧基烷氧基烷氧基)烷基等多烷氧基烷基等,烷氧基單元的重複數例如為1~6,優選為1~4,更優選為1~2。在更優選的具體例中,可列舉出由下述式表示的基團。下述式中,*表示與氮原子的鍵合端。
另外,由R41~R46、R55、R56和R58~R60表示的可具有取代基的芳香族烴基的碳數優選為6~20,更優選為6~15,進一步優選為6~12。作為該芳香族烴基,可列舉出苯基、甲苯基、二甲苯基、萘基、蒽基、菲基、聯苯基、三聯苯基等,優選為苯基、萘基、甲苯基、二甲苯基,特別優選為苯基。另外,該芳香族烴基可具有1或2個以上的取代基。作為該取代基,可列舉出氟原子、氯原子、碘原
子、溴原子等鹵素原子;氯甲基、三氟甲基等碳數1~6的鹵代烷基;甲氧基、乙氧基等碳數1~6的烷氧基;羥基;胺磺醯基;甲基磺醯基等碳數1~6的烷基磺醯基;甲氧基羰基、乙氧基羰基等碳數1~6的烷氧基羰基;-SO3 -;-SO2-N--SO2-Rf等,可以為-SO3 -或-SO2-N--SO2-Rf。不過,-SO3 -或-SO2-N--SO2-Rf優選與芳香族烴基的芳香族烴環直接結合,即,將與芳香族烴環結合的氫原子取代。
作為可具有取代基的芳香族烴基的具體例,例如可列舉出由下述式表示的基團。下述式中,*表示與氮原子的鍵合端。
作為由R41~R46、R59表示的可具有取代基的芳烷基,可列舉出在作為上述芳香族烴基說明的基團上結合了亞甲基、亞乙基、亞丙基等碳數1~10(優選地碳數1~5)的亞烷基的基團等。該芳烷基的碳數優選為7~30,更優選為7~20,進一步優選為碳數7~17。
作為R41和R42結合並與它們結合的氮原子一起形成的環、R43和R44結合並與它們結合的氮原子一起形成的環、以及R45和R46結合並與它們結合的氮原子一起形成的環,可列舉出吡咯烷環、嗎啉環、哌啶環、哌嗪環等含氮非芳香族4~7元環,優選地,可列舉出吡咯烷環、哌啶環等只具有1個氮原子作為雜原子的4~7元環。
作為R58,優選碳數1~20的飽和烴基、或可具有取代基的碳數6~20的芳香族烴基。
其中,作為R41~R44、R55、R56、R58~R60,優選碳數1~20的飽和烴基或可具有取代基的芳香族烴基,各自獨立地,更優選為碳數1~8的飽和烴基或由下述式表示的芳香族烴基。R55、R56、R58~R60進一步優選為由下述式表示的芳香族烴基。下述式中,*表示與氮原子的鍵合端。
R45~R46優選各自獨立地為碳數1~20的飽和烴基、構成碳數2~20的烷基的亞甲基被替換為氧原子或-CO-的基團、或可具有取代基的芳香族烴基,或者R45與R46結合並與它們結合的氮原子一起形成環。R45~R46更優選各自獨立地為碳數1~8的飽和烴基、烷氧基烷基、或由下述式表示的芳香族烴基,或者R45與R46結合而形成只具有1個氮原子作為雜原子的4~7元環,進一步優選各自獨立地為碳數1~8的飽和烴基、烷氧基烷基、或由下述式表示的芳香族烴基。下述式中,*表示與氮原子的鍵合端。
另外,作為由R47~R54表示的碳數1~8的烷基,可列舉出作為由R41表示的飽和烴基例示的直鏈狀或分支鏈狀的飽和烴基中的碳數1~8的基團。另外,作為由R47~R54表示的構成碳數2~8的烷基的亞甲基被替換為氧原子或-CO-的基團(不過,該烷基中,鄰接的亞甲基不會同時被替換為氧原子,末端的亞甲基不會被替換為氧原子或-CO-),可列舉出從由上述R41~R46表示的構成碳數2~20的烷基的亞甲基被替換為氧原子或-CO-的基團中選擇的碳數8以下的基團。作為由R47~R54表示的碳數1~8的
烷基,更優選地,可列舉出由下述式表示的基團。下述式中,*表示與碳原子的鍵合端。
R47~R54,從合成的容易性的方面出發,優選各自獨立地為氫原子、鹵素原子或碳數1~8的烷基,更優選各自獨立地為氫原子、甲基、氟原子或氯原子。
另外,作為R57,優選氫原子或碳數1~5的烷基。
作為R61,優選氫原子。
作為由Mr+表示的r價的金屬離子,可列舉出鋰離子、鈉離子、鉀離子等鹼金屬離子;鈹離子、鎂離子、鈣離子、鍶離子、鋇離子等鹼土類金屬離子;鈦離子、鋯離子、鉻離子、錳離子、鐵離子、鈷離子、鎳離子、銅離子等過渡金屬離子;鋅離子、鎘離子、鋁離子、銦離子、錫離子、鉛離子、鉍離子等典型金屬離子等。r為1以上,優選為2以上,優選為5以下,更優選為4以下,進一步優選為3以下。另外,作為由Mr+表示的取代或未取代的銨離子,可列舉出四烷基銨離子等季銨離子。
作為Mr+,從電壓保持率的觀點出發,優選r價的金屬離子,更優選鹼土類金屬離子、典型金屬離子等,進一步
優選鎂離子、鋇離子、鋅離子。作為Mr+,從吸光度的方面出發,優選氫離子或鹼金屬離子,更優選氫離子。
式(A-I)中,Mr+的個數成為比由式(A-I)表示的化合物具有的-SO3 -的個數和-SO2-N--SO2-Rf的個數之和(k)少1個的數。因此,化合物(A-I)成為價數為0、即電中性的化合物。具有-SO3 -的情況下,-SO3 -的個數優選為6以下,更優選為3以下,可以為1以上。另外,-SO3 -的個數也優選為0。
作為由Rf表示的碳數1~12的氟烷基,可列舉出一氟甲基、二氟甲基、三氟甲基(全氟甲基)、一氟乙基、二氟乙基、三氟乙基、四氟乙基、五氟乙基(全氟乙基)、一氟丙基、二氟丙基、三氟丙基、四氟丙基、五氟丙基、六氟丙基、七氟丙基(全氟丙基)、一氟丁基、二氟丁基、三氟丁基、四氟丁基、五氟丁基、六氟丁基、七氟丁基、八氟丁基、九氟丁基(全氟丁基)等。其中,作為由Rf表示的氫原子的全部或一部分被氟原子取代的烷基(氟烷基),優選全氟烷基。另外,由Rf表示的氫原子的全部或一部分被氟原子取代的烷基(氟烷基)的碳數優選為1~10,更優選為1~5,進一步優選為1~3。
化合物(A-I)具有至少1個-SO2-N--SO2-Rf。-SO2-N--SO2-Rf的個數為1以上,優選為1~7,更優選為1~4,進一步優選為1或2,特別優選為2。
另外,化合物(A-I)也優選具有-SO2-N--SO2-Rf且不具有-SO3 -,也優選具有-SO2-N--SO2-Rf和-SO3 -。具有
-SO2-N--SO2-Rf和-SO3 -的情況下,在化合物(A-I)中含有至少1個-SO2-N--SO2-Rf,-SO2-N--SO2-Rf和-SO3 -的合計的個數優選為2~7,更優選為2~4,進一步優選為2。
該-SO2-N--SO2-Rf或-SO3 -優選被作為上述R47~R54的任一個而含有,或者與由R41~R44表示的可具有取代基的碳數6~20的芳香族烴基、由R41~R44表示的可具有取代基的碳數7~30的芳烷基、和將由T1表示的芳香族雜環的氫原子取代的碳數6~20的芳香族烴基的任一個結合,更優選地,與由R41~R44表示的可具有取代基的碳數6~20的芳香族烴基、由R41~R44表示的可具有取代基的碳數7~30的芳烷基結合,進一步優選地,與由R41~R44表示的可具有取代基的碳數6~20的芳香族烴基、由R41~R44表示的可具有取代基的碳數7~30的芳烷基中的芳香族烴環(苯環)的從與氮原子的結合位置來看的對位結合。
不過,在芳香族烴基或芳烷基上結合有-SO2-N--SO2-Rf或-SO3 -的情況下,-SO2-N--SO2-Rf或-SO3 -優選與芳香族烴基或芳烷基的芳香族烴環直接結合。即-SO2-N--SO2-Rf或-SO3 -優選取代了與芳香族烴環結合的氫原子。
-SO2-N--SO2-Rf和-SO3 -可結合於同一芳香族烴環,但優選結合於不同的芳香族烴環。
再有,化合物(A-I)優選不具有烯屬不飽和鍵。
作為化合物(A-I),也優選將具有
-SO2-N--SO2-Rf且不具有-SO3 -的化合物和具有-SO2-N--SO2-Rf和-SO3 -的化合物並用。這種情況下,具有-SO2-N--SO2-Rf且不具有-SO3 -的化合物與具有-SO2-N--SO2-Rf和-SO3 -的化合物的摩爾比(具有-SO2-N--SO2-Rf且不具有-SO3 -的化合物/具有-SO2-N--SO2-Rf和-SO3 -的化合物)優選為0.01以上,更優選為0.05以上,進一步優選為0.1以上,可以為50以下,更優選為10以下,進一步優選為5以下,特別優選地,可為1以下。
化合物(A-I)優選為由下述式(A-I1)表示的化合物。
[式(A-I1)中,R81~R90各自獨立地表示氫原子、碳數1~20的飽和烴基、鹵素原子、-SO3 -或-SO2-N--SO2-Rf。
k1表示由式(A-I1)表示的化合物具有的-SO3 -的個數和-SO2-N--SO2-Rf的個數之和。
R41、R43、R47~R54、T1、Mr+、r、Rf與上述同義。
不過,由式(A-I1)表示的化合物具有至少1個
-SO2-N--SO2-Rf。]
作為由R81~R90表示的碳數1~20的飽和烴基,可列舉出與作為由R41表示的飽和烴基例示的基團同樣的基團。作為R81~R90,優選氫原子、碳數1~8的飽和烴基、-SO3 -或-SO2-N--SO2-Rf,更優選氫原子、-SO3 -或-SO2-N--SO2-Rf,進一步優選氫原子或-SO2-N--SO2-Rf。
另外,-SO2-N--SO2-Rf或-SO3 -優選(e)被作為上述R47~R54的任一個而含有,或者(f)被作為R81~R90的任一個而含有,或者(g)與將由T1表示的芳香族雜環的氫原子取代的碳數6~20的芳香族烴基結合,或者作為這些(e)~(g)的組合存在,更優選作為(f)、(g)或這些(f)~(g)的組合存在,進一步優選作為(f)存在。另外,R81~R90中,優選為選自R86和R89中的1個以上。
化合物(A-I1)中所含的-SO2-N--SO2-Rf的數優選為1~7,更優選為1~4,進一步優選為1或2。另外化合物(A-I1)具有-SO2-N--SO2-Rf和-SO3 -的情況下,在化合物(A-I1)中包含至少1個-SO2-N--SO2-Rf,-SO2-N--SO2-Rf和-SO3 -的合計的個數(k1)優選為2~7,更優選為2~4,進一步優選為2。
作為化合物(A-I1),也優選將具有-SO2-N--SO2-Rf且不具有-SO3 -的化合物和具有-SO2-N--SO2-Rf和-SO3 -的化合物並用。這種情況下,具有-SO2-N--SO2-Rf且不具有-SO3 -的化合物與具有-SO2-N--SO2-Rf和-SO3 -的化合物的摩爾比(具有
-SO2-N--SO2-Rf且不具有-SO3 -的化合物/具有-SO2-N--SO2-Rf和-SO3 -的化合物)優選為0.01以上,更優選為0.05以上,進一步優選為0.1以上,可以為50以下,更優選為10以下,進一步優選為5以下,特別優選地,可以為1以下。
作為化合物(A-I),如下述表1~12中所示那樣,可列舉出由式(A-I-I)表示的化合物(A-I-1)~化合物(A-I-632)等。表中,*表示鍵合端。
不過,由式(A-I-I)表示的化合物具有2個-SO2-N--SO2-CF3,或者具有1個-SO2-N--SO2-CF3和1個-SO3 -,該-SO2-N--SO2-CF3或-SO3 -被作為Rh的任一個而含有,或者與由Ph1~Ph12表示的芳香族烴基的芳香族烴環(苯環)結合,優選地,結合於R41~R44中的Ph1~Ph12所示的芳香族烴基的芳香族烴環(苯環)的從鍵合端來看的對位。
表1~12中,Me表示甲基,Et表示乙基,iPr表示異丙基,Bt表示正丁基,EOE表示乙氧基乙基,14Bt表示丁烷-1,4-二基,Ph1~Ph12意味著由下述式表示的基團。式中,*表示鍵合端。
另外,作為化合物(A-I),如下述表13中所示那樣,也可列舉出由式(A-I-II)表示的化合物(A-I-634)~化合物(A-I-657)等。表中,*表示鍵合端。
不過,由式(A-I-II)表示的化合物平均具有1個-SO2-N--SO2-CF3和-SO2-NH-SO2-CF3,該-SO2-N--SO2-CF3和-SO2-NH-SO2-CF3被作為Rh的任一個而含有,或者與由Ph1、Ph13、Ph14的任一個表示的芳香族烴基的芳香族烴環(苯環)結合。
表13中,Me表示甲基,Et表示乙基,iPr表示異丙基,Bt表示正丁基,EOE表示乙氧基乙基,Hex表示正己基,Ph1、Ph13、Ph14意味著由下述式表示的基團。
式中,*表示鍵合端。
化合物(A-I)也能夠將由下述式(A-III)表示的化合物(以下也稱為化合物(A-III))混合而使用。
[式(A-III)中,R21a~R24a各自獨立地表示氫原子、碳數1~20的飽和烴基、可具有取代基的碳數6~20的芳香族烴基或可具有取代基的碳數7~30的芳烷基,該芳香族烴基和該芳烷基可具有的取代基可以為-SO3 -,在該碳數1~20的飽和烴基中,該飽和烴基中所含的氫原子可以被取代或未取代的胺基或鹵素原子取代,該碳數1~20的飽和烴基為碳數2~20的烷基的情況下,該烷基中所含的亞甲基可以被替換為氧原子或-CO-。不過,該碳數2~20的烷基中,鄰接的亞甲基不會同時被替換為氧原子,末端的亞甲基不會被替換為氧原子或-CO-。R21a與R22a可結合並與它們結合的氮原子一起形成環,R23a與R24a可以結合並與它們結合的氮原子一起形
成環。
R27a~R34a各自獨立地表示氫原子、鹵素原子、硝基、羥基、-SO3 -或碳數1~8的烷基,構成該烷基的亞甲基可以被替換為氧原子或-CO-。R28a與R32a可相互結合而形成-NH-、-S-、或-SO2-。
環T10表示碳數3~10的芳香族雜環,該芳香族雜環可具有碳數1~20的飽和烴基或可具有取代基的碳數6~20的芳香族烴基。該芳香族烴基可具有的取代基可以為-SO3 -。
Mr+和r與上述同義。
k2表示由式(A-III)表示的化合物具有的-SO3 -的個數。
不過,由式(A-III)表示的化合物具有至少1個-SO3 -。]
由R21a~R24a表示的飽和烴基、芳香族烴基、芳烷基各自可列舉出與由R41~R44表示的飽和烴基、芳香族烴基、芳烷基同樣的基團。
另外,作為由R27a~R34a表示的烷基,可列舉出與由R47~R54表示的烷基同樣的基團。
進而,化合物(A-III)優選具有1個以上的-SO3 -,具體地,-SO3 -更優選(a’)被作為R27a~R34a的任一個而含有,或者(b’)與由上述R21a~R24a表示的可具有取代基的碳數6~20的芳香族烴基結合,或者(c’)與由R21a~R24a表示的可具有取代基的碳數7~30的芳烷基結合,或者(d’)與將由T3表示的芳香族雜環的氫原子取代的碳數6~20的芳香族烴基的任一個結合,或者為這些(a’)
~(d’)的組合,更優選為(b’)、(c’)、(d’)或這些(b’)~(d’)的組合。-SO3 -的數優選為0~6,更優選為1~6,進一步優選為1~3。
-SO3 -可結合於同一芳香族烴環,但優選結合於不同的芳香族烴環。
將化合物(A-I)和化合物(A-III)混合的情況下,化合物(A-III)的含量,相對於化合物(A-I)100摩爾,優選1摩爾以上,更優選為20摩爾以上,進一步優選為40摩爾以上,優選為90摩爾以下,更優選為80摩爾以下,進一步優選為70摩爾以下。
化合物(A-I)例如能夠通過將由式(A-IV)表示的化合物(以下有時稱為化合物(A-IV))磺化而製成化合物(A-III),與由下述式(A-II)表示的化合物反應而製造。化合物(A-I)根據需要可與包含r價的金屬離子Mr+的鹵化物(優選地氯化物)、醋酸鹽、磷酸鹽、硫酸鹽、矽酸鹽、氰化物等反應。化合物(A-IV)優選為鹽酸鹽、磷酸鹽、高氯酸鹽、BF4鹽、PF6鹽等。
[式(A-IV)中,R1a~R4a各自獨立地表示可被取代或未取代的胺基或鹵素原子取代的碳數1~20的飽和烴基、碳數2~20的烷基且構成該烷基的亞甲基被替換為氧原子或-CO-的基團、可具有取代基的碳數6~20的芳香族烴基、可具有取代基的碳數7~30的芳烷基或氫原子。R1a與R2a可結合並與它們結合的氮原子一起形成環,R3a與R4a可結合並與它們結合的氮原子一起形成環。
R7a~R14a各自獨立地表示氫原子、鹵素原子、硝基、羥基或碳數1~8的烷基,構成該烷基的亞甲基可被替換為氧原子或-CO-。R8a與R12a可相互結合而形成-NH-、-S-、或-SO2-。
環T11表示碳數3~10的芳香族雜環,該芳香族雜環可具有碳數1~20的飽和烴基或可具有取代基的碳數6~20的芳香族烴基。
M1表示Cl-、磷酸離子、高氯酸離子、BF4 -、PF6 -。]
[式(A-III)中,R21a~R24a、R27a~R34a、環T10、Mr+、r、k2與上述同義。
不過,由式(A-III)表示的化合物具有至少1個-SO3 -。]
[式(A-II)中,Rf與上述同義。]
[式(A-I)中,R41~R44、R47~R54、環T1、k、Mr+和r與上述同義。]
作為磺化的方法,可列舉出公知的各種方法,例如Journal of Organic Chemistry,(1994),第59卷,# 11,第3232-3236頁中記載的方法。
本發明的化合物(A-I)能夠應用於纖維製品,例如通過在纖維材料中混煉、浸漬、附著等而能夠使纖維材料著色。
本發明的著色組合物包含著色劑(A),著色劑(A)包含化合物(A-I)。本發明的著色組合物優選還包含溶劑(E),更優選還包含樹脂(B)、聚合性化合物(C)、聚合引發劑(D)。可還包含聚合引發助劑(D1)、流平劑(F)。
以下有時將包含樹脂(B)、聚合性化合物(C)和聚合引發劑(D)的著色組合物稱為著色固化性樹脂組合物。
本說明書中,作為各成分例示的化合物,只要無特別說明,則能夠單獨地使用或將多種組合使用。
溶劑(E)
對溶劑(E)並無特別限定,能夠使用該領域中通常使用的溶劑。例如,可列舉酯溶劑(在分子內包含-COO-、不含-O-的溶劑)、醚溶劑(在分子內包含-O-、不含-COO-的溶劑)、醚酯溶劑(在分子內包含-COO-和-O-的溶劑)、酮溶劑(在分子內包含-CO-、不含-COO-的溶劑)、醇溶
劑(在分子內包含OH、不含-O-、-CO-和-COO-的溶劑)、芳香族烴溶劑、醯胺溶劑、二甲基亞碸等。
作為酯溶劑,可列舉乳酸甲酯、乳酸乙酯、乳酸丁酯、2-羥基異丁酸甲酯、醋酸乙酯、醋酸正丁酯、醋酸異丁酯、甲酸戊酯、醋酸異戊酯、丙酸丁酯、丁酸異丙酯、丁酸乙酯、丁酸丁酯、丙酮酸甲酯、丙酮酸乙酯、丙酮酸丙酯、乙醯乙酸甲酯、乙醯乙酸乙酯、環己醇乙酸酯、γ-丁內酯等。
作為醚溶劑,可列舉乙二醇單甲基醚、乙二醇單乙基醚、乙二醇單丙基醚、乙二醇單丁基醚、二甘醇單甲基醚、二甘醇單乙基醚、二甘醇單丁基醚、丙二醇單甲基醚、丙二醇單乙基醚、丙二醇單丙基醚、丙二醇單丁基醚、3-甲氧基-1-丁醇、3-甲氧基-3-甲基丁醇、四氫呋喃、四氫吡喃、1,4-二噁烷、二甘醇二甲基醚、二甘醇二乙基醚、二甘醇甲基乙基醚、二甘醇二丙基醚、二甘醇二丁基醚、茴香醚、苯***和甲基茴香醚等。
作為醚酯溶劑,可列舉甲氧基醋酸甲酯、甲氧基醋酸乙酯、甲氧基醋酸丁酯、乙氧基醋酸甲酯、乙氧基醋酸乙酯、3-甲氧基丙酸甲酯、3-甲氧基丙酸乙酯、3-乙氧基丙酸甲酯、3-乙氧基丙酸乙酯、2-甲氧基丙酸甲酯、2-甲氧基丙酸乙酯、2-甲氧基丙酸丙酯、2-乙氧基丙酸甲酯、2-乙氧基丙酸乙酯、2-甲氧基-2-甲基丙酸甲酯、2-乙氧基-2-甲基丙酸乙酯、3-甲氧基丁基乙酸酯、3-甲基-3-甲氧基丁基乙酸酯、丙二醇單甲基醚乙酸酯、丙二醇單乙
基醚乙酸酯、丙二醇單丙基醚乙酸酯、乙二醇單甲基醚乙酸酯、乙二醇單乙基醚乙酸酯、二甘醇單乙基醚乙酸酯、二甘醇單丁基醚乙酸酯和二丙二醇甲基醚乙酸酯等。
作為酮溶劑,可列舉4-羥基-4-甲基-2-戊酮、丙酮、2-丁酮、2-庚酮、3-庚酮、4-庚酮、4-甲基-2-戊酮、環戊酮、環己酮和異佛爾酮等。
作為醇溶劑,可列舉甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、己醇、環己醇、乙二醇、丙二醇和甘油等。
作為芳香族烴溶劑,可列舉苯、甲苯、二甲苯和1,3,5-三甲基苯等。
作為醯胺溶劑,可列舉N,N-二甲基甲醯胺、N,N-二甲基乙醯胺和N-甲基吡咯烷酮等。
這些溶劑可單獨使用,也可將2種以上並用。
其中,優選乙二醇單甲基醚、乙二醇單丁基醚、丙二醇單甲基醚、二甘醇單甲基醚、二甘醇單乙基醚、丙二醇單甲基醚乙酸酯、二丙二醇甲基醚乙酸酯、3-甲氧基-1-丁醇、3-甲氧基丁基乙酸酯、3-乙氧基丙酸乙酯、乳酸乙酯、N-甲基吡咯烷酮、4-羥基-4-甲基-2-戊酮、N,N-二甲基甲醯胺等,更優選乙二醇單丁基醚、丙二醇單甲基醚、丙二醇單甲基醚乙酸酯、二丙二醇甲基醚乙酸酯、3-甲氧基-1-丁醇、3-甲氧基丁基乙酸酯、3-乙氧基丙酸乙酯、乳酸乙酯、N-甲基吡咯烷酮。
包含溶劑(E)的情況下,溶劑(E)的含有率,相對於著色組合物的總量,優選為70~95質量%,更
優選為75~92質量%。換言之,著色組合物的固體成分的總量優選為5~30質量%,更優選為8~25質量%。如果溶劑(E)的含有率在上述的範圍,則塗布時的平坦性變得良好,另外形成了濾色器時色濃度不會不足,因此具有顯示特性變得良好的傾向。
本說明書中“固體成分的總量”是指從著色組合物中將溶劑(E)除去了的成分的合計量。固體成分的總量及相對於其的各成分的含量例如能夠採用液相色譜或氣相色譜等公知的分析手段測定。
著色劑(A)
著色劑(A)可單獨地使用以本發明的化合物(A-I)作為有效成分的染料,但為了調色,即,為了調整分光特性,可還包含其他的染料(A1)、顏料(P)、或它們的混合物。
作為染料(A1),可列舉油溶性染料、酸性染料、鹼性染料、直接染料、媒染染料、酸性染料的胺鹽、酸性染料的磺醯胺衍生物等染料,可列舉例如在色指數(The Society of Dyers and Colourists出版)中分類為染料的化合物、染色筆記(色染社)中記載的公知的染料。此外,根據化學結構,可列舉偶氮染料、菁染料、三苯基甲烷染料、呫噸染料、酞菁染料、萘醌染料、醌亞胺染料、次甲基染料、偶氮甲鹼染料、方酸染料、吖啶染料、苯乙烯基染料、香豆素染料、喹啉染料和硝基染料等。這些中,優選使用有機溶劑可溶性染料。
作為染料(A1),具體地,可列舉出C.I.溶劑黃4(以下省略C.I.溶劑黃的記載,只記載序號。)、14、15、23、24、25、38、62、63、68、79、81、82、83、89、94、98、99、162;C.I.溶劑紅24、45、49、90、91、118、119、122、124、125、127、130、132、145、160、218;C.I.溶劑橙2、7、11、15、26、41、54、56、99;C.I.溶劑藍4、5、37、67、70、90;C.I.溶劑綠1、4、5、7、34、35等C.I.溶劑染料、C.I.酸性黃1、3、7、9、11、17、23、25、29、34、36、38、40、42、54、65、72、73、76、79、91、92、97、98、99、111、112、113、114、116、119、123、128、134、135、138、139、140、144、150、151、155、157、160、161、163、168、169、172、177、178、179、184、190、193、196、197、199、202、203、204、205、207、211、212、214、220、221、228、230、232、235、238、240、242、243、251、274、289;C.I.酸性紅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.酸性橙6、7、8、10、12、26、50、51、52、56、62、63、64、74、75、94、95、107、108、169、173;C.I.酸性紫6B、7、9、17、19、30、102、120;C.I.酸性藍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.酸性綠1、3、5、9、16、50、58、63、65、80、104、105、106、109等C.I.酸性染料、C.I.直接黃2、33、34、35、38、39、43、47、50、54、58、68、69、70、71、86、93、94、95、98、102、108、109、129、136、138、141;C.I.直接紅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.酸性橙6、7、8、10、12、26、50、51、52、56、62、63、64、74、75、94、95、107、108、149、162、169、173;C.I.直接黃2、4、28、33、34、35、38、39、
43、44、47、50、54、58、68、69、70、71、86、93、94、95、98、102、108、109、129、132、136、138、141;C.I.直接橙26、34、39、41、46、50、52、56、57、61、64、65、68、70、96、97、106、107;C.I.直接紫47、52、54、59、60、65、66、79、80、81、82、84、89、90、93、95、96、103、104;C.I.直接藍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.直接綠25、27、31、32、34、37、63、65、66、67、68、69、72、77、79、82等C.I.直接染料、C.I.分散黃51、54、76等C.I.分散染料、C.I.鹼性紅1、10;C.I.鹼性藍1、3、5、7、9、19、24、25、26、28、29、40、41、54、58、59、64、65、66、67、68;
C.I.鹼性綠1等C.I.鹼性染料、C.I.活性黃2、76、116;C.I.活性橙16;C.I.活性紅36等C.I.活性染料、C.I.媒染黃5、8、10、16、20、26、30、31、33、42、43、45、56、61、62、65;C.I.媒染紅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;C.I.媒染橙3、4、5、8、12、13、14、20、21、23、24、28、29、32、34、35、36、37、42、43、47、48;C.I.媒染紫1、2、4、5、7、14、22、24、30、31、32、37、40、41、44、45、47、48、53、58;C.I.媒染藍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.媒染綠1、3、4、5、10、15、26、29、33、34、35、41、43、53等C.I.媒染染料、C.I.還原綠1等C.I.還原染料等。其中優選紫色染料。
作為顏料(P),並無特別限定,能夠使用公知的顏料,例如可列舉出色指數(The Society of Dyers and Colourists出版)中分類為顏料的顏料。
作為顏料,例如可列舉出C.I.顏料黃1、3、12、13、14、15、16、17、20、24、31、53、83、86、93、94、109、110、117、125、128、129、137、138、139、147、148、150、153、154、166、173、194、214等黃色顏料;C.I.顏料橙13、31、36、38、40、42、43、51、55、59、61、64、65、71、73等橙色的顏料;C.I.顏料紅9、97、105、122、123、144、149、166、168、176、177、180、192、209、215、216、224、242、254、255、264、265等紅色顏料;C.I.顏料藍15、15:3、15:4、15:6、60等青色顏料;C.I.顏料紫1、19、23、29、32、36、38等紫色顏料;C.I.顏料綠7、36、58等綠色顏料;C.I.顏料棕23、25等棕色顏料;C.I.顏料黑1、7等黑色顏料等。
顏料(P)優選為酞菁顏料和二噁嗪顏料,更優選為選自C.I.顏料藍15:6和顏料紫23中的至少一種。通過包含上述的顏料,透射光譜的最適化容易,濾色器的耐光性和耐化學品性變得良好。
對於顏料,根據需要,可實施松香處理、使用了導入了酸性基團或鹼性基團的顏料衍生物等的表面處理、採用高分子化合物等的對顏料表面的接枝處理、採用硫酸微粒化法等的微粒化處理、或者採用用於將雜質除去
的有機溶劑、水等的洗淨處理、離子性雜質的採用離子交換法等的除去處理等。顏料優選粒徑是均一的。
顏料通過含有顏料分散劑而進行分散處理,能夠得到顏料在溶液中均勻地分散的狀態的顏料分散液。顏料可各自單獨地進行分散處理,也可將多種混合進行分散處理。
作為上述顏料分散劑,例如可列舉出表面活性劑,可以是陽離子系、陰離子系、非離子系、兩性的任一種的表面活性劑。具體地,可列舉出聚酯系、多胺系、丙烯酸系等的顏料分散劑等。這些顏料分散劑可單獨使用或者將2種以上組合使用。作為顏料分散劑,以商品名表示,可列舉出KP(信越化學工業(株)製造)、 (共榮社化學(株)製造)、(註冊商標)((株)製造)、EFKA(註冊商標)(BASF公司製造)、(註冊商標)(味之素 (株)製造)、Disperbyk(註冊商標)(一株式會社製造)等。
使用顏料分散劑的情況下,其使用量相對於顏料100質量份,優選為100質量份以下,更優選為5質量份以上且50質量份以下。如果顏料分散劑的使用量在上述的範圍,則具有得到均勻的分散狀態的顏料分散液的傾向。
化合物(A-I)的含有率,相對於固體成分的總量,優選為5質量%以上且70質量%以下,更優選為5質量%以上且60質量%以下,進一步優選為5質量%以上且50質量%以下。
另外,化合物(A-I)的含有率,相對於著色劑(A)的總量,優選為1質量%以上且100質量%以下,更優選為10質量%以上且100質量%以下。
另外,將化合物(A-I)與化合物(A-III)混合使用的情況下,化合物(A-I)與化合物(A-III)的合計的含有率,相對於固體成分的總量,優選為10質量%以上且70質量%以下,更優選為15質量%以上且60質量%以下。
包含染料(A1)的情況下,其含有率相對於著色劑(A)的總量,優選為0.5質量%以上且90質量%以下,更優選為0.5質量%以上且70質量%以下。包含顏料(P)的情況下,其含有率相對於著色劑(A)的總量,優選為1質量%以上且99質量%以下,更優選為1質量%以上且70質量%以下。
著色劑(A)的含有率,相對於固體成分的總量,優選為5質量%以上且70質量%以下,更優選為5質量%以上且60質量%以下,進一步優選為5質量%以上且50質量%以下。
樹脂(B)
樹脂(B)優選為鹼可溶性樹脂(B)。鹼可溶性樹脂(B)(以下有時稱為“樹脂(B)”)是包含來自從不飽和羧酸和不飽和羧酸酐中選擇的至少一種的單體(Ba)的結構單元的共聚物。
作為這樣的樹脂(B),可列舉以下的樹脂[K1]~[K6]等。
樹脂[K1]具有來自選自不飽和羧酸和不飽和羧酸酐
中的至少一種的單體(a)(以下有時稱為“(a)”)的結構單元和來自具有碳數2~4的環狀醚結構和烯屬不飽和鍵的單體(b)(以下有時稱為“(b)”)的結構單元的共聚物;樹脂[K2]具有來自(a)的結構單元和來自(b)的結構單元、以及來自可與(a)共聚的單體(c)(不過,與(a)和(b)不同。)(以下有時稱為“(c)”)的結構單元的共聚物;樹脂[K3]具有來自(a)的結構單元和來自(c)的結構單元的共聚物;樹脂[K4]具有使(b)與來自(a)的結構單元加成的結構單元和來自(c)的結構單元的樹脂(共聚物);樹脂[K5]具有使(a)與來自(b)的結構單元加成的結構單元和來自(c)的結構單元的樹脂(共聚物);樹脂[K6]具有使(a)加成於來自(b)的結構單元、進而使羧酸酐加成的結構單元和來自(c)的結構單元的樹脂(共聚物)。
作為(a),具體地,可列舉例如丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸、鄰-、間-、對-乙烯基苯甲酸等不飽和單羧酸類;馬來酸、富馬酸、檸康酸、中康酸、衣康酸、3-乙烯基鄰苯二甲酸、4-乙烯基鄰苯二甲酸、3,4,5,6-四氫鄰苯二甲酸、1,2,3,6-四氫鄰苯二甲酸、二甲基四氫鄰苯二甲酸、1,4-環己烯二羧酸等不飽和二羧酸類;
甲基-5-降冰片烯-2,3-二羧酸、5-羧基雙環[2.2.1]庚-2-烯、5,6-二羧基雙環[2.2.1]庚-2-烯、5-羧基-5-甲基雙環[2.2.1]庚-2-烯、5-羧基-5-乙基雙環[2.2.1]庚-2-烯、5-羧基-6-甲基雙環[2.2.1]庚-2-烯、5-羧基-6-乙基雙環[2.2.1]庚-2-烯等含有羧基的雙環不飽和化合物類;馬來酸酐、檸康酸酐、衣康酸酐、3-乙烯基鄰苯二甲酸酐、4-乙烯基鄰苯二甲酸酐、3,4,5,6-四氫鄰苯二甲酸酐、1,2,3,6-四氫鄰苯二甲酸酐、二甲基四氫鄰苯二甲酸酐、5,6-二羧基雙環[2.2.1]庚-2-烯酐等不飽和二羧酸酐類;琥珀酸單[2-(甲基)丙烯醯氧基乙基]酯、鄰苯二甲酸單[2-(甲基)丙烯醯氧基乙基]酯等2元以上的多元羧酸的不飽和單[(甲基)丙烯醯氧基烷基]酯類;α-(羥基甲基)丙烯酸這樣的在同一分子中含有羥基和羧基的不飽和丙烯酸酯類等。
這些中,從共聚反應性的方面、得到的樹脂在鹼水溶液中的溶解性的方面出發,優選丙烯酸、甲基丙烯酸、馬來酸酐等。
(b)是指例如具有碳數2~4的環狀醚結構(例如,選自環氧乙烷環、氧雜環丁烷環和四氫呋喃環中的至少1種)和烯屬不飽和鍵的聚合性化合物。
(b)優選具有碳數2~4的環狀醚和(甲基)丙烯醯氧基的單體。
應予說明,本說明書中,“(甲基)丙烯酸”表示選自
丙烯酸和甲基丙烯酸中的至少1種。“(甲基)丙烯醯基”和“(甲基)丙烯酸酯”等的表述也具有同樣的意思。
作為(b),可列舉例如具有環氧乙基和烯屬不飽和鍵的單體(b1)(以下有時稱為“(b1)”)、具有氧雜環丁基和烯屬不飽和鍵的單體(b2)(以下有時稱為“(b2)”)、具有四氫呋喃基和烯屬不飽和鍵的單體(b3)(以下有時稱為“(b3)”)等。
作為(b1),可列舉例如具有直鏈狀或分支鏈狀的脂肪族不飽和烴被環氧化的結構的單體(b1-1)(以下有時稱為“(b1-1)”)、具有脂環式不飽和烴被環氧化的結構的單體(b1-2)(以下有時稱為“(b1-2)”)。
作為(b1-1),可列舉(甲基)丙烯酸縮水甘油酯、(甲基)丙烯酸β-甲基縮水甘油酯、(甲基)丙烯酸β-乙基縮水甘油酯、縮水甘油基乙烯基醚、鄰-乙烯基苄基縮水甘油基醚、間-乙烯基苄基縮水甘油基醚、對-乙烯基苄基縮水甘油基醚、α-甲基-鄰-乙烯基苄基縮水甘油基醚、α-甲基-間-乙烯基苄基縮水甘油基醚、α-甲基-對-乙烯基苄基縮水甘油基醚、2,3-雙(縮水甘油氧基甲基)苯乙烯、2,4-雙(縮水甘油氧基甲基)苯乙烯、2,5-雙(縮水甘油氧基甲基)苯乙烯、2,6-雙(縮水甘油氧基甲基)苯乙烯、2,3,4-三(縮水甘油氧基甲基)苯乙烯、2,3,5-三(縮水甘油氧基甲基)苯乙烯、2,3,6-三(縮水甘油氧基甲基)苯乙烯、3,4,5-三(縮水甘油氧基甲基)苯乙烯、2,4,6-三(縮水甘油氧基甲基)苯乙烯等。
作為(b1-2),可列舉乙烯基環己烯一氧化物、1,2-環氧-4-乙烯基環己烷(例如,(註冊商標)2000;(株)大賽璐製造)、(甲基)丙烯酸3,4-環氧環己基甲酯(例如,(註冊商標)A400;(株)大賽璐製造)、(甲基)丙烯酸3,4-環氧環己基甲酯(例如,M100;(株)大賽璐製造)、由式(BI)表示的化合物和由式(BII)表示的化合物等。
[式(BI)和式(BII)中,Ra和Rb各自獨立地表示氫原子、或者碳數1~4的烷基,該烷基中所含的氫原子可被羥基取代。
Xa和Xb表示單鍵、*-Rc-、*-Rc-O-、*-Rc-S-或*-Rc-NH-。
Rc表示碳數1~6的亞烷基。
*表示與O的鍵合端。]
作為Ra、Rb的碳數1~4的烷基,可列舉出甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、仲丁基、叔丁基等。
作為Ra、Rb的氫原子被羥基取代的烷基,可列舉羥基甲基、1-羥基乙基、2-羥基乙基、1-羥基丙基、2-羥基丙基、3-羥基丙基、1-羥基-1-甲基乙基、2-羥基-1-甲基乙基、1-羥基丁基、2-羥基丁基、3-羥基丁基、4-羥基丁基
等。
作為Ra和Rb,優選氫原子、碳數1~4的烷基、或碳數1~4的羥基烷基,更優選為氫原子、或碳數1~4的烷基,具體地,優選地可列舉出氫原子、甲基、乙基、羥基甲基、1-羥基乙基、2-羥基乙基,更優選地可列舉出氫原子、甲基。
作為Rc的亞烷基,可列舉出直鏈狀或分支鏈狀的亞烷基,具體地,可列舉出亞甲基、亞乙基、丙烷-1,3-二基、丁烷-1,4-二基、戊烷-1,5-二基、己烷-1,6-二基等直鏈狀亞烷基;丙烷-1,2-二基等分支鏈狀亞烷基。
作為Xa和Xb,優選單鍵、*-Rc-、或*-Rc-O-,更優選為單鍵、或*-Rc-O-,特別優選為單鍵、亞甲基、亞乙基、*-CH2-O-和*-CH2CH2-O-,更優選地可列舉出單鍵、*-CH2CH2-O-(*表示與O的鍵合端)。
作為由式(BI)表示的化合物,可列舉出由式(BI-1)~式(BI-15)的任一個表示的化合物等。其中,優選由式(BI-1)、式(BI-3)、式(BI-5)、式(BI-7)、式(BI-9)或式(BI-11)~式(BI-15)表示的化合物,更優選由式(BI-1)、式(BI-7)、式(BI-9)或式(BI-15)表示的化合物。
作為由式(BII)表示的化合物,可列舉出由式(BII-1)~式(BII-15)的任一個表示的化合物等。其中,優選由式(BII-1)、式(BII-3)、式(BII-5)、式(BII-7)、式(BII-9)或式(BII-11)~式(BII-15)表示的化合物,更優選由式(BII-1)、式(BII-7)、式(BII-9)或式(BII-15)表示的化合物。
由式(BI)表示的化合物和由式(BII)表示的化合物可各自單獨使用,也可將由式(BI)表示的化合物與由式(BII)表示的化合物並用。將它們並用的情況下,由式(BI)表示的化合物和由式(BII)表示的化合物的含有比率以摩爾基準計,優選為5:95~95:5,更優選為10:90~90:10,進一步優選為20:80~80:20。
作為(b2),更優選具有氧雜環丁基和(甲基)丙烯醯氧基的單體。作為(b2),可列舉3-甲基-3-
甲基丙烯醯氧基甲基氧雜環丁烷、3-甲基-3-丙烯醯氧基甲基氧雜環丁烷、3-乙基-3-甲基丙烯醯氧基甲基氧雜環丁烷、3-乙基-3-丙烯醯氧基甲基氧雜環丁烷、3-甲基-3-甲基丙烯醯氧基乙基氧雜環丁烷、3-甲基-3-丙烯醯氧基乙基氧雜環丁烷、3-乙基-3-甲基丙烯醯氧基乙基氧雜環丁烷、3-乙基-3-丙烯醯氧基乙基氧雜環丁烷等。
作為(b3),更優選具有四氫呋喃基和(甲基)丙烯醯氧基的單體。作為(b3),具體地,可列舉丙烯酸四氢糠酯(例如,V # 150、大阪有機化學工業(株)製造)、甲基丙烯酸四氢糠酯等。
作為(b),在能夠進一步提高得到的濾色器的耐熱性、耐化學品性等的可靠性的方面,優選為(b1)。進而,在著色組合物的保存穩定性優異的方面,更優選(b1-2)。
作為(c),可列舉例如(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸仲丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸十二烷基酯、(甲基)丙烯酸月桂酯、(甲基)丙烯酸硬脂酯、(甲基)丙烯酸環戊酯、(甲基)丙烯酸環己酯、(甲基)丙烯酸2-甲基環己酯、(甲基)丙烯酸三環[5.2.1.02,6]癸烷-8-基酯(在該技術領域中,作為慣用名,稱為“(甲基)丙烯酸雙環戊酯”。此外,有時稱為“(甲基)丙烯酸三環癸酯”。)、(甲基)丙烯酸三環[5.2.1.02,6]癸烯-8-基酯(該技術領域
中,作為慣用名,稱為“(甲基)丙烯酸雙環戊烯酯”。)、(甲基)丙烯酸雙環戊氧基乙酯、(甲基)丙烯酸異冰片酯、(甲基)丙烯酸金剛烷酯、(甲基)丙烯酸烯丙酯、(甲基)丙烯酸炔丙酯、(甲基)丙烯酸苯酯、(甲基)丙烯酸萘酯、(甲基)丙烯酸苄酯等(甲基)丙烯酸酯類;(甲基)丙烯酸2-羥基乙酯、(甲基)丙烯酸2-羥基丙酯等含有羥基的(甲基)丙烯酸酯類;馬來酸二乙酯、富馬酸二乙酯、衣康酸二乙酯等二羧酸二酯;雙環[2.2.1]庚-2-烯、5-甲基雙環[2.2.1]庚-2-烯、5-乙基雙環[2.2.1]庚-2-烯、5-羥基雙環[2.2.1]庚-2-烯、5-羥基甲基雙環[2.2.1]庚-2-烯、5-(2’-羥基乙基)雙環[2.2.1]庚-2-烯、5-甲氧基雙環[2.2.1]庚-2-烯、5-乙氧基雙環[2.2.1]庚-2-烯、5,6-二羥基雙環[2.2.1]庚-2-烯、5,6-二(羥基甲基)雙環[2.2.1]庚-2-烯、5,6-二(2’-羥基乙基)雙環[2.2.1]庚-2-烯、5,6-二甲氧基雙環[2.2.1]庚-2-烯、5,6-二乙氧基雙環[2.2.1]庚-2-烯、5-羥基-5-甲基雙環[2.2.1]庚-2-烯、5-羥基-5-乙基雙環[2.2.1]庚-2-烯、5-羥基甲基-5-甲基雙環[2.2.1]庚-2-烯、5-叔-丁氧基羰基雙環[2.2.1]庚-2-烯、5-環己氧基羰基雙環[2.2.1]庚-2-烯、5-苯氧基羰基雙環[2.2.1]庚-2-烯、5,6-雙(叔-丁氧基羰基)雙環[2.2.1]庚-2-烯、5,6-雙(環己氧基羰基)雙環[2.2.1]庚-2-烯等雙環不飽和化合物類;N-苯基馬來醯亞胺、N-環己基馬來醯亞胺、N-苄基馬
來醯亞胺、N-琥珀醯亞胺基-3-馬來醯亞胺苯甲酸鹽、N-琥珀醯亞胺基-4-馬來醯亞胺丁酸鹽、N-琥珀醯亞胺基-6-馬來醯亞胺己酸鹽、N-琥珀醯亞胺基-3-馬來醯亞胺丙酸鹽、N-(9-吖啶基)馬來醯亞胺等二羰基亞胺衍生物類;苯乙烯、α-甲基苯乙烯、間-甲基苯乙烯、對-甲基苯乙烯、乙烯基甲苯、對-甲氧基苯乙烯等含有乙烯基的芳香族化合物;丙烯腈、甲基丙烯腈等含有乙烯基的腈;氯乙烯、偏氯乙烯等鹵代烴;丙烯醯胺、甲基丙烯醯胺等含有乙烯基的醯胺;醋酸乙烯酯等酯;1,3-丁二烯、異戊二烯、2,3-二甲基-1,3-丁二烯等二烯等。
這些中,作為(c),從共聚反應性和耐熱性的方面出發,優選含有乙烯基的芳香族化合物、二羰基亞胺衍生物類、雙環不飽和化合物類。具體地,優選苯乙烯、乙烯基甲苯、N-苯基馬來醯亞胺、N-環己基馬來醯亞胺、N-苄基馬來醯亞胺、雙環[2.2.1]庚-2-烯等。
樹脂[K1]中,來自各個單體的結構單元的比率,在構成樹脂[K1]的全部結構單元中,優選為來自(a)的結構單元:2~60摩爾%來自(b)的結構單元:40~98摩爾%,更優選為來自(a)的結構單元:10~50摩爾%來自(b)的結構單元:50~90摩爾%。
如果樹脂[K1]的結構單元的比率在上述的範圍內,存在著色組合物的保存穩定性、形成著色圖案時的顯影性、
和得到的濾色器的耐溶劑性優異的傾向。
樹脂[K1]能夠例如參考文獻《高分子合成的實驗法》(大津隆行著出版社(株)化學同人第1版第1次印刷1972年3月1日發行)中記載的方法和該文獻中記載的引用文獻來製造。
具體地,可列舉通過將(a)和(b)的規定量、聚合引發劑和溶劑等裝入反應容器中,例如,用氮將氧置換,從而形成脫氧氣氛,邊攪拌邊加熱和保溫的方法。應予說明,對於在此使用的聚合引發劑和溶劑等並無特別限定,能夠使用該領域中通常使用的物質。作為聚合引發劑,可列舉例如偶氮化合物(2,2’-偶氮二異丁腈、2,2’-偶氮二(2,4-二甲基戊腈)等)、有機過氧化物(過氧化苯甲醯等),作為溶劑,只要將各單體溶解即可,可列舉作為本發明的著色組合物的溶劑(E)列舉的溶劑等。
應予說明,對於得到的共聚物,可原樣地使用反應後的溶液,也可使用濃縮或稀釋的溶液,也可使用採用再沉澱等方法作為固體(粉體)取出的產物。特別地,該聚合時,作為溶劑,通過使用本發明的著色組合物中所含的溶劑,能夠原樣地將反應後的溶液在本發明的著色組合物的製備中使用,因此能夠使本發明的著色組合物的製造工序簡化。
樹脂[K2]中,來自各個單體的結構單元的比率,在構成樹脂[K2]的全部結構單元中,優選為來自(a)的結構單元:2~45摩爾%
來自(b)的結構單元:2~95摩爾%來自(c)的結構單元:1~65摩爾%,更優選為來自(a)的結構單元:5~40摩爾%來自(b)的結構單元:5~80摩爾%來自(c)的結構單元:5~60摩爾%。
如果樹脂[K2]的結構單元的比率在上述的範圍內,存在著色組合物的保存穩定性、形成著色圖案時的顯影性、以及得到的濾色器的耐溶劑性、耐熱性和機械強度優異的傾向。
樹脂[K2]能夠例如與作為樹脂[K1]的製造方法記載的方法同樣地製造。
樹脂[K3]中,來自各個單體的結構單元的比率,在構成樹脂[K3]的全部結構單元中,優選為來自(a)的結構單元:2~60摩爾%來自(c)的結構單元:40~98摩爾%,更優選為來自(a)的結構單元:10~50摩爾%來自(c)的結構單元:50~90摩爾%。
樹脂[K3]能夠例如與作為樹脂[K1]的製造方法記載的方法同樣地製造。
樹脂[K4]能夠通過得到(a)與(c)的共聚物,使(b)具有的碳數2~4的環狀醚與(a)具有的羧酸和/或羧酸酐加成而製造。
首先,能夠與作為樹脂[K1]的製造方法記載的方法同樣地製造(a)與(c)的共聚物。這種情形下,來自各個單體的結構單元的比率優選為與樹脂[K3]中列舉的比率相同的比率。
接下來,使(b)具有的碳數2~4的環狀醚與上述共聚物中的來自(a)的羧酸和/或羧酸酐的一部分反應。
接著(a)與(c)的共聚物的製造,將燒瓶內氣氛由氮置換為空氣,將(b)、羧酸或羧酸酐與環狀醚的反應催化劑(例如三(二甲基胺基甲基)苯酚等)和阻聚劑(例如氫醌等)等裝入燒瓶內,例如,在60~130℃下反應1~10小時,從而能夠製造樹脂[K4]。
(b)的使用量,相對於(a)100摩爾,優選5~80摩爾,更優選為10~75摩爾。通過將(b)的使用量調整到該範圍,存在著色組合物的保存穩定性、形成圖案時的顯影性、以及得到的圖案的耐溶劑性、耐熱性、機械強度和感度的平衡變得良好的傾向。由於環狀醚的反應性高,未反應的(b)不易殘存,因此作為用於樹脂[K4]的(b),優選(b1),更優選(b1-1)。
上述反應催化劑的使用量,相對於(a)、(b)和(c)的合計量100質量份,優選0.001~5質量份。上述阻聚劑的使用量,相對於(a)、(b)和(c)的合計量100質量份,優選0.001~5質量份。
對於各試劑的進料方法、反應溫度和反應時
間等反應條件,能夠考慮製造設備、聚合產生的放熱量等適當地調整。再有,與聚合條件同樣地,能夠考慮製造設備、聚合產生的放熱量等,適當地調整進料方法、反應溫度。
製造樹脂[K5]時,作為第一階段,與上述的樹脂[K1]的製造方法同樣地,得到(b)與(c)的共聚物。與上述同樣地,得到的共聚物可原樣地使用反應後的溶液,也可使用濃縮或稀釋的溶液,也可使用採用再沉澱等方法作為固體(粉體)取出的產物。
來自(b)和(c)的結構單元的比率,相對於構成上述(b)和(c)的共聚物的全部結構單元的合計摩爾數,優選各自為來自(b)的結構單元:5~95摩爾%來自(c)的結構單元:5~95摩爾%,更優選為來自(b)的結構單元:10~90摩爾%來自(c)的結構單元:10~90摩爾%。
進而,作為第二階段,在與樹脂[K4]的製造方法同樣的條件下,通過使(a)具有的羧酸或羧酸酐與(b)和(c)的共聚物具有的來自(b)的環狀醚反應,從而能夠得到樹脂[K5]。
第二階段中,與上述(b)和(c)的共聚物反應的(a)的使用量,相對於(b)100摩爾,優選5~80摩爾。由於環狀醚的反應性高,未反應的(b)不易殘存,因此作為用
於樹脂[K5]的(b),優選(b1),更優選(b1-1)。
樹脂[K6]是進一步使羧酸酐與樹脂[K5]反應而成的樹脂。使羧酸酐與由環狀醚與由羧酸或羧酸酐的反應產生的羥基反應。
樹脂[K6]是進一步使羧酸酐與樹脂[K5]反應而得到的樹脂,具體地,能夠通過使羧酸酐與通過來自(b)的環狀醚和(a)的羧酸或羧酸酐的反應而產生的羥基反應而製造。
作為羧酸酐,可列舉馬來酸酐、檸康酸酐、衣康酸酐、3-乙烯基鄰苯二甲酸酐、4-乙烯基鄰苯二甲酸酐、3,4,5,6-四氫鄰苯二甲酸酐、1,2,3,6-四氫鄰苯二甲酸酐、二甲基四氫鄰苯二甲酸酐、5,6-二羧基雙環[2.2.1]庚-2-烯酐等。羧酸酐的使用量,相對於(a)的使用量1摩爾,優選0.5~1摩爾。
作為樹脂(B),具體地,可列舉(甲基)丙烯酸3,4-環氧環己基甲酯/(甲基)丙烯酸共聚物、(甲基)丙烯酸3,4-環氧三環[5.2.1.02.6]癸酯/(甲基)丙烯酸共聚物等樹脂[K1];(甲基)丙烯酸縮水甘油酯/(甲基)丙烯酸苄酯/(甲基)丙烯酸共聚物、(甲基)丙烯酸縮水甘油酯/苯乙烯/(甲基)丙烯酸共聚物、(甲基)丙烯酸3,4-環氧三環[5.2.1.02.6]癸酯/(甲基)丙烯酸/N-環己基馬來醯亞胺共聚物、(甲基)丙烯酸3,4-環氧三環[5.2.1.02.6]癸酯/(甲基)丙烯酸/乙烯基甲苯共聚物、3-甲基-3-(甲基)丙烯醯氧基甲基氧雜環丁烷/(甲基)丙
烯酸/苯乙烯共聚物等樹脂[K2];(甲基)丙烯酸苄酯/(甲基)丙烯酸共聚物、苯乙烯/(甲基)丙烯酸共聚物、(甲基)丙烯酸苄酯/(甲基)丙烯酸三環癸酯/(甲基)丙烯酸共聚物等樹脂[K3];使(甲基)丙烯酸縮水甘油酯與(甲基)丙烯酸苄酯/(甲基)丙烯酸共聚物加成而成的樹脂、使(甲基)丙烯酸縮水甘油酯與(甲基)丙烯酸三環癸酯/苯乙烯/(甲基)丙烯酸共聚物加成而成的樹脂、使(甲基)丙烯酸縮水甘油酯與(甲基)丙烯酸三環癸酯/(甲基)丙烯酸苄酯/(甲基)丙烯酸共聚物加成而成的樹脂等樹脂[K4];使(甲基)丙烯酸與(甲基)丙烯酸三環癸酯/(甲基)丙烯酸縮水甘油酯的共聚物反應的樹脂、使(甲基)丙烯酸與(甲基)丙烯酸三環癸酯/苯乙烯/(甲基)丙烯酸縮水甘油酯的共聚物反應而成的樹脂等樹脂[K5];使(甲基)丙烯酸與(甲基)丙烯酸三環癸酯/(甲基)丙烯酸縮水甘油酯的共聚物反應而成的樹脂進一步與四氫鄰苯二甲酸酐反應而成的樹脂等樹脂[K6]等。
樹脂(B)優選為選自樹脂[K1]、樹脂[K2]和樹脂[K3]中的一種,更優選為選自樹脂[K2]和樹脂[K3]中的一種。如果為這些樹脂,則著色組合物的顯影性優異。從著色圖案與基板的密合性的觀點出發,更優選樹脂[K2]。
樹脂(B)的聚苯乙烯換算的重均分子量優選為3000~100000,更優選為5000~50000,進一步優選為5000~30000。如果分子量在上述的範圍內,則存在塗
膜硬度提高、殘膜率也高、未曝光部對於顯影液的溶解性良好、著色圖案的解析度提高的傾向。
樹脂(B)的分散度[重均分子量(Mw)/數均分子量(Mn)]優選為1.1~6,更優選為1.2~4。
樹脂(B)的固體成分換算的酸值優選為30~170mg-KOH/g,更優選為40~150mg-KOH/g,進一步優選為50~135mg-KOH/g。在此,酸值是作為中和樹脂(B)1g所需的氫氧化鉀的量(mg)測定的值,例如,能夠通過使用氫氧化鉀水溶液進行滴定而求出。
包含樹脂(B)的情況下,樹脂(B)的含有率,相對於固體成分的總量,優選為7~70質量%,更優選為13~65質量%,進一步優選為17~60質量%。如果樹脂(B)的含有率在上述的範圍內,能夠形成著色圖案,而且存在著色圖案的解析度和殘膜率提高的傾向。
聚合性化合物(C)
聚合性化合物(C)是能夠利用由聚合引發劑(D)產生的活性自由基和/或酸進行聚合的化合物,可列舉例如具有聚合性的烯屬不飽和鍵的化合物等,優選為(甲基)丙烯酸酯化合物。
作為具有1個烯屬不飽和鍵的聚合性化合物,可列舉例如壬基苯基卡必醇丙烯酸酯、2-羥基-3-苯氧基丙基丙烯酸酯、2-乙基己基卡必醇丙烯酸酯、丙烯酸2-羥基乙酯、N-乙烯基吡咯烷酮等以及上述的(Ba)、(Bb)和(Bc)。
作為具有2個烯屬不飽和鍵的聚合性化合物,可列舉例如1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、三甘醇二(甲基)丙烯酸酯、雙酚A的雙(丙烯醯氧基乙基)醚、3-甲基戊二醇二(甲基)丙烯酸酯等。
其中,聚合性化合物(C)優選為具有3個以上的烯屬不飽和鍵的聚合性化合物。作為這樣的聚合性化合物,可列舉例如三羥甲基丙烷三(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、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、三季戊四醇八(甲基)丙烯酸酯、三季戊四醇七(甲基)丙烯酸酯、四季戊四醇十(甲基)丙烯酸酯、四季戊四醇九(甲基)丙烯酸酯、三(2-(甲基)丙烯醯氧基乙基)異氰脲酸酯、乙二醇改性季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、乙二醇改性二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、丙二醇改性季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、丙二醇改性二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、己內酯改性季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、己內酯改性二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯等,其中,優選二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯和二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯。
聚合性化合物(C)的重均分子量優選為150以上2900以下,更優選為250~1500。
包含聚合性化合物(C)的情況下,聚合性化合物(C)的含有率,相對於固體成分的總量,優選為7
質量%以上且65質量%以下,更優選為10質量%以上且60質量%以下,進一步優選為12質量%以上且55質量%以下。
此外,包含樹脂(B)和聚合性化合物(C)的情況下,樹脂(B)與聚合性化合物(C)的含量比[樹脂(B):聚合性化合物(C)]以質量基準計,優選為20:80~80:20,更優選為30:70~80:20。
如果聚合性化合物(C)的含量在上述的範圍內,存在著色圖案形成時的殘膜率和濾色器的耐化學品性提高的傾向。
聚合引發劑(D)
聚合引發劑(D)只要是能夠利用光、熱的作用而產生活性自由基、酸等,引發聚合的化合物,則並無特別限定,能夠使用公知的聚合引發劑。
作為聚合引發劑(D),可列舉O-醯基肟化合物、烷基苯基酮化合物、聯咪唑化合物、三嗪化合物、和醯基氧化膦化合物等。
上述O-醯基肟化合物是具有由式(d1)表示的部分結構的化合物。以下,*表示鍵合端。
作為上述O-醯基肟化合物,可列舉例如N-苯甲醯氧基-1-(4-苯基硫烷基苯基)丁烷-1-酮-2-亞胺、N-苯甲醯氧基-1-(4-苯基硫烷基苯基)辛烷-1-酮-2-亞
胺、N-苯甲醯氧基-1-(4-苯基硫烷基苯基)-3-環戊基丙烷-1-酮-2-亞胺、N-乙醯氧基-1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲醯基)-9H-咔唑-3-基]乙烷-1-亞胺、N-乙醯氧基-1-[9-乙基-6-{2-甲基-4-(3,3-二甲基-2,4-二氧雜環戊基甲氧基)苯甲醯基}-9H-咔唑-3-基]乙烷-1-亞胺、N-乙醯氧基-1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲醯基)-9H-咔唑-3-基]-3-環戊基丙烷-1-亞胺、N-苯甲醯氧基-1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲醯基)-9H-咔唑-3-基]-3-環戊基丙烷-1-酮-2-亞胺等。可使用Irgacure(註冊商標)OXE01、OXE02(以上為BASF公司製造)、N-1919(ADEKA公司製造)等市售品。其中,O-醯基肟化合物優選選自N-苯甲醯氧基-1-(4-苯基硫烷基苯基)丁烷-1-酮-2-亞胺、N-苯甲醯氧基-1-(4-苯基硫烷基苯基)辛烷-1-酮-2-亞胺和N-苯甲醯氧基-1-(4-苯基硫烷基苯基)-3-環戊基丙烷-1-酮-2-亞胺中的至少1種,更優選N-苯甲醯氧基-1-(4-苯基硫烷基苯基)辛烷-1-酮-2-亞胺。
上述烷基苯基酮化合物是例如具有由式(d2)表示的部分結構或由式(d3)表示的部分結構的化合物。這些部分結構中,苯環可具有取代基。
作為具有由式(d2)表示的部分結構的化合物,可列舉例如2-甲基-2-嗎啉代-1-(4-甲基硫烷基苯基)
丙烷-1-酮、2-二甲基胺基-1-(4-嗎啉代苯基)-2-苄基丁烷-1-酮、2-(二甲基胺基)-2-[(4-甲基苯基)甲基]-1-[4-(4-嗎啉基)苯基]丁烷-1-酮等。可使用Irgacure 369、907、379(以上為BASF公司製造)等的市售品。
作為具有由式(Dd3)表示的部分結構的化合物,可列舉例如2-羥基-2-甲基-1-苯基丙烷-1-酮、2-羥基-2-甲基-1-[4-(2-羥基乙氧基)苯基]丙烷-1-酮、1-羥基環己基苯基酮、2-羥基-2-甲基-1-(4-異丙烯基苯基)丙烷-1-酮的低聚物、α,α-二乙氧基苯乙酮、苯偶醯二甲基縮酮等。
在感度的方面,作為烷基苯基酮化合物,優選具有由式(d2)表示的部分結構的化合物。
上述聯咪唑化合物例如可列舉出由式(d4)表示的化合物。
[式(d4)中,Rd1~Rd6表示可具有取代基的碳數6~10的芳基。]
作為Rd1~Rd6的碳數6~10的芳基,可列舉例如苯基、甲苯基、二甲苯基、乙基苯基和萘基等,優選為苯基。
作為可取代上述Rd1~Rd6的芳基的取代基,可列舉例如鹵素原子、碳數1~4的烷氧基等。作為鹵素原子,可列
舉例如氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等,優選為氯原子。作為碳數1~4的烷氧基,可列舉例如甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基等,優選為甲氧基。
作為聯咪唑化合物,可列舉例如2,2’-雙(2-氯苯基)-4,4’,5,5’-四苯基聯咪唑、2,2’-雙(2,3-二氯苯基)-4,4’,5,5’-四苯基聯咪唑(例如,參照日本特開平6-75372號公報、日本特開平6-75373號公報等。)、2,2’-雙(2-氯苯基)-4,4’,5,5’-四苯基聯咪唑、2,2’-雙(2-氯苯基)-4,4’,5,5’-四(烷氧基苯基)聯咪唑、2,2’-雙(2-氯苯基)-4,4’,5,5’-四(二烷氧基苯基)聯咪唑、2,2’-雙(2-氯苯基)-4,4’,5,5’-四(三烷氧基苯基)聯咪唑(例如,參照日本特公昭48-38403號公報、日本特開昭62-174204號公報等。)、4,4’,5,5’-位的苯基被烷氧羰基取代的咪唑化合物(例如,參照日本特開平7-10913號公報等)等。其中,優選由下述式表示的化合物和它們的混合物。
作為上述三嗪化合物,可列舉例如2,4-雙(三氯甲基)-6-(4-甲氧基苯基)-1,3,5-三嗪、2,4-雙(三氯
甲基)-6-(4-甲氧基萘基)-1,3,5-三嗪、2,4-雙(三氯甲基)-6-胡椒基-1,3,5-三嗪、2,4-雙(三氯甲基)-6-(4-甲氧基苯乙烯基)-1,3,5-三嗪、2,4-雙(三氯甲基)-6-[2-(5-甲基呋喃-2-基)乙烯基]-1,3,5-三嗪、2,4-雙(三氯甲基)-6-[2-(呋喃-2-基)乙烯基]-1,3,5-三嗪、2,4-雙(三氯甲基)-6-[2-(4-二乙基胺基-2-甲基苯基)乙烯基]-1,3,5-三嗪、2,4-雙(三氯甲基)-6-[2-(3,4-二甲氧基苯基)乙烯基]-1,3,5-三嗪等。
作為上述醯基氧化膦化合物,可列舉2,4,6-三甲基苯甲醯基二苯基氧化膦等。
進而,作為聚合引發劑(D),可列舉苯偶姻、苯偶姻甲基醚、苯偶姻乙基醚、苯偶姻異丙基醚、苯偶姻異丁基醚等苯偶姻化合物;二苯甲酮、鄰-苯甲醯基苯甲酸甲酯、4-苯基二苯甲酮、4-苯甲醯基-4’-甲基二苯基硫醚、3,3’,4,4’-四(叔-丁基過氧羰基)二苯甲酮、2,4,6-三甲基二苯甲酮等二苯甲酮化合物;9,10-菲醌、2-乙基蒽醌、樟腦醌等醌化合物;10-丁基-2-氯吖啶酮、苯偶醯、苯基乙醛酸甲酯、二茂鈦化合物等。
這些優選與後述的聚合引發助劑(D1)(特別是胺類)組合使用。
作為產生酸的聚合引發劑,例如可列舉出4-羥基苯基二甲基鋶-對-甲苯磺酸鹽、4-羥基苯基二甲基鋶六氟銻酸鹽、4-乙醯氧基苯基二甲基鋶-對-甲苯磺酸鹽、4-乙醯氧基苯基甲基苄基鋶六氟銻酸鹽、三苯基鋶-對-甲苯磺酸
鹽、三苯基鋶六氟銻酸鹽、二苯基碘鎓對-甲苯磺酸鹽、二苯基碘鎓六氟銻酸鹽等鎓鹽類、硝基苄基甲苯磺酸酯類、苯偶姻甲苯磺酸酯類等。
作為聚合引發劑(D),優選產生活性自由基的聚合引發劑,具體地,為包含選自烷基苯基酮化合物、三嗪化合物、醯基氧化膦化合物、O-醯基肟化合物和聯咪唑化合物中的至少一種的聚合引發劑,更優選地,是包含O-醯基肟化合物的聚合引發劑。
包含聚合引發劑(D)的情況下,聚合引發劑(D)的含量,相對於樹脂(B)和聚合性化合物(C)的合計量100質量份,優選為0.1質量份以上且40質量份以下,更優選為1質量份以上且30質量份以下。
聚合引發助劑(D1)
聚合引發助劑(D1)是用於促進用聚合引發劑引發了聚合的聚合性化合物的聚合的化合物或増感劑。包含聚合引發助劑(D1)的情況下,通常與聚合引發劑(D)組合使用。
作為聚合引發助劑(D1),可列舉胺化合物、烷氧基蒽化合物、噻噸酮化合物和羧酸化合物等。
作為上述胺化合物,可列舉三乙醇胺、甲基二乙醇胺、三異丙醇胺等鏈烷醇胺;4-二甲基胺基苯甲酸甲酯、4-二甲基胺基苯甲酸乙酯、4-二甲基胺基苯甲酸異戊酯、苯甲酸2-二甲基胺基乙酯、4-二甲基胺基苯甲酸2-乙基己酯等胺基苯甲酸酯;N,N-二甲基對甲苯胺;4,4’-
雙(二甲基胺基)二苯甲酮(通稱米蚩酮)、4,4’-雙(二乙基胺基)二苯甲酮、4,4’-雙(乙基甲基胺基)二苯甲酮等烷基胺基二苯甲酮等,其中,優選烷基胺基二苯甲酮,優選4,4’-雙(二乙基胺基)二苯甲酮。可使用EAB-F(保土穀化學工業(株)製造)等的市售品。
作為上述烷氧基蒽化合物,可列舉9,10-二甲氧基蒽、2-乙基-9,10-二甲氧基蒽、9,10-二乙氧基蒽、2-乙基-9,10-二乙氧基蒽、9,10-二丁氧基蒽、2-乙基-9,10-二丁氧基蒽等。
作為上述噻噸酮化合物,可列舉2-異丙基噻噸酮、4-異丙基噻噸酮、2,4-二乙基噻噸酮、2,4-二氯噻噸酮、1-氯-4-丙氧基噻噸酮等。
作為上述羧酸化合物,可列舉苯基硫烷基醋酸、甲基苯基硫烷基醋酸、乙基苯基硫烷基醋酸、甲基乙基苯基硫烷基醋酸、二甲基苯基硫烷基醋酸、甲氧基苯基硫烷基醋酸、二甲氧基苯基硫烷基醋酸、氯苯基硫烷基醋酸、二氯苯基硫烷基醋酸、N-苯基甘胺酸、苯氧基醋酸、萘硫基醋酸、N-萘基甘胺酸、萘氧基醋酸等。
使用這些聚合引發助劑(D1)的情形下,其含量相對於樹脂(B)和聚合性化合物(C)的合計量100質量份,優選為0.1~30質量份,更優選為1~20質量份。如果聚合引發助劑(D1)的量在該範圍內,則能夠進一步以高感度形成著色圖案,濾色器的生產率傾向於提高。
流平劑(F)
作為流平劑(F),可列舉有機矽系表面活性劑、氟系表面活性劑和具有氟原子的有機矽系表面活性劑等。這些可在側鏈具有聚合性基團。
作為有機矽系表面活性劑,可列舉在分子內具有矽氧烷鍵的表面活性劑等。具體地,可列舉DC3PA、SH7PA、DC11PA、SH21PA、SH28PA、SH29PA、SH30PA、SH8400(東麗-道康寧(株)製造)、KP321、KP322、KP323、KP324、KP326、KP340、KP341(信越化學工業(株)製造)、TSF400、TSF401、TSF410、TSF4300、TSF4440、TSF4445、TSF4446、TSF4452和TSF4460(‧‧ ‧合同會社製造)等。
作為上述的氟系表面活性劑,可列舉在分子內具有氟碳鏈的表面活性劑等。具體地,可列舉 (註冊商標)FC430、FC431(住友3M(株)製造)、(註冊商標)F142D、F171、F172、F173、F177、F183、F554、R30、RS-718-K(DIC(株)製造)、(註冊商標)EF301、EF303、EF351、EF352(三菱電子化成(株)製造)、(註冊商標)S381、S382、SC101、SC105(旭硝子(株)製造)和E5844((株)研究所製造)等。
作為上述的具有氟原子的有機矽系表面活性劑,可列舉在分子內具有矽氧烷鍵和氟碳鏈的表面活性
劑等。具體地,可列舉(註冊商標)R08、BL20、F475、F477和F443(DIC(株)製造)等。
含有流平劑(F)的情況下,其含有率,相對於著色組合物的總量,優選為0.001質量%以上0.5質量%以下,更優選為0.002質量%以上0.4質量%以下,進一步優選為0.005質量%以上0.3質量%以下。如果流平劑(F)的含有率在上述的範圍內,則能夠使濾色器的平坦性變得良好。
其他成分
著色組合物,根據需要,可包含填充劑、其他的高分子化合物、密合促進劑、抗氧化劑、光穩定劑、鏈轉移劑等該技術領域中公知的添加劑。
著色組合物的製造方法
進而,包含樹脂(B)、聚合性化合物(C)、聚合引發劑(D)、溶劑(E)的情形的著色組合物,例如能夠通過將化合物(A-I)、樹脂(B)、聚合性化合物(C)、和聚合引發劑(D)、溶劑(E)、根據需要使用的、化合物(A-I)以外的著色劑(A)、流平劑(F)、聚合引發助劑(D1)和其他成分混合而製備。
包含顏料(P)的情形下,顏料優選預先與溶劑(E)的一部分或全部混合,使用珠磨機等使其分散直至顏料的平均粒烴成為0.2μm以下左右。此時,根據需要可配合上述顏料分散劑、樹脂(B)的一部分或全部。通過在這樣得到的顏料分散液中混合剩餘的成分以成為規定的濃度,
能夠製備目標的著色組合物。
本發明中,可將上述化合物(A-I)與溶劑混合而製成著色分散液。製備了著色分散液後,進而與樹脂(B)、聚合性化合物(C)、聚合引發劑(D)等混合而構成著色組合物,則能夠進一步提高製成濾色器時的耐熱性。
作為溶劑,只要是可作為著色組合物的溶劑(E)使用的溶劑,則能夠使用任何溶劑。為了分散化合物(A-I),特別優選的溶劑(E1)例如為醚酯溶劑,更優選地,可列舉出將亞烷基二醇或聚亞烷基二醇的一個羥基醚化、將剩餘的羥基酯化的溶劑,例如丙二醇單甲基醚乙酸酯、丙二醇單乙基醚乙酸酯、丙二醇單丙基醚乙酸酯、乙二醇單甲基醚乙酸酯、乙二醇單乙基醚乙酸酯、二甘醇單乙基醚乙酸酯、二甘醇單丁基醚乙酸酯、二丙二醇甲基醚乙酸酯等。這些可單獨使用或包含多種。
溶劑(E1)的量,相對於化合物(A-I)1質量份,例如為4~1000質量份,優選為6~200質量份,更優選為9~100質量份。
製備著色分散液時,優選使用分散劑。作為分散劑,例如能夠使用陽離子系、陰離子系、非離子系、兩性、聚酯系、多胺系、丙烯酸系等公知的顏料分散劑。這些顏料分散劑可單獨使用,也可將2種以上組合使用。作為顏料分散劑,用商品名表示,可列舉出KP(信越化學工業(株)製造)、(共榮社化學(株)製造)、
((株)製造)、EFKA(BASF公司製造)、(味之素(株)製造)、Disperbyk、BYK(公司製造)等。
分散劑的量,相對於化合物(A-I)100質量份,例如為1~1000質量份,優選為3~100質量份,更優選為5~90質量份,特別優選為10~80質量份。
另外,在著色組合物中包含染料(A1)的情況下,根據需要可預先包含染料(A1)的一部分或全部、優選地全部。著色分散液中的染料(A1)的量,相對於化合物(A-I)100質量份,例如,為0.1~20質量份,優選為0.5~15質量份,更優選為1~10質量份。
上述著色分散液,根據需要,可預先包含著色組合物中使用的樹脂(B)的一部分或全部、優選地一部分。通過預先包含樹脂(B),能夠進一步改善製成著色組合物時的分散性。著色分散液中的樹脂(B)的固體成分換算量,相對於化合物(A-I)100質量份,例如,為1~300質量份,優選為10~100質量份,更優選為20~70質量份。
製備分散液時,優選在適宜地加入了必要的成分後,使用分散裝置進行微細分散。作為分散裝置,能夠使用珠磨機裝置。作為使用的珠粒,一般為氧化鋯珠粒等硬質珠粒,其粒徑例如選自0.05mm以上且20mm以下的範圍,優選為0.1~10mm,更優選為0.1~0.5mm。
另外,優選將化合物(A-I)預先溶解於溶劑(E)的
一部分或全部而製備溶液。更優選用孔徑0.01~1μm左右的過濾器將該溶液過濾。
優選用孔徑0.01~10μm左右的過濾器將混合後的著色組合物過濾。
濾色器的製造方法
作為由本發明的著色組合物製造著色圖案的方法,可列舉光刻法、噴墨法、印刷法等。其中,優選光刻法。光刻法是將上述著色組合物塗布於基板,乾燥而形成著色組合物層,經由光掩模將該著色組合物層曝光而顯影的方法。光刻法中,通過在曝光時不使用光掩模和/或不顯影,從而能夠形成作為上述著色組合物層的固化物的著色塗膜。能夠使這樣形成的著色圖案、著色塗膜作為濾色器。
對製作的濾色器的膜厚並無特別限定,能夠根據目的、用途等適當調整,例如,為0.1~30μm,優選為0.1~20μm,更優選為0.5~6μm。
作為基板,可使用石英玻璃、硼矽酸玻璃、鋁矽酸鹽玻璃、對表面進行了二氧化矽塗布的鈉鈣玻璃等的玻璃板、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚對苯二甲酸乙二醇酯等的樹脂板、矽、在上述基板上形成了鋁、銀、銀/銅/鈀合金薄膜等的產物。在這些基板上可形成另外的濾色器層、樹脂層、電晶體、電路等。
採用光刻法的各色像素的形成能夠在公知或慣用的裝置、條件下進行。例如,能夠如下所述製作。
首先,將著色組合物塗布在基板上,通過加熱乾燥(預
烘焙)和/或減壓乾燥,從而將溶劑等揮發成分除去而乾燥,得到平滑的著色組合物層。
作為塗布方法,可列舉旋塗法、狹縫塗布法、狹縫和旋轉塗布法等。
進行加熱乾燥時的溫度優選30~120℃,更優選50~110℃。此外,作為加熱時間,優選為10秒~60分鐘,更優選為30秒~30分鐘。
進行減壓乾燥的情形下,優選在50~150Pa的壓力下、20~25℃的溫度範圍下進行。
對著色組合物層的膜厚並無特別限定,可根據目標的濾色器的膜厚適當選擇。
接下來,對於著色組合物層,經由用於形成目標的著色圖案的光掩模而曝光。對該光掩模上的圖案並無特別限定,可使用與目標的用途相符的圖案。
作為用於曝光的光源,優選產生250~450nm的波長的光的光源。例如,可使用將不到350nm的光用將該波長範圍截斷的濾波器截斷,或者使用將436nm附近、408nm附近、365nm附近的光用將這些波長範圍取出的帶通濾波器選擇性地取出。具體地,作為光源,可列舉水銀燈、發光二極體、金屬鹵化物燈、鹵素燈等。
由於能夠對曝光面全體均勻地照射平行光線,進行光掩模和形成了著色組合物層的基板的正確的對位,因此優選使用掩模對準器和步進器等曝光裝置。
通過使曝光後的著色組合物層與顯影液接
觸而顯影,從而在基板上形成著色圖案。通過顯影,著色組合物層的未曝光部在顯影液中溶解而被除去。作為顯影液,優選例如氫氧化鉀、碳酸氫鈉、碳酸鈉、氫氧化四甲基銨等鹼性化合物的水溶液。這些鹼性化合物的水溶液中的濃度優選為0.01~10質量%,更優選為0.03~5質量%。進而,顯影液可包含表面活性劑。
顯影方法可以是旋覆浸沒法、浸漬法和噴霧法等的任一種。進而,在顯影時可使基板傾斜任意的角度。
顯影後優選進行水洗。
進而,優選對得到的著色圖案進行後烘焙。後烘焙溫度優選150~250℃,更優選160~235℃。後烘焙時間優選1~120分鐘,更優選10~60分鐘。
本發明的化合物的吸光度高,並且採用使用了其的著色組合物,能夠製造耐溶劑性優異的濾色器。該濾色器可用作用於顯示裝置(例如,液晶顯示裝置、有機EL裝置、電子紙等)和固體攝像元件的濾色器。
以下通過實施例對本發明更詳細地說明,但本發明並不受這些實施例限定。例中,表示含量乃至使用量的%和份,只要無特別說明,則為質量基準。
另外,只要無特別說明,則反應在氮氣氣氛下進行。以下中,化合物的結構通過質量分析(LC;Agilent製1200型、MASS;Agilent製LC/MSD型)確認。
實施例1
在具有冷卻管和攪拌裝置的燒瓶中投入了硫氰酸鉀10.0份、乙腈55.0份後,在室溫下攪拌了30分鐘。歷時10分鐘滴入2-氟苯甲醯氯(東京化成工業(株)製造)13.6份,在室溫下攪拌了2小時。滴入N-乙基-鄰-甲苯胺(東京化成工業(株)製造)11.6份,在室溫下攪拌了30分鐘。使氯醋酸鈉30.0份溶解於離子交換水40.8份中,滴入了該溶液後,滴入30%氫氧化鈉水溶液22.9份。滴入結束後,在室溫下攪拌了20小時。加入了離子交換水204.0份後,在室溫下攪拌1小時,濾取析出的固體。將得到的固體用乙腈41.0份清洗後,用離子交換水200.0份清洗,得到了由式(B-I-1)表示的化合物的濕餅。在具有冷卻管和攪拌裝置的燒瓶中投入離子交換水68.0份、甲苯68.0份、醋酸15.8份,在室溫下攪拌了30分鐘。加入全部量的得到的由式(B-I-1)表示的化合物的濕餅,在室溫下攪拌了2小時。加入30%氫氧化鈉水溶液35.4份,通過分液精製得到了有機層。使用離子交換水68.0份對得到的有機層進行了分液精製後,使用35%鹽酸水溶液進行分液精製。在得到的有機層中加入硫酸鎂,攪拌了1小時後,將固體過濾分離。將溶劑蒸餾,得到了18.5份的由式(B-I-2)表示的化合物。收率為69%。
在具有冷卻管和攪拌裝置的燒瓶中投入N-甲基苯胺(東京化成工業(株)製造)15.3份和N,N-二甲基甲醯胺60份後,對混合溶液進行了冰冷。在冰冷下歷時30分鐘一點點地加入了60%氫化鈉(東京化成工業(株)製造)5.7份後,邊升溫到室溫邊攪拌了1小時。將4,4’-二氟二苯甲酮(東京化成工業(株)製造)10.4份一點點地加入反應液中,在室溫下攪拌了24小時。將反應液一點點地加入冰水200份中後,在室溫下靜置15小時,通過傾析將水除去,則作為殘渣得到了黏稠固體。在該黏稠固體中加入了甲醇60份後,在室溫下攪拌了15小時。將析出的固體過濾分離後,用柱色譜精製。將精製的淡黃色固體在減壓下60℃下乾燥,得到了9.8份的由式(BP-1)表示的化合物。收率為53%。
在具有冷卻管和攪拌裝置的燒瓶中投入了由式(B-I-2)表示的化合物8.2份、由式(BP-1)表示的化合物10.0份和甲苯20.0份後,接下來,加入***12.2
份,在95~100℃下攪拌了3小時。接下來,將反應混合物冷卻到室溫後,用異丙醇170.0份稀釋。接下來,將稀釋的反應溶液注入飽和食鹽水300.0份中後,加入甲苯100份,攪拌了30分鐘。接著,停止攪拌,靜置30分鐘,結果分離為有機層與水層。通過分液操作將水層廢棄後,將有機層用飽和食鹽水300份清洗。在有機層中加入適當量的芒硝,攪拌了30分鐘後,過濾,得到了乾燥的有機層。用蒸發器將得到的有機層的溶劑餾除,得到了青紫色固體。進而對青紫色固體在減壓下60℃下進行乾燥,得到了18.4份的由式(A-IV-1)表示的化合物。收率為100%。
由式(A-IV-1)表示的化合物的鑒定(質量分析)離子化模式=ESI+:m/z=687.3[M-Cl]+準確質量:722.3
在具有冷卻管和攪拌裝置的燒瓶中投入由式(A-IV-1)表示的化合物12.4份、氯仿45.5份,攪拌。接下來,投入氯磺酸(東京化成工業(株)製造)10份,在25~30℃下攪拌了18小時。冷卻到室溫後,投入N,N-二甲基甲醯胺210份,將反應液一點點地滴入甲苯2610份
中。攪拌了1小時後,將過濾而得到的固體用甲苯870份清洗後,在減壓下60℃下乾燥,得到了12.9份的由式(A-III-1)表示的化合物。收率為89%。
由式(A-III-1)表示的化合物的鑒定(質量分析)離子化模式=ESI+:m/z=845.3[M]+準確質量:846.2
在具有冷卻管和攪拌裝置的燒瓶中加入由式(A-III-1)表示的化合物69.8份、氯仿418份,攪拌。滴入***369.7份,在60℃下攪拌了4小時。放冷到室溫後,將反應溶液注入到冷水5000份中後,攪拌了30分鐘。停止攪拌,靜置了30分鐘,結果分離為有機層與水層。將得到的有機層使用冷水4000份進行2次分液清洗。使三氟甲磺醯胺14.7份、三乙胺10份溶解於氯仿100份後,加入有機層中,在室溫下反應了12小時。將反應溶液注入離子交換水5000份中後,攪拌了30分鐘。停止攪拌,靜置了30分鐘,結果分離為有機層和水層。將得到的有機層使用離子交換水4000份進行2次分液清洗。在有機層中加入硫酸鎂200份,攪拌了1小時後,用蒸發器將得到的有機層的
溶劑餾除,得到了青紫色固體。進而,將青紫色固體在減壓下60℃下乾燥,得到了44.2份的由式(A-III-1)、式(A-II-1)、式(A-II-2)表示的化合物的32:41:16混合物(摩爾基準)。將該混合物稱為色料(A-II-3)。
由式(A-II-1)表示的化合物的鑒定(質量分析)離子化模式=ESI+:m/z=978.5[M]+準確質量:977.2
由式(A-II-2)表示的化合物的鑒定(質量分析)離子化模式=ESI+:m/z=1109.5[M]+準確質量:1108.1
實施例2
在具有冷卻管和攪拌裝置的燒瓶中投入由(A-IV-1)
表示的化合物2.0份、二氯甲烷5.7份,在25~30℃下滴入氯磺酸1.6份,在同溫度下攪拌了3小時。接下來,滴入DMF 3.3份、離子交換水0.3份的混合物以致不超過25℃,製成溶液。將該溶液注入甲苯32.7份中,將液體部分分離,再次將殘渣用甲苯16.3份清洗。用蒸發器對剩餘的殘渣進行減壓濃縮,通過將該濃縮物注入離子交換水31.2份中,從而使結晶析出,過濾。將該粗過濾物用20%氯化鈉水溶液13.0份懸浮,過濾,將濾取的固體用20%氯化鈉水溶液13.0份清洗,在35℃下減壓乾燥。接下來,將該乾燥物溶解於甲醇6.2份,將不溶物過濾後,用蒸發器減壓濃縮,在35℃下進行減壓乾燥,從而作為青色固體得到了由式(A-III-1)表示的化合物1.9份。收率為97.9%。
由式(A-III-1)表示的化合物的鑒定(質量分析)離子化模式=ESI+:m/z=845.3[M]+準確質量:846.2
以下的反應在氮氣氛下進行。在具有冷卻管和攪拌裝置的燒瓶中投入上述得到的由式(A-III-1)表示的化合物2.0份和乙腈10.0份,在70~80℃下滴入***
1.0份。在同溫度下攪拌2小時。接下來,冷卻到5℃,在該反應液中投入了三氟甲磺醯胺1.0份。接著,在5~15℃下滴入三乙胺2.3份,在15~30℃下攪拌了2小時。在該反應液中注入甲乙酮10.0份、20%氯化鈉水溶液10.0份,用蒸發器進行了減壓濃縮。在該濃縮殘渣中注入二氯甲烷15.0份、離子交換水10.0份,使有機層與水層分離,用蒸發器對有機層進行減壓濃縮,在35℃下進行減壓乾燥,從而作為青色固體得到了由式(A-II-2)表示的化合物3.1份。收率為107.7%。
由式(A-II-2)表示的化合物的鑒定(質量分析)離子化模式=ESI+:m/z=1109.5[M]+準確質量:1108.1
實施例3
在具有冷卻管和攪拌裝置的燒瓶中投入由式(A-II-2)表示的化合物2.0份、氯化鎂六水合物3.4份、二甲基亞碸40.0份、離子交換水16.0份,在80℃下攪拌了2小時。將反應混合物冷卻到室溫後,滴入離子交換水161.3份、氯化鎂六水合物53.8份的溶液中,在40℃下攪拌了30分鐘。
將得到的懸浮液過濾,將濾取的固體用離子交換水20.0份、50.0份清洗2次。將得到的固體在60℃下減壓下乾燥,得到了由式(A-II-4)表示的化合物1.9份。
實施例4
除了將氯化鎂六水合物變為氯化鋅以外,進行與實施例3同樣的反應,合成了由式(A-II-5)表示的化合物。
實施例5
除了將氯化鎂六水合物變為氯化鋇二水合物以外,進行與實施例3同樣的反應,合成了由式(A-II-6)表示的化合物。
[化學式47]
實施例6
除了將由式(BP-1)表示的化合物變為由式(BP-2)表示的化合物以外,與實施例1同樣地得到了由式(A-III-2)、式(A-II-7)、式(A-II-8)表示的化合物的30:52:9混合物(摩爾基準)。將該混合物稱為色料(A-II-9)。應予說明,式中,-SO3 -和-SO2-N--SO2-CF3意味著將圓括弧內的部分結構中所含的氫原子的任一個取代。
由式(A-III-2)表示的化合物的鑒定(質量分析)離子化模式=ESI+:m/z=931.5[M]+準確質量:930.3
由式(A-II-7)表示的化合物的鑒定(質量分析)離子化模式=ESI+:m/z=1063.5[M]+準確質量:1061.3
由式(A-II-8)表示的化合物的鑒定(質量分析)離子化模式=ESI+:m/z=1193.5[M]+準確質量:1192.2
實施例7
除了將由式(BP-1)表示的化合物變為由式(BP-2)表示的化合物以外,與實施例2同樣地得到了由式(A-II-8)
表示的化合物。
由式(A-II-8)表示的化合物的鑒定(質量分析)離子化模式=ESI+:m/z=1193.5[M]+準確質量:1192.2
實施例8
除了將由式(A-II-2)表示的化合物變為由式(A-II-8)表示的化合物以外,進行與實施例3同樣的反應,合成了由式(A-II-10)表示的化合物。
實施例9
除了將由式(A-II-2)表示的化合物變為由式(A-II-8)表示的化合物以外,進行與實施例4同樣的反應,合成了由式(A-II-11)表示的化合物。
實施例10
除了將由式(A-II-2)表示的化合物變為由式(A-II-8)表示的化合物以外,進行與實施例5同樣的反應,合成了由式(A-II-12)表示的化合物。
比較例1、2
按照日本特開2015-38201號公報中記載的方法合成了由式(A-X-1)表示的化合物(以下也稱為化合物(A-X-1))和由式(A-X-2)表示的化合物(以下也稱為化合物(A-X-2))。
[合成例1]
在具有回流冷凝器、滴液漏斗和攪拌機的燒瓶內流入適量的氮而使其成為氮氣氛,裝入丙二醇單甲基醚乙酸酯100份,邊攪拌邊加熱到85℃。接下來,使用滴液泵歷時約5小時在該燒瓶內滴入了使甲基丙烯酸19份、丙烯酸3,4-環氧三環[5.2.1.02,6]癸烷-8-基酯和丙烯酸3,4-環氧三環[5.2.1.02,6]癸烷-9-基酯的混合物(含有比以摩爾比計為50:50)(商品名“E-DCPA”、株式會社大賽璐製造)171
份溶解於丙二醇單甲基醚乙酸酯40份中的溶液。另一方面,使用另外的滴液泵歷時約5小時在燒瓶內滴入了使聚合引發劑2,2’-偶氮二(2,4-二甲基戊腈)26份溶解於丙二醇單甲基醚乙酸酯120份中的溶液。聚合引發劑的滴入結束後,在同溫度下保持約3小時,然後冷卻到室溫,得到了固體成分43.5%的共聚物(樹脂(B-1))的溶液。得到的樹脂(B-1)的重均分子量為8000,分散度為1.98,固體成分換算的酸值為53mg-KOH/g。
[合成例2]
在具有回流冷凝器、滴液漏斗和攪拌機的燒瓶內流入適量的氮而使其成為氮氣氛,裝入丙二醇單甲基醚乙酸酯280份,邊攪拌邊加熱到80℃。接下來,使用滴液泵歷時約5小時在該燒瓶內滴入了使丙烯酸38份、丙烯酸3,4-環氧三環[5.2.1.02,6]癸烷-8和9-基酯的混合物(含有比以摩爾比計為50:50)(商品名“E-DCPA”、株式會社大賽璐製造)289份溶解於丙二醇單甲基醚乙酸酯125份中的溶液。另一方面,使用另外的滴液泵歷時約6小時在燒瓶內滴入了使聚合引發劑2,2-偶氮二(2,4-二甲基戊腈)33份溶解於丙二醇單甲基醚乙酸酯235份中的溶液。聚合引發劑的
滴入結束後,在同溫度下保持約4小時,然後冷卻到室溫,得到了固體成分35.1%的共聚物(樹脂(B-2))。得到的樹脂(B-2)的重均分子量為9200,分散度為2.08,固體成分換算的酸值為77mg-KOH/g。
樹脂的聚苯乙烯換算的重均分子量(Mw)和數均分子量(Mn)的測定採用GPC法在以下的條件下進行。
裝置:HLC-8120GPC(東曹(株)製造)
柱:TSK-GELG2000HXL
柱溫度:40℃
溶劑:THF
流速:1.0mL/min
被檢液固體成分濃度:0.001~0.01質量%
注入量:50μL
檢測器:RI
校正用標準物質:TSK STANDARD POLYSTYRENE F-40、F-4、F-288、A-2500、A-500(東曹(株)製造)
將上述得到的聚苯乙烯換算的重均分子量和數均分
子量之比(Mw/Mn)作為分散度。
[著色固化性樹脂組合物的製備]
實施例11~20和比較例3~4
按照以下的組成將各成分混合,得到了著色固化性樹脂組合物。
表14中,各成分表示以下的化合物。
(A-II-2):由式(A-II-2)表示的化合物
(A-II-3):色料(A-II-3)
(A-II-4):由式(A-II-4)表示的化合物
(A-II-5):由式(A-II-5)表示的化合物
(A-II-6):由式(A-II-6)表示的化合物
(A-II-8):由式(A-II-8)表示的化合物
(A-II-9):色料(A-II-9)
(A-II-10):由式(A-II-10)表示的化合物
(A-II-11):由式(A-II-11)表示的化合物
(A-II-12):由式(A-II-12)表示的化合物
(A-X-1):由式(A-X-1)表示的化合物
(A-X-2):由式(A-X-2)表示的化合物
(B-1):樹脂(B-1)(固體成分換算)
(C-1):二季戊四醇六丙烯酸酯(KAYARAD(註冊商標)DPHA;日本化藥(株)製造)
(D-1):N-苯甲醯氧基-1-(4-苯基硫烷基苯基)辛烷-1-酮-2-亞胺(Irgacure(註冊商標)OXE-01;BASF公司製造;O-醯基肟化合物)
(E-1):丙二醇單甲基醚乙酸酯
(E-2):N-甲基吡咯烷酮
(E-3):乳酸乙酯
(F-1):聚醚改性矽油(固體成分換算)( SH8400;東麗道康寧(株)製造)
[濾色器的製作]
在2英寸見方的玻璃基板(# 1737;康寧公司製造)上採用旋塗法塗布了該著色固化性樹脂組合物後,在100℃下預烘焙3分鐘,形成了著色組合物層。冷却後,使用曝光機(TME-150RSK;(株)製造),在大氣氣氛下、以150mJ/cm2的曝光量(365nm基準)曝光。應予說明,没有使用光掩模。通過將曝光後的著色組合物層在烘箱中、180℃下進行20分鐘後烘焙,從而製作濾色器(膜厚2.0μm)。
[吸光度的測定]
將得到的化合物或色料0.35g在氯仿中溶解,使體積成為250cm3,將其中的2cm3用氯仿稀釋,使體積成為100cm3(濃度:0.028g/L),使用分光光度計(石英池、光路長;1cm)測定了吸收光譜。按照以下的標準對換算為0.028g/L的最大吸收波長下的吸光度進行了評價。
A:2.0以上
B:1.5以上且不到2.0
C:不到1.5
[耐溶劑性評價]
將著色感光性樹脂組合物的塗布膜在N-甲基吡咯烷酮中在室溫下浸漬40分鐘,使用測色機(OSP-SP-200;OLYMPUS公司製造)測定塗布膜的浸漬前後的色差(△Eab*),按照以下的標準進行了評價。應予說明,△Eab*
值為由根據CIE1976(L*,a*,b*)空間表色系的以下的色差公式求出的值(日本色彩學會編新編色彩科學手冊(昭和60年)第266頁)。
△Eab*={(△L*)2+(△a*)2+(△b*)2}1/2
A:不到5.0
B:5.0以上且不到10.0
C:10.0以上
[電壓保持率的測定]
將得到的化合物0.025g和液晶(MCL-6608、株式會社製造)1g混合,在樣品瓶中在120℃下加熱了50分鐘。將混合物轉移到離心分離用管中,使用MICRO SIX(株式會社製造)進行了2次30分鐘的離心分離。將混合物的上清部分封入液晶評價用單元(KSRT-05/BIIIMINTS05X、E.H.C.Co.,Ltd.製造),使用液晶物性評價裝置(6254型東陽株式會社製造)在下述的測定條件下測定電壓保持率,按照下述的標準進行了評價。
測定條件
‧施加電壓脈衝振幅:5V
*電壓保持率:1000毫秒後的液晶單元電位差/在0毫秒施加的電壓的值
評價標準
A:95%以上
B:85%以上且不到95%
C:不到85%
實施例21~24、比較例5、6
[分散液製作方法]
將表17中所示的各成分稱量後,放入0.4μm的氧化鋯珠粒600份,使用塗料調理器(LAU公司製造)振盪1小時,製作了分散液1~6。
表17中,各成分表示以下的化合物。
(A-II-5):由式(A-II-5)表示的化合物
(A-II-10):由式(A-II-10)表示的化合物
(A-II-11):由式(A-II-11)表示的化合物
(A-II-12):由式(A-II-12)表示的化合物
(A-X-1):由式(A-X-1)表示的化合物
(A-X-2):由式(A-X-2)表示的化合物
分散劑1:DISPERBYK-162(固體成分38%的丙二醇單甲基醚乙酸酯溶液)
分散樹脂1:樹脂(B-2)的丙二醇單甲基醚乙酸酯溶液(固體成分35.1%)
(E-1):丙二醇單甲基醚乙酸酯
[著色固化性樹脂組合物的製作方法]
將表18中所示的各成分混合,得到了著色固化性樹脂組合物。
表18中,各成分表示以下的化合物。
(B-1):樹脂(B-1)(固體成分換算)
(C-1):二季戊四醇六丙烯酸酯(KAYARAD(註冊商標)DPHA;日本化藥(株)製造)
(D-1):N-苯甲醯氧基-1-(4-苯基硫烷基苯基)辛烷-1-酮-2-亞胺(Irgacure(註冊商標)OXE-01;BASF公司製造;O-醯基肟化合物)
(E-1):丙二醇單甲基醚乙酸酯
(F-1):聚醚改性矽油(固體成分換算)( SH8400;東麗道康寧(株)製造)
[電壓保持率的測定]
在3英寸見方的玻璃基板(# 1737;康寧公司製造)上採用旋塗法塗布該著色固化性樹脂組合物後,在100℃
預烘焙3分鐘,形成了著色組合物層。冷却後,使用曝光機(TME-150RSK;(株)製造)在大氣氣氛下以150mJ/cm2的曝光量(365nm基準)曝光。應予說明,没有使用光掩模。通過將曝光後的著色組合物層在烘箱中、230℃下進行20分鐘後烘焙,從而制作了塗膜(膜厚2.0μm)。通過將該塗膜從玻璃基板刮掉,從而得到了粉體。將得到的粉體0.025g和液晶(MCL-6608、株式會社製造)1g混合,在樣品瓶中在120℃下加熱了50分鐘。將混合物轉移到離心分離用管中,採用MICRO SIX(株式會社製造)進行了2次30分鐘的離心分離。將混合物的上清部分封入液晶評價用單元(KSRT-05/BIIIMINTS05X、E.H.C.Co.,Ltd.製造),使用液晶物性評價裝置(6254型東陽株式會社製造)在下述的測定條件下測定電壓保持率,按照下述的標準進行了評價。
測定條件
‧施加電壓脈衝振幅:5V
*電壓保持率:1000毫秒後的液晶單元電位差/在0毫秒施加的電壓的值
評價標準
A:95%以上
B:85%以上且不到95%
C:不到85%
本發明的化合物的吸光度、電壓保持率優異,並且採用使用了該化合物的著色組合物,能夠製造耐溶劑性優異的濾色器。
Claims (6)
- 一種由式(A-I)表示的化合物:
- 如請求項1之化合物,其中,Mr+為r價的金屬離子。
- 如請求項1之化合物,其中,由上述T1表示的芳香族雜環為由下述式(A-t1)表示的環:
- 一種著色組合物,其包含如請求項1至3中任一項之化合物。
- 一種濾色器,其係由如請求項4之著色組合物形成。
- 一種顯示裝置,其包含如請求項5之濾色器。
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