JP7332544B2 - 着色組成物及びその製造方法、カラーフィルタ、並びにキノフタロン色素 - Google Patents
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本開示の他の実施形態が解決しようとする課題は、耐湿性に優れる着色組成物の製造方法を提供することにある。
本開示の他の実施形態が解決しようとする課題は、耐湿性に優れるカラーフィルタを提供することにある。
また、本開示の他の実施形態が解決しようとする課題は、耐湿性に優れるキノフタロン色素を提供することにある。
<1> 下記式(1)で表されるキノフタロン色素と、溶剤と、を含む着色組成物。
式(Y)中、R21は、水素原子又は無置換のアルキル基を表す。*は、結合位置を表す。
式(Z)中、*は、結合位置を表す。
式(4)中、Dは、上記式(2)で表されるキノフタロン色素残基を表す。Qは、-C(=O)O-又は-OC(=O)-で構成される2価の連結基を表す。R4b、R5b、R7b、及びR8bは、それぞれ独立に、水素原子又は置換基(但し、カルボン酸基及びカルボン酸塩基を除く。)を表す。R3bは、水素原子又は置換基(但し、-C(=O)-を含む基、-C(=O)O-を含む基、及び水酸基を除く。)を表す。R9bは、無置換のアルキル基、上記式(X)で表される基、上記式(Y)で表される基、又は上記式(Z)で表される基を表す。R22bは、置換基を表す。n3bは、1以上の整数を表す。
<8> さらに、重合性化合物を含む<1>~<7>のいずれか1つに記載の着色組成物。
<9> さらに、重合開始剤を含む<8>に記載の着色組成物。
上記式(1)で表されるキノフタロン色素と、上記溶剤と、を混合することを含む着色組成物の製造方法。
式(Y)中、R21は、水素原子又は無置換のアルキル基を表す。*は、結合位置を表す。
式(Z)中、*は、結合位置を表す。
式(Y)中、R21は、水素原子又は無置換のアルキル基を表す。*は、結合位置を表す。
式(Z)中、*は、結合位置を表す。
式(4)中、Dは、上記式(2)で表されるキノフタロン色素残基を表す。Qは、-C(=O)O-又は-OC(=O)-で構成される2価の連結基を表す。R4b、R5b、R7b、及びR8bは、それぞれ独立に、水素原子又は置換基(但し、カルボン酸基及びカルボン酸塩基を除く。)を表す。R3bは、水素原子又は置換基(但し、-C(=O)-を含む基、-C(=O)O-を含む基、及び水酸基を除く。)を表す。R9bは、無置換のアルキル基、上記式(X)で表される基、上記式(Y)で表される基、又は上記式(Z)で表される基を表す。R22bは、置換基を表す。n3bは、1以上の整数を表す。
本開示の他の実施形態によれば、耐湿性に優れる着色組成物の製造方法が提供される。
本開示の他の実施形態によれば、耐湿性に優れるカラーフィルタが提供される。
本開示の他の実施形態によれば、耐湿性に優れるキノフタロン色素が提供される。
ある態様では、GPCによる測定は、測定装置として、HLC(登録商標)-8220GPC〔東ソー(株)製〕を用い、カラムとして、TSKgel(登録商標) Super HZ2000〔4.6mmID×15cm、東ソー(株)製〕、TSKgel(登録商標) Super HZ4000〔4.6mmID×15cm、東ソー(株)製〕、及びTSKgel(登録商標) Super HZ-H〔4.6mmID×15cm、東ソー(株)製〕の3本を直列に接続し、溶離液としてNMP(N-メチルピロリドン)を用いる。測定条件としては、試料濃度を0.3質量%、流速を0.35ml/min、サンプル注入量を10μL、及び測定温度を40℃とし、検出器として、示差屈折率(RI:Refractive Index)検出器を用いる。検量線は、東ソー(株)製の「標準試料TSK standard,polystyrene」:「F-80」、「F-20」、「F-4」、「F-2」、「A-5000」、及び「A-1000」の6サンプルから作製する。
本開示の着色組成物は、後述の式(1)で表されるキノフタロン色素(以下、「特定キノフタロン色素」ともいう。)と、溶剤と、を含む着色組成物である。
本開示の着色組成物は、特定の構造を有するキノフタロン色素、すなわち、後述の式(1)で表されるキノフタロン色素と、溶剤と、を含むことで、優れた耐湿性を示す。
このため、例えば、本開示の着色組成物を膜の形成に用いた場合には、耐湿性に優れる膜が得られる。
一般に、色素を高濃度で含む液状の組成物は、色素同士が凝集しやすく、保存安定性に劣る傾向がある。特に、低温環境下で保存する場合には、色素同士の凝集がより起こりやすい。これに対し、本開示の着色組成物は、色素を高濃度で(例えば、30質量%以上)含む場合であっても、色素同士が凝集し難く、低温(例えば、10℃以下)での保存安定性に優れる。
また、本開示の着色組成物は、色素を高濃度で(例えば、30質量%以上)含む場合であっても、耐溶剤性に優れる膜の形成を実現し得る。
飽和脂肪族基には、アルキル基、シクロアルキル基、及びビシクロアルキル基が含まれる。これらの基は、更に置換基を有してもよい。置換基としては、既述の置換基が挙げられる。
アルキル基の炭素数は、1~30であることが好ましい。
アルキル基の具体例としては、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、tert-ブチル基、n-オクチル基、エイコシル基、2-クロロエチル基、2-シアノエチル基、ベンジル基、及び2-エチルヘキシル基が挙げられる。
シクロアルキル基の炭素数は、3~30であることが好ましい。
シクロアルキル基の具体例としては、シクロヘキシル基、シクロペンチル基、4-n-ドデシルシクロヘキシル基が挙げられる。
ビシクロアルキル基の炭素数は、5~30であることが好ましい。
ビシクロアルキル基としては、ビシクロアルカンから水素原子を一個取り去った一価の基が挙げられる。
ビシクロアルキル基の具体例としては、ビシクロ[2.2.1]ヘプタン-2-イル基、及びビシクロ[2.2.2]オクタン-3-イル基が挙げられる。
ビシクロアルキル基には、更に環構造が多いトリシクロ構造等を有する基も含まれる。
アルケニル基には、置換又は無置換のアルケニル基が含まれる。
アルケニル基の炭素数は、2~30であることが好ましい。
アルケニル基の具体例としては、ビニル基、アリル基、プレニル基、ゲラニル基、及びオレイル基が挙げられる。
シクロアルケニル基の炭素数は、3~30であることが好ましい。
シクロアルケニル基としては、シクロアルケンの水素原子を一個取り去った一価の基が挙げられる。
シクロアルケニル基の具体例としては、2-シクロペンテン-1-イル基、及び2-シクロヘキセン-1-イル基が挙げられる。
ビシクロアルケニル基の炭素数は、5~30であることが好ましい。
ビシクロアルケニル基としては、二重結合を一個持つビシクロアルケンの水素原子を一個取り去った一価の基が挙げられる。
ビシクロアルケニル基の具体例としては、ビシクロ[2.2.1]ヘプト-2-エン-1-イル基、及びビシクロ[2.2.2]オクト-2-エン-4-イル基が挙げられる。
アルキニル基の炭素数は、2~30であることが好ましい。
アルキニル基の具体例としては、エチニル基及びプロパルギル基が挙げられる。
アリール基の炭素数は、6~30であることが好ましい。
アリール基の具体例としては、フェニル基、p-トリル基、ナフチル基、m-クロロフェニル基、及びo-ヘキサデカノイルアミノフェニル基が挙げられる。
これらの中でも、アリール基としては、フェニル基が好ましい。
ヘテロ環基は、芳香族又は非芳香族のヘテロ環化合物から一個の水素原子を取り除いた一価の基である。ヘテロ環基は、縮環していてもよい。
ヘテロ環基としては、5員又は6員のヘテロ環基が好ましく、炭素数3~30の5員又は6員の芳香族のヘテロ環基がより好ましい。
環構成のヘテロ原子としては、酸素原子、硫黄原子、及び窒素原子が好ましい。
ヘテロ環基におけるヘテロ環の具体例としては、ピリジン環、ピラジン環、ピリダジン環、ピリミジン環、トリアジン環、キノリン環、イソキノリン環、キナゾリン環、シンノリン環、フタラジン環、キノキサリン環、ピロール環、インドール環、フラン環、ベンゾフラン環、チオフェン環、ベンゾチオフェン環、ピラゾール環、イミダゾール環、ベンズイミダゾール環、トリアゾール環、オキサゾール環、ベンズオキサゾール環、チアゾール環、ベンゾチアゾール環、イソチアゾール環、ベンズイソチアゾール環、チアジアゾール環、イソオキサゾール環、ベンズイソオキサゾール環、ピロリジン環、ピペリジン環、ピペラジン環、イミダゾリジン環、及びチアゾリン環が挙げられる。
脂肪族オキシ基の炭素数は、1~30であることが好ましい。
脂肪族オキシ基の具体例としては、メトキシ基、エトキシ基、イソプロポキシ基、n-オクチルオキシ基、メトキシエトキシ基、ヒドロキシエトキシ基、及び3-カルボキシプロポキシ基が挙げられる。
アリールオキシ基の炭素数は、6~30であることが好ましい。
アリールオキシ基の具体例としては、フェノキシ基、2-メチルフェノキシ基、4-tert-ブチルフェノキシ基、3-ニトロフェノキシ基、及び2-テトラデカノイルアミノフェノキシ基が挙げられる。
これらの中でも、アリールオキシ基としては、フェニルオキシ基が好ましい。
アシルオキシ基の具体例としては、ホルミルオキシ基、アセチルオキシ基、ピバロイルオキシ基、ステアロイルオキシ基、ベンゾイルオキシ基、アクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基、及びp-メトキシフェニルカルボニルオキシ基が挙げられる。
これらの中でも、アシルオキシ基としては、ホルミルオキシ基が好ましい。
また、アシルオキシ基としては、炭素数2~30のアルキルカルボニルオキシ基、及び炭素数6~30のアリールカルボニルオキシ基が好ましい。
カルバモイルオキシ基の炭素数は、1~30であることが好ましい。
カルバモイルオキシ基の具体例としては、N,N-ジメチルカルバモイルオキシ基、N,N-ジエチルカルバモイルオキシ基、モルホリノカルボニルオキシ基、N,N-ジ-n-オクチルアミノカルボニルオキシ基、及びN-n-オクチルカルバモイルオキシ基が挙げられる。
脂肪族オキシカルボニルオキシ基の炭素数は、2~30であることが好ましい。
脂肪族オキシカルボニルオキシ基の具体例としては、メトキシカルボニルオキシ基、エトキシカルボニルオキシ基、tert-ブトキシカルボニルオキシ基、及びn-オクチルカルボニルオキシ基が挙げられる。
アリールオキシカルボニルオキシ基の炭素数は、7~30であることが好ましい。
アリールオキシカルボニルオキシ基の具体例としては、フェノキシカルボニルオキシ基、p-メトキシフェノキシカルボニルオキシ基、及びp-n-ヘキサデシルオキシフェノキシカルボニルオキシ基が挙げられる。
これらの中でも、アリールオキシカルボニルオキシ基としては、フェノキシカルボニルオキシ基が好ましい。
アミノ基は、脂肪族アミノ基(代表としてアルキルアミノ基)、アリールアミノ基、及びヘテロ環アミノ基を含む。
アミノ基としては、炭素数1~30の脂肪族アミノ基、及び炭素数6~30のアリールアミノ基が好ましい。
アミノ基の具体例としては、無置換のアミノ基、メチルアミノ基、ジメチルアミノ基、アニリノ基、N-メチル-アニリノ基、ジフェニルアミノ基、ヒドロキシエチルアミノ基、カルボキシエチルアミノ基、スルフォエチルアミノ基、3,5-ジカルボキシアニリノ基、及び4-キノリルアミノ基が挙げられる。
アシルアミノ基としては、ホルミルアミノ基、炭素数2~30のアルキルカルボニルアミノ基、及び炭素数6~30のアリールカルボニルアミノ基が好ましい。
アシルアミノ基の具体例としては、ホルミルアミノ基、アセチルアミノ基、ピバロイルアミノ基、ラウロイルアミノ基、ベンゾイルアミノ基、及び3,4,5-トリ-n-オクチルオキシフェニルカルボニルアミノ基等が挙げられる。
アミノカルボニルアミノ基の炭素数は、1~30であることが好ましい。
アミノカルボニルアミノ基の具体例としては、カルバモイルアミノ基、N,N-ジメチルアミノカルボニルアミノ基、N,N-ジエチルアミノカルボニルアミノ基、及びモルホリノカルボニルアミノ基が挙げられる。
アミノカルボニルアミノ基における「アミノ」との用語は、既述のアミノ基における「アミノ」と同じ意味である。
脂肪族オキシカルボニルアミノ基の炭素数は、2~30であることが好ましい。
脂肪族オキシカルボニルアミノ基の具体例としては、メトキシカルボニルアミノ基、エトキシカルボニルアミノ基、tert-ブトキシカルボニルアミノ基、n-オクタデシルオキシカルボニルアミノ基、及びN-メチルメトキシカルボニルアミノ基が挙げられる。
アリールオキシカルボニルアミノ基の炭素数は、7~30であることが好ましい。
アリールオキシカルボニルアミノ基の具体例としては、フェノキシカルボニルアミノ基、p-クロロフェノキシカルボニルアミノ基、及びn-オクチルオキシフェノキシカルボニルアミノ基が挙げられる。
これらの中でも、アリールオキシカルボニルアミノ基としては、フェニルオキシカルボニルアミノ基が好ましい。
スルファモイルアミノ基の炭素数は、0~30であることが好ましい。
スルファモイルアミノ基の具体例としては、スルファモイルアミノ基、N,N-ジメチルアミノスルホニルアミノ基、及びN-n-オクチルアミノスルホニルアミノ基が挙げられる。
脂肪族スルホニルアミノ基の炭素数は、1~30であることが好ましい。
脂肪族スルホニルアミノ基の具体例としては、メチルスルホニルアミノ基、及びブチルスルホニルアミノ基が挙げられる。
アリールスルホニルアミノ基には、置換又は無置換のアリールスルホニルアミノ基が含まれる。
アリールスルホニルアミノ基の炭素数は、6~30であることが好ましい。
アリールスルホニルアミノ基の具体例としては、フェニルスルホニルアミノ基、2,3,5-トリクロロフェニルスルホニルアミノ基、及びp-メチルフェニルスルホニルアミノ基が挙げられる。
これらの中でも、アリールスルホニルアミノ基としては、フェニルスルホニルアミノ基が好ましい。
脂肪族チオ基としては、炭素数1~30のアルキルチオ基が好ましい。
アルキルチオ基の具体例としては、メチルチオ基、エチルチオ基、及びn-ヘキサデシルチオ基が挙げられる。
アリールチオ基の炭素数は、6~12であることが好ましい。
アリールチオ基の具体例としては、フェニルチオ基、1-ナフチルチオ基、及び2-ナフチルチオ基が挙げられる。
スルファモイル基の炭素数は、0~30であることが好ましい。
スルファモイル基の具体例としては、N-エチルスルファモイル基、N-(3-ドデシルオキシプロピル)スルファモイル基、N,N-ジメチルスルファモイル基、N-アセチルスルファモイル基、N-ベンゾイルスルファモイル基、及びN-(N’-フェニルカルバモイル)スルファモイル)基が挙げられる。
脂肪族スルフィニル基の炭素数は、1~30であることが好ましい。
脂肪族スルフィニル基の具体例としては、メチルスルフィニル基、及びエチルスルフィニル基が挙げられる。
アリールスルフィニル基には、置換又は無置換のアリールスルフィニル基が含まれる。
アリールスルフィニル基の炭素数は、6~30であることが好ましい。
アリールスルフィニル基の具体例としては、フェニルスルフィニル基、及びp-メチルフェニルスルフィニル基が挙げられる。
これらの中でも、アリールスルフィニル基としては、フェニルスルフィニル基が好ましい。
脂肪族スルホニル基の炭素数は、1~30であることが好ましい。
脂肪族スルホニル基の具体例としては、メチルスルホニル基、及びエチルスルホニル基が挙げられる。
アリールスルホニル基には、置換又は無置換のアリールスルホニル基が含まれる。
アリールスルホニル基の炭素数は、6~30であることが好ましい。
アリールスルホニル基の具体例としては、フェニルスルホニル基、及びp-トルエンスルホニル基が挙げられる。
これらの中でも、アリールスルホニル基としては、フェニルスルホニル基が好ましい。
アシル基としては、例えば、ホルミル基、炭素数2~30の脂肪族カルボニル基(代表としてアルキルカルボニル基)、炭素数7~30のアリールカルボニル基、及び炭素数4~30の炭素原子でカルボニル基と結合しているヘテロ環カルボニル基が好ましい。
アリールカルボニル基としては、フェニルカルボニル基が好ましい。
アシル基の具体例としては、アセチル基、ピバロイル基、2-クロロアセチル基、ステアロイル基、ベンゾイル基、p-n-オクチルオキシフェニルカルボニル基、2-ピリジルカルボニル基、及び2-フリルカルボニル基が挙げられる。
アリールオキシカルボニル基の炭素数は、7~30であることが好ましい。
アリールオキシカルボニル基の具体例としては、フェノキシカルボニル基、o-クロロフェノキシカルボニル基、m-ニトロフェノキシカルボニル基、及びp-tert-ブチルフェノキシカルボニル基が挙げられる。
これらの中でも、アリールオキシカルボニル基としては、フェニルオキシカルボニル基が好ましい。
脂肪族オキシカルボニル基の炭素数は、2~30であることが好ましい。
脂肪族オキシカルボニル基の具体例としては、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、tert-ブトキシカルボニル基、及びn-オクタデシルオキシカルボニル基が挙げられる。
カルバモイル基の炭素数は、1~30であることが好ましい。
カルバモイル基の具体例としては、無置換のカルバモイル基、N-メチルカルバモイル基、N,N-ジメチルカルバモイル基、N,N-ジ-n-オクチルカルバモイル基、及びN-(メチルスルホニル)カルバモイル基が挙げられる。
アリールアゾ基の具体例としては、フェニルアゾ基、及びメトキシフェニルアゾ基が挙げられる。
ヘテロ環アゾ基には、置換又は無置換のヘテロ環アゾ基が含まれる。
ヘテロ環アゾ基の具体例としては、4-ピバロイルアミノフェニルアゾ基、及び2-ヒドロキシ-4-プロパノイルフェニルアゾ基が挙げられる。
脂肪族オキシスルホニル基の炭素数は、1~30であることが好ましい。
脂肪族オキシスルホニル基の具体例としては、メトキシスルホニル基、エトキシスルホニル基、及びn-ブトキシスルホニル基が挙げられる。
アリールオキシスルホニル基の炭素数は、6~12であることが好ましい。
アリールオキシスルホニル基の具体例としては、フェノキシスルホニル基、及び2-ナフトキシフェニル基が挙げられる。
本開示の着色組成物は、下記式(1)で表されるキノフタロン色素(即ち、特定キノフタロン色素)を含む。
式(2)中、R11、R12、R13、R14、及びR15は、水素原子を表す。
式(2)中、R16、R17、R18、及びR19は、それぞれ独立に、水素原子、置換基、又はQとの連結部位を表す。R16、R17、及びR19は、水素原子を表すことが好ましく、R18は、Qとの連結部位を表すことが好ましい。
R16、R17、R18、及びR19のうち、隣接する2つは互いに結合して環を形成してもよく、形成した環上にQとの連結部位を有していてもよい。
式(1)中、R3は、水素原子又は置換基(但し、-C(=O)-を含む基、-C(=O)O-を含む基、及び水酸基を除く。)を表す。R3は、水素原子を表すことが好ましい。
R1及びR2が置換基を表す場合、R1及びR2は、R3又はR6と連結して環を形成してもよい。
R6がアルキル基を表す場合、アルキル基は、直鎖状であってもよく、分岐を有していてもよく、環構造を有していてもよい。アルキル基の炭素数は、1~18であることが好ましく、1~8であることが好ましい。
R6で表されるアルキル基の具体例としては、エチル基、イソプロピル基、ヘキシル基、及びオクタデシル基が挙げられる。
R6がアシルオキシ基を表す場合、アシルオキシ基の炭素数は、1~20であることが好ましく、1~10であることが好ましい。
R6で表されるアシルオキシ基の具体例としては、アセチルオキシ基、アクリロイルオキシ基、及びメタクリロイルオキシ基が挙げられる。
R9が無置換のアルキル基を表す場合、アルキル基は、直鎖状であってもよく、分岐を有していてもよく、環構造を有していてもよい。アルキル基の炭素数は、1~18であることが好ましく、1~6であることがより好ましい。
R9で表される無置換のアルキル基の具体例としては、メチル基、ヘキシル基、オクチル基、及びオクタデシル基が挙げられる。
R20が無置換のアルキル基を表す場合、アルキル基は、直鎖状であってもよく、分岐を有していてもよく、環構造を有していてもよい。無置換のアルキル基の炭素数は、1~18であることが好ましく、1~6であることがより好ましい。
R20で表される無置換のアルキル基の具体例としては、メチル基、エチル基、ヘキシル基、及びオクタデシル基が挙げられる。
式(X)中、*は、結合位置を表す。
R21が無置換のアルキル基を表す場合、無置換のアルキル基の炭素数は、1~18であることが好ましく、1~6であることがより好ましい。
R21で表される無置換のアルキル基の具体例としては、メチル基、2-エチルヘキシル基、オクチル基、及びオクタデシル基が挙げられる。
式(Y)中、*は、結合位置を表す。
式(1)中、n2は、0又は1を表し、1を表すことが好ましい。
式(1)中、n1が0を表す場合、n2は、1を表すことが好ましい。
式(1)中、n2が0を表す場合、n1は、1を表すことが好ましい。
但し、n3が0を表し、かつ、R6がアルキル基を表す場合、R6で表されるアルキル基が置換アルキル基であること、又は、R6で表されるアルキル基が炭素数2以上のアルキル基であることと、R3が置換基(但し、-C(=O)-を含む基、-C(=O)O-を含む基、及び水酸基を除く。)を表すこととの少なくとも一方を満たす。
すなわち、n3が0を表し、かつ、R6がアルキル基を表す場合、以下の条件のいずれかを満たす。
・R6で表されるアルキル基が置換アルキル基である。
・R6で表されるアルキル基が炭素数2以上のアルキル基である。
・R3が置換基(但し、-C(=O)-を含む基、-C(=O)O-を含む基、及び水酸基を除く。)を表す。
・R6で表されるアルキル基が置換アルキル基であり、かつ、R3が置換基(但し、-C(=O)-を含む基、-C(=O)O-を含む基、及び水酸基を除く。)を表す。
・R6で表されるアルキル基が炭素数2以上のアルキル基であり、かつ、R3が置換基(但し、-C(=O)-を含む基、-C(=O)O-を含む基、及び水酸基を除く。)を表す。
R6で表されるアルキル基が置換アルキル基である場合、置換アルキル基は、任意の位置に、ハロゲン原子、アシルオキシ基、アルケニル基等の置換基を有するアルキル基が挙げられる。置換アルキル基としては、メタクリロイルオキシメチル基、トリフルオロメチル基、又はプレニル基であることが好ましい。
R6で表されるアルキル基が炭素数2以上のアルキル基である場合、アルキル基は、エチル基、イソプロピル基、ヘキシル基、又はオクタデシル基であることが好ましい。
R3が置換基を表す場合、R3で表される置換基は、アルキル基又はアルケニル基であることが好ましい。
また、n3が0を表し、かつ、R6が水酸基を表す場合、R9は、無置換のアルキル基を表す。R9が無置換のアルキル基を表す場合については、既述のとおりであるため、ここでは説明を省略する。
式(3)中、Qは、-C(=O)O-又は-OC(=O)-で構成される2価の連結基を表す。
式(3)中、R1a、R2a、R4a、及びR5aは、それぞれ独立に、水素原子又は置換基(但し、カルボン酸基及びカルボン酸塩基を除く。)を表す。式(3)におけるR1a、R2a、R4a、及びR5aは、それぞれ、式(1)におけるR1、R2、R4、及びR5と同義であり、好ましい態様も同様であるため、ここでは説明を省略する。
式(3)中、R3aは、水素原子又は置換基(但し、-C(=O)-を含む基、-C(=O)O-を含む基、及び水酸基を除く。)を表す。式(3)におけるR3aは、式(1)におけるR3と同義であり、好ましい態様も同様であるため、ここでは説明を省略する。
R1a及びR2aが置換基を表す場合、R1a及びR2aは、R3aと連結して環を形成してもよい。
R22aで表される置換基は、アルキル基、ビニル基、又はイソプロペニル基であることが好ましい。
式(4)中、Qは、-C(=O)O-又は-OC(=O)-で構成される2価の連結基を表す。
式(4)中、R4b、R5b、R7b、及びR8bは、それぞれ独立に、水素原子又は置換基(但し、カルボン酸基及びカルボン酸塩基を除く。)を表す。式(4)におけるR4b、R5b、R7b、及びR8bは、それぞれ、式(1)におけるR4、R5、R7、及びR8と同義であり、好ましい態様も同様であるため、ここでは説明を省略する。
式(4)中、R3bは、水素原子又は置換基(但し、-C(=O)-を含む基、-C(=O)O-を含む基、及び水酸基を除く。)を表す。式(4)におけるR3bは、式(1)におけるR3と同義であり、好ましい態様も同様であるため、ここでは説明を省略する。
R22bで表される置換基は、アルキル基、ビニル基、又はイソプロペニル基であることが好ましい。
本開示の着色組成物は、式(3)で表されるキノフタロン色素及び式(4)で表されるキノフタロン色素の両方を含むと、耐湿性により優れる傾向を示す。また、本開示の着色組成物は、式(3)で表されるキノフタロン色素及び式(4)で表されるキノフタロン色素の両方を含むと、色素濃度が高い場合(例えば、30質量%以上)であっても、低温(例えば、10℃以下)での保管安定性により優れる傾向を示すとともに、熱堅牢性、光堅牢性、及び耐溶剤性により優れる膜の形成を実現できる傾向を示す。
特定キノフタロン色素が重合性基を有すると、耐湿性がより向上する傾向がある。
重合性基は、光重合性基であってもよく、熱重合性基であってもよい。
光重合性基とは、光(即ち、紫外線、可視光線、電子線、γ線、β線等の活性エネルギー線)の作用により重合反応又は架橋反応し得る基を意味する。
熱重合性基とは、熱の作用により重合反応又は架橋反応し得る基を意味する。
光重合性基としては、例えば、ラジカル重合性基及びカチオン重合性基が挙げられる。
光重合性基は、ラジカル重合性基であることが好ましい。
ラジカル重合性基としては、例えば、エチレン性不飽和基(即ち、エチレン性二重結合を有する基)が挙げられる。エチレン性不飽和基としては、(メタ)アクリロイル基、N-ビニル基、及びアリル基、が挙げられる。
カチオン重合性基としては、例えば、エポキシ基及びオキセタニル基が挙げられる。
特定キノフタロン色素が下記式(5)で表される重合性基を2つ以上有すると、耐湿性がより向上する傾向を示す。
式(5)中、*は、結合位置を表す。
特定キノフタロン色素における、式(2)で表されるキノフタロン色素残基と、重合性基と、の間を連結する連結鎖の原子数が4以上であると、耐湿性がより向上する傾向を示す。
特定キノフタロン色素における、式(2)で表されるキノフタロン色素残基と、重合性基と、の間を連結する連結鎖の原子数の上限は、特に制限されないが、例えば、色濃度の観点から、10以下であることが好ましい。
例えば、後述の化合物4における、式(2)で表されるキノフタロン色素残基と、重合性基と、の間を連結する連結鎖の原子数は、6である。
本開示の着色組成物は、式(6)で表されるキノフタロン色素及び式(7)で表されるキノフタロン色素の両方を含むと、耐湿性により優れる傾向を示す。また、本開示の着色組成物は、式(6)で表されるキノフタロン色素及び式(7)で表されるキノフタロン色素の両方を含むと、色素濃度が高い場合(例えば、30質量%以上)であっても、低温(例えば、10℃以下)での保管安定性により優れる傾向を示すとともに、熱堅牢性、光堅牢性、及び耐溶剤性により優れる膜の形成を実現できる傾向を示す。
特定キノフタロン色素の具体的な合成方法は、後述する実施例にて詳細に説明する。
本開示の着色組成物における特定キノフタロン色素の含有率(所謂、濃度)は、本開示の着色組成物が2種以上の特定キノフタロン色素を含む場合には、合計含有率(所謂、総濃度)を意味する。
本開示の着色組成物は、溶剤を含む。
溶剤は、着色組成物に含まれる各成分の溶解性、着色組成物の塗布性、安全性等を満足するものであれば、基本的には、特に制限されない。
溶剤としては、例えば、水及び有機溶剤が挙げられる。
溶剤は、有機溶剤であることが好ましい。
溶剤としては、例えば、エステル化合物、エーテル化合物、ケトン化合物、及び芳香族炭化水素化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種が好ましい。
本開示において、「水を含まない」とは、水の含有率が、溶剤の全質量に対して0質量%であるか、又は、水を実質的に含まないことを意味する。また、「水を実質的に含まない」とは、不可避的に混入した水の存在は許容するが、意図して添加された水の存在は許容しないことを意味する。
本開示の着色組成物は、さらに、バインダー樹脂を含むことができる。
バインダー樹脂は、例えば、着色組成物により形成した膜の質及び膜面状の改善に寄与し得る。このため、本開示の着色組成物がバインダー樹脂を含むことは、本開示の着色組成物をカラーフィルタの作製用途に用いる場合に、非常に有効である。
アルカリ可溶性樹脂は、有機溶剤に可溶で、かつ、弱アルカリ水溶液により現像可能であることがより好ましい。
このようなポリマーについては、例えば、特開昭59-44615号、特公昭54-34327号、特公昭58-12577号、特公昭54-25957号、特開昭59-53836号、特開昭59-71048号、及び特開平7-140654号公報に記載がある。これらの記載は、参照により本明細書に取り込まれる。
(メタ)アクリル酸と共重合可能な他の単量体としては、例えば、アルキル(メタ)アクリレート、アリール(メタ)アクリレート、及びビニル化合物が挙げられる。
アルキル(メタ)アクリレート及びアリール(メタ)アクリレートの具体例としては、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、ペンチル(メタ)アクリレート、ヘキシル(メタ)アクリレート、オクチル(メタ)アクリレート、フェニル(メタ)アクリレート、ベンジルアクリレート、トリルアクリレート、ナフチルアクリレート、及びシクロヘキシルアクリレートが挙げられる。
アルキル(メタ)アクリレートのアルキル基の水素原子、及び、アリール(メタ)アクリレートのアリール基の水素原子は、いずれも置換基で置換されていてもよい。
本開示の着色組成物は、さらに、重合性化合物を含むことができる。
本開示の着色組成物は、重合性化合物を含むと、エネルギー付与等により硬化する硬化性の着色組成物として用いることができる。
重合性化合物は、例えば、感光性(即ち、光硬化性)及び硬化膜の強度に寄与し得る。
エチレン性不飽和化合物としては、2官能以上のエチレン性不飽和化合物を含むことが好ましい。
本開示において、「2官能以上のエチレン性不飽和化合物」とは、一分子中にエチレン性不飽和基を2つ以上有する化合物を意味する。
エチレン性不飽和基としては、(メタ)アクリロイル基が好ましい。
エチレン性不飽和化合物としては、(メタ)アクリレート化合物が好ましい。
3官能以上のウレタン(メタ)アクリレート化合物としては、例えば、8UX-015A〔大成ファインケミカル(株)製〕、NKエステル UA-32P〔新中村化学工業(株)製〕、及びNKエステル UA-1100H〔新中村化学工業(株)製〕が挙げられる。
酸基としては、リン酸基、スルホン酸基、カルボキシ基等が挙げられる。
これらの中でも、酸基としては、カルボキシ基が好ましい。
酸基を有するエチレン性不飽和化合物については、例えば、特開2004-239942号公報の段落[0025]~[0030]に記載がある。これらの記載は、参照により本明細書に取り込まれる。
例えば、感度の観点では、重合性化合物は、1分子あたりの不飽和基含量が多い構造が好ましく、多くの場合は2官能以上のものが好ましい。
例えば、膜強度の観点では、重合性化合物は、3官能以上のものが好ましい。
例えば、着色組成物における各成分(例えば、特定キノフタロン色素、重合開始剤、及びバインダー樹脂)との相溶性、分散性等を考慮し、重合性化合物を選択することも有効である。
本開示の着色組成物は、上記重合性化合物を含む場合、さらに、重合開始剤を含むことが好ましい。
重合開始剤としては、特に制限はなく、公知の重合開始剤を用いることができる。
重合開始剤としては、例えば、光重合開始剤及び熱重合開始剤が挙げられる。
光重合開始剤は、光ラジカル重合開始剤であってもよく、カチオン重合開始剤であってもよい。
光ラジカル重合開始剤としては、例えば、ハロメチルオキサジアゾール化合物及びハロメチル-s-トリアジン化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種の活性ハロゲン化合物が挙げられる。また、光ラジカル重合開始剤としては、例えば、3-アリール置換クマリン化合物、ロフィン2量体、ベンゾフェノン化合物、アセトフェノン化合物及びその誘導体、シクロペンタジエン-ベンゼン-鉄錯体及びその塩、並びに、オキシム系化合物が挙げられる。
光ラジカル重合開始剤としては、活性ハロゲン化合物が好ましく、トリアジン系化合物であることがより好ましい。
なお、上記「Irgacure」、「Darocur」、及び「Lunar」は、いずれも登録商標である。
本開示の着色組成物は、本開示の効果を損なわない範囲において、必要に応じて、上記以外の成分(所謂、その他の成分)を含んでいてもよい。
その他の成分としては、例えば、式(1)で表されるキノフタロン色素(即ち、特定キノフタロン色素)以外の色素(例えば、顔料)が挙げられる。
また、その他の成分としては、例えば、界面活性剤、重合禁止剤、酸化防止剤、充填剤、密着促進剤、紫外線吸収剤等の各種添加剤が挙げられる。
顔料は、無機顔料であってもよく、有機顔料であってもよい。
顔料は、高透過率であることが好ましい。
無機顔料としては、具体的には、カーボンブラック、チタンブラック等の黒色顔料、金属(例えば、鉄、コバルト、アルミニウム、カドミウム、鉛、銅、チタン、マグネシウム、クロム、亜鉛、及びアンチモン)の酸化物、上記金属の複合酸化物等が挙げられる。
有機顔料としては、例えば、以下のものが挙げられる。
C.I.ピグメントイエロー11、24、31、53、83、93、99、108、109、110、138、139、147、150、151、154、155、167、180、185、及び199
C.I.ピグメントオレンジ36、38、43、及び71
C.I.ピグメントレッド81、105、122、149、150、155、171、175、176、177、209、220、224、242、254、255、264、及び270
C.I.ピグメントバイオレット19、23、32、及び39
C.I.ピグメントブルー1、2、15、15:1、15:3、15:6、16、22、60、及び66
C.I.ピグメントグリーン7、36、37、及び58
C.I.ピグメントブラウン25及び28
C.I.ピグメントブラック1
顔料分散剤としては、例えば、高分子分散剤〔例えば、ポリアミドアミン及びその塩、ポリカルボン酸及びその塩、高分子量不飽和エステル、変性ポリウレタン、変性ポリエステル、変性ポリ(メタ)アクリレート、(メタ)アクリル系共重合体、並びにナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物〕、界面活性剤〔例えば、ポリオキシエチレンアルキルリン酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルアミン、及びアルカノールアミン〕、及び顔料誘導体が挙げられる。
なお、高分子分散剤は、その構造から、例えば、直鎖状高分子、末端変性型高分子、グラフト型高分子、及びブロック型高分子に分類することができる。
例えば、本開示の着色組成物が界面活性剤を含む場合、着色組成物における界面活性剤の含有率は、着色組成物の全固形分に対して、0.001質量%~5質量%とすることができる。
例えば、本開示の着色組成物が重合禁止剤を含む場合、着色組成物における重合禁止剤の含有率は、着色組成物の全固形分に対して、0.0001質量%~5質量%とすることができる。
本開示の着色組成物は、例えば、液晶表示装置(LCD)、並びに、固体撮像素子〔例えば、CCD(charge-coupled device)及びCMOS(complementary metal oxide semiconductor)〕に用いられるカラーフィルタ等の着色画素を形成する用途に好適である。また、本開示の着色組成物は、例えば、印刷用インク、インクジェット用インク、及び塗料を作製する用途に好適である。
本開示の着色組成物の製造方法は、特に制限されない。
以下、本開示の着色組成物の好適な製造方法の一例について説明する。但し、既述の本開示の着色組成物と共通する事項、例えば、本開示の着色組成物の各成分及び量については、説明を省略する。
本開示の着色組成物の製造に際しては、例えば、着色組成物に含まれる各成分を一括して混合してもよく、溶剤を撹拌しながら、その溶剤中に、特定キノフタロン色素等を添加し、混合してもよい。
混合手段としては、特に制限はなく、公知の混合手段を適用することができる。
混合手段の具体例としては、撹拌機を用いる機械的撹拌、撹拌棒を用いる手撹拌等の混合手段が挙げられる。
混合温度及び混合時間は、着色組成物に含まれる各成分を十分に混合することができれば、特に制限されず、適宜設定することができる。
本開示のカラーフィルタは、式(1)で表されるキノフタロン色素(即ち、特定キノフタロン色素)を含むカラーフィルタである。
本開示のカラーフィルタは、特定キノフタロン色素を含むため、耐湿性に優れる。
また、本開示のカラーフィルタは、特定キノフタロン色素を高濃度で(例えば、30質量%以上)含む場合であっても、熱堅牢性、光堅牢性、及び耐溶剤性に優れる。
本開示のカラーフィルタの製造方法は、既述の本開示の着色組成物を用いること以外は、特に制限されず、公知の製造方法を適用することができる。
以下、本開示のカラーフィルタの好適な製造方法の一例について説明する。但し、既述の本開示の着色組成物と共通する事項、例えば、本開示の着色組成物の各成分及び量については、説明を省略する。
本開示のカラーフィルタの製造方法は、必要に応じて、着色層を乾燥(所謂、プリベーク;以下、同じ。)する工程、及び、現像されたパターンを加熱処理(所謂、ポストベーク;以下、同じ。)する工程を含んでいてもよい。
支持体上には、必要に応じて、上部の層との密着性の改良、物質の拡散防止、又は基板表面の平坦化のために、下塗り層を設けてもよい。
プリベーク温度は、特に制限されないが、例えば、150℃以下であることが好ましく、130℃以下であることがより好ましく、110℃以下であることが更に好ましい。プリベーク温度の下限は、例えば、50℃以上とすることができ、80℃以上とすることもできる。
プリベーク時間は、特に制限されないが、例えば、10秒間~300秒間であることが好ましく、30秒間~200秒間であることがより好ましく、60秒間~180秒間であることが更に好ましい。
パターン露光の光源としては、着色層を硬化し得る波長域の光(例えば、365nm又は405nm)を照射できるものであれば、適宜選定して用いることができる。
光源としては、例えば、各種レーザー、発光ダイオード(LED)、超高圧水銀灯、高圧水銀灯、及びメタルハライドランプが挙げられる。
露光量は、5mJ/cm2~200mJ/cm2であることが好ましく、10mJ/cm2~200mJ/cm2であることがより好ましい。
現像液としては、アルカリ性水溶液を用いることが好ましい。
アルカリ性水溶液の調製に用いられるアルカリ性化合物としては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド、テトラプロピルアンモニウムヒドロキシド、テトラブチルアンモニウムヒドロキシド、及びコリン(2-ヒドロキシエチルトリメチルアンモニウムヒドロキシド)が挙げられる。
アルカリ性水溶液の25℃におけるpHは、8~13であることが好ましく、9~12であることがより好ましく、10~12であることが更に好ましい。
アルカリ性水溶液におけるアルカリ性化合物の含有率は、アルカリ性水溶液の全質量に対して、0.1質量%~5質量%であることが好ましく、0.1質量%~3質量%であることがより好ましい。
有機溶剤としては、例えば、メタノール、エタノール、2-プロパノール、1-プロパノール、ブタノール、ジアセトンアルコール、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノ-n-ブチルエーテル、ベンジルアルコール、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、ε-カプロラクトン、γ-ブチロラクトン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、ヘキサメチルホスホルアミド、乳酸エチル、乳酸メチル、ε-カプロラクタム、N-メチルピロリドン等が挙げられる。
有機溶剤の濃度は、0.1質量%~30質量%であることが好ましい。
界面活性剤の濃度は、0.01質量%~10質量%であることが好ましい。
現像液の液温は、20℃~40℃であることが好ましい。
現像の方式としては、例えば、パドル現像、シャワー現像、シャワー及びスピン現像、ディップ現像等の方式が挙げられる。
ポストベークの手段としては、特に制限はなく、例えば、ホットプレート、及びコンベクションオーブン(所謂、熱風循環式乾燥機)が挙げられる。
ポストベーク温度は、特に制限されないが、例えば、100℃~240℃であることが好ましく、150~240℃であることがより好ましい。
ポストベーク時間は、特に制限されないが、例えば、10分間~30分間であることが好ましく、10分間~20分間であることがより好ましい。
本開示のキノフタロン色素は、上記式(1)で表されるキノフタロン色素(即ち、特定キノフタロン色素)である。
本開示のキノフタロン色素は、耐湿性に優れる。
本開示の特定キノフタロン色素は、本開示の着色組成物における特定キノフタロン色素と同義であり、好ましい態様も同様であるため、ここでは説明を省略する。
<化合物5>
下記の手順に従って、特定キノフタロン色素である化合物5を合成した。
原料Aを出発原料とする反応のスキームを以下に示す。
原料Aは、特開2010-250291号公報に記載の方法に準じて、イソプロピルアニリンの代わりにアニリンを用いることで調製した。
500mLの三ツ口フラスコに、原料A 20g(0.060モル)、N-メチル-2-ピロリドン(NMP)200mL、臭化テトラエチルアンモニウム15.1g、4-ヒドロキシ-1,1,2,2-テトラメチルピペリジン-N-オキシド50mg、及びメタクリル酸グリシジル9.4g(0.066モル)を加え、60℃で8時間反応させた。得られた反応液を室温まで冷却した後、冷却した反応液を水1,000mLに滴下し、一晩静置した。次いで、析出した結晶を濾別し、水で十分に洗浄した。得られた粗結晶を、アセトニトリル450mLを用いて再結晶した後、カラムクロマトグラフィーにより精製し、異性体を含む中間体Bを14.3g得た(収率:50%)。
MS(m/z)=476([M+1]+)
500mLの三ツ口フラスコに、中間体B 10.1g(0.021モル)、テトラヒドロフラン(THF)100mL、ピリジン3.5mL、及び4-ヒドロキシ-1,1,2,2-テトラメチルピペリジン-N-オキシド50mgを加え、4℃に冷却した。次いで、撹拌しながら無水メタクリル酸3.3g(0.021モル)を滴下し、1時間後、室温まで放冷し、8時間反応させた。得られた反応液を水200mLに滴下し、一晩静置した。次いで、析出した結晶を濾別し、水で十分に洗浄した。得られた結晶をメタノールで分散洗浄し、異性体を含む化合物5を5.5g得た(収率48%)。
MS(m/z)=544([M+1]+)
下記の手順に従って、特定キノフタロン色素である化合物6を合成した。
原料Aを出発原料とする反応のスキームを以下に示す。
既述の方法により、原料Aを調製した。
500mLの三ツ口フラスコに、原料A 20g(0.060モル)、N-メチル-2-ピロリドン(NMP)200mL、臭化テトラエチルアンモニウム2.5g、4-ヒドロキシ-1,1,2,2-テトラメチルピペリジン-N-オキシド50mg、及びメタクリル酸グリシジル9.4g(0.066モル)を加え、130℃で6時間反応させた。得られた反応液を室温まで冷却した後、冷却した反応液を水1,000mLに滴下し、一晩静置した。次いで、析出した結晶を濾別し、水で十分に洗浄した。得られた粗結晶を、アセトニトリル450mLを用いて再結晶した後、カラムクロマトグラフィーにより精製し、異性体を含む中間体Cを5.7g得た(収率20%)。
MS(m/z)=476([M+1]+)
300mLの三ツ口フラスコに、中間体C 5.0g(0.011モル)、テトラヒドロフラン(THF)50mL、ピリジン1.7mL、及び4-ヒドロキシ-1,1,2,2-テトラメチルピペリジン-N-オキシド30mgを加え、4℃に冷却した。次いで、撹拌しながら無水メタクリル酸1.7g(0.011モル)を滴下し、1時間後、室温まで放冷し、8時間反応させた。得られた反応液を水200mLに滴下し、一晩静置した。次いで、析出した結晶を濾別し、水で十分に洗浄し、得られた結晶を、メタノールで分散洗浄し、異性体を含む化合物6を3.2g得た(収率56%)。
MS(m/z)=544([M+1]+)
化合物1~4の合成は、既述の化合物5の合成方法に準じて行った。
化合物1~4は、いずれも特定キノフタロン色素である。
化合物1~4のマススペクトル(MS)における質量電荷比(所謂、m/z)を以下に示す。なお、本開示では、マススペクトルにおける質量電荷比を「MS(m/z)」と表記する。本開示における質量電荷比の測定には、質量分析装置を用いた。
化合物1:544([M+1]+)
化合物2:520([M+1]+)
化合物3:608([M+1]+)
化合物4:616([M+1]+)
比較化合物1~10の合成は、既述の化合物5の合成方法に準じて行った。
比較化合物1~10のマススペクトル(MS)における質量電荷比(所謂、m/z)を以下に示す。
比較化合物1:576([M+1]+)
比較化合物2:401([M+1]+)
比較化合物3:494([M+1]+)
比較化合物4:520([M+1]+)
比較化合物5:732([M+1]+)
比較化合物6:446([M+1]+)
比較化合物7:476([M+1]+)
比較化合物8:586([M+1]+)
比較化合物9:598([M+1]+)
比較化合物10:582([M+1]+)
比較化合物11には、C.I.Solvent Yellow 162を用いた。
比較化合物12には、C.I.Solvent Yellow 82を用いた。
化合物1~6の吸収スペクトルを以下の手順に従って測定し、極大吸収波長(λmax)を求めた。
溶剤として酢酸エチルを用い、酢酸エチル中の濃度が1×10-6mol/L(リットル;以下、同じ)になるように、化合物を溶解させた溶液を調製した。調製した各溶液を1cmセルに入れ、測定装置として、分光光度計〔製品名:UV3600、(株)島津製作所製〕を用い、吸収スペクトルを測定し、得られた吸収スペクトルから極大吸収波長を求めた。 上記方法により求めた化合物1~6の極大吸収波長を以下に示す。また、上記方法により測定した化合物5の吸収スペクトルを図1に示す。
化合物1:448nm
化合物2:446nm
化合物3:445nm
化合物4:443nm
化合物5:446nm
化合物6:446nm
化合物1~6及び比較化合物1~12を用いて、下記に示す評価用試料の調製及び作製を行った。
下記の成分を混合し、下塗り層を形成するためのネガ型のレジスト溶液Aを調製した。
・プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)〔溶剤〕・・・5.20質量部
・シクロヘキサノン〔溶剤〕・・・52.6質量部
・(メタクリル酸ベンジル/メタクリル酸/メタクリル酸-2-ヒドロキシエチル)共重合体(モル比:60/20/20、重量平均分子量:23,000)〔バインダー樹脂〕のシクロヘキサノン溶液(固形分:41質量%)・・・30.5質量部
・ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート〔重合性化合物〕・・・10.2質量部
・p-メトキシフェノール〔重合禁止剤〕・・・0.006質量部
・フッ素系界面活性剤・・・0.80質量部
〔商品名:F-475、DIC(株)製〕
・光重合開始剤・・・0.58質量部
〔商品名:TAZ-107、みどり化学(株)製〕
ガラス基板(商品名:コーニング1737、厚さ:0.7mm、コーニング社製)を、濃度0.5質量%の水酸化ナトリウム水溶液で超音波洗浄した後、水洗した。次いで、水洗後のガラス基板に対し、200℃で20分間脱水ベークを行った。次いで、上記(1)にて調製したレジスト溶液Aを、ガラス基板上に、膜厚が2μmになるようにスピンコーターを用いて塗布した後、220℃で1時間加熱乾燥させて、硬化膜(所謂、下塗り層)を形成し、下塗り層付きガラス基板を作製した。
下記の成分を混合し、ネガ型のレジスト溶液Bを調製した。レジスト溶液Bは、着色組成物に相当する。
・シクロヘキサノン〔溶剤〕・・・80.0質量部
・ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート〔重合性化合物〕・・・12.0質量部
・p-メトキシフェノール〔重合禁止剤〕・・・0.005質量部
・フッ素系界面活性剤・・・0.69質量部
〔商品名:F-475、DIC(株)製〕
・光重合開始剤・・・1.7質量部
〔商品名:TAZ-107、みどり化学(株)製〕
・化合物1~6及び例示化合物1~12のいずれか1つの化合物・・・6.3質量部
上記(3)にて調製したレジスト溶液B(即ち、着色組成物)を、上記(2)にて作製した下塗り層付きガラス基板の下塗り層の上に、膜厚が0.6μmになるようにスピンコーターを用いて塗布した後、100℃で120秒間プリベークし、着色層を形成した。次いで、形成した着色層に対し、露光装置を用い、365nmの波長の光を、線幅2μmのマスクを介して、200mJ/cm2の露光量で照射した。次いで、着色層に対し、液温25℃の現像液〔商品名:CD-2000、富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ(株)製〕を用いて、40秒間現像を行った。次いで、流水で30秒間リンスした後、スプレー乾燥し、着色パターンを得た。次いで、200℃で15分間ポストベークを行い、着色パターンを硬化させた。
以上により、着色パターン(詳細には、黄色単色のカラーフィルタ)付き基板を作製した。
1.耐湿性
上記(4)にて作製したカラーフィルタ付き基板の着色パターンの波長400nm~700nmにおける透過率を、雰囲気温度85℃及び85%RHの環境下に50時間静置する耐湿試験前後で測定した。透過率は、分光光度計〔製品名:UV3600、(株)島津製作所製〕を用いて測定した。
波長400nm~700nmにおける透過率のうち、最も透過率変化が大きい波長における、耐湿試験前後の透過率の変化値(以下、「ΔT%max値」ともいう。)を耐湿性の評価の指標とした。ΔT%max値は、以下の式により算出した。
ΔT%max値(%)=|耐湿試験前の透過率-耐湿試験後の透過率|
評価基準を以下に示す。「A」及び「B」であれば合格とした。結果を表1に示す。
A:ΔT%max値<0.6%
B:0.6%≦ΔT%max値<1.2%
C:1.2%≦ΔT%max値<3.6%
D:3.6%≦ΔT%max値<6.0%
E:6.0%≦ΔT%max値
上記(3)にて調製したレジスト溶液B(即ち、着色組成物)を雰囲気温度10℃の環境下で15日間保存した。保存後のレジスト溶液Bを目視にて観察し、析出物の有無及び程度を確認した。析出物が確認されたものについては、状況に応じて、振盪した後、再度、目視にて観察した。
評価基準を以下に示す。なお、下記の評価基準における「低温」とは、10℃を意味する。「A」及び「B」であれば合格とした。結果を表1に示す。
A:析出物が確認されなかった。
B:析出物が僅かに確認されたが、低温状態のままで振盪すると消失した。
C:析出物が僅かに確認され、30℃に加温して振盪すると消失した(但し、Bに該当する場合を除く。)。
D:析出物が僅かに確認され、30℃に加温して振盪しても消失しなかった。
E:析出物が多量に確認され、30℃に加温して振盪しても消失しなかった。
上記(4)にて作製したカラーフィルタ付き基板を、基板面で接するように、200℃のホットプレートに載置して40分間加熱した。加熱前後における色差(ΔEab値)を、色度計〔製品名:MCPD-1000、大塚電子(株)製〕を用いて測定し、熱堅牢性の評価の指標とした。ΔEab値が小さいほど、熱堅牢性に優れていることを示す。
評価基準を以下に示す。「A」、「B」及び「C」であれば合格とした。結果を表1に示す。
A:ΔEab値<3.5
B:3.5≦ΔEab値<4.5
C:4.5≦ΔEab値<6.0
D:6.0≦ΔEab値<10.0
E:10.0≦ΔEab値
上記(4)にて作製したカラーフィルタ付き基板の着色パターンに対し、キセノンランプの光を10万luxで15時間照射(200万lux・hrに相当)した。照射前後における色差(ΔEab値)を、色度計〔製品名:MCPD-1000、大塚電子(株)製〕を用いて測定し、光堅牢性の評価の指標とした。ΔEab値が小さいほど、光堅牢性に優れていることを示す。
評価基準を以下に示す。「A」であれば合格とした。結果を表1に示す。
A:ΔEab値<4.0
B:4.0≦ΔEab値<10.0
C:10.0≦ΔEab値
上記(4)において得たポストベーク後の着色パターンの分光を測定した(分光A)。次いで、この着色パターン上に、上記(1)にて調製したレジスト溶液Aを、膜厚が1μmとなるようにスピンコーターを用いて塗布し、100℃で120秒間プリベークした後、液温23℃の現像液〔商品名:CD-2000、富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ(株)製〕を用いて、120秒間現像を行い、再度分光を測定した(分光B)。分光Aと分光Bとの差に基づき、色素残存率値(%)を算出し、耐溶剤性の評価の指標とした。色素残存率値が100%に近いほど、耐溶剤性に優れていることを示す。
評価基準を以下に示す。「AA」、「A」、「B」及び「C」であれば合格とした。結果を表1に示す。
AA:95%≦色素残存率値
A:92%≦色素残存率値<95%
B:89%≦色素残存率値<92%
C:86%≦色素残存率値<89%
D:80%≦色素残存率値<86%
E:色素残存率値<80%
一方、特定キノフタロン色素を含まない比較例1~12は、実施例と比較して、耐湿性に劣る結果を示した。
Claims (8)
- 下記式(6)で表されるキノフタロン色素及び下記式(7)で表されるキノフタロン色素から選ばれる少なくとも1種と、溶剤と、を含む着色組成物。
- さらに、バインダー樹脂を含む請求項1に記載の着色組成物。
- さらに、重合性化合物を含む請求項1又は請求項2に記載の着色組成物。
- さらに、重合開始剤を含む請求項3に記載の着色組成物。
- 請求項1~請求項4のいずれか1項に記載の着色組成物の製造方法であり、
前記式(6)で表されるキノフタロン色素及び前記式(7)で表されるキノフタロン色素から選ばれる少なくとも1種と、前記溶剤と、を混合することを含む着色組成物の製造方法。 - 下記式(6)で表されるキノフタロン色素及び下記式(7)で表されるキノフタロン色素から選ばれる少なくとも1種を含むカラーフィルタ。
- 下記式(6)で表されるキノフタロン色素。
- 下記式(7)で表されるキノフタロン色素。
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