特開2021-59717(P2021-59717A)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2015.5.11 β版

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特開2021-59717ベンゾペリレン化合物及び着色硬化性樹脂組成物
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】特開2021-59717(P2021-59717A)
(43)【公開日】2021年4月15日
(54)【発明の名称】ベンゾペリレン化合物及び着色硬化性樹脂組成物
(51)【国際特許分類】
   C09B 67/20 20060101AFI20210319BHJP
   C09B 5/62 20060101ALI20210319BHJP
   G02B 5/20 20060101ALI20210319BHJP
   G03F 7/004 20060101ALI20210319BHJP
   G03F 7/032 20060101ALI20210319BHJP
【FI】
   C09B67/20 FCSP
   C09B5/62
   G02B5/20 101
   G02B5/20
   G03F7/004 505
   G03F7/032
【審査請求】未請求
【請求項の数】6
【出願形態】OL
【全頁数】75
(21)【出願番号】特願2020-160095(P2020-160095)
(22)【出願日】2020年9月24日
(31)【優先権主張番号】特願2019-184172(P2019-184172)
(32)【優先日】2019年10月4日
(33)【優先権主張国】JP
(71)【出願人】
【識別番号】000002093
【氏名又は名称】住友化学株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110002837
【氏名又は名称】特許業務法人アスフィ国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】濱木 裕史
(72)【発明者】
【氏名】尹 鍾元
【テーマコード(参考)】
2H148
2H225
【Fターム(参考)】
2H148AA05
2H148AA18
2H148BE03
2H148BE15
2H148BE18
2H148BG02
2H148BG06
2H148BG07
2H148BG11
2H225AC36
2H225AD06
2H225AE13P
2H225AN39P
2H225AN96P
2H225AN98P
2H225BA16P
2H225BA17P
2H225BA33P
2H225CA17
2H225CB02
2H225CC01
2H225CC13
(57)【要約】
【課題】本発明は、蛍光染料として高い蛍光強度を有する化合物、及び蛍光強度に優れたカラーフィルタを形成可能な着色硬化性樹脂組成物を提供することを目的とする。
【解決手段】着色剤、樹脂、重合性化合物及び重合開始剤を含有し、前記着色剤がベンゾペリレン化合物を含む着色硬化性樹脂組成物。
【選択図】なし
【特許請求の範囲】
【請求項1】
着色剤、樹脂、重合性化合物及び重合開始剤を含有し、
前記着色剤がベンゾペリレン化合物を含む着色硬化性樹脂組成物。
【請求項2】
前記ベンゾペリレン化合物が、式(I)で表される化合物である請求項1に記載の着色硬化性樹脂組成物。
【化1】

[式(I)中、
1及びR2は、互いに独立に、置換基を有していてもよい炭素数1〜30の炭化水素基、置換基を有していてもよい炭素数1〜30の芳香族複素環基、又は前記置換基を有していてもよい炭化水素基と前記置換基を有していてもよい芳香族複素環基とが結合した基を表す。
3〜R10は、互いに独立に、水素原子、*−R11、*−O−R11、*−CO−O−R11、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、カルボキシ基又はニトロ基を表す。
3とR4、R4とR5、R5とR6、R7とR8、R8とR9及びR9とR10は、互いに独立に、*−CO−O−CO−*又は*−CO−N(R11)−CO−*を含む環を形成してもよい。
11は、置換基を有していてもよい炭素数1〜30の炭化水素基を表し、R11が複数ある場合、それらは互いに異なっていてもよい。
*は結合手を表す。]
【請求項3】
前記着色剤が、さらにペリレン化合物を含む請求項1又は2に記載の着色硬化性樹脂組成物。
【請求項4】
請求項1〜3のいずれかに記載の着色硬化性樹脂組成物から形成されるカラーフィルタ。
【請求項5】
請求項4に記載のカラーフィルタを含む表示装置。
【請求項6】
式(Ia)で表される化合物。
【化2】

[式(Ia)中、
1a及びR2aは、互いに独立に、置換基を有していてもよい炭素数6〜20のアリール基又は置換基を有していてもよい炭素数1〜20のヘテロアリール基を表す。
3a、R6a、R7a、R8a、R9a及びR10aは、互いに独立に、水素原子、*−R11a、*−O−R11a、*−CO−O−R11a、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、カルボキシ基又はニトロ基を表す。
11aは、置換基を有していてもよい炭素数1〜20の炭化水素基を表し、R11aが複数ある場合、それらは互いに異なっていてもよい。
4a及びR5aは、互いに独立に、*−CO−O−R11aを表すか、R4a及びR5aが結合して、式(a)又は式(b)で表される基を表す。
【化3】

[式(a)、(b)中、
b1及びRb2は、互いに独立に、置換基を有していてもよい炭素数1〜20の炭化水素基を表す。
c1は、置換基を有していてもよい炭素数6〜20のアリール基を表す。]
4a及びR5aが、式(b)で表される基である場合、R1a、R2a及びRc1の3つが同じ基になることはない。
*は結合手を表す。]
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、着色剤、特に染料として有用なベンゾペリレン化合物、及びベンゾペリレン化合物を含有する着色硬化性樹脂組成物に関するものである。
【背景技術】
【0002】
液晶表示装置、エレクトロルミネッセンス表示装置及びプラズマディスプレイ等の表示装置やCCDやCMOSセンサ等の固体撮像素子に使用されるカラーフィルタは、着色硬化性樹脂組成物から製造される。該カラーフィルタ形成のための着色硬化性樹脂組成物として、種々の着色剤が使用されている。またペリレン化合物は蛍光染料として知られており(非特許文献1)、ペリレン化合物を色変換層に使用した例も知られている(特許文献1)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2018−124553号公報
【非特許文献】
【0004】
【非特許文献1】BASF社技報(Lumogen(登録商標)F)、BASF社、1997年11月、2−6
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかし、従来から知られる上記のペリレン化合物は、蛍光強度が十分に満足できない場合があった。そこで本発明は、着色剤、特に蛍光染料としてより高い蛍光強度を有する化合物、及び蛍光強度に優れたカラーフィルタを形成可能な化合物(好ましくは染料)を含む着色硬化性樹脂組成物を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の要旨は、以下の通りである。
[1] 着色剤、樹脂、重合性化合物及び重合開始剤を含有し、
前記着色剤がベンゾペリレン化合物を含む着色硬化性樹脂組成物。
[2] 前記ベンゾペリレン化合物が、式(I)で表される化合物である[1]に記載の着色硬化性樹脂組成物。
【化1】

[式(I)中、
1及びR2は、互いに独立に、置換基を有していてもよい炭素数1〜30の炭化水素基、置換基を有していてもよい炭素数1〜30の芳香族複素環基、又は前記置換基を有していてもよい炭化水素基と前記置換基を有していてもよい芳香族複素環基とが結合した基を表す。
3〜R10は、互いに独立に、水素原子、*−R11、*−O−R11、*−CO−O−R11、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、カルボキシ基又はニトロ基を表す。
3とR4、R4とR5、R5とR6、R7とR8、R8とR9及びR9とR10は、互いに独立に、*−CO−O−CO−*又は*−CO−N(R11)−CO−*を含む環を形成してもよい。
11は、置換基を有していてもよい炭素数1〜30の炭化水素基を表し、R11が複数ある場合、それらは互いに異なっていてもよい。
*は結合手を表す。]
[3] 前記着色剤が、さらにペリレン化合物を含む[1]又は[2]に記載の着色硬化性樹脂組成物。
[4] [1]〜[3]のいずれかに記載の着色硬化性樹脂組成物から形成されるカラーフィルタ。
[5] [4]に記載のカラーフィルタを含む表示装置。
[6] 式(Ia)で表される化合物。
【化2】

[式(Ia)中、
1a及びR2aは、互いに独立に、置換基を有していてもよい炭素数6〜20のアリール基又は置換基を有していてもよい炭素数1〜20のヘテロアリール基を表す。
3a、R6a、R7a、R8a、R9a及びR10aは、互いに独立に、水素原子、*−R11a、*−O−R11a、*−CO−O−R11a、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、カルボキシ基又はニトロ基を表す。
11aは、置換基を有していてもよい炭素数1〜20の炭化水素基を表し、R11aが複数ある場合、それらは互いに異なっていてもよい。
4a及びR5aは、互いに独立に、*−CO−O−R11aを表すか、R4a及びR5aが結合して、式(a)又は式(b)で表される基を表す。
【化3】

[式(a)、(b)中、
b1及びRb2は、互いに独立に、置換基を有していてもよい炭素数1〜20の炭化水素基を表す。
c1は、置換基を有していてもよい炭素数6〜20のアリール基を表す。]
4a及びR5aが、式(b)で表される基である場合、R1a、R2a及びRc1の3つが同じ基になることはない。
*は結合手を表す。]
【発明の効果】
【0007】
本発明によれば、蛍光強度に優れたカラーフィルタを形成可能な化合物、及び着色硬化性樹脂組成物を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【0008】
本発明の着色硬化性樹脂組成物は、着色剤(以下、着色剤(A)という場合がある)、樹脂(以下、樹脂(B)という場合がある)、重合性化合物(以下、重合性化合物(C)という場合がある)及び重合開始剤(以下、重合開始剤(D)という場合がある)を含む。
本発明の着色硬化性樹脂組成物は、さらに溶剤(以下、溶剤(E)という場合がある)を含んでいてもよい。
本発明の着色硬化性樹脂組成物は、さらに重合開始助剤(以下、重合開始助剤(D1)という場合がある)を含んでいてもよい。
本発明の着色硬化性樹脂組成物は、さらにレベリング剤(以下、レベリング剤(F)という場合がある)を含んでいてもよい。
なお本明細書において、各成分として例示する化合物は、特に断りのない限り、単独で又は複数種を組み合わせて使用することができる。
【0009】
<着色剤(A)>
着色剤(A)は、ベンゾペリレン化合物を含む。ベンゾペリレン化合物とは、1,12−ベンゾペリレンに任意の置換基が結合した化合物を指し、3,4位及び9,10位にカルボニル基を有する置換基が結合した化合物が好ましい。3,4位の置換基が有するカルボニル基は、酸素原子を介して結合してラクトン環を形成したり、窒素原子を介して結合してイミド環を形成することが好ましい。9,10位の置換基が有するカルボニル基も、酸素原子を介して結合してラクトン環を形成したり、窒素原子を介して結合してイミド環を形成することが好ましい。前記ベンゾペリレン化合物としては式(I)で表される化合物(以下、化合物(I)という場合がある)が特に好ましい。
【0010】
<<化合物(I)>>
【化4】

[式(I)中、
1及びR2は、互いに独立に、置換基(A1)を有していてもよい炭素数1〜30の炭化水素基、置換基(A1)を有していてもよい炭素数1〜30の芳香族複素環基、又は前記置換基(A1)を有していてもよい炭化水素基と前記置換基(A1)を有していてもよい芳香族複素環基とが結合した基を表す。
3〜R10は、互いに独立に、水素原子、*−R11、*−O−R11、*−CO−O−R11、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、カルボキシ基又はニトロ基を表す。
3とR4、R4とR5、R5とR6、R7とR8、R8とR9及びR9とR10は、互いに独立に、*−CO−O−CO−*又は*−CO−N(R11)−CO−*を含む環を形成してもよい。
11は、置換基(A1)を有していてもよい炭素数1〜30の炭化水素基を表し、R11が複数ある場合、それらは互いに異なっていてもよい。
*は結合手を表す。]
【0011】
1、R2及びR11で表される炭素数1〜30の炭化水素基としては、脂肪族炭化水素基及び芳香族炭化水素基が挙げられる。脂肪族炭化水素基は、飽和又は不飽和であってもよく、鎖状又は脂環式であってもよい。
【0012】
1、R2及びR11で表される飽和又は不飽和鎖状炭化水素基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基、ノナデシル基、イコシル基等の直鎖状アルキル基等;イソプロピル基、(1−エチル)プロピル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、(1−エチル)ブチル基、(2−エチル)ブチル基、(1−プロピル)ブチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、tert−ペンチル基、(2−メチル)ペンチル基、(1−エチル)ペンチル基、(3−エチル)ペンチル基、(1−プロピル)ペンチル基、(1−ブチル)ペンチル基、イソヘキシル基、(2−メチル)ヘキシル基、(5−メチル)ヘキシル基、(2−エチル)ヘキシル基、(1−ブチル)ヘキシル基、(1−ペンチル)ヘキシル基、(2−メチル)ヘプチル基、(2−エチル)ヘプチル基、(3−エチル)ヘプチル基、(1−ヘキシル)ヘプチル基、(2−メチル)オクチル基、(2−エチル)オクチル基、(1−ヘプチル)オクチル基、(2−エチル)ノニル基、(1−オクチル)ノニル基等の分枝鎖状アルキル基等;ビニル基、1−プロペニル基、2−プロペニル基(アリル基)、(1−メチル)エテニル基、2−ブテニル基、3−ブテニル基、1,3−ブタジエニル基、(1−(2−プロペニル))エテニル基、(1,2−ジメチル)プロペニル基、2−ペンテニル基等のアルケニル基;等が挙げられる。飽和鎖状炭化水素基の炭素数は、1〜25が好ましく、1〜20がより好ましく、1〜18がさらに好ましい。また不飽和鎖状炭化水素基の炭素数は、2〜25が好ましく、2〜20がより好ましく、2〜18がさらに好ましい。
【0013】
1、R2及びR11で表される飽和又は不飽和脂環式炭化水素基としては、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、等のシクロアルキル基;シクロヘキセニル基(例えばシクロヘキサ−2−エン、シクロヘキサ−3−エン)、シクロヘプテニル基、シクロオクテニル基等のシクロアルケニル基;ノルボルニル基、アダマンチル基、ビシクロ[2.2.2]オクチル基等が挙げられる。飽和又は不飽和脂環式炭化水素基の炭素数は、3〜25が好ましく、3〜20がより好ましく、3〜15がさらに好ましい。
【0014】
1、R2及びR11で表される芳香族炭化水素基としては、フェニル基、1−ナフチル基、2−ナフチル基、フェナントリル基、アントリル基、ピレニル基等が挙げられる。芳香族炭化水素基の炭素数は、6〜25が好ましく、6〜20がより好ましく、6〜15がさらに好ましい。
【0015】
1、R2及びR11で表される炭化水素基は、炭素数の上限が30以下である限り、上記に挙げた鎖状炭化水素基、脂環式炭化水素基、及び芳香族炭化水素基を2つ以上組み合わせた基であってもよい。このような基は、例えば、芳香族炭化水素基と、鎖状炭化水素基、脂環式炭化水素基及び芳香族炭化水素基から選ばれる基の少なくとも1つとを組み合わせた基であってよく、該組み合わせによる炭化水素基では、鎖状炭化水素基を、2価の基(例えば、アルカンジイル基)として組み合わせてもよい。組み合わせによる炭化水素基の例としては、ベンジル基、フェネチル基、1−メチル−1−フェニルエチル基等のアラルキル基;フェニルエテニル基(フェニルビニル基)等のアリールアルケニル基;フェニルエチニル基等のアリールアルキニル基;o−トリル基、m−トリル基、p−トリル基、2−エチルフェニル基、3−エチルフェニル基、4−エチルフェニル基、2,3−ジメチルフェニル基、2,4−ジメチルフェニル基、2,5−ジメチルフェニル基、2,6−ジメチルフェニル基、3,4−ジメチルフェニル基、3,5−ジメチルフェニル基、4−ビニルフェニル基、o−イソプロピルフェニル基、m−イソプロピルフェニル基、p−イソプロピルフェニル基、2,3−ジイソプロピルフェニル基、2,4−ジイソプロピルフェニル基、2,5−ジイソプロピルフェニル基、2,6−ジイソプロピルフェニル基、2,4,6−トリイソプロピルフェニル基、4−ブチルフェニル基、o−tert−ブチルフェニル基、m−tert−ブチルフェニル基、p−tert−ブチルフェニル基、2,6−ジ(tert−ブチル)フェニル基、3,5−ジ(tert−ブチル)フェニル基、3,6−ジ(tert−ブチル)フェニル基、4−tert−ブチル−2,6−ジメチルフェニル基、4−ペンチルフェニル基、4−オクチルフェニル基、4−(2,4,4−トリメチル−2−ペンチル)フェニル基、2−ドデシルフェニル基、3−ドデシルフェニル基、4−ドデシルフェニル基等のアルキルアリール基;2,3−ジヒドロ−4−インデニル基、1,2,3,5,6,7−ヘキサヒドロ−4−s−インダセニル基、8−メチル−1,2,3,5,6,7−ヘキサヒドロ−4−s−インダセニル基、5,6,7,8−テトラヒドロ−1−ナフチル基、5,6,7,8−テトラヒドロ−2−ナフチル基、3−メチル−5,6,7,8−テトラヒドロ−2−ナフチル基、3,5,5,8,8−ペンタメチル−5,6,7,8−テトラヒドロ−2−ナフチル基等のアルカンジイル基が結合したアリール基;ビフェニリル基、ターフェニリル基等の1つ以上のアリール基が結合したアリール基;シクロヘキシルメチルフェニル基、ベンジルフェニル基、(ジメチル(フェニル)メチル)フェニル基等が挙げられる。また上記炭化水素基は、例えば、鎖状炭化水素基と脂環式炭化水素基との組み合わせによる炭化水素基であってよく、その例として、1−メチルシクロプロピル基、1−メチルシクロヘキシル基、2−メチルシクロヘキシル基、3−メチルシクロヘキシル基、4−メチルシクロヘキシル基、1,2−ジメチルシクロヘキシル基、1,3−ジメチルシクロヘキシル基、1,4−ジメチルシクロヘキシル基、2,3−ジメチルシクロヘキシル基、2,4−ジメチルシクロヘキシル基、2,5−ジメチルシクロヘキシル基、2,6−ジメチルシクロヘキシル基、3,4−ジメチルシクロヘキシル基、3,5−ジメチルシクロヘキシル基、2,2−ジメチルシクロヘキシル基、3,3−ジメチルシクロヘキシル基、4,4−ジメチルシクロヘキシル基、2,4,6−トリメチルシクロヘキシル基、2,2,6,6−テトラメチルシクロヘキシル基、3,3,5,5−テトラメチルシクロヘキシル基、4−ペンチルシクロヘキシル基、4−オクチルシクロヘキシル基、4−シクロヘキシルシクロヘキシル基等の1以上のアルキル基が結合した脂環式炭化水素基;シクロプロピルメチル基、シクロプロピルエチル基、シクロブチルメチル基、シクロブチルエチル基、シクロペンチルメチル基、シクロペンチルエチル基、シクロヘキシルメチル基、2−メチルシクロヘキシルメチル基、シクロヘキシルエチル基、アダマンチルメチル基等の1以上の脂環式炭化水素基が結合したアルキル基等が挙げられる。鎖状炭化水素基、脂環式炭化水素基、及び芳香族炭化水素基を2つ以上組み合わせた基の炭素数は、4〜28が好ましく、5〜25がより好ましく、6〜20がさらに好ましい。
【0016】
1及びR2で表される炭素数1〜30の芳香族複素環基としては、窒素原子、酸素原子、硫黄原子等のヘテロ原子を少なくとも1つ含む芳香族複素環基が挙げられる。芳香族複素環基としては、具体的には、フリル基、ピロリル基、チエニル基、オキサゾリル基、ピリジル基、キノリニル基、チアゾリル基、ベンゾチアゾリル基、カルバゾリル基等が挙げられ、炭素数は2〜20が好ましく、3〜15がより好ましい。
【0017】
1及びR2で表される前記炭化水素基と前記芳香族複素環基とが結合して形成する基としては、上記に挙げた炭化水素基と芳香族複素環基とを2つ以上結合した基であってもよく、例えば、鎖状炭化水素基、脂環式炭化水素基、及び芳香族炭化水素基から選ばれる少なくとも1つと、芳香族複素環基とを結合した基であってもよく、該結合して形成する基においては、鎖状炭化水素基を、2価の基(例えば、アルカンジイル基)として結合させてもよい。前記炭化水素基と前記芳香族複素環基とが結合して形成する基の例としては、2−メチルピリジニル基、4−エチル−2−メチルピリジニル基、インドール基、ベンゾイミダゾール基、ベンゾフラン基、ベンゾチオフェン基等が挙げられる。前記炭化水素基と前記芳香族複素環基とが結合して形成する基の炭素数は、7〜30であることが好ましく、8〜30であることがより好ましく、10〜30であることがさらに好ましい。
【0018】
1、R2及びR11で表される炭素数1〜30の炭化水素基、及びR1及びR2で表される炭素数1〜30の芳香族複素環基が有していてもよい置換基(A1)としては、例えば、ハロゲン原子;ニトリル基;ニトロ基;アミノ基;ヒドロキシ基;メトキシ基、エトキシ基等の炭素数1〜20のアルコキシ基;フェニルオキシ基、1−ナフチルオキシ基、2−ナフチルオキシ基等の炭素数6〜20のアリールオキシ基;チオール基;メチルチオ基、エチルチオ基等の炭素数1〜20のアルキルチオ基;アリルチオ基;フェニルチオ基、1−ナフチルチオ基、2−ナフチルチオ基等の炭素数6〜20のアリールチオ基;スルホキシ基;メチルスルホキシ基、エチルスルホキシ基等の炭素数1〜20のアルキルスルホキシ基;フェニルスルホキシ基、1−ナフチルスルホキシ基、2−ナフチルスルホキシ基等の炭素数6〜20のアリールスルホキシ基;シリル基;ボリル基;モノメチルアミノ基、ジメチルアミノ基、トリメチルアミノ基、モノエチルアミノ基、ジエチルアミノ基、トリエチルアミノ基等の炭素数1〜20のアルキルアミノ基;モノフェニルアミノ基、ジフェニルアミノ基、トリフェニルアミノ基等の炭素数6〜20のアリールアミノ基;ベンジルアミノ基等の炭素数7〜20のアラルキルアミノ基;カルボキシ基;カルバモイル基;アセチル基、プロピオニル基等の炭素数2〜20のアルキルカルボニル基;ベンゾイル基、1−ナフチルカルボニル基、2−ナフチルカルボニル基等の炭素数7〜20のアリールカルボニル基;メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基等の炭素数2〜20のアルコキシカルボニル基;フェニルオキシカルボニル基、1−ナフチルオキシカルボニル基、2−ナフチルオキシカルボニル基等の炭素数7〜20のアリールオキシカルボニル基;等が挙げられる。
【0019】
上記ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子及びヨウ素原子等が挙げられる。合成の観点から、塩素原子及び臭素原子が好ましく、臭素原子がより好ましい。
【0020】
1、R2及びR11としては、例えば、下記式(D−1)〜(D−47)、式(G−1)〜(G−22)で表される基が挙げられる。*は結合手を表す。
【0021】
【化5】
【0022】
【化6】
【0023】
1及びR2としては、互いに独立に、置換基(A1)を有していてもよい飽和鎖状炭化水素基、置換基(A1)を有していてもよい芳香族炭化水素基、又は置換基(A1)を有していてもよい芳香族炭化水素基と鎖状炭化水素基とを組み合わせた基であることが好ましい。化合物(I)の溶剤への溶解性向上の観点から、前記飽和鎖状炭化水素基は飽和分岐鎖状炭化水素基であることが好ましい。前記飽和鎖状炭化水素基(好ましくは飽和分岐鎖状炭化水素基)の炭素数は、1〜30であってもよく、1〜20が好ましく、3〜15がより好ましい。前記芳香族炭化水素基、又は芳香族炭化水素基と鎖状炭化水素基とを組み合わせた基の炭素数は、6〜20であることが好ましく、6〜15であることがより好ましく、8〜15であることがさらにより好ましい。得られるカラーフィルタの蛍光強度向上の観点から、R1及びR2としては、上記式(D−4)〜(D−14)、又は式(G−5)〜(G−22)で表される基であることがより好ましく、式(D−4)〜(D−14)、(G−5)、(G−7)、(G−8)、(G−11)〜(G−13)、(G−15)、(G−16)、(G−19)、(G−21)、又は(G−22)のいずれかで表される基であることがさらに好ましく、式(D−4)〜(D−14)、(G−7)、(G−11)、(G−13)、(G−15)又は(G−16)のいずれかで表される基であることが特に好ましい。
また、R1及びR2としては、同一の基であることが好ましい。
【0024】
11としては、置換基(A1)を有していてもよい飽和鎖状炭化水素基、置換基(A1)を有していてもよい飽和脂環式炭化水素基、置換基(A1)を有していてもよい脂環式炭化水素基と鎖状炭化水素基とを組み合わせた基、置換基(A1)を有していてもよい芳香族炭化水素基、又は置換基(A1)を有していてもよい芳香族炭化水素基と鎖状炭化水素基とを組み合わせた基であることが好ましい。前記飽和鎖状炭化水素基の炭素数は、1〜30であってもよく、1〜25が好ましく、1〜20がより好ましく、1〜18がさらに好ましく、3〜15がさらにより好ましい。前記飽和脂環式炭化水素基、又は脂環式炭化水素基と鎖状炭化水素基とを組み合わせた基の炭素数は、3〜20であることが好ましく、6〜20であることがより好ましく、6〜15であることがさらにより好ましい。前記芳香族炭化水素基、又は芳香族炭化水素基と鎖状炭化水素基とを組み合わせた基の炭素数は、6〜20であることが好ましく、7〜20であることがより好ましく、8〜20であることがさらに好ましく、10〜20であることがさらにより好ましい。化合物(I)の溶剤への溶解性向上の観点から、R11としては、上記式(D−4)〜(D−31)、(D−34)〜(D−46)、(G−1)、又は式(G−5)〜(G−22)で表される基であることが好ましく、式(D−4)〜(D−14)、又は式(G−5)〜(G−22)で表される基であることがより好ましく、式(D−4)〜(D−14)、(G−5)、(G−7)、(G−8)、(G−11)〜(G−13)、(G−15)、(G−16)、(G−19)、(G−21)、又は(G−22)のいずれかで表される基であることがさらに好ましく、式(D−4)〜(D−14)、(G−7)、(G−11)、(G−13)、(G−15)又は(G−16)のいずれかで表される基であることが特に好ましい。
また、R1及びR2が同一の基である場合には、R11は、R1及びR2と異なる基であることが好ましい。
【0025】
3〜R10で表される*−O−R11としては、上記のR11を有するオキシ基が挙げられ、炭素数1〜30のアルコキシ基、及び炭素数1〜30のアリールオキシ基等が挙げられる。*−O−R11としては、具体的には、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、ペンチルオキシ基、フェノキシ基、ナフチルオキシ基等が挙げられる。
【0026】
3〜R10で表される*−CO−O−R11としては、上記のR11を有するオキシカルボニル基が挙げられ、炭素数1〜30のアルコキシカルボニル基、及び炭素数1〜30のアリールオキシカルボニル基等が挙げられる。*−CO−O−R11が有するR11としては、飽和鎖状炭化水素基、飽和脂環式炭化水素基、脂環式炭化水素基と鎖状炭化水素基とを組み合わせた基、芳香族炭化水素基、又は芳香族炭化水素基と鎖状炭化水素基とを組み合わせた基であることが好ましく、炭素数1〜20の飽和鎖状炭化水素基、炭素数3〜15の飽和脂環式炭化水素基、炭素数4〜15の脂環式炭化水素基と鎖状炭化水素基とを組み合わせた基、炭素数6〜20の芳香族炭化水素基、又は炭素数7〜20の芳香族炭化水素基と鎖状炭化水素基とを組み合わせた基であることがより好ましく、炭素数3〜18の飽和鎖状炭化水素基、炭素数4〜10の脂環式炭化水素基と鎖状炭化水素基とを組み合わせた基、又は炭素数7〜15の芳香族炭化水素基と鎖状炭化水素基とを組み合わせた基であることがさらに好ましい。*−CO−O−R11としては、具体的には、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、プロポキシカルボニル基、sec−ブトキシカルボニル基、tert−ブトキシカルボニル基、ブトキシカルボニル基、ペンチルオキシカルボニル基、(1−エチル)ペンチルオキシカルボニル基、ヘキシルオキシカルボニル基、(2−エチル)ヘキシルオキシカルボニル基、ヘプチルオキシカルボニル基、(1−ブチル)ヘプチルオキシカルボニル基、オクチルオキシカルボニル基、(1−ヘプチル)オクチルオキシカルボニル基、ノニルオキシカルボニル基、デシルオキシカルボニル基、ウンデシルオキシカルボニル基、ドデシルオキシカルボニル基、トリデシルオキシカルボニル基、テトラデシルオキシカルボニル基、ペンタデシルオキシカルボニル基、ヘキサデシルオキシカルボニル基、ヘプタデシルオキシカルボニル基、オクタデシルオキシカルボニル基、フェニルオキシカルボニル基、ベンジルオキシカルボニル基、シクロヘキシルオキシカルボニル基、シクロヘキシルメトキシカルボニル基、イコシルオキシカルボニル基等が挙げられる。
【0027】
3〜R10で表されるハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子及びヨウ素原子等が挙げられる。
【0028】
3とR4、R4とR5、R5とR6、R7とR8、R8とR9及びR9とR10がそれぞれ形成する*−CO−O−CO−*又は*−CO−N(R11)−CO−*を含む環(*は結合手を表す)としては、例えば、R3とR4、R4とR5、R5とR6、R7とR8、R8とR9及びR9とR10が、互いに独立に、下記式(H−1)〜(H−16)で表される2価の基であるものが挙げられる。式(H−1)〜(H−16)において*は、R3とR4、R4とR5、R5とR6、R7とR8、R8とR9又はR9とR10が有するベンゾペリレン骨格との結合手を表す。
【0029】
【化7】
【0030】
なお前記*−CO−N(R11)−CO−*を含む環が有するR11としては、置換基(A1)を有していてもよい飽和鎖状炭化水素基、置換基(A1)を有していてもよい芳香族炭化水素基、又は置換基(A1)を有していてもよい芳香族炭化水素基と鎖状炭化水素基とを組み合わせた基であることが好ましく、置換基(A1)を有していてもよい炭素数3〜20の飽和鎖状炭化水素基、置換基(A1)を有していてもよい炭素数6〜15の芳香族炭化水素基、又は置換基(A1)を有していてもよい炭素数7〜20の芳香族炭化水素基と鎖状炭化水素基とを組み合わせた基であることがより好ましく、炭素数6〜18の飽和鎖状炭化水素基、又は置換基(A1)を有していてもよい炭素数7〜18の芳香族炭化水素基と鎖状炭化水素基とを組み合わせた基であることがさらに好ましく、化合物(I)の溶剤への溶解性向上の観点から、前記飽和鎖状炭化水素基は飽和分岐鎖状炭化水素基であることが好ましい。また前記置換基(A1)としては、ハロゲン原子(特に臭素原子)が好ましい。
【0031】
式(H−9)で表される基としては、具体的には、下記式(H−9−1)〜(H−9−16)で表される基等が挙げられる。式(H−9−1)〜(H−9−16)において*は、R3とR4、R4とR5、R5とR6、R7とR8、R8とR9又はR9とR10が有するベンゾペリレン骨格との結合手を表す。
【0032】
【化8】
【0033】
3及びR6〜R10としては、水素原子であることが好ましい。R3及びR6〜R10は、適切に組み合わせることで、所望の吸収波長や蛍光波長を有する化合物としてもよい。
【0034】
4及びR5としては、互いに独立に、*−O−R11又は*−CO−O−R11であるか、R4とR5で*−CO−O−CO−*又は*−CO−N(R11)−CO−*を含む環を形成していることが好ましい。前記*−O−R11又は*−CO−O−R11は、化合物(I)の溶剤への溶解性向上や、得られるカラーフィルタの蛍光強度向上の観点から、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数1〜20のアルコキシカルボニル基、又は炭素数6〜20のアリールオキシカルボニル基であることがより好ましく、炭素数1〜15のアルコキシ基、炭素数1〜15のアルコキシカルボニル基又は、炭素数7〜15のアリールオキシカルボニル基であることがさらに好ましく、炭素数1〜10のアルコキシ基又は炭素数1〜10のアルコキシカルボニル基であることがさらにより好ましく、炭素数1〜10のアルコキシカルボニル基であることが特に好ましい。前記R4とR5で*−CO−O−CO−*又は*−CO−N(R11)−CO−*を含む環を形成している場合には、R4とR5が上記式(H−1)〜(H−3)、又は(H−9)〜(H−11)で表される基を形成していることがより好ましく、上記式(H−1)〜(H−3)、又は(H−9−1)〜(H−9−16)で表される基を形成していることがさらに好ましい。化合物(I)の溶剤への溶解性向上や、得られるカラーフィルタの蛍光強度向上の観点から、式(H−1)、(H−9−5)、(H−9−6)、(H−9−9)、(H−9−11)、(H−9−12)及び(H−9−14)〜(H−9−16)のいずれかで表される基を形成していることが特に好ましい。
【0035】
化合物(I)の具体例としては、以下の表1〜3に示す化合物(I−1)〜(I−87)が挙げられる。
【0036】
【表1】
【0037】
【表2】
【0038】
【表3】
【0039】
表1〜3中、Hは水素原子を表し、D−6、D−13、G−7、H−1、H−9−6、H−9−9、H−9−11、H−9−12、H−9−14、H−9−15、H−9−16は、それぞれ、上記式(D−6)、(D−13)、(G−7)、(H−1)、(H−9−6)、(H−9−9)、(H−9−11)、(H−9−12)、(H−9−14)、(H−9−15)、(H−9−16)で表される基を、F−1〜F−21は、それぞれ、下記式(F−1)〜(F−21)で表される基を意味する。式中、*は結合手を表す。
【0040】
【化9】
【0041】
化合物(I)としては、化合物(I)の溶剤への溶解性向上や、得られるカラーフィルタの蛍光強度向上の観点から、化合物(I−2)、(I−3)、(I−9)、(I−10)、(I−12)、(I−13)、(I−19)〜(I−31)、(I−34)〜(I〜50)、(I−53)〜(I−69)、又は(I−72)〜(I−87)が好ましく、化合物(I−3)、(I−9)、(I−12)、(I−13)、(I−21)〜(I−30)、(I−69)、又は(I−72)〜(I−87)がより好ましく、化合物(I−3)、(I−9)、(I−12)、(I−13)、(I−21)〜(I−30)、(I−69)、(I−72)〜(I−83)、(I−85)、又は(I−87)がさらに好ましい。
【0042】
化合物(I)は、式(Ia)で表される化合物であることが好ましい。
【0043】
<<式(Ia)で表される化合物>>
【化10】

[式(Ia)中、
1a及びR2aは、互いに独立に、置換基(A2)を有していてもよい炭素数6〜20のアリール基又は置換基(A2)を有していてもよい炭素数1〜20のヘテロアリール基を表す。
3a、R6a、R7a、R8a、R9a及びR10aは、互いに独立に、水素原子、*−R11a、*−O−R11a、*−CO−O−R11a、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、カルボキシ基又はニトロ基を表す。
11aは、置換基(A1)を有していてもよい炭素数1〜20の炭化水素基を表し、R11aが複数ある場合、それらは互いに異なっていてもよい。
4a及びR5aは、互いに独立に、*−CO−O−R11aを表すか、R4a及びR5aが結合して、式(a)又は式(b)で表される基を表す。
【化11】

[式(a)、(b)中、
b1及びRb2は、互いに独立に、置換基(A1)を有していてもよい炭素数1〜20の炭化水素基を表す。
c1は、置換基(A2)を有する炭素数6〜20のアリール基を表す。]
4a及びR5aが、式(b)で表される基である場合、R1a、R2a及びRc1の3つが同じ基になることはない。
*は結合手を表す。]
【0044】
1a、R2a及びRc1で表される炭素数6〜20のアリール基としては、フェニル基、1−ナフチル基、2−ナフチル基、フェナントリル基、アントリル基、ピレニル基等が挙げられ、炭素数は6〜18が好ましく、6〜15がより好ましい。
【0045】
1a及びR2aで表される炭素数1〜20のヘテロアリール基としては、フリル基、ピロリル基、チエニル基、オキサゾリル基、ピリジル基、キノリニル基、チアゾリル基、ベンゾチアゾリル基、カルバゾリル基等が挙げられ、炭素数は2〜20が好ましく、3〜15がより好ましい。
【0046】
1a、R2a及びRc1で表される炭素数6〜20のアリール基及びR1a及びR2aで表される炭素数1〜20のヘテロアリール基が有していてもよい置換基(A2)としては、例えば、ハロゲン原子;ニトリル基;ニトロ基;アミノ基;ヒドロキシ基;メチル基、エチル基、イソプロピル基、tert−ブチル基等の炭素数1〜20のアルキル基;シクロプロピル基、シクロブチル基等の炭素数3〜20のシクロアルキル基;ビニル基、1−プロペニル基等の炭素数2〜20のアルケニル基;フェニル基、1−ナフチル基等の炭素数6〜20のアリール基;ベンジル基、フェネチル基等の炭素数7〜20のアラルキル基;フェニルエテニル基(フェニルビニル基)等の炭素数8〜20のアリールアルケニル基;メトキシ基、エトキシ基等の炭素数1〜20のアルコキシ基;フェニルオキシ基、1−ナフチルオキシ基、2−ナフチルオキシ基等の炭素数6〜20のアリールオキシ基;チオール基;メチルチオ基、エチルチオ基等の炭素数1〜20のアルキルチオ基;アリルチオ基;フェニルチオ基、1−ナフチルチオ基、2−ナフチルチオ基等の炭素数6〜20のアリールチオ基;スルホキシ基;メチルスルホキシ基、エチルスルホキシ基等の炭素数1〜20のアルキルスルホキシ基;フェニルスルホキシ基、1−ナフチルスルホキシ基、2−ナフチルスルホキシ基等の炭素数6〜20のアリールスルホキシ基;シリル基;ボリル基;モノメチルアミノ基、ジメチルアミノ基、トリメチルアミノ基、モノエチルアミノ基、ジエチルアミノ基、トリエチルアミノ基等の炭素数1〜20のアルキルアミノ基;モノフェニルアミノ基、ジフェニルアミノ基、トリフェニルアミノ基等の炭素数6〜20のアリールアミノ基;ベンジルアミノ基等の炭素数7〜20のアラルキルアミノ基;カルボキシ基;カルバモイル基;アセチル基、プロピオニル基等の炭素数2〜20のアルキルカルボニル基;ベンゾイル基、1−ナフチルカルボニル基、2−ナフチルカルボニル基等の炭素数7〜20のアリールカルボニル基;メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基等の炭素数2〜20のアルコキシカルボニル基;フェニルオキシカルボニル基、1−ナフチルオキシカルボニル基、2−ナフチルオキシカルボニル基等の炭素数7〜20のアリールオキシカルボニル基;フリル基、ピロリル基、チエニル基等の炭素数1〜20の複素環基;アセチレン基;及び前記アリール基中の少なくとも2つの炭素原子と共に環を形成する炭素数1〜20のアルカンジイル基;等が挙げられる。
【0047】
上記ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子及びヨウ素原子等が挙げられる。合成の観点から、塩素原子及び臭素原子が好ましく、臭素原子がより好ましい。
【0048】
1a及びR2aとしては、互いに独立に、置換基(A2)を有していてもよいアリール基であることが好ましい。前記アリール基の炭素数は、6〜15が好ましく、6〜10がより好ましく、前記アリール基としては、フェニル基であることが特に好ましい。
また、R1a及びR2aとしては、同一の基であることが好ましい。
【0049】
1a及びR2aで表される炭素数6〜20のアリール基及び炭素数1〜20のヘテロアリール基としては、置換基(A2)を有していることが好ましい。前記置換基(A2)としては、炭素数1〜20のアルキル基、又はハロゲン原子が好ましく、炭素数1〜10のアルキル基、又はハロゲン原子がより好ましく、炭素数1〜6のアルキル基がさらに好ましく、炭素数1〜4のアルキル基がさらにより好ましい。
【0050】
1a及びR2aで表される炭素数6〜20のアリール基及び炭素数1〜20のヘテロアリール基が置換基(A2)を有する場合、置換基(A2)の数は限定されず、1つでも、2つ以上であってもよく、2〜4つであることが好ましく、得られるカラーフィルタの蛍光強度向上の観点から2つであることがより好ましい。なお、置換基(A2)は、少なくとも一方のオルト位にあることが好ましく、2つのオルト位にあることがより好ましい。
【0051】
1a及びR2aで表される炭素数6〜20のアリール基及び炭素数1〜20のヘテロアリール基が複数の置換基(A2)を有する場合、それらは同一の基であっても、異なる基であってもよい。
【0052】
c1で表される置換基(A2)を有していてもよいアリール基の炭素数としては、6〜15が好ましく、6〜10がより好ましく、前記アリール基としては、フェニル基であることが特に好ましい。
【0053】
c1で表される炭素数6〜20のアリール基としては、置換基(A2)を有していることが好ましい。前記置換基(A2)としては、炭素数1〜20のアルキル基、ハロゲン原子、又は前記アリール基中の少なくとも2つの炭素原子と共に環を形成する炭素数1〜20のアルカンジイル基が好ましく、炭素数1〜10のアルキル基、ハロゲン原子、又は前記アリール基中の少なくとも2つの炭素原子と共に環を形成する炭素数1〜10のアルカンジイル基がより好ましい。
また、Rc1で表される炭素数6〜20のアリール基としては、炭素数4〜20のアルキル基、ハロゲン原子、又は前記アリール基中の少なくとも2つの炭素原子と共に環を形成する炭素数1〜20のアルカンジイル基のいずれかを置換基(A2)として少なくとも1つ以上有していることが好ましい。
【0054】
c1で表される炭素数6〜20のアリール基が置換基(A2)を有する場合、置換基(A2)の数は限定されず、1つでも、2つ以上であってもよく、1〜3つであることが好ましい。
【0055】
c1で表される炭素数6〜20のアリール基が複数の置換基(A2)を有する場合、それらは同一の基であっても、異なる基であってもよい。
【0056】
11a、Rb1及びRb2で表される炭素数1〜20の炭化水素基としては、炭素数が21以上となる例を含まない以外は、R1、R2及びR11で表される炭化水素基と同じ例が挙げられる。
【0057】
11a、Rb1及びRb2で表される炭素数1〜20の炭化水素基が有していてもよい置換基(A1)としては、R1、R2及びR11で表される炭素数1〜30の炭化水素基が有していてもよい置換基(A1)と同じ例が挙げられる。
【0058】
11aとしては、置換基(A1)を有していてもよい炭素数1〜20の飽和脂肪族炭化水素基、置換基(A1)を有していてもよい炭素数6〜20の芳香族炭化水素基、又は置換基(A1)を有していてもよい炭素数7〜20の芳香族炭化水素基と鎖状炭化水素基とを組み合わせた基であることが好ましく、置換基(A1)を有していてもよい炭素数1〜20の飽和鎖状炭化水素基、置換基(A1)を有していてもよい炭素数4〜20の飽和脂環式炭化水素基と鎖状炭化水素基とを組み合わせた基、又は置換基(A1)を有していてもよい炭素数7〜20の芳香族炭化水素基と鎖状炭化水素基とを組み合わせた基であることがより好ましく、置換基(A1)を有していてもよい炭素数3〜18の飽和鎖状炭化水素基、置換基(A1)を有していてもよい炭素数4〜15の飽和脂環式炭化水素基と鎖状炭化水素基とを組み合わせた基、又は置換基(A1)を有していてもよい炭素数7〜15の芳香族炭化水素基と鎖状炭化水素基とを組み合わせた基であることがさらに好ましく、置換基(A1)を有していてもよい炭素数3〜15の分枝鎖状アルキル基、置換基(A1)を有していてもよい炭素数4〜18の直鎖状アルキル基、置換基(A1)を有していてもよい炭素数6〜15の飽和脂環式炭化水素基と鎖状炭化水素基とを組み合わせた基、又は置換基(A1)を有していてもよい炭素数7〜15の芳香族炭化水素基と鎖状炭化水素基とを組み合わせた基であることがさらにより好ましい。R11aとしては、具体的には、上記式(D−4)〜(D−31)、又は(D−34)〜(D−46)で表される基であることが好ましい。
【0059】
b1及びRb2としては、互いに独立に、置換基(A1)を有していてもよい飽和鎖状炭化水素基、置換基(A1)を有していてもよい飽和脂環式炭化水素基、又は置換基(A1)を有していてもよい鎖状炭化水素基と脂環式炭化水素基とを組み合わせた基であることが好ましく、置換基(A1)を有していてもよい飽和鎖状炭化水素基であることがより好ましい。前記飽和鎖状炭化水素基は、飽和直鎖状炭化水素基であることが好ましく、前記飽和鎖状炭化水素基(好ましくは飽和直鎖状炭化水素基)の炭素数は、1〜20であってもよく、3〜20が好ましく、3〜15がより好ましく、3〜10がさらに好ましい。
また、Rb1及びRb2としては、2つの基に含まれる炭素数の合計が6以上となる基であることが好ましい。
【0060】
b1及びRb2としては、同一の基であることが好ましい。
【0061】
3a、R6a、R7a、R8a、R9a及びR10aで表される*−O−R11aとしては、R3〜R10で表される*−O−R11と同じ例が挙げられる。
【0062】
3a〜R10aで表される*−CO−O−R11aとしては、R3〜R10で表される*−CO−O−R11と同じ例が挙げられる。
【0063】
3a、R6a、R7a、R8a、R9a及びR10aで表されるハロゲン原子としては、R3〜R10で表されるハロゲン原子と同じ例が挙げられる。
【0064】
3a、R6a、R7a、R8a、R9a及びR10aとしては、合成の観点から水素原子であることが好ましい。R3a、R6a、R7a、R8a、R9a及びR10aは、適切に組み合わせることで、所望の吸収波長や蛍光波長を有する化合物としてもよい。
【0065】
4a及びR5aが結合した式(a)で表される基としては、具体的には、上記式(H−9−5)、(H−9−6)で表される基等が挙げられる。
【0066】
4a及びR5aが結合した式(b)で表される基としては、具体的には、上記式(H−9−10)〜(H−9−16)で表される基等が挙げられる。
【0067】
化合物(Ia)の中でも、得られるカラーフィルタの蛍光強度向上や、化合物(I)の溶剤への溶解性向上の観点から式(I−i)〜(I−iii)で表される化合物が好ましい。
【0068】
<<<式(I−i)で表される化合物>>>
【化12】

[式(I−i)中、
1i〜R4i、R11i、及びR12iは、互いに独立に、置換基(A1)を有していてもよい炭素数1〜20の炭化水素基を表す。
5i〜R10i、R3ai、R6ai、R7ai、R8ai、R9ai及びR10aiは、互いに独立に、水素原子、置換基(A1)を有していてもよい炭素数1〜20の炭化水素基、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数6〜20のアリールオキシ基、カルボキシ基、炭素数2〜20のアルコキシカルボニル基、ニトロ基を表す。]
【0069】
<<<式(I−ii)で表される化合物>>>
【化13】

[式(I−ii)中、
1i〜R4i、Rb1i、及びRb2iは、互いに独立に、置換基(A1)を有していてもよい炭素数1〜20の炭化水素基を表す。
5i〜R10i、R3ai、R6ai、R7ai、R8ai、R9ai及びR10aiは、互いに独立に、水素原子、置換基(A1)を有していてもよい炭素数1〜20の炭化水素基、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数6〜20のアリールオキシ基、カルボキシ基、炭素数2〜20のアルコキシカルボニル基、ニトロ基を表す。]
【0070】
<<<式(I−iii)で表される化合物>>>
【化14】

[式(I−iii)中、
Ar7i〜Ar9iは、互いに独立に、置換基(A2)を有していてもよい炭素数6〜20のアリール基を表す。ただし、Ar7〜Ar9の3つが全て同じ基になることはない。
3ai、R6ai、R7ai、R8ai、R9ai及びR10aiは、互いに独立に、水素原子、置換基(A1)を有していてもよい炭素数1〜20の炭化水素基、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数6〜20のアリールオキシ基、カルボキシ基、炭素数2〜20のアルコキシカルボニル基、ニトロ基を表す。]
【0071】
式(I−i)〜(I−iii)において、R1i〜R12i、R3ai、R6ai〜R10ai、Rb1i、及びRb2iで表される炭素数1〜20の炭化水素基としては、炭素数が21以上となる例を含まない以外は、R1、R2及びR11で表される炭化水素基と同じ例が挙げられる。
【0072】
1i〜R12i、R3ai、R6ai〜R10ai、Rb1i、及びRb2iで表される炭素数1〜20の炭化水素基が有していてもよい置換基(A1)としては、R1、R2及びR11で表される炭素数1〜30の炭化水素基が有していてもよい置換基(A1)と同じ例が挙げられる。
【0073】
Ar7i〜Ar9iで表される炭素数6〜20のアリール基としては、R1a、R2a及びRc1で表される炭素数6〜20のアリール基と同じ例が挙げられる。
【0074】
Ar7i〜Ar9iで表される炭素数6〜20のアリール基が有していてもよい置換基(A2)としては、R1a、R2a及びRc1で表される炭素数6〜20のアリール基が有していてもよい置換基(A2)と同じ例が挙げられる。
【0075】
5i〜R10i、R3ai、R6ai、R7ai、R8ai、R9ai及びR10aiで表されるハロゲン原子としては、R3〜R10で表されるハロゲン原子と同じ例が挙げられる。中でも、合成の観点から、塩素原子又は臭素原子であることが好ましい。
【0076】
5i〜R10i、R3ai、R6ai、R7ai、R8ai、R9ai及びR10aiで表される炭素数1〜20のアルコキシ基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、ペンチルオキシ基等が挙げられる。
【0077】
5i〜R10i、R3ai、R6ai、R7ai、R8ai、R9ai及びR10aiで表される炭素数6〜20のアリールオキシ基としては、フェノキシ基、1−ナフチルオキシ基、2−ナフチルオキシ基等が挙げられる。
【0078】
5i〜R10i、R3ai、R6ai、R7ai、R8ai、R9ai及びR10aiで表される炭素数2〜20のアルコキシカルボニル基としては、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、プロポキシカルボニル基、sec−ブトキシカルボニル基、tert−ブトキシカルボニル基、ブトキシカルボニル基、ペンチルオキシカルボニル基、(1−エチル)ペンチルオキシカルボニル基、ヘキシルオキシカルボニル基、(2−エチル)ヘキシルオキシカルボニル基等が挙げられる。
【0079】
1i〜R4iとしては、互いに独立に、炭素数1〜20のアルキル基であることが好ましく、炭素数1〜10のアルキル基であることがより好ましく、炭素数1〜6のアルキル基であることがさらに好ましく、炭素数1〜4のアルキル基であることがさらにより好ましい。
5i〜R10iとしては、互いに独立に、水素原子、又はハロゲン原子であることが好ましく、水素原子であることがより好ましい。
3ai、R6ai〜R10aiとしては、水素原子であることが好ましい。
11i、及びR12iとしては、互いに独立に、炭素数1〜20の飽和脂肪族炭化水素基、炭素数6〜20の芳香族炭化水素基、又は炭素数7〜20の芳香族炭化水素基と鎖状炭化水素基とを組み合わせた基であることが好ましく、炭素数1〜20の飽和鎖状炭化水素基、炭素数4〜20の飽和脂環式炭化水素基と鎖状炭化水素基とを組み合わせた基、又は炭素数7〜20の芳香族炭化水素基と鎖状炭化水素基とを組み合わせた基であることがより好ましく、炭素数3〜18の飽和鎖状炭化水素基、炭素数4〜15の飽和脂環式炭化水素基と鎖状炭化水素基とを組み合わせた基、又は炭素数7〜15の芳香族炭化水素基と鎖状炭化水素基とを組み合わせた基であることがさらに好ましく、炭素数3〜15の分枝鎖状アルキル基、炭素数4〜18の直鎖状アルキル基、炭素数6〜15の飽和脂環式炭化水素基と鎖状炭化水素基とを組み合わせた基、又は炭素数7〜15の芳香族炭化水素基と鎖状炭化水素基とを組み合わせた基であることがさらにより好ましく、炭素数3〜12の分枝鎖状アルキル基、炭素数5〜18の直鎖状アルキル基、又は炭素数7〜12の芳香族炭化水素基と鎖状炭化水素基とを組み合わせた基であることが特に好ましい。またR11i及びR12iとしては、同一の基であることが好ましい。
b1i、及びRb2iとしては、互いに独立に、置換基(A1)を有していてもよい炭素数1〜20の飽和鎖状炭化水素基、置換基(A1)を有していてもよい炭素数3〜20の飽和脂環式炭化水素基、又は置換基(A1)を有していてもよい炭素数4〜20の鎖状炭化水素基と脂環式炭化水素基とを組み合わせた基であることが好ましく、炭素数3〜20飽和鎖状炭化水素基であることがより好ましく、炭素数3〜20の飽和直鎖状炭化水素基であることがさらに好ましく、炭素数3〜15の飽和直鎖状炭化水素基であることがさらにより好ましく、炭素数3〜10の飽和直鎖状炭化水素基であることが特に好ましい。またRb1i、及びRb2iとしては、2つの基に含まれる炭素数の合計が6以上となる基であることが好ましい。さらにRb1i、及びRb2iとしては、同一の基であることが好ましい。
Ar7i、及びAr8iとしては、互いに独立に、置換基(A2)を有していてもよい炭素数6〜15のアリール基であることが好ましく、置換基(A2)を有していてもよい炭素数6〜10のアリール基であることがより好ましく、置換基(A2)を有していてもよいフェニル基であることがさらに好ましく、置換基(A2)を有するフェニル基であることがさらにより好ましい。前記置換基(A2)としては、炭素数1〜20のアルキル基、又はハロゲン原子が好ましく、炭素数1〜10のアルキル基、又はハロゲン原子がより好ましく、炭素数1〜6のアルキル基がさらに好ましく、炭素数1〜4のアルキル基がさらにより好ましい。前記置換基(A2)の数は特に限定されないが、2〜4つであることが好ましく、2つであることがより好ましく、2つ置換基(A2)がオルト位にあることが特に好ましい。またAr7i、及びAr8iとしては、同一の基であることが好ましい。
Ar9iとしては、置換基(A2)を有していてもよい炭素数6〜15のアリール基であることが好ましく、置換基(A2)を有していてもよい炭素数6〜10のアリール基であることがより好ましく、置換基(A2)を有していてもよいフェニル基であることがさらに好ましく、置換基(A2)を有するフェニル基であることがさらにより好ましい。前記置換基(A2)としては、炭素数1〜20のアルキル基、ハロゲン原子、又は前記アリール基中の少なくとも2つの炭素原子と共に環を形成する炭素数1〜20のアルカンジイル基が好ましく、炭素数1〜10のアルキル基、ハロゲン原子、又は前記アリール基中の少なくとも2つの炭素原子と共に環を形成する炭素数1〜10のアルカンジイル基がより好ましい。前記置換基(A2)の数は特に限定されないが、1〜3であることが好ましい。
【0080】
化合物(I)は、例えば、下記式(pt1)で表される化合物と、無水マレイン酸又は無水マレイン酸イミドとを脱水素剤存在下で反応させることにより製造することができる。なお、化合物(I)中のR4及びR5で、*−CO−O−CO−*(*は結合手を表す)を含む環を形成している化合物を、化合物(I)’と称し、化合物(I)中のR4及びR5で、*−CO−N(R11)−CO−*(*は結合手を表す)を含む環を形成している化合物を、化合物(I)’’’と称する。
【0081】
【化15】

[式中、R1〜R3及びR6〜R11は、上述の定義と同一である。]
【0082】
式(pt1)で表される化合物としては、例えば、N1,N2−ビス(2,6−ジイソプロピルフェニル)ペリレン−3,4,9,10−テトラカルボン酸ジイミド、N1,N2−ビス(3−ペンチル)ペリレン−3,4,9,10−テトラカルボン酸ジイミド、N1,N2−ビス(3−ペンチル)ペリレン−3,4,9,10−テトラカルボン酸ジイミド等が挙げられる。
【0083】
無水マレイン酸又は無水マレイン酸イミドの使用量は、式(pt1)で表される化合物1モルに対して、通常、1モル以上1,000モル以下であり、好ましくは1モル以上800モル以下であり、より好ましくは1モル以上600モル以下であり、さらに好ましくは1モル以上400モル以下である。
【0084】
前記脱水素剤とは、6員環化合物の水素を脱離させて、芳香族化させるものである。脱水素剤としては、クロラニル、p−ベンゾキノン、2,5−ジクロロ−p−キノン、2,3−ジクロロ−5,6−ジシアノ−1,4−ベンゾキノン、テトラメチル−p−キノン、2,5−ジフェニル−p−キノン、ブロマニルが好ましく、クロラニル、2,3−ジクロロ−5,6−ジシアノ−1,4−ベンゾキノンがより好ましい。
【0085】
反応温度は、通常−100℃以上300℃以下である。
【0086】
また、化合物(I)中のR4とR5が、互いに独立に、*−CO−O−R11a(*は結合手を表す)である化合物(以下、化合物(I)’’という場合がある)は、例えば、化合物(I)’に式(MA1−1)及び式(MA1−2)で表される化合物を溶剤中で反応させることにより製造することができる。
【0087】
化合物(I)’’’は上述の製造方法以外に、例えば、化合物(I)’に式(MA2)で表される化合物を溶剤中で反応させることにより製造することができる。
【0088】
式(MA1−1)で表される化合物中のXは、ハロゲン原子を表し、塩素原子、臭素原子が好ましい。式(MA1−1)で表される化合物は、単独で用いてもよいし、2種以上を用いてもよく、式(MA1−2)で表される化合物も、単独で用いてもよいし、2種以上を用いてもよい。
【0089】
式(MA1−1)及び式(MA1−2)で表される化合物の合計使用量は、化合物(I)’1モルに対して、通常、1モル以上20モル以下であり、好ましくは1モル以上15モル以下であり、より好ましくは1モル以上10モル以下である。
【0090】
式(MA2)で表される化合物の使用量は、化合物(I)’1モルに対して、通常、1モル以上10モル以下であり、好ましくは1モル以上8モル以下であり、より好ましくは1モル以上6モル以下であり、さらに好ましくは1モル以上4モル以下である。
【0091】
前記溶剤としては、水;アセトニトリル等のニトリル溶剤;メタノール、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノール、1−ブタノール、1−ペンタノール、1−ヘキサノール、1−ヘプタノール、2−エチル−1−ヘキサノール、1−オクタノール、フェノール等のアルコール溶剤;ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン等のエーテル溶剤;アセトン、メチルイソブチルケトン等のケトン溶剤;酢酸エチル等のエステル溶剤;ヘキサン等の脂肪族炭化水素溶剤;トルエン等の芳香族炭化水素溶剤;塩化メチレン、クロロホルム、1,2−ジクロロベンゼン等のハロゲン化炭化水素溶剤;N,N−ジメチルホルムアミド及びN−メチルピロリドン等のアミド溶剤;ジメチルスルホキシド等のスルホキシド溶剤、酢酸、プロピオン酸、酪酸等のカルボン酸溶剤、イミダゾール等が挙げられる。
【0092】
溶剤の使用量は、化合物(I)’’を製造する場合も、化合物(I)’’’を製造する場合も、化合物(I)’1質量部に対して、通常1〜1000質量部である。
【0093】
反応温度は、化合物(I)’’を製造する場合も、化合物(I)’’’を製造する場合も、通常−100℃以上300℃以下である。
【0094】
反応終了後、化合物(I)’、化合物(I)’’又は化合物(I)’’’を取り出す方法は特に限定されず、公知の種々の方法で取り出すことができる。取り出した後、得られた残渣をカラムクロマトグラフィー又は再結晶等で精製してもよい。得られた化合物の化学構造は、公知の分析手法及びその条件により解析することができる。そのような分析手法としては、特に限定されないが、例えばX線結晶構造解析法、質量分析法(LC)、NMR分析法及び元素分析法等が挙げられる。X線結晶構造解析法は、例えばChemistry of Materials、2012年、第24巻、p.4647−4652に準拠して行うことができる。
【0095】
ベンゾペリレン化合物は、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、シクロヘキサノン等の溶剤(特にプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート)に対する溶解度が高く、溶解性が良好である。なお溶解度は、20mLのスクリュー管に溶解度を測定する化合物(以下、溶質という場合がある)を約50mg秤量し、そこに溶剤を約500mg加えて、溶質及び溶剤の合計量を秤量し、ミックスローターで30分間撹拌した後、目視で溶解が確認された場合は、溶質及び溶剤の合計質量に対する溶質の質量から下記式(h)より求めることができる。目視で溶解が確認されなかった場合は、溶解するまで溶剤を500mgずつ加え続け、加える度にミックスローターで30分間攪拌し、目視で溶解が確認されたときの溶質及び溶剤の合計質量に対する溶質の質量から下記式(h)より溶解度を求めることができる。
溶解度(%)=(溶質の質量)/(溶質及び溶剤の合計質量)×100 (h)
【0096】
ベンゾペリレン化合物の溶解度は、20℃でのプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートに対する溶解度が0.5質量%以上であることが好ましく、0.8質量%以上であることがより好ましく、1.0質量%以上であることがさらに好ましく、15質量%以下であってもよい。
【0097】
ベンゾペリレン化合物の含有率は、得られるカラーフィルタの蛍光強度向上の観点から、着色剤(A)の総量中、100質量%であってもよく、下限値としては例えば、0.1質量%以上であってもよく、5質量%以上が好ましく、10質量%以上がより好ましく、15質量%以上がさらに好ましく、20質量%以上がさらにより好ましい。
【0098】
ベンゾペリレン化合物は、従来の着色硬化性樹脂組成物に使用されていたペリレン化合物に比べ、蛍光強度や耐熱試験後の蛍光強度の維持率に優れる。そのため、ベンゾペリレン化合物を含む着色硬化性樹脂組成物から形成されたカラーフィルタは、蛍光強度が高く、輝度に優れる傾向となる。なお、耐熱試験後の蛍光強度の維持率とは、着色硬化性樹脂組成物から形成されたカラーフィルタに加熱試験を行い、その前後における蛍光強度の維持率として測定することができる。測定条件としては、例えば、200〜250℃程度で、2〜6時間保持する方法が挙げられる。
【0099】
着色剤(A)は、さらにペリレン化合物を含んでいてもよい。ペリレン化合物としては、3,4位及び9,10位にカルボニル基を有する置換基が結合した化合物が好ましい。3,4位の置換基が有するカルボニル基は、酸素原子を介して結合してラクトン環を形成したり、窒素原子を介して結合してイミド環を形成することが好ましい。9,10位の置換基が有するカルボニル基も、酸素原子を介して結合してラクトン環を形成したり、窒素原子を介して結合してイミド環を形成することが好ましい。さらにペリレン化合物としては、1,6,7及び12位に、互いに独立に、オキシ基を有する置換基が結合した化合物が好ましい。また前記ペリレン化合物としては、赤色蛍光染料であることが好ましい。前記ペリレン化合物としては、溶剤への溶解性向上や、得られるカラーフィルタの蛍光強度向上の観点から、式(II)で表される化合物(以下、化合物(II)という場合がある)が特に好ましい。
【0100】
<<化合物(II)>>
【化16】

[式(II)中、
Ar21〜Ar26は、互いに独立に、置換基(A3)を有していてもよい炭素数6〜20のアリール基を表す。
21〜R24は、互いに独立に、水素原子、置換基(A4)を有していてもよい炭素数1〜20の炭化水素基、ハロゲン原子又はニトロ基を表す。]
【0101】
Ar21〜Ar26で表されるアリール基としては、フェニル基、ナフチル基等が挙げられ、フェニル基が好ましい。
【0102】
Ar21〜Ar26で表されるアリール基が有していてもよい置換基(A3)としては、ハロゲン原子;ニトリル基;ニトロ基;アミノ基;アミド基;スルホンアミド基;ヒドロキシ基;メチル基、エチル基、イソプロピル基、tert−ブチル基等の炭素数1〜10のアルキル基;シクロプロピル基、シクロブチル基等の炭素数1〜20のシクロアルキル基;ビニル基、1−プロペニル基等の炭素数2〜10のアルケニル基;フェニル基、1−ナフチル基等の炭素数6〜10のアリール基;ベンジル基、フェネチル基等の炭素数7〜10のアラルキル基;フェニルエテニル基(フェニルビニル基)等の炭素数8〜10のアリールアルケニル基;メトキシ基、エトキシ基等の炭素数1〜10のアルコキシ基;フェニルオキシ基、1−ナフチルオキシ基、2−ナフチルオキシ基等の炭素数6〜10のアリールオキシ基;チオール基;メチルチオ基、エチルチオ基等の炭素数1〜10のアルキルチオ基;アリルチオ基;フェニルチオ基、1−ナフチルチオ基、2−ナフチルチオ基等の炭素数6〜10のアリールチオ基;スルホキシ基;メチルスルホキシ基、エチルスルホキシ基等の炭素数1〜10のアルキルスルホキシ基;フェニルスルホキシ基、1−ナフチルスルホキシ基、2−ナフチルスルホキシ基等の炭素数6〜10のアリールスルホキシ基;シリル基;ボリル基;モノメチルアミノ基、ジメチルアミノ基、トリメチルアミノ基、モノエチルアミノ基、ジエチルアミノ基、トリエチルアミノ基等の炭素数1〜10のアルキルアミノ基;モノフェニルアミノ基等の炭素数6〜10のアリールアミノ基;ベンジルアミノ基等の炭素数7〜10のアラルキルアミノ基;N−メチルアミノスルホニル基、N,N−ジメチルアミノスルホニル基、N−エチルアミノスルホニル基等の炭素数1〜10のアルキルアミノスルホニル基、カルボキシ基;カルバモイル基;アセチル基、プロピオニル基等の炭素数2〜10のアルキルカルボニル基;ベンゾイル基等の炭素数7〜10のアリールカルボニル基;メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基等の炭素数2〜10のアルコキシカルボニル基;フェニルオキシカルボニル基等の炭素数7〜20のアリールオキシカルボニル基;フリル基、ピロリル基、チエニル基等の炭素数1〜20の複素環基;クロロメチル基、ジクロロメチル基、フルオロメチル基、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基等の水素原子の一部又は全てがハロゲン原子で置換された炭素数1〜10のアルキル基;ペンタフルオロスルファニル基;アセチレン基等が挙げられる。中でも炭素数1〜10のアルキル基及びハロゲン原子が好ましい。
【0103】
上記ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子及びヨウ素原子等が挙げられる。合成の観点から、フッ素原子及び塩素原子が好ましい。
前記炭素数1〜10のアルキル基としては、炭素数1〜6のアルキル基が好ましく、炭素数1〜4のアルキル基がより好ましい。
【0104】
Ar21〜Ar26で表されるアリール基は、1種又は2種以上の置換基(A3)を有していてよいし、有していなくてもよい。
【0105】
Ar21〜Ar26としては、例えば、下記式(E−1)〜(E−27)で表される基が挙げられる。*は結合手を表す。
【0106】
【化17】
【0107】
Ar21及びAr22として好ましいのは、化合物(II)の溶剤への溶解性向上や、得られるカラーフィルタの蛍光強度向上の観点から、式(E−5)、(E−7)、(E−8)及び(E−11)で表される基のいずれかである。Ar23〜Ar26として好ましいのは、化合物(II)の溶剤への溶解性向上や、得られるカラーフィルタの蛍光強度向上の観点から、式(E−1)、(E−4)、(E−9)、(E−10)、(E−17)及び(E−18)で表される基のいずれかである。
【0108】
Ar21〜Ar26としては、全て同一の基であってもよく、異なる基であってもよい。
Ar21とAr22は、同一の基であることが好ましい。
【0109】
21〜R24で表される炭素数1〜20の炭化水素基としては、炭素数が21以上となる例を含まない以外は、上記のR1、R2及びR11で表される炭化水素基と同じ例が挙げられる。
【0110】
21〜R24で表される炭素数1〜20の炭化水素基が有していてもよい置換基(A4)としては、上記のR1、R2及びR11で表される炭素数1〜30の炭化水素基が有していてもよい置換基(A1)と同じ例が挙げられる。
【0111】
21〜R24で表されるハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子及びヨウ素原子等が挙げられる。
【0112】
21〜R24としては、水素原子であることが好ましい。
【0113】
化合物(II)の具体例としては、以下の表4に示す化合物が挙げられる。
【0114】
【表4】
【0115】
表4中、Hは水素原子を表し、E−1、E−6、E−7、E−10、E−17、E−18、E−19は、それぞれ、上記式(E−1)、(E−6)、(E−7)、(E−10)、(E−17)、(E−18)、(E−19)で表される基を意味する。
【0116】
化合物(II)としては、好ましくは化合物(II−1)〜(II−6)、(II−9)、(II−10)、(II−15)、(II−16)、(II−21)、又は(II−22)であり、より好ましくは、化合物(II−3)、(II−4)、(II−9)、(II−10)、(II−15)、又は(II−16)である。
【0117】
化合物(II)は、例えば下記式(pt2)で表される化合物と下記式(AR1)で表される化合物と下記式(AR2)で表される化合物とを溶剤中で反応させることにより製造することができる。
【0118】
【化18】

[式中、R21〜R24は、上述の定義と同一である。]
【0119】
ArX−NH2 (AR1)
ArX−OH (AR2)
[式中、ArXは、上述のAr21〜Ar26の定義と同一である。]
【0120】
式(pt2)で表される化合物としては、1,6,7,12−テトラクロロペリレンテトラカルボン酸二無水物等が挙げられる。
【0121】
式(AR1)で表される化合物としては、2,6−ジイソプロピルアニリン、アニリン、3,5−ジメチルアリニン、3,5−ジ−tert−ブチルアニリン等が挙げられる。式(AR1)で表される化合物は、単独で用いてもよいし、2種以上を用いてもよい。
【0122】
式(AR2)で表される化合物としては、フェノール、4−フルオロフェノール、4−クロロフェノール、4−ブロモフェノール等が挙げられる。式(AR2)で表される化合物は、単独で用いてもよいし、2種以上を用いてもよい。
【0123】
式(AR1)で表される化合物及び式(AR2)で表される化合物の合計使用量は、式(pt2)で表される化合物1モルに対して、通常、1モル以上10モル以下であり、好ましくは1モル以上8モル以下であり、より好ましくは1モル以上6モル以下であり、さらに好ましくは1モル以上4モル以下である。
【0124】
前記溶剤としては、水;アセトニトリル等のニトリル溶剤;メタノール、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノール、1−ブタノール、1−ペンタノール、1−ヘキサノール、1−ヘプタノール、2−エチル−1−ヘキサノール、1−オクタノール、フェノール等のアルコール溶剤;ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン等のエーテル溶剤;アセトン、メチルイソブチルケトン等のケトン溶剤;酢酸エチル等のエステル溶剤;ヘキサン等の脂肪族炭化水素溶剤;トルエン等の芳香族炭化水素溶剤;塩化メチレン、クロロホルム、1,2−ジクロロベンゼン等のハロゲン化炭化水素溶剤;N,N−ジメチルホルムアミド及びN−メチルピロリドン等のアミド溶剤;ジメチルスルホキシド等のスルホキシド溶剤、酢酸、プロピオン酸、酪酸等のカルボン酸溶剤、イミダゾール等が挙げられる。好ましくは、N−メチルピロリドン、イミダゾール、プロピオン酸である。
【0125】
溶剤の使用量は、式(pt2)で表される化合物1質量部に対して、通常1〜1000質量部である。
【0126】
反応温度は、通常−100℃以上300℃以下であり、好ましくは−90℃以上200℃以下であり、より好ましくは−10℃以上150℃以下である。
【0127】
反応終了後、化合物(II)を取り出す方法は特に限定されず、公知の種々の方法で取り出すことができる。例えば溶剤の留去によって、化合物(II)を取り出すことができる。さらに、溶剤を留去した後、得られた残渣をカラムクロマトグラフィー又は再結晶等で精製してもよい。また、反応終了後、ろ過によって化合物(II)を取り出すことができる。また、ろ過した後、得られた残渣をカラムクロマトグラフィー又は再結晶等で精製してもよい。得られた化合物(II)の化学構造は、公知の分析手法及びその条件により解析することができる。そのような分析手法としては、特に限定されないが、例えばX線結晶構造解析法、質量分析法(LC)、NMR分析法及び元素分析法等が挙げられる。X線結晶構造解析法は、例えばChemistry of Materials、2012年、第24巻、p.4647−4652に準拠して行うことができる。
【0128】
前記化合物(II−3)は、1,6,7,12−テトラクロロペリレンテトラカルボン酸二無水物と2,6−ジイソプロピルアニリン及びフェノールとを溶剤中で反応させることにより製造することができる。
【0129】
化合物(II−3)の代表的市販品としては、Lumogen(登録商標)F RED305等が挙げられる。
【0130】
着色剤(A)がペリレン化合物を含む場合、ペリレン化合物の含有率は、着色剤(A)の総量中、例えば、0.1質量%以上、好ましくは1質量%以上、より好ましくは3質量%以上、さらに好ましくは5質量%以上、さらにより好ましくは10質量%以上であり、例えば、95質量%以下、好ましくは90質量%以下、より好ましくは85質量%以下、さらに好ましくは80質量%以下、さらにより好ましくは75質量%以下である。
【0131】
また着色剤(A)がペリレン化合物を含む場合、ペリレン化合物の含有率は、ベンゾペリレン化合物とペリレン化合物との合計量に対して、例えば、3質量%以上、好ましくは5質量%以上、より好ましくは10質量%以上であり、例えば、95質量%以下、好ましくは90質量%以下、より好ましくは85質量%以下である。
【0132】
着色剤(A)として、ベンゾペリレン化合物とペリレン化合物とを含む場合、前記ベンゾペリレン化合物を、前記ペリレン化合物の増感剤とすることもできる。
【0133】
<<着色剤(A1)>>
本発明の着色硬化性樹脂組成物は、着色剤(A)として、ベンゾペリレン化合物及びペリレン化合物以外の染料(以下、染料(A1−1)という場合がある)及び/又は顔料(以下、顔料(A1−2)という場合がある)を含んでいてもよい(以下、染料(A1−1)及び顔料(A1−2)を合わせて着色剤(A1)という場合がある)。これらは単独で用いてもよく、又は2種以上を組み合わせて使用してもよい。
【0134】
染料(A1−1)は、ベンゾペリレン化合物及びペリレン化合物を包含しない限り、特に限定されず公知の染料を使用することができ、例えば、溶剤染料、酸性染料、直接染料、媒染染料等が挙げられる。染料としては、例えば、カラーインデックス(The Society of Dyers and Colourists出版)で染料に分類されている化合物や、染色ノート(色染社)に記載されている公知の染料が挙げられる。また、化学構造によれば、アゾ染料、シアニン染料、トリフェニルメタン染料、キサンテン染料、アントラキノン染料、ナフトキノン染料、キノンイミン染料、メチン染料、アゾメチン染料、スクアリリウム染料、アクリジン染料、スチリル染料、クマリン染料、キノリン染料、ニトロ染料、及びフタロシアニン染料等が挙げられる。これらのうち、有機溶剤可溶性染料が好ましい。
【0135】
顔料(A1−2)としては、ベンゾペリレン化合物及びペリレン化合物を包含しない限り、特に限定されず公知の顔料を使用することができ、例えば、カラーインデックス(The Society of Dyers and Colourists出版)でピグメントに分類されている顔料が挙げられる。
ピグメントに分類されている顔料としては、例えば、C.I.ピグメントイエロー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、185、194、214、231等の黄色顔料;
C.I.ピグメントオレンジ13、31、36、38、40、42、43、51、55、59、61、64、65、71、73等のオレンジ色顔料;
C.I.ピグメントレッド9、97、105、122、144、166、168、176、177、180、190、192、209、215、216、224、242、254、255、264、265、266、268、269、273等の赤色顔料;
C.I.ピグメントブルー15、15:1、15:2、15:3、15:4、15:6、16、60等の青色顔料;
C.I.ピグメントバイオレット1、19、23、32、36、38等のバイオレット色顔料;
C.I.ピグメントグリーン7、36、58、59、62、63等の緑色顔料;
C.I.ピグメントブラウン23、25等のブラウン色顔料;
C.I.ピグメントブラック1、7等の黒色顔料;が挙げられる。
【0136】
着色剤(A1)としては、赤色又は緑色の染料及び顔料が好ましい。
【0137】
着色剤(A1)は、必要に応じて、ロジン処理、酸性基又は塩基性基が導入された誘導体等を用いた表面処理、高分子化合物等による着色剤(A1)表面へのグラフト処理、硫酸微粒化法等による微粒化処理、不純物を除去するための有機溶剤や水等による洗浄処理、イオン性不純物のイオン交換法等による除去処理等が施されていてもよい。着色剤(A1)の粒径は、略均一であることが好ましい。
【0138】
着色剤(A)が着色剤(A1)をさらに含む場合、着色剤(A)中のベンゾペリレン化合物及びペリレン化合物の合計量の含有率の下限は、着色剤(A)の総量に対して、例えば、1質量%以上であり、好ましくは2質量%以上であり、より好ましくは10質量%以上であり、さらに好ましくは25質量%以上であり、特に好ましくは50質量%以上である。一方、着色剤(A)が着色剤(A1)をさらに含む場合、着色剤(A)中のベンゾペリレン化合物及びペリレン化合物の合計量の含有率の上限は、着色剤(A)の総量に対して、例えば、100質量%未満である。
【0139】
着色硬化性樹脂組成物が、溶剤(E)を含む場合、予め着色剤(A)と溶剤(E)とを含む着色剤含有液(着色組成物と称する場合もある)を調製した後、該着色剤含有液を使用して着色硬化性樹脂組成物を調製してもよい。着色剤(A)が溶剤(E)に溶解しない場合、例えば着色剤(A)が顔料(A1−2)を含む場合等には、着色剤含有液は、着色剤(A)を溶剤(E)に分散させて混合することにより調製できる。着色剤含有液は、着色硬化性樹脂組成物に含有される溶剤(E)の一部又は全部を含んでいてもよい。
【0140】
着色剤含有液中の固形分の含有率は、着色剤含有液の総量に対して、好ましくは0.01質量%以上99.99質量%以下、より好ましくは0.1質量%以上99.9質量%以下、さらに好ましくは0.1質量%以上99質量%以下、さらにより好ましくは0.5質量%以上90質量%以下であり、特に好ましくは1質量%以上50質量%以下である。
【0141】
着色剤(A)は、分散剤を含有させて分散処理を行うことで、着色剤(A)が溶液中で均一に分散した状態にすることができる。着色剤(A)として2種以上を組み合わせて使用する場合は、それぞれを単独で分散処理してもよいし、複数種を混合して分散処理してもよい。
【0142】
分散剤としては、例えば、界面活性剤等が挙げられ、カチオン系、アニオン系、ノニオン系及び両性のいずれの界面活性剤であってもよい。具体的にはポリエステル系、ポリアミン系及びアクリル系等の界面活性剤等が挙げられる。これらの分散剤は、単独で又は2種以上を組み合わせて用いてもよい。分散剤としては、商品名で表すと、KP(信越化学工業(株)製)、フローレン(共栄社化学(株)製)、ソルスパース(登録商標)(ゼネカ(株)製)、EFKA(登録商標)(BASF社製)、アジスパー(登録商標)(味の素ファインテクノ(株)製)及びDisperbyk(登録商標)(ビックケミー(株)製)、BYK(登録商標)(ビックケミー(株)製)等が挙げられる。分散剤として、後述する樹脂(B)を使用してもよい。
【0143】
分散剤を用いる場合、該分散剤(固形分)の使用量は、着色剤(A)100質量部に対して、通常1質量部以上10000質量部以下であり、好ましくは5質量部以上5000質量部以下であり、より好ましくは10質量部以上1000質量部以下であり、さらに好ましくは15質量部以上800質量部以下である。該分散剤の使用量が前記の範囲にあると、より均一な分散状態の着色剤含有液が得られる傾向がある。
【0144】
着色剤(A)の含有率は、着色硬化性樹脂組成物の固形分の総量に対して、好ましくは0.1質量%以上50質量%以下であり、より好ましくは0.5質量%以上40質量%以下であり、さらに好ましくは1質量%以上30質量%以下である。着色剤(A)の含有率が前記の範囲にあると、カラーフィルタとしたときの色濃度が十分であり、かつ組成物中に樹脂(B)を必要量含有させることができるので、機械的強度が十分なパターンを形成することができることから好ましい。
ここで、本明細書における「固形分の総量」とは、着色硬化性樹脂組成物の総量から溶剤の含有量を除いた量のことをいう。固形分の総量及びこれに対する各成分の含有量は、例えば、液体クロマトグラフィー又はガスクロマトグラフィー等の公知の分析手段で測定することができる。
【0145】
<樹脂(B)>
樹脂(B)としては、特に限定されないが、アルカリ可溶性樹脂であることが好ましく、不飽和カルボン酸及び不飽和カルボン酸無水物からなる群から選ばれる少なくとも1種の単量体(以下、「単量体(a)」という場合がある)に由来する構造単位を有する重合体であることがより好ましい。
樹脂(B)は、炭素数2〜4の環状エーテル構造とエチレン性不飽和結合とを有する単量体(以下、「単量体(b)」という場合がある)に由来する構造単位、及びその他の構造単位を有する共重合体であることが好ましい。
その他の構造単位としては、単量体(a)と共重合可能な単量体(ただし、単量体(a)及び単量体(b)とは異なる。以下、「単量体(c)」という場合がある)に由来する構造単位、エチレン性不飽和結合を有する構造単位等が挙げられる。
【0146】
単量体(a)としては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸及びo−、m−、p−ビニル安息香酸等の不飽和モノカルボン酸;
マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、メサコン酸、イタコン酸、3−ビニルフタル酸、4−ビニルフタル酸、3,4,5,6−テトラヒドロフタル酸、1,2,3,6−テトラヒドロフタル酸、ジメチルテトラヒドロフタル酸及び1,4−シクロヘキセンジカルボン酸等の不飽和ジカルボン酸;
メチル−5−ノルボルネン−2,3−ジカルボン酸、5−カルボキシビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、5,6−ジカルボキシビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、5−カルボキシ−5−メチルビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、5−カルボキシ−6−メチルビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン及び5−カルボキシ−6−エチルビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン等のカルボキシ基を含有するビシクロ不飽和化合物;
フマル酸及びメサコン酸を除く上記不飽和ジカルボン酸の無水物等のカルボン酸無水物;
こはく酸モノ〔2−(メタ)アクリロイルオキシエチル〕及びフタル酸モノ〔2−(メタ)アクリロイルオキシエチル〕等の2価以上の多価カルボン酸の不飽和モノ〔(メタ)アクリロイルオキシアルキル〕エステル類;
α−(ヒドロキシメチル)アクリル酸のような、同一分子中にヒドロキシ基及びカルボキシ基を含有する不飽和アクリレート類;等が挙げられる。
これらのうち、共重合反応性の点や得られる樹脂のアルカリ水溶液への溶解性の点から、アクリル酸、メタクリル酸及び無水マレイン酸等が好ましい。
なお本明細書において、「(メタ)アクリル酸」とは、アクリル酸及びメタクリル酸よりなる群から選ばれる少なくとも1種を表す。「(メタ)アクリロイル」及び「(メタ)アクリレート」等の表記も、同様の意味を有する。
【0147】
単量体(b)は、炭素数2〜4の環状エーテル構造(例えば、オキシラン環、オキセタン環及びテトラヒドロフラン環(オキソラン環)からなる群から選ばれる少なくとも1種)とエチレン性不飽和結合とを有する重合性化合物をいう。単量体(b)は、炭素数2〜4の環状エーテルと(メタ)アクリロイルオキシ基とを有する単量体であることが好ましい。
【0148】
単量体(b)としては、例えば、オキシラニル基とエチレン性不飽和結合とを有する単量体(以下、「単量体(b1)」という場合がある)、オキセタニル基とエチレン性不飽和結合とを有する単量体(以下、「単量体(b2)」という場合がある)、テトラヒドロフリル基とエチレン性不飽和結合とを有する単量体(以下、「単量体(b3)」という場合がある)等が挙げられる。
【0149】
単量体(b1)としては、例えば、不飽和脂肪族炭化水素をエポキシ化した構造を有する単量体(以下、「単量体(b1−1)」という場合がある)、不飽和脂環式炭化水素をエポキシ化した構造を有する単量体(以下、「単量体(b1−2)」という場合がある)が挙げられる。
【0150】
単量体(b1−1)としては、グリシジル基とエチレン性不飽和結合とを有する単量体が好ましい。単量体(b1−1)としては、具体的には、グリシジル(メタ)アクリレート、β−メチルグリシジル(メタ)アクリレート、β−エチルグリシジル(メタ)アクリレート、グリシジルビニルエーテル、o−ビニルベンジルグリシジルエーテル、m−ビニルベンジルグリシジルエーテル、p−ビニルベンジルグリシジルエーテル、α−メチル−o−ビニルベンジルグリシジルエーテル、α−メチル−m−ビニルベンジルグリシジルエーテル、α−メチル−p−ビニルベンジルグリシジルエーテル、2,3−ビス(グリシジルオキシメチル)スチレン、2,4−ビス(グリシジルオキシメチル)スチレン、2,5−ビス(グリシジルオキシメチル)スチレン、2,6−ビス(グリシジルオキシメチル)スチレン、2,3,4−トリス(グリシジルオキシメチル)スチレン、2,3,5−トリス(グリシジルオキシメチル)スチレン、2,3,6−トリス(グリシジルオキシメチル)スチレン、3,4,5−トリス(グリシジルオキシメチル)スチレン、2,4,6−トリス(グリシジルオキシメチル)スチレン等が挙げられる。
【0151】
単量体(b1−2)としては、ビニルシクロヘキセンモノオキサイド、1,2−エポキシ−4−ビニルシクロヘキサン(例えば、セロキサイド(登録商標)2000;(株)ダイセル製)、3,4−エポキシシクロヘキシルメチル(メタ)アクリレート(例えば、サイクロマー(登録商標)A400;(株)ダイセル製)、3,4−エポキシシクロヘキシルメチル(メタ)アクリレート(例えば、サイクロマー(登録商標)M100;(株)ダイセル製)、式(BI)で表される化合物及び式(BII)で表される化合物等が挙げられる。
【0152】
【化19】
【0153】
[式(BI)及び式(BII)中、Ra及びRbは、互いに独立に、水素原子、又は炭素数1〜4のアルキル基を表し、該アルキル基に含まれる水素原子は、ヒドロキシ基で置換されていてもよい。
a及びXbは、互いに独立に、単結合、*−Rc−、*−Rc−O−、*−Rc−S−又は*−Rc−NH−を表す。
cは、炭素数1〜6のアルカンジイル基を表す。
*は、Oとの結合手を表す。]
【0154】
炭素数1〜4のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基等が挙げられる。
【0155】
水素原子がヒドロキシで置換されたアルキル基としては、例えば、ヒドロキシメチル基、1−ヒドロキシエチル基、2−ヒドロキシエチル基、1−ヒドロキシプロピル基、2−ヒドロキシプロピル基、3−ヒドロキシプロピル基、1−ヒドロキシ−1−メチルエチル基、2−ヒドロキシ−1−メチルエチル基、1−ヒドロキシブチル基、2−ヒドロキシブチル基、3−ヒドロキシブチル基、4−ヒドロキシブチル基等が挙げられる。
【0156】
a及びRbとしては、好ましくは水素原子、メチル基、ヒドロキシメチル基、1−ヒドロキシエチル基、2−ヒドロキシエチル基が挙げられ、より好ましくは水素原子、メチル基が挙げられる。
【0157】
アルカンジイル基としては、例えば、メチレン基、エチレン基、プロパン−1,2−ジイル基、プロパン−1,3−ジイル基、ブタン−1,4−ジイル基、ペンタン−1,5−ジイル基、ヘキサン−1,6−ジイル基等が挙げられる。
【0158】
a及びXbとしては、好ましくは単結合、メチレン基、エチレン基、*−CH2−O−(*はOとの結合手を表す)基、*−CH2CH2−O−基が挙げられ、より好ましくは単結合、*−CH2CH2−O−基が挙げられる(*はOとの結合手を表す。)。
【0159】
式(BI)で表される化合物としては、式(BI−1)〜式(BI−15)のいずれかで表される化合物等が挙げられる。中でも、式(BI−1)、式(BI−3)、式(BI−5)、式(BI−7)、式(BI−9)及び式(BI−11)〜式(BI−15)で表される化合物が好ましく、式(BI−1)、式(BI−7)、式(BI−9)及び式(BI−15)で表される化合物がより好ましい。
【0160】
【化20】
【0161】
式(BII)で表される化合物としては、式(BII−1)〜式(BII−15)のいずれかで表される化合物等が挙げられ、中でも、好ましくは式(BII−1)、式(BII−3)、式(BII−5)、式(BII−7)、式(BII−9)及び式(BII−11)〜式(BII−15)で表される化合物が挙げられ、より好ましくは式(BII−1)、式(BII−7)、式(BII−9)及び式(BII−15)で表される化合物が挙げられる。
【0162】
【化21】
【0163】
式(BI)で表される化合物及び式(BII)で表される化合物は、それぞれ単独で用いても、式(BI)で表される化合物と式(BII)で表される化合物とを併用してもよい。これらを併用する場合、式(BI)で表される化合物及び式(BII)で表される化合物の含有比率はモル基準で、好ましくは5:95〜95:5であり、より好ましくは10:90〜90:10であり、さらに好ましくは20:80〜80:20である。
【0164】
オキセタニル基とエチレン性不飽和結合とを有する単量体(b2)としては、オキセタニル基と(メタ)アクリロイルオキシ基とを有する単量体がより好ましい。単量体(b2)としては、例えば、3−メチル−3−(メタ)アクリルロイルオキシメチルオキセタン、3−エチル−3−(メタ)アクリロイルオキシメチルオキセタン、3−メチル−3−(メタ)アクリロイルオキシエチルオキセタン、3−エチル−3−(メタ)アクリロイルオキシエチルオキセタン等が挙げられる。
【0165】
テトラヒドロフリル基とエチレン性不飽和結合とを有する単量体(b3)としては、テトラヒドロフリル基と(メタ)アクリロイルオキシ基とを有する単量体がより好ましい。単量体(b3)としては、例えば、テトラヒドロフルフリルアクリレート(例えば、ビスコートV#150、大阪有機化学工業(株)製)、テトラヒドロフルフリルメタクリレート等が挙げられる。
【0166】
単量体(c)としては、例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、sec−ブチル(メタ)アクリレート、tert−ブチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ドデシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、シクロペンチル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、2−メチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート、トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン−8−イル(メタ)アクリレート(当該技術分野では、慣用名として「ジシクロペンタニル(メタ)アクリレート」といわれている。また、「トリシクロデシル(メタ)アクリレート」という場合がある)、トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン−9−イル(メタ)アクリレート、トリシクロ[5.2.1.02,6]デセン−8−イル(メタ)アクリレート(当該技術分野では、慣用名として「ジシクロペンテニル(メタ)アクリレート」といわれている)、トリシクロ[5.2.1.02,6]デセン−9−イル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニルオキシエチル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、アダマンチル(メタ)アクリレート、アリル(メタ)アクリレート、プロパルギル(メタ)アクリレート、フェニル(メタ)アクリレート、ナフチル(メタ)アクリレート及びベンジル(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリル酸エステル;
2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート及び2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート等のヒドロキシ基含有(メタ)アクリル酸エステル;
マレイン酸ジエチル、フマル酸ジエチル及びイタコン酸ジエチル等のジカルボン酸ジエステル;
ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、5−メチルビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、5−エチルビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、5−ヒドロキシビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、5−ヒドロキシメチルビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、5−(2’−ヒドロキシエチル)ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、5−メトキシビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、5−エトキシビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、5,6−ジヒドロキシビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、5,6−ジ(ヒドロキシメチル)ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、5,6−ジ(2’−ヒドロキシエチル)ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、5,6−ジメトキシビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、5,6−ジエトキシビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、5−ヒドロキシ−5−メチルビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、5−ヒドロキシ−5−エチルビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、5−ヒドロキシメチル−5−メチルビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、5−tert−ブトキシカルボニルビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、5−シクロヘキシルオキシカルボニルビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、5−フェノキシカルボニルビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、5,6−ビス(tert−ブトキシカルボニル)ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン及び5,6−ビス(シクロヘキシルオキシカルボニル)ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン等のビシクロ不飽和化合物;
N−フェニルマレイミド、N−シクロヘキシルマレイミド、N−ベンジルマレイミド、N−スクシンイミジル−3−マレイミドベンゾエート、N−スクシンイミジル−4−マレイミドブチレート、N−スクシンイミジル−6−マレイミドカプロエート、N−スクシンイミジル−3−マレイミドプロピオネート及びN−(9−アクリジニル)マレイミド等のジカルボニルイミド誘導体;
スチレン、o−メチルスチレン、m−メチルスチレン、p−メチルスチレン、ビニルトルエン及びp−メトキシスチレン等のビニル基含有芳香族化合物;(メタ)アクリロニトリル等のビニル基含有ニトリル;塩化ビニル及び塩化ビニリデン等のハロゲン化炭化水素;(メタ)アクリルアミド等のビニル基含有アミド;酢酸ビニル等のエステル;1,3−ブタジエン、イソプレン及び2,3−ジメチル−1,3−ブタジエン等のジエン;等が挙げられる。
これらのうち、共重合反応性及び耐熱性の点から、スチレン、ビニルトルエン、トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン−8−イル(メタ)アクリレート、トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン−9−イル(メタ)アクリレート、トリシクロ[5.2.1.02,6]デセン−8−イル(メタ)アクリレート、トリシクロ[5.2.1.02,6]デセン−9−イル(メタ)アクリレート、N−フェニルマレイミド、N−シクロヘキシルマレイミド、N−ベンジルマレイミド、ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン及びベンジル(メタ)アクリレート等が好ましい。
【0167】
エチレン性不飽和結合を有する構造単位は、好ましくは(メタ)アクリロイル基を有する構造単位である。このような構造単位を有する樹脂は、単量体(a)や単量体(b)に由来する構造単位を有する重合体に、単量体(a)や単量体(b)が有する基と反応可能な基とエチレン性不飽和結合とを有する単量体を付加させることにより得ることができる。
このような構造単位としては、(メタ)アクリル酸単位にグリシジル(メタ)アクリレートを付加させた構造単位、無水マレイン酸単位に2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートを付加させた構造単位及びグリシジル(メタ)アクリレート単位に(メタ)アクリル酸を付加させた構造単位等が挙げられる。また、これらの構造単位がヒドロキシ基を有する場合は、カルボン酸無水物をさらに付加させた構造単位も、エチレン性不飽和結合を有する構造単位として挙げられる。
【0168】
単量体(a)に由来する構造単位を有する重合体は、例えば、重合開始剤の存在下、重合体の構造単位を構成する単量体を溶剤中で重合することにより製造できる。重合開始剤及び溶剤等は、特に限定されず、当該分野で通常使用されているものを使用することができる。例えば、重合開始剤としては、アゾ化合物(2,2’−アゾビスイソブチロニトリル、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)等)や有機過酸化物(ベンゾイルペルオキシド等)が挙げられ、溶剤としては、各モノマーを溶解するものであればよく、後述の溶剤(E)等が挙げられる。
【0169】
なお、得られた共重合体は、反応後の溶液をそのまま使用してもよいし、濃縮あるいは希釈した溶液を使用してもよいし、再沈殿等の方法で固体(粉体)として取り出したものを使用してもよい。特に、この重合の際に溶剤として、後述する溶剤(E)を使用することにより、反応後の溶液をそのまま使用することができ、製造工程を簡略化することができる。
必要に応じて、カルボン酸又はカルボン酸無水物と環状エーテルとの反応触媒(例えばトリス(ジメチルアミノメチル)フェノール等)及び重合禁止剤(例えばハイドロキノン等)等を使用してもよい。
カルボン酸無水物としては、無水マレイン酸、シトラコン酸無水物、イタコン酸無水物、3−ビニルフタル酸無水物、4−ビニルフタル酸無水物、3,4,5,6−テトラヒドロフタル酸無水物、1,2,3,6−テトラヒドロフタル酸無水物、ジメチルテトラヒドロフタル酸無水物及び5,6−ジカルボキシビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン無水物等が挙げられる。
【0170】
樹脂(B)としては、具体的に、3,4−エポキシシクロヘキシルメチル(メタ)アクリレート/(メタ)アクリル酸共重合体、3,4−エポキシトリシクロ[5.2.1.02,6]デシル(メタ)アクリレート/(メタ)アクリル酸共重合体、グリシジル(メタ)
アクリレート/ベンジル(メタ)アクリレート/(メタ)アクリル酸共重合体、グリシジル(メタ)アクリレート/スチレン/(メタ)アクリル酸共重合体、3,4−エポキシトリシクロ[5.2.1.02,6]デシル(メタ)アクリレート/(メタ)アクリル酸/N−シクロヘキシルマレイミド共重合体、3,4−エポキシトリシクロ[5.2.1.02,6]デシル(メタ)アクリレート/(メタ)アクリル酸/N−シクロヘキシルマレイミド/2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート共重合体、3,4−エポキシトリシクロ[5.2.1.02,6]デシル(メタ)アクリレート/(メタ)アクリル酸/ビニルトルエン共重合体、3,4−エポキシトリシクロ[5.2.1.02,6]デシル(メタ)アクリレート/(メタ)アクリル酸/ベンジル(メタ)アクリレート/(メタ)アクリル酸共重合体、3,4−エポキシトリシクロ[5.2.1.02,6]デシル(メタ)アクリレート/(メタ)アクリル酸/2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート共重合体、3,4−エポキシトリシクロ[5.2.1.02,6]デシル(メタ)アクリレート/トリシクロ[5.2.1.02,6]デセニル(メタ)アクリレート/(メタ)アクリル酸/N−シクロヘキシルマレイミド共重合体、3−メチル−3−(メタ)アクリルロイルオキシメチルオキセタン/(メタ)アクリル酸/スチレン共重合体、ベンジル(メタ)アクリレート/(メタ)アクリル酸共重合体、スチレン/(メタ)アクリル酸共重合体並びに特開平9−106071号公報、特開2004−29518号公報及び特開2004−361455号公報の各公報記載の樹脂等が挙げられる。
中でも、樹脂(B)としては、単量体(a)に由来する構造単位及び単量体(b)に由来する構造単位を含む共重合体が好ましい。
【0171】
樹脂(B)は2種以上を組み合わせてもよく、この場合は、樹脂(B)は、少なくとも、
単量体(a)に由来する構造単位及び単量体(b)に由来する構造単位を含む共重合体を少なくとも1種含むことが好ましく、
単量体(a)に由来する構造単位及び単量体(b1)に由来する構造単位を含む共重合体を少なくとも1種含むことがより好ましく、
単量体(a)に由来する構造単位及び単量体(b1−2)に由来する構造単位を含む共重合体を少なくとも1種含むことがさらに好ましく、
3,4−エポキシトリシクロ[5.2.1.02,6]デシル(メタ)アクリレート/(メタ)アクリル酸共重合体、3,4−エポキシトリシクロ[5.2.1.02,6]デシル(メタ)アクリレート/(メタ)アクリル酸/N−シクロヘキシルマレイミド/2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート共重合体、3,4−エポキシトリシクロ[5.2.1.02,6]デシル(メタ)アクリレート/(メタ)アクリル酸/ビニルトルエン共重合体、3,4−エポキシトリシクロ[5.2.1.02,6]デシル(メタ)アクリレート/(メタ)アクリル酸/2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート共重合体から選ばれる1以上を含むことがさらにより好ましい。
【0172】
樹脂(B)のポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)は、好ましくは1,000以上100,000以下であり、より好ましくは2,000以上50,000以下であり、さらに好ましくは3,000以上30,000以下である。重量平均分子量が前記の範囲にあると、未露光部の現像液に対する溶解性が高く、得られるパターンの残膜率や硬度も高い傾向がある。
樹脂(B)の分散度[重量平均分子量(Mw)/数平均分子量(Mn)]は、好ましくは1以上6以下であり、より好ましくは1.001以上4以下であり、さらに好ましくは1.01以上4以下である。
【0173】
樹脂(B)の酸価(固形分換算値)は、好ましくは10mg−KOH/g以上300mg−KOH/g以下であり、より好ましくは20mg−KOH/g以上250mg−KOH/g以下であり、さらに好ましくは25mg−KOH/g以上200mg−KOH/g以下であり、さらにより好ましくは30mg−KOH/g以上150mg−KOH/g以下であり、特に好ましくは60mg−KOH/g以上135mg−KOH/g以下である。ここで酸価は樹脂1gを中和するに必要な水酸化カリウムの量(mg)として測定される値であり、例えば水酸化カリウム水溶液を用いて滴定することにより求めることができる。
【0174】
樹脂(B)の含有率は、着色硬化性樹脂組成物の固形分100質量%中、好ましくは5〜50質量%であり、より好ましくは10〜40質量%であり、さらに好ましくは15〜30質量%である。樹脂(B)の含有量が、前記の範囲にあると、未露光部の現像液に対する溶解性が高い傾向がある。
【0175】
<重合性化合物(C)>
重合性化合物(C)は、重合開始剤(D)から発生した活性ラジカル及び/又は酸によって重合しうる化合物であり、例えば、重合性のエチレン性不飽和結合を有する化合物等が挙げられ、好ましくは(メタ)アクリル酸エステル化合物である。
【0176】
エチレン性不飽和結合を1つ有する重合性化合物としては、例えば、ノニルフェニルカルビトールアクリレート、2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピルアクリレート、2−エチルヘキシルカルビトールアクリレート、2−ヒドロキシエチルアクリレート、N−ビニルピロリドン等、並びに、上述の単量体(a)、単量体(b)及び単量体(c)が挙げられる。
【0177】
エチレン性不飽和結合を2つ有する重合性化合物としては、例えば、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAのビス(アクリロイロキシエチル)エーテル及び3−メチルペンタンジオールジ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
【0178】
中でも、重合性化合物(C)は、エチレン性不飽和結合を3つ以上有する重合性化合物であることが好ましい。このような重合性化合物としては、例えば、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、トリペンタエリスリトールオクタ(メタ)アクリレート、トリペンタエリスリトールヘプタ(メタ)アクリレート、テトラペンタエリスリトールデカ(メタ)アクリレート、テトラペンタエリスリトールノナ(メタ)アクリレート、トリス(2−(メタ)アクリロイルオキシエチル)イソシアヌレート、エチレングリコール変性ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、エチレングリコール変性ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、プロピレングリコール変性ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、プロピレングリコール変性ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、カプロラクトン変性ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート及びカプロラクトン変性ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート等が挙げられ、好ましくはジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート及びジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレートが挙げられる。
【0179】
重合性化合物(C)の重量平均分子量は、好ましくは50以上4,000以下であり、より好ましくは70以上3,500以下であり、さらに好ましくは100以上3,000以下であり、さらにより好ましくは150以上2,900以下であり、特に好ましくは250以上1,500以下である。
【0180】
重合性化合物(C)の含有率は、着色硬化性樹脂組成物の固形分の総量に対して、例えば1質量%以上99質量%以下であってよく、好ましくは5質量%以上90質量%以下であり、より好ましくは10質量%以上80質量%以下であり、さらに好ましくは20質量%以上70質量%以下である。
【0181】
<重合開始剤(D)>
重合開始剤(D)は、光や熱の作用により活性ラジカル、酸等を発生し、重合を開始しうる化合物であれば特に限定されることなく、公知の重合開始剤を用いることができる。
【0182】
重合開始剤(D)としては、O−アシルオキシム化合物、アルキルフェノン化合物、ビイミダゾール化合物、トリアジン化合物及びアシルホスフィンオキサイド化合物等が挙げられる。
【0183】
O−アシルオキシム化合物としては、例えば、N−ベンゾイルオキシ−1−(4−フェニルスルファニルフェニル)ブタン−1−オン−2−イミン、N−ベンゾイルオキシ−1−(4−フェニルスルファニルフェニル)オクタン−1−オン−2−イミン、N−ベンゾイルオキシ−1−(4−フェニルスルファニルフェニル)−3−シクロペンチルプロパン−1−オン−2−イミン、N−アセトキシ−1−(4−フェニルスルファニルフェニル)−3−シクロペンチルプロパン−1−オン−2−イミン、N−アセトキシ−1−(4−フェニルスルファニルフェニル)−3−シクロヘキシルプロパン−1−オン−2−イミン、N−アセトキシ−1−[9−エチル−6−(2−メチルベンゾイル)−9H−カルバゾール−3−イル]エタン−1−イミン、N−アセトキシ−1−[9−エチル−6−{2−メチル−4−(3,3−ジメチル−2,4−ジオキサシクロペンタニルメチルオキシ)ベンゾイル}−9H−カルバゾール−3−イル]エタン−1−イミン、N−アセトキシ−1−[9−エチル−6−(2−メチルベンゾイル)−9H−カルバゾール−3−イル]−3−シクロペンチルプロパン−1−イミン及びN−ベンゾイルオキシ−1−[9−エチル−6−(2−メチルベンゾイル)−9H−カルバゾール−3−イル]−3−シクロペンチルプロパン−1−オン−2−イミン等が挙げられる。また、O−アシルオキシム化合物として、イルガキュア(登録商標)OXE01、OXE02(以上、BASF社製)及びN−1919((株)ADEKA製)等の市販品を用いてもよい。中でも、O−アシルオキシム化合物としては、N−ベンゾイルオキシ−1−(4−フェニルスルファニルフェニル)ブタン−1−オン−2−イミン、N−ベンゾイルオキシ−1−(4−フェニルスルファニルフェニル)オクタン−1−オン−2−イミン及びN−ベンゾイルオキシ−1−(4−フェニルスルファニルフェニル)−3−シクロペンチルプロパン−1−オン−2−イミンからなる群から選ばれる少なくとも1種が好ましく、N−ベンゾイルオキシ−1−(4−フェニルスルファニルフェニル)オクタン−1−オン−2−イミンがより好ましい。
【0184】
アルキルフェノン化合物としては、2−メチル−2−モルホリノ−1−(4−メチルスルファニルフェニル)プロパン−1−オン、2−ジメチルアミノ−1−(4−モルホリノフェニル)−2−ベンジルブタン−1−オン及び2−(ジメチルアミノ)−2−[(4−メチルフェニル)メチル]−1−[4−(4−モルホリニル)フェニル]ブタン−1−オン等が挙げられる。アルキルフェノン化合物として、イルガキュア(登録商標)369、907、379(以上、BASF社製)等の市販品を用いてもよい。
アルキルフェノン化合物としては、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−〔4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル〕プロパン−1−オン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−(4−イソプロペニルフェニル)プロパン−1−オンのオリゴマー、α,α−ジエトキシアセトフェノン及びベンジルジメチルケタールも挙げられる。
【0185】
ビイミダゾール化合物としては、例えば、2,2’−ビス(2−クロロフェニル)−4,4’,5,5’−テトラフェニルビイミダゾール、2,2’−ビス(2,3−ジクロロフェニル)−4,4’,5,5’−テトラフェニルビイミダゾール(例えば、特開平6−75372号公報、特開平6−75373号公報等参照)、2,2’−ビス(2−クロロフェニル)−4,4’,5,5’−テトラ(アルコキシフェニル)ビイミダゾール、2,2’−ビス(2−クロロフェニル)−4,4’,5,5’−テトラ(ジアルコキシフェニル)ビイミダゾール、2,2’−ビス(2−クロロフェニル)−4,4’,5,5’−テトラ(トリアルコキシフェニル)ビイミダゾール(例えば、特公昭48−38403号公報、特開昭62−174204号公報等参照)及び4,4’,5,5’−位のフェニル基がカルボアルコキシ基により置換されているビイミダゾール化合物(例えば、特開平7−10913号公報等参照)等が挙げられる。
【0186】
トリアジン化合物としては、2,4−ビス(トリクロロメチル)−6−(4−メトキシフェニル)−1,3,5−トリアジン、2,4−ビス(トリクロロメチル)−6−(4−メトキシナフチル)−1,3,5−トリアジン、2,4−ビス(トリクロロメチル)−6−ピペロニル−1,3,5−トリアジン、2,4−ビス(トリクロロメチル)−6−(4−メトキシスチリル)−1,3,5−トリアジン、2,4−ビス(トリクロロメチル)−6−〔2−(5−メチルフラン−2−イル)エテニル〕−1,3,5−トリアジン、2,4−ビス(トリクロロメチル)−6−〔2−(フラン−2−イル)エテニル〕−1,3,5−トリアジン、2,4−ビス(トリクロロメチル)−6−〔2−(4−ジエチルアミノ−2−メチルフェニル)エテニル〕−1,3,5−トリアジン及び2,4−ビス(トリクロロメチル)−6−〔2−(3,4−ジメトキシフェニル)エテニル〕−1,3,5−トリアジン等が挙げられる。
【0187】
アシルホスフィンオキサイド化合物としては、2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキサイド等が挙げられる。イルガキュア(登録商標)819(BASF社製)等の市販品を用いてもよい。
【0188】
さらに重合開始剤(D)としては、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル等のベンゾイン化合物;ベンゾフェノン、o−ベンゾイル安息香酸メチル、4−フェニルベンゾフェノン、4−ベンゾイル−4’−メチルジフェニルサルファイド、3,3’,4,4’−テトラ(tert−ブチルパーオキシカルボニル)ベンゾフェノン及び2,4,6−トリメチルベンゾフェノン等のベンゾフェノン化合物;9,10−フェナンスレンキノン、2−エチルアントラキノン及びカンファーキノン等のキノン化合物;10−ブチル−2−クロロアクリドン、ベンジル、フェニルグリオキシル酸メチル及びチタノセン化合物等が挙げられる。
これらは、後述の重合開始助剤(D1)(特にアミン類)と組み合わせて用いることが好ましい。
【0189】
重合開始剤(D)は、好ましくはアルキルフェノン化合物、トリアジン化合物、アシルホスフィンオキサイド化合物、O−アシルオキシム化合物及びビイミダゾール化合物からなる群から選ばれる少なくとも一種を含む重合開始剤であり、より好ましくはO−アシルオキシム化合物を含む重合開始剤である。
【0190】
重合開始剤(D)の含有量は、着色硬化性樹脂組成物に含まれる全樹脂(B)及び重合性化合物(C)の合計量100質量部に対して、好ましくは0.1質量部以上30質量部以下であり、より好ましくは1質量部以上20質量部以下である。重合開始剤(D)の含有量が、前記の範囲内にあると、高感度化して露光時間が短縮される傾向があるためカラーフィルタの生産性が向上する。
【0191】
<重合開始助剤(D1)>
重合開始助剤(D1)は、重合開始剤(D)によって重合が開始された重合性化合物(C)の重合を促進するために用いられる化合物、もしくは増感剤である。重合開始助剤(D1)を含む場合、通常、重合開始剤(D)と組み合わせて用いられる。
【0192】
重合開始助剤(D1)としては、アミン化合物、アルコキシアントラセン化合物、チオキサントン化合物及びカルボン酸化合物等が挙げられる。
【0193】
アミン化合物としては、トリエタノールアミン、メチルジエタノールアミン、トリイソプロパノールアミン、4−ジメチルアミノ安息香酸メチル、4−ジメチルアミノ安息香酸エチル、4−ジメチルアミノ安息香酸イソアミル、安息香酸2−ジメチルアミノエチル、4−ジメチルアミノ安息香酸2−エチルヘキシル、N,N−ジメチルパラトルイジン、4,4’−ビス(ジメチルアミノ)ベンゾフェノン(通称ミヒラーズケトン)、4,4’−ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン及び4,4’−ビス(エチルメチルアミノ)ベンゾフェノン等が挙げられ、好ましくは4,4’−ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノンが挙げられる。また、アミン化合物として、EAB−F(保土谷化学工業(株)製)等の市販品を用いてもよい。
【0194】
アルコキシアントラセン化合物としては、9,10−ジメトキシアントラセン、2−エチル−9,10−ジメトキシアントラセン、9,10−ジエトキシアントラセン、2−エチル−9,10−ジエトキシアントラセン、9,10−ジブトキシアントラセン及び2−エチル−9,10−ジブトキシアントラセン等が挙げられる。
【0195】
チオキサントン化合物としては、2−イソプロピルチオキサントン、4−イソプロピルチオキサントン、2,4−ジエチルチオキサントン、2,4−ジクロロチオキサントン及び1−クロロ−4−プロポキシチオキサントン等が挙げられる。
【0196】
カルボン酸化合物としては、フェニルスルファニル酢酸、メチルフェニルスルファニル酢酸、エチルフェニルスルファニル酢酸、メチルエチルフェニルスルファニル酢酸、ジメチルフェニルスルファニル酢酸、メトキシフェニルスルファニル酢酸、ジメトキシフェニルスルファニル酢酸、クロロフェニルスルファニル酢酸、ジクロロフェニルスルファニル酢酸、N−フェニルグリシン、フェノキシ酢酸、ナフチルチオ酢酸、N−ナフチルグリシン及びナフトキシ酢酸等が挙げられる。
【0197】
これらの重合開始助剤(D1)を用いる場合、その含有量は、着色硬化性樹脂組成物に含まれる全樹脂(B)及び重合性化合物(C)の合計量100質量部に対して、好ましくは0.1質量部以上30質量部以下、より好ましくは1質量部以上20質量部以下である。
【0198】
<溶剤(E)>
溶剤(E)は、特に限定されず、当該分野で通常使用される溶剤を用いることができる。
溶剤(E)は、例えば、エステル溶剤(分子内に−COO−を含み、−O−を含まない溶剤)、エーテル溶剤(分子内に−O−を含み、−COO−を含まない溶剤)、エーテルエステル溶剤(分子内に−COO−と−O−とを含む溶剤)、ケトン溶剤(分子内に−CO−を含み、−COO−を含まない溶剤)、アルコール溶剤(分子内にOHを含み、−O−、−CO−及び−COO−を含まない溶剤)、芳香族炭化水素溶剤、アミド溶剤、ジメチルスルホキシド等が挙げられる。これらの溶剤は、2種以上を併用してもよい。
【0199】
エステル溶剤としては、乳酸メチル、乳酸エチル、乳酸ブチル、2−ヒドロキシイソブタン酸メチル、酢酸エチル、酢酸n−ブチル、酢酸イソブチル、ギ酸ペンチル、酢酸イソペンチル、プロピオン酸ブチル、酪酸イソプロピル、酪酸エチル、酪酸ブチル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、ピルビン酸プロピル、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、シクロヘキサノールアセテート及びγ−ブチロラクトン等が挙げられる。
【0200】
エーテル溶剤としては、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プロピルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、3−メトキシ−1−ブタノール、3−メトキシ−3−メチルブタノール、テトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン、1,4−ジオキサン、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、ジエチレングリコールジプロピルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル、アニソール、フェネトール及びメチルアニソール等が挙げられる。
【0201】
エーテルエステル溶剤としては、メトキシ酢酸メチル、メトキシ酢酸エチル、メトキシ酢酸ブチル、エトキシ酢酸メチル、エトキシ酢酸エチル、3−メトキシプロピオン酸メチル、3−メトキシプロピオン酸エチル、3−エトキシプロピオン酸メチル、3−エトキシプロピオン酸エチル、2−メトキシプロピオン酸メチル、2−メトキシプロピオン酸エチル、2−メトキシプロピオン酸プロピル、2−エトキシプロピオン酸メチル、2−エトキシプロピオン酸エチル、2−メトキシ−2−メチルプロピオン酸メチル、2−エトキシ−2−メチルプロピオン酸エチル、3−メトキシブチルアセテート、3−メチル−3−メトキシブチルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノプロピルエーテルアセテート、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート及びジプロピレングリコールメチルエーテルアセテート等が挙げられる。
【0202】
ケトン溶剤としては、4−ヒドロキシ−4−メチル−2−ペンタノン、アセトン、2−ブタノン、2−ヘプタノン、3−ヘプタノン、4−ヘプタノン、4−メチル−2−ペンタノン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン及びイソホロン等が挙げられる。
【0203】
アルコール溶剤としては、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、ヘキサノール、シクロヘキサノール、エチレングリコール、プロピレングリコール及びグリセリン等が挙げられる。
【0204】
芳香族炭化水素溶剤としては、ベンゼン、トルエン、キシレン、メシチレン等が挙げられる。
【0205】
アミド溶剤としては、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド及びN−メチルピロリドン等が挙げられる。
【0206】
溶剤(E)としては、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテル、乳酸エチル及びシクロヘキサノンが好ましい。
【0207】
溶剤(E)を含む場合、溶剤(E)の含有率は、着色硬化性樹脂組成物の総量に対して、通常99.99質量%以下であり、好ましくは40質量%以上99質量%以下であり、より好ましくは50質量%以上95質量%以下であり、さらに好ましくは70質量%以上95質量%以下であり、さらにより好ましくは75質量%以上90質量%以下である。言い換えると、着色硬化性樹脂組成物の固形分の総量は、通常0.01質量%以上であり、好ましくは1質量%以上60質量%以下であり、より好ましくは5質量%以上50質量%以下であり、さらに好ましくは5質量%以上30質量%以下であり、さらにより好ましくは10質量%以上25質量%以下である。溶剤(E)の含有率が前記の範囲内にあると、塗布時の平坦性が良好になり、またカラーフィルタを形成した際に色濃度が不足しないために表示特性が良好となる傾向がある。
【0208】
<レベリング剤(F)>
レベリング剤(F)としては、シリコーン系界面活性剤、フッ素系界面活性剤及びフッ素原子を有するシリコーン系界面活性剤等が挙げられる。これらは、側鎖に重合性基を有していてもよい。
【0209】
シリコーン系界面活性剤としては、分子内にシロキサン結合を有する界面活性剤等が挙げられる。具体的には、トーレシリコーンDC3PA、同SH7PA、同DC11PA、同SH21PA、同SH28PA、同SH29PA、同SH30PA、同SH8400(商品名:東レ・ダウコーニング(株)製)、KP321、KP322、KP323、KP324、KP326、KP340、KP341(信越化学工業(株)製)、TSF400、TSF401、TSF410、TSF4300、TSF4440、TSF4445、TSF4446、TSF4452及びTSF4460(モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン合同会社製)等が挙げられる。
【0210】
フッ素系界面活性剤としては、分子内にフルオロカーボン鎖を有する界面活性剤等が挙げられる。具体的には、フロラード(登録商標)FC430、同FC431(住友スリーエム(株)製)、メガファック(登録商標)F142D、同F171、同F172、同F173、同F177、同F183、同F554、同R30、同RS−718−K(DIC(株)製)、エフトップ(登録商標)EF301、同EF303、同EF351、同EF352(三菱マテリアル電子化成(株)製)、サーフロン(登録商標)S381、同S382、同SC101、同SC105(旭硝子(株)製)及びE5844((株)ダイキンファインケミカル研究所製)等が挙げられる。
【0211】
フッ素原子を有するシリコーン系界面活性剤としては、分子内にシロキサン結合及びフルオロカーボン鎖を有する界面活性剤等が挙げられる。具体的には、メガファック(登録商標)R08、同BL20、同F475、同F477及び同F443(DIC(株)製)等が挙げられる。
【0212】
レベリング剤(F)を含有する場合、レベリング剤(F)の含有率は、着色硬化性樹脂組成物の総量に対して、好ましくは0.0005質量%以上1質量%以下であり、より好ましくは0.001質量%以上0.5質量%以下であり、さらに好ましくは0.005質量%以上0.1質量%以下である。なおこの含有量に、顔料分散剤の含有量は含まれない。レベリング剤(F)の含有率が前記の範囲内にあると、カラーフィルタの平坦性を良好にすることができる。
【0213】
<その他の成分>
着色硬化性樹脂組成物は、必要に応じて、充填剤、他の高分子化合物、密着促進剤、クエンチャー、酸化防止剤、光安定剤、連鎖移動剤等、当該技術分野で公知の添加剤を含んでもよい。
【0214】
<着色硬化性樹脂組成物の製造方法>
着色硬化性樹脂組成物は、着色剤(A)、樹脂(B)、重合性化合物(C)、及び重合開始剤(D)、並びに必要に応じて用いられる溶剤(E)、レベリング剤(F)及びその他の成分を混合することにより調製できる。混合は公知又は慣用の装置や条件により行うことができる。
着色剤(A)は、予め溶剤(E)の一部又は全部と混合し、平均粒子径が0.2μm以下程度となるまで、ビーズミル等を用いて分散させた状態で用いてもよく、分散させた状態で用いることが好ましい。この際、必要に応じて前記分散剤、樹脂(B)の一部又は全部を配合してもよい。また、着色剤(A)は、予め溶剤(E)の一部又は全部に溶解させた状態で用いてもよい。このようにして得られた着色剤含有液に、残りの成分を、所定の濃度となるように混合することにより、目的の着色硬化性樹脂組成物を調製できる。
【0215】
<カラーフィルタの製造方法>
着色硬化性樹脂組成物から、色変換層であってもよいカラーフィルタを形成することができる。着色パターンを形成する方法としては、フォトリソグラフ法、インクジェット法、印刷法等が挙げられる。中でも、フォトリソグラフ法が好ましい。フォトリソグラフ法は、前記着色硬化性樹脂組成物を基板に塗布し、乾燥させて着色硬化性樹脂組成物層を形成し、フォトマスクを介して該着色硬化性樹脂組成物層を露光して、現像する方法である。フォトリソグラフ法において、露光の際にフォトマスクを用いないこと、及び/又は現像しないことにより、上記着色硬化性樹脂組成物層の硬化物である着色塗膜を形成することができる。このように形成した着色パターンや着色塗膜が本発明のカラーフィルタである。
【0216】
作製するカラーフィルタの膜厚は、特に限定されず、目的や用途等に応じて適宜調整することができ、例えば、0.1μm以上30μm以下であり、好ましくは0.1μm以上20μm以下であり、さらに好ましくは0.5μm以上6μm以下である。
【0217】
基板としては、石英ガラス、ホウケイ酸ガラス、アルミナケイ酸塩ガラス、表面をシリカコートしたソーダライムガラス等のガラス板や、ポリカーボネート、ポリメタクリル酸メチル、ポリエチレンテレフタレート等の樹脂板、シリコン、前記基板上にアルミニウム、銀、銀/銅/パラジウム合金薄膜等を形成したものが用いられる。これらの基板上には、別のカラーフィルタ層、樹脂層、トランジスタ、回路等が形成されていてもよい。
【0218】
フォトリソグラフ法による各色画素の形成は、公知又は慣用の装置や条件で行うことができる。例えば、下記のようにして作製することができる。
まず、着色硬化性樹脂組成物を基板上に塗布し、加熱乾燥(プリベーク)及び/又は減圧乾燥することにより溶剤等の揮発成分を除去して乾燥させ、平滑な着色硬化性樹脂組成物層を得る。
塗布方法としては、スピンコート法、スリットコート法、スリット アンド スピンコート法等が挙げられる。
加熱乾燥を行う場合の温度は、30℃以上120℃以下が好ましく、50℃以上110℃以下がより好ましい。また加熱時間としては、10秒間以上60分間以下であることが好ましく、30秒間以上30分間以下であることがより好ましい。
減圧乾燥を行う場合は、50Pa以上150Pa以下の圧力下、20℃以上25℃以下の温度範囲で行うことが好ましい。
着色硬化性樹脂組成物層の膜厚は、特に限定されず、目的とするカラーフィルタの膜厚に応じて適宜選択すればよい。
【0219】
次に、着色硬化性樹脂組成物層は、目的の着色パターンを形成するためのフォトマスクを介して露光される。該フォトマスク上のパターンは特に限定されず、目的とする用途に応じたパターンが用いられる。また、露光面全体に均一に平行光線を照射することや、フォトマスクと着色硬化性樹脂組成物層が形成された基板との正確な位置合わせを行うことができるため、マスクアライナ及びステッパ等の露光装置を使用することが好ましい。
【0220】
露光に用いられる光源としては、250nm以上450nm以下の波長の光を発生する光源が好ましい。例えば、350nm未満の光を、この波長域をカットするフィルタを用いてカットしたり、436nm付近、408nm付近、365nm付近の光を、これらの波長域を取り出すバンドパスフィルタを用いて選択的に取り出したりしてもよい。具体的には、水銀灯、発光ダイオード、メタルハライドランプ、ハロゲンランプ等が挙げられる。
【0221】
露光後の着色硬化性樹脂組成物層を現像液に接触させて現像することにより、基板上に着色パターンが形成される。現像により、着色硬化性樹脂組成物層の未露光部が現像液に溶解して除去される。現像液としては、例えば、水酸化カリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸ナトリウム、水酸化テトラメチルアンモニウム等のアルカリ性化合物の水溶液が好ましい。これらのアルカリ性化合物の水溶液中の濃度は、好ましくは0.01質量%以上10質量%以下であり、より好ましくは0.03質量%以上5質量%以下である。さらに、現像液は、界面活性剤を含んでいてもよい。
現像方法は、パドル法、ディッピング法及びスプレー法等のいずれでもよい。さらに現像時に基板を任意の角度に傾けてもよい。
現像後の基板は、水洗されることが好ましい。
【0222】
さらに、得られた着色パターンに、ポストベークを行うことが好ましい。ポストベーク温度は、150℃以上250℃以下が好ましく、160℃以上240℃以下がより好ましい。ポストベーク時間は、1分間以上120分間以下が好ましく、10分間以上60分間以下がより好ましい。
【0223】
<表示装置>
前記カラーフィルタは、表示装置(例えば、液晶表示装置、有機EL装置、電子ペーパー等)及び固体撮像素子に用いられるカラーフィルタとして、中でも有機EL装置に用いられるカラーフィルタとして有用である。
【0224】
本発明のベンゾペリレン化合物及び着色硬化性樹脂組成物から形成されるカラーフィルタは、蛍光強度が高いため、輝度に優れるカラーフィルタとすることができる。
蛍光強度は、例えば蛍光分光光度計(FluoroMAX−3;堀場製作所(株)製)を用いて測定することができる。
【0225】
また、本発明のベンゾペリレン化合物は、溶剤(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等)に対する溶解度が高い。さらに、本発明のベンゾペリレン化合物及び着色硬化性樹脂組成物より形成されるカラーフィルタは、蛍光強度が高く輝度に優れるだけではなく、耐熱性や耐光性にも優れる傾向にある。
【実施例】
【0226】
以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はもとより下記実施例によって制限を受けるものではなく、前・後記の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更を加えて実施することも勿論可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。なお、以下においては、特に断りのない限り、「部」は「質量部」を、「%」は「質量%」を意味する。
【0227】
以下の実施例において、化合物の構造は質量分析(LC;Agilent製1200型、MASS;Agilent製LC/MSD6130型)で確認した。
【0228】
樹脂のポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)及び数平均分子量(Mn)の測定は、GPC法により以下の条件で行った。
装置:HLC−8120GPC(東ソー(株)製)
カラム:TSK−GELG2000HXL
カラム温度:40℃
y:テトラヒドロフラン
流速:1.0mL/分
分析試料の固形分濃度:0.001〜0.01質量%
注入量:50μL
検出器:RI
校正用標準物質:TSK STANDARD POLYSTYRENE F−40、F−4、F−288、A−2500、A−500(東ソー(株)製)
上記で得られたポリスチレン換算の重量平均分子量及び数平均分子量の比(Mw/Mn)を分散度とした。
【0229】
(合成例1)
<化合物(I−21)の調製>
1,N2−ビス(2,6−ジイソプロピルフェニル)ペリレン−3,4,9,10−テトラカルボン酸ジイミド(東京化成工業(株)製)20部、無水マレイン酸(東京化成工業(株)製)788部、及びp−クロラニル(東京化成工業(株)製)12部を添加し、170℃、25時間攪拌した。得られた混合物を70℃以下に保ちながら、予め調製した1mol/L塩酸(関東化学(株)製)800部とアセトン(関東化学(株)製)300部を加えたところ、黄色の沈殿物が生じた。この黄色の沈殿物を含む混合物をろ過し、ろ過後の残渣を水400部、メタノール200部で洗浄した。得られた残渣を60℃で減圧乾燥して、式(I−21)で表されるN1,N2−ビス(2,6−ジイソプロピルフェニル)ベンゾ[ghi]ペリレン−2,3,8,9,11,12−ヘキサンカルボン酸−2,3,8,9−ビスイミド−11,12−酸無水物(以下、化合物(I−21)という場合がある)を15部得た(収率75%)。
【0230】
【化22】
【0231】
<化合物(I−21)の同定>
(質量分析)イオン化モード=ESI+: m/z=[M+H]+ 805
Exact Mass: 804
【0232】
(合成例2)
<化合物(I−23)の調製>
合成例1で得られたN1,N2−ビス(2,6−ジイソプロピルフェニル)ベンゾ[ghi]ペリレン−2,3,8,9,11,12−ヘキサンカルボン酸−2,3,8,9−ビスイミド−11,12−酸無水物2.0部、2,6−ジイソプロピルアニリン(東京化成工業(株)製)0.88部、及びプロピオン酸(東京化成工業(株)製)120部を添加し、140℃、6時間攪拌した。得られた混合物を濃縮し、メタノール5部を加えたところ、黄色の沈殿物が生じた。この黄色の沈殿物を含む混合物をろ過し、ろ過後の残渣をメタノール2部で洗浄した。得られた残渣を60℃で減圧乾燥して、シリカゲルカラム精製(溶剤:クロロホルム)したところ、式(I−23)で表されるN1,N2,N3−トリス(2,6−ジイソプロピルフェニル)ベンゾ[ghi]ペリレン−2,3,8,9,11,12−ヘキサンカルボン酸トリイミド(以下、化合物(I−23)という場合がある)を1.7部得た(収率68%)。
【0233】
【化23】
【0234】
<化合物(I−23)の同定>
(質量分析)イオン化モード=ESI+: m/z=[M+H]+ 965
Exact Mass: 964
【0235】
(合成例3)
<化合物(I−1)の調製>
1,N2−ビス(3−ペンチル)ペリレン−3,4,9,10−テトラカルボン酸ジイミド(アルドリッチ製)1.6部、無水マレイン酸(東京化成工業(株)製)84部、及びp−クロラニル(東京化成工業(株)製)1.3部を添加し、220℃、30時間攪拌した。得られた混合物を70℃以下に保ちながら、予め調製した1mol/L塩酸(関東化学(株)製)256部とアセトン(関東化学(株)製)96部を加えたところ、黄色の沈殿物が生じた。この黄色の沈殿物を含む混合物をろ過し、ろ過後の残渣を水400部、メタノール200部で洗浄した。得られた残渣を60℃で減圧乾燥して、式(I−1)で表されるN1,N2−ビス(3−ペンチル)ベンゾ[ghi]ペリレン−2,3,8,9,11,12−ヘキサンカルボン酸−2,3,8,9−ビスイミド−11,12−酸無水物(以下、化合物(I−1)という場合がある)を1.4部得た(収率75%)。
【0236】
【化24】
【0237】
<化合物(I−1)の同定>
(質量分析)イオン化モード=ESI+: m/z=[M+H]+ 625
Exact Mass: 624
【0238】
<化合物(I−3)の調製>
1,N2−ビス(2,6−ジイソプロピルフェニル)ベンゾ[ghi]ペリレン−2,3,8,9,11,12−ヘキサンカルボン酸−2,3,8,9−ビスイミド−11,12−酸無水物2.0部を上記の化合物(I−1)2.5部に、2,6−ジイソプロピルアニリン0.88部を1.4部にそれぞれ代えたこと以外は、合成例2と同様にして、式(I−3)で表されるN1,N2−ビス(3−ペンチル)−N3−(2,6−ジイソプロピルフェニル)−ベンゾ[ghi]ペリレン−2,3,8,9,11,12−ヘキサンカルボン酸トリイミド(以下、化合物(I−3)という場合がある)を1.8部得た(収率85%)。
【0239】
【化25】
【0240】
<化合物(I−3)の同定>
(質量分析)イオン化モード=ESI+: m/z=[M+H]+ 784
Exact Mass: 783
【0241】
(合成例4)
<化合物(I−22)の調製>
2,6−ジイソプロピルアニリン(東京化成工業(株)製)0.88部を7−トリデカアミン1.0部に代えたこと以外は、合成例2と同様にして、式(I−22)で表されるN1,N2−ビス(2,6−ジイソプロピルフェニル)−N3−(7−トリデシル)−ベンゾ[ghi]ペリレン−2,3,8,9,11,12−ヘキサンカルボン酸トリイミド(以下、化合物(I−22)という場合がある)を1.4部得た(収率58%)。
【0242】
【化26】
【0243】
<化合物(I−22)の同定>
(質量分析)イオン化モード=ESI+: m/z=[M+H]+ 987
Exact Mass: 986
【0244】
(合成例5)
<化合物(I−24)の調製>
2,6−ジイソプロピルアニリン(東京化成工業(株)製)0.88部を2,5−ジ−tert−ブチルアニリン1.0部に代えたこと以外は、合成例2と同様にして、式(I−24)で表されるN1,N2−ビス(2,6−ジイソプロピルフェニル)−N3−(2,5−ジ−tert−ブチルフェニル)−ベンゾ[ghi]ペリレン−2,3,8,9,11,12−ヘキサンカルボン酸トリイミド(以下、化合物(I−24)という場合がある)を2.0部得た(収率81%)。
【0245】
【化27】
【0246】
<化合物(I−24)の同定>
(質量分析)イオン化モード=ESI+: m/z=[M+H]+ 993
Exact Mass: 992
【0247】
(合成例6)
<化合物(I−25)の調製>
2,6−ジイソプロピルアニリン(東京化成工業(株)製)0.88部を4−tert−ブチル−2,6−ジ−メチルアニリン(アルドリッチ製)0.88部に代えたこと以外は、合成例2と同様にして、式(I−25)で表されるN1,N2−ビス(2,6−ジイソプロピルフェニル)−N3−(4−tert−ブチル−2,6−ジメチルフェニル)−ベンゾ[ghi]ペリレン−2,3,8,9,11,12−ヘキサンカルボン酸トリイミド(以下、化合物(I−25)という場合がある)を2.4部得た(収率77%)。
【0248】
【化28】
【0249】
<化合物(I−25)の同定>
(質量分析)イオン化モード=ESI+: m/z=[M+H]+ 964
Exact Mass: 963
【0250】
(合成例7)
<化合物(I−26)の調製>
2,6−ジイソプロピルアニリン(東京化成工業(株)製)0.88部を4−ブロモ−2,6−ジイソプロピルアニリン(アルドリッチ製)1.1部に代えたこと以外は、合成例2と同様にして、式(I−26)で表されるN1,N2−ビス(2,6−ジイソプロピルフェニル)−N3−(4−ブロモ−2,6−ジイソプロピルフェニル)−ベンゾ[ghi]ペリレン−2,3,8,9,11,12−ヘキサンカルボン酸トリイミド(以下、化合物(I−26)という場合がある)を1.7部得た(収率70%)。
【0251】
【化29】
【0252】
<化合物(I−26)の同定>
(質量分析)イオン化モード=ESI+: m/z=[M+H]+ 1043
Exact Mass: 1041
【0253】
(合成例8)
<化合物(I−27)の調製>
2,6−ジイソプロピルアニリン(東京化成工業(株)製)0.88部を3,5,5,8,8−ペンタメチル−5,6,7,8−テトラヒドロナフタレン−2−アミン(AmBeed製)0.92部に代えたこと以外は、合成例2と同様にして、式(I−27)で表されるN1,N2−ビス(2,6−ジイソプロピルフェニル)−N3−(3,5,5,8,8−ペンタメチル−5,6,7,8−テトラヒドロナフタレン−2−イル)−ベンゾ[ghi]ペリレン−2,3,8,9,11,12−ヘキサンカルボン酸トリイミド(以下、化合物(I−27)という場合がある)を1.7部得た(収率70%)。
【0254】
【化30】
【0255】
<化合物(I−27)の同定>
(質量分析)イオン化モード=ESI+: m/z=[M+H]+ 1004
Exact Mass: 1003
【0256】
(合成例9)
<化合物(I−28)の調製>
2,6−ジイソプロピルアニリン(東京化成工業(株)製)0.88部を1,2,3,5,6,7−ヘキサヒドロ−s−インダセン−4−アミン(AChemBlock製)0.74部に代えたこと以外は、合成例2と同様にして、式(I−28)で表されるN1,N2−ビス(2,6−ジイソプロピルフェニル)−N3−(1,2,3,5,6,7−ヘキサヒドロ−s−インダセン−4−イル)−ベンゾ[ghi]ペリレン−2,3,8,9,11,12−ヘキサンカルボン酸トリイミド(以下、化合物(I−28)という場合がある)を1.6部得た(収率66%)。
【0257】
【化31】
【0258】
<化合物(I−28)の同定>
(質量分析)イオン化モード=ESI+: m/z=[M+H]+ 960
Exact Mass: 959
【0259】
(合成例10)
<化合物(I−11)の調製>
1,N2−ビス(3−ペンチル)ペリレン−3,4,9,10−テトラカルボン酸ジイミドをN1,N2−ビス(7−トリデシル)ペリレン−3,4,9,10−テトラカルボン酸ジイミドに代えたこと以外は、合成例3と同様にして、式(I−11)で表されるN1,N2−ビス(7−トリデシル)ベンゾ[ghi]ペリレン−2,3,8,9,11,12−ヘキサンカルボン酸−2,3,8,9−ビスイミド−11,12−酸無水物(以下、化合物(I−11)という場合がある)を2.1部得た(収率74%)。
【0260】
【化32】
【0261】
<化合物(I−11)の同定>
(質量分析)イオン化モード=ESI+: m/z=[M+H]+ 849
Exact Mass: 848
【0262】
<化合物(I−12)の調製>
1,N2−ビス(2,6−ジイソプロピルフェニル)ベンゾ[ghi]ペリレン−2,3,8,9,11,12−ヘキサンカルボン酸−2,3,8,9−ビスイミド−11,12−酸無水物2.0部を上記の化合物(I−11)3.0部に、2,6−ジイソプロピルアニリン0.88部を7−トリデシルアミン(東京化成工業(株)製)1.2部にそれぞれ代えたこと以外は、合成例2と同様にして、式(I−12)で表されるN1,N2,N3−トリス(7−トリデシル)ベンゾ[ghi]ペリレン−2,3,8,9,11,12−ヘキサンカルボン酸トリイミド(以下、化合物(I−12)という場合がある)を2.7部得た(収率75%)。
【0263】
【化33】
【0264】
<化合物(I−12)の同定>
(質量分析)イオン化モード=ESI+: m/z=[M+H]+ 1031
Exact Mass: 1030
【0265】
(合成例11)
<化合物(I−13)の調製>
1,N2−ビス(2,6−ジイソプロピルフェニル)ベンゾ[ghi]ペリレン−2,3,8,9,11,12−ヘキサンカルボン酸−2,3,8,9−ビスイミド−11,12−酸無水物2.0部を上記の化合物(I−11)3.0部、2,6−ジイソプロピルアニリン0.88部を1.1部に代えたこと以外は、合成例2と同様にして、式(I−13)で表されるN1,N2−ビス(7−トリデシル)−N3−(2,6−ジイソプロピルフェニル)−ベンゾ[ghi]ペリレン−2,3,8,9,11,12−ヘキサンカルボン酸トリイミド(以下、化合物(I−13)という場合がある)を2.9部得た(収率80%)。
【0266】
【化34】
【0267】
<化合物(I−13)の同定>
(質量分析)イオン化モード=ESI+: m/z=[M+H]+ 1009
Exact Mass: 1008
【0268】
(合成例12)
<化合物(I−29)の調製>
合成例1で得られたN1,N2−ビス(2,6−ジイソプロピルフェニル)ベンゾ[ghi]ペリレン−2,3,8,9,11,12−ヘキサンカルボン酸−2,3,8,9−ビスイミド−11,12−酸無水物5.0部、2−ブロモブタン(東京化成工業(株)製)6.1部、2−ブタノール(東京化成工業(株)製)4.0部、N,N−ジメチルホルムアミド(関東化学(株)製)70部を添加し、23℃、1時間攪拌した。さらに1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]−7−ウンデセン(東京化成工業(株)製)4.6部を滴下し、60℃、6時間攪拌した。得られた混合物を濃縮し、メタノール30部を加えたところ、黄色の沈殿物が生じた。この黄色の沈殿物を含む混合物をろ過し、ろ過後の残渣をメタノール5部で洗浄した。得られた残渣を60℃で減圧乾燥して、シリカゲルカラム精製(溶剤:クロロホルム)したところ、式(I−29)で表されるN1,N2−ビス(2,6−ジイソプロピルフェニル)ベンゾ[ghi]ペリレン−2,3,8,9,11,12−ヘキサンカルボン酸−2,3,8,9−ビスイミド−11,12−ビス(2−ブチルエステル)(以下、化合物(I−29)という場合がある)を5.0部得た(収率86%)。
【0269】
【化35】
【0270】
<化合物(I−29)の同定>
(質量分析)イオン化モード=ESI+: m/z=[M+H]+ 935
Exact Mass: 934
【0271】
(合成例13)
<化合物(I−30)の調製>
2−ブロモブタン6.1部を1−ブロモ−2−エチルヘキサン(東京化成工業(株)製)8.2部、2−ブタノール4.0部を2−エチルヘキシルアルコール(東京化成工業(株)製)6.7部に代えたこと以外は、合成例12と同様にして、式(I−30)で表されるN1,N2−ビス(2,6−ジイソプロピルフェニル)ベンゾ[ghi]ペリレン−2,3,8,9,11,12−ヘキサンカルボン酸−2,3,8,9−ビスイミド−11,12−ビス(2−エチルヘキシルエステル)(以下、化合物(I−30)という場合がある)を4.9部得た(収率75%)。
【0272】
【化36】
【0273】
<化合物(I−30)の同定>
(質量分析)イオン化モード=ESI+: m/z=[M+H]+ 1048
Exact Mass: 1047
【0274】
(合成例14)
<化合物(I−9)の調製>
合成例3で得られたN1,N2−ビス(3−ペンチル)ベンゾ[ghi]ペリレン−2,3,8,9,11,12−ヘキサンカルボン酸−2,3,8,9−ビスイミド−11,12−酸無水物4.0部、2−ブロモブタン(東京化成工業(株)製)6.3部、2−ブタノール(東京化成工業(株)製)4.1部、N,N−ジメチルホルムアミド(関東化学(株)製)56部を添加し、23℃、1時間攪拌した。1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]−7−ウンデセン(東京化成工業(株)製)4.7部を滴下し、60℃、9時間攪拌した。得られた混合物を濃縮し、メタノール31部を加えたところ、黄色の沈殿物が生じた。この黄色の沈殿物を含む混合物をろ過し、ろ過後の残渣をメタノール4部で洗浄した。得られた残渣を60℃で減圧乾燥して、シリカゲルカラム精製(溶剤:クロロホルム)したところ、式(I−9)で表されるN1,N2−ビス(3−ペンチル)ベンゾ[ghi]ペリレン−2,3,8,9,11,12−ヘキサンカルボン酸−2,3,8,9−ビスイミド−11,12−ビス(2−ブチルエステル)(以下、化合物(I−9)という場合がある)を4.1部得た(収率84%)。
【0275】
【化37】
【0276】
<化合物(I−9)の同定>
(質量分析)イオン化モード=ESI+: m/z=[M+H]+ 755
Exact Mass: 754
【0277】
(合成例15)
<化合物(I−75)の調製>
2−ブロモブタン6.1部を1−ブロモヘキサン(東京化成工業(株)製)7.3部、2−ブタノール4.0部を1−ヘキサノール(東京化成工業(株)製)5.4部に代えたこと以外は、合成例12と同様にして、式(I−75)で表されるN1,N2−ビス(2,6−ジイソプロピルフェニル)ベンゾ[ghi]ペリレン−2,3,8,9,11,12−ヘキサンカルボン酸−2,3,8,9−ビスイミド−11,12−ビス(1−ヘキシルエステル)(以下、化合物(I−75)という場合がある)を4.3部得た(収率70%)。
【0278】
【化38】
【0279】
<化合物(I−75)の同定>
(質量分析)イオン化モード=ESI+: m/z=[M+H]+ 991
Exact Mass: 990
【0280】
(合成例16)
<化合物(I−81)の調製>
2−ブロモブタン6.1部を1−ブロモテトラデカン(東京化成工業(株)製)12部、2−ブタノール4.0部を1−テトラデカノール(東京化成工業(株)製)11部に代えたこと以外は、合成例12と同様にして、式(I−81)で表されるN1,N2−ビス(2,6−ジイソプロピルフェニル)ベンゾ[ghi]ペリレン−2,3,8,9,11,12−ヘキサンカルボン酸−2,3,8,9−ビスイミド−11,12−ビス(1−テトラデシルエステル)(以下、化合物(I−81)という場合がある)を5.6部得た(収率75%)。
【0281】
【化39】
【0282】
<化合物(I−81)の同定>
(質量分析)イオン化モード=ESI+: m/z=[M+H]+ 1215
Exact Mass: 1214
【0283】
(合成例17)
<化合物(I−82)の調製>
2−ブロモブタン6.1部を1−ブロモヘキサデカン(東京化成工業(株)製)13部、2−ブタノール4.0部を1−ヘキサデカノール(東京化成工業(株)製)13部に代えたこと以外は、合成例12と同様にして、式(I−82)で表されるN1,N2−ビス(2,6−ジイソプロピルフェニル)ベンゾ[ghi]ペリレン−2,3,8,9,11,12−ヘキサンカルボン酸−2,3,8,9−ビスイミド−11,12−ビス(1−ヘキサデシルエステル)(以下、化合物(I−82)という場合がある)を5.6部得た(収率71%)。
【0284】
【化40】
【0285】
<化合物(I−82)の同定>
(質量分析)イオン化モード=ESI+: m/z=[M+H]+ 1271
Exact Mass: 1270
【0286】
(合成例18)
<化合物(I−87)の調製>
2−ブロモブタン6.1部をベンジルブロミド(東京化成工業(株)製)7.5部、2−ブタノール4.0部をベンジルアルコール(東京化成工業(株)製)5.7部に代えたこと以外は、合成例12と同様にして、式(I−87)で表されるN1,N2−ビス(2,6−ジイソプロピルフェニル)ベンゾ[ghi]ペリレン−2,3,8,9,11,12−ヘキサンカルボン酸−2,3,8,9−ビスイミド−11,12−ビス(ジベンジルエステル)(以下、化合物(I−87)という場合がある)を5.0部得た(収率80%)。
【0287】
【化41】
【0288】
<化合物(I−87)の同定>
(質量分析)イオン化モード=ESI+: m/z=[M+H]+ 1003
Exact Mass: 1002
【0289】
(合成例19)
<化合物(I−85)の調製>
2−ブロモブタン6.1部をシクロヘキシルメチルブロミド(東京化成工業(株)製)7.8部、2−ブタノール4.0部をシクロヘキシルメタノール(東京化成工業(株)製)6.1部に代えたこと以外は、合成例12と同様にして、式(I−85)で表されるN1,N2−ビス(2,6−ジイソプロピルフェニル)ベンゾ[ghi]ペリレン−2,3,8,9,11,12−ヘキサンカルボン酸−2,3,8,9−ビスイミド−11,12−ビス(ジシクロヘキシルメチルエステル)(以下、化合物(I−85)という場合がある)を4.1部得た(収率66%)。
【0290】
【化42】
【0291】
<化合物(I−85)の同定>
(質量分析)イオン化モード=ESI+: m/z=[M+H]+ 1015
Exact Mass: 1014
【0292】
(合成例20)
<化合物INTの調製>
【0293】
【化43】
【0294】
1,6,7,12−テトラクロロ−3,4,9,10−ペリレン酸二無水物(コンビケム(株)製)10部、2,6−ジイソプロピルアニリン(東京化成工業(株)製)13部、及びプロピオン酸188部を添加し、還流下、20時間攪拌した。得られた混合物を20℃以下に保ちながら、水50部を加えたところ、橙色の沈殿物が生じた。この橙色の沈殿物を含む混合物をろ過し、ろ過後の残渣を水200部、メタノール100部で洗浄した。得られた残渣を60℃で減圧乾燥して、中間体化合物(以下、INTという場合がある)を12部得た(収率75%)。
【0295】
<化合物INTの同定>
(質量分析)イオン化モード=ESI+: m/z=[M+H]+ 847
Exact Mass: 846
【0296】
(合成例21)
<化合物(II−16)の調製>
製造されたINT 5.0部、4−クロロフェノール(東京化成工業(株)製)1.5部、4−tert−ブチルフェノール(東京化成工業(株)製)3.1部、炭酸カリウム(関東化学(株)製)11部、及びN−メチルピロリドン(関東化学(株)製)295部を添加し、130℃、13時間攪拌した。得られた混合物を20℃以下に保ちながら、予め調製した37%塩酸(関東化学(株)製)29部と水142部を加えたところ、暗赤色の沈殿物が生じた。この暗赤色の沈殿物を含む混合物をろ過し、ろ過後の残渣を水300部、メタノール150部で洗浄した。得られた残渣を60℃で減圧乾燥して、式(II−16)で表される化合物(以下、化合物(II−16)という場合がある)を6.1部得た(収率81%)。
【0297】
【化44】
【0298】
<化合物(II−16)の同定>
(質量分析)イオン化モード=ESI+: m/z=[M+H]+ 1237
Exact Mass: 1236
【0299】
(合成例22)
<Lumogen(登録商標)F Yellow083の調製>
下記式(x)で表されるLumogen(登録商標)F Yellow083は、特開昭60−203650号公報の記載に準じて合成を行った。
【0300】
【化45】
【0301】
下記式(II−3)で表される化合物(以下、化合物(II−3)という場合がある)は、東京化成工業(株)から入手した。
【0302】
【化46】
【0303】
(合成例23)
<樹脂B1の調製>
還流冷却器、滴下ロート及び攪拌機を備えたフラスコ内に窒素を適量流し窒素雰囲気に置換し、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート280部を入れ、攪拌しながら80℃まで加熱した。次いで、アクリル酸38部、3,4−エポキシトリシクロ[5.2.1.02,6]デカン−8−イルアクリレート及び3,4−エポキシトリシクロ[5.2.1.02,6]デカン−9−イルアクリレートの混合物(含有比はモル比で1:1)289部、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート125部の混合溶液を5時間かけて滴下した。一方、2,2−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)33部をプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート235部に溶解させた溶液を6時間かけて滴下した。滴下終了後、80℃で4時間保持した後、室温まで冷却して、固形分35.1%、B型粘度計(23℃)で測定した粘度125mPa・sの共重合体(樹脂B1)溶液を得た。生成した共重合体の重量平均分子量Mwは9.2×103、分散度2.08、固形分換算の酸価は77mg−KOH/gであった。樹脂B1は、以下の構造単位を有する。
【0304】
【化47】
【0305】
<実施例1>
(1) 化合物の溶剤(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート;以下、PGMEAという場合がある)に対する溶解度試験
約50mgの溶質(式(I−23)で表される化合物)を秤量し、20mLのスクリュー管に入れた。これに溶剤(PGMEA)を約500mg加え、溶質と溶剤の合計量を秤量した。20℃の恒温槽中ミックスローターで30分間攪拌した後、目視で溶解が確認された場合は、溶質及び溶剤の合計質量に対する溶質の質量で算出される値を溶解度とした。溶解しなかった場合は、溶解するまで溶剤を500mgずつ加え続け、加える度に20℃の恒温槽中ミックスローターで30分間攪拌し、目視で溶解が確認されたときの溶質及び溶剤の合計質量に対する溶質の質量で算出される値を溶解度とした。結果を表5に示す。
(2) 着色組成物の調製
以下の割合で各成分を混合し、着色組成物1を得た。
(A)着色剤:式(I−23)で表される化合物 2.6部
(B)樹脂:樹脂B1溶液 58部
(E)溶剤:プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 420部
【0306】
(3) 着色硬化性樹脂組成物の調製
次いで、以下の割合で各成分を混合して着色硬化性樹脂組成物1を得た。
着色組成物1 480.6部
(C)重合性化合物:ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート
(カヤラッド(登録商標)DPHA;日本化薬(株)製) 40部
(D)重合開始剤:N−ベンゾイルオキシ−1−(4−フェニルスルファニルフェニル)オクタン−1−オン−2−イミン(イルガキュア(登録商標)OXE 01;BASF社製) 2部
(F)レベリング剤:ポリエーテル変性シリコーンオイル(トーレシリコーンSH8400:東レ・ダウコーニング(株)製) 0.15部
【0307】
(4) 着色塗膜の作製
5cm角のガラス基板(イーグルXG;コーニング社製)上に、着色硬化性樹脂組成物を、ポストベーク後の膜厚が1.7〜2μmになるようにスピンコート法で塗布したのち、100℃で3分間プリベークして、着色硬化性樹脂組成物層を形成した。放冷後、基板上に形成された着色硬化性樹脂組成物層に、露光機(TME−150RSK;トプコン(株)製)を用いて、大気雰囲気下、80mJ/cm2の露光量(365nm基準)で光照射した。光照射後、オーブン中、230℃で30分間ポストベークを行い、着色塗膜を得た。
【0308】
(5)蛍光強度測定
得られた着色塗膜の蛍光スペクトルを、蛍光分光光度計(FluoroMAX−3;堀場製作所(株)製)(励起側スリット5、蛍光側スリット10、励起波長460nm)を
用いて測定し、蛍光波長における蛍光強度を求めた。なお、ここで蛍光波長とは、蛍光スペクトルの強度が最大のとき(蛍光スペクトルのピークトップ)の、波長である。また、蛍光強度は相対蛍光強度を意味するものであり、ここで観測される蛍光強度は、比較例4の最大蛍光強度を1000として評価した。最大蛍光強度が1000超であれば、比較例1の着色塗膜よりも蛍光強度が高いことを意味する。結果を表5に示す。
【0309】
(6) 耐熱性試験
得られた着色塗膜を、オーブン中、空気雰囲気下で、230℃で180分間加熱した。耐熱性試験前後において、着色塗膜の色差ΔE*abを、測色機(OSP−SP−200;OLYMPUS社製)を用いて測定した。色差ΔE*abはその値が小さいほど色変化が小さいことを意味する。結果を表5に示す。
【0310】
(7) 耐光性試験
得られた着色塗膜上に紫外線カットフィルター(COLORED OPTICAL GLASS L38;ホヤ社製;380nm以下の光をカットする)を配置し、耐光性試験機(SUNTEST CPS+:東洋精機社製)にてキセノンランプ光を48時間照射した。耐光性試験前後において、着色塗膜の色差ΔE*abを、測色機(OSP−SP−200;OLYMPUS社製)を用いて測定した。色差ΔE*abはその値が小さいほど色変化が小さいことを意味する。
【0311】
<実施例2〜18及び比較例1>
2.6部の化合物(I−23)に代えて、
2.6部の化合物(I−3)(実施例2)、
2.6部の化合物(I−22)(実施例3)、
2.6部の化合物(I−24)(実施例4)、
2.6部の化合物(I−25)(実施例5)、
2.6部の化合物(I−26)(実施例6)、
2.6部の化合物(I−27)(実施例7)、
2.6部の化合物(I−28)(実施例8)、
2.6部の化合物(I−12)(実施例9)、
2.6部の化合物(I−13)(実施例10)、
2.6部の化合物(I−29)(実施例11)、
2.6部の化合物(I−30)(実施例12)、
2.6部の化合物(I−9)(実施例13)、
2.6部の化合物(I−21)(実施例14)、
2.6部の化合物(I−75)(実施例15)、
2.6部の化合物(I−81)(実施例16)、
2.6部の化合物(I−82)(実施例17)、
2.6部の化合物(I−90)(実施例18)、又は
2.6部のLumogen(登録商標)F Yellow083(比較例1)
を着色剤として用いたこと以外は、実施例1と同様にして着色硬化性樹脂組成物を得て、着色塗膜を作製した。各実施例に着色剤として使用した化合物のPGMEAに対する溶解度、及び各着色塗膜における蛍光測定結果(最大蛍光強度、蛍光波長)、耐熱性試験結果を表5に示す。
【0312】
<実施例19>
以下の割合で各成分を混合し、着色組成物19を得た。
(A)着色剤:式(I−23)で表される化合物 1.3部
式(II−16)で表される化合物 2.6部
(B)樹脂:樹脂B1溶液 54部
(E)溶剤:プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 420部
着色組成物1に代えて、着色組成物19を用いたこと以外は、実施例1と同様にして着色硬化性樹脂組成物を得て、着色塗膜を作製した。各着色塗膜における蛍光測定結果(最大蛍光強度、蛍光波長)、耐光性試験結果を表6に示す。
【0313】
<実施例20〜36及び比較例2>
1.3部の化合物(I−23)に代えて、
1.3部の化合物(I−3)(実施例20)、
1.3部の化合物(I−22)(実施例21)、
1.3部の化合物(I−24)(実施例22)、
1.3部の化合物(I−25)(実施例23)、
1.3部の化合物(I−26)(実施例24)、
1.3部の化合物(I−27)(実施例25)、
1.3部の化合物(I−28)(実施例26)、
1.3部の化合物(I−12)(実施例27)、
1.3部の化合物(I−13)(実施例28)、
1.3部の化合物(I−29)(実施例29)、
1.3部の化合物(I−30)(実施例30)、
1.3部の化合物(I−9)(実施例31)、
1.3部の化合物(I−21)(実施例32)、
1.3部の化合物(I−75)(実施例33)、
1.3部の化合物(I−81)(実施例34)、
1.3部の化合物(I−85)(実施例35)、
1.3部の化合物(I−87)(実施例36)、又は
1.3部の化合物Lumogen(登録商標)F Yellow083(比較例2)
を着色剤として用いたこと以外は、実施例19と同様にして着色硬化性樹脂組成物を得て、着色塗膜を作製した。各着色塗膜における蛍光測定結果(最大蛍光強度、蛍光波長)、耐光性試験結果を表6に示す。
【0314】
<実施例37>
以下の割合で各成分を混合し、着色組成物37を得た。
(A)着色剤:式(I−23)で表される化合物 1.3部
式(II−3)で表される化合物 2.6部
(B)樹脂:樹脂B1溶液 54部
(E)溶剤:プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 420部
着色組成物1に代えて、着色組成物37を用いたこと以外は、実施例1と同様にして着色硬化性樹脂組成物を得て、着色塗膜を作製した。各着色塗膜における蛍光測定結果(最大蛍光強度、蛍光波長)、耐光性試験結果を表6に示す。
【0315】
<実施例38〜40及び比較例3>
1.3部の化合物(I−23)に代えて、
1.3部の化合物(I−30)(実施例38)、
1.3部の化合物(I−75)(実施例39)、
1.3部の化合物(I−82)(実施例40)、又は
1.3部の化合物Lumogen(登録商標)F Yellow083(比較例3)
を着色剤として用いたこと以外は、実施例37と同様にして着色硬化性樹脂組成物を得て、着色塗膜を作製した。各着色塗膜における蛍光測定結果(最大蛍光強度、蛍光波長)、耐光性試験結果を表6に示す。
【0316】
<比較例4>
2.6部の化合物(I−23)に代えて、
2.6部の化合物(II−16)
を着色剤として用いたこと以外は、実施例1と同様にして着色硬化性樹脂組成物を得て、着色塗膜を作製した。各着色塗膜における蛍光測定結果(最大蛍光強度、蛍光波長)、耐光性試験結果を表6に示す。
【0317】
【表5】
【0318】
【表6】
【0319】
上記の結果から、本発明のベンゾペリレン化合物、及び着色硬化性樹脂組成物から形成された着色塗膜は蛍光強度に優れることが分かった。また、本発明のベンゾペリレン化合物は、溶剤(PGMEA)に対する溶解度が高く溶解性が良好であることが分かった。さらに、本発明の着色硬化性樹脂組成物から形成された着色塗膜は、耐熱性や耐光性に優れることが分かった。