(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明を実施するための形態】
【0010】
上記式(1)中のハロゲン原子としては、フッ素、塩素、臭素又はヨウ素の各原子が挙げられ、なかでも、フッ素原子、塩素原子又は臭素原子が好ましく、塩素原子がより好ましい。
【0011】
上記式(1)中のアルキレン基としては、結晶性の低下や、耐熱性、耐光性といった耐性の低下を引き起こさない点から、メチレン、エチレン、プロピレンなどのC1〜3のものが挙げられ、なかでも、メチレンである場合がより好ましい。本発明の化合物を顔料として用いる場合にも、染料化や着色力の低下を防止できる点から、アルキレン基は上記範囲のものであることが好ましい。
【0012】
なお、上記式(1)で表されるキノフタロン化合物は、下記一般式(1−i)及び一般式(1−ii)等の構造の互変異性体が存在するが、これらについても本発明に包含されるものである。
【0014】
式(1−i)及び式(1−ii)中、X
1〜X
16及びZは上述の通りである。
【0015】
本発明のキノフタロン化合物の好適な具体例を以下に挙げるが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【0017】
このような本発明化合物の製造方法は、特に制限されるものではなく従来公知の方法を適宜利用して製造することができる。以下、本発明化合物の製造方法の一態様を記載する。しかしながら、本発明はこれらに限定されるものではない。
【0018】
本発明化合物は、例えば以下の工程I及び工程IIを含む方法により得ることができる。
<工程I>
まず、8−アミノ−2−メチルキノリンを1当量に対し、低級アルデヒドあるいはジアルコキシ低級アルカンを0.5〜1当量加え、酸性あるいは塩基性条件下において後記する式(2)の化合物を合成する。
【0021】
ここで、低級アルデヒド、ジアルコキシ低級アルカンとしては、ホルムアルデヒド、ジエトキシメタンなどが挙げられる。
工程Iに関し、反応温度は、60℃〜100℃、好ましくは80℃〜100℃で行うことができ、反応時間は、1時間〜24時間、好ましくは2時間〜6時間で行うことができる。
【0022】
<工程II>
さらに、特開2013−61622号公報に記載の方法などにより、得られた式(2)の化合物1当量に対し、無水フタル酸あるいはテトラハロフタル酸無水物4〜6当量を酸触媒存在下において反応させることで、式(1)の化合物を得ることができる。
ここで、酸触媒としては、安息香酸、塩化亜鉛などが挙げられる。
工程IIに関し、反応温度は、180℃〜250℃、好ましくは210℃〜250℃で行うことができ、反応時間は、1時間〜8時間、好ましくは3時間〜8時間で行うことができる。
【0023】
本発明化合物は、単独で用いてもよいし、2種類以上の化合物を適宜選択し併用してもよい。
【0024】
本発明化合物は、多様な用途に適用可能と考えられる。例えば、印刷インキ、塗料、着色プラスチック、トナー、インクジェット用インキ、ディスプレイ用遮光性部材、種子着色などの広範囲な用途の着色剤として用いることができる。
【0025】
本発明化合物は、有機顔料としての性質を示すものであり、ソルトミリング処理などにより、顔料粒子の微細化を施すことで、より好適に使用できる場合がある。このような処理は、公知慣用の方法で行えばよい。
【0026】
本発明化合物は、本発明化合物以外の有機顔料、有機染料、有機顔料誘導体などの色材を、調色などの目的で併用してもよい。これらは、上述のような用途にあわせて適宜選択されるべきものであり、用途によっては、本発明化合物を単独で用いてもよいし、2種以上を適宜併用してもよい。
【0027】
併用可能な色材としては、公知の顔料、染料等いずれのものでも構わない。
用途によって、アゾ系、ジスアゾ系、アゾメチン系、アントラキノン系、キノフタロン系、キナクリドン系、ジケトピロロピロール系、ジオキサジン系、ベンズイミダゾロン系、フタロシアニン系、イソインドリン系、イソインドリノン系、ペリレン系顔料、及びキサンテン系、アゾ系、ジスアゾ、アンラキノン系、キノフタロン系、トリアリールメタン系、メチン系、フタロシアニン系、ローダミン系染料などが挙げられる。
【0028】
本発明化合物と併用可能な黄色顔料としては、インキ用途ではC.I.ピグメント イエロー3、同12、同74等が、塗料用途では同74、同83、同109、同110等が、カラーフィルタ用途では、同83、同129、同138、同139、同150、同185、同228、同231などを例示することができる。
【0029】
特にカラーフィルタ用途における緑色画素部形成用として本発明化合物を使用する場合には、例えば、C.I.ピグメント・グリーン1、同2、同4、同7、同8、同10、同13、同14、同15、同17、同18、同19、同26、同36、同45、同48、同50、同51、同54、同55、同58、同59、同62、同63のような緑色顔料などと併用することができるが、これらに限定されない。カラーフィルタ用途における緑色画素部形成用として本発明化合物を使用する場合、緑色顔料と、本発明の黄色顔料との併用割合は、例えば、緑色顔料100質量部当たり、黄色顔料が10〜100質量部である。
【0030】
また、緑色画素部形成用として本発明化合物を使用する場合には、本発明化合物と青色顔料を併用することもできる。青色顔料としては、例えば、C.I.ピグメントブルー15、同15:1、同15:2、同15:3、同15:4、同15:6、アルミニウムフタロシアニン誘導体などが挙げられる。
ここで、上記のアルミニウムフタロシアニン誘導体とは、例えば、下記一般式(5−1)で表される化合物等が挙げられる。
【0032】
(式(5−1)中、Rはハロゲン原子、ヒドロキシ基、又は下記一般式(5−2)で表される基である。)
【0034】
(式(5−2)中、Xは直接結合又は酸素原子である。Arはフェニル基又はナフチル基である。式中、アスタリスクは結合部位を示す。)
【0035】
上記した式(5−1)中のRにおける前記ハロゲン原子としては、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子などが挙げられる。中でも、Rにおける前記ハロゲン原子としては、塩素原子、又は臭素原子であることが好ましい。
【0036】
式(5−1)中、Rは、塩素原子、臭素原子、ヒドロキシ基、又は上記一般式(5−2)で表される基であることが好ましい。
【0037】
式(5−2)中、Xは酸素原子であることが好ましい。
【0038】
式(5−1)の中でも好ましいものとしては、例えば、ヒドロキシアルミニウムフタロシアニン、クロロアルミニウムフタロシアニン、ブロモアルミニウムフタロシアニン、下記式(5−1−1)で表される化合物、下記式(5−1−2)で表される化合物、下記式(5−1−3)で表される化合物、下記式(5−1−4)で表される化合物などが挙げられる。
【0040】
さらに、本発明化合物は、カラーフィルタ用途における赤色画素部形成用として、赤色顔料と併用することもできる。赤色顔料としては、例えば、C.I.ピグメントレッド177、同254などが挙げられる。
【0041】
本発明をカラーフィルタの緑色画素部のパターンの形成に用いる際には、公知の方法を採用することができる。典型的には、本発明の化合物と、感光性樹脂とを必須成分として含むカラーフィルタ用感光性組成物を得ることができる。
【0042】
カラーフィルタの製造方法としては、例えば、本発明化合物を感光性樹脂からなる分散媒に分散させた後、スピンコート法、ロールコート法、インクジェット法等でガラス等の透明基板上に塗布し、ついでこの塗布膜に対して、フォトマスクを介して紫外線によるパターン露光を行った後、未露光部分を溶剤等で洗浄して緑色パターンを得る、フォトリソグラフィーと呼ばれる方法が挙げられる。本発明をカラーフィルタの赤色画素部のパターンの形成に用いる場合も同様である。
【0043】
その他、電着法、転写法、ミセル電解法、PVED(Photovoltaic Electrodeposition)法の方法で画素部のパターンを形成して、カラーフィルタを製造してもよい。
【0044】
カラーフィルタ用感光性組成物を調製するには、例えば、顔料と、感光性樹脂と、光重合開始剤と、前記樹脂を溶解する有機溶剤とを必須成分として混合する。その製造方法としては、顔料と有機溶剤と必要に応じて分散剤を用いて分散液を調製してから、そこに感光性樹脂等を加えて調製する方法が一般的である。
【0045】
ここでの顔料として、緑色画素部を得る場合には、本発明化合物を顔料化したものと、上記した緑色顔料や青色顔料を用いることができる。同様に、赤色画素部を得る場合には、本発明化合物を顔料化したものと、上記した赤色顔料を用いることができる。
【0046】
必要に応じて用いる分散剤としては、例えばビックケミー社のDISPERBYK(登録商標)130、同161、同162、同163、同170、同LPN−6919、同LPN−21116等が挙げられる。また、レベンリグ剤、カップリング剤、カチオン系の界面活性剤なども併せて使用可能である。
【0047】
有機溶剤としては、例えばトルエンやキシレン、メトキシベンゼン等の芳香族系溶剤、酢酸エチルや酢酸ブチル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート等の酢酸エステル系溶剤、エトキシエチルプロピオネート等のプロピオネート系溶剤、メタノール、エタノール等のアルコール系溶剤、ブチルセロソルブ、プロピレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールエチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル等のエーテル系溶剤、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン系溶剤、ヘキサン等の脂肪族炭化水素系溶剤、N,N−ジメチルホルムアミド、γ−ブチロラクタム、N−メチル−2−ピロリドン、アニリン、ピリジン等の窒素化合物系溶剤、γ−ブチロラクトン等のラクトン系溶剤、カルバミン酸メチルとカルバミン酸エチルの48:52の混合物のようなカルバミン酸エステル等がある。有機溶剤としては、特にプロピオネート系、アルコール系、エーテル系、ケトン系、窒素化合物系、ラクトン系等の極性溶媒で水可溶のものが適している。
【0048】
本発明のカラーフィルタ用顔料組成物100質量部当たり、300〜1000質量部の有機溶剤と、必要に応じて100質量部以下の分散剤及び/又は20質量部以下のキノフタロン誘導体とを、均一となる様に攪拌分散して分散液を得ることができる。次いでこの分散液に、分散液100質量部当たり、3〜20質量部の感光性樹脂、感光性樹脂1質量部当たり0.05〜3質量部の光重合開始剤と、必要に応じてさらに有機溶剤を添加し、均一となる様に攪拌分散してカラーフィルタ画素部用感光性組成物を得ることができる。
【0049】
上記のカラーフィルタ用顔料組成物とは、緑色画素用途の場合、本発明のキノフタロン顔料組成物10質量部当たり、緑色画素用途の場合、緑色顔料200質量部以下または/及び青色顔料200質量部以下を適宜設定し混合したもの、また、赤色画素用途の場合、赤色顔料200質量部以下を混合したものである。なお、他の黄色顔料を必要に応じ、混合しても良い。
【0050】
この際に使用可能な感光性樹脂としては、例えばウレタン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリアミド酸系樹脂、ポリイミド系樹脂、スチレンマレイン酸系樹脂、スチレン無水マレイン酸系樹脂等の熱可塑性樹脂や、例えば1,6−ヘキサンジオールジアクリレート、エチレングリコールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、ビス(アクリロキシエトキシ)ビスフェノールA、3−メチルペンタンジオールジアクリレート等のような2官能モノマー、トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、トリス(2−ヒドロキシエチル)イソシアネート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート等のような多官能モノマー等の光重合性モノマーが挙げられる。
【0051】
光重合開始剤としては、例えばアセトフェノン、ベンゾフェノン、ベンジルジメチルケタノール、ベンゾイルパーオキサイド、2−クロロチオキサントン、1,3−ビス(4'−アジドベンザル)−2−プロパン、1,3−ビス(4'−アジドベンザル)−2−プロパン−2'−スルホン酸、4,4'−ジアジドスチルベン−2,2'−ジスルホン酸等がある。
【0052】
こうして調製されたカラーフィルタ画素部用感光性組成物は、フォトマスクを介して紫外線によるパターン露光を行った後、未露光部分を有機溶剤やアルカリ水等で洗浄することによりカラーフィルタを作製することができる。
【実施例】
【0053】
以下、本発明を実施例に基づいて説明するが、本発明はこれによって限定されるものではない。なお、実施例及び比較例において特に断りがない場合は、「部」及び「%」は質量基準である。
【0054】
[合成例]
合成例1
フラスコ中に8−アミノ−2−メチルキノリン5.3部、パラホルムアルデヒド0.50部、25%塩酸84.0部を仕込み、60℃で3時間加熱攪拌した。室温まで放冷後、反応溶液を蒸留水220部に注ぎ、28%アンモニア水を用いてpH7−8とし、析出してきた粉末を減圧ろ過にて回収した。得られた固形物をシリカゲルカラムで精製後、減圧下で乾燥して5,5′−メチレンビス(8−アミノ−2−メチルキノリン)(中間体(A))2.00部を得た。(収率36%)
【0055】
<NMR分析>
1H−NMR(CDCl
3)δppm:2.71(s,6H),4.53(s,2H),4.90(brs,4H),6.76(d,J=7.6Hz,2H),6.84(d,J=7.6Hz,2H),7.22(d,J=8.8Hz,2H),8.11(d,J=8.8Hz,2H)
13C−NMR(CDCl
3)δppm:25.2,33.6,109.9,122.0,124.7,125.7,127.1,132.6,138.5,142.1,155.8
<赤外分光分析>
3450,3407,3303,1597,1509,1483,1373,1242,1134,1049,832cm
−1
<FD/MS分析>
328M+
【0056】
【化8】
【0057】
合成例2
フラスコ中に安息香酸14.0部を仕込み、窒素雰囲気下140℃で加熱溶融した。次いで攪拌しながら化合物(A)2.00部、テトラクロロフタル酸無水物9.28部を添加した。混合物を220℃まで昇温し、さらに同温で窒素雰囲気下5時間、加熱攪拌した。室温まで放冷後、アセトン800部で洗浄した。得られた固形物をN,N−ジメチルホルムアミドとエタノールの混合溶媒(1/2=vol/vol)100部で洗浄し、減圧下で乾燥して式(B)で表される化合物8.35部を得た。(収率98%)
【0058】
<赤外分光分析>
1792,1732,1644,1620,1600,1541,1478,1416,1368,1302,1223,1113,968,741,729cm
−1
<FD/MS分析>
1400M+
【0059】
【化9】
【0060】
顔料化
合成例2で得た化合物(B)(以下、キノフタロン二量体(B)と表記する)0.50質量部を塩化ナトリウム1.50質量部、ジエチレングリコール0.700質量部とともに磨砕した。その後、この混合物を600質量部の温水に投じ、1時間攪拌した。水不溶分をろ過分離して温水でよく洗浄した後、90℃で送風乾燥して顔料化を行った。顔料の粒子径は、100nm以下、粒子の平均長さ/幅比は3.00未満だった。得られたキノフタロン二量体の黄色顔料を用いて以下の分散試験およびカラーフィルタ評価試験を行った。
【0061】
製造例1
顔料化したキノフタロン二量体(B)0.700質量部をガラス瓶に入れ、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート6.42質量部、DISPERBYK(登録商標)LPN−6919(ビックケミー株式会社製)0.467質量部、DIC(株)製アクリル樹脂溶液ユニディック(登録商標)ZL−295 0.700質量部、0.3−0.4 mmφセプルビーズ22.0質量部を加え、ペイントコンディショナー(東洋精機株式会社製)で4時間分散し、顔料分散体を得た。さらに、それらの顔料分散体2.00質量部、DIC株式会社製アクリル樹脂溶液ユニディック(登録商標)ZL−295 0.490質量部、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート0.110質量部をガラス瓶に入れ、振とうさせることで黄色調色用組成物を作製した。
【0062】
製造例2
C.I.ピグメント グリーン59(DIC株式会社製)2.48質量部をガラス瓶に入れ、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート10.9量部、DISPERBYK(登録商標)LPN−6919(ビックケミー株式会社製)1.24質量部、DIC株式会社製アクリル樹脂溶液ユニディック(登録商標)ZL−295 1.86質量部、0.3−0.4mmφセプルビーズを加え、ペイントコンディショナー(東洋精機株式会社製)で2時間分散し、顔料分散体を得た。さらに、得られた顔料分散体4.00質量部、DIC株式会社製アクリル樹脂溶液ユニディック(登録商標)ZL−295 0.980質量部、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート0.220質量部をガラス瓶に入れ、振とうさせることで緑色調色用組成物を作製した。
【0063】
実施例1
製造例1で得られた黄色調色用組成物と製造例2で得られた緑色調色用組成物を混合し、スピンコーターによりガラス基板上に塗布後、乾燥させた。得られた評価用ガラス基板を230℃で1時間加熱した後に、高色再現用色規格におけるC光源を用いた場合の各緑色色度を示す緑色カラーフィルタを作製した。なお、緑色色度としては、特開2011−128181で使用されている(0.240, 0.650)、及び特開2011−242425で使用されている(0.230,0.670)を用いた。
【0064】
製造例3
製造例1において、合成例2で得たキノフタロン二量体(B)に代えてC.I.ピグメント イエロー138(BASF社製)を用いた以外は、製造例1と同様の方法で黄色調色用組成物を作製した。
【0065】
比較例1
製造例1で得られた黄色調色用組成物に代えて、製造例3で得られた黄色調色用組成物を用いた以外は実施例1と同様の方法で緑色カラーフィルタを得た。
【0066】
製造例4
C.I.ピグメント イエロー150(山陽色素社製)1.14質量部をポリ瓶に入れ、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート12.0質量部、DISPERBYK(登録商標)LPN 21116(ビックケミー株式会社製)2.84質量部、0.3−0.4 mmΦセプルビーズ38.0質量部を加え、ペイントコンディショナー(東洋精機株式会社製)で4時間分散し、顔料分散体を得た。さらに、それらの顔料分散体2.00質量部、DIC株式会社製アクリル樹脂溶液ユニディック(登録商標)ZL−295 0.490質量部、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート0.110質量部をガラス瓶に入れ、振とうさせることで黄色調色用組成物を作製した。
【0067】
比較例2
製造例1で得られた黄色調色用組成物に代えて、製造例4で得られた黄色調色用組成物を用いた以外は実施例1と同様の方法で緑色カラーフィルタを得た。
【0068】
製造例5
製造例1において、合成例2で得たキノフタロン二量体(B)に代えて、WO2013/098836A1に記載の方法で合成した直結型キノフタロン二量体(C)(C.I.ピグメント イエロー228)を用いた以外は、製造例1と同様の方法で黄色調色用組成物を作製した。
【0069】
【化12】
【0070】
比較例3
製造例1で得られた黄色調色用組成物に代えて、製造例5で得られた黄色調色用組成物を用いた以外は実施例1と同様の方法で緑色カラーフィルタを得た。
【0071】
カラーフィルタ試験例
・カラーフィルタ特性試験
それぞれ作製したカラーフィルタを用いて、分光光度計(HITACHI社製U3900/3900H形)によって色度ならびに透過スペクトルを測定した。
それぞれ作製したカラーフィルタを用いて、膜厚計(HITACHI社製 VS1000 走査型白色干渉顕微鏡)によって膜厚を測定した。結果を以下の表1および表2に示す。表中、輝度の値は高いほど優れ、膜厚は薄いほど高着色力を示す。
【0072】
【表1】
【0073】
【表2】
【0074】
実施例1は、高色再現用色規格におけるいずれの緑色色度においても、比較例に対し優れた輝度を示した。これは、本発明の黄色顔料が、高色再現性規格の緑色カラーフィルタに用いる黄色顔料として、従来の黄色顔料にはない好適な性能を有していることを示している。
【0075】
現在、緑色カラーフィルタに使用される代表的な黄色顔料はC.I.ピグメント イエロー138やC.I.ピグメント イエロー150であるが、本発明化合物を用いた実施例1は、これら従来の黄色顔料を用いた比較例(それぞれ比較例1と比較例2に対応)に比べ輝度が高く、かつ膜厚が薄い点から、本発明化合物が、高色再現性規格の緑色カラーフィルタに用いる黄色顔料として優れていることは明らかである。また、C.I.ピグメント イエロー138(比較例1)との比較では、膜厚が大幅に薄くなっていることから、二量化による着色力向上の効果が確認された。
【0076】
さらに実施例1は、比較例3に比べても輝度が非常に高く、非共役スペーサー導入により過剰な赤味化やスペクトルのブロード化が抑制され、発色が好適化したことが分かった。よって、本発明化合物が高色再現性規格の緑色カラーフィルタに用いる黄色顔料として優れていることは明らかである。
優れた輝度と着色力を兼備する新規黄色顔料を提供することを課題とする。このような課題を解決するために、本発明は新規キノフタロン化合物を提供する。具体的には、下記式(1):
は各々独立に水素原子又はハロゲン原子であり、Zは炭素数1〜3のアルキレン基である)で表されるキノフタロン化合物を提供することにより、上記課題を解決する。さらに、式(1)で表されるキノフタロン化合物を含有する着色剤、及び当該着色剤を含有する着色組成物を提供する。