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特開2022-140287黄色系化合物、該化合物を含有する着色組成物、カラーフィルター用着色剤およびカラーフィルター
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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】P2022140287
(43)【公開日】2022-09-26
(54)【発明の名称】黄色系化合物、該化合物を含有する着色組成物、カラーフィルター用着色剤およびカラーフィルター
(51)【国際特許分類】
   C09B 25/00 20060101AFI20220915BHJP
   C09B 67/20 20060101ALI20220915BHJP
   G02B 5/22 20060101ALI20220915BHJP
   G02B 5/20 20060101ALI20220915BHJP
【FI】
C09B25/00 B CSP
C09B67/20 F
G02B5/22
G02B5/20 101
【審査請求】未請求
【請求項の数】8
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2022000143
(22)【出願日】2022-01-04
(31)【優先権主張番号】P 2021039745
(32)【優先日】2021-03-11
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(71)【出願人】
【識別番号】000005315
【氏名又は名称】保土谷化学工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001508
【氏名又は名称】弁理士法人 津国
(72)【発明者】
【氏名】神田 大三
(72)【発明者】
【氏名】趙 周衡
【テーマコード(参考)】
2H148
【Fターム(参考)】
2H148BE15
2H148BF06
2H148BF14
2H148BH13
2H148CA04
2H148CA14
(57)【要約】      (修正有)
【課題】有機溶媒への溶解性及び耐熱性が向上した黄色系化合物を提供する。
【解決手段】式(1)で表される化合物。


[Qは各々独立に式(2)で表される基;nは2~10の整数;Lは2~10価の基;Zは各々独立に2価基または3価基]
【選択図】なし
【特許請求の範囲】
【請求項1】
下記一般式(1)で表される化合物。
【化1】

[式(1)中、Qは、それぞれ独立に、下記一般式(2)で表される基であり、
nは2~10の整数を表し、
Lは2~10価の基を表す。]
【化2】

[式(2)中、R~Rは、それぞれ独立に、
水素原子、水酸基、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、
置換基を有していてもよい炭素原子数0~25のアミノ基、
置換基を有していてもよい炭素原子数0~25のスルホニル基、
置換基を有していてもよい炭素原子数1~25の直鎖状、分岐状もしくは環状のアルキル基、
置換基を有していてもよい炭素原子数2~25の直鎖状、分岐状もしくは環状のアルケニル基、
置換基を有していてもよい炭素原子数1~25の直鎖状、分岐状もしくは環状のアルコキシ基、
置換基を有していてもよい炭素原子数1~25のアシル基、
置換基を有していてもよい炭素原子数0~25のエーテル基、
置換基を有していてもよい炭素原子数6~25の芳香族炭化水素基、または
置換基を有していてもよい環形成原子数5~25の複素環基を表し、
~Rは、隣り合う基同士で互いに結合して環を形成していてもよい。
Zは、それぞれ独立に、2価基または3価基であり、
置換基を有していてもよい炭素原子数0~25のアミノ基、
置換基を有していてもよい炭素原子数1~25の直鎖状、分岐状もしくは環状のアルキレン基、
エーテル基または単結合のうち、1種もしくは2種以上を含む基を表し、
複数あるQは、LまたはZを介して互いに結合しているものとする。]
【請求項2】
前記一般式(1)において、Lが
置換基を有していてもよい炭素原子数0~25のアミノ基、
置換基を有していてもよい炭素原子数1~25の直鎖状、分岐状もしくは環状のアルキレン基、
置換基を有していてもよい炭素原子数0~25のエーテル基、
置換基を有していてもよい炭素原子数6~25の芳香族炭化水素基、または
置換基を有していてもよい環形成原子数5~25の複素環基である、請求項1に記載の化合物。
【請求項3】
前記一般式(2)において、Zが置換基を有していてもよい炭素原子数1~20のアミノ基である、請求項1または請求項2に記載の化合物。
【請求項4】
前記一般式(2)において、R~Rが水素原子、ハロゲン原子、
置換基を有していてもよい炭素原子数1~20の直鎖状もしくは分岐状のアルキル基、
置換基を有していてもよい炭素原子数2~20の直鎖状のアルケニル基、または
置換基を有していてもよい炭素原子数1~20のアシル基である、
請求項1~請求項3のいずれか一項に記載の化合物。
【請求項5】
23~27℃における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)への溶解度が1質量%以上である、
請求項1~請求項4のいずれか一項に記載の化合物を含有する着色組成物。
【請求項6】
前記化合物を含有する塗膜を用いて、
220~240℃における加熱前後の色彩値の色差(ΔE ab)が3.5以下である、
請求項1~請求項4のいずれか一項に記載の化合物を含有する着色組成物。
【請求項7】
請求項1~請求項4のいずれか一項に記載の化合物、または、請求項5もしくは請求項6に記載の着色組成物を含有するカラーフィルター用着色剤。
【請求項8】
請求項7に記載のカラーフィルター用着色剤を用いたカラーフィルター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、黄色系化合物、該化合物を含有する着色組成物、該着色組成物を含有するカラーフィルター用着色剤および該着色組成物を用いたカラーフィルターに関する。
【背景技術】
【0002】
これまで、キノフタロン顔料、アゾ顔料、ジケトピロロピロール顔料などの多種の顔料が開発されている(特許文献1~4)。これらの顔料は、液晶や電界発光(EL)表示装置のカラーフィルターの着色剤に用いられる。カラーフィルターは、ガラスなどの透光性基板上に、染色法、顔料分散法、印刷法、電着法などにより着色層を積層させて製造される。キノフタロン顔料は、キナルジンと無水フタル酸との縮合により合成される黄色系化合物であり、その鮮明性からカラーフィルター用着色剤として用いられる(特許文献1、2、5、6、非特許文献1)。しかし、ディスプレイの高画質化に伴い、カラーフィルターに要求される性能は高まり、より着色力、明度およびコントラストを向上させることが必要である。
【0003】
顔料は一般的に溶剤に不溶なため、樹脂などを含むカラーフィルター中では微粒子状で存在している。そのため、顔料を用いたカラーフィルターは、顔料粒子表面で透過光が反射・散乱することにより、透明性や色純度に影響し、また、反射による消偏作用のためにカラー液晶表示装置のコントラスト比が低下することが知られている。
【0004】
コントラスト比の低下の問題を改善するため、着色剤として染料のみを用いる方法または染料と顔料を併用する方法などが提案されている。染料は溶剤に可溶であるため、染料を使用したカラーフィルターは、顔料のみを着色剤として使用した場合に比べ消偏作用が抑えられ、分光特性に優れており、コントラストや輝度などの向上が期待されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特公昭47-3476号公報
【特許文献2】特開2012-193318号公報
【特許文献3】特開2012-12498号公報
【特許文献4】特開2001-220520号公報
【特許文献5】特開2019-104897号公報
【特許文献6】特開2019-123856号公報
【非特許文献】
【0006】
【非特許文献1】市村國宏 監修、「最先端カラーフィルターのプロセス技術とケミカルス」、株式会社シーエムシー出版、2006年、p.80
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、黄色系化合物の有機溶媒(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)など)への溶解性および耐熱性を向上させ、該化合物を含有し、着色力、鮮明性、色相などの色彩特性に優れた着色組成物、該着色組成物を含有するカラーフィルター用着色剤および該着色剤を用いたカラーフィルター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】
【0008】
本発明は、前記目的のために鋭意研究した結果得られ、以下を要旨とする。
【0009】
1.下記一般式(1)で表される化合物。
【0010】
【化1】
【0011】
[式(1)中、Qは、それぞれ独立に、下記一般式(2)で表される基であり、
nは2~10の整数を表し、
Lは2~10価の基を表す。]
【0012】
【化2】
【0013】
[式(2)中、R~Rは、それぞれ独立に、
水素原子(―H)、水酸基(―OH)、ハロゲン原子、シアノ基(―CN)、ニトロ基(―NO)、
置換基を有していてもよい炭素原子数0~25のアミノ基、
置換基を有していてもよい炭素原子数0~25のスルホニル基、
置換基を有していてもよい炭素原子数1~25の直鎖状、分岐状もしくは環状のアルキル基、
置換基を有していてもよい炭素原子数2~25の直鎖状、分岐状もしくは環状のアルケニル基、
置換基を有していてもよい炭素原子数1~25の直鎖状、分岐状もしくは環状のアルコキシ基、
置換基を有していてもよい炭素原子数1~25のアシル基、
置換基を有していてもよい炭素原子数0~25のエーテル基、
置換基を有していてもよい炭素原子数6~25の芳香族炭化水素基、または
置換基を有していてもよい環形成原子数5~25の複素環基を表し、
~Rは、隣り合う基同士で互いに結合して環を形成していてもよい。
Zは、それぞれ独立に、2価基または3価基であり、
置換基を有していてもよい炭素原子数0~25のアミノ基、
置換基を有していてもよい炭素原子数1~25の直鎖状、分岐状もしくは環状のアルキレン基、
エーテル基または単結合のうち、1種もしくは2種以上を含む基を表し、
複数あるQは、LまたはZを介して互いに結合しているものとする。]
【0014】
2.前記一般式(1)において、Lが
置換基を有していてもよい炭素原子数0~25のアミノ基、
置換基を有していてもよい炭素原子数1~25の直鎖状、分岐状もしくは環状のアルキレン基、
置換基を有していてもよい炭素原子数0~25のエーテル基、
置換基を有していてもよい炭素原子数6~25の芳香族炭化水素基、または
置換基を有していてもよい環形成原子数5~25の複素環基である化合物。
【0015】
3.前記一般式(2)において、Zが置換基を有していてもよい炭素原子数1~20のアミノ基である化合物。
【0016】
4.前記一般式(2)において、R~Rが水素原子、ハロゲン原子、
置換基を有していてもよい炭素原子数1~20の直鎖状もしくは分岐状のアルキル基、
置換基を有していてもよい炭素原子数2~20の直鎖状のアルケニル基、または
置換基を有していてもよい炭素原子数1~20のアシル基である化合物。
【0017】
5.23~27℃における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)への溶解度が1質量%以上である、前記化合物を含有する着色組成物。
【0018】
6.前記化合物を含有する塗膜を用いて、
220~240℃における加熱前後の色彩値の色差(ΔE ab)が3.5以下である、
前記化合物を含有する着色組成物。
【0019】
7.前記化合物または着色組成物を含有するカラーフィルター用着色剤。
【0020】
8.前記カラーフィルター用着色剤を用いたカラーフィルター。
【発明の効果】
【0021】
本発明に係る化合物は、従来の黄色系化合物と比較して、PGMEAなどの有機溶媒への溶解性に優れており、かつ、製膜時の耐熱性に優れているため、本発明に係る化合物を含有する着色組成物は、カラーフィルター用着色剤として有用である。
【発明を実施するための形態】
【0022】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々変形して実施することができる。まず、前記一般式(1)で表される化合物について説明する。
【0023】
本発明の化合物は、下記一般式(1)で表される。一般式(1)において、Qは、それぞれ独立に、下記一般式(2)で表される基であり、nは2~10の整数を表し、Lは2~10価の基を表す。複数あるQは、それぞれ同一でも異なっていてもよい。
【0024】
【化3】
【0025】
【化4】
【0026】
従って、一般式(1)は、一般式(2)を用いて下記一般式(1-2)のように表すことができる。
【0027】
【化5】
【0028】
ここで、一般式(1)において、nが2のとき、複数あるQをそれぞれQおよびQと表す場合、下記式(1-3)のように、Lを介してQおよびQが「Q―L―Q」のように結合するものとする。
【0029】
【化6】
【0030】
さらに、一般式(1)において、nが3のとき、複数あるQをそれぞれQ、QおよびQと表す場合、下記式(1-4)のように、Lを介してQ~Qが結合してもよく、Q~Qのそれぞれが、互いに直接結合していてもよく、互いに入れ替わっていてもよい。nが4以上の場合においても同様に、下記式(1-4)のように、複数のQが、Lを介して、互いに結合することができる。
【0031】
【化7】
【0032】
このように、一般式(1)においてnは2~10の整数を表し、複数のQとしてQ~Q10が存在する場合であっても、Q~Q10のそれぞれがLを介して結合してもよく、Q~Q10のそれぞれが互いに直接結合していてもよく、互いに入れ替わっていてもよい。従って、Lは、nに対応して2~10の価数の基を表す。nは2~6であるのが好ましく、2~4であるのがより好ましい。
【0033】
一般式(2)におけるR~R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、ヨウ素原子などがあげられる。「ハロゲン原子」としては、フッ素原子または塩素原子が好ましい。
【0034】
一般式(2)において、R~Rで表される「置換基を有していてもよい炭素原子数0~25のアミノ基」は、置換基を有していても有していなくてもよく、置換基を有する場合は「―NR1011」と表される「置換基R10およびR11を有するアミノ基」を含み、無置換アミノ基(―NH)、一置換アミノ基、二置換アミノ基などがあげられる。一置換アミノ基または二置換アミノ基における炭素原子数は、例えば、1~25であり、1~20であってよく、2~10であってよい。「置換基を有していてもよい炭素原子数0~25のアミノ基」は、―NH―、―N<または―N=CH―を介して、後述する「炭素原子数1~25の直鎖状、分岐状もしくは環状のアルキル基」、「炭素原子数6~25の芳香族炭化水素基」、「炭素原子数0~25のアシル基」、「環形成原子数5~25の複素環基」が結合した基であってもよい。一置換アミノ基としては、エチルアミノ基、ブチルアミノ基、アセチルアミノ基、フェニルアミノ基などがあげられる。二置換アミノ基としては、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、ジプロピルアミノ基、ジブチルアミノ基、ジへキシルアミノ基などの炭素原子数2~25のジアルキルアミノ基;ジアリルアミノ基などの炭素原子数4~25のジアルケニルアミノ基;ジフェニルアミノ基、N-アセチル-N-フェニルアミノ基、(n-ブチル)-N-フェニルアミノ基などがあげられる。
【0035】
一般式(2)において、R~Rで表される「置換基を有してもよい炭素原子数0~25のスルホニル基」は、「―SO―R100」(または、「―S(=O)―R100」)と表される置換基R100を有するスルホニル基を意味する。「―SO―R100」は、炭素原子を含まない基であってもよく、例えば「―SOH」またはアルカリ金属原子「M」を含む「―SOM」であってもよい。本発明におけるアルカリ金属原子「M」は、リチウム原子(Li)、ナトリウム原子(Na)、カリウム原子(K)またはセシウム原子(Cs)などがあげられ、Li、NaまたはKが好ましく、LiまたはNaがより好ましく、Naが特に好ましい。R100の炭素原子数は、0~25であり、1~20であってよく、1~10であってよい。炭素原子数0~25の置換基を有していてもよいスルホニル基としては、上記の―SOH、―SOMのほか、スルホンアミド基(―S(=O)―NH)、メシル基、トシル基などがあげられる。
【0036】
一般式(2)において、R~Rで表される「置換基を有していてもよい炭素原子数1~25の直鎖状、分岐状もしくは環状のアルキル基」における「炭素原子数1~25の直鎖状、分岐状もしくは環状のアルキル基」としては、具体的に、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、デシル基などの直鎖状のアルキル基;イソプロピル基、イソブチル基、s-ブチル基、t-ブチル基、イソオクチル基、2-エチルヘキシル基などの分岐状のアルキル基;シクロプロピル基、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、シクロノニル基、シクロデシル基などの環状のアルキル基(シクロアルキル基)、1-アダマンチル基、2-アダマンチル基、などがあげられる。
【0037】
一般式(2)において、R~Rで表される「置換基を有していてもよい炭素原子数2~25の直鎖状、分岐状もしくは環状のアルケニル基」における「炭素原子数2~25の直鎖状、分岐状もしくは環状のアルケニル基」としては、具体的に、ビニル基、1-プロペニル基、アリル基、1-ブテニル基、2-ブテニル基、1-ペンテニル基、1-ヘキセニル基、イソプロペニル基、イソブテニル基などの直鎖状もしくは分岐状のアルケニル基;シクロプロペニル基、シクロブテニル基、シクロペンテニル基、シクロヘキセニル基、シクロヘプテニル基などの環状のアルケニル基(シクロアルケニル基)、またはこれらの直鎖状、分岐状もしくは環状のアルケニル基が複数結合した基があげられる。
【0038】
一般式(2)において、R~Rで表される「置換基を有していてもよい炭素原子数1~25の直鎖状、分岐状もしくは環状のアルコキシ基」における「炭素原子数1~25の直鎖状、分岐状もしくは環状のアルコキシ基」としては、具体的に、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、ヘキシルオキシ基、ヘプチルオキシ基、オクチルオキシ基、ノニルオキシ基、デシルオキシ基などの直鎖状のアルコキシ基;イソプロポキシ基、イソブトキシ基、s-ブトキシ基、t-ブトキシ基、イソオクチルオキシ基などの分岐状のアルコキシ基;シクロプロポキシ基、シクロブトキシ基、シクロペンチルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基、シクロヘプチルオキシ基、シクロオクチルオキシ基、シクロノニルオキシ基、シクロデシルオキシ基などの環状のアルコキシ基(シクロアルコキシ基);1-アダマンチルオキシ基、2-アダマンチルオキシ基、などがあげられる。
【0039】
一般式(2)において、R~Rで表される「置換基を有していてもよい炭素原子数1~25のアシル基」は、「―(C=O)―R101」で表される置換基R101を有する基を意味する。置換基R101は、炭素原子を含む基であってもよく、窒素原子を含む基であってもよく、または、炭素原子を含まない基であってもよい。置換基R101が、炭素原子を含む基である場合、置換基R101の炭素原子数は、例えば、1~25であってよく、1~20であってよい。置換基R101が、窒素原子を含む基である場合、または、炭素原子を含まない基である場合、置換基R101の炭素原子数は、例えば、0~25であってよく、0~20であってよい。置換基R101としては、例えば、―H、―CH、―CHCHCH、―CH=CH、―C(フェニル基)、―NH、―NHCH、―NHCHCH、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、ジ(n-プロピル)アミノ基、ジ(n-ブチル)アミノ基、などがあげられるが、前記R~Rで表される「置換基を有していてもよい炭素原子数0~25のアミノ基」と同様のものでもよい。「置換基を有していてもよい炭素原子数1~25のアシル基」における「炭素原子数1~25のアシル基」としては、具体的に、ホルミル基、アセチル基、プロピオニル基、アクリリル基、ベンゾイル基、などがあげられる。「―(C=O)―R101」は、窒素原子を含む場合、アミド基、1級アミド基、2級アミド基であってもよく、R101は、前記R~Rで表される「置換基を有する炭素原子数0~25のアミノ基」で例示した「―NR1011」と表される一置換アミノ基または二置換アミノ基であってもよい。
【0040】
一般式(2)において、R~Rで表される「置換基を有していてもよい炭素原子数0~25のエーテル基」は、「―O―R102」で表される置換基R102を有するエーテル基を意味する。置換基R102は、炭素原子を含む基であってもよく、炭素原子を含まない基であってもよい。「置換基を有していてもよい炭素原子数0~25のエーテル基」における「炭素原子数0~25のエーテル基」としては、具体的に、アミノオキシ基、「―O―(C=O)―R」で表されるエステル基(Rは任意のアルキル基または芳香族炭化水素基など)、リン酸基、リン酸エステル基などがあげられる。
【0041】
一般式(2)において、R~Rで表される「置換基を有していてもよい炭素原子数6~25の芳香族炭化水素基」における「炭素原子数6~25の芳香族炭化水素基」としては、具体的に、フェニル基、ビフェニリル基、テルフェニリル基、ナフチル基、アントラセニル基(アントリル基)、フェナントリル基、フルオレニル基、インデニル基、ピレニル基、ペリレニル基、フルオランテニル基、トリフェニレニル基などの芳香族炭化水素基(本発明における「芳香族炭化水素基」とは、アリール基または縮合多環芳香族基も含む)があげられる。
【0042】
一般式(2)において、R~Rで表される「置換基を有していてもよい環形成原子数5~25の複素環基」における「環形成原子数5~25の複素環基」としては、具体的に、ピリジル基、ピリミジニル基、トリアジニル基、イミダゾリル基、ピラゾリル基、トリアゾリル基、チエニル基、フリル基(フラニル基)、ピロリル基、キノリル基、イソキノリル基、ナフチリジニル基、インドリル基、アクリジニル基、フェナントロリニル基、ベンゾフラニル基、ベンゾチエニル基、インドリル基、カルバゾリル基、オキサゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、チアゾリル基、ベンゾチアゾリル基、キノキサリル基、ベンゾイミダゾリル基、ピラゾリル基、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチエニル基、カルボリニル基などの複素環基(または複素芳香族炭化水素基)があげられる。
【0043】
一般式(2)において、R~Rで表される
「置換基を有する炭素原子数0~25のアミノ基」、
「置換基を有する炭素原子数0~25のスルホニル基」、
「置換基を有する炭素原子数1~25の直鎖状、分岐状もしくは環状のアルキル基」、
「置換基を有する炭素原子数2~25の直鎖状、分岐状もしくは環状のアルケニル基」、
「置換基を有する炭素原子数1~25の直鎖状、分岐状もしくは環状のアルコキシ基」、
「置換基を有する炭素原子数1~25のアシル基」、
「置換基を有する炭素原子数0~25のエーテル基」、
「置換基を有する炭素原子数6~25の芳香族炭化水素基」、または、
「置換基を有する環形成原子数5~25の複素環基」における「置換基」としては、
具体的に、重水素原子、水酸基、チオール基、シアノ基、ニトロ基;
フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子などのハロゲン原子;
炭素原子数0~20のアミノ基;
炭素原子数0~20のスルホニル基;
炭素原子数1~20の直鎖状、分岐状もしくは環状のアルキル基;
炭素原子数2~20の直鎖状、分岐状もしくは環状のアルケニル基;
炭素原子数1~20の直鎖状、分岐状もしくは環状のアルコキシ基;
炭素原子数1~20のアシル基;
炭素原子数1~20のエーテル基;
炭素原子数6~20の芳香族炭化水素基もしくは縮合多環芳香族基;
環形成原子数5~20の複素環基;などがあげられる。なお「置換基」が炭素原子を含む場合、その炭素原子は上記の「炭素原子数0~25」、「炭素原子数1~25」、「炭素原子数6~25」に算入されない。これらの「置換基」は1つのみ含まれてもよく、複数含まれてもよく、複数含まれる場合は互いに同一でも異なっていてもよい。また、これら「置換基」はさらに、前記例示した置換基を有していてもよい。また、これらの置換基同士が単結合、置換もしくは無置換のメチレン基、酸素原子(―O―)または硫黄原子(―S―)を介して互いに結合して環を形成していてもよい。ただし、上記のR~Rで表される各基における「置換基」の数は最大10個とし、各基における最大の炭素原子数は100とする。
【0044】
なお、一般式(2)においてR~Rで表される「置換基」を有する上記の各基において、「置換基」としてあげられている、
「炭素原子数0~20のアミノ基」、
「炭素原子数0~20のスルホニル基」、
「炭素原子数1~20の直鎖状、分岐状もしくは環状のアルキル基」、
「炭素原子数2~20の直鎖状、分岐状もしくは環状のアルケニル基」、
「炭素原子数1~20の直鎖状、分岐状もしくは環状のアルコキシ基」、
「炭素原子数1~20のアシル基」、
「炭素原子数1~20のエーテル基」、
「炭素原子数6~20の芳香族炭化水素基もしくは縮合多環芳香族基」、または
「環形成原子数5~20の複素環基」としては、具体的に、
アミノ基;メチルアミノ基、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、エチルメチルアミノ基、ジプロピルアミノ基、ジ-t-ブチルアミノ基、ジフェニルアミノ基などの、炭素原子数1~20の直鎖状もしくは炭素原子数3~20の分岐状のアルキル基、または、炭素原子数6~20の芳香族炭化水素基を有する一置換もしくは二置換アミノ基;
スルホンアミド基(―S(=O)―NH)、メシル基、トシル基などの炭素原子数0~20のスルホニル基(―S(=O)―)を有する基;―SO 、―SOH、―SOM(Mはアルカリ金属原子);
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、イソブチル基、s-ブチル基、t-ブチル基、n-ペンチル基、イソペンチル基、n-ヘキシル基、2-エチルヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、イソオクチル基、ノニル基、デシル基などの炭素原子数1~20の直鎖状もしくは炭素原子数3~20の分岐状のアルキル基;シクロプロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロオクチル基、シクロノニル基、シクロデシル基などの炭素原子数3~20の環状のアルキル基(シクロアルキル基);1-アダマンチル基、2-アダマンチル基;
ビニル基、1-プロペニル基、アリル基、1-ブテニル基、2-ブテニル基、1-ペンテニル基、1-ヘキセニル基、イソプロペニル基、イソブテニル基、またはこれらのアルケニル基が複数結合した炭素原子数2~20の直鎖状もしくは炭素原子数3~20の分岐状のアルケニル基;シクロプロペニル基、シクロブテニル基、シクロペンテニル基、シクロヘキセニル基、シクロヘプテニル基などの炭素原子数3~20の環状のアルケニル基(シクロアルケニル基);
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、ヘキシルオキシ基、ヘプチルオキシ基、オクチルオキシ基、ノニルオキシ基、デシルオキシ基、イソプロポキシ基、イソブトキシ基、s-ブトキシ基、t-ブトキシ基、イソオクチルオキシ基などの炭素原子数1~20の直鎖状もしくは炭素原子数3~20の分岐状のアルコキシ基;シクロプロポキシ基、シクロブトキシ基、シクロペンチルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基、シクロノニルオキシ基、シクロデシルオキシ基などの炭素原子数3~20の環状のアルコキシ基(シクロアルコキシ基);1-アダマンチルオキシ基、2-アダマンチルオキシ基;
ホルミル基、アセチル基、プロピオニル基、アクリリル基、ベンゾイル基などの炭素原子数1~20のアシル基;
エーテル基(―O―)、アミノオキシ基、「―O―(C=O)―R」で表されるエステル基(Rは任意のアルキル基または芳香族炭化水素基など)、リン酸基、リン酸エステル基などの炭素原子数0~20のエーテル基(―O―)を含有する基;
フェニル基、ビフェニリル基、テルフェニリル基、ナフチル基、アントラセニル基(アントリル基)、フェナントリル基、フルオレニル基、インデニル基、ピレニル基、ペリレニル基、フルオランテニル基、トリフェニレニル基などの炭素原子数6~20の芳香族炭化水素基もしくは縮合多環芳香族基;
ピリジル基、ピリミジリニル基、トリアジニル基、チエニル基、フリル基(フラニル基)、ピロリル基、イミダゾリル基、ピラゾリル基、トリアゾリル基、キノリル基、イソキノリル基、ナフチリジニル基、アクリジニル基、フェナントロリニル基、ベンゾフラニル基、ベンゾチエニル基、オキサゾリル基、インドリル基、カルバゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、チアゾリル基、ベンゾチアゾリル基、キノキサリニル基、ベンゾイミダゾリル基、ピラゾリル基、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチエニル基、カルボリニル基などの環形成原子数5~20の複素環基;
フェニルオキシ基、トリルオキシ基、ビフェニリルオキシ基、ナフチルオキシ基、アントラセニルオキシ基、フェナントレニルオキシ基などの炭素原子数6~19のアリールオキシ基;などがあげられる。
【0045】
一般式(2)において、R~Rは隣り合う基同士で、単結合、置換もしくは無置換のメチレン基、酸素原子または硫黄原子を介して互いに結合して環を形成していてもよい。
【0046】
一般式(2)において、R~Rとしては、
水素原子、水酸基、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基、
置換基を有していてもよい炭素原子数1~20のアミノ基、
置換基を有していてもよい炭素原子数1~20の直鎖状もしくは炭素原子数3~20の分岐状のアルキル基、
置換基を有していてもよい炭素原子数2~20の直鎖状もしくは炭素原子数3~20の分岐状のアルケニル基、
置換基を有していてもよい炭素原子数2~20の直鎖状もしくは炭素原子数3~20の分岐状のアルコキシ基、
置換基を有していてもよい炭素原子数1~20のアシル基、
置換基を有していてもよい炭素原子数1~20のエーテル基、または
置換基を有していてもよい炭素原子数6~20の芳香族炭化水素基が好ましく、
水素原子、ハロゲン原子、
置換基を有していてもよい炭素原子数1~20の直鎖状もしくは分岐状のアルキル基、
置換基を有していてもよい炭素原子数2~20の直鎖状のアルケニル基、または、
置換基を有していてもよい炭素原子数1~20のアシル基がより好ましい。
またはRが、水素原子、置換基を有していてもよい炭素原子数1~20の直鎖状もしくは分岐状のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素原子数2~20の直鎖状のアルケニル基、または、置換基を有していてもよい炭素原子数1~20のアシル基であることがさらに好ましく、RまたはRが、水素原子またはハロゲン原子であることがさらに好ましい。
【0047】
一般式(1)中、一般式(2)で表されるQは、n個含まれる。一般式(2)において複数(n個)存在するZは、それぞれ独立に、同一でも異なっていてもよく、2価基または3価基である。
【0048】
一般式(1)において、複数あるQは、LまたはZを介して互いに結合しているものとする。Zが2価基である場合、例えば、前記一般式(1)が、前記一般式(1-3)のように「Q―L―Q」と表される場合、下記式(2-1)のように表される。このとき、複数あるR~Rは、それぞれ独立に、同一であっても異なっていてもよい。また、下記式(2-1)のように表される場合、複数あるZのいずれか1個または複数が3価基であってもよく、Zが適当な基、例えばR10やR11を有する3価基であってもよく、具体的には下記式(2-2)のように表されてもよい。
【0049】
【化8】
【0050】
【化9】
【0051】
一般式(1)において、複数のQがZを介して結合する場合、例えば下記式(2-3)のように、それぞれのQは、Zで表される2価基または3価基を介して互いに結合することができる。
【0052】
【化10】
【0053】
一般式(1)において、「L」で表される基は、2~10価の基を表し、Lの具体例としては、下記のような任意の基を用いて2~10価基としたものがあげられる。また、Lおよび複数のQは、下記の基の任意の置換基の部位で、互いに結合することができる。
これらの基としては、
「置換基を有していてもよい炭素原子数0~25のアミノ基」(もしくはイミノ基)、
「置換基を有していてもよい炭素原子数0~25のスルホニル基」、
「置換基を有していてもよい炭素原子数1~25の直鎖状、分岐状もしくは環状のアルキル基」、
「置換基を有していてもよい炭素原子数2~25の直鎖状、分岐状もしくは環状のアルケニル基」、
「置換基を有していてもよい炭素原子数1~25の直鎖状、分岐状もしくは環状のアルコキシ基」、
「置換基を有していてもよい炭素原子数1~25のアシル基」、
「置換基を有していてもよい炭素原子数0~25のエーテル基」、
「置換基を有していてもよい炭素原子数6~25の芳香族炭化水素基」、または
「置換基を有していてもよい環形成原子数5~25の複素環基」があげられる。
これらの基は、具体的に、一般式(2)におけるR~Rとしてあげたものと同様のものがあげられる。これらの「基」が有していてもよい「置換基」についても、R~Rで表される基が有してもよい「置換基」と同様のものがあげられる。
これらの基で表されるLは、Qの数(n)、または、任意の置換基を有していてもよい部位における複数のQとの結合により、2~10の任意の価数の基となることができる。例えば「置換基を有していてもよい炭素原子数1~25の直鎖状、分岐状もしくは環状のアルキル基」は「置換基を有していてもよい炭素原子数1~25の直鎖状、分岐状もしくは環状のアルキレン基」であってもよく、これらの「アルキレン基」の一部の基に置換基が結合して3価以上の基となってもよい。これらの「基」または「置換基」は1つのみ含まれてもよく、複数含まれてもよく、複数含まれる場合は互いに同一でも異なっていてもよい。また、これら「基」または「置換基」はさらに、前記例示した基または置換基を有していてもよい。また、これらの「基」または「置換基」同士が単結合、置換もしくは無置換のメチレン基、酸素原子または硫黄原子を介して互いに結合して環を形成していてもよい。ただし、Lに含まれる上記の「基」または「置換基」の数は最大10個とし、各基における最大の炭素原子数は100とする。
【0054】
一般式(1)において、Lが、2~10価の基を表し、「置換基を有していてもよい炭素原子数1~25の直鎖状、分岐状もしくは環状のアルキル基」の任意の置換基の部位で互いに結合することができる基である場合、Lとしては「置換基を有していてもよい炭素原子数1~25の直鎖状、分岐状もしくは環状のアルキレン基」と表される。具体的に、メチレン基、エチレン基、―CHCH―、n-プロピレン基(プロパン-1,3-ジイル基)、i-プロピレン基、プロパン-1,2-ジイル基、プロパン-2,2-ジイル基、n-ブチレン基、i-ブチレン基、s-ブチレン基、t-ブチレン基、n-ペンチレン基、ネオペンチレン基、n-へキシレン基(ヘキサン-1,6-ジイル基、―C12―)、n-ヘプチレン基、n-オクチレン基、n-ノニレン基、n-デシレン基などの直鎖状もしくは分岐状のアルキレン基、または、シクロプロピレン基、シクロペンチレン基、シクロヘキシレン基などの環状のアルキレン基、などが1個もしくは複数結合したものがあげられるが、これらに限定されない。
【0055】
一般式(1)において、Lは、
置換基を有していてもよい炭素原子数0~25のアミノ基、
置換基を有していてもよい炭素原子数1~25の直鎖状、分岐状もしくは環状のアルキレン基、
置換基を有していてもよい炭素原子数0~25のエーテル基、
置換基を有していてもよい炭素原子数6~25の芳香族炭化水素基、または
置換基を有していてもよい環形成原子数5~25の複素環基、が好ましく、
置換基を有していてもよい炭素原子数1~25の直鎖状もしくは分岐状のアルキレン基がより好ましい。
【0056】
一般式(2)において、Zで表される2価基または3価基は、
置換基を有していてもよい炭素原子数0~25のアミノ基、
置換基を有していてもよい炭素原子数1~25の直鎖状、分岐状もしくは環状のアルキレン基、
エーテル基、または単結合のうち、1種もしくは2種以上を含む基を表し、適当な部位でこれらの基を2価基または3価基に替えたものを含む。これらのアミノ基、アルキレン基またはエーテル基は、同一のものまたは異なるものが複数含まれていてもよい。
【0057】
一般式(2)におけるZにおいて、「置換基を有していてもよい炭素原子数0~25のアミノ基」における「炭素原子数0~25のアミノ基」としては、―N<、―N=CH―、または、一般式(2)においてR~Rで表される「置換基を有していてもよい炭素原子数0~25のアミノ基」と同様の基をいずれかの置換基の部位で2価基または3価基に替えたものがあげられ、置換基R12により、―NR12―、>N―R12―、―R12―NR12―R12―、―R12―NH―NR12―R12―などと表すことができる。置換基R12としては、R~Rで表される「置換基を有していてもよい炭素原子数0~25のアミノ基」における「置換基」と同様のものがあげられる。複数のR12は同一でも異なっていてもよい。なお、一般式(2)においてZが「置換基を有していてもよい炭素原子数0~25のアミノ基」を複数含む場合、それぞれのQは、Zを介してそれぞれ異なるQと結合することができる。
【0058】
一般式(2)において、Zで表される「置換基を有していてもよい炭素原子数1~25の直鎖状、分岐状もしくは環状のアルキレン基」としては、R~Rで表される「置換基を有していてもよい炭素原子数1~25の直鎖状、分岐状もしくは環状のアルキル基」と同じ構造を有する1価基から任意の位置の置換基において2価基に替えたものがあげられる。具体的には、Lで表される「置換基を有していてもよい炭素原子数1~25の直鎖状、分岐状もしくは環状のアルキレン基」としてあげたものと同様のものであってもよい。「置換基を有していてもよい炭素原子数1~25の直鎖状、分岐状もしくは環状のアルキレン基」における「置換基」としては、R~Rで表される「置換基を有していてもよい炭素原子数1~25の直鎖状、分岐状もしくは環状のアルキル基」における「置換基」と同様のものがあげられる。これらのアルキレン基が分岐して3価基を形成していてもよい。
【0059】
一般式(2)において、Zは、2価基または3価基であって、置換基を有していてもよい炭素原子数1~20のアミノ基、置換基を有していてもよい炭素原子数1~20の直鎖状、分岐状もしくは環状のアルキレン基、または、エーテル基を含む基であるのが好ましく、置換基を有していてもよい炭素原子数1~20のアミノ基であるのがより好ましい。
【0060】
なお、上記において、
「炭素原子数1~25の直鎖状、分岐状もしくは環状のアルキル基」は、好ましくは、「炭素原子数1~25の直鎖状、又は炭素原子数3~25の分岐状もしくは環状のアルキル基」である。
「炭素原子数2~25の直鎖状、分岐状もしくは環状のアルケニル基」は、好ましくは、「炭素原子数2~25の直鎖状、又は炭素原子数3~25の分岐状もしくは環状のアルケニル基」である。
「炭素原子数1~25の直鎖状、分岐状もしくは環状のアルコキシ基」は、好ましくは、「炭素原子数1~25の直鎖状、又は炭素原子数3~25の分岐状もしくは環状のアルコキシ基」である。
「炭素原子数1~25の直鎖状、分岐状もしくは環状のアルキレン基」は、好ましくは、「炭素原子数1~25の直鎖状、又は炭素原子数3~25の分岐状もしくは環状のアルキレン基」である。
【0061】
本発明の化合物は、
1個の2~10価の基L[一般式(1)におけるLと同義である。]、
n個の同一又は異なり、下記一般式(3)で表される1価の基R
n個の同一又は異なる1価の基R12[一般式(2)における置換基と同義又は水素 原子である。]、
及び
n個の同一又は異なる2価または3価の基Z[一般式(2)におけるZと同義である 。]
からなり、
nは2~10の整数を表し、
LはZとのみ結合し、
はZとのみ結合し、
12はZとのみ結合し、
ZはRと結合し、かつL、R12及び他のZからなる群より選択される1つ又は2 つと結合している
化合物である。
【0062】
【化11】

[式(3)中、R~Rは上記と同義である。]
【0063】
一般式(1)で表される化合物(以下、単に化合物(1))は、生じ得るすべての立体異性体、互変異性体を包含する。化合物(1)の具体例を以下に示すが、本発明はこれらに限定されない。なお、下記構造式では、水素原子を一部省略している。
【0064】
【化12】
【0065】
【化13】
【0066】
【化14】
【0067】
【化15】
【0068】
【化16】
【0069】
【化17】
【0070】
【化18】
【0071】
【化19】
【0072】
【化20】
【0073】
【化21】
【0074】
【化22】
【0075】
【化23】
【0076】
【化24】
【0077】
【化25】
【0078】
【化26】
【0079】
【化27】
【0080】
【化28】
【0081】
【化29】
【0082】
【化30】
【0083】
【化31】
【0084】
一般式(1)で表される化合物は、以下の方法で合成することができる。以下に、一般式(1)において、nが2であり、Zが任意の置換基R10を有するアミノ基であり、Lが―C12―で表される場合の合成例を示す。
相当する置換基を有する8-アミノ-2-メチルキノリン誘導体と、1,6-ジヨードヘキサンとを、適した溶媒、温度によって反応させることにより、相当する置換基を有する下記中間体(X-1)が得られる。
【0085】
【化32】
【0086】
さらに、得られた中間体(X-1)と、相当する置換基を有するトリメリット酸無水物とを、適した溶媒、温度によって脱水縮合反応させることにより、一般式(1)で表される本発明の化合物を得ることができる。
【0087】
本発明において、生成物を精製する方法としては、カラムクロマトグラフィーによる精製;シリカゲル、活性炭、活性白土などによる吸着精製;溶媒による再結晶や晶析法などの公知の方法があげられる。また、これらの化合物の同定、分析には、核磁気共鳴分析(NMR)、分光光度計による吸光度測定や紫外可視吸収スペクトル(UV-Vis)測定、熱重量測定-示差熱分析(TG-DTA)などを行うことができる。これらの分析方法は、得られた化合物の溶解性、色彩評価や耐熱性評価にも用いることができる。
【0088】
本発明の化合物の溶解性は溶解度で表され、溶解度は、物質が特定の溶媒中に溶解することのできる最大量の割合を表すものであり、例えば「質量%(溶媒名,温度)」などの単位で表される。溶解度は、例えば、試料を特定の溶媒に混合し、一定温度で一定時間、溶媒を撹拌し、調製した飽和溶液の濃度を測定することによって得られ、溶解部の液体クロマトグラフィー(LC)や吸光度測定などによる濃度測定によっても得られる。
【0089】
本発明の化合物の熱重量測定-示差熱分析(TG-DTA)を行うことによって、熱分解温度を分析することができ、耐熱性の指標とすることができる。着色組成物において、色素部分の化合物の熱分解温度は、250℃以上であることが好ましい。カラーフィルターに応用する場合、熱分解温度は高いほど好ましい。
【0090】
本発明の化合物を、アクリル樹脂などのカラーフィルター用着色剤に用いられる各種樹脂溶液と混合し、ガラス基板上にスピンコート法などの方法で塗布し、加熱して乾燥することにより塗膜を作製できる。得られた塗膜について、分光測色計を用いて測色し、塗膜の色彩値を得ることで色彩特性の評価を行うことができる。色彩値はCIE L表色系などが一般的に用いられる。具体的には、膜試料の色彩値L、a、bを測定し、適当な温度での加熱前後の色彩値の色差(ΔE ab)より、耐熱性を判断することができる。カラーフィルターに応用する場合、230℃前後(例えば、220~240℃の範囲内)の温度での色差を耐熱性の指標として用いることができる。ΔE abは、その値が比較対象より小さいほど好ましく、熱分解による色の変色が少ないことを意味している。ΔE abは、3.5以下が好ましく、3以下がより好ましい。熱分解による色の変色が少ない色素化合物であるほど、着色力、鮮明性、色相などの色彩特性に優れた着色組成物、カラーフィルター用着色剤を得ることができる。
【0091】
カラーフィルター用着色剤に含有される着色組成物は、色素化合物が樹脂および有機溶媒中に良好に溶解または分散している必要があるため、これらの着色組成物に含有される化合物は有機溶媒に対する溶解度が高いことが好ましい。有機溶媒としては具体的に、酢酸エチル、酢酸-n-ブチルなどのエステル類;ジエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)などのエーテル類;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)などのエーテルエステル類;アセトン、シクロヘキサノンなどのケトン類;メタノール、エタノールなどのアルコール類;ジアセトンアルコール(DAA)など;ベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素類;N,N-ジメチルホルムアミド(DMF)、N-メチルピロリドン(NMP)などのアミド類;ジメチルスルホキシド(DMSO)などがあげられる。これらの溶剤は、単独で用いても、2種類以上混合して用いてもよい。これらの中でも、本発明に係る化合物は、PGMEやPGMEAへの溶解性に優れ、例えば、室温25±2℃の温度範囲(23~27℃の範囲内の温度)におけるPGMEAに対する溶解度(質量%)(溶媒PGMEA,25±2℃)は、0.1質量%以上が好ましく、1質量%以上がより好ましく、2質量%以上が特に好ましい。
【0092】
一般式(1)で表される化合物は、溶液中における可視光領域、例えば350~700nmの範囲の最大吸収波長が、400~500nmの範囲にあることが好ましい。
【0093】
本発明の着色組成物は、一般式(1)で表される本発明の化合物を含有しており、1種類の構造の化合物を含有していてもよく、2種類以上の構造の化合物を含有していてもよい。本発明においては、化合物の構造は1種類であるのが好ましい。
【0094】
本発明の着色組成物は、カラーフィルター用着色剤としての性能を高めるために、化合物の他の成分として、界面活性剤、分散剤、消泡剤、レベリング剤、その他のカラーフィルター用着色剤の製造時に混合する添加剤などを添加することができる。ただし、着色組成物におけるこれらの添加剤の含有率は適量であることが好ましく、着色組成物の溶解性を低下させたり、もしくは必要以上に向上させたり、カラーフィルター製造に影響しない範囲の含有率であることが好ましい。これらの添加物は、着色組成物の調製の任意のタイミングで投入することができる。
【0095】
本発明のカラーフィルター用着色剤は、一般式(1)で表される化合物を含有する着色組成物と、カラーフィルターの製造に一般的に使用される成分とを含む。一般的なカラーフィルターは、例えば、フォトリソグラフィー工程を利用した方法の場合、染料や顔料などの色素を樹脂成分(モノマー、オリゴマー、バインダー成分、レジスト成分を含む)や溶媒と混合して調製した液体を、ガラスや樹脂などの基板の上に塗布し、フォトマスクを用いて光重合させ、溶媒に可溶/不溶な色素-樹脂複合膜の着色パターンを作製し、洗浄後、加熱することにより得られる。本発明の化合物は、溶解性に優れるため、これらのカラーフィルター製造に用いられる材料との分散性に優れるため、必要に応じて他の材料と混合し、製膜し、耐熱性や吸光特性の評価をすることができる。また電着法や印刷法においても、色素を樹脂やその他の成分と混合したものを用いて着色パターンを作製することができる。従って、本発明のカラーフィルター用着色剤における具体的な成分としては、一般式(1)で表される化合物、その他の染料や顔料などの色素、樹脂成分、有機溶媒、および光重合開始剤などその他の添加剤があげられる。また、これらの成分から取捨選択したり、必要に応じて他の成分を追加してもよい。
【0096】
本発明の着色組成物をカラーフィルター用着色剤として用いる場合、黄色系カラーフィルターとして用いることができるが、赤色や緑色などの他色用のカラーフィルターに混合して用いることもできる。また、本発明の着色組成物を単独で使用してもよく、色調の調整のために、他の染料または顔料などの公知の色素を混合してもよい。例えば、塩基性染料;酸性染料;分散染料;スピロン染料;アゾ系、ジスアゾ系、キノリン系、スチルベン系、(ポリ)メチン系、シアニン系、インディゴ系、フタロシアニン系、アントラキノン系、アクリジン系、トリアリールメタン系、インダンスレン系、オキサジン系、ジオキサジン系、ナフトールAS系、ベンズイミダゾロン系、ピラゾロン系、ペリレン系、ペリノン系、キナクリドン系、イソインドリノン系、キサンテン系、ジケトピロロピロール系、などの染料または顔料などがあげられる。
【0097】
本発明の着色組成物およびカラーフィルター用着色剤における他の色素の混合比は、一般式(1)で表される化合物に対して5~2000質量%であるのが好ましく、10~1000質量%がより好ましい。液状のカラーフィルター用着色剤中における染料などの色素成分の混合比は、着色剤全体に対して0.5~70質量%であるのが好ましく、1~50質量%がより好ましい。
【0098】
本発明の着色組成物およびカラーフィルター用着色剤における樹脂成分としては、これらを使用して形成されるカラーフィルター樹脂膜の製造方式や使用時に必要な性質を有するものであれば、公知のものを使用することができる。例えば、アクリル樹脂、オレフィン樹脂、スチレン樹脂、ポリイミド樹脂、ウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ビニルエーテル樹脂、フェノール(ノボラック)樹脂、その他の透明樹脂、光硬化性樹脂、熱硬化性樹脂、バインダー樹脂、フォトレジスト樹脂があげられ、これらを適宜組み合わせて使用することができる。また、これらの樹脂の共重合体を組み合わせて使用することもできる。これらのカラーフィルター用着色剤における樹脂の含有量は、液状の着色剤の場合、5~95質量%が好ましく、10~50質量%がより好ましい。
【0099】
本発明の着色組成物およびカラーフィルター用着色剤におけるその他の添加剤としては、光重合開始剤や架橋剤などの樹脂の重合や硬化に必要な成分があげられ、また、液状のカラーフィルター用着色剤中の成分の性質を安定させるために必要な界面活性剤や分散剤などがあげられる。これらはいずれも、公知のものを使用することができ、特に限定されない。カラーフィルター用着色剤の固形分全体におけるこれらの添加剤の総量の混合比は、5~60質量%が好ましく、10~40質量%がより好ましい。
【実施例0100】
以下、本発明の実施の形態について、実施例により具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されない。なお、合成実施例において、化合物の同定は、H-NMR分析(Bruker社製 核磁気共鳴装置、AscendTM 400)により行った。
【0101】
[合成実施例1] 化合物(A-5)の合成
反応容器に、8-アミノ-2-メチルキノリン48.0g、トリエチルアミン40.2g、ジクロロメタン384mLを入れ、氷浴で5℃以下に冷却した。2,4,6-トリメチルベンゾイルクロリド82.8gを徐々に入れ、25℃で7時間撹拌した。反応液に水を入れ、ジクロロメタン抽出した。抽出液を減圧濃縮し、カラムクロマトグラフィーで精製(担体:シリカゲル、溶媒:ヘプタン/ジクロロメタン/酢酸エチル=10/3/1(体積比))した。反応液にヘプタンを入れ、ろ過し、N-(2,4,6-トリメチルベンゾイル)-8-アミノキナルジンを得た(70.8g、収率77%)。
続いて、反応容器1に水素化ナトリウム(60%、流動パラフィンに分散)17.5g、脱水DMF300mLを入れ、氷浴で5℃以下に冷却した。別の反応容器2にて、上記のN-(2,4,6-トリメチルベンゾイル)-8-アミノキナルジン60.6gを脱水DMF300mLで溶解した溶液を調製した。この反応容器2の溶液を反応容器1に徐々に滴下し、25℃で2時間撹拌した。1,6-ジヨードヘキサン33.6gを入れ、25℃で2時間撹拌した。反応液にジクロロメタン600mLを入れ、水600mLを徐々に滴下し、ジクロロメタン抽出した。抽出液を減圧濃縮し、カラムクロマトグラフィーで精製(担体:シリカゲル、溶媒:ジクロロメタン/ヘプタン=1/1(体積比))し、下記中間体(100)を得た(68.8g、収率100%)。
【0102】
【化33】
【0103】
続いて、反応容器に上記で得られた中間体(100)68.8g、トリメリット酸無水物57.4g、安息香酸36.5g、1,2,4-トリクロロベンゼン130mLを入れ、180℃で8時間撹拌した。25℃まで冷却後、反応液にトルエン680mLを入れ、ろ過し、下記中間体(101)を得た(95.0g、収率92%)。
【0104】
【化34】
【0105】
続いて、反応容器に上記で得られた中間体(101)25.0g、ジブチルアミン8.1g、トリエチルアミン7.3g、DMF200mL、1-[ビス(ジメチルアミノ)メチレン]-1H-1,2,3-トリアゾロ[4,5-b]ピリジニウム3-オキシドヘキサフルオロホスファート(HATU)23.8gを入れ、25℃で5時間撹拌した。反応液に水を入れ、ジクロロメタン抽出した。抽出液を減圧濃縮し、カラムクロマトグラフィーで精製(担体:シリカゲル、溶媒:ジクロロメタン/アセトン=10/1(体積比))し、黄色粉末を得た(15.0g、収率49%)。
【0106】
得られた黄色粉末のNMR測定を行い、以下の88個の水素のシグナルを検出し、前記式(A-5)で表される化合物の構造と同定した。
【0107】
H-NMR(400MHz、CDCl):δ(ppm)=13.80-14.60(2H)、8.50-8.80(2H)、7.90-8.20(2H)、7.40-7.80(10H)、6.30-7.20(6H)、3.00-5.20(12H)、2.50-2.70(2H)、2.20-2.50(6H)、1.80-2.10(6H)、0.70-1.80(40H)。
【0108】
[合成実施例2] 化合物(A-11)の合成
反応容器1に、水素化ナトリウム(60%、流動パラフィンに分散)8.6g、脱水DMF160mLを入れ、氷浴で5℃以下に冷却した。別の反応容器2にて、合成実施例1で得られたN-(2,4,6-トリメチルベンゾイル)-8-アミノキナルジン32.7gを脱水DMF160mLで溶解した溶液を調製した。この反応容器2の溶液を反応容器1に徐々に滴下し、25℃で2時間撹拌した。1,10-ジヨードデカン21.2gを入れ、25℃で2時間撹拌した。反応液にジクロロメタン320mLを入れ、水320mLを徐々に滴下し、酢酸エチル抽出した。抽出液を減圧濃縮し、カラムクロマトグラフィーで精製(担体:シリカゲル、溶媒:ジクロロメタン/ヘプタン=1/1(体積比))し、下記中間体(102)を得た(30.7g、収率82%)。
【0109】
【化35】
【0110】
続いて、反応容器に上記で得られた中間体(102)30.7g、2,3-ナフタレンジカルボン酸無水物24.4g、安息香酸15.0g、1,2,4-トリクロロベンゼン80mLを入れ、180℃で8時間撹拌した。25℃まで冷却後、カラムクロマトグラフィーで精製(担体:シリカゲル、溶媒:ジクロロメタン/アセトン=10/1(体積比))し、黄色粉末を得た(7.7g、収率17%)。
【0111】
得られた黄色粉末のNMR測定を行い、以下の66個の水素のシグナルを検出し、下記式(A-11)で表される化合物の構造と同定した。
【0112】
H-NMR(400MHz、CDCl):δ(ppm)=14.50-15.00(2H)、8.70-8.90(2H)、7.80-8.30(6H)、7.40-7.80(8H)、6.80-7.30(8H)、6.30-6.80(2H)、3.20-5.20(4H)、2.20-2.80(14H)、1.80-2.10(6H)、0.80-1.50(14H)。
【0113】
[合成実施例3] 化合物(A-19)の合成
反応容器に、合成実施例2で得られた中間体(102)30.7g、3-クロロフタル酸無水物24.0g、安息香酸16.1g、1,2,4-トリクロロベンゼン60mLを入れ、180℃で8時間撹拌した。25℃まで冷却後、カラムクロマトグラフィーで精製(担体:シリカゲル、溶媒:ジクロロメタン/アセトン=10/1(体積比))し、黄色粉末を得た(20.7g、収率51%)。
【0114】
得られた黄色粉末のNMR測定を行い、以下の60個の水素のシグナルを検出し、下記式(A-19)で表される化合物の構造と同定した。
【0115】
H-NMR(400MHz、CDCl):δ(ppm)=14.00-14.60(2H)、8.40-8.70(4H)、7.30-8.10(12H)、6.40-7.10(4H)、3.50-4.90(4H)、2.50-2.70(2H)、2.20-2.50(12H)、1.70-2.20(6H)、0.70-1.70(14H)。
【0116】
[合成実施例4] 化合物(A-20)の合成
反応容器に、合成実施例1で得られた中間体(100)27.2g、4-メチルフタル酸無水物20.4g、安息香酸15.4g、1,2,4-トリクロロベンゼン50mLを入れ、180℃で8時間撹拌した。25℃まで冷却後、カラムクロマトグラフィーで精製(担体:シリカゲル、溶媒:ジクロロメタン/アセトン=10/1(体積比))し、黄色粉末を得た(24.8g、収率64%)。
【0117】
得られた黄色粉末のNMR測定を行い、以下の58個の水素のシグナルを検出し、下記式(A-20)で表される化合物の構造と同定した。
【0118】
H-NMR(400MHz、CDCl):δ(ppm)=13.80-14.50(2H)、7.80-8.80(4H)、7.30-7.70(8H)、6.80-7.20(6H)、6.30-6.70(2H)、3.00-5.20(4H)、2.50-2.70(4H)、2.20-2.50(12H)、1.80-2.10(6H)、0.70-1.70(10H)。
【0119】
[合成実施例5] 比較例化合物(B-1)の合成
反応容器に、上記合成実施例1と同様の方法で得られたN-(2,4,6-トリメチルベンゾイル)-N-プロピル-8-アミノキナルジン47.4g、4-メチルフタル酸無水物17.8g、安息香酸13.4g、1,2,4-トリクロロベンゼン80mLを入れ、180℃で8時間撹拌した。25℃まで冷却後、カラムクロマトグラフィーで精製(担体:シリカゲル、溶媒:ヘプタン/ジクロロメタン/酢酸エチル=10/3/1(体積比))し、黄色粉末(B-1)を得た(24.0g、収率36%)。
【0120】
得られた黄色粉末のNMR測定を行い、以下の30個の水素のシグナルを検出し、下記式(B-1)で表される化合物の構造と同定した。
【0121】
H-NMR(400MHz、CDCl):δ(ppm)=13.90-14.50(1H)、8.60-8.80(1H)、7.99-8.10(1H)、7.30-7.80(5H)、6.90-7.25(2H)、6.40-6.80(1H)、3.20-5.20(2H)、2.30-2.50(6H)、1.90-2.10(3H)、0.60-1.40(8H)。
【0122】
【化36】
【0123】
[実施例1]
合成実施例1で得られた化合物(A-5)について、室温(23~27℃の範囲)におけるPGMEA溶媒への溶解度(質量%)(溶媒PGMEA,25±2℃)を測定した。結果を表1に示す。
【0124】
メタクリル酸、アクリル酸エステルおよびスチレンの共重合体の25質量%DMF-PGMEA混合溶液5.0gと合成実施例1で得られた化合物(A-5)20mgをサンプル瓶に入れ、30分間撹拌混合した。得られた着色樹脂溶液1gを5cm×5cmのガラス基板上に塗布(スピンコート法、1000rpm-6秒)し、100℃で2分間加熱して製膜した。得られた膜について、分光測色計(コニカミノルタ株式会社製、CM-5)を用いて色彩値を測定した。その後、230℃で20分間加熱を2回行い、同様に色彩値を測定した。230℃での加熱前後の色彩値の色差(ΔE ab)を耐熱性の指標とし、結果を表1に合わせて示す。
【0125】
[実施例2~実施例4]
化合物として、(A-5)の代わりに合成実施例2~4で得られた化合物(A-11)、(A-19)および(A-20)を用いた以外は、実施例1と同様の方法で室温におけるPGMEA溶媒への溶解度(質量%)(溶媒PGMEA,25±2℃)を測定し、また、製膜した膜について230℃での加熱前後の色彩値の色差(ΔE ab)を測定し、評価した。結果を表1にまとめて示す。
【0126】
[比較例1および比較例2]
化合物として、(A-5)の代わりに、本発明に属さない色素化合物であり、合成実施例5で得られた化合物(B-1)および下記式(B-2)で表される従来の色素化合物であるC.I.ソルベントイエロー33を用いた以外は、実施例1と同様に、室温におけるPGMEA溶媒への溶解度(質量%)(溶媒PGMEA,25±2℃)を測定した。また、製膜した膜について230℃での加熱前後の色彩値の色差(ΔE ab)を測定し評価した。結果を表1にまとめて示す。
【0127】
【化37】
【0128】
【表1】
【0129】
表1に示すように、本発明の実施例の化合物はPGMEAへの高い溶解性および製膜時における高い耐熱性を示しており、本発明の化合物を含有する着色組成物は、カラーフィルター用着色剤として実用上問題ない。また、製膜時において比較例よりも高い耐熱性を有しており、カラーフィルター用着色剤として優れている。
【産業上の利用可能性】
【0130】
本発明に係る化合物(黄色系化合物)を含有する着色組成物は、有機溶媒(PGMEAなど)への溶解性に優れており、かつ、製膜時の耐熱性に優れているため、カラーフィルター用着色剤などの種々の用途の色素材料として有用である。