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JP2011197670A - カラーフィルタ組成物 - Google Patents

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JP2011197670A
JP2011197670A JP2011042547A JP2011042547A JP2011197670A JP 2011197670 A JP2011197670 A JP 2011197670A JP 2011042547 A JP2011042547 A JP 2011042547A JP 2011042547 A JP2011042547 A JP 2011042547A JP 2011197670 A JP2011197670 A JP 2011197670A
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carbon atoms
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mol
substituted
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JP2011042547A
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English (en)
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Koji Niimiyabara
晃士 新宮原
Masakado Aoki
正矩 青木
Seiji Masuda
清司 増田
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Nippon Shokubai Co Ltd
Original Assignee
Nippon Shokubai Co Ltd
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Abstract

【課題】耐熱性、耐光性およびコントラストが向上したカラーフィルタ組成物を提供する。
【解決手段】フタロシアニン誘導体と、黄色系色素と、を含む、カラーフィルタ組成物であって、前記フタロシアニン誘導体は、下記式(2)〜(5):
Figure 2011197670

である。
【選択図】なし

Description

本発明は、フタロシアニン誘導体と、黄色系色素と、を含む、カラーフィルタ組成物に関するものである。
液晶ディスプレーや撮像装置等に用いるカラーフィルタは一般に、ガラスなどの透明基板に、赤、緑、青の三原色画素と、これらの画素間に設けられた遮光層であるブラックマトリックスとを形成することにより製造されている。これら画素及びブラックマトリックスは、感光性の着色組成物を基板上に塗布し、加熱乾燥(プリベーク)して塗膜を形成し、この塗膜に紫外線を照射して露光し、さらに現像し未露光部分をアルカリ洗浄して除去し、さらに後硬化(ポストベーク)し、未露光部分をアルカリ洗浄して除去して形成される。
現在、上記カラーフィルタを使用した液晶表示装置は、従来のノートPC用途に加え、デスクトップモニタ用途への展開が進んでいる。さらに、最近ではデスクトップモニタの色再現性をさらに向上させた大型の液晶テレビが開発されており、印刷物のような色鮮やかな表示するために着色剤として特定の顔料を使用した顔料分散液を使用することで、カラーフィルタの色再現性を向上させる組み合わせが提案されていた(例えば、特許文献1)。
しかし、顔料分散法によるカラーフィルタは、顔料表面による光の散乱によって引き起こされる光の偏光の乱れからコントラストの低下を起こす問題があり、特に、液晶画面の大型化に伴いその問題が顕著となっている。顔料分散法も、使用する顔料をさらに微細化することで、光の散乱を抑えコントラストの向上が試みられてきたが、もはや限界を迎えている。また、近年固体撮像素子用途においても、カラーフィルタの更なる高精細化が望まれており、固体撮像素子のような微細パターンが要求される用途には顔料分散法は適さない。
また一方で、カラーフィルタの緑色部分には黄色系色素が用いられることが知られており、かかる緑色を実現するためにフタロシアニン系色素とアゾ色素とを併用することも知られているが、その場合やはりコントラストが低いといった問題や、耐熱性および耐光性が不十分であり、更なる改良が望まれている。また、従来のフタロシアニン系色素は、単独で用いた場合にもやはりコントラストが低いといった問題や、耐熱性および耐光性が低い場合もあり、その改良が望まれている。
特開2004−176000号公報
したがって、本発明の目的は、耐熱性、耐光性およびコントラストが向上した、新規なフタロシアニン誘導体と、黄色系色素と、を含むカラーフィルタ組成物を提供することである。
本発明者は、上記の問題を解決すべく、鋭意研究を行った結果、特定の構造を有するフタロシアニン誘導体と、黄色系色素と、を含むカラーフィルタ組成物が、耐熱性、耐光性およびコントラストを向上させることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、上記目的は、フタロシアニン誘導体と、黄色系色素と、を含む、カラーフィルタ組成物であって、
前記フタロシアニン誘導体が、下記式(1):
Figure 2011197670
上記式(1)中、
Mは、無金属、金属、金属酸化物または金属ハロゲン化物を表わし、
〜Zは、それぞれ独立して、下記式(2)〜(5):
Figure 2011197670
であり、
上記式(2)〜(5)中、
pは、0〜4の整数であり、
qは、0〜3の整数であり、
rは、0〜2の整数であり、
sは、0〜6の整数であり、
〜Rは、それぞれ独立して、ニトロ基、アミノ基、水酸基、ハロゲン原子で置換されてもよい炭素数1〜8のアルキル基、置換基(a)、置換基(b)、−S−(RO)10、−S−L−A、および置換基(c)からなる群から選択される置換基(ア)またはハロゲン原子であり、
は、炭素数1〜3のアルキレン基であり、R10は、水素原子、炭素数1〜8のアルキル基、炭素数1〜8のアシル基、または置換基を有していてもよいアルキルカルバモイル基であり、xは、1〜4の整数であり、
Lは、置換基を有していてもよい炭素数1〜3のアルキレン基であり、Aは、それぞれ独立して、COOJ、OJ、CONJまたはNJであり、この際、Jは、それぞれ独立して、水素原子、置換基を有していてもよい炭素数1〜8のアシル基、置換基を有していてもよいアルコシキカルボニル基、置換基を有していてもよい炭素数1〜8のアルキル基、または、−(R11O)12であり、R11は、炭素数1〜3のアルキレン基であり、R12は、水素原子、炭素数1〜8のアルキル基、炭素数1〜8のアシル基、または置換基を有していてもよいアルキルカルバモイル基であり、yは、1〜4の整数であり、
前記置換基(a)は、下記式(6)、(6’)または(6’’):
Figure 2011197670
上記式(6)、(6’)および(6’’)中、Rは、炭素数1〜8のアルコキシ基またはハロゲン原子であり、Rは、炭素数1〜3のアルキレン基であり、Rは、炭素数1〜8のアルキル基であり、tは、0〜4の整数であり、uは、0〜4の整数であり、t’は、0〜6の整数、で表わされ、
前記置換基(b)は、下記式(7):
Figure 2011197670
上記式(7)中、Xは、酸素原子または硫黄原子であり、ArはRで置換されていてもよいフェニル基またはナフチル基であり、この際、Rは、それぞれ独立して、シアノ基、ニトロ基、COOY、OY、ハロゲン原子、アリール基、またはハロゲン原子で置換されていてもよい炭素数1〜8のアルキル基であり、この際、Yは、炭素数1〜8のアルキル基であり、で表わされ、
前記置換基(c)は、下記式(8):
Figure 2011197670
上記式(8)中、R13は、それぞれ独立して、COOJ’、OJ’、CON(J’)、N(J’)またはハロゲン原子であり、この際、J’は、それぞれ独立して、水素原子、置換基を有していてもよいアルコシキカルバモイル基、置換基を有していてもよいアルコシキカルボニル基、置換基を有していてもよいフェニル基、置換基を有していてもよい炭素数1〜8のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素数1〜8のアルコキシ基または−(R14O)15であり、wは、0〜5の整数であり、R14は、炭素数1〜3のアルキレン基であり、R15は、水素原子または炭素数1〜8のアルキル基であり、zは、1〜4の整数である、で表わされ、
この際、R〜Rとして導入されるすべての基のうち、0.05個以上3個未満は、水素原子であり、1〜6個は、置換基(ア)であり、かつ、残部はハロゲン原子である:
で示される、カラーフィルタ組成物によって達成される。
本発明によれば、耐熱性、耐光性およびコントラストが向上した、新規なフタロシアニン誘導体と、黄色系色素と、を含むカラーフィルタ組成物を提供することができる。
本発明は、フタロシアニン誘導体と、黄色系色素と、を含む、カラーフィルタ組成物であって、
前記フタロシアニン誘導体が、下記式(1):
Figure 2011197670
上記式(1)中、
Mは、無金属、金属、金属酸化物または金属ハロゲン化物を表わし、
〜Zは、それぞれ独立して、下記式(2)〜(5):
Figure 2011197670
であり、
上記式(2)〜(5)中、
pは、0〜4の整数であり、
qは、0〜3の整数であり、
rは、0〜2の整数であり、
sは、0〜6の整数であり、
〜Rは、それぞれ独立して、ニトロ基、アミノ基、水酸基、ハロゲン原子で置換されてもよい炭素数1〜8のアルキル基、置換基(a)、置換基(b)、−S−(RO)10、−S−L−A、および置換基(c)からなる群から選択される置換基(ア)またはハロゲン原子であり、
は、炭素数1〜3のアルキレン基であり、R10は、水素原子、炭素数1〜8のアルキル基、炭素数1〜8のアシル基、または置換基を有していてもよいアルキルカルバモイル基であり、xは、1〜4の整数であり、
Lは、置換基を有していてもよい炭素数1〜3のアルキレン基であり、Aは、それぞれ独立して、COOJ、OJ、CONJまたはNJであり、この際、Jは、それぞれ独立して、水素原子、置換基を有していてもよい炭素数1〜8のアシル基、置換基を有していてもよいアルコシキカルボニル基、置換基を有していてもよい炭素数1〜8のアルキル基、または、−(R11O)12であり、R11は、炭素数1〜3のアルキレン基であり、R12は、水素原子、炭素数1〜8のアルキル基、炭素数1〜8のアシル基、または置換基を有していてもよいアルキルカルバモイル基であり、yは、1〜4の整数であり、
前記置換基(a)は、下記式(6)、(6’)または(6’’):
Figure 2011197670
上記式(6)、(6’)および(6’’)中、Rは、炭素数1〜8のアルコキシ基またはハロゲン原子であり、Rは、炭素数1〜3のアルキレン基であり、Rは、炭素数1〜8のアルキル基であり、tは、0〜4の整数であり、uは、0〜4の整数であり、t’は、0〜6の整数、で表わされ、
前記置換基(b)は、下記式(7):
Figure 2011197670
上記式(7)中、Xは、酸素原子または硫黄原子であり、ArはRで置換されていてもよいフェニル基またはナフチル基であり、この際、Rは、それぞれ独立して、シアノ基、ニトロ基、COOY、OY、ハロゲン原子、アリール基、またはハロゲン原子で置換されていてもよい炭素数1〜8のアルキル基であり、この際、Yは、炭素数1〜8のアルキル基であり、で表わされ、
前記置換基(c)は、下記式(8):
Figure 2011197670
上記式(8)中、R13は、それぞれ独立して、COOJ’、OJ’、CON(J’)、N(J’)またはハロゲン原子であり、この際、J’は、それぞれ独立して、水素原子、置換基を有していてもよいアルコシキカルバモイル基、置換基を有していてもよいアルコシキカルボニル基、置換基を有していてもよいフェニル基、置換基を有していてもよい炭素数1〜8のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素数1〜8のアルコキシ基または−(R14O)15であり、wは、0〜5の整数であり、R14は、炭素数1〜3のアルキレン基であり、R15は、水素原子または炭素数1〜8のアルキル基であり、zは、1〜4の整数である、で表わされ、
この際、R〜Rとして導入されるすべての基のうち、0.05個以上3個未満は、水素原子であり、1〜6個は、置換基(ア)であり、かつ、残部はハロゲン原子である:
で示される、カラーフィルタ組成物、である。
本出願においては、フタロシアニン誘導体と、黄色系色素と、を含む、カラーフィルタ組成物が提供されているが、フタロシアニン誘導体単体であっても、黄色系色素単体であっても、特徴的なものであり、特にフタロシアニン誘導体単体が特徴的なものである。よって、本出願においては、フタロシアニン誘導体単体という発明、黄色系色素単体という発明もが提供されていると考えられなければならない。
まずは、フタロシアニン誘導体単体についての説明を行う。
本発明のフタロシアニン誘導体は、下記式(1):
Figure 2011197670
上記式(1)中、
Mは、無金属、金属、金属酸化物または金属ハロゲン化物を表わし、
〜Zは、それぞれ独立して、下記式(2)〜(5):
Figure 2011197670
であり、
上記式(2)〜(5)中、
pは、0〜4の整数であり、
qは、0〜3の整数であり、
rは、0〜2の整数であり、
sは、0〜6の整数であり、
〜Rは、それぞれ独立して、ニトロ基、アミノ基、水酸基、ハロゲン原子で置換されてもよい炭素数1〜8のアルキル基、置換基(a)、置換基(b)、−S−(RO)10、−S−L−A、および置換基(c)からなる群から選択される置換基(ア)またはハロゲン原子であり、
は、炭素数1〜3のアルキレン基であり、R10は、水素原子、炭素数1〜8のアルキル基、炭素数1〜8のアシル基、または置換基を有していてもよいアルキルカルバモイル基であり、xは、1〜4の整数であり、
Lは、置換基を有していてもよい炭素数1〜3のアルキレン基であり、Aは、それぞれ独立して、COOJ、OJ、CONJまたはNJであり、この際、Jは、それぞれ独立して、水素原子、置換基を有していてもよい炭素数1〜8のアシル基、置換基を有していてもよいアルコシキカルボニル基、置換基を有していてもよい炭素数1〜8のアルキル基、または、−(R11O)12であり、R11は、炭素数1〜3のアルキレン基であり、R12は、水素原子、炭素数1〜8のアルキル基、炭素数1〜8のアシル基、または置換基を有していてもよいアルキルカルバモイル基であり、yは、1〜4の整数であり、
前記置換基(a)は、下記式(6)、(6’)または(6’’):
Figure 2011197670
上記式(6)、(6’)および(6’’)中、Rは、炭素数1〜8のアルコキシ基またはハロゲン原子であり、Rは、炭素数1〜3のアルキレン基であり、Rは、炭素数1〜8のアルキル基であり、tは、0〜4の整数であり、uは、0〜4の整数であり、t’は、0〜6の整数、で表わされ、
前記置換基(b)は、下記式(7):
Figure 2011197670
上記式(7)中、Xは、酸素原子または硫黄原子であり、ArはRで置換されていてもよいフェニル基またはナフチル基であり、この際、Rは、それぞれ独立して、シアノ基、ニトロ基、COOY、OY、ハロゲン原子、アリール基、またはハロゲン原子で置換されていてもよい炭素数1〜8のアルキル基であり、この際、Yは、炭素数1〜8のアルキル基であり、で表わされ、
前記置換基(c)は、下記式(8):
Figure 2011197670
上記式(8)中、R13は、それぞれ独立して、COOJ’、OJ’、CON(J’)、N(J’)またはハロゲン原子であり、この際、J’は、それぞれ独立して、水素原子、置換基を有していてもよいアルコシキカルバモイル基、置換基を有していてもよいアルコシキカルボニル基、置換基を有していてもよいフェニル基、置換基を有していてもよい炭素数1〜8のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素数1〜8のアルコキシ基または−(R14O)15であり、wは、0〜5の整数であり、R14は、炭素数1〜3のアルキレン基であり、R15は、水素原子または炭素数1〜8のアルキル基であり、zは、1〜4の整数である、で表わされ、
この際、R〜Rとして導入されるすべての基のうち、0.05個以上3個未満は、水素原子であり、1〜6個は、置換基(ア)であり、かつ、残部はハロゲン原子である。
以下、上記式(1)で示されるフタロシアニン誘導体を、単に「フタロシアニン誘導体」あるいは「本発明のフタロシアニン誘導体」とも称する。なお、上記「0.1個」のように小数でありうるのは以下の理由による。すなわち、本発明の「フタロシアニン誘導体」を製造するためには、「フタロシアニン誘導体」を製造するための原料(フタロニトリル誘導体)を所望の割合において混合する。この際、製造された「フタロシアニン誘導体」は、様々な構造を有する混合物のような形態となっている。つまり、「水素原子」の数も小数でありうるし、残部のハロゲン原子も小数でありうる。
本発明のフタロシアニン誘導体は、上記のような構造を有するため、以下のような利点がある。
(i)エーテル系溶媒への溶解性が向上できる。
本発明のフタロシアニン誘導体においては、置換基(ア)やハロゲン原子が導入されていない特定数の水素原子が存在する。よって、フタロシアニン誘導体の構造が全体的に不規則となり(ランダムな構造となり)、結晶性が悪くなる。そうすると、エーテル系溶媒への溶解性が向上できる。また、高いエーテル系溶媒への溶解性のおかげで、エーテル系溶媒への溶解性が高い樹脂と色素とを組み合わせて用いることができ、また、エーテル系溶媒以外の溶媒には溶けてしまうプラスチックを用いる場合であっても、該プラスチック上に色素を塗布することができる。
(ii)耐熱性が高い。
〜Rとして導入されるすべての基のうち、水素原子、置換基(ア)以外である残部はハロゲン原子である。このように残部にハロゲン原子を配置することによって、耐熱性を向上できる。
以下、本発明の第1の態様における好ましい実施の形態を説明する。
本発明の第1において、下記式(1):
Figure 2011197670
上記式(1)中、Mは、無金属、金属、金属酸化物または金属ハロゲン化物を表わす。
上記式(1)において、Mは、無金属、金属、金属酸化物または金属ハロゲン化物を表わすものである。ここで、無金属とは、金属以外の原子、例えば、2個の水素原子であることを意味する。また、金属としては、鉄、マグネシウム、ニッケル、コバルト、銅、パラジウム、亜鉛、バナジウム、チタン、インジウム、錫等が挙げられる。金属酸化物としては、チタニル、バナジル等が挙げられる。金属ハロゲン化物としては、塩化アルミニウム、塩化インジウム、塩化ゲルマニウム、塩化錫(II)、塩化錫(IV)、塩化珪素等が挙げられる。好ましくは、金属、金属酸化物または金属ハロゲン化物であり、より好ましくは銅、バナジル及び亜鉛であり、さらに好ましくは亜鉛、銅である。中心金属が亜鉛、銅であると、耐熱性が高いため、特に好ましい。
上記式(1)中、Z〜Zは、それぞれ独立して、下記式(2)〜(5):
Figure 2011197670
である。なお、本発明において、Z〜Zのすべてに上記式(2)が導入される場合、一般的に称される「フタロシアニン化合物」である。
pは、0〜4の整数である。Rが導入される部位にも特に制限はなく、1位、2位、3位、4位のいずれの位置であってもよいが、好ましく2位、3位である。無論、複数導入されていてもよい。複数導入される場合、例えば、1位,2位や、2位,3位や、1位,3位の組み合わせで導入されていることが好ましい。
qは、0〜3の整数である。Rが導入される部位にも特に制限はなく、2位、3位、4位のいずれの位置であってもよいが、好ましく2位、3位である。無論、複数導入されていてもよい。複数導入される場合、例えば、2位,3位や、2位,4位の組み合わせで導入されていることが好ましい。
rは、0〜2の整数である。Rが導入される部位にも特に制限はなく、2位、3位のいずれの位置であってもよい。無論、複数導入されていてもよい。
sは、0〜6の整数である。Rが導入される部位にも特に制限はなく、1〜6位のいずれの位置であってもよいが、好ましく3位、4位である。無論、複数導入されていてもよい。複数導入される場合、例えば、3,4位、1,3位や、1,4位の組み合わせで導入されていることが好ましい。
なお、p、q、r、sがそれぞれ0である場合は、R〜Rが導入されているのではなく、水素原子が導入されていることを意味する。
また、Z〜Zとして、上記式(2)〜(4)が導入される場合、1位、4位をα位(α位の置換基)とも称する場合があり、2位、3位をβ位(β位の置換基)とも称する場合がある。
〜Rは、それぞれ独立して、ニトロ基、アミノ基、水酸基、ハロゲン原子で置換されてもよい炭素数1〜8のアルキル基、置換基(a)、置換基(b)、−S−(RO)10、−S−L−A、および置換基(c)からなる群から選択される置換基(ア)またはハロゲン原子である。中でも、耐熱性や溶媒溶解性などを考慮すると、少なくとも置換基(a)および置換基(b)の少なくとも一方の置換基が導入されていることが好ましく、少なくとも置換基(a)が導入されていることがより好ましい。また、耐熱性や溶媒溶解性など、特に耐熱性を考慮すると、少なくともハロゲン原子が導入されていることも好ましい。
(ハロゲン原子で置換されてもよい炭素数1〜8のアルキル基)
ハロゲン原子で置換されてもよい炭素数1〜8のアルキル基としては、特に制限されず、炭素数1〜8の直鎖、分岐または環状のアルキル基が挙げられる。より具体的には、炭素数1〜8のアルキル基としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、n−ヘキシル基、シクロヘキシル基、n−ヘプチル基、n−オクチル基、2−エチルヘキシル基等の直鎖、分岐又は環状のアルキル基が挙げられる。これらのうち、耐熱性や溶媒溶解性などの上記特性、特に溶媒溶解性を考慮すると、炭素数1〜5の直鎖または分岐のアルキル基、特に炭素数1〜3の直鎖または分岐のアルキル基が好ましく、特には、tert−ブチル基が好ましい。tert−ブチル基のような嵩高い置換基を有すると得られるフタロシアニン誘導体の構造が全体的に不規則となり(ランダムな構造となり)結晶性が悪くなるため、エーテル系溶媒への溶解性が向上するという効果もあって好ましい。また、ハロゲン原子は、本明細書中に開示されている説明事項が同様に妥当する。
また、ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子およびヨウ素原子が挙げられる。これらのうち、耐熱性や溶媒溶解性などを考慮すると、塩素原子、フッ素原子、臭素原子が好ましい。
(置換基(a))
また、置換基(a)は、下記式(6)、(6’)または(6’’)で表わされる。
Figure 2011197670
上記式(6)、(6’)および(6’’)中、Rは、炭素数1〜8のアルコキシ基またはハロゲン原子であり、tは、0〜4の整数であり、t’は、0〜6の整数である。
ここで、炭素数1〜8のアルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、ブトキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、2−エチルヘキシルオキシ基、オクチルオキシ基等の直鎖、分岐又は環状のアルコキシ基が挙げられる。これらのうち、耐熱性や溶媒溶解性などの上記特性、特に溶媒溶解性を考慮すると、炭素数1〜5の直鎖または分岐のアルコキシ基、特に炭素数1〜3の直鎖または分岐のアルコキシ基が好ましい。
また、ハロゲン原子としては、上記の具体例が同様に妥当し、これらのうち、耐熱性や溶媒溶解性などを考慮すると、塩素原子または臭素原子が好ましい。
さらに、上記式中、tおよびt’は、アルコキシ基またはハロゲン原子(R)がフェノキシ基に結合する数を表わし、tは、0〜4の整数であり、t’は、0〜6の整数である。tとしては、分子量の観点から、好ましくは、0〜3の整数である。また、t’としては、分子量の観点から、好ましくは、0〜3の整数である。
なお、上記式から明らかなように、置換基(a)は、1個の置換基「−COO(RO)」および必要であれば1個以上の炭素数1〜8アルコキシ基またはハロゲン原子(−R)を有するフェノキシ基(式(6))である。または、置換基(a)は、1個の置換基「−COO(RO)」および必要であれば1個以上の炭素数1〜8アルコキシ基またはハロゲン原子(−R)を有するナフトキシ基(式(6’))である。または、置換基(a)は、1個の置換基「−SO(RO)」および必要であれば1個以上の炭素数1〜8アルコキシ基またはハロゲン原子(−R)を有するフェノキシ基(式(6’’))である。
なお、上記式(6’)において、−R、酸素原子(−O−)及び置換基「−COO(RO)」は、ナフタレン環のいずれの水素原子と置換されてもよい。すなわち、上記式(6’)では、置換基「−COO(RO)」が、2個のベンゼン環のうち、酸素原子が存在する側のベンゼン環に存在しているが、この置換基は当該位置に存在することを意味するものではなく、他方のベンゼン環に存在してもよい。すなわち、上記式(6’)の置換基(a)は、下記置換基(a)及び(a)双方を包含する。−Rも同様に、いずれのベンゼン環に存在してもよい(ただし、下記の置換基(a)及び(a)には表わしていない)。
Figure 2011197670
上記式(6)、(6’)および(6’’)中、Rは、炭素数1〜3のアルキレン基であり、uは、0〜4の整数である。
ここで、炭素数1〜3のアルキレン基としては、メチレン基、エチレン基、テトラメチレン基、プロピレン基がある。これらのうち、耐熱性や溶媒溶解性などの上記特性、特に溶媒溶解性を考慮すると、Rは、エチレン基またはプロピレン基であることが好ましく、エチレン基であることがより好ましい。
また、上記式中、uは、オキシアルキレン基(RO)の繰り返し単位数を表わし、0〜4の整数である。耐熱性や溶媒溶解性などの上記特性、特に溶媒溶解性を考慮すると、好ましくは、uは、0〜3、特に好ましくは0〜2である。
上記式(6)、(6’)および(6’’)中、Rは、炭素数1〜8のアルキル基である。
ここで、炭素数1〜8のアルキル基としては、特に制限されず、上記と同様のものが挙げられる。これらのうち、耐熱性や溶媒溶解性などの上記特性、特に溶媒溶解性を考慮すると、炭素数1〜5の直鎖または分岐のアルキル基、特に炭素数1〜3の直鎖または分岐のアルキル基が好ましく、特に好ましくはメチル基が好ましい。
上記式(6)の置換基(a)において、置換基−COO(RO)Rのベンゼン環への結合位置は、特に制限されない。例えば、tが0である場合には、置換基(a)は、1個の置換基「−COO(RO)」がフェノキシ基に結合した構造を有する。ここで、置換基「−COO(RO)」は、フェノキシ基の、オルト位(2位)、メタ位(3位)またはパラ位(4位)のいずれかの位置に配置される。これらのうち、2位および4位が好ましく、4位が特に好ましい。比較的嵩高い置換基−COO(RO)を4位に配置すると、得られるフタロシアニン誘導体は、710nmの光を吸収し、かつ520nmなどの可視光の透過率が高い、すなわち、吸光度比[=710nmの吸光度/520nmの吸光度;「Abs(λ710nm)/Abs(λ520nm)」とも称する]を大きくすることができる。また、比較的嵩高い置換基−COO(RO)を4位に配置すると、得られるフタロシアニン誘導体は、溶媒溶解性を向上できる。
また、上記式(6)中、tが1である場合には、置換基(a)は、1個の置換基「−COO(RO)」および1個の炭素数1〜8のアルコキシ基またはハロゲン原子(−R)がフェノキシ基に結合した構造を有する。ここで、置換基「−COO(RO)」及び「R」は、それぞれ、フェノキシ基のいずれの位置に導入されてもよい。この際、耐熱性、吸光度比や溶媒溶解性など上記特性、特に溶媒溶解性を考慮すると、溶媒溶解性や吸光度比などを考慮すると、2,4位、2,5位、2,6位、3,4位などが好ましく、2,4位、2,6位がより好ましい。
また、上記式(6)中、tが2である場合には、置換基(a)は、1個の置換基「−COO(RO)」および2個の炭素数1〜8のアルコキシ基またはハロゲン原子(−R)がフェノキシ基に結合した構造を有する。ここで、置換基「−COO(RO)」及び「R」は、それぞれ、フェノキシ基のいずれの位置に導入されてもよい。この際、耐熱性、吸光度比や溶媒溶解性など上記特性、特に溶媒溶解性を考慮すると、溶媒溶解性や吸光度比などを考慮すると、2,4,5位、2,4,6位、3,4,5位、などが好ましく、2,4,6位、3,4,5位がより好ましい。
また、上記式(6’)の置換基(a)において、酸素原子(−O−)のナフタレン環への結合位置は、特に制限されず、1−ナフトールまたは2−ナフトール由来のいずれでもよい。好ましくは、置換基(a)は、1−ナフトール由来である。同様にして、置換基−COO(RO)のナフタレン環への結合位置もまた、特に制限されない。例えば、t’が0である場合には、置換基(a)は、1個の置換基「−COO(RO)」がナフトキシ基に結合した構造を有する。t’が1である場合には、置換基(a)は、1個の置換基「−COO(RO)」および1個の炭素数1〜8のアルコキシ基またはハロゲン原子(−R)がナフトキシ基に結合した構造を有する。このため、置換基(a)が1−ナフトール由来である場合には、置換基:−COO(RO)Rのナフタレン環への結合位置は、2位、3位、4位、5位、6位、7位または8位のいずれでもよいが、吸光度比や溶媒溶解性などを考慮すると、好ましくは2位、3位、4位が好ましく、2位がより好ましい。また、置換基(a)が2−ナフトール由来である場合には、置換基:−COO(RO)Rのナフタレン環への結合位置は、1位、3位、4位、5位、6位、7位または8位のいずれでもよいが、吸光度比や溶媒溶解性などを考慮すると、3位、6位が好ましい。
上記式(6’’)の置換基(a)において、置換基−SO(RO)Rのベンゼン環への結合位置は、特に制限されない。例えば、tが0である場合には、置換基(a)は、1個の置換基「−SO(RO)」がフェノキシ基に結合した構造を有する。ここで、置換基「−SO(RO)」は、フェノキシ基の、オルト位(2位)、メタ位(3位)またはパラ位(4位)のいずれかの位置に配置される。これらのうち、2位および4位が好ましく、4位が特に好ましい。比較的嵩高い置換基−SO(RO)を4位に配置すると、得られるフタロシアニン誘導体は、710nmの光を吸収し、かつ520nmなどの可視光の透過率が高い、すなわち、吸光度比[=710nmの吸光度/520nmの吸光度;「Abs(λ710nm)/Abs(λ520nm)」とも称する]を大きくすることができる。また、比較的嵩高い置換基−SO(RO)を4位に配置すると、得られるフタロシアニン誘導体は、溶媒溶解性を向上できる。
また、上記式(6’’)中、tが1である場合には、置換基(a)は、1個の置換基「−SO(RO)」および1個の炭素数1〜8のアルコキシ基またはハロゲン原子(−R)がフェノキシ基に結合した構造を有する。ここで、置換基「−SO(RO)」及び「R」は、それぞれ、フェノキシ基のいずれの位置に導入されてもよい。この際、耐熱性、吸光度比や溶媒溶解性など上記特性、特に溶媒溶解性を考慮すると、溶媒溶解性や吸光度比などを考慮すると、2,4位、2,5位、2,6位、3,4位などが好ましく、2,4位、2,6位がより好ましい。
すなわち、置換基(a)は、下記の構造を有するものが特に好ましい。
Figure 2011197670
かかる直近の構造のうち、本発明の所期の目的を考慮すると、Rは、メトキシ基またはハロゲン原子であることが好ましく、Rは、メチレン基またはエチレン基であることが好ましく、uが0、1または2であることが好ましく、Rはメチル基またはエチル基であることが好ましい。特に、Rは、エチレン基であることが好ましく、uが0または1であることが好ましく、Rはメチル基であることが好ましい。
(置換基(b))
また、置換基(b)は、下記式(7)で表わされる。
Figure 2011197670
上記式(7)中、Xは、酸素原子(−O−)または硫黄原子(−S−)であり、ArはRで置換されていてもよいフェニル基またはナフチル基である。
上記式(7)中、Rは、それぞれ独立して、シアノ基(−CN)、ニトロ基(−NO)、COOY、OY、ハロゲン原子、アリール基、またはハロゲン原子で置換されていてもよい炭素数1〜8のアルキル基であり、この際、Yは、炭素数1〜8のアルキル基である。Rが複数個存在する(つまり、Rが2〜7個存在する)場合には、これらの複数のRは、同一であっても異なるものであってもよい。
がCOOYまたはOYである場合の、Yは、炭素数1〜8のアルキル基である。ここで、炭素数1〜8のアルキル基としては、特に制限されず、上記と同様のものが挙げられ、具体的には、炭素数1〜4のアルキル基が好ましく、炭素数1〜3のアルキル基が好ましく、より好ましくはエチル基またはメチル基である。これらのうち、耐熱性や溶媒溶解性、吸光度比などの上記特性、特に溶媒溶解性を考慮すると、ハロゲン原子、COOY、OYが好ましく、耐熱性を考慮するとシアノ基、ニトロ基、ハロゲン原子で置換されていてもよい炭素数1〜8のアルキル基が好ましく、吸光度比を考慮するとアリール基が好ましい。なお、RがCOOYの場合、置換基(a)と重複する場合があるが、その場合は、置換基(a)を優先するものとする。すなわち、「置換基(b)」においては、「置換基(a)」と重複する部分を除く。
上記Rがハロゲン原子である場合の、ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子およびヨウ素原子が挙げられる。これらのうち、耐熱性や溶媒溶解性などを考慮すると、塩素原子、フッ素原子が好ましく、塩素原子が特に好ましい。また、Rが塩素原子、フッ素原子、特にフッ素原子である場合には、色素の分子量が小さくなり、グラムあたりの吸光度が高くなりうる。
また、上記Rがアリール基である場合の、アリール基としては、フェニル基、p−メトキシフェニル基、p−t−ブチルフェニル基、p−クロロフェニル基、等のアリール基が挙げられる。中でも、色素の分子量が小さくなり、グラムあたりの吸光度が高くなるため、フェニル基が好ましい。
また、上記Rがハロゲン原子で置換されていてもよい炭素数1〜8のアルキル基である場合の、置換されていてもよい炭素数1〜8のアルキル基としては、特に制限されず、上記に記載した具体例が挙げられる。これらのうち、耐熱性や溶媒溶解性などの上記特性、特に溶媒溶解性を考慮すると、炭素数1〜5の直鎖または分岐のアルキル基が好ましい。また、場合によっては存在する、アルキル基の置換基であるハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子およびヨウ素原子が挙げられる。これらの中でも、フッ素原子または塩素原子が好ましく、フッ素原子がより好ましい。アルキル基の置換基であるハロゲン原子は複数個存在していてもよく、複数個存在する場合には同一若しくは異なっていてもよい。アルキル基の置換基の数は特に限定されるものではないが、1〜3個であることが好ましい。例えば、ハロゲン原子が2個または3個のように複数置換されていることによって、耐熱性の向上という効果を奏する。Rは0〜7個の範囲であれば特に制限されないが、分子量削減の観点においては、0〜5個が好ましく、0〜3個がより好ましく、0〜2個が特に好ましい。
上記式(7)の置換基(b)において、置換基Rのベンゼン環への結合位置は、特に制限されない。好ましくはオルト位(2位)、メタ位(3位)またはパラ位(4位)のいずれでもよい。
置換基Rがこれらに配置されると、得られるフタロシアニン誘導体は、710nmの光を吸収し、かつ520nmなどの可視光の透過率が高い、すなわち、吸光度比[=710nmの吸光度/520nmの吸光度;「Abs(λ710nm)/Abs(λ520nm)」とも称する]を大きくすることができる。また、置換基Rが2位、3位または4位に配置されると、得られるフタロシアニン誘導体は、溶媒溶解性を向上できる。
また、Rが2個である場合には、ベンゼン環のいずれの位置に導入されてもよい。この際、耐熱性、吸光度比や溶媒溶解性など上記特性、特に溶媒溶解性を考慮すると、溶媒溶解性や吸光度比などを考慮すると、2,4位、2,5位、2,6位、3,4位などが好ましく、2,4位、2,5位、2,6位がより好ましく、2,6位がさらに好ましい。
が3個である場合には、ベンゼン環のいずれの位置に導入されてもよい。この際、耐熱性、吸光度比や溶媒溶解性など上記特性、特に溶媒溶解性を考慮すると、溶媒溶解性や吸光度比などを考慮すると、2,4,6位、2,5,6位などが好ましく、2,4,6位がより好ましい。
上記のうち、本発明の所期の目的を考慮すると、Xは、酸素原子(−O−)または硫黄原子(−S−)であり、Rがハロゲン原子(特に、塩素原子または臭素原子)、ハロゲン原子で置換されていてもよい炭素数1〜8のアルキル基(特に、ハロゲン原子で置換されていてもよい炭素数1〜4のアルキル基)、アリール基(特にフェニル基またはナフチル基)が好ましく、COOY(Yが特に、炭素数1〜3のアルキル基)、OY(Yが特に、炭素数1〜3のアルキル基)であり、Rが0〜2個であり、Rが1個の場合は、2位、3位または4位であり、Rが2個の場合は、2,6位の位置であると好ましい。
また、上記式(7)の置換基(b)において、ArがRで置換されてもよいナフチル基である場合に、Ar中のRの置換数もまた、Ar中のRの置換数(n)は、特に制限されず、所望の効果(グラム吸光係数、溶剤溶解性、耐熱性、710nmの光吸収性、520nmの可視光透過性など)によって適宜選択できる。例えば、ArがRで置換されてもよいナフチル基である場合に、Ar中のRの置換数は、1〜5個、好ましくは1〜3個であり、より好ましくは1個または2個であり、特に好ましくは1個である。また、置換基Rのナフタレン環への結合位置は、特に制限されず、所望の効果(グラム吸光係数、溶剤溶解性、耐熱性、710nmの光吸収性、520nmの可視光透過性など)によって適宜選択できる。例えば、Rが1個で、Arが1−ナフチル基である場合には、Rのナフタレン環への結合位置は、2位、3位、4位、5位、6位、7位または8位のいずれでもよいが、耐熱性や溶媒溶解性などを考慮すると、好ましくは2位、3位、4位が好ましく、2位がより好ましい。また、置換基(a)が2−ナフトール由来である場合には、置換基(b)のナフタレン環への結合位置は、1位、3位、4位、5位、6位、7位または8位のいずれでもよいが、好ましくは1位、3位、6位が好ましく、耐熱性や溶媒溶解性などを考慮すると、3位、6位がより好ましい。
(−S−(RO)10
〜Rは、それぞれ独立して、−S−(RO)10であると好ましい。
は、炭素数1〜3のアルキレン基である。かかるアルキレン基は、直鎖状であっても、分枝状であってもよい。ここで、炭素数1〜3のアルキレン基としては、メチレン基、エチレン基、テトラメチレン基、プロピレン基、イソプロピレン基がある。ここで、溶媒溶解性の観点から好ましくはエチレン基、イソプロピレン基である。
また、R10は、水素原子、炭素数1〜8のアルキル基、炭素数1〜8のアシル基、または置換基を有していてもよいアルキルカルバモイル基である。
炭素数1〜8のアルキル基としては、上記と同様のものが挙げられる。好ましくはメチル基、エチル基、イソプロピル基、2−エチルヘキシル基である。
炭素数1〜8のアシル基は、−COR16で表わされるものであり、ここで、R16としては、水素原子または置換基を有してもよい炭素数1〜8のアルキル基である。炭素数1〜8のアルキル基としては上記と同様のものが挙げられる。よって、溶媒溶解性の観点から、R16は、メチル基、エチル基、tert−ブチル基、n−ブチル基などが好ましい。
置換基を有していてもよいアルキルカルバモイル基は、−CON(R17で表わされるものであり、ここで、R17としては、それぞれ独立して、水素原子、置換基を有していてもよい炭素数1〜8のアルキル基などである。かかる置換基としては、メトキシ基等が好ましい。炭素数1〜8のアルキル基としては、溶媒溶解性の観点から、エチル基、イソプロピル基などが好ましい。よって、R17としては、それぞれ独立して、エチル基、イソプロピル基、メトキシエチル基などが好ましい。
また、xは、1〜4の整数であり、好ましくは1〜3の整数である。
「−S−(RO)10」をまとめると下記の具体例が好適である。
Figure 2011197670
(−S−L−A)
〜Rは、それぞれ独立して、−S−L−Aであると好ましい。
「−S−L−A」のうち、Sは硫黄原子である。
「−S−L−A」のうち、Lは、置換基を有していてもよい炭素数1〜3のアルキレン基である。ここで、置換基の数は特に制限されず、例えば1つ、または2つなどである。炭素数1〜3のアルキレン基は、例えば、メチレン基、エチレン基、プロピレン基がある。中でも、耐熱性や溶媒溶解性などの上記特性、特に溶媒溶解性を考慮すると、特に好ましくは、メチレン基またはエチレン基である。
ここで、置換基は、炭素数1〜4のアルコキシカルボニル基、置換基を有していてもよいアルキルカルバモイル基、炭素数1〜12のアルキル基、炭素数1〜8のアシル基などが挙げられる。
アルコシキカルボニル基は、−COOR18という構造を有するものであり、ここで、R18は、置換基を有してもよい炭素数1〜8のアルキル基であり、炭素数1〜8のアルキル基は上記と同様の具体例が妥当し、置換基も上記と同様の具体例が同様に妥当し、R18は、具体的には、例えば、エチル基、メトキシエチル基などが好ましい。
置換基を有していてもよいアルキルカルバモイル基は、−CON(R17で表わされるものであり、ここで、R17としては、それぞれ独立して、水素原子、置換基を有していてもよい炭素数1〜8のアルキル基などである。炭素数1〜8のアルキル基としては、上記と同様のものが挙げられ、置換基も上記と同様の具体例が同様に妥当し、具体的にはR17は、それぞれ独立して、水素原子、メトキシプロピル基などが好ましい。
また、炭素数1〜12のアルキル基としては、特に制限されないが、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、n−ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、n−デシル基、ウンデシル基、ドデシル基及び2−エチルヘキシル基などがある。
また、炭素数1〜8のアシル基は、−COR16で表わされるものであり、ここで、R16としては、置換基を有してもよい炭素数1〜8のアルキル基であり、置換基を有してもよい炭素数1〜8のアルキル基としては上記と同様のものが挙げられ、溶媒溶解性の観点から、tert−ブチル基、メチル基などが好ましい。
よって、置換基を有している炭素数1〜3のアルキレンの具体的は、メチルメチレン基、ジメチルメチレン基、エトキシカルボニルエチレン基、メトキシエトキシカルボニルエチレン基、メトキシプロピルカルバモイルメチレン基、メチル基とアセチル基とが置換されているメチレン基、t−ブチルカルボニルメチレン基、エトキシカルボニル基とメチル基とが置換されているメチレン基、n−ヘキシルメチレン基、n−ブチルメチレン基、n−デシルメチレン基、メチルエチレン基などが好ましい。
「−S−L−A」のうち、Aは、それぞれ独立して、COOJ、OJ、CONJまたはNJである。中でも、溶媒溶解性の観点からCOOJが好ましい。
Jは、それぞれ独立して、水素原子、置換基を有していてもよい炭素数1〜8のアシル基、置換基を有していてもよいアルコシキカルボニル基、置換基を有していてもよい炭素数1〜8のアルキル基、または、−(R11O)12である。R11は、炭素数1〜3のアルキレン基である。R12は、水素原子、炭素数1〜8のアルキル基、炭素数1〜8のアシル基、または置換基を有していてもよいアルキルカルバモイル基である。yは、1〜4の整数である。
中でもJは、溶媒溶解性の観点から、水素原子、置換基を有していてもよい炭素数1〜8のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素数1〜8のアシル基、−(R11O)12が好ましく、より好ましくは置換基を有していてもよい炭素数1〜8のアルキル基である。
ここで、炭素数1〜8のアルキル基は上記と同様のものが挙げられ、具体的には、エチル基、n−プロピル基、n−ブチル基、2−エチルヘキシル基、イソプロピル基、メチル基、n−ヘキシル基などが好ましく、中でも、溶媒溶解性の観点からn−ブチル基が特に好ましい。そして、置換基としても特に制限はないが、炭素数1〜8のアルキル基、炭素数1〜8のアルコキシ基、炭素数1〜8のアルコシキカルボニル基などが好ましく、具体的には、メトキシ基、メトキシカルボニル基、メトキシエトキシ基、エトキシ基などが好ましい。
より具体的には、メトキシn−ブチル基、2−メトキシブチル基、3−メトキシブチル基、エチル基、n−プロピル基、メトキシエチル基、エトキシエチル基、2−エチルヘキシル基、イソプロピル基、メトキシイソプロピル基、イソプロポキシカルボニルメチル基、エトキシカルボニルメチル基、メトキシエトキシエチル基、メトキシn−プロピル基、n−ヘキシル基などが好ましい。
また、置換基を有していてもよい炭素数1〜8のアシル基における炭素数1〜8のアシル基は、−COR16で表わされるものであり、ここで、R16としては、置換基を有してもよい炭素数1〜8のアルキル基であり、置換基を有してもよい炭素数1〜8のアルキル基としては上記と同様のものが挙げられ、溶媒溶解性の観点から、R16としては、エチルペンチル基、エチル基、メトキシカルボニル基を有するエチルメチル基などが好ましい。
11は、炭素数1〜3のアルキレン基である。炭素数1〜3のアルキレン基としては特に制限されないが、上記と同様のものが挙げられ、特には、エチレン基などが好ましい。
12は、水素原子、炭素数1〜8のアルキル基、炭素数1〜8のアシル基、または置換基を有していてもよいアルキルカルバモイル基である。これらの具体例は、上記と同様のようなものが挙げられる。中でも、好ましくは、水素原子、エチル基である。
yは、1〜4の整数であり、好ましくは2〜3である。
「−S−L−A」をまとめると下記の具体例が好適である。
Figure 2011197670
Figure 2011197670
(置換基(c))
置換基(c)は、下記式(8):
Figure 2011197670
で示される。
上記式(8)中、R13は、それぞれ独立して、COOJ’、OJ’、CON(J’)、N(J’)またはハロゲン原子である。なお、式(8)の「−S−」の代わりに、「−SO−」という形態であってもよい。
J’は、それぞれ独立して、水素原子、置換基を有していてもよいアルコシキカルバモイル基、置換基を有していてもよいアルコシキカルボニル基、置換基を有していてもよいフェニル基、置換基を有していてもよい炭素数1〜8のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素数1〜8のアルコキシ基または−(R14O)15である。
ここで、置換基を有してよい場合の置換基は、特に制限はないが、炭素数1〜3のアルキル基、炭素数1〜3のアルコキシ基等が挙げられ、これらの説明は上記と同様であり、具体例としては、エトキシ基、メトキシ基、メチル基などが挙げられる。また、置換基の数にも特に制限はなく、1〜5個の整数が好ましく、1〜3の整数が好ましい。
ここで、置換基を有していてもよいアルコシキカルバモイル基としては、−CON(R19のような構造を有する。ここで、R19としては、それぞれ独立して、置換基を有してもよい炭素数1〜8のアルキル基、または、水素原子が好ましく、炭素数1〜8のアルキル基は上記と同様の具体例が妥当し、具体的には、例えば、エチル基などが好ましい。よって、R19としては、それぞれ独立して、メトキシエチル基または水素が好ましい。
また、置換基を有していてもよいアルコシキカルボニル基は、−COOR18という構造を有するものであり、ここで、R18は、置換基を有してもよい炭素数1〜8のアルキル基であり、炭素数1〜8のアルキル基は上記と同様の具体例が妥当し、具体的には、例えば、イソプロピル基などが好ましい。また、この際の置換基も特に制限はないが、炭素数1〜3のアルコキシ基が好ましく、この具体例に関しては上記に述べた内容が同様に妥当し、具体的には、メトキシ基が好ましい。よって、R18は、メトキシイソプロピル基などが好ましい。
また、置換基を有していてもよいフェニル基としては、例えば、トリメチルフェニル基などが挙げられる。
また、置換基を有していてもよい炭素数1〜8のアルキル基としては上記で述べたものが同様に妥当する。これらの具体例は特に制限はないが、例えばエトキシエチル基、メトキシエチル基、メチル基、メトキシイソプロピル基、エチル基が好ましい。
また、置換基を有していてもよい炭素数1〜8のアルコキシ基としては、上記で述べたものが同様に妥当する。これらの具体例は特に制限はないが、例えば、メトキシ基、エトキシ基、メトキシプロポキシ基である。
また、R14は、炭素数1〜3のアルキレン基である。炭素数1〜3のアルキレン基としても、上記で述べた説明が同様に妥当し、具体例としては、エチレン基、メチレン基、プロピレン基などが好ましい。
15は、水素原子または炭素数1〜8のアルキル基である。炭素数1〜8のアルキル基としては、上記で述べた説明が同様に妥当し、具体例としては、メチル基、エチル基等が好ましい。
zは、1〜4の整数であり、好ましくは1〜3の整数である。
wは、0〜5の整数であり、好ましくは1〜3の整数である。
よって、「置換基(c)」をまとめると下記の具体例が好適である。なお、「置換基(c)」のうち、「置換基(b)」と重複する部分においては、「置換基(b)」を優先するものとする。すなわち、「置換基(c)」においては、「置換基(b)」と重複する部分を除く。
Figure 2011197670
は、耐熱性や溶媒溶解性などの上記特性を考慮すると、ニトロ基、アミノ基、水酸基、炭素数1〜8のアルキル基(特に、t−Bu基)、−S−(RO)10、−S−L−A、置換基(a)、置換基(b)および置換基(c)からなる群から選択される置換基(ア)またはハロゲン原子であることが好ましい。R〜Rのうち、すくなくとも1つはRで表わされる骨格が導入されていると、エーテル系溶媒への溶解性の向上という効果があり好ましい。
においては、耐熱性や溶媒溶解性などの上記特性を考慮すると、qがより好ましくは0である骨格(すなわち、ピリジン骨格)が導入されると好ましい。
においては、耐熱性や溶媒溶解性などの上記特性を考慮すると、qがより好ましくは0である骨格(すなわち、ピラジン骨格)が導入されると好ましい。
においては、耐熱性や溶媒溶解性などの上記特性を考慮すると、sがより好ましくは0である骨格(すなわち、ナフタレン骨格)が導入されると好ましい。また、sがより好ましくは2であり、ハロゲン原子である骨格(すなわち、ジハロナフタレン骨格)が導入されると好ましい。この場合、ハロゲン原子は特に好ましく臭素原子である。
上記を纏めると、上記式(1)中、Z〜Zの好ましい具体例は、それぞれ、独立して、
Figure 2011197670
Figure 2011197670
Figure 2011197670
Figure 2011197670
である。
上記式中、pは、1〜4の整数でありうる。sは、1〜6の整数でありうる。上記式中、vは、0〜5の整数でありうる。また、上記式中、aは、0.25以上4未満が好ましい。bは、0以上3.75未満が好ましい。また、下記:
Figure 2011197670
のように、エステル基を含む基である場合、bは、0.2以上4未満が好ましい。ただし、導入されるハロゲン原子(つまり、例えば、塩素原子、臭素原子)の数(「4−a−b」あるいは「4−a」)は、0超であり、より好ましくは2以上である。
この際、上記のように、本発明のフタロシアニン誘導体においては、R〜Rとして導入されるすべての基のうち、0.05個以上3個未満は、水素原子であり、1〜6個は、置換基(ア)であり、かつ、残部はハロゲン原子であるように、Z〜Zが選択される。
このように、本発明で特定されるような様々な置換基が混在することは、種々の溶媒への溶解性、波長制御、耐久性(耐光性、耐熱性)、グラム吸光係数のバランスを図る点で好ましい。なお、本発明の所期の目的が達成されるメカニズムは不明であるが、置換基(ア)が適当数存在することで、エーテル系溶媒への溶解性が向上し、また、ハロゲン原子が適当数存在することで、吸収波長が長波長化でき、耐久性(耐光性、耐熱性)が向上し、水素原子が適当数存在することで、グラム吸光係数が向上し、全体的な骨格が不均一となり、結晶性が悪化し、溶媒溶解性が向上すると考えられる。
〜Rとして導入されるすべての基のうち、水素原子は0.1個以上3個未満であるが、好ましくは0.05〜2であり、より好ましくは0.05〜1である。かかる範囲であると、溶剤溶解性、耐熱性という観点で特に好ましい。このように本発明のフタロシアニン誘導体が水素原子を適当数有することによって、置換基(ア)やハロゲン原子のみで構成される化合物と比較して、グラムあたりの吸光度が高くなる。このため、少量の配合でフタロシアニン誘導体の効果を発揮させることができる。また、本発明のフタロシアニン誘導体において、置換基(ア)やハロゲン原子ではない、水素原子が適当数存在することで、フタロシアニン誘導体としての構造が、不均一(ランダム)となり、結晶性が悪くなる。そのことによって、種々の溶媒への溶解性が向上する。つまり、0.1個未満であると、グラムあたりの吸光度が高くなる。
〜Rとして導入されるすべての基のうち、1〜6個は、置換基(ア)であるが、溶媒溶解性の向上という観点においては、特に好ましくは1.05〜5.8個であり、グラム吸光係数の向上という観点においては、特に好ましくは1.1〜5.6個である。ここで、置換基(ア)が1個未満であると、溶媒溶解性が低下するため好ましくない。また、置換基(a)が6個を超えると、分子量が大きくなり、グラム吸光係数が小さくなる。
また、上記述べたとおり、R〜Rとして導入されるすべての基のうち、少なくとも1つは置換基(a)、置換基(b)であることが好ましく、より好ましくは少なくとも1つが置換基(a)であることが好ましい。その場合の置換基の数にも、本発明の所定の範囲内であれば特に制限はないが、置換基(a)が1〜6個であることが好ましく、より好ましくは1〜5個であり、1〜4個であることがさらに好ましい。置換基(a)の数がかかる範囲であると、耐熱性や溶媒溶解性、520nmでの高透過性らを併せ持つ所期の目的を奏する。
〜Rとして導入されるすべての基のうち、水素原子、置換基(ア)以外である残部はハロゲン原子である。このように残部にハロゲン原子を配置することによって、耐熱性を向上できる。上記で述べたがR〜Rとして導入されるすべての基のうち、耐熱性や溶媒溶解性など、特に耐熱性を考慮すると、少なくともハロゲン原子が導入されていることも好ましい。その場合のハロゲン原子の数も、本発明の所定の範囲内であれば特に制限はないが、9〜15個であることが好ましく、9〜14個であることがより好ましい。かかる範囲であると、分子同士の過度なスタッキングを防止することで、溶解性が保たれるため、高溶解性と耐熱性を併せ持つ所期の目的を奏する。ただし、かかるメカニズムは本発明者らの推測に過ぎず、これによって本発明の技術的範囲が限定されないのは言うまでもない。
上記のように、本発明のフタロシアニン誘導体は、特にエーテル系溶媒への溶解性が高い。フタロシアニン誘導体を適用する際、デバイスで用いる基板が溶媒により溶解しないこと、また樹脂への溶解性も必要とされることから、フタロシアニン誘導体の溶媒への溶解性は重要である。そして、置換基の種類、数、中心金属の選択により、種々の吸収波長のフタロシアニン誘導体を得ることができる。エーテル系溶媒としては、分岐もしくは直鎖状エーテル、及び環状エーテルが有効に用いられる。具体的には、テトラヒドロフラン、1,4−ジオキサン、1,3−ジオキソラン、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、1,2−ジメトキシエタン、シクロペンチルメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)、エチレングリコールモノエチ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、エチ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等が挙げられる。フラットパネルディスプレイ用途においては、PGMEAが用いられることが多い。本発明のフタロシアニン誘導体は、エーテル系溶媒であるPGMEAへの溶解度が、10質量%以上であることが好ましく、20質量%以上であることがより好ましい。溶解度の上限は特に限定されるものではないが、通常は50質量%以下程度である。
本発明のフタロシアニン誘導体の製造方法は、特に制限されるものではなく、従来公知の方法を適当に利用することができるが、好ましくは溶融状態または有機溶媒中で、フタロニトリル誘導体と金属塩とを環化反応する方法が特に好ましく使用できる。以下、本発明のフタロシアニン誘導体について、製造方法の特に好ましい実施形態を記載する。しかしながら、本発明は、下記好ましい実施形態に制限されるものではない。
すなわち、下記式(2’):
Figure 2011197670
で示されるフタロニトリル誘導体(1)、下記式(3’):
Figure 2011197670
で示されるフタロニトリル誘導体(6)、下記式(4’):
Figure 2011197670
で示されるフタロニトリル誘導体(3)、および下記式(5’):
Figure 2011197670
で示されるフタロニトリル誘導体(4)からなる群から選択される少なくとも1種を、金属、金属酸化物、金属カルボニル、金属ハロゲン化物及び有機酸金属(本明細書中では、一括して「金属化合物」とも称する)からなる群から選ばれる一種と環化反応させることによって、本発明のフタロシアニン誘導体が製造できる。中でも、所期の目的を達成する観点で、フタロニトリル誘導体(1)のみを金属化合物と環化反応させることも好ましい。また、フタロニトリル誘導体(1)とフタロニトリル誘導体(2)とを金属化合物と環化反応させることも好ましい。また、フタロニトリル誘導体(1)とフタロニトリル誘導体(3)とを金属化合物と環化反応させることも好ましい。また、フタロニトリル誘導体(1)とフタロニトリル誘導体(4)とを金属化合物と環化反応させることも好ましい。また、フタロニトリル誘導体(1)とフタロニトリル誘導体(2)とフタロニトリル誘導体(4)とを金属化合物と環化反応させることも好ましい。
上記反応において、式(1)のフタロシアニン誘導体の構造に合わせて、フタロニトリル誘導体(1)〜(4)を記載したが、目的とするフタロシアニン誘導体の構造によっては、フタロニトリル誘導体が1〜4種類となることもある。例えば、上記のようにフタロニトリル誘導体(1)のみを金属化合物と環化反応させることによって、本発明のフタロシアニン誘導体が製造でき、この場合、フタロニトリル誘導体(1)で示される構造はRやpの数によって様々構造を採用することができる。よって、0.05個以上3個未満は、水素原子であり、1〜6個は、置換基(ア)であり、かつ、残部はハロゲン原子であるという特定の範囲内で、目的とするフタロシアニン誘導体の構造となるように、適宜、従来公知の知見を組み合わせることによって、環化反応をすればよい。
本発明においては、「この際、R〜Rとして導入されるすべての基のうち、0.05個以上3個未満は、水素原子であり、1〜6個は、置換基(ア)であり、かつ、残部はハロゲン原子である」という技術的思想に想到したということが特徴の1つである。そのためそれが決まれば、後は、従来公知の知見を適宜参照し、また、実施例を参照し、あるいは組み合わせることによって、目的とするフタロシアニン誘導体を製造することができる。
なお、上記式(2’)〜(5’)は、所望のフタロシアニン誘導体の構造によって規定される。具体的には、上記式(2’)〜(5’)中、それぞれ、上記式(2)〜(5)中のR〜Rの定義と同様であるため、ここでは説明を省略する。
上記態様において、出発原料である式(2’)〜(5’)のフタロニトリル誘導体(フタロニトリル誘導体(1)〜(4))は、従来既知の方法により合成でき、また、市販品を用いることもできる。
以下、特に、置換基(a)および/または置換基(b)が導入された式(2’)で示されるフタロニトリル誘導体(1)を合成する方法を説明する。
例えば、下記式(V):
Figure 2011197670
で示されるフタロニトリル誘導体(V)を、下記式(6a)、(6’a)もしくは(6’’a):
Figure 2011197670
で表される置換基(a)含有前駆体(本明細書中では、単に「置換基(a)含有前駆体」とも称する)、および/または下記式(7a):
Figure 2011197670
XH−Ar (7a)
で表される置換基(b)含有前駆体(本明細書中では、単に「置換基(b)含有前駆体」とも称する)と反応させることによって得られる。なお、下記において、置換基(a)含有前駆体および置換基(b)含有前駆体を一括して「前駆体」とも称する。
なお、上記式(6a)、(6’a)および(6’’a)中、R、RおよびR、ならびにt、t’およびuは、それぞれ、上記式(6)、(6’)および(6’’a)中のR、RおよびR、ならびにt、t’およびuの定義と同様であるため、ここでは説明を省略する。同様にして、上記式(7a)中、X、Arは、それぞれ、上記式(7)中のX、Arの定義と同様であるため、ここでは説明を省略する。
上記反応では、フタロニトリル誘導体(V)を、出発原料として使用する。上記式(V)中、X、X、X及びXは、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子またはニトロ基を表わす。ここで、X、X、X及びXは、同一であってもあるいは異なるものであってもよい。ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子およびヨウ素原子が挙げられる。これらのうち、フッ素原子または塩素原子を表わすことが好ましい。特にテトラクロロフタロニトリル(TCPN)またはテトラフルオロフタロニトリル(TFPN)を出発原料として使用する場合には、置換基(a)含有前駆体または置換基(b)含有前駆体が、当該テトラクロロフタロニトリルまたはテトラフルオロフタロニトリルの3〜6位の塩素原子またはフッ素原子とランダムに反応する。このため、テトラクロロフタロニトリルまたはテトラフルオロフタロニトリルを出発原料として使用することにより、置換基(a)、(b)が、フタロシアニン骨格のα位及びβ位にランダムに導入できる。このため、テトラクロロフタロニトリルまたはテトラフルオロフタロニトリルをフタロニトリル誘導体として使用する場合には、フタロニトリル誘導体は、テトラクロロフタロニトリルの4個の塩素原子またはテトラフルオロフタロニトリルの4個のフッ素原子が任意に前駆体で置換された混合物の形態で得られる。また、3−ニトロフタロニトリルまたは4−ニトロフタロニトリルを出発原料として使用することも好ましい。
また、上記フタロニトリル誘導体と置換基(a)含有前駆体/置換基(b)含有前駆体との反応において、前記前駆体の割合は、目的とするフタロニトリル誘導体の構造によって適宜選択される。例えば、置換基(a)含有前駆体のみを導入する場合の使用量は、これらの反応が進行して所望のフタロニトリル誘導体を製造できる量であれば特に制限されない。好ましくは、フタロニトリル誘導体に、0.25〜3個、より好ましくは0.5〜2個の置換基(a)含有前駆体が導入されるような量であることが好ましい。このような点を考慮すると、置換基(a)含有前駆体の使用量は、フタロニトリル誘導体1モルに対して、通常、0.25〜3モル、より好ましくは0.25〜2モル、特に好ましくは0.5〜2モルである。かような使用量は、合成したいものに応じて適宜変更が可能であるのは言うまでもない(他の使用量等の記載も同様である)。
また、置換基(a)含有前駆体および置換基(b)含有前駆体を導入する場合、この合計使用量は、これらの反応が進行して所望のフタロニトリル誘導体を製造できる量であれば特に制限されない。好ましくは、フタロニトリル誘導体に、0.25〜3個、より好ましくは0.5〜2個の置換基(a)含有前駆体/置換基(b)含有前駆体が導入されるような量であることが好ましい。このような点を考慮すると、前記置換基(a)含有前駆体/置換基(b)含有前駆体の合計使用量は、フタロニトリル誘導体1モルに対して、通常、0.25〜3モル、より好ましくは0.25〜2モル、特に好ましくは0.5〜2モルである。上記フタロニトリル誘導体と前駆体との反応は、無溶媒下であるいは有機溶媒中で行われてもよいが、好ましくは有機溶媒中で行なわれる。この際使用できる有機溶媒としては、アセトニトリル及びベンゾニトリル等のニトリル;アセトン及び2−ブタノン等の極性溶媒などが挙げられる。これらのうち、好ましくは、アセトニトリル、ベンゾニトリル及びアセトンである。溶媒を使用する際の有機溶媒の使用量は、フタロニトリル誘導体の濃度が、通常、2〜40質量%、好ましくは5〜30質量%となるような量である。
また、このフタロニトリル誘導体と前駆体との反応は、反応中に発生するハロゲン化水素(例えば、塩化水素やフッ化水素)等を除去するために、これらのトラップ剤を使用することが好ましい。トラップ剤を使用する際の具体的なトラップ剤の例としては、炭酸カリウム、炭酸ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、炭酸カルシウム、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、塩化マグネシウム及び炭酸マグネシウムなどが挙げられ、これらのうち、炭酸カリウム、炭酸カルシウム及び水酸化カルシウムが好ましい。また、トラップ剤を使用する際のトラップ剤の使用量は、反応中に発生するハロゲン化水素等を効率良く除去できる量であれば特に制限されないが、前駆体1モルに対して、通常1.0〜4.0モル、好ましくは1.0〜2モルである。
また、上記フタロニトリル誘導体と前駆体との反応条件は、両者の反応が進行して所望のフタロニトリル誘導体を得られる条件であれば特に制限されない。具体的には、反応温度は、通常、20〜150℃、好ましくは40〜120℃である。また、反応時間は、通常、0.5〜60時間、好ましくは1〜50時間である。
上記反応により、置換基(a)および/または置換基(b)が導入された式(2’)のフタロニトリル誘導体(1)が得られる。反応後は、従来公知の方法に従って、晶析、ろ過、洗浄、乾燥を行なってもよい。このような操作により、フタロニトリル誘導体を効率よく、しかも高純度で得ることができる。
環化反応は、式(2’)〜(5’)のフタロニトリル誘導体(1)〜(4)からなる群から選択される少なくとも1種と、金属、金属酸化物、金属カルボニル、金属ハロゲン化物及び有機酸金属からなる群から選ばれる一種を溶融状態または有機溶媒中で反応させることが好ましい。
この際使用できる金属、金属酸化物、金属カルボニル、金属ハロゲン化物及び有機酸金属としては、反応後に得られる式(1)のフタロシアニン誘導体のMに相当するものが得られるものであれば、特に制限されるものではなく、例えば、上記式(1)におけるMの項で列挙された鉄、銅、亜鉛、バナジウム、チタン、インジウム及びスズ等の金属、当該金属の、塩化物、臭化物、ヨウ化物等の金属ハロゲン化合物、酸化バナジウム、酸化チタニル及び酸化銅等の金属酸化物、酢酸塩等の有機酸金属、ならびにアセチルアセトナート等の錯体化合物及びカルボニル鉄等の金属カルボニル等が挙げられる。具体的には、鉄、銅、亜鉛、バナジウム、チタン、インジウム、マグネシウム及びスズ等の金属;当該金属の、塩化物、臭化物、ヨウ化物等の金属ハロゲン化合物、例えば、塩化バナジウム、塩化チタン、塩化銅、塩化亜鉛、塩化コバルト、塩化ニッケル、塩化鉄、塩化インジウム、塩化アルミニウム、塩化錫、塩化ガリウム、塩化ゲルマニウム、塩化マグネシウム、ヨウ化銅、ヨウ化亜鉛、ヨウ化コバルト、ヨウ化インジウム、ヨウ化アルミニウム、ヨウ化ガリウム、臭化銅、臭化亜鉛、臭化コバルト、臭化アルミニウム、臭化ガリウム;一酸化バナジウム、三酸化バナジウム、四酸化バナジウム、五酸化バナジウム、二酸化チタン、一酸化鉄、三二酸化鉄、四三酸化鉄、酸化マンガン、一酸化ニッケル、一酸化コバルト、三二酸化コバルト、二酸化コバルト、酸化第一銅、酸化第二銅、三二酸化銅、酸化バラジウム、酸化亜鉛、一酸化ゲルマニウム、及び二酸化ゲルマニウム等の金属酸化物;酢酸銅、酢酸亜鉛、酢酸コバルト、安息香酸銅、安息香酸亜鉛等の有機酸金属;ならびにアセチルアセトナート等の錯体化合物及びコバルトカルボニル、鉄カルボニル、ニッケルカルボニル等の金属カルボニルなどが挙げられる。これらのうち、好ましくは金属、金属酸化物及び金属ハロゲン化物であり、より好ましくは金属ハロゲン化物であり、さらに好ましくは、ヨウ化バナジウム、ヨウ化銅およびヨウ化亜鉛であり、より好ましくは、ヨウ化銅およびヨウ化亜鉛であり、特に好ましくはヨウ化亜鉛である。ヨウ化亜鉛を用いる場合、中心金属は、亜鉛ということになる。金属ハロゲン化物のうち、ヨウ化物を用いることが好適な理由は、溶剤や樹脂に対する溶解性に優れ、得られるフタロシアニン誘導体のスペクトルがシャープであり、所望の波長に収まりやすいためである。環化反応の際にヨウ化物を用いた場合にスペクトルがシャープになる詳細なメカニズムは不明であるが、ヨウ化物を用いた場合、反応後にフタロシアニン誘導体中に残存するヨウ素が、フタロシアニン誘導体と何らかの相互作用を起こして、フタロシアニン誘導体の層間にヨウ素が存在するようになるためであると推定される。しかしながら、上記メカニズムに限定されるものではない。環化反応に金属ヨウ化物を用いた場合と同様の効果を得るために、得られたフタロシアニン誘導体をヨウ素で処理してもよい。
また、上記態様において、また、環化反応は、無溶媒中でも行なえるが、有機溶媒を使用して行なうのが好ましい。有機溶媒は、出発原料としてのフタロニトリル誘導体との反応性の低い、好ましくは反応性を示さない不活性な溶媒であればいずれでもよく、例えば、ベンゼン、トルエン、キシレン、ニトロベンゼン、モノクロロベンゼン、o−クロロトルエン、ジクロロベンゼン、トリクロロベンゼン、1−クロロナフタレン、1−メチルナフタレン、エチレングリコール、およびベンゾニトリル等の不活性溶媒;メタノール、エタノール、1−プロパノ−ル、2−プロパノ−ル、1−ブタノール、1−ヘキサノール、1−ペンタノール、1−オクタノール等のアルコール;ならびにピリジン、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチル−2−ピロリジノン、N,N−ジメチルアセトフェノン、トリエチルアミン、トリ−n−ブチルアミン、ジメチルスルホキシド、スルホラン等の非プロトン性極性溶媒等が挙げられる。これらのうち、好ましくは、1−クロロナフタレン、1−メチルナフタレン、1−オクタノール、ジクロロベンゼンおよびベンゾニトリルが、より好ましくは、1−オクタノール、ジクロロベンゼンおよびベンゾニトリルが使用される。これらの溶媒は1種単独で用いてもよいし、2種以上併用してもよい。
上記態様における式(2’)〜(5’)のフタロニトリル誘導体(1)〜(4)からなる群から選択される少なくとも1種と金属化合物との反応条件は、当該反応が進行する条件であれば特に制限されるものではない。例えば、上記フタロニトリル誘導体(1)〜(4)からなる群から選択される少なくとも1種は、有機溶媒100質量部に対して、好ましくは1〜500質量部、より好ましくは10〜350質量部である。
また、金属化合物は、該フタロニトリル誘導体4モルに対して、好ましくは0.8〜2.0モル、より好ましくは0.8〜1.5モルの範囲で仕込まれる。
環化条件は、特に限定されるものではないが、好ましくは反応温度30〜250℃、より好ましくは80〜200℃の範囲で反応させる。反応時間は、特に限定されるものではないが、好ましくは3〜24時間である。
また、上記反応は、大気雰囲気中で行なってもよいが、不活性ガス雰囲気(例えば、窒素ガス、ヘリウムガス、アルゴンガスなどの流通下)で、行なわれることが好ましい。
上記環化反応後は、従来公知の方法に従って、晶析、ろ過、洗浄、乾燥を行なってもよい。このような操作により、フタロシアニン誘導体を効率よく、しかも高純度で得ることができる。
上記のように、本発明においては、「この際、R〜Rとして導入されるすべての基のうち、0.05個以上3個未満は、水素原子であり、1〜6個は、置換基(ア)であり、かつ、残部はハロゲン原子である」という技術的思想に想到したということが特徴の1つである。そのため、それが決まれば、後は、従来公知の知見を適宜参照し、あるいは組み合わせることによって、目的とするフタロシアニン誘導体を製造することができるのである。
ゆえに、例えば、下記式:
Figure 2011197670
直近の式中、aは、0.25以上4未満が好ましく、「4−a」は、好ましくは2以上である、で表わされるフタロニトリル誘導体、下記式:
Figure 2011197670
直近の式中、aは、0.25以上4未満が好ましく、「4−a」は、好ましくは2以上である、で表わされるフタロニトリル誘導体、下記式:
Figure 2011197670
直近の式中、aは、0.25以上4未満が好ましく、「4−a」は、好ましくは2以上である、で表わされるフタロニトリル誘導体、下記式:
Figure 2011197670
直近の式中、aは、0.25以上4未満が好ましく、「4−a」は、好ましくは2以上である、で表わされるフタロニトリル誘導体、下記式:
Figure 2011197670
直近の式中、aは、0.25以上4未満が好ましく、bは、0.2以上4未満が好ましく、ただし、「4−a−b」は、0超であり、好ましくは2以上である、で表わされるフタロニトリル誘導体、下記式:
Figure 2011197670
直近の式中、aは、0.25以上4未満が好ましく、bは、0以上3.75未満が好ましく、ただし、「4−a−b」は、0超であり、好ましくは2以上であり、「c/(c+d)」および「d/(c+d)」は、塩素原子と臭素原子の任意の割合を示すためのものであり、cは好ましくは0〜3.9であり、dは好ましくは0〜4である、で表わされるフタロニトリル誘導体、下記式:
Figure 2011197670
直近の式中、aは、0.25以上4未満が好ましく、bは、0以上3.75未満が好ましく、また、エステル基を含む基である場合、bは、0.2以上4未満が好ましく、ただし、「4−a−b」および「4−a」はそれぞれ、0超であり、より好ましくは2以上である、で表わされるフタロニトリル誘導体と;
Figure 2011197670
式中、pは、0〜3の整数でありうり(つまり、少なくとも1つの「水素原子」が導入され)、sは、0〜5の整数でありうり(つまり、少なくとも1つの「水素原子」が導入されて)、で表わされるフタロニトリル誘導体の1種以上と;
金属化合物と;
を、「R〜Rとして導入されるすべての基のうち、0.05個以上3個未満は、水素原子であり、1〜6個は、置換基(ア)であり、かつ、残部はハロゲン原子である」となるように、環化反応させることによって、本発明のフタロシアニン誘導体を製造することができる。
続いて、本発明の黄色系色素についての説明を行う。黄色系色素としては、アゾ系の黄色系色素が好ましい。この際、アゾ基(−N=N−)の数にも特に制限はないが、好ましくは1〜4個、より好ましくは1〜3個、さらに好ましくは1〜2個、黄色系色素の構造中に存在していることが好ましい。また、黄色系色素は、塩の形態となっていてもよい。
かかる塩の具体例にも特に制限はないが、スルホン酸塩、又はカルボン酸塩などが挙げられる。またこれら塩を形成するカチオンは特に限定されないが、溶媒に対する溶解性を考慮すると、リチウム塩、ナトリウム塩、カリウム塩のようなアルカリ金属塩;アンモニウム塩;及びエタノールアミン塩、アルキルアミン塩のような有機アミン塩などが好ましい。特に、溶媒溶解性および、樹脂への溶解性の観点からアルキルアミン塩が特に好ましい。また、この際のアルキルの炭素数にも特に制限はないが、好ましくは1〜24、より好ましくは2〜20である。また、アルキルは直鎖状であっても、分枝状であってもよい。好ましくは、溶媒溶解性の観点から直鎖状である。かようなアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、トリオクチル基、トリブチル基、tert−ペンチル基、ネオペンチル基、ヘキシル基、イソヘキシル基、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、2−エチルヘキシル基、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、エイコシル基、ヘンエイコシル基、ドコシル基等の直鎖、分岐又は環状のアルキル基が挙げられる。特には、トリオクチル基、トリブチル基が好ましい。よって、トリオクチルアミン塩、トリブチルアミン塩等が好ましい。
また、黄色系色素は、下記式(ア)または(イ)で表わされるアゾ系染料またはその塩であると、450〜500nm付近のスペクトルの立ち上がりが鋭く、黄色としての色の純度が高いという観点で好ましい。
Figure 2011197670
Figure 2011197670
上記式中、
Qは、置換または非置換の炭素数1〜5のアルキル基、置換または非置換の炭素数1〜5のアルコキシ基、ハロゲン原子、ニトロ基、スルホ基、スルファモイル基、N−置換スルファモイル基、アルコキシカルボニル基、およびN−置換カルバモイル基よりなる群から選択される少なくとも1種の基を有するアリール基、あるいは、置換または非置換のヘテロアリール基であり、
は、水素原子、置換または非置換の炭素数1〜12のアルキル基、置換または非置換の炭素数7〜20のアラルキル基、−(RO)、−COR、あるいは、置換または非置換の炭素数6〜20のアリール基であり、ここで、Rは炭素数1〜3のアルキレン基であり、Rは水素原子または炭素数1〜8のアルキル基であり、rは0〜4の整数であり、Rは、置換または非置換の1〜8のアルキル基であり、
は、置換または非置換の炭素数1〜5のアルキル基、置換または非置換のアミノ基であり、
は、水素原子、−CNまたは−CONHであり、
およびDは、それぞれ独立して、置換または非置換のアミノ基である。
まず、式(ア):
Figure 2011197670
で表わされるアゾ系染料またはその塩について説明を行う。
Qは、置換または非置換の炭素数1〜5のアルキル基、置換または非置換の炭素数1〜5のアルコキシ基、ハロゲン原子、ニトロ基、スルホ基、スルファモイル基、N−置換スルファモイル基、アルコキシカルボニル基、およびN−置換カルバモイル基よりなる群から選択される少なくとも1種の基(以下、「1種の基」とも称する)を有するアリール基、あるいは、置換または非置換のヘテロアリール基である。「1種の基」のうち、好ましくは、レジスト調整液への溶解性が高いという観点から、少なくとも1つのスルホ基を有していることが好ましく、また耐熱性が高いという観点から、ハロゲン原子を有していることも好ましい。耐熱性および溶解性の観点で、N−置換スルファモイル基を有していることも好ましい。または、耐熱性および溶解性の観点で、N−置換カルバモイル基を有していることも好ましい。
本明細書中、アリール基は、芳香族炭化水素の環から水素1原子を除いた残基であり、フェニル基(−C)などを含む。本明細書中、アリール基は、縮合された多環芳香族炭化水素基をも包含する概念である。また、他の結合子によって芳香族炭化水素が結合されていてもよい。よって、具体的には、フェニル、ビフェニル、ターフェニル、ナフチル、アントラシル、テトラセニル、ペンタセニル、ペリレニル、などを含む。中では、フェニル基、ナフチル基などが好ましい。また、ヘテロアリールは、芳香族炭化水素の環の中に、窒素原子、酸素原子、硫黄原子を含んでいるものをいう。例えば、ピリジン、ピラジン、ピリミジン、ピリダジン、ピラゾール、ベンゾピラジン、トリアザベンゼン、ベンゾチアゾールなどが挙げられる。また、「1種の基を有する」とは、アリール基の少なくとも1つの水素原子が、かかる「1種の基」に置換されていることを意味する。この際、置換される位置や置換される数についても特に制限はない。アリール基がフェニル基であれば、1〜2個の整数が好ましい。また、位置としては、1個であれば、2位でも3位でも4位でもよく、耐熱性が高いという観点から4位が好ましい。2個であれば、いずれの組み合わせでもよいが、3,4位や、2,4位、2,5位などが好ましく、耐熱性が高いという観点から3,4位が特に好ましい。ナフチル基の置換基の数にも特に制限はないが、1〜2個の整数が好ましい。また、位置としては、1個であれば、2〜8位のいずれでもよい。2個であれば、いずれの組み合わせでもよい。
炭素数1〜5のアルキル基としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、iso−プロピル基、n−ブチル基、iso−ブチル基、sec−ブチル基、t−ブチル基、n−ペンチル基などが挙げられる。また、置換または非置換の炭素数1〜5のアルキル基の置換基としては、置換または非置換の炭素数1〜5のアルキル基、置換または非置換の炭素数1〜5のアルコキシ基などが挙げられる。この例は、後述のものと同様であり、具体的には、メトキシ基などが挙げられる。
置換または非置換の炭素数1〜5のアルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、iso−プロポキシ基、n−ブトキシ基、iso−ブトキシ基、sec−ブトキシ基、t−ブトキシ基、n−ペントキシ基、ペントキシ基などが挙げられる。
また、ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子およびヨウ素原子が挙げられる。これらの中でも、フッ素原子、塩素原子、臭素原子が好ましい。
また、ニトロ基は、−NOで示される基である。
また、スルホ基は、−SOHで示される基である。ここで、スルホ基は、塩の形態になっていてもよく、その塩としては、ナトリウム塩、カリウム塩などのアルカリ金属塩などが挙げられる。
また、スルファモイル基は、−SONHで示される基である。
また、N−置換スルファモイル基は、−SON(R基で示される基である。この際、Rが同時に水素原子である場合を除く。ここで、Rは、それぞれ独立して、水素原子、−(RO)、炭素数1〜12のアルキル基(かかるアルキル基の水素原子は、アルコキシ基、ヒドロキシ基、ジメチルアミノ基などで置換されていてもよく、炭素数1〜12のアルキル基に含まれるメチレン基は、−O−置換されていてもよい。)、炭素数6〜20アリール基、炭素数7〜20のアラルキル基または炭素数2〜10のアシル基であると好ましい。
「−(RO)」の説明は、上記が同様に妥当する。この際、Rは、それぞれ独立して、水素原子、炭素数1〜12のアルキル基、−(RO)が好ましい。Rの好ましい組み合せは、水素原子,炭素数1〜12のアルキル基の組み合せ;−(RO),−(RO)の組み合せである。この際、Rは、エチレン基またはプロピレン基であることが好ましく、rは、1または2であることが好ましく、Rは、メチル基、エチル基またはプロピル基であることが好ましい。
の炭素数1〜12のアルキル基は、直鎖状、分枝鎖状又は環状のいずれでもよい。より好ましくは炭素数1〜10のアルキル基である。
のアルキル基は、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、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、メチルブチル基、1,1,3,3−テトラメチルブチル基、メチルヘキシル基(1−メチルヘキシル基、1,5−ジメチルヘキシル基など)、エチルヘキシル基(2−エチルヘキシル基など)、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、メチルシクロヘキシル基(2−メチルシクロヘキシル基など)、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デカニル基、ドデカニル基などがある。置換の炭素数1〜12のアルキル基としては、メトキシエチル基、2−メトキシ−1−メチル基、エチルアルコキシプロピル基(3−(2−エチルヘキシルオキシ)プロピル基など)、テトラヒドロフラニルアルキル基(2−テトラヒドロフラニルメチル基など)、グリシジル基、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など)などが例示できる。
のアリール基は、非置換でもよく、アルキル基、ヒドロキシル基、スルホ基(ナトリウム塩などのアルカリ金属塩の形態も含む)、などによって置換されていてもよい。
かかるアリール基の炭素数は、好ましくは6〜20、より好ましくは6〜10である。
具体例としては、フェニル基、ヒドロキシフェニル基(4−ヒドロキシフェニル基など)、トリフルオロメチルフェニル基(4−トリフルオロメチルフェニル基など)などの置換又は無置換フェニル基などが挙げられる。
のアラルキル基のアルキルは、直鎖状、分枝鎖状又は環状のいずれでもよい。アラルキル基の炭素数は、好ましくは7〜20、より好ましくは7〜10である。このアラルキルとしては、ベンジル基、フェニルプロピル基(1−メチル−3−フェニルプロピル基など)、フェニルブチル基(3−アミノ−1−フェニルブチル基など)などのフェニルアルキル基などが挙げられる。
のアシル基は、無置換であってもよく、脂肪族炭化水素基、アルコキシル基などが置換されていてもよい。アシル基の炭素数は、好ましくは2〜10、より好ましくは6〜10である。前記アシル基は、例えば、アセチル基、ベンゾイル基、メトキシベンゾイル基(p−メトキシベンゾイル基など)などである。
前記Rは、例えば、それぞれ独立して、水素原子、−(RO)(この際、Rは、エチレン基またはプロピレン基であることが好ましく、rは、1または2であることが好ましく、Rは、メチル基、エチル基またはプロピル基であることが好ましい)、メチルブチル基(1,1,3,3−テトラメチルブチル基など)、メチルへキシル基(1,5−ジメチルへキシル基など)、エチルへキシル基(2−エチルヘキシル基など)、メチルシクロへキシル基(2−メチルシクロヘキシル基など)、フェニルプロピル基(1−メチル−3−フェニルプロピル基など)、フェニルブチル基(3−アミノ−1−フェニルブチル基など)、アルコキシプロピル基(3−(2−エチルヘキシルオキシ)プロピル基など)などの枝分かれ炭素を有するアルキル基、又はアラルキル基であることが好ましい。
アルコキシカルボニル基は、−COOR10で示される基である。R10は、置換または非置換の炭素数1〜8のアルキル基であることが好ましく、この際の置換基は炭素数1〜8のアルコキシ基であることが好ましく、これらの具体例は上記のものが同様に妥当し、例えば、メトキシエチル基などが好ましい。また、R10は、−(RO)で表されるものであってもよく、これらの説明は上記が同様に妥当する。この際、Rは、メチレン基またはエチレン基であることが好ましく、rは、1または2であることが好ましく、Rは、メチル基、エチル基またはプロピル基であることが好ましい。このアルコキシカルボニル基が、アリール基に導入される場合、短波長化により緑色素と組み合わせた場合輝度が向上し、調整液への溶解性も向上するという観点から、2つ以上導入されることも好ましい。
N−置換カルバモイル基は、CON(Rで示される基である。ここで、Rは、Rと同じである。この際、耐熱性および調整液への溶解性の観点から、好ましくは、いずれとも、置換されていても良い炭素数1〜12のアルキル基であり、より好ましくは炭素数1〜10のアルキル基である。
置換または非置換のヘテロアリール基は、上記のように、ヘテロアリールは、芳香族炭化水素の環の中に、窒素原子、酸素原子、硫黄原子を含んでいるものをいう。例えば、ピリジン、ピリジン、ピラジン、ピリミジン、ピリダジン、ピラゾール、ベンゾピラジン、トリアザベンゼン、ベンゾチアゾールなどが挙げられる。置換基としては、シアノ基、スルファモイル基、N−置換スルファモイル基、置換の炭素数1〜12のアルキル基、水酸基などが挙げられる。これらの説明は、上記でしたものが同様に妥当する。
は、水素原子、置換または非置換の炭素数1〜12のアルキル基、置換または非置換の炭素数7〜20のアラルキル基、−(RO)、−COR、あるいは、置換または非置換の炭素数6〜20のアリール基であり、ここで、Rは炭素数1〜3のアルキレン基であり、Rは水素原子または炭素数1〜8のアルキル基であり、rは0〜4の整数であり、Rは、置換または非置換の1〜8のアルキル基である。
置換または非置換の炭素数1〜12のアルキル基としては、直鎖状、分枝鎖状又は環状のいずれでもよい。アルキル基の炭素数としては、1〜12であり、好ましくは1〜11である。炭素数1〜12のアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソn−プロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、トリオクチル基、トリブチル基、tert−ペンチル基、ネオペンチル基、ヘキシル基、イソヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基などが好ましい。中でも、エチル基、n−プロピル基、n−ブチル基が好ましい。
また、置換基としても特に制限はない。例えば、炭素数1〜8のアルキル基、炭素数1〜8のアルコキシ基、水酸基、スルホ基などが好ましい。炭素数1〜8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、iso−プロピル基、n−ブチル基、iso−ブチル基、sec−ブチル基、t−ブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基、シクロヘキシル基、n−ヘプチル基、n−オクチル基などが挙げられる。炭素数1〜8のアルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、iso−プロポキシ基、n−ブトキシ基、iso−ブトキシ基、sec−ブトキシ基、t−ブトキシ基、n−ペントキシ基、ペントキシ基、n−ヘキトキシ基、シクロヘキトキシ基、n−ペントキシ基、n−オクトキシ基などがある。
よって、置換または非置換の炭素数1〜12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、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、メチルブチル基(1,1,3,3−テトラメチルブチル基など)、メチルヘキシル基(1−メチルヘキシル基、1,5−ジメチルヘキシル基など)、エチルヘキシル基(2−エチルヘキシル基など)、メチルペンチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、メチルシクロヘキシル基(2−メチルシクロヘキシル基など)、シクロヘキシルアルキル基などで置換されていてもよい。アルキル基としては、アルコキシプロピル基(3−(2−エチルヘキシルオキシ)プロピル基など)、エチルチオエチル基、メチルプロピル基、2−スルホエチル基、エチルメチル基、シクロヘキシル基、iso−プロポキシプロピル、ブチルペンチル基、テトラヒドロフラニルアルキル基(2−テトラヒドロフラニルメチル基など)、グリシジル基、ヒドロキシエチル基、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など)などが例示できる。
また、置換または非置換の炭素数7〜20のアラルキル基としては、直鎖状、分枝鎖状又は環状のいずれでもよい。アラルキル基の炭素数は、7〜20であり、好ましくは7〜10である。このアラルキルとしては、ベンジル基、フェニルプロピル基(1−メチル−3−フェニルプロピル基など)、フェニルブチル基(3−アミノ−1−フェニルブチル基など)などのフェニルアルキル基などが挙げられる。
また、−(RO)における、Rとしては、炭素数1〜3のアルキレン基であり、Rは水素原子または炭素数1〜8のアルキル基である。炭素数1〜3のアルキレン基としては、メチレン基、エチレン基、n−プロピレン基、iso−プロピレン基が挙げられる。好ましくは、エチレン基、プロピレン基である。また、炭素数1〜8のアルキル基としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、iso−プロピル基、n−ブチル基、iso−ブチル基、sec−ブチル基、t−ブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基、シクロヘキシル基、n−ヘプチル基、n−オクチル基などが挙げられる。また、rは0〜4の整数であり、好ましくは1〜3の整数である。また、Rとしては、水素原子または炭素数1〜8のアルキル基である。炭素数1〜8のアルキル基としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、iso−プロピル基、n−ブチル基、iso−ブチル基、sec−ブチル基、t−ブチル基、n−ペンチル基、シクロペンチル基、n−ヘキシル基、シクロヘキシル基、n−ヘプチル基、n−オクチル基などが例示できる。中でも、溶媒溶解性が高いという観点から、水素原子、メチル基が好ましい。また、rとしては、0〜4の整数であるが、1〜3が好ましく、1〜2がより好ましい。
−CORにおける、Rは、置換または非置換の1〜8のアルキル基であり、メチル基、エチル基、n−プロピル基、iso−プロピル基、n−ブチル基、iso−ブチル基、sec−ブチル基、t−ブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基、シクロヘキシル基、n−ヘプチル基、n−オクチル基などが挙げられ、メチル基が好ましい。なお、置換基としては、置換基としても特に制限はない。例えば、炭素数1〜8のアルキル基、炭素数1〜8のアルコキシ基などが好ましく、その具体例は、上記のようなものが同様に妥当し、具体的には、メトキシ基などが好ましい。
置換または非置換の炭素数6〜20のアリール基としては、フェニル基、ヒドロキシフェニル基(4−ヒドロキシフェニル基など)、トリフルオロメチルフェニル基(4−トリフルオロメチルフェニル基など)などが挙げられる。
のうち、特には、メチル基、エチル基、プロピル基、n−ブチル基などが好ましい。
は、置換または非置換の炭素数1〜5のアルキル基、置換または非置換のアミノ基である。
炭素数1〜5のアルキル基としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、iso−プロピル基、n−ブチル基、iso−ブチル基、sec−ブチル基、t−ブチル基、n−ペンチル基などが挙げられる。中でも、メチル基、エチル基などが好ましい。特には、黄色素としての色濃度が高いという観点から、メチル基が好ましい。また、この際の置換基としては、炭素数1〜5のアルキル基や炭素数1〜5のアルコキシ基などが挙げられる。
置換または非置換のアミノ基の、非置換のアミノ基は、−NHで示される。また置換のアミノ基は、−N(R11で示される。R11は、それぞれ独立して、置換または非置換の炭素数1〜5のアルキル基などが挙げられ、この説明は上記で行ったものが同様に妥当し、例えば、メトキシメチル基などが好ましい。
は、水素原子、−CNまたは−CONHである。中でも、溶媒溶解性が高いという観点から−CNが好ましい。
続いて、式(イ):
Figure 2011197670
で表わされるアゾ系染料またはその塩について説明を行う。
Qは、上記で説明した内容が同様に妥当する。Dは、置換または非置換の炭素数1〜5のアルキル基、置換または非置換のアミノ基である。
およびDは、それぞれ独立して、置換または非置換のアミノ基である。DおよびDは、具体的には、以下で示す表で挙げるようなものが好ましい。
なお、上記のアゾ系染料(ア)またはその塩、アゾ系染料(イ)またはその塩は、それぞれ、2つが任意の位置で結合して二量体を形成していてもよい。
上記のうち、本発明の好ましい具体的な黄色系色素を下記にまとめて列挙する。
無論、これらに限定されないのは言うまでもない。
Figure 2011197670
Figure 2011197670
Figure 2011197670
Figure 2011197670
Figure 2011197670
Figure 2011197670
Figure 2011197670
Figure 2011197670
Figure 2011197670
Figure 2011197670
Figure 2011197670
Figure 2011197670
Figure 2011197670
Figure 2011197670
また、本発明で使用できる黄色系色素は、上記だけではなく、例えば、
Figure 2011197670
Figure 2011197670
などであってもよい。
上記のうち、特に、色素46、色素47が、耐熱性が高いという観点で好ましい。また、色素46であれば、トリオクチルアミン塩であることが、溶媒溶解性が高いという観点で好ましく、色素47であれば、溶媒溶解性が高いという観点でトリオクチルアミン塩やトリブチルアミン塩であることが好ましい。また、色素62も、耐熱性が高いという観点で好ましい。また、色素63、色素64も、溶媒への溶解性が高いという観点で好ましい。また、色素65も、耐熱性が高いという観点で好ましい。色素66も、調整液への溶解性が高いという観点で好ましい。
本発明の黄色系色素は、染料分野でよく知られているように、ジアゾニウム塩のカップリング方法を用いることによって製造することができる。また、市販品を購入することによって準備してもよい。
上記ジアゾニウム塩は、例えば、上記Qを含むアミン類(つまり、「Q−NH」)を、亜硝酸、亜硝酸塩又は亜硝酸エステルによりジアゾ化することによって得ることができる。
ジアゾニウム塩のアニオンは、無機又は有機であってもよく、例えば、フッ化物イオン、塩化物イオン、臭化物イオン、ヨウ化物イオン、過塩素酸イオン、次亜塩素酸イオン、CH−COO、Ph−COOなどが挙げられる。
よって、本発明の黄色系染料は、かかるジアゾニウム塩と、下記(ア’)または(イ’):
Figure 2011197670
で示される少なくとも1つの化合物とを、反応させることによって製造することができる。ここで、D〜Dは、(ア)〜(イ)で説明したものと同様である。
この際の反応条件は、従来公知の知見を適宜参照し、あるいは組み合わせて設定することができる。
本発明のカラーフィルタ組成物は、上記で説明したフタロシアニン化合物と、黄色系色素と、を含む。
本発明のカラーフィルタ組成物において、本発明のフタロシアニン化合物と、黄色系色素との配合量にも特に制限はないが、本発明のフタロシアニン化合物を100質量部とした際に、黄色系色素は好ましくは0〜300質量部、より好ましくは10〜100質量部、さらに好ましくは15〜80質量部である。
また、以上の黄色アゾ色素は単独でフタロシアニン色素と用いても良いし、あるいは2〜3種類を混合して用いても良い。2〜3種類の色素を用いると互いの色素の溶解性が向上し、結果としてカラーフィルターとしての色純度が向上したり、輝度が向上する場合がある。
また、混合して用いる場合は、例えば以下に示すようなアゾ色素以外の構造の黄色染料を混合して用いても全く問題ない。
Figure 2011197670
また、必要に応じ、本発明のカラーフィルタ組成物は、さらに分散剤を含むと好ましい。本発明に用いられる分散剤としては、特に限定がない。かかる分散剤の代表例としては、例えば有機溶剤系ではポリウレタン、ポリアクリレートなどのカルボン酸エステル、不飽和ポリアミド、ポリカルボン酸(部分)アミン塩、ポリカルボン酸アンモニウム塩、ポリカルボン酸アルキルアミン塩、ポリシロキサン、長鎖ポリアミノアマイドリン酸塩、水酸基含有ポリカルボン酸エステルや、これらの変性物、ポリ(低級アルキレンイミン)と遊離のカルボン酸基を有するポリエステルとの反応により形成されたアミドやその塩など;水性では(メタ)アクリル酸−スチレン共重合体、(メタ)アクリル酸−(メタ)アクリル酸エステル共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドンなどの水溶性樹脂や水溶性高分子化合物;ラウリル硫酸ソーダ、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩、ドデシルベンゼンスルホン酸ソーダ、スチレン−アクリル酸共重合体のアルカリ塩、ステアリン酸ナトリウム、アルキルナフタリンスルホン酸ナトリウム、アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウム、ラウリル硫酸モノエタノールアミン、ラウリル硫酸トリエタノールアミン、ラウリル硫酸アンモニウム、ステアリン酸モノエタノールアミン、ステアリン酸ナトリウム、ラウリル硫酸ナトリウム、スチレン−アクリル酸共重合体のモノエタノールアミン、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸エステルなどのアニオン性界面活性剤;ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート、ポリエチレングリコールモノラウレートなどのノニオン性界面活性剤;アルキルジメチルアミノ酢酸ベタインなどのアルキルベタイン、アルキルイミダゾリンなどの両性界面活性剤があげられ、これらは単独でまたは2種以上を混合して用いることができる。
これらのなかでも特に、リン酸系分散剤またはアミン構造を有する分散剤が、分散性に優れており好適に使用される。かかるリン酸系分散剤またはアミン構造を有する分散剤としては、たとえばアビシア社製Solsperseシリーズ、ビックケミー社製Disperbykシリーズ、エフカ社製Efkaシリーズなどが挙げられる。好ましくは酸価20〜170mg KOH、さらに好ましくは100〜150mg/KOHまたは、アミン価1〜100mgKOH/g、さらに好ましくは30〜90mg KOH/gである。
分散剤の量は通常、本発明の黄色系色素100質量部に対して3〜80質量部、好ましくは5〜40質量部とするのが適当である。
必要に応じて、公知の分散助剤等の化合物を添加してもよい。これらの化合物は、顔料と分散剤との仲介をする化合物で、顔料表面と分散剤とに電気的、化学的に吸着し、分散安定性を向上させる機能を持つと考えられている。
このような分散助剤としては例えば、ポリカルボン酸型高分子活性剤、ポリスルホン酸型高分子活性剤等のアニオン性活性剤、ポリオキシエチレン、ポリオキシレンブロロックポリマー等のノニオン系の活性剤があるが、好ましいものとして、アントラキノン系、フタロシアニン系、金属フタロシアニン系、キナクリドン系、アゾキレート系、アゾ系、イソインドリノン系、ピランスロン系、インダンスロン系、アンスラピリミジン系、ジブロモアンザンスロン系、フラバンスロン系、ペリレン系、ペリノン系、キノフタロン系、チオインジゴ系、ジオキサジン系等の有機顔料を母体とし、水酸基、カルボキシル基、スルホン酸基、カルボンアミド基、スルホンアミド基等の置換基を導入した顔料誘導体が挙げられる。これらの中でもフタロシアニン系及び金属フタロシアニンスルホンアミド化合物は特に有効である。
背景技術の欄でも説明したが、液晶ディスプレーや撮像装置等に用いるカラーフィルタは一般に、ガラスなどの透明基板に、赤、緑、青の三原色画素と、これらの画素間に設けられた遮光層であるブラックマトリックスとを形成することにより製造されている。
本発明においては、フタロシアニン化合物と、黄色系色素と、を含む点に特徴を有するため、カラーフィルタの作製方法は従来公知の知見を適宜参照し、あるいは組み合わせて適用することができる。例えば、特開平10−160921号公報で開示されている方法が、本発明のカラーフィルタを作製する上で好ましいが、無論これらに限定されるわけではない。
まず、ガラス基板上にブラックマトリックを形成する。
次に、本発明のフタロシアニン化合物と、黄色系色素とを含有してなる感光性樹脂組成物をガラス基板上にスピンコート等により塗布し、乾燥する。次に、その後、必要に応じフォトマスクを介し露光する。その後、必要に応じ、アルカリ現像を行い着色パターン(着色層)を得る。その後、必要に応じ、透明なオーバーコート層(保護膜)を形成して着色層の保護と表面の平坦化を行う。さらに、必要に応じ、透明導電膜を形成する。このように、カラーフィルタとすることができる。
以下、より具体的に、本発明のカラーフィルタの作製方法を説明する。
まず、カラーフィルタ組成物を作製する。本発明のカラーフィルタ組成物は、本発明のフタロシアニン化合物と、黄色系色素と、を含むが、さらに、溶媒、感光性樹脂組成物、分散剤等を含むと好ましい。
本発明に用いることのできる溶媒としては、例えば、トルエン、キシレン、ベンゼン、エチルベンゼン、テトラリン、スチレン、シクロヘキサン、ジクロロメタン、クロロホルム、エチルクロライド、1,1,1−トリクロロエタン、1−クロロブタン、シクロヘキシルクロライド、trans−ジクロロエチレン、シクロヘキサノール、メチルセロソルブ、n−プロパノール、n−ブタノール、2−エチルブタノール、n−ヘプタノール、2−エチルヘキサノール、ブトキシエタノール、ジアセトンアルコール、ベンズアルデヒド、γ−ブチロラクトン、アセトン、メチルエチルケトン、ジブチルケトン、メチル−i−ブチルケトン、メチル−i−アミルケトン、シクロヘキサン、アセトフェノン、メチラール、フラン、β−β−ジクロロエチルエーテル、ジオキサン、テトラヒドロフラン、酢酸エチル、酢酸n−ブチル、酢酸アミル、n−酢酸ブチル、シクロヘキシルアミン、エタノールアミン、ジメチルホルムアミド、アセトニトリル、ニトロメタン、ニトロエタン、2−ニトロプロパン、ニトロベンゼン、ジメチルスルオキシド、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モノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)、エチ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、N−メチルピロリドン等が挙げられる。
中でも、沸点と粘性の観点で好ましくはジエチレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、シクロヘキサノンなどが好ましい溶媒として挙げられる。
溶媒に対してフタロシアニン化合物は、好ましくは2〜20質量%、さらに好ましくは8〜12質量%であり、黄色系色素は、好ましくは0.1〜20質量%、さらに好ましくは1〜10質量%である。
次に、本発明に用いることのできる感光性樹脂組成物は、光の作用によって化学反応を起こし、その結果、溶媒に対する溶解度または親和性に変化を生じたり、液状より固体状に変化するものであればよく、例えば、アクリル系樹脂液をバインダー樹脂(ベースポリマー)とし、これに各種のアクリル酸エステルまたはメタクリル酸エステルからなる感光性モノマー(光重合性モノマー)、光重合開始剤を加えてなる光重合型の感光性樹脂組成物、あるいは光二量化するアクリル系樹脂液を用いてなる光二量化型の感光性樹脂組成物などが挙げられるが、中でも光重合型の感光性樹脂組成物が好ましい。
なお、ここでいうアクリル系樹脂液とは、通常、適当な粘度になるようにアクリル系樹脂を使用溶媒に溶解してなる溶液をいうが、無溶媒の液状のアクリル系樹脂液を含むものである。すなわち、本発明の組成物には、溶媒は必ずしも必須ではなく、無溶媒系の組成物であっても、感光性樹脂組成物が液状であり、上述した色素を均一に溶解することができ、かつカラーフィルタ組成物として適当な粘度をもたせることができるものであれば溶媒を用いなくともよい場合もある。この場合は、トルエンあるいはトルエンおよびジエチレングリコールジメチルエーテルを用いて色素の溶解性を予め測定することにより、使用可能な色素を選定できるものである。
アクリル系樹脂は、数平均分子量が3万〜20万の範囲にあることが好ましく、好ましくは4万〜10万の範囲にあることが望ましい。
すなわち、数平均分子量が大きく粘度の大きいアクリル系樹脂中に、従来の顔料分散法に用いられている顔料を分散させたのでは、各種の問題を生ずるものであるが、本発明では先述したような可溶性の色素を用いるために粘度の大きい樹脂中にも相溶させることが可能である。また、アクリル系樹脂は、他のポリイミド等の樹脂に比して、前記色素の樹脂に対する溶解性が高く高濃度で色素を含有でき、その結果、透明性の高い鮮明な色彩の着色層を形成することができ、着色層の耐光性および吸収波長の制御にさらに良い効果を及ぼす。
前記アクリル系樹脂としては、それを構成するモノマー、オリゴマーのうち10質量%以上がアクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸エステルおよびメタクリル酸エステルから選ばれた1種以上であり、アクリル酸またはメタクリル酸を好ましくは1〜50質量%、さらに好ましくは5〜35質量%、アクリル酸エステルまたはメタクリル酸を好ましくは10〜90質量部、さらに好ましく30〜80質量%含むものである。
アクリル系樹脂を構成するモノマー、オリゴマーとしては、アクリル酸、メタクリル酸、メチルアクリレート、メチルメタクリレート、プロピルアクリレート、プロピルメタクリレート、ブチルアクリレート、ブチルメタクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート、2−エチルヘキシルメタクリレート、オクチルアクリレート、オクチルメタクリレート、ベンジルアクリレート、ベンジルメタクリレート、2一ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシエチルメタクリレート、2−ヒドロキシプロピルアクリレート、2−ヒドロキシプロピルメタクリレート、アクリルアミド、メタクリルアミド、N−ヒドロキシメチルアクリルアミド、アクリロニトリル、スチレン、酢酸ビニル、マレイン酸、フマル酸、ポリエチレングリコールジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、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ヘキサアクリレートのカプロラクトン付加物のヘキサアクリレート、メラミンアクリレート、エポキシアクリレートプレポリマーが例示され、アクリル系樹脂としては、(メタ)アクリル酸、ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート、各種アルキル(メタ)アクリレートを重合してなるアクリル樹脂、(メタ)アクリル酸、ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート、各種アルキル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、スチレンを重合してなるアクリル樹脂、(メタ)アクリル酸、各種アルキル(メタ)アクリレートを重合してなるアクリル樹脂が好ましい。
また、本発明の感光性樹脂着色組成物の成分となり得る感光性モノマーとしては、前記のアクリル系樹脂を構成するモノマーが挙げられるが、好ましくはトリメチロールプロパントリメタクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレートなどの多官能(メタ)アクリレートが挙げられる。
また、感光性モノマーの使用量は、前記アクリル系樹脂100質量部に対し40〜90質量部が好ましく、60〜70質量部がさらに好ましい。
光重合型の感光性樹脂組成物の組成成分となり得る光重合開始剤としては、例えば、ベンゾインアルキルエーテル系化合物、アセトフェノン系化合物、ベンゾフェノン系化合物、フェニルケトン系化合物、チオキサントン系化合物、トリアジン系化合物、イミダゾール系化合物およびアントラキノン系化合物などが挙げられる。
より具体的には、4−フェノキシジクロロアセトフェノン、4−t−ブチル−ジクロロアセトフェノン、ジエトキシアセトフェノン、1−(4−イソプロピルフェニル)−2−ヒドロキシ−2−メチルプロパン−1−オン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)−ブタン−1−オンなどのアセトフェノン系化合物、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、ベンジルジメチルケタールなどのベンゾインアルキルエーテル系化合物、ベンゾフェノン、ベンゾイル安息香酸、ベンゾイル安息香酸メチル、4−フェニルベンゾフェノン、ヒドロキシベンゾフェノン、アクリル化ベンゾフェノン、4−ベンゾイル−4′−メチルジフェニルサルファイドなどのベンゾフェノン系化合物、チオキサンソン、2−クロルチオキサンソン、2−メチルチオキサンソン、イソプロピルチオキサンソン2,4−ジイソプロピルチオキサンソンなどのチオキサンソン系化合物、2,4,6−トリクロロ−s−トリアジン、2−フェニル−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(p−メトキシフェニル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(p−トリル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−ピペニル−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2,4−ビス(トリクロロメチル)−6−スチリル−s−トリアジン、2−(ナフト−1−イル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(4−メトキシ−ナフト−1−イル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2,4−トリクロロメチル−(ピペロニル)−6−トリアジン、2,4−トリクロロメチル(4′−メトキシスチリル)−6−トリアジンなどのトリアジン系化合物、2−(2,3−ジクロロフェニル)−4,5−ジフェニルイミダゾール二量体、2−(2,3−ジクロロフェニル)−4,5−ビス(3−メトキシフェニル)−イミダゾール二量体、2−(2,3−ジクロロフェニル)−4,5−ビス(4−メトキシフェニル)−イミダゾール二量体、2−(2,3−ジクロロフェニル)−4,5−ビス(4−クロロフェニル)−イミダゾール二量体、2−(2,3−ジクロロフェニル)−4,5−ジ(2−フリル)−イミダゾール、2,2′−ビス(2−クロロフェニル)−4,5,4′,5′−テトラフェニル−1,2′−ビイミダゾールなどのイミダゾール系化合物、イルガキュア369、イルガキュア907(両者ともチバガイギーカ株式会社製、商品名)などのアセトフェノン系化合物などが挙げられる。
光重合開始剤の添加量は、特に限定されるものではないが、アセトフェノン系化合物(イルガキュア369など)については、感光性モノマー(光重合性モノマー;例えば、ジペンタエリスリトールヘキサクリレートなど)を100質量部とした際に、好ましくは1〜30質量部、より好ましくは5〜15質量部の割合で添加されることが望ましい。
なお、本発明の組成物には、必要に応じて、熱重合防止剤等の任意成分を添加することができる。
上記熱重合防止剤は、保存安定性改良の目的で添加されるものであり、例えば、ハイドロキノン、p−メトキシフェノール、ジ−t−ブチル−p−クレゾール、ピロガロール、t−ブチルカテコール、ベンゾキノン、4,4′−チオビス(3−メチル−6−t−ブチルフェノール)、2,2′−メチレン(4−メチル−6−t−ブチルフェノール)、2−(メルカプトベンゾイミダゾール)など用いることができる。
また、必要に応じて、光劣化防止剤を添加しても良い。
以下、実施例および比較例を説明する。ただし、本発明の技術的範囲が以下の実施例のみに制限されるわけではない。なお、下記化合物の名称において、Pcはフタロシアニン核を、PNはフタロニトリルを表す。また、下記化合物の名称において、「α−(置換基A),β−(置換基A)x−aPN(0<a<x)」あるいは「α−(置換基A),β−(置換基A)x−aPc(0<a<x)」と、記載されるのは、得られるフタロニトリル化合物あるいはフタロシアニン誘導体は、α位に平均a個およびβ位に平均x−a個の置換基Aが導入されていることを意味し、即ち、α位及びβ位に合計x個の置換基Aが導入されていることを意味する。
<合成例1>
フタロニトリル化合物[α−{(4−COOCOCH)CO},β−{(4−COOCOCH)CO}1−aClPN](0≦a<1)(中間体1)の合成
150mlフラスコに、テトラクロロフタロニトリル(以下、TCPNと略す)7.98g(0.030モル)とp−ヒドロキシ安息香酸メチルセルソルブ5.95g(0.030モル)、アセトニトリル31.91gを投入し、マグネチックスターラーを用いて、内温が40℃に安定するまで約30分攪拌した後、炭酸カリウム4.56g(0.033モル)を投入して約3時間反応させた。冷却後、吸引ろ過して得た溶液を約110℃×1時間の条件にてエバポレーション処理により溶剤を溜去した。さらに、約110℃で一晩真空乾燥し、約13.1g(TCPNに対する収率102.4モル%)が得られた。
<合成例2>
フタロニトリル化合物[α−{(4−COOCOCH)CO},α−{(2,6−Cl)CS}b,β−{(4−COOCOCH)CO}0.8−a,β−{(2,6−Cl)CS}0.2−bClPN](0≦a<0.8,0≦b<0.2)(中間体2)の合成
150mlフラスコに、TCPN5.32g(0.020モル)とp−ヒドロキシ安息香酸メチルセルソルブ3.14g(0.016モル)、アセトニトリル21.27gを投入しマグネチックスターラーを用いて、内温が40℃に安定するまで約30分攪拌した後、炭酸カリウム3.04g(0.022モル)を投入して約2時間反応させた。反応後、フラスコに2,6−ジクロロチオフェノール0.72g(0.004モル)を投入して、さらに約4時間反応をさせた。冷却後、合成例1と同じ工程にて処理を行い、約8.3g(TCPNに対する収率98.8モル%)が得られた。
<合成例3>
フタロニトリル化合物[α−{(4−COOCOCH)CO},β−{(4−COOCOCH)CO}1−aPN](0≦a<1)(中間体3)の合成
150mlフラスコに、テトラフルオロフタロニトリル(以下、TFPNと略す)8.00g(0.040モル)とp−ヒドロキシ安息香酸メチルセルソルブ7.93g(0.040モル)、アセトニトリル32.01gを投入し、マグネチックスターラーを用いて、内温が40℃に安定するまで約30分攪拌した後、炭酸カリウム6.08g(0.044モル)を投入して約4時間反応させた。冷却後、吸引ろ過して得た溶液を約110℃×1時間の条件にてエバポレーション処理により溶剤を溜去した。さらに、約110℃で一晩真空乾燥し、約15.4g(TFPNに対する収率107.3モル%)が得られた。
<合成例4>
フタロニトリル化合物[α−{(CHCH(OCH)COOC)CS}HPN](中間体4)の合成
150mlフラスコに、3−ニトロフタロニトリル10g(0.0578モル)と3−メルカプトプロピオン酸3−メトキシブチル11.11g(0.0578モル)、アセトニトリル40gを投入し、マグネチックスターラーを用いて内温が60℃に安定するまで約30分攪拌した後、炭酸カリウム8.79g(0.0636モル)を投入して約6時間反応させた。冷却後、合成例1と同じ工程にて処理を行い、約18.3g(3−ニトロフタロニトリルに対する収率99.4モル%)が得られた。
<合成例5>
フタロニトリル化合物[α−{(4−SOOCH)CO},β−{(4−SOOCH)CO}1−aClPN](0≦a<1)(中間体5)の合成
150mlフラスコに、TCPN13.30g(0.050モル)とp−フェノールスルホン酸メチルセルソルブ12.10g(0.050モル)、アセトニトリル53.18gを投入し、マグネチックスターラーを用いて、内温が75℃に安定するまで約30分攪拌した後、炭酸カリウム7.60g(0.055モル)を投入して約8時間反応させた。冷却後、吸引ろ過して得た溶液を約110℃×1時間の条件にてエバポレーション処理により溶剤を溜去した。さらに、約110℃で一晩真空乾燥し、約23.0g(TCPNに対する収率99.6モル%)が得られた。
<合成例6>
フタロニトリル化合物[α−{(4−COOCH)CO},β−{(4−COOCH)CO}1.5−aCl2.5PN](0≦a<1.5)(中間体6)の合成
150mlフラスコに、TCPN4.25g(0.016モル)とp−ヒドロキシ安息香酸メチル3.65g(0.024モル)、ベンゾニトリル(以下、BNと略す)13.19gを投入し、マグネチックスターラーを用いて、内温が80℃に安定するまで約30分攪拌した後、炭酸カリウム3.65g(0.026モル)を投入して約4時間反応させた。冷却後、吸引ろ過して得た溶液を約110℃×1時間の条件にてエバポレーション処理により溶剤を溜去した。さらに、約110℃で一晩真空乾燥し、約6.5g(TCPNに対する収率98.6モル%)が得られた。
<合成例7>
フタロニトリル化合物[α−{(4−COOCOCH)CO},β−{(4−COOCOCH)CO}0.6−aCl3.4PN](0≦a<0.6)(中間体7)の合成
150mlフラスコに、TCPN4.25g(0.016モル)とp−ヒドロキシ安息香酸メチルセルソルブ1.88g(0.010モル)、BN13.19gを投入し、マグネチックスターラーを用いて、内温が80℃に安定するまで約30分攪拌した後、炭酸カリウム1.46g(0.011モル)を投入して約4時間反応させた。冷却後、吸引ろ過して得た溶液を約110℃×1時間の条件にてエバポレーション処理により溶剤を溜去した。さらに、約110℃で一晩真空乾燥し、約5.7g(TCPNに対する収率98.3モル%)が得られた。
<合成例8>
フタロニトリル化合物[α−{(4−COOCOCH)CO},β−{(4−COOCOCH)CO}0.3−aCl3.7PN](0≦a<0.3)(中間体8)の合成
150mlフラスコに、TCPN4.25g(0.016モル)とp−ヒドロキシ安息香酸メチルセルソルブ0.94g(0.005モル)、BN13.19gを投入し、マグネチックスターラーを用いて、内温が80℃に安定するまで約30分攪拌した後、炭酸カリウム0.73g(0.005モル)を投入して約4時間反応させた。冷却後、吸引ろ過して得た溶液を約110℃×1時間の条件にてエバポレーション処理により溶剤を溜去した。さらに、約110℃で一晩真空乾燥し、約4.9g(TCPNに対する収率98.0モル%)が得られた。
<合成例9>
フタロニトリル化合物[α−{(4−COOCOCH)CO},α−{(2−OCH−4−COOCOCH)CO},β−{(4−COOCOCH)CO}0.8−a,β−{(2−OCH−4−COOCOCH)CO}0.2−bClPN](0≦a<0.8、0≦b<0.2)(中間体9)の合成
150mlフラスコに、TCPN6.65g(0.025モル)とp−ヒドロキシ安息香酸メチルセルソルブ3.92g(0.020モル)、バニリン酸メチルセルソルブ1.13g(0.005モル)、アセトニトリル26.59gを投入し、マグネチックスターラーを用いて、内温が40℃に安定するまで約30分攪拌した後、炭酸カリウム3.80g(0.028モル)を投入して約4時間反応させた。冷却後、吸引ろ過して得た溶液を約110℃×1時間の条件にてエバポレーション処理により溶剤を溜去した。さらに、約110℃で一晩真空乾燥し、約10.7g(TCPNに対する収率99.5モル%)が得られた。
<合成例10>
フタロニトリル化合物[α−{(2−COOCOCH)C10−6−O},β−{(2−COOCOCH)C10−6−O}1−aClPN](0≦a<1)(中間体10)の合成
150mlフラスコに、TCPN3.46g(0.013モル)と6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸メチルセルソルブ3.20g(0.013モル)、BN10.72gを投入し、マグネチックスターラーを用いて、内温が80℃に安定するまで約30分攪拌した後、炭酸カリウム1.98g(0.014モル)を投入して約4時間反応させた。冷却後、吸引ろ過して得た溶液を約110℃×1時間の条件にてエバポレーション処理により溶剤を溜去した。さらに、約110℃で一晩真空乾燥し、約6.1g(TCPNに対する収率98.4モル%)が得られた。
<合成例11>
フタロニトリル化合物[α−{(4−CN)CO}HPN](中間体11)の合成
150mlフラスコに、3ニトロフタロニトリル25.10g(0.145モル)と4−シアノフェノール17.79g(0.149モル)、アセトニトリル100.42gを投入し、マグネチックスターラーを用いて、内温が85℃に安定するまで約30分攪拌した後、炭酸カリウム22.04g(0.160モル)を投入して約4時間反応させた。冷却後、吸引ろ過して得た溶液に蒸留水100.42gを滴下して結晶を析出させた。吸引ろ過後、取り出した結晶を約60℃で一晩真空乾燥し、約34.05g(3ニトロフタロニトリルに対する収率95.8モル%)が得られた。
<合成例12>
フタロニトリル化合物[α−{(2−NO)CO}HPN](中間体12)の合成
150mlフラスコに、3ニトロフタロニトリル25.10g(0.145モル)と2−ニトロフェノール24.21g(0.174モル)、アセトニトリル100.42gを投入し、マグネチックスターラーを用いて、内温が85℃に安定するまで約30分攪拌した後、炭酸カリウム24.05g(0.174モル)を投入して約24時間反応させた。冷却後、吸引ろ過して得た溶液に蒸留水200gを滴下して結晶を析出させた。吸引ろ過後、取り出した結晶を約60℃で一晩真空乾燥し、約36.1g(3ニトロフタロニトリルに対する収率93.9モル%)が得られた。
<合成例13>
フタロニトリル化合物[α−{(4−COOCOCH)CO},α−{(2−C)CO},β−{(4−COOCOCH)CO}0.9−a,β−{(2−C)CO}0.1−bClPN](0≦a<0.9、0≦b<0.1)(中間体13)の合成
150mlフラスコに、TCPN4.25g(0.016モル)とp−ヒドロキシ安息香酸メチルセルソルブ2.83g(0.014モル)、o−フェニルフェノール0.27g(0.002モル)、BN13.19gを投入し、マグネチックスターラーを用いて、内温が80℃に安定するまで約30分攪拌した後、炭酸カリウム2.43g(0.018モル)を投入して約4時間反応させた。冷却後、吸引ろ過して得た溶液を約110℃×1時間の条件にてエバポレーション処理により溶剤を溜去した。さらに、約110℃で一晩真空乾燥し、約6.7g(TCPNに対する収率98.5モル%)が得られた。
<合成例14>
フタロニトリル化合物[α−{(4−COOCOCH)CO},α−{(2−COOCH)CS},β−{(4−COOCOCH)CO}0.8−a,β−{(2−COOCH)CS}0.2−bClPN](0≦a<0.8、0≦b<0.2)(中間体14)の合成
150mlフラスコに、TCPN4.25g(0.016モル)とp−ヒドロキシ安息香酸メチルセルソルブ2.51g(0.013モル)、チオサリチル酸メチル0.54g(0.003モル)、BN13.19gを投入し、マグネチックスターラーを用いて、内温が80℃に安定するまで約30分攪拌した後、炭酸カリウム2.43g(0.018モル)を投入して約4時間反応させた。冷却後、吸引ろ過して得た溶液を約110℃×1時間の条件にてエバポレーション処理により溶剤を溜去した。さらに、約110℃で一晩真空乾燥し、約6.6g(TCPNに対する収率98.5モル%)が得られた。
<合成例15>
フタロニトリル化合物[α−{(4−COOCOCH)CO},α−{(4−OCH)CO},β−{(4−COOCOCH)CO}0.9−a,β−{(4−OCH)CO}0.1−bClPN](0≦a<0.9、0≦b<0.1)(中間体15)の合成
150mlフラスコに、TCPN4.25g(0.016モル)とp−ヒドロキシ安息香酸メチルセルソルブ2.83g(0.014モル)、4−メトキシフェノール0.20g(0.002モル)、BN13.19gを投入し、マグネチックスターラーを用いて、内温が80℃に安定するまで約30分攪拌した後、炭酸カリウム2.43g(0.018モル)を投入して約4時間反応させた。冷却後、吸引ろ過して得た溶液を約110℃×1時間の条件にてエバポレーション処理により溶剤を溜去した。さらに、約110℃で一晩真空乾燥し、約6.6g(TCPNに対する収率98.5モル%)が得られた。
<合成例16>
フタロニトリル化合物[α−{(4−COOCOCH)CO},α−{(2−C(CH)CO},β−{(4−COOCOCH)CO}0.9−a,β−{(2−C(CH)CO}0.1−bClPN](0≦a<0.9、0≦b<0.1)(中間体16)の合成
150mlフラスコに、TCPN4.25g(0.016モル)とp−ヒドロキシ安息香酸メチルセルソルブ2.83g(0.014モル)、2−tert−ブチルフェノール0.24g(0.002モル)、BN13.19gを投入し、マグネチックスターラーを用いて、内温が80℃に安定するまで約30分攪拌した後、炭酸カリウム2.43g(0.018モル)を投入して約4時間反応させた。冷却後、吸引ろ過して得た溶液を約110℃×1時間の条件にてエバポレーション処理により溶剤を溜去した。さらに、約110℃で一晩真空乾燥し、約6.6g(TCPNに対する収率98.5モル%)が得られた。
<合成例17>
フタロニトリル化合物[α−{(4−COOCOCH)CO},α−{(3−COOC)CO},β−{(4−COOCOCH)CO}0.7−a,β−{(3−COOC)CO}0.3−bClPN](0≦a<0.7、0≦b<0.3)(中間体17)の合成
150mlフラスコに、TCPN4.25g(0.016モル)とp−ヒドロキシ安息香酸メチルセルソルブ2.20g(0.011モル)、3−ヒドロキシ安息香酸エチル0.8g(0.005モル)、BN13.19gを投入し、マグネチックスターラーを用いて、内温が80℃に安定するまで約30分攪拌した後、炭酸カリウム2.43g(0.018モル)を投入して約4時間反応させた。冷却後、吸引ろ過して得た溶液を約110℃×1時間の条件にてエバポレーション処理により溶剤を溜去した。さらに、約110℃で一晩真空乾燥し、約6.5g(TCPNに対する収率97.0モル%)が得られた。
<合成例18>
フタロニトリル化合物[α−{(4−COOCOCH)CO},α−{CO},β−{(4−COOCOCH)CO}0.8−a,β−{CO}0.2−bClPN](0≦a<0.8、0≦b<0.2)(中間体18)の合成
150mlフラスコに、TCPN13.30g(0.050モル)とp−ヒドロキシ安息香酸メチルセルソルブ7.85g(0.040モル)、ペンタフルオロフェノール1.84g(0.010モル)、アセトニトリル53.18gを投入し、マグネチックスターラーを用いて、内温が40℃に安定するまで約30分攪拌した後、炭酸カリウム7.60g(0.055モル)を投入して約5時間反応させた。冷却後、吸引ろ過して得た溶液を約110℃×1時間の条件にてエバポレーション処理により溶剤を溜去した。さらに、約110℃で一晩真空乾燥し、約21.3g(TCPNに対する収率100.4モル%)が得られた。
<合成例19>
フタロニトリル化合物[α−{(4−COOCOCH)CO},α−{(3,5−Br−4−COOCOCH)CO},β−{(4−COOCOCH)CO}0.8−a,β−{(3,5−Br−4−COOCOCH)CO}0.2−bClPN](0≦a<0.8、0≦b<0.2)(中間体19)の合成
150mlフラスコに、TCPN13.30g(0.050モル)とp−ヒドロキシ安息香酸メチルセルソルブ7.85g(0.040モル)、3,5−ジブロモ−4−ヒドロキシ安息香酸メチルセルソルブ3.54g(0.010モル)、アセトニトリル53.18gを投入し、マグネチックスターラーを用いて、内温が40℃に安定するまで約30分攪拌した後、炭酸カリウム7.60g(0.055モル)を投入して約3時間反応させた。冷却後、吸引ろ過して得た溶液を約110℃×1時間の条件にてエバポレーション処理により溶剤を溜去した。さらに、約110℃で一晩真空乾燥し、約23.0g(TCPNに対する収率100.6モル%)が得られた。
<合成例20>
フタロニトリル化合物[α−{(4−COOCOCH)CO},α−{(4−CF)CO},β−{(4−COOCOCH)CO}0.9−a,β−{(4−CF)CO}0.1−bClPN](0≦a<0.9、0≦b<0.1)(中間体20)の合成
150mlフラスコに、TCPN4.25g(0.016モル)とp−ヒドロキシ安息香酸メチルセルソルブ2.83g(0.014モル)、4−ヒドロキシベンゾトリフルオリド0.26g(0.002モル)、BN13.19gを投入し、マグネチックスターラーを用いて、内温が80℃に安定するまで約30分攪拌した後、炭酸カリウム2.43g(0.018モル)を投入して約4時間反応させた。冷却後、吸引ろ過して得た溶液を約110℃×1時間の条件にてエバポレーション処理により溶剤を溜去した。さらに、約110℃で一晩真空乾燥し、約6.7g(TCPNに対する収率98.5モル%)が得られた。
<合成例21>
(前駆体合成例1)
フタロニトリル前駆体[Br0.33Cl3.67PN]の合成(前駆体1)
150mlフラスコに、TCPN16.15g(0.060モル)、N-メチルピロリドン64.46gを投入し、マグネチックスターラーを用いて、内温が80℃に安定するまで約30分攪拌した後、臭素化カリウム7.22g(0.060モル)を投入して約72時間反応させた。冷却後、吸引ろ過により無機塩を除去して得られたろ液をエバポレーション処理し茶色固体を得た。この固体にメタノール30g、水50gを加え、1時間攪拌洗浄した後、ろ過して白色固体15.11g(TCPNに対する収率89.8モル%)を得た。また、得られた白色固体は、ガスクロマトグラフィーによる組成分析より、TCPN(70mol%)、ブロモトリクロロフタロニトリル(27mol%)、ジブロモジクロロフタロニトリル(3mol%)の混合物であった。
フタロニトリル化合物[α−{(4−COOCOCH)CO},α−{CO},β−{(4−COOCOCH)CO}0.5−a,β−{CO}0.2−bClPN](0≦a<0.5、0≦b<0.2)(中間体21)の合成
150mlフラスコに、前駆体合成例1で得られた前駆体1、4.21g(0.015モル)とp−ヒドロキシ安息香酸メチルセルソルブ1.49g(0.008モル)、フェノール0.30g(0.003モル)、BN17.33gを投入し、マグネチックスターラーを用いて、内温が80℃に安定するまで約30分攪拌した後、炭酸カリウム1.85g(0.14モル)を投入して約12時間反応させた。冷却後、吸引ろ過して得た溶液を約110℃×1時間の条件にてエバポレーション処理により溶剤を溜去した。さらに、約110℃で一晩真空乾燥し、約5.6g(前駆体1に対する収率100.3モル%)が得られた。
<合成例22>
フタロニトリル化合物[β−{(2−COOCH)CO}PN](中間体22)の合成
150mlフラスコに、4−ニトロフタロニトリル25.10g(0.145モル)とサリチル酸メチル30.89g(0.203モル)、炭酸カリウム22.04g(0.16モル)、n−テトラブチルアンモニウムブロマイド0.93g(0.003モル)、アセトニトリル100.42gを投入し、内温80℃、マグネチックスターラーを用いて攪拌しながら約40時間反応させた。冷却後、吸引ろ過して得た溶液にメタノール50gと水150gの混合溶液を滴下して結晶を析出させた。得られた結晶を吸引ろ過した後、再びメタノール200gと水200gの混合溶液を加えて攪拌洗浄することで洗浄および精製を行った。吸引ろ過後、取り出した結晶を約60℃で一晩真空乾燥し、約34.8g(4−ニトロフタロニトリルに対する収率86.3モル%)が得られた。
<参考例1>
フタロシアニン誘導体[ZnPc−{α−(4−COOCOCH)CO},{β−(4−COOCOCH)CO}3.8−x0.8Cl11.4](0≦x<3.8)の合成
150mlフラスコに、合成例1で得られた中間体1、10.21g(0.024モル)、フタロニトリル0.16g(0.001モル)、BN3.46gを投入し、窒素流通下(10ml/min)、マグネチックスターラーを用いて内温160℃に安定するまで約1時間攪拌した後、ヨウ化亜鉛2.22g(0.007モル)を投入して約12時間反応させた。冷却後、反応溶液を140℃×1hrの条件にてエバポレーション処理して溶媒を溜去した後、得られた固形物に、フタロシアニン化反応に使用した中間体1およびフタロニトリル重量の和(10.37g)からBNの重量(3.46g)を差し引いた重量に相当するメチルセルソルブ(6.9g)を加え、攪拌・溶解することで晶析溶液を調製した。次に、調製した晶析溶液をフタロシアニン化反応に使用した中間体1およびフタロニトリル重量の和の10倍量に相当するメタノール(103.8g)中に滴下し、30分攪拌した。その後、中間体重量の和の7倍量に相当する蒸留水(72.6g)を30分かけて滴下し、滴下終了後、さらに30分攪拌して結晶を析出させた。得られた結晶を吸引ろ過した後、再び晶析時の1/2倍量のメタノール(51.9g)を加えて30分攪拌した後、晶析時の1/2倍量の蒸留水(36.3g)を30分かけて滴下し、滴下終了後、さらに30分攪拌することで洗浄および精製を行った。吸引ろ過後、取り出した結晶を約60℃で一晩真空乾燥し、約10.7g(中間体1およびフタロニトリルに対する収率99.2モル%)が得られた。
(最大吸収波長およびグラム吸光係数の測定)
得られたフタロシアニン誘導体を分光光度計(日立製作所(株)社製:U−2910)を用いてメチルセルソルブ0.8wt%含有メタノール溶液中で最大吸収波長(λmax)およびグラム吸光係数を測定した。測定手法は以下の通り行なった。
50mlメスフラスコに得られたフタロシアニン誘導体0.04gをメチルセルソルブ20gにて溶解し、溶液のメニスカスが50mlメスフラスコの標線と一致するようにメタノールを添加して調製した。次いで、調製した溶液をピペットを用いて1ml分取し、分取した溶液を全て50mlメスフラスコに投入してメタノールにて希釈し、溶液のメニスカスが50mlメスフラスコの標線と一致するように調製した。このようにして調製した溶液を1cm角のパイレックス製セルに入れ、分光光度計を用いて透過スペクトルを測定した。また、測定した吸光度をAとしたとき、グラム吸光係数を以下の式で計算した。
グラム吸光係数=(A×5000)/(0.08×1000)このようにして測定した結果を表4にまとめる。
(耐熱性の評価)
得られたフタロシアニン誘導体0.125gに(株)日本触媒社製マレイミド系バインダーポリマー38.7wt%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と略す)溶液0.42gおよびPGMEA1.22g、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート0.112g、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)社製(IRGACURE369)0.01gを加え、溶解、混合して、樹脂塗料液を調製した。得られた樹脂塗料液をバーコーターを使用して、ガラス板に乾燥膜中の色素濃度30wt%、乾燥膜厚が2μmとなるよう塗布し、80℃にて30分間乾燥させた。このようにして得られたコーティングガラス板の吸収スペクトルを分光光度計(日立製作所(株)社製:U−2910)にて測定し、これを加熱前スペクトルとした。次に、加熱前スペクトルを測定した塗膜ガラス板を220℃にて20分間、加熱処理した。この加熱処理したコーティングガラス板の吸収スペクトルを分光光度計にて測定し、これを加熱後スペクトルとした。このように測定した加熱前、加熱後の各スペクトルにおいて380nm〜900nmまでの吸光度を積分し、加熱前と加熱後でその吸光度の差を測定した。また、加熱前スペクトルをE、加熱後スペクトルをE、測定した吸光度の差をΔEとしたとき、ΔEを以下の式で計算した。
Figure 2011197670
このようにして測定した結果を以下の表4にまとめる。
(溶解性の評価)
得られたフタロシアニン誘導体0.1gにPGMEA0.9gを加え、色素が10wt%含有した調製液を作製した。調製液をマグネチックスターラーにより1時間攪拌した後、全量を注射器にて採取し、メンブレンフィルター(φ=0.45μm)を用いてろ過した。調製液がメンブレンフィルターにより目詰まりせず通過できる場合、調製液に色素が溶解していると判断するろ過テストを実施し、全て問題なくろ過できた場合を○、ろ過できたが一部溶け残りが見られた場合を△、フィルターの目詰まりを起こした場合を×として溶解性の評価とした。
<参考例2>
[ZnPc−{α−(4−COOCOCH)CO},{α−(2,6−Cl)CS},{β−(4−COOCOCH)CO}2.88−x{β−(2,6−Cl)CS}0.72−y,H1.6Cl10.8](0≦x<2.88,0≦y<0.72)の合成
150mlフラスコに、合成例2で得られた中間体2、12.67g(0.030モル)、フタロニトリル0.43g(0.003モル)、BN4.36gを投入し、窒素流通下(10ml/min)、マグネチックスターラーを用いて内温160℃に安定するまで約1時間攪拌した後、ヨウ化亜鉛2.93g(0.009モル)を投入して約10時間反応させた。冷却後、参考例1と全く同様の操作を行い約13.2g(中間体2およびフタロニトリルに対する収率96.8モル%)が得られた。
このようにして得られたフタロシアニン誘導体を、参考例1と全く同じ操作により最大吸収波長、グラム吸光係数および耐熱性を測定し、その結果を表4にまとめた。
<参考例3>
フタロシアニン誘導体[ZnPc−{α−(4−COOCOCH)CO},{β−(4−COOCOCH)CO}3.8−x,(β−NO0.20.6Cl11.4](0≦x<3.8)の合成
150mlフラスコに、合成例1で得られた中間体1、10.64g(0.025モル)、4−ニトロフタロニトリル0.23g(0.001モル)、BN3.62gを投入し、窒素流通下(10ml/min)、マグネチックスターラーを用いて内温160℃に安定するまで約1時間攪拌した後、ヨウ化亜鉛2.31g(0.007モル)を投入して約9時間反応させた。冷却後、参考例1と全く同様の操作を行い約10.95g(中間体1および4−ニトロフタロニトリルに対する収率96.9モル%)が得られた。
このようにして得られたフタロシアニン誘導体を、参考例1と全く同じ操作により最大吸収波長、グラム吸光係数および耐熱性を測定し、その結果を表4にまとめた。
<参考例4>
亜鉛フタロシアニン誘導体[Zn(C328.2)−{α−(4−COOCOCH)CO},{β−(4−COOCOCH)CO}3.8−x0.6Cl11.4] (0≦x<3.8)の合成
150mlフラスコに、合成例1で得られた中間体1、10.64g(0.025モル)、ピリジン−2,3−ジカルボニトリル0.17g(0.001モル)、BN3.60gを投入し、窒素流通下(10ml/min)、マグネチックスターラーを用いて内温160℃に安定するまで約1時間攪拌した後、ヨウ化亜鉛2.31g(0.007モル)を投入して約9時間反応させた。冷却後、参考例1と全く同様の操作を行い約11.2g(中間体1およびピリジン−2,3−ジカルボニトリルに対する収率99.6モル%)が得られた。
このようにして得られたフタロシアニン誘導体を、参考例1と全く同じ操作により最大吸収波長、グラム吸光係数および耐熱性を測定し、その結果を表4にまとめた。
<参考例5>
亜鉛フタロシアニン誘導体[Zn(C32.8)−{α−(4−COOCOCH)CO},{β−(4−COOCOCH)CO}3.8−x1.2Cl11.4] (0≦x<3.8)の合成
150mlフラスコに、合成例1で得られた中間体1、10.64g(0.025モル)、2,3−ジシアノナフタレン0.23g(0.001モル)、BN3.62gを投入し、窒素流通下(10ml/min)、マグネチックスターラーを用いて内温160℃に安定するまで約1時間攪拌した後、ヨウ化亜鉛2.31g(0.003モル)を投入して約9時間反応させた。冷却後、参考例1と全く同様の操作を行い約11.0g(中間体1および2,3−ジシアノナフタレンに対する収率97.3モル%)が得られた。
このようにして得られたフタロシアニン誘導体を、参考例1と全く同じ操作により最大吸収波長、グラム吸光係数および耐熱性を測定し、その結果を表4にまとめた。
<参考例6>
亜鉛フタロシアニン誘導体[Zn(C32.8)−{α−(4−COOCOCH)CO},{β−(4−COOCOCH)CO}3.8−x0.8Cl11.4Br0.4] (0≦x<3.8)の合成
150mlフラスコに、合成例1で得られた中間体1、10.64g(0.025モル)、2,3−ジブロモ−6,7−ジシアノナフタレン0.44g(0.001モル)、BN3.69gを投入し、窒素流通下(10ml/min)、マグネチックスターラーを用いて内温160℃に安定するまで約1時間攪拌した後、ヨウ化亜鉛2.31g(0.007モル)を投入して約12時間反応させた。冷却後、参考例1と全く同様の操作を行い約10.95g(中間体1および2,3−ジブロモ−6,7−ジシアノナフタレンに対する収率95.1モル%)が得られた。
このようにして得られたフタロシアニン誘導体を、参考例1と全く同じ操作により最大吸収波長、グラム吸光係数および耐熱性を測定し、その結果を表4にまとめた。
<参考例7>
フタロシアニン誘導体[ZnPc−{α−(4−COOCOCH)CO},{β−(4−COOCOCH)CO}3.8−x,(β−NH0.20.6Cl11.4](0≦x<3.8)の合成
150mlフラスコに、合成例1で得られた中間体1、10.64g(0.025モル)、4−アミノフタロニトリル0.19g(0.001モル)、BN3.61gを投入し、窒素流通下(10ml/min)、マグネチックスターラーを用いて内温160℃に安定するまで約1時間攪拌した後、ヨウ化亜鉛2.31g(0.007モル)を投入して約12時間反応させた。冷却後、参考例1と全く同様の操作を行い約11.3g(中間体1および4−アミノフタロニトリルに対する収率100.4モル%)が得られた。
このようにして得られたフタロシアニン誘導体を、参考例1と全く同じ操作により最大吸収波長、グラム吸光係数および耐熱性を測定し、その結果を表4にまとめた。
<参考例8>
フタロシアニン誘導体[ZnPc−{α−(4−COOCOCH)CO},{β−(4−COOCOCH)CO}3.8−x,(β−OH)0.20.6Cl11.4](0≦x<3.8)の合成
150mlフラスコに、合成例1で得られた中間体1、10.64g(0.025モル)、4−ヒドロキシフタロニトリル0.19g(0.001モル)、BN3.61gを投入し、窒素流通下(10ml/min)、マグネチックスターラーを用いて内温160℃に安定するまで約1時間攪拌した後、ヨウ化亜鉛2.31g(0.007モル)を投入して約12時間反応させた。冷却後、参考例1と全く同様の操作を行い約11.3g(中間体1および4−ヒドロキシフタロニトリルに対する収率100.4モル%)が得られた。
このようにして得られたフタロシアニン誘導体を、参考例1と全く同じ操作により最大吸収波長、グラム吸光係数および耐熱性を測定し、その結果を表4にまとめた。
<参考例9>
フタロシアニン誘導体[ZnPc−{α−(4−COOCOCH)CO},{β−(4−COOCOCH)CO}3.8−x,(β−C(CH0.20.6Cl11.4](0≦x<3.8)の合成
150mlフラスコに、合成例1で得られた中間体1、10.64g(0.025モル)、4−tert−ブチルフタロニトリル0.24g(0.001モル)、BN3.63gを投入し、窒素流通下(10ml/min)、マグネチックスターラーを用いて内温160℃に安定するまで約1時間攪拌した後、ヨウ化亜鉛2.31g(0.007モル)を投入して約12時間反応させた。冷却後、参考例1と全く同様の操作を行い約11.0g(中間体1および4−tert−ブチルフタロニトリルに対する収率97.2モル%)が得られた。
このようにして得られたフタロシアニン誘導体を、参考例1と全く同じ操作により最大吸収波長、グラム吸光係数および耐熱性を測定し、その結果を表4にまとめた。
<参考例10>
フタロシアニン誘導体[ZnPc−{α−(4−COOCOCH)CO},{β−(4−COOCOCH)CO}3.8−x0.4Cl11.8](0≦x<3.8)の合成
150mlフラスコに、合成例1で得られた中間体1、10.64g(0.025モル)、4,5−ジクロロフタロニトリル0.26g(0.001モル)、BN3.63gを投入し、窒素流通下(10ml/min)、マグネチックスターラーを用いて内温160℃に安定するまで約1時間攪拌した後、ヨウ化亜鉛2.31g(0.007モル)を投入して約12時間反応させた。冷却後、参考例1と全く同様の操作を行い約11.2g(中間体1および4,5−ジクロロフタロニトリルに対する収率98.9モル%)が得られた。
このようにして得られたフタロシアニン誘導体を、参考例1と全く同じ操作により最大吸収波長、グラム吸光係数および耐熱性を測定し、その結果を表4にまとめた。
<参考例11>
亜鉛フタロシアニン誘導体[Zn(C328.08)−{α−(4−COOCOCH)CO},{β−(4−COOCOCH)CO}3.96−x0.08Cl11.88] (0≦x<3.96)の合成
150mlフラスコに、合成例1で得られた中間体1、10.64g(0.025モル)、2,3−ジシアノピラジン0.03g(0.0003モル)、BN3.56gを投入し、窒素流通下(10ml/min)、マグネチックスターラーを用いて内温160℃に安定するまで約1時間攪拌した後、ヨウ化亜鉛2.22g(0.007モル)を投入して約12時間反応させた。冷却後、参考例1と全く同様の操作を行い約10.45g(中間体1および2,3−ジシアノピラジンに対する収率94.3モル%)が得られた。
このようにして得られたフタロシアニン誘導体を、参考例1と全く同じ操作により最大吸収波長、グラム吸光係数および耐熱性を測定し、その結果を表4にまとめた。
<参考例12>
フタロシアニン誘導体[ZnPc−{α−(4−COOCOCH)CO},{β−(4−COOCOCH)CO}3.8−x0.811.4](0≦x<3.8)の合成
150mlフラスコに、合成例3で得られた中間体3、8.99g(0.025モル)、フタロニトリル0.17g(0.001モル)、BN3.05gを投入し、窒素流通下(10ml/min)、マグネチックスターラーを用いて内温160℃に安定するまで約1時間攪拌した後、ヨウ化亜鉛2.31g(0.007モル)を投入して約12時間反応させた。冷却後、参考例1と全く同様の操作を行い約8.95g(中間体3およびフタロニトリルに対する収率93.3モル%)が得られた。
<参考例13>
フタロシアニン誘導体[ZnPc−α−{(CHCH(OCH)COOC)CS}0.2,{α−(4−COOCOCH)CO},{β−(4−COOCOCH)CO}3.8−x0.6Cl11.4](0≦x<3.8)の合成
150mlフラスコに、合成例1で得られた中間体1、10.21g(0.024モル)、合成例4で得られた中間体4、0.40g(0.001モル)、BN3.54gを投入し、窒素流通下(10ml/min)、マグネチックスターラーを用いて内温160℃に安定するまで約1時間攪拌した後、ヨウ化亜鉛2.22g(0.007モル)を投入して約12時間反応させた。冷却後、参考例1と全く同様の操作を行い約10.0g(中間体1および中間体4に対する収率90.7モル%)が得られた。
このようにして得られたフタロシアニン誘導体を、参考例1と全く同じ操作により最大吸収波長、グラム吸光係数および耐熱性を測定し、その結果を表4にまとめた。
<参考例14>
フタロシアニン誘導体[ZnPc−{α−(4−SOOCH)CO},{β−(4−SOOCH)CO}3.8−x0.8Cl11.4](0≦x<3.8)の合成
150mlフラスコに、合成例5で得られた中間体5、11.08g(0.024モル)、フタロニトリル0.16g(0.001モル)、BN3.75gを投入し、窒素流通下(10ml/min)、マグネチックスターラーを用いて内温160℃に安定するまで約1時間攪拌した後、ヨウ化亜鉛2.22g(0.007モル)を投入して約12時間反応させた。冷却後、参考例1と全く同様の操作を行い約10.55g(中間体5およびフタロニトリルに対する収率90.5モル%)が得られた。
このようにして得られたフタロシアニン誘導体を、参考例1と全く同じ操作により最大吸収波長、グラム吸光係数および耐熱性を測定し、その結果を表4にまとめた。
なお、上記、参考例1〜14の構造を表1に纏める。また、各合成例で調製された中間体と、各参考例において混合されたフタロニトリル誘導体の関係を表2に示す。
Figure 2011197670
Figure 2011197670
Figure 2011197670
Figure 2011197670
Figure 2011197670
Figure 2011197670
Figure 2011197670
Figure 2011197670
Figure 2011197670
Figure 2011197670
本発明においては、R〜Rとして導入されるすべての基のうち、0.05個以上3個未満は、水素原子であり、1〜6個は、置換基(ア)であり、かつ、残部はハロゲン原子であることを特徴としている。
ここで、水素原子、置換基(ア)、ハロゲン原子の個数の数え方の方法を以下に示す。
例えば、参考例1を例に挙げれば、(i)中間体1と、(ii)フタロニトリルとが混合されている。
(i)中間体1は、テトラクロロフタロニトリル(TCPN)とp−ヒドロキシ安息香酸メチルセルソルブとを混合することを含むことによって調製される。テトラクロロフタロニトリル(TCPN)は、塩素原子を4つ有しているが、そのうちの1つが、表2の「置換基数」の項目から分かるように、p−ヒドロキシ安息香酸メチルセルソルブに由来する置換基(ア)に置換されている。残りの3つは塩素原子のままである。よって、結果として、中間体1の1ユニットは、ベンゼン環に、3.0個の塩素原子と、1.0個のp−ヒドロキシ安息香酸メチルセルソルブに由来する置換基(ア)と、2.0個のシアノ基が導入されている形態となっている。
(ii)フタロニトリルは、ベンゼン環に、4.0個の水素原子と、2.0個のシアノ基が導入されている形態である。
フタロシアニン誘導体を製造するためには、(i)中間体1も、(ii)フタロニトリルもそれぞれ4つのユニットが必要であり、さらに、表2のブレンド比で混合されるため、結果として、置換基(ア)の個数は、1.0(置換基数)×4(ユニット)×0.95(ブレンド比)で算出され、3.8個となる。水素原子の個数は、4.0×4(ユニット)×0.05(ブレンド比)で算出され、0.8個となる。ハロゲン原子は、3.0(置換基数)×4(ユニット)×0.95(ブレンド比)で算出され、11.4個となる。
<参考例15>
参考例2で得られたフタロシアニン誘導体を、耐熱性の評価を以下の耐熱性評価方法(2)の方法で実施した以外は、参考例1と全く同じ操作により最大吸収波長、グラム吸光係数および耐熱性を測定し、その結果を表4にまとめた。
<耐熱性評価方法(2)>
得られたフタロシアニン誘導体0.125gに(株)日本触媒社製マレイミド系バインダーポリマー38.7wt%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と略す)溶液0.42gおよびPGMEA20.0g、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート0.112g、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)社製(IRGACURE369)0.01gを加え、溶解、混合して、樹脂塗料液を調製した。得られた樹脂塗料液をバーコーターを使用して、ガラス板に乾燥膜中の色素濃度30wt%、乾燥膜厚が0.1μmとなるよう塗布し、80℃にて30分間乾燥させた。このようにして得られたコーティングガラス板の吸収スペクトルを分光光度計(日立製作所(株)社製:U−2910)にて測定し、これを加熱前スペクトルとした。次に、加熱前スペクトルを測定した塗膜ガラス板を220℃にて20分間、加熱処理した。この加熱処理したコーティングガラス板の吸収スペクトルを分光光度計にて測定し、これを加熱後スペクトルとした。このように測定した加熱前、加熱後の各スペクトルにおいて380nm〜900nmまでの吸光度を積分し、加熱前と加熱後でその吸光度の差を測定した。また、加熱前スペクトルをE、加熱後スペクトルをE、測定した吸光度の差をΔEとしたとき、ΔEを以下の式で計算した。
Figure 2011197670
このようにして測定した結果を以下の表4にまとめる。なお、膜の厚みと対応する参考例の関係を示す表を表3としてまとめる。
<参考例16>
参考例15において、参考例2で得られたフタロシアニン誘導体を、参考例3で得られたフタロシアニン誘導体に置き換えた以外は、参考例15と全く同様に操作し最大吸収波長、グラム吸光係数および耐熱性を測定し、その結果を表4にまとめた。
<参考例17>
参考例15において、参考例2で得られたフタロシアニン誘導体を、参考例4で得られたフタロシアニン誘導体に置き換えた以外は、参考例15と全く同様に操作し最大吸収波長、グラム吸光係数および耐熱性を測定し、その結果を表4にまとめた。
<参考例18>
参考例15において、参考例2で得られたフタロシアニン誘導体を、参考例5で得られたフタロシアニン誘導体に置き換えた以外は、参考例15と全く同様に操作し最大吸収波長、グラム吸光係数および耐熱性を測定し、その結果を表4にまとめた。
<参考例19>
参考例15において、参考例2で得られたフタロシアニン誘導体を、参考例6で得られたフタロシアニン誘導体に置き換えた以外は、参考例15と全く同様に操作し最大吸収波長、グラム吸光係数および耐熱性を測定し、その結果を表4にまとめた。
<参考例20>
参考例15において、参考例2で得られたフタロシアニン誘導体を、参考例7で得られたフタロシアニン誘導体に置き換えた以外は、参考例15と全く同様に操作し最大吸収波長、グラム吸光係数および耐熱性を測定し、その結果を表4にまとめた。
<参考例21>
参考例15において、参考例2で得られたフタロシアニン誘導体を、参考例8で得られたフタロシアニン誘導体に置き換えた以外は、参考例15と全く同様に操作し最大吸収波長、グラム吸光係数および耐熱性を測定し、その結果を表4にまとめた。
<参考例22>
参考例15において、参考例2で得られたフタロシアニン化合物を、参考例9で得られたフタロシアニン化合物に置き換えた以外は、参考例15と全く同様に操作し最大吸収波長、グラム吸光係数および耐熱性を測定し、その結果を表4にまとめた。
<参考例23>
参考例15において、参考例2で得られたフタロシアニン誘導体を、参考例10で得られたフタロシアニン誘導体に置き換えた以外は、参考例15と全く同様に操作し最大吸収波長、グラム吸光係数および耐熱性を測定し、その結果を表4にまとめた。
<参考例24>
参考例15において、参考例2で得られたフタロシアニン誘導体を、参考例11で得られたフタロシアニン誘導体に置き換えた以外は、参考例15と全く同様に操作し最大吸収波長、グラム吸光係数および耐熱性を測定し、その結果を表4にまとめた。
<参考例25>
参考例15において、参考例2で得られたフタロシアニン誘導体を、参考例12で得られたフタロシアニン誘導体に置き換えた以外は、参考例15と全く同様に操作し最大吸収波長、グラム吸光係数および耐熱性を測定し、その結果を表4にまとめた。
<参考例26>
参考例15において、参考例2で得られたフタロシアニン誘導体を、参考例13で得られたフタロシアニン誘導体に置き換えた以外は、参考例15と全く同様に操作し最大吸収波長、グラム吸光係数および耐熱性を測定し、その結果を表1にまとめた。
<参考例27>
参考例15において、参考例2で得られたフタロシアニン誘導体を、参考例14で得られたフタロシアニン誘導体に置き換えた以外は、参考例15と全く同様に操作し最大吸収波長、グラム吸光係数および耐熱性を測定し、その結果を表4にまとめた。
なお、下記に参考例15〜27と、参考例2〜14の対応を以下に纏める。
<参考例28>
フタロシアニン誘導体[ZnPc−{α−(4−COOCH)CO},{β−(4−COOCH)CO}5.7−x0.8Cl9.5](0≦x<5.7)の合成
150mlフラスコに、合成例6で得られた中間体6、6.59g(0.015モル)、フタロニトリル0.10g(0.001モル)、BN6.69gを投入し、窒素流通下(10ml/min)、マグネチックスターラーを用いて内温160℃に安定するまで約1時間攪拌した後、ヨウ化亜鉛1.39g(0.004モル)を投入して約12時間反応させた。冷却後、参考例1と全く同様の操作を行い約5.7g(中間体6およびフタロニトリルに対する収率82.0モル%)が得られた。
このようにして得られたフタロシアニン誘導体を、参考例1と全く同じ操作により最大吸収波長、グラム吸光係数および耐熱性を測定し、その結果を表4にまとめた。
<参考例29>
フタロシアニン誘導体[ZnPc−{α−(4−COOCOCH)CO},{β−(4−COOCOCH)CO}2.28−x0.8Cl12.92](0≦x<2.28)の合成
150mlフラスコに、合成例7で得られた中間体7、5.43g(0.015モル)、フタロニトリル0.10g(0.001モル)、BN5.53gを投入し、窒素流通下(10ml/min)、マグネチックスターラーを用いて内温160℃に安定するまで約1時間攪拌した後、ヨウ化亜鉛1.39g(0.004モル)を投入して約12時間反応させた。冷却後、参考例1と全く同様の操作を行い約5.3g(中間体7およびフタロニトリルに対する収率91.6モル%)が得られた。
このようにして得られたフタロシアニン誘導体を、参考例1と全く同じ操作により最大吸収波長、グラム吸光係数および耐熱性を測定し、その結果を表4にまとめた。
<参考例30>
フタロシアニン誘導体[ZnPc−{α−(4−COOCOCH)CO},{β−(4−COOCOCH)CO}1.14−x0.8Cl14.06](0≦x<1.14)の合成
150mlフラスコに、合成例8で得られた中間体8、4.71g(0.015モル)、フタロニトリル0.10g(0.001モル)、BN4.81gを投入し、窒素流通下(10ml/min)、マグネチックスターラーを用いて内温160℃に安定するまで約1時間攪拌した後、ヨウ化亜鉛1.39g(0.004モル)を投入して約12時間反応させた。冷却後、参考例1と全く同様の操作を行い約3.9g(中間体8およびフタロニトリルに対する収率77.0モル%)が得られた。
このようにして得られたフタロシアニン誘導体を、参考例1と全く同じ操作により最大吸収波長、グラム吸光係数および耐熱性を測定し、その結果を表4にまとめた。
<参考例31>
フタロシアニン誘導体[ZnPc−{α−(4−COOCOCH)CO},{α−(2−OCH−4−COOCOCH)CO},{β−(4−COOCOCH)CO}2.72−x,{β−(2−OCH−4−COOCOCH)CO}0.68−y2.4Cl10.2](0≦x<2.72,0≦y<0.68)の合成
150mlフラスコに、合成例9で得られた中間体9、11.22g(0.026モル)、フタロニトリル0.59g(0.005モル)、BN3.94gを投入し、窒素流通下(10ml/min)、マグネチックスターラーを用いて内温160℃に安定するまで約1時間攪拌した後、ヨウ化亜鉛2.69g(0.008モル)を投入して約12時間反応させた。冷却後、参考例1と全く同様の操作を行い約12.25g(中間体9およびフタロニトリルに対する収率99.5モル%)が得られた。
このようにして得られたフタロシアニン誘導体を、参考例1と全く同じ操作により最大吸収波長、グラム吸光係数および耐熱性を測定し、その結果を表4にまとめた。
<参考例32>
フタロシアニン誘導体[ZnPc−{α−(2−COOCOCH)C10−6−O},{β−(2−COOCOCH)C10−6−O}3.8−x0.8Cl11.4](0≦x<3.8)の合成
150mlフラスコに、合成例10で得られた中間体10、5.47g(0.012モル)、フタロニトリル0.08g(0.001モル)、BN5.55gを投入し、窒素流通下(10ml/min)、マグネチックスターラーを用いて内温160℃に安定するまで約1時間攪拌した後、ヨウ化亜鉛1.06g(0.003モル)を投入して約12時間反応させた。冷却後、参考例1と全く同様の操作を行い約4.5g(中間体10およびフタロニトリルに対する収率78.3モル%)が得られた。
このようにして得られたフタロシアニン誘導体を、参考例1と全く同じ操作により最大吸収波長、グラム吸光係数および耐熱性を測定し、その結果を表4にまとめた。
<参考例33>
フタロシアニン誘導体[ZnPc−{α−(4−COOCOCH)CO},{α−(4−CN)CO}0.96,{β−(4−COOCOCH)CO}3.04−x2.88Cl9.12](0≦x<3.04)の合成
150mlフラスコに、合成例1で得られた中間体1、6.38g(0.015モル)、合成例11で得られた中間体11、1.16g(0.005モル)、BN7.55gを投入し、窒素流通下(10ml/min)、マグネチックスターラーを用いて内温160℃に安定するまで約1時間攪拌した後、ヨウ化亜鉛1.73g(0.005モル)を投入して約12時間反応させた。冷却後、参考例1と全く同様の操作を行い約7.85g(中間体1および中間体11に対する収率99.8モル%)が得られた。
このようにして得られたフタロシアニン誘導体を、参考例1と全く同じ操作により最大吸収波長、グラム吸光係数および耐熱性を測定し、その結果を表4にまとめた。
<参考例34>
フタロシアニン誘導体[ZnPc−{α−(4−COOCOCH)CO},{α−(4−NO)CO}0.68,{β−(4−COOCOCH)CO}3.32−x2.04Cl9.96](0≦x<3.32)の合成
150mlフラスコに、合成例1で得られた中間体1、6.38g(0.015モル)、合成例12で得られた中間体12、0.81g(0.003モル)、BN7.20gを投入し、窒素流通下(10ml/min)、マグネチックスターラーを用いて内温160℃に安定するまで約1時間攪拌した後、ヨウ化亜鉛1.59g(0.005モル)を投入して約12時間反応させた。冷却後、参考例1と全く同様の操作を行い約7.45g(中間体1および中間体12に対する収率99.4モル%)が得られた。
このようにして得られたフタロシアニン誘導体を、参考例1と全く同じ操作により最大吸収波長、グラム吸光係数および耐熱性を測定し、その結果を表4にまとめた。
<参考例35>
フタロシアニン誘導体[ZnPc−{α−(4−COOCOCH)CO},{α−(2−C)CO},{β−(4−COOCOCH)CO}3.42−x,{β−(2−C)CO}0.38−y0.8Cl11.4](0≦x<3.42,0≦y<0.38)の合成
150mlフラスコに、合成例13で得られた中間体13、6.35g(0.015モル)、フタロニトリル0.10g(0.001モル)、BN6.45gを投入し、窒素流通下(10ml/min)、マグネチックスターラーを用いて内温160℃に安定するまで約1時間攪拌した後、ヨウ化亜鉛1.39g(0.004モル)を投入して約12時間反応させた。冷却後、参考例1と全く同様の操作を行い約6.45g(中間体13およびフタロニトリルに対する収率96.2モル%)が得られた。
このようにして得られたフタロシアニン誘導体を、参考例1と全く同じ操作により最大吸収波長、グラム吸光係数および耐熱性を測定し、その結果を表4にまとめた。
<参考例36>
フタロシアニン誘導体[ZnPc−{α−(4−COOCOCH)CO},{α−(2−COOCH)CS},{β−(4−COOCOCH)CO}3.04−x,{β−(2−COOCH)CS}0.76−y0.8Cl11.4](0≦x<3.04,0≦y<0.76)の合成
150mlフラスコに、合成例14で得られた中間体14、6.30g(0.015モル)、フタロニトリル0.10g(0.001モル)、BN6.40gを投入し、窒素流通下(10ml/min)、マグネチックスターラーを用いて内温160℃に安定するまで約1時間攪拌した後、ヨウ化亜鉛1.39g(0.004モル)を投入して約12時間反応させた。冷却後、参考例1と全く同様の操作を行い約6.35g(中間体14およびフタロニトリルに対する収率95.4モル%)が得られた。
このようにして得られたフタロシアニン誘導体を、参考例1と全く同じ操作により最大吸収波長、グラム吸光係数および耐熱性を測定し、その結果を表4にまとめた。
<参考例37>
フタロシアニン誘導体[ZnPc−{α−(4−COOCOCH)CO},{α−(4−OCH)CO},{β−(4−COOCOCH)CO}3.42−x,{β−(4−OCH)CO}0.38−y0.8Cl11.4](0≦x<3.42,0≦y<0.38)の合成
150mlフラスコに、合成例15で得られた中間体15、6.28g(0.015モル)、フタロニトリル0.10g(0.001モル)、BN6.38gを投入し、窒素流通下(10ml/min)、マグネチックスターラーを用いて内温160℃に安定するまで約1時間攪拌した後、ヨウ化亜鉛1.39g(0.004モル)を投入して約12時間反応させた。冷却後、参考例1と全く同様の操作を行い約6.1g(中間体15およびフタロニトリルに対する収率91.9モル%)が得られた。
このようにして得られたフタロシアニン誘導体を、参考例1と全く同じ操作により最大吸収波長、グラム吸光係数および耐熱性を測定し、その結果を表4にまとめた。
<参考例38>
フタロシアニン誘導体[ZnPc−{α−(4−COOCOCH)CO},{α−(2−C(CH)CO},{β−(4−COOCOCH)CO}3.42−x,{β−(2−C(CH)CO}0.38−y0.8Cl11.4](0≦x<3.42,0≦y<0.38)の合成
150mlフラスコに、合成例16で得られた中間体16、6.32g(0.015モル)、フタロニトリル0.10g(0.001モル)、BN6.42gを投入し、窒素流通下(10ml/min)、マグネチックスターラーを用いて内温160℃に安定するまで約1時間攪拌した後、ヨウ化亜鉛1.39g(0.004モル)を投入して約12時間反応させた。冷却後、参考例1と全く同様の操作を行い約6.65g(中間体16およびフタロニトリルに対する収率99.6モル%)が得られた。
このようにして得られたフタロシアニン誘導体を、参考例1と全く同じ操作により最大吸収波長、グラム吸光係数および耐熱性を測定し、その結果を表4にまとめた。
<参考例39>
フタロシアニン誘導体[ZnPc−{α−(4−COOCOCH)CO},{α−(3−COOC)CO},{β−(4−COOCOCH)CO}2.66−x,{β−(3−COOC)CO}1.14−y0.8Cl11.4](0≦x<2.66,0≦y<1.14)の合成
150mlフラスコに、合成例17で得られた中間体17、6.25g(0.015モル)、フタロニトリル0.10g(0.001モル)、BN6.35gを投入し、窒素流通下(10ml/min)、マグネチックスターラーを用いて内温160℃に安定するまで約1時間攪拌した後、ヨウ化亜鉛1.39g(0.004モル)を投入して約12時間反応させた。冷却後、参考例1と全く同様の操作を行い約6.56g(中間体17およびフタロニトリルに対する収率99.3モル%)が得られた。
このようにして得られたフタロシアニン誘導体を、参考例1と全く同じ操作により最大吸収波長、グラム吸光係数および耐熱性を測定し、その結果を表4にまとめた。
<参考例40>
フタロシアニン誘導体[ZnPc−{α−(4−COOCOCH)CO},{α−CO},{β−(4−COOCOCH)CO}2.72−x,{β−CO}0.68−y2.4Cl10.2](0≦x<2.72,0≦y<0.68)の合成
150mlフラスコに、合成例18で得られた中間体18、11.00g(0.026モル)、フタロニトリル0.59g(0.005モル)、BN3.86gを投入し、窒素流通下(10ml/min)、マグネチックスターラーを用いて内温160℃に安定するまで約1時間攪拌した後、ヨウ化亜鉛2.69g(0.008モル)を投入して約12時間反応させた。冷却後、参考例1と全く同様の操作を行い約12.05g(中間体18およびフタロニトリルに対する収率99.7モル%)が得られた。
このようにして得られたフタロシアニン誘導体を、参考例1と全く同じ操作により最大吸収波長、グラム吸光係数および耐熱性を測定し、その結果を表4にまとめた。
<参考例41>
フタロシアニン誘導体[ZnPc−{α−(4−COOCOCH)CO},{α−(3,5−Br−4−COOCOCH)CO},{β−(4−COOCOCH)CO}2.72−x,{β−(3,5−Br−4−COOCOCH)CO}0.68−y2.4Cl10.2](0≦x<2.72,0≦y<0.68)の合成
150mlフラスコに、合成例19で得られた中間体19、10.97g(0.024モル)、フタロニトリル0.54g(0.004モル)、BN3.84gを投入し、窒素流通下(10ml/min)、マグネチックスターラーを用いて内温160℃に安定するまで約1時間攪拌した後、ヨウ化亜鉛2.48g(0.008モル)を投入して約12時間反応させた。冷却後、参考例1と全く同様の操作を行い約11.5g(中間体19およびフタロニトリルに対する収率96.0モル%)が得られた。
このようにして得られたフタロシアニン誘導体を、参考例1と全く同じ操作により最大吸収波長、グラム吸光係数および耐熱性を測定し、その結果を表4にまとめた。
<参考例42>
フタロシアニン誘導体[ZnPc−{α−(4−COOCOCH)CO},{α−(4−CF)CO},{β−(4−COOCOCH)CO}3.42−x,{β−(4−CF)CO}0.38−y0.8Cl11.4](0≦x<3.42,0≦y<0.38)の合成
150mlフラスコに、合成例20で得られた中間体20、6.33g(0.015モル)、フタロニトリル0.10g(0.001モル)、BN6.43gを投入し、窒素流通下(10ml/min)、マグネチックスターラーを用いて内温160℃に安定するまで約1時間攪拌した後、ヨウ化亜鉛1.39g(0.004モル)を投入して約12時間反応させた。冷却後、参考例1と全く同様の操作を行い約6.57g(中間体20およびフタロニトリルに対する収率98.2モル%)が得られた。
このようにして得られたフタロシアニン誘導体を、参考例1と全く同じ操作により最大吸収波長、グラム吸光係数および耐熱性を測定し、その結果を表4にまとめた。
<参考例43>
フタロシアニン誘導体[ZnPc−{α−(4−COOCOCH)CO},{α−C5O},{β−(4−COOCOCH)CO}1.9−x{β−C5O}0.76−y0.8Br1.22Cl11.32](0≦x<1.9,0≦y<0.76)の合成
150mlフラスコに、合成例21で得られた中間体21、5.58g(0.015モル)、フタロニトリル0.10g(0.001モル)、BN5.68gを投入し、窒素流通下(10ml/min)、マグネチックスターラーを用いて内温160℃に安定するまで約1時間攪拌した後、ヨウ化亜鉛1.32g(0.004モル)を投入して約12時間反応させた。冷却後、参考例1と全く同様の操作を行い約5.52g(中間体21およびフタロニトリルに対する収率97.2モル%)が得られた。
このようにして得られたフタロシアニン誘導体を、参考例1と全く同じ操作により最大吸収波長、グラム吸光係数および耐熱性を測定し、その結果を表4にまとめた。
<参考例44>
参考例15において、参考例2で得られたフタロシアニン誘導体を、参考例28で得られたフタロシアニン誘導体に置き換えた以外は、参考例15と全く同様に操作し最大吸収波長、グラム吸光係数および耐熱性を測定し、その結果を表4にまとめた。
<参考例45>
参考例15において、参考例2で得られたフタロシアニン誘導体を、参考例30で得られたフタロシアニン誘導体に置き換えた以外は、参考例15と全く同様に操作し最大吸収波長、グラム吸光係数および耐熱性を測定し、その結果を表4にまとめた。
<参考例46>
参考例15において、参考例2で得られたフタロシアニン誘導体を、参考例31で得られたフタロシアニン誘導体に置き換えた以外は、参考例15と全く同様に操作し最大吸収波長、グラム吸光係数および耐熱性を測定し、その結果を表4にまとめた。
<参考例47>
参考例15において、参考例2で得られたフタロシアニン誘導体を、参考例32で得られたフタロシアニン誘導体に置き換えた以外は、参考例15と全く同様に操作し最大吸収波長、グラム吸光係数および耐熱性を測定し、その結果を表4にまとめた。
<参考例48>
参考例15において、参考例2で得られたフタロシアニン誘導体を、参考例33で得られたフタロシアニン誘導体に置き換えた以外は、参考例15と全く同様に操作し最大吸収波長、グラム吸光係数および耐熱性を測定し、その結果を表4にまとめた。
<参考例49>
参考例15において、参考例2で得られたフタロシアニン誘導体を、参考例35で得られたフタロシアニン誘導体に置き換えた以外は、参考例15と全く同様に操作し最大吸収波長、グラム吸光係数および耐熱性を測定し、その結果を表4にまとめた。
<参考例50>
参考例15において、参考例2で得られたフタロシアニン誘導体を、参考例36で得られたフタロシアニン誘導体に置き換えた以外は、参考例15と全く同様に操作し最大吸収波長、グラム吸光係数および耐熱性を測定し、その結果を表4にまとめた。
<参考例51>
参考例15において、参考例2で得られたフタロシアニン誘導体を、参考例38で得られたフタロシアニン誘導体に置き換えた以外は、参考例15と全く同様に操作し最大吸収波長、グラム吸光係数および耐熱性を測定し、その結果を表4にまとめた。
<参考例52>
参考例15において、参考例2で得られたフタロシアニン誘導体を、参考例41で得られたフタロシアニン誘導体に置き換えた以外は、参考例15と全く同様に操作し最大吸収波長、グラム吸光係数および耐熱性を測定し、その結果を表4にまとめた。
<参考例53>
参考例15において、参考例2で得られたフタロシアニン誘導体を、参考例42で得られたフタロシアニン誘導体に置き換えた以外は、参考例15と全く同様に操作し最大吸収波長、グラム吸光係数および耐熱性を測定し、その結果を表4にまとめた。
Figure 2011197670
<比較例1>
フタロシアニン化合物[ZnPc−{β−(2−COOCH)CO}12]の合成
150mlフラスコに、合成例22で得られた中間体22、4.17g(0.015モル)、ヨウ化亜鉛1.32g(0.004モル)、ベンゾニトリル30.94gを投入し、窒素流通下(10ml/min)、内温185℃、マグネチックスターラーを用いて攪拌しながら約5時間反応させた。冷却後、参考例1と全く同様の操作を行い約3.8g(中間体6に対する収率84.9モル%)が得られた。
このようにして得られたフタロシアニン誘導体を、参考例1と全く同じ操作により最大吸収波長、グラム吸光係数および耐熱性を測定し、その結果を表4にまとめた。
<比較例2>
特開2008−50599号公報の実施例18に記載のあるフタロシアニン化合物{ZnPc(3−COOCHPhO)(3−COOHPhO)}を、参考例1と全く同じ操作により最大吸収波長、グラム吸光係数、吸光度比および耐熱性を測定し、その結果を表4にまとめた。
Figure 2011197670
Figure 2011197670
参考例1〜14、28〜43で合成したフタロシアニン誘導体は、比較参考例1で合成したβ位4置換フタロシアニン誘導体,比較参考例2で合成したβ位8置換フタロシアニン誘導体と比べてグラム吸光係数(εg)に優位性はみられないものの、耐熱性については、比較参考例1で合成した高耐熱性を有するβ位4置換フタロシアニン誘導体に比べて2倍以上向上した。また、比較参考例1,2に比べ、参考例1〜14、28〜43のフタロシアニン誘導体は格段に優れた溶剤溶解性を示した。
続いて、フタロシアニン化合物と、黄色系色素と、を含む、カラーフィルタ組成物の実施例を説明する。
[アゾ色素中間体(a)の合成例]
スルファニル酸37.0部を水150部、および濃塩酸32.0部と共に十分撹拌した後、4N亜硝酸ナトリウム25.0部を用いて5〜10℃でジアゾ化し、次いで1−エチル−1,2−ジヒドロ−6−ヒドロキシ−4−メチル−2−オキソ−3−ピリジンカルボニトリル42.0部に水370部を加え、さらに2N水酸化ナトリウムでpH8に調製した溶液をカップリング成分中に10℃以下の温度に保持して添加した。水酸化ナトリウムでpH5.0に調製してカップリング反応を完結させ、反応終了後塩化ナトリウム100部を用いて塩析させ、析出した生成物を濾別し、乾燥させて下記で表されるアゾ色素中間体(a)を60.4部(78%)得た。
Figure 2011197670
[アゾ色素(1)の合成例]
アゾ色素(1):
Figure 2011197670
の合成例
アゾ色素中間体(a)50.0部を0.1N水酸化ナトリウム水溶液に溶解し、トリオクチルアミン51.2部とクロロホルムを加えて撹拌した。これに濃硫酸を加えてpH1.0に調製した後、有機層を分離して濃縮し、乾燥してアゾ色素(1)を77.0部(収率78%)得た。
[アゾ色素(2)の合成例]
アゾ色素(2):
Figure 2011197670
の合成例
アゾ色素の合成例1のトリオクチルアミンをトリブチルアミン(26.9部)に変えた以外は同様にして操作し、アゾ色素(2)を54.4部(収率72%)得た。
[アゾ色素(3)の合成例]
アゾ色素(3):
Figure 2011197670
の合成例
アゾ色素の合成例1のスルファニル酸を4−クロロアニリン−3−スルホン酸(33.8部)に変えた以外は同様にして操作し、アゾ色素(3)を47.9部(収率75%)得た。
[スルホン酸塩化物(b)の合成例]
Figure 2011197670
アゾ色素中間体(a)35.0部をジメチルホルムアミド15.6部、およびアセトニトリル215.5部の混合溶媒中、氷冷下撹拌して懸濁させている中に、塩化チオニルを滴下した。しばらくしたら40℃に昇温し、さらに4時間撹拌した。その後、懸濁液を525部の水へ撹拌しながら注ぎ込み、さらに10分間撹拌した。生じた沈殿物を濾取し、60℃で数時間真空乾燥することによりスルホン酸塩化物(b)を29.2部(アゾ色素中間体(a)に対して80モル%)得た。
[アゾ色素(4)の合成例]
アゾ色素(4):
Figure 2011197670
スルホン酸塩化物(b)29.2部をクロロホルム中に氷冷下懸濁し、2−エチルヘキシルアミン14.9部、およびトリエチルアミン38.9部の混合溶液をゆっくり滴下した。室温まで昇温し、10分間撹拌した後、反応溶液を濃縮した。濃縮液をアセトン150部に溶解した後、1M塩酸600部に注ぎ込み、生じた沈殿物を濾取した。この沈殿物をメタノール400部に加熱還流下溶解し、ゆっくり室温まで冷却した。生じた沈殿物を濾取した後、60℃で数時間真空乾燥することによりアゾ色素(3)を28.4部(スルホン酸塩化物(b)に対して78モル%)得た。
アゾ色素(5):
Figure 2011197670
アゾ色素(6):
Figure 2011197670
アゾ色素(4)〜(6)は、アゾ色素(3)と同様の経路で合成した。
[N,N−ジ(2−エチルヘキシル)−4−ニトロ安息香酸アミドの合成例]
4−ニトロベンゾイルクロリド10部をクロロホルム200部に溶解し、ジ(2−エチルヘキシル)アミン14.3部とトリエチルアミン16.4部の混合溶媒を加えた。室温で30分間撹拌した後、水を加え、分離した。有機層を2M塩酸、飽和炭酸水素ナトリウム、飽和食塩水で順次洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥した。濾別、濃縮、真空乾燥し、N,N−ジ(2−エチルヘキシル)−4−ニトロ安息香酸アミドを16.8部(80モル%)得た。
[4−アミノ−N,N−ジ(2−エチルヘキシル)安息香酸アミドの合成例]
還元鉄7.22部を酢酸11.6部と水29.6部の混合溶媒に懸濁させ、80℃で1時間撹拌した。この懸濁液にN,N−ジ(2−エチルヘキシル)−4−ニトロ安息香酸アミド12.6部のエタノール(29.2部)溶液を滴下し、10分間撹拌を継続した後に室温まで冷却した。次に炭酸ナトリウム9.38部の水(50部)溶液を加え、ろ過した。濾液を濃縮し、アセトンを加えて撹拌した。その後再び濾過し、無水硫酸ナトリウムで乾燥後、濾過、濃縮、乾燥して4−アミノ−N,N−ジ(2−エチルヘキシル)安息香酸アミドを10.6部(91モル%)得た。
[アゾ色素(7)の合成例]
アゾ色素(7):
Figure 2011197670
4−アミノ−N,N−ジ(2−エチルヘキシル)安息香酸アミド2.70部を6.5wt%塩酸45部に溶解し、0℃で亜硝酸ナトリウム0.57部の水(6.70部)溶液を滴下し1時間撹拌した。その後、0℃でこの溶液を1−エチル−1,2−ジヒドロ−6−ヒドロキシ−4−メチル−2−オキソ−3−ピリジンカルボニトリル1.47部と水酸化ナトリウム0.56部の水(13.9部)溶液に滴下し、30分間撹拌した。沈殿物を濾取後、メタノール50gと水70gで撹拌洗浄し、真空乾燥することによりアゾ色素(7)を3.12部(78%)得た。
[4−ニトロフタル酸ジ(2−メトキシエチル)の合成例]
4−ニトロフタル酸50.0gをトルエン294gと2−メトキシエタノール108gの混合溶液に溶解し、さらに硫酸9.95gを加えて、Dean−Starkトラップを用いて水を除きながら加熱還流させた。5.5時間後、反応液を水に空けて2層分離し、水層を酢酸エチルで抽出した。合わせた有機層を飽和炭酸水素ナトリウム、飽和食塩水で順次洗浄した後、無水硫酸ナトリウムで乾燥した。ろ過後、濃縮し、減圧乾燥して4−ニトロフタル酸ジ(2−メトキシエチル)を78.5g(101モル%相当)得た。
[4−アミノフタル酸ジ(2−メトキシエチル)の合成例]
還元鉄31.2gを酢酸50gと水132gの混合溶媒に懸濁させ、80℃で1時間撹拌した。この懸濁液に4−ニトロフタル酸ジ(2−メトキシエチル)73.2gのエタノール(104g)溶液を滴下した後、40分間撹拌させた後室温まで冷却した。反応液を0℃に冷却し、炭酸ナトリウム水溶液をゆっくり滴下しpHが7〜8となるよう調節した。縣濁液を濃縮後、アセトンを加えて撹拌し、ろ過して得られた溶液を無水硫酸マグネシウムで乾燥した。ろ過後、濃縮、減圧乾燥して4−アミノフタル酸ビス(2−メトキシエチル)を59.9g(90モル%)得た。
[アゾ色素(8)の合成例]
アゾ色素(8):
Figure 2011197670
4−アミノフタル酸ジ(2−メトキシエチル)25.0gを、9wt%塩酸160gに溶解し、0℃で撹拌させた。この溶液に亜硝酸ナトリウム6.38gの水(13g)溶液をゆっくり滴下し、1時間0℃で撹拌し、スルファミン酸1.63gを加えた(溶液1−A)。また、別途、水酸化ナトリウム4.14gをメタノール108gに溶解して得られた溶液を、1−エチル−1,2−ジヒドロ−6−ヒドロキシ−4−メチル−2−オキソ−3−ピリジンカルボニトリル15.0gに加えて溶液1−Bを調製した。0℃に冷却した溶液1−Aに対し、溶液1−Bを滴下した。20分撹拌後、沈殿物を濾取し、水で洗浄後、60℃で一晩真空乾燥させてアゾ色素(8)を39.1g(4−アミノフタル酸ジ(2−メトキシエチル)に対する収率:96モル%)得た。
(実施例1)
(1)染料レジスト溶液の調製
下記の組成で混合して溶解し、染料レジスト溶液を調製した。
Figure 2011197670
(2)塗膜板の作製
あらかじめアセトンで表面を拭ったガラス基板に対して、前記(1)で得られた染料レジスト溶液を乾燥後の膜厚が約2μmになるようにスピンコーターを用いて25滴、1500rpm、1秒の条件で塗布し、80℃で30分間プリベークした。その後、UV照射して樹脂を硬化させた後、220℃で20分間ポストベークした。
(3)フィルターの評価
上記で得られた着色フィルターの色度座標値、耐熱性、耐光性およびコントラスト比を評価した。その結果を下記表5に示す。なお、下記表に示した色度座標値、耐熱性、耐光性およびコントラスト比は以下のようにして測定した。
(色素座標値)
日立分光光度計U−2910を用いて吸収波形を測定し、さらにこの波形に定数倍することで色度座標値のy=0.600となるように、色度(x、Y)を求めた。照明にはC光源を用いたとして計算した。
(耐熱性)
80℃でプリベークして得られたコーティングガラス板の吸収スペクトルを分光光度計(日立製作所(株)社製:U−2910)にて測定し、これを加熱前スペクトルとした。次に、このコーティングガラス板を光架橋し220℃にて20分間ポストベークした後、吸収スペクトルを分光光度計にて測定し、これを加熱後スペクトルとした。このように測定した加熱前、加熱後の各スペクトルにおいて380nm〜780nmまでの吸光度を積分し、加熱前と加熱後でその吸光度の差を測定した。また、加熱前スペクトルをE、加熱後スペクトルをE、測定した吸光度の差をΔEとしたとき、ΔEを以下の式で計算した。
Figure 2011197670
このようにして耐熱性を測定した。
(耐光性)
ポストベーク後のコーティングガラスをキセノン耐光性試験機(ATLAS社製サンテストCPS+)を用い、13万ルクスの光を照射し、経時での吸光度の残存率により次の3段階の評価を行った。
◎:10時間後の光照射前後のΔE値が5未満の場合
○:10時間後の光照射前後のΔE値が5〜30の場合
×:10時間後の光照射前後のΔE値が30を超える場合
(コントラスト比)
ポストベーク後のコーティングガラスを2枚の偏向板で挟み、2枚の偏向板の偏向軸が平行のときと直交の時の透過光量の比(コントラスト比)を測定した。その測定結果により次の3段階の評価を行った。
◎:コントラスト比が12000倍を超える場合
○:コントラスト比が10000〜12000倍の場合
×:コントラスト比が10000未満である場合
(実施例2)
染料レジストの配合比を下記のように変更した以外は全て実施例1と同様にして操作し、その結果を表5に示す。
Figure 2011197670
(実施例3)
染料レジストの配合比を下記のように変更した以外は全て実施例1と同様にして操作し、その結果を表5に示す。
Figure 2011197670
(実施例4)
染料レジストの配合比を下記のように変更した以外は全て実施例1と同様にして操作し、その結果を表5に示す。
Figure 2011197670
(実施例5)
染料レジストの配合比を下記のように変更した以外は全て実施例1と同様にして操作し、その結果を表5に示す。
Figure 2011197670
(実施例6)
染料レジストの配合比を下記のように変更した以外は全て実施例1と同様にして操作し、その結果を表5に示す。
Figure 2011197670
(実施例7)
染料レジストの配合比を下記のように変更した以外は全て実施例1と同様にして操作し、その結果を表5に示す。
Figure 2011197670
(実施例8)
染料レジストの配合比を下記のように変更した以外は全て実施例1と同様にして操作し、その結果を表5に示す。
Figure 2011197670
(実施例9)
染料レジストの配合比を下記のように変更した以外は全て実施例1と同様にして操作し、その結果を表5に示す。
Figure 2011197670
Figure 2011197670
通常、染料はポリマー樹脂に溶解するので、分散剤は必須ではないが、カラーフィルタ中では高濃度(約30wt%)になることがあるため、その結晶化を防止するために分散剤を用いると効果がある場合があり、実施例4よりも、分散剤を添加した実施例3の方が、コントラスト比が良好であった。

Claims (5)

  1. フタロシアニン誘導体と、黄色系色素と、を含む、カラーフィルタ組成物であって、
    前記フタロシアニン誘導体が、
    下記式(1):
    Figure 2011197670
    上記式(1)中、
    Mは、無金属、金属、金属酸化物または金属ハロゲン化物を表わし、
    〜Zは、それぞれ独立して、下記式(2)〜(5):
    Figure 2011197670
    であり、
    上記式(2)〜(5)中、
    pは、0〜4の整数であり、
    qは、0〜3の整数であり、
    rは、0〜2の整数であり、
    sは、0〜6の整数であり、
    〜Rは、それぞれ独立して、ニトロ基、アミノ基、水酸基、ハロゲン原子で置換されてもよい炭素数1〜8のアルキル基、置換基(a)、置換基(b)、−S−(RO)10、−S−L−A、および置換基(c)からなる群から選択される置換基(ア)またはハロゲン原子であり、
    は、炭素数1〜3のアルキレン基であり、R10は、水素原子、炭素数1〜8のアルキル基、炭素数1〜8のアシル基、または置換基を有していてもよいアルキルカルバモイル基であり、xは、1〜4の整数であり、
    Lは、置換基を有していてもよい炭素数1〜3のアルキレン基であり、Aは、それぞれ独立して、COOJ、OJ、CONJまたはNJであり、この際、Jは、それぞれ独立して、水素原子、置換基を有していてもよい炭素数1〜8のアシル基、置換基を有していてもよいアルコシキカルボニル基、置換基を有していてもよい炭素数1〜8のアルキル基、または、−(R11O)12であり、R11は、炭素数1〜3のアルキレン基であり、R12は、水素原子、炭素数1〜8のアルキル基、炭素数1〜8のアシル基、または置換基を有していてもよいアルキルカルバモイル基であり、yは、1〜4の整数であり、
    前記置換基(a)は、下記式(6)、(6’)または(6’’):
    Figure 2011197670
    上記式(6)、(6’)および(6’’)中、Rは、炭素数1〜8のアルコキシ基またはハロゲン原子であり、Rは、炭素数1〜3のアルキレン基であり、Rは、炭素数1〜8のアルキル基であり、tは、0〜4の整数であり、uは、0〜4の整数であり、t’は、0〜6の整数で表わされ、
    前記置換基(b)は、下記式(7):
    Figure 2011197670
    上記式(7)中、Xは、酸素原子または硫黄原子であり、ArはRで置換されていてもよいフェニル基またはナフチル基であり、この際、Rは、それぞれ独立して、シアノ基、ニトロ基、COOY、OY、ハロゲン原子、アリール基、またはハロゲン原子で置換されていてもよい炭素数1〜8のアルキル基であり、この際、Yは、炭素数1〜8のアルキル基であり、で表わされ、
    前記置換基(c)は、下記式(8):
    Figure 2011197670
    上記式(8)中、R13は、それぞれ独立して、COOJ’、OJ’、CON(J’)、N(J’)またはハロゲン原子であり、この際、J’は、それぞれ独立して、水素原子、置換基を有していてもよいアルコシキカルバモイル基、置換基を有していてもよいアルコシキカルボニル基、置換基を有していてもよいフェニル基、置換基を有していてもよい炭素数1〜8のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素数1〜8のアルコキシ基または−(R14O)15であり、wは、0〜5の整数であり、R14は、炭素数1〜3のアルキレン基であり、R15は、水素原子または炭素数1〜8のアルキル基であり、zは、1〜4の整数である、で表わされ、
    この際、R〜Rとして導入されるすべての基のうち、0.05個以上3個未満は、水素原子であり、1〜6個は、置換基(ア)であり、かつ、残部はハロゲン原子である:
    で示される、カラーフィルタ組成物。
  2. 前記置換基(ア)のうち、1〜6個は、前記置換基(a)である、請求項1に記載のカラーフィルタ組成物。
  3. 前記置換基(ア)のうち、1〜4個は、前記置換基(a)である、請求項2に記載のカラーフィルタ組成物。
  4. 前記黄色系色素が、下記式(ア)または下記式(イ)で表わされるアゾ系染料またはその塩である、請求項1〜3のいずれか1項に記載のカラーフィルタ組成物:
    Figure 2011197670
    Figure 2011197670
    上記式中、
    Qは、置換または非置換の炭素数1〜5のアルキル基、置換または非置換の炭素数1〜5のアルコキシ基、ハロゲン原子、ニトロ基、スルホ基、スルファモイル基、N−置換スルファモイル基、アルコキシカルボニル基、およびN−置換カルバモイル基よりなる群から選択される少なくとも1種の基を有するアリール基、あるいは、置換または非置換のヘテロアリール基であり、
    は、水素原子、置換または非置換の炭素数1〜12のアルキル基、置換または非置換の炭素数7〜20のアラルキル基、−(RO)、−COR、あるいは、置換または非置換の炭素数6〜20のアリール基であり、ここで、Rは炭素数1〜3のアルキレン基であり、Rは水素原子または炭素数1〜8のアルキル基であり、rは0〜4の整数であり、Rは、置換または非置換の1〜8のアルキル基であり、
    は、置換または非置換の炭素数1〜5のアルキル基、置換または非置換のアミノ基であり、
    は、水素原子、−CNまたは−CONHであり、
    およびDは、それぞれ独立して、置換または非置換のアミノ基である。
  5. さらに、分散剤を含む、請求項1〜4のいずれか1項に記載のカラーフィルタ組成物。
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