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着色剂多聚体,着色可固化组合物,彩色滤光片及其制备方法,以及具有所述彩色滤光片的固态图像传感器,图像显示装置,液晶显示器装置和有机EL显示器

摘要

一种着色剂多聚体,所述着色剂多聚体包含得自下列各项的二吡咯甲川金属配位化合物或其互变异构体作为着色剂部分的部分结构:(i)由下式(M)表示的二吡咯甲川化合物;和(ii)金属或金属化合物;其中在式(M)中,R

著录项

法律信息

  • 法律状态公告日

    法律状态信息

    法律状态

  • 2015-06-17

    授权

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  • 2012-09-19

    实质审查的生效 IPC(主分类):C09B69/10 申请日:20100928

    实质审查的生效

  • 2012-07-11

    公开

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说明书

技术领域

本发明涉及着色剂多聚体,着色可固化组合物,彩色滤光片及其制备 方法,以及具有所述彩色滤光片的固态图像传感器,图像显示装置,液晶 显示器装置和有机el显示器。

背景技术

近年来,随着个人计算机和宽屏液晶电视的发展,对于液晶显示器 (LCD),尤其是对于液晶彩色显示器的需求趋于增加。此外,归因于对于 显著更高的图像品质的需求,急切地期待有机EL显示器的推广。

同时,对于固态图像传感器如CCD图像传感器的需要随着数字照相 机,配备照相机的移动电话等的推广而显著地增加。彩色滤光片被用作这 种显示器或光学装置的关键元件,并且对于彩色滤光片的成本缩减的需求 也随着对于更高的图像品质的需求一同增加。

用于图像显示装置或固态图像传感器的彩色滤光片通常具有三原色 即红(R),绿(G)和蓝(B)的彩色图案,并且用于使透射光具有色彩或将其 分离为三原色。

在彩色滤光片中使用的着色剂通常需要具有以下特征。即,需要它们: 考虑到色彩再现性而具有优选的光吸收特征;表现出不存在光学干扰,如 导致液晶显示器中的对比度降低的光散射,或者导致固态图像传感器中的 色彩不均匀性或粗糙感的光学密度的不均匀性;对于其被用于的环境条件 具有良好的耐受性,如,例如,耐热性,耐光性和耐湿热性;并且提供大 的摩尔吸光系数和厚度减小可能性。

制备用于液晶显示器,固态图像传感器等的彩色滤光片的方法的实例 包括颜料分散法。颜料分散法的具体实例包括通过使用着色辐射敏感性组 合物采用光刻法制备彩色滤光片的方法,其中将颜料分散在不同的光敏组 合物中。更详细地,将辐射敏感性组合物使用旋涂机,辊涂机等涂布在基 板上,并干燥,从而形成涂膜。将涂膜图案式曝光并显影,从而获得着色 像素。以所需色调数重复操作,从而制备彩色滤光片。

以上方法被广泛地用作制备用于彩色显示器等的彩色滤光片的方法, 因为,在该方法中,使用颜料形成的彩色滤光片对于热或光稳定,并且图 案化通过光刻法进行,以至于可以充分确保定位精度。

因为液晶显示器作为显示装置紧凑并且获得能量节约,并且与传统显 示装置比较具有相当或更好的功能,因此液晶显示器被广泛地用作电视机 屏幕,电脑屏幕或其他显示装置。

近年来,液晶显示器的发展已经从用于具有相对小的表面积的电脑屏 幕或监视器的应用扩展到了用于具有大的表面积并需要高图像品质的TV 屏幕的应用。

在用于TV屏幕的应用中,与传统监视器比较需要更高的图像品质, 即,提高的对比度和色纯度。为了提高对比度,需要用于形成彩色滤光片 的光敏树脂组合物含有具有较小粒度的着色剂(有机颜料等)。此外,为了 提高色纯度,重要的是增加相对于光敏树脂组合物的固体含量的着色剂 (有机颜料等)的含量。然而,传统的颜料分散方法对于这些需求是不足够 的。

此外,近年来,在用于固态图像传感器如CCD等的彩色滤光片中需 要较高的分辨率。因此,需要颜料的微细化以便抑制由颜料的粗粒子导致 的色彩不均匀性。此外,在液晶显示器,有机EL显示器等中,通过使用 颜料分散方法的光刻法制备的彩色滤光片具有耐光性和耐热性优异的益 处,但是具有对比度降低或由归因于出现颜料的粗粒子的光散射引起的雾 度增加的问题。因此,在用于液晶显示器,有机EL显示器等的彩色滤光 片中,需要颜料粒子的微细化。

然而,因为颜料的细粒有聚集的倾向,需要赋予颜料可分散性。随着 分辨率的增加,图案的尺寸倾向于微细化,但是据认为通过使用广泛使用 的颜料分散法将难以进一步微细化图案尺寸并进一步提高分辨率。关于此 的一个原因是,在微小的图案中,由颜料粒子的聚集形成的粗粒子引起色 彩不均匀性。因此,近年来,已经到了广泛使用的颜料分散法不再必然地 适用于在例如需要微小图案的固态图像传感器中使用的情况。

在这种情况下,已经提出了使用染料代替颜料的技术(例如,参见日 本专利申请公开(JP-A)号6-75375)。当使用染料代替颜料时,通过解决色 彩不均匀性和粗糙感的问题,预期用于固态图像传感器的彩色滤光片可获 得高分辨率,而预期液晶显示器或有机EL显示器获得光学性质如对比度 或雾度的增加。此外,使用染料的喷墨方法通常具有高喷射稳定性并且即 使当随着增加的墨粘度等而存在喷嘴堵塞时,也预期实现喷墨状态通过擦 拭或吹洗的方便恢复。

然而,含染料的着色可固化组合物具有如下其他问题。

(1)处于分子分散状态的染料与形成分子聚集体的颜料比较通常在 耐光性和耐热性方面差。尤其是,存在的问题是:当形成广泛地用作用于 液晶显示器等的电极的氧化铟锡(ITO)膜时,由高温工艺所致而改变光学 性质。

(2)处于分子分散状态的染料与形成分子聚集体的颜料比较通常在 耐溶剂性方面差。

(3)染料倾向于抑制自由基聚合反应,所以在用于使用自由基聚合作 为固化方式的体系的着色可固化组合物的设计中存在困难。

(4)传统的染料在碱性水溶液或有机溶剂(在下文中,也简称为“溶剂”) 中展现出低溶解性,并且因此难以获得带有所需光谱的着色可固化组合物。

(5)染料通常与着色可固化组合物中的其他组分表现出相互作用,所 以难以控制曝光部分和未曝光部分的溶解性(可显影性)。

(6)当染料的摩尔吸光系数(ε)低时,需要加入大量的染料。因此,着 色可固化组合物中的其他组分如可聚合化合物(单体),粘合剂或光聚合引 发剂的量不得不相对降低,从而降低所述组合物的可固化性,固化后耐热 性以及可显影性。

在与染料有关的这些问题中,作为解决上面关于染料的耐光性和耐热 性的条目(1)和上面关于染料的摩尔吸光系数(ε)的条目(6)中的问题的染料, 已经研究了二吡咯甲川(dipyrromethene)金属配合物(例如,参见美国专利 公布号2008/0076044)。

在用可见光聚合的可聚合组合物中,二吡咯甲川金属配合物被用作除 用于自由基聚合引发剂的增感剂以外的官能化合物(例如,参见日本专利 号3279035和3324279,以及JP-A号11-352685,11-352686,2000-19729, 2000-19738和2002-236360)。据报道,考虑到色彩再现性,二吡咯甲川金 属配合物具有优异的耐光性和耐热性,高摩尔吸光系数(ε)以及优选的光 吸收特征(例如,参见美国专利申请公开号2008/0076044)。

因为这些问题,迄今难以使用染料形成用于高分辨率彩色滤光片的彩 色图案,所述彩色滤光片由精细的薄膜组成并且具有优异的耐受性。此外, 关于用于固态图像传感器的彩色滤光片,需要着色层由具有1μm以下厚 度的薄膜形成。因此,为了获得所需的吸收,需要将大量的着色剂加入至 所述可固化组合物,因此导致上述问题。

此外,关于含有染料的着色可固化组合物,已经指出,当在形成膜之 后施加热处理时,相邻的不同彩色图案之间或层叠的和重叠的层之间容易 出现色彩转移(color transfer)。除色彩转移之外,归因于下降的灵敏度, 在低曝光剂量区域容易出现图案剥落,并且归因于由对光刻性质起作用的 光敏组分的相对量的降低引起的热松弛,显影时的洗脱等,不能获得所需 的形状或色彩密度。

作为解决这些问题的方法,传统地已经提出了多种方法,所述方法包 括选择引发剂的种类,增加引发剂的加入量等(例如,参见JP-A号 2005-316012)。此外,已经公开了以下制备彩色滤光片的方法,其中形成 彩色图案,并且之后通过在加热基板的同时通过用光照射彩色图案而在升 高的曝光温度状态下进行聚合,从而增加体系的聚合率(例如,参见日本 专利号3309514)。此外,公开了以下制备彩色滤光片的方法,其中在显 影处理与加热处理之间进行光照,从而防止彩色滤光片的形状变形(例如, 参见JP-A号2006-258916)。

此外,传统染料的问题是染料在碱性溶液中表现出低可显影性,并且 因此包含这种染料的着色可固化组合物在未曝光部分中展现出低溶解性 (可显影性),这削弱了图案形成。作为解决该问题的方式,已经公开了通 过将具有着色剂基团的单体和具有碱溶性基团的单体共聚以赋予染料可 显影性的聚合染料法(例如,参见JP-A号2007-139906和2007-138051, 和日本专利号3736221)。

发明概述

需要含有二吡咯甲川金属配合物作为染料的着色可固化组合物具有 更优异的耐光性和耐热性。

此外,如上面在条目(2)的问题中所叙述的,当使用染料作为着色组 分时需要增加耐溶剂性。耐溶剂性是借以将固化部分中的着色剂保留在膜 中而不在溶剂中洗脱的性质。当通过光刻法制造RGB彩色滤光片时,为 了按顺序形成每个彩色图案,将彩色图案用色调不同于所述彩色图案的色 调的抗蚀剂液体覆盖。此时,因为固化部分中的着色剂组分至用于后继颜 色的抗蚀剂液体中的洗脱导致色彩混合的问题,因此在用于彩色滤光片的 制备过程中在固化部分中需要极高的耐溶剂性。考虑到这点,在耐溶剂性 方面,处于分子分散状态的染料比形成带有强分子间力的聚集体的颜料差。

此外,在彩色滤光片的制备中,因为在一些情况下,在涂布,曝光和 显影工艺之后,对彩色图案进行热处理以便增加在固化部分中的固化性, 因此染料在固化部分中的固定性也是重要的。因为与形成分子聚集体的颜 料比较,处于分子分散状态的染料可以以相对低的热能移动,因此在相邻 的不同着色图案之间易于出现染料的色彩转移。因此,染料在固化部分中 的固定性是个重要的问题。

考虑到以上情况做出本发明的第一方面,并且其为了实现以下目的。

即,本发明的第一方面的第一目的是提供一种着色剂多聚体,所述着 色剂多聚体可以形成具有优异的色纯度,耐光性,耐热性和耐溶剂性,较 少的色彩转移以及良好的图案可形成性的固化膜。

本发明的第一方面的第二目的是提供一种着色可固化组合物,所述着 色可固化组合物可以形成具有优异的色纯度,耐光性,耐热性和耐溶剂性, 较少的色彩转移以及良好的图案可形成性的固化膜。

本发明的第一方面的第三目的是提供一种彩色滤光片,所述彩色滤光 片在薄膜中均匀设置有具有优异的色纯度,耐热性和耐光性的彩色图案, 并提供一种制备所述彩色滤光片的方法。

考虑到以上情况做出了本发明的第二方面,并且实现了以下目的。

即,本发明的第二方面的第一目的是提供一种具有优异的耐光性和耐 热性的着色可固化组合物和彩色抗蚀剂。

本发明的第二方面的第二目的是提供一种具有优异的耐热性和耐光 性的彩色滤光片,以及一种制备所述彩色滤光片的方法。

本发明的第二方面的第三目的是提供一种具有彩色滤光片的固态图 像传感器和图像显示装置(如液晶显示器或有机EL显示器),所述彩色滤 光片具有优异的耐热性和耐光性。

如上所述,可以通过使用具有着色剂基团的单体和具有碱溶性基团的 单体的共聚物获得可显影性。然而,已经发现,当与颜料分散体相结合使 用共聚物以便获得足够的色彩密度,耐光性和耐热性时,引起涂层不均匀 性或色彩不均匀性。此外,在这种情况下,当形成图案时,图案形状劣化 或引起色彩不均匀性。

本发明的第三方面提供一种着色可固化组合物,所述着色可固化组合 物可以形成其中色彩不均匀性被抑制的着色固化膜。

此外,本发明的第三方面提供一种着色可固化组合物,当在光刻法中 使用时所述着色可固化组合物具有良好的涂布性和图案可形成性。

本发明的第三方面还提供一种彩色滤光片,其中色彩不均匀性被抑制, 以及具有所述彩色滤光片的固态图像传感器和图像显示装置,如液晶显示 器或有机EL显示器。

此外,本发明的第三方面提供一种带有良好的图案形状的彩色滤光片, 制备所述彩色滤光片的方法,以及具有所述彩色滤光片的固态图像传感器 和图像显示装置,如液晶显示器或有机EL显示器。

作为本发明人深入研究的结果,已经发现具有特定结构的二吡咯甲川 金属配位化合物具有良好的色调和高吸光系数,以及优异的溶剂溶解性和 耐受性如耐热性或耐光性。通过将所述二吡咯甲川金属配合物结构引入至 着色剂多聚体中,尤其是,通过形成作为通过将可聚合基团引入至所述二 吡咯甲川金属配合物结构中而形成的聚合组分的着色剂多聚体,可以获得 具有高耐溶剂性并且可以减少色彩转移的固化膜。此外,如果需要,通过 将碱溶性基团引入到所述着色剂多聚体中,可以获得具有优异的图案可形 成性的固化膜(对碱性显影剂的浓度带有较小的依赖性)。基于这些发现获 得本发明的第一方面。

本发明的第一方面如下:

<1>一种着色剂多聚体,所述着色剂多聚体包含得自下列各项的二吡 咯甲川金属配位化合物或其互变异构体作为着色剂部分的部分结构:

(i)由下式(M)表示的二吡咯甲川化合物;和

(ii)金属或金属化合物:

其中在式(M)中,R4,R5,R6,R7,R8,R9和R10各自独立地表示氢 原子或单价取代基。

<2>根据<1>所述的着色剂多聚体,其中所述二吡咯甲川金属配位化 合物或其互变异构体由下式(5)或(6)表示:

其中在式(5)中,R4至R9各自独立地表示氢原子或取代基;R10表示 氢原子,卤素原子,烷基,芳基或杂环基;Ma表示金属原子或金属化合 物;X1表示可以连接至Ma的基团;X2表示中和Ma的电荷的基团;并 且X1和X2可以彼此连接以与Ma一起形成5,6或7元环:

其中在式(6)中,R11和R16各自独立地表示烷基,烯基,芳基,杂环 基,烷氧基,芳氧基,烷基氨基,芳基氨基或杂环氨基;R12至R15各自 独立地表示氢原子或取代基;R17表示氢原子,卤素原子,烷基,芳基或 杂环基;Ma表示金属原子或金属化合物;X2和X3各自独立地表示NR′(其 中R′表示氢原子,烷基,烯基,芳基,杂环基,酰基,烷基磺酰基或芳 基磺酰基),氮原子,氧原子或硫原子;Y1和Y2各自独立地表示NR″(其 中R″表示氢原子,烷基,烯基,芳基,杂环基,酰基,烷基磺酰基或芳 基磺酰基),氮原子或碳原子;R11和Y1可以彼此连接以形成5,6或7元 环;R16和Y2可以彼此连接以形成5,6或7元环;X1表示可以连接至 Ma的基团;并且a表示0,1,或2。

<3>根据<1>或<2>所述的着色剂多聚体,其中所述着色剂多聚体包 含由下式(A),(B)或(C)表示的组成单元中的至少一种,或者所述着色剂 多聚体是由式(D)表示的着色剂多聚体:

其中在式(A)中,XA1表示通过聚合形成的连接基团;LA1表示单键或 二价连接基团;“Dye”表示通过从二吡咯甲川金属配位化合物或其互变 异构体移除任意1至(m+1)个氢原子而形成的着色剂残基,所述二吡咯甲 川金属配位化合物或其互变异构体从(i)由式(M)表示的二吡咯甲川化合物 和(ii)金属或金属化合物获得;XA2表示通过聚合形成的连接基团;LA2表 示单键或二价连接基团;XA2表示通过聚合形成的连接基团;LA2表示单 键或二价连接基团;m表示0至3的整数;并且“Dye”与LA2可以通过 共价键,离子键或配位键彼此连接:

其中在式(B)中,XB1表示通过聚合形成的连接基团;LB1表示单键或 二价连接基团;A表示可以经由离子键或配位键连接至“Dye”的基团; “Dye”表示在二吡咯甲川金属配位化合物或其互变异构体中的取代基上 具有可以经由离子键或配位键连接至A的基团的着色剂残基,所述二吡 咯甲川金属配位化合物或其互变异构体从(i)由式(M)表示的二吡咯甲川化 合物和(ii)金属或金属化合物获得;XB2表示通过聚合形成的连接基团;LB2表示单键或二价连接基团;m表示0至3的整数;并且“Dye”和LB2可 以通过共价键,离子键或配位键彼此连接:

其中在式(C)中,LC1表示单键或二价连接基团;“Dye”表示通过从 二吡咯甲川金属配位化合物或其互变异构体移除氢原子中的任意两个而 形成的着色剂残基,所述二吡咯甲川金属配位化合物或其互变异构体从(i) 由式(M)表示的二吡咯甲川化合物和(ii)金属或金属化合物获得;并且n表 示1至4的整数:

其中在式D中,LD1表示m价连接基团;m表示2至100的整数, 并且“Dye”表示通过从二吡咯甲川金属配位化合物或其互变异构体移除 任意1个氢原子而形成的着色剂残基,所述二吡咯甲川金属配位化合物或 其互变异构体从(i)由式(M)表示的二吡咯甲川化合物和(ii)金属或金属化 合物获得。

<4>根据<3>所述的着色剂多聚体,其中所述由式(A)表示的组成单 元衍生自由下式(1)表示的着色剂单体:

其中在式(1)中,R1表示氢原子,卤素原子,烷基或芳基;L1表示 -N(R2)C(=O)-,-OC(=O)-,-C(=O)N(R2)-,-C(=O)O-,由下式(2)表示的基 团,由下式(3)表示的基团或由下式(4)表示的基团;L2表示二价连接基团; m和n各自独立地表示0或1;“Dye”表示通过从二吡咯甲川金属配位化 合物或其互变异构体移除任意一个氢原子而形成的着色剂残基,所述二吡 咯甲川金属配位化合物或其互变异构体从(i)由式(M)表示的二吡咯甲川化 合物和(ii)金属或金属化合物获得;并且R2表示氢原子,烷基,芳基或杂 环基:

其中,式(3)和(4)中的R2独立地表示氢原子,烷基,芳基或杂环基; 式(2)至(4)中的R3独立地表示氢原子或取代基;式(2)至(4)中的k独立地 表示0至4的整数;式(2)至(4)中的*独立地表示式(1)中的-C(R1)=CH2基 团所连接至的位置;并且式(2)至(4)中的**独立地表示式(1)中的L2或“Dye” (当n表示0时)所连至的位置。

<5>根据<4>所述的着色剂多聚体,所述着色剂多聚体还包含以下单 体作为共聚组分:具有末端烯键式不饱和键并且具有与由式(1)表示的着 色剂单体的结构不同的结构的单体。

<6>根据<2>至<5>中任一项所述的着色剂多聚体,其中式(5)或式(6) 中的Ma是Zn,Co,V=O或Cu中的至少一种。

<7>根据<2>至<5>中任一项所述的着色剂多聚体,其中式(5)或式(6) 中的Ma是Zn。

<8>根据<1>至<7>中任一项所述的着色剂多聚体,其中所述着色剂 多聚体具有碱溶性基团。

<9>根据<8>所述的着色剂多聚体,其中选自由下列各项组成的组的 至少一种具有所述碱溶性基团:包含所述由式(A),(B)或(C)表示的组成 单元中的至少一种的着色剂多聚体;由式(D)表示的着色剂多聚体;由式 (1)表示的着色剂单体;以及具有末端烯键式不饱和键并且具有与由式(1) 表示的着色剂单体的结构不同的结构的单体。

<10>根据<8>或<9>所述的着色剂多聚体,其中包含由式(A),(B)或 (C)表示的组成单元中的至少一种的所述着色剂多聚体,所述由式(D)表示 的着色剂多聚体或式(1)中的“Dye”具有所述碱溶性基团。

<11>一种着色可固化组合物,所述着色可固化组合物包含根据<1> 至<10>中任一项所述的着色剂多聚体。

<12>一种彩色滤光片,所述彩色滤光片通过使用根据<11>所述的着 色可固化组合物形成。

<13>一种制备彩色滤光片的方法,所述方法包括将根据<11>所述的 着色可固化组合物涂布在基板上,将涂膜经由掩模曝光,并将所曝光的膜 显影以形成图案图像。

因为根据本发明的第一方面的彩色滤光片使用可以形成具有优异的 色纯度,耐光性,耐热性,耐溶剂性和图案可形成性的固化膜的着色剂多 聚体形成,其中色彩转移被抑制,本发明的第一方面的本发明尤其可用于 形成用于固态图像传感器的彩色滤光片,在所述彩色滤光片中,像素图案 被形成于薄膜(例如,1μm以下的厚度)中,并需要带有2μm以下的微小 尺寸(例如,从基板法线方向看像素图案的侧边长度为0.5至2.0μm)的高 分辨率,并且需要良好的矩形横截面轮廓,或者用于形成用于液晶显示器 装置的彩色滤光片,在所述彩色滤光片中,在形成于薄膜中的像素图案中 需要足够的色纯度和耐气候性。

此外,作为对多种着色剂详细研究的结果,已经发现,其中将特定着 色剂多聚并进一步加入可聚合基团的着色剂多聚体可以提供这样的固化 膜:所述固化膜具有优异的溶剂溶解性和耐受性如耐热性或耐光性,具有 高耐溶剂性并且可以抑制色彩转移,同时保持良好的色调和高吸光系数, 并且可以通过将碱溶性基团按需要引入至着色剂多聚体中而提供具有良 好的图案可形成性(对碱性显影剂的浓度的依赖性较低)的固化膜。基于以 上发现获得本发明的第二方面。

本发明的第二方面如下:

<1>一种着色可固化组合物,所述着色可固化组合物包含(A)着色剂 多聚体,所述着色剂多聚体包含可聚合基团和衍生自偶氮着色剂或二吡咯 甲川着色剂中的至少一种的基团,和(B)可聚合化合物。

<2>根据<1>所述的着色可固化组合物,其中所述着色剂多聚体包含 以下各项作为重复单元:包含可聚合基团的组成单元,以及包含衍生自偶 氮着色剂或二吡咯甲川着色剂中的至少一种的基团的组成单元。

<3>根据<1>或<2>所述的着色可固化组合物,其中所述可聚合基团 是烯键式不饱和基团。

<4>根据<1>至<3>中的任一项所述的着色可固化组合物,其中所述 二吡咯甲川着色剂是通过使由下式(N)表示的化合物与金属或金属化合物 配位而获得的化合物:

其中在式(N)中,R1至R6各自独立地表示氢原子或单价取代基;并且 R7表示氢原子,卤素原子,烷基,芳基或杂环基。

<5>根据<4>所述的着色可固化组合物,其中所述二吡咯甲川着色剂 是由下式(a)表示的二吡咯甲川着色剂:

其中在式(a)中,R2至R5各自独立地表示氢原子或单价取代基;R7表示氢原子,卤素原子,烷基,芳基,或杂环基;Ma表示金属或金属化 合物;X3和X4各自独立地表示NR(其中R表示氢原子,烷基,烯基,芳 基,杂环基,酰基,烷基磺酰基或芳基磺酰基),氧原子或硫原子;Y1表 示NRc(其中Rc表示氢原子,烷基,烯基,芳基,杂环基,酰基,烷基 磺酰基,或芳基磺酰基)或氮原子;Y2表示氮原子或碳原子;R8和R9各 自独立地表示烷基,烯基,芳基,杂环基,烷氧基,芳氧基,烷基氨基, 芳基氨基或杂环氨基;R8和Y1可以彼此连接以形成5,6或7元环;R9和Y2可以彼此连接以形成5,6或7元环;X5表示可以连接至Ma的基团; 并且a表示0,1或2。

<6>根据<1>至<5>中任一项所述的着色可固化组合物,所述着色可 固化组合物还包含(C)聚合引发剂和(D)溶剂。

<7>一种彩色抗蚀剂,所述彩色抗蚀剂包含根据<1>至<6>中任一项 所述的着色可固化组合物,所述彩色抗蚀剂用于通过光刻法形成彩色像素。

<8>一种彩色滤光片,所述彩色滤光片通过使用根据<1>至<6>中任 一项所述的着色可固化组合物形成。

<9>一种制备彩色滤光片的方法,所述方法包括:

通过在载体上涂布根据<1>至<6>中任一项所述的着色可固化组合物 而形成着色层;

将所述着色层通过掩模图案式曝光以形成潜像;和

将在其中具有所述潜像的所述着色层显影以形成图案。

<10>根据<9>所述的制备彩色滤光片的方法,所述方法还包括在所 述显影之后将所形成的图案用紫外线照射。

<11>一种固态图像传感器,所述固态图像传感器具有根据<8>所述 的彩色滤光片。

<12>一种图像显示装置,所述图像显示装置具有根据<8>所述的彩 色滤光片。

此外,作为对多种着色剂的详细研究的结果,已经发现,通过使用具 有特定重复单元的含着色剂基团的树脂和颜料分散体可以抑制色彩不均 匀性的出现,并且在通过使用含有所述树脂和所述颜料分散体的着色可固 化组合物利用光刻法的彩色滤光片的制备中可以提高涂布性和图案可形 成性。本发明的第三方面如下:

<1>一种着色可固化组合物,所述着色可固化组合物包含:

(A)树脂,所述树脂具有由式(X)表示的重复单元和由式(Y)表示的重 复单元;

(B)颜料分散体;

(C)光聚合引发剂;和

(D)可聚合化合物,

其中在式(X)中,X1表示聚合物主链;Y1表示单键或二价连接基团; 并且Q表示酞菁着色剂残基或二吡咯甲川着色剂残基,

其中在式(Y)中,X2表示聚合物主链;Y2表示二价连接基团;并且Z 表示碱溶性基团。

<2>根据<1>所述的着色可固化组合物,其中(B)颜料分散体中所含 有的颜料是选自蓝色颜料,紫色颜料或它们的混合物的颜料。

<3>一种彩色滤光片,所述彩色滤光片具有通过使用根据<1>或<2> 所述的着色可固化组合物形成的彩色图案。

<4>一种制备彩色滤光片的方法,所述方法包括:

通过在载体上涂布根据<1>或<2>所述的着色可固化组合物而形成着 色层;

将所述着色层通过掩模图案式曝光;和

在曝光之后将所述着色层显影以形成彩色图案。

<5>根据<4>所述的制备彩色滤光片的方法,所述方法还包括在显影 之后将所述彩色图案用紫外线照射。

<6>一种固态图像传感器,所述固态图像传感器具有根据<3>所述的 彩色滤光片。

<7>一种图像显示装置,所述图像显示装置具有根据<3>所述的彩色 滤光片。

<8>一种液晶显示器,所述液晶显示器具有根据<3>所述的彩色滤光 片。

<9>一种有机EL显示器,所述有机EL显示器具有根据<3>所述的 彩色滤光片。

根据本发明的第一方面,提供一种着色剂多聚体,所述着色剂多聚体 具有优异的色纯度,耐光性,耐热性和耐溶剂性,具有较小的色彩转移, 并且可以形成具有良好的图案可形成性的固化膜。

根据本发明的第一方面,还提供一种着色可固化组合物,所述着色可 固化组合物具有优异的色纯度,耐光性,耐热性和耐溶剂性,具有较小的 色彩转移,并且可以形成具有良好的图案可形成性的固化膜。

此外,根据本发明的第一方面,提供一种彩色滤光片,所述彩色滤光 片在薄膜中均匀设置有具有优异的色纯度,耐热性和耐光性的彩色图案, 并提供制备所述彩色滤光片的方法。

可以使用含有本发明的第一方面所述的着色剂多聚体的着色可固化 组合物提供彩色滤光片和制备所述彩色滤光片的方法。

根据本发明的第二方面,提供一种具有优异的耐光性和耐热性的着色 可固化组合物和彩色抗蚀剂。

根据本发明的第二方面,还提供具有优异的耐热性和耐光性的彩色滤 光片,并提供制备所述彩色滤光片的方法。

此外,根据本发明的第二方面,提供具有彩色滤光片的固态图像传感 器和图像显示装置(如液晶显示器或有机EL显示器),所述彩色滤光片具 有优异的耐热性和耐光性。

根据本发明的第三方面,提供一种着色可固化组合物,所述着色可固 化组合物可以形成其中色彩不均匀性被抑制的着色固化膜。

根据本发明的第三方面,还提供一种当在光刻法中使用时具有良好的 涂布性和图案可形成性的着色可固化组合物。

此外,根据本发明的第三方面,提供一种其中色彩不均匀性被抑制的 彩色滤光片,以及具有所述彩色滤光片的固态图像传感器和图像显示装置, 如液晶显示器或有机EL显示器。

此外,根据本发明的第三方面,提供一种带有良好的图案形状的彩色 滤光片,制备所述彩色滤光片的方法,以及具有所述彩色滤光片的固态图 像传感器和图像显示装置,如液晶显示器或有机EL显示器。

附图简述

图1显示了根据本发明的第二方面的实例的着色剂单体在乙酸乙酯 中的溶液透射光谱的实例。

图2显示了根据本发明的第二方面的实例的彩色滤光片的光谱特征 的实例。

实施本发明的方式

本发明的第一方面

在下文中,详细描述根据本发明的第一方面的着色剂多聚体,着色可 固化组合物,彩色滤光片以及制备所述彩色滤光片的方法。虽然在下文中 描述的组成特征的说明基于本发明的代表性实施方案进行,但本发明不限 于此。此外,在本说明书中通过使用“-”表示的数值范围表示包含在“-” 的前面和后面描述的数值作为最小值和最大值的数值范围。

着色剂多聚体

本发明的第一方面的着色剂多聚体是包含衍生自下述二吡咯甲川金 属配位化合物的着色剂骨架作为部分结构的着色剂多聚体。可以任意地选 择将衍生自二吡咯甲川金属配位化合物的着色剂骨架引入至本发明的第 一方面的着色剂多聚体中的方法。该方法的实例包括:其中通过将其中已 经引入了着色剂骨架的可聚合单体聚合或共聚而获得多聚体的方法;以及 其中在多聚体形成之后,通过聚合反应等将着色剂骨架引入至所述多聚体 之中的方法。

着色剂多聚体的优选实例包括:包含由式(A),(B)或(C)表示的组成 单元中的至少一种的着色剂多聚体;由式(D)表示的着色剂多聚体;以及 含有由式(1)表示的着色剂单体作为可聚合组分的着色剂多聚体。

本发明的着色剂多聚体的优选性质

因为本发明的着色剂多聚体可以形成具有优异的色纯度,耐光性,耐 热性和耐溶剂性,较少的色彩转移以及良好的图案可形成性的固化膜,因 此可以适宜地使用所述着色剂多聚体用于着色可固化组合物,所述着色可 固化组合物用于形成彩色滤光片的彩色图案。因此,当将本发明的着色剂 多聚体用于着色可固化组合物时,本发明的着色剂多聚体优选具有碱溶性 基团以便提高彩色图案的可形成性。

对于将碱溶性基团引入本发明的着色剂多聚体中的方法没有特别限 制,并且其实例包括:其中通用使用具有碱溶性基团的单体合成着色剂多 聚体而引入碱溶性基团的方法,以及其中在合成着色剂多聚体之后引入碱 溶性基团的方法。

当使用具有碱溶性基团的单体合成着色剂多聚体时,下列各项中的至 少一种具有碱溶性基团:含有由式(A),(B)或(C)表示的组成单元中的至 少一种的多聚体,由式(D)表示的着色剂多聚体,由式(1)表示的着色剂单 体,或具有末端烯键式不饱和键并且具有与由式(1)表示的着色剂单体的 结构不同的结构的单体。当由式(A),式(B)或式(C)表示的组成单元或由 式(1)表示的着色剂单体是具有碱溶性基团的单体时,“Dye”部分(着色 剂残基)可以具有碱溶性基团。从合成适用性的观点,优选的是作为共聚 组分含有的具有烯键式不饱和键的单体中的至少一种具有碱溶性基团,而 不是形成具有“Dye”部分(着色剂残基)的组成单元的单体具有碱溶性基 团。

当使用本发明的着色剂多聚体用于着色可固化组合物时,从彩色图案 的可形成性的观点,该着色剂多聚体优选含有碱溶性基团,以使得所述着 色剂多聚体具有10至400mgKOH/g的酸值,更优选30至300mgKOH/g 的酸值并且再更优选50至200mgKOH/g的酸值。

在本发明中,通过根据JIS标准(JIS K 0070:1992)的方法测定酸值。

本发明的着色剂多聚体在碱性溶液(9至15的pH)中的溶解度优选为 0.1质量%至80质量%,更优选0.5质量%至50质量%,并且再更优选1 质量%至30质量%。当本发明的着色剂多聚体在碱性溶液中的溶解度在 以上范围内时,可以得到合适的形状,并且当将本发明的多聚体用于需要 碱显影的彩色抗蚀剂等时,可以减少在基板上的残留。

优选的是本发明的着色剂多聚体在有机溶剂中可溶。有机溶剂的实例 包括:酯(如3-乙氧基丙酸甲酯,3-乙氧基丙酸乙酯,乳酸乙酯,乙酸丁 酯或3-甲氧基丙酸甲酯);醚(如甲基溶纤剂乙酸酯,乙基溶纤剂乙酸酯, 丙二醇单甲基醚或丙二醇单甲基醚乙酸酯);酮(如甲基乙基酮,环己酮, 2-庚酮或3-庚酮);和芳族烃(如甲苯或二甲苯)。着色剂多聚体以优选1 质量%至50质量%,更优选5质量%至40质量%,并且再更优选10质量% 至30质量%在有机溶剂中可溶解。在以上范围内,当将本发明的多聚体 用于彩色抗蚀剂等时,可以获得良好的涂布表面,并且可以抑制归因于涂 布用于其他颜色的涂布液之后的洗脱的浓度降低。

本发明的着色剂多聚体的Tg(玻璃化转变温度)优选为50℃以上,并 且更优选100℃以上。通过热重分析(TGA测量)获得的着色剂多聚体损失 5%重量处的温度优选为120℃以上,更优选150℃以上,并且再更优选 200℃以上。当温度在以上范围内时,可以减少当将本发明的多聚体用于 彩色抗蚀剂等时归因于加热的浓度变化。

本发明的着色剂多聚体的最大吸收波长(λ最大)优选为510nm至590 nm,更优选530nm至570nm,并且再更优选540nm至555nm。当λ在以上范围内时,当将本发明的多聚体用于彩色抗蚀剂等时可以获得带 有良好的色彩再现性的彩色滤光片。本发明着色剂多聚体在最大吸收波长 (λ最大)处的吸光度优选为450nm处的吸光度的1,000倍以上,更优选为450 nm处的吸光度的10,000倍以上,并且再更优选为450nm处的吸光度的 100,000倍以上。当吸光度在以上范围内时,当将本发明的多聚体用于彩 色抗蚀剂等时可以获得带有更高透射率的彩色滤光片,尤其是蓝色彩色滤 光片。

本发明的着色剂多聚体的每单元重量的吸光系数(在下文中,记作ε′。 ε′=ε/平均分子量;单位:L/g·cm)优选为30以上,更优选60以上,并且 再更优选100以上。当每单元重量吸光系数在以上范围内时,当将本发明 的多聚体用于彩色抗蚀剂等时可以获得带有良好的色彩再现性的彩色滤 光片。

更优选的是本发明的着色剂多聚体同时满足最大吸收波长(λ最大)的优 选范围和每单元重量吸光系数的优选范围两者。

本发明的着色剂多聚体的结构

在下文中,详细描述本发明着色剂多聚体的结构。

本发明的着色剂多聚体包含衍生自得自下列各项的二吡咯甲川金属 配位化合物或其互变异构体的着色剂骨架:(i)由下式(M)表示的二吡咯甲 川化合物和(ii)金属或金属化合物。详细地,本发明的着色剂多聚体优选 包括衍生自下列各项的着色剂骨架:由下式(5)表示的二吡咯甲川金属配 位化合物,或者由下式(6)表示的二吡咯甲川金属配位化合物。 得自(i)由式(M)表示的二吡咯甲川化合物(ii)金属或金属化合物的二吡 咯甲川金属配位化合物及其互变异构体

本发明的着色剂多聚体的一个方面是包含其中由式(M)表示的化合 物(二吡咯甲川化合物)或其互变异构体与金属或金属化合物配位的配合 物(在下文中,有时称为本发明的特定配合物)作为着色剂部分的着色剂多 聚体。这里,除非另作说明,根据本发明的二吡咯甲川金属配位化合物包 括其互变异构体。

在式(M)中,R4,R5,R6,R7,R8,R9和R10各自独立地表示氢原子 或单价取代基。

优选的是,在式(M)中,R4至R9各自独立地表示氢原子或单价取代 基,并且R10表示氢原子,卤素原子,烷基,芳基或杂环基。

在式(M)中由R4至R9表示的单价取代基的实例包括:卤素原子(如氟 原子,氯原子或溴原子),烷基(具有优选1至48个,更优选1至24个碳 原子的直链,支链或环状烷基,如甲基,乙基,丙基,异丙基,丁基,叔 丁基,戊基,己基,庚基,辛基,2-乙基己基,十二烷基,十六烷基,环 丙基,环戊基,环己基,1-降冰片基或1-金刚烷基),烯基(具有优选2至 48个,更优选2至18个碳原子的烯基,如乙烯基,烯丙基或3-丁烯-1- 基),芳基(具有优选6至48个,更优选6至24个碳原子的芳基,如苯基 或萘基),杂环基(具有优选1至32个,更优选1至18个碳原子的杂环基, 如2-噻吩基,4-吡啶基,2-呋喃基,2-嘧啶基,1-吡啶基,2-苯并噻唑基, 1-咪唑基,1-吡唑基或苯并三唑-1-基),甲硅烷基(具有优选3至38个,更 优选3至18个碳原子的甲硅烷基,如三甲基甲硅烷基,三乙基甲硅烷基, 三丁基甲硅烷基,叔丁基二甲基甲硅烷基或叔己基二甲基甲硅烷基),羟 基,氰基,硝基,烷氧基(具有优选1至48个,更优选1至24个碳原子 的烷氧基,如甲氧基,乙氧基,1-丁氧基,2-丁氧基,异丙氧基,叔丁氧 基,十二烷氧基,或环烷氧基如环戊氧基或环己氧基),芳氧基(具有优选 6至48个,更优选6至24个碳原子的芳氧基,如苯氧基或1-萘氧基), 杂环氧基(具有优选1至32个,更优选1至18个碳原子的杂环氧基,如 1-苯基四唑-5-氧基或2-四氢吡喃基氧基),

甲硅烷氧基(具有优选1至32个,更优选1至18个碳原子的甲硅烷 氧基,如三甲基甲硅烷氧基,叔丁基二甲基甲硅烷氧基或二苯基甲基甲硅 烷氧基),酰氧基(具有优选2至48个,更优选2至24个碳原子的酰氧基, 如乙酰氧基,新戊酰氧基,苯甲酰氧基或十二烷酰氧基),烷氧基羰基氧 基(具有优选2至48个,更优选2至24个碳原子的烷氧基羰基氧基,如 乙氧基羰基氧基,叔丁氧基羰基氧基,或环烷氧基羰基氧基如环己氧基羰 基氧基),芳氧基羰基氧基(具有优选7至32个,更优选7至24个碳原子 的芳氧基羰基氧基,如苯氧基羰基氧基),氨基甲酰氧基(具有优选1至48 个,更优选1至24个碳原子的氨基甲酰氧基,如N,N-二甲基氨基甲酰氧 基,N-丁基氨基甲酰氧基,N-苯基氨基甲酰氧基或N-乙基-N-苯基氨基甲 酰氧基),氨磺酰氧基(具有优选1至32个,更优选1至24个碳原子的氨 磺酰氧基,如N,N-二乙基氨磺酰氧基或N-丙基氨磺酰氧基),烷基磺酰氧 基(具有优选1至38个,更优选1至24个碳原子的烷基磺酰氧基,如甲 基磺酰氧基,十六烷基磺酰氧基或环己基磺酰氧基),

芳基磺酰氧基(具有优选6至32个,更优选6至24个碳原子的芳基 磺酰氧基,如苯基磺酰氧基),酰基(具有优选1至48个,更优选1至24 个碳原子的酰基,如甲酰基,乙酰基,新戊酰基,苯甲酰基,十四烷酰基 或环己酰基),烷氧基羰基(具有优选2至48个,更优选2至24个碳原子 的烷氧基羰基,如甲氧基羰基,乙氧基羰基,十八烷氧基羰基,环己氧基 羰基或2,6-二-叔丁基-4-甲基环己氧基羰基),芳氧基羰基(具有优选7至 32个,更优选7至24个碳原子的芳氧基羰基,如苯氧基羰基),氨基甲 酰基(具有优选1至48个,更优选1至24个碳原子的氨基甲酰基,如氨 基甲酰基,N,N-二乙基氨基甲酰基,N-乙基-N-辛基氨基甲酰基,N,N-二 丁基氨基甲酰基,N-丙基氨基甲酰基,N-苯基氨基甲酰基,N-甲基-N-苯 基氨基甲酰基或N,N-二环己基氨基甲酰基),氨基(具有优选32个以下, 更优选24个以下碳原子的氨基,如氨基,甲基氨基,N,N-二丁基氨基, 十四烷基氨基,2-乙基己基氨基或环己基氨基),

苯胺基(具有优选6至32个,更优选6至24个碳原子的苯胺基,如 苯胺基或N-甲基苯胺基),杂环氨基(具有优选1至32个,更优选1至18 个碳原子的杂环氨基,如4-吡啶基氨基),碳酰氨基(具有优选2至48个, 更优选2至24个碳原子的碳酰氨基,如乙酰氨基,苯甲酰氨基,十四烷 酰氨基,新戊酰氨基或环己烷酰氨基),脲基(具有优选1至32个,更优 选1至24个碳原子的脲基,如脲基,N,N-二甲基脲基或N-苯基脲基), 亚氨基(具有优选36个以下,更优选24个以下碳原子的亚氨基,如N-琥 珀酰亚氨基或N-苯二甲酰亚氨基),烷氧基羰基氨基(具有优选2至48个, 更优选2至24个碳原子的烷氧基羰基氨基,如甲氧基羰基氨基,乙氧基 羰基氨基,叔丁氧基羰基氨基,十八烷氧基羰基氨基或环己氧基羰基氨基), 芳氧基羰基氨基(具有优选7至32个,更优选7至24个碳原子的芳氧基 羰基氨基,如苯氧基羰基氨基),亚磺酰氨基(具有优选1至48个,更优 选1至24个碳原子的亚磺酰氨基,如甲烷亚磺酰氨基,丁烷亚磺酰氨基, 苯亚磺酰氨基,十六烷亚磺酰氨基或环己烷亚磺酰氨基),氨磺酰氨基(具 有优选1至48个,更优选1至24个碳原子的氨磺酰氨基,如N,N-二丙 基氨磺酰氨基或N-乙基-N-十二烷基氨磺酰氨基),偶氮基(具有优选1至 32个,更优选1至24个碳原子的偶氮基,如苯基偶氮基或3-吡唑基偶氮 基),

烷基硫基(具有优选1至48个,更优选1至24个碳原子的烷基硫基, 如甲基硫基,乙基硫基,辛基硫基或环己基硫基),芳基硫基(具有优选6 至48个,更优选6至24个碳原子的芳基硫基,如苯基硫基),杂环硫基(具 有优选1至32个,更优选1至18个碳原子的杂环硫基,如2-苯并噻唑 基硫基,2-吡啶基硫基或1-苯基四唑基硫基),烷基亚硫酰基(具有优选1 至32个,更优选1至24个碳原子的烷基亚硫酰基,如十二烷亚硫酰基), 芳基亚硫酰基(具有优选6至32个,更优选6至24个碳原子的芳基亚硫 酰基,如苯基亚硫酰基),烷基磺酰基(具有优选1至48个,更优选1至 24个碳原子的烷基磺酰基,如甲基磺酰基,乙基磺酰基,丙基磺酰基, 丁基磺酰基,异丙基磺酰基,2-乙基己基磺酰基,十六烷基磺酰基,辛基 磺酰基或环己基磺酰基),芳基磺酰基(具有优选6至48个,更优选6至 24个碳原子的芳基磺酰基,如苯基磺酰基或1-萘基磺酰基),氨磺酰基(具 有优选32个以下,更优选24个以下碳原子的氨磺酰基,如氨磺酰基, N,N-二丙基氨磺酰基,N-乙基-N-十二烷基氨磺酰基,N-乙基-N-苯基氨磺 酰基或N-环己基氨磺酰基),磺基,膦酰基(具有优选1至32个,更优选 1至24个碳原子的膦酰基,如苯氧基膦酰基,辛氧基膦酰基或苯基膦酰 基)和膦酰基氨基(phosphinoylamino group)(具有优选1至32个,更优选1 至24个碳原子的膦酰基氨基,如二乙氧基膦酰基氨基或二辛氧基膦酰基 氨基)。

当由R4至R9表示的单价基团是可以进一步被取代的基团时,该单价 基团可以进一步被以上R4至R9中的单价取代基基团中的任意一个取代。 当单价基团具有两个以上取代基时,这些取代基可以彼此相同或不同。

在式(M)中,R4和R5可以彼此连接以形成5元至7元饱和环或5元 至7元不饱和环;R5和R6可以彼此连接以形成5元至7元饱和环或5元 至7元不饱和环;R7和R8可以彼此连接以形成5元至7元饱和环或5元 至7元不饱和环;并且R8和R9可以彼此连接以形成5,6或7元饱和环 或5,6或7元不饱和环。当5,6或7元饱和或不饱和环具有取代基时, 该取代基可以是以上R4至R9中的单价取代基基团中的任意一个。当5, 6或7元饱和或不饱和环具有两个以上取代基时,这些取代基可以彼此相 同或不同。

5,6或7元饱和或不饱和环的实例包括未取代的5,6或7元饱和或 不饱和环,包括吡咯环,呋喃环,噻吩环,吡唑环,咪唑环,三唑环,唑环,噻唑环,吡咯烷环,哌啶环,环戊烯环,环己烯环,苯环,吡啶环, 吡嗪环或哒嗪环。这些之中,苯环和吡啶环是优选的。

在式(M)中,R10优选表示氢原子,卤素原子,烷基,芳基或杂环基。 氢原子,卤素原子,烷基,芳基和杂环基中的每一个具有与上面的R4至 R9中的氢原子,卤素原子,烷基,芳基和杂环基相同的定义,并且具有 与上面的R4至R9中的氢原子,卤素原子,烷基,芳基和杂环基相同的优 选定义。

当由R10表示的烷基,芳基或杂环基是可以进一步被取代的基团时, 该基团可以进一步被以上R4至R9中的单价取代基基团中的任意一个取代。 当该基团具有两个以上取代基时,这些取代基可以彼此相同或不同。

金属原子或金属化合物

本发明的特定配合物是其中由式(M)表示的化合物或其互变异构体 与金属原子或金属化合物配位的配合物。

这里,金属原子或金属化合物可以是任意金属原子或金属化合物,只 要它可以形成配合物即可,并且实例包括二价金属原子,二价金属氧化物, 二价金属氢氧化物和二价金属氯化物。其具体实例包括Zn,Mg,Si,Sn, Rh,Pt,Pd,Mo,Mn,Pb,Cu,Ni,Co和Fe;金属氯化物如AlCl3, InCl3,FeCl2,TiCl2,SnCl2,SiCl2或GeCl2;金属氧化物如TiO或VO; 以及金属氢氧化物如Si(OH)2

这些之中,考虑到配合物的稳定性,光谱性质,耐热性,耐光性以及 制造适用性等,Fe,Zn,Mg,Si,Pt,Pd,Mo,Mn,Cu,Ni,Co,TiO 和VO是优选的,Zn,Mg,Si,Pt,Pd,Cu,Ni,Co和VO是更优选的, 并且Zn是再更优选的。

下面描述包含由式(M)表示的化合物和金属原子或金属化合物的特 定配合物的优选实施方案。

即,优选的是,在式(M)中,R4和R9各自独立地表示氢原子,烷基, 烯基,芳基,杂环基,甲硅烷基,羟基,氰基,烷氧基,芳氧基,杂环氧 基,酰基,烷氧基羰基,氨基甲酰基,氨基,苯胺基,杂环氨基,碳酰氨 基,脲基,亚氨基,烷氧基羰基氨基,芳氧基羰基氨基,亚磺酰氨基,偶 氮基,烷基硫基,芳基硫基,杂环硫基,烷基磺酰基,芳基磺酰基或膦酰 基氨基,R5和R8各自独立地表示氢原子,卤素原子,烷基,烯基,芳基, 杂环基,羟基,氰基,硝基,烷氧基,芳氧基,杂环氧基,酰基,烷氧基 羰基,芳氧基羰基,氨基甲酰基,亚氨基,烷氧基羰基氨基,亚磺酰氨基, 偶氮基,烷基硫基,芳基硫基,杂环硫基,烷基磺酰基,芳基磺酰基或氨 磺酰基,R6和R7各自独立地表示氢原子,卤素原子,烷基,烯基,芳基, 杂环基,甲硅烷基,羟基,氰基,烷氧基,芳氧基,杂环氧基,酰基,烷 氧基羰基,氨基甲酰基,苯胺基,碳酰氨基,脲基,亚氨基,烷氧基羰基 氨基,亚磺酰氨基,偶氮基,烷基硫基,芳基硫基,杂环硫基,烷基磺酰 基,芳基磺酰基,氨磺酰基或膦酰基氨基,并且R10表示氢原子,卤素原 子,烷基,芳基或杂环基;并且金属原子或金属化合物是Zn,Mg,Si, Pt,Pd,Mo,Mn,Cu,Ni,Co,TiO或VO。

更优选的是,在式(M)中,R4和R9各自独立地表示氢原子,烷基, 烯基,芳基,杂环基,氰基,酰基,烷氧基羰基,氨基甲酰基,氨基,杂 环氨基,碳酰氨基,脲基,亚氨基,烷氧基羰基氨基,芳氧基羰基氨基, 亚磺酰氨基,偶氮基,烷基磺酰基,芳基磺酰基或膦酰基氨基,R5和R8各自独立地表示烷基,烯基,芳基,杂环基,氰基,硝基,酰基,烷氧基 羰基,芳氧基羰基,氨基甲酰基,亚氨基,烷基磺酰基,芳基磺酰基或氨 磺酰基,R6和R7各自独立地表示氢原子,烷基,烯基,芳基,杂环基, 氰基,酰基,烷氧基羰基,氨基甲酰基,碳酰氨基,脲基,亚氨基,烷氧 基羰基氨基,亚磺酰氨基,烷基硫基,芳基硫基,杂环硫基,烷基磺酰基, 芳基磺酰基或氨磺酰基,并且R10表示氢原子,卤素原子,烷基,芳基或 杂环基;并且金属原子或金属化合物是Zn,Mg,Si,Pt,Pd,Cu,Ni, Co或VO。

再更优选的是,在式(M)中,R4和R9各自独立地表示氢原子,烷基, 芳基,杂环基,氨基,杂环氨基,碳酰氨基,脲基,亚氨基,烷氧基羰基 氨基,亚磺酰氨基,偶氮基,烷基磺酰基,芳基磺酰基或膦酰基氨基, R5和R8各自独立地表示烷基,芳基,杂环基,氰基,酰基,烷氧基羰基, 氨基甲酰基,烷基磺酰基或芳基磺酰基,R6和R7各自独立地表示氢原子, 烷基,芳基或杂环基,并且R10表示氢原子,烷基,芳基或杂环基;并且 金属原子或金属化合物为Zn,Cu,Co或VO。

此外,特定配合物的优选实施方案包括由下面详细描述的式(5)或式(6) 表示的化合物。

由式(5)表示的二吡咯甲川金属配位化合物

本发明的着色剂多聚体的一个方面包含具有染料残基的着色剂多聚 体,在所述染料残基中,将任意一个氢原子从由下式(5)表示的二吡咯甲 川金属配位化合物移除:

在式(5)中,R4至R9各自独立地表示氢原子或取代基;R10表示氢原 子,卤素原子,烷基,芳基或杂环基团;Ma表示金属原子或金属化合物; X1表示可以连接至Ma的基团;X2表示中和Ma的电荷的基团;并且X1和X2可以彼此连接以与Ma一起形成5,6或7元环。由式(5)表示的二吡 咯甲川金属配合物的实例包括其互变异构体。

当将由式(5)表示的二吡咯甲川金属配位化合物引入至由式(A),(B) 或(C)表示的组成单元,由式(D)表示的多聚体或由式(1)表示的单体中时, 考虑到合成适用性,所引入的位置优选但是不限于,R4至R9中的任意一 个,更优选R4,R6,R7和R9中的任意一个,并且再更优选R4或R9

将碱溶性基团引入至本发明的着色剂多聚体中的方法的实例包括以 下方法:其中将碱溶性基团引入至由式(5)表示的二吡咯甲川金属配位化 合物的R4至R10,以及X1和X2中的一个或两个以上的取代基中。优选将 碱溶性基团引入至R4至R9和X1的任意一个中,更优选R4,R6,R7和 R9的任意一个中,并且再更优选R4或R9中的一个中。

除非损害本发明的效果,否则由式(5)表示的二吡咯甲川金属配位化 合物可以具有除碱溶性基团之外的官能团。

式(5)中的R4至R9具有与式(M)中的R4至R9相同的定义,并且具有 与式(M)相同的优选定义。

在式(5)中,Ma表示金属原子或金属化合物。金属原子或金属化合物 可以是任意金属原子或金属化合物,只要所述金属原子或金属化合物可以 形成配合物即可,并且其实例包括二价金属原子,二价金属氧化物,二价 金属氢氧化物和二价金属氯化物。

其实例包括Zn,Mg,Si,Sn,Rh,Pt,Pd,Mo,Mn,Pb,Cu,Ni, Co,Fe,金属氯化物如AlCl3,InCl3,FeCl2,TiCl2,SnCl2,SiCl2或GeCl2, 金属氧化物如TiO或VO,以及金属氢氧化物如Si(OH)2

这些之中,从配合物的稳定性,光谱特征,耐热性,耐光性,制造适 用性等的观点,Fe,Zn,Mg,Si,Pt,Pd,Mo,Mn,Cu,Ni,Co,TiO 和VO是优选的,Zn,Mg,Si,Pt,Pd,Cu,Ni,Co和VO是更优选的, 并且Zn,Cu,Co和VO是再更优选的,并且Zn是最优选的。

在式(5)中,R10表示氢原子,卤素原子,烷基,芳基或杂环基,并且 优选表示氢原子。

式(5)中的X1可以任意基团,只要它可以连接至Ma即可,并且其具 体实例包括水,醇(例如,甲醇,乙醇,丙醇)等,以及衍生自描述在下列 各项中的化合物的基团:“金属螯合物(Metal Chelates)”[1]Takeichi  Sakaguchi和Kyohei Ueno(1995Nankodo),“金属螯合物(Metal Chelates)” [2](1996),“金属螯合物(Metal Chelates)”[3](1997)等。这些之中,考虑到 可制造性,优选水,羧酸化合物和醇,并且更优选水和羧酸化合物。

式(5)中的X2是中和Ma的电荷的基团,并且其实例包括卤素原子, 羟基,羧基,磷酸基和磺酸基。这些之中,考虑到可制造性,卤素原子, 羟基,羧基和磺酸基是优选的,并且羟基和羧基是更优选的。

式(5)中的X1和X2可以彼此连接以与Ma一起形成5,6或7元环。 所形成的5,6或7元环可以是饱和或不饱和环。5,6或7元环可以仅由 碳原子和氢原子形成,或可以是具有选自氮原子,氧原子和硫原子的至少 一种原子的杂环。

在由式(5)表示的化合物的优选实施方案中,R4至R9各自独立地具有 与式(M)中R4至R9相同的优选定义;R10具有与式(M)中的R10相同的优 选定义;Ma是Zn,Cu,Co或VO;X1表示水或羧酸化合物;X2表示羟 基或羧基;并且X1和X2彼此连接以形成5或6元环。

由式(6)表示的二吡咯甲川金属配位化合物

本发明的着色剂多聚体的一个方面包括具有染料残基的着色剂多聚 体,在所述染料残基中,将任意一个氢原子从由下式(6)表示的二吡咯甲 川金属配位化合物的R11至R17,X1以及Y1至Y2的取代基的任意一个中 移除:

在式(6)中,R11和R16各自独立地表示烷基,烯基,芳基,杂环基, 烷氧基,芳氧基,烷基氨基,芳基氨基或杂环氨基;R12至R15各自独立 地表示氢原子或取代基;R17表示氢原子,卤素原子,烷基,芳基或杂环 基;Ma表示金属原子或金属化合物;X2和X3各自独立地表示NR′(其中 R′表示氢原子,烷基,烯基,芳基,杂环基,酰基,烷基磺酰基或芳基磺 酰基),氮原子,氧原子或硫原子;Y1和Y2各自独立地表示NR″(其中R″ 表示氢原子,烷基,烯基,芳基,杂环基,酰基,烷基磺酰基或芳基磺酰 基),氮原子或碳原子;R11和Y1可以彼此连接以形成5,6或7元环;R16和Y2可以彼此连接以形成5,6或7元环;X1表示能够与Ma结合的基团; 和a表示0,1或2。这里,当a表示2时,每个X1可以彼此相同或不同。 由式(6)表示的二吡咯甲川金属配位化合物的实例包括其互变异构体。

对于将由式(6)表示的二吡咯甲川金属配位化合物引入至本发明的着 色剂多聚体中的位置没有特别限制,只要不损害本发明的效果即可,但优 选为R11至R17,X1,Y1和Y2中的任意一个。考虑到合成适用性,优选将 二吡咯甲川金属配位化合物引入至R11至R16和X1中的任意一个,更优选 R11,R13,R14和R16中的任意一个,并且再更优选R11或R16中。

当使用具有碱溶性基团的着色剂单体或组成单元时,将碱溶性基团引 入至本发明的着色剂多聚体中的方法的实例包括以下方法:其中可以将碱 溶性基团引入至由式(6)表示的二吡咯甲川金属配位化合物的R11至R17, X1,Y1和Y2的取代基的一个或两个以上中。优选将碱溶性基团引入至 R11至R16和X1的任意一个中,更优选R11,R13,R14和R16的任意一个中, 并且再更优选R11或R16中的一个中。

除非损害本发明的效果,否则由式(6)表示的二吡咯甲川金属配位化 合物可以具有除碱溶性基团之外的官能团。

R12至R15分别具有与式(M)中的R5至R8相同的定义,并且分别具有 与式(M)相同的优选定义。R17具有与式(M)中的R10相同的定义,并且具 有与式(M)相同的优选定义。Ma具有与式(M)中的Ma相同的定义,并且 具有与式(M)相同的优选定义。

更详细地,在式(6)中的R12至R15中,优选的是R12和R15各自独立 地表示烷氧基羰基,芳氧基羰基,氨基甲酰基,烷基磺酰基,芳基磺酰基, 腈基,亚氨基或氨基甲酰基磺酰基;更优选的是R12和R15各自独立地表 示烷氧基羰基,芳氧基羰基,氨基甲酰基,烷基磺酰基,腈基,亚氨基或 氨基甲酰基磺酰基;再更优选的是R12和R15各自独立地表示烷氧基羰基, 芳氧基羰基,氨基甲酰基,腈基,亚氨基或氨基甲酰基磺酰基;并且再更 优选R12和R15各自独立地表示烷氧基羰基,芳氧基羰基或氨基甲酰基。

优选的是R13和R14各自独立地表示取代或未取代的烷基,取代或未 取代的芳基或取代或未取代的杂环基;并且更优选的是R13和R14各自独 立地表示取代或未取代的烷基或取代或未取代的芳基。这里,优选的烷基, 芳基和杂环基的具体实例包括式(M)中的R6和R7的具体实例。

在式(6)中,R11和R16各自独立地表示烷基(具有优选1至36个,更 优选1至12个碳原子的直链,支链或环状烷基,如甲基,乙基,丙基, 异丙基,丁基,异丁基,叔丁基,己基,2-乙基己基,十二烷基,环丙基, 环戊基,环己基或1-金刚烷基),烯基(具有优选2至24个,更优选2至 12个碳原子的烯基,如乙烯基,烯丙基或3-丁烯-1-基),芳基(具有优选6 至36个,更优选6至18个碳原子的芳基,如苯基或萘基),杂环基(具有 优选1至24个,更优选1至12个碳原子的杂环基,如2-噻吩基,4-吡啶 基,2-呋喃基,2-嘧啶基,2-吡啶基,2-苯并噻唑基,1-咪唑基,1-吡唑基 或苯并三唑-1-基),烷氧基(具有优选1至36个,更优选1至18个碳原子 的烷氧基,如甲氧基,乙氧基,丙氧基,丁氧基,己氧基,2-乙基己氧基, 十二烷氧基或环己氧基),芳氧基(具有优选6至24个,更优选1至18个 碳原子的芳氧基,如苯氧基或萘氧基),烷基氨基(具有优选1至36个, 更优选1至18个碳原子的烷基氨基,如甲基氨基,乙基氨基,丙基氨基, 丁基氨基,己基氨基,2-乙基己基氨基,异丙基氨基,叔丁基氨基,叔辛 基氨基,环己基氨基,N,N-二乙基氨基,N,N-二丙基氨基,N,N-二丁基 氨基或N-甲基-N-乙基氨基),芳基氨基(具有优选6至36个,更优选6至 18个碳原子的芳基氨基,如苯基氨基,萘基氨基,N,N-二苯基氨基或N- 乙基-N-苯基氨基)或杂环氨基(具有优选1至24个,更优选1至12个碳 原子的杂环氨基,如2-氨基吡咯基团,3-氨基吡唑基团,2-氨基吡啶基团 或3-氨基吡啶基团)。

这些之中,优选的是R11和R16各自独立地表示烷基,烯基,芳基, 杂环基,烷基氨基,芳基氨基或杂环氨基;更优选的是R11和R16各自独 立地表示烷基,烯基,芳基或杂环基;再更优选的是R11和R16各自独立 地表示烷基,烯基或芳基;并且甚至更优选的是R11和R16各自独立地表 示烷基。

在式(6)中,当由R8或R9表示的烷基,烯基,芳基,杂环基,烷氧基, 芳氧基,烷基氨基,芳基氨基或杂环氨基是可以进一步被取代的基团时, 它可以被下述式(1)的R1中的取代基中的任意一个取代,并且当它被两个 以上取代基取代时,取代基可以彼此相同或不同。

在式(6)中,X2和X3各自独立地表示NR′,氮原子,氧原子或硫原子, 其中R′表示氢原子,烷基(具有优选1至36个,更优选1至12个碳原子 的直链,支链或环状烷基,如甲基,乙基,丙基,异丙基,丁基,异丁基, 叔丁基,己基,2-乙基己基,十二烷基,环丙基,环戊基,环己基,1-金 刚烷基),烯基(具有优选2至24个,更优选2至12个碳原子的烯基,如 乙烯基,烯丙基或3-丁烯-1-基),芳基(具有优选6至36个,更优选6至 18个碳原子的芳基,如苯基或萘基),杂环基(具有优选1至24个,更优 选1至12个碳原子的杂环基,如2-噻吩基,4-吡啶基,2-呋喃基,2-嘧 啶基,1-吡啶基,2-苯并噻唑基,1-咪唑基,1-吡唑基或苯并三唑-1-基), 酰基(具有优选1至24个,更优选2至18个碳原子的酰基,如乙酰基, 新戊酰基,2-乙基己基,苯甲酰基或环己酰基),烷基磺酰基(具有优选1 至24个,更优选1至18个碳原子的烷基磺酰基,如甲基磺酰基,乙基磺 酰基,异丙基磺酰基或环己基磺酰基),或芳基磺酰基(具有优选6至24 个,更优选6至18个碳原子的芳基磺酰基,如苯基磺酰基或萘基磺酰基)。

由R′表示的烷基,烯基,芳基,杂环基,酰基,烷基磺酰基或芳基 磺酰基可以进一步被下述式(1)的R1中的取代基中的任意一个取代,并且 当它被两个以上取代基取代时,取代基可以彼此相同或不同。

在式(6)中,Y2和Y3各自独立地表示NR″,氮原子,碳原子;并且 R″具有与上面的X2和X3中的R′相同的定义,并且具有与上面的X2和X3中的R′相同的优选定义。

在式(6)中,R11和Y1可以彼此连接以与碳原子形成5元环(例如,环 戊烷,吡咯烷,四氢呋喃,二氧戊环,四氢噻吩,吡咯,呋喃,噻吩,吲 哚,苯并呋喃或苯并噻吩),6元环(例如,环己烷,哌啶,哌嗪,吗啉, 四氢吡喃,二烷,五甲撑硫,二噻烷,苯,哌啶,哌嗪,哒嗪,喹啉或 喹唑啉)或7元环(例如,环庚烷或六亚甲基亚胺)。

在式(6)中,R161和Y2可以彼此连接以与碳原子形成5元环(例如,环 戊烷,吡咯烷,四氢呋喃,二氧戊环,四氢噻吩,吡咯,呋喃,噻吩,吲 哚,苯并呋喃或苯并噻吩),6元环(例如,环己烷,哌啶,哌嗪,吗啉, 四氢吡喃,二烷,五甲撑硫,二噻烷,苯,哌啶,哌嗪,哒嗪,喹啉或 喹唑啉)或7元环(例如,环庚烷或六亚甲基亚胺)。

在式(6)中,当通过连接R11与Y1或者R16与Y2而形成的5,6或7 元环是可以进一步被取代的环时,它可以被下述式(1)的R1中的取代基中 的任意一个取代,并且当它被两个以上取代基取代时,取代基可以彼此相 同或不同。

在式(6)中,X1表示可以连接至Ma的基团。其具体实例包括与式(5) 中的X1的定义相同的基团。式(6)中的X1具有与式(5)中的X1相同的优选 定义。

在式(6)中,a表示0,1或2。这里,当a表示2时,每个X1可以彼 此相同或不同。

由式(6)表示的化合物的优选实施方案如下。

即,在优选的实施方案中,R12至R15各自独立地分别具有与式(5)中 的R5至R8相同的优选定义;R17具有与式(5)中的R10相同的优选定义; Ma表示Zn,Cu,Co或VO;X2表示NR′(其中R′表示氢原子或烷基), 氮原子或氧原子;X3表示NR′(其中R′表示氢原子或烷基)或氧原子;Y1表示NR″(其中R″表示氢原子或烷基),氮原子或碳原子;Y2表示氮原子 或碳原子;R11和R16各自独立地表示烷基,芳基,杂环基,烷氧基或烷 基氨基;X1表示经由氧原子连接的基团;并且a表示0或1。R11和Y1可以彼此连接以形成5或6元环;并且R16和Y2可以彼此连接以形成5 或6元环。

在更优选的实施方案中,R12至R15各自独立地分别具有与式(5)中的 R5至R8相同的优选定义;R17具有与式(5)中的R10相同的优选定义;Ma 表示Zn;X2和X3表示氧原子;Y1表示NH;Y2表示氮原子;R11和R16各自独立地表示烷基,芳基,杂环基,烷氧基或烷基氨基;X1表示经由 氧原子连接的基团;并且a表示0或1。R11和Y1可以彼此连接以形成5 或6元环;并且R16和Y2可以彼此连接以形成5或6元环。

考虑到膜厚度,优选的是由式(5)和(6)表示的二吡咯甲川金属配位化 合物的摩尔吸光系数尽可能高。考虑到色纯度,最大吸收波长λ最大优选为 520nm至580nm,更优选530nm至570nm。通过分光光度计(商品名: UV-2400PC,由岛沣公司(Shimadzu Corporation)制造)测量最大吸收波长 和摩尔吸光系数。

考虑到溶解度,优选的是由式(5)和(6)表示的二吡咯甲川金属配位化 合物的熔点不过高。

由式(5)和(6)表示的二吡咯甲川金属配位化合物可以通过下列各项中 描述的方法合成:美国专利号4,774,339和5,433,896,JP-A号2001-240761 和2002-155052,日本专利号3614586,Aust.J.Chem,1965,11,1835-1845, J.H.Boger等,杂原子化学(Heteroatom Chemistry),第1卷,第5期, 389(1990),等。

详细地,可以应用JP-A号2008-292970的段落[0131]至[0157]中描述 的方法。

对具有优选的着色剂骨架的本发明的着色剂多聚体进行解释。具有衍 生自二吡咯甲川金属配位化合物的着色剂骨架的着色剂多聚体的实例包 括:包含由下式(A),(B)或(C)表示的组成单元的至少一种的多聚体;由 下式(D)表示的着色剂多聚体;以及包含由下式(1)表示的着色剂单体作为 聚合组分的着色剂多聚体。在下文中,说明这些着色剂多聚体。

由式(A)表示的组成单元

在式(A)中,XA1表示通过聚合形成的连接基团;LA1表示单键或二价 连接基团;“Dye”表示从二吡咯甲川金属配位化合物移除任意1至(m+1) 个氢原子而形成的着色剂残基,所述二吡咯甲川金属配位化合物从(i)由式 (M)表示的二吡咯甲川化合物和(ii)金属或金属化合物获得;XA2表示通过 聚合形成的连接基团;LA2表示单键或二价连接基团;并且“Dye”和LA2可以通过共价键,离子键或配位键彼此连接。

在式(A)中,m表示0至3的整数。当m表示2或3时,每个XA2可 以彼此相同或不同。当m表示2或3时,每个LA2可以彼此相同或不同。

在式(A)中,XA1和XA2各自独立地表示通过聚合形成的连接基团。换 言之,XA1和XA2各自表示形成对应于通过聚合反应形成的主链的重复单 元的部分。两个*位之间的部分对应于重复单元。XA1和XA2的实例包括: 通过取代或未取代的烯键式不饱和基团的聚合形成的连接基团,以及通过 环醚的开环聚合形成的连接基团。XA1和XA2的优选实例包括通过烯键式 不饱和基团的聚合形成的连接基团。其具体实例包括以下连接基团,但本 发明不特别限定于这些实例。

在以下(X-1)至(X-15)中,LA1或LA2在由*表示的位置连接。

在式(A)中,LA1和LA2各自独立地表示单键或二价连接基团。当LA1或LA2表示二价连接基团时,二价连接基团的实例包括:具有1至30个 碳原子的取代或未取代的直链,支链或环状亚烷基(如亚甲基,亚乙基, 1,3-亚丙基,亚丙基或亚丁基);具有6至30个碳原子的取代或未取代的 亚芳基(如亚苯基或亚萘基(naphthalene group));取代或未取代的杂环连接 基团;-CH2=CH2-,-O-,-S-,-NR-,-C(=O)-,SO-,-SO2-;由下式(2)表 示的连接基团;由下式(3)表示的连接基团;由下式(4)表示的连接基团; 和通过连接这些基团中的两个以上而形成的连接基团,如-N(R)C(=O)-, -OC(=O)-,-C(=O)N(R)-,-C(=O)O-(这里,每个R独立地表示氢原子,烷 基,芳基或杂环基)。然而,式(A)中的二价连接基团不限定于这些基团, 只要二价连接基团发挥本发明的作用即可。

在式(A)中,“Dye”表示得自下列各项的二吡咯甲川金属配位化合物: (i)由式(M)表示的二吡咯甲川化合物和(ii)金属或金属化合物,优选表示通 过从由式(5)或式(6)表示的二吡咯甲川金属配位化合物移除任意1至(m+1) 个氢原子而获得的着色剂残基。

这里,式(3)和(4)中的R2独立地表示氢原子,烷基,芳基,或杂环基; 式(2)至(4)中的R3独立地表示氢原子或取代基;式(2)至(4)中的k独立地 表示0至4的整数;式(2)至(4)中的*独立地表示连接式(1)中的-C(R1)=CH2- 基团的位置;并且式(2)至(4)中的**独立地表示连接式(1)中的L2或“Dye” (在n=0的情况下)的位置。

由式(A)表示的组成单元的实例包括下列各项,但本发明不特别限定 于这些实例。

由式(B)表示的组成单元

在下文中,解释由式(B)表示的组成单元的细节。

在式(B)中,XB1表示通过聚合形成的连接基团;LB1表示单键或二价 连接基团;A表示可以经由离子键或配位键连接至“Dye”的基团;“Dye” 表示在二吡咯甲川金属配位化合物中的取代基上具有可以经由离子键或 配位键连接至A的基团的着色剂残基,所述二吡咯甲川金属配位化合物 或其互变异构体从(i)由式(M)表示的二吡咯甲川化合物和(ii)金属或金属 化合物获得;XB2表示通过聚合形成的连接基团;LB2表示单键或二价连 接基团;m表示0至3的整数;并且“Dye”和LB2可以通过共价键,离 子键或配位键彼此连接。

在式(B)中,m表示0至3的整数。当m表示2或3时,每个XB2可 以彼此相同或不同。当m表示2或3时,每个LB2可以彼此相同或不同。

在式(B)中,由XB1和XB2表示的基团,以及由LB1和LB2表示的基团 分别具有与式(A)中的XA1和XA2,以及LA1和LA2相同的定义,并且分别 具有与式(A)中的XA1和XA2,以及LA1和LA2相同的优选定义。

在式(B)中由A表示的基团是任意基团,只要该基团可以经由离子键 或配位键连接至“Dye”基团即可。可以经由离子键连接至“Dye”基团 的基团的实例可以是阴离子基团或阳离子基团。阴离子基团的实例包括具 有12以下的pKa,优选7以下的pKa,更优选5以下的pKa的阴离子基 团,如羧基,膦酸基,磺酸基,酰基亚磺酰氨基或亚磺酰亚氨基。阴离子 基团可以与“Dye”中的Ma或杂环基经由离子键或配位键连接,并且优 选与Ma经由离子键连接。阴离子基团的优选实例包括下列各项,但本发 明不特别限定于这些实例。在如下所示的阴离子基团中,每个R独立地

表示氢原子,烷基,芳基或杂环基。

在式(B)中由A表示的阳离子基团优选是取代或未取代的阳离子 (如取代或未取代的铵基,取代或未取代的吡啶基,取代或未取代的咪 唑基,取代或未取代的锍基,或取代或未取代的基),并且更优选取 代的铵基。

由式(B)表示的组成单元的具体实例包括下列各项,但本发明不特别 限定于这些实例。

由式(C)表示的组或单元

在下文中,描述由式(C)表示的组成单元的细节。

在式(C)中,LC1表示单键或二价连接基团;并且“Dye”表示通过从 二吡咯甲川金属配位化合物移除氢原子中的任意两个而形成的着色剂残 基,所述二吡咯甲川金属配位化合物从(i)由式(M)表示的二吡咯甲川化合 物和(ii)金属或金属化合物获得。“Dye”优选表示通过从由式(5)或式(6) 表示的二吡咯甲川金属配位化合物移除任意两个氢原子而形成的着色剂 残基。n表示1至4的整数。当n表示2以上的整数时,每个LC1可以彼 此相同或不同。

在式(C)中,由LC1表示的二价连接基团的实例包括具有1至30个碳 原子的取代或未取代的直链,支链或环状亚烷基(如亚甲基,亚乙基,1,3- 亚丙基,亚丙基或亚丁基);具有6至30个碳原子的取代或未取代的亚芳 基(如亚苯基或亚萘基);取代或未取代的杂环连接基团;-CH2=CH2-,-O-, -S-,-NR-,-C(=O)-,-SO-,-SO2-;以及通过连接这些基团中的两个以上 而形成的连接基团,如-N(R)C(=O)-,-OC(=O)-,-C(=O)N(R)-,-C(=O)O- 或-N(R)C(=O)N(R)-(这里,每个R独立地表示氢原子,烷基,芳基或杂环 基)。

在式(C)中由LC1表示的二价连接基团的优选实例包括如下各项,但 LC1不限定于这些实例。

由式(C)表示的组成单元的具体实例包括下列各项,但本发明不特别 限定于这些实例。

共聚组分

本发明的着色剂多聚体可以仅通过由式(A),式(B)和/或式(C)表示的 组成单元形成,也可以与其他组成单元多聚。其他单元的优选实例包括以 下组成单元。其具体实例如下所示,但本发明不特别限定于这些实例。

由式(D)表示的着色剂多聚体

下面解释由式(D)表示的着色剂多聚体的细节。

在式(D)中,LD1表示m价连接基团;m表示2至100的整数;并且 “Dye”表示通过从二吡咯甲川金属配位化合物移除任意一个氢原子而形 成的着色剂残基,所述二吡咯甲川金属配位化合物从(i)由式(M)表示的二 吡咯甲川化合物和(ii)金属或金属化合物获得。“Dye”优选表示通过从由 式(5)或式(6)表示的二吡咯甲川金属配位化合物移除任意一个氢原子而形 成的着色剂残基。

在式(D)中,m优选表示2至80,更优选2至40,并且再更优选2至 10的整数。连接至由LD1表示的连接基团的每个着色剂残基(“Dye”)可 以彼此相同或不同。考虑到合成适用性,优选的是每个“Dye”彼此相同。

在式(D)中,当m表示2时,由LD1表示的二价连接基团的优选实例 包括:具有1至30个碳原子的取代或未取代的直链,支链或环状亚烷基(如 亚甲基,亚乙基,1,3-亚丙基,亚丙基或亚丁基);具有6至30个碳原子 的取代或未取代的亚芳基(如亚苯基或亚萘基);取代或未取代的杂环连接 基团;-CH2=CH2-,-O-,-S-,-NR-,-C(=O)-,-SO-,-SO2-;以及通过连 接这些基团中的两个以上而形成的连接基团,如-N(R)C(=O)-,-OC(=O)-, -C(=O)N(R)-,-C(=O)O-或-N(R)C(=O)N(R)-(这里,每个R独立地表示氢 原子,烷基,芳基,或杂环基)。

当m表示3以上的整数时,m价连接基团的实例包括取代或未取代 的亚芳基(如1,3,5-亚苯基,1,2,4-亚苯基或1,4,5,8-亚萘基),杂环连接基团 (如1,3,5-三嗪基团)以及作为母体骨架的亚烷基连接基团等被上述二价连 接基团取代而形成的连接基团。

由式(D)表示的着色剂多聚体的具体实例包括下列各项,但本发明不 特别限定于这些实例。

在下文中,在下表1中给出本发明的第一方面的着色剂多聚体的优选 实例的组成单元(上述组成单元),共聚摩尔比,重均分子量和分散度。

表1

本发明的着色剂多聚体优选包含由式(A),(B)或(C)表示的组成单元 中的至少一种作为部分结构。本发明的着色剂多聚体更优选包含由式(A) 表示的组成单元。

此外,由式(A)表示的组成单元优选用由下式(1)表示的着色剂单体作 为聚合组分形成。

在下文中,描述由式(1)表示的着色剂单体的细节。

由式(1)表示的着色剂单体

详细说明本发明的着色剂多聚体中作为聚合组分含有的着色剂单体, 即由下式(1)表示的化合物。

在式(1)中,R1表示氢原子,卤素原子,烷基或芳基;L1表示 -N(R2)C(=O)-,-OC(=O)-,-C(=O)N(R2)-,-C(=O)O-,由下式(2)表示的基 团,由下式(3)表示的基团,或由下式(4)表示的基团;L2表示二价连接基 团;m和n各自独立地表示0或1;“Dye”表示通过从二吡咯甲川金属配 位化合物或其互变异构体移除任意一个氢原子而形成的着色剂残基,所述 吡咯甲川金属配位化合物或其互变异构体从(i)由式(M)表示的二吡咯甲川 化合物和(ii)金属或金属化合物获得,优选表示通过从由式(5)表示的二吡 咯甲川金属配位化合物移除任意一个氢原子而形成的着色剂残基,或者通 过从由式(6)表示的二吡咯甲川金属配位化合物中的R11至R17,X1,Y1和 Y2的取代基的任意一个移除一个氢原子而形成的取代基;并且R2表示氢 原子,烷基,芳基或杂环基;

其中,式(3)和(4)中的R2独立地表示氢原子,烷基,芳基或杂环基; 式(2)至(4)中的R3独立地表示氢原子或取代基;式(2)至(4)中的k独立地 表示0至4的整数;式(2)至(4)中的*独立地表示连接式(1)中的-C(R1)=CH2基团的位置;并且式(2)至(4)中的**独立地表示连接式(1)中的L2或“Dye” (当n表示0时)的位置。

在式(5)中,R4至R9各自独立地表示氢原子或取代基;R10表示氢原 子,卤素原子,烷基,芳基或杂环基;Ma表示金属原子或金属化合物; X1表示可以连接至Ma的基团;X2表示中和Ma的电荷的基团;并且X1和X2可以彼此连接以与Ma一起形成5,6或7元环。由式(5)表示的二吡 咯甲川金属配位化合物的实例也包括其互变异构体。

在式(6)中,R11和R16各自独立地表示烷基,烯基,芳基,杂环基, 烷氧基,芳氧基,烷基氨基,芳基氨基或杂环氨基;R12至R15各自独立 地表示氢原子或取代基;R17表示氢原子,卤素原子,烷基,芳基或杂环 基;Ma表示金属原子或金属化合物;X2和X3各自独立地表示NR′(其中 R′表示氢原子,烷基,烯基,芳基,杂环基,酰基,烷基磺酰基或芳基磺 酰基),氮原子,氧原子或硫原子;Y1和Y2各自独立地表示NR″(其中R″ 表示氢原子,烷基,烯基,芳基,杂环基,酰基,烷基磺酰基或芳基磺酰 基),氮原子或碳原子;R11和Y1可以彼此连接以形成5,6或7元环;R16和Y2可以彼此连接以形成5,6或7元环;X1表示可以连接至Ma的基团; 并且a表示0,1或2。这里,当a表示2时,每个X1可以彼此相同或不 同。由式(6)表示的二吡咯甲川金属配位化合物的实例也包括其互变异构 体。

换言之,由式(1)表示的着色剂单体是这样的化合物:其中将式(1)中 由-(L2)n-(L1)m-C(R1)=CH2表示的可聚合基团引入至由式(5)或式(6)表示的 二吡咯甲川金属配位化合物中。

当m和n两者都表示0时,-C(R1)=CH2基团被直接引入至二吡咯甲 川金属配位化合物中。这里,L1,L2和R1分别具有与式(1)中的L1,L2和R1相同的定义。

在由式(5)表示的二吡咯甲川金属配位化合物中,对引入可聚合基团 的位置没有特别限制,但是考虑到合成适用性,优选引入至R4至R9的任 意一个中,更优选R4,R6,R7和R9的任意一个中,并且再更优选R4或 R9

在由式(6)表示的二吡咯甲川金属配位化合物,引入可聚合基团的位 置为R11至R17,X1,Y1和Y2中的任意一个。考虑到合成适用性,优选将 可聚合基团引入至R11至R16和X1的任意一个中,更优选R11,R13,R14和R16的任意一个中,并且再更优选R11或R16

在式(1)中,R1表示氢原子,卤素原子,烷基或芳基。当R1表示烷基 或芳基时,烷基或芳基可以是未取代的或取代的。

当R1表示烷基时,烷基优选为具有1至36个,更优选1至6个碳原 子的取代或未取代的直链,支链或环状烷基。烷基的实例包括甲基,乙基, 丙基,丁基,辛基,异丙基和环己基。

当R1表示芳基时,芳基优选为具有6至18个,更优选6至14个, 并且再更优选6至12个碳原子的取代或未取代的芳基。芳基的实例包括 苯基和萘基。

当R1表示取代的烷基或取代的芳基时,取代基的实例包括:卤素原 子(如氟原子,氯原子,溴原子或碘原子),烷基(具有优选1至24个,更 优选1至12个碳原子的烷基,如甲基,乙基,丙基,丁基,异丙基,叔 丁基,2-乙基己基,十二烷基,环丙基,环戊基,环己基或金刚烷基 (adamantly group)),芳基(具有优选6至24个,更优选6至12个碳原子 的芳基,如苯基或萘基),杂环基(具有优选1至24个,更优选1至12个 碳原子的杂环基,如2-噻吩基,4-吡啶基,2-呋喃基,2-嘧啶基,1-吡啶 基,2-苯并噻唑基,1-咪唑基,1-吡唑基或苯并三唑-1-基),甲硅烷基(具 有优选3至24个,更优选3至12个碳原子的甲硅烷基,如三甲基甲硅烷 基,三乙基甲硅烷基,三丁基甲硅烷基,叔丁基二甲基甲硅烷基或叔己基 二甲基甲硅烷基),羟基,氰基,硝基,磺酸基,膦酸基,羧基,烷氧基(具 有优选1至24个,更优选1至12个,再更优选1至6个碳原子的烷氧基, 如甲氧基,乙氧基,1-丁氧基,2-丁氧基,异丙氧基,叔丁氧基,十二烷 氧基,或环烷氧基如环戊氧基或环己氧基),芳氧基(具有优选6至24个, 更优选6至12个碳原子的芳氧基,如苯氧基或1-萘氧基),杂环氧基(具 有优选1至24个,更优选1至12个碳原子的烷氧基,如1-苯基四唑-5- 氧基或2-四氢吡喃基氧基),甲硅烷氧基(具有优选1至24个,更优选1 至12个碳原子的甲硅烷氧基,如三甲基甲硅烷氧基,叔丁基二甲基甲硅 烷氧基或二苯基甲基甲硅烷氧基),酰氧基(具有优选2至24个,更优选2 至12个碳原子的乙酰氧基,如乙酰氧基,新戊酰氧基,苯甲酰氧基或十 二烷酰氧基),烷氧基羰基氧基(具有优选2至24个,更优选2至12个, 再更优选2至6个碳原子的烷氧基羰基氧基,如乙氧基羰基氧基,叔丁氧 基羰基氧基,或环烷氧基羰基氧基如环己氧基羰基氧基),芳氧基羰基氧 基(具有优选7至24个,更优选7至12个碳原子的芳氧基羰基氧基,如 苯氧基羰基氧基),氨基甲酰氧基(具有优选1至24个,更优选1至12个, 再更优选1至6个碳原子的氨基甲酰氧基,如N,N-二甲基氨基甲酰氧基, N-丁基氨基甲酰氧基,N-苯基氨基甲酰氧基或N-乙基-N-苯基氨基甲酰氧 基),氨磺酰氧基(具有优选1至24个,更优选1至12个,再更优选1至 6个碳原子的氨磺酰氧基,如N,N-二乙基氨磺酰氧基或N-丙基氨磺酰氧 基),烷基磺酰氧基(具有优选1至24个,更优选1至12个,再更优选1 至6个碳原子的烷基磺酰氧基,如甲基磺酰氧基,十六烷基磺酰氧基或环 己基磺酰氧基),芳基磺酰氧基(具有优选6至24个,更优选6至12个碳 原子的芳基磺酰氧基,如苯基磺酰氧基),酰基(具有优选1至24个,更 优选1至12个碳原子的酰基,如甲酰基,乙酰基,新戊酰基,苯甲酰基, 十四烷酰基或环己酰基);

烷氧基羰基(具有优选2至24个,更优选2至12个,再更优选2至 6个碳原子的烷氧基羰基,如甲氧基羰基,乙氧基羰基,十八烷氧基羰基 或环己氧基羰基),芳氧基羰基(具有优选7至24个,更优选7至12个碳 原子的芳氧基羰基,如苯氧基羰基),氨基甲酰基(具有优选1至24个, 更优选1至12个碳原子的氨基甲酰基,如氨基甲酰基,N,N-二乙基氨基 甲酰基,N-乙基-N-辛基氨基甲酰基,N,N-二丁基氨基甲酰基,N-丙基氨 基甲酰基,N-苯基氨基甲酰基,N-甲基-N-苯基氨基甲酰基或N,N-二环己 基氨基甲酰基),氨基(具有优选24个以下,更优选12个以下碳原子的氨 基,如氨基,甲基氨基,N,N-二丁基氨基,十四烷基氨基,2-乙基己基氨 基或环己基氨基),苯胺基(具有优选6至24个,更优选6至12个碳原子 的苯胺基,如苯胺基或N-甲基苯胺基),杂环氨基(具有优选1至24个, 更优选1至12个碳原子的杂环氨基,如4-吡啶基氨基),碳酰氨基(具有 优选2至24个,更优选2至12个碳原子的碳酰氨基,如乙酰氨基,苯甲 酰氨基,十四烷酰氨基,新戊酰氨基或环己酰氨基),脲基(具有优选1至 24个,更优选1至12个碳原子的脲基,如脲基,N,N-二甲基脲基或N- 苯基脲基),亚氨基(具有优选20以下,更优选12以下个碳原子的亚氨基, 如N-琥珀酰亚氨基或N-苯二甲酰亚氨基),烷氧基羰基氨基(具有优选2 至24个,更优选2至12个碳原子的烷氧基羰基氨基,如甲氧基羰基氨基, 乙氧基羰基氨基,叔丁氧基羰基氨基,十八烷氧基羰基氨基或环己氧基羰 基氨基),芳氧基羰基氨基(具有优选7至24个,更优选7至12个碳原子 的芳氧基羰基氨基,如苯氧基羰基氨基),亚磺酰氨基(具有优选1至24 个,更优选1至12个碳原子,如甲烷亚磺酰氨基,丁烷亚磺酰氨基,苯 亚磺酰氨基,十六烷亚磺酰氨基或环己烷亚磺酰氨基),氨磺酰氨基(具有 优选1至24个,更优选1至12个碳原子的氨磺酰氨基,如N,N-二丙基 氨磺酰氨基或N-乙基-N-十二烷基氨磺酰氨基),偶氮基(具有优选1至24 个,更优选1至12个碳原子的偶氮基,如苯基偶氮基或3-吡唑基偶氮基), 烷基硫基(具有优选1至24个,更优选1至12个碳原子的烷基硫基,如 甲基硫基,乙基硫基,辛基硫基或环己基硫基),芳基硫基(具有优选6至 24个,更优选6至12个碳原子的芳基硫基,如苯基硫基),杂环硫基(具 有优选1至24个,更优选1至12个碳原子的杂环硫基,如2-苯并噻唑 基硫基,2-吡啶基硫基或1-苯基四唑基硫基),烷基亚硫酰基(具有优选1 至24个,更优选1至12个碳原子的烷基亚硫酰基,如十二烷亚硫酰基);

芳基亚硫酰基(具有优选6至24个,更优选6至12个碳原子的芳基 亚硫酰基,如苯基亚硫酰基),烷基磺酰基(具有优选1至24个,更优选1 至12个碳原子的烷基磺酰基,如甲基磺酰基,乙基磺酰基,丙基磺酰基, 丁基磺酰基,异丙基磺酰基,2-乙基己基磺酰基,十六烷基磺酰基,辛基 磺酰基或环己基磺酰基),芳基磺酰基(具有优选6至24个,更优选6至 12个碳原子的芳基磺酰基,如苯基磺酰基或1-萘基磺酰基),氨磺酰基(具 有优选24以下,更优选16以下个碳原子的氨磺酰基,如氨磺酰基,N,N- 二丙基氨磺酰基,N-乙基-N-十二烷基氨磺酰基,N-乙基-N-苯基氨磺酰基 或N-环己基氨磺酰基),磺基,膦酰基(具有优选1至24个,更优选1至 12个碳原子的膦酰基,如苯氧基膦酰基,辛氧基膦酰基或苯基膦酰基)和 膦酰基氨基(具有优选1至24个,更优选1至12个碳原子的膦酰基氨基, 如二乙氧基膦酰基氨基或二辛氧基膦酰基氨基)。

在这些取代基之中,卤素原子,烷基,芳基,羟基,磺酸基,膦酸基, 羧基,烷氧基,芳氧基,烷氧基羰基氧基,环烷基羰基氧基,芳氧基羰基 氧基,氨基甲酰氧基,氨磺酰氧基,烷基磺酰氧基,芳基磺酰氧基,酰基, 烷氧基羰基,芳氧基羰基,氨基甲酰基,碳酰氨基,亚氨基,亚磺酰氨基, 氨磺酰氨基和氨磺酰基是优选的;

烷基,芳基,羟基,磺酸基,膦酸基,羧基,烷氧基,芳氧基,烷氧 基羰基氧基,芳氧基羰基氧基,氨基甲酰氧基,氨磺酰氧基,烷基磺酰氧 基,芳基磺酰氧基,酰基,和烷氧基羰基,芳氧基羰基,氨基甲酰基,碳 酰氨基,亚磺酰氨基,氨磺酰氨基和氨磺酰基是更优选的;

羟基,磺酸基,膦酸基,羧基,烷氧基,芳氧基,烷氧基羰基氧基, 芳氧基羰基氧基,氨基甲酰氧基,氨磺酰氧基,烷基磺酰氧基,芳基磺酰 氧基,酰基,烷氧基羰基和芳氧基羰基是再更优选的;并且

羟基,磺酸基,羧基,烷氧基,烷氧基羰基氧基,氨基甲酰氧基,氨 磺酰氧基,烷基磺酰氧基,酰基和烷氧基羰基是再更优选的。

在这些优选取代基中,磺酸基,羧基,烷氧基,烷氧基羰基氧基,烷 基磺酰氧基和烷氧基羰基是更优选的;磺酸基,羧基,烷氧基和烷氧基羰 基是再更优选的;并且磺酸基,羧基和烷氧基是再更优选的。

R1优选表示氢原子,烷基或芳基,并且更优选表示氢原子或烷基。

当由R1表示的取代的烷基或取代的芳基是可以进一步被取代的基团 时,取代的烷基或芳基可以进一步被上面描述的取代基中的任意一个取代。 当取代的烷基或芳基具有两个以上取代基时,这些取代基可以彼此相同或 不同。

在式(1)中,L1表示-N(R2)C(=O)-,-OC(=O)-,-C(=O)N(R2)-,-C(=O)O-, 由下式(2)表示的基团,由下式(3)表示的基团或由下式(4)表示的基团。这 里,R2表示氢原子,烷基,芳基或杂环基。

R2表示烷基,芳基或杂环基。由R2表示的烷基,芳基和杂环基的实 例分别包括由上面的R1表示的取代的烷基或芳基中的取代基的烷基,芳 基和杂环基。由R2表示的烷基,芳基和杂环基分别具有与由R1表示的取 代的烷基或芳基中的取代基的烷基,芳基和杂环基相同的优选定义。

由R2表示的烷基,芳基或杂环基可以被用于R1的取代基中的任意一 个取代。当由R2表示的芳基或杂环基具有两个以上取代基时,这些取代 基可以彼此相同或不同。

在下文中,说明由式(2)表示的基团,由式(3)表示的基团,以及由式 (4)表示的基团,以上基团由式(1)中的L1表示。

这里,式(3)和(4)中的R2独立地表示氢原子,烷基,芳基或杂环基; 式(2)至(4)中的R3独立地表示氢原子或取代基;式(2)至(4)中的k独立地 表示0至4的整数;式(2)至(4)中的*独立地表示连接式(1)中的-C(R1)=CH2基团的位置;并且式(2)至(4)中的**独立地表示连接式(1)中的L2或 “Dye”(当n表示0时)的位置。

式(3)和(4)中的R2具有与式(1)中的R2相同的定义,并且具有与式(1) 中的R2相同的优选定义。

式(2)至(4)中的R3表示氢原子或取代基,并且由R3表示的取代基的 实例包括用于由R1表示的取代的烷基或芳基的取代基。所表示的取代基 具有与用于由R1表示的取代的烷基或芳基的取代基相同的优选定义。式 (2)至(4)中的k表示0,1,2,3或4。当k表示2,3或4时,每个R3可 以彼此相同或不同。

当式(2)至(4)中由R3表示的取代基是可以进一步被取代的基团时,由 R3表示的取代基可以被用于由R1表示的取代的烷基或芳基的取代基中的 任意一个取代。当由R3表示的取代基具有两个以上取代基时,这些取代 基可以彼此相同或不同。

考虑到合成适用性,L1优选表示-N(R2)C(=O)-,-OC(=O)-, -C(=O)N(R2)-或-C(=O)O-,更优选-OC(=O)-,-C(=O)N(R2)-或-C(=O)O-, 并且再更优选-C(=O)N(R2)-或-C(=O)O-。

在下文中,说明式(1)中的L2

L2表示将L1或-C(R1)=CH2(当m表示0时)与“Dye”连接的二价连接 基团。

L2的优选实例包括亚烷基,亚芳烷基,亚芳基,-O-,-C(=O)-,-OC(=O)-, -OC(=O)O-,-O SO2-,-OC(=O)N(R50)-,-N(R50)-,-N(R50)C(=O)-, -N(R50)C(=O)O-,-N(R50)C(=O)N(R51)-,-N(R50)SO2-,-N(R50)SO2N(R51)-, -S-,-S-S-,-SO-,-SO2-,-SO2N(R50)-和-SO2O-。这些二价连接基团中的 两个以上可以彼此连接以形成二价连接基团。

R50和R51各自独立地表示氢原子,烷基,芳基或杂环基。由R50或 R51表示的烷基,芳基和杂环基的实例分别包括用于R1的取代基的烷基, 芳基和杂环基。由R50或R51表示的烷基,芳基和杂环基分别具有与用于 R1的取代基的烷基,芳基和杂环基相同的优选定义。由R50或R51表示的 烷基,芳基或杂环基可以分别被用于R1的取代基中的任意一个取代。当 由R50和R51表示的烷基,芳基或杂环基具有两个以上取代基时,这些取 代基可以彼此相同或不同。

当L2表示亚烷基,亚芳烷基或亚芳基时,这些基团可以是未取代的 或取代的。当这些基团被取代时,这些基团可以被用于R1的取代基中的 任意一个取代。当由L2表示的亚烷基,亚芳烷基或亚芳基具有两个以上 取代基时,这些取代基可以彼此相同或不同。

当L2表示亚烷基,亚芳烷基或亚芳基时,优选的是L2表示具有1至 12个碳原子的亚烷基,具有6至18个碳原子的亚芳烷基或具有6至18 个碳原子的亚芳基,更优选的是L2表示具有1至8个碳原子的亚烷基, 具有6至16个碳原子的亚芳烷基,或具有6至12个碳原子的亚芳基,并 且再更优选的是L2表示具有1至6个碳原子的亚烷基或具有6至12个碳 原子的亚芳烷基。

作为L1和L2的组合,优选的是:L1表示-N(R2)C(=O)-,-OC(=O)-, -C(=O)N(R2)-,或-C(=O)O-,并且L2表示具有1至12个碳原子的亚烷基, 具有6至18个碳原子的亚芳烷基,具有6至18个碳原子的亚芳基,具有 2至18个碳原子的烷基硫醚基,具有2至18个碳原子的烷基碳酰氨基, 或具有2至18个碳原子的烷基氨基羰基。更优选的是:L1表示-OC(=O)-, -C(=O)N(R2)-,或-C(=O)O-,并且L2表示具有1至8个碳原子的亚烷基, 具有6至16个碳原子的亚芳烷基,具有6至12个碳原子的亚芳基,具有 2至12个碳原子的烷基硫醚基,具有2至12个碳原子的烷基碳酰氨基或 具有2至12个碳原子的烷基氨基羰基。再更优选的是:L1表示 -C(=O)N(R2)-或-C(=O)O-,并且L2表示具有1至6个碳原子的亚烷基, 具有6至12个碳原子的亚芳烷基,具有2至6个碳原子的烷基硫醚基, 具有2至6个碳原子的烷基碳酰氨基或具有2至6个碳原子的烷基氨基羰 基。

在式(1)中由-(L2)n-(L1)m-C(R1)=CH2表示的可聚合基团的实例包括下 列各项。然而,本发明不特别地限定于这些实例。

二吡咯甲川金属配位化合物

由式(1)表示的着色剂单体具有通过从由式(5)表示的二吡咯甲川金属 配位化合物移除任意一个氢原子而形成的着色剂残基,或者通过从由式(6) 表示的二吡咯甲川金属配位化合物中由R11至R17,X1,Y1和Y2表示的取 代基中的任意一个移除一个氢原子而形成的着色剂残基。换言之,由式(1) 表示的着色剂单体是这样的化合物:其中由-(L2)n-(L1)m-C(R1)=CH2表示的 可聚合基团被引入至由式(5)或式(6)表示的二吡咯甲川金属配位化合物中。 当m和n两者都表示0时,-C(R1)=CH2基团被直接引入至二吡咯甲川金 属配位化合物中。

被引入至式(1)中的二吡咯甲川金属配位化合物是上述由式(5)或式(6) 表示的二吡咯甲川金属配位化合物。

着色剂单体的实例

由式(1)表示的着色剂单体的实例和所述着色剂单体的合成方法的实 例如下所示,但本发明不特别限定于这些实例。

根据以下合成方案合成示例化合物a-9。

化合物1的合成方法

将4.11g的2-氨基吡咯化合物(化合物A)在乙腈中在室温下搅拌,并 将1.33g的2-氯丙酰氯滴加至其中并将混合物搅拌30分钟。将沉淀的晶 体过滤并分离,并用5mL的乙腈洗涤,从而获得2.22g的化合物1。

化合物1:1H-NMR,400MHz,δ(CDCl3)ppm:0.45-1.58(28H,m), 1.83-1.85(3H,d),4.57-4.6(1H,q),5.89(1H,s),6.35(1H,s),7.28-7.38(5H, m),10.78-10.82(1H,br),11.47-11.51(1H,br)。

化合物2的合成方法

将5g的化合物1和1.2g的3-巯基-1-丙醇溶解在15mL的二甲基乙 酰胺中,并且之后将溶液在室温下搅拌。将1.82g的1,8-二氮杂双环 [5,4,0]-7-十一碳烯(DBU)滴加至混合物中,并且所得到的混合物在室温下 搅拌1小时。其后,将反应液体倒入至200mL的盐酸水溶液中,并将混 合物用50mL的乙酸乙酯萃取。之后将有机相用5g的硫酸镁脱水,并过 滤。将滤液浓缩至干燥。将残留物分散并用乙腈洗涤,并将固体过滤并分 离。将固体用5mL的乙腈洗涤,从而获得3.51g的化合物2。

化合物2:1H-NMR,400MHz,δ(CDCl3)ppm:0.45-1.29(28H,m), 1.55-1.61(3H,d),1.84-1.92(2H,m),2.76-2.82(2H,t),3.56-3.71(1H, q),3.73-3.8(2H,q),5.89(1H,s),6.33(1H,s),7.27-7.38(5H,m), 10.78-10.82(1H,br),11.36-11.42(1H,br)。

化合物3的合成

将30g的化合物2和0.1g的硝基苯溶解在30mL的二甲基乙酰胺中, 并将14.1g的甲基丙烯酰氯(methacrylic acid chloride)滴加至其中并将混 合物在室温下搅拌4小时。将反应液加入至1.2L的水中,并用30g的碳 酸氢钠中和。将所得到的液体用500mL的乙酸乙酯萃取。之后将有机相 用30g的硫酸镁脱水,并过滤。将滤液浓缩至干燥。将残留物用100mL 的乙腈分散并洗涤,并将固体过滤并分离。将固体用30mL的乙腈洗涤, 从而获得24.6g的化合物3。

化合物3:1H-NMR,400MHz,δ(CDCl3)ppm:0.47-1.27(28H,m), 1.57-1.59(3H,d),1.9-1.93(3H,s),1.93-2.06(2H,m),2.66-2.76(2H,m), 3.55-3.71(1H,q),4.2-4.25(2H,t),5.52(1H,s),5.89(1H,s),6.08(1H, s),6.33(1H,s),7.27-7.38(5H,m),10.78-10.82(1H,br),11.38-11.42(1H, br)。

化合物4的合成

在将50mL的二甲基甲酰胺在0℃搅拌的同时,将5.5mL的三氯氧 磷(phosphorous oxychloride)滴加至二甲基甲酰胺中,并将混合物搅拌10 分钟。将15g的化合物1加入其中并将混合物在室温下搅拌2.5小时。将 反应液倒入至1.5L的水中,并且之后将所得到的液体用7.2g的氢氧化 钠中和。之后将150mL的甲醇倒入其中,并将混合物搅拌2小时。将晶 体过滤一次,并再次用150mL的甲醇分散并洗涤,从而获得8g的化合 物4。

化合物4:1H-NMR,400MHz,δ(CDCl3)ppm:0.45-1.57(28H,m), 1.81-1.83(3H,d),4.44-4.5(1H,q),5.88(1H,s),7.28-7.37(5H,m),9.06(1H, s),10.78-10.82(1H,br),11.47-11.51(1H,br)。

化合物5的合成

将19.6g的化合物4和8.34g的硫羟苹果酸加入至150mL的二甲基 乙酰胺中,并将混合物在室温下搅拌。之后将28g的DBU滴加至其中, 并将混合物在室温下搅拌2小时。将反应液倒入至1.5L的水中,并将所 获得的晶体过滤并分离,并且在减压下干燥,从而获得17.5g的化合物5。

化合物5:1H-NMR,400MHz,δ(CDCl3)ppm:0.45-1.59(28H,m), 1.81-1.83(3H,d),1.84-1.87(2H,d),2.93-2.97(1H,t),4.56-4.61(1H,q), 5.91(1H,s),7.28-7.37(5H,m),9.06(1H,s),10.92-10.96(1H,br), 11.12-11.19(1H,br)。

化合物6的合成

将12.9g的化合物5和50mL的乙酸酐在室温下搅拌,并且之后将 11.4g的三氟乙酸滴加至其中。随后,将12.5g的化合物3加入其中,并 将反应液在室温下搅拌4小时。将1L的水,60g的碳酸氢钠和乙酸乙酯 在室温下搅拌,并将反应液缓慢地倒入其中以中和反应液。用盐酸水溶液 使有机相成为酸性,并用饱和的氯化钠溶液洗涤。之后将有机相用硫酸钠 干燥,并且在减压下浓缩。之后将残留物用柱色谱法纯化,并在减压下浓 缩,从而获得8.7g的化合物6。

化合物6:1H-NMR,400MHz,δ(DMSO-d6)ppm:0.92-4.09(76H, m),5.24-5.28(2H,br),5.6(1H,s),5.98(1H,s),6.57(1H,s),7.28-7.45(10H, m),10.62-10.86(2H,br),12.02-12.15(1H,m)。

示例化合物a-9的合成

将17.6g的化合物6和200mL的甲醇在室温下搅拌,将3.25g的乙 酸锌二水合物加入其中,并且之后将混合物搅拌2.5小时。其后,将200mL 的水加入至反应液。将沉淀的晶体过滤并干燥,从而获得16.3g的示例化 合物a-9。

示例化合物a-9:1H-NMR,400MHz,δ(DMSO-d6)ppm:0.88-4.41(76H, m),5.72-5.8(2H,br),5.82(1H,s),6.04(1H,s),6.88(1H,s),7.28-7.58(10H, m),10.41-10.49(2H,br)。

由式(1)表示的着色剂单体的具体实例包括下列各项。

示例化合物a-1

1H-NMR,400MHz,δ(CDCl3)ppm:0.2-2.1(78H,m),3.7-3.8(1H, q),4.15-4.28(2H,t),5.52(1H,s),5.85(2H,br),6.08(1H,s),6.25(1H, s),7-7.32(10H,m),11.49(2H,s)。

示例化合物a-2

1H-NMR,400MHz,δ(CDCl3)ppm:0.2-2.4(75H,m),3.7-3.8(1H, q),3.87-3.91(1H,m),4.15-4.28(2H,t),5.52(1H,d),5.8(2H,m),6.03(1H, d),6.4(1H,s),7.02-7.42(10H,m),10.77(2H,s)。

示例化合物a-3

1H-NMR,400MHz,δ(CDCl3)ppm:0.21-2.33(74H,m),3.2-3.4(1H, q),3.58-3.64(2H,d),5.81(1H,s),6.11(2H,br),6.2(1H,s),7.03-7.39(10H, m),10.66(2H,br)。

示例化合物a-4

1H-NMR,400MHz,δ(CDCl3)ppm:0.19-2.29(71H,m),3.12-3.34(1H, q),3.62-3.64(2H,d),3.88-3.9(1H,m),5.66-5.69(1H,d),6.11(2H,s), 6.35-6.38(1H,d),7.03-7.39(10H,m),10.01(2H,br)。

示例化合物a-5

1H-NMR,400MHz,δ(CDCl3)ppm:0.2-4.7(78H,m),5.57(1H,s), 5.85(2H,br),6.1(1H,s),6.25(1H,s),7-7.41(10H,m),11.32(2H,s)。 示例化合物a-6

1H-NMR,400MHz,δ(CDCl3)ppm:0.2-4.7(75H,m),4.78-4.81(1H, m),5.21(1H,m),5.79(1H,m),5.8(2H,br),6.41(1H,s),7-7.39(10H, m),11.76(2H,s)。

示例化合物a-7

1H-NMR,400MHz,δ(CDCl3)ppm:0.21-4.12(73H,m),5.73(1H, s),6.19(2H,br),6.33(1H,s),7.03-7.39(10H,m),10.51-10.55(2H,br)。

示例化合物a-8

1H-NMR,400MHz,δ(CDCl3)ppm:0.21-4.59(71H,m),5.43(1H, d),6.19(2H,br),6.59(1H,d),7.03-7.35(10H,m),10.6-10.64(2H,br)。

示例化合物a-10

1H-NMR,400MHz,δ(CDCl3)ppm:0.21-4.63(74H,m),5.67-5.71(2H, br),5.74-5.76(1H,m),6.11(1H,s),6.37-6.39(1H,m),7.27-7.53(10H, m),10.9-10.95(2H,br)。

示例化合物a-11

1H-NMR,400MHz,δ(CDCl3)ppm:0.21-4.09(70H,m),5.81(1H, s),6.06(2H,br),6.25(1H,s),6.51(1H,s),7.23-7.42(10H,m),10.31-10.65(2H, br)。

示例化合物a-12

1H-NMR,400MHz,δ(CDCl3)ppm:0.19-4.35(68H,m),4.92-4.94(1H, m),5.66-5.69(1H,m),6.02-6.04(2H,br),6.39-6.41(1H,m),7.28-7.37(10H, m),10.43-10.49(2H,br)。

示例化合物a-13

1H-NMR,400MHz,δ(CDCl3)ppm:0.22-4.78(76H,m),5.84(1H, s),6.26(2H,br),6.27(1H,s),6.47(1H,s),7.24-7.44(10H,m),10.32-10.37(2H, br)。

示例化合物a-14

1H-NMR,400MHz,δ(CDCl3)ppm:0.2-4.98(74H,m),5.02-5.05(1H, m),5.81-5.84(1H,m),6.02-6.04(2H,br),6.79-6.81(1H,br),7.28-7.45(10H, m),10.78-10.81(2H,br)。

示例化合物a-15

1H-NMR,400MHz,δ(CDCl3)ppm:0.21-3.19(68H,m),5.81(1H, s),6.15-6.17(2H,br),6.24(1H,s),6.54(1H,s),7.03-7.39(10H,m), 10.46-48(2H,br)。

示例化合物a-16

1H-NMR,400MHz,δ(CDCl3)ppm:0.19-2.29(56H,m),3.88-3.9(1H, m),5.69-5.71(1H,m),6.24(2H,br),6.35-6.38(1H,m),6.69(1H,s), 7.25-7.47(10H,m),10.82-7.85(2H,br)。

示例化合物a-17

1H-NMR,400MHz,δ(CDCl3)ppm:0.2-4.7(78H,m),5.57(1H,s), 5.85(2H,br),6.1(1H,s),6.25(1H,s),7-7.41(10H,m),11.32(2H,s)。 示例化合物a-18

1H-NMR,400MHz,δ(CDCl3)ppm:0.21-4.45(72H,m),4.93-4.95(1H, m),5.21-5.22(1H,m),5.69-5.71(1H,m),5.83-5.85(2H,br),6.89(1H, s),7.24-7.41(10H,m),10.76-10.79(2H,s)。

示例化合物a-19

1H-NMR,400MHz,δ(CDCl3)ppm:0.21-4.56(67H,m),5.98(1H, s),6.03-6.05(2H,br),6.34(1H,s),6.47(1H,s),7.03-7.39(10H,m), 10.66(2H,br)。

示例化合物a-20

1H-NMR,400MHz,δ(CDCl3)ppm:0.21-4.59(65H,m),5.71-5.73(1H, m),6.22-6.24(2H,br),6.45-6.47(1H,m),6.67(1H,s),7.23-7.51(10H, m),10.73-10.76(2H,br)。

示例化合物a-21

1H-NMR,400MHz,δ(CDCl3)ppm:0.2-4.73(72H,m),5.59(1H,s), 5.75-5.77(2H,br),6.08(1H,s),6.22(1H,s),7.21-7.46(10H,m), 11.32-11.36(2H,br)。

示例化合物a-22

1H-NMR,400MHz,δ(CDCl3)ppm:0.21-4.45(73H,m),5.03-5.06(1H, m),5.55-5.57(1H,m),5.84-5.86(2H,br),5.96-5.99(1H,m),6.79(1H, s),7.24-7.49(10H,m),11.04-11.07(2H,br)。

示例化合物a-23

1H-NMR,400MHz,δ(CDCl3)ppm:0.21-4.56(66H,m),6.21(1H, s),6.23-6.25(2H,br),6.69(1H,s),6.77(1H,s),7.02-7.46(10H,m), 10.31-35(2H,br)。

示例化合物a-24

1H-NMR,400MHz,δ(CDCl3)ppm:0.21-4.96(64H,m),5.75-5.77(1H, m),6.21-6.24(2H,br),6.45-6.47(1H,m),6.5(1H,s),7.23-7.5(10H, m),10.7-10.74(2H,br)。

着色剂多聚体的合成例:示例化合物J-1的合成

根据以下合成方案合成示例化合物J-1。

化合物7的合成

将206.4g的异丙基甲基酮在1L的甲醇中搅拌,并且之后将7mL 的氢溴酸(47%至49%水溶液)加入其中。随后,将溴在3小时内滴加至30℃ 至34℃的混合物。其后,将反应液在30℃搅拌30分钟。将反应液用124 g的碳酸氢钠在1.3L的水中的水溶液中和。之后将400g的氯化钠在1.3L 的水中的水溶液加入至该混合物,从而通过相分离分离液体反应产物。

将所分离的反应产物滴加至水冷却的溶液中,其中在搅拌的同时将 222g的邻苯二甲酰亚胺钾溶解在800mL的二甲基乙酰胺(DMAc)中,并 且将混合物搅拌在室温下4小时。其后,将720mL的水加入至用水冷却 的所得到的混合物中并将沉淀的晶体过滤并分离。将所获得的晶体悬浮在 1.5L的甲苯中,将不溶物滤出,并将滤液浓缩,从而获得100g的化合 物7。

化合物7:1H-NMR,400MHz,δ(CDCl3)ppm:1.21-1.23(6H,d), 2.74-2.79(1H,m),4.56(2H,s),7.72-7.74(2H,d),7.85-7.87(2H,d)。

化合物8的合成

通过JP-A号2008-292970的段落[0134]中描述的方法合成化合物8。

化合物9的合成

将293g的化合物8和231g的化合物7在1.4L的甲醇中在氮气气氛 下搅拌。其后,将88g的氢氧化钠在400mL的水中的溶液在室温下滴加 至其中。之后将反应混合物回流8小时,并且冷却至室温。将沉淀的晶体 过滤并分离,并用100mL的甲醇洗涤,从而获得299g的化合物9。

化合物9:1H-NMR,400MHz,δ(CDCl3)ppm:0.88-0.95(18H,s), 1.00-1.03(3H,d),1.17-1.19(6H,d),1.20-1.66(7H,m),3.38-3.43(1H, m),5.19-5.24(2H,br),5.95(1H,br),6.00(1H,s),7.39-7.45(1H,br)。

化合物10的合成

将80g的化合物9在250mL的DMAc中在室温下搅拌,并且之后 将29.2g的2-氯丙酰氯滴加至其中。之后将混合物在室温下搅拌3小时。 将反应液倒入至500mL的乙酸乙酯在1L的水中的混合液中,并且用各 500mL的饱和碳酸氢钠水溶液,水和饱和氯化钠溶液洗涤。将生成物用 硫酸镁干燥,并在减压下浓缩,从而获得89.4g的化合物10。

化合物10:1H-NMR,400MHz,δ(CDCl3)ppm:0.9(18H,s), 0.96-1.01(3H,d),1.20-1.23(2H,d),1.26-1.38(1H,q),1.53-1.68(6H, m),1.8-1.82(3H,d),3.44-3.53(1H,m)4.5-4.57(1H,q),6.03(1H,br), 6.27(1H,s),10.4-10.45(1H,br),11.31-11.42(1H,br)。

化合物11的合成

将372.3g的化合物10和79.8g的3-巯基-1-丙醇溶解在1L的N-甲 基吡咯烷酮(NMP)中,并将混合物在室温下搅拌。将133.4g的DBU滴加 至混合物中,并将所得到的反应液在室温下搅拌2小时。其后,将反应液 倒入至1.5L的乙酸乙酯和1.5L的水的混合液中,并用各1L的1N盐 酸,饱和碳酸氢钠水溶液,水和饱和氯化钠溶液洗涤,并将有机相用50g 的硫酸镁脱水。在过滤之后,将滤液蒸发至干燥。将残留物分散并洗涤, 并将固体过滤并分离。将生成物用30mL的乙腈洗涤,从而获得317g 的化合物11。

化合物11:1H-NMR,400MHz,δ(CDCl3)ppm:0.9(18H,s), 1.02-1.03(3H,d),1.21-1.22(6H,d),1.23-1.41(5H,m),1.56-1.57(3H, d),1.6-1.63(2H,br),1.79-1.89(2H,m),2.72-2.78(2H,t),3.43-3.47(1H, m),3.51-3.55(1H,q),3.78-3.73(2H,q),6.0(1H,s),6.23(1H,s), 10.51-10.55(1H,br),11.21-11.29(1H,br)。

化合物12的合成

将30g的化合物11和0.1mL的硝基苯溶解在250mL的二甲基乙酰 胺中,并将14.1g的甲基丙烯酰氯滴加至其中。之后将混合物在室温下搅 拌2小时。之后将反应液加入至1.5L的乙酸乙酯和1.5L的水的溶液中, 并在有机相中萃取。将有机相用各400mL的1N盐酸,饱和碳酸氢钠水 溶液,饱和氯化钠溶液和水洗涤两次。将有机相用30g的硫酸镁脱水, 并过滤。将滤液浓缩至干燥,从而获得27.9g的化合物12。

化合物12:1H-NMR,400MHz,δ(CDCl3)ppm:0.9(18H,s), 1.02-1.03(3H,d),1.21-1.22(6H,d),1.23-1.41(5H,m),1.56-1.57(3H, d),1.6-1.63(2H,br),1.9(3H,s)1.93-2.02(2H,m),2.6-2.73(2H,t),3.42-3.5(1H, m),3.51-3.56(1H,q),4.06-4.12(1H,q),4.14-4.23(2H,t),5.5(1H,s), 6.11-6.15(2H,m),6.23(1H,s),10.42-10.48(1H,br),11.28-11.32(1H, br)。

化合物13的合成

将263.6g的化合物9在800mL的DMAc中在室温下搅拌,并且之 后将108.5g的5-氯戊酰氯在2小时内滴加至其中同时用冰冷却。将反应 液在室温下搅拌3小时。将反应液倒入至18L的水中,并将所沉淀的晶 体过滤并分离。将所获得的晶体用1L的乙腈分散并洗涤,从而获得313 g的化合物13。

化合物13:1H-NMR,400MHz,δ(CDCl3)ppm:0.9(18H,s), 0.96-1.01(3H,d),1.20-1.75(17H,m),1.76-2.00(2H,m),2.41-2.53(2H, m),3.4-3.58(1H,m),3.54-3.60(2H,m),6.0(1H,br),6.22(1H,s),10.55(2H, br)。

化合物14的合成

将保持在5℃以下的75g的三氯氧磷滴加至在0℃搅拌的66.2g的 N-甲基甲酰苯胺和330mL的乙腈的溶液中,并且之后将反应液搅拌一小 时。其后,将202g的化合物13加入至反应液中,在室温下搅拌3小时, 并且之后在40℃搅拌一小时。之后将反应液倒入至2L的水中,并将所 沉淀的晶体过滤。将生成物用500mL的水和500mL的甲醇冲洗,从而 获得181g的化合物14。

化合物14:1H-NMR,400MHz,δ(CDCl3)ppm:0.9(18H,s), 0.96-1.21(3H,d),1.22-1.76(17H,m),1.78-2.22(2H,m),2.45-2.55(2H, m),3.4-3.58(1H,m),3.54-3.60(2H,m),6.3(1H,br),9.88(1H,s),11.09(1H, br),11.47(1H,br)。

化合物15的合成

将300g的化合物14和129g的硫羟苹果酸加入至3L的二甲基乙酰 胺中,并将混合物在室温下搅拌。之后将434g的DBU在30分钟内在将 温度保持在30℃以下的情况下滴加至混合物中。其后,将反应液在60℃ 搅拌5小时,并将103g的氢氧化钠在600mL的水中的溶液在10分钟内 滴加至反应液中。将所得到的混合物冷却至室温,并将所沉淀的晶体过滤。 将生成物用1L的乙酸乙酯并之后用冷却至5℃的200mL的甲醇冲洗。 将所获得的晶体分散在1L的乙酸乙酯和1L的水的溶液中,并且之后将 220mL的浓盐酸加入至分散体中以溶解有机相中的晶体。将有机相用1L 的水洗涤两次,并用1L的饱和氯化钠溶液洗涤一次。将生成物用80g 的硫酸镁干燥,并且过滤。将滤液在减压下浓缩,从而获得255g的化合 物15。

化合物15:1H-NMR,400MHz,δ(CDCl3)ppm:0.9(18H,s), 0.96-1.21(3H,d),1.22-1.76(17H,m),1.78-2.22(2H,m),2.45-2.65(4H, m),3.35-3.61(2H,m),3.54-3.60(2H,m),6.3(1H,br),9.92(1H,s), 11.11(1H,br),11.81(1H,br)。

化合物16的合成

将8.27g的化合物12,8.92g的化合物13和45mL的乙酸酐在室温 下搅拌,并且之后将5.39mL的三氟乙酸滴加至其中同时用冰冷却。将所 得到的混合物在室温下搅拌3小时。将反应液滴加至水溶液中以将反应液 中和,并将混合物在室温下搅拌3小时,所述水溶液通过在室温下搅拌 400mL的水,60g的碳酸氢钠和三滴吡啶而获得。将沉淀的晶体过滤并 分离,并且之后用水冲洗。将生成物用空气吹风机干燥,从而获得16g 的化合物16。

化合物16:1H-NMR,400MHz,δ(CDCl3)ppm:0.92(36H,s), 0.96-2.0(44H,m),2.04(3H,s),2.62-2.83(3H,m),2.97-3.56(7H,m), 4.14-4.27(1H,m),5.0(1H,br),6.05(3H,br),7.52-7.56(1H,br), 10.25-10.89(1H,br),11.34-11.56(1H,br)。

示例化合物J-1的合成

将12.6g的化合物16,150mL的甲醇和75mL的四氢呋喃在室温下 搅拌,并且之后将2.2g的乙酸锌二水合物加入其中并搅拌2小时。其后, 将500mL的水加入至反应液中,并将所沉淀的晶体过滤。将生成物用空 气吹风机干燥,从而获得13g的示例化合物J-1。

示例化合物J-1:1H-NMR,400MHz,δ(DMSO-d6)ppm:0.97(36H, s),0.99-2.05(47H,m),2.07-3.05(8H,m),4.04-4.4(3H,m),5.53(1H, br),6.05-6.12(3H,br),8.8(1H,s),10.97-11.18(1H,br),11.91-12.01(1H, br)。

着色剂多聚体的合成例:示例化合物K-9的合成

根据以下合成方案合成示例化合物K-9。

这里,按以下方法获得用于合成以下示例化合物K-1至K-14的2,6- 二-叔丁基-4-烷基环己醇:例如,如在美国化学会(Journal of American  Chemistry),第79卷,(1957),第5019-5023页中所描述的,其中将通过 2,6-二-叔丁基苯酚使用镍催化剂的催化氢化获得的2,6-二-叔丁基环己酮 进一步用氢化锂铝还原,从而获得2,6-二-叔丁基环己醇;或如日本专利 号4065576中所描述的,其中在作为反应溶剂的二甘醇二甲醚以及氯化镁 或氯化铝的存在下进行用硼氢化钠的还原。

化合物20的合成

将73.6g的2,6-二-叔丁基-4-(羟甲基)苯酚,12.5g的阮内镍和340mL 的叔丁基醇放置在1L不锈钢高压釜中。之后将高压釜密封并将高压釜中 的气氛用氢气置换以使得在25℃的初始氢气压力为86.7kg/cm2。随后, 将混合物在125℃搅拌1小时50分钟。

将高压釜冷却至室温,并且之后收集反应产物并过滤以移除催化剂。 将所获得的反应产物用气相色谱法纯化,从而获得具有90%的纯度的74.8 g的化合物20。通过NMR确认化合物20的结构。

化合物20:1H-NMR,400MHz,δ(CDCl3)ppm:0.981(18H,s), 1.18-1.3(2H,m),1.96-2.09(1H,m),2.17-2.27(4H,m),3.52-3.58(2H, t)。

以与上面类似的方法,可以使用3,5-二-叔丁基-4-羟甲基苯甲醛作为 原材料获得化合物20。

化合物21的合成

将74.8g的所获得的化合物20溶解在0℃以下的300mL的四氢呋喃 中,并且之后将38.4g的叔丁氧基钾加入其中。其后,将58.5g的苄基溴 滴加至该混合物以将混合物的温度保持在10℃以下,并将生成物在冰浴 中搅拌1小时。用薄层色谱确认反应完成。随后,将1L的水倒入至反应 液中,并用乙酸乙酯萃取。之后将有机相用硫酸镁干燥,并将滤液在减压 下浓缩。将残留物用柱色谱法纯化,从而获得95g(收率:92.4%)的化合 物21。

化合物21:1H-NMR,400MHz,δ(CDCl3)ppm:0.97(18H,s), 1.19-1.3(2H,m),2.08-2.28(5H,m),3.31-3.35(2H,d),4.52(2H,s), 7.33-7.41(5H,m)。

化合物22的合成

将85g(257mmol)的所获得的化合物21溶解在250mL的二甘醇二甲 醚中,并且之后将9.7g(257mmol)的硼氢化钠加入其中。其后,将12.1 g(127mmol)氯化镁在25℃加入至该混合物,并且之后将混合物在100℃ 搅拌11小时。用薄层色谱确认反应完成,并且之后将反应液冷却至室温。

随后,将20mL的乙酸乙酯和20mL的甲醇缓慢地加入至反应液中, 并且之后将通过用500mL的水稀释40mL的浓盐酸获得的溶液和300 mL的乙酸乙酯加入其中。将混合物搅拌6小时以进行萃取。之后将有机 相用硫酸镁干燥,并将滤液在减压下浓缩。将残留物用柱色谱法纯化,从 而获得83g的化合物22。

化合物22:1H-NMR,400MHz,δ(CDCl3)ppm:0.97(18H,s), 1.02-1.18(2H,m),1.57-1.77(5H,m),3.35-3.39(2H,d),4.4-4.44(1H, br),4.53-4.57(2H,s),7.33-7.43(5H,m)。

化合物26的合成

将24g(42.3mmol)的化合物25溶解在50mL的甲醇和50mL的四氢 呋喃中,并且之后将由Wako Pure Chemical Industries,Ltd.制造的2.4g的 钯改性的碳(5%,湿型)加入其中,用氢气置换,并且在室温下搅拌2小时。 用薄层色谱确认反应完成。将催化剂使用硅藻土过滤,并将生成物在减压 下浓缩,从而获得18.5g(收率:92%)的化合物26。

化合物26:1H-NMR,400MHz,δ(CDCl3)ppm:0.912-1.01(20H, m),1.12-1.47(16H,m),1.47-1.92(4H,m),3.32-3.54(1H,m),3.56-3.72(2H, d),6.02-6.12(1H,s),6.18-6.27(1H,s),10.48-10.63(1H,br),10.82-10.97(1H, br)。

以上方案中的化合物23至25,化合物27至31以及示例化合物K-9 可以通过采用与以上方案中所示的那些类似的反应合成,并且可以通过参 考以上方案以及化合物20-22和26的合成方法与上面类似地获得。这里, 在化合物20的合成中,使用叔丁醇作为用于反应的溶剂。预期的是获得 如“催化氢化反应,用于有机合成的应用(Catalytic hydrogenation reaction, Application for organic synthesis)”,Tokyo Kagaku Dojin,第255页(Bull. Chem.Soc.Jpn.,37,887(1964))中所描述的由苄醇引起的抑制氢解的效 果。被证实的是当使用叔丁醇时收率提高并且反应时间减少。

本发明的着色剂多聚体可以含有单一类型的由式(1)表示的着色剂单 体作为聚合组分,或可以含有其两种以上类型。

当本发明的着色剂多聚体含有下述另外的具有烯键式不饱和键的单 体作为共聚组分时,着色剂多聚体可以含有单一类型的具有烯键式不饱和 键的另外的单体,或可以含有其两种以上类型。当本发明的着色剂多聚体 按需要还含有另一种单体作为共聚组分时,着色剂多聚体可以含有单一类 型的单体,或可以含有其两种以上类型。

本发明的着色剂多聚体可以以100质量%的质量比(质量%)含有由式 (A),(B)和/或(C)表示的组成单元,和/或作为可以形成由式(A)表示的组成 单元的优选单体的由式(1)表示的着色剂单体。换言之,本发明的着色剂 多聚体可以通过聚合由式(A),(B)和/或(C)表示的组成单元而形成。考虑 到膜厚度,以质量比计(以质量%计),由式(A),(B)和(C)表示的组成单元 的总含量优选为10质量%至100质量%,更优选20质量%至100质量%, 并且再更优选30质量%至100质量%。

具有末端烯键式不饱和键并且具有与形成由式(A),(B)或(C)表示的组成单 元的着色剂单体的结构不同的结构的单体

除作为组成单元的优选实例的由式(A),(B)或(C)表示的组成单元中 的至少一种和/或由式(1)表示的着色剂单体之外,本发明的着色剂多聚体 可以含有以下单体(在下文中,可以称为“具有烯键式不饱和键的另外的 单体”)作为其聚合组分:所述单体具有末端烯键式不饱和键并且具有与 可以形成由式(A),(B)或(C)表示的组成单元的单体的结构不同的结构。 此外,本发明的着色剂多聚体可以含有除以上单体之外的另一种单体作为 共聚组分。

换言之,本发明的着色剂多聚体可以是这样的共聚物:所述共聚物含 有可以形成由式(A),(B)或(C)表示的组成单元的着色剂单体中的至少一 种,或由式(1)表示的着色剂单体,以及具有结构不同于这些着色剂单体 的结构的烯键式不饱和键的单体。共聚物可以含有单一类型的根据本发明 的特定着色剂单体,也可以含有其两种以上类型。此外,共聚物可以含有 单一类型的具有烯键式不饱和键的单体,或可以含有其两种以上类型。

对另外的具有烯键式不饱和键的单体没有特别限制,只要该单体在其 末端具有烯键式不饱和键,并且具有与可以形成由式(A),(B)或(C)表示 的组成单元的着色剂单体的结构或由式(1)表示的着色剂单体的结构不同 的结构即可。

当使用本发明的着色剂多聚体用于着色可固化组合物时,为了提高彩 色图案的可形成性,具有烯键式不饱和键的另外的单体优选为除末端烯键 式不饱和键之外还具有碱溶性基团的单体。

同时具有碱溶性基团和烯键式不饱和键的另外的单体的实例包括:具 有羧基的乙烯基单体,具有磺酸基的乙烯基单体。

具有羧基的乙烯基单体的实例包括:(甲基)丙烯酸,乙烯基苯甲酸, 马来酸,马来酸单烷基酯,富马酸,衣康酸,巴豆酸,肉桂酸以及丙烯酸 二聚体。实例还包括,具有磷酸基的乙烯基单体,具有羟基的单体如(甲 基)丙烯酸2-羟基乙酯与环状酸酐如马来酸酐,邻苯二甲酸酐或环己烷二 羧酸酐的加成反应产物;以及ω-羧基-聚己内酯单(甲基)丙烯酸酯。作为 羧基的前体,可以使用含酸酐的单体如马来酸酐,衣康酸酐或柠康酸酐。 这些之中,从共聚性,成本,溶解性等的观点,(甲基)丙烯酸是优选的。

具有磺酸基的乙烯基单体的实例包括2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸。具 有磷酸基的乙烯基单体的实例包括单(2-丙烯酰氧乙基)磷酸酯和单(1-甲 基-2-丙烯酰氧乙基)磷酸酯。

在这些乙烯基单体中,在本发明的着色剂多聚体中优选包含衍生自具 有碱溶性基团的乙烯基单体的重复单元。当本发明的着色剂多聚体含有上 述重复单元时,当将本发明的着色剂多聚体用于着色可固化组合物时,可 以获得显影过程中未曝光区域良好的可移除性。

当本发明的着色剂多聚体含有衍生自具有碱溶性基团的乙烯基单体 的重复单元时,其含量优选为50mg KOH/g以上,并且更优选50mg  KOH/g至200mg KOH/g。换言之,为了抑制显影剂中沉淀物的产生,衍 生自具有碱溶性基团的乙烯基单体的重复单元的含量优选为50mg  KOH/g以上。当着色可固化组合物由本发明的着色剂多聚体与颜料一起 形成时,为了有效地抑制颜料初级粒子的聚集体即次级聚集体的形成,或 为了有效地减弱二次聚集体的粘聚力,衍生自具有碱溶性基团的乙烯基单 体的重复单元的含量优选为50mg KOH/g至200mg KOH/g。

对可以用于与本发明的着色剂单体共聚的乙烯基单体没有特别限制。 其优选的实例包括(甲基)丙烯酸酯,巴豆酸酯,乙烯基酯,马来酸二酯, 富马酸二酯,衣康酸二酯,(甲基)丙烯酰胺,乙烯醚,乙烯醇酯,苯乙烯 和(甲基)丙烯腈。乙烯基单体的具体实例包括下列各项化合物。在本说明 书中,在一些情况下使用术语“(甲基)丙烯酸类”整体地表示丙烯酸类或 甲基丙烯酸类中的任意一种或者丙烯酸类和甲基丙烯酸类两者。

(甲基)丙烯酸酯的实例包括:(甲基)丙烯酸甲酯,(甲基)丙烯酸乙酯, (甲基)丙烯酸正丙酯,(甲基)丙烯酸异丙酯,(甲基)丙烯酸正丁酯,(甲基) 丙烯酸异丁酯,(甲基)丙烯酸叔丁酯,(甲基)丙烯酸正己酯,(甲基)丙烯酸 环己酯,(甲基)丙烯酸(叔丁基环己基)酯,(甲基)丙烯酸(2-乙基己基)酯,(甲 基)丙烯酸叔辛酯,(甲基)丙烯酸十二烷基酯,(甲基)丙烯酸十八烷基酯, (甲基)丙烯酸(乙酰氧基乙基)酯,(甲基)丙烯酸苯基酯,(甲基)丙烯酸(2- 羟乙基)酯,(甲基)丙烯酸(2-甲氧基乙基)酯,(甲基)丙烯酸(2-乙氧基乙基) 酯,(甲基)丙烯酸[2-(2-甲氧基乙氧基)乙基]酯,(甲基)丙烯酸[3-苯氧基-2- 羟基丙基]酯,(甲基)丙烯酸苄酯,二甘醇单甲基醚(甲基)丙烯酸酯,二甘 醇单乙基醚(甲基)丙烯酸酯,三甘醇单甲基醚(甲基)丙烯酸酯,三甘醇单 乙基醚(甲基)丙烯酸酯,聚乙二醇单甲基醚(甲基)丙烯酸酯,聚乙二醇单 乙基醚(甲基)丙烯酸酯,(甲基)丙烯酸(β-苯氧基乙氧基乙基)酯,壬基苯氧 基聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯,(甲基)丙烯酸(二环戊烯基)酯,(甲基)丙烯酸 (二环戊烯基羟基乙基)酯,(甲基)丙烯酸(三氟乙基)酯,(甲基)丙烯酸(八氟 戊基)酯,(甲基)丙烯酸(全氟辛基乙基)酯,(甲基)丙烯酸(二环戊基)酯,(甲 基)丙烯酸(三溴苯基)酯以及(甲基)丙烯酸(三溴苯基氧基乙基)酯。

巴豆酸酯的实例包括巴豆酸丁酯和巴豆酸己酯。

乙烯酯的实例包括乙酸乙烯酯,丙酸乙烯酯,丁酸乙烯酯,乙烯基甲 氧基乙酸酯和苯甲酸乙烯酯。

马来酸二酯的实例包括马来酸二甲酯,马来酸二乙酯和马来酸二丁酯。

富马酸二酯的实例包括富马酸二甲酯,富马酸二乙酯和富马酸二丁酯。

衣康酸二酯的实例包括衣康酸二甲酯,衣康酸二乙酯和衣康酸二丁酯。

(甲基)丙烯酰胺的实例包括(甲基)丙烯酰胺,N-甲基(甲基)丙烯酰胺, N-乙基(甲基)丙烯酰胺,N-丙基(甲基)丙烯酰胺,N-异丙基(甲基)丙烯酰 胺,N-正丁基(甲基)丙烯酰胺,N-叔丁基(甲基)丙烯酰胺,N-环己基(甲基) 丙烯酰胺,N-(2-甲氧基乙基)(甲基)丙烯酰胺,N,N-二甲基(甲基)丙烯酰胺, N,N-二乙基(甲基)丙烯酰胺,N-苯基(甲基)丙烯酰胺,N-苄基(甲基)丙烯 酰胺,(甲基)丙烯酰基吗啉和二丙酮丙烯酰胺。

乙烯醚的实例包括甲基乙烯醚,丁基乙烯醚,己基乙烯醚和甲氧基乙 基乙烯醚。

苯乙烯的实例包括苯乙烯,甲基苯乙烯,二甲基苯乙烯,三甲基苯乙 烯,乙苯乙烯,异丙基苯乙烯,丁基苯乙烯,羟基苯乙烯,甲氧基苯乙烯, 丁氧基苯乙烯,乙酰氧基苯乙烯,氯苯乙烯,二氯苯乙烯,溴苯乙烯,氯 甲基苯乙烯,被可用酸性物质脱保护的基团(如t-Boc)保护的羟基苯乙烯, 甲基乙烯基苯甲酸酯和α-甲基苯乙烯。

在下文中,具有烯键式不饱和键的另外的单体的具体实例包括下列各 项,但本发明不特别限定于这些实例。

着色剂多聚体的实例

本发明的着色剂多聚体的具体实例包括下列各项,但本发明不特别限 定于这些实例。在表2至9中,“单体a”的编号对应于上述着色剂单体 的具体实例的编号,并且“单体b”的编号对应于上述具有烯键式不饱和 键的单体的具体实例的编号。

表2

表3

表4

表5

着色剂多聚体的上述具体实例中的一些的合成方法的实例如下所示, 但本发明不特别限定于这些实例。

示例化合物P2的合成

将3.45g的单体a-1,1.55g的单体b-2和420mg的正十二烷硫醇溶 解在28.3mL的丙二醇单甲基醚乙酸酯(PGMEA)中。将混合物在85℃在 氮气气氛下搅拌,并且之后将478mg的二甲基-2,2′-氮杂双(2-甲基丙酸酯) 加入其中。其后,将478mg的二甲基-2,2′-氮杂双(2-甲基丙酸酯)再加入 至该溶液两次,每次在两小时的间隔之后,将反应液加热至90℃,并再 搅拌2小时。在完成反应之后,将反应液滴加至400mL的乙腈中,并且 将所获得的晶体过滤,从而获得4.11g的示例化合物P2。

示例化合物P54的合成

将4.5g的单体a-9,0.5g的单体b-1和210mg的正十二烷硫醇溶解 在28.3mL的丙二醇单甲基醚乙酸酯(PGMEA)中。将混合物在85℃在氮 气气氛下搅拌,并且之后将239mg的二甲基-2,2′-氮杂双(2-甲基丙酸酯) 加入其中。其后,将各239mg的二甲基-2,2′-氮杂双(2-甲基丙酸酯)加入 至该溶液两次,每次间隔两小时,将反应液加热至90℃,并且再搅拌2 小时。在完成反应之后,将反应液滴加至400mL的乙腈中,并将所获得 的晶体过滤,从而获得3.21g的示例化合物P54。

示例化合物P63的合成

将4.75g的单体a-11,0.25g的单体b-1和147mg的正十二烷硫醇 溶解在28.3mL的丙二醇单甲基醚乙酸酯(PGMEA)中。将混合物在85℃ 在氮气气氛下搅拌,并且之后将167mg的二甲基-2,2′-氮杂双(2-甲基丙酸 酯)加入其中。其后,将各167mg的二甲基-2,2′-氮杂双(2-甲基丙酸酯)加 入至该溶液两次,每次相隔两小时,将反应液加热至90℃,并再搅拌2 小时。在完成反应之后,将反应液滴加至400mL的乙腈中,并将所获得 的晶体过滤,从而获得3.61g的示例化合物P63。

示例化合物P67的合成

将4.5g的单体a-12,0.5g的单体b-2和191mg的正十二烷硫醇溶 解在28.3mL的丙二醇单甲基醚乙酸酯(PGMEA)中。将混合物在85℃在 氮气气氛下搅拌,并且之后将218mg的二甲基-2,2′-氮杂双(2-甲基丙酸酯) 加入其中。其后,将各218mg的二甲基-2,2′-氮杂双(2-甲基丙酸酯)加入 至该溶液两次,每次间隔两小时,将反应液加热至90℃,并再搅拌2小 时。在反应终止之后,将反应液滴加至400mL的乙腈,并且将所获得的 晶体过滤,从而获得2.75g的示例化合物P67。

示例化合物P74的合成

将4.5g的单体a-21,0.5g的单体b-1和212mg的正十二烷硫醇溶 解在28.3mL的丙二醇单甲基醚乙酸酯(PGMEA)中。将混合物在85℃在 氮气气氛下搅拌,并且之后将242mg的二甲基-2,2′-氮杂双(2-甲基丙酸酯) 加入其中。其后,将各242mg的二甲基-2,2′-氮杂双(2-甲基丙酸酯)加入 至该溶液两次,每次间隔两小时,将反应液加热至90℃,并再搅拌2小 时。在完成反应之后,将反应液滴加至400mL的乙腈中,并将所获得的 晶体过滤,从而获得3.78g的示例化合物P74。

示例化合物P153的合成

将4.5g的单体a-9,0.25g的单体b-11,0.25g的单体b-2和157mg 的正十二烷硫醇溶解在28.3mL的丙二醇单甲基醚乙酸酯(PGMEA)中。 将混合物在85℃在氮气气氛下搅拌,并且之后将178mg的二甲基-2,2′- 氮杂双(2-甲基丙酸酯)加入其中。其后,将各178mg的二甲基-2,2′-氮杂 双(2-甲基丙酸酯)加入至该溶液两次,每次相隔两小时,将反应液加热至 90℃,并且再搅拌2小时。在完成反应之后,将反应液滴加至400mL的 乙腈中,并将所获得的晶体过滤,从而获得4.39g的示例化合物P153。

示例化合物P-176的合成

将11.7g的示例化合物J-1,1.58g的甲基丙烯酸,0.56g的十二烷硫 醇溶解在75.0g的丙二醇单甲基醚乙酸酯(PGMEA)中。在85℃搅拌的同 时,在3小时内向该溶液滴加将23.3g的示例化合物J-1,3.16g的甲基 丙烯酸,1.11g的十二烷硫醇和3.8g的二甲基-2,2′-氮杂双(2-甲基丙酸酯) 溶解在150g的丙二醇单甲基醚乙酸酯(PGMEA)中的溶液。在滴加开始4 小时之后,将1.14g的二甲基-2,2′-氮杂双(2-甲基丙酸酯)加入至该反应液, 并且之后将混合物在85℃再搅拌2小时。其后,将811mL的PGMEA和 1081mL的甲醇加入至该反应液,并将反应液在搅拌的同时滴加至4326 mL的乙腈中。将沉淀的晶体过滤,并将所获得的晶体在减压下干燥,从 而获得12.6g的示例化合物P-176。

示例化合物S-4的合成

除了将在作为示例化合物J-1的中间体的化合物11的合成中所使用 的3-巯基-1-丙醇换为2-巯基乙醇之外,以与示例化合物J-1的合成类似 的方式合成以下Q-1。

通过1H-NMR证实Q-1的结构。

示例化合物Q-1:1H-NMR,400MHz,δ(DMSO-d6)ppm:0.91(36H, s),1.15(6H,d),1.21-2.17(40H,m),2.07-3.05(6H,m),3.61-3.84(2H, m),4.28-4.33(3H,m),5.56(1H,br),6.01-6.12(3H,br),7.78(1H,s), 11.03(1H,br),11.83-12.25(1H,br)。

将11.6g的所获得的Q-1,1.58g的甲基丙烯酸和0.56g的十二烷硫 醇溶解在75.0g的丙二醇单甲基醚乙酸酯(PGMEA)中。在85℃搅拌的同 时,在3小时内向该溶液滴加将23.3g的Q-1,3.16g的甲基丙烯酸,1.11 g的十二烷硫醇和3.8g的二甲基-2,2′-氮杂双(2-甲基丙酸酯)溶解在150g 的丙二醇单甲基醚乙酸酯(PGMEA)中的溶液。在滴加开始4小时之后, 将1.14g的二甲基-2,2′-氮杂双(2-甲基丙酸酯)加入至该反应液,并且将混 合物在85℃再搅拌2小时。将811mL的PGMEA和1081mL的甲醇加 入至该反应液,并且将反应液在搅拌下滴加至4326mL的乙腈中。将沉 淀的晶体过滤,并将所获得的晶体在减压下干燥,从而获得13.2g的示例 化合物S-4。

通过1H-NMR通过在5.56-6.12处的峰的消失确认S-4的结构,所述 峰对应于Q-1的可聚合基团部分,并通过确认甲基丙烯酸的引入的酸值 测量确认S-4的结构。

示例化合物S-16的合成

除了将在作为示例化合物J-1的中间体的化合物11的合成中所使用 的3-巯基-1-丙醇换为2-巯基乙醇,并使用新戊酰氯代替氯戊酰氯用于合 成中间体13之外,以与示例化合物J-1的合成类似的方式合成以下Q-2。

通过1H-NMR确认Q-2的结构。

示例化合物Q-2:1H-NMR,400MHz,δ(DMSO-d6)ppm:0.88(42H, s),1.11-1.67(45H,m),2.97(2H,m),3.61-3.84(2H,m),4.27-4.36(3H, m),5.56(1H,s),6.02(2H,s),6.12(1H,s),7.78(1H,s),11.36-11.83(2H, br)。

将分别合成的1.8g的甲基丙烯酸和甲基丙烯酸甲酯(重量比为2∶1) 的共聚物溶解在100g的N-甲基吡咯烷酮中。将8.2g的所获得的Q-2加 入至该溶液,并将混合物在40℃搅拌1小时。将500mL的甲醇加入至该 反应液,并将反应液在搅拌下滴加至800mL的乙腈中。将沉淀的晶体过 滤,并将所获得的晶体在减压下干燥,从而获得8.8g的示例化合物S-16。

通过1H-NMR通过Q-2的可聚合基团部分的峰的消失和被取代的乙 酸根离子的消失确认S-16的结构,并且通过确认甲基丙烯酸的引入的酸 值测量确认S-16的结构。

示例化合物S-20的合成

通过以下方法获得下面的Q-3:其中将通过使用3-巯基-1-丙醇代替 化合物11(示例化合物J-1的中间体)的合成中的2-巯基乙醇获得的醇与原 甲酸乙酯和三氟乙酸偶联,并使偶联产物与乙酸锌配位。将11.5g的所获 得的Q-3和2.5g的可商购的二异氰酸酯在100mL的N-甲基吡咯烷酮中 混合,并将混合物在40℃搅拌4小时。其后,将500mL的甲醇加入至该 反应液,并且将所得到的液体在搅拌下滴加至800mL的乙腈。将沉淀的 晶体过滤,并将所获得的晶体在减压下干燥,从而获得7.6g的示例化合 物S-20。

示例化合物S-26的合成

将11.7g的Q-5,1.1g的商购四巯基化合物Q-6和7.5g的二氮杂双 环十一碳烯(DBU)在100mL的N-甲基吡咯烷酮中混合,并将混合物在40℃ 搅拌4小时,所述Q-5通过以下方法合成:将化合物13与化合物15(其 两者都是示例化合物J-1的中间体)偶联并与锌形成配合物。其后,将500 mL的甲醇加入至该反应液,并将所得到的液体在搅拌下滴加至800mL 的乙腈中。将沉淀的晶体过滤,并将所获得的晶体在减压下干燥,从而获 得4.2g的示例化合物S-26。

通过1H-NMR确认所获得的S-26的结构。

示例化合物S-26:1H-NMR,400MHz,δ(DMSO-d6)ppm:0.88(144H, s),1.08-1.9(144H,m),2.1(36H,s),2.3-3.2(36H,m),3.28(4H,bs), 3.4-3.65(4H,m),4.23(8H,bs),6.03(4H,s),7.26(4H,s),7.53(4H,s), 10.59-10.63(8H,br)。

在以上示例化合物中,从碱可显影性的观点,示例化合物P51至P100 和P151至P175,示例化合物S-1至S-13,示例化合物K-3至K-6以及 K-9和K-10是优选的,并且示例化合物P51至P90和P151至P175,示 例化合物S-1至S-13,示例化合物K-3,K-5,K-6,K-9和K-10是更优 选的。

本发明的着色剂多聚体的分子量优选在以重均分子量(Mw)计5,000 至30,000的范围内,并在以数均分子量(Mn)计3,000至20,000的范围内。 本发明的着色剂多聚体的分子量更优选在以重均分子量(Mw)计5,000至 25,000的范围内,并且以数均分子量(Mn)计3,000至17,000的范围内。 本发明的着色剂多聚体的分子量再更优选在以重均分子量(Mw)计5,000 至20,000的范围内,并且以数均分子量(Mn)计3,000至15,000的范围内。

从可显影性的观点,当将本发明的着色剂多聚体用于着色可固化组合 物制造彩色滤光片时,本发明的着色剂多聚体的重均分子量(Mw)优选为 20,000以下。

着色可固化组合物

根据本发明的第一方面的着色可固化组合物含有本发明的第一方面 的着色剂多聚体的至少一种作为着色剂。根据本发明的着色可固化组合物 的特征在于用热,光或者它们两者固化,并且可以按需要含有其他组分如 聚合引发剂,溶剂,粘合剂,交联剂等。

归因于本发明的着色剂多聚体的结构中所含有的具有特定结构的二 吡咯甲川金属配位化合物的特征,根据本发明的着色可固化组合物可以在 薄膜(例如,1μm以下的厚度)中形成像素图案。因此,根据本发明的着色 可固化组合物优选用于形成彩色滤光片,所述彩色滤光片用于其中需要2 μm以下的微小尺寸(例如,从基板的法线看像素图案的边缘长度为0.5μm 至2.0μm)的高分辨率的固态图像传感器,并需要良好的矩形横截面轮廓。

在根据本发明的着色可固化组合物中,可以单独使用着色剂多聚体, 也可以组合使用其中的两种以上类型。

根据本发明的着色可固化组合物中的着色剂多聚体的含量随着色剂 多聚体的分子量和摩尔吸光系数变化,并且相对于着色可固化组合物的总 固体含量,着色剂多聚体的含量优选为10质量%至70质量%,更优选10 质量%至50质量%,并且再更优选15质量%至30质量%。

所述着色可固化组合物和使用根据本发明的着色可固化组合物的彩 色滤光片除着色剂多聚体之外可以含有不同于本发明的着色剂多聚体的 着色剂,只要不损害本发明的效果即可。不同于本发明的着色剂多聚体的 着色剂的实例包括:具有550nm至650nm的波长区域内的吸收最大值 的三芳基甲烷着色剂(如C.I.酸性蓝7,C.I.酸性蓝83,C.I.酸性蓝90,C.I. 溶剂蓝38,C.I.酸性紫17,C.I.酸性紫49或C.I.酸性绿3),以及具有500 nm至600nm的波长范围内的吸收最大值的呫吨着色剂如C.I.酸性红289。

对三芳基甲烷着色剂的含量没有特别限制,只要不损害本发明的效果 即可,并且相对于根据本发明的着色可固化组合物中的总固体含量,优选 0.5质量%至50质量%。

为了制造蓝色滤光片阵列,优选的是使用着色剂多聚体中的至少一种 与酞菁的混合物。

酞菁着色剂

对在本发明中所使用的酞菁着色剂没有特别限制,只要它是具有酞菁 骨架的着色剂即可。对酞菁着色剂中包含的中心金属没有特别限制,并且 可以是能够组成酞菁骨架的任意金属。尤其是,优选使用镁,钛,铁,钴, 镍,铜,锌和铝作为中心金属。

根据本发明的酞菁着色剂的具体实例包括:C.I.颜料蓝15,C.I.颜料 蓝15:1,C.I.颜料蓝15:2,C.I.颜料蓝15:3,C.I.颜料蓝15:4,C.I.颜料蓝 15:5,C.I.颜料蓝15:6,C.I.颜料蓝16,C.I.颜料蓝17:1,C.I.颜料蓝75, C.I.颜料蓝79,C.I.颜料绿7,C.I.颜料绿36,C.I.颜料绿37,氯铝酞菁, 羟基铝酞菁,铝酞菁氧化物和锌酞菁。这些之中,考虑到耐光性和着色性, C.I.颜料蓝15,C.I.颜料蓝15:6,C.I.颜料蓝15:1和C.I.颜料蓝15:2是优 选的并且,C.I.颜料蓝15:6是更优选的。

相对于着色可固化组合物的总固体含量,根据本发明的着色可固化组 合物中酞菁着色剂的含量优选为10质量%至70质量%,更优选20质量% 至60质量%,并且再更优选35质量%至50质量%。

关于酞菁着色剂与以二吡咯甲川金属配位化合物计的着色剂多聚体 的含量比,酞菁着色剂与二吡咯甲川金属配位化合物的比例(酞菁着色剂∶ 酞菁着色剂比二吡咯甲川金属配位化合物)优选为100∶5至100∶100,更优 选100∶15至100∶75,并且再更优选100∶25至100∶50)。

分散剂

当根据本发明的着色可固化组合物含有着色剂时,着色可固化组合物 可以还含有分散剂。

作为分散剂,可以使用已知的着色剂分散剂和表面活性剂。

分散剂的实例包括很多种类的化合物,并且其具体实例包括:酞菁衍 生物(例如,EFKA-745(商品名),由EFKA制造),SOLSPERSE 5000(商 品名,可得自Lubrizol Japan Ltd.);阳离子表面活性剂,如KP341(有机硅 氧烷聚合物)(商品名,由信越化学工业株式会社(Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.)制造),POLYFLOW 75,90和95号((甲基)丙烯酸系(共)聚合物)(商 品名,全部由共荣社化学株式会社(Kyoeisha Chemical Co.,Ltd.)制造)和 W001(商品名,可得自Yusho Co.,Ltd.);非离子表面活性剂,如聚氧乙烯 月桂基醚,聚氧乙烯硬脂基醚,聚氧乙烯油烯基醚,聚氧乙烯辛基苯基醚, 聚氧乙烯壬基苯基醚,聚乙二醇二月桂酸酯,聚乙二醇二硬脂酸酯和脱水 山梨醇脂肪酸酯;阴离子表面活性剂,如W004,W005和W017(商品名, 可得自Yusho Co.,Ltd.);高分子分散剂,如EFKA-46,EFKA-47, EFKA-47EA,EFKA POLYMER 100,EFKA POLYMER 400,EFKA  POLYMER 401和EFKA POLYMER 450(商品名,由森下产业株式会社 (Morishita&Co.,Ltd.)制造);多种SOLSPERSE分散剂,如SOLSPERSE 3000,5000,9000,12000,13240,13940,17000,24000,26000和28000(商 品名,可得自Lubrizol Japan Ltd.);ADEKA PLURONIC L31,F38,L42, L44,L61,L64,F68,L72,P95,F77,P84,F87,P94,L101,P103, F108,L121和P-123(商品名,由Adeka Corporation制造),以及ISONET S-20(商品名,由Sanyo Chemical Industries,Ltd.制造)。

相对于着色剂的质量,根据本发明的着色可固化组合物中分散剂的含 量优选为1质量%至80质量%,更优选5质量%至70质量%,并且最优 选10质量%至60质量%。

可聚合化合物

根据本发明的着色可固化组合物可以包含可聚合化合物。可聚合化合 物的实例包括具有至少一个烯键式不饱和双键的可加成聚合化合物。详细 地,可聚合化合物选自具有至少一个,优选两个以上末端烯键式不饱和键 的化合物。这种化合物在本工业领域内广泛已知,并且可以不带有特定限 制地在本发明中使用。这些化合物可以具有任何化学形式,例如,单体, 预聚物(即,二聚体,三聚体或低聚物)或它们的混合物,或它们的(共)聚 合物。

它们的单体或(共)聚合物的实例包括JP-A号2008-294982的段落 [0058]至[0065]中描述的具体实例。

可聚合化合物的优选实例包括脂族醇酯如日本已审查专利公布(JP-B) 号51-47334和JP-A号57-196231中所描述的那些,具有芳族骨架的化合 物如JP-A号59-5240,59-5241和2-226149中所描述的那些,以及具有氨 基的化合物如JP-A号1-165613中所描述的那些。

更详细地,它们的单体或(共)聚合物的实例包括不饱和羧酸(如丙烯酸, 甲基丙烯酸,衣康酸,巴豆酸,异巴豆酸和马来酸),其酯和酰胺,以及 其(共)聚合物。其优选的实例包括不饱和羧酸与脂族多元醇化合物的酯, 不饱和羧酸与脂族多元胺化合物的酰胺,以及它们的(共)聚合物。此外, 优选使用具有亲核取代基如羟基,氨基或巯基的不饱和羧酸酯或酰胺与单 官能或多官能异氰酸酯或环氧化物的加合物;不饱和羧酸酯或酰胺与单官 能或多官能羧酸等的脱水缩合物。此外,具有亲电取代基如异氰酸酯基团 或环氧基的不饱和羧酸酯或酰胺与单官能或多官能醇,胺或硫醇的加合物; 以及具有可离去取代基如卤素基团或甲苯磺酰氧基的不饱和羧酸酯或酰 胺与单官能或多官能醇,胺或硫醇的取代反应产物也是优选的。其实例还 包括其中不饱和羧酸被不饱和膦酸,苯乙烯,乙烯醚等代替的化合物。

在本发明中可以使用的其具体实例包括如描述在JP-A号 2009-288705的段落[0095]至[0108]中的那些化合物。

可聚合单体优选为这样的化合物:所述化合物具有至少一个可加成聚 合的烯键式不饱和基团并且所述化合物在大气压下具有100℃以上的沸 点。该化合物的实例包括:单官能丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯,如聚乙二醇 单(甲基)丙烯酸酯,聚丙二醇单(甲基)丙烯酸酯或(甲基)丙烯酸(苯氧基乙 基)酯;聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯,三羟甲基乙烷三(甲基)丙烯酸酯,二 (甲基)丙烯酸新戊二醇酯,三(甲基)丙烯酸季戊四醇酯,四(甲基)丙烯酸季 戊四醇酯,五(甲基)丙烯酸二季戊四醇酯,六(甲基)丙烯酸二季戊四醇酯, (甲基)丙烯酸己二醇酯,三羟甲基丙烷三(丙烯酰氧基丙基)醚,三(丙烯酰 氧乙基)异氰脲酸酯;通过使环氧乙烷或环氧丙烷加成至多官能醇如甘油 或三羟甲基乙烷并(甲基)丙烯酰基化所得到的加合物形成的化合物;聚氨 酯丙烯酸酯,如JP-B号48-41708和50-6034以及JP-A号51-37193中描 述的那些;聚酯丙烯酸酯,如JP-A号48-64183以及JP-B号49-43191和 52-30490中描述的那些;以及多官能丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯,如通过 环氧树脂与(甲基)丙烯酸的反应形成的环氧(甲基)丙烯酸酯;以及它们的 混合物。

具有至少一个可加成聚合烯键式不饱和基团并且具有大气压下100℃ 以上的沸点的化合物的实例也包括如JP-A号2008-292970的段落[0254] 至[0257]中描述的那些。

除以上之外,可以适宜地使用由下式(MO-1)至(MO-5)表示的可自由 基聚合单体。在式(MO-1)至(MO-5)中,当T表示氧化烯基时,氧化烯基 的碳末端(而不是氧末端)与R结合。

在式(MO-1)至(MO-5)中,n表示0至14的整数并且m表示1至8的 整数。分子中存在的每个R可以彼此相同或不同。分子中的每个T可以 彼此相同或不同。

在由式(MO-1)至(MO-5)表示的可自由基聚合单体中,R的至少一个 表示-OC(=O)CH=CH2或-OC(=O)C(CH3)=CH2

在本发明中适合使用的由式(MO-1)至(MO-5)表示的可自由基聚合单 体的具体实例包括如JP-A号2007-269779的段落[0248]至[0251]中描述的 那些化合物。

可以依赖于着色可固化组合物的所需性能自由地决定如何使用这些 可聚合化合物的细节,如使用什么结构,将它们单独使用还是组合使用, 或所加入的量。例如,可以从以下观点选择它们。

考虑到灵敏度,可聚合化合物优选具有每分子不饱和基团含量更高的 结构,并且在很多情况下二官能化以上官能化结构是优选的。为了增加图 像区(图像区中的固化膜)的强度,可聚合化合物优选具有三以上-官能化的 结构。组合使用具有不同数目的官能团和/或不同类型的可聚合基团的化 合物(例如,选自丙烯酸酯,甲基丙烯酸酯,苯乙烯化合物以及乙烯醚化 合物的化合物)的方法对于调节灵敏度和强度两者也是有效的。此外,可 聚合化合物的选择和使用模式也是影响与着色可固化组合物中含有的其 他组分(例如,光聚合引发剂,着色剂如颜料,或粘合剂聚合物)的相容性 的重要因素。例如,可以通过使用低纯度化合物或通过组合使用两种以上 类型的可聚合化合物提高相容性。此外,可以选择特定结构以便提高对基 板的硬表面的粘附性。

对着色可固化组合物的总固体含量中可聚合化合物的含量(在使用两 种以上可聚合化合物的情况下为总含量)没有特别限制,并且优选为10质 量%至80质量%,更优选15质量%至75质量%,并且再更优选20质量% 至60质量%,以便更有效地获得的本发明效果。

光聚合引发剂

根据本发明的着色可固化组合物可以包含光聚合引发剂。

对光聚合引发剂没有特别限制,只要它可以使上面提到的可聚合化合 物聚合即可,并且优选考虑到性质,引发效率,吸收波长,可得性,成本 等进行选择。

光聚合引发剂的实例包括:选自卤甲基二唑化合物和卤甲基-均三 嗪化合物中的至少一种活性卤素化合物;3-芳基-取代的香豆素化合物; 洛粉碱二聚体;二苯甲酮化合物;苯乙酮化合物和其衍生物;环戊二烯- 苯-铁配合物及其盐;以及肟化合物。光聚合引发剂的具体实例包括JP-A 号2004-295116的段落[0070]至[0077]中描述的那些。这些之中,考虑到 迅速的聚合反应等,肟化合物是优选的。

对肟化合物(在下文中也称为“肟光聚合引发剂”)的实例没有特别限 制,并且其具体实例包括,例如,JP-A号2000-80068,WO02/100903A1 以及JP-A号2001-233842中描述的肟化合物。

肟化合物的具体实例包括,但是不限于,2-(O-苯甲酰基肟)-1-[4-(苯 基硫基)苯基]-1,2-丁二酮,2-(O-苯甲酰基肟)-1-[4-(苯基硫基)苯基]-1,2-戊 二酮,2-(O-苯甲酰基肟)-1-[4-(苯基硫基)苯基]-1,2-己二酮,2-(O-苯甲酰 基肟)-1-[4-(苯基硫基)苯基]-1,2-庚二酮,2-(O-苯甲酰基肟)-1-[4-(苯基硫基) 苯基]-1,2-辛二酮,2-(O-苯甲酰基肟)-1-[4-(甲基苯基硫基)苯基]-1,2-丁二 酮,2-(O-苯甲酰基肟)-1-[4-(乙基苯基硫基)苯基]-1,2-丁二酮,2-(O-苯甲 酰基肟)-1-[4-(丁基苯基硫基)苯基]-1,2-丁二酮,1-(O-乙酰基肟)-1-[9-乙基 -6-(2-甲基苯甲酰基)-9H-咔唑-3-基]乙酮,1-(O-乙酰基肟)-1-[9-甲基-6-(2- 甲基苯甲酰基)-9H-咔唑-3-基]乙酮,1-(O-乙酰基肟)-1-[9-丙基-6-(2-甲基苯 甲酰基)-9H-咔唑-3-基]乙酮,1-(O-乙酰基肟)-1-[9-乙基-6-(2-乙苯甲酰 基)-9H-咔唑-3-基]乙酮和1-(O-乙酰基肟)-1-[9-乙基-6-(2-丁基苯甲酰 基)-9H-咔唑-3-基]乙酮。

这些之中,考虑到可以用较小的曝光量获得具有良好形状(详细地, 在固态图像传感器的情况下图案的矩形形状)的图案,包括2-(O-苯甲酰基 肟)-1-[4-(苯基硫基)苯基]-1,2-辛二酮和1-(O-乙酰基肟)-1-[9-乙基-6-(2-甲 基苯甲酰基)-9H-咔唑-3-基]乙酮的肟-O-酰基化合物是优选的。其具体实 例包括CGI-124和CGI-242(商品名,由BASF Japan Ltd.制造)。

在本发明中,考虑到灵敏度,随时间的稳定性和后加热过程中的着色, 由下式(P)和(Q)表示的化合物作为肟化合物是优选的。

在式(P)和(Q)中,R和X各自独立地表示单价取代基,A表示二价有 机基团,Ar表示芳基,并且n表示1至5的整数。

为了提高灵敏度,式(P)和(Q)中的R优选表示酰基。详细地,R优选 表示乙酰基,丙酰基,苯甲酰基或甲苯酰基。

为了提高灵敏度并抑制由加热或长期储存引起的着色,式(P)和(Q)中 的A优选表示未取代的亚烷基,被烷基(如甲基,乙基,叔丁基或十二烷 基)取代的亚烷基,被烯基(如乙烯基或烯丙基)取代的亚烷基,或被芳基(如 苯基,对-甲苯基,二甲苯基,异丙苯基,萘基,蒽基,菲基或苯乙烯基) 取代的亚烷基。

为了提高灵敏度并抑制由加热或长期储存引起的着色,式(P)和(Q)中 的Ar优选表示取代或未取代的苯基。在取代的苯基的情况下,取代基的 优选实例包括卤素基团如氟原子,氯原子,溴原子和碘原子。

为了提高在溶剂中的溶解性并提高长波长区域中的吸收效率,式(P) 和(Q)中的X优选表示可以具有取代基的烷基,可以具有取代基的芳基, 可以具有取代基的烯基,可以具有取代基的炔基,可以具有取代基的烷氧 基,可以具有取代基的芳氧基,可以具有取代基的烷硫基,可以具有取代 基的芳硫基,或可以具有取代基的氨基。

在式(P)中,n优选表示1或2的整数。

在下文中给出由式(P)或式(Q)表示的化合物的具体实例,但本发明不 特别限定于这些实例。

除上述光聚合引发剂之外,JP-A号2004-295116的段落[0079]中描述 了可以用于根据本发明的着色可固化组合物的其他已知的光聚合引发剂。

可以单独使用光聚合引发剂,或者使用其两种以上类型的组合。为了 更有效地获得本发明的效果,在着色可固化组合物的全部固体组分中的光 聚合引发剂的含量(在使用两种以上光聚合引发剂的情况下为总含量)优 选为3质量%至20质量%,更优选4质量%至19质量%,并且再更优选 5质量%至18质量%。

有机溶剂

根据本发明的着色可固化组合物可以包含有机溶剂。

对有机溶剂没有特别限制,只要它可以满足在一起共存的组分的溶解 性和着色可固化组合物的涂布性即可,并且优选考虑到粘合剂的溶解性, 涂布性和安全性而进行选择。

有机溶剂的实例包括:酯,包括乙酸乙酯,乙酸正丁酯,乙酸异丁酯, 甲酸戊酯,乙酸异戊酯,乙酸异丁酯,丙酸丁酯,丁酸异丙酯,丁酸乙酯, 丁酸丁酯,乳酸甲酯和乳酸乙酯;氧基乙酸烷基酯(oxyacetate alkyl esters), 如氧基乙酸甲酯,氧基乙酸乙酯或氧基乙酸丁酯(详细地,甲氧基乙酸甲 酯,甲氧基乙酸乙酯,甲氧基乙酸丁酯,乙氧基乙酸甲酯或乙氧基乙酸乙 酯);3-氧基丙酸烷基酯,如3-氧基丙酸甲酯或3-氧基丙酸乙酯(详细地, 3-甲氧基丙酸甲酯,3-甲氧基丙酸乙酯,3-乙氧基丙酸甲酯或3-乙氧基丙 酸乙酯);2-氧基丙酸烷基酯,如2-氧基丙酸甲酯,2-氧基丙酸乙酯或2- 氧基丙酸丙酯(详细地,2-甲氧基丙酸甲酯,2-甲氧基丙酸乙酯,2-甲氧基 丙酸丙酯,2-乙氧基丙酸甲酯或2-乙氧基丙酸乙酯),2-氧基-2-甲基丙酸 甲酯或2-氧基-2-甲基丙酸乙酯(详细地,2-甲氧基-2-甲基丙酸甲酯或2-乙 氧基-2-甲基丙酸乙酯);和丙酮酸甲酯,丙酮酸乙酯,丙酮酸丙酯,乙酰 乙酸甲酯,乙酰乙酸乙酯,2-氧代丁酸甲酯和2-氧代丁酸乙酯。

有机溶剂的实例包括:醚如二甘醇二甲醚,四氢呋喃,乙二醇单甲醚, 乙二醇单乙醚,甲基溶纤剂乙酸酯,乙基溶纤剂乙酸酯,二甘醇单甲醚, 二甘醇单乙醚,二甘醇单丁醚,丙二醇单甲基醚,丙二醇单甲基醚乙酸酯, 丙二醇单乙基醚乙酸酯或丙二醇单丙基醚乙酸酯。

有机溶剂的实例包括酮如甲基乙基酮,环己酮,2-庚酮或3-庚酮。

有机溶剂的实例包括芳族烃如甲苯或二甲苯。

考虑到上述每个组分的溶解性,以及当包含碱溶性粘合剂时,考虑到 粘合剂的溶解性,所要涂布的表面状态的改善等,同样优选的是作为混合 物使用这些有机溶剂的两种以上类型。在这种情况下,优选的是使用选自 下列各项中的两种以上的混合溶液:3-乙氧基丙酸甲酯,3-乙氧基丙酸乙 酯,乙基溶纤剂乙酸酯,乳酸乙酯,二甘醇二甲醚,乙酸丁酯,3-甲氧基 丙酸甲酯,2-庚酮,环己酮,乙基卡必醇乙酸酯,丁基卡必醇乙酸酯,丙 二醇甲基醚和丙二醇甲基醚乙酸酯。

调整着色可固化组合物中有机溶剂的含量以使得组合物的总固体含 量的浓度优选为10质量%至80质量%,更优选15质量%至60质量%。

其他组分

除上述组分之外,根据本发明的着色可固化组合物可以还以不损害本 发明的效果的程度包含其他组分如碱溶性粘合剂或交联剂。

碱溶性粘合剂

对碱溶性粘合剂没有特别限制,只要它具有碱溶解性即可,并且优选 可以考虑到耐热性,显影性,可得性等而进行选择。

碱溶性粘合剂的优选实例包括可以溶解在有机溶剂中并可以通过弱 碱水溶液显影的直链有机高分子聚合物。这种直链有机高分子聚合物的实 例包括在其侧链上具有羧酸的聚合物如甲基丙烯酸共聚物,丙烯酸共聚物, 衣康酸共聚物,巴豆酸共聚物,马来酸共聚物或部分酯化的马来酸共聚物, 如JP-A号59-44615,JP-B号54-34327,58-12577和54-25957和JP-A号 59-53836和59-71048中所述。也可以使用在其侧链上具有羧酸的酸性纤 维素衍生物。此外,可以用通过聚合具有特定结构的化合物如2-(羟基烷 基)丙烯酸酯的醚二聚体(例如,JP-A号2004-300203中所述的化合物)而 获得的聚合物。

可以在本发明中使用的碱溶性粘合剂的实例还包括具有羟基的聚合 物与酸酐的加合物,聚羟基苯乙烯树脂,聚硅氧烷树脂,聚(2-羟乙基(甲 基)丙烯酸酯),聚乙烯基吡咯烷酮,聚环氧乙烷和聚乙烯醇。所述直链有 机高分子聚合物可以是与亲水单体的共聚物。其实例包括烷氧基烷基(甲 基)丙烯酸酯,羟基烷基(甲基)丙烯酸酯,甘油(甲基)丙烯酸酯,(甲基)丙 烯酰胺,N-羟甲基丙烯酰胺,仲或叔烷基丙烯酰胺,二烷基氨基烷基(甲 基)丙烯酸酯,吗啉(甲基)丙烯酸酯,乙烯基吡咯烷酮,乙烯基三唑,(甲 基)丙烯酸甲酯,(甲基)丙烯酸乙酯,支链的或直链的(甲基)丙烯酸丙酯, 支链的或直链的(甲基)丙烯酸丁酯以及苯氧基羟基丙基(甲基)丙烯酸酯。 亲水单体的其他实例包括具有下列各项的单体:四氢糠基,磷酸基,磷酸 酯基团,季铵盐基团,乙烯氧基链,丙烯氧基链,磺酸基或衍生自它们的 盐的基团或吗啉代乙基。

碱溶性粘合剂可以在其侧链上具有可聚合基团以便提高交联效率。例 如,可使用在其侧链上具有烯丙基,(甲基)丙烯酰基或烯丙基氧基烷基的 聚合物。具有可聚合基团的聚合物的实例包括商购产品,所述商购产品包 括KS RESIST-106(商品名,由Osaka Organic Chemical Industry Ltd.制造) 和CYCLOMER-P系列(商品名,由Daicel Chemical Industries,Ltd.制造)。 为了提高固化膜的强度,醇溶性尼龙和2,2-双-(4-羟基苯基)丙烷与表氯醇 的聚醚也是可用的。

在这些不同的碱溶性粘合剂中,考虑到耐热性,聚羟基苯乙烯树脂, 聚硅氧烷树脂,丙烯酸类树脂,丙烯酰胺树脂和丙烯酰基-丙烯酰胺共聚 物树脂是优选的,并且为了控制显影性,丙烯酸类树脂,丙烯酰胺树脂和 丙烯酰基-丙烯酰胺共聚物树脂是优选的。

丙烯酸类树脂的优选实例包括用选自下列各项单体形成的共聚物: (甲基)丙烯酸苄酯,(甲基)丙烯酸,(甲基)丙烯酸羟乙酯,(甲基)丙烯酰胺 等,以及商购产品如KS RESIST-106(商品名,由Osaka Organic Chemical  Industry Ltd.制造)和CYLCOMER-P系列(商品名,由Daicel Chemical  Industries,Ltd.制造)。

考虑到显影性,液体粘度等,碱溶性粘合剂是具有优选1,000至2× 105,更优选2,000至1×105,并且特别优选5,000至5×104的重均分子 量(通过GPC测量的聚苯乙烯换算值)的聚合物。

交联剂

还可以通过在根据本发明的着色可固化组合物中补充地使用交联剂 而提高通过固化着色可固化组合物所形成的着色固化膜的硬度。

对交联剂没有特别限制,只要它可以通过交联反应固化该膜即可,并 且其实例包括(a)环氧树脂,(b)被至少一个取代基取代的三聚氰胺化合物, 胍胺化合物,甘脲化合物或脲化合物,所述取代基选自羟甲基,烷氧基甲 基和酰氧基甲基,以及(c)被至少一个取代基取代的酚化合物,萘酚化合 物或羟基蒽化合物,所述取代基选自羟甲基,烷氧基甲基和酰氧基甲基。 这些之中,多官能环氧树脂是优选的。

关于交联剂的具体实例的细节,可以参考JP-A号2004-295116的段 落[0134]至[0147]中的描述。

聚合抑制剂

优选的是根据本发明的着色可固化组合物包括少量的热聚合抑制剂 以便防止可聚合化合物在着色可固化组合物的制备或储存的过程中不需 要的热聚合。

可以在本发明中使用的聚合抑制剂的实例包括:氢醌,对甲氧基苯酚, 二-叔丁基-对甲酚,邻苯三酚,叔丁基邻苯二酚,苯醌,4,4′-硫基双(3-甲 基-6-叔丁基苯酚),2,2′-亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)以及N-亚硝基苯 胲原铈盐。

相对于着色可固化组合物的总质量,聚合抑制剂的加入量优选为约 0.01质量%至约5质量%。

表面活性剂

为了提高可涂布性,根据本发明的着色可固化组合物可以含有表面活 性剂。在本发明中可以使用的表面活性剂的实例包括多种表面活性剂如含 氟表面活性剂,非离子表面活性剂,阳离子表面活性剂,阴离子表面活性 剂和硅氧烷表面活性剂。

尤其是,当根据本发明的着色可固化组合物含有含氟表面活性剂时, 作为涂布液制备的组合物的液体性质(尤其是,流动性)得到改善,从而可 以改善涂层厚度的均匀性和液体节约性。

换言之,当使用包含含氟表面活性剂的着色可固化组合物作为涂布液 以形成膜时,由于所要涂布的表面与涂布液之间的表面张力降低,因此所 要涂布的表面上的可润湿性提高,从而提高所要涂布的表面上的可涂布性。 作为结果,即使当用少量液体形成数微米至数十微米的薄膜时,也可以适 宜地形成带有均匀厚度的膜。

含氟表面活性剂中的氟含量优选为3质量%至40质量%,更优选5 质量%至30质量%,并且再更优选7质量%至25质量%。当含氟表面活 性剂的氟含量在以上范围内时,在涂膜厚度的均匀性和液体节约性方面是 有效的,并且可以获得着色可固化组合物的优异溶解性。

含氟表面活性剂的实例包括MEGAFAC F171,F172,F173,F176, F177,F141,F142,F143,F144,R30,F437,F475,F479,F482,F554, F780和F781(商品名,由DIC Corporation制造),FLUORAD FC430,FC431 和FC171(商品名,由Sumitomo 3M Limited制造),SURFLON S-382, SC-101,SC-103,SC-104,SC-105,SC1068,SC-381,SC-383,S393和 KH-40(商品名,由旭硝子株式会社(Asahi Glass Co.,Ltd.)制造)以及 SOLSPERSE 2000(商品名,可得自Lubrizol Japan Ltd.)。

阳离子表面活性剂的实例包括酞菁衍生物如EFKA-745(商品名,由 森下产业株式会社(Morishita&Co.,Ltd.)制造),有机硅氧烷聚合物如 KP341(商品名,由信越化学工业株式会社(Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.)制 造),(甲基)丙烯酸系(共)聚合物如POLYFLOW 75号,90号,95号(商品 名,由共荣社化学株式会社(Kyoeisha Chemical Co.,Ltd.)制造)或者 W001(商品名,可得自Yusho Co.,Ltd.)。

非离子表面活性剂的实例包括聚氧乙烯月桂基醚,聚氧乙烯硬脂基醚, 聚氧乙烯油烯基醚,聚氧乙烯辛基苯基醚,聚氧乙烯壬基苯基醚,聚乙二 醇二月桂酸酯,聚乙二醇二硬脂酸酯以及脱水山梨醇脂肪酸酯,如 PLURONIC L10,L31,L61,L62,10R5,17R2和25R2以及TETRONIC 304,701,704,901,904和150R1(商品名,由BASF Japan Ltd.制造)。

阴离子表面活性剂的实例包括W004,W005和W017(商品名,可得 自Yusho Co.,Ltd.)。

硅氧烷表面活性剂的实例包括:TORAY SILICONE DC3PA,SH7PA, DC11PA,SH21PA,SH28PA,SH29PA,SH30PA和SH8400(商品名,由 Dow Corning Toray Co.,Ltd.制造),TSF 4460和4452(商品名,由 Momentive Performance Materials Inc.制造),KP341(商品名,由信越化学 工业株式会社(Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.)制造)以及BYK323和330(商 品名,由BYK化学(BYK Chemie)制造)。

可以单独使用表面活性剂或者使用其两种以上类型的组合。

相对于着色可固化组合物的总质量,表面活性剂的添加量优选为 0.001质量%至2.0质量%,并且更优选0.005质量%至1.0质量%。

其他添加剂

按需要,着色可固化组合物可以包含多种添加剂如填料,粘合促进剂, 抗氧化剂,紫外吸收剂或防聚集剂。这些添加剂的实例包括JP-A号 2004-295116的段落[0155]至[0156]中描述的那些可以作为示例。

此外,根据本发明的着色可固化组合物可以包含增感剂或光稳定剂, 如JP-A号2004-295116的段落[0078]中描述的那些;或者热聚合抑制剂, 如JP-A号2004-295116的段落[0081]中描述的那些。

为了促进未曝光区的碱溶解性并进一步提高着色可固化组合物的可 显影性,可以将有机羧酸,优选具有1000以下分子量的有机羧酸加入至 组合物。

具有1000以下分子量的有机羧酸的具体实例包括:脂族单羧酸如甲 酸,乙酸,丙酸,丁酸,戊酸,特戊酸,己酸,乙酸二乙酯,庚酸或癸酸; 脂族二羧酸如草酸,丙二酸,琥珀酸,戊二酸,己二酸,庚二酸,辛二酸, 壬二酸,癸二酸,十三烷二酸,甲基丙二酸,乙基丙二酸,二甲基丙二酸, 甲基琥珀酸,四甲基琥珀酸或柠康酸;脂族三甲酸如丙三甲酸,乌头酸或 樟脑三酸;芳族单羧酸如苯甲酸,甲苯甲酸,枯茗酸,2,3-二甲基苯甲酸 或3,5-二甲基苯甲酸;芳族多羧酸如邻苯二甲酸,间苯二甲酸,对苯二甲 酸,苯偏三甲酸,苯均三甲酸,苯偏四甲酸或苯均四甲酸;以及其他羧酸 如苯乙酸,氢化阿托酸,氢化肉桂酸,扁桃酸,苯基琥珀酸,阿托酸,肉 桂酸,肉桂酸甲酯,肉桂酸苄酯,亚肉桂基乙酸,香豆酸或伞形酸。

着色可固化组合物的制备方法

通过将上述组分混合而制备根据本发明的着色可固化组合物。

在着色可固化组合物的制备过程中,可以将用于着色可固化组合物的 组分一次性混合,也可以将每种组分溶解或分散在溶剂中并且之后将其相 继地混合。对于混合过程中的加入顺序和操作条件没有特别限制。例如, 可以通过将所有组分同时溶解或分散在溶剂中而制备该组合物,或当需要 时,可以将组分适当地制备在将在使用之前(在涂布时)混合的两个以上溶 液或分散液中以制备该组合物。

可以将如上所制备的着色可固化组合物使用具有优选约0.01μm至 约3.0μm,更优选约0.05μm至约0.5μm的孔径的过滤器等进行过滤, 并进行使用。

因为根据本发明的着色可固化组合物具有优异的储存稳定性,并且可 以形成具有优异的耐光性的着色固化膜,因此它可以用于形成用于彩色滤 光片的着色像素,所述彩色滤光片用于液晶显示器装置(LCD)或固态图像 传感器(例如,CCD,CMOS等),并且用于制备印刷墨,喷墨用墨,油漆 等。详细地,它可以用于形成用于包括CCD和CMOS的固态图像传感器 的着色像素。

彩色滤光片及其制备方法

在下文中,说明用于使用根据本发明的着色可固化组合物制备彩色滤 光片的方法(根据本发明的用于制备彩色滤光片的方法)。

在根据本发明的用于制备彩色滤光片的方法中,将如上所述的根据本 发明的着色可固化组合物首先通过涂布工艺如旋涂,流延涂布,辊涂等涂 布在载体上以形成着色可固化组合物层,并且当需要时,进行预备固化(预 烘焙)以干燥着色可固化组合物层(涂布步骤)。

用于根据本发明的彩色滤光片的制备方法的载体的实例包括:用于液 晶显示器装置等的钠玻璃,硼硅玻璃(PYREX(注册商标)玻璃)和石英玻璃, 以及其上附着有透明导电膜的那些玻璃材料,用于固态图像传感器的光电 转换装置基板如硅基板,以及互补金属氧化物膜半导体(CMOS)基板。可 以在这些基板上形成用于分离像素的黑条。当需要时,可以将下涂层形成 在这些载体上,以便提高对上方层的附着,防止材料的扩散或平面化表面。

当将着色可固化组合物旋涂在载体上时,可以通过在滴加加入着色可 固化组合物之前滴加合适的有机溶剂并旋转,使着色可固化组合物与载体 良好一致,以减少所要滴加的液体量。

在根据本发明的着色可固化组合物的涂布过程中,例如,即使当着色 可固化组合物附着至涂布装置的喷射部分的喷嘴,涂布装置的管线部分或 涂布装置的内部时,也可以使用已知的清洗液简单地清洗并移除着色可固 化组合物。在这种情况下,为了更有效率地进行清洗和移除,优选的是使 用作为在根据本发明的着色可固化组合物中含有的溶剂的上述溶剂作为 清洗液。

此外,也可以适宜地使用JP-A号7-128867,7-146562,8-278637, 2000-273370,2006-85140,2006-291191,2007-2101,2007-2102和 2007-281523中所列举的清洗液作为用于清洗并移除根据本发明的着色可 固化组合物的清洗液。

清洗液优选为烷撑二醇单烷基醚羧酸酯或烷撑二醇单烷基醚。

可以单独使用可以作为清洗液使用的这些溶剂,也可以组合使用其中 的两种以上类型。

当组合使用两种以上类型的溶剂时,优选的是使用具有羟基的溶剂和 不具有羟基的溶剂的混合溶液。具有羟基的溶剂与不具有羟基的溶剂的质 量比(具有羟基的溶剂/不具有羟基的溶剂)为1/99至99/1,优选10/90至 90/10,并且更优选20/80至80/20。

混合溶剂优选为丙二醇单甲基醚乙酸酯(PGMEA)与丙二醇单甲基醚 (PGME)在PGMEA/PGME的混合比为60/40的情况下的混合溶剂。

为了增加清洗液至着色可固化组合物中的渗透性,清洗液可以含有表 面活性剂,如上述可以在着色可固化组合物中含有的表面活性剂。

用于预烘焙的条件可以包括其中使用电热板或烘箱在70℃至130℃ 进行加热约0.5分钟至15分钟的条件。

根据目的适宜地选择使用着色可固化组合物形成的着色可固化组合 物层的厚度。通常,着色可固化组合物层的厚度优选为0.2μm至5.0μm, 更优选0.3μm至2.5μm,并且再更优选0.3μm至1.5μm。如本文所使用 的着色可固化组合物层的厚度为预烘焙之后的膜厚度。

接下来,在根据本发明的彩色滤光片制备方法中,将在载体上形成的 着色可固化组合物层经由掩模曝光(曝光步骤)。

可以应用至该曝光的光或辐射优选为g-射线,h-射线,i-射线,KrF 射线或ArF射线,尤其优选i-射线。当使用i-射线作为照射光时,优选的 是照射100mJ/cm2至10,000mJ/cm2的曝光剂量。

可以将所曝光的着色可固化组合物层在随后的显影处理之前使用电 热板或烘箱在70℃至130℃加热约0.5分钟至15分钟。

此外,可以在使氮气在箱内流动的同时进行曝光,以便抑制着色可固 化组合物层中着色材料的氧化脱色。

随后,将所曝光的着色可固化组合物层使用显影剂显影(显影步骤)。 以这种方式,可以形成负片型或正片型彩色图案(抗蚀剂图案)。

可以使用多种有机溶剂或碱性水溶液的组合作为显影剂,只要它溶解 着色可固化组合物层中的未固化部分(未曝光区)并且不溶解着色可固化 组合物层中的固化部分(曝光区)即可。当显影剂是碱性水溶液时,优选的 是将碱浓度调整至优选pH 11至13,更优选pH 11.5至12.5。详细地,可 以使用这样的碱性水溶液作为显影剂:其中氢氧化四乙基铵的浓度被调整 至0.001质量%至10质量%,优选0.01质量%至5质量%。

显影时间优选为30秒至300秒,更优选30秒至120秒。显影温度优 选为20℃至40℃,更优选23℃。

可以通过使用桨式系统,喷淋器系统,喷雾系统等进行显影。

优选的是在使用碱水溶液显影之后通过使用水进行洗涤。洗涤系统也 可以根据目的适当地选择,并且可以通过以下方式进行冲洗处理:以10 rpm至500rpm的转速旋转载体如硅晶片并从旋转中心的上方以喷淋器状 态从喷嘴提供纯水。

其后,在根据本发明的彩色滤光片的制备方法中,当需要时可以将通 过显影形成的图案(抗蚀剂图案)进行后加热和/或后曝光以加速彩色图案 的固化(后固化步骤)。

通过紫外辐射照射的后曝光

在通过紫外辐射照射的后曝光中,将经过如上所述的显影处理的彩色 图案用具有在显影之前的曝光处理中的曝光剂量[mJ/cm2]的10倍以上这 样大的照射光剂量[mJ/cm2]的紫外光(UV光)照射。通过在显影处理与图 案形成步骤中的热处理之间用紫外光(UV光)照射显影图案(使用含有着 色剂的负片型可固化组合物形成的图案)预定的时间段,可以有效地防止 随后的加热过程中的色彩转移,并提高耐光性。

作为用于放射紫外光的光源,可以使用例如,超高压汞灯,高压汞灯, 低压汞灯,深UV灯等。这些之中,这样的光源是优选的:放射包括275 nm以下波长的光的紫外光,并且可以放射其中275nm以下波长光的照 射照度[mW/cm2]相对于紫外光的整个波长范围的光的积分照射照度为5% 以上的光。通过将紫外光中275nm以下波长的光的照射照度调整至5% 以上,可以进一步提高抑制色彩转移至相邻像素以及上方的和下方的层的 效果,以及改善耐光性的效果。

出于这些观点,优选的是通过使用不同于在图案形成步骤中的曝光中 所使用的光源(如i-射线)的光源进行通过紫外辐射照射的后曝光,尤其是 使用高压汞灯,低压汞灯等。这些之中,出于与如上所述相同的原因,相 对于紫外光中全部波长下的光的积分照射照度,275nm以下波长的光的 照射照度[mW/cm2]优选为7%以上。此外,适宜的是275nm以下波长的 光的照射照度的上限为25%以下。

积分照射照度是指:当取每个光谱波长的照度(单位时间期间内通过 单位面积的辐射能量;[mW/m2])作为垂直轴并取光的波长[nm]作为水平 轴绘制曲线时,照射光中所包含波长的光的照度之和(面积)。

优选的是紫外光以图案形成步骤过程的曝光中的曝光剂量[mJ/cm2] 的10倍以上的照射光剂量[mJ/cm2]进行照射。当在后曝光步骤中照射的 光的量低于图案形成步骤过程的曝光中的10倍曝光剂量时,可能无法防 止色彩转移至相邻像素以及上方的和下方的层,并且耐光性会劣化。

其中,在图案形成步骤过程中的曝光中,紫外光的照射光剂量优选为 12倍至200倍,更优选15倍至100倍曝光剂量。

在这种情况下,所照射的紫外光的积分照射照度优选为200mW/cm2 以上。当积分照射照度为200mW/cm2以上时,可以更有效地提高抑制色 彩转移至相邻像素以及上方的和下方的层的效果,以及提高耐光性的效果。 其中,积分照射照度优选为250mW/cm2至2000mW/cm2,并且更优选300 mW/cm2至1000mW/cm2

后热处理优选在100℃至300℃,更优选在150℃至250℃通过使用例 如电热板或烘箱进行。

加热时间优选为30秒至30,000秒,更优选60秒至1,000秒。

可以通过g-射线,h-射线,i-射线,KrF,ArF,UV光,电子束或X 射线进行后曝光,优选通过g-射线,h-射线,i-射线或UV光进行,并且 更优选通过UV光进行。通过UV光照射(UV固化)优选为在低温如20℃ 至50℃,优选地25℃至40℃进行。优选的是UV光的波长包括200nm 至300nm的波长。作为用于照射UV光的光源,可以使用例如高压汞灯 或低压汞灯。照射时间可以是10秒至180秒,优选20秒至120秒,更优 选30秒至60秒。

虽然可以首先进行后曝光或后加热,优选的是在后加热之前进行后曝 光。这是因为归因于通过后曝光的固化促进可以防止在后继的后加热步骤 中发现的由于彩色图案的热松弛和底部扩展的变形。

所获得的彩色图案构成彩色滤光片的像素。

在具有多个色调的像素的彩色滤光片的制备中,可以根据所需的颜色 数目重复上述涂布,曝光和显影步骤,以及任选的后固化步骤。

因为使用了根据本发明的第一方面的着色可固化组合物,通过根据本 发明的第一方面的彩色滤光片制备方法获得的彩色滤光片(根据本发明的 第一方面的彩色滤光片)在耐光性上是优异的。

因此,根据本发明的第一方面的彩色滤光片可以用于液晶显示器装置, 以及包括CCD图像传感器和CMOS图像传感器的固态图像传感器,以及 使用它们的照相机系统。这些之中,优选的是用于在其中在薄膜上形成带 有微小尺寸的彩色图案并且需要良好的矩形横截面轮廓的固态图像传感 器,尤其是用于在具有大于1,000,000像素的高分辨率的CCD装置,CMOS 等。

固态图像传感器

根据本发明的第一方面的固态图像传感器包括根据本发明的第一方 面的彩色滤光片。因为根据本发明的彩色滤光片具有高耐光性,因此包括 该彩色滤光片的固态图像传感器可以提供优异的色彩再现性。

对固态图像传感器的构造没有特别限制,只要它是包括根据本发明的 第一方面的彩色滤光片并充当固态图像传感器的构造即可,并且实例可以 包括以下构造。

即,它是包括下列各项的构造:载体,构成用于CCD图像传感器(固 态图像传感器)的光接受区的多个光电二极管,以及包括形成在载体上的 多晶硅等的传输电极(transfer electrode),在其上形成的根据本发明的第一 方面的彩色滤光片,以及在其上形成的微透镜。

此外,考虑到着色材料的脱色性,并且为此所述材料具有吸收400nm 以下的部分或全部的UV光的光学性质,适宜的是包括根据本发明的第一 方面的彩色滤光片的照相机系统包括照相机透镜和IR截断膜,其包括二 向色性涂布的盖玻片,微透镜等。此外,优选的是照相机系统的结构是这 样的结构:减少渗透至彩色滤光片的氧以便抑制彩色材料的氧化脱色。例 如,优选的是将照相机系统的部分或全部用氮气密封。

液晶显示器装置

可以将根据本发明的彩色滤光片用于液晶显示器装置以及固态图像 传感器。可以适宜地将根据本发明的彩色滤光片用于液晶显示器装置。在 包括根据本发明的彩色滤光片的液晶显示器装置中,所述彩色滤光片含有 具有优异的光谱性质和耐热性的金属配合物颜料作为着色剂,抑制了归因 于电阻率降低的定向缺陷。作为结果,可以显示具有优异色彩的图像,并 且可以获得优异的显示性质。

因此,具有根据本发明的彩色滤光片的液晶显示器装置可以显示具有 优异的色彩和优异的显示性质的高品质图像。

显示装置的定义和解释在下列各项中给出,例如,在“电子显示器装 置(Electronic Display Device)”(Akio Sasaki,Kogyo Chosakai Publishing Co., Ltd.,1990),“显示器装置(Display Device)”(Sumiaki Ibuki,Sangyo Tosho  Publishing Co.,Ltd.,1989)等中。液晶显示器装置描述在,例如,“下一代 液晶显示器技术(Next Generation Liquid Crystal Display Techniques)” (Tatsuo Uchida,Kogyo Chosakai Publishing Co.,Ltd.,1994)中。对于根据本 发明的彩色滤光片可以应用至的液晶显示器装置没有特别限制,并且根据 本发明的彩色滤光片可以用于多种液晶显示器装置,如描述在例如“下一 代液晶显示器技术(Next Generation Liquid Crystal Display Techniques)”中 的那些。

可以适宜地将根据本发明的彩色滤光片用于彩色TFT液晶显示器装 置中。彩色TFT液晶显示器装置被详细描述在,例如,“彩色TFT液晶 显示器(Color TFT Liquid Crystal Display)”(Kyoritsu Shuppan Co.,Ltd., 1996)中。此外,可以将根据本发明的彩色滤光片应用至宽视角液晶显示 器装置如平面转换(IPS)系统或多域垂直配向(multi-domain vertical  alignment)(MVA)系统,或STN,TN,VA,OCS,FFS,R-OCB等。

根据本发明的彩色滤光片还可以应用至具有高亮度和高分辨率的 COA(彩色滤光片阵列(Color-filter OnArray))系统。在COA型液晶显示器 装置中,彩色滤光片层应满足上面提到的一般需求,并且进一步满足对于 层间电介质膜如低介电常数和耐脱模液性的需求。使用着色剂多聚体形成 的根据本发明的彩色滤光片展现出优异的色调,展现出优异的色纯度和光 透射率并且具有带有优异的色彩的彩色图案(像素)。因此,根据本发明的 彩色滤光片可用于带有高分辨率和耐久性的COA型液晶显示器装置。为 了满足低介电常数的需求,可以将树脂涂层设置在彩色滤光片层上。

这些图像显示系统被描述在,例如,“EL,PDP,LCD显示器-技术 和市场的趋向(EL,PDP,LCD Display-Trends in Techniques and Markets)” (Research Study Division of Toray Research Center,Inc.,2001)的第43页上 等。

根据本发明的液晶显示器装置不仅包括根据本发明的彩色滤光片,还 包括多种部件如电极基板,偏光膜,相位差膜,背光,隔离物,以及视角 补偿膜。根据本发明的彩色滤光片可以应用至包括这些多种已知部件的液 晶显示器装置中。

这些部件被描述在下列各项中:例如,“′94年液晶显示器相关材料和 化学品市场(′94Market for Liquid Crystal Display Related Materials and  Chemicals)”(Kentaro Shima,CMC Publishing CO.,LTD.,1994)和“2003 年液晶相关市场的现状和展望(2003 Current State and Outlook for Liquid  Crystal Related Markets)”(Ryokichi Omote,Fuji Chimera Research Institute, Inc.,2003)。

背光被描述在下列各项中:例如,SID meeting Digest 1380(2005)(A. Konno等)和Monthly Display,2005年12月,第18-24页(Hiroyasu Shima) 和第25-30页(Takaaki Yagi)。

当在液晶显示器装置中使用根据本发明的彩色滤光片时,与传统已知 的三波长冷阴极管结合可以获得高对比度显示器。此外,通过使用红色, 绿色和蓝色LED光源(RGB-LED)作为背光,可以提供具有高亮度,高色 纯度和良好色彩再现性的液晶显示器装置。

如上所述,根据本发明,可以获得用于色彩补偿的红色至紫色着色剂, 所述着色剂具有优异的光谱性质,耐热性和耐光性,所述着色剂含有着色 剂多聚体,所述着色剂多聚体包含得自二吡咯甲川化合物和金属或金属化 合物的二吡咯甲川金属配位化合物或其互变异构体作为着色剂部分的部 分结构。此外,根据本发明,可以获得其中抑制了彩色滤光片制备过程中 的色彩混合的着色可固化组合物。换言之,使用该着色可固化组合物获得 的着色固化膜展现出优异的耐溶剂性和优异的对用热固化的过程中的色 彩转移的耐受性。作为结果,可以解决使用用于色彩补偿的传统染料的彩 色抗蚀剂未能解决的问题。因此,本发明的着色剂多聚体尤其可用于在固 态图像传感器或显示器装置(如液晶显示器装置和有机EL显示器装置)中 使用的彩色滤光片。

本发明的第二方面

在下文中,详细描述根据本发明的第二方面的着色可固化组合物,彩 色抗蚀剂,彩色滤光片,制备所述彩色滤光片的方法,固态图像传感器和 图像显示装置。虽然对在下文中描述的组成特征的说明基于本发明的典型 实施方案而进行,但本发明不限于此。此外,在本说明书中通过使用“-” 表示的数值范围表示包含在“-”的前面和后面描述的数值作为最小值和 最大值的数值范围。

着色可固化组合物

根据本发明的第二方面的着色可固化组合物包含:至少一种(A)着色 剂多聚体和至少一种(B)可聚合化合物,所述着色剂多聚体包含可聚合基 团和衍生自偶氮着色剂或二吡咯甲川着色剂中的至少一种的基团。

根据本发明的第二方面的着色可固化组合物的特征在于被热,光或它 们两者固化。该着色可固化组合物优选含有(C)聚合引发剂和(D)溶剂。按 需要,着色可固化组合物可以还含有其他组分如粘合剂或交联剂。

(A)着色剂多聚体

根据本发明的第二方面的着色可固化组合物含有至少一种类型的着 色剂多聚体,所述着色剂多聚体包含可聚合基团和衍生自偶氮着色剂或二 吡咯甲川着色剂中的至少一种的基团(在下文中,可以简称为“含有可聚 合基团的着色剂多聚体”)。含有可聚合基团的着色剂多聚体在根据本发 明的着色可固化组合物中起到例如着色剂的作用。

因为本发明的第二方面的着色剂多聚体是包含衍生自偶氮着色剂或 二吡咯甲川着色剂中的至少一种的基团的着色剂多聚体,因此该着色剂多 聚体具有优异的色纯度和高吸光系数。因此,即使当作为薄层形成膜时, 使用根据本发明的着色可固化组合物也可以形成具有优异的色纯度的固 化膜。

含有可聚合基团的着色剂多聚体可以含有单一种类的衍生自偶氮着 色剂或二吡咯甲川着色剂中的至少一种的基团,也可以含有其两种以上类 型。

此外,因为含有可聚合基团的着色剂多聚体包含可聚合基团,因此即 使当作为薄层形成膜时,也可以使用根据本发明的着色可固化组合物获得 具有优异的耐光性,耐热性和耐溶剂性,减少的色彩转移,以及良好的图 案可形成性的固化膜。

含有可聚合基团的着色剂多聚体可以含有单一种类的可聚合基团,也 可以含有其两种以上类型。

可聚合基团的实例包括烯键式不饱和基团(如甲基丙烯酸基,丙烯酸 基或苯乙烯基),环醚基(如环氧基或氧杂环丁基)。这些之中,考虑到聚合 之后的耐热性和耐溶剂性,烯键式不饱和基团是优选的。

含有可聚合基团的着色剂多聚体优选含有以下组成单元作为重复单 元:包含可聚合基团的组成单元和包含衍生自偶氮着色剂或二吡咯甲川着 色剂中的至少一种的基团的组成单元(在下文中,可以简称为“具有衍生 自着色剂的基团的组成单元”)。

此外,含有可聚合基团的着色剂多聚体可以包含除具有可聚合基团的 组成单元和具有衍生自着色剂的基团的组成单元之外的另外的组成单元。

为了形成薄的彩色滤光片,含有可聚合基团的着色剂多聚体优选以 60质量%至99质量%,更优选70质量%至97质量%,并且再更优选80 质量%至95质量%的质量比含有具有衍生自着色剂的基团的组成单元。

考虑到耐热性和耐溶剂性,含有可聚合基团的着色剂多聚体优选以1 质量%至40质量%,更优选3质量%至30质量%,并且再更优选5质量% 至20质量%的质量比含有具有可聚合基团的组成单元。

具有衍生自着色剂的基团的组成单元可以通过下列方法引入至含有 可聚合基团的着色剂多聚体中:例如,将着色剂化合物聚合,所述着色剂 化合物通过将可聚合基团(如丙烯酰氧基,甲基丙烯酰氧基或苯乙烯基)引 入至偶氮着色剂骨架或二吡咯甲川着色剂骨架中而获得。此外,可以将具 有衍生自着色剂的基团的组成单元通过以下方法引入至含有可聚合基团 的着色剂多聚体中:使着色剂化合物与多官能交联剂反应,在所述着色剂 化合物中,用于缩聚或加聚反应的基团被引入至偶氮着色剂骨架或二吡咯 甲川着色剂骨架中。

例如,可以通过以下方法将具有可聚合基团的组成单元引入至含有可 聚合基团的着色剂多聚体中。

例如,可以通过以下方法将具有可聚合基团的组成单元引入至含有可 聚合基团的着色剂多聚体中:其中将着色剂化合物与不具有着色剂骨架的 共聚组分(如甲基丙烯酸,丙烯酸或甲基丙烯酸羟乙酯)共聚以形成多聚体, 并且之后将具有可以与衍生自共聚组分的组成单元反应的基团的可聚合 化合物(如甲基丙烯酸缩水甘油酯或甲基丙烯酰氧基乙基异氰酸酯)加成 至该多聚体。

当着色剂化合物具有反应性基团时,通过使着色剂化合物与具有可以 与具有衍生自着色剂的基团的组成单元反应的基团的可聚合化合物反应, 可以获得同时起具有可聚合基团的组成单元和具有衍生自着色剂的基团 的组成单元两者的作用的组成单元。

备选地,可以通过以下方法获得含有可聚合基团的着色剂多聚体:将 与着色剂化合物的多聚相关的除可聚合基团之外的可聚合基团引入至着 色剂化合物的偶氮着色剂骨架或二吡咯甲川着色剂骨架中,并且之后将着 色剂化合物聚合。

此外,具有可聚合基团的组成单元可以通过以下方式获得:聚合其中 已经引入有可聚合基团的前体的着色剂化合物,或不具有着色剂骨架的共 聚组分,并且其后进行多种反应(如用碱溶液处理)以由可聚合基团的前体 形成可聚合基团。

在下文中,详细说明偶氮着色剂和二吡咯甲川着色剂,包含衍生自着 色剂的基团的组成单元,以及包含可聚合基团的组成单元。

(1)偶氮着色剂和二吡咯甲川着色剂

对偶氮着色剂和二吡咯甲川着色剂没有具体限定,并且其优选的实例 分别包含下列各项偶氮着色剂和二吡咯甲川着色剂。

(1-1)二吡咯甲川着色剂

考虑到耐光性和耐热性,优选使用二吡咯甲川着色剂,所述二吡咯甲 川着色剂通过使由式(N)表示的化合物与金属或金属化合物配位而获得。

在式(N)中,R1至R6各自独立地表示氢原子或单价取代基;并且R7表示氢原子,卤素原子,烷基,芳基或杂环基。

R1至R6各自独立地表示氢原子或单价取代基。单价取代基的实例包 括卤素原子(如氟原子,氯原子或溴原子),烷基(具有优选1至48个,更 优选1至24个碳原子的直链,支链或环状烷基,如甲基,乙基,丙基, 异丙基,丁基,叔丁基,戊基,己基,庚基,辛基,2-乙基己基,十二烷 基,十六烷基,环丙基,环戊基,环己基,1-降冰片基或1-金刚烷基), 烯基(具有优选2至48个,更优选2至18个碳原子的烯基,如乙烯基, 烯丙基或3-丁烯-1-基),芳基(具有优选6至48个,更优选6至24个碳原 子的芳基,如苯基或萘基),杂环基(具有优选1至32个,更优选1至18 个碳原子的杂环基,如2-噻吩基,4-吡啶基,2-呋喃基,2-嘧啶基,1-吡 啶基,2-苯并噻唑基,1-咪唑基,1-吡唑基或苯并三唑-1-基),甲硅烷基(具 有优选3至38个,更优选3至18个碳原子的甲硅烷基,如三甲基甲硅烷 基,三乙基甲硅烷基,三丁基甲硅烷基,叔丁基二甲基甲硅烷基或叔己基 二甲基甲硅烷基),羟基,氰基,硝基,烷氧基(具有优选1至48个,更 优选1至24个碳原子的烷氧基,如甲氧基,乙氧基,1-丁氧基,2-丁氧 基,异丙氧基,叔丁氧基,十二烷氧基,或者包括环戊氧基和环己氧基的 环烷氧基),芳氧基(具有优选6至48个,更优选6至24个碳原子的芳氧 基,如苯氧基或1-萘氧基),杂环氧基(具有优选1至32个,更优选1至 18个碳原子的杂环氧基,如1-苯基四唑-5-氧基或2-四氢吡喃基氧基),甲 硅烷氧基(具有优选1至32个,更优选1至18个碳原子的甲硅烷氧基, 如三甲基甲硅烷氧基,叔丁基二甲基甲硅烷氧基或二苯基甲基甲硅烷氧 基),酰氧基(具有优选2至48个,更优选2至24个碳原子的酰氧基,如 乙酰氧基,新戊酰氧基,苯甲酰氧基或十二烷酰氧基),烷氧基羰基氧基(具 有优选2至48个,更优选2至24个碳原子的烷氧基羰基氧基,如乙氧基 羰基氧基,叔丁氧基羰基氧基,或包括环己氧基羰基氧基的环烷氧基羰基 氧基),芳氧基羰基氧基(具有优选7至32个,更优选7至24个碳原子的 芳氧基羰基氧基,如苯氧基羰基氧基),氨基甲酰氧基(具有优选1至48 个,更优选1至24个碳原子的氨基甲酰氧基,如N,N-二甲基氨基甲酰氧 基,N-丁基氨基甲酰氧基,N-苯基氨基甲酰氧基或N-乙基-N-苯基氨基甲 酰氧基),氨磺酰氧基(包含优选0至32个,更优选1至24个碳原子的氨 磺酰氧基,如N,N-二乙基氨磺酰氧基或N-丙基氨磺酰氧基),

烷基磺酰氧基(具有优选1至38个,更优选1至24个碳原子的烷基 磺酰氧基,如甲基磺酰氧基,十六烷基磺酰氧基或环己基磺酰氧基),芳 基磺酰氧基(具有优选6至32个,更优选6至24个碳原子的芳基磺酰氧 基,如苯基磺酰氧基),酰基(具有优选1至48个,更优选1至24个碳原 子的酰基,如甲酰基,乙酰基,新戊酰基,苯甲酰基,十四烷酰基或环己 酰基),烷氧基羰基(具有优选2至48个,更优选2至24个碳原子的烷氧 基羰基,如甲氧基羰基,乙氧基羰基,十八烷氧基羰基,环己氧基羰基或 2,6-二-叔丁基-4-甲基环己氧基羰基),芳氧基羰基(具有优选7至32个, 更优选7至24个碳原子的芳氧基羰基,如苯氧基羰基),氨基甲酰基(具 有优选1至48个,更优选1至24个碳原子的氨基甲酰基,如氨基甲酰基, N,N-二乙基氨基甲酰基,N-乙基-N-辛基氨基甲酰基,N,N-二丁基氨基甲 酰基,N-丙基氨基甲酰基,N-苯基氨基甲酰基,N-甲基-N-苯基氨基甲酰 基或N,N-二环己基氨基甲酰基),氨基(具有优选32个以下,更优选24 个以下碳原子的氨基,如氨基,甲基氨基,N,N-二丁基氨基,十四烷基 氨基,2-乙基己基氨基或环己基氨基),苯胺基(具有优选6至32个,更优 选6至24个碳原子的苯胺基,如苯胺基或N-甲基苯胺基),杂环氨基(具 有优选1至32个,更优选1至18个碳原子的杂环氨基,如4-吡啶基氨 基),碳酰氨基(具有优选2至48个,更优选2至24个碳原子的碳酰氨基, 如乙酰氨基,苯甲酰氨基,十四烷酰氨基,新戊酰氨基或环己烷酰氨基), 脲基(具有优选1至32个,更优选1至24个碳原子的脲基,如脲基,N,N- 二甲基脲基或N-苯基脲基),亚氨基(具有优选36个以下,更优选24个以 下碳原子的亚氨基,如N-琥珀酰亚氨基或N-苯二甲酰亚氨基),烷氧基羰 基氨基(具有优选2至48个,更优选2至24个碳原子的烷氧基羰基氨基, 如甲氧基羰基氨基,乙氧基羰基氨基,叔丁氧基羰基氨基,十八烷氧基羰 基氨基或环己氧基羰基氨基),芳氧基羰基氨基(具有优选7至32个,更 优选7至24个碳原子的芳氧基羰基氨基,如苯氧基羰基氨基),亚磺酰氨 基(具有优选1至48个,更优选1至24个碳原子的亚磺酰氨基,如甲烷 亚磺酰氨基,丁烷亚磺酰氨基,苯亚磺酰氨基,十六烷亚磺酰氨基或环己 烷亚磺酰氨基),氨磺酰氨基(具有优选1至48个,更优选1至24个碳原 子的氨磺酰氨基,如N,N-二丙基氨磺酰氨基或N-乙基-N-十二烷基氨磺酰 氨基),偶氮基(具有优选1至32个,更优选1至24个碳原子的偶氮基, 如苯基偶氮基或3-吡唑基偶氮基),

烷基硫基(具有优选1至48个,更优选1至24个碳原子的烷基硫基, 如甲基硫基,乙基硫基,辛基硫基或环己基硫基),芳基硫基(具有优选6 至48个,更优选6至24个碳原子的芳基硫基,如苯基硫基),杂环硫基(具 有优选1至32个,更优选1至18个碳原子的杂环硫基,如2-苯并噻唑 基硫基,2-吡啶基硫基或1-苯基四唑基硫基),烷基亚硫酰基(具有优选1 至32个,更优选1至24个碳原子的烷基亚硫酰基,如十二烷亚硫酰基), 芳基亚硫酰基(具有优选6至32个,更优选6至24个碳原子的芳基亚硫 酰基,如苯基亚硫酰基),烷基磺酰基(具有优选1至48个,更优选1至 24个碳原子的烷基磺酰基,如甲基磺酰基,乙基磺酰基,丙基磺酰基, 丁基磺酰基,异丙基磺酰基,2-乙基己基磺酰基,十六烷基磺酰基,辛基 磺酰基或环己基磺酰基),芳基磺酰基(具有优选6至48个,更优选6至 24个碳原子的芳基磺酰基,如苯基磺酰基或1-萘基磺酰基),氨磺酰基(具 有优选32个以下,更优选24个以下碳原子的氨磺酰基,如氨磺酰基, N,N-二丙基氨磺酰基,N-乙基-N-十二烷基氨磺酰基,N-乙基-N-苯基氨磺 酰基或N-环己基氨磺酰基),磺基,膦酰基(具有优选1至32个,更优选 1至24个碳原子的膦酰基,如苯氧基膦酰基,辛氧基膦酰基或苯基膦酰 基)和膦酰基氨基(具有优选1至32个,更优选1至24个碳原子的膦酰基 氨基,如二乙氧基膦酰基氨基或二辛氧基膦酰基氨基)。

当上述单价取代基基团是可以进一步被取代的基团时,它可以还被上 述基团中的任意一个取代。当取代基基团具有两个以上取代基时,这些取 代基可以彼此相同或不同。

在式(N)中,R1和R2,R2和R3,R4和R5以及R5和R6可以独立地彼 此连接以形成5,6或7元环。所述5,6或7元环可以是饱和或不饱和环。

所述5,6或7元饱和或不饱和环的实例包括未取代的5,6或7元饱 和或不饱和环,包括吡咯环,呋喃环,噻吩环,吡唑环,咪唑环,三唑环, 唑环,噻唑环,吡咯烷环,哌啶环,环戊烯环,环己烯环,苯环,吡啶 环,吡嗪环或哒嗪环。这些之中,苯环和吡啶环是优选的。

当所述5,6或7元饱和或不饱和环是可以进一步被取代的基团时, 它可以还被由R1至R6表示的上述单价取代基中的任意一个或取代。当5, 6或7元饱和或不饱和环具有两个以上取代基时,这些取代基可以彼此相 同或不同。

在式(N)中,优选的是R1和R6各自独立地表示烷基氨基,芳基氨基, 碳酰氨基,脲基,亚氨基,烷氧基羰基氨基或亚磺酰氨基;更优选的是 R1和R6各自独立地表示碳酰氨基,脲基,烷氧基羰基氨基或亚磺酰氨基; 并且再更优选的是R1和R6各自独立地表示碳酰氨基或脲基。

在式(N)中,优选的是R2和R5各自独立地表示烷氧基羰基,芳氧基 羰基,氨基甲酰基,烷基磺酰基,芳基磺酰基,腈基,亚氨基或氨基甲酰 基磺酰基;更优选的是R2和R5各自独立地表示烷氧基羰基,芳氧基羰基, 氨基甲酰基,烷基磺酰基,腈基,亚氨基或氨基甲酰基磺酰基;再更优选 的是R2和R5各自独立地表示烷氧基羰基,芳氧基羰基,氨基甲酰基,腈 基,亚氨基或氨基甲酰基磺酰基;并且再更优选的是R2和R5各自独立地 表示烷氧基羰基,芳氧基羰基或氨基甲酰基。

在式(N)中,优选的是R3和R4各自独立地表示取代或未取代的烷基, 取代或未取代的芳基,或取代或未取代的杂环基;并且更优选的是R3和 R4各自独立地表示取代或未取代的烷基,或者取代或未取代的芳基。

在式(N)中,当R3和R4各自独立地表示烷基时,烷基优选为具有1 至12个碳原子的取代或未取代的直链,支链或环状烷基。其实例包括甲 基,乙基,正丙基,异丙基,环丙基,正丁基,异丁基,叔丁基,环丁基, 环戊基,环己基和苄基。更优选的是R3和R4各自独立地表示具有1至 12个碳原子的取代或未取代的支链的或环状烷基,如异丙基,环丙基, 异丁基,叔丁基,环丁基,环戊基或环己基。再更优选的是R3和R4各自 独立地表示具有1至12个碳原子的取代或未取代的仲烷基或叔烷基,如 异丙基,环丙基,异丁基,叔丁基,环丁基或环己基。

在式(N)中,当R3和R4各自独立地表示芳基时,芳基优选为取代或 未取代的苯基,或者取代或未取代的萘基,并且更优选取代或未取代的苯 基。

在式(N)中,当R3和R4各自独立地表示杂环基时,杂环基优选为取 代或未取代的2-噻吩基,取代或未取代的4-吡啶基,取代或未取代的3- 吡啶基,取代或未取代的2-吡啶基,取代或未取代的1-吡啶基,取代或 未取代的2-呋喃基,取代或未取代的2-嘧啶基,取代或未取代的2-苯并 噻唑基,取代或未取代的1-咪唑基,取代或未取代的1-吡唑基,或者取 代或未取代的苯并三唑-1-基,并且更优选取代或未取代的2-噻吩基,取 代或未取代的4-吡啶基,取代或未取代的2-呋喃基,取代或未取代的2- 嘧啶基,或者取代或未取代的1-吡啶基。

在式(N)中,R7表示氢原子,卤素原子,烷基(具有优选1至24个, 更优选1至12个碳原子的烷基,如甲基,乙基,丙基,丁基,异丙基, 叔丁基,2-乙基己基,十二烷基,环丙基,环戊基,环己基或金刚烷基 (adamantly group)),和芳基(具有优选6至24个,更优选6至12个碳原 子的芳基,如苯基或萘基),或杂环基(具有优选1至24个,更优选1至 12个碳原子的杂环基,如2-噻吩基,4-吡啶基,2-呋喃基,2-嘧啶基,1- 吡啶基,2-苯并噻唑基,1-咪唑基,1-吡唑基或苯并三唑-1-基)。

R7优选表示氢原子,烷基,芳基或杂环,更优选氢原子或烷基,并 且再更优选氢原子。

由R7表示的烷基,芳基或杂环基可以被由R1至R6表示的单价取代 基中的任意一个取代。当由R7表示的烷基,芳基或杂环基具有两个以上 取代基时,这些取代基可以彼此相同,或可以彼此不同。

在下文中,说明金属原子或金属化合物,由式(N)表示的化合物与所 述金属原子或金属化合物配位以形成二吡咯甲川着色剂。

这里,金属原子或金属化合物可以是任意金属原子或金属化合物,只 要它可以形成配合物即可,并且实例包括二价金属原子,二价金属氧化物, 二价金属氢氧化物和二价金属氯化物。其具体实例包括Zn,Mg,Si,Sn, Rh,Pt,Pd,Mo,Mn,Pb,Cu,Ni,Co,Fe和B;金属氯化物如AlCl3, InCl3,FeCl2,TiCl2,SnCl2,SiCl2或GeCl2;金属氧化物如TiO或VO; 以及金属氢氧化物如Si(OH)2

这些之中,考虑到配合物的稳定性,光谱性质,耐热性,耐光性和制 造适用性等,Fe,Zn,Mg,Si,Pt,Pd,Mo,Mn,Cu,Ni,Co,TiO, B和VO是优选的,Fe,Zn,Mg,Si,Pt,Pd,Cu,Ni,Co,B和VO 是更优选的,并且Fe,Zn,Cu,Co,B和VO(V=O)是再更优选的。尤 其是,Zn是优选的。

下面描述二吡咯甲川着色剂的优选实施方案,其中由式(N)表示的化 合物与金属原子或金属化合物配位。

即,优选的是,式(N)中的R1和R6各自独立地表示氢原子,烷基, 烯基,芳基,杂环基,甲硅烷基,羟基,氰基,烷氧基,芳氧基,杂环氧 基,酰基,烷氧基羰基,氨基甲酰基,氨基,苯胺基,杂环氨基,碳酰氨 基,脲基,亚氨基,烷氧基羰基氨基,芳氧基羰基氨基,亚磺酰氨基,偶 氮基,烷基硫基,芳基硫基,杂环硫基,烷基磺酰基,芳基磺酰基或膦酰 基氨基,

式(N)中的R2和R5各自独立地表示氢原子,卤素原子,烷基,烯基, 芳基,杂环基,羟基,氰基,硝基,烷氧基,芳氧基,杂环氧基,酰基, 烷氧基羰基,芳氧基羰基,氨基甲酰基,亚氨基,烷氧基羰基氨基,亚磺 酰氨基,偶氮基,烷基硫基,芳基硫基,杂环硫基,烷基磺酰基,芳基磺 酰基或氨磺酰基,

式(N)中的R3和R4各自独立地表示氢原子,卤素原子,烷基,烯基, 芳基,杂环基,甲硅烷基,羟基,氰基,烷氧基,芳氧基,杂环氧基,酰 基,烷氧基羰基,氨基甲酰基,苯胺基,碳酰氨基,脲基,亚氨基,烷氧 基羰基氨基,亚磺酰氨基,偶氮基,烷基硫基,芳基硫基,杂环硫基,烷 基磺酰基,芳基磺酰基,氨磺酰基或膦酰基氨基,并且

式(N)中的R7表示氢原子,卤素原子,烷基,芳基或杂环基;并且

金属原子或金属化合物是Zn,Mg,Si,Pt,Pd,Mo,Mn,Cu,Ni, Co,TiO,B或VO。

更优选的是,式(N)中的R1和R6各自独立地表示氢原子,烷基,烯 基,芳基,杂环基,氰基,酰基,烷氧基羰基,氨基甲酰基,氨基,杂环 氨基,碳酰氨基,脲基,亚氨基,烷氧基羰基氨基,芳氧基羰基氨基,亚 磺酰氨基,偶氮基,烷基磺酰基,芳基磺酰基或膦酰基氨基,

式(N)中的R2和R5各自独立地表示烷基,烯基,芳基,杂环基,氰 基,硝基,酰基,烷氧基羰基,芳氧基羰基,氨基甲酰基,亚氨基,烷基 磺酰基,芳基磺酰基或氨磺酰基,

式(N)中的R3和R4各自独立地表示氢原子,烷基,烯基,芳基,杂 环基,氰基,酰基,烷氧基羰基,氨基甲酰基,碳酰氨基,脲基,亚氨基, 烷氧基羰基氨基,亚磺酰氨基,烷基硫基,芳基硫基,杂环硫基,烷基磺 酰基,芳基磺酰基或氨磺酰基,并且

式(N)中的R7表示氢原子,卤素原子,烷基,芳基或杂环基;并且

金属原子或金属化合物是Zn,Mg,Si,Pt,Pd,Cu,Ni,Co,B或 VO。

在其中由式(N)表示的化合物与金属原子或金属化合物配位的二吡咯 甲川着色剂中,考虑到耐光性和耐热性,可以优选使用由下式(a)表示的 二吡咯甲川着色剂。

在式(A)中,R2至R5各自独立地表示氢原子或单价取代基;R7表示 氢原子,卤素原子,烷基,芳基或杂环基;Ma表示金属原子或金属化合 物;X3和X4各自独立地表示NR(其中R表示氢原子,烷基,烯基,芳基, 杂环基,酰基,烷基磺酰基或芳基磺酰基),氧原子或硫原子;Y1表示 NRc(其中Rc表示氢原子,烷基,烯基,芳基,杂环基,酰基,烷基磺酰 基或芳基磺酰基),或氮原子;Y2表示氮原子或碳原子;R8和R9各自独 立地表示烷基,烯基,芳基,杂环基,烷氧基,芳氧基,烷基氨基,芳基 氨基或杂环氨基;R8和Y1可以彼此连接以形成5,6或7元环;R9和Y2 可以彼此连接以形成5,6或7元环;X5表示可以连接至Ma的基团;并 且a表示0,1,或2。当a表示2时,每个X5可以彼此相同或不同。由 式(a)表示的二吡咯甲川着色剂的实例还包括其互变异构体。

在下文中,详细描述式(a)中的取代基的每一种。

式(a)中的R2至R5各自具有与式(N)中的R2至R5相同的定义,并且 具有与在式(a)中的R2至R5相同的具体实例和优选定义。

当上述单价取代基基团是可以进一步被取代的基团时,它可以还被式 (N)中的上述单价取代基基团中的任意一个取代。当取代基基团具有两个 以上取代基时,这些取代基可以彼此相同或不同。

这些之中,优选的是R2和R5各自独立地表示氰基,烷氧基羰基,氨 基甲酰基,酰基或烷基磺酰基;并且更优选的是R2和R5各自独立地表示 烷氧基羰基或氨基甲酰基。优选的是R3和R4各自独立地表示取代或未取 代的烷基,或者取代或未取代的芳基;并且更优选的是R3和R4各自独立 地表示具有1至10个碳原子的取代或未取代的烷基,或者取代或未取代 的苯基。

式(a)中的R7具有与式(N)中的R7相同的定义,并且具有与式(a)中的 R7相同的具体实例和优选定义。

在式(a)中,Ma表示金属原子或金属化合物。如本文所使用的金属原 子或金属化合物可以是任意金属原子或金属化合物,只要它可以形成配合 物即可,并且其实例包括二价金属原子,二价金属氧化物,二价金属氢氧 化物和二价金属氯化物。例如,实例包括Zn,Mg,Si,Sn,Rh,Pt,Pd, Mo,Mn,Pb,Cu,Ni,Co,Fe和B,金属氯化物如AlCl3,InCl3,FeCl2, TiCl2,SnCl2,SiCl2或GeCl2,包括TiO和VO的金属氧化物,以及金属 氢氧化物如Si(OH)2。这些之中,考虑到配合物的稳定性,光谱性质,耐 热性,耐光性和制造适用性等,Fe,Zn,Mg,Si,Pt,Pd,Mo,Mn, Cu,Ni,Co,TiO,B和VO是优选的,Fe,Zn,Mg,Si,Pt,Pd,Cu, Ni,Co,B和VO是更优选的,并且Fe,Zn,Cu,Co,B和VO(V=O) 是再更优选的。尤其是,Zn是优选的。

在式(a)中,X3和X4各自独立地表示NR,氧原子或硫原子。这里, R表示氢原子,烷基(具有优选1至36个,更优选1至12个碳原子的直 链,支链或环状烷基,如甲基,乙基,丙基,异丙基,丁基,异丁基,叔 丁基,己基,2-乙基己基,十二烷基,环丙基,环戊基,环己基,1-金刚 烷基),烯基(具有优选2至24个,更优选2至12个碳原子的烯基,如乙 烯基,烯丙基或3-丁烯-1-基),芳基(具有优选6至36个,更优选6至18 个碳原子的芳基,如苯基或萘基),杂环基(具有优选1至24个,更优选1 至12个碳原子的杂环基,如2-噻吩基,4-吡啶基,2-呋喃基,2-嘧啶基, 1-吡啶基,2-苯并噻唑基,1-咪唑基,1-吡唑基或苯并三唑-1-基),酰基(具 有优选1至24个,更优选2至18个碳原子的酰基,如乙酰基,新戊酰基, 2-乙基己基,苯甲酰基或环己酰基),烷基磺酰基(具有优选1至24个,更 优选1至18个碳原子的烷基磺酰基,如甲基磺酰基,乙基磺酰基,异丙 基磺酰基或环己基磺酰基),或芳基磺酰基(具有优选6至24个,更优选6 至18个碳原子的芳基磺酰基,如苯基磺酰基或萘基磺酰基)。

用于R的烷基,烯基,芳基,杂环基,酰基,烷基磺酰基或芳基磺 酰基还可以被作为由R2至R5表示的取代基描述的取代基中的任意一个取 代。当基团被多个取代基取代时,取代基可以彼此相同或不同。

在式(a)中,Y1表示NRc或氮原子。Rc具有与用于X3或X4的R相 同的定义。

在式(a)中,R8和R9各自独立地表示烷基(具有优选1至36个,更优 选1至12个碳原子的直链,支链或环状烷基,如甲基,乙基,丙基,异 丙基,丁基,异丁基,叔丁基,己基,2-乙基己基,十二烷基,环丙基, 环戊基,环己基或1-金刚烷基),烯基(具有优选2至24个,更优选2至 12个碳原子的烯基,如乙烯基,烯丙基或3-丁烯-1-基),芳基(具有优选6 至36个,更优选6至18个碳原子的芳基,如苯基或萘基),杂环基(具有 优选1至24个,更优选1至12个碳原子的杂环基,如2-噻吩基,4-吡啶 基,2-呋喃基,2-嘧啶基,1-吡啶基,2-苯并噻唑基,1-咪唑基,1-吡唑基 或苯并三唑-1-基),烷氧基(具有优选1至36个,更优选1至18个碳原子 的烷氧基,如甲氧基,乙氧基,丙氧基,丁氧基,己氧基,2-乙基己氧基, 十二烷氧基或环己氧基),芳氧基(具有优选6至24个,更优选1至18个 碳原子的芳氧基,如苯氧基或萘氧基),烷基氨基(具有优选1至36个, 更优选1至18个碳原子的烷基氨基,如甲基氨基,乙基氨基,丙基氨基, 丁基氨基,己基氨基,2-乙基己基氨基,异丙基氨基,叔丁基氨基,叔辛 基氨基,环己基氨基,N,N-二乙基氨基,N,N-二丙基氨基,N,N-二丁基 氨基或N-甲基-N-乙基氨基),芳基氨基(具有优选6至36个,更优选6至 18个碳原子的芳基氨基,如苯基氨基,萘基氨基,N,N-二苯基氨基或N- 乙基-N-苯基氨基)或杂环氨基(具有优选1至24个,更优选1至12个碳 原子的杂环氨基,如2-氨基吡咯基团,3-氨基吡唑基团,2-氨基吡啶基团 或3-氨基吡啶基团)。

这些之中,优选的是R8和R9各自独立地表示取代或未取代的烷基, 或者取代或未取代的芳基,并且更优选的是R8和R9各自独立地表示具有 1至15个碳原子的取代或未取代的烷基,或者具有6至15个碳原子的取 代或未取代的苯基。

当由R8或R9表示的烷基,烯基,芳基,杂环基,烷氧基,芳氧基, 烷基氨基,芳基氨基或杂环氨基是可以进一步被取代的基团时,它还可以 被作为由R2至R5表示的取代基描述的上述取代基基团中的任意一个取代。 当该基团被多个取代基取代时,取代基可以彼此相同或不同。

在式(a)中,R8和Y1可以彼此连接以使得R8,Y1和碳原子形成5元 环(例如,环戊烷,吡咯烷,四氢呋喃,二氧戊环,四氢噻吩,吡咯,呋 喃,噻吩,吲哚,苯并呋喃和苯并噻吩),6元环(例如,环己烷,哌啶, 哌嗪,吗啉,四氢吡喃,二烷,五甲撑硫,二噻烷,苯,哌啶,哌嗪, 哒嗪,喹啉和喹唑啉)或7元环(例如,环庚烷和六亚甲基亚胺)。

在式(a)中,R9和Y2可以彼此连接以使得R9,Y2和碳原子形成5元 环(例如,环戊烷,吡咯烷,四氢呋喃,二氧戊环,四氢噻吩,吡咯,呋 喃,噻吩,吲哚,苯并呋喃和苯并噻吩),6元环(例如,环己烷,哌啶, 哌嗪,吗啉,四氢吡喃,二烷,五甲撑硫,二噻烷,苯,哌啶,哌嗪, 哒嗪,喹啉和喹唑啉)或7元环(例如,环庚烷和六亚甲基亚胺)。

在式(a)中,当通过连接R8和Y1或连接R9和Y2形成的5,6或7元 环是可以进一步被取代的环时,它可以被由R2至R5表示的取代基中的任 意一个取代。当5,6或7元环被两个以上取代基取代时,取代基可以彼 此相同或不同。

式(a)中的X5可以是任意基团,只要它可以连接至Ma即可,并且实 例包括水,醇(例如,甲醇,乙醇,丙醇)等,以及衍生自描述在下列各项 中的化合物的基团:“金属螯合物(Metal Chelates)”[1]Takeichi Sakaguchi 和Kyohei Ueno(1995Nankodo),“金属螯合物(Metal Chelates)”[2](1996), “金属螯合物(Metal Chelates)”[3](1997)等。这些之中,考虑到制备,优 选的是X5表示水,羧酸化合物,磺酸化合物或醇,并且更优选的是X5表示水,羧酸化合物或磺酸化合物。a表示0,1或2。当a表示2时,每 个X5可以彼此相同或不同。

在由式(a)表示的化合物的优选实施方案中,R2至R5各自独立地分别 表示R2至R5的上述优选实例中的一个;R7表示R7的上述优选的实例中 的一个;Ma表示Zn,Cu,Co或VO;X3和X4各自独立地表示NR(其中 R表示氢原子或烷基)或氧原子;Y1表示NRc(其中Rc表示氢原子或烷基) 或氮原子;Y2表示氮原子或碳原子;R8和R9各自独立地表示烷基,芳基, 杂环基,烷氧基或烷基氨基;X5表示可以经由氧原子连接的基团;并且a 表示0或1。R8和Y1可以彼此连接以形成5或6元环,或者R9和Y2可 以彼此连接以形成5或6元环。

在由式(a)表示的化合物的更优选的实施方案中,R2和R5各自独立地 表示烷氧基羰基或氨基甲酰基;R3和R4各自独立地表示取代或未取代的 烷基或者取代或未取代的苯基;R7表示氢原子或甲基;R8和R9各自独立 地表示取代或未取代的烷基或者取代或未取代的苯基;X3和X4各自表示 氧原子;Y1表示NRc(其中Rc表示氢原子或烷基)或氮原子;Y2表示氮原 子;Ma表示Zn;和X5表示羧酸化合物或磺酸化合物。

在式(a)中,对将与着色剂的聚合相关(与着色剂多聚体的形成相关) 的可聚合基团引入至的位置没有特别限制,但是考虑到合成适合性,优选 为R2至R5,R8,R9和X5中的任意一个或两个以上,更优选R3,R4,R8和R9中的任意一个或两个以上,再更优选R8和/或R9

考虑到膜厚度,优选的是由式(a)表示的二吡咯甲川着色剂的摩尔吸 光系数尽可能高。为了提高色纯度,最大吸收波长λ最大优选为520nm至 580nm,并且更优选530nm至570nm。通过分光光度计(商品名: UV-2400PC,由岛沣公司(Shimadzu Corporation)制造)测量最大吸收波长 和摩尔吸光系数。

考虑到溶解度,优选的是由式(a)表示的二吡咯甲川着色剂的熔点不 过高。

1-2.偶氮着色剂

品红着色剂

优选的是使用由下式(b)表示的偶氮着色剂作为用于红色抗蚀剂或喷 墨印刷墨的品红着色剂。

在式(b)中,R1至R4各自独立地表示氢原子,烷基,烯基,芳基,杂 环基,酰基,烷氧基羰基,芳氧基羰基,氨基甲酰基,烷基磺酰基或芳基 磺酰基;A表示芳基或芳族杂环基;和Z1至Z3各自独立地表示-C(R5)= 或-N=(其中R5表示氢原子或取代基)。

在下文中,详细描述式(b)中的取代基的每一种。

在式(b)中,R1至R4各自独立地表示氢原子,烷基(具有优选1至36 个,更优选1至12个碳原子的直链,支链或环状烷基,如甲基,乙基, 丙基,异丙基,丁基,异丁基,叔丁基,己基,2-乙基己基,十二烷基, 环丙基,环戊基,环己基或1-金刚烷基),烯基(具有优选2至24个,更 优选2至12个碳原子的烯基,如乙烯基,烯丙基或3-丁烯-1-基),芳基(具 有优选6至36个,更优选6至18个碳原子的芳基,如苯基或萘基),杂 环基(具有优选1至24个,更优选1至12个碳原子的杂环基,如2-噻吩 基,4-吡啶基,2-呋喃基,2-嘧啶基,1-吡啶基,2-苯并噻唑基,1-咪唑基, 1-吡唑基或苯并三唑-1-基),酰基(具有优选1至24个,更优选2至18个 碳原子的酰基,如乙酰基,新戊酰基,2-乙基己基,苯甲酰基或环己酰基), 烷氧基羰基(具有优选1至10个,更优选1至6个碳原子的烷氧基羰基, 如甲氧基羰基或乙氧基羰基),芳氧基羰基(具有优选6至15个,更优选6 至10个碳原子的芳氧基羰基,如苯氧基羰基),氨基甲酰基(具有优选1 至8个,更优选2至6个碳原子的氨基甲酰基,如二甲基氨基甲酰基), 烷基磺酰基(具有优选1至24个,更优选1至18个碳原子的烷基磺酰基, 如甲基磺酰基,乙基磺酰基,异丙基磺酰基或环己基磺酰基),或芳基磺 酰基(具有优选6至24个,更优选6至18个碳原子的芳基磺酰基,如苯 基磺酰基或萘基磺酰基)。

优选的是R1和R3各自独立地表示烷基,烯基,芳基或杂环基。优选 的是R2和R4各自独立地表示氢原子或烷基。

当由R1至R4表示的基团是可以进一步被取代的基团时,它可以被由 式(N)中的R1至R6表示的取代基中的任意一个取代。当由R1至R4表示的 基团被两个以上取代基取代时,取代基可以彼此相同或不同。

R1和R2可以彼此连接以形成5或6元环。R1和R5(当Z1或Z2表示 -C(R5)=时)可以彼此连接以形成5或6元环。R3和R4可以彼此连接以形 成5或6元环。R31和R5(当Z1表示-C(R5)=时)可以彼此连接以形成5或6 元环。

Z1至Z3各自独立地表示-C(R5)=或-N=,其中R5表示氢原子或取代基。 由R5表示的取代基的实例包括如由式(N)中的R1至R6表示的那些取代基。 当由R5表示的基团是可以进一步被取代的基团时,它可以被由式(N)中的 R1至R6表示的取代基中的任意一个取代。当由R5表示的基团被两个以上 取代基取代时,取代基可以彼此相同或不同。

优选的是Z1表示-N=,Z2表示-C(R5)=或-N=,并且Z3表示-C(R5)=。 更优选的是Z1表示-N=并且Z2和Z3表示-C(R5)=。

A表示芳基或芳族杂环基。由A表示的芳基或芳族杂环基可以进一 步被由式(N)中的R1至R6表示的取代基团取代。当由A表示的基团被两 个以上取代基取代时,取代基可以彼此相同或不同。

A优选表示芳族杂环基。更优选的是A表示咪唑环,吡唑环,三唑 环,噻唑环,唑环,1,2,4-噻二唑环,1,3,4-噻二唑环,吡啶环,嘧啶环, 吡嗪环,苯并吡唑环或苯并噻唑环。

在式(b)中,对将与着色剂的聚合相关(与着色剂多聚体的形成相关) 的可聚合基团引入的位置没有特别限制,但考虑到合成适合性,优选为 R1,R2和A中的任意一个或两个以上,并且更优选R1和/或A。

由式(b)表示的偶氮着色剂优选为由下式(b′)表示的偶氮着色剂。

在式(b’)中,R1至R4各自具有与式(b)中的R1至R4相同的定义,并 且具有与式(b)中的R1至R4相同的优选定义。在式(b’)中,Ra表示具有 0.2以上的哈米特(Hammett)取代基常数σp的吸电子基团;Rb表示氢原子 或取代基;并且Rc表示烷基,烯基,芳基,杂环基,酰基,烷氧基羰基, 氨基甲酰基,烷基磺酰基或芳基磺酰基。

由Rb表示的取代基的实例包括如由式(N)中的R1至R6表示的那些取 代基。

还优选的是使用由下式(c)表示的偶氮着色剂作为用于红色抗蚀剂或 喷墨印刷墨的品红着色剂。

在式(c)中,R11至R16各自独立地表示氢原子或单价取代基;R11和 R12可以彼此连接以形成环;并且R15和R16可以彼此连接以形成环。

在下文中,详细描述式(c)中的每个取代基。

在式(c)中,R11至R16各自独立地表示氢原子或单价取代基。单价取 代基的实例包括:卤素原子,具有1至30个碳原子的烷基(在这里表示饱 和脂族基团,如环烷基或双环烷基),具有2至30个碳原子的烯基(在这 里表示具有双键的不饱和的脂族基团,如环烯基或双环烯基),具有2至 30个碳原子的炔基,具有6至30个碳原子的芳基,具有3至30个碳原 子的杂环基,氰基,具有1至30个碳原子的脂族氧基,具有6至30个碳 原子的芳氧基,具有2至30个碳原子的酰氧基,具有1至30个碳原子的 氨基甲酰氧基,具有2至30个碳原子的脂族氧基羰基氧基,具有7至30 个碳原子的芳氧基羰基氧基,具有0至30个碳原子的氨基(如烷基氨基, 苯胺基或杂环氨基),具有2至30个碳原子的酰基氨基,具有1至30个 碳原子的氨基羰基氨基,具有2至30个碳原子的脂族氧基羰基氨基,具 有7至30个碳原子的芳氧基羰基氨基,具有0至30个碳原子的氨磺酰氨 基,具有1至30个碳原子的烷基磺酰氨基或芳基磺酰氨基,具有1至30 个碳原子的烷基硫基,具有6至30个碳原子的芳基硫基,具有0至30 个碳原子的氨磺酰基,具有1至30个碳原子的烷基亚硫酰基或芳基亚硫 酰基,具有1至30个碳原子的烷基磺酰基或芳基磺酰基,具有2至30 个碳原子的酰基,具有6至30个碳原子的芳氧基羰基,具有2至30个碳 原子的脂族氧基羰基,具有1至30个碳原子的氨基甲酰基,具有3至30 个碳原子的芳基偶氮基或杂环偶氮基,以及亚氨基。这些取代基中的每一 个可以还具有取代基。

优选的是R11和R12各自独立地表示氢原子,杂环基或氰基;并且更 优选的是R11和R12表示氰基。

优选的是R13和R14各自独立地表示氢原子,取代或未取代的烷基或 者取代或未取代的芳基;并且更优选的是R13和R14各自独立地表示取代 或未取代的烷基。

优选的是R15和R16各自独立地表示氢原子,取代或未取代的烷基或 者取代或未取代的芳基;并且更优选的是R15和R16各自独立地表示取代 或未取代的烷基。

在式(c)中,对将与着色剂的聚合相关(与着色剂多聚体的形成相关) 的可聚合基团引入的位置没有特别限制,但考虑到合成适合性,优选为 R13,R15和R16中的任意一个或两个以上,更优选R13和/或R15

黄色着色剂

优选的是使用由下式(d),(e)和(f)表示的偶氮着色剂(包括其互变异构 体)作为用于红色或绿色彩色抗蚀剂或喷墨印刷墨的黄色着色剂。

在式(d)中,R30表示氢原子或取代基;R31表示氢原子,烷基,烯基, 芳基,杂环基,酰基,烷氧基羰基或氨基甲酰基;X30表示-OM或 -N(R32)(R33)(其中,M表示氢原子,烷基或金属原子或用于中和电荷所需 的有机碱(阳离子));R32和R33各自独立地表示氢原子,烷基,烯基,芳 基,杂环基,酰基,烷氧基羰基或氨基甲酰基;并且A30表示芳基或芳族 杂环基。

在下文中,详细描述式(d)中的取代基的每一种。

R30表示氢原子或取代基。取代基的实例包括如由式(a)中的R2至R5表示的那些取代基。这些之中,R30优选表示取代或未取代的烷基,取代 或未取代的芳基或杂环基,更优选取代或未取代的烷基,或者取代或未取 代的芳基。

R31表示氢原子,烷基(具有优选1至36个,更优选1至12个碳原子 的直链,支链或环状烷基,如甲基,乙基,丙基,异丙基,丁基,异丁基, 叔丁基,己基,2-乙基己基,十二烷基,环丙基,环戊基,环己基或1- 金刚烷基),烯基(具有优选2至24个,更优选2至12个碳原子的烯基, 如乙烯基,烯丙基或3-丁烯-1-基),芳基(具有优选6至36个,更优选6 至18个碳原子的芳基,如苯基或萘基),杂环基(具有优选1至24个,更 优选1至12个碳原子的杂环基,如2-噻吩基,4-吡啶基,2-呋喃基,2- 嘧啶基,1-吡啶基,2-苯并噻唑基,1-咪唑基,1-吡唑基或苯并三唑-1-基), 酰基(具有优选1至24个,更优选2至18个碳原子的酰基,如乙酰基, 新戊酰基,2-乙基己基,苯甲酰基或环己酰基),烷氧基羰基(具有优选1 至6个,更优选1至4个碳原子的烷氧基羰基,如甲氧基羰基)或者氨基 甲酰基(具有优选1至6个,更优选1至4个碳原子的氨基甲酰基,如N,N- 二甲基氨基甲酰基)。

A30具有与式(b)中的A相同的定义,并且具有与式(b)中的A相同的 优选定义。

在式(d)中,对将与着色剂的聚合相关(与着色剂多聚体的形成相关) 的可聚合基团引入的位置没有特别限制,但考虑到合成适合性,优选为 R31和/或A30

在式(e)中,R34表示氢原子或取代基;R35表示氢原子,烷基,烯基, 芳基,杂环基,酰基,烷氧基羰基或氨基甲酰基;Z30和Z31各自独立地 表示-C(R36)=或-N=,其中R36表示氢原子或取代基;并且A31表示芳基或 芳族杂环基。

在下文中,详细描述式(e)中的每个取代基。R34表示氢原子或取代基。 R34具有与式(d)中的R30相同的定义,并且具有与式(d)中的R30相同的优 选定义。

R35表示氢原子,烷基(具有优选1至36个,更优选1至12个碳原子 的直链,支链或环状烷基,如甲基,乙基,丙基,异丙基,丁基,异丁基, 叔丁基,己基,2-乙基己基,十二烷基,环丙基,环戊基,环己基或1- 金刚烷基),烯基(具有优选2至24个,更优选2至12个碳原子的烯基, 如乙烯基,烯丙基或3-丁烯-1-基),芳基(具有优选6至36个,更优选6 至18个碳原子的芳基,如苯基或萘基),杂环基(具有优选1至24个,更 优选1至12个碳原子的杂环基,如2-噻吩基,4-吡啶基,2-呋喃基,2- 嘧啶基,1-吡啶基,2-苯并噻唑基,1-咪唑基,1-吡唑基或苯并三唑-1-基), 酰基(具有优选1至24个,更优选2至18个碳原子的酰基,如乙酰基, 新戊酰基,2-乙基己基,苯甲酰基或环己酰基),烷氧基羰基(具有优选1 至10个,更优选1至6个碳原子的烷氧基羰基,如甲氧基羰基或乙氧基 羰基),或氨基甲酰基(具有优选1至10个,更优选1至6个碳原子的氨 基甲酰基,如N,N-二甲基氨基甲酰基)。

Z30和Z31各自独立地表示-C(R36)=或-N=,其中R36表示氢原子或取代 基。由R36表示的取代基的实例包括如由式(N)中的R1至R6表示的那些取 代基。当由表示的R36取代基是可以进一步被取代的基团时,它可以被由 式(N)中的R1至R6表示的取代基中的任意一个取代。当由R36表示的取代 基具有两个以上取代基时,取代基可以彼此相同或不同。

优选的是Z30表示-N=并且Z31表示-C(R36)=。

A31具有与式(b)中的A相同的定义,并且具有与式(b)中的A相同的 优选定义。

在式(e)中,对将与着色剂的聚合相关(与着色剂多聚体的形成相关) 的可聚合基团引入的位置没有特别限制,但考虑到合成相容性,优选为 R34和/或A31

在式(f)中,R42表示氢原子,烷基,烯基,芳基或杂环基;R43和R44各自独立地表示氢原子或取代基;并且A33表示芳基或芳族杂环基。

在下文中,详细描述式(f)中的每个取代基。

R42表示氢原子,烷基(具有优选1至36个,更优选1至12个碳原子 的直链,支链或环状烷基,如甲基,乙基,丙基,异丙基,丁基,异丁基, 叔丁基,己基,2-乙基己基,十二烷基,环丙基,环戊基,环己基或1- 金刚烷基),烯基(具有优选2至24个,更优选2至12个碳原子的烯基, 如乙烯基,烯丙基或3-丁烯-1-基),芳基(具有优选6至36个,更优选6 至18个碳原子的芳基,如苯基或萘基)或杂环基(具有优选1至24个,更 优选1至12个碳原子的杂环基,如2-噻吩基,4-吡啶基,2-呋喃基,2- 嘧啶基,1-吡啶基,2-苯并噻唑基,1-咪唑基,1-吡唑基或苯并三唑-1-基)。

R43和R44各自独立地表示氢原子或取代基。由R43或R44表示的取代 基的实例包括如由式(N)中的R1至R6表示的那些取代基。当由R43或R44表示的取代基是可以进一步被取代的基团时,它可以被由式(N)中的R1至R6表示的取代基中的任意一个取代。当由R43或R44表示的取代基具有 两个以上取代基时,取代基可以彼此相同或不同。

A33具有与式(b)中的A相同的定义,并且具有与式(b)中的A相同的 优选定义。

在式(f)中,对将与着色剂的聚合相关(与着色剂多聚体的形成相关)的 可聚合基团引入的位置没有特别限制,但考虑到合成相容性,优选为R42和/或A33

在上述偶氮着色剂中,考虑到光谱性质,由式(f)表示的偶氮着色剂优 选作为黄色着色剂,并且考虑到耐光性和耐热性,由式(d)表示的偶氮着 色剂优选作为黄色着色剂。

可以根据以下方法容易地合成偶氮着色剂或二吡咯甲川着色剂,如 JP-A号2005-189802,2007-250224,2006-124634,2007-147784, 2007-277176和2008-292970,以及美国专利号5,789,560中描述的那些。

此外,可以使用已知方法合成偶氮着色剂或二吡咯甲川着色剂,如使 着色剂多聚的方法,或将可聚合基团引入至着色剂中的方法。这些方法的 具体实例描述在实施例中。

(2)具有衍生自着色剂的基团的组成单元

具有衍生自着色剂的基团的组成单元优选为具有衍生自上述优选着 色剂基团的基团的组成单元。在下文中,给出了具有衍生自着色剂的基团 的组成单元的具体实例,但本发明不特别限定于这些实例。

在下文中,可以将具有衍生自着色剂的基团的组成单元称为“着色剂 单元”。

在以上着色剂单元的实例中,当着色剂单元包含两个以上羧基时,着 色剂单元的实例也包括通过这些羧基与金属原子(如Zn,Cu或Co)之间的 异构化反应而获得的其互变异构体。在以上实例中,着色剂单元1-1,1-3, 1-4,1-6,2-4,2-5,2-6,2-7,2-9,2-10,2-11,2-12,2-14,2-17,2-18, 2-19,2-20和2-23包含两个以上的羧基。例如,着色剂单元2-7也包括 着色剂单元2-7′。

着色剂单元的具体实例还包括下列各项。

(3)具有可聚合基团的组成单元

本发明的含有可聚合基团的着色剂多聚体中包含的具有可聚合基团 的组成单元的实例包括以下组成单元。

详细地,其实例包括通过以下方式形成的组成单元:向通过将上述着 色剂化合物共聚而形成的衍生自可共聚组分(如甲基丙烯酸,丙烯酸或甲 基丙烯酸羟乙酯)的组成单元中加入可聚合化合物(如甲基丙烯酸缩水甘 油酯或甲基丙烯酰氧基乙基异氰酸酯),所述可聚合化合物具有可以与所 述组成单元反应的基团。

当着色剂化合物具有反应性基团时,同时起具有可聚合基团的组成单 元和具有衍生自着色剂的基团的组成单元两者的作用的组成单元可以通 过以下方式获得:使着色剂化合物与可聚合化合物反应,所述可聚合化合 物具有可以与具有衍生自着色剂的基团的组成单元反应的基团。

备选地,含有可聚合基团的着色剂多聚体可以通过以下方法获得:将 除与着色剂化合物的多聚相关的可聚合基团之外的可聚合基团引入至着 色剂化合物的偶氮着色剂骨架或二吡咯甲川着色剂骨架中,并且之后将着 色剂化合物聚合。

此外,具有可聚合基团的组成单元可以通过以下方式获得:聚合其中 已经引入可聚合基团的前体的着色剂化合物,或不具有着色剂骨架的共聚 组分,并且其后进行多种反应(如用碱溶液处理)以由可聚合基团的前体形 成可聚合基团。

具有可聚合基团的组成单元(在下文中,有时称为“可聚合单元”)中 包含的可聚合基团的实例包括,但是不限于,烯键式不饱和基团(如甲基 丙烯酸基,丙烯酸基或苯乙烯基),环醚基(如环氧基或氧杂环丁基)。这些 之中,考虑到耐热性和耐溶剂性,烯键式不饱和基团是优选的。

具有可聚合基团的组成单元的实例包括以下实例。然而,本发明不特 别地限定于这些实例。

(4)其他组成单元

除非损害本发明的效果,否则具有可聚合基团的着色剂多聚体可以包 含其他另外的可共聚组分作为组成单元。当通过自由基聚合合成具有可聚 合基团的当着色剂多聚体时,另外的可共聚组分可以是具有至少一个乙烯 基团的单体。其具体实例包括下列各项。

可共聚单体的实例包括:丙烯酸,以及衍生自丙烯酸的α-氯丙烯酸, α-烷基丙烯酸(如甲基丙烯酸或α-羟甲基丙烯酸),盐,酯或酰胺(如丙烯酸 钠,甲基丙烯酸四甲基铵,2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠,3-丙烯酰氧基 丙磺酸钠,丙烯酰胺,甲基丙烯酰胺,双丙酮丙烯酰胺,丙烯酸甲酯,甲 基丙烯酸甲酯,甲基丙烯酸乙酯,甲基丙烯酸正丁酯,甲基丙烯酸2-乙 基己酯,甲基丙烯酸2-羟基乙酯,丙烯酸2-羟基乙酯,甲基丙烯酸2-二 甲基氨基乙酯或甲基丙烯酸苄酯,乙烯酯(如乙酸乙烯酯),丙烯腈,芳族 乙烯基化合物(如苯乙烯,对苯乙烯甲酸或对苯乙烯磺酸),偏二氯乙烯, 乙烯基烷基醚(如乙烯基乙基醚),马来酸酯,衣康酸,乙烯基咪唑,乙烯 基吡啶,乙烯基吡咯烷酮以及乙烯基咔唑。

通过将可聚合单体聚合而获得的组成单元的具体实例包括下列各项, 但本发明不特别限定于这些实例。

当通过缩聚或加聚合成具有可聚合基团的着色剂多聚体(例如,聚 酯,聚脲,聚酰胺和聚酰胺酸)时,可共聚单体可以是具有至少两个反应 性基团的单体(例如,醇如1,6-己二醇或2,2-双羟甲基丙酸,异氰酸酯如 1,3-甲苯基二异氰酸酯或1,6-己烷二异氰酸酯,胺如乙二胺或三亚甲基二 胺,以及酸酐)。

为了提高彩色图案的可形成性,可共聚单体优选为具有碱溶性基团的 单体如甲基丙烯酸或丙烯酸。

当将具有可聚合基团的着色剂多聚体用于着色可固化组合物时,考虑 到彩色图案的可形成性,具有可聚合基团的着色剂多聚体优选以1质量% 至40质量%的量,更优选以3质量%至20质量%的量,并且再更优选以 5质量%至15质量%的量包含碱溶性基团。

在下文中,在具有可聚合基团的着色剂多聚体中,可以将衍生自具有 碱溶性基团的单体的组成单元称为“碱溶性单元”。

(5)具有可聚合基团的着色剂多聚体的具体实例

在本发明的具有可聚合基团的着色剂多聚体中,对着色剂单元,可聚 合单元和其他组成单元(优选碱溶性单元)的每一种的类型,组合和含量(质 量%)没有特别地限定。

这些单元的组合的优选实施方案如下:染料单元优选为具有衍生自上 述优选着色剂中的一种的基团的组成单元,并且更优选具有衍生自由式(a) 表示的二吡咯甲川着色剂的基团的组成单元,或具有衍生自由式(c)表示 的偶氮着色剂的基团的组成单元;可聚合单元优选为具有烯键式不饱和基 团的组成单元;并且碱溶性单元优选为衍生自甲基丙烯酸或丙烯酸的组成 单元。

在下表11和12中给出本发明的具有可聚合基团的着色剂多聚体化合 物的具体实例,但本发明不特别限定于这些实例。

在表11和12中,每个单元的编号对应于如上所述的示例化合物的编 号,并且着色剂单元(4-1)是由下式表示的化合物:

表11

*显示作为共聚单体的碱溶性单元

表12

根据本发明的着色可固化组合物中具有可聚合基团的着色剂多聚体 的含量依赖于其分子量和摩尔吸光系数而变化,并且相对于组合物的总固 体含量,优选为0.5质量%至80质量%,更优选0.5质量%至70质量%, 并且再更优选1质量%至70质量%。

在根据本发明的着色可固化组合物中,可以与具有其它结构的着色剂 组合使用具有可聚合基团的着色剂多聚体。对具有其它结构的着色剂没有 特别限制。具有其它结构的着色剂可以是染料或颜料,并且可以使用传统 用于彩色滤光片的已知着色剂。其实例包括以下着色剂:如JP-A号 2002-14220,2002-14221,2002-14222和2002-14223,以及美国专利号 5,667,920和5,059,500中描述的那些。

具有其它结构的着色剂的化学结构的实例包括:吡唑偶氮着色剂,苯 胺偶氮着色剂,三苯基甲烷着色剂,蒽醌着色剂,蒽吡啶酮着色剂,亚苄 基着色剂,氧杂菁着色剂,吡唑并三唑偶氮着色剂,吡啶酮偶氮着色剂, 花青着色剂,吩噻嗪着色剂,吡咯并吡唑偶氮甲川着色剂,呫吨着色剂, 酞菁着色剂,苯并吡喃着色剂和靛青着色剂。

(B)可聚合化合物

通过曝光至例如400nm以下的UV光,或者通过加热将可聚合化合 物聚合或交联,从而使着色可固化组合物不溶于显影剂溶液中。在光刻法 中,可以分辨曝光部分和未曝光部分以形成图案。

此外,当在喷墨法中使用根据本发明的着色可固化组合物时,可以使 用可聚合化合物获得固化的着色像素。

可聚合化合物的具体实例包括具有至少一个烯键式不饱和双键的化 合物,并且优选具有两个以上烯键式不饱和双键的化合物。这种化合物在 本工业领域内是广泛已知的,并且可以不带有任何特定限制地在本发明中 使用。这些化合物可以具有任何化学形式,例如,单体,预聚物(即,二 聚体或三聚体),低聚物,或者它们的混合物,或者它们的(共)聚合物。在 本发明中,可以单独使用可聚合化合物,或可以使用它们的两种以上类型 的组合。

更详细地,可聚合化合物的单体或(共)聚合物的实例包括不饱和羧酸 (如丙烯酸,甲基丙烯酸,衣康酸,巴豆酸,异巴豆酸和马来酸),其酯和 酰胺,以及其(共)聚合物。其优选的实例包括不饱和羧酸与脂族多元醇化 合物的酯,不饱和羧酸与脂族多元胺化合物的酰胺,以及它们的(共)聚合 物。此外,优选使用具有亲核取代基如羟基,氨基或巯基的不饱和羧酸酯 或酰胺与单官能或多官能异氰酸酯或环氧化物的加合物;不饱和羧酸酯或 酰胺与单官能或多官能羧酸等的脱水缩合物。此外,具有亲电取代基如异 氰酸酯基团或环氧基的不饱和羧酸酯或酰胺与单官能或多官能醇,胺或硫 醇的加合物;以及具有可离去取代基如卤素基团或甲苯磺酰氧基的不饱和 羧酸酯或酰胺与单官能或多官能醇,胺或硫醇的取代反应产物也是优选的。 其实例还包括其中不饱和羧酸被不饱和膦酸,苯乙烯,乙烯醚等代替的化 合物。

在本发明中可以使用的其具体实例包括如描述在JP-A号 2009-288705的段落[0095]至[0108]中的那些化合物。

可聚合单体优选为这样的化合物:所述化合物具有至少一个可加成聚 合的烯键式不饱和基团并且所述化合物在大气压下具有100℃以上的沸 点。该化合物的实例包括:单官能丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯,如聚乙二醇 单(甲基)丙烯酸酯,聚丙二醇单(甲基)丙烯酸酯或(甲基)丙烯酸(苯氧基乙 基)酯;聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯,三羟甲基乙烷三(甲基)丙烯酸酯,二 (甲基)丙烯酸新戊二醇酯,三(甲基)丙烯酸季戊四醇酯,四(甲基)丙烯酸季 戊四醇酯,五(甲基)丙烯酸二季戊四醇酯,六(甲基)丙烯酸二季戊四醇酯, (甲基)丙烯酸己二醇酯,三羟甲基丙烷三(丙烯酰氧基丙基)醚,三(丙烯酰 氧乙基)异氰脲酸酯;通过使环氧乙烷或环氧丙烷加成至多官能醇如甘油 或三羟甲基乙烷并(甲基)丙烯酰基化所得到的加合物形成的化合物;聚氨 酯丙烯酸酯,如JP-B号48-41708和50-6034以及JP-A号51-37193中描 述的那些;聚酯丙烯酸酯,如JP-A号48-64183以及JP-B号49-43191和 52-30490中描述的那些;以及多官能丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯,如通过 环氧树脂与(甲基)丙烯酸的反应形成的环氧(甲基)丙烯酸酯;以及它们的 混合物。

这些之中,在分子中具有三个以上丙烯酰基的丙烯酰基化合物是优选 的。

具有至少一个可加成聚合烯键式不饱和基团并且具有大气压下100℃ 以上的沸点的化合物的实例还包括如JP-A号2008-292970的段落[0254] 至[0257]以及JP-A号2009-13206的段落[0054]至[0068]中描述的那些。

除以上之外,可以适宜地使用由下式(MO-1)至(MO-5)表示的可自由 基聚合单体。

在式(MO-1)至(MO-5)中,R,T和Z各自独立地表示以下取代基或连 接基团;并且n表示0至14的整数,并且m表示0至14的整数。在以 下R,T和Z中,m表示1至8的整数。分子中存在的每个R可以彼此 相同或不同。分子中的每个T可以彼此相同或不同。当T表示氧化烯基 时,氧化烯基的碳末端(而不是氧末端)与R结合。

在本发明中适合使用的由式(MO-1)至(MO-5)表示的可自由基聚合单 体的具体实例包括如JP-A号2007-269779的段落[0248]至[0251]中描述的 那些化合物。

相对于着色可固化组合物的总固体含量,根据本发明的着色可固化组 合物中可聚合化合物的含量优选为0.1质量%至90质量%,更优选1.0质 量%至80质量%,并且再更优选2.0质量%至70质量%。

详细地,当使用根据本发明的组合物作为喷墨用墨时,相对于着色可 固化组合物的总固体含量,可聚合化合物的含量优选为30质量%至80质 量%,并且更优选40质量%至80质量%。当所使用的可聚合化合物的量 在以上范围内时,像素部分被充分地聚合,借此减少由缺乏膜强度引起的 像素部分中的缺陷,抑制当涂覆透明导电膜时裂纹或网状物的出现,在设 置取向膜时耐溶剂性提高,并且抑制电压保持率的降低。

这里,用于测定混合比的着色可固化组合物的固体含量包括除溶剂之 外的全部组分,并且因此如果有的话在固体含量中也包含一种或多种液体 可聚合化合物等。

在根据本发明的着色可固化组合物中,考虑到图案可形成性,(A)具 有可聚合基团和衍生自偶氮着色剂或二吡咯甲川着色剂的基团的着色剂 多聚体的含量与(B)可聚合化合物的含量之比(A∶B)(质量%)优选为1∶0.1至 1∶10,更优选1∶0.5至1∶5。

(C)聚合引发剂

根据本发明的着色可固化组合物优选含有生成自由基或酸的至少一 种聚合引发剂,以便加速固化反应的速率。当使用光刻法形成像素时,需 要着色可固化组合物包含聚合引发剂。当使用喷墨法形成像素时,因为可 以通过热处理固化着色可固化组合物,因此在着色可固化组合物中不必包 含聚合引发剂。然而,在这种情况下,优选的是着色可固化组合物含有聚 合引发剂。

根据本发明的着色可固化组合物优选含有光聚合引发剂作为聚合引 发剂。对光聚合引发剂没有特别限制,只要它可以使可聚合化合物聚合, 并且优选考虑到特征,引发效率,吸收波长,可得性,成本等而进行选择。 光聚合引发剂的实例包括:选自卤甲基二唑化合物和卤甲基-均三 嗪化合物中的至少一种活性卤素化合物;3-芳基-取代的香豆素化合物; 洛粉碱二聚体;二苯甲酮化合物;苯乙酮化合物和其衍生物;环戊二烯- 苯-铁配合物及其盐;以及肟化合物。光聚合引发剂的具体实例包括JP-A 号2004-295116的段落[0070]至[0077]中描述的那些。这些之中,考虑到 迅速的聚合反应等,肟化合物是优选的。

对肟化合物(在下文中也称为“肟光聚合引发剂”)的实例没有特别限 制,并且其具体实例包括,例如,JP-A号2000-80068,WO02/100903A1 以及JP-A号2001-233842中描述的肟化合物。

肟化合物的具体实例包括,但是不限于,2-(O-苯甲酰基肟)-1-[4-(苯 基硫基)苯基]-1,2-丁二酮,2-(O-苯甲酰基肟)-1-[4-(苯基硫基)苯基]-1,2-戊 二酮,2-(O-苯甲酰基肟)-1-[4-(苯基硫基)苯基]-1,2-己二酮,2-(O-苯甲酰 基肟)-1-[4-(苯基硫基)苯基]-1,2-庚二酮,2-(O-苯甲酰基肟)-1-[4-(苯基硫基) 苯基]-1,2-辛二酮,2-(O-苯甲酰基肟)-1-[4-(甲基苯基硫基)苯基]-1,2-丁二 酮,2-(O-苯甲酰基肟)-1-[4-(乙基苯基硫基)苯基]-1,2-丁二酮,2-(O-苯甲 酰基肟)-1-[4-(丁基苯基硫基)苯基]-1,2-丁二酮,1-(O-乙酰基肟)-1-[9-乙基 -6-(2-甲基苯甲酰基)-9H-咔唑-3-基]乙酮,1-(O-乙酰基肟)-1-[9-甲基-6-(2- 甲基苯甲酰基)-9H-咔唑-3-基]乙酮,1-(O-乙酰基肟)-1-[9-丙基-6-(2-甲基苯 甲酰基)-9H-咔唑-3-基]乙酮,1-(O-乙酰基肟)-1-[9-乙基-6-(2-乙苯甲酰 基)-9H-咔唑-3-基]乙酮和1-(O-乙酰基肟)-1-[9-乙基-6-(2-丁基苯甲酰 基)-9H-咔唑-3-基]乙酮。

这些之中,考虑到可以用较小的曝光量获得具有良好形状(详细地, 在固态图像传感器的情况下图案的矩形形状)的图案,包括2-(O-苯甲酰基 肟)-1-[4-(苯基硫基)苯基]-1,2-辛二酮和1-(O-乙酰基肟)-1-[9-乙基-6-(2-甲 基苯甲酰基)-9H-咔唑-3-基]乙酮的肟-O-酰基化合物是优选的。其具体实 例包括CGI-124和CGI-242(商品名,由BASF Japan Ltd.制造)。

在本发明中,考虑到灵敏度,随时间的稳定性和后加热过程中的着色, 由下式(P)和(Q)表示的化合物作为肟化合物是优选的。

在式(P)和(Q)中,R和X各自独立地表示单价取代基,A表示二价有 机基团,Ar表示芳基,并且n表示1至5的整数。

为了提高灵敏度,式(P)和(Q)中的R优选表示酰基。详细地,R优选 表示乙酰基,丙酰基,苯甲酰基或甲苯酰基。

为了提高灵敏度并抑制由加热或长期储存引起的着色,式(P)和(Q)中 的A优选表示未取代的亚烷基,被烷基(如甲基,乙基,叔丁基或十二烷 基)取代的亚烷基,被烯基(如乙烯基或烯丙基)取代的亚烷基,或被芳基(如 苯基,对-甲苯基,二甲苯基,异丙苯基,萘基,蒽基,菲基或苯乙烯基) 取代的亚烷基。

为了提高灵敏度并抑制由加热或长期储存引起的着色,式(P)和(Q)中 的Ar优选表示取代或未取代的苯基。在取代的苯基的情况下,取代基的 优选实例包括卤素基团如氟原子,氯原子,溴原子和碘原子。

为了提高在溶剂中的溶解性并提高长波长区域中的吸收效率,式(P) 和(Q)中的X优选表示可以具有取代基的烷基,可以具有取代基的芳基, 可以具有取代基的烯基,可以具有取代基的炔基,可以具有取代基的烷氧 基,可以具有取代基的芳氧基,可以具有取代基的烷硫基,可以具有取代 基的芳硫基,或可以具有取代基的氨基。

在式(P)中,n优选表示1或2的整数。

在下文中给出由式(P)或式(Q)表示的化合物的具体实例,但本发明不 特别限定于这些实例。

除上述光聚合引发剂之外,JP-A号2004-295116的段落[0079]中描述 了可以用于根据本发明的着色可固化组合物的其他已知的光聚合引发剂。

相对于可聚合化合物的固体含量,着色可固化组合物中光聚合引发剂 的含量优选为0.01质量%至50质量%,更优选1质量%至30质量%,并 且再更优选1质量%至20质量%。当光聚合引发剂的含量在以上范围内 时,可以实现充分的聚合反应,并且可以获得带有良好强度的膜。

(D)溶剂

当制备根据本发明的着色可固化组合物时,优选使用溶剂。对所使用 的溶解没有特别限制,只要满足组合物的每个组分的溶解性和着色可固化 组合物的涂布性即可,并且,详细地,尤其是要考虑粘合剂的溶解性,涂 布性和安全性而选择溶剂。

溶剂的实例包括如JP-A号2008-292970的段落[0272]中描述的那些溶 剂。

在这些溶剂中,优选的是3-乙氧基丙酸甲酯,3-乙氧基丙酸乙酯,乙 基溶纤剂乙酸酯,乳酸乙酯,二甘醇二甲醚,乙酸丁酯,3-甲氧基丙酸甲 酯,2-庚酮,环己酮,乙基卡必醇乙酸酯,丁基卡必醇乙酸酯,丙二醇甲 基醚和丙二醇甲基醚乙酸酯。

考虑到紫外吸收剂和碱溶性树脂的溶解性,所要涂布的表面状态的改 善等,还优选的是作为这些溶剂的两种以上类型的混合物使用这两种以上 类型。在这种情况下,优选的是使用选自下列各项中的两种以上的混合溶 液:3-乙氧基丙酸甲酯,3-乙氧基丙酸乙酯,乙基溶纤剂乙酸酯,乳酸乙 酯,二甘醇二甲醚,乙酸丁酯,3-甲氧基丙酸甲酯,2-庚酮,环己酮,乙 基卡必醇乙酸酯,丁基卡必醇乙酸酯,丙二醇甲基醚和丙二醇甲基醚乙酸 酯。

对根据本发明的着色可固化组合物中溶剂的含量没有特别限制,并且 考虑到着色可固化组合物的稳定性和涂布性能,为优选20质量%至95质 量%,更优选40质量%至90质量%,并且再更优选60质量%至85质量%。

粘合剂

优选的是根据本发明的着色可固化组合物含有粘合剂。对粘合剂没有 特别限制,只要它为碱溶性的即可,并且优选考虑耐热性,可显影性,可 得性等而进行选择。

碱溶性粘合剂优选为在有机溶剂中可溶并可以通过弱碱水溶液显影 的直链有机高分子量聚合物。直链有机高分子量聚合物的实例包括如描述 在JP-A号2008-292970的段落[0227]至[0234]中的那些聚合物。

可以在本发明中使用的碱溶性粘合剂的实例还包括具有羟基的聚合 物与酸酐的加合物,聚羟基苯乙烯树脂,聚硅氧烷树脂,聚(2-羟乙基(甲 基)丙烯酸酯),聚乙烯基吡咯烷酮,聚环氧乙烷和聚乙烯醇。所述直链有 机高分子聚合物可以是与亲水单体的共聚物。其实例包括烷氧基烷基(甲 基)丙烯酸酯,羟基烷基(甲基)丙烯酸酯,甘油(甲基)丙烯酸酯,(甲基)丙 烯酰胺,N-羟甲基丙烯酰胺,仲或叔烷基丙烯酰胺,二烷基氨基烷基(甲 基)丙烯酸酯,吗啉(甲基)丙烯酸酯,乙烯基吡咯烷酮,乙烯基三唑,(甲 基)丙烯酸甲酯,(甲基)丙烯酸乙酯,支链的或直链的(甲基)丙烯酸丙酯, 支链的或直链的(甲基)丙烯酸丁酯以及苯氧基羟基丙基(甲基)丙烯酸酯。 亲水单体的其他实例包括具有下列各项的单体:四氢糠基,磷酸基,磷酸 酯基团,季铵盐基团,乙烯氧基链,丙烯氧基链,磺酸基或衍生自它们的 盐的基团或吗啉代乙基。

碱溶性粘合剂可以在其侧链上具有可聚合基团以便提高交联效率。例 如,可使用在其侧链上具有烯丙基,(甲基)丙烯酰基或烯丙基氧基烷基的 聚合物。具有可聚合基团的聚合物的实例包括商购产品,所述商购产品包 括DIANAL NR(商品名)系列产品(由MITSUBISHI RAYON CO.LTD.制 造),PHOTOMER 6173(含有COOH基团的聚氨酯丙烯酸类低聚物)(商品 名,由Diamond Shamrock CO.Ltd.制造),VISCOAT R-264和KS  RESIST-106(商品名,由OSAKA ORGANIC CHEMISTRY INDUSTRY LTD. 制造),CYCLOMER P(商品名)系列产品和PLACCEL CF200(商品名)系列 产品(由DAICEL CHEMICAL INDUSTRIES LTD.制造),以及EBECRYL 3800(商品名,由DAICEL-CYTEC Company LTD制造)。

为了提高固化膜的强度,醇溶性尼龙和2,2-双-(4-羟基苯基)丙烷与表 氯醇的聚醚也是可用的。

还优选的是使用通过将由下式(Z)表示的化合物(在下文中,有时称为 “醚二聚体”)聚合而获得的聚合物(a)作为碱溶性粘合剂。

在式(Z)中,R1和R2各自独立地表示氢原子或具有1至25个碳原子 的取代或未取代的烃基团。

当根据本发明的着色可固化组合物包含聚合物(a)时,可以提高使用 着色可固化组合物获得的固化膜的耐热性和透明性。

对由式(Z)中的R1和R2表示的具有1至25个碳原子的取代或未取代 的烃基团没有特别限制,并且其实例包括直链的或支链的烷基如甲基,乙 基,正丙基,异丙基,正丁基,异丁基,叔丁基,叔戊基,硬脂基,月桂 基或2-乙基己基;芳基如苯基;脂环基如环己基,叔丁基环己基,二环 戊二烯基,三环癸基,异冰片基,金刚烷基或2-甲基-2-金刚烷基;被烷 氧基取代的烷基如1-甲氧基乙基或1-乙氧基乙基;以及被芳基取代的烷 基如苄基。

这些之中,从耐热性的观点,含有不容易通过酸或加热移除的一级或 二级烃基的基团,如甲基,乙基,环己基或苄基,是优选的。这里,R1和R2可以彼此相同或不同。

醚二聚体的具体实例包括:二甲基-2,2′-[氧双(亚甲基)]双-2-丙烯酸酯, 二乙基-2,2′-[氧双(亚甲基)]双-2-丙烯酸酯,二(正丙基)-2,2′-[氧双(亚甲基)] 双-2-丙烯酸酯,二(异丙基)-2,2′-[氧双(亚甲基)]双-2-丙烯酸酯,二(正丁 基)-2,2′-[氧双(亚甲基)]双-2-丙烯酸酯,二(异丁基)-2,2′-[氧双(亚甲基)]双 -2-丙烯酸酯,二(叔丁基)-2,2′-[氧双(亚甲基)双-2-丙烯酸酯,二(叔戊基 -)-2,2′-[氧双(亚甲基)]双-2-丙烯酸酯,二(硬脂基)-2,2′-[氧双(亚甲基)]双-2- 丙烯酸酯,二(月桂基)-2,2′-[氧双(亚甲基)]双-2-丙烯酸酯,二(2-乙基己 基)-2,2′-[氧双(亚甲基)]双-2-丙烯酸酯,二(1-甲氧基乙基)-2,2′-[氧双(亚甲 基)]双-2-丙烯酸酯,二(1-乙氧基乙基)-2,2′-[氧双(亚甲基)]双-2-丙烯酸酯, 二苄基-2,2′-[氧双(亚甲基)]双-2-丙烯酸酯,二苯基-2,2′-[氧双(亚甲基)]双 -2-丙烯酸酯,二环己基-2,2′-[氧双(亚甲基)]双-2-丙烯酸酯,二(叔丁基环 己基)-2,2′-[氧双(亚甲基)]双-2-丙烯酸酯,二(二环戊二烯基)-2,2′-[氧双(亚 甲基)]双-2-丙烯酸酯,二(三环癸基)-2,2′-[氧双(亚甲基)]双-2-丙烯酸酯, 二(异冰片基)-2,2′-[氧双(亚甲基)]双-2-丙烯酸酯,联金刚烷基-2,2′-[氧双 (亚甲基)]双-2-丙烯酸酯和二(2-甲基-2-金刚烷基)-2,2′-[氧双(亚甲基)]双-2- 丙烯酸酯。这些之中,二甲基-2,2′-[氧双(亚甲基)双-2-丙烯酸酯,二乙基 -2,2′-[氧双(亚甲基)]双-2-丙烯酸酯,二环己基-2,2′-[氧双(亚甲基)]双-2-丙 烯酸酯和二苄基-2,2′-[氧双(亚甲基)]双-2-丙烯酸酯是优选的。可以单独使 用醚二聚体或者使用其两种以上类型的组合。

还优选的是使用具有环氧基的聚合物作为碱溶性粘合剂。

可以例如通过使用具有环氧基的单体(在下文中,有时称为“用于引 入环氧基的单体”)作为单体组分进行聚合而将环氧基引入至碱溶性粘合 剂中。具有环氧基的单体的实例包括(甲基)丙烯酸缩水甘油酯,3,4-环氧 环己基(甲基)丙烯酸甲酯,以及邻-(间-或对-)乙烯基苄基缩水甘油醚。可 以单独使用用于引入环氧基的单体,或者使用其两种以上类型的组合。当 从其获得碱溶性粘合剂的单体组分还含有用于引入环氧基的单体时,对用 于引入环氧基的单体的含量没有特别限制,并且相对于单体组分的总量, 优选5质量%至70质量%,更优选10质量%至60质量%。

还优选的是使用具有酸基团的聚合物作为碱溶性粘合剂。

对酸基团没有特别限制,并且其实例包括羧基,酚羟基和羧酸酐基团。 可以单独使用酸基团或者使用其两种以上类型的组合。可以例如通过使用 具有酸基团的单体或在聚合之后可以提供酸基团的单体(在下文中,有时 称为“用于引入酸基团的单体”)作为单体组分进行聚合而将酸基团引入 至碱溶性粘合剂中。

当使用在聚合之后可以提供酸基团的单体作为引入酸基团的单体组 分时,例如,在聚合之后需要以下处理以提供酸基团。

酸基团的实例包括具有羧基的单体如(甲基)丙烯酸或衣康酸,具有酚 羟基的单体如N-羟基苯基马来酰亚胺,以及具有羧酸酐基团的单体如马 来酸酐或衣康酸酐。这些之中,(甲基)丙烯酸是优选的。

可以在聚合之后提供酸基团的单体的实例包括:具有羟基的单体如 (甲基)丙烯酸2-羟基乙酯,具有环氧基的单体如(甲基)丙烯酸缩水甘油酯, 以及具有异氰酸酯基团的单体如2-异氰酸根合(甲基)丙烯酸乙酯。可以单 独使用在聚合之后可以提供酸基团的单体,或者使用其两种以上类型的组 合。

当使用在聚合之后可以提供酸基团的单体时,用于在聚合之后提供酸 基团的处理的实例包括通过聚合反应使聚合物的侧链上极性基团的一部 分变性。

在这些碱溶性粘合剂中,考虑到耐热性,聚羟基苯乙烯树脂,聚硅氧 烷树脂,丙烯酸类树脂,丙烯酰胺树脂,丙烯酰基-丙烯酰胺共聚物树脂 是优选的,并且为了控制显影性,丙烯酸类树脂,丙烯酰胺树脂和丙烯酰 基-丙烯酰胺共聚物树脂是优选的。

丙烯酸类树脂的优选实例包括用选自下列各项单体形成的共聚物: (甲基)丙烯酸苄酯,(甲基)丙烯酸,(甲基)丙烯酸羟乙酯,(甲基)丙烯酰胺 等以及商购产品如KS RESIST-106(商品名,由Osaka Organic Chemical  Industry Ltd.制造)和CYLCOMER-P系列(商品名,由Daicel Chemical  Industries,Ltd.制造)。

相对于着色可固化组合物的总固体含量,着色可固化组合物中碱溶性 粘合剂的含量优选为0.1质量%至50质量%,更优选0.1质量%至40质量%, 并且再更优选0.1质量%至30质量%。

交联剂

优选的是根据本发明的着色可固化组合物含有交联剂。对交联剂没有 特别限制,只要它可以通过交联反应引起膜固化即可。交联剂的实例包括 如JP-A号2008-292970的段落[0237]至[0253]中描述的那些交联剂。

当着色可固化组合物含有交联剂时,相对于着色可固化组合物的总固 体含量(质量),交联剂的含量优选为1质量%至70质量%,更优选5质量% 至50质量%,并且特别优选7质量%至30质量%。当交联剂的含量在以 上范围内时,可以获得足够的固化度并且可以保持未曝光部分的溶解性, 从而可以抑制曝光部分中的固化度降低或未曝光部分的溶解性显著降低。

表面活性剂

为了提高可涂布性,根据本发明的着色可固化组合物可以含有表面活 性剂。在本发明中可以使用的表面活性剂的实例包括多种表面活性剂如含 氟表面活性剂,非离子表面活性剂,阳离子表面活性剂,阴离子表面活性 剂和硅氧烷表面活性剂。

尤其是,当根据本发明的着色可固化组合物含有含氟表面活性剂时, 作为涂布液制备的组合物的液体性质(尤其是,流动性)得以改善,从而可 以改善涂层厚度的均匀性和液体节约性。

换言之,当使用包含含氟表面活性剂的着色可固化组合物作为涂布液 以形成膜时,由于所要涂布的表面与涂布液之间的表面张力降低,因此所 要涂布的表面上的可润湿性提高,从而提高所要涂布的表面上的可涂布性。 作为结果,即使当用少量液体形成数微米至数十微米的薄膜时,也可以适 宜地形成带有均匀厚度的膜。

含氟表面活性剂中的氟含量优选为3质量%至40质量%,更优选5 质量%至30质量%,并且再更优选7质量%至25质量%。当含氟表面活 性剂的氟含量在以上范围内时,在涂膜厚度的均匀性和液体节约性方面是 有效的,并且可以获得着色可固化组合物的优异溶解性。

含氟表面活性剂的实例包括MEGAFAC F171,F172,F173,F176, F177,F141,F142,F143,F144,R30,F437,F475,F479,F482,F554, F780和F781(商品名,由DIC Corporation制造),FLUORAD FC430,FC431 和FC171(商品名,由Sumitomo 3M Limited制造),SURFLON S-382, SC-101,SC-103,SC-104,SC-105,SC1068,SC-381,SC-383,S393和 KH-40(商品名,由旭硝子株式会社(Asahi Glass Co.,Ltd.)制造)以及 SOLSPERSE 2000(商品名,可得自Lubrizol Japan Ltd.)。

非离子表面活性剂的实例包括:甘油,三羟甲基丙烷和三羟甲基乙烷, 以及它们的乙氧基化或丙氧基化产物(如丙氧基甘油或乙氧基甘油);聚氧 乙烯月桂基醚,聚氧乙烯硬脂基醚,聚氧乙烯油烯基醚,聚氧乙烯辛基苯 基醚,聚氧乙烯壬基苯基醚,聚乙二醇二月桂酸酯,聚乙二醇二硬脂酸酯 以及脱水山梨醇脂肪酸酯,如PLURONIC L10,L31,L61,L62,10R5, 17R2和25R2以及TETRONIC 304,701,704,901,904和150R1(商品 名,由BASF Japan Ltd.制造)。

阳离子表面活性剂的实例包括酞菁衍生物如EFKA-745(商品名,由 森下产业株式会社(Morishita&Co.,Ltd.)制造),有机硅氧烷聚合物如 KP341(商品名,由信越化学工业株式会社(Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.)制 造),(甲基)丙烯酸系(共)聚合物如POLYFLOW 75号,90号,95号(商品 名,由共荣社化学株式会社(Kyoeisha Chemical Co.,Ltd.)制造)或者 W001(商品名,可得自Yusho Co.,Ltd.)。

阴离子表面活性剂的实例包括W004,W005和W017(商品名,可得 自Yusho Co.,Ltd.)。

硅氧烷表面活性剂的实例包括:TORAY SILICONE DC3PA,SH7PA, DC11PA,SH21PA,SH28PA,SH29PA,SH30PA和SH8400(商品名,由 Dow Corning Toray Co.,Ltd.制造),TSF-4440,4300,4445,4460和4452 (商品名,由Momentive Performance Materials Inc.制造),KP341,KF6001 和KF6002(商品名,由信越化学工业株式会社(Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.) 制造)以及BYK307,323和330(商品名,由BYK化学(BYK Chemie)制造)。

可以单独使用表面活性剂或者使用其两种以上类型的组合。

相对于着色可固化组合物的总质量,表面活性剂的添加量优选为 0.001质量%至2.0质量%,并且更优选0.005质量%至1.0质量%。

聚合抑制剂

优选的是根据本发明的着色可固化组合物包括少量的热聚合抑制剂 以便防止可聚合化合物在着色可固化组合物的制备或储存的过程中不需 要的热聚合。

可以在本发明中使用的聚合抑制剂的实例包括:氢醌,对甲氧基苯酚, 二-叔丁基-对甲酚,邻苯三酚,叔丁基邻苯二酚,苯醌,4,4′-硫基双(3-甲 基-6-叔丁基苯酚),2,2′-亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)以及N-亚硝基苯 胲原铈盐。

相对于着色可固化组合物的总质量,聚合抑制剂的加入量优选为约 0.01质量%至约5质量%。

多种添加剂

根据本发明的着色可固化组合物可以按需要含有多种添加剂,如填料, 不同于上述内容的高分子量化合物,粘合促进剂,抗氧化剂,紫外吸收剂 和聚集抑制剂。添加剂的实例包括JP-A号2008-292970的段落[0274]至 [0276]中描述的那些添加剂。

着色可固化组合物的制备方法

在根据本发明的着色可固化组合物的制备中,可以将上述组合物的相 应组分一次性混合,也可以在将每种组分溶解在溶剂中之后相继混合。此 外,对于与组分的混合相关的添加顺序或操作条件没有特别的限定。可以 将所有组分同时溶解在溶剂中以制备组合物。备选地,可以按需要将相应 的组分适当地溶解以制备两种以上溶液,并且当使用(涂布)时,可以将这 些溶液混合以制备组合物。

可以将所制备的组合物通过过滤器过滤,所述过滤器具有优选0.01 μm至3.0μm的孔径,并且更优选0.05μm至0.5μm的孔径,以用于所 需的应用。

彩色滤光片和用于制备彩色滤光片的方法

使用根据本发明的着色可固化组合物形成根据本发明的第二方面的 彩色滤光片。

可以将根据本发明的第二方面的着色可固化组合物适宜地用于形成 彩色滤光片的着色像素,所述彩色滤光片用于液晶显示器(LCD),有机 EL显示器装置或固态图像传感器(例如,CCD,CMOS等)。尤其是,根 据本发明的第二方面的着色可固化组合物可以适宜地在用于固态图像传 感器如CCD和CMOS的彩色滤光片的形成中使用。

根据本发明的第二方面的着色可固化组合物特别适用于形成用于固 态图像传感器的彩色滤光片,其需要在薄膜中形成具有微小尺寸并且具有 优异的矩形横截面轮廓的着色图案。

详细地,当构成彩色滤光片的像素图案具有2μm以下(例如,0.5μm 至2.0μm)的尺寸(从基板法线方向看的像素图案的侧边长度),着色剂的 含量增加,并且线宽灵敏度减少,从而导致DOF边缘的变窄,这从而减 少图案可形成性。当像素图案尺寸为1.0μm至1.7μm时,这种趋势尤其 明显(当像素图案尺寸为1.2μm至1.5μm时更明显)。此外,在薄膜具有 1μm以下的厚度的情况下,膜中贡献于光刻性质的组分(除着色剂之外) 的量相对低降低,由于着色剂的量增加其他组分的量进一步减少,并且灵 敏度降低,从而容易出现低曝光区中的图案的分离。在这种情况下,当施 加热处理如后烘焙时,容易出现热松弛。当膜厚度为0.005μm至0.9μm 时,这些现象尤其显著(并且当膜厚度为0.1μm至0.7μm时更显著)。

另一方面,当使用根据本发明的第二方面的着色可固化组合物时,即 使当像素图案具有2μm以下的尺寸时,也可以制备具有优异的图案可形 成性并且具有良好的横截面轮廓的彩色滤光片。

对使用根据本发明的第二方面的着色可固化组合物通过喷墨法制备 彩色滤光片的方法没有特别限制,并且其实例包括如JP-A号2008-250188 的段落[0114]至[0128]中描述的那些方法。

可以用于根据本发明的第二方面的制备彩色滤光片的方法的载体的 实例包括:用于液晶显示器装置等的钠玻璃,硼硅玻璃(PYREX(注册商标) 玻璃)和石英玻璃,以及在其上附着有透明导电膜的那些玻璃材料,包括 硅基板的用于固态摄像传感器的光电转换元件的基板,以及用于互补金属 氧化物半导体(CMOS)的基板。可以在这些基板上形成用于分离像素的黑 条。当需要时,可以将下涂层形成在这些基板上以便提高对上方的层的附 着,防止材料的扩散或平面化表面。

使用着色可固化组合物的图案形成方法

使用根据本发明的着色可固化组合物通过光刻法形成彩色滤光片的 方法包括以下工序:在基板上涂布着色可固化组合物以形成着色层,将着 色层经由掩模图案式曝光以形成潜像,并将其上形成有潜像的着色层显影 以形成图案(在下文中,有时将这些工序整体地称为“图案形成工序”)。 详细地,所述方法的实例包括如JP-A号2008-292970的段落[0277]至[0284] 中描述的那些方法。

后固化工序

根据本发明,在通过着色层的显影形成图案的工序之后,优选的是进 行后固化工序以将所得到的图案进一步固化。

通过加热和/或曝光(UV照射)进行的后固化工序将所得到的图案进 一步固化,并且可以防止在用于形成下一种彩色图案的着色层形成工序或 其他工序中图案的溶解,并且可以提高所得到的彩色滤光片的像素的耐溶 剂性。

后固化工序优选通过UV照射进行。

在UV照射工序中,将紫外光(UV光)照射至在图案形成工序中经过 显影处理的图案上,其照射剂量[mJ/cm2]为显影处理之前的曝光处理中的 曝光剂量[mJ/cm2]的10倍以上。在显影处理与下述加热处理之间将UV 光照射至显影后的图案上历时预定时间有效地防止在后续加热过程中可 能出现的色彩转移。优选的是该工序中的照射剂量是显影处理之前的曝光 处理中的曝光剂量的10倍以上,从而有效地防止其中着色像素之间的色 彩转移或上方的与下方的层之间的色彩转移。

UV光的照射剂量为显影处理之前的曝光处理中的曝光剂量的优选 12倍至200倍,并且更优选15倍至100倍。

可以通过g-射线,h-射线,i-射线,KrF,ArF,UV光,电子束,X 射线等进行后曝光,并且优选通过g-射线,h-射线,i-射线或UV光进行 后曝光,并且更优选通过UV光进行后曝光。当进行UV光(UV固化)的 照射时,优选在20℃至50℃(优选25℃至40℃)的低温进行照射。UV光 的波长优选包括范围在200nm至300nm内的波长。光源的实例包括高 压汞灯,以及低压汞灯。照射时间可以是10秒至180秒,优选20秒至 120秒,并且更优选30秒至60秒。

用于UV光照射的光源的实例包括超高压汞灯,高压汞灯,低压汞灯 以及深UV灯。这些之中,这样的可以照射光的光源是优选的:在要照射 的紫外光中包括275nm以下波长的光,并且其中275nm以下波长光的 照射照度[mW/cm2]相对于紫外光中的整个波长范围的积分照射照度为5% 以上。当紫外光中275nm以下波长的光的照射照度为5%以上时,有效 地增强对着色像素之间的色彩转移或上方的和下方的层之间的转移的抑 制效果以及改善耐光性的效果。考虑到这些事实,优选的是使用不同于用 于图案形成工序的曝光用光源如i-射线,并且其具体实例包括高压汞灯, 以及低压汞灯。这些之中,由于与如上所述相同的原因,相对于紫外光中 全部波长范围的积分照射照度,275nm以下波长的光的照射照度优选为 7%以上。275nm以下波长的光的照射照度的上限优选为25%以下。

这里,术语“积分照射照度”是指当将每个光谱波长的照度(单位时 间期间内通过单位面积的辐射能量;[mW/m2])放在垂直轴上并将光的波 长[nm]放在水平轴上作图时,照射光中所包含每个波长的光的照度之和 (面积)。

在UV照射工序中照射的用于后曝光的紫外光的积分照射照度优选 为200mW/cm2以上。当积分照射照度为200mW/cm2以上时,可以有效 地增强对着色像素之间的色彩转移或上方的和下方的层之间的转移的抑 制效果以及改善耐光性的效果。这些之中,积分照射照度优选为250 mW/cm2至2000mW/cm2,并且更优选300mW/cm2至1000mW/cm2

此外,优选在电热板或烘箱中在100℃至300℃,并且更优选150℃ 至250℃的温度进行后加热。后加热时间优选为30秒至30000秒,并且 更优选60秒至1000秒。

在后固化工序中,可以组合进行后曝光和后加热。在这种情况下,可 以首先进行它们中的任意一个,但是优选在后加热之前进行后曝光。这是 因为归因于通过后曝光的固化促进可以防止在后加热工序中出现的由于 图案的热松弛和拖尾的变形。

所获得的彩色图案构成彩色滤光片中的像素。在制备具有多色像素的 彩色滤光片的情况下,可以通过根据所需的色调数目将图案形成工序(以 及按需要的后固化工序)重复数次以制备由所需数目的色调构成的彩色滤 光片。

根据本发明的第二方面的彩色滤光片可以还具有氧化铟锡(ITO)层作 为透明导电膜。形成ITO层的方法的实例包括连续(in-line)低温溅射法, 连续高温溅射法,间歇低温溅射法,间歇高温溅射法,真空沉积法,以及 等离子体CVD法。低温溅射法是优选的,因为可以降低对彩色滤光片的 损坏。

根据本发明第二方面的彩色滤光片的预期用途

对根据本发明的第二方面的彩色滤光片的预期用途没有特别限制,并 且预期用途的实例包括:图像显示器(尤其是彩色图像显示器)如液晶显示 器,有机EL显示器,液晶投影仪,用于游戏机的显示器,用于便携式终 端如移动电话的显示器,用于数码相机的显示器和用于车辆导航仪的显示 器。根据本发明的彩色滤光片可以适宜地作为用于下列各项的彩色滤光片: 在数码相机,数码摄像机,内窥镜,移动电话等中使用的固态图像传感器 如CCD图像传感器和CMOS图像传感器。尤其是,彩色滤光片适用于可 以含有大于一百万像素的高分辨率的CCD装置或CMOS装置。

更详细地,可以通过以下方式获得根据本发明的第二方面的液晶显示 器装置(面板):例如,在彩色滤光片的内表面上形成取向膜,放置彩色滤 光片以使得取向膜面向电极基板,并用液晶填充其间的空间以密封该构造。 根据本发明的第二方面的固态图像传感器可以通过例如在光接收元件上 形成彩色滤光片而获得。

固态图像传感器的构造的具体实例包括以下构造:其中将构成光接收 区的光电二极管和由多晶硅等形成的传输电极设置在基板上,将彩色滤光 片层设置在其上,并且之后将微透镜层叠于其上。

从彩色材料的光诱发脱色的观点,带有根据本发明的彩色滤光片的照 相机系统优选设置有盖玻片,微透镜等,其上的照相机透镜或IR截断膜 是二向色性涂布的,并且其材料优选具有部分地或全部地吸收400nm以 下的UV光的光学性质。此外,为了抑制彩色材料的氧化脱色,优选将照 相机系统的结构为配置为具有其中减少了渗透至彩色滤光片的氧的结构。 例如,优选将照相机系统部分或全部用氮气密封。

虽然通过多个实施方案详细描述了根据本发明的第二方面的着色可 固化组合物和彩色抗蚀剂,彩色滤光片和用于制备彩色滤光片的方法,以 及带有所述彩色滤光片的图像显示装置和固态图像传感器,但是本发明不 限于那些实施方案,并且应当理解,可以在不背离本发明的范围的情况下 可以进行多种修改和变更。

本发明的第三方面

在下文中,详细描述根据本发明的第三方面的着色可固化组合物,彩 色滤光片以及制备所述彩色滤光片的方法。虽然在下文中描述的组成特征 的说明基于本发明的典型实施方案而进行,但本发明不限于此。此外,在 本说明书中通过使用“-”表示的数值范围表示包含在“-”的前面和后面 描述的数值作为最小值和最大值的数值范围。

着色可固化组合物

根据本发明的第三方面的着色可固化组合物含有(A)树脂(在下文中, 有时称为(A)特定树脂)和(B)颜料分散体,所述(A)树脂具有由式(X)表示的 重复单元和由式(Y)表示的重复单元。

根据本发明的第三方面的着色可固化组合物可以用光固化,并且还可 以含有(C)光聚合引发剂和(D)可聚合化合物,并且根据需要,可以通过使 用其他组分如溶剂,粘合剂或交联剂构成。根据本发明的着色可固化组合 物至少被光固化,但是也可以用热固化。

根据本发明的第三方面的着色可固化组合物具有如上所述的构造,并 且可以抑制由其形成的着色固化膜的色彩不均匀性。虽然原因尚不明确, 它可以被认为是如下。即,可以认为是因为由(A)特定树脂的式(X)中的Q 表示的取代基对(B)颜料分散体中所含的颜料具有高亲和性,并且因为(A) 特定树脂具有由式(X)表示的重复单元和由式(Y)表示的重复单元,因此可 以增强(A)特定树脂与(B)颜料分散体和(D)可聚合化合物以及根据需要使 用的(E)溶剂的亲和性,从而抑制颜料粒子的聚集并抑制色彩不均匀性。

根据本发明的第三方面的着色可固化组合物具有以上构造,并且当将 所述着色可固化组合物用于通过光刻法制备彩色滤光片时,可以获得良好 的涂布性和良好的图案可形成性。可以认为,如上所述,由于(A)特定树 脂与(B)颜料分散体中含有的颜料,(D)可聚合化合物以及根据需要使用的 (E)溶剂相互作用,因此可以抑制劣化涂布性和图案可形成性的相分离的 出现,可以形成均匀的涂膜,并且归因于与(A)特定树脂的结构相关的碱 显影剂的高亲和性,可以获得优异的图案可形成性。

(A)本发明的第三方面的特定树脂

(A)详细说明本发明的第三方面中所使用的特定树脂。

(A)在本发明的第三方面中所使用的特定树脂具有由式(X)表示的重 复单元和由式(Y)表示的重复单元。在下文中,说明式(X)和式(Y)。

由式(X)表示的重复单元

在式(X)中,X1表示聚合物主链。聚合物主链的实例包括已知的聚合 物主链,并且其具体实例包括由下式(X1-1)至(X1-12)表示的聚合物主链。 考虑到制造适用性和聚合性质,式(X1-1)至(X1-3)和(X1-10)至(X1-12)是优 选的,并且式(X1-1)和(X1-2)是更优选的。

在式(X)中,Y1表示单键或二价连接基团。连接基团优选为亚烷基或 亚芳基,并且更优选具有1至10个碳原子的亚烷基。

连接基团可以含有杂原子,如可以在其碳链中含有的氧原子或硫原子, 或可以具有取代基如羧基。杂原子的实例包括氧原子,氮原子和硫原子, 并且这些之中,氧原子是优选的。

式(X)中的由Y1表示的连接基团优选为不含有杂原子的直链亚烷基。

式(X)中的由Y1表示的连接基团的具体实例包括以下连接基团:

在式(X)中的由Y1表示的连接基团的这些具体实例中,-CH2-, -CH2CH2-,-CH2CH2CH2-,-CH2CH(OH)CH2-和-CH2CH2CMe2-是优选的。

在式(X)中,Q表示通过从酞菁着色剂或二吡咯甲川着色剂移除一个 氢原子而形成的残基。

在下文中,说明酞菁着色剂残基。酞菁着色剂残基的实例包括由下式 (i)表示的酞菁着色剂残基。

在式(i)中,M1表示金属;并且Z1,Z2,Z3和Z4各自独立地表示用于 形成由选自碳原子和氮原子的原子所形成的6元环所需的原子团。然而, 从选自Z1,Z2,Z3和Z4的一个基团移除一个氢原子并将其与式(X)中的 Y1连接。

在下文中,详细说明式(i)。

在式(i)中,由M1表示的金属的实例包括金属原子如Zn,Mg,Si, Sn,Rh,Pt,Pd,Mo,Mn,Pb,Cu,Ni,Co或Fe,金属氯化物如AlCl3, InCl3,FeCl2,TiCl2,SnCl2,SiCl2或GeCl2,金属氧化物如TiO或VO, 以及金属氢氧化物如Si(OH)2

在式(i)中,Z1,Z2,Z3和Z4各自独立地表示用于形成由选自碳原子 和氮原子的原子所形成的6元环所需的原子团。6元环可以是饱和环或不 饱和环,并且可以是未取代或可以具有取代基。取代基的具体实例包括卤 素原子(例如,氟原子,氯原子,溴原子和碘原子);烷基(例如,具有优选 1至10个,更优选1至5个碳原子的烷基,如甲基,乙基,丙基,异丙 基,丁基,异丁基,叔丁基,戊基,新戊基或辛基);烷氧基(例如,具有 优选1至10个,更优选1至5个碳原子的烷氧基,如甲氧基,乙氧基, 丙氧基,丁氧基或叔丁氧基);芳基(例如,具有优选6至20个,更优选 具有6至10个碳原子的芳基,如苯基或萘基);磺基,羧基和羟基。当6 元环具有两个以上取代基时,这些取代基可以彼此相同或可以不同。此外, 6元环可以与其他5或6元环稠合。

6元环的实例包括苯环和环己烷环。

在由式(i)表示的酞菁着色剂残基中,衍生自由下式(i-1)表示的酞菁着 色剂残基的残基是优选的。

在式(i-1)中,M2具有与式(i)中的M1相同的定义,并且具有与M1相 同的优选实例。

在式(i-1)中,R101至R116各自独立地表示氢原子或取代基。当由R101至R116表示的取代基是可以进一步被取代的基团时,它可以被用于式(i) 中的Z1,Z2,Z3和Z4的取代基中的任意一个取代。当由R101至R116表示 的取代基具有两个以上取代基时,取代基可以彼此相同或不同。然而,从 选自R101至R116的一个基团移除一个氢原子并将其与式(X)中的Y1连接。

由R101至R116表示的取代基优选为卤素原子(氟原子,氯原子,溴原 子,碘原子),具有1至5个碳原子的烷基,磺基,羧基,羟基。

在下文中,说明二吡咯甲川着色剂残基。二吡咯甲川着色剂残基由式 (ii)表示。

在式(ii)中,R2至R5各自独立地表示氢原子或取代基。取代基的具体 实例包括用于Z1,Z2,Z3和Z4的取代基相同的取代基。这些之中,优选 的是R2和R5各自独立地表示烷氧基羰基,酰胺基或氰基;并且优选的是 R3和R4各自独立地表示烷基,环烷基或芳基。R7表示氢原子,卤素原子, 烷基,芳基或杂环基。这些之中,氢原子是优选的。

Ma表示金属或金属化合物。金属或金属化合物的实例包括与由上面 M1所表示的相同的金属或金属化合物。

X3表示NR(其中R表示氢原子,烷基,烯基,芳基,杂环基,酰基, 烷基磺酰基或芳基磺酰基),氮原子,氧原子或硫原子;并且X4表示NRa(其 中Ra表示氢原子,烷基,烯基,芳基,杂环基,酰基,烷基磺酰基或芳 基磺酰基),氧原子或硫原子。X3和X4优选表示氧原子。

Y3和Y4各自独立地表示NRc(其中Rc表示氢原子,烷基,烯基,芳 基,杂环基,酰基,烷基磺酰基或芳基磺酰基),氮原子或碳原子。Y3和 Y4优选表示NH。

R8和R9各自独立地表示烷基,烯基,芳基,杂环基,烷氧基,芳氧 基,烷基氨基,芳基氨基或杂环氨基。R8和Y3可以彼此连接以形成5,6 或7元环。R9和Y4可以彼此连接以形成5,6或7元环。优选的是R8和 R9各自独立地表示具有1至10个碳原子的烷基,或具有6至20个碳原 子的芳基,并且更优选的是R8和R9各自独立地表示支链烷基或苯基。R8和R9可以被烷氧基,烷基硫基,芳基硫基等取代。

X5表示可以连接至Ma的基团;a表示0,1,或2。由X5表示的基 团具体实例包括:乙酰氧基,2-羟基丙酰氧基,新戊酰氧基,甲磺酰基, 和甲苯磺酰基。

然而,从选自R2至R5,R7至R9以及X5的一个基团移除一个氢原子 并将其与式(X)中的Y1连接。

式(i)和式(ii)的具体实例包括下列各项,但本发明不限定于这些实例。

由式(X)表示的重复单元的具体实例包括下列各项,但本发明不限定 于这些实例。

由式(Y)表示的重复单元

在式(Y)中,X2表示聚合物主链。X2具有与作为式(X)中的X1的具体 实例相同的定义。Y2表示二价连接基团。Y2优选表示亚烷基或亚芳基。 Y2可以在其碳链中含有杂原子如氧原子或硫原子,并且可以具有取代基 如羧基。详细地,Y2优选表示以下连接基团。

在式(Y′)中,A表示亚烷基,亚环烷基或亚芳基。这些之中,具有1 至10个碳原子的亚烷基是优选的,并且具有1至5个碳原子的亚烷基是 更优选的。B表示-CO2-,-O2C-,-O-,-NH-或-S-。这些之中,-CO2-,-O2C- 以及-O-是优选的。C表示亚烷基,亚环烷基或亚芳基。这些之中,并且 具有1至10个碳原子的亚烷基,具有5至8个碳原子的亚环烷基和亚苯 基是优选的。n表示0至10的整数,并且优选表示0至5的整数。

在式(Y)中,Z表示碱溶性基团。这些之中,羧酸,磷酸和磺酸是优 选的,并且羧酸是更优选的。

由式(Y)表示的重复单元的优选实例包括下列各项,但本发明不限定 于这些实例。

(A)特定树脂可以还含有(c)另外的重复单元,以便控制可固化性和可 显影性。(c)另外的重复单元的实例包括(甲基)丙烯酸烷基酯,(甲基)丙烯 酸芳烷基酯,苯乙烯,具有氧化烯的单体(例如,BLEMER PE-200;商品 名,由NOF corporation制造),具有可聚合基团的重复单元(例如,羧酸 与甲基丙烯酸缩水甘油酯的加成产物),N,N-二甲基丙烯酰胺和N-异丙基 丙烯酰胺。(c)另外的重复单元的优选实例包括下列各项,但本发明不限 定于这些实例。

相对于(A)特定树脂的质量,由式(X)表示的重复单元的含量优选为 50质量%至95质量%,更优选60质量%至90质量%,并且再更优选70 质量%至90质量%。相对于(A)特定树脂的质量,由式(Y)表示的重复单元 的含量优选为5质量%至60质量%,并且更优选10质量%至50质量%。 (c)另外的重复单元的含量优选为0质量%至40质量%。

本发明的(A)特定树脂通过GPC测量的重均分子量优选为4,000至 50,000,并且更优选5,000至30,000。

本发明的(A)特定树脂的具体实例包括下列各项,但本发明不限定于 这些实例。此外,(a),(b)和(c)之间的比例(比例(a)/(b)/(c))以质量比指出。

表13

(B)颜料分散体

根据本发明的着色可固化组合物包含(B)颜料分散体。根据本发明的 (B)颜料分散体包括(B-1)颜料和(B-2)颜料分散剂。在下文中,详细描述这 些组分。

(B-1)颜料

可以使用多种已知的无机颜料或有机颜料作为(B)颜料。

考虑到优选高透射率颜料,无机颜料或有机颜料的尺寸优选尽可能小。 考虑到处理性,(B)颜料的平均初级粒径为优选0.005μm至0.1μm,并且 更优选0.005μm至0.05μm。

在根据本发明的着色可固化组合物中可以使用的无机颜料的实例包 括:金属化合物如金属氧化物或金属配合物盐。其具体实例包括金属氧化 物如氧化铁,氧化钴,氧化铝,氧化镉,氧化铅,氧化铜,氧化钛,氧化 镁,氧化铬,氧化锌和氧化锑,以及这些金属的复合氧化物。

在根据本发明的着色可固化组合物中可以使用的有机颜料的实例包 括:

C.I.颜料黄1,1:1,2,3,4,5,6,9,10,12,13,14,16,17, 24,31,32,34,35,35:1,36,36:1,37,37:1,40,41,42,43,48, 53,55,61,62,62:1,63,65,73,74,75,81,83,87,93,94,95, 97,100,101,104,105,108,109,110,111,116,117,119,120, 126,127,127:1,128,129,133,134,136,138,139,142,147,148, 150,151,153,154,155,157,158,159,160,161,162,163,164, 165,166,167,168,169,170,172,173,174,175,176,180,181, 182,183,184,185,188,189,190,191,191:1,192,193,194,195, 196,197,198,199,200,202,203,204,205,206,207和208;

C.I.颜料橙1,2,5,13,16,17,19,20,21,22,23,24,34, 36,38,39,43,46,48,49,61,62,64,65,67,68,69,70,71, 72,73,74,75,77,78和79;

C.I.颜料红1,2,3,4,5,6,7,8,9,12,14,15,16,17,21, 22,23,31,32,37,38,41,47,48,48:1,48:2,48:3,48:4,49, 49:1,49:2,50:1,52:1,52:2,53,53:1,53:2,53:3,57,57:1,57:2, 58:4,60,63,63:1,63:2,64,64:1,68,69,81,81:1,81:2 81:3 81:4, 83,88,90:1,101,101:1,104,108,108:1,109,112,113,114,122, 123,144,146,147,149,151,166,168,169,170,172,173,174, 175,176,177,178,179,181,184,185,187,188,190,193,194, 200,202,206,207,208,209,210,214,216,220,221,224,230, 231,232,233,235,236,237,238,239,242,243,245,247,249, 250,251,253,254,255,256,257,258,259,260,262,263,264, 265,266,267,268,269,270,271,272,273,274,275和276;

C.I.颜料紫1,1:1,2,2:2,3,3:1,3:3,5,5:1,14,15,16,19, 23,25,27,29,31,32,37,39,42,44,47,49和50;

C.I.颜料蓝1,1:2,9,14,15,15:1,15:2,15:3,15:4,15:6,16, 17,19,25,27,28,29,33,35,36,56,56:1,60,61,61:1,62, 63,66,67,68,71,72,73,74,75,76,78,79和其中Cl取代基被 OH代替的C.I.颜料蓝79;

C.I.颜料绿1,2,4,7,8,10,13,14,15,17,18,19,26,36, 45,48,50,51,54和55;

C.I.颜料棕23,25和26;

C.I.颜料黑1和7;以及

炭黑,乙炔黑,灯黑,骨炭,石墨,黑锑粉,苯胺黑,花青黑和钛黑。

尤其是,在本发明中优选使用在其结构中具有碱性N原子的颜料。 这些具有碱性N原子的颜料在根据本发明的着色可固化组合物中展现出 良好的可分散性。虽然还不完全清楚其原因,据认为颜料与光敏可聚合组 分的良好亲和性可能影响可分散性。

可以在本发明中使用的优选颜料的实例包括蓝色颜料和紫色颜料。其 优选的实例包括下列各项。然而,本发明不限定于这些实例。

C.I.颜料紫19,23和32;以及

C.I.颜料蓝15:1,15:3,15:6,16,22,60和66;

这些之中,考虑到色彩性质,C.I.颜料蓝15:6和C.I.颜料紫23是优 选的。这些颜料可以单独地使用,或可以组合使用。蓝色颜料与紫色颜料 (紫色颜料/蓝色颜料)的质量比为优选0/100至100/100,并且更优选10/100 以下。

(B-2)分散剂

作为(B-2)分散剂,例如,可以适当地选择使用已知的颜料分散剂或 表面活性剂。

更详细地,可以使用多种类型的化合物作为分散剂。分散剂的具体实 例包括:阳离子表面活性剂如KP341(有机硅氧烷聚合物)(商品名,由信 越化学工业株式会社(Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.)制造),POLYFLOW 75 号,90号和95号((甲基)丙烯酸系(共)聚合物)(商品名,全部由共荣社化 学株式会社(Kyoeisha Chemical Co.,Ltd.)制造)和W001(商品名,可得自 Yusho Co.,Ltd.);非离子表面活性剂如聚氧乙烯月桂基醚,聚氧乙烯硬脂 基醚,聚氧乙烯油烯基醚,聚氧乙烯辛基苯基醚,聚氧乙烯壬基苯基醚, 聚氧乙烯二醇二月桂酸酯,聚氧乙烯二醇二硬脂酸酯和脱水山梨醇脂肪酸 酯;阴离子表面活性剂如W004,W005和W017(商品名,全部可得自 Yusho Co.,Ltd.);高分子分散剂如EFKA-46,EFKA-47,EFKA-47EA, EFKA Polymer 100,EFKA Polymer 400,EFKA Polymer 401和EFKA Polymer 450(商品名,全部由BASF Japan Ltd.制造);多种SOLSPERSE 分散剂如SOLSPERSE 3000,5000,9000,12000,13240,13940,17000, 24000,26000和28000(商品名,全部可得自Lubrizol Japan Ltd.);ADEKA  PLURONIC L31,F38,L42,L44,L61,L64,F68,L72,P95,F77, P84,F87,P94,L101,P103,F108,L121和P-123(商品名,全部由ADEKA CORPORATION制造);IONET S-20(商品名,由Sanyo Chemical Industries, Ltd.制造);以及DISPER BYK 101,103,106,108,109,111,112,116, 130,140,142,162,163,164,166,167,170,171,174,176,180, 182,2000,2001,2050和2150(商品名,全部由BYK化学(BYK Chemie) 制造)。其他实例包括在其分子末端或在其侧链上具有极性基团的低聚物 或聚合物如丙烯酸类共聚物。

相对于100质量份的颜料,(B)分散剂的含量优选为10质量份至70 质量份,更优选30质量份至60质量份。

颜料衍生物

优选的是根据本发明的颜料分散体还含有颜料衍生物。

颜料衍生物优选具有这样的结构:其中有机颜料,蒽醌或阿立酮的一 部分被酸基团,碱性基团或苯二甲酰亚氨基甲基取代。用于形成颜料衍生 物的有机颜料的实例包括:二酮吡咯并吡咯颜料;偶氮颜料如偶氮化合物, 双偶氮化合物和多偶氮化合物;酞菁颜料如铜酞菁,卤化的铜酞菁和无金 属酞菁;蒽醌颜料如氨基蒽醌,二氨基二蒽醌,蒽嘧啶,黄烷士酮,蒽嵌 蒽二酮,阴丹酮,皮蒽酮和紫蒽酮;喹吖啶酮颜料,二嗪颜料,芘 (perynone)颜料,苝颜料,硫靛颜料,异吲哚啉颜料,异吲哚啉酮颜料, 喹酞酮(quinophthalone)颜料,士林(threne)颜料,和金属配合物颜料。

颜料衍生物可以具有的酸基团优选为磺酸基,羧酸基或它们的季铵盐 基团。颜料衍生物可以具有的碱性基团优选为氨基,并且更优选叔氨基。

对所使用的颜料衍生物的量没有特别限制,并且相对于100质量份的 颜料,优选为5质量份至50质量份,并且更优选10质量份至30质量份。

其他组分

除上述组分之外,颜料分散体可以按需要含有高分子化合物如碱溶性 树脂。碱溶性树脂具有极性基团如酸基团,并且可以有效地用于分散颜料 并因此可以有效地用于提高颜料分散体的分散稳定性。

在根据本发明的着色可固化组合物中,可以与另一种着色剂组合使用 颜料分散体。对着色剂没有特别限制,并且可以使用传统用于彩色滤光片 的已知着色剂。其实例包括如以下文献中描述的那些着色剂:JP-A号 2002-14220,JP-A号2002-14221,JP-A号2002-14222,JP-A号2002-14223 以及美国专利号5,667,920和5,059,500。

着色剂的化学结构的实例包括:吡唑偶氮染料,苯胺偶氮染料,三苯 基甲烷染料,蒽醌染料,蒽吡啶酮染料,亚苄基染料,氧杂菁染料,吡唑 并三唑偶氮染料,吡啶酮偶氮染料,花青染料,吩噻嗪染料,吡咯并吡唑 偶氮甲川染料,呫吨染料,酞菁染料,苯并吡喃染料和靛青染料。着色剂 可以是染料或颜料。

颜料分散体可以还含有溶剂作为分散介质。

基于颜料分散体中所含有的每种组分的溶解性,当将颜料分散体用于 可固化组合物时的涂布性等选择溶剂。溶剂的实例包括:酯,醚,酮和芳 族烃。这些之中,丙酸(3-乙氧基甲基)酯,丙酸(3-乙氧基乙基)酯,乙基溶 纤剂乙酸酯,乳酸乙酯,二甘醇二甲醚,乙酸丁酯,3-甲氧基甲基丙酸酯, 2-庚酮,环己酮,二甘醇单乙基醚乙酸酯,二甘醇单丁醚乙酸酯,丙二醇 甲基醚以及丙二醇单甲基醚乙酸酯(PGMEA)是优选的。

颜料分散体中溶剂的含量优选为50质量%至95质量%,并且更优选 70质量%至90质量%。

(C)光聚合引发剂

根据本发明的着色可固化组合物包含(C)光聚合引发剂以便提高灵敏 度和图案可形成性。

在本发明中可以使用的光聚合引发剂由光分解,从而引发和促进可聚 合组分如下述(D)可聚合化合物的聚合。光聚合引发剂优选在300nm至 500nm的波长区域中具有吸收。除通过光引发聚合的性质之外,(C)光聚 合引发剂也可以具有通过热引发聚合的性质。

光聚合引发剂可以单独使用,或以其两种以上的类型的组合使用。

(C)光聚合引发剂的实例包括:有机卤化物,二唑化合物,羰基化 合物,缩酮化合物,苯偶姻化合物,吖啶化合物,有机过氧化物化合物, 偶氮化合物,香豆素化合物,叠氮化合物,金属茂化合物,六芳基联咪唑 化合物,有机硼酸盐化合物,二磺酸化合物,肟化合物,盐化合物,酰 基膦(氧化物)化合物和烷基氨基化合物。

在下文中,详细描述这些化合物中的每一种。

有机卤化物的具体实例包括下列各项中描述的化合物:Wakabayashi 等,“Bull.Chem.Soc.Japan”42,2924(1969),美国专利号3,905,815,JP-B 号46-4605,JP-A号48-36281,55-32070,60-239736,61-169835,61-169837, 62-58241,62-212401,63-70243和63-298339,以及M.P.Hutt,“杂环化 学杂志(Journal of Heterocyclic Chemistry)”第1卷,第3期(1970)。其具 体实例包括被三卤甲基取代的唑化合物,以及均三嗪化合物。

均三嗪化合物的优选实例包括:其中至少一个单卤代的,二卤代的或 三卤代的甲基连接至均三嗪环的均三嗪衍生物。其具体实例包括2,4,6-三 (单氯甲基)-均三嗪,2,4,6-三(二氯甲基)-均三嗪,2,4,6-三(三氯甲基)-均三 嗪,2-甲基-4,6-双(三氯甲基)-均三嗪,2-正丙基-4,6-双(三氯甲基)-均三嗪, 2-(α,α,β-三氯乙基)-4,6-双(三氯甲基)-均三嗪,2-苯基-4,6-双(三氯甲基)-均 三嗪,2-(对甲氧基苯基)-4,6-双(三氯甲基)-均三嗪,2-(3,4-环氧苯基)-4,6- 双(三氯甲基)-均三嗪,2-(对氯苯基)-4,6-双(三氯甲基)-均三嗪,2-[1-(对甲 氧基苯基)-2,4-丁二烯基]-4,6-双(三氯甲基)-均三嗪,2-苯乙烯基-4,6-双(三 氯甲基)-均三嗪,2-(对甲氧基苯乙烯基)-4,6-双(三氯甲基)-均三嗪,2-(对- 异丙氧基苯乙烯基)-4,6-双(三氯甲基)-均三嗪,2-(对-甲苯基)-4,6-双(三氯 甲基)-均三嗪,2-(4-萘氧基萘基)-4,6-双(三氯甲基)-均三嗪,2-苯基硫基 -4,6-双(三氯甲基)-均三嗪,2-苄基硫基-4,6-双(三氯甲基)-均三嗪,2,4,6- 三(二溴甲基)-均三嗪,2,4,6-三(三溴甲基)-均三嗪,2-甲基-4,6-双(三溴甲 基)-均三嗪和2-甲氧基-4,6-双(三溴甲基)-均三嗪。

二唑化合物的实例包括:2-三氯甲基-5-苯乙烯基-1,3,4-二唑,2- 三氯甲基-5-(氰基苯乙烯基)-1,3,4-二唑,2-三氯甲基-5-(萘-1-基)-1,3,4- 二唑和2-三氯甲基-5-(4-苯乙烯基)苯乙烯基-1,3,4-二唑。

羰基化合物的实例包括二苯甲酮衍生物如二苯甲酮,米歇酮 (Michler’s ketone),2-甲基二苯甲酮,3-甲基二苯甲酮,4-甲基二苯甲酮, 2-氯二苯甲酮,4-溴二苯甲酮和2-羧基二苯甲酮;苯乙酮衍生物如2,2-二 甲氧基-2-苯基苯乙酮,2,2-二乙氧基苯乙酮,1-羟基环己基苯基酮,α-羟 基-2-甲基苯基丙酮,1-羟基-1-甲基乙基-(p-异丙基苯基)酮,1-羟基-1-(对 十二烷基苯基)酮,2-甲基-(4′-(甲基硫基)苯基)-2-吗啉代-1-丙酮,1,1,1-三 氯甲基-(对丁基苯基)酮和2-苄基-2-二甲基氨基-4-吗啉代丙基苯基酮;噻 吨酮衍生物如噻吨酮,2-乙基噻吨酮,2-异丙基噻吨酮,2-氯噻吨酮,2,4- 二甲基噻吨酮,2,4-二乙基噻吨酮,并且2,4-二异丙基噻吨酮;和苯甲酸 酯衍生物如对二甲基氨基苯甲酸乙酯和对二乙基氨基苯甲酸乙酯。

缩酮化合物的实例包括苄基甲基缩酮和苄基-β-甲氧基乙基乙基缩醛。

苯偶姻化合物的实例包括邻苯偶姻异丙基醚,苯偶姻异丁基醚,苯偶 姻甲基醚和间苯甲酰基苯甲酸甲酯。

吖啶化合物的实例包括9-苯基吖啶和1,7-双(9-吖啶基)庚烷。

有机过氧化物化合物的实例包括过氧化三甲基环己酮,过氧化乙酰丙 酮,1,1-双(叔丁基过氧基)-3,3,5-三甲基环己烷,1,1-双(叔丁基过氧基)环 己烷,2,2-双(叔丁基过氧基)丁烷,氢过氧化叔丁基,氢过氧化枯烯,氢 过氧化二异丙基苯,2,5-二甲基己烷-2,5-二氢过氧化物,氢过氧化1,1,3,3- 四甲基丁基,过氧化叔丁基枯基,过氧化二枯基,2,5-二甲基-2,5-二(叔丁 基过氧基)己烷,过氧化2,5-覆盆子酮基(oxanoyl),过氧化琥珀酸,过氧 化苯甲酰基,过氧化2,4-二氯苯甲酰基,过氧基二碳酸二异丙酯,过氧基 二碳酸二-2-乙基己酯,过氧基二碳酸二2-乙氧基乙酯,过氧基碳酸二甲 氧基异丙酯,过氧基二碳酸二(3-甲基-3-甲氧基丁基)酯,过氧基乙酸叔丁 酯,过氧基新戊酸叔丁酯,过氧基新癸酸叔丁酯,过氧基辛酸叔丁酯,过 氧基月桂酸叔丁酯,碳酸西维因酯(tercyl carbonate),3,3′,4,4′-四-(叔丁基 过氧基羰基)二苯甲酮,3,3′,4,4′-四-(叔己基过氧基羰基)二苯甲酮,3,3′,4,4′- 四-(对异丙基枯基过氧基羰基)二苯甲酮,羰基二(叔丁基过氧基二氢二邻 苯二甲酸酯),以及羰基二(叔己基过氧基二氢二邻苯二甲酸酯)。

偶氮化合物的实例包括如JP-A号8-108621中描述的那些偶氮化合物。

香豆素化合物的实例包括:3-甲基-5-氨基-((均三嗪-2-基)氨基)-3-苯基 香豆素,3-氯-5-二乙基氨基-((均三嗪-2-基)氨基)-3-苯基香豆素,以及3- 丁基-5-二甲基氨基-((均三嗪-2-基)氨基)-3-苯基香豆素。

叠氮化合物的实例包括有机叠氮化合物如美国专利号2,848,328, 2,852,379和2,940,853中描述的那些,以及2,6-双-(4-叠氮基亚苄基)-4-乙 基环己酮(BAC-E)。

金属茂化合物的实例包括JP-A号59-152396,61-151197,63-041484, 2-000249和2-004705中描述的多种二茂钛化合物;二环戊二烯基-Ti-双- 苯基,二环戊二烯基-Ti-双-2,6-二氟苯-1-基,二环戊二烯基-Ti-双-2,4-二 氟苯-1-基,二环戊二烯基-Ti-双-2,4,6-三氟苯-1-基,二环戊二烯基-Ti-双 -2,3,5,6-四氟苯-1-基,二环戊二烯基-Ti-双-2,3,4,5,6-五氟苯-1-基,二甲基 环戊二烯基-Ti-双-2,6-二氟苯-1-基,二甲基环戊二烯基-Ti-双-2,4,6-三氟苯 -1-基,二甲基环戊二烯基-Ti-双-2,3,5,6-四氟苯-1-基,二甲基环戊二烯基 -Ti-双-2,3,4,5,6-五氟苯-1-基;和铁-芳烃配合物,如JP-A号1-304453和 1-152109中描述的那些。

六芳基联咪唑化合物的实例包括多种化合物如描述在例如JP-B号 6-29285,美国专利号3,479,185,4,311,783和4,622,286中的那些。其具 体实例包括2,2′-双(o-氯苯基)-4,4′,5,5′-四苯基联咪唑,2,2′-双(o-溴苯 基)-4,4′,5,5′-四苯基联咪唑,2,2′-双(o,p-二氯苯基)-4,4′,5,5′-四苯基联咪唑, 2,2′-双(o-氯苯基)-4,4′,5,5′-四(m-甲氧基苯基)联咪唑,2,2′-双(o,o′-二氯苯 基)-4,4′,5,5′-四苯基联咪唑,2,2′-双(o-硝基苯基)-4,4′,5,5′-四苯基联咪唑, 2,2′-双(o-甲基苯基)-4,4′,5,5′-四苯基联咪唑,以及2,2′-双(o-三氟苯 基)-4,4′,5,5′-四苯基联咪唑。

有机硼酸盐化合物的具体实例包括:有机硼酸盐如JP-A号62-143044, 62-150242,9-188685,9-188686,9-188710,2000-131837,2002-107916 和2002-116539,日本专利号2764769,以及Kunz,Martin,“Rad Tech′98, Proceedings,1998年4月19-22日,芝加哥”中描述的那些;有机硼-锍配 合物或有机硼-氧代锍配合物如JP-A号6-157623,6-175564和6-175561 中描述的那些;有机硼-碘配合物如JP-A号6-175554和6-175553中描 述的那些;有机硼-配合物如JP-A号9-188710中描述的那些;以及有 机硼-过渡金属配位配合物如JP-A号6-348011,7-128785,7-140589, 7-306527和7-292014中描述的那些。

二磺酸化合物的实例包括如JP-A号61-166544和2002-328465中描 述的那些化合物。

肟化合物的实例包括如J.C.S.Perkin II(1979)1653-1660,J.C.S. Perkin II(1979)156-162,光聚合物科学和技术杂志(Journal of  Photopolymer Science and Technology)(1995)202-232,以及JP-A号 2000-66385中描述的那些化合物;以及如JP-A号2000-80068和日本专利 申请国家公开(公开)号2004-534797中描述的那些化合物。

盐化合物的实例包括重氮盐如S.I.Schlesinger,Photogr.Sci.Eng., 18,387(1974)和T.S.Bal等,聚合物(Polymer),21,423(1980)中描述 的那些,铵盐如USP号4,069,055和JP-A号4-365049中描述的那些,盐如USP号4,069,055和4,069,056中描述的那些,以及碘盐如EP号 104,143,USP号339,049和410,201和JP-A号2-150848和2-296514中描 述的那些。

在本发明中可以使用的碘盐的实例包括二芳基碘盐,考虑到稳定 性,其优选被两个以上给电子基团如烷基,烷氧基或芳氧基取代。另一种 优选的二芳基碘盐是在300nm以上的波长处具有吸收的碘盐,其中 三芳基锍盐的一个取代基具有香豆素结构或蒽醌结构。

在本发明中可以使用的锍盐的实例包括锍盐如EP号370,693, 390,214,233,567,297,443和297,442,USP号4,933,377,161,811,410,201, 339,049,4,760,013,4,734,444和2,833,827,以及DE号2,904,626,3,604,580 和3,604,581中描述的那些。考虑到稳定性和灵敏度,锍盐优选被吸电子 基团取代。吸电子基团优选具有大于0的哈米特(Hammett)值。吸电子基 团的优选实例包括卤素原子和羧酸。

锍盐的优选实例还包括其中三芳基锍盐的一个取代基具有香豆素结 构或蒽醌结构的在300nm以上的波长具有吸收的锍盐。此外,锍盐的优 选实例包括其中三芳基锍盐具有芳氧基或芳基硫基作为取代基的在300 nm以上的波长具有吸收的锍盐。

盐化合物的实例包括:盐,如在J.V.Crivello等的Macromolecules, 10(6),1307(1977)和J.V.Crivello等的J.Polymer Sci.,Polymer Chem.Ed., 17,1047(1979)中描述的那些;以及盐,如C.S.Wen等的Teh,Proc.Conf. Rad.Curing ASIA,第478页,东京,十月(1988)中所描述的那些。

酰基膦(氧化物)化合物的实例包括IRGACURE 819,DAROCUR 4265 和DAROCUR TPO(商品名,全部由Ciba Specialty Chemicals Inc.制造)。

烷基氨基化合物的实例包括具有二烷基氨基苯基的化合物和烷基胺 化合物,如JP-A号9-281698的段落[0047],以及JP-A号6-19240和6-19249 中描述的那些。具有二烷基氨基苯基的化合物的具体实例包括对二甲基氨 基苯甲酸乙酯,以及二烷基氨基苯甲醛如对二乙基氨基苯甲醛或9-久洛 里定基甲醛(9-julolidylcarbaldehyde)。烷基胺化合物的具体实例包括三乙 醇胺,二乙醇胺和三乙胺。

作为可在本发明中使用的(C)光聚合引发剂,可以适当地使用以上引 发剂。考虑到曝光灵敏度,优选的是使用下列各项中的至少一种:有机卤 化物的三嗪化合物(均三嗪化合物);缩酮化合物;苯偶姻化合物;金属茂 化合物;六芳基联咪唑化合物;肟化合物;酰基膦(氧化物)化合物;和六 烷基氨基化合物。更优选的是使用三嗪化合物,肟化合物,六芳基联咪唑 化合物或烷基氨基化合物中的至少一种。再更优选的是使用肟化合物。

当将根据本发明的着色可固化组合物用于形成固态图像传感器用彩 色滤光片中的着色像素时,归因于对固态图像传感器用彩色滤光片的要求, 着色可固化组合物中的颜料浓度高。因此,着色可固化组合物中光聚合引 发剂的浓度下降并因此曝光灵敏度降低。当使用在曝光过程中生成含卤素 化合物的引发剂如三嗪化合物进行分档器曝光时,会引起装置的腐蚀。考 虑到这些问题,作为光聚合引发剂可以同时满足曝光灵敏度和多种性质的 肟化合物是优选的,并且在365nm的波长具有吸收的肟化合物是更优选 的。

在本发明中,在肟化合物中,考虑到曝光灵敏度,随时间的稳定性以 及后加热时的着色,由下式(Q)表示的化合物是优选的。此外,IRGACURE  OXE-01和OXE-02(商品名,全都由Ciba Specialty Chemicals Inc制造)也 是优选的。

在式(Q)中,R22和X22各自独立地表示单价取代基;A22表示二价有 机基团;Ar表示芳基;并且n表示0至5的整数。

为了获得高灵敏度,R22优选表示酰基,并且,详细地,乙酰基,丙 酰基,苯甲酰基,并且甲苯酰基是优选的。

为了获得高灵敏度和/或抑制由随时间的加热而引起的着色,A22优选 表示未取代的亚烷基,被烷基(如甲基,乙基,叔丁基或十二烷基)取代的 亚烷基,被烯基(如乙烯基或烯丙基)取代的亚烷基或被芳基(如苯基,对- 甲苯基,二甲苯基,枯烯基,萘基,蒽基,菲基或苯乙烯基)取代的亚烷 基。

为了获得高灵敏度和/或抑制由随时间的加热而引起的着色,Ar优选 表示取代或未取代的苯基。取代的苯基中的取代基的优选实例包括卤素基 团如氟原子,氯原子,溴原子或碘原子。

为了提高在溶剂中的溶解性并提高在长波长区域中的吸收效率,X22优选表示取代或未取代的烷基,取代或未取代的芳基,取代或未取代的烯 基,取代或未取代的炔基,取代或未取代的烷氧基,取代或未取代的芳氧 基,取代或未取代的烷基硫基,取代或未取代的芳基硫基以及取代或未取 代的氨基。

在式(Q)中,n优选表示1或2。

适用于根据本发明的着色可固化组合物的肟化合物的具体实例如下 所示,但本发明不限定于这些实例。

相对于着色可固化组合物的总固体含量,根据本发明的着色可固化组 合物中(C)光聚合引发剂的含量优选为0.1质量%至50质量%,更优选0.5 质量%至30质量%,并且再更优选1质量%至20质量%。当(C)光聚合引 发剂的含量在以上范围内时,可以实现优异的灵敏度和图案形成性质。

(D)可聚合化合物

根据本发明的可固化组合物含有(D)可聚合化合物。

在本发明中可以使用的(D)可聚合化合物是具有至少一个烯键式不饱 和双键的可加成聚合化合物。具有至少一个烯键式不饱和双键的可加成聚 合化合物可以选自各自具有至少一个末端烯键式不饱和键,优选具有两个 以上末端烯键式不饱和键的化合物。

这种类型的化合物在相关工业领域中是广泛已知的,并且在本发明中 可以不带有特别限制地使用这种化合物。

这种化合物可以是以下化学形式:单体或预聚物(如二聚体,三聚体, 或低聚物),或者单体和预聚物的混合物,或者单体和预聚物的共聚物。 单体及其共聚物的实例包括不饱和羧酸(如丙烯酸,甲基丙烯酸,衣康酸, 巴豆酸,异巴豆酸或马来酸),以及不饱和羧酸的酯或酰胺。

优选的是使用不饱和羧酸与脂族多羟基醇化合物的酯,或不饱和羧酸 与脂族多胺的酰胺。其具体实例包括具有亲核取代基如羟基,氨基或巯基 的不饱和羧酸酯或酰胺与单官能化或多官能化异氰酸酯或环氧化合物的 加成反应产物;以及具有亲核取代基的这种不饱和羧酸酯或酰胺与单官能 或多官能羧酸的脱水缩合反应产物。

还优选的是使用具有亲电取代基如异氰酸酯基团或环氧基的不饱和 羧酸酯或酰胺与单官能或多官能醇,胺或硫醇的加成反应产物,或者具有 卤素基团或具有离去取代基如甲苯磺酰氧基的不饱和羧酸酯或酰胺与单 官能或多官能醇,胺或硫醇的取代反应产物。

其他实例包括通过将以上实例的任意一个中的不饱和羧酸用不饱和 膦酸,苯乙烯,乙烯醚等替换而获得的化合物。

脂族多羟基醇化合物与不饱和羧酸的酯单体的实例包括:丙烯酸酯, 甲基丙烯酸酯,衣康酸酯,巴豆酸酯,异巴豆酸酯以及马来酸酯。

丙烯酸酯的实例包括:乙二醇二丙烯酸酯,三甘醇二丙烯酸酯,1,3- 丁二醇二丙烯酸酯,1,4-丁二醇二丙烯酸酯,丙二醇二丙烯酸酯,新戊二 醇二丙烯酸酯,三羟甲基丙烷三丙烯酸酯,三羟甲基丙烷三(丙烯酰氧基 丙基)醚,三羟甲基乙烷三丙烯酸酯,己二醇二丙烯酸酯,1,4-环己二醇二 丙烯酸酯,四甘醇二丙烯酸酯,季戊四醇二丙烯酸酯,季戊四醇三丙烯酸 酯,季戊四醇四丙烯酸酯,二季戊四醇二丙烯酸酯,二季戊四醇六丙烯酸 酯,山梨糖醇三丙烯酸酯,山梨糖醇四丙烯酸酯,山梨糖醇五丙烯酸酯, 山梨糖醇六丙烯酸酯,三(丙烯酰氧基乙基)异氰脲酸酯,聚酯丙烯酸酯低 聚物,以及异氰脲酸EO改性的三丙烯酸酯。

甲基丙烯酸酯的实例包括1,4-丁二醇二甲基丙烯酸酯,三甘醇二甲基 丙烯酸酯,新戊二醇二甲基丙烯酸酯,三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯,三 羟甲基乙烷三甲基丙烯酸酯,乙二醇二甲基丙烯酸酯,1,3-丁二醇二甲基 丙烯酸酯,己二醇二甲基丙烯酸酯,季戊四醇二甲基丙烯酸酯,季戊四醇 三甲基丙烯酸酯,季戊四醇四甲基丙烯酸酯,二季戊四醇二甲基丙烯酸酯, 二季戊四醇六甲基丙烯酸酯,山梨糖醇三甲基丙烯酸酯,山梨糖醇四甲基 丙烯酸酯,双[p-(3-甲基丙烯酰氧基-2-羟基丙氧基)苯基]二甲基甲烷和双 [p-(甲基丙烯酰氧基乙氧基)苯基]二甲基甲烷。

衣康酸酯的实例包括乙二醇二衣康酸酯,丙二醇二衣康酸酯,1,3-丁 二醇二衣康酸酯,1,4-丁二醇二衣康酸酯(1,4-butanediol diitaconate),1,4- 丁二醇二衣康酸酯(tetramethylene glycol diitaconate),季戊四醇二衣康酸酯 和山梨糖醇四衣康酸酯。

巴豆酸酯的实例包括乙二醇二巴豆酸酯,1,4-丁二醇二巴豆酸酯,季 戊四醇二巴豆酸酯和山梨糖醇四二巴豆酸酯。

异巴豆酸酯的实例包括乙二醇二异巴豆酸酯,季戊四醇二异巴豆酸酯 和山梨糖醇四异巴豆酸酯。

马来酸酯的实例包括乙二醇二马来酸酯,三甘醇二马来酸酯,季戊四 醇二马来酸酯和山梨糖醇四马来酸酯。

酯的实例还包括脂族醇酯如JP-B号51-47334和JP-A号57-196231 中描述的那些,含有芳族骨架的化合物如JP-A号59-005240,59-005241 和02-226149中描述的那些,以及含氨基化合物如JP-A号01-165613中 描述的那些。可以使用选自上述酯单体的单体的混合物。

具有酸基团的单体可以用作具有烯键式不饱和双键的化合物。其实例 包括:(甲基)丙烯酸,季戊四醇三丙烯酸酯单琥珀酸酯,二季戊四醇五丙 烯酸酯单琥珀酸酯,季戊四醇三丙烯酸酯单马来酸酯,二季戊四醇五丙烯 酸酯单马来酸酯,季戊四醇三丙烯酸酯单邻苯二甲酸酯,二季戊四醇五丙 烯酸酯单邻苯二甲酸酯,季戊四醇三丙烯酸酯单-四氢邻苯二甲酸酯和二 季戊四醇五丙烯酸酯单-四氢邻苯二甲酸酯。这些之中,在可显影性和灵 敏度方面,季戊四醇三丙烯酸酯单琥珀酸酯是优选的。

脂族多胺化合物和不饱和羧酸的酰胺单体的实例包括亚甲基双丙烯 酰胺,亚甲基双甲基丙烯酰胺,1,6-六亚甲基双丙烯酰胺,1,6-六亚甲基 双甲基丙烯酰胺,二亚乙基三胺三丙烯酰胺,亚二甲苯基双丙烯酰胺和亚 二甲苯基双甲基丙烯酰胺。

其他优选的酰胺单体的实例包括含亚环己基结构的化合物,如JP-B 号54-21726中描述的那些。

通过异氰酸酯与羟基的加成反应制备的可加成聚合的氨基甲酸乙酯 化合物也是优选使用的。其实例包括乙烯基氨基甲酸乙酯化合物,如JP-B 号48-41708中描述的那些,所述化合物在其分子内具有两个以上可聚合 乙烯基并且通过以下方法制备:使由下式表示的化合物加成至在其分子内 具有两个以上异氰酸酯基团的聚异氰酸酯化合物。

CH2=C(R10)COOCH2CH(R11)OH

这里,R10和R11各自独立地表示H或CH3

此外,优选的是聚氨酯丙烯酸酯如JP-A号51-37193以及JP-B号 2-32293和2-16765中描述的那些,以及具有环氧乙烷骨架的氨基甲酸乙 酯化合物如JP-B号58-49860,56-17654,62-39417和62-39418中描述的 那些。为了获得具有显著优异的光反应速率的可光聚合组合物,优选的是 在其分子中具有氨基结构和/或硫醚(sulfide)结构的可加成聚合化合物,如 JP-A号63-277653,63-260909和1-105238中公开的那些。

其他实例包括:多官能(甲基)丙烯酸酯,如聚酯(甲基)丙烯酸酯和通 过使环氧树脂与(甲基)丙烯酸反应而获得的环氧(甲基)丙烯酸酯,如JP-A 号48-64183和JP-B号49-43191和52-30490中公开的那些;特定的不饱 和化合物如JP-B号46-43946,1-40337和1-40336中描述的那些;以及乙 烯基膦酸化合物如JP-A号2-25493中描述的那些。在特定情况下,可以 适宜地使用含有全氟烷基的结构如JP-A号61-22048中描述的那些。此外 也可以使用作为光固化单体和光固化低聚物描述在以下文献中的物质: Nihon Secchaku Kyoukai-Shi(Journal of Adhesion Society of Japan)第20卷, 第7期,第300-308页(1984)。

可以依赖于着色可固化组合物的所需性能自由地决定如何使用(D)可 聚合化合物的细节,如使用什么结构,将它们单独使用还是组合使用,或 所加入的量。例如,可以从以下观点选择它们。

考虑到灵敏度,可聚合化合物优选具有每分子不饱和基团含量更高的 结构,并且在很多情况下二官能化以上官能化结构是优选的。为了增加图 像区(图像区中的固化膜)的强度,可聚合化合物优选具有三以上-官能化的 结构。组合使用具有不同数目的官能团和/或不同类型的可聚合基团的化 合物(例如,选自丙烯酸酯,甲基丙烯酸酯,苯乙烯化合物以及乙烯醚化 合物的化合物)的方法对于调节灵敏度和强度两者也是有效的。考虑到固 化灵敏度,优选使用含有至少两个(甲基)丙烯酸酯结构的化合物,更优选 使用含有至少三个(甲基)丙烯酸酯结构的化合物,并且再更优选使用含有 至少四个(甲基)丙烯酸酯结构的化合物。从固化灵敏度和未曝光区的可显 影性的观点,可聚合化合物优选含有羧酸基或EO改性的结构。从固化灵 敏度和曝光区强度的观点,可聚合化合物优选为含有氨基甲酸乙酯键的化 合物。

此外,可聚合化合物的选择和使用模式是影响与着色可固化组合物中 含有的其他组分(例如,树脂,光聚合引发剂和着色剂)的相容性和可分散 性的重要因素。例如,相容性可以通过使用低纯度化合物提高,或通过组 合使用两种以上可聚合化合物提高。此外,可以选择特定结构以便提高对 基板的表面的粘附性。

从以上观点,(D)可聚合化合物的优选实例包括双酚A二丙烯酸酯, 双酚A二丙烯酸酯EO改性的产物,三羟甲基丙烷三丙烯酸酯,三羟甲 基丙烷三(丙烯酰氧基丙基)醚,三羟甲基乙烷三丙烯酸酯,四甘醇二丙烯 酸酯,季戊四醇二丙烯酸酯,季戊四醇三丙烯酸酯,季戊四醇四丙烯酸酯, 二季戊四醇四丙烯酸酯,二季戊四醇五丙烯酸酯,二季戊四醇六丙烯酸酯, 山梨糖醇三丙烯酸酯,山梨糖醇四丙烯酸酯,山梨糖醇五丙烯酸酯,山梨 糖醇六丙烯酸酯,三(丙烯酰氧基乙基)异氰脲酸酯,季戊四醇四丙烯酸酯 EO改性的产物,二季戊四醇六丙烯酸酯EO改性的产物以及季戊四醇三 丙烯酸酯单琥珀酸酯;以及可商购的产品,例如,氨基甲酸乙酯低聚物如 UAS-10和UAB-140(商品名,由Sanyo-Kokusaku Pulp Co.,Ltd.制造); DPHA-40H(商品名,由日本化药株式会社(Nippon Kayaku Co.,Ltd.)制造); UA-306H,UA-306T,UA-306I,AH-600,T-600和AI-600(商品名,由共 荣社化学株式会社(Kyoeisha Chemical Co.,Ltd.)制造)和UA-7200(商品名, 由Shin-Nakamura Chemical Co.,Ltd.制造)。

这些之中,双酚A二丙烯酸酯EO改性的产物,季戊四醇三丙烯酸 酯,季戊四醇四丙烯酸酯,二季戊四醇五丙烯酸酯,二季戊四醇六丙烯酸 酯,三(丙烯酰氧基乙基)异氰脲酸酯,季戊四醇四丙烯酸酯EO改性的产 物,二季戊四醇六丙烯酸酯EO改性的产物以及季戊四醇三丙烯酸酯单琥 珀酸酯是更优选的,并且,在这些可商购的产品中,DPHA-40H(商品名, 由日本化药株式会社(Nippon Kayaku Co.,Ltd.)制造)和UA-306H, UA-306T,UA-306I,AH-600,T-600和AI-600(商品名,由共荣社化学株 式会社(Kyoeisha Chemical Co.,Ltd.)制造)是更优选的。

相对于根据本发明的着色可固化组合物的总固体含量,(D)可聚合化 合物的含量优选为1质量%至90质量%,更优选5质量%至80质量%, 并且再更优选10质量%至70质量%。

(E)溶剂

对根据本发明的着色可固化组合物的使用没有特别限制,但是详细地, 着色可固化组合物用于通过光刻法制备彩色滤光片,通过喷墨法制备彩色 滤光片等,如下所述。如果需要,考虑到用途等而适宜地使用在下面描述 的(E)溶剂和/或其他添加剂。

首先,说明根据本发明的着色可固化组合物用于通过光刻法制备彩色 滤光片的情况。用于光刻法的根据本发明的着色可固化组合物优选含有(E) 溶剂。

(E)溶剂的实例包括选自有机溶剂的液体,如以下所示的那些。考虑 到颜料分散体中所含有的每种组分的溶解性,当将溶剂用于可固化组合物 时的涂布性等对溶剂进行选择,并且对溶剂没有特别限制,只要满足它们 的预期物理性质即可,但优选考虑到安全性而进行选择。

溶剂的具体实例包括:酯,如乙酸乙酯,乙酸正丁酯,乙酸异丁酯, 甲酸戊酯,乙酸异戊酯,丙酸丁酯,丁酸异丙酯,丁酸乙酯,丁酸丁酯, 氧基乙酸甲酯,氧基乙酸乙酯,氧基乙酸丁酯,甲氧基乙酸甲酯,甲氧基 乙酸乙酯,甲氧基乙酸丁酯,乙氧基乙酸甲酯,乙氧基乙酸乙酯,3-氧基 丙酸甲酯,3-氧基丙酸乙酯,3-甲氧基丙酸甲酯,3-甲氧基丙酸乙酯,3- 乙氧基丙酸甲酯,3-乙氧基丙酸乙酯,2-氧基丙酸甲酯,2-氧基丙酸乙酯, 2-氧基丙酸丙酯,2-甲氧基丙酸甲酯,2-甲氧基丙酸乙酯,2-甲氧基丙酸 丙酯,2-乙氧基丙酸甲酯,2-乙氧基丙酸乙酯,2-氧基-2-甲基丙酸甲酯, 2-氧基-2-甲基丙酸乙酯,2-甲氧基-2-甲基丙酸甲酯,2-乙氧基-2-甲基丙酸 乙酯,丙酮酸甲酯,丙酮酸乙酯,丙酮酸丙酯,乙酰乙酸甲酯,乙酰乙酸 乙酯,2-氧代丁酸甲酯和2-氧代丁酸乙酯;

醚,如二甘醇二甲醚,四氢呋喃,乙二醇单甲醚,乙二醇单乙醚,甲 基溶纤剂乙酸酯(乙二醇单甲醚乙酸酯),乙基溶纤剂乙酸酯(乙二醇单乙醚 乙酸酯),二甘醇单甲醚,二甘醇单乙醚,二甘醇单丁醚,二甘醇单乙醚 乙酸酯,二甘醇单丁醚乙酸酯,丙二醇甲基醚,丙二醇单甲基醚乙酸酯, 丙二醇乙基醚乙酸酯和丙二醇丙基醚乙酸酯;

酮,如甲基乙基酮,环己酮,2-庚酮和3-庚酮;以及

芳族烃,如甲苯和二甲苯。

这些之中,3-乙氧基丙酸甲酯,3-乙氧基丙酸乙酯,乙基溶纤剂乙酸 酯,乳酸乙酯,二甘醇二甲醚,乙酸正丁酯,3-甲氧基丙酸甲酯,2-庚酮, 环己酮,二甘醇单乙醚乙酸酯,二甘醇单丁醚乙酸酯,丙二醇甲基醚和丙 二醇单甲基醚乙酸酯(PGMEA)是更优选的。

相对于着色可固化组合物的总质量,根据本发明的着色可固化组合物 中(E)溶剂的含量优选为50质量%至90质量%,更优选60质量%至90质 量%,并且再更优选70质量%至90质量%。当(E)溶剂的含量在以上范围 内时,可以抑制相关残留物的生成。

另一方面,当将根据本发明的着色可固化组合物用于通过喷墨法制备 彩色滤光片时,考虑到如下所述的固化性质,(E)溶剂的含量优选尽可能 小,并且着色可固化组合物可以不含有(E)溶剂。

多种添加剂

根据本发明的着色可固化组合物可以根据需要含有多种添加剂,如填 料,不同于上述高分子量化合物的高分子量化合物,表面活性剂,粘合促 进剂,抗氧化剂,紫外吸收剂和聚集抑制剂。这种添加剂的实例包括JP-A 号2008-292970的段落[0274]至[0276]中描述的那些添加剂。

着色可固化组合物的制备方法

在根据本发明的第三方面的着色可固化组合物的制备中,可以将上述 组合物的相应组分一次性混合,也可以在将每种组分溶解在溶剂中之后相 继混合。此外,对于与组分的混合相关的添加顺序或操作条件没有特别限 定。可以将所有组分同时溶解在溶剂中以制备组合物。备选地,可以按需 要将相应的组分适当地溶解以制备两种以上溶液,并且当使用(涂布)时, 可以将这些溶液混合以制备组合物。

可以将所制备的组合物通过过滤器过滤,所述过滤器优选具有0.01 μm至3.0μm的孔径,并且更优选0.05μm至0.5μm的孔径,以用于所 需的应用。

可以将根据本发明的第三方面的着色可固化组合物适宜地用于形成 彩色滤光片的着色像素,所述彩色滤光片用于液晶显示器(LCD)或固态图 像传感器(例如,CCD,CMOS等)。尤其是,根据本发明的第三方面的着 色可固化组合物可以适宜地用于形成固态图像传感器如CCD和CMOS的 彩色滤光片。

当将根据本发明的第三方面的着色可固化组合物用于通过光刻法制 备彩色滤光片时,所述着色可固化组合物特别适合用于形成用于固态图像 传感器的彩色滤光片,其需要在薄膜中形成具有微小尺寸并且具有优异的 矩形横截面轮廓的着色图案。

详细地,当构成彩色滤光片的像素图案具有2μm以下(例如,0.5μm 至2.0μm)的尺寸(从基板法线方向看的像素图案的侧边长度),着色剂的 含量增加,并且线宽灵敏度减少,从而导致DOF边缘的变窄,这从而减 少图案可形成性。当像素图案尺寸为1.0μm至1.7μm时,这种趋势尤其 明显(并且当像素图案尺寸为1.2μm至1.5μm时更明显)。此外,在薄膜 具有1μm以下的厚度的情况下,膜中贡献于光刻性质的组分(除着色剂之 外)的量相对低降低,由于着色剂的量增加其他组分的量进一步减少,并 且灵敏度降低,从而容易出现低曝光区中的图案的分离。在这种情况下, 当施加热处理如后烘焙时,容易出现热松弛。当膜厚度为0.005μm至0.9 μm时,这些现象尤其显著(并且当膜厚度为0.1μm至0.7μm时更显著)。

另一方面,当使用根据本发明的第三方面的着色可固化组合物时,即 使当像素图案具有2μm以下的尺寸时,也可以制备具有优异的图案可形 成性并且具有良好的横截面轮廓的彩色滤光片。

使用着色可固化组合物的图案形成方法

通过光刻法使用根据本发明的第三方面的着色可固化组合物形成彩 色滤光片的方法包括以下工序:在基板上涂布着色可固化组合物以形成着 色层,将着色层图案式曝光,并在曝光之后将着色层显影以形成图案。其 具体实例包括JP-A号2008-292970的段落[0277]至[0284]中描述的方法。

后固化工序

根据本发明,在通过着色层的显影形成图案之后,优选进行后固化工 序以将所得到的图案进一步固化。

通过加热(后加热)和/或曝光(后曝光,如紫外光照射)进行的后固化工 序将所得到的图案进一步固化,从而防止在用于下一种彩色图案的形成的 着色层形成工序中图案的溶解,并且提高所得到的彩色滤光片的像素的耐 溶剂性。

后固化工序优选通过紫外光照射进行。

后固化工序(紫外光照射工序)

在紫外光照射工序中,将紫外光(UV光)照射至在图案形成工序中经 过显影处理的图案上,其照射剂量[mJ/cm2]为显影处理之前的曝光处理中 的曝光剂量[mJ/cm2]的10倍以上。在显影处理与下述加热处理之间将UV 光照射至显影后的图案上历时预定时间有效地防止在后续加热过程中可 能出现的色彩转移。当该工序中的照射剂量是显影处理之前的曝光处理中 的曝光剂量的10倍以上时,可以防止着色像素之间的色彩转移或上方的 与下方的层之间的色彩转移。

UV光的照射剂量为显影处理之前的曝光处理中的曝光剂量的优选 12倍至200倍,并且更优选15倍至100倍。

可以通过g-射线,h-射线,i-射线,KrF,ArF,UV光,电子束,X 射线等进行后曝光,并且优选通过g-射线,h-射线,i-射线或UV光进行 后曝光,并且更优选通过UV光进行后曝光。当进行UV光(UV固化)的 照射时,优选在20℃至50℃(优选25℃至40℃)的低温进行照射。UV光 的波长优选包括范围在200nm至300nm内的波长。光源的实例包括高 压汞灯,以及低压汞灯。照射时间可以是10秒至180秒,优选20秒至 120秒,并且更优选30秒至60秒。

用于UV光照射的光源的实例包括超高压汞灯,高压汞灯,低压汞灯 以及深UV灯。这些之中,这样的可以照射光的光源是优选的:在要照射 的紫外光中包括275nm以下波长的光,并且其中275nm以下波长光的 照射照度[mW/cm2]相对于紫外光中的整个波长范围的积分照射照度为5% 以上。当紫外光中275nm以下波长的光的照射照度为5%以上时,有效 地增强对着色像素之间的色彩转移或上方的和下方的层之间的转移的抑 制效果以及改善耐光性的效果。考虑到这些事实,优选的是使用不同于用 于图案形成工序的曝光用光源如i-射线,并且其具体实例包括高压汞灯, 以及低压汞灯。这些之中,由于与如上所述相同的原因,相对于紫外光中 全部波长范围的积分照射照度,275nm以下波长的光的照射照度优选为 7%以上。275nm以下波长的光的照射照度的上限优选为25%以下。

这里,术语“积分照射照度”是指当将每个光谱波长的照度(单位时 间期间内通过单位面积的辐射能量;[mW/m2])放在垂直轴上并将光的波 长[nm]放在水平轴上作图时,照射光中所包含每个波长的光的照度之和 (面积)。

在UV照射工序中照射的用于后曝光的紫外光的积分照射照度优选 为200mW/cm2以上。当积分照射照度为200mW/cm2以上时,可以有效 地增强对着色像素之间的色彩转移或上方的和下方的层之间的转移的抑 制效果以及改善耐光性的效果。这些之中,积分照射照度优选为250 mW/cm2至2000mW/cm2,并且更优选300mW/cm2至1000mW/cm2

此外,优选在电热板或烘箱中在100℃至300℃,并且更优选150℃ 至250℃的温度进行后加热。后加热时间优选为30秒至30000秒,并且 更优选60秒至1000秒。

在后固化工序中,可以组合进行后曝光和后加热。在这种情况下,可 以首先进行它们中的任意一个,但是优选在后加热之前进行后曝光。这是 因为归因于通过后曝光的固化促进可以防止在后加热工序中出现的由于 图案的热松弛和拖尾的变形。

所获得的彩色图案构成彩色滤光片中的像素。在制备具有多色像素的 彩色滤光片的情况下,可以通过根据所需的色调数目将图案形成工序(以 及按需要的后固化工序)重复数次以制备由所需数目的色调构成的彩色滤 光片。

用于喷墨法的着色可固化组合物

在下文中,说明将根据本发明的第三方面的着色可固化组合物用于通 过喷墨法制备彩色滤光片的情况。用于通过喷墨法制备彩色滤光片所使用 的着色可固化组合物中含有的(A)特定树脂,(B)颜料分散体,(C)光聚合 引发剂和(D)可聚合化合物的定义和优选实例与用于通过光刻法制备彩色 滤光片所使用的着色可固化组合物相同。因此,将对于这些组分的说明省 略。

根据本发明的用于喷墨法的着色可固化组合物可以含有(E)溶剂。在 本发明中,也可以使用不含有(E)溶剂的用于喷墨法的着色可固化组合物。 在用于喷墨法的着色可固化组合物的不含有(E)溶剂的实施方案中,例如, (D)可聚合化合物可以充当溶剂。

对(E)溶剂没有特别限制,只要它满足相应的组分的溶解性或下述溶 剂的沸点,并且优选的是考虑到下述粘合剂的溶解性,涂布性能和安全性 而具体选择溶剂。溶剂的具体实例包括如JP-A号2009-13206的段落[0030] 至[0040]中描述的那些溶剂可以作为示例。

相对于着色可固化组合物的总质量,(E)溶剂的含量优选为30质量% 至90质量%,并且更优选50质量%至90%。当溶剂的含量为30质量% 以上时,保持了提供在一个像素内的墨的量,从而实现着色可固化组合物 在像素中的充分湿散布。当溶剂的含量为90质量%以下时,可以将着色 可固化组合物中除溶剂之外用于形成官能化膜(例如,像素等)的组分的量 保持在以上给出的量。因此,当使用根据本发明的着色可固化组合物形成 彩色滤光片时,每个像素所需要着色可固化组合物的量不过大,并且,例 如,当通过使用喷墨法将着色可固化组合物沉积在由壁分割的凹陷部分中 时,可以避免组合物从凹陷部分溢出并与相邻像素色彩混合。

当根据本发明的第三方面的用于喷墨法的着色可固化组合物含有溶 剂时,从着色可固化组合物从喷嘴的喷射性质和对基板的可润湿性的观点, 溶剂优选为具有高沸点的溶剂。具有低沸点的溶剂甚至在喷墨头上也可能 容易挥发,这容易引起着色可固化组合物粘度增加,固体沉淀等,并且导 致喷射性质的劣化。此外,在到达每个基板之后,着色可固化组合物在基 板上润湿并散布,湿散布区域的边缘处溶剂蒸发并且着色可固化组合物的 粘度增加,从而在一些情况下归因于作为“阻塞(pinning)”已知的现象使 得湿散布受到抑制。

在根据本发明的第三方面的用于喷墨法的着色可固化组合物中使用 的溶剂的沸点优选为130℃至280℃。从面内像素的形状均匀性的观点, 溶剂的沸点高于130℃是优选的。考虑到溶剂通过预烘焙的可移除性,优 选的是溶剂的沸点低于280℃。这里,溶剂的沸点意指在1个大气压的压 力下的沸点,并且可以从化合物字典的物理特征表中找到(如Chapman& Hall公布的那些)等。这些溶剂可以单独使用或者使用其两种以上类型的 组合。

根据需要,根据本发明的用于喷墨法的着色可固化组合物可以含有用 于调整粘度,调节墨硬度等的粘合剂。可以使用容易干燥并且固化的粘合 剂作为所述粘合剂。例如,粘合剂可以仅由树脂或本身不具有聚合性的树 脂组成。然而,为了对涂膜赋予足够的强度,耐久性和粘附性,优选的是 在通过喷墨法在基板上形成像素图案之后,使用可以通过聚合固化像素的 粘合剂。例如,可以使用可以通过聚合固化的粘合剂,如可以通过可见光, UV光,电子束等的作用聚合并固化的可光固化粘合剂,以及可以通过加 热而聚合并固化的热固性粘合剂。

根据本发明的第三方面的用于喷墨法的着色可固化组合物可以含有 交联剂。作为交联剂,优选的是使用“多环氧树脂的一般介绍,基本版I (General Introduction to Epoxy Resins,Basic Edition I)”(环氧树脂技术日 本学会(The Japan Society of Epoxy Resin Technology),2003年11月19日 出版)的第3章中所描述的固化剂和促进剂。例如,可以使用多官能羧酸 酸酐或多官能羧酸。

根据本发明的第三方面的用于喷墨法的着色可固化组合物还可以含 有表面活性剂。表面活性剂的适宜的实例包括下列各项中所描述的表面活 性剂:JP-A号7-216276的段落[0021]中,以及JP-A号2003-337424和 11-133600中。相对于着色可固化组合物的总量,表面活性剂的含量优选 为5质量%以下。

用于根据本发明的第三方面的喷墨法的着色可固化组合物可以按需 要含有其他添加剂。其他添加剂的实例包括JP-A号2000-310706的段落 [0058]至[0071]中描述的添加剂。

根据本发明的第三方面的用于喷墨法的着色可固化组合物可以通过 用于制备喷墨用墨的已知的方法制备。

为了制备(D)可聚合化合物的溶液,当所使用的材料在溶剂中的溶解 性低时,可以适当地进行处理如加热或超声处理,只要不使可聚合化合物 发生聚合反应即可。

虽然对根据本发明的第三方面的用于喷墨法的着色可固化组合物的 物理性质没有特别限制,只要着色可固化组合物可以经由喷墨头喷出即可, 但墨在其喷射时的粘度优选为2mPa·s至30mPa·s,以便获得稳定的喷射, 并且更优选2mPa·s至20mPa·s。此外,当通过机器喷射着色可固化组合 物时,用于喷墨法的着色可固化组合物的温度优选在20℃至80℃的范围 内保持基本上不变。当机器的温度高时,着色可固化组合物的粘度降低并 且可以喷射具有高粘度的组合物;然而,较高的温度可能容易引起喷头中 着色可固化组合物的热变性和/或热聚合反应,或溶剂在墨喷射喷嘴的表 面上的蒸发,这容易导致喷嘴堵塞。因此,机器的温度优选在20℃至80℃ 的范围内。

这里,将用于喷墨法的着色可固化组合物保持在25℃的同时,用通 常使用的E型粘度计(例如,由Toki Sangyo Co.,Ltd.制造的RE-80L E型 粘度计)测量粘度。

为了提高对非浸透基板的可润湿性和喷射稳定性,用于喷墨法的着色 可固化组合物在25℃的表面张力(静态表面张力)优选为20mN/m至40 mN/m,并且更优选20mN/m至35mN/m。当通过机器喷射着色可固化组 合物时,优选将用于喷墨法的着色可固化组合物的温度保持在20℃至80℃ 基本不变,并且保持20mN/m至40mN/m的表面张力。为了以一定精度 保持用于喷墨法的着色可固化组合物的温度不变,机器优选配备有用于检 测着色可固化组合物的温度的装置,用于加热或冷却着色可固化组合物的 装置以及用于根据所测得的着色可固化组合物的温度而控制加热或冷却 的装置。该机器优选配备有这样的装置,其根据组合物的温度调节施加至 用于喷射的装置的能量,并且减少由组合物的性质改变带来的影响。

这里,着色可固化组合物的表面张力是通过下列方法获得的值:在 25℃的液体温度和60%RH,通过基于使用通常使用的表面张力计(例如, 表面张力计FACE SURFACE TENSIOMETER CBVB-A3,由Kyowa  Interface Science Co.,Ltd.制造)的测量的Wilhermy方法。

为了适当地保持在冲击至基板上之后着色可固化组合物的湿散布形 状,优选的是在冲击在基板上之后保持着色可固化组合物的预定的液体性 质。为了这个目的,优选的是将基板和/或基板附近的温度保持在预定范 围内。也有效的是通过例如增加支撑基板的台面的热容量而减少温度变化 的影响。

当将根据本发明的第三方面的着色可固化组合物用于通过喷墨法制 备彩色滤光片时,可以获得着色可固化组合物的优异的储存稳定性,并且 可以抑制着色可固化组合物的聚集或分解。此外,即使当连续地和间歇地 喷射着色可固化组合物时,也可以减少喷射的紊乱如无喷射或液滴的弯曲 飞行,从而可以获得优异的喷射稳定性,并且可以获得当在给定时期的暂 停并且在无喷射等出现时的优异的恢复性。

对根据本发明的第三方面的通过喷墨法使用着色可固化组合物制备 彩色滤光片的方法没有特别限制,并且,例如,可以使用描述在JP-A号 2008-250188的段落[0114]至[0128]中的方法。

根据本发明第三方面的彩色滤光片的预期用途

根据本发明的第三方面的彩色滤光片还可以具有氧化铟锡(ITO)层作 为透明导电膜。形成ITO层的方法的实例包括连续低温溅射法,连续高 温溅射法,间歇低温溅射法,间歇高温溅射法,真空沉积法,以及等离子 体CVD法。低温溅射法是优选的,因为可以降低对彩色滤光片的损坏。

对根据本发明的第三方面的彩色滤光片的预期用途没有特别限制,并 且预期用途的实例包括:图像显示器(尤其是彩色图像显示器)如液晶显示 器,有机EL显示器,液晶投影仪,用于游戏机的显示器,用于便携式终 端如移动电话的显示器,用于数码相机的显示器和用于车辆导航仪的显示 器。根据本发明的第三方面的彩色滤光片可以适宜地作为用于下列各项的 彩色滤光片:在数码相机,数码摄像机,内窥镜,移动电话等中使用的固 态图像传感器如CCD图像传感器和CMOS图像传感器。尤其是,彩色滤 光片适用于可以含有大于一百万像素的高分辨率的CCD装置或CMOS装 置。

对固态图像传感器的构造没有特别限制,只要它起固态图像传感器的 作用并包含根据本发明的第三方面的彩色滤光片即可。例如,固态图像传 感器的构造的实例包括下列各项。

即,固态图像传感器的构造的具体实例包括以下构造:其中将构成光 接收区的光电二极管和由多晶硅等形成的传输电极设置在基板上,将彩色 滤光片层设置在其上,并且之后将微透镜层叠于其上。

从彩色材料的光诱发脱色的观点,带有根据本发明的彩色滤光片的照 相机系统优选设置有盖玻片,微透镜等,其上的照相机透镜或IR截断膜 是二向色性涂布的,并且其材料优选具有部分地或全部地吸收400nm以 下的UV光的光学性质。此外,为了抑制彩色材料的氧化脱色,优选将照 相机系统的结构为配置为具有其中减少了渗透至彩色滤光片的氧的结构。 例如,优选将照相机系统部分或全部用氮气密封。

虽然通过多个实施方案详细描述了根据本发明的第三方面的着色可 固化组合物,彩色滤光片以及用于制备彩色滤光片的方法,以及带有所述 彩色滤光片的图像显示装置和固态图像传感器,但是本发明不限于那些实 施方案,并且应当理解,可以在不背离本发明的范围的情况下可以进行多 种修改和变更。

实施例

在下文中,参考实施例进一步描述本发明的第一方面,但除非背离本 发明的范围,本发明的第一方面不限定于这些实例。除非另作说明,“份” 以质量份表达。

实施例1-1

(1)抗蚀剂溶液A(负片型)的制备

将下列组分混合,并且溶解,从而制备抗蚀剂溶液A。

-丙二醇单甲基醚乙酸酯        5.20份

-环己酮                      52.60份

-粘合剂                      30.50份

(甲基丙烯酸苄酯/甲基丙烯酸/甲基丙烯酸2-羟基乙酯共 聚物(60∶20∶20的摩尔比)的41%环己酮溶液,以当量聚 苯乙烯分子量计的平均分子量:30,200)

-二季戊四醇六丙烯酸酯        10.20份

-聚合抑制剂(p-甲氧基苯酚)    0.006份

-含氟表面活性剂(商品名:F-475;由DIC Corporation制造)

                             0.80份

-光聚合引发剂(4-苯并氧杂环戊烷(benzoxolane)-2,6-双(三氯 甲基)-均三嗪;商品名:TAZ-107;由Midori Kagaku Co.,Ltd. 制造)

                             0.58份

(2)带下涂层的玻璃基板的制备

使用0.5%NaOH水溶液对玻璃基板(商品名:Corning 1737;由Corning  Inc.制造)进行超声清洗,用水洗涤,并进行脱水烘焙处理(于200℃历时 20分钟)。随后,将在上面的条目(1)中所获得的抗蚀剂溶液A使用旋涂机 涂布在干净的玻璃基板上以使得所获得的膜在干燥之后具有2μm的厚度, 并且之后将玻璃基板在220℃加热和干燥1小时,从而获得带有下涂层的 玻璃基板。

(3)着色可固化组合物的制备

(3-1)C.I.颜料蓝15:6分散体的制备

如下制备C.I.颜料蓝15:6的分散体。换言之,将含有11.8质量份的 C.I.颜料蓝15:6(55nm的平均初级粒径),5.9质量份的颜料分散剂 BY-161(商品名;由BYK化学有限责任公司(BYK Chemie GmbH)制造), 以及82.3质量份的PGMEA的混合液混合并使用珠磨分散(使用具有0.3 mm直径的氧化锆珠粒)3小时,从而制备颜料分散体。使用配备有降压 系统(NANO-3000-10;商品名;由Beryu Co.,Ltd.制造)的高压分散机在 2,000Kg/cm3的压力以500g/分钟的流速下对颜料分散体进行分散处理。 将该分散处理重复10次,从而获得颜料分散体(C.I.颜料蓝15:6分散体)。 通过动态光散射法使用MICROTRAC NANOTRAC UP-A EX150(商品名; 由Nikkiso Co.,Ltd.制造)测量的所获得的颜料分散体中的颜料的平均初级 粒径为24nm。

(3-2)着色可固化组合物的制备

将以下组分混合并分散,从而获得着色可固化组合物。

-环己酮                                       1.133份

-甲基丙烯酸苄酯/甲基丙烯酸的共聚物(20%CyH溶液)

(摩尔比70∶30,重均分子量:30,000)            1.009份

-SOLSPERSE 20000(1%环己烷溶液)(可得自Lubrizol Japan Ltd.)

                                              0.125份

-肟光聚合引发剂(具有如下所示的结构的化合物)   0.087份

-着色剂多聚体(示例化合物P21)                0.183份

-颜料蓝15:6分散体(17.70%的固体含量浓度,11.80%的颜料浓度)

                                            2.418份

-丙氧基甘油(1%环己烷溶液)                  0.048份

-二季戊四醇六丙烯酸酯                       0.225份

(4)着色可固化组合物的曝光和显影(图像形成)

将以上条目(3)获得的着色可固化组合物使用旋涂机涂布在上面的条 目(2)中获得的玻璃基板的下涂层上以使得所获得的膜在干燥之后具有 0.6μm的厚度,并且之后将膜在100℃预烘焙120秒。

随后,使用曝光机UX3100-SR(商品名;由Ushio Inc.制造),将涂膜 用具有365nm波长的光经由具有2μm的线宽的图案的掩模在200mJ/cm2曝光剂量照射。在曝光之后,将该膜在25℃的条件下用显影剂CD-2000(商 品名;由Fujifilm Electronic Materials Co.,Ltd.制造)显影40秒。其后,将 膜用流动的水冲洗30秒,喷雾干燥,并且在200℃后烘焙15分钟。

(5)评价

按以下方式评价通过将着色可固化组合物涂布在玻璃基板上所获得 的涂膜的耐热性和耐溶剂性以及耐光性。评价结果在下表14中给出。

耐热性

将其上涂布有上面的条目(3)中获得的着色可固化组合物的玻璃基板 放置在处于200℃的电热板上以使得玻璃基板的底部表面与电热板接触 并加热1小时。使用比色计(商品名:MCPD-1000;由Otsuka Electronics Co., Ltd.制造)测量加热之前和之后的着色可固化组合物的色差(ΔE*ab值),并 且根据以下评价标准评价耐热性指标。更小的ΔE*ab值表示更好的耐热 性。这里,ΔE*ab值是根据CIE 1976(L*,a*,b*)色空间(色彩科学手册 (Color Science Handbook)(在1985年的新版);第266页,由the Color  Science Association of Japan编辑)由以下色差公式计算的。

ΔE*ab={(ΔL*)2+(Δa*)2+(Δb*)2}1/2

评价标准

A:ΔE*ab值小于3

B:ΔE*ab值为3以上并小于5

C:ΔE*ab值为5至15

D:ΔE*ab值大于15

耐溶剂性

测量以上条目(4)中获得的后烘焙之后的涂膜的光谱(光谱A)。在该涂 膜上涂布在上面的条目(1)中所获得的抗蚀剂溶液A以使得所获得的膜具 有1μm的厚度,并且之后将该膜预烘焙。其后,将膜用显影剂CD-2000(商 品名;由Fujifilm Electronic Materials Co.,Ltd.制造)在23℃的条件下显影 120秒,并且再次测量光谱(光谱B)。作为耐溶剂性的指标,基于光谱A 与光谱B之差计算着色剂残留率。接近于100%的值表示更高的耐溶剂性。

评价标准

A:着色剂残留率大于90%

B:着色剂残留率为70%至90%

C:着色剂残留率小于70%

耐光性

测量以上条目(4)中获得的后烘焙之后的涂膜的光谱(光谱A)。将该涂 膜用氙灯以100,000lux的照射剂量用光照射20小时(等价于2,000,000 lux·小时)。测量照射之前和之后涂膜的色差(ΔE*ab值)。使用色差作为耐 光性的指标。更低的ΔE*ab值表示更好的耐光性。评价标准如下:

评价标准

A:ΔE*ab值小于3

B:ΔE*ab值为3以上并小于5

C:ΔE*ab值为5至15

D:ΔE*ab值大于15

实施例1-2至1-59,以及比较例1-1和1-2

在实施例1-2至1-59,以及比较例1-1和1-2中,除了使用等量的下 表14至17中列出的分别的着色剂代替实施例1-1中的“(3)着色可固化组 合物的制备”中的示例化合物P21以外,与实施例1-1类似地形成并评价 图案。评价结果在表14至17中给出。表14中的比较着色剂1和比较着 色剂2(C.I.酸性红87)的结构如下所示。

比较着色剂1    比较着色剂2

表14

  着色剂多聚体   耐热性   耐溶剂性   耐光性   实施例1-1   P21   B   A   B   实施例1-2   P28   B   A   B   实施例1-3   P53   B   A   A   实施例1-4   P57   B   A   A   实施例1-5   P62   A   A   A   实施例1-6   P72   A   A   B   实施例1-7   P77   A   A   B   实施例1-8   P92   B   A   B   实施例1-9   P100   B   A   B   比较例1-1   比较着色剂1   D   C   D   比较例1-2   比较着色剂2   C   B   D

表15

  着色剂多聚体   耐热性   耐溶剂性   耐光性   实施例1-10   P176   B   A   B   实施例1-11   P179   B   A   B   实施例1-12   P183   B   A   B   实施例1-13   P184   B   A   B   实施例1-14   P185   B   A   B   实施例1-15   P192   B   A   B   实施例1-16   P193   A   A   A   实施例1-17   P197   A   A   B

表16

  着色剂多聚体   耐热性   耐溶剂性   耐光性   实施例1-18   S-1   A   A   B   实施例1-19   S-2   A   A   A   实施例1-20   S-3   A   A   A   实施例1-21   S-4   A   A   A   实施例1-22   S-5   A   A   A   实施例1-23   S-6   A   A   A   实施例1-24   S-7   A   A   B   实施例1-25   S-8   B   A   B   实施例1-26   S-9   A   A   A   实施例1-27   S-10   B   A   C   实施例1-28   S-11   A   A   A   实施例1-29   S-12   A   A   A   实施例1-30   S-13   A   A   A   实施例1-31   S-14   A   B   A   实施例1-32   S-15   A   B   A   实施例1-33   S-16   B   B   B   实施例1-34   S-17   B   B   B   实施例1-35   S-18   B   B   B   实施例1-36   S-19   A   A   A   实施例1-37   S-20   B   B   B   实施例1-38   S-21   B   B   B   实施例1-39   S-22   A   B   B   实施例1-40   S-23   A   B   B   实施例1-41   S-24   B   B   B   实施例1-42   S-25   A   B   B   实施例1-43   S-26   A   B   B

表17

  着色剂多聚体   耐热性   耐溶剂性   耐光性   实施例1-44   P201   A   A   B   实施例1-45   P202   A   A   B   实施例1-46   P203   A   A   B   实施例1-47   P204   A   A   B   实施例1-48   P205   B   B   B   实施例1-49   P207   B   A   B   实施例1-50   P209   A   A   A   实施例1-51   P211   A   B   B   实施例1-52   P213   A   A   B   实施例1-53   P215   A   A   B   实施例1-54   P217   A   A   B   实施例1-55   P219   A   B   B   实施例1-56   P221   B   A   B   实施例1-57   P223   A   A   B   实施例1-58   P225   A   A   C   实施例1-59   P227   B   B   C

实施例2-1至2-59,以及比较例2-1至2-2

在以下程序中分别使用实施例1-1至1-59和比较例1-1至1-2中所使 用的着色可固化组合物制备实施例2-1至2-59,以及比较例2-1至2-2的 彩色滤光片,并评价彩色滤光片的色彩转移。评价结果在下表18至21 中给出。

单色彩色滤光片的制备

将实施例1-1至1-59和比较例1-1至1-2中所使用的着色可固化组合 物的每一种使用旋涂机涂布在根据上面的条目(2)制备的实施例1-1的玻 璃基板上,以使得所获得的膜具有1μm的干膜厚度,并将玻璃基板在100℃ 预烘焙120秒以在其上形成着色膜。将着色膜经由具有排列在基板上4 mm×3mm面积内的7.0平方微米图案的掩模使用i-线分档器(商品名: FPA-3000i5+;由Canon Inc.制造)以200mJ/cm2的曝光剂量和1200 mW/cm2的照度(积分照射照度)曝光。在曝光之后,在23℃使用显影剂 CD-2000(商品名;60%溶液,由Fujifilm Electronic Materials Co.,Ltd.制造) 对膜进行桨式显影60秒以形成图案。之后将该图案用流动的水冲洗20 秒,并将其喷雾干燥。其后,进行曝光之后的紫外照射处理,其中使用高 压紫外汞灯(商品名:UMA-802-HC552FFAL;由Ushio Inc.制造)将其上形 成有图案的整个玻璃基板用紫外线以10000mJ/cm2的曝光剂量照射。在 照射之后,将其上形成有图案的基板在电热板上在220℃后烘焙300秒, 从而在玻璃面板上形成着色图案。这里,相对于光在紫外光的整个波长范 围内的积分照射照度,275nm以下波长的光的照射照度[mW/cm2]为10%。

色彩转移的评价

在所获得的其上已经形成有着色图案的彩色滤光片的表面上,涂布 CT-2000L溶液(透明底涂层剂)(商品名;由Fujifilm Electronic Materials Co., Ltd.制造)以使得所获得的膜具有1μm的干膜厚度,并且将膜干燥以形成 透明膜。在200℃对透明膜进行加热处理5分钟。在完成加热处理之后, 用显微分光光度计(LCF-1500M;商品名;由Otsuka Electronics CO.Ltd.) 测量相邻着色图案的透明膜的吸光度。作为色彩转移的指标,计算所获得 的透明膜的吸光度的值与在加热之前测量的着色图案的吸光度的值的比 率(%)。

评价标准

至相邻像素的色彩转移率(%)

A:至相邻像素的转移率(%)小于1%

B:至相邻像素的色彩转移率(%)为1%以上并小于10%

C:至相邻像素的色彩转移率(%)为10%以上和小于30%

D:至相邻像素的色彩转移率(%)大于30%

表18

  着色剂多聚体   色彩转移   实施例2-1   P21   B   实施例2-2   P28   B   实施例2-3   P53   A   实施例2-4   P57   A   实施例2-5   P62   B   实施例2-6   P72   A   实施例2-7   P77   A   实施例2-8   P99   B   实施例2-9   P100   B   比较例2-1   比较着色剂1   D   比较例2-2   比较着色剂2   C

表19

  着色剂多聚体   色彩转移   实施例2-10   P176   B   实施例2-11   P179   B   实施例2-12   P183   A   实施例2-13   P184   B   实施例2-14   P185   B   实施例2-15   P192   B   实施例2-16   P193   B   实施例2-17   P197   B

表20

  着色剂多聚体   色彩转移   实施例2-18   S-1   B   实施例2-19   S-2   A   实施例2-20   S-3   A   实施例2-21   S-4   A   实施例2-22   S-5   A   实施例2-23   S-6   A   实施例2-24   S-7   A   实施例2-25   S-8   B   实施例2-26   S-9   A   实施例2-27   S-10   B   实施例2-28   S-11   A   实施例2-29   S-12   A   实施例2-30   S-13   A   实施例2-31   S-14   A   实施例2-32   S-15   A   实施例2-33   S-16   B   实施例2-34   S-17   B   实施例2-35   S-18   B   实施例2-36   S-19   A   实施例2-37   S-20   B   实施例2-38   S-21   B   实施例2-39   S-22   A   实施例2-40   S-23   A   实施例2-41   S-24   B   实施例2-42   S-25   A   实施例2-43   S-26   A

表21

  着色剂多聚体   色彩转移   实施例2-44   P201   B   实施例2-45   P202   C   实施例2-46   P203   B   实施例2-47   P204   C   实施例2-48   P205   A   实施例2-49   P207   B   实施例2-50   P209   B   实施例2-51   P211   A   实施例2-52   P213   B   实施例2-53   P215   B   实施例2-54   P217   B   实施例2-55   P219   B   实施例2-56   P221   C   实施例2-57   P223   C   实施例2-58   P225   C   实施例2-59   P227   C

如表14至17中所示,在其中使用本发明的着色剂多聚体的实施例 1-1至1-59中,展现出优异的耐溶剂性,耐热性和耐光性。

此外,如表18至21中所示,在其中使用本发明的着色剂多聚体的实 施例2-1至2-59的彩色滤光片中,抑制了至相邻像素图案的色彩转移。

在下文中,参考实施例进一步描述本发明的第二方面。在以下实施例 中,可以适当地改变材料,试剂,材料的比例,装置,操作方法,除非脱 离本发明的范围。因此,本发明的第二方面不限定于这些实施例。除非另 作说明,“%”和“份”以质量为单位表述,并且分子量以重均分子量为 单位表述。

合成例1

示例化合物109的合成

通过如下所示的方法合成具有可聚合基团的着色剂多聚体的示例化 合物109。

首先,通过根据以下合成方案的方法合成着色剂单体2-4-A。

中间体(b)的合成

向反应容器中,引入120.5g(1.48mol)的硫氰酸钠和280mL的甲醇, 并且将容器的内部温度升高至55℃。向该混合物中,在30分钟内滴加200 g(1.48mol)的(a)1-氯频哪酮。在完成滴加之后,将容器的内部温度保持在 55℃继续反应2小时。在完成反应之后,将容器的内部温度降低至10℃, 并且将250mL的水加入其中。之后将混合物在10℃搅拌30分钟。之后 将晶体过滤并分离,从而获得中间体(b)的白色晶体。中间体(b)的量为218 g(收率94%)。质谱分析结果:(m/z)=158([M+1]+,100%)。

中间体(c)的合成

向反应容器中,引入157g(1mol)的中间体(b),800mL的甲苯和28.6 mL的乙酸,并且将容器的内部温度升高至80℃。向该混合物中,在30 分钟之内缓慢地滴加104mL的二乙胺。在完成滴加之后,将容器的内部 温度保持在80℃继续反应3小时。在完成反应之后,将内部温度降低至 30℃,并将500mL的水加入其中。之后将甲苯相洗涤。将甲苯相用各500 mL的1N盐酸萃取两次。将萃取液用氢氧化钠中和并之后用乙酸乙酯萃 取。将萃取液用硫酸镁干燥并用旋转蒸发器浓缩,从而获得中间体(c)的 黄色液体。所获得的中间体(c)的量为106g(收率50%)。质谱分析结果: (m/z)=212(M+,100%)。

中间体(d)的合成

重氮盐的合成

向反应容器中,引入59.8g(0.188mol)的40%亚硝基硫酸,100mL 的乙酸和75mL的丙酸,并且将容器的内部温度降低至0℃。向该混合物 分批加入25g(0.188mol)的2-氨基咪唑-4,5-二甲腈,并将混合物在0℃至 5℃的内部温度搅拌2小时。

偶联反应

分别地,将39.9g(0.188mol)的中间体(c),350mL的甲醇,以及300 g的乙酸钠放入烧瓶中,并且将烧瓶的内部温度降低至0℃。在将内部温 度保持在10℃以下的情况下,向该混合物缓慢地滴加如上所述合成的重 氮盐分散体。在完成滴加之后,在0℃至5℃的内部温度进行反应1小时, 并且在室温再进行1小时。在完成反应之后,将400mL的水加入至混合 物中,并在室温搅拌60分钟。之后将晶体过滤并分离,并用温水洗涤, 从而获得中间体(d)的红色晶体。所获得的中间体(d)的量为62g(收率93%)。 质谱分析结果:(m/z)=357([M+1]+,100%)。

着色剂单体2-4-A的合成

在300mL三颈烧瓶中,引入14.2g(0.04mol)的中间体(d),6.7g(0.044 mol)的4-乙烯基苄基氯,16.6g(0.12mol)的碳酸钾,18g(0.12mol)的碘化 钠,100mL的N,N-二甲基乙酰胺,以及0.2mL的硝基苯,并且在50℃ 的容器内部温度下进行反应2小时。在完成反应之后,将反应混合物在室 温下冷却,并将400mL的水加入其中。将生成物用300mL的乙酸乙酯 萃取。将萃取液用碳酸氢钠水溶液洗涤,并用硫酸镁干燥。其后,将5mg 的甲氧基苯酚加入至该混合物,并将生成物用旋转蒸发器浓缩至干燥。将 所获得的残留物用75mL的甲醇悬浮并洗涤,并将晶体过滤并分离,从 而获得着色剂单体2-4-A的金属光泽的绿色晶体。所获得的着色剂单体 2-4-A的量为16.1g(收率85%)。质谱分析结果:(m/z)=473([M+1]+,100%)。 着色剂单体2-4-A在乙酸乙酯中的最大吸收波长为496.4nm。着色剂单体 2-4-A在乙酸乙酯中的吸收光谱如图1中所示。

随后,根据以下合成方案,使着色剂单体2-4-A和甲基丙烯酸通过以 下方法共聚。

在100mL三颈烧瓶中,放入14.0g(0.03mol)的着色剂单体2-4-A和 6.0g(0.07mol)的甲基丙烯酸,并将混合物溶解在60g的丙二醇甲基醚乙 酸酯中,并在氮流中加热至75℃。将0.69g的聚合引发剂(商品名:V-601; 由Wako Pure Chemical Industries,Ltd.制造)加入至该溶液,并将混合物加 热并搅拌2小时。其后,将0.69g的聚合引发剂另外加入至混合物并搅拌 2小时,并且之后将温度升高至90℃并搅拌另外2小时。通过高速液相色 谱确认着色剂单体和甲基丙烯酸在溶液中的剩余量分别为1质量%以下。 随后,将100mg的对甲氧基苯酚,0.4g的二甲基十二烷基胺,以及4.2 g(0.03mol)的甲基丙烯酸缩水甘油酯加入至反应液,并将温度升高至95℃。 之后将反应液在大气中搅拌10小时,从而合成具有可聚合基团的着色剂 多聚体(示例化合物109)的30质量%丙二醇甲基醚乙酸酯溶液。通过高速 液相色谱确认甲基丙烯酸缩水甘油酯在溶液中的剩余量分别为1质量% 以下。所获得的着色剂多聚体的重均分子量(Mw)为18,000,并且酸值为 90mgKOH/g。

从化学的观点,可以基于以上合成实施例合成表11中的其他示例化 合物(示例化合物101等)。表11中的示例化合物105和111可以通过以 下方式容易地合成:使含有二醇和羧酸化合物的染料与二异氰酸酯或双 (酸酐)反应以合成聚氨酯或聚酯,并且以与上面类似的方式向其中加入甲 基丙烯酸缩水甘油酯。

合成例2

示例化合物114的合成

具有可聚合基团的着色剂多聚体的示例化合物114通过如下所示的 方法合成。

首先,通过根据以下方案的方法合成着色剂单体J-1。

化合物7的合成

将206.4g的异丙基甲基酮在1L的甲醇中搅拌,并且之后将7mL 的氢溴酸(47%至49%水溶液)加入其中。随后,将溴在30℃至34℃在3 小时内滴加至混合物中。其后,将反应液在30℃搅拌30分钟。将反应液 用124g的碳酸氢钠在1.3L的水中的水溶液中和。将400g的氯化钠在 1.3L的水中的水溶液加入至混合物,从而通过相分离将液体反应产物分 离。

将所分离的反应产物滴加至水冷却的溶液中,在所述水冷却的溶液中, 在搅拌的同时在800mL的二甲基乙酰胺(DMAc)中溶解有222g的邻苯二 甲酰亚胺钾,并将混合物在室温下搅拌4小时。其后,将720mL的水加 入至所得到的水冷却下的混合物中并将沉淀的晶体过滤并分离。使所获得 的晶体悬浮在1.5L的甲苯中,将不溶物滤出,并将滤液浓缩,从而获得 100g的化合物7。

化合物7:1H-NMR,400MHz,δ(CDCl3)ppm:1.21-1.23(6H,d), 2.74-2.79(1H,m),4.56(2H,s),7.72-7.74(2H,d),7.85-7.87(2H,d)。

化合物8的合成

通过JP-A号2008-292970的段落[0134]中描述的方法合成化合物8。

化合物9的合成

将293g的化合物8和231g的化合物7在1.4L的甲醇中在氮气气氛 下搅拌。其后,将88g的氢氧化钠在400mL的水中的溶液在室温下滴加 至其中。之后将反应混合物回流8小时,并且冷却至室温。将沉淀的晶体 过滤并分离,并且用100mL的甲醇洗涤,从而获得299g的化合物9。

化合物9:1H-NMR,400MHz,δ(CDCl3)ppm:0.88-0.95(18H,s), 1.00-1.03(3H,d),1.17-1.19(6H,d),1.20-1.66(7H,m),3.38-3.43(1H, m),5.19-5.24(2H,br),5.95(1H,br),6.00(1H,s),7.39-7.45(1H,br)。

化合物10的合成

将80g的化合物9在250mL的DMAc中在室温下搅拌,并且之后 将29.2g的2-氯丙酰氯滴加至其中。之后将混合物在室温下搅拌3小时。 将反应液倒入至500mL的乙酸乙酯在1L的水中的混合液体中,并用各 500mL的饱和碳酸氢钠水溶液,水,以及饱和氯化钠溶液洗涤。将生成 物用硫酸镁干燥,并且在减压下浓缩,从而获得89.4g的化合物10。

化合物10:1H-NMR,400MHz,δ(CDCl3)ppm:0.9(18H,s), 0.96-1.01(3H,d),1.20-1.23(2H,d),1.26-1.38(1H,q),1.53-1.68(6H, m),1.8-1.82(3H,d),3.44-3.53(1H,m)4.5-4.57(1H,q),6.03(1H,br), 6.27(1H,s),10.4-10.45(1H,br),11.31-11.42(1H,br)。

化合物11的合成

将372.3g的化合物10和79.8g的3-巯基-1-丙醇溶解在1L的N-甲 基吡咯烷酮(NMP)中,并将混合物在室温下搅拌。将133.4g的DBU滴加 至混合物中,并且将所得到的反应液在室温下搅拌2小时。其后,将反应 液倒入至1.5L的乙酸乙酯和1.5L的水的混合液体中,并用各1L的1N 盐酸,饱和碳酸氢钠水溶液,水和饱和氯化钠溶液洗涤,并将有机相用 50g的硫酸镁脱水。在过滤之后,将滤液蒸发至干燥。将残留物分散并洗 涤,并且将固体过滤并分离。将生成物用30mL的乙腈洗涤,从而获得 317g的化合物11。

化合物11:1H-NMR,400MHz,δ(CDCl3)ppm:0.9(18H,s), 1.02-1.03(3H,d),1.21-1.22(6H,d),1.23-1.41(5H,m),1.56-1.57(3H, d),1.6-1.63(2H,br),1.79-1.89(2H,m),2.72-2.78(2H,t),3.43-3.47(1H, m),3.51-3.55(1H,q),3.78-3.73(2H,q),6.0(1H,s),6.23(1H,s), 10.51-10.55(1H,br),11.21-11.29(1H,br)。

化合物12的合成

将30g的化合物11和0.1mL的硝基苯溶解在250mL的二甲基乙酰 胺中,并将14.1g的甲基丙烯酰氯滴加至其中。之后将混合物在室温下搅 拌2小时。之后将反应液加入至1.5L的乙酸乙酯和1.5L的水的溶液中, 并被萃取在有机相中。将有机相用各400mL的1N盐酸,饱和碳酸氢钠 水溶液,饱和氯化钠溶液以及水洗涤两次。将有机相用30g的硫酸镁脱 水,并过滤。将滤液浓缩至干燥,从而获得27.9g的化合物12。

化合物12:1H-NMR,400MHz,δ(CDCl3)ppm:0.9(18H,s), 1.02-1.03(3H,d),1.21-1.22(6H,d),1.23-1.41(5H,m),1.56-1.57(3H, d),1.6-1.63(2H,br),1.9(3H,s)1.93-2.02(2H,m),2.6-2.73(2H,t), 3.42-3.5(1H,m),3.51-3.56(1H,q),4.06-4.12(1H,q),4.14-4.23(2H,t), 5.5(1H,s),6.11-6.15(2H,m),6.23(1H,s),10.42-10.48(1H,br), 11.28-11.32(1H,br)。

化合物13的合成

将263.6g的化合物9在800mL的DMAc中在室温搅拌,并且之后 将108.5g的5-氯戊酰氯在2小时内滴加至其中,同时用冰冷却。将反应 液在室温下搅拌3小时。将反应液倒入至18L的水,并将所沉淀的晶体 过滤并分离。将所获得的晶体用1L的乙腈分散并洗涤,从而获得313g 的化合物13。

化合物13:1H-NMR,400MHz,δ(CDCl3)ppm:0.9(18H,s), 0.96-1.01(3H,d),1.20-1.75(17H,m),1.76-2.00(2H,m),2.41-2.53(2H, m),3.4-3.58(1H,m),3.54-3.60(2H,m),6.0(1H,br),6.22(1H,s),10.55(2H, br)。

化合物14的合成

在0℃搅拌的同时,将保持在5℃以下的75g的三氯氧磷滴加至66.2 g的N-甲基甲酰苯胺和330mL的乙腈的溶液中,并且之后将反应液搅拌 一小时。其后,将202g的化合物13加入至反应液,在室温下搅拌3小 时,并且之后在40℃搅拌一小时。之后将反应液倒入至2L的水中,并将 所沉淀的晶体过滤。将生成物用500mL的水和500mL的甲醇冲洗,从 而获得181g的化合物14。

化合物14:1H-NMR,400MHz,δ(CDCl3)ppm:0.9(18H,s), 0.96-1.21(3H,d),1.22-1.76(17H,m),1.78-2.22(2H,m),2.45-2.55(2H, m),3.4-3.58(1H,m),3.54-3.60(2H,m),6.3(1H,br),9.88(1H,s),11.09(1H, br),11.47(1H,br)。

化合物15的合成

将300g的化合物14和129g的硫羟苹果酸加入至3L的二甲基乙酰 胺中,并将混合物在室温下搅拌。之后在将温度保持在30℃以下的情况 下将434g的DBU在30分钟内滴加至该混合物。其后,将反应液在60℃ 搅拌5小时,并且将103g的氢氧化钠在600mL的水中的溶液在10分钟 内滴加至反应液。将所得到的混合物冷却至室温,并将所沉淀的晶体过滤。 将生成物用1L的乙酸乙酯冲洗并之后用冷却至5℃的200mL的甲醇冲 洗。将所获得的晶体分散在1L的乙酸乙酯与1L的水的溶液中,并且之 后将220mL的浓盐酸加入至分散体以将晶体溶解在有机相中。将有机相 用1L的水洗涤两次,并且用1L的饱和氯化钠溶液洗涤一次。将生成物 用80g的硫酸镁干燥,并过滤。将滤液在减压下浓缩,从而获得255g的 化合物15。

化合物15:1H-NMR,400MHz,δ(CDCl3)ppm:0.9(18H,s), 0.96-1.21(3H,d),1.22-1.76(17H,m),1.78-2.22(2H,m),2.45-2.65(4H, m),3.35-3.61(2H,m),3.54-3.60(2H,m),6.3(1H,br),9.92(1H,s), 11.11(1H,br),11.81(1H,br)。

化合物16的合成

将8.27g的化合物12,8.92g的化合物13和45mL的乙酸酐在室温 下搅拌,并且之后将5.39mL的三氟乙酸滴加至其中,同时用冰冷却。将 所得到的混合物在室温下搅拌3小时。将反应液滴加至水溶液中以被中和, 所述水溶液通过在室温下搅拌400mL的水,60g的碳酸氢钠和三滴的吡 啶而获得,并且将混合物在室温下搅拌3小时。将沉淀的晶体过滤并分离, 并且之后用水冲洗。将生成物用空气吹风机干燥,从而获得16g的化合 物16。

化合物16:1H-NMR,400MHz,δ(CDCl3)ppm:0.92(36H,s), 0.96-2.0(44H,m),2.04(3H,s),2.62-2.83(3H,m),2.97-3.56(7H,m), 4.14-4.27(1H,m),5.0(1H,br),6.05(3H,br),7.52-7.56(1H,br), 10.25-10.89(1H,br),11.34-11.56(1H,br)。

着色剂单体J-1的合成

将12.6g的化合物16,150mL的甲醇和75mL的四氢呋喃在室温下 搅拌,并且之后将2.2g的乙酸锌二水合物加入其中并搅拌2小时。其后, 将500mL的水加入至反应液中,并将所沉淀的晶体过滤。将生成物用空 气吹风机干燥,从而获得13g的着色剂单体J-1。

着色剂单体J-1:1H-NMR,400MHz,δ(DMSO-d6)ppm:0.97(36H, s),0.99-2.05(47H,m),2.07-3.05(8H,m),4.04-4.4(3H,m),5.53(1H, br),6.05-6.12(3H,br),8.8(1H,s),10.97-11.18(1H,br),11.91-12.01(1H, br)。

根据以下合成方案由着色剂单体J-1合成示例化合物114。

示例化合物114

将11.7g的着色剂单体J-1,1.58g的甲基丙烯酸,0.56g的十二烷硫 醇溶解在75.0g的丙二醇单甲基醚乙酸酯(PGMEA)中。向该溶液,在85℃ 搅拌的同时,在3小时内滴加以下溶液:所述溶液为将23.6g的着色剂单 体J-1,3.16g的甲基丙烯酸,1.11g的十二烷硫醇和3.8g的二甲基-2,2′- 氮杂双(2-甲基丙酸酯)溶解在150g的丙二醇单甲基醚乙酸酯(PGMEA)。 在滴加开始4小时之后,将1.14g的二甲基-2,2′-氮杂双(2-甲基丙酸酯)加 入至该反应液,并且之后将混合物在85℃进一步搅拌2小时。其后,将 811mL的PGMEA和1081mL的甲醇加入至反应液,并在搅拌的同时将 反应液滴加至4326mL的乙腈中。将沉淀的晶体过滤,并将所获得的晶 体在减压下干燥,从而获得13.8g的化合物J-2。

通过1H-NMR通过5.56-6.12处峰的消失确认化合物J-2的结构,所 述峰对应于着色剂单体J-1的可聚合基团部分,并且通过确认甲基丙烯酸 的引入的酸值测量确认化合物J-2的结构。

将10.0g的化合物J-2,1.14g的甲基丙烯酸缩水甘油酯,0.21g的四 丁基溴化铵和0.01g的对甲氧基苯酚溶解在63.1g PGMEA中,并将混合 物在100℃搅拌5小时。将生成物冷却至30℃和之后滴加至1200mL的 乙腈中。将沉淀的晶体过滤,并且将所获得的晶体在减压下干燥,从而获 得8.8g的示例化合物114。

通过1H-NMR通过甲基丙烯酸缩水甘油酯的可聚合基团部分的峰的 消失确认示例化合物114的结构,并且通过酸值测量确认示例化合物114 的结构。

合成例3

示例化合物116的合成

通过如下所示的方法合成具有可聚合基团的着色剂多聚体的示例化 合物116。

示例化合物116

除了将在作为着色剂单体J-1的中间体的化合物11的合成中使用的 3-巯基-1-丙醇变为2-巯基乙醇以外,以与E着色剂单体J-1的合成类似的 方式合成着色剂单体Q-1。通过1H-NMR确认Q-1的结构。

着色剂单体Q-1:1H-NMR,400MHz,δ(DMSO-d6)ppm:0.91(36H, s),1.15(6H,d),1.21-2.17(40H,m),2.07-3.05(6H,m),3.61-3.84(2H, m),4.28-4.33(3H,m),5.56(1H,br),6.01-6.12(3H,br),7.78(1H,s), 11.03(1H,br),11.83-12.25(1H,br)。

将11.6g的所获得的Q-1,1.58g的甲基丙烯酸和0.56g的十二烷硫 醇溶解在75.0g的PGMEA中。在85℃搅拌的同时,在3小时内向该溶 液滴加以下溶液:所述溶液为将23.3g的Q-1,3.16g的甲基丙烯酸,1.11 g的十二烷硫醇和3.8g的二甲基-2,2′-氮杂双(2-甲基丙酸酯)溶解在150g 的PGMEA中。在滴加开始4小时之后,将1.14g的二甲基-2,2′-氮杂双(2- 甲基丙酸酯)加入至该反应液,并将混合物在85℃进一步搅拌2小时。将 811mL的PGMEA和1081mL的甲醇加入至反应液,并在搅拌的同时将 反应液滴加至4326mL的乙腈中。将所沉淀的晶体过滤,并将所获得的 晶体在减压下干燥,从而获得13.2g的化合物Q-2。

通过1H-NMR通过5.56-6.12处峰的消失确认化合物Q-2的结构,所 述峰对应于着色剂单体Q-1的可聚合基团部分,并且通过确认甲基丙烯 酸的引入的酸值测量确认化合物Q-2的结构。

将10.0g的化合物Q-2,1.13g的甲基丙烯酸缩水甘油酯,0.2g的四 丁基溴化铵和0.01g的对甲氧基苯酚溶解在63g PGMEA中,并将混合物 在100℃搅拌5小时。将生成物冷却至30℃并之后滴加至1200mL的乙 腈中。将沉淀的晶体过滤,并将所获得的晶体在减压下干燥,从而获得 8.7g的示例化合物116。

通过1H-NMR通过甲基丙烯酸缩水甘油酯的可聚合基团部分的峰的 消失确认示例化合物116的结构,并通过酸值测量确认示例化合物116 的结构。

实施例3-1

使用着色可固化组合物的着色图案的形成

(1)抗蚀剂溶液B(负片型)的制备

通过混合并溶解以下组分制备抗蚀剂溶液B。

-丙二醇单甲基醚乙酸酯              5.20份

-环己酮                            52.60份

-粘合剂                            30.50份

(甲基丙烯酸苄酯/甲基丙烯酸/甲基丙烯酸2-羟基乙酯共聚 物(摩尔比=60∶20∶20)的41%环己酮溶液,以当量聚苯乙烯 分子量计的平均分子量:30,200)

-二季戊四醇六丙烯酸酯              10.20份

-聚合抑制剂(对甲氧基苯酚)          0.006份

-含氟表面活性剂(商品名:F-475;由DIC Corporation制造)

                                   0.80份

-光聚合引发剂(4-苯并氧杂环戊烷-2,6-双(三氯甲基)-均三 嗪;商品名:TAZ-107;由Midori Kagaku Co.,Ltd.制造)

                                   0.58份

(2)带有下涂层的玻璃基板的制备

使用0.5%NaOH水溶液对玻璃基板(商品名:Corning 1737;由Corning  Inc.制造)进行超声清洗,用水洗涤,并进行脱水烘焙处理(于200℃历时 20分钟)。随后,将在上面的条目(1)中所获得的抗蚀剂溶液B使用旋涂机 涂布在干净的玻璃基板上以使得所获得的膜在干燥之后具有2μm的厚度, 并且之后将玻璃基板在220℃加热和干燥1小时,从而获得带有下涂层的 玻璃基板。

(3)着色可固化组合物的制备

将以下组分混合并溶解,从而获得着色可固化组合物。

-丙二醇单甲基醚乙酸酯                    80份

-可聚合化合物:二季戊四醇六丙烯酸酯      14.0份

-聚合抑制剂:对甲氧基苯酚                0.006份

-含氟表面活性剂(商品名:F-475;由DIC Corporation制造)

                                         0.80份

-光聚合引发剂(商品名:TAZ-107;由Midori Kagaku Co.,Ltd.制造)

                                         2.0份

-示例化合物109(作为丙二醇单甲基醚乙酸酯中的30质量%溶液)

                                         4.0份

(4)着色图案的形成

将以上条目(3)获得的着色可固化组合物使用旋涂机涂布在上面的条 目(2)中获得的玻璃基板的下涂层上以使得所获得的膜在干燥之后具有 0.6μm的厚度,并且之后将膜在100℃预烘焙120秒。

随后,使用曝光机UX3100-SR(商品名;由Ushio Inc.制造),将涂膜 用具有365nm波长的光经由具有2μm的线宽的图案的掩模在200mJ/cm2曝光剂量照射。在曝光之后,将该膜在25℃的条件下用显影剂CD-2000(商 品名;由Fujifilm Electronic Materials Co.,Ltd.制造)显影40秒。其后,将 膜用流动的水冲洗30秒,喷雾干燥,并且在200℃后烘焙15分钟。

以这种方式,获得用于红色滤光片的图案。

图2中显示了所制备的红色图案区域的透射光谱。

(5)评价

如下评价上面制备的着色可固化组合物的随着时间的过去的储存稳 定性,以及通过将所述着色可固化组合物涂布在玻璃基板而获得的涂膜的 耐热性,耐光性,耐溶剂性和图案形状。评价结果在下表22中给出。

随着时间的过去的储存稳定性

将着色可固化组合物在室温下储存1个月,并视觉检查组合物中杂质 沉淀物程度,并且根据以下评价标准进行评价。

评价标准

A:未辨认出沉淀物

B:略微辨认出沉淀物

C:辨认出沉淀物

耐热性

使用比色计(商品名:MCPD-1000;由Otsuka Electronics Co.,Ltd.制 造)测量加热之前和之后的着色可固化组合物的色差(ΔE*ab值),并且根据 以下评价标准评价耐热性指标。更小的ΔE*ab值表示更好的耐热性。这 里,ΔE*ab值是根据CIE 1976(L*,a*,b*)色空间(色彩科学手册(Color  Science Handbook)(在1985年的新版);第266页,由the Color Science  Association of Japan编辑)由以下色差公式计算的。

ΔE*ab={(ΔL*)2+(Δa*)2+(Δb*)2}1/2

评价标准

A:ΔE*ab值小于3

B:ΔE*ab值为3以上并小于5

C:ΔE*ab值为5至15

D:ΔE*ab值大于15

耐光性

将截止366nm以下的紫外线的紫外线截止滤光片放置在其上涂布有 着色可固化组合物的玻璃基板上,并且将该涂膜使用氙灯以100,000lux 的照射剂量用光经由紫外线截止滤光片照射20小时(等价于2,000,000lux· 小时)。测量氙灯照射之前和之后涂膜的色差(ΔE*ab值)。测量照射之前和 之后涂膜的色差(ΔE*ab值)。使用色差作为耐光性的指标。更低的ΔE*ab 值表示更好的耐光性。评价标准如下:

评价标准

A:ΔE*ab值小于3

B:ΔE*ab值为3以上并小于5

C:ΔE*ab值为5至12

D:ΔE*ab值大于12

耐溶剂性

测量以上条目(4)中获得的后烘焙之后的涂膜的光谱(光谱A)。在该涂 膜上涂布在上面的条目(1)中所获得的抗蚀剂溶液B以使得所获得的膜具 有1μm的厚度,并且之后将该膜与烘焙。其后,将膜用显影剂CD-2000(商 品名;由Fujifilm Electronic Materials Co.,Ltd.制造)在23℃的条件下显影 120秒,并且再次测量光谱(光谱B)。作为耐溶剂性指标,基于光谱A与 光谱B之差计算着色剂残留率。接近于100%的值表示更高的耐溶剂性。

评价标准

A:着色剂残留率大于95%

B:着色剂残留率大于90%且为95%以下。

C:着色剂残留率为70%至90%

D:着色剂残留率少于70%

图案形状

在光学显微镜(商品名:数字显微镜RX-20;由Olympus Corporation 制造)下观察以上条目(4)获得的后烘焙之后的涂膜的显影图案,并且根据 以下评价标准评价精细图案的形成。

评价标准

A:未辨认出在图案边缘处的缺陷

B:形成精细的图案,但辨认出在图案边缘处的缺陷

C:未形成精细的图案

实施例3-2至3-12

在实施例3-2至3-12中,除了使用等量的下表22中列出的分别的着 色剂代替实施例3-1中的“(3)着色可固化组合物的制备”中的示例化合物 109以外,与实施例3-1类似地形成并评价图案。评价结果在表22中给 出。

根据本发明的着色剂多聚体在多种有机溶剂(例如,乳酸乙酯,环己 酮等,它们具有提高的安全性)以及在实施例中所使用的丙二醇单甲基醚 乙酸酯中具有非常高的溶解度,并且因此从加工安全性和工作量减轻的观 点也是有效的。

比较例3-1和3-2

在比较例3-1和3-2中,除了使用等量的以下比较着色剂3或比较着 色剂4的分别的着色剂代替实施例3-1中的“(3)着色可固化组合物的制备” 中的示例化合物109以外,与实施例3-1类似地形成并评价图案。评价结 果在表22中给出。

比较着色剂3

表22

如表22中所示,与比较例3-1和3-2中的着色可固化组合物比较, 根据本发明的实施例3-1至3-12中的着色可固化组合物具有优异的随时 间的储存稳定性,并且使用所述着色可固化组合物获得的膜具有良好的耐 热性,耐光性,耐溶剂性和图案形状。

实施例113至126和比较例3-13

在实施例113至126中,除了使用等量的下表23中列出的着色剂代 替实施例3-1中的“(3)着色可固化组合物的制备”中的示例化合物109 以外,与实施例3-1类似地形成并评价图案。评价结果在表23中给出。 表23中的比较着色剂5的结构如下。

比较着色剂5

表23

如表23中所示,与比较例13中的着色可固化组合物比较,根据本发 明的实施例113至126中的着色可固化组合物具有优异的随时间的储存稳 定性,并且使用所述着色可固化组合物获得的膜具有良好的耐热性,耐光 性,耐溶剂性和图案形状。

实施例3-13至3-24,比较例3-3和3-4,以及实施例3-25至3-36,比较 例3-5和3-6

单色彩色滤光片的制备

在以下程序中分别使用实施例3-1至3-12和比较例3-1和3-2中的着 色可固化组合物制备实施例3-13至3-24和比较例3-3和3-4的彩色滤光 片。评价彩色滤光片的色彩转移。评价结果在下表24中给出。

分别地,除了不进行显影之后的紫外线照射处理之外,与上面类似地, 分别使用实施例3-1至3-12和比较例3-1和3-2中的着色可固化组合物制 备实施例3-25至3-36和比较例3-5和3-6的彩色滤光片。评价彩色滤光 片的色彩转移。评价结果在下表24中给出。

(1)带有下涂层的硅晶片基板的制备

在烘箱中在200℃对6英寸硅晶片进行热处理30分钟。随后,在该 硅晶片上,涂布实施例3-1中的条目(1)中制备的抗蚀剂溶液B以使得所 获得的膜具有1.0μm的干膜厚度,并且进一步在烘箱中在220℃干燥1 小时以形成下涂层,从而获得带下涂层的硅晶片基板。

(2)着色可固化组合物的曝光和显影

随后,将实施例3-1至3-12和比较例3-1和3-2中所使用的着色可固 化组合物的每一种使用旋涂机涂布在所获得的硅晶片的下涂层上,以使得 所获得的膜具有1μm的干膜厚度,并将硅晶片在100℃预烘焙120秒以 在其上形成着色膜。将着色膜经由具有排列在基板上4mm×3mm面积 内的2.0平方微米图案的掩模使用i-线分档器(商品名:FPA-3000i5+;由 Canon Inc.制造)以200mJ/cm2的曝光剂量和1200mW/cm2的照度(积分照 射照度)曝光。在曝光之后,在23℃使用显影剂CD-2000(商品名;60%溶 液,由Fujifilm Electronic Materials Co.,Ltd.制造)对膜进行桨式显影60秒 以形成图案。之后将该图案用流动的水冲洗20秒,并将其喷雾干燥。其 后,进行曝光之后的紫外照射处理,其中使用高压紫外汞灯(商品名: UMA-802-HC552FFAL;由Ushio Inc.制造)将其上形成有图案的整个硅晶 片基板用紫外线以10000mJ/cm2的曝光剂量照射。在照射之后,将其上 形成有图案的基板在电热板上在220℃后烘焙300秒,从而在硅晶片面板 上形成着色图案。这里,相对于光在紫外光的整个波长范围内的积分照射 照度,275nm以下波长的光的照射照度[mW/cm2]为10%。

以这种方式,制备了实施例3-13至3-24和比较例3-3和3-4的单色 彩色滤光片。

此外,除了不进行显影之后的紫外线照射处理之外,与上面类似地制 备实施例3-25至3-36和比较例3-5和3-6的单色彩色滤光片。

(3)评价

按照以下方式评价上面制备的彩色滤光片的色彩转移。

在所获得的其上已经形成有着色图案的彩色滤光片的表面上,涂布 CT-2000L溶液(透明底涂层剂)(商品名;由Fujifilm Electronic Materials Co., Ltd.制造)以使得所获得的膜具有1μm的干膜厚度,并且将膜干燥以形成 透明膜。在200℃对透明膜进行加热处理5分钟。在完成加热处理之后, 用MCPD-3000(商品名;由Otsuka Electronics CO.Ltd.)测量紧挨着色图案 的透明膜的吸光度。作为色彩转移的指标,计算所获得的透明膜的吸光度 的值与在加热之前测量的着色图案的吸光度的值的比率(%)。

在所获得的其上形成有着色图案的彩色滤光片的表面上,涂布 CT-2000L溶液(透明底涂层剂)(商品名;由Fujifilm Electronic Materials Co., Ltd.制造)以使得所获得的膜具有1μm的干燥膜厚度,并且将膜干燥以形 成透明膜。在200℃对透明膜进行加热处理5分钟。在完成加热处理之后, 用MCPD-3000(商品名;由Otsuka Electronics CO.Ltd.)。测量相邻着色图 案的透明膜的吸光度。作为色彩转移系数,计算所获得的透明膜吸光度的 值与在加热之前测量的着色图案的吸光度值之比(%)。

评价标准

A:至相邻像素的转移率(%)小于1%

B:至相邻像素的色彩转移率(%)为1%以上并小于10%

C:至相邻像素的色彩转移率(%)为30%以下

D:至相邻像素的色彩转移率(%)为大于30%

表24

如表24中所示,在根据本发明的实施例3-13至3-36中,抑制了至 相邻像素的色彩转移。

实施例127至140,比较例3-14,以及实施例141至154,比较例3-15

分别使用实施例113至126和比较例3-13中的着色可固化组合物, 以与实施例3-13类似的方式制备实施例127至140以及比较例3-14的彩 色滤光片。评价彩色滤光片的色彩转移。评价结果在下表25中给出。

分别地,除了在显影之后不进行紫外线照射处理之外,与上面类似地, 分别使用113至126和比较例3-13中的着色可固化组合物制备实施例141 至154和比较例3-15的彩色滤光片。评价结果在下表25中给出。

表25

如表25中所示,在根据本发明的实施例127至154中,抑制了至相 邻像素的色彩转移。

实施例3-37至3-48和实施例155至168

用于固态图像传感器的彩色滤光片的制备

(1)带有下涂层的硅晶片基板的制备

在烘箱中在200℃对6英寸硅晶片进行热处理30分钟。随后,在该 硅晶片上,涂布实施例1中的条目(1)中制备的抗蚀剂溶液B以使得所获 得的膜具有1.0μm的干膜厚度。将膜在烘箱中在220℃干燥1小时以形 成下涂层,从而获得带下涂层的硅晶片基板。

(2)用于固态图像传感器的彩色滤光片上图案的形成

将实施例3-1至3-12和实施例113至126中所使用的着色可固化组 合物的每一种涂布在所获得的硅晶片的下涂层上,以使得所获得的膜具有 0.8μm的干膜厚度,从而形成可光固化涂膜。之后将硅晶片在电热板上 在100℃预烘焙120秒。使用i-线分档器(商品名:FPA-3000i5+;由Canon  Inc.制造),将着色膜经由具有0.2平方微米岛形图案的掩模以100mJ/cm2的间隔从100mJ/cm2至2500mJ/cm2的变化曝光剂量用365nm的波长下 的光曝光。其后,将其上形成照射过的涂膜的硅晶片放置在旋淋显影装置 的(商品名:DW-30;由Chemitronics Co.,Ltd.制造)的水平旋转台上,并 且在23℃使用显影剂CD-2000(商品名;60%溶液,由Fujifilm Electronic  Materials Co.,Ltd.制造)对膜进行桨式显影60秒,从而在硅晶片基板上形 成着色图案。

通过真空吸盘法将其上形成有着色图案的硅晶片基板固定至水平旋 转台上。在通过旋转装置以50rpm的旋转速率旋转硅晶片基板的同时, 通过从位于硅氧烷晶片基板的旋转中心上方位置的喷射喷嘴提供淋浴器 中纯水,从而进行冲洗处理,并且之后将硅氧烷晶片基板喷雾干燥。

使用实施例3-1至3-12和实施例113至126中的着色可固化组合物 获得的每个图案图像具有正方形形状和矩形横截面轮廓,这是适用于固态 图像传感器的良好的图案轮廓。

实施例3-49至3-51和实施例169至172

在实施例3-49至3-51和实施例169至172中,除了使用以下肟光聚 合引发剂(I-1)或(I-2)代替实施例3-1中的光聚合引发剂4-苯并氧杂环戊烷 -2,6-双(三氯甲基)-均三嗪(商品名:TAZ-107;由Midori Kagaku Co.,Ltd. 制造)以外,以与实施例3-1类似的方式形成图案并评价。评价结果在表 26中给出。

表26

如表26中所示,当使用肟光聚合引发剂时,可以改善所获得的膜的 耐热性,耐光性,耐溶剂性和图案形状。

在下文中,参考实施例进一步描述本发明的第三方面。在以下实施例 中,可以适当地改变材料,试剂,材料的比例,装置,操作方法,除非脱 离本发明的范围。因此,本发明的第三方面不限定于这些实施例。除非另 作说明,“%”和“份”以质量为单位表述,并且分子量以重均分子量为 单位表述。

颜料分散体P1的制备

将10质量份的C.I.颜料蓝PB 15:6和4质量份的SOLSPERSE 24000 GR(分散树脂)加入至50质量份的丙二醇单甲基醚乙酸酯(溶剂)中,并且 使用珠磨(使用具有0.3mm直径的氧化锆珠粒)混合并分散3小时,从而 获得颜料分散体P1。

颜料分散体P2的制备

将9.5质量份的C.I.颜料蓝PB 15:6,0.5质量份的C.I.颜料紫PV23 和4质量份的SOLSPERSE 24000GR(分散树脂)加入至50质量份的丙二 醇单甲基醚乙酸酯(溶剂)中,并且使用珠磨(使用具有0.3mm直径的氧化 锆珠粒)混合并分散3小时,从而获得颜料分散体P2。

实施例4-1

(1)抗蚀剂溶液C(负片型)的制备

通过混合并溶解下列组分制备抗蚀剂溶液C。

-丙二醇单甲基醚乙酸酯          5.20份

-环己酮                        52.6份

-粘合剂                        30.5份

(甲基丙烯酸苄酯/甲基丙烯酸/甲基丙烯酸2-羟基乙酯共聚 物(摩尔比=60∶20∶20)的41%环己酮溶液,以当量聚苯乙烯 分子量计的平均分子量:30,200)

-二季戊四醇六丙烯酸酯          10.2份

-聚合抑制剂(对甲氧基苯酚)      0.006份

-含氟表面活性剂(商品名:F-475;由DIC Corporation制造)

                               0.80份

-光聚合引发剂(4-苯并氧杂环戊烷-2,6-双(三氯甲基)-均三 嗪;商品名:TAZ-107;由Midori Kagaku Co.,Ltd.制造)

                               0.58份

(2)带下涂层的玻璃基板的制备

使用0.5%NaOH水溶液对玻璃基板(商品名:Corning 1737;由Corning  Inc.制造)进行超声清洗,用水洗涤,并进行脱水烘焙处理(于200℃进行 20分钟)。随后,将在在上面的条目(1)中所获得的抗蚀剂溶液C使用旋涂 机涂布在干净的玻璃基板上以使得所获得的膜在干燥之后具有2μm的厚 度,并且之后将玻璃基板在220℃加热和干燥1小时,从而获得带有下涂 层玻璃基板。

(3)着色可固化组合物的制备

将以下组分混合并溶解,从而获得着色可固化组合物。

-颜料分散体P1或P2                       150份

-丙二醇单甲基醚乙酸酯                    80份

-可聚合化合物:二季戊四醇六丙烯酸酯    14.0份

-聚合抑制剂:对甲氧基苯酚             0.006份

-含氟表面活性剂(商品名:F-475;由DIC Corporation制造)

                                       0.80份

-光聚合引发剂(IRGACURE OXE-01;商品名;由Ciba  Specialty Chemicals Inc.制造)               2.0份

-(A)特定树脂(表27中列出的示例树脂)     40.0份

表27中显示的(A)特定树脂的编号对应于表13中的(A)特定树脂的示 例性树脂的编号。

(4)着色可固化组合物的曝光和显影(图像形成)

(4-1)涂膜的形成

将以上条目(3)获得的着色可固化组合物使用旋涂机涂布在上面的条 目(2)中获得的玻璃基板的下涂层上以使得所获得的膜在干燥之后具有 0.6μm的干膜厚度,并且之后将膜在100℃预烘焙120秒。

(4-2)着色图案的形成

随后,使用曝光机UX3100-SR(商品名;由Ushio Inc.制造),将涂膜 用具有365nm波长的光经由具有2μm的线宽的图案的掩模在200mJ/cm2曝光剂量照射。在曝光之后,将该膜在25℃的条件下用显影剂CD-2000(商 品名;由Fujifilm Electronic Materials Co.,Ltd.制造)显影40秒。其后,将 膜用流动的水冲洗30秒,喷雾干燥,并且在200℃后烘焙15分钟。

以这种方式,获得适用于红色滤光片的图案。

(5)评价

按以下方式评价上面条目(4-1)中形成的玻璃基板上的涂膜的涂布性, 以及上面的条目(4-2)中形成的图案的图案形状。评价结果在下表27给出。

涂布性

用肉眼评价在上面条目(4-1)中形成的涂膜的涂布性。

评价标准

A:在所涂布的表面上未发现问题

B:在所涂布的表面上发现不规则性如裂缝或不均匀性

图案形状

使用光学显微镜(商品名:数字显微镜RX-20;由Olympus Corporation 制造)观察以上条目(4-2)中获得的后烘焙之后的涂膜的显影图案,并且根 据以下评价标准评价精细图案的形成。

评价标准

A:形成精细的图案

B:形成图案,但图案的边缘不良

C:未形成精细的图案

A:未辨认出图案边缘处的缺陷

色彩不均匀性

使用显微镜MX-50(商品名;由Olympus Corporation制造)获得上面 条目(4-1)中所形成的涂膜的图像,并且分析以计算偏离平均色彩密度±5% 的像素比例(百分数)。较高的该值的比例(百分数)表示较小并且较好的色 彩不均匀性。

比较例4-1和4-2

在比较例4-1和4-2中,除了分别将特定树脂换为以下树脂(Z-1)和 (Z-2)以外,以与以上实施例的类似的方式进行评价。

这里,树脂(Z-1)和(Z-2)的组成比和分子量如下。

(Z-1):组成比(重量比)(从左侧起80/20);Mw为18,000

(Z-2):组成比(重量比)(从左侧起80/20);Mw为17,000

表27

如表27中所示,发现与比较例比较,在实施例4-1至4-20中,抑制 了色彩不均匀性,并且涂布性和图案可形成性是优异的。

在本说明书中提及的所有出版物,专利申请和技术标准都通过引用结 合在此,达到了就像将每个出版物,专利申请或技术标准详细地并且单独 地被指出通过引用结合的相同程度。

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