专利名称：染料化合物、二吡咯亚甲基金属错合物的制造方法、染料多聚体的制造方法、经取代的吡 ...的制作方法
染料化合物、二吡咯亚甲基金属错合物的制造方法、染料多聚体的制造方法、经取代的吡咯化合物、彩色固化组成物、 彩色滤光片、彩色滤光片的制造方法、固态影像传感器及液晶显示元件技术领域
本发明提供染料化合物、二吡咯亚甲基金属错合物的制造方法、染料多聚体的制造方法、经取代的吡咯化合物、彩色固化组成物、彩色滤光片、彩色滤光片的制造方法、固态影像传感器以及液晶显示元件。
背景技术：
颜料分散法是制造液晶显示元件或固态影像传感器中所用的彩色滤光片的方法之一，而且所述颜料分散法之一为通过光微影术使用通过将颜料分散于各种固化组成物中而制备的彩色固化组成物来制造彩色滤光片的方法。特定言之，通过用旋涂机(spin coater)、滚涂机(roll coater)或其类似物在支撑物上涂覆彩色固化组成物并干燥所涂覆的组成物而在所述支撑物上形成膜。接着，使膜以图案化方式曝光并显影，藉此形成彩色像素。通过重复所述制程对应于彩色滤光片中所用色彩的数目的次数来制造彩色滤光片。
以上方法已广泛视为彩色显示器的彩色滤光片的适合制造方法，因为所述组成物因使用颜料而对于光或热稳定，且通过光微影术进行图案化可保证足够的定位精度。
在用于固态影像传感器的彩色滤光片(诸如CCD)的领域中，已研究使用染料替代颜料，以便达成高分辨率(参看例如日本专利特许公开申请案(JP-A)第6-75375号)。然而，含染料的彩色固化组成物伴随 如下所述的新问题。
(I)处于分子被分散的状态下的染料与通常为分子聚集物的颜料相比，展现较差的耐光坚牢度或耐热坚牢度。
(2)处于分子被分散的状态下的染料与通常为分子聚集物的颜料相比，展现较差的耐溶剂性。
(3)染料倾向于展现与组成物中的其他组分相互作用，由此使得难以调节已固化部分(已曝光部分)以及未固化部分(未曝光部分)的溶解度(可显影性)。
(4)当染料具有低摩尔吸收系数(ε )时，其需要大量使用，并且需要减少组成物中其他组分(诸如可聚合化合物(单体)、黏合剂或光聚合起始剂)的量。因此，可能降低彩色固化组成物的可固化性、固化后的耐热性或未固化部分的可显影性。
作为解决由使用染料所造成的问题，特别是与(I)耐光坚牢度以及耐热坚牢度以及(4)摩尔吸收系数(ε )相关的问题的手段，已考虑使用二吡咯亚甲基金属错合物作为染料(参看例如美国专利特许公开申请案第2008-0076044号)。
二吡咯亚甲基金属错合物因其在色彩再现方面的极佳耐光坚牢度以及耐热坚牢度、高摩尔吸收系数以及良好的(favorable)吸收性质而广为人知(参看例如美国专利特许公开申请案第2008-0076044号)，并且被用于制造液晶显示元件或固态影像传感器的彩色滤光片(参看例如美国专利特许公开申请案第2008-0076044号)。二吡咯亚甲基金属错合物亦用作可在可见光下聚合的可聚合组成物中的自由基聚合起始剂的敏化剂，或用作各种功能性化合物(参看例如日本专利第3279035号、日本专利第3324279号、JP-A第 11-3526685 号、JP-A 第 11-352686 号、JP-A 第 2000-19729 号、JP-A 第 2000-19738 号以及 JP-A 第 2002-236360 号)。
此外，为改良溶解度或其类似性质，已提出使用空间参数等于或大于O. 5的卟啉化合物(参看例如JP-A第2005-313632号)。然而，尽管改良了溶解度，但其他性质(诸如耐热坚牢度)仍有待满足。发明内容
本发明欲解决的问题
需要含有二吡咯亚甲基化合物作为展现得到更高程度的改良的耐光坚牢度、耐热坚牢度以及耐碱性的染料的彩色固化组成物。耐碱性是指当将彩色固化组成物形成为层并且使所述层与用作显影剂的碱溶液接触时，所述组成物抵抗其中所含的染料因分解、溶解或其类似过程而变色的能力。
此外，如问题(2)中所提及，需要改良组成物的耐溶剂性以便使用染料作为着色剂。耐溶剂性为组成物将着色剂保持在由所述组成物以图案化方式形成的已固化部分内， 同时抑制着色剂自已固化部分中溶离的能力。当通过光微影术制造RGB彩色滤光片时，因为具有不同色彩的图案以顺序方式形成，所以一种色彩的光阻溶液覆盖不同色彩的图案。 在此步骤期间，当已固化部分中的着色剂组分渗漏至不同色彩的彩色固化组成物中时，可能发生色彩混合。因此，已固化部分需要在制造彩色滤光片的制程中展现极高耐溶剂性。就此而言，由分散分子形成的染料在耐溶剂性方面比由经由强分子间力聚集的分子形成的颜料逊色。
此外，在制造彩色滤光片时，因为在涂覆、曝光以及显影后可能会进行热处理，所以为增加彩色图案的固 化程度，已固化部分中的染料的固定性亦为一个问题。与由聚集分子形成的颜料相比，由分散分子形成的染料可在较小热能下移动。因此，倾向于导致色彩向不同色彩相邻图案中转移的染料在已固化部分中的固定性已成为亟待解决的重要问题。
已鉴于以上情况进行本发明，且其目的在于实现以下目标。
特定言之，本发明的一个方面为提供展现良好的耐热坚牢度、耐碱性以及色纯度的染料化合物。
本发明的另一方面为提供适用作染料化合物的二吡咯亚甲基金属错合物的制造方法、包含所述二吡咯亚甲基金属错合物作为染料的部分结构的染料多聚体的制造方法， 以及适用于获得所述方法中的二吡咯亚甲基金属错合物的新颖经取代吡咯化合物。
本发明的又一方面为提供展现良好的耐热坚牢度、耐碱性以及色纯度的彩色固化组成物、具有即使当形成为薄膜时亦展现良好的耐热坚牢度以及色纯度的彩色图案的彩色滤光片、所述彩色滤光片的制造方法、以及包含所述彩色滤光片的固态影像传感器。
解决所述问题的手段
本发明的发明人已对各种染料进行了广泛研究，并且已发现具有特定结构的染料化合物展现良好的色调以及高吸收系数、于溶剂中的极佳溶解度以及极佳稳固性，诸如耐溶剂性以及耐热坚牢度。
特定言之，本发明的发明人已发现彩色固化组成物当包含充当可聚合组分的染料化合物时展现高耐溶剂性以及耐热坚牢度，所述染料化合物由向具有二吡咯亚甲基染料化合物作为结构单元的染料多聚体、形成二吡咯亚甲基金属错合物的染料化合物或二吡咯亚甲基染料化合物中引入可聚合基团而制造。
此外，本发明的发明人已发现，通过使用可视情况引入的碱可溶性基团的染料化合物，可获得能形成展现良好的图案形成性(亦即对碱性显影剂浓度的依赖性较低)的固化膜的彩色固化组成物。
以下为本发明实施例的特定实例。然而，本发明不受这些实例限制。
<1> 一种染料化合物，其具有由下式(5)表示的部分结构
权利要求
1.一种染料化合物，具有由下式(5)表示的部分结构
2.根据权利要求1所述的染料化合物，其中由式(5)表示的所述部分结构为由下式(6)表不的部分结构
3.根据权利要求1或权利要求2所述的染料化合物，其中式(5)中的染料为由偶氮染料、偶氮甲碱染料、二吡咯亚甲基染料、醌染料、碳鎗染料、醌亚胺染料、吖嗪染料、聚次甲基染料、喹啉黄染料、酞菁染料、芘酮染料、靛蓝染料、硫靛染料、喹啉染料、硝基染料、亚硝基染料以及所述染料的金属错合物构成的族群中选出的染料化合物的残基。
4.根据权利要求1至权利要求3中任一项所述的染料化合物，其中式(5)中的染料为二吡咯亚甲基化合物的残基或自二吡咯亚甲基化合物与金属或金属化合物获得的二吡咯亚甲基金属错合物的残基。
5.根据权利要求4所述的染料化合物，其中所述二吡咯亚甲基金属错合物为自由下式(M)表示的二吡咯亚甲基化合物与金属或金属化合物获得的二吡咯亚甲基金属错合物，或所述二吡咯亚甲基金属错合物的互变异构物
6.根据权利要求4或权利要求5所述的染料化合物，其中自由式(M)表示的二吡咯亚甲基化合物与金属或金属化合物获得的所述二吡咯亚甲基金属错合物或所述二吡咯亚甲基化合物的所述互变异构物为由下式(7)或下式(8)表示的二吡咯亚甲基金属错合物或其互变异构物
7.根据权利要求6所述的染料化合物，其中式(8)中的R11以及R16各自独立地表示空间参数-Es'值等于或大于1. 5的单价取代基。
8.根据权利要求1至权利要求7中任一项所述的染料化合物，还包括可聚合基团。
9.根据权利要求6至权利要求8中任一项所述的染料化合物，其中式(7)或式(8)中的Ma为Zn、Co、V = O或Cu中的任一个。
10.根据权利要求6至权利要求9中任一项所述的染料化合物，其中式(7)或式(8)中的Ma为Zn。
11.根据权利要求1至权利要求10中任一项所述的染料化合物，还包括碱可溶性基团。
12.—种染料化合物，其为包括通过自如权利要求1至权利要求11中任一项所述的染料化合物移除I至10个氢原子而获得的基团作为染料部分的部分结构的染料多聚体。
13.根据权利要求12所述的染料化合物，包括至少一个由以下式(A)、式(B)或式(C)表示的结构单元或具有由下式(D)表示的结构
14.根据权利要求13所述的染料化合物，其中由式(A)表示的所述结构单元为衍生自下式(I)表示的染料单体的结构单元
15.根据权利要求14所述的染料化合物，还包括具有与由式(I)表示的染料单体的结构不同的结构且具有末端烯系不饱和键的单体作为共聚合组分。
16.根据权利要求12至权利要求15中任一项所述的染料化合物，还包括碱可溶性基团。
17.根据权利要求16所述的染料化合物，其中所述碱可溶性基团存在于由以下构成的族群中选出的至少一个中包括至少一个由式(A)、式(B)或式(C)表示的结构单元的染料多聚体；由式(D)表示的染料多聚体；由式(I)表示的染料单体；以及具有与由式(I)表示的染料单体的结构不同的结构且具有末端烯系不饱和键的染料单体。
18.根据权利要求16或权利要求17项所述的染料化合物，其中所述碱可溶性基团存在于式㈧中的染料I1、式⑶中的染料II1、式(C)中的染料IV、式⑶中的染料V或式(I)中的染料VI中。
19.根据权利要求12至权利要求18中任一项所述的染料化合物，还包括可聚合基团，所述可聚合基团通过向所述染料化合物中添加具有可与所述染料化合物中的取代基反应的基团以及可聚合基团的化合物而被引入所述染料化合物中。
20.—种二吡咯亚甲基金属错合物的制造方法，所述二吡咯亚甲基金属错合物由下式(I)表示，所述方法包括使由下式(XI)表示的二吡咯亚甲基化合物与由式(XIII)表示的金属衍生物反应
21.根据权利要求20所述的二吡咯亚甲基金属错合物的制造方法，其中由式(XI)表示的所述二吡咯亚甲基化合物是通过使由下式(V)表示的化合物与由下式(X)表示的化合物反应而获得
22.根据权利要求21所述的二吡咯亚甲基金属错合物的制造方法，其中由式(X)表示的所述化合物是通过使由下式(IX)表示的化合物与酰化剂反应而获得
23.根据权利要求22所述的二吡咯亚甲基金属错合物的制造方法，其中由式(XI)表示的所述二吡咯亚甲基化合物是通过使由下式(V)表示的化合物、由下式(IX)表示的化合物以及由下式(XII)表示的化合物彼此反应而获得
24.根据权利要求21至权利要求23中任一项所述的二吡咯亚甲基金属错合物的制造方法，其中由式(V)表示的所述化合物是通过使由下式(IV)表示的化合物中由X11表示的离去基发生化学转化形成由G4表示的所述取代基而获得
25.根据权利要求24所述的二吡咯亚甲基金属错合物的制造方法，其中由式(IV)表示的所述化合物是通过使由下式(II)表示的化合物与由下式(III)表示的化合物反应而获得:
26.—种染料多聚体的制造方法，所述染料多聚体具有通过自由基聚合反应而衍生自由下式(I)表示的染料单体的结构单元
27.一种制造含可聚合基团的染料多聚体的方法，所述方法包括 通过使由下式(I)表示的染料单体进行均聚合反应，或通过使由式(I)表示的染料单体与具有与由(I)表示的染料单体的结构不同的结构且具有末端烯系不饱和键的单体进行共聚合反应，来获得多聚体；以及 通过向所述多聚体中添加具有可与所述多聚体反应的基团以及可聚合基团的化合物而将所述可聚合基团引入所述多聚体中 R21 (1) 染料V丨
28.—种经取代的吡咯化合物，由下式(V)表示
29.—种经取代的吡咯化合物，由下式(X)表示
30.一种彩色固化组成物，包括如权利要求1至权利要求19中任一项所述的染料化合物以及可聚合化合物。
31.一种彩色滤光片，由如权利要求30所述的彩色固化组成物形成。
32.一种彩色滤光片的制造方法，所述方法包括 将如权利要求30所述的彩色固化组成物涂覆至衬底； 经由光罩使所述彩色固化组成物曝光；以及 使经曝光的所述彩色固化组成物显影以形成图案影像。
33.一种固态影像传感器，包括如权利要求31所述的彩色滤光片。
34.一种液晶显示元件，包括如权利要求31所述的彩色滤光片。
全文摘要
本发明提供具有由下式(5)表示的部分结构的染料化合物(5)其中在式(5)中，染料表示染料结构；G1表示NR或氧原子；G2表示空间参数-Es′值等于或大于1.5的单价取代基；p表示1至8的整数；当p等于或大于2时，两个或多于两个由p表示的结构可彼此相同或不同；且R表示氢原子或单价取代基。
文档编号G02B5/20GK103025831SQ20118003594
公开日2013年4月3日 申请日期2011年6月30日 优先权日2010年7月23日
发明者荒山恭平, 出井宏明, 汉那慎一, 牛岛健太, 后藤研由 申请人:富士胶片株式会社