(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ａ）着色剤、（Ｂ）バインダー樹脂、（Ｃ）多官能性単量体、及び（Ｄ）下記式（１）で表される化合物を含有し、そして（Ａ）着色剤の含有割合が不揮発分中２０〜７０質量％であることを特徴とする着色組成物。
【化１】
0005482996.tif 000012
（式（１）において、Ｒ１〜Ｒ４は、相互に独立に、Ｃ６Ｆ１１−、Ｃ９Ｆ１７−、Ｃ９Ｆ１７−Ｏ−Ｃ６Ｈ４−ＣＯ−又は水素原子を表し、但し、それらのうち少なくとも１つはＣ６Ｆ１１−、Ｃ９Ｆ１７−又はＣ９Ｆ１７−Ｏ−Ｃ６Ｈ４−ＣＯ−であり、Ａは、相互に独立に、エチレン基又はプロピレン基を表し、ａ〜ｄは、相互に独立に、０以上の整数を表し、但し、ａ〜ｄの合計は８〜１８であり、ｎは０又は１である。）
【請求項２】
前記式（１）においてＲ１〜Ｒ４のうち少なくとも１つがＣ９Ｆ１７−である、請求項１に記載の着色組成物。
【請求項３】
更に（Ｅ）光重合開始剤を含有する、請求項１又は２に記載の着色組成物。
【請求項４】
スリットダイ塗布法に用いられる請求項３に記載の着色組成物。
【請求項５】
カラーフィルタの画素を形成するために用いられる、請求項１〜４のいずれか一項に記載の着色組成物。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の着色組成物を用いて形成された着色層を備えてなるカラーフィルタ。
【請求項７】
請求項６に記載のカラーフィルタを具備するカラー液晶表示素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、着色組成物、カラーフィルタ及びカラー液晶表示素子に関わり、より詳しくは、透過型あるいは反射型のカラー液晶表示素子、カラー撮像管素子、有機ＥＬ表示素子、電子ペーパー等に用いられるカラーフィルタに有用な着色層の形成に用いられる着色組成物、当該着色組成物を用いて形成された着色層を備えるカラーフィルタ、並びに当該カラーフィルタを具備するカラー液晶表示素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
着色感放射線性組成物を用いてカラーフィルタを形成する方法として、基板上あるいは予め所望のパターンの遮光層を形成した基板上に、着色感放射線性組成物の塗膜を形成して、所定のパターンを有するフォトマスクを介して放射線を照射（以下、「露光」という。）し、現像して未露光部を溶解除去し、その後ポストベークすることにより、各色の画素を得る方法（例えば、特許文献１、特許文献２参照。）が知られている。また、着色樹脂組成物を用いてインクジェット方式により各色の画素を得る方法（例えば、特許文献３参照。）も知られている。
【０００３】
従来、着色感放射線性組成物の塗膜を形成するに当たっては、スピンコーターやスリット・スピンコーターが用いられてきた。しかしながら、近年では、着色感放射線性組成物の省液化を図ると共に、基板サイズの大型化に対応するため、スピン機構のないスリットダイコーターを用いるのが主流となっている。
【０００４】
スピン機構のない省液コーターに適する着色感光性樹脂組成物として、例えば、特許文献４では、シリコーン系界面活性剤、フッ素系界面活性剤等を含んでなる着色感光性樹脂組成物が提案されている。しかしながら、スリットダイコーターを用いて塗膜を形成するに当たっては、基板を支持するピン周辺の塗膜に微小な凹凸からなるムラが発生する問題があり、従来の着色感光性樹脂組成物は、かかる問題を解決できていない。
【０００５】
一方、近年のカラー液晶表示素子に対する高色純度化の要求に対応すべく、着色組成物中に占める着色剤の含有割合が、ますます高くなる傾向にある。かかる着色組成物を用いて段差のある大型基板上に塗膜を形成しようとした場合、塗膜の膜厚が不均一となる問題が顕在化している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平２−１４４５０２号公報
【特許文献２】特開平３−５３２０１号公報
【特許文献３】特開２０００−３１０７０６号公報
【特許文献４】特開２００４−１２６５４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の課題は、塗布方法としてスリットダイ塗布法を採用した場合であっても、微小な凹凸からなるムラを発生させることなく、平坦な塗膜を形成することができる着色組成物を提供することにある。また、色純度の高い画素を形成する場合であっても、平坦性に優れた画素を形成することができる着色組成物を提供することにある。
さらに本発明の目的は、上記着色組成物から形成された着色層を備えてなるカラーフィルタ、及び当該カラーフィルタを具備するカラー液晶表示素子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
かかる実情に鑑み、本発明者らは、鋭意研究を行ったところ、着色組成物中に特定のフッ素系界面活性剤を含有せしめることで上記課題を解決することができることを見出し、本発明を完成した。
【０００９】
即ち、本発明は、（Ａ）着色剤、（Ｂ）バインダー樹脂、（Ｃ）多官能性単量体、及び（Ｄ）下記式（１）で表される化合物（以下、「界面活性剤（Ｄ）」ということがある。）を含有し、そして（Ａ）着色剤の含有割合が不揮発分中２０〜７０質量％であることを特徴とする着色組成物を提供するものである。
【００１０】
【化１】
0005482996.tif 000002
【００１１】
（式（１）において、Ｒ１〜Ｒ４は、相互に独立に、Ｃ６Ｆ１１−、Ｃ９Ｆ１７−、Ｃ９Ｆ１７−Ｏ−Ｃ６Ｈ４−ＣＯ−又は水素原子を表し、但し、それらのうち少なくとも１つはＣ６Ｆ１１−、Ｃ９Ｆ１７−又はＣ９Ｆ１７−Ｏ−Ｃ６Ｈ４−ＣＯ−であり、Ａは、相互に独立に、エチレン基又はプロピレン基を表し、ａ〜ｄは、相互に独立に、０以上の整数を表し、但し、ａ〜ｄの合計は８〜１８であり、ｎは０又は１である。）
【００１２】
また、本発明は、該着色組成物を用いて形成された着色層を備えてなるカラーフィルタ、及び該カラーフィルタを具備するカラー液晶表示素子を提供するものである。ここで、「着色層」とは、カラーフィルタに用いられる各色画素、ブラックマトリックス等を意味する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の着色組成物を用いて形成された着色層は、平坦性に極めて優れる。
したがって、本発明の着色組成物は、カラー液晶表示素子用カラーフィルタ、固体撮像素子の色分解用カラーフィルタ、有機ＥＬ表示素子用カラーフィルタ、電子ペーパー用カラーフィルタを始めとする各種のカラーフィルタの作製に極めて好適に使用することができる。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明について詳細に説明する。
着色組成物
以下、本発明の着色組成物の構成成分について説明する。
【００１５】
−（Ａ）着色剤−
本発明における（Ａ）着色剤としては着色性を有すれば特に限定されるものではなく、カラーフィルタ等の用途に応じて色彩や材質を適宜選択することができる。具体的には、着色剤として、顔料、染料及び天然色素の何れをも使用することができるが、カラーフィルタには耐熱性が求められることから、有機顔料、無機顔料が好ましい。
【００１６】
有機顔料としては、例えば、カラーインデックス（Ｃ．Ｉ．；Ｔｈｅ  Ｓｏｃｉｅｔｙ  ｏｆ  Ｄｙｅｒｓ  ａｎｄ  Ｃｏｌｏｕｒｉｓｔｓ  社発行）においてピグメントに分類されている化合物が挙げられる。具体的には、下記のようなカラーインデックス（Ｃ．Ｉ．）名が付されているものを挙げることができる。
【００１７】
Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１２、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１３、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１４、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１７、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー２０、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー２４、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー３１、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー５５、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー８３、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー９３、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１０９、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１１０、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１３８、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１３９、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１５０、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１５３、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１５４、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１５５、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１６６、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１６８、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１８０、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー２１１；
【００１８】
Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ５、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ１３、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ１４、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ２４、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ３４、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ３６、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ３８、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ４０、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ４３、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ４６、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ４９、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ６１、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ６４、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ６８、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ７０、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ７１、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ７２、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ７３、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ７４
【００１９】
Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド５、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１７、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド３１、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド３２、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド４１、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１２２、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１２３、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１４４、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１４９、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１６６、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１６８、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１７０、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１７１、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１７５、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１７６、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１７７、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１７８、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１７９、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１８０、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１８５、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１８７、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２０２、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２０６、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２０７、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２０９、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２１４、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２２０、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２２１、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２２４、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２４２、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２４３、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２５４、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２５５、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２６２、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２６４、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２７２；
【００２０】
Ｃ．Ｉ．ピグメントバイオレット１、Ｃ．Ｉ．ピグメントバイオレット１９、Ｃ．Ｉ．ピグメントバイオレット２３、Ｃ．Ｉ．ピグメントバイオレット２９、Ｃ．Ｉ．ピグメントバイオレット３２、Ｃ．Ｉ．ピグメントバイオレット３６、Ｃ．Ｉ．ピグメントバイオレット３８；
Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：３、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：４、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：６、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー６０、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー８０；
Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン７、Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン３６、Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン５８；
Ｃ．Ｉ．ピグメントブラウン２３、Ｃ．Ｉ．ピグメントブラウン２５；
Ｃ．Ｉ．ピグメントブラック１、Ｃ．Ｉ．ピグメントブラック７。
【００２１】
本発明においては、有機顔料を、再結晶法、再沈殿法、溶剤洗浄法、昇華法、真空加熱法又はこれらの組み合わせにより精製して使用することもできる。
【００２２】
また、無機顔料としては、例えば、酸化チタン、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、亜鉛華、硫酸鉛、黄色鉛、亜鉛黄、べんがら（赤色酸化鉄(III))、カドミウム赤、群青、紺青、酸化クロム緑、コバルト緑、アンバー、チタンブラック、合成鉄黒、カーボンブラック等が挙げられる。
【００２３】
これらの着色剤は、所望により、その粒子表面をポリマーで改質して使用してもよい。顔料の粒子表面を改質するポリマーとしては、例えば、特開平８−２５９８７６号公報に記載のポリマー、又は市販の各種の顔料分散用のポリマー若しくはオリゴマー等が挙げられる。カーボンブラック表面のポリマー被覆方法としては、例えば、特開平９−７１７３３号公報、特開平９−９５６２５号公報、特開平９−１２４９６９号公報等に記載の方法を採用することができる。
本発明においては、（Ａ）着色剤を単独で又は２種以上を混合して使用することができる。
【００２４】
本発明の着色組成物を画素の形成に用いる場合、画素には高精細な発色が求められることから、（Ａ）着色剤としては、発色性の高い着色剤が好ましく、具体的には有機顔料が好ましく用いられる。
一方、本発明の着色組成物をブラックマトリックスの形成に用いる場合、ブラックマトリックスには遮光性が要求されることから、（Ａ）着色剤としては有機顔料又はカーボンブラックが好ましく用いられる。
【００２５】
本発明において、（Ａ）着色剤の含有割合は、不揮発分中２０〜７０質量％である。不揮発分とは、後述する溶媒を主成分とする揮発分を除く成分であり、その総質量は、例えば、着色組成物を加熱乾燥することにより、測定することができる。着色組成物を加熱乾燥する際の加熱温度は、溶媒の沸点や後述する（Ｂ）〜（Ｅ）成分の分解温度等を考慮して、適宜に設定することができる。
一般に、各色画素を形成するに当たっては、ＣＲＴの標準的な色再現領域であるＮＴＳＣ規格（赤：ｘ＝０．６７０、ｙ＝０．３３０／緑：ｘ＝０．２１０、ｙ＝０．７１０／青：ｘ＝０．１４０、ｙ＝０．０８０）やｓＲＧＢ規格（赤：ｘ＝０．６４０、ｙ＝０．３３０／緑：ｘ＝０．３００、ｙ＝０．６００／青：ｘ＝０．１５０、ｙ＝０．０６０）に近い色度を、ポストベーク後１．０μｍ〜３．０μｍの膜厚で達成することが好ましい。この場合、（Ａ）着色剤の含有割合は、不揮発分中２５質量％以上であることが好ましく、特に３０質量％以上であることが好ましい。また、ブラックブラックマトリックスを形成するに当たっては、３．５〜４．０／μｍのＯＤ値（光学濃度）を、ポストベーク後１．０μｍ前後の膜厚で達成することが好ましい。この場合、黒色の着色組成物において、（Ａ）着色剤の含有割合は、不揮発分中４０質量％以上であることが好ましい。（Ａ）着色剤の含有割合が少なすぎると、上述したような画素やブラックマトリックスを形成しようとした場合に膜厚を厚くする必要があるため、大型基板上で平坦性に優れた着色層を形成することが困難となるおそれがある。本発明の着色組成物によれば、上記のように（Ａ）着色剤の含有割合が高くなる場合であっても、大型基板上で平坦性に優れた着色層を形成することができる。一方、（Ａ）着色剤の含有割合が多すぎると、現像性を確保することが困難となるおそれがある。現像性をより良好にするという意味において、（Ａ）着色剤の含有割合は、固形分に対して６０質量％以下であることが好ましい。
【００２６】
本発明における着色剤は、所望により、分散剤、分散助剤と共に使用することができる。上記分散剤としては、例えば、カチオン系、アニオン系、ノニオン系等の適宜の分散剤を使用することができるが、ポリマー分散剤が好ましい。具体的には、アクリル系共重合体、ポリウレタン、ポリエステル、ポリエチレンイミン、ポリアリルアミン等を挙げることができる。
【００２７】
このような分散剤は商業的に入手することができ、例えば、アクリル系共重合体として、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−２０００、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−２００１、ＢＹＫ−ＬＰＮ６９１９、ＢＹＫ−ＬＰＮ２１１１６（以上、ビックケミー（ＢＹＫ）社製）、ポリウレタンとして、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１６１、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１６２、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１６５、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１６７、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１７０、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１８２（以上、ビックケミー（ＢＹＫ）社製）、ソルスパース７６５００（ルーブリゾール（株）社製）、ポリエチレンイミンとして、ソルスパース２４０００（ルーブリゾール（株）社製）、ポリエステルとして、アジスパーＰＢ８２１、アジスパーＰＢ８２２、アジスパーＰＢ８８０（味の素ファインテクノ株式会社製）等を挙げることができる。
【００２８】
これらの分散剤は、単独で又は２種以上を混合して使用することができる。分散剤の含有量は、（Ａ）着色剤１００質量部に対して、通常、１００質量部以下、好ましくは１〜７０質量部、更に好ましくは１０〜５０質量部である。分散剤の含有量が多すぎると、現像性等が損なわれるおそれがある。
【００２９】
上記分散助剤としては、例えば、顔料誘導体を挙げることができ、具体的には、銅フタロシアニン、ジケトピロロピロール、キノフタロンのスルホン酸誘導体等を挙げることができる。
【００３０】
−（Ｂ）バインダー樹脂−
本発明における（Ｂ）バインダー樹脂としては、特に限定されるものではないが、カルボキシル基、フェノール性水酸基等の酸性官能基を有する樹脂であることが好ましい。なかでも、カルボキシル基を有する重合体（以下、「カルボキシル基含有重合体」という。）が好ましく、特に、１個以上のカルボキシル基を有するエチレン性不飽和単量体（以下、「不飽和単量体（ｂ１）」という。）と他の共重合可能なエチレン性不飽和単量体（以下、「不飽和単量体（ｂ２）」という。）との共重合体が好ましい。
【００３１】
上記不飽和単量体（ｂ１）としては、例えば、（メタ）アクリル酸、マレイン酸、無水マレイン酸、こはく酸モノ〔２−（メタ）アクリロイロキシエチル〕、ω−カルボキシポリカプロラクトンモノ（メタ）アクリレート等を挙げることができる。これらの不飽和単量体（ｂ１）は、単独で又は２種以上を混合して使用することができる。
不飽和単量体（ｂ１）と不飽和単量体（ｂ２）の共重合体において、不飽和単量体（ｂ１）の共重合割合は、好ましくは５〜５０質量％、さらに好ましくは１０〜４０質量％である。このような範囲で不飽和単量体（ｂ１）を共重合させることにより、アルカリ現像性及び保存安定性に優れた着色組成物を得ることができる。
【００３２】
また、上記不飽和単量体（ｂ２）としては、例えば、
Ｎ−フェニルマレイミド、Ｎ−シクロヘキシルマレイミドの如きＮ−位置換マレイミド；
スチレン、α−メチルスチレン、ｐ−ヒドロキシ−α−メチルスチレンの如き芳香族ビニル化合物；
メチル（メタ）アクリレート、ｎ−ブチル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、アリル（メタ）アクリレート、ベンジル（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、イソボルニル（メタ）アクリレート、トリシクロ［５．２．１．０２，６］デカン−８−イル（メタ）アクリレート、グリセロールモノ（メタ）アクリレート、４−ヒドロキシフェニル（メタ）アクリレート、パラクミルフェノールのエチレンオキサイド変性（メタ）アクリレートの如き不飽和カルボン酸エステル；
ポリスチレン、ポリメチル（メタ）アクリレート、ポリ−ｎ−ブチル（メタ）アクリレート、ポリシロキサンの如き重合体分子鎖の末端にモノ（メタ）アクリロイル基を有するマクロモノマー等を挙げることができる。
これらの不飽和単量体（ｂ２）は、単独で又は２種以上を混合して使用することができる。
【００３３】
不飽和単量体（ｂ１）と不飽和単量体（ｂ２）の共重合体の具体例としては、例えば、特開平７−１４０６５４号公報、特開平８−２５９８７６号公報、特開平１０−３１３０８号公報、特開平１０−３００９２２号公報、特開平１１−１７４２２４号公報、特開平１１−２５８４１５号公報、特開２０００−５６１１８号公報、特開２００４−１０１７２８等に開示されている共重合体を挙げることができる。
【００３４】
また、本発明においては、例えば、特開平５−１９４６７号公報、特開平６−２３０２１２号公報、特開平７−２０７２１１号公報、特開平１１−１４０１４４号公報、特開２００８−１８１０９５号公報等に開示されているように、側鎖に（メタ）アクリロイル基等の重合性不飽和結合を有するカルボキシル基含有重合体を、バインダー樹脂として使用することもできる。
【００３５】
本発明におけるバインダー樹脂のゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ、溶出溶媒：テトラヒドロフラン）で測定したポリスチレン換算重量平均分子量（以下、「Ｍｗ」ということがある。）は、通常、１，０００〜５０，０００、好ましくは３，０００〜３０，０００である。Ｍｗが小さすぎると、得られる被膜の残膜率等が低下したり、パターン形状、耐熱性等が損なわれたり、また電気特性が悪化するおそれがあり、一方大きすぎると、解像度が低下したり、パターン形状が損なわれたり、またスリットノズル方式による塗布時に乾燥異物が発生し易くなるおそれがある。
【００３６】
また、本発明におけるバインダー樹脂のＭｗと、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ、溶出溶媒：テトラヒドロフラン）で測定したポリスチレン換算数平均分子量（以下、「Ｍｎ」ということがある。）の比（Ｍｗ／Ｍｎ）は、好ましくは１．０〜５．０、より好ましくは１．０〜３．０である。
【００３７】
本発明におけるバインダー樹脂は、公知の方法により製造することができるが、例えば、特開２００３−２２２７１７号公報、特開２００６−２５９６８０号公報、国際公開第０７／０２９８７１号パンフレット等に開示されている方法により、その構造やＭｗ、Ｍｗ／Ｍｎを制御することもできる。
【００３８】
本発明において、バインダー樹脂は、単独で又は２種以上を混合して使用することができる。
本発明において、バインダー樹脂の含有量は、（Ａ）着色剤１００質量部に対して、通常、１０〜１，０００質量部、好ましくは２０〜５００質量部である。バインダー樹脂の含有量が少なすぎると、例えば、アルカリ現像性が低下したり、得られる着色組成物の保存安定性が低下したりするおそれがあり、一方多すぎると、相対的に着色剤濃度が低下するため、薄膜として目的とする色濃度を達成することが困難となるおそれがある。
【００３９】
−（Ｃ）多官能性単量体−
本発明における（Ｃ）多官能性単量体は、２個以上の重合性不飽和結合を有する単量体である。
このような多官能性単量体としては、例えば、
エチレングリコール、プロピレングリコールの如きアルキレングリコールのジ（メタ）アクリレート；
ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコールの如きポリアルキレングリコールのジ（メタ）アクリレート；
グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトールの如き３価以上の多価アルコールのポリ（メタ）アクリレートやそのジカルボン酸変性物；
ポリエステル、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、アルキド樹脂、シリコーン樹脂、スピラン樹脂の如きオリゴ（メタ）アクリレート；
両末端ヒドロキシポリ−１，３−ブタジエン、両末端ヒドロキシポリイソプレンの如き両末端ヒドロキシル重合体のジ（メタ）アクリレート；
トリス〔２−（メタ）アクリロイロキシエチル〕フォスフェート、イソシアヌル酸エチレンオキシド変性トリアクリレート、ウレタン構造を有するポリ（メタ）アクリレート、カプロラクトン構造を有するポリ（メタ）アクリレート
等を挙げることができる。
【００４０】
これらの多官能性単量体のうち、３価以上の多価アルコールのポリ（メタ）アクリレート類やそれらのジカルボン酸変性物、ウレタン構造を有するポリ（メタ）アクリレート、並びにカプロラクトン構造を有するポリ（メタ）アクリレートが好ましい。３価以上の多価アルコールのポリ（メタ）アクリレート類やそれらのジカルボン酸変性物としては、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールトリメタクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ペンタエリスリトールテトラメタクリレート、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート、ジペンタエリスリトールペンタメタクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサメタクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレートとこはく酸とのモノエステル化物、ペンタエリスリトールトリメタクリレートとこはく酸とのモノエステル化物、ジペンタエリスリトールペンタアクリレートとこはく酸とのモノエステル化物、ジペンタエリスリトールペンタメタアクリレートとこはく酸とのモノエステル化物が好ましく、特に、トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレートとこはく酸とのモノエステル化物及びジペンタエリスリトールペンタアクリレートとこはく酸とのモノエステル化物が、着色層の強度が高く、着色層の表面平滑性に優れ、かつ未露光部の基板上及び遮光層上に地汚れ、膜残り等を発生し難い点で好ましい。
上記多官能性単量体は、単独で又は２種以上を混合して使用することができる。
【００４１】
本発明における（Ｃ）多官能性単量体の含有量は、（Ｂ）バインダー樹脂１００質量部に対して、５〜５００質量部が好ましく、特に２０〜３００質量部が好ましい。この場合、多官能性単量体の含有量が少なすぎると、十分な硬化性が得られないおそれがある。一方、多官能性単量体の含有量が多すぎると、本発明の着色組成物にアルカリ現像性を付与した場合に、アルカリ現像性が低下し、未露光部の基板上あるいは遮光層上に地汚れ、膜残り等が発生しやすくなる傾向がある。
【００４２】
また、本発明においては、多官能性単量体の一部を、重合性不飽和結合を１個有する単官能性単量体に置き換えることもできる。
上記単官能性単量体としては、例えば、こはく酸モノ〔２−（メタ）アクリロイロキシエチル〕、フタル酸モノ〔２−（メタ）アクリロイロキシエチル〕の如き２価以上の多価カルボン酸のモノ〔（メタ）アクリロイロキシアルキル〕エステル、ω−カルボキシポリカプロラクトンモノ（メタ）アクリレートの如き両末端にカルボキシ基と水酸基とを有するポリマーのモノ（メタ）アクリレートや、Ｎ−（メタ）アクリロイルモルフォリン、Ｎ−ビニルピロリドン、Ｎ−ビニル−ε−カプロラクタムのほか、市販品として、Ｍ−５６００（商品名、東亞合成（株）製）等を挙げることができる。
これらの単官能性単量体は、単独で又は２種以上を混合して使用することができる。
【００４３】
本発明における単官能性単量体の含有割合は、多官能性単量体と単官能性単量体の合計に対して、好ましくは９０質量％以下、より好ましくは５０質量％以下である。この場合、単官能性単量体の使用割合が多すぎると、硬化性が低下する傾向がある。
【００４４】
−界面活性剤（Ｄ）−
上記式（１）で表される化合物、即ち界面活性剤（Ｄ）は、本発明の着色組成物において界面活性剤として機能する成分である。本発明の着色組成物は、かかる特定の界面活性剤を含有することにより、平坦性に極めて優れた着色層を形成することが可能となる。界面活性剤（Ｄ）の具体例としては、下記式で表される化合物を挙げることができる。
【００４５】
【化２】
0005482996.tif 000003
【００４６】
【化３】
0005482996.tif 000004
【００４７】
【化４】
0005482996.tif 000005
【００４８】
【化５】
0005482996.tif 000006
【００４９】
（式（１−１）〜（１−４）において、Ｒ１〜Ｒ４及びａ〜ｄは、式（１）におけるＲ１〜Ｒ４及びａ〜ｄと同義である。）
上記式（１）において、Ｒ１〜Ｒ４のうち少なくとも２つがＣ６Ｆ１１−、Ｃ９Ｆ１７−又はＣ９Ｆ１７Ｏ−Ｃ６Ｈ４−ＣＯ−であることが好ましく、特にＲ１〜Ｒ４の全てがＣ６Ｆ１１−、Ｃ９Ｆ１７−又はＣ９Ｆ１７Ｏ−Ｃ６Ｈ４−ＣＯ−であることが好ましい。Ｃ６Ｆ１１−、Ｃ９Ｆ１７−としては、ヘキサフルオロプロペンのダイマー又はトリマーから誘導される残基、例えば、下記式で表される構造を挙げることができる。
【００５０】
【化６】
0005482996.tif 000007
【００５１】
【化７】
0005482996.tif 000008
【００５２】
【化８】
0005482996.tif 000009
【００５３】
【化９】
0005482996.tif 000010
【００５４】
（上記式中、「＊」は結合手であることを示す。）
本発明において、Ｒ１〜Ｒ４としては、Ｃ９Ｆ１７−が好ましい。
【００５５】
また、上記式（１）において、Ａはエチレン基又はプロピレン基を表すが、ａ〜ｄのいずれかが２以上である場合、即ち（ＡＯ）ａ〜（ＡＯ）ｄのいずれかがポリオキシアルキレン鎖を形成する場合、該ポリオキシアルキレン鎖は、エチレン基とプロピレン基の両方を含んでいてもよい。
また、上記式（１）において、ａ〜ｄの合計は８〜１８である。

【００５６】
界面活性剤（Ｄ）の製造方法に関しては特に制限はなく、例えば、特開平４−１４５０４１号公報に記載の方法により製造することができる。
【００５７】
本発明の着色組成物における界面活性剤（Ｄ）の含有量は、（Ｂ）バインダー樹脂１００質量部に対して、好ましくは０．０１〜５質量部であり、より好ましくは０．０５〜３質量部である。このような範囲で界面活性剤（Ｄ）を含有せしめることにより、塗布方法としてスリットダイ塗布法を採用した場合であっても、着色層の平坦性が極めて良好となる。
【００５８】
本発明においては、界面活性剤として、界面活性剤（Ｄ）と共に、界面活性剤（Ｄ）以外の公知のフッ素系界面活性剤、シリコン系界面活性剤等を使用することもできる。
【００５９】
−（Ｅ）光重合開始剤−
本発明の着色組成物には、光重合開始剤を含有せしめることにより、着色組成物に感放射線性を付与することもできる。ここでいう「放射線」は、可視光線、紫外線、遠紫外線、電子線、Ｘ線等を含むものを意味する。
本発明に用いる（Ｅ）光重合開始剤は、可視光線、紫外線、遠紫外線、電子線、Ｘ線等の放射線の露光により、上記（Ｃ）多官能性単量体及び場合により使用される単官能性単量体の重合を開始しうる活性種を発生する化合物である。
このような光重合開始剤としては、例えば、チオキサントン系化合物、アセトフェノン系化合物、ビイミダゾール系化合物、トリアジン系化合物、Ｏ−アシルオキシム系化合物、オニウム塩系化合物、ベンゾイン系化合物、ベンゾフェノン系化合物、α−ジケトン系化合物、多核キノン系化合物、ジアゾ系化合物、イミドスルホナート系化合物等を挙げることができる。
【００６０】
本発明において、光重合開始剤は、単独で又は２種以上を混合して使用することができる。光重合開始剤としては、チオキサントン系化合物、アセトフェノン系化合物、ビイミダゾール系化合物、トリアジン系化合物、Ｏ−アシルオキシム系化合物の群から選ばれる少なくとも１種が好ましい。
【００６１】
本発明における好ましい光重合開始剤のうち、チオキサントン系化合物の具体例としては、チオキサントン、２−クロロチオキサントン、２−メチルチオキサントン、２−イソプロピルチオキサントン、４−イソプロピルチオキサントン、２，４−ジクロロチオキサントン、２，４−ジメチルチオキサントン、２，４−ジエチルチオキサントン、２，４−ジイソプロピルチオキサントン等を挙げることができる。
【００６２】
また、上記アセトフェノン系化合物の具体例としては、２−メチル−１−〔４−（メチルチオ）フェニル〕−２−モルフォリノプロパン−１−オン、２−ベンジル−２−ジメチルアミノ−１−（４−モルフォリノフェニル）ブタン−１−オン、２−（４−メチルベンジル）−２−（ジメチルアミノ）−１−（４−モルフォリノフェニル）ブタン−１−オン等を挙げることができる。
【００６３】
また、上記ビイミダゾール系化合物の具体例としては、２，２’−ビス（２−クロロフェニル）−４，４’，５，５’−テトラフェニル−１，２’−ビイミダゾール、２，２’−ビス（２，４−ジクロロフェニル）−４，４’，５，５’−テトラフェニル−１，２’−ビイミダゾール、２，２’−ビス（２，４，６−トリクロロフェニル）−４，４’，５，５’−テトラフェニル−１，２’−ビイミダゾール等を挙げることができる。
【００６４】
なお、光重合開始剤としてビイミダゾール系化合物を用いる場合、水素供与体を併用することが、感度を改良することができる点で好ましい。ここでいう「水素供与体」とは、露光によりビイミダゾール系化合物から発生したラジカルに対して、水素原子を供与することができる化合物を意味する。水素供与体としては、例えば、２−メルカプトベンゾチアゾール、２−メルカプトベンゾオキサゾール等のメルカプタン系水素供与体、４，４’−ビス（ジメチルアミノ）ベンゾフェノン、４，４’−ビス（ジエチルアミノ）ベンゾフェノン等のアミン系水素供与体を挙げることができる。本発明において、水素供与体は、単独で又は２種以上を混合して使用することができるが、１種以上のメルカプタン系水素供与体と１種以上のアミン系水素供与体とを組み合わせて使用することが、さらに感度を改良することができる点で好ましい。
【００６５】
また、上記トリアジン系化合物の具体例としては、２，４，６−トリス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２−メチル−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２−〔２−（５−メチルフラン−２−イル）エテニル〕−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２−〔２−（フラン−２−イル）エテニル〕−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２−〔２−（４−ジエチルアミノ−２−メチルフェニル）エテニル〕−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２−〔２−（３，４−ジメトキシフェニル）エテニル〕−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２−（４−メトキシフェニル）−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２−（４−エトキシスチリル）−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２−（４−ｎ−ブトキシフェニル）−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン等のハロメチル基を有するトリアジン系化合物を挙げることができる。
【００６６】
また、Ｏ−アシルオキシム系化合物の具体例としては、１，２−オクタンジオン，１−〔４−（フェニルチオ）フェニル〕−，２−（Ｏ−ベンゾイルオキシム）、エタノン，１−［９−エチル−６−（２−メチルベンゾイル）−９Ｈ−カルバゾール−３−イル］−，１−（Ｏ−アセチルオキシム）、エタノン，１−〔９−エチル−６−（２−メチル−４−テトラヒドロフラニルメトキシベンゾイル）−９Ｈ−カルバゾール−３−イル〕−，１−（Ｏ−アセチルオキシム）、エタノン，１−〔９−エチル−６−｛２−メチル−４−（２，２−ジメチル−１，３−ジオキソラニル）メトキシベンゾイル｝−９Ｈ−カルバゾール−３−イル〕−，１−（Ｏ−アセチルオキシム）等を挙げることができる。
【００６７】
本発明において、アセトフェノン系化合物等のビイミダゾール系化合物以外の光重合開始剤を用いる場合には、増感剤を併用することもできる。このような増感剤としては、例えば、４，４’−ビス（ジメチルアミノ）ベンゾフェノン、４，４’−ビス（ジエチルアミノ）ベンゾフェノン、４−ジエチルアミノアセトフェノン、４−ジメチルアミノプロピオフェノン、４−ジメチルアミノ安息香酸エチル、４−ジメチルアミノ安息香酸２−エチルヘキシル、２，５−ビス（４−ジエチルアミノベンザル）シクロヘキサノン、７−ジエチルアミノ−３−（４−ジエチルアミノベンゾイル）クマリン、４−（ジエチルアミノ）カルコン等を挙げることができる。
【００６８】
本発明において、光重合開始剤の含有量は、（Ｃ）多官能性単量体１００質量部に対して、０．０１〜１２０質量部が好ましく、特に１〜１００質量部が好ましい。この場合、光重合開始剤の含有量が少なすぎると、露光による硬化が不十分となるおそれがあり、一方多すぎると、形成された着色層が現像時に基板から脱落しやすくなる傾向がある。
【００６９】
−溶媒−
本発明の着色組成物は、通常、溶媒を配合して液状組成物として調製される。上記溶媒としては、着色組成物を構成する（Ａ）〜（Ｄ）成分や（Ｅ）成分等の他の成分を分散又は溶解し、かつこれらの成分と反応せず、適度の揮発性を有するものである限り、適宜に選択して使用することができる。
【００７０】
このような溶媒としては、例えば、
エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノ−ｎ−プロピルエーテル、エチレングリコールモノ−ｎ−ブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノ−ｎ−プロピルエーテル、ジエチレングリコールモノ−ｎ−ブチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノ−ｎ−プロピルエーテル、プロピレングリコールモノ−ｎ−ブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノ−ｎ−プロピルエーテル、ジプロピレングリコールモノ−ｎ−ブチルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、トリプロピレングリコールモノエチルエーテル等の（ポリ）アルキレングリコールモノアルキルエーテル類；
【００７１】
エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、３−メトキシブチルアセテート、３−メチル−３−メトキシブチルアセテート等の（ポリ）アルキレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類；
ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、テトラヒドロフラン等の他のエーテル類；
メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、２−ヘプタノン、３−ヘプタノン等のケトン類；
【００７２】
プロピレングリコールジアセテート、１，３−ブチレングリコールジアセテート、１，６−ヘキサンジオールジアセテート等のジアセテート類；
乳酸メチル、乳酸エチル等の乳酸アルキルエステル類；
２−ヒドロキシ−２−メチルプロピオン酸エチル、３−メトキシプロピオン酸メチル、３−メトキシプロピオン酸エチル、３−エトキシプロピオン酸メチル、３−エトキシプロピオン酸エチル、エトキシ酢酸エチル、ヒドロキシ酢酸エチル、２−ヒドロキシ−３−メチルブタン酸メチル、３−メチル−３−メトキシブチルプロピオネート、酢酸エチル、酢酸ｎ−プロピル、酢酸ｉ−プロピル、酢酸ｎ−ブチル、酢酸ｉ−ブチル、ぎ酸ｎ−アミル、酢酸ｉ−アミル、プロピオン酸ｎ−ブチル、酪酸エチル、酪酸ｎ−プロピル、酪酸ｉ−プロピル、酪酸ｎ−ブチル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、ピルビン酸ｎ−プロピル、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、２−オキソブタン酸エチル等の他のエステル類；
トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類；
Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチルピロリドン等のアミド又はラクタム類
等を挙げることができる。
【００７３】
これらの溶媒のうち、溶解性、顔料分散性、塗布性等の観点から、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、３−メトキシブチルアセテート、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、シクロヘキサノン、２−ヘプタノン、３−ヘプタノン、１，３−ブチレングリコールジアセテート、１，６−ヘキサンジオールジアセテート、乳酸エチル、３−メトキシプロピオン酸エチル、３−エトキシプロピオン酸メチル、３−エトキシプロピオン酸エチル、３−メチル−３−メトキシブチルプロピオネート、酢酸ｎ−ブチル、酢酸ｉ−ブチル、ぎ酸ｎ−アミル、酢酸ｉ−アミル、プロピオン酸ｎ−ブチル、酪酸エチル、酪酸ｉ−プロピル、酪酸ｎ−ブチル、ピルビン酸エチル等が好ましい。
上記溶媒は、単独で又は２種以上を混合して使用することができる。
【００７４】
さらに、上記溶媒と共に、ベンジルエチルエーテル、ジ−ｎ−ヘキシルエーテル、アセトニルアセトン、イソホロン、カプロン酸、カプリル酸、１−オクタノール、１−ノナノール、酢酸ベンジル、安息香酸エチル、しゅう酸ジエチル、マレイン酸ジエチル、γ−ブチロラクトン、炭酸エチレン、炭酸プロピレン、エチレングリコールモノフェニルエーテルアセテート等の高沸点溶媒を併用することもできる。
溶媒の含有量は、特に限定されるものではないが、得られる着色組成物の塗布性、安定性等の観点から、当該組成物の溶媒を除いた各成分の合計濃度が、通常、５〜５０質量％となる量が好ましく、特に１０〜４０質量％となる量が望ましい。
【００７５】
−添加剤−
本発明の着色組成物は、必要に応じて、種々の添加剤を含有することもできる。
添加剤としては、例えば、ガラス、アルミナ等の充填剤；ポリビニルアルコール、ポリ（フロオロアルキルアクリレート）類等の高分子化合物；ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリス（２−メトキシエトキシ）シラン、Ｎ−（２−アミノエチル）−３−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、Ｎ−（２−アミノエチル）−３−アミノプロピルトリメトキシシラン、３−アミノプロピルトリエトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、２−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、３−クロロプロピルメチルジメトキシシラン、３−クロロプロピルトリメトキシシラン、３−メタクリロイロキシプロピルトリメトキシシラン、３−メルカプトプロピルトリメトキシシラン等の密着促進剤；２，２−チオビス（４−メチル−６−ｔ−ブチルフェノール）、２，６−ジ−ｔ−ブチルフェノール等の酸化防止剤；２−（３−ｔ−ブチル−５−メチル−２−ヒドロキシフェニル）−５−クロロベンゾトリアゾール、アルコキシベンゾフェノン類等の紫外線吸収剤；ポリアクリル酸ナトリウム等の凝集防止剤；マロン酸、アジピン酸、イタコン酸、シトラコン酸、フマル酸、メサコン酸、２−アミノエタノール、３−アミノ−１−プロパノール、５−アミノ−１−ペンタノール、３−アミノ−１，２−プロパンジオール、２−アミノ−１，３−プロパンジオール、４−アミノ−１，２−ブタンジオール等の残渣改善剤等を挙げることができる。
【００７６】
本発明において、着色組成物は、適宜の方法により調製することができ、例えば、（Ａ）〜（Ｄ）成分を、溶媒や任意的に加えられる他の成分と共に、混合することにより調製することができる。好ましい着色組成物の調製方法としては、（Ａ）着色剤を溶媒中、分散剤の存在下で、場合により（Ｂ）成分の一部と共に、例えばビーズミル、ロールミル等を用いて、粉砕しつつ混合・分散して着色剤分散液とし、次いで、この着色剤分散液に、（Ｂ）〜（Ｄ）成分と、必要に応じてさらに追加の溶媒や他の成分を添加し、混合することにより調製する方法を挙げることができる。
【００７７】
カラーフィルタ及びその製造方法
本発明のカラーフィルタは、本発明の着色組成物から形成された着色層を備えるものである。
カラーフィルタを製造する方法としては、第一に次の方法が挙げられる。まず、基板の表面上に、必要に応じて、画素を形成する部分を区画するように遮光層（ブラックマトリックス）を形成する。次いで、この基板上に、例えば、赤色の着色剤が分散された本発明の着色感放射線性組成物の液状組成物を塗布したのち、プレベークを行って溶媒を蒸発させ、塗膜を形成する。次いで、この塗膜にフォトマスクを介して露光したのち、アルカリ現像液を用いて現像して、塗膜の未露光部を溶解除去する。その後、ポストベークすることにより、赤色の画素パターンが所定の配列で配置された画素アレイを形成する。
次いで、緑色又は青色の着色剤が分散された各着色感放射線性組成物の液状組成物を用い、上記と同様にして、各液状組成物の塗布、プレベーク、露光、現像及びポストベークを行って、緑色の画素アレイ及び青色の画素アレイを同一基板上に順次形成する。これにより、赤色、緑色及び青色の三原色の画素アレイが基板上に配置されたカラーフィルタが得られる。但し、本発明においては、各色の画素を形成する順序は、上記のものに限定されない。
【００７８】
また、ブラックマトリックスは、スパッタや蒸着により成膜したクロム等の金属薄膜を、フォトリソグラフィー法を利用して所望のパターンとすることにより形成することができるが、黒色の着色剤が分散された着色感放射線性組成物を用いて、上記画素の形成の場合と同様にして形成することもできる。金属薄膜からなるブラックマトリックスと基板との段差は、通常０．１〜０．２μｍであるが、黒色感放射線性組成物を用いて形成された樹脂ブラックマトリックスと基板との段差は、１μｍ前後となる。本発明の着色感放射線性組成物によれば、樹脂ブラックマトリックスを有する段差の大きい基板上であっても、平坦性に優れた画素を形成することができる。
【００７９】
画素及び／又はブラックマトリックスを形成する際に使用される基板としては、例えば、ガラス、シリコン、ポリカーボネート、ポリエステル、芳香族ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリイミド等を挙げることができる。
また、これらの基板には、所望により、シランカップリング剤等による薬品処理、プラズマ処理、イオンプレーティング、スパッタリング、気相反応法、真空蒸着等の適宜の前処理を施しておくこともできる。
着色感放射線性組成物の液状組成物を基板に塗布する際には、スプレー法、ロールコート法、回転塗布法（スピンコート法）、スリットダイ塗布法、バー塗布法等の適宜の塗布法を採用することができるが、特に、スリットダイ塗布法を採用することが好ましい。
塗布厚さは、乾燥後の膜厚として、通常、０．１〜１０μｍ、好ましくは０．２〜８．０μｍ、特に好ましくは０．２〜６．０μｍである。
【００８０】
画素及び／又はブラックマトリックスを形成する際に使用される放射線としては、例えば、可視光線、紫外線、遠紫外線、電子線、Ｘ線等を使用することができるが、波長が１９０〜４５０ｎｍの範囲にある放射線が好ましい。
放射線の露光量は、一般的には１０〜１０，０００Ｊ／ｍ２が好ましい。
また、上記アルカリ現像液としては、例えば、炭酸ナトリウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド、コリン、１，８−ジアザビシクロ−［５．４．０］−７−ウンデセン、１，５−ジアザビシクロ−［４．３．０］−５−ノネン等の水溶液が好ましい。
上記アルカリ現像液には、例えばメタノール、エタノール等の水溶性有機溶剤や界面活性剤等を適量添加することもできる。なお、アルカリ現像後は、通常、水洗する。
現像処理法としては、シャワー現像法、スプレー現像法、ディップ（浸漬）現像法、パドル（液盛り）現像法等を適用することができる。現像条件は、常温で５〜３００秒が好ましい。
【００８１】
また、カラーフィルタを製造する第二の方法として、特開平７−３１８７２３号公報、特開２０００−３１０７０６号公報等に開示されている、インクジェット方式により各色の画素を得る方法も知られている。
このようにして得られる本発明のカラーフィルタは、着色層の平坦性に優れるため、カラー液晶表素子、カラー撮像管素子、カラーセンサー、有機ＥＬ表示素子、電子ペーパー等に極めて有用である。
【００８２】
カラー液晶表示素子
本発明のカラー液晶表示素子は、本発明のカラーフィルタを具備するものである。
本発明のカラー液晶表示素子は、適宜の構造をとることができる。例えば、カラーフィルタを、薄膜トランジスター（ＴＦＴ）が配置された駆動用基板とは別の基板上に形成して、駆動用基板とカラーフィルタを形成した基板とが、液晶層を介して対向した構造をとることができ、さらに薄膜トランジスター（ＴＦＴ）が配置された駆動用基板の表面上にカラーフィルタを形成した基板と、ＩＴＯ（錫をドープした酸化インジュウム）電極を形成した基板とが、液晶層を介して対向した構造をとることもできる。後者の構造は、開口率を格段に向上させることができ、明るく高精細な液晶表示素子が得られるという利点を有する。
【実施例】
【００８３】
以下、実施例を挙げて、本発明の実施の形態をさらに具体的に説明する。但し、本発明は、下記実施例に限定されるものではない。
【００８４】
界面活性剤（Ｄ）の合成
特開平４−１４５０４１号公報に記載の方法により、以下の化合物を合成した。
界面活性剤（Ｄ−１）：上記式（１−３）において、Ｒ１〜Ｒ４の全てがＣ９Ｆ１７−であり、ａ〜ｄの合計が５である化合物
界面活性剤（Ｄ−２）：上記式（１−３）において、Ｒ１〜Ｒ４の全てがＣ９Ｆ１７−であり、ａ〜ｄの合計が８である化合物
界面活性剤（Ｄ−３）：上記式（１−３）において、Ｒ１〜Ｒ４の全てがＣ９Ｆ１７−であり、ａ〜ｄの合計が１２である化合物
界面活性剤（Ｄ−４）：上記式（１−３）において、Ｒ１〜Ｒ４の全てがＣ９Ｆ１７−であり、ａ〜ｄの合計が１８である化合物
界面活性剤（Ｄ−５）：上記式（１−１）において、Ｒ１〜Ｒ３の全てがＣ９Ｆ１７−であり、ａ〜ｃの合計が２４である化合物
界面活性剤（Ｄ−６）：上記式（１−３）において、Ｒ１〜Ｒ４の全てがＣ９Ｆ１７−であり、ａ〜ｄの合計が３０である化合物
【００８５】
着色剤分散液の調製
調製例１
（Ａ）着色剤としてＣ．Ｉ．ピグメントレッド２５４とＣ．Ｉ．ピグメントレッド１７７との８０／２０（質量比）混合物１２質量部、分散剤としてアジスパーＰＢ８２１（味の素ファインテクノ株式会社製）を４質量部、溶媒としてプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートを固形分濃度１６質量％となるように用い、ビーズミルにより１２時間混合・分散して、着色剤分散液（Ａ−１）を調製した。
【００８６】
調製例２
（Ａ）着色剤としてＣ．Ｉ．ピグメントグリーン３６とＣ．Ｉ．ピグメントイエロー１５０との６０／４０（質量比）混合物１１質量部、分散剤としてＢＹＫ−ＬＰＮ２１１１６（ビックケミー（ＢＹＫ）社製）２質量部（固形分換算）とアジスパーＰＢ８８０（味の素ファインテクノ株式会社製）２質量部、溶媒としてプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートを固形分濃度１５質量％となるように用い、ビーズミルにより１２時間混合・分散して、着色剤分散液（Ａ−２）を調製した。
【００８７】
調製例３
（Ａ）着色剤としてＣ．Ｉ．ピグメントブルー１５：６とＣ．Ｉ．ピグメントバイオレット２３との９５／５（質量比）混合物１０質量部、分散剤としてＤｉｓｐｅｒｂｙｋ−２０００（ビックケミー（ＢＹＫ）社製）２質量部（固形分換算）とＢＹＫ−ＬＰＮ２１３２４（ビックケミー（ＢＹＫ）社製）２質量部（固形分換算）、溶媒としてプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートを固形分濃度１４質量％となるように用い、ビーズミルにより１２時間混合・分散して、着色剤分散液（Ａ−３）を調製した。
【００８８】
調製例４
（Ａ）着色剤としてＣ．Ｉ．ピグメントレッド２５４／Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１７７／Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１３９＝５０／３５／１５（質量比）混合物１３．５質量部、分散剤としてアジスパーＰＢ８２１（味の素ファインテクノ株式会社製）６．０質量部、溶媒として１，３−ブチレングリコールジアセテートを固形分濃度１９．５質量％となるように用い、ビーズミルにより１２時間混合・分散して、着色剤分散液（Ａ−４）を調製した。
【００８９】
調製例５
（Ａ）着色剤としてＣ．Ｉ．ピグメントグリーン３６とＣ．Ｉ．ピグメントイエロー１５０との５０／５０（質量比）混合物１５質量部、分散剤としてＢＹＫ−ＬＰＮ２１１１６（ビックケミー（ＢＹＫ）社製）３質量部（固形分換算）とアジスパーＰＢ８８０（味の素ファインテクノ株式会社製）３質量部、溶媒として１，３−ブチレングリコールジアセテートを固形分濃度２１質量％となるように用い、ビーズミルにより１２時間混合・分散して、着色剤分散液（Ａ−５）を調製した。
【００９０】
調製例６
（Ａ）着色剤としてＣ．Ｉ．ブルー１５：６とＣ．Ｉ．ピグメントバイオレットとの９０／１０（質量比）混合物１２質量部、分散剤としてＤｉｓｐｅｒｂｙｋ−２０００（ビックケミー（ＢＹＫ）社製）３質量部（固形分換算）とＢＹＫ−ＬＰＮ２１３２４（ビックケミー（ＢＹＫ）社製）３質量部（固形分換算）、溶媒として１，３−ブチレングリコールジアセテートを固形分濃度１８質量％となるように用い、ビーズミルにより１２時間混合・分散して、着色剤分散液（Ａ−６）を調製した。
【００９１】
（Ｂ）バインダー樹脂の合成
合成例１
冷却管、攪拌機を備えたフラスコに、２，２’−アゾビスイソブチロニトリル２質量部及びプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート２００質量部を仕込み、引き続きメタクリル酸１５質量部、Ｎ−フェニルマレイミド２０質量部、ベンジルメタクリレート５５質量部、スチレン１０質量部及び分子量調節剤として２，４−ジフェニル−４−メチル−１−ペンテン（日本油脂（株）製  商品名：ノフマーＭＳＤ）３質量部を仕込んで、窒素置換した。その後ゆるやかに撹拌して、反応溶液の温度を８０℃に上昇させ、この温度を５時間保持して重合することにより、バインダー樹脂溶液（固形分濃度＝３２．３重量％）を得た。得られたバインダー樹脂は、Ｍｗ＝１６，０００、Ｍｎ＝７，０００であった。このバインダー樹脂を「バインダー樹脂（Ｂ−１）」とする。
【００９２】
合成例２
冷却管、攪拌機を備えたフラスコに、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート１３６質量部を仕込み、窒素ガスを注入しながら８０℃に加温した。同温度で、メタクリル酸２０質量部、Ｎ−フェニルマレイミド１２質量部、ベンジルメタクリレート５質量部、スチレン１０質量部、２−ヒドロキシエチルメタクリレート１５質量部及び２−エチルヘキシルメタクリレート３８質量部をプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート４０質量部に溶解させた溶液と、２，２’−アゾビスイソブチロニトリル６質量部をプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート２４質量部に溶解させた溶液を、同時に２時間かけて滴下した。その後、反応溶液の温度を１００℃に上昇させ、この温度を１時間保持して重合することにより、バインダー樹脂溶液（固形分濃度＝３３．０重量％）を得た。得られたバインダー樹脂は、Ｍｗ＝１１，０００、Ｍｎ＝６，０００であった。このバインダー樹脂を「バインダー樹脂（Ｂ−２）」とする。
【００９３】
実施例１（参考例）
着色感放射線性組成物の調製
（Ａ）着色剤分散液（Ａ−１）１００質量部、（Ｂ）バインダー樹脂としてバインダー樹脂（Ｂ−１）１０質量部（固形分換算）、（Ｃ）多官能性単量体としてジペンタエリスリトールヘキサアクリレート１５質量部、界面活性剤（Ｄ−１）０.０５質量部、（Ｅ）光重合開始剤として２−ベンジル−２−ジメチルアミノ−１−（４−モルフォリノフェニル）ブタン−１−オン４質量部と４，４’−ビス（ジエチルアミノ）ベンゾフェノン１重量部、及び溶媒としてプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートを、固形分濃度が１５質量％となるよう混合して液状組成物（Ｓ−１）を調製した。液状組成物（Ｓ−１）をアルミ皿に秤量して１８０℃のホットプレート上で１時間加熱し、加熱前後での重量を測定することにより不揮発分濃度を測定したところ、不揮発分濃度は１４．８質量％であった。液状組成物（Ｓ−１）において、不揮発分中の着色剤の含有割合は２６質量％である。
液状組成物（Ｓ−１）について、下記の手順にしたがって、評価を行った。評価結果を表１に示す。
【００９４】
塗膜の外観評価
上記で調製した液状組成物（Ｓ−１）を、５５０×６５０ｍｍのクロム成膜ガラス上にスリットダイコーター（東京応化工業（株）製、型式「ＴＲ６３２１０５−ＣＬ」）を用いて塗布し、到達圧力を１００Ｐａに設定し真空乾燥により溶媒を除去し、更に８０℃において２分間プレベークすることにより、膜厚３．０μｍの塗膜を形成した。
この塗膜につき、ナトリウムランプ下、プレベーク炉のプロキシピンに由来するムラの発生状況を目視により評価した。ほとんどムラが見えなかった場合を塗膜外観「優良」、ムラがわずかに見られた場合を外観「良好」、ムラがはっきりと見えた場合を外観「不良」とした。
【００９５】
塗膜の膜厚均一性の評価
上記「塗膜の外観評価」において、５５０×６５０ｍｍのクロム成膜ガラスの代わりに、膜厚１μｍの樹脂ブラックマトリックスが形成された５５０×６５０ｍｍの無アルカリガラスを用いたほかは、上記「塗膜の外観評価」と同様にして、基板上に塗膜を形成した。この塗膜につき、２０点の測定点において膜厚を測定し、下記式により膜厚均一性を算出した。
膜厚の均一性（％）＝（塗布膜厚の最大値−最小値）×１００／（（２０点の塗布膜厚の平均）×２）
このように算出された塗布膜厚の均一性が１％以下である場合、膜厚均一性は良好といえる。
なお、上記２０点の測定点は、以下のようにして定めた。すなわち、基板（５５０×６５０ｍｍ）の長辺および短辺の各端部から５０ｍｍの範囲を除いた内側の領域（４５０×５５０ｍｍ）を測定領域とし、該領域内で長辺方向および短辺方向の直線上でそれぞれ４０ｍｍおきに各１０点（計２０点）を決め、これらを測定点とした。
【００９６】
実施例２〜１１（実施例５および６は参考例）、比較例１〜７
実施例１において、着色剤分散液、バインダー樹脂、多官能性単量体及び界面活性剤の種類と量を表１に示すように変更した以外は実施例１と同様にして、液状組成物（Ｓ−２）〜（Ｓ−１８）を調製した。
次いで、液状組成物（Ｓ−１）に代えてそれぞれ液状組成物（Ｓ−２）〜（Ｓ−１８）を用いた以外は、実施例１と同様にして評価を行った。結果を表１に示す。なお、比較例５においては、実施例１で形成された塗膜と同等の色度ｘとなる膜厚になるよう、比較例６においては、実施例７で形成された塗膜と同等の色度ｙとなる膜厚になるよう、比較例７においては、実施例８で形成された塗膜と同等の色度ｙとなる膜厚になるよう、それぞれ塗膜を形成し評価を行った。
【００９７】
【表１】
0005482996.tif 000011
【００９８】
表１において、各成分は下記のとおりである。
ｄ−１：市販のフッ素系界面活性剤（大日本インキ化学工業（株）製、商品名：メガファックＲ０８）
ｄ−２：市販のシリコーン系界面活性剤（東レ・ダウコーニング（株）製  商品名：ＳＨ８４００）
また、表１において「着色剤濃度」とは、着色剤の不揮発分中の含有割合（質量％）である。
【００９９】
実施例１２
インクジェットインクの調製
（Ａ）着色剤分散液（Ａ−４）５４５質量部、（Ｂ）バインダー樹脂としてバインダー樹脂（Ｂ−２）１９質量部（固形分換算）、（Ｃ）多官能性単量体としてジペンタエリスリトールヘキサアクリレート７８質量部、界面活性剤（Ｄ−３）０．１５質量部、及び（Ｅ）溶媒として１，３−ブチレングリコールジアセテート３１０質量部を混合して、インクジェットインクを調製した。
【０１００】
画素平坦性の評価
インクジェット装置Ｎａｎｏｐｒｉｎｔｅｒ−１５００Ｓ（マイクロジェット株式会社製）を使用して、高さ２．０μｍ、長さ５００μｍ、幅１５０μｍの隔壁で区画された画素内に、乾燥後の画素中心付近の膜厚が２．０μｍとなるよう、上記で調製したインクジェットインクを吐出した。α−ｓｔｅｐ  ＩＱ（ＫＬＡ  Ｔｅｎｃｏｒ社製）を使用して、画素中央部の膜厚を幅方向に測定した結果、画素の平坦性は良好であることが確認された。
【０１０１】
実施例１３〜１４
実施例１２において、着色剤分散液（Ａ−４）を着色剤分散液（Ａ−５）又は着色剤分散液（Ａ−６）に変更した以外は実施例１２と同様にして、インクジェットインクを調製し、画素平坦性を評価した。いずれのインクジェットインクを使用した場合も、画素の平坦性は良好であることが確認された。本発明の着色組成物は、レベリング性に優れることがわかる。