(57)【要約】【課題】流動性に優れ、塗膜とガラス等の透明基板との間で強固な密着性を有する、高品質なカラーフィルタ用着色組成物の提供。【解決手段】透明樹脂、その前駆体またはそれらの混合物からなる顔料担体と、顔料と、イミダゾール基を有するシラン化合物とを含有するカラーフィルタ用着色組成物、および該カラーフィルタ用着色組成物を用いて形成されたフィルタセグメントおよび/またはブラックマトリックスを具備するカラーフィルタ。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明樹脂、その前駆体またはそれらの混合物からなる顔料担体と、顔料と、イミダゾール基を有するシラン化合物とを含有することを特徴とするカラーフィルタ用着色組成物。
【請求項２】
さらに、分散剤を含有することを特徴とする請求項１記載のカラーフィルタ用着色組成物。
【請求項３】
分散剤が、ポリエチレングリコール鎖、ポリプロピレングリコール鎖、ポリブチレングリコール鎖、ポリカプロラクトン鎖、またはポリバレロラクトン鎖から選ばれる少なくとも１種を有する重合体であることを特徴とする請求項２記載のカラーフィルタ用着色組成物。
【請求項４】
分散剤が、下記一般式（１）で表される化合物（ａ）と他のエチレン性不飽和二重結合を有する化合物（ｂ）との共重合体であることを特徴とする請求項２または３記載のカラーフィルタ用着色組成物。
式（１）
【化１】
2006058601.tif 000025
（Ｒaは、水素原子またはメチル基、Ｒbは炭素数２〜１０のアルキレン基、ＲCは水素原子または置換されていてもよい炭素数１〜２０のアルキル基を表す。ｍは１〜１５の整数を表す。）
【請求項５】
分散剤が、リン酸基及び／又はスルホン酸基を有する重合体であることを特徴とする請求項２ないし４いずれか１項に記載のカラーフィルタ用着色組成物。
【請求項６】
さらに、顔料誘導体、アントラキノン誘導体、アクリドン誘導体またはトリアジン誘導体から選ばれる少なくとも一種の誘導体を含有することを特徴とする請求項２ないし５いずれか１項に記載のカラーフィルタ用着色組成物。
【請求項７】
イミダゾール基を有するシラン化合物の含有量が、分散剤に対し０．１〜５００重量％であることを特徴とする請求項２ないし６いずれか１項に記載のカラーフィルタ用着色組成物。
【請求項８】
イミダゾール基を有するシラン化合物の含有量が、カラーフィルタ用着色組成物の固形分を基準として０．１〜２０重量％であることを特徴とする請求項１ないし７いずれか１項に記載のカラーフィルタ用着色組成物。
【請求項９】
請求項１ないし８いずれか１項に記載のカラーフィルタ用着色組成物を用いて形成されたフィルタセグメントを具備することを特徴とするカラーフィルタ。
【請求項１０】
請求項１ないし８いずれか１項に記載のカラーフィルタ用着色組成物を用いて形成されたブラックマトリックスを具備することを特徴とするカラーフィルタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カラー液晶表示装置および固体撮像素子に用いられるカラーフィルタを構成するフィルタセグメントの形成およびブラックマトリックスの形成に用いられるカラーフィルタ用着色組成物、ならびに該カラーフィルタ用着色組成物を用いて得られるカラーフィルタに関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、カラーフィルタの製造方法としては、耐光性、耐熱性に優れる顔料を着色剤とする顔料分散法と呼ばれる方法が主流となっており、主に下記の２通りの方法でカラーフィルタが製造されている。
第１の方法では，感光性透明樹脂溶液中に顔料を分散したもの（顔料レジスト）をガラス等の透明基板に塗布し、乾燥により溶剤を除去した後、一つのフィルタ色のパターン露光を行い、次いで未露光部を現像工程で除去して１色目のパターンを形成、必要に応じて加熱等の処理を加えた後、同様の操作を全フィルタ色について順次繰り返すことによりカラーフィルタを製造することができる。
【０００３】
第２の方法では、透明樹脂溶液中に顔料を分散したものをガラス等の透明基板に塗布し、乾燥により溶剤を除去した後、その塗膜上にポジ型レジスト等のレジストを塗布し、一つのフィルタ色のパターン露光を行い、現像してレジストパターンを形成し、これをエッチングレジストとして、レジストパターンの付着していない顔料分散塗膜をエッチング液で除去し，レジスト塗膜を剥離して１色目のパターンを形成、必要により加熱等の処理を加えた後、同様の操作を全フィルタ色について順次繰り返すことによりカラーフィルタを製造することができる。なお、レジストの現像と顔料分散塗膜のエッチングを同時に行うこともできる。
【０００４】
どちらの製法においても一般に、微細な顔料粒子をワニスのような着色料担体に分散させ、安定な分散体を得ることは難しく、分散体は往々にして経時で顔料粒子の凝集などにより高粘度化し、チキソトロピック性を示すようになる。このような組成物の粘度上昇、流動性不良は、製造作業上の問題や製品価値に種々の問題を引き起こす。例えば、カラーフィルタのフィルタセグメントの形成は、一般にモノマーおよび樹脂を含む担体に顔料が分散されている着色組成物をガラス等の透明基板上に塗布することで行われているが、高粘度、流動性不良の着色組成物を用いると塗布性不良、レベリング不良などにより、膜厚の均一な塗膜を得ることができず好ましくない。
【０００５】
このような問題を改善するために、界面活性剤や分散性高分子物質などの分散剤を用いる方法が知られている。しかし、これらの分散剤を用いることでの塗膜の強度低下や現像性、ガラス等の透明基板への密着性、耐久性が低下するという問題が起こっており、この改善方法として、特定のシランカップリング剤を少なくとも２種類組み合わせて用いる方法や、アミン系シランカップリング剤による改善方法などが検討されてきた。（例えば、特許文献１、２参照。）
しかし、これらの方法では、カラーフィルタ用着色組成物の流動性確保と、塗膜とガラス等の透明基板との間で強固な密着性を与えるという双方を両立することは困難であった。
【特許文献１】特開平０８−１０６１６３号公報
【特許文献２】特開２０００−３５６７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、本発明は、流動性に優れ、塗膜とガラス等の透明基板との間で強固な密着性を有する、高品質なカラーフィルタ用着色組成物を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のカラーフィルタ用着色組成物は、透明樹脂、その前駆体またはそれらの混合物からなる顔料担体と、顔料と、イミダゾール基を有するシラン化合物とを含有することを特徴とする。
また、本発明のカラーフィルタは、前記カラーフィルタ用着色組成物を用いて形成されたフィルタセグメントを具備することを特徴とする。
また、本発明のカラーフィルタは、前記カラーフィルタ用着色組成物を用いて形成されたブラックマトリックスを具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のカラーフィルタ用着色組成物は、イミダゾール基を有するシラン化合物を含有するため、低粘度、高流動性でありながら、ガラス等の透明基板との間で強固な密着性を有する塗膜を形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明のカラーフィルタ用着色組成物は、顔料担体と、顔料と、イミダゾール基を有するシラン化合物とを含有し、前記顔料担体は、透明樹脂、その前駆体またはそれらの混合物からなる。
透明樹脂は、可視光領域の４００〜７００ｎｍの全波長領域において透過率が好ましくは８０％以上、より好ましくは９５％以上の樹脂である。透明樹脂には、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、および感光性樹脂が含まれ、その前駆体には、放射線照射により硬化して透明樹脂を生成するモノマーもしくはオリゴマーが含まれ、これらを単独で、または２種以上混合して用いることができる。
【００１０】
熱可塑性樹脂としては、例えば、ブチラール樹脂、スチレン−マレイン酸共重合体、塩素化ポリエチレン、塩素化ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリ酢酸ビニル、ポリウレタン系樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル系樹脂、アルキッド樹脂、ポリスチレン、ポリアミド樹脂、ゴム系樹脂、環化ゴム系樹脂、セルロース類、ポリエチレン、ポリブタジエン、ポリイミド樹脂等が挙げられる。また、熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、ロジン変性マレイン酸樹脂、ロジン変性フマル酸樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、フェノール樹脂等が挙げられる。
【００１１】
感光性樹脂としては、水酸基、カルボキシル基、アミノ基等の反応性の置換基を有する高分子にイソシアネート基、アルデヒド基、エポキシ基等の反応性置換基を有する（メタ）アクリル化合物やケイヒ酸を反応させて、（メタ）アクリロイル基、スチリル基等の光架橋性基を該高分子に導入した樹脂が用いられる。また、スチレン−無水マレイン酸共重合物やα−オレフィン−無水マレイン酸共重合物等の酸無水物を含む高分子をヒドロキシアルキル（メタ）アクリレート等の水酸基を有する（メタ）アクリル化合物によりハーフエステル化したものも用いられる。
【００１２】
モノマーおよびオリゴマーとしては、メチル（メタ）アクリレート、エチル（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、２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、β−カルボキシエチル（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、１，６−ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、トリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、１, ６−ヘキサンジオールジグリシジルエーテルジ（メタ）アクリレート、ビスフェノールＡジグリシジルエーテルジ（メタ）アクリレート、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテルジ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート、トリシクロデカニル（メタ）アクリレート、エステルアクリレート、メチロール化メラミンの（メタ）アクリル酸エステル、エポキシ（メタ）アクリレート、ウレタンアクリレート等の各種アクリル酸エステルおよびメタクリル酸エステル、（メタ）アクリル酸、スチレン、酢酸ビニル、ヒドロキシエチルビニルエーテル、エチレングリコールジビニルエーテル、ペンタエリスリトールトリビニルエーテル、（メタ）アクリルアミド、Ｎ−ヒドロキシメチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−ビニルホルムアミド、アクリロニトリル等が挙げられる。これらは、単独でまたは２種類以上混合して用いることができる。
【００１３】
顔料としては、有機または無機の顔料を、単独でまたは２種類以上混合して用いることができる。顔料は、発色性が高く、且つ耐熱性の高い顔料、特に耐熱分解性の高い顔料が好ましく、通常は有機顔料が用いられる。
以下に、カラーフィルタ用着色組成物に使用可能な有機顔料の具体例を、カラーインデックス番号で示す。
赤色フィルタセグメントを形成するための赤色着色組成物には、例えばC.I. Pigment Red  ７、９、１４、４１、４８：１、４８：２、４８：３、４８：４、８１：１、８１：２、８１：３、９７、１２２、１２３、１４６、１４９、１６８、１７７、１７８、１８０、１８４、１８５、１８７、１９２、２００、２０２、２０８、２１０、２１５、２１６、２１７、２２０、２２３、２２４、２２６、２２７、２２８、２４０、２４６、２５４、２５５、２６４、２７２等の赤色顔料を単独でまたは混合して用いることができる。赤色組成物には、黄色顔料、オレンジ顔料を併用することができる。
【００１４】
イエロー色フィルタセグメントを形成するためのイエロー色着色組成物には、例えばC.I. Pigment Yellow １、２、３、４、５、６、１０、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、２０、２４、３１、３２、３４、３５、３５：１、３６、３６：１、３７、３７：１、４０、４２、４３、５３、５５、６０、６１、６２、６３、６５、７３、７４、７７、８１、８３、８６、９３、９４、９５、９７、９８、１００、１０１、１０４、１０６、１０８、１０９、１１０、１１３、１１４、１１５、１１６、１１７、１１８、１１９、１２０、１２３、１２５、１２６、１２７、１２８、１２９、１３７、１３８、１３９、１４７、１４８、１５０、１５１、１５２、１５３、１５４、１５５、１５６、１６１、１６２、１６４、１６６、１６７、１６８、１６９、１７０、１７１、１７２、１７３、１７４、１７５、１７６、１７７、１７９、１８０、１８１、１８２、１８５、１８７、１８８、１９３、１９４、１９９、２１３、２１４等の黄色顔料を単独でまたは混合して用いることができる。
【００１５】
オレンジ色フィルタセグメントを形成するためのオレンジ色着色組成物には、例えばC.I. Pigment orange ３６、４３、５１、５５、５９、６１、７１、７３等のオレンジ色顔料を単独でまたは混合して用いることができる。
緑色フィルタセグメントを形成するための緑色着色組成物には、例えばC.I. Pigment Green ７、１０、３６、３７等の緑色顔料を単独でまたは混合して用いることができる。緑色組成物には黄色顔料を併用することができる。
青色フィルタセグメントを形成するための青色着色組成物には、例えばC.I. Pigment Blue １５、１５：１、１５：２、１５：３、１５：４、１５：６、１６、２２、６０、６４等の青色顔料を単独でまたは混合して用いることができる。青色組成物には、C.I. Pigment Violet １、１９、２３、２７、２９、３０、３２、３７、４０、４２、５０等の紫色顔料を併用することができる。
【００１６】
シアン色フィルタセグメントを形成するためのシアン色着色組成物には、例えばC.I. Pigment Blue１５：１、１５：２、１５：４、１５：３、１５：６、１６、８１等の青色顔料を単独でまたは混合して用いることができる。
マゼンタ色フィルタセグメントを形成するためのマゼンタ色着色組成物には、例えばC.I. Pigment Violet  １、１９、C.I. Pigment Red１４４、１４６、１７７、１６９、８１等の紫色顔料および赤色顔料を単独でまたは混合して用いることができる。マゼンタ色組成物には、黄色顔料を併用することができる。
【００１７】
ブラックマトリックスを形成するための黒色着色組成物には、例えばカーボンブラック、アニリンブラック、アントラキノン系黒色顔料、ペリレン系黒色顔料、具体的には C.I. Pigment Black  １、６、７、１２、２０、３１等を単独でまたは混合して用いることができる。黒色着色組成物には、赤色顔料、青色顔料、緑色顔料の混合物を用いることもできる。黒色顔料としては、価格、遮光性の大きさからカーボンブラックが好ましく、カーボンブラックは、樹脂などで表面処理されていてもよい。また、色調を調整するため、黒色着色組成物には、青色顔料や紫色顔料を併用することができる。
【００１８】
また、無機顔料としては、酸化チタン、硫酸バリウム、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、合成鉄黒等が挙げられる。無機顔料は、彩度と明度のバランスを取りつつ良好な塗布性、感度、現像性等を確保するために、有機顔料と組み合わせて用いられる。
カラーフィルタ用着色組成物には、調色のため、耐熱性を低下させない範囲内で染料を含有させることもできる。
【００１９】
また、本発明のカラーフィルタ用着色組成物は、顔料誘導体及び／又は分散剤を含むことができる。
顔料誘導体は、下記一般式（２）で示される化合物であり、塩基性置換基を有するものと酸性置換基を有するものとがある。
式（２）
Ａ−Ｂ
Ａ：有機顔料残基
Ｂ：塩基性置換基または酸性置換基
【００２０】
式（２）中、Ａの有機顔料残基を構成する有機顔料としては、ジケトピロロピロール系顔料、アゾ、ジスアゾ、ポリアゾ等のアゾ系顔料、銅フタロシアニン、ハロゲン化銅フタロシアニン、無金属フタロシアニン等のフタロシアニン系顔料、アミノアントラキノン、ジアミノジアントラキノン、アントラピリミジン、フラバントロン、アントアントロン、インダントロン、ピラントロン、ビオラントロン等のアントラキノン系顔料、キナクリドン系顔料、ジオキサジン系顔料、ペリノン系顔料、ペリレン系顔料、チオインジゴ系顔料、イソインドリン系顔料、イソインドリノン系顔料、キノフタロン系顔料、スレン系顔料、金属錯体系顔料等が挙げられる。
【００２１】
式（２）中、Ｂの塩基性置換基としては、下記式（３）、式（４）、式（５）、および式（６）で示される置換基が挙げられ、酸性置換基としては、式（７）および式（８）で示される置換基が挙げられる。
式（３）
【化２】
2006058601.tif 000002
式（４）
【化３】
2006058601.tif 000003
式（５）
【化４】
2006058601.tif 000004
式（６）
【化５】
2006058601.tif 000005
【００２２】
式（７）
【化６】
2006058601.tif 000006
式（８）
【化７】
2006058601.tif 000007
【００２３】
Ｘ：−ＳＯ2−、−ＣＯ−、−ＣＨ2ＮＨＣＯＣＨ2−、−ＣＨ2−または直接結合を表す。
ｎ：１〜１０の整数を表す。
Ｒ1、Ｒ2：それぞれ独立に、炭素数１〜３６の置換されていてもよいアルキル基、炭素数２〜３６の置換されていてもよいアルケニル基、置換されていてもよいフェニル基、またはＲ1 とＲ2 とで一体となって更なる窒素、酸素または硫黄原子を含む置換されていてもよい複素環を表す。
Ｒ3：炭素数１〜３６の置換されていてもよいアルキル基、炭素数２〜３６の置換されていてもよいアルケニル基または置換されていてもよいフェニル基を表す。
Ｒ4、Ｒ5、Ｒ6、Ｒ7：それぞれ独立に、水素原子、炭素数１〜３６の置換されていてもよいアルキル基、炭素数２〜３６の置換されていてもよいアルケニル基または置換されていてもよいフェニル基を表す。
【００２４】
Ｙ：−ＮＲ8−Ｚ−ＮＲ9−または直接結合を表す。
Ｒ8、Ｒ9：それぞれ独立に水素原子、炭素数１〜３６の置換されていてもよいアルキル基、炭素数２〜３６の置換されていてもよいアルケニル基または置換されていてもよいフェニル基を表す。
Ｚ：炭素数１〜３６の置換されていてもよいアルキレン基、炭素数２〜３６の置換されていてもよいアルケニレン基、または置換されていてもよいフェニレン基を表す。
Ｒ：式（９）で示される置換基または式（１０）で示される置換基を表す。
Ｑ：水酸基、アルコキシル基、式（９）で示される置換基または式（１０）で示される置換基を表す。
【００２５】
式（９）
【化８】
2006058601.tif 000008
式（１０）
【化９】
2006058601.tif 000009
【００２６】
Ｍ：水素原子、カルシウム原子、バリウム原子、ストロンチウム原子、マンガン原子またはアルミニウム原子を表す。
ｉ：Ｍの価数を表す。
Ｒ10、Ｒ11、Ｒ12、Ｒ13：それぞれ独立に、水素原子、炭素数１〜３６の置換されていてもよいアルキル基、炭素数２〜３６の置換されていてもよいアルケニル基、置換されていてもよいフェニル基またはポリオキシアルキレン基を表す。
【００２７】
式（３）〜式（６）および式（９）、式（１０）で示される置換基を形成するために使用されるアミン成分としては、例えば、ジメチルアミン、ジエチルアミン、Ｎ，Ｎ−エチルイソプロピルアミン、Ｎ，Ｎ−エチルプロピルアミン、Ｎ，Ｎ−メチルブチルアミン、Ｎ，Ｎ−メチルイソブチルアミン、Ｎ，Ｎ−ブチルエチルアミン、Ｎ，Ｎ−ｔｅｒｔ−ブチルエチルアミン、ジイソプロピルアミン、ジプロピルアミン、Ｎ，Ｎ−ｓｅｃ−ブチルプロピルアミン、ジブチルアミン、ジーｓｅｃ−ブチルアミン、ジイソブチルアミン、Ｎ，Ｎ−イソブチル−ｓｅｃ−ブチルアミン、ジアミルアミン、ジイソアミルアミン、ジヘキシルアミン、ジ（２−エチルへキシル）アミン、ジオクチルアミン、Ｎ，Ｎ−メチルオクタデシルアミン、ジデシルアミン、ジアリルアミン、Ｎ，Ｎ−エチル−１，２−ジメチルプロピルアミン、Ｎ，Ｎ−メチルヘキシルアミン、ジオレイルアミン、ジステアリルアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノメチルアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチルアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノアミルアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノブチルアミン、Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノエチルアミン、Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノプロピルアミン、Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノヘキシルアミン、Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノブチルアミン、Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノペンチルアミン、Ｎ，Ｎ−ジプロピルアミノブチルアミン、Ｎ，Ｎ−ジブチルアミノプロピルアミン、Ｎ，Ｎ−ジブチルアミノエチルアミン、Ｎ，Ｎ−ジブチルアミノブチルアミン、Ｎ，Ｎ−ジイソブチルアミノペンチルアミン、Ｎ，Ｎ−メチルーラウリルアミノプロピルアミン、Ｎ，Ｎ−エチルーヘキシルアミノエチルアミン、Ｎ，Ｎ−ジステアリルアミノエチルアミン、Ｎ，Ｎ−ジオレイルアミノエチルアミン、Ｎ，Ｎ−ジステアリルアミノブチルアミン、ピペリジン、２−ピペコリン、３−ピペコリン、４−ピペコリン、２，４−ルペチジン、２，６−ルペチジン、３，５−ルペチジン、３−ピペリジンメタノール、ピペコリン酸、イソニペコチン酸、イソニコペチン酸メチル、イソニコペチン酸エチル、２−ピペリジンエタノール、ピロリジン、３−ヒドロキシピロリジン、Ｎ−アミノエチルピペリジン、Ｎ−アミノエチル−４−ピペコリン、Ｎ−アミノエチルモルホリン、Ｎ−アミノプロピルピペリジン、Ｎ−アミノプロピル−２−ピペコリン、Ｎ−アミノプロピル−４−ピペコリン、Ｎ−アミノプロピルモルホリン、Ｎ−メチルピペラジン、Ｎ−ブチルピペラジン、Ｎ−メチルホモピペラジン、１−シクロペンチルピペラジン、１−アミノ−４−メチルピペラジン、１−シクロペンチルピペラジン等が挙げられる。
【００２８】
式（８）のスルホン酸アミン塩を形成するために使用されるアミン成分は１級、２級、３級、４級のいずれのアミンでもよく、例えば、１級アミンとしては、側鎖を有していてもよいへキシルアミン、ヘプチルアミン、オクチルアミン、ノニルアミン、デシルアミン、ウンデシルアミン、ドデシルアミン、トリデシルアミン、テトラデシルアミン、ペンタデシルアミン、ヘキサデシルアミン、ヘプタデシルアミン、オクタデシルアミン、ノナデシルアミン、エオコシルアミン等のアミン、もしくはそれぞれの炭素数に対応する不飽和アミンが挙げられる。
【００２９】
２級、３級および４級アミンとしては、ジオレイルアミン、ジステアリルアミン、ジメチルオクチルアミン、ジメチルデシルアミン、ジメチルラウリルアミン、ジメチルステアリルアミン、ジラウリルモノメチルアミン、トリオクチルアミン、ジメチルジドデシルアンモニウムクロリド、ジメチルジオレイルアンモニウムクロリド、ジメチルジデシルアンモニウムクロリド、ジメチルジオクチルアンモニウムクロリド、トリメチルステアリルアンモニウムクロリド、ジメチルジステアリルアンモニウムクロリド、トリメチルデシルアンモニウムクロリド、トリメチルヘキサデシルアンモニウムクロリド、トリメチルオクタデシルアンモニウムクロリド、ジメチルドデシルテトラデシルアンモニウムクロリド、ジメチルヘキサデシルオクタデシルアンモニウムクロリド等が挙げられる。
また、式（８）におけるＲ10、Ｒ11、Ｒ12、Ｒ13のいずれかがポリオキシアルキレン基を表す場合、その例としてはポリオキシエチレン基、ポリオキシプロピレン基等が挙げられる。
【００３０】
顔料誘導体の具体例を、化合物番号を付して以下に示す。
化合物１
【化１０】
2006058601.tif 000010
ＣｕＰｃは、銅フタロシアニン残基を表す。
化合物２
【化１１】
2006058601.tif 000011
化合物３
【化１２】
2006058601.tif 000012
化合物４
【化１３】
2006058601.tif 000013
化合物５
【化１４】
2006058601.tif 000014
化合物６
【化１５】
2006058601.tif 000015
化合物７
【化１６】
2006058601.tif 000016
化合物８
【化１７】
2006058601.tif 000017
化合物９
【化１８】
2006058601.tif 000018
【００３１】
カラーフィルタ用着色組成物中の顔料誘導体の配合量は、顔料１００重量部に対し好ましくは１〜２０重量部、更に好ましくは５〜１５重量部である。誘導体の配合量が１重量部より少ないと、分散効果が不十分となり、２０重量部より多いと、余剰の誘導体で分散に影響を及ぼすことがある。
【００３２】
このカラーフィルタ用着色組成物に含まれる分散剤としては、従来公知の各種分散剤が用いられる。このような分散剤は、顔料に吸着する性質を有する顔料親和性部位と、顔料担体と相溶性のある部位とを有し、顔料に吸着して顔料の顔料担体への分散を安定化する働きをするものである。
【００３３】
分散剤として具体的には、ポリウレタン、ポリアクリレートなどのポリカルボン酸エステル、不飽和ポリアミド、ポリカルボン酸、ポリカルボン酸（部分）アミン塩、ポリカルボン酸アンモニウム塩、ポリカルボン酸アルキルアミン塩、ポリシロキサン、長鎖ポリアミノアマイドリン酸塩、水酸基含有ポリカルボン酸エステルや、これらの変性物、ポリ（低級アルキレンイミン）と遊離のカルボキシル基を有するポリエステルとの反応により形成されたアミドやその塩などが用いられる。また、（メタ）アクリル酸−スチレン共重合体、（メタ）アクリル酸−（メタ）アクリル酸エステル共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドンなどの水溶性樹脂や水溶性高分子化合物、ポリエステル系、変性ポリアクリレート、エチレンオキサイド／プロピレンオキサイド付加物等やあるいは従来公知の界面活性剤が用いられる。これらは、単独でまたは２種以上を混合して用いることができる。
【００３４】
界面活性剤としては、例えばラウリル硫酸ナトリウム、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、スチレン−アクリル酸共重合体のアルカリ塩、ステアリン酸ナトリウム、アルキルナフタリンスルホン酸ナトリウム、アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウム、ラウリル硫酸モノエタノールアミン、ラウリル硫酸トリエタノールアミン、ラウリル硫酸アンモニウム、ステアリン酸モノエタノールアミン、スチレン−アクリル酸共重合体のモノエタノールアミンなどのアニオン性界面活性剤；ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート、ポリエチレングリコールモノラウレートなどのノニオン性界面活性剤；アルキル４級アンモニウム塩やそれらのエチレンオキサイド付加物などのカオチン性界面活性剤；アルキルジメチルアミノ酢酸ベタインなどのアルキルベタイン、アルキルイミダゾリンなどの両性界面活性剤が挙げられる。
【００３５】
分散剤として具体的には、ビックケミー社製のDisperbykまたはDisperbyk−１０１、１０３、１０７、１０８、１１０、１１１、１１６、１３０、１４０、１５４、１６１、１６２、１６３、１６４、１６５、１６６、１７０、１７１、１７４、１８０、１８１、１８２、１８３、１８４、１８５、１９０、２０００、２００１またはAnti-Terra−Ｕ、２０３、２０４またはBYK−Ｐ１０４、Ｐ１０４Ｓ、２２０ＳまたはLactimon、Lactimon−ＷＳまたはBykumen等、アビシア社製のSOLSPERSE−３０００、９０００、１３２４０、１３６５０、１３９４０、１７０００、１８０００、２００００、２１０００、２４０００、２６０００、２７０００、２８０００、３１８４５、３２０００、３２５００、３２６００、３４７５０、３６６００、３８５００、４１０００、４１０９０、５３０９５等、エフカケミカルズ社製のEFKA−４６、４７、４８、４５２、ＬＰ４００８、４００９、ＬＰ４０１０、ＬＰ４０５０、ＬＰ４０５５、４００、４０１、４０２、４０３、４５０、４５１、４５３、４５４０、４５５０、ＬＰ４５６０、１２０、１５０、１５０１、１５０２、１５０３等が挙げられる。
【００３６】
さらに、ポリエチレングリコール鎖、ポリプロピレングリコール鎖、ポリブチレングリコール鎖、ポリカプロラクトン鎖、又はポリバレロラクトン鎖から選ばれる少なくとも１種を有する重合体は、適度な水溶性を備えているため、分散剤として好ましい。
また、下記一般式（１）で表される化合物（ａ）と他のエチレン性不飽和二重結合を有する化合物（ｂ）との共重合体は、顔料に対しより良好な吸着／配向面を形成することができるために好ましい。
【００３７】
式（１）
【化１９】
2006058601.tif 000019
（Ｒaは、水素原子またはメチル基、Ｒbは炭素数２〜１０のアルキレン基、ＲCは水素原子または置換されていてもよい炭素数１〜２０のアルキル基を表す。ｍは１〜１５の整数を表す。）
一般式（１）において、アルキレン基Ｒbは、２〜３個の炭素原子を有することが好ましい。また、ＲCのアルキル基の炭素数は１〜２０であるが、より好ましくは１〜１０であり、ＲCはベンゼン環等の置換基を含んでもよい。ＲCのアルキル基の炭素数が１〜１０のときはアルキル基が障害となり樹脂同士の接近を抑制し、顔料への吸着／配向を促進するが、炭素数が１０を超えると、アルキル基の立体障害効果が高くなり、ベンゼン環の顔料への吸着／配向までをも妨げる傾向を示す。この傾向は、ＲCのアルキル基の炭素鎖長が長くなるに従い顕著となり、炭素数が２０を超えると、ベンゼン環の吸着／配向が極端に低下する。ＲCで表されるベンゼン環を含むアルキル基としては、ベンジル基、２−フェニル（イソ）プロピル基等を挙げることができる。
【００３８】
化合物（ａ）としては、フェノールのエチレンオキサイド（ＥＯ）変性（メタ）アクリレート、パラクミルフェノールのＥＯまたはプロピレンオキサイド（ＰＯ）変性（メタ）アクリレート、ノニルフェノールのＥＯ変性（メタ）アクリレート、ノニルフェノールのＰＯ変性（メタ）アクリレート等が挙げられる。これら化合物のうち、パラクミルフェノールのＥＯまたはＰＯ変性（メタ）アクリレートは、上記ベンゼン環のπ電子の効果ばかりでなく、その立体的な効果も加わり、顔料に対しより良好な吸着／配向面を形成することができるので、より効果が高い。
【００３９】
化合物（ｂ）としては、（メタ）アクリル酸、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、（イソ）プロピル（メタ）アクリレート、（イソ）ブチル（メタ）アクリレート、（イソ）ペンチル（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、２−ヒドロキシプロピル（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、グリシジル（メタ）アクリレート、イソボニル（メタ）アクリレート、アシッドホスホオキシエチル（メタ）アクリレート、アシッドホスホオキシプロピル（メタ）アクリレート、３−クロロ−２−アシッドホスホオキシエチル（メタ）アクリレート、アシッドホスホオキシポリエチレングリコールモノ（メタ）アクリレート等が挙げられる。
【００４０】
上記一般式（１）で表される化合物（ａ）と他のエチレン性不飽和二重結合を有する化合物（ｂ）との共重合体中の化合物（ａ）の割合は、０．１〜５０重量％、より好ましくは１０〜３５重量％である。化合物（ａ）の割合が０．１重量％より少ないと顔料の分散効果が低下する。また、５０重量％より多いと疎水性が大きくなり、カラーフィルタ用着色組成物の現像性が低下したり、残渣の原因になったりすることがある。
【００４１】
また、これらの分散剤がリン酸基及び／又はスルホン酸基を有する重合体であることも好ましい。このリン酸基およびスルホン酸基は、ナトリウム、カリウム、リチウム等のアルカリ金属、カルシウム、マグネシウム、アルミニウム、亜鉛等の多価金属、アンモニア、またはエチルアミン、ジブチルアミン、トリエタノールアミン、エチルアミン、プロピルアミン、ブチルアミン、ペンチルアミン、ヘキシルアミン、オクチルアミン、ドデシルアミン、ステアリルアミン、オレイルアミン、ジステアリルアミン等の有機アミンと塩を形成していてもよい。
リン酸基を有する樹脂に含まれるリン酸基は、式（１１）で示される１価のリン酸基であっても式（１２）で示される２価のリン酸基であってもよい。
【００４２】
式（１１）
【化２０】
2006058601.tif 000020
式（１２）
【化２１】
2006058601.tif 000021
【００４３】
リン酸基を有する樹脂として、例えば、エチレングリコールメタクリレートフォスフェート、プロピレングリコールメタクリレートフォスフェート、エチレングリコールアクリレートフォスフェート、プロピレングリコールアクリレートフォスフェートに代表されるような下記一般式（１３）で示されるモノマーを重合成分として含有するビニル系重合体が挙げられる。
式（１３）
【００４４】
【化２２】
2006058601.tif 000022
Ｒ14：水素またはメチル基を表す。
Ｒ15：アルキレン基を表す。
ｈ：１〜２０の整数を表す。
【００４５】
リン酸基を有するモノマーの具体例を以下に示すが、これに限るものではない。
【化２３】
2006058601.tif 000023
【００４６】
これらのリン酸基を有するモノマーは、特公昭５０−２２５３６号公報、特開昭５８−１２８３９３号公報に記載の方法で製造することができる。市販品としては、ホスマーＭ、ホスマーＣＬ、ホスマーＰＥ、ホスマーＭＨ（以上ユニケミカル社製）、ライトエステルＰ−１Ｍ（以上共栄社化学社製）、ＪＡＭＰ−５１４（以上城北化学工業社製）、ＫＡＹＡＭＥＲ  ＰＭ−２、ＫＡＹＡＭＥＲＰＭ−２１（以上日本化薬社製）等がある。
これらのリン酸基を有するモノマーは、単独あるいは２種以上の組み合わせで用いることができる。また、共重合体におけるリン酸基を有するモノマーの共重合比は、全モノマー１００重量部に対して０．１〜３０重量部以下であることが好ましく、０．１〜５重量部以下であることが更に好ましい。
【００４７】
スルホン酸基を有する樹脂としては、例えば、スルホン酸基を有するモノマーを重合成分として含有するビニル系重合体が挙げられる。
スルホン酸基を有するモノマーとしては、２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸 、ビニルスルホン酸 、３−アリロキシ−２−ヒドロキシプロパンスルホン酸 、ｐ−スチレンスルホン酸 、メタリルスルホン酸 、アリルスルホン酸 、メタリルオキシベンゼンスルホン酸 、アリルオキシベンゼンスルホン酸 、２−スルホエチルメタクリレート、４−スルホブチルメタクリレート等が挙げられる。
これらのスルホン酸基を有するモノマーは、単独あるいは２種以上の組み合わせで用いることができる。また、共重合体におけるスルホン酸 基を有するモノマーの共重合比は、全モノマー１００重量部に対して０．１〜３０重量部であることが好ましく、０．１〜５重量部であることが更に好ましい。
【００４８】
リン酸基またはスルホン酸基を有する樹脂の重量平均分子量（Ｍｗ）は、好ましくは１０００〜５００００であり、更に好ましくは２０００〜３００００である。
リン酸基を有する樹脂は、リン酸基を有するモノマーとリン酸基を有しないモノマーとをラジカル重合することにより得ることができる。また、スルホン酸基を有する樹脂は、スルホン酸基を有するモノマーとスルホン酸基を有しないモノマーとをラジカル重合することにより得ることができる。リン酸基を有しないモノマーおよびスルホン酸基を有しないモノマーとしては、先に例示した水酸基を有するモノマー、カルボキシル基を有するモノマー、水酸基およびカルボキシル基を有しないモノマーを用いることができる。
水酸基またはカルボキシル基を有するアクリル樹脂、リン酸基またはスルホン酸基を有する樹脂の合成は、開始剤の存在下、不活性ガス気流下、５０〜１５０℃で２〜１０時間かけて行われる。必要に応じて溶剤の存在下で行っても差し支えない。
【００４９】
開始剤としては、ベンゾイルパーオキサイド、クメンヒドロパーオキサイド、ｔ−ブチルヒドロパーオキサイド、ジイソプロピルパーオキシカーボネート、ジ−ｔ−ブチルパーオキサイド、ｔ−ブチルパーオキシベンゾエート等の有機過酸化物、２，２'−アゾビスイソブチロニトリル等のアゾ化合物等が挙げられる。開始剤は、モノマー１００重量部に対して好ましくは１〜２０重量部使用される。
スルホン酸基を有する樹脂の合成時に用いられる溶剤としては、水および／または水混和性有機溶剤を用いることが好ましい。水混和性有機溶剤としては、エチルアルコール、イソプロピルアルコール、ｎ−プロピルアルコール等のアルコール系溶剤や、エチレングリコールまたはジエチレングリコールのモノまたはジアルキルエーテル等が挙げられる。
また、スルホン酸基以外の官能基を有する樹脂の合成時に用いられる溶剤としては、エチルセルソルブアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートなどの酢酸エステル系溶剤や、シクロヘキサノン、メチルイソブチルケトンなどのケトン系溶剤、キシレン、エチルベンゼン等が挙げられる。
【００５０】
カラーフィルタ用着色組成物を構成する分散剤としては、これらの分散剤の特徴をともに有しているもの、例えば、ポリエチレングリコール鎖及びポリプロピレングリコール鎖を有し、さらにリン酸基を有する分散剤といったようなものを用いることでさらに相乗効果が期待され、カラーフィルタ用着色組成物の流動性安定効果がより大きくなる。また、分散剤と顔料誘導体とを共に用いることによっても、微細な顔料粒子を透明樹脂、その前駆体またはそれらの混合物からなる顔料担体中に安定に分散させる上で効果が大きいために好ましい。
【００５１】
本発明を構成するイミダゾール基を有するシラン化合物とは、一分子中に第１官能基としてイミダゾール基を、第２官能基としてアルコキシシリル基、クロロシリル基、アセトキシシリル基から選ばれる1種類以上を共に有する化合物であり、イミダゾール環が飽和炭化水素基、不飽和炭化水素基等の置換基を有していても良い。
詳しくは、イミダゾール、２−アルキルイミダゾール、２，４−ジアルキルイミダゾール、４−ビニルイミダゾール等と３−グリドキシプロピルシラン化合物との反応物、２−エチル−４−メチルイミダゾプロピルシラン、およびこれらの塩、分子内縮合物、分子間縮合物等が挙げられるが、これらに限定されない。これらは１種類を単独で用いてもよいし、２種類以上を組み合わせて用いてもよい。
【００５２】
イミダゾール基を有するシラン化合物の含有量は、カラーフィルタ用着色組成物の固形分を基準として０．１〜２０重量％であることが好ましく、より好ましくは１〜１０重量％である。この含有量が０．１重量％未満では、密着性の効果が不十分となる傾向があり、また２０重量％を超えると、カラーフィルタ用着色組成物中のゲル化や残渣の発生によりフィルタセグメントのパターンに問題の起こることがあるためである。
また、分散剤を含有する場合には、イミダゾール基を有するシラン化合物の含有量は、分散剤に対し０．１〜５００重量％であることが好ましく、より好ましくは１〜４００重量％、さらに好ましくは１〜２００重量％である。こちらについても、やはり密着性の効果と残渣の発生防止のためである。
【００５３】
本発明のカラーフィルタ用着色組成物には、顔料を充分に顔料担体中に分散させ、ガラス等の透明基板上に乾燥膜厚が０．２〜５μｍとなるように塗布してフィルタセグメントを形成することを容易にするために溶剤を含有させることができる。溶剤としては、例えばシクロヘキサノン、エチルセロソルブアセテート、ブチルセロソルブアセテート、１−メトキシ−２−プロピルアセテート、ジエチレングリコールジメチルエーテル、エチルベンゼン、エチレングリコールジエチルエーテル、キシレン、エチルセロソルブ、メチル−ｎ−アミルケトン、プロピレングリコールモノメチルエーテルトルエン、メチルエチルケトン、酢酸エチル、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、ブタノール、イソブチルケトン、石油系溶剤等が挙げられ、これらを単独でもしくは混合して用いることができる。
【００５４】
カラーフィルタ用着色組成物には、該着色組成物を紫外線照射により硬化するときには、光重合開始剤等が添加される。
光重合開始剤としては、４−フェノキシジクロロアセトフェノン、４−ｔ−ブチル−ジクロロアセトフェノン、ジエトキシアセトフェノン、１−（４−イソプロピルフェニル）−２−ヒドロキシ−２−メチルプロパン−１−オン、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、２−ベンジル−２−ジメチルアミノ−１−（４−モルフォリノフェニル）−ブタン−１−オン、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−オン等のアセトフェノン系光重合開始剤、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンジルジメチルケタール等のベンゾイン系光重合開始剤、ベンゾフェノン、ベンゾイル安息香酸、ベンゾイル安息香酸メチル、４−フェニルベンゾフェノン、ヒドロキシベンゾフェノン、アクリル化ベンゾフェノン、４−ベンゾイル−４’−メチルジフェニルサルファイド等のベンゾフェノン系光重合開始剤、チオキサンソン、２−クロルチオキサンソン、２−メチルチオキサンソン、イソプロピルチオキサンソン、２，４−ジイソプロピルチオキサンソン等のチオキサンソン系光重合開始剤、２，４，６−トリクロロ−ｓ−トリアジン、２−フェニル−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２−（ｐ−メトキシフェニル）−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２−（ｐ−トリル）−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２−ピペロニル−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２，４−ビス（トリクロロメチル）−６−スチリル−ｓ−トリアジン、２−（ナフト−１−イル）−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２−（４−メトキシ−ナフト−１−イル）−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２，４−トリクロロメチル−（ピペロニル）−６−トリアジン、２，４−トリクロロメチル（４’−メトキシスチリル）−６−トリアジン等のトリアジン系光重合開始剤、ボレート系光重合開始剤、カルバゾール系光重合開始剤、イミダゾール系光重合開始剤等が用いられる。
【００５５】
これらの光重合開始剤は、単独であるいは２種以上混合して用いるが、増感剤として、α−アシロキシエステル、アシルフォスフィンオキサイド、メチルフェニルグリオキシレート、ベンジル、９，１０−フェナンスレンキノン、カンファーキノン、エチルアンスラキノン、４，４’−ジエチルイソフタロフェノン、３，３’，４，４’−テトラ（ｔ−ブチルパーオキシカルボニル）ベンゾフェノン、４，４’−ジエチルアミノベンゾフェノン等の化合物を併用することもできる。
【００５６】
また、カラーフィルタ用着色組成物には、着色組成物の経時粘度を安定化させるために貯蔵安定剤を含有させることができる。貯蔵安定剤としては、例えばベンジルトリメチルクロライド、ジエチルヒドロキシアミンなどの４級アンモニウムクロライド、乳酸、シュウ酸などの有機酸およびそのメチルエーテル、ｔ−ブチルピロカテコール、テトラエチルホスフィン、テトラフェニルフォスフィンなどの有機ホスフィン、亜リン酸塩等が挙げられる。
【００５７】
顔料は、フィルタセグメントおよびブラックマトリックスをフォトリソグラフィー法により形成する場合には、カラーフィルタ用着色組成物中に１．５〜１５重量％の割合で含有されることが好ましい。また、フィルタセグメントおよびブラックマトリックスを印刷法により形成する場合には、カラーフィルタ用着色組成物中に１．５〜４５重量％の割合で含有されることが好ましい。また、顔料は、最終フィルタセグメントおよびブラックマトリックス中に好ましくは１０〜５０重量％、より好ましくは２０〜４５重量％の割合で含有され、その残部は、顔料担体により提供される樹脂質バインダーから実質的になる。
【００５８】
カラーフィルタ用着色組成物は、グラビアオフセット用印刷インキ、水無しオフセット印刷インキ、シルクスクリーン印刷用インキ、溶剤現像型あるいはアルカリ現像型着色レジスト材として調製することができる。溶剤現像型あるいはアルカリ現像型着色レジスト材は、一般的には熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂または感光性樹脂と、モノマーと、光重合開始剤と、有機溶剤とを含有する組成物中に顔料を分散させたものである。本発明のカラーフィルタ用着色組成物は、顔料担体中に、三本ロールミル、二本ロールミル、サンドミル、ニーダー、アトライター等の各種分散手段を用いて顔料を微細に分散して製造することができる。光重合開始剤は、カラーフィルタ用着色組成物を調製する段階で加えてもよく、調製したカラーフィルタ用着色組成物に後から加えてもよい。
また、本発明のカラーフィルタ用着色組成物は、数種類の顔料を別々に顔料担体に分散したものを混合して製造することもできる。
本発明のカラーフィルタ用着色組成物は、遠心分離、焼結フィルタ、メンブレンフィルタ等の手段にて、５μｍ以上の粗大粒子、好ましくは１μｍ以上の粗大粒子、さらに好ましくは０．５μｍ以上の粗大粒子および混入した塵の除去を行うことが好ましい。
【００５９】
次に、本発明のカラーフィルタおよびについて説明する。
本発明のカラーフィルタは、透明基板上に、本発明のカラーフィルタ用着色組成物を用いて形成されたフィルタセグメント及び／又はブラックマトリックスを具備するものである。カラーフィルタとしては、赤色フィルタセグメント、緑色フィルタセグメント、および青色フィルタセグメントを具備するもの、またはマゼンタ色フィルタセグメント、シアン色フィルタセグメント、およびイエロー色フィルタセグメントを具備するものが挙げられる。
【００６０】
透明基板としては、ソーダ石灰ガラス、低アルカリ硼珪酸ガラス、無アルカリアルミノ硼珪酸ガラスなどのガラス板や、ポリカーボネート、ポリメタクリル酸メチル、ポリエチレンテレフタレートなどの樹脂板が用いられる。また、ガラス板や樹脂板の表面には、パネル化後の液晶駆動のために、酸化インジウム、酸化錫などからなる透明電極が形成されていてもよい。
【００６１】
フォトリソグラフィー法による各色フィルタセグメントおよびブラックマトリックスの形成は、下記の方法で行う。すなわち、溶剤現像型あるいはアルカリ現像型着色レジスト材として調製したカラーフィルタ用着色組成物を、ガラス等の透明基板上に、スプレーコートやスピンコート、スリットコート、ロールコート等の塗布方法により、乾燥膜厚が０．２〜１０μｍとなるように、より好ましくは０．２〜５μｍとなるように塗布する。塗布膜を乾燥させる際には、減圧乾燥機、コンベクションオーブン、ＩＲオーブン、ホットプレート等を使用してもよい。必要により乾燥された膜には、この膜と接触あるいは非接触状態で設けられた所定のパターンを有するマスクを通して紫外線露光を行う。その後、溶剤またはアルカリ現像液に浸漬するか、もしくはスプレーなどにより現像液を噴霧して未硬化部を除去し所望のパターンを形成してカラーフィルタを製造することができる。
【００６２】
さらに、着色レジスト材の重合を促進するため、必要に応じて加熱を施すこともできる。フォトリソグラフィー法によれば、印刷法より精度の高いカラーフィルタが製造できる。
現像に際しては、アルカリ現像液として炭酸ナトリウム、水酸化ナトリウム等の水溶液が使用され、ジメチルベンジルアミン、トリエタノールアミン等の有機アルカリを用いることもできる。また、現像液には、消泡剤や界面活性剤を添加することもできる。
なお、紫外線露光感度を上げるために、上記着色レジスト材を塗布乾燥後、水溶性あるいはアルカリ可溶性樹脂、例えばポリビニルアルコールや水溶性アクリル樹脂等を塗布乾燥し酸素による重合阻害を防止する膜を形成した後、紫外線露光を行うこともできる。
【００６３】
本発明のカラーフィルタは、上記方法の他に印刷法、電着法、転写法などにより製造することができるが、本発明におけるカラーフィルタ用着色組成物は、いずれの方法にも用いることができる。なお、電着法は、透明基板上に形成した透明導電膜を利用して、コロイド粒子の電気泳動により各色フィルタセグメントを透明導電膜の上に電着形成することでカラーフィルタを製造する方法である。
また、転写法は剥離性の転写ベースシートあるいは転写胴の表面に、あらかじめカラーフィルタ層を形成しておき、このカラーフィルタ層を所望の透明基板に転写させる方法である。
【００６４】
透明基板あるいは反射基板上に各色フィルタセグメントを形成する前に、あらかじめブラックマトリクスを形成しておくと、液晶表示パネルのコントラスト比を一層高めることができる。ブラックマトリクスとしては、クロムやクロム／酸化クロムの多層膜、窒化チタニウムなどの無機膜や、遮光剤を分散した樹脂膜を用いることもできるが、本発明におけるカラーフィルタ用着色組成物を用いて形成したブラックマトリックスが最も好ましい。また、前記の透明基板あるいは反射基板上に薄膜トランジスター（ＴＦＴ）をあらかじめ形成しておき、その後にフィルタセグメントを形成することもできる。ＴＦＴ基板上にフィルタセグメントを形成することにより、液晶表示パネルの開口率を高め、輝度を向上させることができる。
【００６５】
本発明のフィルタセグメントおよびブラックマトリックス上には、必要に応じてオーバーコート膜や柱状スペーサー、透明導電膜、液晶配向膜などが形成される。
カラーフィルタは、シール剤を用いて対向基板と張り合わせ、シール部に設けられた注入口から液晶を注入したのち注入口を封止し、必要に応じて偏光膜や位相差膜を基板の外側に張り合わせることにより、液晶表示パネルが製造される。
かかる液晶表示パネルは、ツイステッド・ネマティック（ＴＮ）、スーパー・ツイステッド・ネマティック（ＳＴＮ）、イン・プレーン・スイッチング（ＩＰＳ）、ヴァーティカリー・アライメント（ＶＡ）、オプティカリー・コンベンセンド・ベンド（ＯＣＢ）などのカラーフィルタを使用してカラー化を行う液晶表示モードに使用することができる。
【実施例１】
【００６６】
以下に、本発明を実施例に基づいて説明するが、本発明はこれによって限定されるものではない。なお、実施例および比較例中、「部」とは「重量部」を意味する。
まず、実施例および比較例に用いたアクリル樹脂溶液、及び分散剤１〜７の調整について説明する。樹脂の分子量は、ＧＰＣ（ゲルパーミエーションクロマトグラフィ）により測定したポリスチレン換算の重量平均分子量である。
【００６７】
（アクリル樹脂溶液の調製）
反応容器にシクロヘキサノン４５０部を入れ、容器に窒素ガスを注入しながら８０℃に加熱して、同温度で、メタクリル酸２０．０部、メチルメタクリレート１０．０部、ｎ−ブチルメタクリレート５５．０部、２−ヒドロキシエチルメタクリレート１５．０部、および２，２'−アゾビスイソブチロニトリル４．０部の混合物を１時間かけて滴下して重合反応を行った。滴下終了後、さらに８０℃で３時間反応させた後、アゾビスイソブチロニトリル１．０部をシクロヘキサノン５０部に溶解させたものを添加し、さらに８０℃で１時間反応を続けて、アクリル樹脂の溶液を得た。アクリル樹脂の重量平均分子量は、約４００００であった。室温まで冷却した後、樹脂溶液約２ｇをサンプリングして１８０℃、２０分加熱乾燥して不揮発分を測定し、先に合成した樹脂溶液に不揮発分が２０重量％になるようにシクロヘキサノンを添加してアクリル樹脂溶液を調製した。
【００６８】
（分散剤１の調製）
五酸化リン含量８４％のポリリン酸８４．５部を重量平均分子量１５００のポリブチレングリコールモノメチルエーテル１０００部に加え、水分を除去しながら８０℃で５時間反応させ、分散剤１を得た。分散剤１の重量平均分子量は、約１５００であった。
（分散剤２の調製）
ε−カプロラクトン１２００部、１２−ヒドロキシステアリン酸３１６部に、テトラブチルチタネート１．２部を加え窒素雰囲気中で１４０℃、４時間撹拌した。生成物として、重量平均分子量２１００を有するポリカプロラクトンを得た。
五酸化リン含量８４％のポリリン酸８４．５部を先に得られたポリカプロラクトン化合物を１４００部に加え、水分を除去しながら１００℃で３時間反応させ、分散剤２を得た。分散剤２の重量平均分子量は、約２３００であった。
【００６９】
（分散剤３の調製）
δ−バレロラクトン１２００部、１２−ヒドロキシステアリン酸３６０部に、テトラブチルチタネート１．２部を加え窒素雰囲気中で１４０℃、４時間撹拌した。生成物として、重量平均分子量２１００のポリバレロラクトン化合物を得た。
五酸化リン含量８４％のポリリン酸８４．５部を先に得られたポリバレロラクトン化合物を１４００部に加え、水分を除去しながら１００℃で３時間反応させ、分散剤３を得た。分散剤３の重量平均分子量は、約２３００であった。
【００７０】
（分散剤４の調製）
窒素雰囲気下で、重量平均分子量１４００のポリエチレングリコール（１０モル）−ポリプロピレングリコール（８モル）モノメチルエーテル７３５部、ε−カプロラクトン４９５部およびテトラブチルチタネート０．５部を加熱、攪拌し１６０℃で固形分が９８％以上になるまで反応を続けた。１００℃以下に冷却した後、δ−バレロラクトンを２７０部加え加熱、攪拌し１６０℃で固形分が９８％以上になるまで反応を続け、ポリエーテル−ポリエステルモノヒドロキシ化合物を得た。得られたポリエーテル−ポリエステルモノヒドロキシ化合物の重量平均分子量は１７００であった。
五酸化リン含量８４％のポリリン酸８４．５部を先に得られたポリエーテル−ポリエステルモノヒドロキシ化合物を１１００部に加え、水分を除去しながら１００℃で５時間反応させ、分散剤４を得た。分散剤４の重量平均分子量は、約１８００であった。
【００７１】
（分散剤５の調製）
セパラブル４口フラスコに温度計、冷却管、窒素ガス導入管、撹拌装置を取り付けてシクロヘキサノン６０部を仕込み、１００℃に昇温し、反応容器を窒素置換後、滴下管より下記モノマーおよび熱重合開始剤の混合物を２時間かけて滴下して重合反応を行った。
メタクリル酸 ６．０部、 メチルメタクリレート ４．０部、 ｎ−ブチルメタクリレート ２２．０部、 ２−ヒドロキシエチルメタクリレート ７．４部、 アシッドホスホキシエチルメタクリレート ０．１部、 ２，２’−アゾビスイソブチロニトリル ４．０部滴下終了後、さらに１００℃で３時間反応を続けて、分散剤５の溶液を得た。分散剤５の重量平均分子量は約１２０００であった。室温まで冷却した後、分散剤５の溶液約２ｇをサンプリングして１８０℃、２０分加熱乾燥して不揮発分を測定し、先に合成した分散剤５の溶液に不揮発分が３０重量％になるようにシクロヘキサノンを添加して分散剤溶液５を調製した。
【００７２】
（分散剤６の調製）
反応容器にシクロヘキサノン３７０部を入れ、容器に窒素ガスを注入しながら８０℃に加熱して、同温度で下記モノマーおよび熱重合開始剤の混合物を１時間かけて滴下して重合反応を行った。
メタクリル酸 ２０．０部、 メチルメタクリレート １０．０部、 ｎ−ブチルメタクリレート ３５．０部、 ２−ヒドロキシエチルメタクリレート １５．０部、 パラクミルフェノールエチレンオキサイド変性アクリレート（東亞合成社製「アロニックスＭ−１１０」）２０．０部、 ２，２’−アゾビスイソブチロニトリル ４．０部滴下終了後、さらに１００℃で３時間反応を続けて、分散剤６の溶液を得た。分散剤６の重量平均分子量は約１２０００であった。室温まで冷却した後、分散剤６の溶液約２ｇをサンプリングして１８０℃、２０分加熱乾燥して不揮発分を測定し、先に合成した分散剤６の溶液に不揮発分が３０重量％になるようにシクロヘキサノンを添加して分散剤溶液６を調製した。
【００７３】
（分散剤７の調製）
セパラブル４口フラスコに温度計、冷却管、窒素ガス導入管、撹拌装置を取り付けてシクロヘキサノン７０部を仕込み、１００℃に昇温し、反応容器を窒素置換後、滴下管より、メタクリル酸４．３部、ｎ−ブチルメタクリレート１３．３部、２−ヒドロキシエチルメタクリレート４．６部、パラクミルフェノールエチレンオキサイド変性アクリレート（東亞合成社製「アロニックスＭ−１１０」）７．３部、アシッドホスホキシエチルメタクリレート０．１部、および２，２'−アゾビスイソブチロニトリル４．０部の混合物を２時間かけて滴下して重合反応を行った。
滴下終了後、さらに１００℃で３時間反応を続けて、分散剤７の溶液を得た。分散剤７の重量平均分子量は約１３０００であった。室温まで冷却した後、分散剤７の溶液約２ｇをサンプリングして１８０℃、２０分加熱乾燥して不揮発分を測定し、先に合成した分散剤７の溶液に不揮発分が３０重量％になるようにシクロヘキサノンを添加して分散剤溶液７を調製した。
【００７４】
［実施例１］
下記の組成の混合物を均一に撹拌混合した後、直径１ｍｍのガラスビーズを用いて、サンドミルで５時間分散した後、５μｍのフィルタで濾過し銅フタロシアニン分散体を作製した。
ε型銅フタロシアニン顔料（C.I. Pigment Blue 15:6）       １０．０部
（ＢＡＳＦ製「ヘリオゲンブルーＬ−６７００Ｆ」）
フタロシアニン系顔料誘導体（化合物１）                     １．０部
ポリエチレングリコール鎖を有する分散剤                     １．０部
（日本乳化剤（株）社製「ニューコール  １７０」）
アクリル樹脂溶液                                         ４０．０部
シクロヘキサノン                                         ４８．０部
ついで、下記組成の混合物を均一になるように攪拌混合した後、１μｍのフィルタで濾過して、青色レジスト材であるカラーフィルタ用着色組成物を得た。
銅フタロシアニン分散体                                   ４５．０部
アクリル樹脂溶液                                         １５．０部
イミダゾール基を有するシラン化合物
２−エチル−４−メチルイミダゾプロピルトリメトキシシラン
（日本ユニカー（株）社製「AZ-6160」）                      ０．２部
トリメチロールプロパントリアクリレート                     ５．６部
（新中村化学社製「ＮＫエステルＡＴＭＰＴ」）
光重合開始剤（チバガイギー社製「イルガキュアー９０７」）   ２．０部
増感剤（保土ヶ谷化学社製「ＥＡＢ−Ｆ」）                   ０．２部
シクロヘキサノン                                         ３２．０部
【００７５】
［実施例２］
フタロシアニン系顔料誘導体を除いた以外は、実施例１と同様にして青色レジスト材であるカラーフィルタ用着色組成物を得た。
［実施例３］
ポリエチレングリコール鎖を有する分散剤（日本乳化剤（株）社製「ニューコール  １７０」）を、ポリプロピレングリコール鎖を有する分散剤（日本乳化剤（株）社製「ＲＡ−９６０９」）に変更した以外は、実施例１と同様にして青色レジスト材であるカラーフィルタ用着色組成物を得た。
［実施例４］
ポリエチレングリコール鎖を有する分散剤（日本乳化剤（株）社製「ニューコール  １７０」）を分散剤１に変更した以外は、実施例１と同様にして青色レジスト材であるカラーフィルタ用着色組成物を得た。
【００７６】
［実施例５］
ポリエチレングリコール鎖を有する分散剤（日本乳化剤（株）社製「ニューコール  １７０」）を分散剤２に変更した以外は、実施例１と同様にして青色レジスト材であるカラーフィルタ用着色組成物を得た。
［実施例６］
ポリエチレングリコール鎖を有する分散剤（日本乳化剤（株）社製「ニューコール  １７０」）を分散剤３に変更した以外は、実施例１と同様にして青色レジスト材であるカラーフィルタ用着色組成物を得た。
［実施例７］
ポリエチレングリコール鎖を有する分散剤（日本乳化剤（株）社製「ニューコール  １７０」）を分散剤４に変更した以外は、実施例１と同様にして青色レジスト材であるカラーフィルタ用着色組成物を得た。
【００７７】
［実施例８］
ポリエチレングリコール鎖を有する分散剤（日本乳化剤（株）社製「ニューコール  １７０」）を分散剤４に変更し、イミダゾール基を有するシラン化合物をα−[[3-（トリメトキシシリル）プロポキシ）メチル）-イミダゾール−１−エタノール（（株）日鉱マテリアルズ社製「IS-1000」）に変更した以外は、実施例１と同様にして青色レジスト材であるカラーフィルタ用着色組成物を得た。
［実施例９］
ポリエチレングリコール鎖を有する分散剤（日本乳化剤（株）社製「ニューコール  １７０」）をリン酸エステル系分散剤（ビックケミー社製「ＢＹＫ-１１１」）に変更し、イミダゾール基を有するシラン化合物をα−[[3-（トリメトキシシリル）プロポキシ）メチル）-イミダゾール−１−エタノール（（株）日鉱マテリアルズ社製「IS-1000」）９．０部に変更した以外は、実施例１と同様にして青色レジスト材であるカラーフィルタ用着色組成物を得た。
【００７８】
［実施例１０］
ポリエチレングリコール鎖を有する分散剤（日本乳化剤（株）社製「ニューコール  １７０」）をリン酸エステル系分散剤（ビックケミー社製「ＢＹＫ-１１１」）に変更し、イミダゾール基を有するシラン化合物をα−[[3-（トリメトキシシリル）プロポキシ）メチル）-イミダゾール−１−エタノール（（株）日鉱マテリアルズ社製「IS-1000」）  ２．２部に変更した以外は、実施例１と同様にして青色レジスト材であるカラーフィルタ用着色組成物を得た。
［実施例１１］
ポリエチレングリコール鎖を有する分散剤（日本乳化剤（株）社製「ニューコール  １７０」）を、分散剤溶液５を３．５部に変更した以外は、実施例１と同様にして青色レジスト材であるカラーフィルタ用着色組成物を得た。
【００７９】
［実施例１２］
ポリエチレングリコール鎖を有する分散剤（日本乳化剤（株）社製「ニューコール  １７０」）を、分散剤溶液６を３．５部に変更した以外は、実施例１と同様にして青色レジスト材であるカラーフィルタ用着色組成物を得た。
［実施例１３］
ポリエチレングリコール鎖を有する分散剤（日本乳化剤（株）社製「ニューコール  １７０」）を、分散剤溶液７を３．５部に変更した以外は、実施例１と同様にして青色レジスト材であるカラーフィルタ用着色組成物を得た。
【００８０】
［比較例１］
イミダゾール基を有するシラン化合物を除いた以外は、実施例１と同様にして青色レジスト材であるカラーフィルタ用着色組成物を得た。
［比較例２］
イミダゾール基を有するシラン化合物を除いた以外は、実施例７と同様にして青色レジスト材であるカラーフィルタ用着色組成物を得た。
【００８１】
［比較例３］
イミダゾール基を有するシラン化合物のかわりに、アミノ基を有するシラン化合物である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（信越化学工業（株）社製「KBM-603」）を用いた以外は、実施例７と同様にして青色レジスト材であるカラーフィルタ用着色組成物を得た。
［比較例４］
イミダゾール基を有するシラン化合物のかわりに、エポキシ基を有するシラン化合物である３−グリドキシプロピルメチルジエトキシシラン（信越化学工業（株）社製「KBE-402」）を用いた以外は、実施例７と同様にして青色レジスト材であるカラーフィルタ用着色組成物を得た。
【００８２】
［実施例１４］
ε型銅フタロシアニン顔料（C.I. Pigment Blue 15:6）（ＢＡＳＦ製「ヘリオゲンブルーＬ−６７００Ｆ」）を、緑用顔料：ハロゲン化銅フタロシアニン系顔料(C.I. Pigment Green 36) （東洋インキ製造社製「リオノールグリーン６ＹＫ」）５．８０部およびイソインドリン系黄色顔料（C.I. Pigment Yellow 185）（ＢＡＳＦ社製「パリオトールエローＤ１１５５」）４．２０部に、フタロシアニン系顔料誘導体（化合物１）をキナクリドン系顔料誘導体（化合物２）に変更した以外は、実施例７と同様にして緑色レジスト材であるカラーフィルタ用着色組成物を得た。
【００８３】
［実施例１５］
ε型銅フタロシアニン顔料（C.I. Pigment Blue 15:6）（ＢＡＳＦ製「ヘリオゲンブルーＬ−６７００Ｆ」）を、赤用顔料：ジケトピロロピロール系顔料(C.I. Pigment Red 254) （チバガイギー社製「イルガフォーレッドＢ−ＣＦ」）８．３３部、アントラキノン系顔料(C.I. Pigment Red 177) （チバガイギー社製「クロモフタールレッドＡ２Ｂ」）１．３４部、およびアントラキノン系顔料(C.I. Pigment Yellow 199) （チバガイギー社製「クロモフタールエローＧＴ-ＡＤ」）０．３３部に、フタロシアニン系顔料誘導体（化合物１）をジケトピロロピロール系顔料誘導体（化合物３）に変更した以外は、実施例９と同様にして赤色レジスト材であるカラーフィルタ用着色組成物を得た。
【００８４】
［実施例１６］
下記の組成の混合物を均一に撹拌混合した後、直径１ｍｍのガラスビーズを用いて、サンドミルで５時間分散した後、５μｍのフィルタで濾過しカーボンブラック分散体を作製した。
カーボンブラック                                         １２．４部
（デグサ社製「Ｐｒiｎｔeｘ  ５５」）
リン酸エステル系分散剤                                     ２．５部
（ビックケミー社製「ＢＹＫ-１１１」）
アクリル樹脂溶液                                         ３２．０部
シクロヘキサノン                                         ５３．１部
ついで、下記組成の混合物を均一になるように攪拌混合した後、１μｍのフィルタで濾過して、黒色レジスト材であるカラーフィルタ用着色組成物を得た。
カーボンブラック分散体                                   ６０．０部
アクリル樹脂溶液                                         １５．０部
イミダゾール基を有するシラン化合物
α−[[3-（トリメトキシシリル）プロポキシ]メチル]-イミダゾール−１−エタ        ノール（（株）日鉱マテリアルズ社製「IS-1000」）            ０．２部
トリメチロールプロパントリアクリレート                     ４．３部
（新中村化学社製「ＮＫエステルＡＴＭＰＴ」）
光重合開始剤（チバガイギー社製「イルガキュアー９０７」）   ２．０部
増感剤（保土ヶ谷化学社製「ＥＡＢ−Ｆ」）                   ０．４部
シクロヘキサノン                                         １８．１部
【００８５】
実施例１〜１６、比較例１〜４で得られたカラーフィルタ用着色組成物の粘度を、調整直後および４０℃のオーブン内で１週間経時させたものについて、ＥＬＤ形のE型粘度計（東機産業社製）を用いて２５℃で測定した。
ついで、実施例１〜１６、比較例１〜４で得られたカラーフィルタ用着色組成物を、１００ｍｍ×１００ｍｍ、１．１ｍｍ厚のガラス基板上に乾燥後の膜厚が２．０μｍになる回転数にてスピンコーターを用いて塗布した基板を、７０℃で２０分乾燥後、幅１００μｍのストライプ状の開口部を有するフォトマスクを介して超高圧水銀ランプを用いて積算光量１５０ｍＪで紫外線露光を行い、５％の炭酸ナトリウム水溶液で未露光部を洗い流し、２３０℃で３０分熱風オーブンでベークして、基板上に幅１００μｍのストライプ状のフィルタセグメント、およびブラックマトリックスを形成した。ガラスへの密着性に関する試験としては、得られた塗膜の耐薬品性についての評価を行った。試験方法としては、５％水酸化ナトリウム水溶液２５℃で３０分浸漬し、浸漬前後でのガラスへの密着性を目視観察により評価した。
○：全く剥離が認められない
△：わずかに剥離が認められる
×：剥離が認められる
以上の結果を表１に示す。
【００８６】
【表１】
2006058601.tif 000024
【００８７】
実施例１〜１６で得られたカラーフィルタ用着色組成物は、低粘度、高流動性であり、経時での安定性も優れていた。中でも実施例７、８、９は初期のカラーフィルタ用着色組成物が非常に低粘度であり、経時での安定性も優れていた。また、カラーフィルタおよびブラックマトリックスに対する要求特性を満たしており、ガラス基板との密着性が、比較例に比べて非常に優れていた。