(57)【要約】【課題】着色力、輝度及びコントラストのバランスが良好な着色硬化膜の形成に好適な着色組成物を提供すること。【解決手段】（ａ１）金属原子及びハロゲン原子を有さないフタロシアニン化合物と（ａ２）イソインドリン化合物とを含む（Ａ）着色剤、（Ｂ）バインダー樹脂、並びに（Ｃ）重合性化合物を含有する着色組成物であって、  （ａ２）イソインドリン化合物の含有割合が全着色剤に対して０質量％を超えて１０質量％以下である、着色組成物。  また、（ａ１）金属原子及びハロゲン原子を有さないフタロシアニン化合物と（ａ２）イソインドリン化合物とを含み、（ａ２）イソインドリン化合物の含有割合が全着色剤に対して０質量％を超えて１０質量％以下である着色硬化膜、並びに該着色硬化膜を具備するカラーフィルタ、表示素子及び受光素子を提供する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ１）金属原子及びハロゲン原子を有さないフタロシアニン化合物と（ａ２）イソインドリン化合物とを含む（Ａ）着色剤、（Ｂ）バインダー樹脂、並びに（Ｃ）重合性化合物を含有する着色組成物であって、
（ａ２）イソインドリン化合物の含有割合が全着色剤に対して０質量％を超えて１０質量％以下である、着色組成物。
【請求項２】
（ａ１）金属原子及びハロゲン原子を有さないフタロシアニン化合物の含有割合が、（ａ２）イソインドリン化合物に対して５０〜２００質量％である、請求項１に記載の着色組成物。
【請求項３】
（ａ１）金属原子及びハロゲン原子を有さないフタロシアニン化合物及び（ａ２）イソインドリン化合物の合計含有割合が、全着色剤に対して０質量％を超えて１５質量％以下である、請求項１又は２に記載の着色組成物。
【請求項４】
（ａ１）金属原子及びハロゲン原子を有さないフタロシアニン化合物がＣ．Ｉ．ピグメントブルー１６を含み、（ａ２）イソインドリン化合物がＣ．Ｉ．ピグメントイエロー１８５を含む、請求項１〜３のいずれか１項に記載の着色組成物。
【請求項５】
着色剤が更に（ａ３）緑色着色剤及び（ａ４）キノフタロン化合物を含む、請求項１〜４のいずれか１項に記載の着色組成物。
【請求項６】
（ａ２）イソインドリン化合物の含有割合が、全黄色着色剤に対して０質量％を超えて１５質量％以下である、請求項１〜５のいずれか１項に記載の着色組成物。
【請求項７】
（ａ１）金属原子及びハロゲン原子を有さないフタロシアニン化合物と（ａ２）イソインドリン化合物とを含み、（ａ２）イソインドリン化合物の含有割合が全着色剤に対して０質量％を超えて１０質量％以下である着色硬化膜。
【請求項８】
請求項７に記載の着色硬化膜を備えるカラーフィルタ。
【請求項９】
請求項７に記載の着色硬化膜を備える表示素子。
【請求項１０】
請求項７に記載の着色硬化膜を備える受光素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、着色組成物、着色硬化膜、並びにカラーフィルタ、表示素子及び受光素子に関わり、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、固体撮像素子、有機ＥＬ表示素子、電子ペーパー等に用いられる着色硬化膜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硬化膜、並びに当該着色硬化膜を具備するカラーフィルタ、表示素子及び受光素子に関する。
【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製造するに当たっては、基板上に、顔料分散型の着色感放射線性組成物を塗布して乾燥したのち、乾燥塗膜を所望のパターン形状に放射線を照射（以下、「露光」という。）し、現像することにより、赤色、緑色及び青色の三原色の画素を基板上に配置する方法（例えば、特許文献１〜２参照。）が知られている。また、カーボンブラックを分散させた光重合性組成物を利用してブラックマトリックスを形成する方法（例えば、特許文献３参照。）も知られている。さらに、顔料分散型の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４参照。）も知られている。
【０００３】
カラーフィルタの画素の形成に用いられる着色剤としては、耐熱性及び耐溶剤性の観点から、顔料が用いられることが多い。例えば、緑色画素を形成する場合には、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等の緑色顔料が用いられているが、緑色顔料のみでは所望の分光スペクトルを得にくいため、黄色顔料を組み合わせて分光スペクトルが調整されている（例えば、特許文献５参照）。しかしながら、緑色顔料とともに、黄色顔料として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１８５を用いた場合、着色力が低いという問題がある。このような背景に鑑み、本出願人は、着色力と輝度のバランスが良好であり、緑色硬化膜の形成に好適に用いられる着色組成物として、特定の青色顔料と特定の黄色顔料を一定量含む着色組成物を提案した（特許文献６参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【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】特開平６−３５１８８号公報
【特許文献４】特開２０００−３１０７０６号公報
【特許文献５】特開２０１０−２６２６８号公報
【特許文献６】特開２０１６−３２８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献６の着色組成物から形成される着色硬化膜はコントラストが低いため、コントラストが要求されない有機ＥＬ表示素子や固体撮像素子用には有用であるが、高いコントラストが求められる液晶表示素子用には適用が困難であった。
【０００６】
したがって、本発明の課題は、着色力、輝度及びコントラストのバランスが良好な着色硬化膜の形成に好適な着色組成物を提供することにある。さらに、本発明の課題は、当該着色組成物を用いて形成された着色硬化膜、並びに該着色硬化膜を具備するカラーフィルタ、表示素子及び受光素子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、鋭意検討の結果、金属原子及びハロゲン原子を有さないフタロシアニン化合物と共に、イソインドリン化合物を一定量用いることによって、上記課題を解決できることを見出した。
【０００８】
即ち、本発明は、
（ａ１）金属原子及びハロゲン原子を有さないフタロシアニン化合物と（ａ２）イソインドリン化合物とを含む（Ａ）着色剤、
（Ｂ）バインダー樹脂、並びに
（Ｃ）重合性化合物
を含有する着色組成物であって、（ａ２）イソインドリン化合物の含有割合が全着色剤に対して０質量％を超えて１０質量％以下である、着色組成物を提供するものである。
【０００９】
また、本発明は、（ａ１）金属原子及びハロゲン原子を有さないフタロシアニン化合物と（ａ２）イソインドリン化合物とを含み、（ａ２）イソインドリン化合物の含有割合が全着色剤に対して０質量％を超えて１０質量％以下である着色硬化膜、並びに該着色硬化膜を具備するカラーフィルタ、表示素子及び受光素子を提供するものである。ここでいう「着色硬化膜」とは、表示素子や受光素子に用いられる各色画素、着色スペーサー、ブラックマトリックス等を意味する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の着色組成物を用いれば、着色力、輝度及びコントラストのバランスが良好な着色硬化膜を形成することができる。
【００１１】
したがって、本発明の着色組成物は、カラー液晶表示素子、有機ＥＬ表示素子、電子ペーパー等の表示素子、ＣＭＯＳイメージセンサ等の固体撮像素子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】
【００１２】
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詳細に説明する。
【００１３】
−（Ａ）着色剤−
本発明の着色組成物は、（Ａ）着色剤として、（ａ１）金属原子及びハロゲン原子を有さないフタロシアニン化合物と（ａ２）イソインドリン化合物とを含むことを必須とする。本発明の着色組成物を用いて形成された着色硬化膜は、着色力、輝度、コントラストのバランスが良好であるため、表示素子又は受光素子のカラーフィルタに好適であり、とりわけ液晶表示素子に用いられるカラーフィルタの緑色硬化膜の形成に好適である。
【００１４】
（ａ１）金属原子及びハロゲン原子を有さないフタロシアニン化合物は、フタロシアニン骨格を有し、金属原子とハロゲン原子を含まない化合物である。このような化合物としては、フタロシアニン顔料、フタロシアニン染料が挙げられるが、フタロシアニン顔料が好ましく、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１６がより好ましい。
（ａ２）イソインドリン化合物はイソインドリン骨格を有する化合物であり、このような化合物としてはイソインドリン顔料、イソインドリン染料が挙げられる。中でも、イソインドリン顔料が好ましく、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１３９、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１８５がより好ましく、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１８５が更に好ましい。
【００１５】
本発明の着色組成物は、（ａ２）イソインドリン化合物の含有割合が全着色剤に対して０質量％を超えて１０質量％以下であることを必須とするが、（ａ２）イソインドリン化合物の含有割合の上限値は、全着色剤に対して、７質量％以下が好ましく、６質量％以下がより好ましく、２質量％以下が更に好ましい。このような態様により、コントラストが極めて良好な着色硬化膜を形成することができる。
【００１６】
また、（ａ１）金属原子及びハロゲン原子を有さないフタロシアニン化合物の含有割合は、（ａ２）イソインドリン化合物に対して５０〜２００質量％であることが好ましい。このような態様により、着色力に優れる着色硬化膜を形成することができる。
【００１７】
更に、（ａ１）金属原子及びハロゲン原子を有さないフタロシアニン化合物及び（ａ２）イソインドリン化合物の合計含有割合は、全着色剤に対して０質量％を超えて１５質量％以下であることが好ましく、０質量％を超えて１２質量％以下であることがより好ましく、０質量％を超えて９質量％以下であることが更に好ましい。このような態様により、コントラストに優れる着色硬化膜を形成することができる。
なお、（ａ１）金属原子及びハロゲン原子を有さないフタロシアニン化合物の含有割合は、全着色剤に対して、通常０質量％を超えて１５質量％以下である。
【００１８】
（ａ２）イソインドリン化合物の含有割合は、全黄色着色剤に対して通常０質量％を超えて２０質量％以下であるが、０質量％を超えて１５質量％以下であることが好ましく、０質量％を超えて１０質量％以下であることがより好ましく、０質量％を超えて６質量％以下であることが更に好ましい。ここで、本発明における「黄色着色剤」には、（ａ２）イソインドリン化合物と、後述する（ａ４）キノフタロン化合物、及び、（ａ５）他の着色剤のうち黄色を呈する着色剤が含まれるものとする。
【００１９】
本発明の着色組成物は、緑色硬化膜の形成に好適に用いられる。この場合、本発明の着色組成物は更に（ａ３）緑色着色剤を含むことが好ましく、（ａ３）緑色着色剤及び（ａ４）キノフタロン化合物を含むことがより好ましい。
【００２０】
（ａ３）緑色着色剤としては、公知の緑色顔料、緑色染料を用いることができる。緑色顔料としては、ハロゲン化金属フタロシアニン顔料が好ましく、例えば、ハロゲン化銅フタロシアニン顔料、ハロゲン化亜鉛フタロシアニン顔料、ハロゲン化アルミニウムフタロシアニン顔料等を挙げることができる。
ハロゲン化銅フタロシアニン顔料としては、例えば、Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン７等の塩素化銅フタロシアニン顔料、Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン３６等の塩素化臭素化銅フタロシアニン顔料が挙げられる。ハロゲン化亜鉛フタロシアニン顔料としては、Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン５８、Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン５９等の臭素化塩素化亜鉛フタロシアニン顔料が挙げられる。
【００２１】
中でも、着色力及び輝度の観点から、ハロゲン化亜鉛フタロシアニン顔料が好ましく、臭素化塩素化亜鉛フタロシアニン顔料がより好ましく、Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン５８、Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン５９がより好ましい。
【００２２】
また（ａ４）キノフタロン化合物はキノフタロン骨格を有する化合物である。その具体例としては、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１３８が好ましい。
【００２３】
例えば、本発明の着色組成物を表示素子や受光素子に用いられるカラーフィルタの緑色硬化膜の形成に用いる場合、各着色剤の含有割合は次のような態様であることが好ましい。
【００２４】
（ａ３）緑色着色剤の含有割合は、全着色剤に対して、３０〜８０質量％であることが好ましい。
【００２５】
（ａ４）キノフタロン化合物の含有割合の上限値は、全着色剤に対して６０質量％以下が好ましく、４５質量％以下がより好ましく、３５質量％以下が更に好ましく、そして下限値は１５質量％以上が好ましく、２５質量％以上がより好ましい。このような態様により、高輝度な着色硬化膜を形成することができる。
【００２６】
本発明の着色組成物には、本発明の効果に影響を与えない程度に、上記以外の（ａ５）他の着色剤（顔料、染料）を含有しても良い。具体的には、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有機顔料、レーキ顔料や、ダイに分類されている染料を挙げることができる。
【００２７】
本発明においては、（ａ１）金属原子及びハロゲン原子を有さないフタロシアニン化合物や（ａ２）イソインドリン化合物として使用する顔料、並びに、任意に混合する他の顔料を、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。また、これらの顔料は、所望により、その粒子表面を樹脂で改質して使用してもよい。顔料の粒子表面を改質する樹脂としては、例えば、特開２００１−１０８８１７号公報に記載のビヒクル樹脂、又は市販の各種の顔料分散用の樹脂が挙げられる。また、有機顔料は、いわゆるソルトミリングにより、一次粒子を微細化して使用してもよい。ソルトミリングの方法としては、例えば、特開平０８−１７９１１１号公報に開示されている方法を採用することができる。
【００２８】
また、本発明においては、（ａ１）金属原子及びハロゲン原子を有さないフタロシアニン化合物、（ａ２）イソインドリン化合物、及び任意に混合する他の着色剤と共に、更に公知の分散剤及び分散助剤を含有せしめることもできる。
【００２９】
公知の分散剤としては、例えば、ウレタン系分散剤、ポリエチレンイミン系分散剤、ポリオキシエチレンアルキルエーテル系分散剤、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル系分散剤、ポリエチレングリコールジエステル系分散剤、ソルビタン脂肪酸エステル系分散剤、ポリエステル系分散剤、（メタ）アクリル系分散剤等が挙げられ、市販品として、例えば、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−２０００、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−２００１、ＢＹＫ−ＬＰＮ６９１９、ＢＹＫ−ＬＰＮ２１１１６（以上、ビックケミー（ＢＹＫ）社製）等の（メタ）アクリル系分散剤、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）等のウレタン系分散剤、ソルスパース２４０００（ルーブリゾール（株）社製）等のポリエチレンイミン系分散剤、アジスパーＰＢ８２１、アジスパーＰＢ８２２、アジスパーＰＢ８８０、アジスパーＰＢ８８１（以上、味の素ファインテクノ（株）社製）の他、ＢＹＫ−ＬＰＮ２１３２４（ビックケミー（ＢＹＫ）社製）等のポリエステル系分散剤を使用することができる。
【００３０】
本発明において、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。
【００３１】
本発明において、分散剤の含有量は、（Ａ）着色剤１００質量部に対して、５〜３００質量部が好ましく、１０〜２００質量部がより好ましく、２０〜１００質量部が更に好ましく、２０〜５０質量部がより更に好ましい。
【００３２】
また上記分散助剤としては、顔料誘導体等が挙げられる。顔料誘導体としては、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。
【００３３】
（Ａ）着色剤の含有割合は、輝度が高く着色力に優れる画素を形成する点から、着色組成物の固形分中に、通常５〜７０質量％、好ましくは５〜６０質量％、より好ましくは１０〜５０質量％であり、特に２０〜５０質量％が好ましい。ここで固形分とは、後述する溶媒以外の成分である。
【００３４】
−（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。中でも、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」とも称する。）が好ましく、例えば、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）」とも称する。）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）」とも称する。）との共重合体を挙げることができる。
【００３５】
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、ｐ−ビニル安息香酸等を挙げることができる。
【００３６】
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。
【００３７】
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−ヒドロキシスチレン、ｐ−ヒドロキシ−α−メチルスチレン、ｐ−ビニルベンジルグリシジルエーテル、アセナフ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、ポリエチレングリコール（重合度２〜１０）メチルエーテル（メタ）アクリレート、ポリプロピレングリコール（重合度２〜１０）メチルエーテル（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコール（重合度２〜１０）モノ（メタ）アクリレート、ポリプロピレングリコール（重合度２〜１０）モノ（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、ジシクロペンテニル（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、グリシジル（メタ）アクリレート、３，４−エポキシシクロヘキシルメチル（メタ）アクリレート、３−〔（メタ）アクリロイルオキシメチル〕オキセタン、３−〔（メタ）アクリロイルオキシメチル〕−３−エチルオキセタンの如き（メタ）アクリル酸エステル；
シクロヘキシルビニルエーテル、イソボルニルビニルエーテル、トリシクロ［５．２．１．０2,6］デカン−８−イルビニルエーテル、ペンタシクロペンタデカニルビニルエーテル、３−（ビニルオキシメチル）−３−エチルオキセタンの如きビニルエーテル；
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。
【００３８】
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。
不飽和単量体（ｂ１）と不飽和単量体（ｂ２）の共重合体において、該共重合体中の不飽和単量体（ｂ１）の共重合割合は、好ましくは５〜５０質量％、更に好ましくは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。
【００３９】
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号公報等に開示されている共重合体を挙げることができる。
【００４０】
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９−３２５４９４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。
【００４１】
本発明におけるバインダー樹脂は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（以下、ＧＰＣと略す。）（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の重量平均分子量（Ｍｗ）が、通常１，０００〜１００，０００、好ましくは３，０００〜５０，０００である。このような態様とすることで、被膜の残膜率、パターン形状、耐熱性、電気特性、解像度がより一層高められ、また塗布時の乾燥異物の発生を高水準で抑制することができる。
【００４２】
また、本発明におけるバインダー樹脂の重量平均分子量（Ｍｗ）と、数平均分子量（Ｍｎ）との比（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。なお、ここでいう、Ｍｎは、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の数平均分子量をいう。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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、より好ましくは３０〜１５０質量部である。このような態様とすることで、着色力及び輝度のより一層の向上に加え、アルカリ現像性、着色組成物の保存安定性、パターン形状、色度特性を高めることができる。
【００４６】
−（Ｃ）重合性化合物−
本発明において重合性化合物とは、２個以上の重合可能な基を有する化合物をいう。重合可能な基としては、例えば、エチレン性不飽和基、オキシラニル基、オキセタニル基、Ｎ−アルコキシメチルアミノ基等を挙げることができる。本発明において、重合性化合物としては、２個以上の（メタ）アクリロイル基を有する化合物、又は２個以上のＮ−アルコキシメチルアミノ基を有する化合物が好ましい。
【００４７】
２個以上の（メタ）アクリロイル基を有する化合物の具体例としては、脂肪族ポリヒドロキシ化合物と（メタ）アクリル酸を反応させて得られる多官能（メタ）アクリレート、カプロラクトン変性された多官能（メタ）アクリレート、アルキレンオキサイド変性された多官能（メタ）アクリレート、水酸基を有する（メタ）アクリレートと多官能イソシアネートを反応させて得られる多官能ウレタン（メタ）アクリレート、水酸基を有する（メタ）アクリレートと酸無水物を反応させて得られるカルボキシル基を有する多官能（メタ）アクリレート等を挙げることができる。
【００４８】
ここで、脂肪族ポリヒドロキシ化合物としては、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、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２価の脂肪族ポリヒドロキシ化合物；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価以上の脂肪族ポリヒドロキシ化合物を挙げることができる。上記水酸基を有する（メタ）アクリレートとしては、例えば、２−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンジ(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、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、グリセロールジメタクリレート等を挙げることができる。上記多官能イソシアネートとしては、例えば、トリレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、ジフェニルメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート等を挙げることができる。酸無水物としては、例えば、無水こはく酸、無水マレイン酸、無水グルタル酸、無水イタコン酸、無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸の如き二塩基酸の無水物、無水ピロメリット酸、ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物の如き四塩基酸二無水物を挙げることができる。
【００４９】
また、カプロラクトン変性された多官能（メタ）アクリレートとしては、例えば、特開平１１−４４９５５号公報の段落〔００１５〕〜〔００１８〕に記載されている化合物を挙げることができる。上記アルキレンオキサイド変性された多官能（メタ）アクリレートとしては、エチレンオキサイド及びプロピレンオキサイドから選ばれる少なくとも１種により変性されたビスフェノールＡジ（メタ）アクリレート、エチレンオキサイド及びプロピレンオキサイドから選ばれる少なくとも１種により変性されたイソシアヌル酸トリ（メタ）アクリレート、エチレンオキサイド及びプロピレンオキサイドから選ばれる少なくとも１種により変性されたトリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、エチレンオキサイド及びプロピレンオキサイドから選ばれる少なくとも１種により変性されたペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、エチレンオキサイド及びプロピレンオキサイドから選ばれる少なくとも１種により変性されたペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、エチレンオキサイド及びプロピレンオキサイドから選ばれる少なくとも１種により変性されたジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、エチレンオキサイド及びプロピレンオキサイドから選ばれる少なくとも１種により変性されたジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート等を挙げることができる。
【００５０】
また、２個以上のＮ−アルコキシメチルアミノ基を有する化合物としては、例えば、メラミン構造、ベンゾグアナミン構造、ウレア構造を有する化合物等を挙げることができる。なお、メラミン構造、ベンゾグアナミン構造とは、１以上のトリアジン環又はフェニル置換トリアジン環を基本骨格として有する化学構造をいい、メラミン、ベンゾグアナミン又はそれらの縮合物をも含む概念である。２個以上のＮ−アルコキシメチルアミノ基を有する化合物の具体例としては、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’，Ｎ’’，Ｎ’’−ヘキサ（アルコキシメチル）メラミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラ（アルコキシメチル）ベンゾグアナミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラ（アルコキシメチル）グリコールウリル等を挙げることができる。
【００５１】
これらの重合性化合物のうち、３価以上の脂肪族ポリヒドロキシ化合物と（メタ）アクリル酸を反応させて得られる多官能（メタ）アクリレート、カプロラクトン変性された多官能（メタ）アクリレート、多官能ウレタン（メタ）アクリレート、カルボキシル基を有する多官能（メタ）アクリレート、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’，Ｎ’’，Ｎ’’−ヘキサ（アルコキシメチル）メラミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラ（アルコキシメチル）ベンゾグアナミンが好ましい。３価以上の脂肪族ポリヒドロキシ化合物と（メタ）アクリル酸を反応させて得られる多官能（メタ）アクリレートの中では、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が、カルボキシル基を有する多官能（メタ）アクリレートの中では、ペンタエリスリトールトリアクリレートと無水こはく酸を反応させて得られる化合物、ジペンタエリスリトールペンタアクリレートと無水こはく酸を反応させて得られる化合物が、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特に好ましい。
【００５２】
本発明において、（Ｃ）重合性化合物は、単独で又は２種以上を混合して使用することができる。
本発明における（Ｃ）重合性化合物の含有量は、（Ａ）着色剤１００質量部に対して、１０〜１，０００質量部が好ましく、２０〜５００質量部がより好ましく、３０〜１５０質量部が好ましい。このような態様とすることで、硬化性、アルカリ現像性がより高められ、着色力及び輝度のより一層の向上に加え、未露光部の基板上あるいは遮光層上に地汚れ、膜残り等の発生を高水準で抑制することができる。
【００５３】
−（Ｄ）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ができる。これにより、着色組成物に感放射線性を付与することができる。本発明に用いる光重合開始剤は、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、上記重合性化合物の重合を開始しうる活性種を発生する化合物である。
【００５４】
このような光重合開始剤としては、例えば、チオキサントン化合物、アセトフェノン化合物、ビイミダゾール化合物、トリアジン化合物、Ｏ−アシルオキシム化合物、オニウム塩化合物、ベンゾイン化合物、ベンゾフェノン化合物、α−ジケトン化合物、多核キノン化合物、ジアゾ化合物、イミドスルホナート化合物等を挙げることができる。
【００５５】
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、チオキサントン化合物、アセトフェノン化合物、ビイミダゾール化合物、トリアジン化合物、Ｏ−アシルオキシム化合物の群から選ばれる少なくとも１種が好ましい。
【００５６】
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。
【００５７】
また、上記アセトフェノン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。
【００５８】
また、上記ビイミダゾール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。
【００５９】
なお、光重合開始剤としてビイミダゾール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水素供与体と１種以上のアミン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。
【００６０】
また、トリアジン系化合物の具体例としては、例えば、特公昭５７−６０９６号公報、特開２００３−２３８８９８号公報の段落〔００６３〕〜〔００６５〕に記載の化合物を挙げることができる。
【００６１】
また、Ｏ−アシルオキシム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。Ｏ−アシルオキシム化合物の市販品としては、ＮＣＩ−８３１、ＮＣＩ−９３０（以上、株式会社ＡＤＥＫＡ社製）、ＤＦＩ−０２０、ＤＦＩ−０９１（以上、ダイトーケミックス株式会社製）等を使用することもできる。
【００６２】
本発明において、アセトフェノン化合物等のビイミダゾール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。
【００６３】
本発明において、（Ｄ）光重合開始剤の含有量は、（Ｃ）重合性化合物１００質量部に対して、０．０１〜１２０質量部が好ましく、１〜１００質量部がより好ましく、３〜４０質量部が更に好ましい。このような態様とすることで、硬化性、被膜特性がより高められ、着色力、輝度をより一層向上させることができる。
【００６４】
−（Ｅ）溶媒−
本発明の着色組成物は、上記（Ａ）〜（Ｃ）成分、及び任意的に加えられる他の成分を含有するものであるが、通常、溶媒を配合して液状組成物として調製される。
【００６５】
（Ｅ）溶媒としては、着色組成物を構成する（Ａ）〜（Ｃ）成分や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。
【００６６】
このような溶媒のうち、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；
乳酸メチル、乳酸エチル等の乳酸アルキルエステル類；
メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、イソプロパノール、イソブタノール、ｔ−ブタノール、オクタノール、２−エチルヘキサノール、シクロヘキサノール等の（シクロ）アルキルアルコール類；
ジアセトンアルコール等のケトアルコール類；
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、ジプロピレングリコールモノメ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；
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；
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、３−メチル−３−メトキシブチルプロピオネート等のアルコキシカルボン酸エステル類；
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。
【００６７】
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、（ポリ）アルキレングリコールモノアルキルエーテル類、乳酸アルキルエステル類、（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、他のエーテル類、ケトン類、ジアセテート類、アルコキシカルボン酸エステル類、他のエステル類が好ましく、特に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。
【００６８】
本発明において、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。
【００６９】
（Ｅ）溶媒の含有量は、特に限定されるものではないが、着色組成物の溶媒を除いた各成分の合計濃度が、５〜５０質量％となる量が好ましく、１０〜４０質量％となる量がより好ましい。このような態様とすることにより、塗布性、安定性の良好な着色組成物を得ることができる。
【００７０】
−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。
【００７１】
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；フッ素系界面活性剤、シリコン系界面活性剤等の界面活性剤；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、ペンタエリスリトールテトラキス［３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート］、３，９−ビス［２−［３−（３−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシ−５−メチルフェニル）−プロピオニルオキシ］−１，１−ジメチルエチル］−２，４，８，１０−テトラオキサ−スピロ［５・５］ウンデカン、チオジエチレンビス［３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート］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；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〕、ω−カルボキシポリカプロラクトンモノ（メタ）アクリレート等の現像性改善剤等を挙げることができる。
【００７２】
本発明の着色組成物は、適宜の方法により調製することができ、その調製方法としては、例えば、（Ａ）〜（Ｃ）成分を、（Ｅ）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。中でも、（ａ１）金属原子及びハロゲン原子を有さないフタロシアニン化合物と（ａ２）イソインドリン化合物とを含む（Ａ）着色剤を（Ｅ）溶媒中、分散剤の存在下で、場合により（Ｂ）バインダー樹脂の一部と共に、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、（Ｃ）重合性化合物と、必要に応じて（Ｂ）バインダー樹脂、（Ｄ）光重合開始剤、更に追加の（Ｅ）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が好ましい。また、（ａ１）金属原子及びハロゲン原子を有さないフタロシアニン化合物を（Ｅ）溶媒中、分散剤の存在下で、場合により（Ｂ）バインダー樹脂の一部と共に、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（１）を調製し、別途、（ａ２）イソインドリン化合物を（Ｅ）溶媒中、分散剤の存在下で、場合により（Ｂ）バインダー樹脂の一部と共に、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（２）を調製し、着色剤分散液（１）及び着色剤分散液（２）に、（Ｃ）重合性化合物と、必要に応じて（Ｂ）バインダー樹脂、（Ｄ）光重合開始剤、更に追加の（Ｅ）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も好ましい。
【００７３】
着色硬化膜及びその製造方法
本発明の着色硬化膜は、（ａ１）金属原子及びハロゲン原子を有さないフタロシアニン化合物と（ａ２）イソインドリン化合物とを含み、（ａ２）イソインドリン化合物の含有割合が全着色剤に対して０質量％を超えて１０質量％以下であるものであり、本発明の着色組成物を用いて形成することができる。本発明の着色硬化膜としては、例えば、表示素子や固体撮像素子を構成するカラーフィルタに用いられる緑色硬化膜がある。特に、本発明の着色硬化膜を液晶表示素子用に用いることで、着色力、輝度及びコントラストのバランスが良好なカラーフィルタや液晶表示素子を作製することができる。別言すれば、輝度及びコントラストのバランスが良好なカラーフィルタや液晶表示素子を薄膜で作製することができる。
【００７４】
以下、カラーフィルタに用いられる着色硬化膜及びその形成方法について説明する。
【００７５】
カラーフィルタを構成する着色硬化膜を形成する方法としては、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、緑色の本発明の感放射線性着色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、緑色の画素パターン（着色硬化膜）が所定の配列で配置された画素アレイを形成する。
【００７６】
次いで、赤色又は青色の各感放射線性着色組成物を用い、上記と同様にして、各感放射線性着色組成物の塗布、プレベーク、露光、現像及びポストベークを行って、赤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。
【００７７】
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、黒色の顔料が分散された感放射線性着色組成物を用いて、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。
【００７８】
着色硬化膜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。
【００７９】
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。
【００８０】
感放射線性着色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（スリット塗布法）、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、スピンコート法、スリットダイ塗布法を採用することが好ましい。
【００８１】
プレベークは、通常７０〜１１０℃で１〜１０分程度である。
塗布厚さは、乾燥後の膜厚として、通常、０．６〜８μｍ、好ましくは１．２〜５μｍである。
【００８２】
画素及びブラックマトリックスから選ばれる少なくとも１種を形成する際に使用される放射線の光源としては、例えば、キセノンランプ、ハロゲンランプ、タングステンランプ、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、メタルハライドランプ、中圧水銀灯、低圧水銀灯等のランプ光源やアルゴンイオンレーザー、ＹＡＧレーザー、ＸｅＣｌエキシマーレーザー、窒素レーザー等のレーザー光源等を挙げることができる。露光光源として、紫外線ＬＥＤを使用することもできる。波長は、１９０〜４５０ｎｍの範囲にある放射線が好ましい。
【００８３】
放射線の露光量は、一般的には１０〜１０，０００Ｊ／ｍ２が好ましい。
【００８４】
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、炭酸水素ナトリウム、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。
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。
【００８５】
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。
【００８６】
ポストベークの条件は、通常１８０〜２８０℃で１０〜６０分程度である。
このようにして形成された画素の膜厚は、通常０．５〜５μｍ、好ましくは１．０〜３μｍである。
【００８７】
また、カラーフィルタを構成する着色硬化膜を形成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を採用することができる。この方法においては、まず、基板の表面上に、遮光機能も兼ねた隔壁を形成する。次いで、形成された隔壁内に、例えば、緑色の本発明の熱硬化性着色組成物の液状組成物を、インクジェット装置により吐出したのち、プレベークを行って溶媒を蒸発させる。次いで、この塗膜を必要に応じて露光したのち、ポストベークすることにより硬化させ、緑色の画素パターンを形成する。
【００８８】
次いで、赤色又は青色の各熱硬化性着色組成物を用い、上記と同様にして、赤色の画素パターン及び青色の画素パターン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パターン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。
【００８９】
なお、隔壁は、遮光機能のみならず、区画内に吐出された各色の熱硬化性着色組成物が混色しないための機能も果たしているため、上記した第一の方法で使用されるブラックマトリックスに比べ、膜厚が厚い。したがって、隔壁は、通常、黒色感放射線性組成物を用いて形成される。
【００９０】
着色硬化膜を形成する際に使用される基板や放射線の光源、また、プレベークやポストベークの方法や条件は、上記した第一の方法と同様である。このようにして、インクジェット方式により形成された画素の膜厚は、隔壁の高さと同程度である。
【００９１】
このようにして得られた画素パターン上に、必要に応じて保護膜を形成した後、透明導電膜をスパッタリングにより形成する。透明導電膜を形成した後、更にスペーサーを形成してカラーフィルタとすることもできる。スペーサーは、通常、感放射線性組成物を用いて形成されるが、遮光性を有するスペーサー（ブラックスペーサー）とすることもできる。この場合、黒色の着色剤が分散された着色感放射線性組成物が用いられる。
【００９２】
このようにして形成された本発明の着色硬化膜を含むカラーフィルタは、着色力、輝度及びコントラストが極めて高いため、カラー液晶表示素子、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。
【００９３】
カラーフィルタ
本発明のカラーフィルタは、本発明の着色硬化膜を具備するものであり、後述するような表示素子や受光素子に用いることができる。
【００９４】
表示素子
本発明の表示素子は、本発明の着色硬化膜を具備するものである。表示素子としては、カラー液晶表示素子、有機ＥＬ表示素子、電子ペーパー等を挙げることができる。
本発明の着色硬化膜を具備するカラー液晶表示素子は、透過型でも反射型でもよく、適宜の構造を採ることができる。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採ることができ、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採ることもできる。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。なお、後者の構造を採用する場合、ブラックマトリックスやブラックスペーサーは、カラーフィルタを形成した基板側、並びにＩＴＯ電極を形成した基板側のどちらに形成されていても良い。
【００９５】
本発明の着色硬化膜を具備するカラー液晶表示素子は、冷陰極蛍光管（ＣＣＦＬ：Ｃｏｌｄ  Ｃａｔｈｏｄｅ  Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ  Ｌａｍｐ）の他、白色ＬＥＤを光源とするバックライトユニットを具備することができる。白色ＬＥＤとしては、例えば、赤色ＬＥＤと緑色ＬＥＤと青色ＬＥＤを組み合わせて混色により白色光を得る白色ＬＥＤ、青色ＬＥＤと赤色ＬＥＤと緑色蛍光体を組み合わせて混色により白色光を得る白色ＬＥＤ、青色ＬＥＤと赤色発光蛍光体と緑色発光蛍光体を組み合わせて混色により白色光を得る白色ＬＥＤ、青色ＬＥＤとＹＡＧ系蛍光体の混色により白色光を得る白色ＬＥＤ、青色ＬＥＤと橙色発光蛍光体と緑色発光蛍光体を組み合わせて混色により白色光を得る白色ＬＥＤ、紫外線ＬＥＤと赤色発光蛍光体と緑色発光蛍光体と青色発光蛍光体を組み合わせて混色により白色光を得る白色ＬＥＤ等を挙げることができる。
【００９６】
本発明の着色硬化膜を具備するカラー液晶表示素子には、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）型、ＳＴＮ（Ｓｕｐｅｒ  Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）型、ＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅｓ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）型、ＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）型、ＯＣＢ（Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ  Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ  Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）型等の適宜の液晶モードが適用できる。
【００９７】
また、本発明の着色硬化膜を具備する有機ＥＬ表示素子は、適宜の構造を採ることが可能であり、例えば、特開平１１−３０７２４２号公報に開示されている構造を挙げることができる。
また、本発明の着色硬化膜を具備する電子ペーパーは、適宜の構造を採ることが可能であり、例えば、特開２００７−４１１６９号公報に開示されている構造を挙げることができる。
【００９８】
受光素子
本発明の受光素子は本発明の着色硬化膜を具備するものである。受光素子としては固体撮像素子を挙げることができる。
本発明の固体撮像素子は適宜の構造を採ることができる。例えば、１つの実施の形態として、本発明の着色組成物を用いて、ＣＭＯＳ基板などの半導体基板上に、前述と同様の操作により着色画素（着色硬化膜）を形成することにより、特に分光特性及び色分離性に優れた固体撮像素子を作製することができる。
【実施例】
【００９９】
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。
【０１００】
＜バインダー樹脂の合成＞
合成例１
冷却管と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（以下、「ＰＧＭＥＡ」とも称する。）１００質量部を仕込んで窒素置換した。８０℃に加熱して、同温度で、ＰＧＭＥＡ１００質量部、ベンジルメタクリレート２５質量部、スチレン１０質量部、Ｎ−フェニルマレイミド２０質量部、グリセロールモノメタクリレート５質量部、メタクリル酸１０質量部、ω−カルボキシポリカプロラクトンモノアクリレート３０質量部及び２，２'−アゾビスイソブチロニトリル３質量部の混合溶液を１時間かけて滴下し、この温度を保持して３時間重合した。その後、反応溶液の温度を１００℃に昇温させ、さらに１時間重合することにより、バインダー樹脂溶液（固形分濃度４０質量％）を得た。得られたバインダー樹脂は、Ｍｗが９，８００、Ｍｎが６，０００であった。このバインダー樹脂溶液を「バインダー樹脂溶液（Ｂ−１）」とする。
【０１０１】
合成例２
冷却管と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３質量部およびＰＧＭＥＡ２００質量部を仕込み、引き続きＮ−フェニルマレイミド１２質量部、スチレン１０質量部、メタクリル酸１０質量部、（３−エチルオキセタン−３−イル）メチルメタクリレート５６質量部及びペンタエリスリトールテトラキス（３−メルカプトプロピオネート）（堺化学工業（株）製）５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３時間保持して重合した。その後、反応溶液の温度を１００℃に昇温させ、さらに１時間重合することにより、バインダー樹脂溶液（固形分濃度３４質量％）を得た。得られたバインダー樹脂は、Ｍｗが９，７００、Ｍｎが５，７００であった。このバインダー樹脂溶液を「バインダー樹脂溶液（Ｂ−２）」とする。
【０１０２】
合成例３
冷却管と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３質量部およびＰＧＭＥＡ１４０質量部を仕込み、引き続きメタクリル酸１５質量部、２−ヒドロキシエチルメタクリレート１５質量部、メトキシエチルメタクリレート３０質量部、イソブチルメタクリレート４０質量部及びペンタエリスリトールテトラキス（３−メルカプトプロピオネート）（堺化学工業（株）製）５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３時間保持して重合した。その後、反応溶液の温度を１００℃に昇温させ、さらに１時間重合することにより、バインダー樹脂溶液（固形分濃度４５質量％）を得た。得られたバインダー樹脂は、Ｍｗが７，９００、Ｍｎが５，２００であった。このバインダー樹脂溶液を「バインダー樹脂溶液（Ｂ−３）」とする。
【０１０３】
＜着色剤分散液の調製＞
調製例１
着色剤としてＣ．Ｉ．ピグメントブルー５９を１２質量部、分散剤としてＢＹＫ−ＬＰＮ２１１１６（ビックケミー社製、固形分濃度＝４０質量％）を１３質量部、バインダー樹脂としてバインダー樹脂溶液（Ｂ−１）を１０質量部（固形分濃度４０質量％）、溶媒としてＰＧＭＥＡ５７質量部及びプロピレングリコールモノエチルエーテル８質量部を用いて、ビーズミルにより１２時間混合・分散して、着色剤分散液（Ｇ１）を調製した。
【０１０４】
調製例２〜６
調製例１において、各成分の種類及び量を表１に示すように変更して、着色剤分散液（Ｇ２）、（Ｙ１）〜（Ｙ３）、（Ｂ１）を調製した。
【０１０５】
【表１】
2018028596.tif 000002
【０１０６】
表１において、各成分は以下の通りである。
ＰＧ５９  ：Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン５９
ＰＧ５８  ：Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン５８
ＰＹ１３８：Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１３８
ＰＹ１５０：Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１５０
ＰＹ１８５：Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１８５
ＰＢ１６  ：Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１６
ＬＰＮ２１１１６：ＢＹＫ−ＬＰＮ２１１１６（（メタ）アクリル系分散剤、ビックケミー社製、固形分濃度＝４０質量％）
ＰＧＥＥ  ：プロピレングリコールモノエチルエーテル
【０１０７】
＜着色組成物の調製及び評価＞
実施例１
着色剤として着色剤分散液（Ｇ１）１４８．７質量部、着色剤分散液（Ｙ１）６１．３ 質量部、着色剤分散液（Ｙ３）４．４質量部及び着色剤分散液（Ｂ１）４．４質量部、バインダー樹脂としてバインダー樹脂溶液（Ｂ−１）１０．３質量部及びバインダー樹脂溶液（Ｂ−２）１２．２質量部、重合性化合物としてジペンタエリスリトールペンタアクリレートとジペンタエリスリトールヘキサアクリレートの混合物（日本化薬株式会社製、商品名ＫＡＹＡＲＡＤ  ＤＰＨＡ）１７．０質量部、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（ＢＡＳＦ社製、商品名イルガキュア３６９）１．６質量部及びＮＣＩ−９３０（株式会社ＡＤＥＫＡ社製）１．６質量部、フッ素系界面活性剤としてメガファックＦ−５５４（ＤＩＣ株式会社製）０．１５質量部、並びに、溶媒としてＰＧＭＥＡ１５３．４質量部、３−メトキシブチルアセテート６３．７質量部及びジプロピレングリコールメチルエーテルアセテート２１．３質量部を混合して、固形分濃度１５質量％の着色組成物（ＧＳ−１）を調製した。なお、全固形分に対する着色剤濃度は３５質量％である。
【０１０８】
膜厚及び輝度の評価
着色組成物（ＧＳ−１）を、ガラス基板上に、スリットダイコーターを用いて塗布した後、９０℃のホットプレートで１分間プレベークを行って塗膜を形成した。スリットダイコーターの塗布条件を変えて同様の操作を行い、膜厚の異なる３枚の塗膜を形成した。次いで、これらの基板を室温に冷却したのち、基板上の塗膜に、高圧水銀ランプを用い、フォトマスクを介さずに、３６５ｎｍ、４０５ｎｍ及び４３６ｎｍの各波長を含む放射線を６００Ｊ／ｍ２の露光量で露光した。その後、これらの基板に対して、２３℃の０．０４％水酸化カリウム水溶液からなる現像液を現像圧１ｋｇｆ／ｃｍ２（ノズル径１ｍｍ）で吐出することにより、シャワー現像を行った。その後、これらの基板を超純水で洗浄し、風乾した後、更に２３０℃のクリーンオーブン内で２０分間ポストベークを行うことにより、緑色の硬化膜を形成した基板３枚を作製した。
得られた３枚の緑色硬化膜について、カラーアナライザー（大塚電子（株）製ＭＣＰＤ２０００）を用い、Ｃ光源、２度視野にて、ＣＩＥ表色系における色度座標（ｘ，ｙ）及び刺激値（Ｙ）を測定した。測定結果より、色度座標値ｙ＝０．６３５のときの刺激値（Ｙ）を求めた。また、得られた硬化膜の膜厚を、ＫＬＡ−Ｔｅｎｃｏｒ製アルファステップＩＱを用いて測定した。評価結果を表３に示す。刺激値（Ｙ）が大きいほど輝度が高く、膜厚が薄いほど着色力が大きいと言える。なお、色度座標値ｘ＝０．１８２であった。なお膜厚が３．０μｍよりも大きくなると、実用上不適であると判断される。
【０１０９】
コントラストの評価
硬化膜が形成された基板を２枚の偏向板で挟み、背面側から蛍光灯（波長範囲３８０〜７８０ｎｍ）で照射しつつ前面側の偏向板を回転させ、輝度計ＬＳ−１００（ミノルタ（株）製）により透過する光強度の最大値と最小値を測定した。そして、各々の硬化膜について、最大値を最小値で除した値をコントラスト比とした。測定結果より、色度座標値ｙ＝０.６３５でのコントラスト比を求め、コントラスト比が８０００以上の場合を「Ａ」、７０００以上８０００未満の場合を「Ｂ」、６０００以上７０００未満の場合を「Ｃ」、６０００未満の場合を「Ｄ」として評価した。評価結果を表３に示す。なお、コントラスト比は、数値が大きい程、良好であることを意味する。
【０１１０】
実施例２〜７及び比較例１〜４
実施例１において、各成分の種類及び量を表２に示すように変更して、着色組成物（ＧＳ−２）〜（ＧＳ−１１）を調製した。着色組成物（ＧＳ−２）〜（ＧＳ−１１）において、全固形分に対する着色剤濃度は、いずれも３５質量％である。
次いで、着色組成物（ＧＳ−１）に代えて、着色組成物（ＧＳ−２）〜（ＧＳ−６）と（ＧＳ−８）〜（ＧＳ−１０）を用いた以外は実施例１と同様にして評価を行った。なお、いずれも色度座標値ｘ＝０．１８２である。評価結果を表３に示す。
また、着色組成物（ＧＳ−１）に代えて、着色組成物（ＧＳ−７）と（ＧＳ−１１）を用いた以外は実施例１と同様にして、色度座標値ｙ＝０．５５０のときの刺激値（Ｙ）を求めた。なお、色度座標値ｘ＝０．２１６である。評価結果を表４に示す。
【０１１１】
【表２】
2018028596.tif 000003
【０１１２】
表２において、各成分は以下の通りである。
Ｃ−１：ジペンタエリスリトールペンタアクリレートとジペンタエリスリトールヘキサアクリレートの混合物（日本化薬株式会社製、商品名ＫＡＹＡＲＡＤ  ＤＰＨＡ）
Ｄ−１：２−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（ＢＡＳＦ社製、商品名イルガキュア３６９）
Ｄ−２：ＮＣＩ−９３０（株式会社ＡＤＥＫＡ社製）
Ｆ−１：メガファックＦ−５５４（ＤＩＣ株式会社製）
ＭＢＡ：３−メトキシブチルアセテート
ＤＰＭＡ：ジプロピレングリコールメチルエーテルアセテート
【０１１３】
【表３】
2018028596.tif 000004
【０１１４】
【表４】
2018028596.tif 000005
【０１１５】
表３〜４において、「（ａ２）×１００／（Ａ）」は、全着色剤に対する（ａ２）イソインドリン化合物の含有割合を示し、「（ａ１）×１００／（ａ２）」は、（ａ２）イソインドリン化合物に対する（ａ１）金属原子及びハロゲン原子を有さないフタロシアニン化合物の含有割合を示す。更に「〔（ａ１）＋（ａ２）〕×／（Ａ）」は、全着色剤に対する（ａ１）金属原子及びハロゲン原子を有さないフタロシアニン化合物と（ａ２）イソインドリン化合物との合計含有割合を示し、「（ａ２）×１００／（全黄色着色剤）」は、全黄色着色剤に対する（ａ２）イソインドリン化合物の含有割合を示す。
表３、４から、着色組成物（ＧＳ−１）〜（ＧＳ−７）を用いて形成された緑色硬化膜は着色力、輝度及びコントラストのバランスが良好であると言える。