(57)【要約】【課題】色特性、微細パターン形成能、さらには硬化後物性にも優れた感光性着色組成物、その調製に用いる顔料分散組成物、当該樹脂組成物を用いて画素、特に青色画素を形成したカラーフィルター及び液晶表示装置を提供する。【解決手段】感光性着色組成物のバインダーとして用いるマレイミド系アルカリ可溶性共重合体は、置換基を有してもよいベンジルマレイミド単量体単位を必須として有する。当該マレイミド系共重合体を含有する感光性着色組成物に青色顔料又はフタロシアニン系顔料を配合する。【選択図】　　　なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも、青色顔料及びフタロシアニン系顔料よりなる群から選ばれる１以上の顔料、マレイミド系アルカリ可溶性共重合体、分散剤、及び、溶剤を含有してなる顔料分散組成物であって、前記マレイミド系アルカリ可溶性共重合体は、置換基を有してもよいベンジルマレイミド単量体単位を必須として有することを特徴とする、顔料分散組成物。
【請求項２】
前記マレイミド系アルカリ可溶性共重合体の酸価が５０〜２００ｍｇＫＯＨ／ｇで、且つ、水酸基価が１０〜１５０ｍｇＫＯＨ／ｇであることを特徴とする、請求項１に記載の顔料分散組成物。
【請求項３】
青色顔料及びフタロシアニン系顔料よりなる群から選ばれる顔料を含む顔料の総量に対する分散剤の配合比（分散剤／顔料）が、質量比で０．５以下であることを特徴とする、請求項１又は２に記載の顔料分散組成物。
【請求項４】
少なくとも、青色顔料及びフタロシアニン系顔料よりなる群から選ばれる１以上の顔料、マレイミド系アルカリ可溶性共重合体、ラジカル重合性化合物及び光重合開始剤を含有してなる感光性着色組成物であって、前記マレイミド系アルカリ可溶性共重合体は、置換基を有してもよいベンジルマレイミド単量体単位を必須として有することを特徴とする、感光性着色組成物。
【請求項５】
前記マレイミド系アルカリ可溶性共重合体の酸価が５０〜２００ｍｇＫＯＨ／ｇで、且つ、水酸基価が１０〜１５０ｍｇＫＯＨ／ｇであることを特徴とする、請求項４に記載の感光性着色組成物。
【請求項６】
硬化後膜厚を１．３５μｍ以下とした時に、Ｃ光源測色ＸＹＺ表色系２度視野においてｘ座標が０．０５≦ｘ≦０．３０、ｙ座標が０．０５≦ｙ≦０．３０及び刺激値Ｙが２０以上の範囲の色空間を表示できる硬化膜を形成できることを特徴とする、請求項４又は５に記載の感光性着色組成物。
【請求項７】
硬化後膜厚を１．３μｍとし、且つ、２５０℃で１時間加熱する前後のＣ光源測色ＸＹＺ表色系２度視野、ｙ＝０．１４００における刺激値Ｙを測定する時に、加熱前の測定値Ｙ１に対する加熱後の測定値Ｙ２の変化率（Ｙ２／Ｙ１）が９７％以上となる硬化膜を形成できることを特徴とする、請求項４乃至６いずれかに記載の感光性着色組成物。
【請求項８】
コントラスト比が２，０００以上となる硬化膜を形成できることを特徴とする、請求項４乃至７いずれかに記載の感光性着色組成物。
【請求項９】
ＪＩＳ　Ｂ０６０１−１９９４に基づく測定方法において表面粗度（Ｒａ）が５０Å以下となる硬化膜を形成できることを特徴とする、請求項４乃至８いずれかに記載の感光性着色組成物。
【請求項１０】
ラインアンドスペースのマスクを介して露光硬化させた時に欠損を生じる線幅が２５μｍ以下となる硬化膜を形成できることを特徴とする、請求項４乃至９いずれかに記載の感光性着色組成物。
【請求項１１】
ラインアンドスペースのマスクを介して露光硬化させた時に解像度が２４μｍ以下となる硬化膜を形成できることを特徴とする、請求項４乃至１０いずれかに記載の感光性着色組成物。
【請求項１２】
断面の立ち上がり角度が被塗布面に対して５０度以下となる硬化膜を形成できることを特徴とする、請求項４乃至１１いずれかに記載の感光性着色組成物。
【請求項１３】
前記請求項４乃至１２いずれかに記載の感光性着色組成物を硬化させてなる画素を設けたことを特徴とする、カラーフィルター。
【請求項１４】
マレイミド系アルカリ可溶性共重合体を含有するバインダーの硬化物からなるマトリックス中に、少なくとも、青色顔料及びフタロシアニン系顔料よりなる群から選ばれる１以上の顔料を分散させてなる画素を設けたカラーフィルターであって、前記マレイミド系アルカリ可溶性共重合体は、置換基を有してもよいベンジルマレイミド単量体単位を必須として有するものであることを特徴とする、カラーフィルター。
【請求項１５】
前記画素は、ＪＩＳ　Ｂ０６０１−１９９４に基づく測定方法において表面粗度（Ｒａ）が５０Å以下であることを特徴とする、請求項１３又は１４いずれかに記載のカラーフィルター。
【請求項１６】
前記画素は、ラインアンドスペースのマスクを介して露光硬化させた時に欠損を生じる線幅が２５μｍ以下であることを特徴とする、請求項１３乃至１５いずれかに記載のカラーフィルター。
【請求項１７】
前記画素は、ラインアンドスペースのマスクを介して露光硬化させた時に解像度が２４μｍ以下であることを特徴とする、請求項１３乃至１６いずれかに記載のカラーフィルター。
【請求項１８】
前記画素は、断面の立ち上がり角度が被塗布面に対して５０度以下であることを特徴とする、請求項１３乃至１７いずれかに記載のカラーフィルター。
【請求項１９】
前記画素の断面形状が、下底の長さに対する上底の長さの比が１未満であることを特徴とする、請求項１３乃至１８いずれかに記載のカラーフィルター。
【請求項２０】
前記画素が青色画素であることを特徴とする、請求項１３乃至１９いずれかに記載のカラーフィルター。
【請求項２１】
前記青色画素は、膜厚を１．３５μｍ以下として単一画素で測色する時に、Ｃ光源測色ＸＹＺ表色系２度視野においてｘ座標が０．０５≦ｘ≦０．３０、ｙ座標が０．０５≦ｙ≦０．３０及び刺激値Ｙが２０以上の範囲の色空間を表示できることを特徴とする、請求項２０に記載のカラーフィルター。
【請求項２２】
前記青色画素は、膜厚を１．３μｍとし、且つ、２５０℃で１時間加熱する前後において、単一画素のＣ光源測色ＸＹＺ表色系２度視野、ｙ＝０．１４００における刺激値Ｙを測定する時に、加熱前の測定値Ｙ１に対する加熱後の測定値Ｙ２の変化率（Ｙ２／Ｙ１）が９７％以上となることを特徴とする、請求項２０又は２１に記載のカラーフィルター。
【請求項２３】
前記青色画素は、コントラスト比が２，０００以上であることを特徴とする、請求項２０乃至２２いずれかに記載のカラーフィルター。
【請求項２４】
前記請求項１３乃至２３いずれかに記載のカラーフィルターと、電極基板とを対向させ、両者の間に液晶化合物を封入してなることを特徴とする、液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、顔料分散組成物、感光性着色組成物、カラーフィルター及び液晶表示装置に関する。詳しくは、本発明は、青色顔料又はフタロシアニン顔料と共にマレイミド系アルカリ可溶性共重合体を含有する顔料分散組成物及び感光性着色組成物、さらには、そのような感光性着色組成物を用いて青色顔料又はフタロシアニン顔料を含有する画素のパターンを形成したカラーフィルター及び当該カラーフィルターを用いて組み立てた液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶パネルは表示側基板と液晶駆動側基板とを対向させ、両者の間に液晶化合物を封入して薄い液晶層を形成した構造をとる。このような液晶パネルを組み込んだ液晶表示装置は、液晶パネルの液晶駆動側基板により液晶層内の液晶配列を電気的に制御して表示側基板の透過光又は反射光の量を選択的に変化させることによって表示を行う。
【０００３】
液晶パネルには、スタティック駆動方式、単純マトリックス方式、アクティブマトリックス方式など種々の駆動方式があるが、近年、パーソナルコンピューターや携帯情報端末などのフラットディスプレーとして、アクティブマトリックス方式又は単純マトリックス方式の液晶パネルを用いたカラー液晶表示装置が急速に普及してきている。
【０００４】
図１は、アクティブマトリックス方式の液晶パネルの一構成例である。液晶パネル１０１は、表示側基板であるカラーフィルター１と液晶駆動側基板であるＴＦＴアレイ基板２とを対向させて１〜１０μｍ程度の間隙部３を設け、当該間隙部３内に液晶Ｌを充填し、その周囲をシール材４で密封した構造をとっている。カラーフィルター１は、透明基板５上に、画素間の境界部を遮光するために所定のパターンに形成されたブラックマトリックス層６と、各画素を形成するために複数の色（通常、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３原色）を所定順序に配列した画素部７又は最近ではホログラムを利用した画素部と、保護膜８と、透明電極膜９とが、透明基板に近い側からこの順に積層された構造をとっている。
【０００５】
一方、ＴＦＴアレイ基板２は、透明基板上にＴＦＴ素子を配列し、透明電極膜を設けた構造をとっている（図示せず）。また、カラーフィルター１及びこれと対向するＴＦＴアレイ基板２の内面側には配向膜１０が設けられる。そして、各色に着色された画素の背後にある液晶層の光透過率を制御することによってカラー画像が得られる。
【０００６】
セルギャップを維持する方法としては、図１に示すように間隙部３内にスペーサーとしてガラス、アルミナ又はプラスチック等からなる一定サイズの球状又は棒状の粒子状スペーサー１１を多数散在させ、カラーフィルター１とＴＦＴアレイ基板２とを貼り合わせ、液晶を注入する方法、或いは図２に示すように、カラーフィルターの内面側であってブラックマトリックス層６が形成されている位置と重り合う領域に、セルギャップに対応する高さを有する柱状スペーサー１２を形成する方法がある。
【０００７】
上記構造のカラーフィルターを組み込んだ液晶表示装置においては、各色に着色され、所定のパターンに配置された画素それぞれの背後にある液晶層の光透過率を制御することによってカラー画像が得られる。
【０００８】
カラーフィルターの画素部は、いわゆる顔料分散法により、ＲＧＢ等の所定の色を発色し得るように選択された１種又は２種以上の顔料を、バインダー樹脂や光開始剤等から構成される光硬化性樹脂組成物に配合して感光性着色組成物を調製し、これを透明基板上に塗布、乾燥し、得られた塗膜の所定領域を選択的に露光して硬化させ、有機溶剤又はアルカリ液で現像して形成することができる。
【０００９】
液晶表示装置が優れた表示性能を発揮するためには画素の色空間表現能力が重要である。ＲＧＢの各画素は、ＸＹＺ表色系における色度座標（ｘ，ｙ）によって定まる色再現領域を充分に広くできるように調色されると共に、刺激値Ｙで表される明るさを充分に高くできるように透明性及び色純度に優れることが求められる。カラーフィルターの製造過程においては、画素部に含有されるバインダー樹脂の黄変により、画素部の透明性や色特性が損なわれるという問題がある。特に、青色画素が黄味を帯びると透明性や色特性の劣化が著しいので、青色画素の黄変を防止することは他の色の画素にも増して重要である。
【００１０】
画素部を形成する感光性着色組成物の現像性や製版特性等の微細パターン形成能も、液晶表示装置の表示性能に大きく影響する。画素部のような微細パターンを顔料分散法で作製する場合には、微細パターン形成能に関して、残渣が無いこと、細線の欠損を生じないこと、異物が残らないこと、表面荒れが生じないこと、解像度が高いこと、現像後の形状が正確であること、膜厚が均一であること等の性能が求められる。
【００１１】
残渣とは、現像後に本来残ってはならない部分に残った着色物のことであり、顔料や分散剤が多い等の理由で現像性が悪い場合に生じやすい。
【００１２】
細線の欠損は、感光性着色組成物中の硬化成分が少ない、基板との親和性が少ない等の理由で密着性が劣る場合に生じやすい。異物は、感光性着色組成物中の硬化成分が少ない場合に画素の一部が欠けたり、現像成分が少なく剥離現像で生じた着色片が付着する等の原因で生じる。表面荒れも、感光性着色組成物中の硬化成分が少ない場合に生じる。
【００１３】
解像度を向上させるために、液晶駆動方式の進歩からカラーフィルターにも従来のストライプパターン等と異なり曲線部分や角が多いパターンが登場しており、このような複雑なパターンであっても正確に形成する必要がある。
【００１４】
現像後形状は、感光性着色組成物の感光性が悪い場合には逆台形（逆テーパー形）になるという問題がある。現像後形状が逆台形になると、現像時の水圧等で画素上部が欠けやすくなるために上記した異物の発生原因となる。さらに、逆台形の皮膜は、耐熱性が低い場合には、ヒサシ状に張り出た部分が熱で垂れ下がってポストベイク後に空孔を形成する場合がある。この空孔は、表示品質を落とすのみならず、解像度を下げる。また、液晶パネル組みで熱がかかって破裂すると液晶を汚染する。
【００１５】
膜厚の均一性は、個々の画素レベルでは大きな問題にならない。しかし、コスト削減の目的で基板サイズは拡大の一途をたどっておりメートルクラスにも適用されるようになってきた。その場合、ガラス中央と端部で膜厚が異なると色がばらつくために不良品となる。
【００１６】
微細パターンを正確に形成するためには、上記したような諸要素を全て満足させることが求められる。しかし、一般に、残渣が残らないように感光性着色組成物の現像液による溶解性を高めると、細線の欠損、異物、表面荒れ等が発生しやすくなるため、残渣を防止することは非常に困難である。
【００１７】
さらに、出来あがった画素の機械的又は化学的物性は、カラーフィルターや液晶表示装置の機械的又は経時的な耐久性に重要であるだけでなく、表示性能にも大きく影響する。表示性能に影響する物性としては、例えば、硬度、弾性、不純物の溶出性等の性能が求められる。
【００１８】
球状スペーサーや柱状スペーサー等のスペーサーは、カラーフィルターの基板上に直接形成される場合だけでなく、画素やブラックマトリックスよりも上層に設けられる場合がある。後者の場合に画素の硬度や弾性率が劣っていると、いくら高硬度のスペーサーを形成しても、下地が変形してセルギャップの均一性が損なわれてしまう。このため、画素といえど硬度や弾性率が高いことが求められる。
【００１９】
画素からの不純物溶出は、液晶汚染を招く原因となる。液晶は少量の導電性不純物が混じるだけでスイッチ機能を果たさなくなるため、カラーフィルターから導電性分子が液晶層に溶け出さないことが重要である。しかし、画素に用いる顔料や分散剤には導電性分子が不純物として含まれていることが多い。そのため画素部からの不純物溶出を抑えることが求められる。
【００２０】
感光性着色組成物に硬化成分を充分に含有させることにより、画素の硬化後物性を向上させることができる。しかし、顔料を感光性着色組成物中に微細に分散させて画素の透明性を上げるために分散剤を多量に配合すると、硬化成分の濃度低下を招いて画素の物性を向上させることができなくなる。分散剤を多量に用いると、顔料濃度の低下も招くので色再現能力も劣ってしまう。
【００２１】
カラーフィルターの画素を形成する感光性着色組成物のバインダー樹脂には、上記したような様々な観点からの性能、例えば、元々の透明性、耐熱性（耐黄変性）、硬化性、現像性、顔料との親和性、基板との密着性等が求められる。
【００２２】
特開平１０−３１３０８号公報には、Ｎ−置換マレイミドと酸基を有するモノマーの共重合体をバインダー樹脂とする感光性着色組成物が開示されている。また、特開平１０−３００９２２号公報には、Ｎ位−置換マレイミドモノマーとその他の共重合可能なモノマーとの共重合体を含有するアルカリ可溶性樹脂を含有するカラーフィルター用感放射線性組成物に関し、更に、特開平１１−１５１４７号公報には、骨格にマレイミド基を有する重合体を含有する着色画像形成材料が開示されている。しかしながら、マレイミドモノマーが反応終了時に残存しやすく、これが分解・着色する等、その作用を充分に発揮することは出来ないという問題があった。また、カラーフィルター等の薄膜層又は微細パターンを形成する際にはスピンコート法等により基板上に樹脂組成物を塗布することになり、この際に溶剤の沸点が低いと均一な膜を形成しにくいことから、乾燥性等のバランスを考慮した高沸点の溶剤を用いることになるが、共重合体がこのような溶剤に充分に溶解することになるように工夫する余地があった。
【００２３】
特開平１０−６０２１４号公報には、α，β−エチレン性不飽和カルボン酸１〜６質量％、α，β−エチレン性不飽和カルボン酸エステル１０〜８０質量％及びＮ−置換マレイミド５〜３０質量％を含有するモノマー混合物を重合することにより得られるアクリル樹脂を配合してなるカラーフィルター用アクリル樹脂組成物が開示されている。しかしながら、このような重合体をカラーフィルター等の薄膜層又は微細パターンを形成することができる感光性着色組成物の構成要素とするためには、アルカリ水に対する溶解性を向上し、アルカリ現像性と耐熱性や硬度とを両立させる工夫の余地があった。すなわちカラーフィルター等の製造では、透明基板上に樹脂組成物を塗布して塗膜を形成し、必要に応じてマスクを介してパターン露光し、次いでアルカリ水を用いた現像により非露光部の未硬化部分を除去する工程を経ることになるが、アルカリ水に対する溶解性が充分でないと鮮明なパターンとなりにくくなり、また、アルカリ水に対する溶解性を向上させると耐熱性や硬度が充分でなくなることから、より高品質のカラーフィルター等を製造するために工夫する余地があった。
【００２４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、かかる事情を考慮して成し遂げられたものであり、その第一の目的は、アルカリ水に充分に溶解し得るマレイミド系アルカリ可溶性共重合体をバインダーとして用い、透明性や耐黄変性等の色特性に優れ、さらに好ましくは、残渣の問題や微細パターンの正確性等のパターン形成能や固さや弾性等の硬化後物性にも優れる画素を形成した、表示性能に優れるカラーフィルターを提供することにある。
【００２５】
また、本発明の第２の目的は、特に、青色画素の色特性、パターン形成能、及び、硬化後物性が非常に優れるカラーフィルターを提供することにある。
【００２６】
また、本発明の第３の目的は、アルカリ水に充分に溶解し得るマレイミド系アルカリ可溶性共重合体をバインダーとして用い、透明性や耐黄変性等の色特性に優れ、さらに好ましくは、残渣の問題や微細パターンの正確性等のパターン形成能や固さや弾性等の硬化後物性にも優れる着色塗膜を形成することができ、特にカラーフィルターの画素パターン、特に好ましくは青色画素を形成するのに好適な感光性着色組成物を提供することにある。
【００２７】
また、本発明の第４の目的は、アルカリ可溶性バインダーとしての機能と共に顔料分散機能をもつマレイミド系アルカリ可溶性共重合体を用い、上記の感光性着色組成物を調製するのに適した顔料分散組成物を提供することにある。
【００２８】
また、本発明の第５の目的は、上記カラーフィルターを用いて表示性能に優れ、好ましくは青色画素の透明性及び色特性に優れた液晶表示装置を提供することにある。
【００２９】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る顔料分散組成物は、少なくとも、青色顔料及びフタロシアニン系顔料よりなる群から選ばれる１以上の顔料、マレイミド系アルカリ可溶性共重合体、分散剤、及び、溶剤を含有してなる顔料分散組成物であって、前記マレイミド系アルカリ可溶性共重合体は、置換基を有してもよいベンジルマレイミド単量体単位を必須として有することを特徴とする。
【００３０】
上記の如く特定されるマレイミド系アルカリ可溶性共重合体は、バインダー成分として機能するだけでなく、優れた顔料分散性能を併せ持っているので、これを分散剤の代わりに用いることにより、分散性に優れ、且つ、分散剤を少量しか又は全く含まない顔料分散組成物を調製することができる。分散剤の使用量を削減できることから、これを用いて調製した感光性着色組成物の膜物性が向上する。
【００３１】
上記マレイミド系アルカリ可溶性共重合体の酸価が５０〜２００ｍｇＫＯＨ／ｇで、且つ、水酸基価が１０〜１５０ｍｇＫＯＨ／ｇである場合には、現像後の残渣（地汚れ）を改善する効果が大きい。特に、顔料高濃度域において大きな改善効果が得られるので好ましい。
上記顔料分散組成物においては、青色顔料及びフタロシアニン系顔料よりなる群から選ばれる顔料を含む顔料の総量に対する分散剤の配合比（分散剤／顔料）を、質量比で０．５以下とすることが好ましい。
【００３２】
次に、本発明に係る感光性着色組成物は、少なくとも、青色顔料及びフタロシアニン系顔料よりなる群から選ばれる１以上の顔料、マレイミド系アルカリ可溶性共重合体、ラジカル重合性化合物及び光重合開始剤を含有してなる感光性着色組成物であって、前記マレイミド系アルカリ可溶性共重合体は、置換基を有してもよいベンジルマレイミド単量体単位を必須として有することを特徴とする。
【００３３】
本発明の感光性着色組成物をカラーフィルターの基板上に塗布し、露光することによって、マレイミド系アルカリ可溶性共重合体の優れた物性及びアルカリ現像性と、ラジカル重合性化合物によって形成される３次元ネットワーク構造により、被塗布体表面（基板表面）に対する密着性、皮膜強度、耐熱性、耐温純水性、耐薬品性等の諸物性に優れた硬化皮膜を形成することができ、露光時に所定のパターン状に露光して現像する場合には正確なパターンを形成することができ、現像時の除去部分に残渣も残らない。
【００３４】
上記マレイミド系アルカリ可溶性共重合体は、フタロシアニン系顔料との親和性が特に高いため、フタロシアニン系顔料との組み合わせでは、非常に優れた透明性、色特性、微細パターンの形成能、硬化後の皮膜物性が得られる。
【００３５】
また、上記マレイミド系アルカリ可溶性共重合体は上述のように耐黄変性に優れているので、黄変による色調の悪影響が著しい青色顔料との組み合わせることが非常に効果的であり、青色顔料の中でも上記フタロシアニン系青色顔料は親和性にも優れているので特に好ましい。
【００３６】
好ましい態様においては上記感光性着色組成物を用いることにより、硬化後膜厚を１．３５μｍ以下とした時に、Ｃ光源測色ＸＹＺ表色系２度視野においてｘ座標が０．０５≦ｘ≦０．３０、ｙ座標が０．０５≦ｙ≦０．３０及び刺激値Ｙが２０以上の範囲の色空間を表示できる硬化膜を形成することができる。
【００３７】
また、好ましい態様においては上記感光性着色組成物を用いることにより、硬化後膜厚を１．３μｍとし、且つ、２５０℃で１時間加熱する前後のＣ光源測色ＸＹＺ表色系２度視野、ｙ＝０．１４００における刺激値Ｙを測定する時に、加熱前の測定値Ｙ１に対する加熱後の測定値Ｙ２の変化率（Ｙ２／Ｙ１）が９７％以上となる硬化膜を形成することができる。
【００３８】
また、好ましい態様においては上記感光性着色組成物を用いることにより、コントラスト比が２，０００以上となる硬化膜を形成することができる。
【００３９】
また、好ましい態様においては上記感光性着色組成物を用いることにより、ＪＩＳ　Ｂ０６０１−１９９４に基づく測定方法において表面粗度（Ｒａ）が５０Å以下となる硬化膜を形成することができる。
【００４０】
また、好ましい態様においては上記感光性着色組成物を用いることにより、ラインアンドスペースのマスクを介して露光硬化させた時に欠損を生じる線幅が２５μｍ以下となる硬化膜を形成することができる。
【００４１】
また、好ましい態様においては上記感光性着色組成物を用いることにより、ラインアンドスペースのマスクを介して露光硬化させた時に解像度が２４μｍ以下となる硬化膜を形成することができる。
【００４２】
また、好ましい態様においては上記感光性着色組成物を用いることにより、断面の立ち上がり角度が被塗布面に対して５０度以下となる硬化膜を形成できる。
【００４３】
次に、本発明に係る第一のカラーフィルターは、上記感光性着色組成物を硬化させてなる画素を設けたことを特徴とする。
【００４４】
また、本発明に係る第二のカラーフィルターは、マレイミド系アルカリ可溶性共重合体を含有するバインダーの硬化物からなるマトリックス中に、少なくとも、青色顔料及びフタロシアニン系顔料よりなる群から選ばれる１以上の顔料を分散させてなる画素を設けたカラーフィルターであって、前記マレイミド系アルカリ可溶性共重合体は、置換基を有してもよいベンジルマレイミド単量体単位を必須として有するものであることを特徴とする。
【００４５】
上記本発明に係る感光性着色組成物は、特に、カラーフィルターに青色画素又はフタロシアニン系顔料を含有する画素のパターン、好ましくはフタロシアニン系青色顔料を含有する青色画素のパターンを形成するのに非常に適しており、高性能且つ高品質のカラーフィルターが得られる。
【００４６】
好ましい態様において前記カラーフィルターの青色画素は、断面の立ち上がり角度が被塗布面に対して５０度以下であるか、或いは、下底の長さに対する上底の長さの比が１未満である断面形状を有するテーパー状に形成される。
【００４７】
また、好ましい態様において前記カラーフィルターの青色画素は、膜厚を１．３５μｍ以下として単一画素で測色する時に、Ｃ光源測色ＸＹＺ表色系２度視野においてｘ座標が０．０５≦ｘ≦０．３０、ｙ座標が０．０５≦ｙ≦０．３０及び刺激値Ｙが２０以上の範囲の色空間を表示できる。
【００４８】
また、好ましい態様において前記カラーフィルターの青色画素は、膜厚を１．３μｍとし、且つ、２５０℃で１時間加熱する前後において、単一画素のＣ光源測色ＸＹＺ表色系２度視野、ｙ＝０．１４００における刺激値Ｙを測定する時に、加熱前の測定値Ｙ１に対する加熱後の測定値Ｙ２の変化率（Ｙ２／Ｙ１）が９７％以上となる。
【００４９】
さらに本発明によれば、上記本発明に係るカラーフィルターと、電極基板とを対向させ、両者の間に液晶化合物を封入してなる液晶表示装置が得られる。
【００５０】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明を詳述する。
【００５１】
本発明において感光性着色組成物のバインダー成分として用いられるマレイミド系アルカリ可溶性共重合体において、必須の単量体単位である置換基を有してもよいベンジルマレイミド単量体単位としては、例えば、置換基を有しないベンジルマレイミド単量体単位、ベンジル基に置換基を有するベンジルマレイミド単量体単位等が挙げられ、中でも、置換基を有しないベンジルマレイミド単量体単位が好ましい。置換基を有する場合、置換基の種類や数、置換基が結合する位置等は本発明の作用効果を発揮することができる限り特に限定されるものではない。
【００５２】
マレイミド系アルカリ可溶性共重合体のアルカリ水に対する溶解性としては、例えば、１％ＫＯＨ水溶液に可溶であることが好ましい。この場合、１％ＫＯＨ水溶液に共重合体を２０質量％添加して３時間攪拌した際に完全溶解することが好ましい。このようなマレイミド系アルカリ可溶性共重合体を含有する感光性着色組成物では、未硬化の部分がアルカリ水に溶解して鮮明なパターンを形成することが可能となる。また、０．５％ＫＯＨ水溶液に対するアルカリ水溶液不溶分が１０質量％以下であることが好ましい。より好ましくは、５質量％以下であり、さらに好ましくは、３質量％以下である。マレイミド系アルカリ可溶性共重合体のアルカリ水溶液不溶分は、例えば、マレイミド系アルカリ可溶性共重合体の厚さ５０μｍのフィルムを用い、５０℃における２００ミリリットルの０．５％ＫＯＨ水溶液に対する溶解性テストでアルカリ水不溶分の量を求めることにより評価することができる。
【００５３】
上記マレイミド系アルカリ可溶性共重合体は、置換基を有してもよいベンジルマレイミド単量体単位を必須として有し、アルカリ可溶性となるように単量体単位の種類や割合、分子量等を適宜設定したものであれば特に限定されないが、その好ましい形態としては、置換基を有してもよいベンジルマレイミド単量体単位、（メタ）アクリル酸単量体単位及び（メタ）アクリル酸エステル単量体単位を必須として有する形態が挙げられる。これらの単量体単位はそれぞれ１種又は２種以上を用いることができる。
【００５４】
上記マレイミド系アルカリ可溶性共重合体を構成する単量体単位の質量割合としては、例えば、置換基を有してもよいベンジルマレイミド単量体単位が５〜５０質量％、（メタ）アクリル酸単量体単位が８〜３０質量％、及び、（メタ）アクリル酸エステル単量体単位が３０〜８７質量％であることが好ましい。これらの単量体単位の質量割合が上記範囲を外れると、本発明においてそれぞれの単量体単位が発揮する作用効果が得られないおそれがある。上記質量範囲のより好ましい形態としては、置換基を有してもよいベンジルマレイミド単量体単位１０〜４５質量％、（メタ）アクリル酸単量体単位１０〜２５質量％、及び、（メタ）アクリル酸エステル単量体単位３０〜８０質量％、最も好ましくは、置換基を有してもよいベンジルマレイミド単量体単位１２〜４５質量％、（メタ）アクリル酸単量体単位１５〜２５質量％、及び、（メタ）アクリル酸エステル単量体単位３５〜７０質量％である。なお、上記質量範囲は、マレイミド系アルカリ可溶性共重合体１００質量％を基準とする。また、共重合体の組成は、例えば、重合終了時に未反応単量体をガスクロマトグラフィーにより定量する方法等により決定することができる。
【００５５】
本発明では、上記置換基を有してもよいベンジルマレイミド単量体単位、（メタ）アクリル酸単量体単位及び（メタ）アクリル酸エステル単量体単位以外の単量体単位を有していても有していなくてもよいが、必須の単量体単位の合計質量割合としては、例えば、５０質量％以上であることが好ましい。より好ましくは、７０質量％以上であり、更に好ましくは、９０質量％以上である。
【００５６】
マレイミド系アルカリ可溶性共重合体は、上記必須の単量体単位と共に、光硬化性（架橋性）を付与することが出来る単量体単位を有することが好ましい。すなわち本発明の感光性着色組成物に光硬化性をもたせるために、紫外線や電離放射線等の放射線或いは可視光等の適宜選択される照射波長において感度を有する光硬化性成分を配合してもよいが、そのような光硬化性成分だけでなく、マレイミド系アルカリ可溶性共重合体それ自体も光硬化性を有する場合には、感光性着色組成物の照射感度を向上させることが可能となる。すなわち感光性着色組成物の光硬化性が優れることになることから、硬化時間を短縮して効率化し、しかも、現像後のパターン形状の精度を向上することが可能となる。
【００５７】
光硬化性を付与できる単量体単位としては、例えば、共重合性の不飽和結合を有する単量体単位が好ましく、これにより、マレイミド系アルカリ可溶性共重合体が側鎖に共重合性の不飽和結合が導入されたものとなり、この不飽和結合が光硬化性に寄与することになる。この場合、マレイミド系アルカリ可溶性共重合体における不飽和結合を有する単量体単位の質量割合としては、例えば、マレイミド系アルカリ可溶性共重合体１００質量％とすると、１〜６０質量％であることが好ましい。より好ましくは、５〜４０質量％である。
【００５８】
マレイミド系アルカリ可溶性共重合体を製造する方法としては特に限定されず、例えば、置換基を有してもよいベンジルマレイミド単量体、（メタ）アクリル酸系単量体、及び、（メタ）アクリル酸エステル系単量体を必須として含有する単量体成分を共重合することにより製造することができる。これにより、各単量体から対応する単量体単位が形成されることになる。この場合、単量体成分における各単量体の質量割合は、マレイミド系アルカリ可溶性共重合体におけるそれぞれの単量体単位の質量割合が上記の範囲となるように適宜設定することになる。なお、マレイミド系アルカリ可溶性共重合体が必須の単量体単位以外の単量体単位を有していてもよいことに対応して、上記必須の単量体以外の単量体１種又は２種以上を含有する単量体成分を用いてもよい。
【００５９】
上記単量体単位において、置換基を有してもよいベンジルマレイミド単量体としては、例えば、ベンジルマレイミドやｐ−メチルベンジルマレイミド、ｐ−ブチルベンジルマレイミド等のアルキル置換ベンジルマレイミド；ｐ−ヒドロキシベンジルマレイミド等のフェノール性水酸基置換ベンジルマレイミド；ｏ−クロロベンジルマレイミド、ｏ−ジクロロベンジルマレイミド、ｐ−ジクロロベンジルマレイミド等のハロゲン置換ベンジルマレイミド等のベンジル基に置換基を有するベンジルマレイミド単量体等が挙げられる。また、（メタ）アクリル酸系単量体としては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸等が挙げられる。さらに、（メタ）アクリル酸エステル系単量体としては、例えば、（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸エチル、（メタ）アクリル酸プロピル、（メタ）アクリル酸ブチル、（メタ）アクリル酸２−エチルヘキシル等が挙げられる。なお、「（メタ）アクリル酸」とは、アクリル酸及びメタクリル酸のいずれでもよいことを意味する。
【００６０】
上記必須の単量体以外の単量体としては特に限定されず、例えば、フェニルマレイミド、ナフチルマレイミド、ｏ−クロロフェニルマレイミド等の芳香族置換マレイミド；メチルマレイミド、エチルマレイミド、プロピルマレイミド、イソプロピルマレイミド等のアルキル置換マレイミド；スチレン、α−メチルスチレン、ｐ−メチルスチレン、ｐ−クロロスチレン等の芳香族ビニル系単量体；アクリロニトリル、メタクリロニトリル等のシアン化ビニル化合物；無水マレイン酸等の不飽和ジカルボン酸無水物等が挙げられる。
【００６１】
上記製造方法において、マレイミド系アルカリ可溶性共重合体自体に光硬化性を付与する場合、なかでも、マレイミド系アルカリ可溶性共重合体が共重合性の不飽和結合を有する単量体単位を構成要素とする場合には、不飽和カルボン酸を用いて共重合を行ってカルボキシル基を有する共重合体を調製した後、カルボキシル基に結合し得る官能基と共重合性の不飽和結合とを有する化合物を反応させる方法や、シアノ基と共重合性の不飽和結合とを有する化合物を用いて共重合を行ってシアノ基を有する共重合体を調製した後、不飽和カルボン酸を反応させる方法により製造することが好適である。
【００６２】
上記の場合では、不飽和カルボン酸としては、例えば、（メタ）アクリル酸を用いることが好ましい。また、カルボキシル基に結合し得る官能基と共重合性の不飽和結合とを有する化合物としては、例えば、グリシジルアクリレート、グリシジルメタクリレート、アリルグリシジルエーテル、α−エチルグリシジルアクリレート、クロトニルグリシジルエーテル、イタコン酸モノアルキルモノグリシジルエステル等のオキシラン環と共重合性の不飽和結合とを有する化合物；アリルアルコール、２−ブラン−１−２−オールフリーフリルアルコール、オレイルアルコール、シンナミルアルコール等の不飽和アルコール；２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート；Ｎ−メチロールアクリルアミド；２−アクリロイルオキシエチルイソシアネート、２−メタクリロイルオキシエチルイソシアネート等を用いることができ、中でも、オキシラン環と共重合性の不飽和結合とを有する化合物を用いることが好ましい。より好ましくは、グリシジル（メタ）アクリレートを用いることである。さらに、シアノ基と共重合性の不飽和結合とを有する化合物としては、例えば、上述したシアン化ビニル化合物を用いることが好ましい。
【００６３】
上記マレイミド系アルカリ可溶性共重合体を製造する好ましい形態としては、例えば、ラジカル重合開始剤及び必要に応じて分子量調節剤を用いて単量体成分を重合する方法等が好適である。この場合、塊状重合、溶液重合、懸濁重合、分散重合、乳化重合、又は、これらを適宜組み合わせる形態等により重合を行うことができる。これらの中でも、溶液重合により重合を行うことが好ましい。より好ましくは、回分式溶液重合により重合を行うことである。
【００６４】
マレイミド系アルカリ可溶性共重合体を製造する際、ラジカル重合開始剤、重合条件等としては特に限定されず、重合方法や、共重合する単量体の種類、使用比率等に応じて適宜設定すればよい。例えば、溶液重合により重合を行う場合に使用する溶剤としては、溶液重合に支障がなく、原料である単量体成分と、生成するマレイミド系アルカリ可溶性共重合体の両方を溶解し得る液体であれば特に限定されず、例えば、メタノール、エタノール、グリコール等の炭素原子数１〜３個の脂肪族アルコール；セロソルブ、ブチルセロソルブ等のセロソルブ類；カルビトール、ブチルカルビトール等のカルビトール類；酢酸セロソルブ、酢酸カルビトール、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等のエステル類；ジエチレングリコールジメチルエーテル等のエーテル類；テトラヒドロフラン等の環状エーテル類；シクロヘキサノン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン類；ジメチルスルホキシド、ジメチルホルムアミド等の極性を有する有機溶剤等を用いることができる。また、非水系の分散重合により重合を行う場合に使用する溶剤としては、原料である単量体成分が溶解可能であり、且つ、生成するマレイミド系アルカリ可溶性共重合体が不溶である液体であれば特に限定されず、例えば、ベンゼン、トルエン、ヘキサン、シクロヘキサン等の液状の炭化水素や、その他の非極性の有機溶剤等を用いることができる。これらは単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。溶液重合や非水系の分散重合に用いられる溶剤の量としては、例えば、全単量体及び溶剤の合計量のうち２０〜８０質量％とすることが好ましい。２０質量％未満であると、重合終了時に増粘のため攪拌を充分に行うことができなくなるおそれがあり、８０質量％を超えると、生成するマレイミド系アルカリ可溶性共重合体の分子量が小さくなりすぎる恐れがある。より好ましくは、３０〜７０質量％である。
【００６５】
上記ラジカル重合開始剤としては、公知のラジカル重合開始剤、例えば、過酸化物、アゾ開始剤等の１種又は２種以上を用いることができる。重合開始剤の使用量としては，例えば、全単量体成分１００質量％に対して、０．００１〜５．０質量％の割合で用いることが好ましく、さらに好ましくは０．５〜３．０質量％である。また、分子量調節剤としては、例えば、α−メチルスチレンダイマーや、メルカプタン系の連鎖移動剤等の１種又は２種以上を用いることができる。中でも、炭素数８以上の長鎖アルキルメルカプタンが、臭気や着色の少なさの点で好ましい。
【００６６】
共重合における重合温度としては、使用するラジカル重合開始剤等により適宜設定すればよく、特に限定されるものではないが、例えば、５０〜２００℃とすることが好ましい。５０℃未満であると、分解温度の低い開始剤を用いる必要があり、開始剤を冷却保存する設備等が必要となる等、工業製造に不利となる恐れがある。２００℃を超えると、開始剤の分解温度に達する前に単量体成分が熱重合し始めるおそれがある。好ましくは、８０〜１５０℃である。
【００６７】
上記製造方法によりマレイミド系アルカリ可溶性共重合体を製造する場合、重合反応の終了後に反応液から揮発分を除去してマレイミド系アルカリ可溶性共重合体を分離して使用してもよく、また、固形分を分離せず、溶液状態で使用してもよい。マレイミド系アルカリ可溶性共重合体を分離する方法としては特に限定されず、例えば、反応液を真空下で加熱する方法、反応液を貧溶媒中に投入して沈殿させ濾別する方法等を適用することができる。
【００６８】
マレイミド系アルカリ可溶性共重合体における未反応の置換基を有してもよいベンジルマレイミド単量体、すなわち残存する置換基を有してもよいベンジルマレイミド単量体としては、マレイミド系アルカリ可溶性共重合体１００質量％に対して、３質量％以下であることが好ましい。３質量％を超えると、熱安定性が低下するおそれや、着色の原因となる恐れがある。また、置換基を有してもよいベンジルマレイミド単量体は毒性が高いため、この点でも残存量が多いことは好ましくない。より好ましくは、１質量％以下であり、最も好ましくは０．５質量％以下である。
【００６９】
マレイミド系アルカリ可溶性共重合体における置換基を有してもよいベンジルマレイミド単量体以外の単量体成分の残存する量としては、マレイミド系アルカリ可溶性共重合体１００質量％に対して、５質量％以下であることが好ましい。残存単量体が５質量％を超えると、熱安定性が低下したり、着色の原因となったりする恐れがある。より好ましくは、３質量％以下であり、最も好ましくは１質量％以下である。
【００７０】
マレイミド系アルカリ可溶性共重合体の分子量としては、例えば、質量平均分子量が５０００〜５万であることが好ましい。５０００未満であると、耐熱性や熱安定性が低下する恐れがあり、５万を超えると、アルカリ水溶解性が低下する恐れがある。より好ましくは、５０００〜３５０００であり、さらに好ましくは、７０００〜３２０００である。また、ＧＰＣ（ゲル浸透クロマトグラフィー）で測定した質量平均分子量と数平均分子量の比（Ｍｗ／Ｍｎ）が４．０以下であることが好ましい。４．０を超えると、熱安定性やアルカリ水溶解性が低下する恐れがある。より好ましくは、３．０以下であり、さらに好ましくは、２．５以下である。
【００７１】
マレイミド系アルカリ可溶性共重合体が水酸基を有する場合、すなわち、マレイミド系アルカリ可溶性共重合体自体に光硬化性を付与する為に、不飽和カルボン酸を用いて共重合を行った後、オキシラン環と不飽和結合を有する化合物を反応させた重合体のような場合は、酸価のみならず水酸基価も好ましい範囲を有する。残渣（地汚れ）に対しては、マレイミド系アルカリ可溶性共重合体の酸価のみならず水酸基価も影響するからである。
本発明において、特に顔料が高濃度の領域（例えば、感光性着色組成物中の固形分の質量を１００％とした場合、顔料の質量が１５％以上、好ましくは２０％以上）においては従来、残渣が残りやすかったのに対して、マレイミド系アルカリ可溶性共重合体の酸価及び水酸基価を上記範囲とすることによって、残渣残りを極めて少なくすることができる。
酸価及び水酸基価が上記範囲にあるマレイミド系アルカリ可溶性共重合体の具体例としては、置換基を有していてもよいベンジルマレイミド単量体、（メタ）アクリル酸エステル系単量体、及び（メタ）アクリル酸単量体を共重合させた後に、光硬化性を付与するための不飽和カルボン酸としてグリシジル（メタ）アクリレートを反応させた共重合体であり、主鎖骨格を構成するベンジルマレイミド単量体単位（Ａ）、（メタ）アクリル酸エステル系単量体単位（Ｂ）、及び（メタ）アクリル酸単量体単位（Ｃ）、並びに、
（メタ）アクリル酸単量体単位にグリシジル（メタ）アクリレートが付加導入された単位（Ｄ）の共重合比（Ａ／Ｂ／Ｃ／Ｄ）が
（５−１０／１５−８５／５−３０／５−６０）、好ましくは（５−２５／２０−８０／５−１５／１０−５０）、最も好ましくは（５−２５／３０−７０／５−１５／１０−３０）の範囲にあるものを挙げることができる。
【００７２】
このようなマレイミド系アルカリ可溶性共重合体からなるバインダー成分は、優れた顔料分散性能を併せ持っているので、当該バインダーを分散剤の代わりに用いて顔料分散組成物及び感光性着色組成物を調製することができる。
【００７３】
顔料と共に上記マレイミド系アルカリ可溶性共重合体を溶剤中に配合し、必要に応じて分散剤を補充することにより、顔料分散組成物を調製することができる。
【００７４】
本発明の顔料分散組成物に用い得る顔料は特に限定されず、種々の有機又は無機顔料を、単独でまたは２種以上を混合して使用することができる。
【００７５】
有機着色剤としては、例えば、染料、有機顔料、天然色素等を用いることができる。有機顔料の具体例としては、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（Ｐｉｇｍｅｎｔ）に分類されている化合物、すなわち、下記のようなカラーインデックス（Ｃ．Ｉ．）番号が付されているものを挙げることができる。
【００７６】
Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー３、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１２、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１３８、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１５０、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１８０、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１８５等のイエロー系ピグメント；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３、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２５４、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１７７等のレッド系ピグメント；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等のブルー系ピグメント；Ｃ．Ｉ．ピグメントバイオレット２３：１９等のバイオレット系ピグメント；及び、ピグメントグリーン３６等のグリーン系ピグメント。
【００７７】
また、無機着色剤としては、例えば、無機顔料、体質顔料等を用いることができ、具体例としては、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を挙げることができる。
【００７８】
本発明で用いられるマレイミド系アルカリ可溶性共重合体は、青色や緑色の顔料として用いられているフタロシアニン系顔料との親和性に優れている。フタロシアニン系顔料としては、例えば、銅フタロシアニン等のフタロシアニン系青色顔料を例示できる。
【００７９】
また、本発明で用いられるマレイミド系アルカリ可溶性共重合体は、加熱時の耐黄変性に優れているため、黄変による色特性の劣化が著しい青色塗膜、特にカラーフィルターの青色画素を形成するバインダー成分として非常に適している。従って、このマレイミド系アルカリ可溶性共重合体は、青色顔料を含有する顔料分散組成物及び感光性着色組成物を調製するのに用いるのが好ましく、青色顔料の中でもフタロシアニン系青色顔料と組み合わせる場合には親和性にも優れるので特に好ましい。
【００８０】
上記顔料１００質量部に対して、上記マレイミド系アルカリ可溶性共重合体を通常は７０〜１１０質量部、好ましくは８０〜１００質量部の割合で配合することによって、優れた顔料分散性が得られる。
【００８１】
また、上記マレイミド系アルカリ可溶性共重合体は、１種又は２種以上の分散剤（但し、バインダー成分であるマレイミド系アルカリ可溶性共重合体は分散剤とみなさない）と併用しても良いが、併用する場合であっても顔料と分散剤の比（分散剤／顔料）を好ましくは０．５以下、さらに好ましくは０．３以下とする。分散剤は少量であるほど好ましいが、用いる場合には、分散剤による分散作用を有効ならしめるために一般的に顔料と分散剤の比を０．０５以上とする。
【００８２】
使用可能な分散剤は特に限定されず、例えば、カチオン系、アニオン系、ノニオン系、両性、シリコーン系、フッ素系等の界面活性剤を使用できるが、これらの中でも高分子界面活性剤（高分子分散剤）を用いることが好ましい。高分子界面活性剤としては、例えば、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ステアリルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル等のポリオキシエチレンアルキルエーテル類；ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル等のポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル類；ポリエチレングリコールジラウレート、ポリエチレングリコールジステアレート等のポリエチレングリコールジエステル類；ソルビタン脂肪酸エステル類；脂肪酸変性ポリエステル類；３級アミン変性ポリウレタン類などが挙げられる。
【００８３】
顔料分散組成物を調製するための溶剤（分散溶剤）としては、有機溶剤が好ましく用いられる。有機溶剤としては、後述する感光性着色組成物を調製するために希釈溶剤として用いられる有機溶剤を用いることができる。
【００８４】
上記分散溶剤は、顔料１００質量部に対して通常は１００〜１０００質量部、好ましくは２００〜９００質量部の割合で用いる。
【００８５】
本発明において顔料分散組成物は、従来公知の顔料分散組成物の調製手順において、分散剤の一部又は全部を上記マレイミド系アルカリ可溶性共重合体に置き換えることにより調製できる。すなわち、上記の顔料、上記マレイミド系アルカリ可溶性共重合体、及び、必要に応じてその他の成分を、任意の順序で溶剤に混合し、ニーダー、ロールミル、アトライタ、スーパーミル、ディゾルバ、ホモミキサー、サンドミル等の公知の分散機を用いて分散させることによって顔料分散組成物を調製することができる。
【００８６】
具体的には、有機顔料とバインダーの混合物を溶剤に添加して分散させる方法、溶剤に顔料とバインダーを夫々添加して分散させる方法；顔料のみを溶剤に分散させた液と、バインダーのみ溶剤に分散させた液とを混合する方法、或いは、顔料のみ溶剤に分散させた液にバインダーを添加する方法などを例示することができる。
【００８７】
このようにして、顔料粒子の分散性に優れた顔料分散組成物が得られる。この顔料分散組成物は、顔料分散性に優れた塗工液を調製するための予備調製物として用いられる。顔料や顔料分散剤を、バインダー成分と共に希釈溶剤中に直接添加して混合すると、充分な分散性が得られない場合がある。これに対して、本発明に係る顔料分散組成物にバインダーの追加分や他の成分を混合するか、或いは、本発明に係る顔料分散組成物、バインダーの追加分、及び他の成分を固形分濃度を調節するための溶剤（希釈溶剤）に添加することによって、顔料分散性に優れた塗工液を容易に調製することができる。
【００８８】
本発明においては、１種又は２種以上の顔料、必須のバインダー成分として上記マレイミド系アルカリ可溶性共重合体、ラジカル重合性化合物及び光重合開始剤とを含有する感光性着色組成物を調製することができる。マレイミド系アルカリ可溶性共重合体、ラジカル重合性化合物及び光重合開始剤は、それぞれ単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
【００８９】
本発明の感光性着色組成物をカラーフィルターの基板上に塗布し、露光することによって、マレイミド系アルカリ可溶性共重合体の優れた物性及びアルカリ現像性と、ラジカル重合性化合物によって形成される３次元ネットワーク構造により、被塗布体表面（基板表面）に対する密着性、皮膜強度、耐熱性、耐温純水性、耐薬品性等の諸物性に優れた硬化皮膜を形成することができ、露光時に所定のパターン状に露光して現像する場合には正確なパターンを形成することができ、現像時の除去部分に残渣も残らない。
【００９０】
上記マレイミド系アルカリ可溶性共重合体の配合量としては、例えば、感光性着色組成物１００質量％に対して、５〜８０質量％とすることが好ましい。５質量％未満であると、粘度が低くなり過ぎ、塗布乾燥後の塗膜安定性が充分とはならない恐れがあり、８０質量％を超えると、粘度が高くなり過ぎるため流動性が低下し、塗布性が悪くなる等の不都合を生じる恐れがある。より好ましくは、１０〜５０質量％である。
【００９１】
感光性着色組成物に配合される顔料としては、上述した顔料分散液に配合できるものと同じものを用いることができる。本発明で用いられるマレイミド系アルカリ可溶性共重合体は、顔料との親和性が高いため、感光性着色組成物中の分散剤を減量し或いは全く用いないで顔料を微細に分散させることができる。顔料を微細に分散できることから、着色硬化膜の透明性を向上させることができる。また、分散剤を減量すると、感光性着色組成物中の顔料及び／又はバインダー成分の配合割合が相対的に多くなる。そのため、顔料の配合割合が増えることによって着色塗膜の色特性を向上させることができ、硬化性や現像性に寄与するバインダー成分の配合割合が増えることによって微細パターンの形成能や硬化後の皮膜物性を向上させることができる。
【００９２】
上記マレイミド系アルカリ可溶性共重合体は、フタロシアニン系顔料との親和性が特に高いため、フタロシアニン系顔料との組み合わせでは、非常に優れた透明性、色特性、微細パターンの形成能、硬化後の皮膜物性が得られる。
【００９３】
また、上記マレイミド系アルカリ可溶性共重合体は上述のように耐黄変性に優れているので、黄変による色調の悪影響が著しい青色顔料との組み合わせることが非常に効果的であり、青色顔料の中でも上記フタロシアニン系青色顔料は親和性にも優れているので特に好ましい。
【００９４】
上記顔料の配合量としては、例えば、感光性着色組成物１００質量％に対して、４０〜７５質量％となるようにすることが好ましい。４０質量％未満であると着色力が充分ではなくなるため鮮明な画像の表示が困難となる恐れがあり、７５質量％を超えると着色皮膜の光透過率が充分ではなくなるなどの不都合を生じる恐れがある。より好ましくは、４５〜７０質量％である。
【００９５】
上記顔料を均一且つ安定して分散させるために、感光性着色組成物には分散剤を１種又は２種以上配合してもよい。このような分散剤としては、上述した顔料分散液に配合できるものと同じものを用いることができる。また、この場合に顔料と分散剤の比（分散剤／顔料）を好ましくは０．５以下、さらに好ましくは０．３以下とし、一般的に０．０５以上とすることも、顔料分散剤の場合と同様である。
【００９６】
上記ラジカル重合性化合物としては、光照射により架橋結合を生じて感光性着色組成物を硬化させることができる化合物であれば特に限定されず、例えば、一分子中にエチレン性不飽和結合を３個以上有する光重合性化合物（３官能以上の光重合性化合物）を用いることが好ましく、その他にも、２官能の光重合性化合物等を用いることができる。３官能以上の光重合性化合物としては、例えば、３価以上の多価アルコールのポリ（メタ）アクリレート類、又は、それらのジカルボン酸変性物等を用いることができ、具体的には、トリメチロールプロパン（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、コハク酸変性ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ（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、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート等が挙げられる。これらの中でも、ジペンタエリスリトールペンタ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレートを用いることが好ましい。なお、「（メタ）アクリレート」とは、アクリレート及びメタクリレートのいずれでもよいことを意味する。
【００９７】
上記ラジカル重合性化合物の配合量としては、例えば、感光性着色組成物１００質量％に対して、５〜７０質量％とすることが好ましい。５質量％未満であると、現像時における未露光部の抜けが悪くなる恐れがあり、７０質量％を超えると、粘度が低くなり過ぎ、塗布乾燥後の塗膜安定性が充分ではなくなるため露光や現像の適性を損なう等の不都合を生じる恐れがある。より好ましくは、１０〜４０質量％である。
【００９８】
本発明の感光性着色組成物には、上記ラジカル重合性化合物と共に、反応希釈剤として単官能性の光重合性単量体等を必要に応じて１種又は２種以上配合することができる。このような化合物としては、具体的には、（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、プロピル（メタ）アクリレート等が挙げられる。
【００９９】
上記光重合開始剤としては、波長が３６５ｎｍ以下の放射線によりラジカル、カチオン、アニオン等の活性種を生じて、上述したラジカル重合性化合物の重合反応を開始することができる化合物であれば特に限定されるものではないが、感光性着色組成物に含有される溶剤への溶解性が高いものであることが好ましい。このような光開始剤としては、紫外線のエネルギーによりフリーラジカルを発生する化合物等を用いることができ、例えば、ベンゾイン、ベンゾフェノン等のベンゾフェノン誘導体又はそれらのエステル等の誘導体；キサントン及びチオキサントン誘導体；クロロスルフォニル、クロロメチル多核芳香族化合物、クロロメチル複素環式化合物、クロロメチルベンゾフェノン類等の含ハロゲン化合物；トリアジン類；イミダゾリン類；フルオレノン類；ハロアルカン類；光還元性色素と還元剤とのレドックスカップル類；有機硫黄化合物；過酸化物等が挙げられる。これらの中でも、トリアジン類やイミダゾリン類等を用いることが好ましい。
【０１００】
上記光重合開始剤の配合量としては、例えば、感光性着色組成物１００質量％に対して、０．０５〜２０質量％とすることが好ましい。０．０５質量％未満であると、感光性着色組成物から形成される塗膜の硬化性が充分ではなくなる恐れがあり、２０質量％を超えると、現像時における未露光部の抜けが悪くなったり、ポストベーク後に塗膜が黄変する等の不都合が生じるおそれがある。より好ましくは、２〜１５質量％である。
【０１０１】
本発明の感光性着色組成物は、必要に応じて上述した必須成分以外の成分を１種又は２種以上含有してもよく、例えば、増感剤；加熱により酸と反応して硬化する熱硬化性樹脂等を含有することが好ましい。
【０１０２】
上記増感剤を含有する場合には、感光性着色組成物の感度を向上させることができる。このような増感剤としては、スチリル系化合物又はクマリン系化合物を用いることが好ましく、具体的には、スチリル系化合物として、２−（ｐ−ジメチルアミノスチリル）キノリン、２−（ｐ−ジエチルアミノスチリル）キノリン、４−（ｐ−ジメチルアミノスチリル）キノリン等が挙げられ、クマリン系化合物として、７−ジエチルアミノ−４−メチルクマリン、７−エチルアミノ−４−トリフルオロメチルクマリン、４，６−ジエチルアミノ−７−エチルアミノクマリン等を１種又は２種以上が挙げられる。
【０１０３】
上記増感剤の配合量としては、例えば、感光性着色組成物１００質量％に対して、０．０１〜５０質量％とすることが好ましい。
【０１０４】
上記加熱により酸と反応して硬化する熱硬化性樹脂を含有する場合には、感光性着色組成物を基材表面に塗工し、所望のパターン状に露光、現像することにより硬化パターンを形成した後、当該硬化パターンを所定の温度に加熱すると、熱硬化性樹脂が硬化パターン中に残留しているカルボキシル基と反応してカルボキシル基を消費するため耐アルカリ性が向上すると共に、熱硬化性樹脂の架橋反応により硬化パターンの物性が向上する。その結果、本発明の感光性着色組成物により形成した皮膜又はパターンの耐熱性、密着性、耐温純水性、耐薬品性（特に耐アルカリ性）が向上することになる。
【０１０５】
上記酸反応性の熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、特に一分子中にエポキシ基を２個以上有するエポキシ樹脂が好ましく、具体的には、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂等の１種又は２種以上が挙げられる。
【０１０６】
上記熱硬化性樹脂の配合量としては、例えば、感光性着色組成物１００質量％に対して、１〜２０質量％となるようにすることが好ましい。１質量％未満であると、感光性着色組成物が硬化して形成される塗膜に充分な耐アルカリ性を付与することができない恐れがあり、２０質量％を超えると、感光性着色組成物の保存安定性、現像性が低下するなどの不都合を生じる恐れがある。より好ましくは、３〜１５質量％である。
【０１０７】
本発明の感光性着色組成物には、必要に応じて上記したもの以外にも各種の添加剤を配合することができる。このような添加材としては、例えば、ビニルシラン、アクリルシラン、エポキシシラン等のシランカップリング剤が挙げられ、このような添加剤を配合することにより基材や隣接する他の塗布層との密着性を向上することができる。
【０１０８】
本発明の感光性着色組成物の製造方法としては特に限定されず、例えば、顔料、マレイミド系アルカリ可溶性共重合体、ラジカル重合性化合物及び光重合開始剤、並びに、必要に応じて、上述した必須成分以外のものを混合し、又は、溶剤に添加し、攪拌して均一に溶解、分散する方法等により製造することができる。また、上述の顔料分散剤を用いて感光性着色組成物を製造することも可能である。このような製造方法において、混合順序等は特に限定されるものではない。また、攪拌に用いる装置としては、例えば、ペイントシェーカー、ビーズミル、サンドグラインドミル、ボールミル、アトライターミル、２本ロールミル、３本ロールミル等が挙げられる。
【０１０９】
本発明の感光性着色組成物の使用形態としては特に限定されるものではないが、塗料化及び塗布適性を考慮して、通常、溶剤により希釈して用いることになる。このような溶剤としては、マレイミド系アルカリ可溶性共重合体と、ラジカル重合性化合物及び光重合開始剤等を溶解し、高沸点であり、スピンコーティング性が良いものを用いることが好ましい。例えば、メチルアルコール、エチルアルコール、Ｎ−プロピルアルコール、ｉ−プロピルアルコールなどのアルコール系溶剤；メトキシアルコール、エトキシアルコールなどのセロソルブ系溶剤；メトキシエトキシエタノール、エトキシエトキシエタノールなどのカルビトール系溶剤；酢酸エチル、酢酸ブチル、メトキシプロピオン酸メチル、エトキシプロピオン酸エチル、乳酸エチルなどのエステル系溶剤；アセトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノンなどのケトン系溶剤；メトキシエチルアセテート、エトキシエチルアセテート、エチルセロソルブアセテートなどのセロソルブアセテート系溶剤；メトキシエトキシエチルアセテート、エトキシエトキシエチルアセテートなどのカルビトールアセテート系溶剤；ジエチルエーテル、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ジメチルエーテル、テトラヒドロフランなどのエーテル系溶剤；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−メチルピロリドンなどの非プロトン性アミド溶剤；γ−ブチロラクトンなどのラクトン系溶剤；ベンゼン、トルエン、キシレン、ナフタレンなどの不飽和炭化水素系溶剤；Ｎ−ヘプタン、Ｎ−ヘキサン、Ｎ−オクタンなどの飽和炭化水素系溶剤などの有機溶剤等が挙げられ、１種又は２種以上を用いることができる。これらの中でも、酢酸−３−メトキシブチル、プロピ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ジメチルエーテル等を用いることが好ましい。
【０１１０】
上記溶剤の使用量としては、配合成分の溶解状態や塗布性等により適宜調節するが、通常は、固形分濃度が５〜５０質量％となるようにすることが好ましい。
【０１１１】
本発明の感光性着色組成物を用いて、硬化皮膜（所定のパターンに形成されたものを含む）を形成する方法の一例について、以下に説明する。先ず、本発明の感光性着色組成物を基板等の被塗布体の表面に塗布し、形成した塗工膜に紫外線や電子線等の電離放射線を照射して露光、硬化させる。塗工膜に電離放射線を照射すると、塗工膜中において先ず電離放射線の作用により光重合開始剤から活性種が生じ、この活性種の作用によってラジカル重合性化合物の架橋反応が開始し、塗工膜が硬化する。
【０１１２】
この時、塗工膜をカラーフィルターの画素のような所定のパターンに形成したい場合には、フォトマスクを介して露光を行うなどして、所定のパターン状に露光し、現像する。塗工膜は、マレイミド系アルカリ可溶性共重合体がカルボキシル基を有しているので、ラジカル重合性化合物の架橋結合が形成されていない未露光部分をアルカリ現像により除去することができ、所定パターンの硬化皮膜を形成することができる。
【０１１３】
上記塗工膜を露光硬化し、必要に応じて現像した後、当該塗工膜をさらに加熱硬化すると硬化皮膜が得られる。露光硬化させた塗工膜に、ラジカル重合性化合物に由来するエチレン性不飽和結合が残留している場合には、加熱工程によって架橋反応をさらに進行させることができる。さらに、塗工膜中に２官能のエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂が含有されている場合には、塗膜中に残留しているマレイミド系アルカリ可溶性共重合体が有するカルボキシル基と反応して、カルボキシル基を消費すると共に、架橋結合を生じる。その結果、硬化皮膜の耐熱性、密着性、耐温純水性、耐薬品性（特に耐アルカリ性）が向上する。
【０１１４】
本発明の感光性着色組成物を用いて形成される着色硬化膜は、透明性や色調に関する耐熱性等の色特性、現像性や製版特性等の微細パターン形成能、及び、硬度や弾性等の物性に優れている。
【０１１５】
色特性に関しては、特に青色硬化膜を形成した時に、透明性の高い明るい画素を形成することができる。具体的には、感光性着色組成物をガラス基板上にスピンコートにより塗布し、８０℃で３分間乾燥し、１００ｍＪ／ｃｍ２の照射量で露光後、２３０℃で３０分間加熱して、青色硬化膜を形成することができる。そして、このようにして得られた青色硬化膜は、膜厚を１．３５μｍ以下として単一画素で測色する時に、Ｃ光源測色ＸＹＺ表色系２度視野においてｘ座標が０．０５≦ｘ≦０．３０、ｙ座標が０．０５≦ｙ≦０．３０及び刺激値Ｙが２０．０以上、好ましくは２１．０以上の範囲の色空間を表示できる。
【０１１６】
カラーフィルターはポストベークやポリイミド配向膜形成等の高温を伴う加熱工程を経て作製されるが、このような加熱工程において着色層の形成材料が黄変すると４００ｎｍ付近の波長吸収を引き起こすことから、着色層の色特性が劣化し、各色の中でも青色画素の色調劣化、輝度低下が最も著しい。これに対して、本発明に係る感光性着色組成物は、耐熱性の高いマレイミド系アルカリ可溶性共重合体を用いているので黄変を来たし難く、色調に関する耐熱性の高い青色硬化膜を形成することができる。
【０１１７】
具体的には、本発明の感光性着色組成物をガラス基板上にスピンコートにより塗布し、８０℃で３分間乾燥し、１００ｍＪ／ｃｍ２の照射量で露光後、２３０℃で３０分間加熱して膜厚約１．３μｍの青色硬化膜を形成できる。この青色硬化膜にカラーフィルターを作製するための加熱工程を想定して２５０℃で１時間加熱する耐熱性試験を行い、耐熱性試験前後において、Ｃ光源測色ＸＹＺ表色系２度視野、ｙ＝０．１４００における刺激値Ｙ値を測定する時に、試験前の測定値Ｙ１に対する試験後の測定値Ｙ２の変化率（Ｙ２／Ｙ１）を９７％以上に保持し得るものである。
【０１１８】
製版特性や現像性等の微細パターン形成能に関しては、本発明の感光性着色組成物は、現像形態、現像時間、残渣、表面荒れ、密着性、解像度、断面形状、コントラスト等の諸点で優れている。
【０１１９】
ネガ型レジストの現像工程においては、レジスト層の硬化していない未露光部分がアルカリ現像液によって溶解し基板上から離脱していくが、その現像形態としては、離脱していく部分が主に大きな塊となって剥がれる剥離型と、染料が水に溶けていくように徐々に溶解、拡散する溶解型とがある。前者の剥離型は、固形分の塊が異物となって系内に残留し、他の色の画素を汚染し易いので好まれない現像形態である。これに対して、本発明の感光性着色組成物は後者の溶解型であり、好ましい現像形態をとる。
【０１２０】
本発明の感光性着色組成物は、アクリル樹脂系バインダーを用いる場合と比べて現像時間が短いので、その分だけスループットが短くなり、現像液の使用量や現像ラインの短縮を図ることが可能である。
【０１２１】
また、ネガ型レジストの現像工程においては、レジスト層の硬化していない未露光部分がアルカリ現像液によって溶解し基板上から離脱していくが、レジストが充分に脱離せずに基板上に残留する場合がある。このような現像残渣が残っている場所に他の色のレジストを塗布、現像して画素を形成すると、色特性の変動や平滑性の低下など悪影響を与える。これに対して本発明の感光性着色組成物は、現像時の溶解部分に残渣を残さないので、青色以外の画素の品質も向上させる。
【０１２２】
一般に、残渣を少なくすると、レジストの溶解性が強くなりすぎて、表面荒れや密着性の低下や解像度の低下等の問題を招いてパターンの正確性が損なわれるが、本発明の感光性着色組成物を用いて作製した着色硬化膜は、現像により除去すべき部分には残渣を残さずに、正確に所定のパターンに形成される。
【０１２３】
具体的には、得られる着色硬化膜は、ＪＩＳ　Ｂ０６０１−１９９４に基づく測定方法において表面粗度（Ｒａ）を５０Å以下、好ましくは３０Å以下とすることができる。
【０１２４】
また、前記着色硬化膜は、感光性着色組成物の塗膜をラインアンドスペースのマスクを介して露光硬化させた時に欠損を生じる線幅が２５μｍ以下、好ましくは２０μｍ以下とすることができ、密着性に優れている。
【０１２５】
また、前記着色硬化膜は、感光性着色組成物の塗膜をラインアンドスペースのマスクを介して露光硬化させた時に解像度が２４μｍ以下、好ましくは２０μｍ以下とすることができる。
【０１２６】
本発明の感光性着色組成物は、硬化膜の断面形状がテーパー形状に形成できる点でも好ましい。着色レジストを基板上に塗布し、塗膜を現像すると、得られる着色層の断面形状は、下底（基板との接触面）の長さが上底（基板との接触面に向かい合う面）の長さよりも大きいテーパー形状（台形状）になる場合（すなわち（上面／下面）＜１）と、断面形状が矩形状になる場合（すなわち（上面／下面）＝１）と、断面形状の下底の長さが上底の長さよりも小さい逆テーパー形状（逆台形状）になる場合（すなわち（上面／下面）＞１）とがある。
【０１２７】
着色層の断面が逆テーパー形状になると、当該着色層の上にＩＴＯ電極層を蒸着する時に、ＩＴＯが着色層の側面に充分に回りこめず、ＩＴＯ層が成膜できない部分が下底付近に残され、導通が取れなかったり、部分的に大きな抵抗値が生じたりして、電極層に問題が生じる。このような問題は、着色レジストを用いてカラーフィルターの画素パターンを形成する場合に生じる。また、逆テーパー形状の着色層は、諸プロセスを経るうちに角が取れて脱落しカラーフィルターの他の部分に付着するので、地汚れの原因となる。従って、レジストを基板上に塗布、現像、ポストベークして形成される着色層のパターンは、断面形状がテーパー形状（台形状）となっていることが望ましい。かかる要望に対して、本発明の感光性着色組成物を用いればテーパー形状（略台形状、（上面／下面）＜１）の青色層パターンが形成されるので、欠損のないＩＴＯ電極で被覆し、或いは、地汚れを防止することができる。
【０１２８】
具体的には、本発明の感光性着色組成物を用いて作製した着色硬化膜の断面の立ち上がり角度が、被塗布面に対して９０度以下、好ましくは５０度以下となるようにすることができる。或いは、着色硬化膜の断面形状を、下底の長さに対する上底の長さの比が１未満となるようにすることができる。
【０１２９】
また、コントラストに関しては、本発明の感光性着色組成物を用いて青色硬化膜を形成した時に、コントラスト比を２，０００以上とすることができる。
【０１３０】
機械的及び化学的物性に関しては、本発明の感光性着色組成物は、硬度、弾性、皮膜強度、密着性、耐熱性、耐温純水性、耐薬品性、不純物溶出性等の諸点で優れている。
【０１３１】
例えば、硬度に関しては、本発明の感光性着色組成物をガラス基板上にスピンコートにより塗布し、１００ｍＪ／ｃｍ２の照射量で露光後、２００℃で３０分間加熱して膜厚５μｍの塗膜を形成する場合に、当該塗膜について表面温度１８０℃、ビッカース圧子を最大荷重２０ｍＮとなる条件で表面硬度を測定した時のユニバーサル硬さ（試験荷重／試験荷重下でのビッカース圧子の表面積）を２００Ｎ／ｍｍ２以上とすることが可能である。ユニバーサル硬さについては、材料試験技術ｖｏｌ．４３，Ｎｏ．２（１９９８）ｐ．７２に記載されており、ドイツ規格ＤＩＮ　５０３５９−１に従って評価することができる。
【０１３２】
このような感光性着色組成物を用いて、さまざまな分野において青色の着色硬化膜又はフタロシアニン系顔料を含有する着色塗膜を形成することができる。この感光性着色組成物は、特に、カラーフィルターに青色画素又はフタロシアニン系顔料を含有する画素のパターン、好ましくはフタロシアニン系青色顔料を含有する青色画素のパターンを形成するのに非常に適しており、高性能且つ高品質のカラーフィルターが得られる。
【０１３３】
カラーフィルターは、透明基板と、当該透明基板上に形成された着色層とを必須として備え、必要に応じて、更に当該着色層を被覆する保護膜及び／若しくは対向させる電極基板との間隔を維持するために当該透明基板上の非表示部と重なり合う位置に設けられたスペーサーとを備える。本発明においては、このようなカラーフィルターの画素パターン、特に青色画素を、上記感光性着色組成物を用いて形成する。
【０１３４】
上記カラーフィルターの形態としては、透明基板上に（１）着色層を備えた形態、（２）着色層及び保護膜を備えた形態、（３）着色層及びスペーサーを備えた形態、（４）着色層、保護膜及びスペーサーを備えた形態が挙げられるが、例えば、着色層の一部が、透明基板上に所定のパターンで形成されたブラックマトリックス層上に所定のパターンで形成されていることが好ましい。また、保護膜上には、必要に応じて液晶駆動用の透明電極が形成されていてもよい。ブラックマトリックスを形成する方法としては特に限定されず、例えば、染色法、顔料分散法、印刷法、電着法等により形成することができる。また、クロム蒸着等により形成してもよい。
【０１３５】
上記着色層は、通常、赤色、緑色及び青色の画素パターンがモザイク型、ストライプ型、トライアングル型、４画素配置型、「く」の字型に配置されるアイランド型等の所望の形態で配列されてなり、ブラックマトリックスが各着色パターンの間及び着色層形成領域の外側の所定領域に設けられることになる。
【０１３６】
本発明においては、このような着色層を構成する画素パターンの少なくとも一つ、特に青色画素のパターンを上記感光性着色組成物を用いて作製する。例えば、透明基板の一面側に上記感光性着色組成物を塗布し、フォトマスクを介して紫外線等の放射線を照射することにより露光し、アルカリ現像後、クリーンオーブン等で加熱硬化することにより着色層を形成することができる。着色層の厚さとしては、通常では１．５μｍ程度とすることが好ましい。
【０１３７】
上記保護膜の形成方法としては、例えば、透明な感光性着色組成物の塗工液を、スピンコーター、ロールコーター、スプレイ、印刷等の方法により塗布して形成することができる。スピンコーターを使用する場合には、回転数は５００〜１５００回転／分の範囲内で設定する。感光性着色組成物の塗工膜は、フォトマスクを介して電離放射線を照射することにより露光され、アルカリ現像後、クリーンオーブン等で加熱硬化されて保護膜となる。保護膜の厚さとしては、通常では２μｍ程度とすることが好ましい。
【０１３８】
上記保護膜上に透明電極を形成する場合、透明電極は、通常では酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ）等、或いは、それらの合金等を用いて、スパッタリング法、真空蒸着法、ＣＶＤ法等の一般的な方法により形成され、必要に応じてフォトレジストを用いたエッチング又は治具の使用により所定のパターンとすることになる。透明電極の厚さとしては、例えば、２０〜５００ｎｍ程度とすることが好ましい。より好ましくは、１００〜３００ｎｍ程度である。
【０１３９】
上記スペーサーとしては、セルギャップに対応する高さを有する柱状スペーサーであることが好ましい。このようなスペーサーを設ける位置としては、例えば、ブラックマトリックス層が形成された領域に合わせて、透明電極上、着色層上、又は保護膜上とすることが好ましい。透明電極上等に柱状スペーサーを形成する方法としては、例えば、透明の感光性着色組成物の塗工液を、スピンコーター、ロールコーター、スプレイ、印刷等の方法により塗布し、フォトマスクを介する放射線照射により露光し、アルカリ現像後、クリーンオーブン等で加熱硬化することにより形成できる。スピンコーターの回転数も保護膜を形成する場合と同様に、５００〜１５００回転／分の範囲内で設定すればよい。柱状スペーサーの厚さ（高さ）としては、例えば、５μｍ程度とすることが好ましい。
【０１４０】
このようにして作製したカラーフィルターと電極基板とを対向させて、両者の間に液晶化合物を封入してなる液晶表示装置が得られる。本発明の液晶表示装置は、例えば、上記カラーフィルターの内面側に配向膜を形成し、電極基板と対向させ、間隙部に液晶化合物を満たして密封することにより製造することができる。本発明の液晶表示装置に用いられる液晶化合物等としては特に限定されるものではない。また、電極基板としては特に限定されず、通常の方法で製造されたものを用いることができる。
【０１４１】
このような液晶表示装置は、上記感光性着色組成物による作用効果が充分に発揮されることになり、基本性能に優れるうえに、表示画像の品位に優れることからパーソナルコンピューター等のフラットディスプレー等の表示装置として好適に適用できるものである。
【０１４２】
【実施例】
以下に実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。なお、特に断りのない限り、「部」は、「質量部」を意味し、「％」は、「質量％」を意味するものとする。
【０１４３】
（実施例１）
（１）ベンジルマレイミド樹脂の合成
３０Ｌの重合槽に、溶媒としてジエチレングリコールジメチルエーテル（ＤＭＤＧ）４０．０部を仕込み、窒素雰囲気下に９０℃に昇温した後、滴下系１としてベンジルマレイミド（ＢｚＭＩ）６．１６部、ジエチレングリコールジメチルエーテル（ＤＭＤＧ）６．１６部、メチルメタクリレート（ＭＭＡ）１２．１２部、メタクリル酸（ＭＡＡ）１２．５５部、滴下系２として、パーブチルＯ（ＰＢＯ）（商品名、日本油脂社製）０．６２部、滴下系３としてｎ−ドデシルメルカプタン（ｎ−ＤＭ）１．２３部を、それぞれ３時間かけて連続的に供給した。その後、３０分９０℃を保持した後、温度を１０５℃に昇温し、３時間重合を継続した。ガスクロクロマトグラフィー（ＧＣ）測定による未反応モノマーは、ＢｚＭＩが０．１％、ＭＭＡが０．２％、ＭＡＡが０．３％であった。
【０１４４】
次いで、この反応液にメタクリル酸グリシジル（ＧＭＡ）１２．７３部、触媒としてトリエチルアミン０．１３部、重合禁止剤として２，２’−メチレンビス（４−メチル−６−ｔ−ブチルフェノール）（商品名アンテージＷ４００、川口化学工業（株）製）０．０７部を追加し、５％酸素濃度に調整した空気、窒素混合ガスを２００ｍｌ／分の流量でバブリングしながら８時間反応を継続した。反応液をＧＣで測定したところ未反応のＧＭＡは検出されなかった。ＤＭＤＧ７．５部を加えて希釈した後、冷却し、ベンジルマレイミド樹脂溶液１を得た。
【０１４５】
（２）青色顔料分散組成物の調製
顔料及び分散剤と共に前記ベンジルマレイミド樹脂溶液１を下記分量で混合し、ペイントシェーカーを用い、０．３ｍｍジルコニアビーズによって３時間ビーズ分散し、青色顔料分散組成物１を得た。得られた青色顔料分散組成物１は、顔料、分散剤及びベンジルマレイミド樹脂の固形分質量比（顔料／分散剤／ベンジルマレイミド樹脂）が、１／０．２／０．４であった。
【０１４６】
＜青色顔料分散組成物１の組成＞
・ピグメントブルー１５：６（銅フタロシアニン系青色顔料）：１３質量部（商品名「リオノールブルーＥＳ、東洋インキ社製）
・分散剤（商品名ＰＢ−８２１、味の素（株）製）：５．６５質量部（固形分４６．０質量％）
・ベンジルマレイミド樹脂溶液１（ＢｚＭＩ／ＭＭＡ／ＭＡＡ／ＧＭＡ−ＭＡＡ共重合体、固形分４４．４質量％）：１１．５６質量部
・プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート：６９．７９質量部
（３）青色レジストの調製
上記の青色顔料分散組成物１に、ベンジルマレイミド樹脂溶液１及び他の成分を下記分量で配合し、青色レジスト１を調製した。得られた青色レジスト１は、メインポリマーであるベンジルマレイミド樹脂、モノマーであるジペンタエリスリトールペンタアクリレート（商品名サートマーＳＲ３９９Ｅ、日本化薬（株）製）、及び開始剤１及び２の固形分の質量比（ベンジルマレイミド樹脂／ジペンタエリスリトールペンタアクリレート／開始剤１と２の合計）が、３５／４５／３５であった。
【０１４７】
＜青色レジスト１の組成＞
・青色顔料分散組成物１：３４．３質量部
・ベンジルマレイミド樹脂溶液１（ＢｚＭＩ／ＭＭＡ／ＭＡＡ／ＧＭＡ−ＭＡＡ共重合体、固形分４４．４質量％）：８．０３質量部
・ジペンタエリスリトールペンタアクリレート（商品名サートマーＳＲ３９９Ｅ、日本化薬（株）製）：６．０３質量部
・開始剤１（商品名イルガキュアー１８４、チバスペシャリティーケミカルズ製）：３．８７質量部
・開始剤２（商品名ハイキュアーＡＢＰ、川口薬品製）：０．３５質量部
・プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート：５２．６質量部
（比較例１）
実施例１において、青色顔料分散組成物１からベンジルマレイミド樹脂溶液１を除く組成とした以外は同様にして、比較例の青色顔料分散組成物Ｃ１を調製した。
【０１４８】
また、実施例１において、ベンジルマレイミド樹脂溶液１の代わりに同量のアクリル樹脂（商品名Ｂ−７５００、新中村化学製）を用いて、比較例の青色レジストＣ１を調製した。
【０１４９】
（分析及び評価）
実施例１で得られたベンジルマレイミド樹脂溶液１をサンプリングし、以下に述べる方法で分析した結果を、第１表に仕込み量と共に示す。
【０１５０】
また、実施例及び比較例で得られた青色顔料分散組成物及び青色レジストを用いて、以下に述べる方法で評価した結果を、第２表に示す。
【０１５１】
【表１】
2004027209.tif 000002
【０１５２】
【表２】
2004027209.tif 000003
【０１５３】
（１）ベンジルマレイミド樹脂溶液１の分析方法
＜未反応単量体、共重合体組成＞
重合終了時の未反応モノマーをガスクロマトグラフィーで定量することにより決定した。
【０１５４】
＜固形分＞
アルミ皿に樹脂溶液０．３ｇを精秤し、１４０℃で５時間真空乾燥を行い揮発分を除去した後の質量から求めた。
【０１５５】
＜酸価＞
樹脂溶液３ｇを精秤し、アセトン７０ｇ／水３０ｇ混合溶媒に溶解し、チモールブルーを指示薬として０．１Ｎ　ＫＯＨ水溶液で滴定し、固形分の濃度から固形分１ｇ当たりの酸価を求めた。
【０１５６】
＜粘度＞
３００ｍｌトールビーカーに樹脂溶液を入れ、２５±０．２℃の恒温水槽中にて保持し、２５±０．５℃に調温し、Ｂ型デジタル粘度計（東機産業製ＤＶＭ−Ｂ型）でローターＮｏ．３、６ｒｐｍにて粘度を測定した。
【０１５７】
＜水分量＞
新カールフィッシャー滴定用溶媒ハヤシ−ソルベントＣＥ（ＨＡＹＡＳＨＩ−ＳｏｌｖｅｎｔＣＥ）脱水溶媒を用い、試料１ｇを滴定溶媒３０ｇに溶解し、カールフィッシャー測定装置（京都電子工業製ＭＫＳ−３Ｐ）にて水分量を測定した。
【０１５８】
＜二重結合量＞
樹脂溶液を７０℃で５時間真空乾燥を行い溶媒を揮発させた後、ＤＭＳＯ−ｄ６を溶媒、クロロホルムを内部標準物質として、２００ＭＨｚ　１Ｈ　ＮＭＲ（バリアン　テクノロジーズ　ジャパン　リミテッド製Ｇｅｍｉｎｉ　２０００／２００ＢＢ）を測定し、二重結合の吸収強度から求めた。
【０１５９】
＜重量平均分子量（Ｍｗ）＞
ポリスチレンを標準物質とし、ＴＨＦを溶離液としてショウデックスＧＰＣシステム−２１Ｈ（Ｓｈｏｄｅｘ　ＧＰＣ　Ｓｙｓｔｅｍ−２１Ｈ）により重量平均分子量を測定した。
【０１６０】
＜ガラス転移点（Ｔｇ）＞
理学電気社製、ＤＳＣ８２３０（商品名）を使用し、ポリマー単体を窒素気流下、昇温速度１０℃／ｍｉｎで測定した。
【０１６１】
＜１％ＫＯＨ溶解性＞
重合液をテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）で希釈し、大量のヘキサン中で析出させ濾過乾燥し、ポリマー単体を分離し、１％ＫＯＨ水溶液に対し２０％となるように入れ、３時間攪拌した。攪拌後、不溶物がある場合は濾過し、不溶分の量を測定し、下記の基準に従って評価した。
◎：完全溶解、
○：極わずかに濁りがある乃至、不溶分が１０％以下、
△：不溶分が１０％〜５０％、
×：不溶分が５０％以上
＜プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡ）、酢酸３−メトキシブチル（メトアセ）溶解性＞
析出溶解したポリマーを、２０％となるように各溶媒を加え、６０℃に加温し３時間攪拌した後、室温に放冷した。不溶物がある場合は濾過し、不溶分の量を測定し、下記の基準に従って評価した。
◎：完全溶解、
○：極わずかに濁りがある乃至、不溶分が１０％以下、
△：不溶分が１０％〜５０％、
×：不溶分が５０％以上
＜３８０ｎｍ透過率＞
共重合体溶液を、ジエチレングリコールジメチルエーテル（ＤＭＤＧ）を用いてポリマー濃度２０％まで希釈し、ガラス基板にスピンコーターを用いて塗膜を形成し、室温で３０分、９０℃で３０分、２００℃で３０分加熱乾燥し、２μｍ厚の塗膜を形成した。その後、２５０℃で１時間加熱し、３８０〜７８０ｎｍの範囲での光線透過率を測定した。
【０１６２】
（２）青色顔料分散組成物及び青色レジストの評価方法
（２−１）顔料分散性
青色顔料分散組成物の５０％平均顔料粒子径を、日機装（株）製レーザードップラー散乱光解析粒度分析計（Ｍｉｃｒｏｔｒａｃ９３４ＵＰＡ）を用いて測定した。
【０１６３】
（２−２）現像形態、現像時間、分光特性、耐熱性、パターンの断面形状
アルカリ洗浄済みのガラス基板上に、青色レジストをスピンコーティングした後、室温で３分間、さらに８０℃のホットプレート上で３分間乾燥させ、膜厚１．３μｍの塗膜を形成した。この塗膜を１００ｍＪ／ｃｍ２でマスク露光し、スピン現像し、現像液に６０秒間接液させた後に純水で洗浄し、パターン形成された基板を２３０℃のオーブン中で３０分間ベイクした。この現像過程において、現像形態が溶解型か剥離型かを観察すると共に、現像時間を測定した。
【０１６４】
次に、得られた青色パターン付き基板を、国際照明委員会の規定するＣ光源を用い、オリンパス光学工業（株）製顕微分光測光装置（ＯＳＰ　ＳＰ−１００）により、ＪＩＳ　Ｚ８７０１に定める明るさＹ値を測定した。
【０１６５】
その後、当該青色パターン付き基板を２５０℃のオーブン中で１時間加熱し、同様の方法で明るさＹ値を測定し、耐熱試験前のＹ値を基準にして試験前後のＹ値の変化率を算出した。
【０１６６】
また、２３０℃、３０分間のベイク後の段階で得られた青色パターン付き基板の着色層の断面形状をＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）で観察すると共に、ＳＥＭ写真を用いて着色層の立上がり角度と、下底の長さに対する上底の長さの比を算出した。
【０１６７】
（２−３）現像残渣
裏面にクロムを蒸着したガラス基板上に、青色レジスト液をスピンコーティングした後、室温で３分間、さらに８０℃のホットプレート上で３分間乾燥させ、膜厚１．３μｍの塗膜を形成した。この塗膜をスピン現像し、現像液に６０秒間接液させた後に純水で洗浄した。
【０１６８】
洗浄後、ガラス基板を投光器により目視観察し、残渣の有無を確認した。また、基板の表面をエタノール付きウエスで拭き取り、ウエス上に拭き取られた残渣の有無を確認した。
【０１６９】
（２−４）コントラスト比
実施例（２−２）で得られた青色レジスト塗布基板を２枚の偏光板（日東電工製ＮＰＦ−Ｇ　１２２０ＤＵ）で挟み込み、バックライト（東芝製メロウ５Ｄ　ＦＬ１０ＥＸ−Ｄ−Ｈ　色温度６５００Ｋ）を点灯し、偏光板の直交時と平行時の輝度を輝度計（ミノルタ製ＳＬ−１００）により測定した。コントラスト比は輝度の測定値を用い、以下の式により導き出せる。
【０１７０】
コントラスト比＝平行輝度（ｃｄ／ｍ２）／直交輝度（ｃｄ／ｍ２）
（２−５）表面粗度、密着性、解像度、碁盤目ピール試験
製版性（表面粗度（Ｒａ）、ラインアンドスペースによる密着性と解像度、碁盤目ピール試験）に関する評価を行った。１０ｃｍ画のガラス基板上に、硬化性樹脂組成物１をスピンコーター（ＭＩＫＡＳＡ製、形式１Ｈ−ＤＸ２）により、塗布、乾燥し、乾燥膜厚２．２μｍの塗布膜を形成した。この塗布膜をホットプレート上で９０℃、３分間加熱した。加熱後、塗布膜から１００μｍの距離にフォトマスクを配置して２．０ｋＷの超高圧水銀ランプを装着したＵＶアライナー（大日本スクリーン製、形式ＭＡ　１２００）によって１００ｍＪ／ｃｍ２の強度（４０５ｎｍ照度換算）で紫外線を照射した。
【０１７１】
紫外線照射後、塗布膜に０．０５ｗｔ％の水酸化カリウム水溶液をスピン現像機（Ａｐｐｌｉｅｄ　Ｐｒｏｃｅｓｓ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＩＮＫ、ＭＯＤＥＬ：９１５）にて６０秒間散布し、未露光部を溶解、除去し、残った露光部を純水で６０秒間水洗することにより現像した。現像後、露光部の膜をクリーンオーブン（忍足研究所（株）製、ＳＣＯＶ−２５０　Ｈｙ−Ｓｏ）により、２００℃で３０分間加熱した。
【０１７２】
アルカリ現像処理後の塗膜表面を、タカノ（株）製走査型プローブ顕微鏡（ＡＳ−７Ｂ）を使用してＡＦＭ測定を行い、ＪＩＳ　Ｂ０６０１−１９９４に規定される表面粗度（Ｒａ）（塗膜表面の平滑性）を決定し、下記の基準に従って評価した。
【０１７３】
＜表面粗度の評価基準＞
◎：極めて平滑である。（５０Å以下）
○：平滑である。（５０Å超、１００Å未満）
△：表面に荒れが見られる。（１００Å以上）
×：表面の荒れが激しく、塗膜白化が見られる。
【０１７４】
また、ラインアンドスペースのマスクを介して上記方法で露光を行い、得られたレリーフパターンの形状を光学顕微鏡（オリンパス光学工業（株）製、ＭＨＬ１００）で観察して塗膜が欠損を生じる線幅（密着性）及び解像度を決定した。
【０１７５】
さらに、硬化後の着色層を８０℃の純水に３０分浸漬した後、碁盤目ピール試験法を行い、下記の基準に従って密着性（耐温純水性）を評価した。
【０１７６】
＜碁盤目ピール試験の評価基準＞
○：塗膜の剥がれなし。
△：５０％未満の塗膜に剥がれ、欠損あり。
×：５０％以上の塗膜に剥がれ、欠損あり。
【０１７７】
（実施例２）
仕込み量を表３に示す通りに変更した以外は実施例１と同様の操作を行い、ベンジルマレイミド樹脂溶液２を得た。分析値を表３に示す。
実施例１において、ベンジルマレイミド樹脂溶液１の代わりに同量のベンジルマレイミド樹脂溶液２を用いて青レジスト２を調整した。
（実施例３）
仕込み量を表３に示す通りに変更した以外は実施例１と同様の操作を行い、ベンジルマレイミド樹脂溶液３を得た。分析値を表１に示す。
実施例１において、ベンジルマレイミド樹脂溶液１の代わりに同量のベンジルマレイミド樹脂溶液３を用いて青レジスト３を調製した。
【０１７８】
（分析及び評価）
以下の評価を行った結果を、第４表に示す。
＜水酸基価測定方法＞
ＪＩＳ−Ｋ００７０に従い、水酸基価を決定し、固形分濃度から、固形分１ｇあたりの水酸基価を決定した。
＜酸価測定方法＞
実施例１と同じ方法で酸価を測定した。
＜現像残渣＞
実施例１と同じ、残渣の拭き取り試験試験を行い、下記基準に従い評価した。
◎：残渣なし（着色なし）
○：薄く着色
△：濃く着色
×：濃く着色（残渣黙示確認レベル）
【０１７９】
【表３】
2004027209.tif 000004
【０１８０】
【表４】
2004027209.tif 000005
【０１８１】
【発明の効果】
以上に述べたように本発明によれば、青色顔料又はフタロシアニン系顔料を含み、色特性、微細パターンの形成能、及び、硬化後物性に優れた感光性着色組成物及びその調製に用いられる顔料分散組成物が得られる。この感光性着色組成物はカラーフィルターの画素、特に青色画素を形成するのに非常に適しており、透明性及び耐黄変性に優れ、現像時には残渣を生じずに正確に画素パターンを形成することができ、硬化後には硬度、弾性等の物性に優れている。
【０１８２】
このような感光性着色組成物を用いてカラーフィルターの画素を形成することによって、表示性能に優れたカラーフィルター及び当該カラーフィルターを用いた表示性能に優れた表示装置、例えば液晶表示装置や有機ＥＬ表示装置等が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】液晶パネルの一例についての模式的断面図である。
【図２】液晶パネルの別の例についての模式的断面図である。
【符号の説明】
１…カラーフィルター
２…電極基板
３…間隙部（Ｌ；液晶化合物）
４…シール材
５…透明基板
６…ブラックマトリックス層
７（７Ｒ、７Ｇ、７Ｂ）…着色層
８…保護膜
９…透明電極膜
１０…配向膜
１１…パール
１２…柱状スペーサー
【図１】
2004027209.tif 000006
【図２】
2004027209.tif 000007