(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、リン酸エステル系顔料分散剤とを含有するカラーフィルタ用着色組成物であって、該着色組成物中に含まれる遊離のリン酸化合物量が該着色組成物の固形分を基準としてオルトリン酸換算で０．１重量％以下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、リン酸エステル系顔料分散剤とを含有するカラーフィルタ用着色組成物であって、該着色組成物中に含まれる遊離のリン酸化合物量が、該着色組成物の固形分を基準としてオルトリン酸換算で０．１重量％以下であ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】
遊離のリン酸化合物量が、顔料担体と、リン酸エステル系顔料分散剤との合計重量を基準としてオルトリン酸換算で０．１重量％以下であ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】
遊離のリン酸化合物量が、リン酸エステル系顔料分散剤の重量を基準としてオルトリン酸換算で１．０重量％以下であることを特徴とする請求項１または２記載のカラーフィルタ用着色組成物。
【請求項４】
リン酸エステル系顔料分散剤の含有量が、顔料１００重量部に対して、０．０１〜４０重量部であることを特徴とする請求項１ないし３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５】
請求項１ないし４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６】
請求項１ないし４項いずれか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。
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。
【０００３】
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。
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、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２００３−２９４９３５
【特許文献２】特開２００１−１６４１４２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
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】
【０００５】
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、リン酸エステル系顔料分散剤とを含有するカラーフィルタ用着色組成物であって、該着色組成物中に含まれる遊離のリン酸化合物量が、該着色組成物の固形分を基準としてオルトリン酸換算で０．１重量％以下であ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】
【０００６】
本発明のカラーフィルタ用着色組成物は、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】
【０００７】
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、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、リン酸エステル系顔料分散剤とを含有する。そして、本発明の着色組成物中に含まれる遊離のリン酸化合物量は、該着色組成物の固形分を基準（１００重量％）としてオルトリン酸換算で０．１重量％以下であり、さらに０．０５重量％以下であることが好ましい。遊離のリン酸化合物量が０．１重量％を超える場合には、ガラス等の透明基板との密着性が低下するという問題がおこる。
また、遊離のリン酸化合物量が、顔料担体と、リン酸エステル系顔料分散剤との合計重量を基準（１００重量％）として、オルトリン酸換算で０．１重量％以下、さらに０．０５重量％以下では、カラーフィルタ用着色組成物の流動性とともに、ガラス等の透明基板との密着性も良好となるためより好ましい。
【０００８】
遊離のリン酸化合物量は、カラーフィルタ用着色組成物を分析した結果でも良く、リン酸エステル系顔料分散剤について予め遊離のリン酸化合物量を分析し、カラーフィルタ用着色組成物の固形分を基準としてオルトリン酸換算で０．１重量％以下となるように、該リン酸エステル系顔料分散剤の含有量を選択して使用するのでも良い。遊離のリン酸化合物量が、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重量％を超える場合には、例えば、後述する方法によりリン酸エステル系顔料分散剤の精製処理を行ったのち、遊離のリン酸化合物量が０．１重量％以下となるようにして用いることができる。リン酸エステル系顔料分散剤は、遊離のリン酸化合物量が、リン酸エステル系顔料分散剤の重量を基準としてオルトリン酸換算で１．０重量％以下となるよう精製することが好ましい。
【０００９】
リン酸エステル系顔料分散剤中には、リン酸エステル化の過程で生じる遊離のリン酸化合物として、オルトリン酸が含まれる。オルトトリン酸の除去方法としては、液−液抽出法、透析法が知られている。ここでは、非水溶性有機溶媒と水を用いた液−液抽出法によるリン酸エステル系顔料分散剤の精製方法の一例について説明する。本精製処理により、リン酸エステル系顔料分散剤中の遊離のリン酸化合物量を、オルトリン酸換算で１．０重量％以下にまで低減することができる。
精製処理に用いられる非水溶性有機溶媒としては、例えば、ヘキサン、ヘプタン、ベンゼン、トルエン、キシレン、クロロベンゼン、 ジクロロベンゼン、ジクロロメタン、クロロホルム、ジエチルエーテル、酢酸メチル、酢酸エチル等が挙げられる。非水溶性有機溶媒の量は、リン酸エステル系顔料分散剤を完全に溶解するために必要な量以上であれば、特に制限はないがが、好ましくはリン酸エステル系顔料分散剤１００重量部に対して２００〜５０００重量部である。また、水の量についても制限はないが、好ましくはリン酸エステル系顔料分散剤１００重量部に対して２００〜５０００重量部である。
【００１０】
リン酸エステル系顔料分散剤の精製処理は、例えば、以下のようにして行うことができる。すなわち、リン酸化合物１００重量部に対し、ジクロロメタン４０００重量部、イオン交換水４００重量０部を添加して、強く撹拌した後静置する。水相が上層に分離するので、下層である油相を回収し、水相を廃棄する。さらに、回収した油相に水４０００重量部を添加して、水洗を行う。回収した油相を温度６０℃で減圧度１０ｈＰａ以下になるまで間減圧することによりジクロロメタンを除去し、精製されたリン酸エステル系顔料分散剤を得ることができる。オルトリン酸換算の遊離のリン酸化合物量は、後述するイオンクロマト法により定量することができる。
【００１１】
本発明におけるカラーフィルタ用着色組成物を構成するリン酸エステル系顔料分散剤としては、下記一般式（１）で表される化合物、リン酸基を有する樹脂等を用いることができる。
【化１】
2007171853.tif 000002
式（１）において、Ｒ1およびＲ2は、それぞれ独立に、水素原子または−（Ｒ3−Ｏ）h−Ｒ4を含む基を表し、Ｒ1とＲ2が同時に水素原子になることはない。また、Ｒ3は、炭素数２〜６の置換されていてもよいアルキレン基を表し、Ｒ4は、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し、ｈは、０〜２０、好ましくは８〜１２の整数を表す。
【００１２】
上記リン酸基を有する樹脂に含まれるリン酸基は、下記式（２）で示される２価のリン酸基であっても、下記式（３）で示される１価のリン酸基であってもよい。また、リン酸基は、ナトリウム、カリウム等の金属と、またはジエチルアミン、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。
【００１３】
式（２）
【化２】
2007171853.tif 000003
式（３）
【化３】
2007171853.tif 000004
【００１４】
リン酸基を有する樹脂としては、リン酸基を有するエチレン性不飽和単量体を単量体成分として含むビニル系共重合体が挙げられ、このような共重合体は、リン酸基を有するエチレン性不飽和単量体とリン酸基を有しない他のエチレン性不飽和単量体とをラジカル重合することにより得ることができる。リン酸基を有するエチレン性不飽和単量体は、リン酸基およびエチレン性不飽和二重結合を有する化合物であり、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（４）で示される化合物が挙げられる。
【００１５】
【化４】
2007171853.tif 000005
式（４）において、Ｒ5は、水素またはメチル基を表し、Ｒ6は、炭素数２〜６の置換されていてもよいアルキレン基を表し、mは、１〜２０の整数を表す。
【００１６】
リン酸基を有するエチレン性不飽和単量体の具体例を以下に示す。
【化５】
2007171853.tif 000006
【００１７】
これらのリン酸基を有するエチレン性不飽和単量体は、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、ＫＡＹＡＭＥＲ ＰＭ−２１（以上、日本化薬社製）等が挙げられる。リン酸基を有するエチレン性不飽和単量体は、１種または２種以上組み合わせて用いることができる。
他の（リン酸基を有しない）エチレン性不飽和単量体としては、組成物中における顔料の凝集を防ぎ、顔料が微細に分散した状態を維持させて経時安定性を向上させるために、下記式（５）で示されるエチレン性不飽和単量体を用いることができる。
【００１８】
【化６】
2007171853.tif 000007
式（５）において、Ｒ7は、水素原子またはメチル基を表し、Ｒ8は、アルキレン基を表し、Ｒ9は、水素原子またはベンゼン環を含んでも良い炭素数１〜２０のアルキル基を表す。
【００１９】
式（５）で示されるエチレン性不飽和単量体を共重合成分として含む共重合体は、ベンゼン環のπ電子の効果により顔料表面への吸着／配向性が良好となる。特に、式（５）で示されるエチレン性不飽和単量体がパラクミルフェノールのエチレンオキサイドまたはプロピレンオキサイド変性（メタ）アクリレートである場合には、その立体的な効果も加わり顔料に対しより良好な吸着／配向面を形成できるのでより効果が高い。また、式（５）において、Ｒ9のアルキル基の炭素数は１〜２０であることが好ましいが、より好ましくは１〜１０である。Ｒ9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を越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表面への吸着／配向までをも妨げる。これは鎖長が長くなるに従い顕著となり、炭素数が２０を越えるとベンゼン環の吸着／配向が極端に低下する。
【００２０】
式（５）で示されるエチレン性不飽和単量体として具体的には、フェノールエチレンオキサイド変性（メタ）アクリレート、パラクミルフェノールエチレンオキサイド変性（メタ）アクリレート、ノニルフェノールエチレンオキサイド変性（メタ）アクリレート、ノニルフェノールプロピレンオキサイド変性（メタ）アクリレート等が挙げられる。さらに、組成物中の相溶性向上あるいは組成物の粘度コントロールのために、下記式（６）で示されるエチレン性不飽和単量体を用いることができる。
【００２１】
【化７】
2007171853.tif 000008
式（６）において、Ｒ10は、水素原子またはメチル基を表し、Ｒ11は、 炭素数２〜４アルキレン基を表し、Ｒ12は、水素原子、炭素数１〜３０のアルキル基、−ＣＨ2−ＣＨ＝ＣＨ2、置換基を有していてもよいフェニル基または−Ｃ（＝Ｏ）−Ｃ（Ｒ10）＝ＣＨ2を表し、 ｋは、２〜 １００の整数を表す。
【００２２】
式（６）で示されるエチレン性不飽和単量体のうち、Ｒ12が水素原子である水素酸基末端ポリアルキレングリコールモノ（メタ）アクリレートとしては、例えばポリエチレングリコールモノメタクリレート、ポリエチレングリコールモノアクリレート、ポリプロピレングリコールモノメタクリレート、ポリプロピレングリコールモノアクリレート、ポリ（エチレングリコール-プロピレングリコール）モノメタクリレート、ポリエチレングリコール-ポリプロピレングリコールモノメタクリレート、ポリエチレングリコール-ポリプロピレングリコールモノアクリレート、ポリ（エチレングリコール-テトラメチレングリコール）モノメタクリレート、ポリ（エチレングリコール-テトラメチレングリコール）モノアクリレート、ポリ（プロピレングリコール-テトラメチレングリコール）モノメタアクリレート、ポリ（プロピレングリコール-テトラメチレングリコール）モノアクリレート、プロピレングリコールポリテトラメチレングリコールモノメタクリレート、プロピレングリコールポリテトラメチレングリコールモノアクリレートが挙げられる。
【００２３】
Ｒ12が炭素数１〜３０のアルキル基であるアルキル基末端ポリアルキレングリコールモノ（メタ）アクリレートとしては、メトキシポリエチレングリコールモノメタクリレート、メトキシポリエチレングリコールモノアクリレート、オクトキシポリエチレングリコールモノアクリレート、オクトキシポリエチレングリコールポリプロピレングリコールモノメタクリレート、オクトキシポリエチレングリコールポリプロピレングリコールモノアクリレート、ラウロキシポリエチレングリコールモノアクリレート、ラウロキシポリエチレングリコールモノアクリレート、ステアロキシポリエチレングリコールモノメタクリレート、ステアロキシポリエチレングリコール-ポリプロピレングリコールモノアクリレート等が挙げられる。
【００２４】
Ｒ12が−ＣＨ2−ＣＨ＝ＣＨ2であるアリル基末端ポリアルキレングリコールモノ（メタ）アクリレートとしては、例えば、アリロキシポリエチレングリコール-ポリプロピレングリコールモノメタクリレート、アリロキシポリエチレングリコール-ポリプロピレングリコールモノアクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート、ポリエチレングリコールジメタクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、ポリプロピレングリコールジメタクリレート、ポリプロピレングリコールジアクリレート、ポリテトラメチレングリコールジメタクリレート、ポリテトラメチレングリコールジアクリレート、ポリ（エチレングリコール-テトラメチレングリコール）ジメタクリレート、ポリ（エチレングリコール-テトラメチレングリコール）ジアクリレート、ポリ（プロピレングリコール-テトラメチレングリコール）ジメタクリレート、ポリ（プロピレングリコール-テトラメチレングリコール）ジアクリレート、ポリエチレングリコール-ポリプロピレングリコール-ポリエチレングリコールジアクリレートが挙げられる。
【００２５】
Ｒ12が置換基を有していてもよいフェニル基であるフェニル基末端ポリアルキレングリコールモノ（メタ）アクリレートとしては、ノニルフェノキシポリエチレングリコールモノアクリレート、ノニルフェノキシポリエチレングリコール-ポリプロピレングリコールモノメタクリレート、ノニルフェノキシポリプロピレングリコール-ポリエチレングリコールモノメタクリレート、ノニルフェノキシポリ（エチレングリコール-プロピレングリコール）モノアクリレート、フェノールＥＯ変性アクリレート、ノニルフェノールＥＯ変性アクリレート等が挙げられる。
Ｒ12が−Ｃ（＝Ｏ）−Ｃ（Ｒ10）＝ＣＨ2である、両末端（メタ）アクリロイル基のポリアルキレングリコールモノ（メタ）アクリレートとしては、例えば、エチレングリコールジメタクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート、ポリエチレングリコールジメタクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、ポリプロピレングリコールジメタクリレート、ポリプロピレングリコールジアクリレート、ポリテトラメチレングリコールジメタクリレート、ポリテトラメチレングリコールジアクリレート、ポリ（エチレングリコール-テトラメチレングリコール）ジメタクリレート、ポリ（エチレングリコール-テトラメチレングリコール）ジアクリレート、ポリ（プロピレングリコール-テトラメチレングリコール）ジメタクリレート、ポリ（プロピレングリコール-テトラメチレングリコール）ジアクリレート、ポリエチレングリコール-ポリプロピレングリコール-ポリエチレングリコールジアクリレート等が挙げられる。これらの単量体は、例えば日本油脂株式会社よりブレンマーシリーズや東亜合成株式会社よりアロニックスシリーズとして市販されている。
【００２６】
また、上記式（５）で示されるエチレン性不飽和単量体、上記式（６）で示されるエチレン性不飽和単量体以外の、他のエチレン性不飽和単量体として具体的には、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸−２−エチルヘキシル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸−２−エチルヘキシル、メタクリル酸オクチル、メタクリル酸ステアリル、メタクリル酸シクロヘキシル等の（メタ）アクリル酸アルキルエステル類や、スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニルアクリル酸、アクリル酸、メタクリル酸、２−カルボキシエチルアクリレート、フタル酸モノヒドロキシエチルアクリレート、ω−カルボキシ−ポリカプロラクトンモノアクリレート、マレイン酸、イタコン酸、フマル酸、グルタコン酸、テトラヒドロフタル酸、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、３−ヒドロキシプロピル（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、４−ヒドロキシブチル（メタ）アクリレート、３−ヒドロキシブチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシブチル（メタ）アクリレート、グリセリン（メタ）アクリレート、ポリカプロラクトン変性ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート（カプロラクトンの繰り返し数＝1〜６）、エポキシ（メタ）アクリレート、水酸基末端ウレタン （メタ）アクリレート等が挙げられる。これらの単量体は、１種または２種以上組み合わせて用いることができる。
【００２７】
リン酸基を有する樹脂中の共重合成分である上記式（５）で示されるエチレン性不飽和単量体および上記式（６）で示されるエチレン性不飽和単量体は、それぞれ別個にリン酸基を有するエチレン性不飽和単量体と共重合させて、リン酸エステル系顔料分散剤として用いても良い。また、別個に共重合させたものを２種類以上配合してリン酸エステル系顔料分散剤として用いても良い。さらに、上記式（５）で示されるエチレン性不飽和単量体、上記式（６）で示されるエチレン性不飽和単量体、およびリン酸基を有するエチレン性不飽和単量体を共重合させたものをリン酸エステル系顔料分散剤として用いることもできる。
【００２８】
上記共重合体におけるリン酸基を有するエチレン性不飽和単量体の共重合比は、共重合体を構成する全ての単量体の合計重量を基準（１００重量％）として、０．１〜３０重量％であることが好ましく、０．１〜５重量％であることがさらに好ましい。また、共重合体における上記式（５）で示されるエチレン性不飽和単量体の共重合比は、共重合体を構成する全ての単量体の合計重量を基準（１００重量％）として、０．１〜５０重量％であることが好ましく、１０〜３５重量％であることがさらに好ましい。上記式（５）で示されるエチレン性不飽和単量体の共重合比が１０重量％より少ないと分散効果が低下し、さらに０．１重量％より少なくなると充分な分散効果を得ることが困難となる。また、３５重量％より多いと疎水性が大となり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り、さらに５０重量％より多くなると着色組成物中の他の構成成分との相溶性が著しく低下しモノマーや光重合開始剤の析出が起こることもある。共重合体の残りの成分は、上記式（５）で示されるエチレン性不飽和単量体以外の他のエチレン性不飽和単量体により構成され得る。
【００２９】
リン酸基を有する共重合体の重量平均分子量（Ｍｗ）は、顔料の分散性が良好な点から、好ましくは１０００〜１０００００であり、さらに好ましくは５０００〜５００００である。
リン酸基を有する共重合体の合成は、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。
上記開始剤としては、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。開始剤はエチレン性不飽和単量体１００重量部に対して好ましくは１〜２０重量部使用される。
【００３０】
上記溶剤としては、水および／または水混和性有機溶剤、また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；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類；キシレン、エチルベンゼンなどを用いることができる。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。
リン酸エステル系顔料分散剤は、カラーフィルタ用着色組成物中の顔料１００重量部に対して、好ましくは０．０１〜４０重量部、更に好ましくは０．０１〜３０重量部の量で用いることができる。
【００３１】
本発明におけるカラーフィルタ用着色組成物を構成する顔料担体は、透明樹脂、その前駆体またが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。透明樹脂としては、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、および感光性樹脂が挙げられるが、特に感光性樹脂が好ましい。また、その前駆体としては、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挙げられ、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。
顔料担体は、カラーフィルタ用着色組成物中の顔料１００重量部に対して、３０〜７００重量部、好ましくは６０〜４５０重量部の量で用いることができる。また、透明樹脂とその前駆体との混合物を顔料担体として用いる場合には、透明樹脂は、着色組成物中の顔料１００重量部に対して、２０〜４００重量部、好ましくは５０〜２５０重量部の量で用いることができる。また、透明樹脂の前駆体は、着色組成物中の顔料１００重量部に対して、１０〜３００重量部、好ましくは１０〜２００重量部の量で用いることができる。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
透明樹脂の前駆体である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。
【００３５】
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、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。
【００３６】
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。
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。
【００３７】
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。
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。
【００３８】
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。
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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（７）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。
Ａ−Ｂ          式（７）
Ａ：有機顔料残基
Ｂ：塩基性置換基または酸性置換基
式（７）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。
【００４１】
式（７）中、Ｂの塩基性置換基としては、下記式（８）、式（９）、式（１０）、および式（１１）で示される置換基が挙げられ、酸性置換基としては、式（１２）、式（１３）、および式（１４）で示される置換基が挙げられる。
【化８】
2007171853.tif 000009
【化９】
2007171853.tif 000010
【化１０】
2007171853.tif 000011
【化１１】
2007171853.tif 000012
【００４２】
Ｘ：−ＳＯ2−、−ＣＯ−、−ＣＨ2ＮＨＣＯＣＨ2−、−ＣＨ2−または直接結合を表す。
ｎ：１〜１０の整数を表す。
Ｒ13、Ｒ14：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Ｒ13 とＲ14 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。
Ｒ15：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。
Ｒ16、Ｒ17、Ｒ18、Ｒ19：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。
Ｙ：−ＮＲ20−Ｚ−ＮＲ21−または直接結合を表す。
【００４３】
Ｒ20、Ｒ21：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。
Ｐ：式（１５）で示される置換基または式（１６）で示される置換基を表す。
Ｑ：水酸基、アルコキシル基、式（１５）で示される置換基または式（１６）で示される置換基を表す。
式（１５）および式（１６）において、Ｒ13〜Ｒ19およびｎは、上に定義した通りのものである。
【００４４】
【化１２】
2007171853.tif 000013
【化１３】
2007171853.tif 000014
【００４５】
−ＳＯ3 Ｍ／ｉ      式（１２）
−ＣＯＯＭ／ｉ      式（１３）
【化１４】
2007171853.tif 000015
【００４６】
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。
Ｒ22、Ｒ23、Ｒ24、Ｒ25：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。
【００４７】
式（８）〜式（１１）および式（１５）、式（１６）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。
【００４８】
式（１４）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い。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飽和アミン、および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。
２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等が挙げられる。
３級アミンとしては、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等が挙げられる。
【００４９】
４級アミンとしては、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（１４）におけるＲ22、Ｒ23、Ｒ24、Ｒ25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。
【００５０】
顔料誘導体の具体例を、化合物番号を付して以下に示すが、これらに限定されるわけではない。
【化１５】
2007171853.tif 000016
【化１６】
2007171853.tif 000017
【化１７】
2007171853.tif 000018
【００５１】
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重量部に対して、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。顔料誘導体の配合量が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。
また、分散剤としては、本発明の効果を妨げない範囲で、リン酸エステル系顔料分散剤以外の樹脂型顔料分散剤、界面活性剤等を用いることができる。分散剤は、カラーフィルタ用着色組成物中の顔料１００重量部に対して、通常０．１〜５０重量部、好ましくは１〜３０重量部の量で用いることができる。
【００５２】
上記樹脂型顔料分散剤は、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。樹脂型顔料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。
【００５３】
上記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。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。
【００５４】
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。
溶剤は、カラーフィルタ用着色組成物中の顔料１００重量部に対して、８００〜４０００重量部、好ましくは１０００〜２５００重量部の量で用いることができる。
【００５５】
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。光重合開始剤は、カラーフィルタ用着色組成物中の顔料１００重量部に対して、５〜２００重量部、好ましくは１０〜１５０重量部の量で用いることができる。
【００５６】
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。増感剤は、カラーフィルタ用着色組成物中の光重合開始剤１００重量部に対して、０．１〜６０重量部の量で用いることができる。
【００５７】
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。貯蔵安定剤は、カラーフィルタ用着色組成物中の顔料１００重量部に対して、０．１〜１０重量部の量で用いることができる。
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。
【００５９】
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。
【００６０】
次に、本発明のカラーフィルタについて説明する。
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。
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およびブラックマトリックス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およびブラックマトリックス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およびブラックマトリックスを形成しておき、このカラーフィルタ層およびブラックマトリックス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ックスを形成しておくと、液晶表示パネルのコントラストを一層高めることができる。ブラックマトリックスは、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るものだけでなく、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からなるものでもよい。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。
本発明のカラーフィルタ上には、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。
【００６５】
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】
【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と、リン酸エステル系顔料分散剤１〜４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。
また、リン酸エステル系顔料分散剤中の遊離のリン酸化合物量は、イオンクロマトグラフ法によって定量した。イオンクロマトグラフは、ＤＩＯＮＥＸ社製「ＤＸ−ＡＱ」、溶離液として、２．８ｍＭＮａ2ＣＯ3＋２．２ｍＭＮａＨＣＯ3、流速２．０ｍｌ／ｍｉｎで測定した。標準としては、リン酸二水素カリウム(試薬特級)を純水で希釈し、ＰＯ43-として１０００ｐｐｍの原液を作成し、この原液を純水で希釈して調製したＰＯ43-として２０ｐｐｍのサンプルを用いた。
【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】
（リン酸エステル系顔料分散剤１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、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、リン酸エステル系顔料分散剤１の溶液を得た。リン酸エステル系顔料分散剤１の重量平均分子量は約１２０００であった。室温まで冷却した後、リン酸エステル系顔料分散剤１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、先に合成したリン酸エステル系顔料分散剤１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リン酸エステル系顔料分散剤１溶液を調製した。リン酸エステル系顔料分散剤１に含まれる遊離のリン酸化合物量を定量したところ、リン酸エステル系顔料分散剤１の固形分重量を基準としてオルトリン酸換算で０．８重量％であった。
【００６９】
（リン酸エステル系顔料分散剤２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、リン酸エステル系顔料分散剤２の溶液を得た。リン酸エステル系顔料分散剤２の重量平均分子量は約１３０００であった。室温まで冷却した後、リン酸エステル系顔料分散剤２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、先に合成したリン酸エステル系顔料分散剤２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リン酸エステル系顔料分散剤２溶液を調製した。
リン酸エステル系顔料分散剤２に含まれる遊離のリン酸化合物量を定量したところ、リン酸エステル系顔料分散剤２の固形分重量を基準としてオルトリン酸換算で０．８重量％であった。
【００７０】
（リン酸エステル系顔料分散剤３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（共栄社化学社製「ライトアクリレートＰ−２Ａ」）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、リン酸エステル系顔料分散剤３の溶液を得た。リン酸エステル系顔料分散剤３の重量平均分子量は約１１５００であった。室温まで冷却した後、リン酸エステル系顔料分散剤３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、先に合成したリン酸エステル系顔料分散剤３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リン酸エステル系顔料分散剤３溶液を調製した。
リン酸エステル系顔料分散剤３の調製に用いた「ライトアクリレートＰ−２Ａ」のオルトリン酸量を定量したところ６．３重量％であり、リン酸エステル系顔料分散剤３に含まれる遊離のリン酸化合物量を定量したところ、リン酸エステル系顔料分散剤３の固形分重量を基準として、オルトリン酸換算で１．０重量％であった。
【００７１】
（リン酸エステル系顔料分散剤４の調製）
アシッドホスホキシエチルメタクリレート（共栄社化学社製「ライトアクリレートＰ−２Ａ」）１０部に対し、ジクロロメタン４００部、イオン交換水４００部を添加して、強く撹拌した後静置した。水相が上層に分離するので、下層である油相を回収し、水相を廃棄した。さらに、回収した油相に水４００部を添加して、水洗を行った。回収した油相を温度６０℃で減圧度１０ｈＰａ以下になるまで間減圧することによりジクロロメタンを除去し、「ライトアクリレートＰ−２Ａ」の精製物を得た。オルトリン酸量を定量したところ、０．６重量％であった。
未精製の「ライトアクリレートＰ−２Ａ」の代わりに、得られた「ライトアクリレートＰ−２Ａ」の精製物を用いた以外は、リン酸エステル系顔料分散剤３と同様にして、リン酸エステル系顔料分散剤４の溶液を得た。リン酸エステル系顔料分散剤４の重量平均分子量は約１１５００であった。室温まで冷却した後、リン酸エステル系顔料分散剤４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、先に合成したリン酸エステル系顔料分散剤４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リン酸エステル系顔料分散剤４溶液を調製した。
リン酸エステル系顔料分散剤４に含まれる遊離のリン酸化合物量を定量したところ、リン酸エステル系顔料分散剤４の固形分重量を基準として、オルトリン酸換算で０．３重量％であった。
【００７２】
［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
リン酸エステル系顔料分散剤１溶液                              ８．３部
アクリル樹脂溶液                                            ２７．５部
シクロヘキサノン                                            ５３．２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。
得られ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
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（チバスペシャルティケミカルズ社製「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                                            ３２．２部
【００７３】
［実施例２〜９、比較例１〜２］
顔料、顔料誘導体およびリン酸エステル系顔料分散剤を表１に示すものに変更して、実施例１と同様にして顔料分散体を作製した。最終的にカラーフィルタ用着色組成物中に含まれる顔料、顔料誘導体、リン酸エステル系顔料分散剤、アクリル樹脂、およびモノマーが表１に示す割合（重量比）になるように、作製した顔料分散体、アクリル樹脂溶液、モノマー、光重合開始剤、増感剤および溶剤（シクロヘキサノン）を配合し、実施例１と同様にして各色レジスト材を得た。
【００７４】
【表１】
2007171853.tif 000019
【００７５】
青用顔料：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」）
青用顔料誘導体：フタロシアニン系顔料誘導体（化合物１）
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) ５．８０部
（東洋インキ製造社製「リオノールグリーン６ＹＫ」）
イソインドリン系顔料（C.I. Pigment Yellow 139）４．２０部
（ＢＡＳＦ社製「パリオトールエローＤ１８１９」
緑用顔料誘導体：キナクリドン系顔料誘導体（化合物２）
赤用顔料：ジケトピロロピロール系顔料（C.I. Pigment Red 254）８．３３部
（チバスペシャルティケミカルズ社製「イルガフォーレッドＢ−ＣＦ」）
アントラキノン系顔料（C.I. Pigment Red 177）      １．３４部
（チバスペシャルティケミカルズ社製「クロモフタールレッドＡ２Ｂ」）
アントラキノン系顔料（C.I. Pigment Yellow 199）   ０．３３部
（チバスペシャルティケミカルズ社製「クロモフタールエローＧＴ-ＡＤ」）
赤用顔料誘導体：ジケトピロロピロール系顔料誘導体（化合物３）
黒用顔料；カーボンプラック（C.I. Pigment Black 7）
（デグサ社製「Ｐｒiｎｔeｘ  ５５」）
【００７６】
実施例及び比較例で得られたカラーフィルタ用着色組成物について、リン酸エステル系顔料分散剤中に含まれる遊離のリン酸化合物量から、着色組成物の固形分中に含まれる遊離のリン酸化合物量をオルトリン酸換算で算出した。また、下記の方法で粘度安定性および密着性を評価した。結果を表２に示す。
（粘度安定性評価）
カラーフィルタ用着色組成物を調製した翌日の初期粘度と、４０℃で１週間、経時促進させた経時粘度を、Ｅ型粘度計（東機産業社製「ＥＬＤ型粘度計」）を用いて、２５℃において回転数２０ｒｐｍという条件で測定した。この初期粘度および経時粘度の値から、下記式で経時粘度変化率を算出し、安定性として下記の三段階で評価した。
［経時粘度変化率］＝｜（［初期粘度］−［経時粘度］）／［初期粘度］｜×１００
○：変化率１０％未満
△：変化率１０％以上２０％以下
×：変化率２０％超
【００７７】
（密着性）
実施例１〜９、比較例１〜２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のストライプ状のパターンを形成した。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
【００７８】
【表２】
2007171853.tif 000020
実施例１〜９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。また、カラーフィルタに対する要求特性を満たしており、ガラス等の透明基板との密着性が、比較例に比べて非常に優れていた。