CN107615114A - 滤色器用着色组合物、滤色器及图像显示元件 - Google Patents

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Abstract

本发明为一种滤色器用着色组合物，其特征在于，其含有共聚物(A)、溶剂(B)、反应性稀释剂(C)、光聚合性引发剂(D)和至少包含染料的着色剂(E)，所述共聚物(A)具有：具有酸基的单体单元(a‑1)；具有氨基的单体单元(a‑2)；以及具有选自乙烯基醚基、环氧基、氧杂环丁烷基、异氰酸酯基、封闭异氰酸酯基、甲硅烷基、烯丙基、乙烯基、(甲基)丙烯酰氧基、羟基、巯基及醛基中的至少1种官能团的单体单元(a‑3)。

Description

滤色器用着色组合物、滤色器及图像显示元件
技术领域
本发明涉及包含共聚物的滤色器用着色组合物、具有由该滤色器用着色组合物形成的着色图案的滤色器及具备该滤色器的图像显示元件。
本申请基于2015年6月15日向日本提出申请的日本特愿2015-120460号而主张优先权，并将其内容援引于此。
背景技术
近年来，从省资源、节能的观点出发，在各种涂布、印刷、涂料及粘接剂等领域中广泛使用能够利用紫外线、电子射线等活性能量射线进行固化的感光性树脂组合物。另外，在印刷布线基板等电子材料的领域中，也将能够利用活性能量射线进行固化的感光性树脂组合物作为阻焊剂、像素等的形成材料用于滤色器用抗蚀剂等。
滤色器一般由玻璃基板等透明基板、形成于透明基板上的红(R)、绿(G)及蓝(B)的像素、形成于像素与像素的边界部分的黑矩阵和形成于像素及黑矩阵上的保护膜构成。此种构成的滤色器通常通过在透明基板上依次形成黑矩阵、像素及保护膜来制造。作为像素及黑矩阵(以下将像素及黑矩阵称作“着色图案”。)的形成方法，公开了各种方法。作为着色图案的形成方法的例子，可列举例如颜料/染料分散法，其包含将感光性树脂组合物用作抗蚀剂并反复进行该感光性树脂组合物的涂布、曝光、显影及烘烤的光刻方法。该颜料/染料分散法可以形成耐光性、耐热性等耐久性优异且针孔等缺陷少的着色图案，因此现在被广泛地使用。
一般而言，光刻方法中使用的感光性树脂组合物含有碱可溶性树脂、反应性稀释剂、光聚合引发剂、着色剂及溶剂。
颜料/染料分散法具有如上所述的优点。然而，另一方面，由于反复形成黑矩阵、R、G、B的各像素的图案，即进行多次显影、烘烤等工序，因此对成为涂膜的粘合剂的碱可溶性树脂要求较高的耐热分解性和耐热黄变性。作为对应于该要求的新材料，本发明人等公开了一种脂环式单体与(甲基)丙烯酸酯的共聚物，所述(甲基)丙烯酸酯为以乙氧基化邻苯基苯酚(甲基)丙烯酸酯(即(甲基)丙烯酸2-苯基苯氧基乙酯)为代表的、具有源自氧化亚烷基的结构和芳基残基的(甲基)丙烯酸酯(例如参照专利文献1)。
另外，一般而言，液晶显示装置通过在分别制作的滤色器基板与TFT(Thin-Film-Transistor，薄膜晶体管)基板之间夹入液晶并将这些构件贴合来制造。在贴合这些构件时，为了使液晶取向而在滤色器基板上设置聚酰亚胺膜等取向膜。此时，由于滤色器层被曝露于聚酰亚胺树脂中所含的N-甲基吡咯烷酮(NMP)等极性高的溶剂，因此对滤色器层要求耐溶剂性(耐NMP性)。
进而，近年来，要求滤色器的进一步的高亮度化及高对比度化。对于该要求，研究了将颜料微细化而使颜料在溶剂中的分散性提高的方法、使用可溶解于有机溶剂的染料的方法等。在这些方法中，公开多种通过使用具有如氨基、酰胺基等那样的极性高的取代基的分散剂而提高颜料在溶剂中的分散性的方法。然而，这些方法也在碱显影性的方面等性能不充分(例如参照专利文献2～5)。如上所述，还公开了由具有极性高的取代基的分散剂与可溶解于有机溶剂的染料的组合所带来的改善，具有单体的选择等不充分的问题，并且存在单体欠缺耐溶剂性等课题(例如参照专利文献6)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：国际公开第2012/141000号
专利文献2：日本特开2010-99593号公报
专利文献3：日本特开2013-214000号公报
专利文献4：日本专利第5317914号公报
专利文献5：日本专利第5668539号公报
专利文献6：日本专利第4911256号公报
发明内容
发明要解决的课题
本发明是为了解决如上所述的课题而完成的发明，其目的在于提供显影性、耐溶剂性良好并且赋予高亮度的着色图案的滤色器用着色组合物。另外，其目的还在于提供具有高亮度的着色图案的滤色器及具备该滤色器的图像显示元件。
用于解决课题的手段
本发明人等为了解决如上所述的课题而进行了深入研究，结果发现可以通过将包含特定共聚物的树脂组合物用于感光性着色组合物来解决上述课题，以至完成本发明。
即，本发明的第一方案提供以下的滤色器用组合物。
[1]一种滤色器用着色组合物，其特征在于，含有共聚物(A)、溶剂(B)、反应性稀释剂(C)、光聚合性引发剂(D)和至少包含染料的着色剂(E)，所述共聚物(A)具有：具有酸基的单体单元(a-1)、具有氨基的单体单元(a-2)以及具有选自乙烯基醚基、环氧基、氧杂环丁烷基、异氰酸酯基、封闭异氰酸酯基、甲硅烷基、烯丙基、乙烯基、(甲基)丙烯酰氧基、羟基、巯基及醛基中的至少1种官能团的单体单元(a-3)。
上述着色组合物优选为具有以下特征的组合物。
[2]根据[1]所述的滤色器用着色组合物，其中，在上述共聚物(A)中，将全部单体单元的合计设为100摩尔％时，上述单体单元(a-2)的含有比率为1摩尔％～30摩尔％。
[3]根据[1]或[2]所述的滤色器用着色组合物，其中，上述单体单元(a-2)为来自含氨基的烯属不饱和化合物的单元。
[4]根据[1]～[3]中任一项所述的滤色器用着色组合物，其中，上述单体单元(a-3)包含选自乙烯基、(甲基)丙烯酰氧基、环氧基、氧杂环丁烷基及封闭异氰酸酯基中的至少1种官能团。
[5]根据[1]～[4]中任一项所述的滤色器用着色组合物，其中，上述单体单元(a-1)的酸基为羧基，上述共聚物(A)的重均分子量为1000～50000，上述共聚物(A)的酸值为20KOHmg/g～300KOHmg/g。
[6]根据[1]～[5]中任一项所述的滤色器用着色组合物，其特征在于，将上述单体单元(a-1)、上述单体单元(a-2)及上述单体单元(a-3)的合计设为100摩尔％时，上述单体单元(a-1)的含有比率为10摩尔％～50摩尔％，上述单体单元(a-3)的含有比率为35摩尔％～95摩尔％。
[7]根据[1]～[6]中任一项所述的滤色器用着色组合物，其特征在于，将滤色器用着色组合物中的除上述溶剂(B)外的所有成分的总量设为100质量份时，上述共聚物(A)为5质量份～80质量份，上述溶剂(B)的配合量为30质量份～1000质量份，上述反应性稀释剂(C)的配合量为10质量份～90质量份，上述光聚合性引发剂(D)的配合量为0.1质量份～30质量份，上述着色剂(E)的配合量为5质量份～80质量份。
本发明还提供以下的方案。
[8]一种滤色器，其特征在于，具有由[1]～[7]中任一项所述的滤色器用着色组合物形成的着色图案。
[9]一种图像显示元件，其特征在于，具备[8]所述的滤色器。
发明效果
根据本发明，可以提供显影性、耐溶剂性良好并且赋予高亮度的着色图案的滤色器用着色组合物。
附图说明
图1为表示本发明的一个实施方式的滤色器的示意性剖视图。
具体实施方式
对本发明的滤色器用着色组合物、滤色器及图像显示元件的优选实施方式进行说明。
予以说明，本实施方式是为了更好地理解发明的宗旨而进行具体说明的实施方式，只要没有特别指定，则并不用来限定本发明。在本发明的范围内也可以根据需要进行变更、省略、组合、交换和/或追加。
[滤色器用着色组合物]
本发明的滤色器用着色组合物含有共聚物(A)、溶剂(B)、反应性稀释剂(C)、光聚合性引发剂(D)和至少包含染料的着色剂(E)。
「共聚物(A)」
共聚物(A)为将具有酸基的单体单元(a-1)、具有氨基的单体单元(a-2)和具有选自乙烯基醚基、环氧基、氧杂环丁烷基、异氰酸酯基、封闭异氰酸酯基、甲硅烷基、烯丙基、乙烯基、(甲基)丙烯酰氧基、羟基、巯基及醛基中的至少1种官能团的单体单元(a-3)共聚而得的共聚物。即，共聚物(A)具有：具有酸基的单体单元(a-1)、具有氨基的单体单元(a-2)以及具有选自乙烯基醚基、环氧基、氧杂环丁烷基、异氰酸酯基、封闭异氰酸酯基、甲硅烷基、烯丙基、乙烯基、(甲基)丙烯酰氧基、羟基、巯基及醛基中的至少1种官能团的单体单元(a-3)。进一步换言之，共聚物(A)只要具有单体单元(a-1)、单体单元(a-2)及单体单元(a-3)即可。各个单体单元的重复数、各个单体单元键合的顺序并无特别限定。
另外，各个单体单元可以是将具有与(a-1)、(a-2)、(a-3)对应的结构的单体聚合而得的单体单元，也可以是通过在制备与这些单体单元不同结构的聚合物后施加改性反应而在聚合物内引入与(a-1)、(a-2)、(a-3)对应的结构作为重复单元的单体单元。
(具有酸基的单体单元(a-1))
构成共聚物(A)的具有酸基的单体单元(a-1)的酸基无特别限定，可以任意选择。一般而言，上述酸基优选为选自羧基、磷酸基(-O-P(＝O)(OH)2)及磺酸基等中的基团。其中，作为具有酸基的单体单元(a-1)的酸基，从反应性的观点出发，特别优选羧基。
具有酸基的单体单元(a-1)例如可以通过使具有酸基和烯属不饱和基团的单体共聚或反应来得到。作为具有酸基和烯属不饱和基团的单体，可列举例如(甲基)丙烯酸、巴豆酸、肉桂酸、乙烯基磺酸、2-(甲基)丙烯酰氧基乙基琥珀酸、2-丙烯酰氧基乙基邻苯二甲酸、2-(甲基)丙烯酰氧基乙基六氢邻苯二甲酸、2-(甲基)丙烯酰氧基乙基酸性磷酸酯等。其中，从获得容易性、反应性的观点出发，作为上述单体优选(甲基)丙烯酸。
另外，具有酸基的单体单元(a-1)可以是来自由下述的改性方法(I)得到的结构的单体单元。
改性方法(I)：利用一元酸或多元酸(Ia)使共聚物的分子中所含的环氧基开裂而生成羟基，再使多元酸或其酸酐(Ib)与该羟基反应的方法。
在该改性反应中所使用的一元酸或多元酸(Ia)只要是具有聚合性不饱和键和酸基的一元酸或多元酸即可，可列举例如不饱和羧酸、不饱和磺酸及不饱和膦酸等。一元酸或多元酸(Ia)可以任意地选择，作为具体例，可列举：(甲基)丙烯酸、α-溴(甲基)丙烯酸、β-呋喃基(甲基)丙烯酸、巴豆酸、丙炔酸、肉桂酸、α-氰基肉桂酸、马来酸单甲酯、马来酸单乙酯、马来酸单异丙酯、富马酸单甲酯、衣康酸单乙酯等不饱和羧酸；2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、叔丁基丙烯酰胺磺酸及对苯乙烯磺酸等不饱和磺酸；乙烯基膦酸等不饱和膦酸；等。其中，从获得的容易性、反应性的观点出发，优选不饱和羧酸。在不饱和羧酸中，优选(甲基)丙烯酸。这些一元酸或多元酸(Ia)可以单独使用1种，也可以组合使用2种以上。
改性反应中所使用的一元酸或多元酸(Ia)的使用量根据目标共聚物(A)的不饱和基当量的值进行适当调整。一元酸或多元酸(Ia)的使用量优选相对于加成共聚物中所含的环氧基1摩尔为0.90摩尔～1摩尔，更优选为0.95摩尔～1摩尔。若一元酸或多元酸(Ia)的使用量为上述的范围内，则在之后的反应中不会发生副反应。
该改性反应可以按照常规方法来实施。例如在反应溶剂中添加两种成分、即一元酸或多元酸(Ia)和具有环氧基的共聚物，再添加催化剂，使其在优选50℃～150℃、更优选80℃～130℃下反应。予以说明，在该改性反应中，即使包含在共聚反应中所使用的溶剂，也没有特别问题。因此，可以在共聚反应结束后不除去溶剂而进行改性反应。
催化剂并无特别限定，可列举例如：如三乙基胺之类的叔胺、如三乙基苄基氯化铵之类的季铵盐、如三苯基膦之类的磷化合物及铬的螯合化合物等。
在进行该改性反应时，可以根据需要添加用于防止凝胶化的阻聚剂。
作为阻聚剂，并无特别限定，可列举例如对苯二酚、甲基对苯二酚及对苯二酚单甲基醚等。
利用如上所述的改性反应(第1改性反应)而使加成共聚物的环氧基开裂，在加成共聚物的侧链引入来自一元酸或多元酸(Ia)的乙烯基或(甲基)丙烯酰氧基等不饱和键，同时生成来自环氧基的羟基。
在本发明中，利用使该羟基与多元酸或其酸酐(Ib)反应的第2改性反应，在加成共聚物中引入酸基。
多元酸或其酸酐(Ib)可以是饱和或不饱和的多元酸或其酸酐中的任一种。可列举例如：丙二酸、琥珀酸、琥珀酸酐、戊二酸、己二酸、四氢邻苯二甲酸、四氢邻苯二甲酸酐、甲基四氢邻苯二甲酸、甲基四氢邻苯二甲酸酐、六氢邻苯二甲酸、六氢邻苯二甲酸酐、马来酸、马来酸酐、富马酸、衣康酸、衣康酸酐、柠康酸、柠康酸酐、5-降冰片烯-2,3-二甲酸、5-降冰片烯-2,3-二甲酸酐、甲基-5-降冰片烯-2,3-二甲酸酐、邻苯二甲酸酐等二元酸或其酸酐；偏苯三酸、偏苯三酸酐等三元酸或其酸酐；均苯四酸、均苯四酸酐等四元酸或其酸酐等。可以使用其中的一种，也可以组合使用2种以上。其中，从获得的容易性、反应性的观点出发，优选二羧酸酐。
第2改性反应中使用的羟基与多元酸或其酸酐(Ib)的合计使用量可以根据目标共聚物(A)的酸值进行适当选择。羟基与多元酸或其酸酐(Ib)的合计使用量优选相对于第一改性反应中生成的羟基1摩尔为0.01摩尔～0.9摩尔，更优选为0.02摩尔～0.85摩尔。若羟基与多元酸或其酸酐(Ib)的合计使用量为0.01摩尔以上，则得到适当的显影性。另一方面，若羟基与多元酸或其酸酐(Ib)的合计使用量为0.9摩尔以下，则不会产生显影残渣，并且灵敏度不会降低。
第2改性反应也可以按照常规方法来实施。例如在进行第1改性反应后，在反应体系中加入多元酸或其酸酐(Ib)，在任意温度、优选50℃～150℃、更优选80℃～130℃下进行反应。
反应时间可以适当地进行调整，但优选为0.05小时～10小时，更优选为0.1小时～7小时。
(具有氨基的单体单元(a-2))
构成共聚物(A)的具有氨基的单体单元(a-2)可以通过将含氨基的烯属不饱和化合物进行聚合来得到。予以说明，在本发明中，氨基也包含伯胺～叔胺及酰胺、酰亚胺。
作为含氨基的烯属不饱和化合物，可列举例如：(甲基)丙烯酸N,N-二甲基氨基乙酯、(甲基)丙烯酸N,N-二乙基氨基乙酯、(甲基)丙烯酸N-叔丁基氨基乙酯、(甲基)丙烯酸四甲基哌啶酯、(甲基)丙烯酸六甲基哌啶酯、N,N-二甲基氨基丙基丙烯酰胺、N-乙烯基吡咯烷酮、N-乙烯基己内酰胺、(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯酸N,N-二甲基酰胺、(甲基)丙烯酸N,N-二乙基酰胺、(甲基)丙烯酸N,N-二丙基酰胺、(甲基)丙烯酸N,N-二-异丙基酰胺、(甲基)丙烯酸蒽基酰胺、N-异丙基(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯酰基吗啉及二丙酮(甲基)丙烯酰胺等(甲基)丙烯酰胺类；N-苯基马来酰亚胺、N-环己基马来酰亚胺及N-月桂基马来酰亚胺、N-(4-羟基苯基)马来酰亚胺等单马来酰亚胺类。
其中，从获得的容易性、反应性的观点出发，优选含氨基的(甲基)丙烯酸酯，在含氨基的(甲基)丙烯酸酯中，优选(甲基)丙烯酸N,N-二甲基氨基乙酯、(甲基)丙烯酸N,N-二乙基氨基乙酯。
(单体单元(a-3))
构成共聚物(A)的、具有选自乙烯基醚基、环氧基、氧杂环丁烷基、异氰酸酯基、封闭异氰酸酯基、甲硅烷基、烯丙基、乙烯基、(甲基)丙烯酰氧基、羟基、巯基及醛基中的至少1种官能团的单体单元(a-3)是来自烯属不饱和化合物的单体单元。
作为具有选自乙烯基醚基、环氧基、氧杂环丁烷基、异氰酸酯基、封闭异氰酸酯基、甲硅烷基、烯丙基、乙烯基、(甲基)丙烯酰氧基、羟基、巯基及醛基中的至少1种官能团的烯属不饱和化合物，可列举例如：(甲基)丙烯酸2-(2-乙烯氧基乙氧基)乙酯等具有乙烯基醚基的化合物；(甲基)丙烯酸缩水甘油酯、具有脂环式环氧基的(甲基)丙烯酸3,4-环氧环己基甲酯及其内酯加成物[例如ダイセル化学工業社制的サイクロマーA200、M100]；3,4-环氧环己基甲基-3’,4’-环氧环己烷甲酸酯的单(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸二环戊烯酯的环氧化物、(甲基)丙烯酸二环戊烯基氧基乙酯的环氧化物等具有环氧基的化合物；(甲基)丙烯酸(3-乙基氧杂环丁烷-3-基)甲酯、4-[3-(3-乙基氧杂环丁烷-3-基甲氧基)丙氧基]苯乙烯、4-[6-(3-乙基氧杂环丁烷-3-基甲氧基)己基氧基]苯乙烯、4-[5-(3-乙基氧杂环丁烷-3-基甲氧基)戊基氧基]苯乙烯、2-乙烯基-2-甲基氧杂环丁烷等具有氧杂环丁烷基的化合物；2-异氰酸酯基乙基(甲基)丙烯酸酯、2-异氰酸酯基丙基(甲基)丙烯酸酯、3-异氰酸酯基丙基(甲基)丙烯酸酯、2-异氰酸酯基-1-甲基乙基(甲基)丙烯酸酯、2-异氰酸酯基-1,1-二甲基乙基(甲基)丙烯酸酯、4-异氰酸酯基环己基(甲基)丙烯酸酯、甲基丙烯酰基异氰酸酯等具有异氰酸酯基的化合物；具有将上述的具有异氰酸酯基的烯属不饱和化合物的异氰酸酯基使用封端剂进行封闭化后的封闭异氰酸酯基的化合物；(甲基)丙烯酸三甲氧基甲硅烷基丙酯、甲基丙烯酸甲基二甲氧基甲硅烷基丙酯、甲基丙烯酸三乙氧基甲硅烷基丙酯、甲基丙烯酸甲基二乙氧基甲硅烷基丙酯等具有甲硅烷基的化合物等。其中，从反应性的观点出发，优选具有选自环氧基、氧杂环丁烷基、封闭异氰酸酯基、乙烯基及(甲基)丙烯酰氧基中的至少1种官能团的烯属不饱和化合物，更优选具有选自环氧基、氧杂环丁烷基及封闭异氰酸酯基中的至少1种官能团的烯属不饱和化合物。
封端剂可以任意地进行选择，可列举例如：ε-己内酰胺、δ-戊内酰胺、γ-丁内酰胺及β-丙内酰胺等内酰胺系；甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、乙二醇、甲基溶纤剂、丁基溶纤剂、甲基卡必醇、苄醇、苯基溶纤剂、糠醇及环己醇等醇系；苯酚、甲酚、二甲苯酚、乙基苯酚、邻异丙基苯酚、对叔丁基苯酚等丁基苯酚；对叔辛基苯酚、壬基苯酚、二壬基苯酚、苯乙烯化苯酚、羟基苯甲酸酯、百里酚、对萘酚、对硝基苯酚及对氯苯酚等酚系；丙二酸二甲酯、丙二酸二乙酯、乙酰乙酸甲酯、乙酰乙酸乙酯及乙酰丙酮等活性亚甲基系化合物；丁基硫醇、苯硫酚及叔十二烷基硫醇等硫醇系；二苯基胺、苯基萘基胺、苯胺及咔唑等胺系；乙酰苯胺、乙酰基氨基苯甲醚(acetanisidide)、乙酰胺及苯甲酰胺等酰胺系；琥珀酰亚胺、马来酰亚胺等酰亚胺系；咪唑、2-甲基咪唑及2-乙基咪唑等咪唑系；脲、硫脲及亚乙基脲等脲系；N-苯基氨基甲酸苯酯及2-唑烷酮等氨基甲酸盐系；吖丙啶及聚乙烯亚胺等亚胺系；甲醛肟、乙醛肟、丙酮肟、甲基乙基酮肟、甲基异丁基酮肟及环己酮肟等肟系；亚硫酸氢钠及亚硫酸氢钾等亚硫酸氢盐系等。
另外，在单体单元(a-3)中，具有烯丙基、乙烯基、(甲基)丙烯酰基的单体单元可以是来自通过进行上述的改性方法(I)或下述的改性方法(II)而得到的结构的单体单元。
改性方法(II)：使共聚物的分子中所含的羧基与具有对该羧基具反应性的官能团的(甲基)丙烯酸酯单体(IIa)反应的方法。
作为具有对该改性反应中所使用的羧基具反应性的官能团的(甲基)丙烯酸酯化合物(IIa)，可列举例如具有环氧基、羟基、氨基、乙烯基醚基等官能团的(甲基)丙烯酸酯化合物。具体而言，可列举：(甲基)丙烯酸缩水甘油酯、具有脂环式环氧基的(甲基)丙烯酸3,4-环氧环己基甲酯及其内酯加成物(例如ダイセル化学工業社制的サイクロマーA200、M100)、3,4-环氧环己基甲基-3’,4’-环氧环己烷甲酸酯的单(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸二环戊烯酯的环氧化物及(甲基)丙烯酸二环戊烯基氧基乙酯的环氧化物等具有环氧基的自由基聚合性化合物；(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酸2-羟基丙酯、(甲基)丙烯酸4-羟基丁酯、(甲基)丙烯酸6-羟基己酯、(甲基)丙烯酸2-苯氧基-2-羟基丙酯、2-(甲基)丙烯酰氧基-2-羟基丙基邻苯二甲酸酯及烯丙醇等具有羟基的自由基聚合性化合物；4-氨基苯乙烯等具有氨基的自由基聚合性化合物；(甲基)丙烯酸2-乙烯氧基乙氧基乙酯等具有乙烯基醚基的自由基聚合性化合物等。其中，从反应性的观点出发，优选具有环氧基的自由基聚合性化合物，更优选(甲基)丙烯酸缩水甘油酯。
共聚物与(甲基)丙烯酸酯化合物(IIa)的反应可以按照常规方法来实施。例如在反应溶剂中加入两种成分，再添加阻聚剂及催化剂，并优选在50℃～150℃、更优选在80℃～130℃下进行反应。
另外，与改性方法(I)的情况同样，在该改性反应(II)中，可以在加成共聚反应结束后在不除去溶剂的情况下进行改性反应。
另外，在进行该改性反应(II)时，可以根据需要添加用于防止凝胶化的阻聚剂。
改性反应(II)中所使用的(甲基)丙烯酸酯化合物(IIa)的使用量根据目标共聚物(A)的不饱和基当量及酸值进行适当调整。(甲基)丙烯酸酯化合物(IIa)的使用量优选相对于加成共聚物中所含的羧基1摩尔为0.05摩尔～0.8摩尔、更优选为0.1摩尔～0.7摩尔。若(甲基)丙烯酸酯化合物(IIa)的使用量为上述的范围内，则不饱和基当量不会变得过大，灵敏度或耐溶剂性的性能也不会降低。
(其他的单体单元(a-4))
另外，也可以通过使用除在构成单体单元(a-1)、单体单元(a-2)及单体单元(a-3)时所使用的能够共聚的单体以外的单体，从而引入不是单体单元(a-1)、单体单元(a-2)及单体单元(a-3)的其他单体单元(a-4)。
作为形成其他单体单元(a-4)的、其他能共聚的单体，可列举例如：丁二烯等二烯类；(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丙酯、(甲基)丙烯酸异丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸仲丁酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸戊酯、(甲基)丙烯酸新戊酯、(甲基)丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸异戊酯、(甲基)丙烯酸己酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸月桂酯、(甲基)丙烯酸十二烷基酯、(甲基)丙烯酸环戊酯、(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸甲基环己酯、(甲基)丙烯酸乙基环己酯、1,4-环己烷二甲醇单(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸松香酯、(甲基)丙烯酸降冰片基酯、(甲基)丙烯酸5-甲基降冰片基酯、(甲基)丙烯酸5-乙基降冰片基酯、(甲基)丙烯酸烯丙酯、(甲基)丙烯酸四氢糠酯、(甲基)丙烯酸1,1,1-三氟乙酯、(甲基)丙烯酸全氟乙酯、(甲基)丙烯酸全氟正丙酯、(甲基)丙烯酸全氟异丙酯、(甲基)丙烯酸三苯基甲酯、(甲基)丙烯酸枯基酯、(甲基)丙烯酸3-(N,N-二甲基氨基)丙酯、甘油单(甲基)丙烯酸酯、丁三醇单(甲基)丙烯酸酯、戊三醇单(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸二环戊烯基酯、(甲基)丙烯酸二环戊烷基酯、(甲基)丙烯酸异冰片基酯、(甲基)丙烯酸金刚烷基酯、(甲基)丙烯酸萘酯及(甲基)丙烯酸蒽酯等(甲基)丙烯酸酯类；降冰片烯(双环[2.2.1]庚-2-烯)、5-甲基双环[2.2.1]庚-2-烯、5-乙基双环[2.2.1]庚-2-烯、四环[4.4.0.12,5.17,10]十二碳-3-烯、8-甲基四环[4.4.0.12,5.17,10]十二碳-3-烯、8-乙基四环[4.4.0.12,5.17,10]十二碳-3-烯、二环戊二烯、三环[5.2.1.02,6]癸-8-烯、三环[5.2.1.02,6]癸-3-烯、三环[4.4.0.12,5]十一碳-3-烯、三环[6.2.1.01,8]十一碳-9-烯、三环[6.2.1.01,8]十一碳-4-烯、四环[4.4.0.12,5.17,10.01,6]十二碳-3-烯、8-甲基四环[4.4.0.12,5.17,10.01,6]十二碳-3-烯、8-乙叉四环[4.4.0.12,5.17,12]十二碳-3-烯、8-乙叉四环[4.4.0.12,5.17,10.01,6]十二碳-3-烯、五环[6.5.1.13,6.02,7.09,13]十五碳-4-烯、五环[7.4.0.12,5.19,12.08,13]十五碳-3-烯、5-降冰片烯-2,3-二甲酸酐、(甲基)丙烯酰苯胺、(甲基)丙烯酰基腈、丙烯醛、氯乙烯、偏二氯乙烯、氟乙烯、偏二氟乙烯、乙烯基吡啶、乙酸乙烯酯及乙烯基甲苯等乙烯基化合物；苯乙烯、苯乙烯的α-、邻-、间-、对-烷基、硝基、氰基、酰胺衍生物；柠康酸二乙酯、马来酸二乙酯、富马酸二乙酯、衣康酸二乙酯等不饱和二羧酸二酯；马来酸酐及衣康酸酐、柠康酸酐等不饱和多元酸酐等。其中，从耐热性、透明性的观点出发，优选(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸二环戊烷基酯、苯乙烯、乙烯基甲苯、(甲基)丙烯酸异冰片酯、(甲基)丙烯酸金刚烷基酯、降冰片烯、N-异丙基(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯酰基吗啉及二丙酮(甲基)丙烯酰胺，更优选(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸二环戊烷基酯、苯乙烯、乙烯基甲苯、(甲基)丙烯酸异冰片酯、(甲基)丙烯酸金刚烷基酯及降冰片烯。这些能共聚的单体可以单独使用1种，也可以组合使用2种以上。
(单体单元的含有比率)
单体单元(a-1)的含有比率无特别限定，可以任意选择。在将单体单元(a-1)、单体单元(a-2)及单体单元(a-3)的合计(全部单体单元的合计)设为100摩尔％时，优选为10摩尔％～50摩尔％，更优选为15摩尔％～45摩尔％，进一步优选为20摩尔％～40摩尔％。若单体单元(a-1)的含有比率为上述的范围内，则可得到所需的显影性。
单体单元(a-2)的含有比率无特别限定，可以任意选择。在将单体单元(a-1)、单体单元(a-2)及单体单元(a-3)的合计(全部单体单元的合计)设为100摩尔％时，优选为1摩尔％～30摩尔％，更优选为1摩尔％～25摩尔％，进一步优选为1摩尔％～20摩尔％。若单体单元(a-2)的含有比率为上述的范围内，则可得到所需的显影性及耐溶剂性。
单体单元(a-3)的含有比率无特别限定，可以任意选择。在将单体单元(a-1)、单体单元(a-2)及单体单元(a-3)的合计(全部单体单元的合计)设为100摩尔％时，优选为35摩尔％～85摩尔％，更优选为40摩尔％～80摩尔％，进一步优选为45摩尔％～75摩尔％。若单体单元(a-3)的含有比率为上述的范围内，则可得到所需的耐溶剂性。
在引入单体单元(a-4)的情况下，其含有比率无特别限定，可以任意选择。在将单体单元(a-1)、单体单元(a-2)、单体单元(a-3)及单体单元(a-4)的合计(全部单体单元的合计)设为100摩尔％时，优选为0摩尔％～50摩尔％，更优选为0摩尔％～40摩尔％，进一步优选为0摩尔％～30摩尔％。若单体单元(a-4)的含有比率为上述的范围内，则单体单元(a-1)、单体单元(a-2)及单体单元(a-3)的含有比率不会变得过少，可得到所需的显影性、耐溶剂性及耐热黄变性。
(共聚中所使用的溶剂)
在构成单体单元(a-1)、单体单元(a-2)、单体单元(a-3)及单体单元(a-4)(任意)时，使用能够共聚的单体而实施的共聚反应可以按照该技术领域中公知的自由基聚合方法来进行。例如将为了构成各单体单元所需的能共聚的单体溶解于溶剂中，制备成溶液后，在该溶液中添加聚合引发剂，使其在50℃～130℃下反应1小时～20小时。
该共聚反应中能够使用的溶剂(聚合溶剂)可以进行任意选择，只要在共聚反应中不具活性，则并无特别限定。可列举例如：乙二醇单甲基醚、乙二醇单乙基醚、二乙二醇单甲基醚、二乙二醇单乙基醚、二乙二醇单正丙基醚、二乙二醇单正丁基醚、三乙二醇单甲基醚、三乙二醇单乙基醚、丙二醇单甲基醚、丙二醇单乙基醚、二丙二醇单甲基醚、二丙二醇单乙基醚、二丙二醇单正丙基醚、二丙二醇单正丁基醚、三丙二醇单甲基醚及三丙二醇单乙基醚等(聚)亚烷基二醇单烷基醚类；乙二醇单甲基醚乙酸酯、乙二醇单乙基醚乙酸酯、丙二醇单甲基醚乙酸酯及丙二醇单乙基醚乙酸酯等(聚)亚烷基二醇单烷基醚乙酸酯类；二乙二醇二甲醚、二乙二醇甲基乙基醚、二乙二醇二乙基醚及四氢呋喃等其他醚类；甲乙酮、环己酮、2-庚酮及3-庚酮等酮类；2-羟基丙酸甲酯、2-羟基丙酸乙酯、2-羟基-2-甲基丙酸甲酯、2-羟基-2-甲基丙酸乙酯、3-甲氧基丙酸甲酯、3-甲氧基丙酸乙酯、3-乙氧基丙酸甲酯、3-乙氧基丙酸乙酯、乙氧基乙酸乙酯、羟基乙酸乙酯、2-羟基-3-甲基丁酸甲酯、乙酸3-甲基-3-甲氧基丁酯、丙酸3-甲基-3-甲氧基丁酯、乙酸乙酯、乙酸正丁酯、乙酸正丙酯、乙酸异丙酯、乙酸正丁酯、乙酸异丁酯、乙酸正戊酯、乙酸异戊酯、丙酸正丁酯、丁酸乙酯、丁酸正丙酯、丁酸异丙酯、丁酸正丁酯、丙酮酸甲酯、丙酮酸乙酯、丙酮酸正丙酯、乙酰乙酸甲酯、乙酰乙酸乙酯及2-氧代丁酸乙酯等酯类；甲苯及二甲苯等芳香族烃类；N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺及N,N-二甲基乙酰胺等羧酰胺类等。其中，优选丙二醇单甲基醚等(聚)亚烷基二醇单烷基醚系溶剂及丙二醇单甲基醚乙酸酯等(聚)亚烷基二醇单烷基醚乙酸酯系溶剂、即二醇醚系溶剂。这些溶剂可以单独使用1种，也可以混合使用2种以上。
聚合溶剂的使用量无特别限定，可以任意选择。例如在将单体的投入量的合计设为100质量份的情况下，优选为30质量份～1,000质量份，更优选为50质量份～800质量份。
通过将聚合溶剂的使用量设为30质量份以上，从而可以防止异常的聚合反应并且稳定地进行聚合反应，并且还可以防止共聚物的着色、凝胶化。另外，通过将聚合溶剂的使用量设为1,000质量份以下，从而可以抑制由链移动作用所致的共聚物的分子量的降低、并且将共聚物的粘度控制为适当的范围。
作为能够在该共聚反应中使用的聚合引发剂，无特别限定，可以任意选择。可列举例如偶氮二异丁腈、偶氮双异戊腈、过氧化苯甲酰及过氧化-2-乙基己酸叔丁酯等。这些聚合引发剂可以单独使用1种，也可以组合使用2种以上。
聚合引发剂的使用量无特别限定，可以任意选择。在将单体的总投入量的合计设为100质量份的情况下，优选为0.5质量份～20质量份，更优选为1.0质量份～10质量份。
(共聚物(A)的特性)
如上述那样得到的共聚物(A)的酸值无特别限定，可以任意选择。在将共聚物(A)应用于感光性树脂的情况下，优选为20KOHmg/g～300KOHmg/g，更优选为30KOHmg/g～200KOHmg/g。
若共聚物(A)的酸值为20KOHmg/g以上，则作为感光性树脂，能够得到适当的显影性，故优选。另一方面，若共聚物(A)的酸值为300KOHmg/g以下，则曝光部分(光固化部分)不会溶解于碱显影液，故优选。
予以说明，共聚物(A)的酸值是依据JIS K6901 5.3测定得到的值，并且是指用于中和1g共聚物(A)中所含的酸性成分所需的氢氧化钾的mg数。
另外，共聚物(A)的分子量(聚苯乙烯换算的重均分子量)优选为1000～50000，更优选为3000～40000。
若共聚物(A)的分子量为1000以上，则在显影后不会产生着色图案的缺损，故优选。另一方面，若共聚物(A)的分子量为50000以下，则显影时间不会变得过长，并且在实用性的范围内，故优选。
另外，在共聚物(A)具有不饱和基的情况下，该不饱和基当量无特别限定，可以任意选择。例如优选为100g/mol～4000g/mol，更优选为200g/mol～3000g/mol。
若共聚物(A)的不饱和基当量为100g/mol以上，则对于进一步提高耐热分解性、耐热黄变性有效，故优选。另一方面，若共聚物(A)的不饱和基当量为4000g/mol以下，则对于进一步提高灵敏度有效，故优选。
若将该滤色器用着色组合物中的除溶剂(B)外的所有成分的总量设为100质量份，则本发明的滤色器用着色组合物中的共聚物(A)的配合量优选为10质量份～90质量份，更优选为20质量份～80质量份，进一步优选为25质量份～75质量份。若共聚物(A)的配合量为上述的范围内，则成为具有适当固化性的滤色器用着色组合物。
「溶剂(B)」
作为溶剂(B)，只要是不与共聚物(A)反应的惰性溶剂，则无特别限定，可以任意选择。
作为溶剂(B)，可以使用与在制造共聚物(A)时(共聚反应)所使用的溶剂相同的溶剂。可以是在共聚结束时存在的溶剂。在共聚结束后的溶剂中也可以进一步添加溶剂(B)。另外，在加入其他成分时，可以是与其他成分一起共存的溶剂。具体而言，作为溶剂(B)，可列举例如丙二醇单甲基醚、丙二醇单甲基醚乙酸酯、二丙二醇单甲基醚乙酸酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸异丙酯、丙二醇单甲基醚、二丙二醇单甲基醚、三丙二醇单甲基醚、乙二醇单甲基醚、二乙二醇单甲基醚、甲乙酮、甲基异丁基酮、环己酮、乙二醇单乙基醚乙酸酯及二乙二醇乙基醚乙酸酯等。其中，优选在制造共聚物(A)时(共聚反应)所使用的丙二醇单甲基醚及丙二醇单甲基醚乙酸酯等二醇醚系溶剂。这些溶剂可以单独使用1种，也可以混合使用2种以上。
若将该滤色器用着色组合物中的除溶剂(B)以外的成分的总和设为100质量份，则本发明的滤色器用着色组合物中的溶剂(B)的配合量优选为30质量份～1000质量份，更优选为50质量份～800质量份，进一步优选为100质量份～700质量份。若溶剂(B)的配合量为上述的范围内，则成为具有适当粘度的滤色器用着色组合物。
“反应性稀释剂(C)”
作为反应性稀释剂(C)，无特别限定，可以任意选择。优选例如包含烯属不饱和双键、乙烯基及(甲基)丙烯酰氧基等的反应性稀释剂。具体而言，可列举：苯乙烯、α-甲基苯乙烯、α-氯甲基苯乙烯、乙烯基甲苯、二乙烯基苯、邻苯二甲酸二烯丙基酯及二烯丙基苯膦酸盐等芳香族乙烯基系单体类；乙酸乙烯酯及己二酸乙烯酯等聚羧酸单体类；(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸β-羟基乙酯、(甲基)丙烯酸羟基丙酯、乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、二乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷二(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯及三(羟基乙基)异氰脲酸酯的三(甲基)丙烯酸酯等(甲基)丙烯酸系单体；三烯丙基氰脲酸酯等。其中，特别优选多官能(甲基)丙烯酸酯类。这些反应性稀释剂(C)可以单独使用1种，也可以组合使用2种以上。
若将该滤色器用着色组合物中的除溶剂(B)外的成分的总和设为100质量份，则本发明的滤色器用着色组合物中的反应性稀释剂(C)的配合量优选为10质量份～90质量份，更优选为20质量份～80质量份，进一步优选为25质量份～70质量份。若反应性稀释剂(C)的配合量为上述的范围内，则成为具有适当粘度的滤色器用着色组合物，滤色器用着色组合物具有适当的光固化性。
「光聚合性引发剂(D)」
作为光聚合性引发剂(D)，并无特别限定，可列举例如：苯偶姻、苯偶姻甲基醚及苯偶姻乙基醚等苯偶姻及其烷基醚类；苯乙酮、2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮、1,1-二氯苯乙酮、4-(1-叔丁基二氧基-1-甲基乙基)苯乙酮等苯乙酮类；1-羟基环己基苯基酮及2-羟基-2-甲基-1-苯基丙烷-1-酮等烷基酚类；2-甲基蒽醌、2-戊基蒽醌、2-叔丁基蒽醌、1-氯蒽醌等蒽醌类；2,4-二甲基噻吨酮、2,4-二异丙基噻吨酮及2-氯噻吨酮等噻吨酮类；苯乙酮二甲基缩酮及苯偶酰二甲基缩酮等缩酮类；二苯甲酮、4-(1-叔丁基二氧基-1-甲基乙基)二苯甲酮及3,3’,4,4’-四(叔丁基二氧基羰基)二苯甲酮等二苯甲酮类；1-[4-(苯硫基)]-1,2-辛二酮-2-(O-苯甲酰基肟)、1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲酰基)-9H-咔唑-3-基]乙酮-1-(0-乙酰基肟)等肟酯类；2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-吗啉代-丙烷-1-酮；2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉代苯基)丁-1-酮；2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦及双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)苯基氧化膦等酰基氧化膦类；呫吨酮类等。这些光聚合性化合物(D)可以单独使用1种，也可以组合使用2种以上。
本发明的滤色器用着色组合物中的光聚合性引发剂(D)的配合量可以进行任意选择，但是，若将该滤色器用着色组合物中的除溶剂(B)外的成分的总和设为100质量份，则优选为0.1质量份～30质量份，更优选为0.5质量份～20质量份，进一步优选为1质量份～15质量份。若光聚合性引发剂(D)的配合量为上述的范围内，则成为具有适当光固化性的滤色器用着色组合物。
「着色剂(E)」
作为着色剂(E)，可以根据需要选择使用公知的染料或颜料。
在使用染料的情况下，与使用颜料的情况相比，更能得到亮度高的着色图案，并且显示良好的碱显影性。
染料可以根据需要进行任意选择，但是从对溶剂(B)或碱显影液的溶解性、与滤色器用着色组合物中的其他成分的相互作用及耐热性等观点出发，优选羧酸等具有酸性基的酸性染料、与酸性染料的氮化合物形成的盐及酸性染料的磺酰胺体等。作为这样的染料，可列举例如：acid alizarin violet N；acid black1、2、24、48；acid blue1、7、9、25、29、40、45、62、70、74、80、83、90、92、112、113、120、129、147；acid chrome violet K；acidFuchsin；acid green1、3、5、25、27、50；acid orange6、7、8、10、12、50、51、52、56、63、74、95；acid red1、4、8、14、17、18、26、27、29、31、34、35、37、42、44、50、51、52、57、69、73、80、87、88、91、92、94、97、103、111、114、129、133、134、138、143、145、150、151、158、176、183、198、211、215、216、217、249、252、257、260、266、274；acid violet 6B、7、9、17、19；acid yellow1、3、9、11、17、23、25、29、34、36、42、54、72、73、76、79、98、99、111、112、114、116；food yellow3及它们的衍生物等。其中，优选偶氮系、呫吨系、蒽醌系或酞菁系的酸性染料。
这些染料可以根据目标像素的颜色而单独使用1种，也可以组合使用2种以上。
另外，在本发明中，作为着色剂(E)，也可以使用颜料。
颜料可以根据需要进行任意选择。可列举例如：C.I.颜料黄1、3、12、13、14、15、16、17、20、24、31、53、83、86、93、94、109、110、117、125、128、137、138、139、147、148、150、153、154、166、173、194及214等黄色颜料；C.I.颜料橙13、31、36、38、40、42、43、51、55、59、61、64、65、71、及73等橙色颜料；C.I.颜料红9、97、105、122、123、144、149、166、168、176、177、180、192、209、215、216、224、242、254、255、264及265等红色颜料；C.I.颜料蓝15、15:3、15:4、15:6及60等蓝色颜料；C.I.颜料紫1、19、23、29、32、36及38等紫色颜料；C.I.颜料绿7、36及58等绿色颜料；C.I.颜料棕23及25等褐色颜料；C.I.颜料黑1、7、炭黑、钛黑及氧化铁等黑色颜料等。这些颜料可以根据目标像素的颜色单独使用1种，也可以组合使用2种以上，还可以并用染料和颜料。
本发明的滤色器用着色组合物中的着色剂(E)的配合量可以任意选择。若将该滤色器用着色组合物中的除溶剂(B)外的成分的总和设为100质量份，则优选为5质量份～80质量份，更优选为5质量份～70质量份，进一步优选为10质量份～60质量份。
作为着色剂(E)，在组合使用染料和颜料的情况下，从提高颜料的分散性的观点出发，可以在滤色器用着色组合物中配合公知的分散剂。
分散剂可以任意选择，优选使用经时分散稳定性优异的高分子分散剂。作为高分子分散剂，可列举例如聚氨酯系分散剂、聚乙烯亚胺系分散剂、聚氧乙烯烷基醚系分散剂、聚氧乙烯二醇二酯系分散剂、山梨糖醇酐脂肪族酯系分散剂及脂肪族改性酯系分散剂等。作为这样的高分子分散剂，可以使用以EFKA(エフカーケミカルズビーブイ(EFKA)社制)、Disperbyk(ビックケミー社制)、ディスパロン(楠本化成株式会社制)及SOLSPERSE(ゼネカ社制)等商品名所市售的高分子分散剂。
本发明的滤色器用着色组合物中的分散剂的配合量可以根据颜料等的种类进行适当调整。
(配合量)
在本发明的滤色器用着色组合物中，共聚物(A)、溶剂(B)、反应性稀释剂(C)、光聚合性引发剂(D)及着色剂(E)的配合量可以任意选择。若将滤色器用着色组合物中的除溶剂(B)外的所有成分的总量设为100质量份，则优选使共聚物(A)为5质量份～80质量份、溶剂(B)为30质量份～1000质量份、反应性稀释剂(C)为10质量份～90质量份、光聚合性引发剂(D)为0.1质量份～30质量份、着色剂(E)为5质量份～80质量份。更优选使共聚物(A)为8质量份～70质量份、溶剂(B)为50质量份～800质量份、反应性稀释剂(C)为20质量份～80质量份、光聚合性引发剂(D)为0.5质量份～20质量份、着色剂(E)为5质量份～70质量份。进一步优选使共聚物(A)为10质量份～60质量份、溶剂(B)为100质量份～700质量份、反应性稀释剂(C)为25质量份～70质量份、光聚合性引发剂(D)为1质量份～15质量份、着色剂(E)为10质量份～60质量份。
本发明的滤色器用着色组合物除上述的成分外还可以为了赋予规定的特性而以任意选择的量配合公知的偶联剂、流平剂、热聚合防止剂等公知的添加剂。若这些添加剂的配合量为不阻碍本发明效果的范围，则并无特别限定。
(着色组合物的制造及显影)
本发明的滤色器用着色组合物可以通过使用公知的混合装置并混合上述的成分来制造。混合方法可以根据需要任意选择。
予以说明，本发明的滤色器用着色组合物也可以通过先制备包含共聚物(A)及溶剂(B)的树脂组合物，然后混合反应性稀释剂(C)、光聚合性引发剂(D)及着色剂(E)来制造。予以说明，该树脂组合物除了可以用于制备本发明的滤色器用着色组合物以外，还可以用于其他用途。
如上述那样得到的本发明的滤色器用着色组合物具有碱显影性，因此可以通过使用碱水溶液来进行显影。尤其，本发明的滤色器用着色组合物的灵敏度、显影性优异，并且可以赋予耐溶剂性优异的着色图案。因此，本发明的滤色器用着色组合物适合被用作各种抗蚀剂、尤其是用于制造在有机EL显示装置、液晶显示装置、固体摄像元件中所组入的滤色器的抗蚀剂。另外，本发明的滤色器用着色组合物可以形成耐溶剂性等特性优异的固化膜，因此也可以应用于各种涂布剂、粘接剂、印刷油墨用粘合剂等。
[滤色器]
接着，对使用本发明的滤色器用着色组合物所制作的滤色器进行说明。
本发明的滤色器具有由本发明的滤色器用着色组合物形成的着色图案。
以下，参照附图对本发明的一个实施方式的滤色器进行说明。
图1为表示本实施方式的滤色器的示意性剖视图。
如图1所示，本实施方式的滤色器具备：基板1；形成在基板1的一个面1a上的、RGB的像素2及形成在像素2之间即像素的边界部分的黑矩阵3；和形成在像素2及黑矩阵3上的保护膜4。
在滤色器中，除了像素2及黑矩阵3(着色图案)使用上述的本发明的滤色器用着色组合物来形成以外，其他的构成可以采用公知的构成。
予以说明，图1所示的滤色器的构成为一例，本发明的滤色器并不仅限定于该构成。
接下来，对本实施方式的滤色器的制造方法进行说明。
首先，在基材1的一个面1a上形成着色图案。具体而言，在基材1的一个面1a上依次形成像素2及黑矩阵3。
作为基材1，并无特别限定，优选列举玻璃基板、硅基板、聚碳酸酯基板、聚酯基板、聚酰胺基板、聚酰胺酰亚胺基板、聚酰亚胺基板、铝基板、印刷布线基板、阵列基板等。
着色图案可以利用光刻法来形成。具体而言，可以按照以下方式来形成。在基板1的一个面1a上涂布上述的本发明的滤色器用着色组合物而形成涂膜。之后，隔着规定图案的光掩模对涂膜进行曝光，使曝光部分光固化。而且，将未曝光部分用碱水溶液进行显影。之后，进行烘烤，从而可以形成规定的着色图案。
作为滤色器用着色组合物的涂布方法，并无特别限定，可以使用丝网印刷法、辊涂法、淋涂法、喷涂法、旋涂法、狭缝涂布法等。
另外，涂布滤色器用着色组合物而形成涂膜后，根据需要使用循环式烘箱、红外线加热器、热板等加热手段，对涂膜进行加热，由此可以使溶剂(B)挥发。
加热条件并无特别限定，可以根据滤色器用着色组合物的组成进行适当设定。可列举例如将涂膜在50℃～120℃的温度下加热30秒钟～30分钟的方法。
作为在由滤色器用着色组合物形成的涂膜的曝光中所使用的光源，无特别限定，可以任意选择。使用例如低压汞灯、中压汞灯、高压汞灯、氙灯、金属卤化物灯等。另外，曝光量也无特别限定，根据滤色器用着色组合物的组成进行适当设定。
作为显影中所用的碱水溶液，可以无特别限定地进行任意选择。使用例如：碳酸钠、碳酸钾、碳酸钙、氢氧化钠及氢氧化钾等的水溶液；乙胺、二乙胺及二甲基乙醇胺等胺系化合物的水溶液；氢氧化四甲基铵等季铵盐的水溶液；3-甲基-4-氨基-N,N-二乙基苯胺、3-甲基-4-氨基-N-乙基-N-β-羟基乙基苯胺、3-甲基-4-氨基-N-乙基-N-β-甲烷磺酰胺乙基苯胺、3-甲基-4-氨基-N-乙基-N-β-甲氧基乙基苯胺及它们的硫酸盐、盐酸盐或对甲苯磺酸盐等对苯二胺系化合物的水溶液等。其中，优选使用对苯二胺系化合物的水溶液。予以说明，可以在这些碱水溶液中根据需要添加消泡剂、表面活性剂。另外，优选在利用上述的碱水溶液进行显影之后进行水洗并使其干燥。
烘烤的条件并无特别限定，可以根据需要进行选择，只要根据滤色器用着色组合物的组成进行加热处理即可。例如只要在130℃～250℃的温度下加热10分钟～60分钟即可。
使用黑矩阵3用的滤色器用着色组合物及像素2(R，G，B)用的各滤色器用着色组合物，依次反复进行如上所述的涂布、曝光、显影及烘烤的工序，由此可以形成所期望的着色图案。
予以说明，在本实施方式中，对基于光固化的着色图案的形成方法进行了说明，但是本发明并不限定于此。若代替光聚合性引发剂(D)而使用配合了固化促进剂及公知的环氧树脂的滤色器用着色组合物，则通过在利用喷墨法进行涂布后对其进行加热，从而也可以形成所期望的着色图案。
接下来，在着色图案(像素2及黑矩阵3)上形成保护膜4。
保护膜4并无特别限定，可以使用公知的材料及形成方法来形成。
对于这样制造的滤色器而言，灵敏度、显影性优异，并且由于使用赋予耐溶剂性优异的着色图案的滤色器用着色组合物来制造，因此具有耐溶剂性优异的着色图案(像素2及黑矩阵3)。
[图像显示元件]
本发明的图像显示元件具备本发明的滤色器。
本发明的图像显示元件只要具备本发明的滤色器，则并无特别限定，可列举例如液晶显示元件、有机EL显示元件等。
本发明的图像显示元件具备本发明的滤色器，因此能够进行高亮度显示。
实施例
以下，通过实施例及比较例更具体地说明本发明，但本发明并不仅限于以下的实施例。
予以说明，在实施例及比较例中，只要没有特别说明，“份”及“百分率”全部为质量基准。
酸值为依据JIS K6901 5.3测定的共聚物(A)的酸值，是指用于中和在1g共聚物(A)中所含的酸性成分所需的氢氧化钾的mg数。
氨基当量是相对于氨基的摩尔数的分子量，其是基于单体的使用量计算得到的计算值。
分子量(Mw)是指使用凝胶渗透色谱法(GPC)并在下述条件下测定得到的标准聚苯乙烯换算重均分子量。
“分子量的测定条件”
色谱柱：ショウデックス(注册商标)LF-804+LF-804(昭和电工株式会社制)
柱温：40℃
试样：共聚物的含量为0.2质量％的四氢呋喃溶液
展开溶剂：四氢呋喃
检测器：差示折射计(商品名：ショウデックス(注册商标)RI-71S、昭和电工公司制)
流速：1mL/min
共聚物(A)的合成例如以下所示。
[合成例1]
在具备搅拌装置、滴液漏斗、冷凝器、温度计及气体导入管的烧瓶中加入丙二醇单甲基醚乙酸酯150.0g和丙二醇单甲基醚150.0g，边进行氮气置换边进行搅拌，升温至108℃。
接着，在由甲基丙烯酸33.7g(0.39摩尔)、甲基丙烯酸N,N-二甲基氨基乙酯38.5g(0.25摩尔)、甲基丙烯酸(3-乙基氧杂环丁烷-3-基)甲酯101.5g(0.55摩尔)及甲基丙烯酸二环戊烷基酯8.1g(0.04摩尔)组成的单体混合物中添加过氧化-2-乙基己酸叔丁酯(聚合引发剂)18.2g后，将所得到的混合物从滴液漏斗滴加到上述烧瓶中。
滴加结束后，在130℃下搅拌2小时，进行共聚反应，得到试样1(重均分子量6100、酸值110KOHmg/g、氨基当量816g/mol)。
[合成例2]
除了按照表1记载的那样设定原料的组成以外，与合成例1同样地得到试样2(重均分子量7000、酸值105KOHmg/g、氨基当量398g/mol)。
[合成例3]
作为单体混合物，使用由甲基丙烯酸32.7g(0.38摩尔)、甲基丙烯酸N,N-二甲基氨基乙酯32.3g(0.21摩尔)、甲基丙烯酰基氧基乙基异氰酸酯与ε-己内酰胺的反应生成物110.1g(0.41摩尔)及甲基丙烯酸二环戊烷基酯6.8g(0.03摩尔)组成的混合物，并且按照表1记载的那样设定其他原料的组成，除此以外，与合成例1同样地得到试样3(重均分子量6400、酸值108KOHmg/g、氨基当量974g/mol)。
[合成例4]
作为单体混合物，使用由甲基丙烯酸N,N-二甲基氨基乙酯21.8g(0.14摩尔)、甲基丙烯酸缩水甘油酯69.0g(0.49摩尔)、丙烯酸2-乙基己酯8.9g(0.05摩尔)及甲基丙烯酸二环戊烷基酯4.6g(0.02摩尔)组成的混合物，并且按照表1记载的那样设定其他的原料组成，除此以外，与合成例1同样地进行第一阶段的反应，生成共聚物。
接着，将烧瓶内置换为空气，将丙烯酸34.0g(0.47摩尔)、三苯基膦(催化剂)0.4g及甲基对苯二酚(阻聚剂)0.4g投入到包含上述的共聚物的溶液中，使其在110℃反应10小时，通过来自甲基丙烯酸缩水甘油基酯的环氧基与丙烯酸的反应而使环氧基开裂，同时进行在共聚物的侧链引入聚合性不饱和键的第二阶段的反应。
接着，在所得的反应体系中加入四氢邻苯二甲酸酐47.1g(0.31摩尔)。使上述混合物在110℃下反应3小时，使由环氧基的开裂产生的羟基与四氢邻苯二甲酸酐的酐基反应，由此进行在侧链引入羧基的第三阶段的反应，得到试样4(重均分子量16300、酸值88KOHmg/g、氨基当量1440g/mol)。
[合成例5]
作为单体混合物，使用由甲基丙烯酸49.2g(0.57摩尔)、甲基丙烯酸N,N-二甲基氨基乙酯35.9g(0.23摩尔)、丙烯酸2-乙基己酯56.9g(0.31摩尔)及甲基丙烯酸二环戊烷基酯7.6g(0.03摩尔)组成的混合物，并且按照表1记载的那样设定其他的原料组成，除此以外，与合成例1同样地进行第一阶段的反应，使其生成共聚物。
接着，将烧瓶内置换为空气，将甲基丙烯酸缩水甘油基酯32.5g(0.23摩尔)、三苯基膦(催化剂)0.5g及甲基对苯二酚(抑制剂)0.5g投入到包含上述的共聚物的溶液中。使该混合物在110℃下反应5小时，由此进行通过来自甲基丙烯酸缩水甘油基酯的环氧基与甲基丙烯酸的羧基的反应而在共聚物的侧链引入聚合性不饱和键的第二阶段的反应，得到试样5(重均分子量12800、酸值98KOHmg/g、氨基当量874g/mol)。
[比较合成例1]
作为溶剂，使用丙二醇单甲基醚乙酸酯300.0g，作为单体混合物，使用由甲基丙烯酸32.6g(0.38摩尔)、甲基丙烯酸(3-乙基氧杂环丁烷-3-基)甲酯141.5g(0.77摩尔)及甲基丙烯酸二环戊烷基酯7.8g(0.04摩尔)组成的混合物，并且按照表1记载的那样设定其他的原料组成，除此以外，与合成例1同样地得到试样6(重均分子量5800、酸值105KOHmg/g)。
[比较合成例2]
作为溶剂，使用丙二醇单甲基醚乙酸酯300.0g，作为单体混合物，使用由甲基丙烯酸32.2g(0.37摩尔)、甲基丙烯酰基氧基乙基异氰酸酯与ε-己内酰胺的反应生成物143.4g(0.54摩尔)及甲基丙烯酸二环戊烷基酯6.2g(0.03摩尔)组成的混合物，并且按照表1记载的那样设定其他的原料组成，除此以外，与合成例1同样地得到试样7(重均分子量6900、酸值105KOHmg/g)。
[比较合成例3]
作为溶剂，使用丙二醇单甲基醚乙酸酯300.0g，作为单体混合物，使用由甲基丙烯酸缩水甘油基酯67.6g(0.48摩尔)、丙烯酸2-乙基己酯33.8g(0.18摩尔)及甲基丙烯酸二环戊烷基酯4.5g(0.02摩尔)构成的混合物，并且按照表1记载的那样设定其他的原料组成，除此以外，与合成例1同样地进行第一阶段的反应，使其生成共聚物。
接着，将烧瓶内置换为空气，将甲基丙烯酸缩水甘油基酯33.2g(0.23摩尔)、三苯基膦(催化剂)0.4g及甲基对苯二酚(阻聚剂)0.4g投入到包含上述的共聚物的溶液中。使混合物在110℃下反应5小时，进行通过来自甲基丙烯酸缩水甘油基酯的环氧基与甲基丙烯酸的羧基的反应而在共聚物的侧链引入聚合性不饱和键的第二阶段的反应。
接着，在反应体系中加入四氢邻苯二甲酸酐46.1g(0.30摩尔)，使其在110℃下反应3小时，由此进行使由环氧基的开裂产生的羟基与四氢邻苯二甲酸酐的酸酐基反应而在侧链引入羧基的第三阶段的反应，得到试样8(重均分子量14600、酸值85KOHmg/g)。
[比较合成例4]
作为溶剂，使用丙二醇单甲基醚乙酸酯300.0g，作为单体混合物，使用由甲基丙烯酸47.6g(0.55摩尔)、丙烯酸2-乙基己酯95.7g(0.52摩尔)及甲基丙烯酸二环戊烷基酯7.3g(0.03摩尔)组成的混合物，并且按照表1记载的那样设定其他的原料组成，除此以外，与合成例3同样地进行第一阶段的反应，使其生成共聚物。
接着，将烧瓶内置换为空气，将甲基丙烯酸缩水甘油基酯31.4g(0.22摩尔)、三苯基膦(催化剂)0.5g及甲基对苯二酚(阻聚剂)0.5g投入到包含上述的共聚物的溶液中。使混合物在110℃下反应5小时，由此进行通过来自甲基丙烯酸缩水甘油基酯的环氧基与甲基丙烯酸的羧基的反应而在共聚物的侧链引入聚合性不饱和键的第二阶段的反应，得到试样9(重均分子量11500、酸值93KOHmg/g)。
[比较合成例5]
作为单体混合物，使用由甲基丙烯酸甲酯38.1g(0.38摩尔)、甲基丙烯酸N,N-二甲基氨基乙酯37.4g(0.24摩尔)、甲基丙烯酸(3-乙基氧杂环丁烷-3-基)甲酯98.5g(0.54摩尔)及甲基丙烯酸二环戊烷基酯7.9g(0.04摩尔)组成的混合物，并且按照表1记载的那样设定其他的原料组成，除此以外，与合成例1同样地得到试样10(重均分子量7800、酸值0KOHmg/g、氨基当量840g/mol)。
[比较合成例6]
作为单体混合物，使用由甲基丙烯酸35.1g(0.41摩尔)、甲基丙烯酸甲酯84.8g(0.85摩尔)、甲基丙烯酸N,N-二甲基氨基乙酯51.2g(0.33摩尔)及甲基丙烯酸二环戊烷基酯10.8g(0.05摩尔)组成的混合物，并且按照表1记载的那样设定其他的原料组成，除此以外，与合成例1同样地得到试样11(重均分子量6400、酸值115KOHmg/g、氨基当量613g/mol)。
[表1]
＜感光性着色组合物的制备(染料型)＞
按照表2所示的配合成分及配合比例，制备包含染料(VALIFAST BLUE 2620)的感光性着色组合物(彩色抗蚀剂)作为着色剂(E)。
予以说明，表2中的共聚物(A)的量不包含溶剂，聚合物溶液的制备中所使用的溶剂的量被合算在作为配合成分的溶剂(B)中。另外，根据共聚物(A)的种类，也可以包含除这些成分以外的成分(添加剂等)。
[表2]
＜感光性着色组合物的制备(颜料型)＞
在填充有直径0.5mm的氧化锆珠粒180质量份的不锈钢制容器中投入10质量份C.I颜料绿36、丙二醇单甲基醚乙酸酯33.75质量份、分散剂(商品名：Disperbyk-161、ビッグケミー·ジャパン社制)6.25质量份，利用涂料振荡机混合3小时使其分散，由此制备绿色颜料分散液。
按照表3所示的配合成分及配合比例，制备包含该绿色颜料分散液的感光性着色组合物(彩色抗蚀剂)作为着色剂(E)。
予以说明，表3中的共聚物(A)的量不包含溶剂，在聚合物溶液的制备中所使用的溶剂的量被合算在作为配合成分的溶剂(B)中。另外，根据共聚物(A)的种类，也可以包含除这些成分以外的成分(添加剂等)。
[表3]
＜彩色抗蚀剂的评价＞
(1)碱显影性
将所制备的感光性着色组合物以使曝光后的厚度达到2.5μm的方式旋涂于5cm见方的玻璃基板(无碱玻璃基板)上。之后，在90℃下加热3分钟，由此使溶剂挥发，在玻璃基板上形成涂膜。
接着，在距离涂膜100μm的距离配置规定图案的光掩模，隔着该光掩模对涂膜进行曝光(曝光量150mJ/cm2)，使曝光部分光固化。
接着，在温度23℃及压力0.3MPa下喷雾包含0.1质量％的碳酸钠的水溶液，由此溶解未曝光部分而进行显影。之后，利用残渣及显影形态来进行确认。
碱显影后的残渣通过使用日立ハイテクノロジーズ社制的电子显微镜S-3400进行观察来确认碱显影后的图案。该评价的基准如以下所示。
○：无残渣
×：有残渣
上述的碱显影性的评价结果如表4所示。
(2)耐溶剂性
将所制备的感光性着色组合物以使烘烤后的厚度达到2.5μm的方式旋涂于5cm见方的玻璃基板(无碱玻璃基板)上。之后，在90℃下加热3分钟，由此使溶剂挥发，在玻璃基板上形成涂膜。
接着，对涂膜曝光波长365nm的光，使曝光部分光固化。之后，将其在烘烤温度230℃的干燥器中放置30分钟，制作固化涂膜。
在容量500mL的带盖的玻璃瓶中加入200mL的N-甲基-2-吡咯烷酮，在23℃的条件下静置。在其中浸渍带上述的固化涂膜的试验片后，在维持于规定温度的状态下静置30分钟。
利用分光光度计UV-1650PC(岛津制作所制)测定试验片在N-甲基-2-吡咯烷酮中浸渍前后的色变化(ΔE＊ab)。浸渍前后的ΔE＊ab的值为4.5以下时，可认为固化膜的耐溶剂性为良好。
上述的耐溶剂性的评价结果如表4所示。
(3)耐热黄变性
在滤色器的亮度降低的原因中，可列举：在高温下的烘烤时颜料或染料劣化而引起色变化。为此，烘烤时的耐热黄变性较为重要。即，若要得到高亮度的固化膜，则需要使该耐热黄变性优异。
作为具体的评价方法，进行以下的工序。将所制备的感光性着色组合物以使烘烤后的厚度达到2.5μm的方式旋涂于5cm见方的玻璃基板(无碱玻璃基板)上。之后，在90℃下加热3分钟，使溶剂挥发，在玻璃基板上形成涂膜。
接着，对涂膜曝光波长365nm的光，使曝光部分光固化。之后，将其在烘烤温度230℃的干燥器中放置30分钟，制作固化涂膜。此时，利用分光光度计UV-1650PC(岛津制作所制)测定烘烤前后的色变化(ΔE＊ab)。烘烤前后的ΔE＊ab的值为10以下时，可以认为固化膜的耐热黄变性为良好。
上述的耐热黄变性的评价结果如表4所示。
[表4]
在上述表4中，在实施例1及2和比较例1、5、7及8中，作为添加剂，添加了CPI(注册商标)-100P(サンアプロ社制)。添加剂的添加量在将共聚物(A)设为100质量份时为1质量份。另外，在实施例3及比较例2中，作为添加剂，添加了カレンズ(注册商标)MT PE1(昭和电工公司制)。添加剂的添加量在将共聚物(A)设为100质量份时为5质量份。
由表4的结果可知：在着色剂(E)为染料的情况下，对于使用包含具有氨基的单体单元的合成例1～5的共聚物(A)的彩色抗蚀剂(实施例1～5)而言，其碱显影性及耐溶剂性良好，赋予耐热黄变性优异的图案。
与此相对，对于使用不包含具有氨基的单体单元的比较合成例1～4的共聚物(A)的彩色抗蚀剂(比较例1～4)而言，其耐热黄变性不充分。另外，对于使用包含具有氨基的单体单元但是不包含具有酸基的单体单元的比较合成例5的共聚物(A)的彩色抗蚀剂(比较例5)而言，其耐溶剂性及耐热黄变性良好，但是碱显影性不充分。另外，对于使用包含具有氨基的单体单元但不包含上述的单体单元(a-3)的比较合成例6的共聚物(A)的彩色抗蚀剂(比较例6)而言，耐热黄变性良好，但是耐溶剂性不充分。
另一方面，在着色剂(E)为颜料的情况下，即使在使用包含具有氨基的单体单元的合成例1的共聚物(A)及不包含具有氨基的单体单元的比较合成例1的共聚物(A)的任一者的彩色抗蚀剂(比较例7、8)中，碱显影性不充分，即使引入具有氨基的单体单元，耐热黄变性也不会提高。
产业上的可利用性
本发明可以提供一种包含共聚物的滤色器用着色组合物，其在用作感光性材料时，显影性、耐溶剂性良好，并且用于形成赋予高亮度的着色图案的感光性树脂。另外，由本发明的滤色器用着色组合物形成的固化涂膜具有显影性，因此在各种抗蚀剂领域中的利用价值极高，其中，可以提供具有高亮度的着色图案的滤色器。另外，本发明的滤色器由于高亮度且可靠性高，因此适合作为组入到有机EL显示装置、液晶显示装置、固体摄像元件的滤色器。
本发明还提供显影性、耐溶剂性良好并且赋予高亮度的着色图案的滤色器用着色组合物。另外，本发明还提供具有高亮度的着色图案的滤色器及具备该滤色器的图像显示元件。
附图标记说明
1···基板
2···像素
3···黑矩阵
4···保护膜。

Claims (9)

1.一种滤色器用着色组合物，其特征在于，含有共聚物(A)、溶剂(B)、反应性稀释剂(C)、光聚合性引发剂(D)和至少包含染料的着色剂(E)，
所述共聚物(A)具有：
具有酸基的单体单元(a-1)；
具有氨基的单体单元(a-2)；以及
具有选自乙烯基醚基、环氧基、氧杂环丁烷基、异氰酸酯基、封闭异氰酸酯基、甲硅烷基、烯丙基、乙烯基、(甲基)丙烯酰氧基、羟基、巯基及醛基中的至少1种官能团的单体单元(a-3)。
2.根据权利要求1所述的滤色器用着色组合物，其特征在于，在所述共聚物(A)中，将全部单体单元的合计设为100摩尔％时，所述单体单元(a-2)的含有比率为1～30摩尔％。
3.根据权利要求1或2所述的滤色器用着色组合物，其特征在于，所述单体单元(a-2)为源自含氨基的烯属不饱和化合物的单元。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的滤色器用着色组合物，其特征在于，所述单体单元(a-3)包含选自环氧基、氧杂环丁烷基、封闭异氰酸酯基、乙烯基及(甲基)丙烯酰氧基中的至少1种官能团。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的滤色器用着色组合物，其特征在于，所述单体单元(a-1)的酸基为羧基，所述共聚物(A)的重均分子量为1000～50000，所述共聚物(A)的酸值为20～300KOHmg/g。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的滤色器用着色组合物，其特征在于，将单体单元(a-1)、单体单元(a-2)及单体单元(a-3)的合计设为100摩尔％时，单体单元(a-1)的含有比率为10～50摩尔％，单体单元(a-3)的含有比率为35～95摩尔％。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的滤色器用着色组合物，其特征在于，将滤色器用着色组合物中的除溶剂(B)外的所有成分的总量设为100质量份时，共聚物(A)为5～80质量份，溶剂(B)的配合量为30～1000质量份，反应性稀释剂(C)的配合量为10～90质量份，光聚合性引发剂(D)的配合量为0.1～30质量份，着色剂(E)的配合量为5～80质量份。
8.一种滤色器，其特征在于，具有由权利要求1～7中任一项所述的滤色器用着色组合物形成的着色图案。
9.一种图像显示元件，其特征在于，具备权利要求8所述的滤色器。
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