JP2008233799A - 着色層形成用感放射線性組成物、カラーフィルタおよび液晶表示素子 - Google Patents
着色層形成用感放射線性組成物、カラーフィルタおよび液晶表示素子 Download PDFInfo
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Abstract
【課題】水現像可能で、現像液のアルカリ濃度の管理が不要であり、また、現像後の廃液の中和処理も不要となる着色層形成用感放射線性組成物を提供すること。
【解決手段】（Ａ）着色剤、（Ｂ）下記式（１）で表される構成単位を有する重合体、
（式（１）中、Ｒ1 は水素原子またはメチル基であり、Ｒ2 は炭素数１〜５のアルキル基である。）（Ｃ）多官能性（メタ）アクリレート、および（Ｄ）光重合開始剤を含有することを特徴とする着色層形成用感放射線性組成物。
【選択図】なし
【解決手段】（Ａ）着色剤、（Ｂ）下記式（１）で表される構成単位を有する重合体、
（式（１）中、Ｒ1 は水素原子またはメチル基であり、Ｒ2 は炭素数１〜５のアルキル基である。）（Ｃ）多官能性（メタ）アクリレート、および（Ｄ）光重合開始剤を含有することを特徴とする着色層形成用感放射線性組成物。
【選択図】なし
Description
本発明は、着色層形成用感放射線性組成物、カラーフィルタおよび液晶表示素子に関わり、より詳しくは、透過型あるいは反射型のカラー液晶表示装置、カラー撮像管素子等に用いられるカラーフィルタに有用な着色層の形成に用いられる感放射線性組成物、当該感放射線性組成物から形成された着色層を有するカラーフィルタ、並びに当該カラーフィルタを具備する液晶表示素子に関する。
近年、液晶表示素子は、フラットディスプレイパネルとして、テレビ、カーナビ等広く用いられている。
液晶表示素子の表示不良として、焼きつき、ちらつき、白ムラ等が挙げられる。これらの表示不良は、液晶の配向不良、液晶に印加される電圧変化、等に起因して発生する。これらの不良を抑制するために、液晶組成物、配向膜組成物の開発等が行われている。（例えば、特許文献１、特許文献２参照）
また、液晶の配向不良、液晶に印加される電圧変化が発生する原因として、液晶中のイオン性物質が挙げられ、この液晶中のイオン性物質を低減するために、液晶の精製、イオン性物質の混入の抑制等が検討されている。（例えば、特許文献３、特許文献４参照）
上述のように、焼きつき、ちらつき、白ムラの表示不良を改善するために広く検討が行われているが、近年、液晶表示素子が高品位を要求されるテレビ用途として使用されることもあり、更なる改善が強く求められている。
一方、液晶表示素子のカラーフィルタを製造する方法としては、基板上あるいは予め所望のパターンの遮光層を形成した基板上に、着色感放射線性組成物を塗布して乾燥したのち、乾燥塗膜を所望のパターン形状に放射線を照射（以下、「露光」という。）し、現像することにより、各色の画素を得る方法（例えば、特許文献５、特許文献６参照。）が現在、主流として用いられている。
しかし、パターン形成の際の現像にはアルカリ等のイオン性現像液が用いられ、また、着色感放射線性組成物には、アルカリ現像液に可溶とするために、カルボン酸、スルホン酸等のイオン性物質が含有されている。上述した表示不良を改善していくためには、イオン性の現像液の使用、イオン性物質を含有した着色感放射線性組成物は好ましくない。そのため、水現像可能であり、また、イオン性物質を含有しない着色感放射線性組成物が望まれる。
加えて、水現像になることで、現像液のアルカリ濃度の管理が不要となり、また、現像後の廃液の中和処理も不要となる利点が挙げられる。
加えて、水現像になることで、現像液のアルカリ濃度の管理が不要となり、また、現像後の廃液の中和処理も不要となる利点が挙げられる。
本発明は、水現像可能な着色層形成用感放射線性組成物を提供することにある。
本発明に係る着色層形成用感放射線性組成物は、
（Ａ）着色剤、
（Ｂ）下記式（１）で表される構成単位を有する重合体、
（Ａ）着色剤、
（Ｂ）下記式（１）で表される構成単位を有する重合体、
（Ｃ）多官能性（メタ）アクリレート、および
（Ｄ）光重合開始剤
を含有することを特徴とする。
本発明に係るカラーフィルタは、上記着色層形成用感放射線性組成物を用いて形成されることを特徴とする。
本発明に係る液晶表示素子は、上記着色層形成用感放射線性組成物を用いて形成されたカラーフィルタを備えることを特徴とする。
本発明によれば、水現像可能な着色層形成用感放射線性組成物を得ることができる。
以下、本発明に係る着色層形成用感放射線性組成物、該組成物から得られるカラーフィルタおよび該カラーフィルタを具備する液晶表示素子について詳細に説明する。
＜着色層形成用感放射線性組成物＞
本発明の着色層形成用感放射線性組成物は、（Ａ）着色剤、（Ｂ）特定の構成単位を有する重合体、（Ｃ）多官能性（メタ）アクリレートおよび（Ｄ）光重合開始剤を含有してなる。
＜着色層形成用感放射線性組成物＞
本発明の着色層形成用感放射線性組成物は、（Ａ）着色剤、（Ｂ）特定の構成単位を有する重合体、（Ｃ）多官能性（メタ）アクリレートおよび（Ｄ）光重合開始剤を含有してなる。
着色層形成用感放射線性組成物
−〔Ａ〕着色剤−
本発明における着色剤は、色調が特に限定されるものではなく、得られるカラーフィルタの用途に応じて適宜選定され、顔料、染料あるいは天然色素の何れでもよい。
カラーフィルタには高精細な発色と耐熱性が求められることから、本発明における着色剤としては、発色性が高く、かつ耐熱性の高い着色剤、特に耐熱分解性の高い着色剤が好ましく、通常、有機顔料あるいは無機顔料が用いられ、特に好ましくは、有機顔料、カーボンブラックが用いられる。
前記有機顔料としては、例えば、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、具体的には、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。
−〔Ａ〕着色剤−
本発明における着色剤は、色調が特に限定されるものではなく、得られるカラーフィルタの用途に応じて適宜選定され、顔料、染料あるいは天然色素の何れでもよい。
カラーフィルタには高精細な発色と耐熱性が求められることから、本発明における着色剤としては、発色性が高く、かつ耐熱性の高い着色剤、特に耐熱分解性の高い着色剤が好ましく、通常、有機顔料あるいは無機顔料が用いられ、特に好ましくは、有機顔料、カーボンブラックが用いられる。
前記有機顔料としては、例えば、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、具体的には、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。
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１３、C.I.ピグメントイエロー１４、C.I.ピグメントイエロー１５、C.I.ピグメントイエロー１６、C.I.ピグメントイエロー１７、C.I.ピグメントイエロー２０、C.I.ピグメントイエロー２４、C.I.ピグメントイエロー３１、C.I.ピグメントイエロー５５、C.I.ピグメントイエロー６０、C.I.ピグメントイエロー６１、C.I.ピグメントイエロー６５、C.I.ピグメントイエロー７１、C.I.ピグメントイエロー７３、C.I.ピグメントイエロー７４、C.I.ピグメントイエロー８１、C.I.ピグメントイエロー８３、C.I.ピグメントイエロー９３、C.I.ピグメントイエロー９５、C.I.ピグメントイエロー９７、C.I.ピグメントイエロー９８、C.I.ピグメントイエロー１００、C.I.ピグメントイエロー１０１、C.I.ピグメントイエロー１０４、C.I.ピグメントイエロー１０６、C.I.ピグメントイエロー１０８、C.I.ピグメントイエロー１０９、C.I.ピグメントイエロー１１０、C.I.ピグメントイエロー１１３、C.I.ピグメントイエロー１１４、C.I.ピグメントイエロー１１６、C.I.ピグメントイエロー１１７、C.I.ピグメントイエロー１１９、C.I.ピグメントイエロー１２０、C.I.ピグメントイエロー１２６、C.I.ピグメントイエロー１２７、C.I.ピグメントイエロー１２８、C.I.ピグメントイエロー１２９、C.I.ピグメントイエロー１３８、C.I.ピグメントイエロー１３９、C.I.ピグメントイエロー１５０、C.I.ピグメントイエロー１５１、C.I.ピグメントイエロー１５２、C.I.ピグメントイエロー１５３、C.I.ピグメントイエロー１５４、C.I.ピグメントイエロー１５５、C.I.ピグメントイエロー１５６、C.I.ピグメントイエロー１６６、C.I.ピグメントイエロー１６８、C.I.ピグメントイエロー１７５、C.I.ピグメントイエロー１８０、C.I.ピグメントイエロー１８５；
C.I.ピグメントオレンジ１、C.I.ピグメントオレンジ５、C.I.ピグメントオレンジ１３、C.I.ピグメントオレンジ１４、C.I.ピグメントオレンジ１６、C.I.ピグメントオレンジ１７、C.I.ピグメントオレンジ２４、C.I.ピグメントオレンジ３４、C.I.ピグメントオレンジ３６、C.I.ピグメントオレンジ３８、C.I.ピグメントオレンジ４０、C.I.ピグメントオレンジ４３、C.I.ピグメントオレンジ４６、C.I.ピグメントオレンジ４９、C.I.ピグメントオレンジ５１、C.I.ピグメントオレンジ６１、C.I.ピグメントオレンジ６３、C.I.ピグメントオレンジ６４、C.I.ピグメントオレンジ７１、C.I.ピグメントオレンジ７３；
C.I.ピグメントバイオレット１、C.I.ピグメントバイオレット１９、C.I.ピグメントバイオレット２３、C.I.ピグメントバイオレット２９、C.I.ピグメントバイオレット３２、C.I.ピグメントバイオレット３６、C.I.ピグメントバイオレット３８；
C.I.ピグメントバイオレット１、C.I.ピグメントバイオレット１９、C.I.ピグメントバイオレット２３、C.I.ピグメントバイオレット２９、C.I.ピグメントバイオレット３２、C.I.ピグメントバイオレット３６、C.I.ピグメントバイオレット３８；
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４、C.I.ピグメントレッド５、C.I.ピグメントレッド６、C.I.ピグメントレッド７、C.I.ピグメントレッド８、C.I.ピグメントレッド９、C.I.ピグメントレッド１０、C.I.ピグメントレッド１１、C.I.ピグメントレッド１２、C.I.ピグメントレッド１４、C.I.ピグメントレッド１５、C.I.ピグメントレッド１６、C.I.ピグメントレッド１７、C.I.ピグメントレッド１８、C.I.ピグメントレッド１９、C.I.ピグメントレッド２１、C.I.ピグメントレッド２２、C.I.ピグメントレッド２３、C.I.ピグメントレッド３０、C.I.ピグメントレッド３１、C.I.ピグメントレッド３２、C.I.ピグメントレッド３７、C.I.ピグメントレッド３８、C.I.ピグメントレッド４０、C.I.ピグメントレッド４１、C.I.ピグメントレッド４２、C.I.ピグメントレッド４８：１、C.I.ピグメントレッド４８：２、C.I.ピグメントレッド４８：３、C.I.ピグメントレッド４８：４、C.I.ピグメントレッド４９：１、C.I.ピグメントレッド４９：２、C.I.ピグメントレッド５０：１、C.I.ピグメントレッド５２：１、C.I.ピグメントレッド５３：１、C.I.ピグメントレッド５７、C.I.ピグメントレッド５７：１、C.I.ピグメントレッド５７：２、C.I.ピグメントレッド５８：２、C.I.ピグメントレッド５８：４、C.I.ピグメントレッド６０：１、C.I.ピグメントレッド６３：１、C.I.ピグメントレッド６３：２、C.I.ピグメントレッド６４：１、C.I.ピグメントレッド８１：１、C.I.ピグメントレッド８３、C.I.ピグメントレッド８８、C.I.ピグメントレッド９０：１、C.I.ピグメントレッド９７、
C.I.ピグメントレッド１０１、C.I.ピグメントレッド１０２、C.I.ピグメントレッド１０４、C.I.ピグメントレッド１０５、C.I.ピグメントレッド１０６、C.I.ピグメントレッド１０８、C.I.ピグメントレッド１１２、C.I.ピグメントレッド１１３、C.I.ピグメントレッド１１４、C.I.ピグメントレッド１２２、C.I.ピグメントレッド１２３、C.I.ピグメントレッド１４４、C.I.ピグメントレッド１４６、C.I.ピグメントレッド１４９、C.I.ピグメントレッド１５０、C.I.ピグメントレッド１５１、C.I.ピグメントレッド１６６、C.I.ピグメントレッド１６８、C.I.ピグメントレッド１７０、C.I.ピグメントレッド１７１、C.I.ピグメントレッド１７２、C.I.ピグメントレッド１７４、C.I.ピグメントレッド１７５、C.I.ピグメントレッド１７６、C.I.ピグメントレッド１７７、C.I.ピグメントレッド１７８、C.I.ピグメントレッド１７９、C.I.ピグメントレッド１８０、C.I.ピグメントレッド１８５、C.I.ピグメントレッド１８７、C.I.ピグメントレッド１８８、C.I.ピグメントレッド１９０、C.I.ピグメントレッド１９３、C.I.ピグメントレッド１９４、C.I.ピグメントレッド２０２、C.I.ピグメントレッド２０６、C.I.ピグメントレッド２０７、C.I.ピグメントレッド２０８、C.I.ピグメントレッド２０９、C.I.ピグメントレッド２１５、C.I.ピグメントレッド２１６、C.I.ピグメントレッド２２０、C.I.ピグメントレッド２２４、C.I.ピグメントレッド２２６、C.I.ピグメントレッド２４２、C.I.ピグメントレッド２４３、C.I.ピグメントレッド２４５、C.I.ピグメントレッド２５４、C.I.ピグメントレッド２５５、C.I.ピグメントレッド２６４、C.I.ピグメントレッド２６５；
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、C.I.ピグメントブルー６０、C.I.ピグメントブルー７６；
C.I.ピグメントグリーン７、C.I.ピグメントグリーン３６；
C.I.ピグメントブラウン２３、C.I.ピグメントブラウン２５；
C.I.ピグメントブラック１、C.I.ピグメントブラック７。
これらの有機顔料は、例えば、硫酸再結晶法、溶剤洗浄法や、これらの組み合わせ等により精製して使用することができる。
C.I.ピグメントグリーン７、C.I.ピグメントグリーン３６；
C.I.ピグメントブラウン２３、C.I.ピグメントブラウン２５；
C.I.ピグメントブラック１、C.I.ピグメントブラック７。
これらの有機顔料は、例えば、硫酸再結晶法、溶剤洗浄法や、これらの組み合わせ等により精製して使用することができる。
また、無機顔料としては、例えば、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。
本発明において、前記有機顔料および無機顔料は、それぞれ単独でまたは２種以上を混合して使用することができ、また有機顔料と無機顔料とを併用することができるが、画素を形成する際には、好ましくは１種以上の有機顔料が使用され、またブラックマトリックスを形成する際には、好ましくは２種以上の有機顔料および／またはカーボンブラックが使用される。
本発明においては、前記各顔料は、所望により、その粒子表面をポリマーで改質して使用することができる。顔料の粒子表面を改質するポリマーとしては、例えば、特許文献３等に記載されたポリマーや、市販の各種の顔料分散用のポリマーまたはオリゴマー等を挙げることができる。
本発明においては、前記各顔料は、所望により、その粒子表面をポリマーで改質して使用することができる。顔料の粒子表面を改質するポリマーとしては、例えば、特許文献３等に記載されたポリマーや、市販の各種の顔料分散用のポリマーまたはオリゴマー等を挙げることができる。
また、本発明において、着色剤は、所望により、分散剤と共に使用することができる。 前記分散剤としては、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挙げることができる。
前記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 ｎ−オクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレン ｎ−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；ポリエチレンイミン類等のほか、以下商品名で、ＫＰ（信越化学工業（株）製）、ポリフロー（共栄社化学（株）製）、エフトップ（トーケムプロダクツ社製）、メガファック（大日本インキ化学工業（株）製）、フロラード（住友スリーエム（株）製）、アサヒガード、サーフロン（以上、旭硝子（株）製）、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ（ビックケミー・ジャパン（株）製）、ソルスパース（セネカ（株）製）等を挙げることができる。
これらの界面活性剤は、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。
界面活性剤の使用量は、着色剤１００重量部に対して、通常、５０重量部以下、好ましくは０〜３０重量部である。
前記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 ｎ−オクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレン ｎ−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；ポリエチレンイミン類等のほか、以下商品名で、ＫＰ（信越化学工業（株）製）、ポリフロー（共栄社化学（株）製）、エフトップ（トーケムプロダクツ社製）、メガファック（大日本インキ化学工業（株）製）、フロラード（住友スリーエム（株）製）、アサヒガード、サーフロン（以上、旭硝子（株）製）、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ（ビックケミー・ジャパン（株）製）、ソルスパース（セネカ（株）製）等を挙げることができる。
これらの界面活性剤は、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。
界面活性剤の使用量は、着色剤１００重量部に対して、通常、５０重量部以下、好ましくは０〜３０重量部である。
本発明において、着色層形成用感放射線性組成物は、適宜の方法により調製することができるが、着色剤として顔料を用いる場合、顔料を溶媒中、分散剤の存在下で、場合によりアルカリ可溶性樹脂と共に、例えばビーズミル、ロールミル等を用いて、粉砕しつつ混合・分散して顔料分散液とし、これを、後述する〔Ｂ〕〜〔Ｄ〕成分等と混合することにより調製することが好ましい。
顔料分散液を調製する際の分散剤の使用量は、顔料１００重量部に対して、通常、１００重量部以下、好ましくは０．５〜１００重量部、さらに好ましくは１〜７０重量部、特に好ましくは１０〜５０重量部である。この場合、分散剤の使用量が１００重量部を超えると、現像性等が損なわれるおそれがある。
また、顔料分散液を調製する際に使用される溶媒としては、例えば、後述する液状組成物の調製に使用される溶媒と同様のものを挙げることができる。
顔料分散液を調製する際の溶媒の使用量は、顔料１００重量部に対して、通常、１００〜１，０００重量部、好ましくは２００〜７００重量部である。
また、顔料分散液を調製する際に使用される溶媒としては、例えば、後述する液状組成物の調製に使用される溶媒と同様のものを挙げることができる。
顔料分散液を調製する際の溶媒の使用量は、顔料１００重量部に対して、通常、１００〜１，０００重量部、好ましくは２００〜７００重量部である。
（Ｂ）重合体
本発明で用いられる重合体（Ｂ）は、下記式（１）で表される構成単位（以下「構成単位（１）」ともいう）を有する水溶性重合体であり、結着樹脂としての役割を有する。なお、本発明における「水溶性」とは、後述する本発明のカラーフィルタの製造方法における現像工程によって、目的とする現像処理が遂行される程度に溶解性を有する性質をいう。
本発明で用いられる重合体（Ｂ）は、下記式（１）で表される構成単位（以下「構成単位（１）」ともいう）を有する水溶性重合体であり、結着樹脂としての役割を有する。なお、本発明における「水溶性」とは、後述する本発明のカラーフィルタの製造方法における現像工程によって、目的とする現像処理が遂行される程度に溶解性を有する性質をいう。
上記式（１）中、Ｒ1は水素原子またはメチル基であり、Ｒ2は炭素数１〜５のアルキル基であり、たとえば、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、ｉ−プロピル基、ｎ−ブチル基、ｉ−ブチル基、ｔ−ブチル基などが挙げられ、特にメチル基が好ましい。また、ｍおよびｎは１〜５の整数、好ましくは１〜３の整数であり、かつ、ｍ≠ｎであり、ａは１〜１００の整数、好ましくは１〜２０の整数であり、ｂは０〜１００の整数、好ましくは０〜２０の整数である。
重合体（Ｂ）における上記構成単位（１）の含有量は、特に制限されないが、好ましくは２０〜９９．９モル％、より好ましくは２５〜９０モル％、特に好ましくは３０〜８０モル％である。
上記のような重合体（Ｂ）を用いることにより、水現像可能な着色層形成用感放射線性組成物が得られる。
上記構成単位（１）を有する重合体（Ｂ）は、下記式（２）で表される化合物を（共）重合させることにより得られる。
上記構成単位（１）を有する重合体（Ｂ）は、下記式（２）で表される化合物を（共）重合させることにより得られる。
式（２）中、Ｒ1 は水素原子またはメチル基であり、Ｒ2 は炭素数１〜５のアルキル基であり、ｍおよびｎは１〜５の整数、かつ、ｍ≠ｎであり、ａは１〜１００の整数であり、ｂは０〜１００の整数である。
上記式（２）で表される化合物としては、
メトキシポリエチレングリコールモノ（メタ）アクリレート（ｍ＝２、ｂ＝０）、
メトキシポリプロピレングリコールモノ（メタ）アクリレート（ｍ＝３、ｂ＝０）、
メトキシポリブチレングリコールモノ（メタ）アクリレート（ｍ＝４、ｂ＝０）、
メトキシポリ（エチレングリコール−プロピレングリコール）モノ（メタ）アクリレート（ｍ＝２、ｎ＝３）、および
メトキシポリ（プロピレングリコール−ブチレングリコール）モノ（メタ）アクリレート（ｍ＝３、ｎ＝４）などが挙げられる。これらの中では、メトキシポリエチレングリコールモノ（メタ）アクリレートが特に好ましい。
メトキシポリエチレングリコールモノ（メタ）アクリレート（ｍ＝２、ｂ＝０）、
メトキシポリプロピレングリコールモノ（メタ）アクリレート（ｍ＝３、ｂ＝０）、
メトキシポリブチレングリコールモノ（メタ）アクリレート（ｍ＝４、ｂ＝０）、
メトキシポリ（エチレングリコール−プロピレングリコール）モノ（メタ）アクリレート（ｍ＝２、ｎ＝３）、および
メトキシポリ（プロピレングリコール−ブチレングリコール）モノ（メタ）アクリレート（ｍ＝３、ｎ＝４）などが挙げられる。これらの中では、メトキシポリエチレングリコールモノ（メタ）アクリレートが特に好ましい。
上記化合物の市販品としては、日本油脂（株）製「ブレンマー」シリーズが挙げられ、特に「ブレンマーＰＭＥ−１００」、「同ＰＭＥ−２００」、「同ＰＭＥ−３５０」等が挙げられる。
本発明で用いられる重合体（Ｂ）における他の構成モノマーとしては、例えば、
（メタ）アクリル酸２−ヒドロキシエチル、（メタ）アクリル酸２−ヒドロキシプロピル、（メタ）アクリル酸３−ヒドロキシプロピルなどの水酸基含有モノマー類；
ｏ−ヒドロキシスチレン、ｍ−ヒドロキシスチレン、ｐ−ヒドロキシスチレン等のフェノール性水酸基含有モノマー類などのアクリレート類；
（メタ）アクリルアミド、Ｎ,Ｎ-ジメチルアクリルアミド、Ｎ,Ｎ-ジメチルアミノプロピルアクリルアミド、Ｎ,Ｎ-ジエチルアクリルアミド、Ｎ-イソプロピルアクリルアミド、
アクリロイルモルホリンなどのアミド基含有モノマー類；
メチル（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、ビニルアセテート、ビニルプロピオネート、ビニルブチレート、ビニルトリメチルアセテート、ビニルフェニルアセテート、Ｎ−ビニルピロリドンなどが挙げられる。
（メタ）アクリル酸２−ヒドロキシエチル、（メタ）アクリル酸２−ヒドロキシプロピル、（メタ）アクリル酸３−ヒドロキシプロピルなどの水酸基含有モノマー類；
ｏ−ヒドロキシスチレン、ｍ−ヒドロキシスチレン、ｐ−ヒドロキシスチレン等のフェノール性水酸基含有モノマー類などのアクリレート類；
（メタ）アクリルアミド、Ｎ,Ｎ-ジメチルアクリルアミド、Ｎ,Ｎ-ジメチルアミノプロピルアクリルアミド、Ｎ,Ｎ-ジエチルアクリルアミド、Ｎ-イソプロピルアクリルアミド、
アクリロイルモルホリンなどのアミド基含有モノマー類；
メチル（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、ビニルアセテート、ビニルプロピオネート、ビニルブチレート、ビニルトリメチルアセテート、ビニルフェニルアセテート、Ｎ−ビニルピロリドンなどが挙げられる。
上記他の構成モノマーの中では、水酸基含有モノマー類、フェノール性水酸基含有モノマー類およびアミド基含有モノマー類が好ましく、水酸基含有モノマー類およびアミド基含有モノマー類がより好ましく、特に水酸基含有モノマー類とアミド基含有モノマー類とを併用することが好ましい。
重合体（Ｂ）における上記他の構成モノマー由来の構成単位の含有量は、特に制限されないが、好ましくは０．１〜８０モル％、より好ましくは１０〜７５モル％、特に好ましくは２０〜７０モル％である。このような範囲で上記他の構成モノマー由来の構成単位を含有することにより、パターン密着性および解像性に優れた組成物を得ることができる。
他の構成モノマーとして水酸基含有モノマー類を用いる場合、当該モノマー由来の構成単位の含有量は、好ましくは４０モル％以下、より好ましくは１０〜３０モル％である。このような範囲で水酸基含有モノマー由来の構成単位を含有することにより、水現像性およびパターン密着性に優れた組成物を得ることができる。
また、他の構成モノマーとしてアミド基含有モノマー類を用いる場合、当該モノマー由来の構成単位の含有量は、好ましくは５０モル％以下、より好ましくは１０〜４０モル％である。このような範囲でアミド基含有モノマー由来の構成単位を含有することにより、水現像性および解像性に優れた組成物を得ることができる。
さらに、上記他の構成モノマーとして水酸基含有モノマー類とアミド基含有モノマー類とを併用する場合、水酸基含有モノマー由来の構成単位の含有量と、アミド基含有モノマー由来の構成単位の含有量とのモル比（水酸基：アミド基）は、１：５〜５：１、好ましくは１：４〜４：１、特に好ましくは１：３〜３：１である。このようなモル比で水酸基含有モノマー類とアミド基含有モノマー類とを併用することにより、水現像におけるパターン密着性および解像性に優れた組成物が得られる。
上記重合体（Ｂ）の重量平均分子量（Ｍｗ）は、好ましくは５，０００〜５，０００，０００、特に好ましくは１０，０００〜３００，０００である。Ｍｗが上記範囲にあることにより、パターニング性に優れる。なお、上記Ｍｗは、ＧＰＣ測定によるポリスチレン換算の重量平均分子量である。
本発明の組成物における上記重合体（Ｂ）の含有量は、上記着色剤１００重量部に対して、通常、１０〜１０００重量部、好ましくは２０〜５００重量部である。重合体（Ｂ）の含有量が１０重量部未満では、例えば、水現像性が低下したり、未露光部の基板上あるいは遮光層上に地汚れや膜残りが発生するおそれがあり、一方、１，０００重量部を超えると、相対的に着色剤濃度が低下するため、薄膜として目的とする色濃度を達成することが困難となるおそれがある。
なお、本発明の組成物には、結着樹脂として、本発明の効果が損なわれず、水現像が可能な範囲で、重合体（Ｂ）以外の重合体を併用してもよい。
（Ｃ）多官能性（メタ）アクリレート
本発明の組成物を構成する多官能性（メタ）アクリレート（Ｃ）は、露光により重合化されて、露光部分が現像液に不溶性または難溶性になる性質を有する。
本発明の組成物を構成する多官能性（メタ）アクリレート（Ｃ）は、露光により重合化されて、露光部分が現像液に不溶性または難溶性になる性質を有する。
本発明で用いられる多官能性（メタ）アクリレート（Ｃ）としては、たとえば、エチレングリコール、プロピレングリコールなどのアルキレングリコールのジ（メタ）アクリレート類；ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコールなどのポリアルキレングリコールのジ（メタ）アクリレート類；両末端ヒドロキシポリブタジエン、両末端ヒドロキシポリイソプレン、両末端ヒドロキシポリカプロラクトンなどの両末端ヒドロキシル化重合体のジ（メタ）アクリレート類；グリセリン、１，２，４−ブタントリオール、トリメチロールアルカン、テトラメチロールアルカン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトールなどの３価以上の多価アルコールのポリ（メタ）アクリレート類；３価以上の多価アルコールのポリアルキレングリコール付加物のポリ（メタ）アクリレート類；１，４−シクロヘキサンジオール、１，４−ベンゼンジオール類などの環式ポリオールのポリ（メタ）アクリレート類；ポリエステル（メタ）アクリレート、エポキシ（メタ）アクリレート、ウレタン（メタ）アクリレート、アルキド樹脂（メタ）アクリレート、シリコーン樹脂（メタ）アクリレート、スピラン樹脂（メタ）アクリレート等のオリゴ（メタ）アクリレート類などが挙げられる。これらは単独で用いても、２種以上を組み合わせて用いてもよい。上記多官能性（メタ）アクリレート（Ｃ）の分子量は１００〜２，０００であることが好ましい。
本発明の組成物における上記多官能性（メタ）アクリレート（Ｃ）の含有量は、上記重合体（Ｂ）１００重量部に対して、通常、５〜５００重量部、好ましくは２０〜３００重量部である。多官能性（メタ）アクリレートの含有量が５重量部未満では、着色層の強度や表面平滑性が低下する傾向があり、一方、５００重量部を超えると、例えば、水現像性が低下したり、未露光部の基板上あるいは遮光層上に地汚れ、膜残り等が発生しやすくなる傾向がある。
（Ｄ）光重合開始剤
本発明の組成物を構成する光重合開始剤（Ｄ）としては、ベンジル、ベンゾイン、ベンゾフェノン、カンファーキノン、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−オン、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、２，２−ジメトキシ−２−フェニルアセトフェノン、２−メチル−１−〔４−（メチルチオ）フェニル〕−２−モルフォリノ−１−プロパノン、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、１−［４−（２−ヒドロキシエトキシ）−フェニル］−２−ヒドロキシ−２−メチル−１−プロパン−１−オン、２，４，６−トリメチルベンゾイル−ジフェニル−ホスフィンオキサイドなどのカルボニル化合物；アゾイソブチロニトリル、４−アジドベンズアルデヒドなどのアゾ化合物あるいはアジド化合物；メルカプタンジスルフィドなどの有機硫黄化合物；ベンゾイルパーオキシド、ジ−ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシド、ｔｅｒｔ−ブチルハイドロパーオキシド、クメンハイドロパーオキシド、パラメタンハイドロパーオキシドなどの有機パーオキシド；１，３−ビス（トリクロロメチル）−５−（２’−クロロフェニル）−１，３，５−トリアジン、２−〔２−（２−フラニル）エチレニル〕−４，６−ビス（トリクロロメチル）−１，３，５−トリアジンなどのトリハロメタン類；２，２’−ビス（２−クロロフェニル）４，５，４’，５’−テトラフェニル１，２’−ビイミダゾールなどのイミダゾール二量体などを挙げることができる。
本発明の組成物を構成する光重合開始剤（Ｄ）としては、ベンジル、ベンゾイン、ベンゾフェノン、カンファーキノン、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−オン、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、２，２−ジメトキシ−２−フェニルアセトフェノン、２−メチル−１−〔４−（メチルチオ）フェニル〕−２−モルフォリノ−１−プロパノン、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、１−［４−（２−ヒドロキシエトキシ）−フェニル］−２−ヒドロキシ−２−メチル−１−プロパン−１−オン、２，４，６−トリメチルベンゾイル−ジフェニル−ホスフィンオキサイドなどのカルボニル化合物；アゾイソブチロニトリル、４−アジドベンズアルデヒドなどのアゾ化合物あるいはアジド化合物；メルカプタンジスルフィドなどの有機硫黄化合物；ベンゾイルパーオキシド、ジ−ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシド、ｔｅｒｔ−ブチルハイドロパーオキシド、クメンハイドロパーオキシド、パラメタンハイドロパーオキシドなどの有機パーオキシド；１，３−ビス（トリクロロメチル）−５−（２’−クロロフェニル）−１，３，５−トリアジン、２−〔２−（２−フラニル）エチレニル〕−４，６−ビス（トリクロロメチル）−１，３，５−トリアジンなどのトリハロメタン類；２，２’−ビス（２−クロロフェニル）４，５，４’，５’−テトラフェニル１，２’−ビイミダゾールなどのイミダゾール二量体などを挙げることができる。
上記光重合開始剤は１種単独で用いても、２種以上を組み合わせて用いてもよい。本発明の組成物における上記光重合開始剤（Ｄ）の含有量は、上記多官能性（メタ）アクリレート（Ｃ）１００重量部に対して、通常０．０１〜１００重量部、好ましくは１〜５０重量部である。光重合開始剤（Ｄ）の含有量が０．０１重量部未満では、露光による硬化が不十分となり、着色層パターンが所定の配列に従って配置されたカラーフィルタを得ることが困難となるおそれがあり、一方、８０重量部を超えると、形成された着色層が現像時に基板から脱落しやすくなる傾向がある。
（Ｅ）溶解促進剤
本発明の組成物は、後述する現像液への十分な溶解性を発現させる目的で、溶解促進剤（Ｅ）を含有することが好ましい。溶解促進剤（Ｅ）としては、界面活性剤が好ましく用いられる。このような界面活性剤としては、たとえば、フッ素系界面活性剤、シリコーン系界面活性剤、ノニオン系界面活性剤などが挙げられる。
本発明の組成物は、後述する現像液への十分な溶解性を発現させる目的で、溶解促進剤（Ｅ）を含有することが好ましい。溶解促進剤（Ｅ）としては、界面活性剤が好ましく用いられる。このような界面活性剤としては、たとえば、フッ素系界面活性剤、シリコーン系界面活性剤、ノニオン系界面活性剤などが挙げられる。
上記フッ素系界面活性剤としては、たとえば、ＢＭ ＣＨＩＭＩＥ社製「ＢＭ−１０００」、「ＢＭ−１１００」、大日本インキ化学工業（株）社製「メガファックＦ１４２Ｄ」、「同Ｆ１７２」、「同Ｆ１７３」、「同Ｆ１８３」、住友スリーエム（株）社製「フロラードＦＣ−１３５」、「同ＦＣ−１７０Ｃ」、「同ＦＣ−４３０」、「同ＦＣ−４３１」、旭硝子（株）社製「サーフロンＳ−１１２」、「同Ｓ−１１３」、「同Ｓ−１３１」、「同Ｓ−１４１」、「同Ｓ−１４５」、「同Ｓ−３８２」、「同ＳＣ−１０１」、「同ＳＣ−１０２」、「同ＳＣ−１０３」、「同ＳＣ−１０４」、「同ＳＣ−１０５」、「同ＳＣ−１０６」等の市販品を挙げることができる。
上記シリコーン系界面活性剤としては、たとえば、東レ・ダウコーニング・シリコーン（株）社製「ＳＨ−２８ＰＡ」、「ＳＨ−１９０」、「ＳＨ−１９３」、「ＳＺ−６０３２」、「ＳＦ−８４２８」、「ＤＣ−５７」、「ＤＣ−１９０」、信越化学工業（株）社製「ＫＰ３４１」、新秋田化成（株）社製「エフトップＥＦ３０１」、「同ＥＦ３０３」、「同ＥＦ３５２」等の市販品を挙げることができる。
上記ノニオン系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ジスチレン化フェニルエーテル、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リールエーテル類；ポリオキシエチレンジラウレート、ポリオキシエチレンジステアレートなどのポリオキシエチレンジアルキルエステル類などが挙げられる。
上記ノニオン系界面活性剤の市販品としては、例えば、花王（株）社製「エマルゲンA-60」、「A-90」、「A-500」、「B-66」、「PP-290」、共栄社化学（株）社製「（メタ）
アクリル酸系共重合体ポリフローＮｏ．５７」、「同Ｎｏ．９０」などを挙げることができる。
アクリル酸系共重合体ポリフローＮｏ．５７」、「同Ｎｏ．９０」などを挙げることができる。
上記界面活性剤の中では、現像時に未露光部の着色剤含有樹脂層の除去が容易であることから、ノニオン系界面活性剤、具体的にはポリオキシエチレンアリールエーテル類が好ましく、特に下記式（ｉ）で表される化合物が好ましい。
上記式（ｉ）中、Ｒ3は炭素数１〜５のアルキル基、好ましくはメチル基であり、ｐは
１〜５の整数であり、ｓは１〜５の整数、好ましくは２であり、ｔは１〜１００の整数、好ましくは１０〜２０の整数である。
１〜５の整数であり、ｓは１〜５の整数、好ましくは２であり、ｔは１〜１００の整数、好ましくは１０〜２０の整数である。
本発明の組成物における溶解促進剤（Ｅ）の含有量は、上記結着樹脂１００重量部に対して、好ましくは０．００１〜２０重量部、より好ましくは０．０１〜１５重量部、特に好ましくは０．１〜１０重量部である。溶解促進剤（Ｅ）の含有量が上記範囲にあることにより、現像液への溶解性に優れた組成物が得られる。
（Ｆ）その他の成分
本発明の着色層形成用感放射線性組成物は、前記（Ａ）〜（Ｄ）成分を必須成分とし、また、必要に応じて添加剤成分を含有するが、通常、溶剤を配合して液状組成物として調製される。溶媒としては、感放射線性組成物を構成する（Ａ）〜（Ｄ）成分や添加剤成分を分散または溶解し、かつこれらの成分と反応せず、適度の揮発性を有するものである限り、適宜に選択して使用することができる。
本発明の着色層形成用感放射線性組成物は、前記（Ａ）〜（Ｄ）成分を必須成分とし、また、必要に応じて添加剤成分を含有するが、通常、溶剤を配合して液状組成物として調製される。溶媒としては、感放射線性組成物を構成する（Ａ）〜（Ｄ）成分や添加剤成分を分散または溶解し、かつこれらの成分と反応せず、適度の揮発性を有するものである限り、適宜に選択して使用することができる。
本発明で用いられる溶剤としては、上記特性を有する溶剤であれば特に制限されないが、例えば、エーテル類、エステル類、エーテルエステル類、ケトン類、ケトンエステル類、アミド類、アミドエステル類、ラクタム類、ラクトン類、スルホキシド類、スルホン類、炭化水素類、ハロゲン化炭化水素類などが挙げられる。
より具体的には、テトラヒドロフラン、アニソール、ジオキサン、エチレングリコールモノアルキルエーテル類、ジエチレングリコールジアルキルエーテル類、プロピレングリコールモノアルキルエーテル類、プロピレングリコールジアルキルエーテル類、酢酸エステル類、ヒドロキシ酢酸エステル類、アルコキシ酢酸エステル類、プロピオン酸エステル類、ヒドロキシプロピオン酸エステル類、アルコキシプロピオン酸エステル類、乳酸エステル類、エチレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類、プロピレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類、アルコキシ酢酸エステル類、環式ケトン類、非環式ケトン類、アセト酢酸エステル類、ピルビン酸エステル類、Ｎ，Ｎ−ジアルキルホルムアミド類、Ｎ，Ｎ−ジアルキルアセトアミド類、Ｎ−アルキルピロリドン類、γ−ラクトン類、ジアルキルスルホキシド類、ジアルキルスルホン類、ターピネオール、Ｎ−メチル−２−ピロリドンなどが挙げられる。これらは単独で用いても、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
溶剤の含有量は、特に限定されるものではないが、得られる感放射線性組成物の塗布性、安定性等の観点から、当該組成物の溶剤を除いた各成分の合計濃度が、通常、５〜５０重量％、好ましくは１０〜４０重量％となる量が望ましい。
本発明の組成物には、さらに任意成分として、分散剤、可塑剤、現像促進剤、接着助剤、ハレーション防止剤、保存安定剤、消泡剤、酸化防止剤、フィラー等の各種添加剤が含有されていてもよい。
カラーフィルタ
本発明のカラーフィルタは、本発明の着色層形成用感放射線性組成物から形成された着色層を有するものである。
以下に、本発明のカラーフィルタを形成する方法について説明する。
まず、基板の表面上に、必要に応じて、画素を形成する部分を区画するように遮光層を形成し、この基板上に、例えば赤色の顔料が分散された感放射線性組成物の液状組成物を塗布したのち、プレベークを行って溶媒を蒸発させ、塗膜を形成する。次いで、この塗膜にフォトマスクを介して露光したのち、現像液を用いて現像して、塗膜の未露光部を溶解除去し、その後ポストベークすることにより、赤色の画素パターンが所定の配列で配置された画素アレイを形成する。
その後、緑色または青色の顔料が分散された各感放射線性組成物の液状組成物を用い、前記と同様にして、各液状組成物の塗布、プレベーク、露光、現像およびポストベークを行って、緑色の画素アレイおよび青色の画素アレイを同一基板上に順次形成することにより、赤色、緑色および青色の三原色の画素アレイが基板上に配置されたカラーフィルタを得る。但し、本発明においては、各色の画素を形成する順序は、前記のものに限定されない。
また、ブラックマトリックスは、本発明の着色層形成用感放射線性組成物を用い、前記画素の場合と同様にして形成することができる。
本発明のカラーフィルタは、本発明の着色層形成用感放射線性組成物から形成された着色層を有するものである。
以下に、本発明のカラーフィルタを形成する方法について説明する。
まず、基板の表面上に、必要に応じて、画素を形成する部分を区画するように遮光層を形成し、この基板上に、例えば赤色の顔料が分散された感放射線性組成物の液状組成物を塗布したのち、プレベークを行って溶媒を蒸発させ、塗膜を形成する。次いで、この塗膜にフォトマスクを介して露光したのち、現像液を用いて現像して、塗膜の未露光部を溶解除去し、その後ポストベークすることにより、赤色の画素パターンが所定の配列で配置された画素アレイを形成する。
その後、緑色または青色の顔料が分散された各感放射線性組成物の液状組成物を用い、前記と同様にして、各液状組成物の塗布、プレベーク、露光、現像およびポストベークを行って、緑色の画素アレイおよび青色の画素アレイを同一基板上に順次形成することにより、赤色、緑色および青色の三原色の画素アレイが基板上に配置されたカラーフィルタを得る。但し、本発明においては、各色の画素を形成する順序は、前記のものに限定されない。
また、ブラックマトリックスは、本発明の着色層形成用感放射線性組成物を用い、前記画素の場合と同様にして形成することができる。
画素および／またはブラックマトリックスを形成する際に使用される基板としては、例えば、ガラス、シリコン、ポリカーボネート、ポリエステル、芳香族ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリイミド等を挙げることができる。
また、これらの基板には、所望により、シランカップリング剤等による薬品処理、プラズマ処理、イオンプレーティング、スパッタリング、気相反応法、真空蒸着等の適宜の前処理を施しておくこともできる。
感放射線性組成物の液状組成物を基板に塗布する際には、スプレー法、ロールコート法、回転塗布法（スピンコート法）、スリットダイ塗布法、バー塗布法、インクジェット法等の適宜の塗布法を採用することができるが、特に、スピンコート法、スリットダイ塗布法等が好ましい。
塗布厚さは、乾燥後の膜厚として、通常、０．１〜１０μｍ、好ましくは０．２〜８．０μｍ、特に好ましくは０．２〜６．０μｍである。
また、これらの基板には、所望により、シランカップリング剤等による薬品処理、プラズマ処理、イオンプレーティング、スパッタリング、気相反応法、真空蒸着等の適宜の前処理を施しておくこともできる。
感放射線性組成物の液状組成物を基板に塗布する際には、スプレー法、ロールコート法、回転塗布法（スピンコート法）、スリットダイ塗布法、バー塗布法、インクジェット法等の適宜の塗布法を採用することができるが、特に、スピンコート法、スリットダイ塗布法等が好ましい。
塗布厚さは、乾燥後の膜厚として、通常、０．１〜１０μｍ、好ましくは０．２〜８．０μｍ、特に好ましくは０．２〜６．０μｍである。
画素および／またはブラックマトリックスを形成する際に使用される放射線としては、例えば、可視光線、紫外線、遠紫外線、電子線、Ｘ線等を使用することができるが、波長が１９０〜４５０ｎｍの範囲にある放射線が好ましい。
放射線の露光量は、好ましくは１０〜１０，０００Ｊ／ｍ2 である。
現像液としては、水、特に超純水が好適に用いられる。現像液には、例えばメタノール、エタノール等の水溶性有機溶剤や界面活性剤等を適量添加することもできる。
現像処理法としては、シャワー現像法、スプレー現像法、ディップ（浸漬）現像法、パドル（液盛り）現像法等を適用することができる。現像条件は、常温で５〜３００秒が好ましい。
放射線の露光量は、好ましくは１０〜１０，０００Ｊ／ｍ2 である。
現像液としては、水、特に超純水が好適に用いられる。現像液には、例えばメタノール、エタノール等の水溶性有機溶剤や界面活性剤等を適量添加することもできる。
現像処理法としては、シャワー現像法、スプレー現像法、ディップ（浸漬）現像法、パドル（液盛り）現像法等を適用することができる。現像条件は、常温で５〜３００秒が好ましい。
このようにして得られる本発明のカラーフィルタは、例えば、透過型あるいは反射型のカラー液晶表示装置、カラー撮像管素子、カラーセンサー等に極めて有用である。
液晶表示素子
本発明の液晶表示素子は、本発明のカラーフィルタを具備するものである。
また、本発明の液晶表示素子の１つの実施の形態として、本発明の着色層形成用感放射線性組成物を用いて、薄膜トランジスタ基板アレイ上に、前述したようにして画素および／またはブラックマトリックスを形成することにより、特に優れた特性を有する液晶表示素子を作製することができる。
本発明の液晶表示素子は、本発明のカラーフィルタを具備するものである。
また、本発明の液晶表示素子の１つの実施の形態として、本発明の着色層形成用感放射線性組成物を用いて、薄膜トランジスタ基板アレイ上に、前述したようにして画素および／またはブラックマトリックスを形成することにより、特に優れた特性を有する液晶表示素子を作製することができる。
本発明の着色層形成用感放射線性組成物は、アルカリ可溶性樹脂として、側鎖にエチレン性不飽和結合を有する〔Ｂ１〕重合体を含むものを用いることにより、顔料を高濃度で含む場合においても、現像時に未露光部の基板上および遮光層上に未溶解物が残存したり、画素パターンおよびブラックマトリックスパターンのエッジにスカムを生じたりすることがなく、しかも低露光量でもパターンエッジの欠けおよびアンダーカットのない良好な画素パターンおよびブラックマトリックスパターンを形成することができる。
さらに、本発明の着色層形成用感放射線性組成物を用いて形成された画素およびブラックマトリックスは、表面平滑性が高く、また基板との密着性も優れている。
したがって、本発明の着色層形成用感放射線性組成物は、電子工業分野における液晶表示素子用カラーフィルタを始めとする各種のカラーフィルタの製造に極めて好適に使用することができる。
さらに、本発明の着色層形成用感放射線性組成物を用いて形成された画素およびブラックマトリックスは、表面平滑性が高く、また基板との密着性も優れている。
したがって、本発明の着色層形成用感放射線性組成物は、電子工業分野における液晶表示素子用カラーフィルタを始めとする各種のカラーフィルタの製造に極めて好適に使用することができる。
〔実施例〕
以下、実施例に基づいて本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。なお、以下において「部」は「重量部」を示し、重量平均分子量（Ｍｗ）は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）を用いて以下の条件で測定したポリスチレン換算の重量平均分子量である。
以下、実施例に基づいて本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。なお、以下において「部」は「重量部」を示し、重量平均分子量（Ｍｗ）は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）を用いて以下の条件で測定したポリスチレン換算の重量平均分子量である。
（ＧＰＣ測定条件）
ＧＰＣ測定装置：東ソー株式会社製ＨＬＣ−８２２０ＧＰＣ
ＧＰＣカラム：東ソー株式会社製ＴＳＫｇｅｌＳｕｐｅｒＨＺＮ−Ｍ
測定溶媒：テトラヒドロフラン
ＧＰＣ測定装置：東ソー株式会社製ＨＬＣ−８２２０ＧＰＣ
ＧＰＣカラム：東ソー株式会社製ＴＳＫｇｅｌＳｕｐｅｒＨＺＮ−Ｍ
測定溶媒：テトラヒドロフラン
＜合成例１＞
メトキシポリエチレングリコールモノメタクリレート（日本油脂（株）製「ブレンマーＰＭＥ−１００」 式（２）で表されるｍ＝２、ａ＝２、ｂ＝０の化合物）８０ｍｏｌ、メチルメタクリレート１０ｍｏｌ、２−ヒドロキシプロピルメタクリレート１０ｍｏｌおよびＮ，Ｎ’−アゾビスイソブチロニトリル０．５部を、攪拌機付きオートクレーブに仕込み、窒素雰囲気下において室温で均一になるまで攪拌した。攪拌後、７０℃で３時間重合させ、さらにＮ，Ｎ’−アゾビスイソブチロニトリル０．２５部を加えて１時間重合し、７０℃で１時間重合反応を継続させた後、室温まで冷却してポリマー溶液を得た。得られたポリマー溶液は、重合率が１００％であり、このポリマー溶液から析出した共重合体〔樹脂（１）〕のＭｗは１６０，０００であった。
メトキシポリエチレングリコールモノメタクリレート（日本油脂（株）製「ブレンマーＰＭＥ−１００」 式（２）で表されるｍ＝２、ａ＝２、ｂ＝０の化合物）８０ｍｏｌ、メチルメタクリレート１０ｍｏｌ、２−ヒドロキシプロピルメタクリレート１０ｍｏｌおよびＮ，Ｎ’−アゾビスイソブチロニトリル０．５部を、攪拌機付きオートクレーブに仕込み、窒素雰囲気下において室温で均一になるまで攪拌した。攪拌後、７０℃で３時間重合させ、さらにＮ，Ｎ’−アゾビスイソブチロニトリル０．２５部を加えて１時間重合し、７０℃で１時間重合反応を継続させた後、室温まで冷却してポリマー溶液を得た。得られたポリマー溶液は、重合率が１００％であり、このポリマー溶液から析出した共重合体〔樹脂（１）〕のＭｗは１６０，０００であった。
＜合成例２＞
合成例１におけるモノマー組成を下記表１に示すモノマー組成に変更したこと以外は、合成例１と同様にして共重合体〔樹脂（２）〜（１０）〕を得た。なお、表１中、ＨＰＭＡは２−ヒドロキシプロピルメタクリレート、ＭＭＡはメチルメタクリレート、ＡＣＭＯはアクリロイルモルホリン、ＭＡｍはメタクリルアミド、ＤＭＡＡはＮ，Ｎ−ジメチルアクリルアミドである。
合成例１におけるモノマー組成を下記表１に示すモノマー組成に変更したこと以外は、合成例１と同様にして共重合体〔樹脂（２）〜（１０）〕を得た。なお、表１中、ＨＰＭＡは２−ヒドロキシプロピルメタクリレート、ＭＭＡはメチルメタクリレート、ＡＣＭＯはアクリロイルモルホリン、ＭＡｍはメタクリルアミド、ＤＭＡＡはＮ，Ｎ−ジメチルアクリルアミドである。
＜合成例３＞
合成例１にけるモノマー組成を、メチル−２−エチルヘキシルメタクリレート４０部、メタクリル酸２０部、ｎ−ブチルメタクリレート３０部、２−ヒドロキシプロピルメタクリレート１０部に変更したこと以外は、合成例１と同様にしてＭｗが１００，０００の共重合体〔樹脂（１１）〕を得た。
合成例１にけるモノマー組成を、メチル−２−エチルヘキシルメタクリレート４０部、メタクリル酸２０部、ｎ−ブチルメタクリレート３０部、２−ヒドロキシプロピルメタクリレート１０部に変更したこと以外は、合成例１と同様にしてＭｗが１００，０００の共重合体〔樹脂（１１）〕を得た。
顔料分散液の調製
調製例
（Ａ）着色剤としてＣ．Ｉ．ピグメントレッド２５４／Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１７７＝８０／２０（重量比）混合物２０部、分散剤としてＢＹＫ−２００１を５部（固形分換算）、溶媒としてプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート７５部を、ビーズミルにより処理して、顔料分散液（Ｒ）を調製した。
調製例
（Ａ）着色剤としてＣ．Ｉ．ピグメントレッド２５４／Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１７７＝８０／２０（重量比）混合物２０部、分散剤としてＢＹＫ−２００１を５部（固形分換算）、溶媒としてプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート７５部を、ビーズミルにより処理して、顔料分散液（Ｒ）を調製した。
実施例１
（Ａ）顔料分散液（Ｒ）１００部、（Ｂ）合成例１で得た樹脂（１）１５部、（Ｃ）多官能性単量体としてエチレンオキシド変成トリメチロールプロパントリアクリレート（東亞合成（株）製「アロニクスＭ−３６０」）１０部、（Ｄ）光重合開始剤として１−［４−（２−ヒドロキシエトキシ）−フェニル］−２−ヒドロキシ−２−メチル−１−プロパン−１−オン３部、溶媒としてプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートを混合して、固形分濃度２５％の液状組成物（Ｒ-1）を調製した。
（Ａ）顔料分散液（Ｒ）１００部、（Ｂ）合成例１で得た樹脂（１）１５部、（Ｃ）多官能性単量体としてエチレンオキシド変成トリメチロールプロパントリアクリレート（東亞合成（株）製「アロニクスＭ−３６０」）１０部、（Ｄ）光重合開始剤として１−［４−（２−ヒドロキシエトキシ）−フェニル］−２−ヒドロキシ−２−メチル−１−プロパン−１−オン３部、溶媒としてプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートを混合して、固形分濃度２５％の液状組成物（Ｒ-1）を調製した。
液状組成物（Ｒ-1）について、下記の手順にしたがって、パターンを形成して評価を行った。
パターンの形成
液状組成物（Ｒ-1）を、ガラス基板の表面上に、スピンコーターを用いて塗布したのち、９０℃で２分間プレベークを行って、膜厚２μｍの塗膜を形成した。次いで、基板を室温に冷却したのち、高圧水銀ランプを用い、フォトマスク（スリット幅９０μｍ）を介して、塗膜に３６５ｎｍ、４０５ｎｍおよび４３６ｎｍの各波長を含む紫外線を露光した。このときの露光量は４００Ｊ／ｍ2 に設定した。その後、超純水を用い、温度２３℃、シャワー圧０．１ＭＰａの条件でシャワー水現像を行った。その後、風乾したのち、２２０℃のクリーンオーブン内で３０分間ポストベークを行なって、基板上に赤色のストライプ状画素パターンが配列された画素アレイを形成した。
パターンの形成
液状組成物（Ｒ-1）を、ガラス基板の表面上に、スピンコーターを用いて塗布したのち、９０℃で２分間プレベークを行って、膜厚２μｍの塗膜を形成した。次いで、基板を室温に冷却したのち、高圧水銀ランプを用い、フォトマスク（スリット幅９０μｍ）を介して、塗膜に３６５ｎｍ、４０５ｎｍおよび４３６ｎｍの各波長を含む紫外線を露光した。このときの露光量は４００Ｊ／ｍ2 に設定した。その後、超純水を用い、温度２３℃、シャワー圧０．１ＭＰａの条件でシャワー水現像を行った。その後、風乾したのち、２２０℃のクリーンオーブン内で３０分間ポストベークを行なって、基板上に赤色のストライプ状画素パターンが配列された画素アレイを形成した。
基板上の画素アレイを光学顕微鏡にて観察したところ、未露光部の塗膜は現像にて除去され、かつ露光部の画素パターンには剥がれ、欠けは認められなかった。
また、画素パターンの断面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）にて観察したところ、アンダーカットは認められなかった。
また、画素パターンの断面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）にて観察したところ、アンダーカットは認められなかった。
＜実施例２〜１０＞
（Ｂ）重合体を樹脂２〜１０に変更したこと以外は、実施例１と同様にして赤色着色の液状組成物を得た。次いで、該組成物を用いて、実施例１と同様に超純水にて現像、評価を行った。
（Ｂ）重合体を樹脂２〜１０に変更したこと以外は、実施例１と同様にして赤色着色の液状組成物を得た。次いで、該組成物を用いて、実施例１と同様に超純水にて現像、評価を行った。
実施例２〜１０で得られた基板上の画素アレイを光学顕微鏡にて観察したところ、未露光部の塗膜は現像にて除去され、かつ露光部の画素パターンには剥がれ、欠けは認められなかった。
また、画素パターンの断面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）にて観察したところ、アンダーカットは認められなかった。
また、画素パターンの断面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）にて観察したところ、アンダーカットは認められなかった。
＜比較例＞
（Ｂ）重合体を樹脂１１に変更したこと以外は、実施例１と同様にして赤色着色の液状組成物を得た。次いで、該組成物を用いて、実施例１と同様に超純水にて現像、評価を行った。
（Ｂ）重合体を樹脂１１に変更したこと以外は、実施例１と同様にして赤色着色の液状組成物を得た。次いで、該組成物を用いて、実施例１と同様に超純水にて現像、評価を行った。
得られた基板上を光学顕微鏡にて観察したところ、未露光部の塗膜は除去されておらず、画素パターンが形成できていなかった。
Claims (8)
- （Ａ）着色剤、
（Ｂ）下記式（１）で表される構成単位を有する重合体、
（Ｃ）多官能性（メタ）アクリレート、および
（Ｄ）光重合開始剤
を含有することを特徴とする着色層形成用感放射線性組成物。 - さらに（Ｅ）溶解促進剤を含有することを特徴とする請求項１に記載の着色層形成用感放射線性組成物。
- 前記溶解促進剤（Ｅ）がポリオキシエチレンアリールエーテル類であることを特徴とする請求項２に記載の着色層形成用感放射線性組成物。
- 前記重合体（Ｂ）が、さらにアミド基含有モノマー由来の構成単位を有することを特徴とする請求項１に記載の着色層形成用感放射線性組成物。
- 前記重合体（Ｂ）が、さらに水酸基含有モノマー由来の構成単位を有することを特徴とする請求項１に記載の着色層形成用感放射線性組成物。
- 前記重合体（Ｂ）が、さらにアミド基含有モノマー由来の構成単位と、水酸基含有モノマー由来の構成単位とを有することを特徴とする請求項１に記載の着色層形成用感放射線性組成物。
- 請求項１に記載の着色層形成用感放射線性組成物から形成された着色層を有するカラーフィルタ。
- 請求項２に記載のカラーフィルタを具備してなる液晶表示素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2007077101A JP2008233799A (ja) | 2007-03-23 | 2007-03-23 | 着色層形成用感放射線性組成物、カラーフィルタおよび液晶表示素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2007077101A JP2008233799A (ja) | 2007-03-23 | 2007-03-23 | 着色層形成用感放射線性組成物、カラーフィルタおよび液晶表示素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2008233799A true JP2008233799A (ja) | 2008-10-02 |
Family
ID=39906617
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2007077101A Pending JP2008233799A (ja) | 2007-03-23 | 2007-03-23 | 着色層形成用感放射線性組成物、カラーフィルタおよび液晶表示素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2008233799A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010049069A (ja) * | 2008-08-22 | 2010-03-04 | Toppan Printing Co Ltd | 感光性着色組成物及びそれを用いた液晶表示装置用カラーフィルタ |
| US9356084B2 (en) | 2013-05-31 | 2016-05-31 | Japan Display Inc. | Display device and method of manufacturing the same |
-
2007
- 2007-03-23 JP JP2007077101A patent/JP2008233799A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US9666832B2 (en) | 2013-05-31 | 2017-05-30 | Japan Display Inc. | Display device and method of manufacturing the same |
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