JP2012220759A - 感光性着色組成物及びそれを用いたカラーフィルタ、液晶表示装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】高感度で、パターン露光時での昇華物の発生が少ない、さらには長期保存安定性に優れた感光性着色組成物から形成されるカラーフィルタ、およびこれを用いた液晶表示装置を提供することを目的とする。
【解決手段】少なくとも顔料（Ａ）、透明樹脂（Ｂ）、光重合性化合物（Ｃ）、光重合開始剤（Ｄ）、連鎖移動剤（Ｅ）からなる感光性着色組成物であって、光重合性化合物（Ｃ）に対する光重合開始剤（Ｄ）の重量比率が０．０５〜０．２０で、且つ、光重合開始剤（Ｄ）に対する連鎖移動剤（Ｅ）の重量比率が０．９〜１．５０であることを特徴とする感光性着色組成物である。
【選択図】 図１
【解決手段】少なくとも顔料（Ａ）、透明樹脂（Ｂ）、光重合性化合物（Ｃ）、光重合開始剤（Ｄ）、連鎖移動剤（Ｅ）からなる感光性着色組成物であって、光重合性化合物（Ｃ）に対する光重合開始剤（Ｄ）の重量比率が０．０５〜０．２０で、且つ、光重合開始剤（Ｄ）に対する連鎖移動剤（Ｅ）の重量比率が０．９〜１．５０であることを特徴とする感光性着色組成物である。
【選択図】 図１
Description
本発明は、カラーフィルタ用感光性着色組成物に関するもので、カラーフィルタ製造における露光工程で発生する光昇華物が少ない感光性着色組成物に関する。
近年、カラー液晶表示装置は、その省エネルギーであり且つ省スペースであるという特徴のため、カーナビゲーションシステム、ラップトップコンピュータ、デスクトップコンピュータ用モニタ及びカラーテレビジョン受像機、携帯電話、モバイルゲーム機などに搭載され、大きな市場を形成するに至っており、従来のＣＲＴ表示装置に代わるものとして今後も増加傾向にある。
カラー液晶表示装置の主要構成部材であるカラーフィルタは、一般的に、画素領域を画定するブラックマトリックス（ＢＭ）と呼ばれる遮光部と、該画素領域に配置された着色層をガラスやプラスチックといった光透過性の基板上に形成させたものである。
ＢＭは、着色層画定領域が複数のマトリックス状に配置されている、カーボンブラックなどの遮光材を含有する樹脂層であり、着色層は、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の何れかの色の画素を構成する顔料または染料を含有する樹脂層である。
着色層を形成する方法としては、感光性の着色組成物を、ＢＭを形成させた基板上に塗布して感光層を形成、フォトマスクを用いてパターン露光する。次いで未露光部を現像によって除去し、その後、必要によって加熱などの処理を行うことで当該パターンに対応した着色組成物の硬化膜を形成させるフォトリソグラフィー方式が主流となっている。
カラーフィルタには、高輝度、高コントラスト、色再現域向上といった性能以外にも低コスト化が強く求められており、前記記載のフォトリソグラフィー方式における露光工程の時間短縮、生産性向上として感光性着色組成物の高感度化が進められている。その方法として、透明樹脂、光重合性モノマー、光重合開始剤の種類、含有割合、含有量の最適化があるが、さらなる感度向上手法として光重合反応を促進するため連鎖移動剤であるチオール化合物が用いられている（特許文献１，２）。
しかしながら上記手法では、カラーフィルタ製造時のパターン露光工程で発生した昇華物がマスクに付着し開口部を覆ってしまうことで、目的のパターン形状を作製できなくなる場合がある。一度マスクが汚れてしまうとカラーフィルタ製造ラインを止めて、マスク洗浄を行う必要があり、製造効率の低下やコストの増加につながる。また、チオール化合物を加えることで経時によって粘度が増加し、長期保存安定性が悪化する場合もある。
本発明は、高感度で、パターン露光時での昇華物の発生が少ない、さらには長期保存安定性に優れた感光性着色組成物から形成されるカラーフィルタ、およびこれを用いた液晶表示装置を提供することを目的とする。
本発明は、上記の課題を解決するためのものであり、本発明の請求項１に係る発明は、少なくとも顔料（Ａ）、透明樹脂（Ｂ）、光重合性化合物（Ｃ）、光重合開始剤（Ｄ）、連鎖移動剤（Ｅ）からなる感光性着色組成物であって、光重合性化合物（Ｃ）に対する光重合開始剤（Ｄ）の重量比率が０．０５〜０．２０で、且つ、光重合開始剤（Ｄ）に対する連鎖移動剤（Ｅ）の重量比率が０．９〜１．５０であることを特徴とする感光性着色組成物である。
また、本発明の請求項２に係る発明は、前記光重合開始剤（Ｄ）がオキシムエステル系化合物であることを特徴とする請求項１記載の感光性着色組成物である。
また、本発明の請求項３に係る発明は、前記連鎖移動剤（Ｅ）が多官能チオールであることを特徴とする請求項１記載の感光性着色組成物である。
また、本発明の請求項４に係る発明は、請求項１〜３いずれかに記載の感光性着色組成物からなることを特徴とするカラーフィルタである。
また、本発明の請求項５に係る発明は、請求項４記載のカラーフィルタを具備してなることを特徴とする液晶表示装置である。
本発明は、高感度で、パターン露光時での昇華物の発生が少なく、さらには長期保存安定性に優れた感光性着色組成物から形成されるカラーフィルタ、およびこれを用いた液晶表示装置を提供することができる。
まず本発明の感光性着色組成物について説明する。
本発明の感光性着色組成物は、少なくとも顔料（Ａ）、透明樹脂（Ｂ）、光重合性化合物（Ｃ）、光重合開始剤（Ｄ）、連鎖移動剤（Ｅ）および溶剤（Ｆ）から構成される。
本発明の感光性着色組成物は、少なくとも顔料（Ａ）、透明樹脂（Ｂ）、光重合性化合物（Ｃ）、光重合開始剤（Ｄ）、連鎖移動剤（Ｅ）および溶剤（Ｆ）から構成される。
＜顔料（Ａ）＞
顔料（Ａ）としては、有機又は無機の顔料を、単独で又は２種類以上を混合して用いることができる。顔料のなかでは、発色性が高く且つ耐熱性の高い顔料、特には耐熱分解性の高い顔料が好ましい。通常は、有機顔料が用いられる。以下に、この感光性着色組成物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。
顔料（Ａ）としては、有機又は無機の顔料を、単独で又は２種類以上を混合して用いることができる。顔料のなかでは、発色性が高く且つ耐熱性の高い顔料、特には耐熱分解性の高い顔料が好ましい。通常は、有機顔料が用いられる。以下に、この感光性着色組成物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感光性着色組成物には、例えばＣ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ７、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、１７９、１８０、１８４、１８５、１８７、１９２、２００、２０２、２０８、２１０、２１５、２１６、２１７、２２０、２２３、２２４、２２６、２２７、２２８、２４０、２４２、２４６、２５４、２５５、２６４、２７２及び２７９等の赤色顔料を用いることができる。赤色感光性着色組成物には、黄色顔料、オレンジ顔料を併用することができる。
赤色感光性着色組成物において赤色顔料と併用可能な黄色顔料としては、例えば、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ１、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又は２１４を用いることができる。また、これらの黄色顔料は、単独で又は２種以上を組み合わせて、黄色フィルタセグメントを形成するための黄色感光性着色組成物に用いることができる。
赤色感光性着色組成物において赤色顔料と併用可能なオレンジ色顔料としては、例えば、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｏｒａｎｇｅ３６、４３、５１、５５、５９、６１、７１又は７３を用いることができる。また、これらのオレンジ色顔料は、単独で又は２種以上を組み合わせて、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感光性着色組成物に用いることができる。
緑色フィルタセグメントを形成するための緑色感光性着色組成物には、例えば、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｇｒｅｅｎ７、１０、３６、３７又は５８等の緑色顔料を用いることができる。緑色感光性着色組成物には、この緑色顔料に加え、上記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感光性着色組成物には、例えば、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌｕｅ１５、１５：１、１５：２、１５：３、１５：４、１５：６、１６、２２、６０、６４又は８０等の青色顔料を用いることができる。青色感光性着色組成物には、この青色顔料に加え、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｖｉｏｌｅｔ１、１９、２３、２７、２９、３０、３２、３７、４０、４２又は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感光性着色組成物には、例えば、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌｕｅ１５：１、１５：２、１５：３、１５：４、１５：６、１６又は８０等の青色顔料を用いることができる。
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感光性着色組成物には、例えば、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｖｉｏｌｅｔ１又は１９等の紫色顔料並びにＣ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ８１、１４４、１４６、１７７又は１６９等の赤色顔料を用いることができる。マゼンタ色感光性着色組成物には、これら紫色顔料及び赤色顔料に加え、上記黄色顔料を併用することができる。
また、上記有機顔料と組み合わせて、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、無機顔料を組み合わせて用いることも可能である。無機顔料としては、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、コバルト緑等の金属酸化物粉、金属硫化物粉、金属粉等が挙げられる。さらに、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ができる。
＜透明樹脂（Ｂ）＞
この感光性着色組成物に含有される透明樹脂（Ｂ）は、４００〜７００ｎｍの全波長領域に亘って、特には全可視光領域内に亘って、透過率が８０％以上であることが好ましく、９５％以上であることがより好ましい。透明樹脂（Ｂ）には、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂又は感光性樹脂を、単独で又は２種以上混合して用いることができる。
この感光性着色組成物に含有される透明樹脂（Ｂ）は、４００〜７００ｎｍの全波長領域に亘って、特には全可視光領域内に亘って、透過率が８０％以上であることが好ましく、９５％以上であることがより好ましい。透明樹脂（Ｂ）には、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂又は感光性樹脂を、単独で又は２種以上混合して用いることができる。
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、ポリブタジエン及びポリイミド樹脂が挙げられる。
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、尿素樹脂及びフェノール樹脂が挙げられる。
感光性樹脂としては、例えば、水酸基、カルボキシル基及びアミノ基等の反応性の置換基を有する線状高分子に、イソシアネート基、アルデヒド基及びエポキシ基等の反応性置換基を有する（メタ）アクリル化合物又はケイヒ酸を反応させて、（メタ）アクリロイル基及びスチリル基等の光架橋性基を先の線状高分子に導入した樹脂が用いられる。また、感光性樹脂としては、例えば、スチレン−無水マレイン酸共重合物及び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線状高分子を、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ってハーフエステル化したものも用いられる。
＜光重合性化合物（Ｃ）＞
光重合性化合物（Ｃ）は、光重合性モノマー又はオリゴマーである。光重合性化合物（Ｃ）としては、例えば、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）アクリレート及びウレタンアクリレート等の各種アクリル酸エステル又は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；並びにアクリロニトリルが挙げられる。これらは、単独で又は２種類以上混合して用いることができる。
光重合性化合物（Ｃ）は、光重合性モノマー又はオリゴマーである。光重合性化合物（Ｃ）としては、例えば、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）アクリレート及びウレタンアクリレート等の各種アクリル酸エステル又は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；並びにアクリロニトリルが挙げられる。これらは、単独で又は２種類以上混合して用いることができる。
＜光重合開始剤（Ｄ）＞
光重合開始剤（Ｄ）はオキシムエステル系化合物であることを特徴とし、例えば１，２−オクタンジオン，１−〔４−（フェニルチオ）−２−（Ｏ−ベンゾイルオキシム）〕、エタノン１−〔９エチル−６−（２−メチルベンゾイル）−９Ｈ−カルバゾール−３−イル］−１−（０−アセチルオキシム）や特開２０００−８００６８号公報、特開２００６−３６７５０号公報、特開２０１０−１０２３４６号公報等に記載されている化合物が挙
げられる。なお、光重合開始剤としてはアミノケトン系開始剤が一般に広く使用されているが、発明者等の鋭意研究の結果、後述のチオール系連鎖移動剤の含有量が本発明の範囲内であっても、光昇華物発生量が多く発生することが判明し好ましくない。
光重合開始剤（Ｄ）はオキシムエステル系化合物であることを特徴とし、例えば１，２−オクタンジオン，１−〔４−（フェニルチオ）−２−（Ｏ−ベンゾイルオキシム）〕、エタノン１−〔９エチル−６−（２−メチルベンゾイル）−９Ｈ−カルバゾール−３−イル］−１−（０−アセチルオキシム）や特開２０００−８００６８号公報、特開２００６−３６７５０号公報、特開２０１０−１０２３４６号公報等に記載されている化合物が挙
げられる。なお、光重合開始剤としてはアミノケトン系開始剤が一般に広く使用されているが、発明者等の鋭意研究の結果、後述のチオール系連鎖移動剤の含有量が本発明の範囲内であっても、光昇華物発生量が多く発生することが判明し好ましくない。
本発明の感光性着色組成物において、光重合性化合物（Ｃ）に対する光重合開始剤（Ｄ）の重量比率が０．０５〜０．２０であることが好ましく、０．０８〜０．１５であることがより好ましい。前記重量比率が０．０５より小さな場合、露光感度が低くなりパターン形成により多くの露光量が必要となる。また、前記重量比率が０．２０よりも大きな場合、パターン露光による光昇華物発生量が多くなりマスク汚れの原因となる。
＜連鎖移動剤（Ｅ）＞
連鎖移動剤（Ｅ）は、チオール（ＳＨ）基を２個以上有する化合物であればよい。連鎖移動剤（Ｅ）は、上述の光重合開始剤（Ｄ）とともに使用した場合、光照射後のラジカル重合過程において、連鎖移動剤として働き、酸素による重合阻害を受け難いチイルラジカルを発生する。従って、連鎖移動剤（Ｅ）を更に含有させると、感光性着色組成物はより高感度となる。特に、ＳＨ基がメチレン及びエチレン基等の脂肪族基に結合した多官能脂肪族チオールが好ましい。脂肪族基に結合した多官能脂肪族チオールとしては、例えば、ヘキサンジチオール、デカンジチオール、１，４−ブタンジオールビスチオプロピオネート、１，４−ブタンジオールビスチオグリコレート、エチレングリコールビスチオグリコレート、エチレングリコールビスチオプロピオネート、トリメチロールプロパントリスチオグリコレート、トリメチロールプロパントリスチオプロピオネート、トリメチロールプロパントリス（３−メルカプトブチレート）、ペンタエリスリトールテトラキスチオグリコレート、ペンタエリスリトールテトラキスチオプロピオネート、トリメルカプトプロピオン酸トリス（２−ヒドロキシエチル）イソシアヌレート、１，４−ジメチルメルカプトベンゼン、２、４、６−トリメルカプト−ｓ−トリアジン及び２−（Ｎ，Ｎ−ジブチルアミノ）−４，６−ジメルカプト−ｓ−トリアジンなどが挙げられる。これらの中で、本発明においてはトリメチロールプロパントリスチオプロピオネートを使用する。
連鎖移動剤（Ｅ）は、チオール（ＳＨ）基を２個以上有する化合物であればよい。連鎖移動剤（Ｅ）は、上述の光重合開始剤（Ｄ）とともに使用した場合、光照射後のラジカル重合過程において、連鎖移動剤として働き、酸素による重合阻害を受け難いチイルラジカルを発生する。従って、連鎖移動剤（Ｅ）を更に含有させると、感光性着色組成物はより高感度となる。特に、ＳＨ基がメチレン及びエチレン基等の脂肪族基に結合した多官能脂肪族チオールが好ましい。脂肪族基に結合した多官能脂肪族チオールとしては、例えば、ヘキサンジチオール、デカンジチオール、１，４−ブタンジオールビスチオプロピオネート、１，４−ブタンジオールビスチオグリコレート、エチレングリコールビスチオグリコレート、エチレングリコールビスチオプロピオネート、トリメチロールプロパントリスチオグリコレート、トリメチロールプロパントリスチオプロピオネート、トリメチロールプロパントリス（３−メルカプトブチレート）、ペンタエリスリトールテトラキスチオグリコレート、ペンタエリスリトールテトラキスチオプロピオネート、トリメルカプトプロピオン酸トリス（２−ヒドロキシエチル）イソシアヌレート、１，４−ジメチルメルカプトベンゼン、２、４、６−トリメルカプト−ｓ−トリアジン及び２−（Ｎ，Ｎ−ジブチルアミノ）−４，６−ジメルカプト−ｓ−トリアジンなどが挙げられる。これらの中で、本発明においてはトリメチロールプロパントリスチオプロピオネートを使用する。
本発明の感光性着色組成物において、光重合開始剤（Ｄ）に対する連鎖移動剤（Ｅ）の重量比率が０．９０〜１．５０であることが好ましく、０．１０〜１．４５であることがより好ましい。前記重量比率が０．９０より小さな場合、露光感度が低くなりパターン形成により多くの露光量が必要となる。また、前記重量比率が１．５０よりも大きな場合、パターン露光による光昇華物発生量が多くなりマスク汚れの原因となる。また、長期保存安定性やパターン形状が悪化する可能性もある。
本発明者らは鋭意研究の結果、本発明の感光性着色組成物において、上述の光重合性化合物（Ｃ）に対する光重合開始剤（Ｄ）の重量比率が０．０５〜０．２０で、且つ、光重合開始剤（Ｄ）に対する連鎖移動剤（Ｅ）の重量比率が０．９０〜１．５０を満たす時に、感度向上とパターン露光による光昇華物発生量の低減に著しい作用効果が得られることを見出した。これにより、さらに感光性着色組成物の長期保存安定性が得られることも判明した。
＜溶剤（Ｆ）＞
溶剤としては、例えば、１，２，３−トリクロロプロパン、１，３−ブタンジオール、１，３−ブチレングリコール、１，３−ブチレングリコールジアセテート、１，４−ジオキサン、２−ヘプタノン、２−メチル−１，３−プロパンジオール、３，５，５−トリメチル−２−シクロヘキセン−１−オン、３，３，５−トリメチルシクロヘキサノン、３−エトキシプロピオン酸エチル、３−メチル−１，３−ブタンジオール、３−メトキシ−３−メチル−１−ブタノール、３−メトキシ−３−メチルブチルアセテート、３−メトキシブタノール、３−メトキシブチルアセテート、４−ヘプタノン、ｍ−キシレン、ｍ−ジエ
チルベンゼン、ｍ−ジクロロベンゼン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、ｎ−ブチルアルコール、ｎ−ブチルベンゼン、ｎ−プロピルアセテート、Ｎ−メチルピロリドン、ｏ−キシレン、ｏ−クロロトルエン、ｏ−ジエチルベンゼン、ｏ−ジクロロベンゼン、ｐ−クロロトルエン、ｐ−ジエチルベンゼン、ｓｅｃ−ブチルベンゼン、ｔｅｒｔ−ブチルベンゼン、γ―ブチロラクトン、イソブチルアルコール、イソホロン、エチレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールジブチルエーテル、エチレングリコールモノイソプロピルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノターシャリーブチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノプロピルエーテル、エチレングリコールモノヘキシルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジイソブチルケトン、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールモノイソプロピルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、シクロヘキサノール、シクロヘキサノールアセテート、シクロヘキサノン、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、ジプロピレングリコールメチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノプロピルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ダイアセトンアルコール、トリアセチン、トリプロピレングリコールモノブチルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールジアセテート、プロピレングリコールフェニルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルプロピオネート、ベンジルアルコール、メチルイソブチルケトン、メチルシクロヘキサノール、酢酸ｎ−アミル、酢酸ｎ−ブチル、酢酸イソアミル、酢酸イソブチル、酢酸プロピル及び二塩基酸エステル等が挙げられる。これらは、単独で又は混合して用いる。
溶剤としては、例えば、１，２，３−トリクロロプロパン、１，３−ブタンジオール、１，３−ブチレングリコール、１，３−ブチレングリコールジアセテート、１，４−ジオキサン、２−ヘプタノン、２−メチル−１，３−プロパンジオール、３，５，５−トリメチル−２−シクロヘキセン−１−オン、３，３，５−トリメチルシクロヘキサノン、３−エトキシプロピオン酸エチル、３−メチル−１，３−ブタンジオール、３−メトキシ−３−メチル−１−ブタノール、３−メトキシ−３−メチルブチルアセテート、３−メトキシブタノール、３−メトキシブチルアセテート、４−ヘプタノン、ｍ−キシレン、ｍ−ジエ
チルベンゼン、ｍ−ジクロロベンゼン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、ｎ−ブチルアルコール、ｎ−ブチルベンゼン、ｎ−プロピルアセテート、Ｎ−メチルピロリドン、ｏ−キシレン、ｏ−クロロトルエン、ｏ−ジエチルベンゼン、ｏ−ジクロロベンゼン、ｐ−クロロトルエン、ｐ−ジエチルベンゼン、ｓｅｃ−ブチルベンゼン、ｔｅｒｔ−ブチルベンゼン、γ―ブチロラクトン、イソブチルアルコール、イソホロン、エチレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールジブチルエーテル、エチレングリコールモノイソプロピルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノターシャリーブチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノプロピルエーテル、エチレングリコールモノヘキシルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジイソブチルケトン、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールモノイソプロピルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、シクロヘキサノール、シクロヘキサノールアセテート、シクロヘキサノン、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、ジプロピレングリコールメチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノプロピルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ダイアセトンアルコール、トリアセチン、トリプロピレングリコールモノブチルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールジアセテート、プロピレングリコールフェニルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルプロピオネート、ベンジルアルコール、メチルイソブチルケトン、メチルシクロヘキサノール、酢酸ｎ−アミル、酢酸ｎ−ブチル、酢酸イソアミル、酢酸イソブチル、酢酸プロピル及び二塩基酸エステル等が挙げられる。これらは、単独で又は混合して用いる。
＜その他の成分＞
上記の感光性着色組成物には、組成物の経時粘度を安定化させるために、貯蔵安定剤を更に含有させることができる。また、上記の感光性着色組成物には、透明基板との密着性を高めるために、シランカップリング剤等の密着向上剤を更に含有させることもできる。また、上記の感光性着色組成物には、パターンの形状を制御するために、紫外線吸収剤や重合禁止剤を含有させる事ができる。
上記の感光性着色組成物には、組成物の経時粘度を安定化させるために、貯蔵安定剤を更に含有させることができる。また、上記の感光性着色組成物には、透明基板との密着性を高めるために、シランカップリング剤等の密着向上剤を更に含有させることもできる。また、上記の感光性着色組成物には、パターンの形状を制御するために、紫外線吸収剤や重合禁止剤を含有させる事ができる。
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及び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；乳酸及びシュウ酸などの有機酸；この有機酸のメチルエーテル；ｔ−ブチルピロカテコール、テトラエチルホスフィン及びテトラフェニルフォスフィンなどの有機ホスフィン；並びに亜リン酸塩が挙げられる。
シランカップリング剤としては、例えば、ビニルトリス（β−メトキシエトキシ）シラン、ビニルエトキシシラン及びビニルトリメトキシシラン等のビニルシラン類；γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン等の（メタ）アクリルシラン類；β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）メチルトリメトキシシラン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリエトキシシラン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）メチルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン及びγ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン等のエポキシシラン類；Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルメチルジエトキシシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン及びＮ−フェニル−γ−アミノプロピルトリエトキシシラン等のアミノシラン類；並びにγ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン及びγ−メルカプトプロピルトリエトキシシラン等のチオシラン類が挙げられる。
紫外線吸収剤としては、例えば２−［４−［（２−ヒドロキシ−３−（ドデシルおよびトリデシル）オキシプロピル）オキシ］−２−ヒドロキシフェニル］−４，６−ビス（２，４−ジメチルフェニル）−１，３，５−トリアジン、２−（２−ヒドロキシ−４−［１−オクチルオキシカルボニルエトキシ］フェニル）−４，６−ビス（４−フェニルフェニル）−１，３，５−トリアジン等のヒドロキシフェニルトリアジン系、２−（５−メチル−２−ヒドロキシフェニル）ベンゾトリアゾール、２−（２Ｈ−ベンゾトリアゾール−２−イル）−４，６−ビス（１−メチル−１−フェニルエチル）フェノール、２−（３−ｔブチル−５−メチル−２−ヒドロキシフェニル）−５−クロロベンゾトリアゾール等のベンゾトリアゾール系、２，４−ジヒドロキシベンゾフェノン、２−ヒドロキシ−４−オクトキシベンゾフェノン、２，２’，４，４’−テトラヒドロキシベンゾフェノン等のベンゾフェノン系、フェニルサリチレート、ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニルサリチレート等のサリチレート系、エチル−２−シアノ−３，３’−ジフェニルアクリレート等のシアノアクリレート系、２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−１−オキシル（トリアセトン−アミン−Ｎ−オキシル）、ビス（２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジル）−セバケート、ポリ［［６−［（１，１，３，３−テトラブチル）アミノ］−１，３，５−トリアジン−２，４−ジイル］［（２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジニル）イミノ］等のヒンダードアミン系等が挙げられ、これらを単独でもしくは混合して用いる。また、重合禁止剤としては、例えばメチルハイドロキノン、ｔ−ブチルハイドロキノン、２，５−ジ−ｔ−ブチルハイドロキノン、４−ベンゾキノン、４−メトキシフェノール、４−メトキシ−１−ナフトール、ｔ−ブチルカテコールなどのハイドロキノン誘導体およびフェノール化合物、フェノチアジン、ビス−（１−ジメチルベンジル）フェノチアジン、３，７−ジオクチルフェノチアジン等のアミン化合物、ジブチルジチオカルバミン酸銅、ジエチルジチオカルバミン酸銅、ジエチルジチオカルバミン酸マンガン、ジフェニルジチオカルバミン酸マンガン等の銅およびマンガン塩化合物、４−ニトロソフェノール、Ｎ−ニトロソジフェニルアミン、Ｎ−ニトロソシクロヘキシルヒドロキシルアミン、Ｎ−ニトロソフェニルヒドロキシルアミン等のニトロソ化合物およびそのアンモニウム塩またはアルミニウム塩等が挙げられ、これらを単独でもしくは混合して用いる。
上記の感光性着色組成物には、溶存している酸素を還元するように作用し得るアミン系化合物を更に含有させることができる。このようなアミン系化合物としては、例えば、トリエタノールアミン、メチルジエタノールアミン、トリイソプロパノールアミン、４−ジメチルアミノ安息香酸メチル、４−ジメチルアミノ安息香酸エチル、４−ジメチルアミノ安息香酸イソアミル、安息香酸２−ジメチルアミノエチル、４−ジメチルアミノ安息香酸２−エチルヘキシル及びＮ，Ｎ−ジメチルパラトルイジンが挙げられる。
＜感光性着色組成物の製法＞
感光性着色組成物は、例えば、以下の方法によって製造する。まず、顔料（Ａ）を、透明樹脂（Ｂ）及び／又は溶剤（Ｆ）中に、各種分散手段を用いて微細に分散させて、顔料分散体を調製する。分散手段としては、例えば、三本ロールミル、二本ロールミル、サンドミル、ニーダ、及びアトライタが挙げられる。次いで、この顔料分散体に、透明樹脂（Ｂ）、光重合性化合物（Ｃ）、光重合開始剤（Ｄ）、連鎖移動剤（Ｅ）、溶剤（Ｆ）及び場合によってはその他成分を混合し、この混合物を攪拌する。これにより、感光性着色組成物を得る。なお、２種以上の顔料（Ａ）を含む感光性着色組成物は、例えば、それら顔料（Ａ）を別々に透明樹脂（Ｂ）及び／又は溶剤（Ｆ）中に微細に分散させてなる複数の着色剤分散体を混合し、この混合物に光重合開始剤（Ｄ）、光重合性化合物（Ｃ）、光重合開始剤（Ｄ）、連鎖移動剤（Ｅ）、溶剤（Ｆ）及び場合によってはその他成分を混合し、これを攪拌することにより得られる。
感光性着色組成物は、例えば、以下の方法によって製造する。まず、顔料（Ａ）を、透明樹脂（Ｂ）及び／又は溶剤（Ｆ）中に、各種分散手段を用いて微細に分散させて、顔料分散体を調製する。分散手段としては、例えば、三本ロールミル、二本ロールミル、サンドミル、ニーダ、及びアトライタが挙げられる。次いで、この顔料分散体に、透明樹脂（Ｂ）、光重合性化合物（Ｃ）、光重合開始剤（Ｄ）、連鎖移動剤（Ｅ）、溶剤（Ｆ）及び場合によってはその他成分を混合し、この混合物を攪拌する。これにより、感光性着色組成物を得る。なお、２種以上の顔料（Ａ）を含む感光性着色組成物は、例えば、それら顔料（Ａ）を別々に透明樹脂（Ｂ）及び／又は溶剤（Ｆ）中に微細に分散させてなる複数の着色剤分散体を混合し、この混合物に光重合開始剤（Ｄ）、光重合性化合物（Ｃ）、光重合開始剤（Ｄ）、連鎖移動剤（Ｅ）、溶剤（Ｆ）及び場合によってはその他成分を混合し、これを攪拌することにより得られる。
顔料（Ａ）を透明樹脂（Ｂ）及び／又は溶剤（Ｆ）中に分散させる際には、樹脂型顔料分散剤、界面活性剤及び顔料誘導体等の分散助剤を適宜含有させることができる。分散助剤は、顔料を分散させる能力に優れ、分散後の顔料の再凝集を防止する効果が大きい。従って、分散助剤を用いて顔料を透明樹脂（Ｂ）及び／又は溶剤中に分散させてなる感光性着色組成物を用いた場合には、透明性に優れたカラーフィルタが容易に得られる。
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樹脂である。樹脂型顔料分散剤としては、例えば、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；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及びその塩などの油性分散剤；（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及びポリビニルピロリドンなどの水溶性樹脂若しくは水溶性高分子化合物；ポリエステル類；変性ポリアクリレート類；エチレンオキサイド／プロピレンオキサイド付加化合物；又は燐酸エステル類が用いられる。これらは、単独で又は２種以上を混合して用いることができる。
市販の樹脂型顔料分散剤としては、例えば、ビックケミー社製のＤｉｓｐｅｒｂｙｋ−１０１、１０３、１０７、１０８、１１０、１１１、１１６、１３０、１４０、１５４、１６１、１６２、１６３、１６４、１６５、１６６、１７０、１７１、１７４、１８０、１８１、１８２、１８３、１８４、１８５、１９０、２０００及び２００１、Ａｎｔｉ−Ｔｅｒｒａ−Ｕ、２０３及び２０４、ＢＹＫ−Ｐ１０４、Ｐ１０４Ｓ及び２２０Ｓ、Ｌａｃｔｉｍｏｎ、Ｌａｃｔｉｍｏｎ−ＷＳ並びにＢｙｋｕｍｅｎ等；日本ルーブリゾール社製のＳＯＬＳＰＥＲＳＥ−３０００、９０００、１３２４０、１３６５０、１３９４０、１７０００、１８０００、２００００、２１０００、２４０００、２６０００、２７０００、２８０００、３１８４５、３２０００、３２５００、３２６００、３４７５０、３６６００、３８５００、４１０００、４１０９０及び５３０９５等；更には、エフカケミカルズ社製のＥＦＫＡ−４６、４７、４８、４５２、ＬＰ４００８、４００９、ＬＰ４０１０、ＬＰ４０５０、ＬＰ４０５５、４００、４０１、４０２、４０３、４５０、４５１、４５３、４５４０、４５５０、ＬＰ４５６０、１２０、１５０、１５０１、１５０２及び１５０３等が挙げられる。
界面活性剤としては、例えば、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、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、ステアリン酸ナトリウム、ラウリル硫酸ナトリウム、スチレン−アクリル酸共重合体のモノエタノールアミン及びポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸エステル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アルキルエーテルリン酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート及び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級アンモニウム塩及び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；並びに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及び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、単独で又は２種以上を混合して用いることができる。
顔料誘導体とは、有機顔料に置換基を導入した化合物である。有機顔料には、一般には顔料とは呼ばれていないナフタレン系及びアントラキノン系等の淡黄色の芳香族多環化合物も含まれる。顔料誘導体としては、例えば、特開昭６３−３０５１７３号公報、特公昭５７−１５６２０号公報、特公昭５９−４０１７２号公報、特公昭６３−１７１０２号公報及び特公平５−９４６９号公報等に記載されているものを使用できる。これらは、単独で又は２種類以上を混合して用いることができる。
上記感光性着色組成物は、遠心分離、焼結フィルタ、メンブレンフィルタ等の手段により、５μｍ以上の粗大粒子、好ましくは１μｍ以上の粗大粒子、更に好ましくは０．５μｍ以上の粗大粒子及び混入した塵を除去することが好ましい。
感光性着色組成物の光昇華物評価については、特開２００７−４１１５９号公報に感光性着色組成物塗膜の露光前後での膜厚変化量から算出する例があるが間接的な方法であるため、以下の方法にて行う。先ず基板上に感光性着色組成物の塗膜を作製する。その上にフォトマスクの基板として一般的に使用される石英ガラスを設置、３００〜４５０ｎｍの波長光を出す光源、例えば超高圧水銀灯、高圧水銀灯、キセノンランプ、ハロゲンランプ等を用いたプロキシミティーアライナーによる近接露光方式にて露光を行うことで、発生させた光昇華物を石英ガラスに吸着させた後、この石英ガラスを加熱することで脱離させた光昇華物をガスクロマトグラフィ質量分析（ＧＣ／ＭＳ）にて測定する。感光性着色組成物と石英ガラスの間隔は２０〜２００μｍが好ましく、５０〜１５０μｍがより好ましい。２０μｍよりも狭い場合、両者が接触し光昇華物以外の不純物が石英基板へ転写される可能性がある。２００μｍよりも広い場合、発生した光昇華物が大気中に拡散し石英ガラスに吸着されない可能性がある。発生した光昇華物量は３．５ｎｇ／ｃｍ２未満が好ましく、３．０ｎｇ／ｃｍ２がより好ましい。３．５ｎｇ／ｃｍ２よりも多い場合、カラーフィルタ製造時の露光工程でマスク開口部の汚れが発生し、目的のパターン形状を作製できなくなる可能性がある。
次に本発明のカラーフィルタについて説明する。カラーフィルタは、透明基板上に画素領域を画定するブラックマトリックス（ＢＭ）と呼ばれる遮光部と上述した感光性着色組成物から形成されたフィルタセグメントを備えている。一般的なカラーフィルタは、少なくとも１つの赤色フィルタセグメント、少なくとも１つの緑色フィルタセグメント、及び少なくとも１つの青色フィルタセグメントを含んでいるか、又は、少なくとも１つのマゼンタ色フィルタセグメント、少なくとも１つのシアン色フィルタセグメント、及び少なくとも１つのイエロー色フィルタセグメントを含んでいる。
カラーフィルタの製造方法としてはフォトリソグラフィー法が一般的に用いられており、図１（ａ）〜（ｆ）に本発明の液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法の一例を示す部分模式構成断面図を示している。
基板１１は、光を透過する透明材料からなり、例えば、ポリエチレンテレフタレートなどのポリエステル系樹脂、ポリプロピレン、ポリエチレンなどのポリオレフィン系樹脂、ポリカーボネートの熱可塑性樹脂シート、エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂シートからなる。また、他の材料として、基板は、石英ガラスなど、各種ガラスが使用できる。
ＢＭのパターンの作製については、ロールコーター、カーテンコーター、各種の印刷、浸
漬等の塗膜形成手段を用いて、基板１１上にＢＭ形成用感光性組成物を塗布、予備乾燥して黒色感光層２１を形成する（図１（ａ）参照）。
また、黒色感光層２１の形成方法としては、一旦フィルム等の支持体上にＢＭ形成用レジストの塗膜を形成した後、基板上に転写することもできる。
漬等の塗膜形成手段を用いて、基板１１上にＢＭ形成用感光性組成物を塗布、予備乾燥して黒色感光層２１を形成する（図１（ａ）参照）。
また、黒色感光層２１の形成方法としては、一旦フィルム等の支持体上にＢＭ形成用レジストの塗膜を形成した後、基板上に転写することもできる。
次に、基板１１上の黒色感光層２１を、超高圧水銀、水銀蒸気アーク、カーボンアーク、キセノンアーク等などの活性光の光源を用いて、フォトマスクを介してパターン露光し、現像、膜硬化過程を行い、ＢＭ２１ｂを形成する（図１（ｂ）参照）。
ＢＭ２１ｂの膜厚は、０．２μｍから３．０μｍの範囲が好ましく、より好ましくは０．５μｍから２．０μｍの範囲である。ＢＭ２１ｂの膜厚が小であると、パネル表示時に十分な遮光性が得られずに、バックライトの光が漏れて、表示不良が生じる。一方、ＢＭ２１ｂの膜厚が大であると着色層３０の中央部とＢＭ上に乗り上げた着色層３０の端部との段差が大きくなり、液晶表示装置に組み込まれた場合に、該段差が液晶の配向不良（ディスクリネーション等）を発生させる。
次に、ＢＭ２１ｂを形成した基板１１上に、赤色レジストを塗布、乾燥して、赤色感光層を形成し（図１（ｃ）参照）、フォトマスクを介してパターン露光、現像、膜硬化過程を行い、赤色層３１Ｒを作製する（図１（ｄ）参照）。
この操作を、緑色レジスト、青色レジストについても同様に行うことにより、緑色層３２Ｇ、青色層３３Ｂを作製し、基板１１上にＢＭ２１ｂ、赤色層３１Ｒ、緑色層３２Ｇ、青色層３３Ｂからなる着色層３０が形成された液晶表示装置用カラーフィルタを得ることができる（図１（ｅ）及び（ｆ）参照）。
着色層３０の厚さは、０．５μｍから４．０μｍの範囲が好ましく、より好ましくは１．０μｍから２．５μｍの範囲である。着色層３０の膜厚が大である場合、液晶表示パネルを作製する際に、セルギャップ調整が困難になることがある。着色層３０の膜厚が小である場合、感光性着色組成物中の顔料濃度を高くする必要があり、これによって該感光性着色組成物の粘度が高くなり、均一にパターン形成することが困難になる。
本発明の液晶表示装置用カラーフィルタを用いた液晶表示装置について説明する。
液晶表示装置は、上記の如き構成のカラーフィルタを含む。該カラーフィルタは図示しない透明電極、スペーサーなどの構造物が形成されている。
液晶表示装置は、上記の如き構成のカラーフィルタを含む。該カラーフィルタは図示しない透明電極、スペーサーなどの構造物が形成されている。
係るカラーフィルタは、例えば液晶駆動用のＴＦＴ素子を配置したＴＦＴアレイ基板（特に、図示せず）と対向するように配置される。該カラーフィルタと該ＴＦＴアレイ基板の間には液晶が充填されている。カラーフィルタ、液晶、ＴＦＴアレイ基板は、例えばクロスニコルに配置された一対の偏光板に狭持されており、液晶表示装置が構成されている。
次に、本発明に係る実施例及び比較例について具体的に説明するが、本発明の趣旨を逸脱しない範囲においてこれに限定されるものではない。また、本発明で用いる材料は光に対して極めて敏感であるため、自然光などの不要な光による感光を防ぐ必要があり、全ての作業を黄色、または赤色灯下で行うことは言うまでもない。また、評価基板作製における露光工程に関しては、高圧水銀灯を光源として用いたプロキシミティーアライナーによる近接露光方式にて行った。実施例１〜８、および比較例１〜３で使用した感光性着色組成物を下記の要領で調整した。
（実施例１）
＜赤色顔料分散体の調整＞
下記組成の混合物を均一に攪拌混合した後、直径１ｍｍのガラスビースを用いて、サンドミルで５時間分散した後、５μｍのフィルタで濾過して赤色顔料の分散体を調整した。
・赤色顔料：Ｃ．Ｉ． Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ２５４ １８重量部
（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製「イルガーフォーレッド Ｂ−ＣＦ」）
・赤色顔料：Ｃ．Ｉ． Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ１７７ ２重量部
（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」）
・分散剤：（味の素ファインテクノ社製「アジスパーＰＢ８２１」） ２重量部
・アクリルワニス（固形分２０％） ５０重量部
・シクロヘキサノン ２８重量部
＜赤色顔料分散体の調整＞
下記組成の混合物を均一に攪拌混合した後、直径１ｍｍのガラスビースを用いて、サンドミルで５時間分散した後、５μｍのフィルタで濾過して赤色顔料の分散体を調整した。
・赤色顔料：Ｃ．Ｉ． Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ２５４ １８重量部
（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製「イルガーフォーレッド Ｂ−ＣＦ」）
・赤色顔料：Ｃ．Ｉ． Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ１７７ ２重量部
（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」）
・分散剤：（味の素ファインテクノ社製「アジスパーＰＢ８２１」） ２重量部
・アクリルワニス（固形分２０％） ５０重量部
・シクロヘキサノン ２８重量部
＜透明アクリル樹脂溶液の調整＞
次に、反応容器にシクロヘキサノン３７０重量部を入れ、容器に窒素ガスを注入しながら８０℃に加熱して、同温度で下記モノマーおよび熱重合開始剤の混合物を１時間かけて滴下して重合反応を行った。
・メタクリル酸 ３２重量部
・メチルメタクリレート １０重量部
・ｎ−ブチルメタクリレート ４４重量部
・２−ヒドロキシエチルメタクリレート １４重量部
・２，２’−アゾビスイソブチロニトリル ４重量部
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重量部をシクロヘキサノン５０重量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、非感光性透明樹脂の溶液を得た。室温まで冷却した後、非感光性透明樹脂の溶液約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、先に合成した透明アクリル樹脂の溶液に不揮発分が２０重量％になるようにシクロヘキサノンを添加して透明アクリル樹脂溶液を調製した。
次に、反応容器にシクロヘキサノン３７０重量部を入れ、容器に窒素ガスを注入しながら８０℃に加熱して、同温度で下記モノマーおよび熱重合開始剤の混合物を１時間かけて滴下して重合反応を行った。
・メタクリル酸 ３２重量部
・メチルメタクリレート １０重量部
・ｎ−ブチルメタクリレート ４４重量部
・２−ヒドロキシエチルメタクリレート １４重量部
・２，２’−アゾビスイソブチロニトリル ４重量部
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重量部をシクロヘキサノン５０重量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、非感光性透明樹脂の溶液を得た。室温まで冷却した後、非感光性透明樹脂の溶液約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、先に合成した透明アクリル樹脂の溶液に不揮発分が２０重量％になるようにシクロヘキサノンを添加して透明アクリル樹脂溶液を調製した。
＜赤色感光性組成物１の調整＞
下記組成の混合物を均一になるように攪拌混合した後、５μｍのフィルタで濾過して赤色感光性組成物１を得た。
・上記分散体 ５４重量部
・上記透明アクリル樹脂溶液 １２．４重量部
・光重合性化合物：ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート
（日本化薬社製ＤＰＨＡ） ２．１重量部
・光重合開始剤：１，２−オクタンジオン，１−〔４−（フェニルチオ）
−２−（Ｏ−ベンゾイルオキシム）〕 ０．２５重量部
（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製Ｉｒｇａｃｕｒｅ ＯＸＥ−０１）
・他官能チオール：トリメチロールプロパントリスチオプロピオネート
０．２５重量部
・溶剤：シクロヘキサノン ３１重量部
下記組成の混合物を均一になるように攪拌混合した後、５μｍのフィルタで濾過して赤色感光性組成物１を得た。
・上記分散体 ５４重量部
・上記透明アクリル樹脂溶液 １２．４重量部
・光重合性化合物：ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート
（日本化薬社製ＤＰＨＡ） ２．１重量部
・光重合開始剤：１，２−オクタンジオン，１−〔４−（フェニルチオ）
−２−（Ｏ−ベンゾイルオキシム）〕 ０．２５重量部
（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製Ｉｒｇａｃｕｒｅ ＯＸＥ−０１）
・他官能チオール：トリメチロールプロパントリスチオプロピオネート
０．２５重量部
・溶剤：シクロヘキサノン ３１重量部
（実施例２）
＜赤色感光性組成物２の調整＞
感光性着色組成物の調整に使用する光重合開始剤に、エタノン１−〔９エチル−６−（２−メチルベンゾイル）−９Ｈ−カルバゾール−３−イル］−１−（０−アセチルオキシム）（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製Ｉｒｇａｃｕｒｅ ＯＸＥ−０２）を用いた以外は、実施例１同様の手法で赤色感光性組成物２を得た。
＜赤色感光性組成物２の調整＞
感光性着色組成物の調整に使用する光重合開始剤に、エタノン１−〔９エチル−６−（２−メチルベンゾイル）−９Ｈ−カルバゾール−３−イル］−１−（０−アセチルオキシム）（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製Ｉｒｇａｃｕｒｅ ＯＸＥ−０２）を用いた以外は、実施例１同様の手法で赤色感光性組成物２を得た。
（実施例３）
＜緑色顔料分散体の調整＞
下記組成の混合物を均一に攪拌混合した後、直径１ｍｍのガラスビースを用いて、サンドミルで５時間分散した後、５μｍのフィルタで濾過して緑色顔料の分散体を作製した。
・緑色顔料：Ｃ．Ｉ． Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｇｒｅｅｎ３６ ７重量部
（東洋インキ製造（株）製「リオノールグリーン ６ＹＫ」）
・黄色顔料：Ｃ．Ｉ． Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ１５０ ５重量部
（バイエル社製「ファンチョンファーストイエロー Ｙ−５６８８」）
・分散剤（ビックケミー社製「Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１６３」） ２重量部
・アクリルワニス（固形分２０％） ４８重量部
・シクロヘキサノン ３８重量部
＜緑色顔料分散体の調整＞
下記組成の混合物を均一に攪拌混合した後、直径１ｍｍのガラスビースを用いて、サンドミルで５時間分散した後、５μｍのフィルタで濾過して緑色顔料の分散体を作製した。
・緑色顔料：Ｃ．Ｉ． Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｇｒｅｅｎ３６ ７重量部
（東洋インキ製造（株）製「リオノールグリーン ６ＹＫ」）
・黄色顔料：Ｃ．Ｉ． Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ１５０ ５重量部
（バイエル社製「ファンチョンファーストイエロー Ｙ−５６８８」）
・分散剤（ビックケミー社製「Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１６３」） ２重量部
・アクリルワニス（固形分２０％） ４８重量部
・シクロヘキサノン ３８重量部
＜緑色感光性組成物１の調整＞
下記組成の混合物を均一になるように攪拌混合した後、５μｍのフィルタで濾過して緑色感光性組成物１を得た。
・上記分散体 ５６重量部
・実施例１記載の透明アクリル樹脂溶液 １１重量部
・光重合性化合物：ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート
（日本化薬社製ＤＰＨＡ） ２．５重量部
・光重合開始剤：１，２−オクタンジオン，１−〔４−（フェニルチオ）
−２−（Ｏ−ベンゾイルオキシム）〕
（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製Ｉｒｇａｃｕｒｅ ＯＸＥ−０１）
０．２５重量部
・他官能チオール：トリメチロールプロパントリスチオプロピオネート
０．２５重量部
・溶剤：シクロヘキサノン ３０重量部
下記組成の混合物を均一になるように攪拌混合した後、５μｍのフィルタで濾過して緑色感光性組成物１を得た。
・上記分散体 ５６重量部
・実施例１記載の透明アクリル樹脂溶液 １１重量部
・光重合性化合物：ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート
（日本化薬社製ＤＰＨＡ） ２．５重量部
・光重合開始剤：１，２−オクタンジオン，１−〔４−（フェニルチオ）
−２−（Ｏ−ベンゾイルオキシム）〕
（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製Ｉｒｇａｃｕｒｅ ＯＸＥ−０１）
０．２５重量部
・他官能チオール：トリメチロールプロパントリスチオプロピオネート
０．２５重量部
・溶剤：シクロヘキサノン ３０重量部
（実施例４）
＜緑色感光性組成物２の調整＞
感光性着色組成物の調整に使用する光重合開始剤に、エタノン１−〔９エチル−６−（２−メチルベンゾイル）−９Ｈ−カルバゾール−３−イル］−１−（０−アセチルオキシム）（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製Ｉｒｇａｃｕｒｅ ＯＸＥ−０２）を用いた以外は、実施例３同様の手法で緑色感光性組成物２を得た。
＜緑色感光性組成物２の調整＞
感光性着色組成物の調整に使用する光重合開始剤に、エタノン１−〔９エチル−６−（２−メチルベンゾイル）−９Ｈ−カルバゾール−３−イル］−１−（０−アセチルオキシム）（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製Ｉｒｇａｃｕｒｅ ＯＸＥ−０２）を用いた以外は、実施例３同様の手法で緑色感光性組成物２を得た。
（実施例５）
＜緑色感光性組成物３の調整＞
下記組成の混合物を均一になるように攪拌混合した後、５μｍのフィルタで濾過して緑色感光性組成物３を得た。
・実施例３記載の緑色顔料分散体 ５６重量部
・実施例１記載の透明アクリル樹脂溶液 １１．９重量部
・光重合性化合物：ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート
（日本化薬社製ＤＰＨＡ） １．６重量部
・光重合開始剤：エタノン１−〔９エチル−６−（２−メチルベンゾイル）
−９Ｈ−カルバゾール−３−イル］−１−（０−アセチルオキシム）
（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製Ｉｒｇａｃｕｒｅ ＯＸＥ−０２）
０．２１重量部
・他官能チオール：トリメチロールプロパントリスチオプロピオネート
０．２９重量部
・溶剤：シクロヘキサノン ３０重量部
＜緑色感光性組成物３の調整＞
下記組成の混合物を均一になるように攪拌混合した後、５μｍのフィルタで濾過して緑色感光性組成物３を得た。
・実施例３記載の緑色顔料分散体 ５６重量部
・実施例１記載の透明アクリル樹脂溶液 １１．９重量部
・光重合性化合物：ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート
（日本化薬社製ＤＰＨＡ） １．６重量部
・光重合開始剤：エタノン１−〔９エチル−６−（２−メチルベンゾイル）
−９Ｈ−カルバゾール−３−イル］−１−（０−アセチルオキシム）
（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製Ｉｒｇａｃｕｒｅ ＯＸＥ−０２）
０．２１重量部
・他官能チオール：トリメチロールプロパントリスチオプロピオネート
０．２９重量部
・溶剤：シクロヘキサノン ３０重量部
（実施例６）
＜緑色感光性組成物４の調整＞
下記組成の混合物を均一になるように攪拌混合した後、５μｍのフィルタで濾過して緑色感光性組成物４を得た。
・実施例３記載の緑色顔料分散体 ５６重量部
・実施例１記載の透明アクリル樹脂溶液 １０．７重量部
・光重合性化合物：ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート
（日本化薬社製ＤＰＨＡ） ２．８重量部
・光重合開始剤： エタノン１−〔９エチル−６−（２−メチルベンゾイル）
−９Ｈ−カルバゾール−３−イル］−１−（０−アセチルオキシム）
（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製Ｉｒｇａｃｕｒｅ ＯＸＥ−０２）
０．２６重量部
・他官能チオール：トリメチロールプロパントリスチオプロピオネート
０．２４重量部
・溶剤：シクロヘキサノン ３０重量部
＜緑色感光性組成物４の調整＞
下記組成の混合物を均一になるように攪拌混合した後、５μｍのフィルタで濾過して緑色感光性組成物４を得た。
・実施例３記載の緑色顔料分散体 ５６重量部
・実施例１記載の透明アクリル樹脂溶液 １０．７重量部
・光重合性化合物：ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート
（日本化薬社製ＤＰＨＡ） ２．８重量部
・光重合開始剤： エタノン１−〔９エチル−６−（２−メチルベンゾイル）
−９Ｈ−カルバゾール−３−イル］−１−（０−アセチルオキシム）
（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製Ｉｒｇａｃｕｒｅ ＯＸＥ−０２）
０．２６重量部
・他官能チオール：トリメチロールプロパントリスチオプロピオネート
０．２４重量部
・溶剤：シクロヘキサノン ３０重量部
（実施例７）
＜青色顔料分散体の調整＞
下記組成の混合物を均一に攪拌混合した後、直径１ｍｍのガラスビースを用いて、サンドミルで５時間分散した後、５μｍのフィルタで濾過して青色顔料の分散体を作製した。
・青色顔料：Ｃ．Ｉ． Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌｕｅ１５：６ ４重量部
（東洋インキ製造社製「リオノールブルーＥＳ」）
・分散剤（ゼネカ社製「ソルスバーズ２００００」） １重量部
・アクリルワニス（固形分２０％） ４５重量部
・シクロヘキサノン ５０重量部
＜青色顔料分散体の調整＞
下記組成の混合物を均一に攪拌混合した後、直径１ｍｍのガラスビースを用いて、サンドミルで５時間分散した後、５μｍのフィルタで濾過して青色顔料の分散体を作製した。
・青色顔料：Ｃ．Ｉ． Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌｕｅ１５：６ ４重量部
（東洋インキ製造社製「リオノールブルーＥＳ」）
・分散剤（ゼネカ社製「ソルスバーズ２００００」） １重量部
・アクリルワニス（固形分２０％） ４５重量部
・シクロヘキサノン ５０重量部
＜青色感光性組成物１の調整＞
下記組成の混合物を均一になるように攪拌混合した後、５μｍのフィルタで濾過して青色感光性組成物１を得た。
・上記青色顔料分散体 ４２重量部
・実施例１記載の透明アクリル樹脂溶液 ９．１重量部
・光重合性化合物：ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート
（日本化薬社製ＤＰＨＡ） ２．５重量部
・光重合開始剤：１，２−オクタンジオン，１−〔４−（フェニルチオ）
−２−（Ｏ−ベンゾイルオキシム）〕
（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製Ｉｒｇａｃｕｒｅ ＯＸＥ−０１）
０．３６重量部
・他官能チオール：トリメチロールプロパントリスチオプロピオネート
０．３４重量部
・溶剤：シクロヘキサノン ４６重量部
下記組成の混合物を均一になるように攪拌混合した後、５μｍのフィルタで濾過して青色感光性組成物１を得た。
・上記青色顔料分散体 ４２重量部
・実施例１記載の透明アクリル樹脂溶液 ９．１重量部
・光重合性化合物：ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート
（日本化薬社製ＤＰＨＡ） ２．５重量部
・光重合開始剤：１，２−オクタンジオン，１−〔４−（フェニルチオ）
−２−（Ｏ−ベンゾイルオキシム）〕
（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製Ｉｒｇａｃｕｒｅ ＯＸＥ−０１）
０．３６重量部
・他官能チオール：トリメチロールプロパントリスチオプロピオネート
０．３４重量部
・溶剤：シクロヘキサノン ４６重量部
（実施例８）
＜青色感光性組成物２の調整＞
感光性着色組成物の調整に使用する光重合開始剤に、エタノン１−〔９エチル−６−（２−メチルベンゾイル）−９Ｈ−カルバゾール−３−イル］−１−（０−アセチルオキシム）（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製Ｉｒｇａｃｕｒｅ ＯＸＥ−０２）を用いた以外は、実施例７同様の手法で青色感光性組成物２を得た。
＜青色感光性組成物２の調整＞
感光性着色組成物の調整に使用する光重合開始剤に、エタノン１−〔９エチル−６−（２−メチルベンゾイル）−９Ｈ−カルバゾール−３−イル］−１−（０−アセチルオキシム）（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製Ｉｒｇａｃｕｒｅ ＯＸＥ−０２）を用いた以外は、実施例７同様の手法で青色感光性組成物２を得た。
（比較例１）
＜緑色感光性組成物５の調整＞
下記組成の混合物を均一になるように攪拌混合した後、５μｍのフィルタで濾過して緑
色感光性組成物５を得た。
・実施例３記載の緑色顔料分散体 ５６重量部
・実施例１記載の透明アクリル樹脂溶液 １０．９重量部
・光重合性化合物：ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート
（日本化薬社製ＤＰＨＡ） １．９重量部
・光重合開始剤： エタノン１−〔９エチル−６−（２−メチルベンゾイル）
−９Ｈ−カルバゾール−３−イル］−１−（０−アセチルオキシム）
（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製Ｉｒｇａｃｕｒｅ ＯＸＥ−０２）
０．４６重量部
・他官能チオール：トリメチロールプロパントリスチオプロピオネート
０．７４重量部
・溶剤：シクロヘキサノン ３０重量部
＜緑色感光性組成物５の調整＞
下記組成の混合物を均一になるように攪拌混合した後、５μｍのフィルタで濾過して緑
色感光性組成物５を得た。
・実施例３記載の緑色顔料分散体 ５６重量部
・実施例１記載の透明アクリル樹脂溶液 １０．９重量部
・光重合性化合物：ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート
（日本化薬社製ＤＰＨＡ） １．９重量部
・光重合開始剤： エタノン１−〔９エチル−６−（２−メチルベンゾイル）
−９Ｈ−カルバゾール−３−イル］−１−（０−アセチルオキシム）
（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製Ｉｒｇａｃｕｒｅ ＯＸＥ−０２）
０．４６重量部
・他官能チオール：トリメチロールプロパントリスチオプロピオネート
０．７４重量部
・溶剤：シクロヘキサノン ３０重量部
（比較例２）
＜緑色感光性組成物６の調整＞
下記組成の混合物を均一になるように攪拌混合した後、５μｍのフィルタで濾過して緑色感光性組成物６を得た。
・実施例３記載の緑色顔料分散体 ５６重量部
・実施例１記載の透明アクリル樹脂溶液 １０．９重量部
・光重合性化合物：ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート
（日本化薬社製ＤＰＨＡ） ２．９重量部
・光重合開始剤：エタノン１−〔９エチル−６−（２−メチルベンゾイル）
−９Ｈ−カルバゾール−３−イル］−１−（０−アセチルオキシム）
（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製Ｉｒｇａｃｕｒｅ ＯＸＥ−０２）
０．１２重量部
・他官能チオール：トリメチロールプロパントリスチオプロピオネート
０．０８重量部
・溶剤：シクロヘキサノン ３０重量部
＜緑色感光性組成物６の調整＞
下記組成の混合物を均一になるように攪拌混合した後、５μｍのフィルタで濾過して緑色感光性組成物６を得た。
・実施例３記載の緑色顔料分散体 ５６重量部
・実施例１記載の透明アクリル樹脂溶液 １０．９重量部
・光重合性化合物：ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート
（日本化薬社製ＤＰＨＡ） ２．９重量部
・光重合開始剤：エタノン１−〔９エチル−６−（２−メチルベンゾイル）
−９Ｈ−カルバゾール−３−イル］−１−（０−アセチルオキシム）
（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製Ｉｒｇａｃｕｒｅ ＯＸＥ−０２）
０．１２重量部
・他官能チオール：トリメチロールプロパントリスチオプロピオネート
０．０８重量部
・溶剤：シクロヘキサノン ３０重量部
（比較例３）
＜緑色感光性組成物７の調整＞
感光性着色組成物の調整に使用する光重合開始剤に、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（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製Ｉｒｇａｃｕｒｅ９０７）を用いた以外は、実施例３同様の手法で緑色感光性組成物７を得た。
＜緑色感光性組成物７の調整＞
感光性着色組成物の調整に使用する光重合開始剤に、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（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製Ｉｒｇａｃｕｒｅ９０７）を用いた以外は、実施例３同様の手法で緑色感光性組成物７を得た。
（評価項目および評価方法）
実施例１〜８及び比較例１〜３で得られた感光性着色組成物について、下記の方法で経時安定性（粘度の経時変化率）、露光感度（飽和露光量）、パターニング性、光昇華物（光昇華物発生量）の各評価を行った。結果を下記の表１に示す。
実施例１〜８及び比較例１〜３で得られた感光性着色組成物について、下記の方法で経時安定性（粘度の経時変化率）、露光感度（飽和露光量）、パターニング性、光昇華物（光昇華物発生量）の各評価を行った。結果を下記の表１に示す。
（経時安定性評価）
感光性着色組成物を配合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、回転数２０ｒｐｍという条件で測定した。この初期粘度から経時粘度への変化率を算出した（下記式１）。粘土の経時変化率は、１０％未満のものを良好と判断した。
経時変化率＝（［初期粘度］−［経時粘度］）／［初期粘度］×１００ （式１）
感光性着色組成物を配合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、回転数２０ｒｐｍという条件で測定した。この初期粘度から経時粘度への変化率を算出した（下記式１）。粘土の経時変化率は、１０％未満のものを良好と判断した。
経時変化率＝（［初期粘度］−［経時粘度］）／［初期粘度］×１００ （式１）
（露光感度評価）
感光性着色組成物を１００ｍｍ×１００ｍｍ、１．１ｍｍ厚のガラス基板上に、スピン
コータを用いて塗布し、厚さ３．０μｍの塗膜を形成した。次に、７０℃で２０分間のプリベイクを行った後、５０μｍの細線パターンを露光するようなマスクを介して紫外線露光を行った。１０ｍＪ／ｃｍ２〜１００ｍＪ／ｃｍ２間の１０水準の露光量で露光を行った。露光後、アルカリ現像液にて９０秒間現像して、ストライプ形状のフィルタセグメントを形成した。なお、アルカリ現像液としては、炭酸ナトリウム１．５重量％炭酸水素ナトリウム０．５重量％陰イオン系界面活性剤（花王社製「ペリレックスＮＢＬ」）８．０重量％および水９０重量％からなるものを用いた。得られたフィルタセグメントの膜厚を未露光・未現像部分を１００とした時の各露光量水準での露光・現像後の残膜率を算出した。露光量を横軸、残膜率を縦軸とした残膜率曲線から、残膜率が９０％以上でそれ以上露光しても残膜率変化が−１．０％〜＋１．０％の範囲となる露光量を飽和感度と定めた。高感度用途での使用を目的としているため、飽和感度が５０ｍＪ／ｃｍ２以下のものが良好である。
感光性着色組成物を１００ｍｍ×１００ｍｍ、１．１ｍｍ厚のガラス基板上に、スピン
コータを用いて塗布し、厚さ３．０μｍの塗膜を形成した。次に、７０℃で２０分間のプリベイクを行った後、５０μｍの細線パターンを露光するようなマスクを介して紫外線露光を行った。１０ｍＪ／ｃｍ２〜１００ｍＪ／ｃｍ２間の１０水準の露光量で露光を行った。露光後、アルカリ現像液にて９０秒間現像して、ストライプ形状のフィルタセグメントを形成した。なお、アルカリ現像液としては、炭酸ナトリウム１．５重量％炭酸水素ナトリウム０．５重量％陰イオン系界面活性剤（花王社製「ペリレックスＮＢＬ」）８．０重量％および水９０重量％からなるものを用いた。得られたフィルタセグメントの膜厚を未露光・未現像部分を１００とした時の各露光量水準での露光・現像後の残膜率を算出した。露光量を横軸、残膜率を縦軸とした残膜率曲線から、残膜率が９０％以上でそれ以上露光しても残膜率変化が−１．０％〜＋１．０％の範囲となる露光量を飽和感度と定めた。高感度用途での使用を目的としているため、飽和感度が５０ｍＪ／ｃｍ２以下のものが良好である。
（パターニング性評価）
紫外線の露光量を飽和露光量、アルカリ現像液での現像時間をそれぞれの感光性着色組成物膜の未露光部を洗い流すのに適正な時間とした以外は、上記同様の方法で基板を作成後、２３０℃で６０分間加熱処理をした。パターニング性は、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて断面形状の評価を行った。判定基準は、順テーパー形状を○、垂直形状を△、逆テーパー形状やパターン欠けがあるものを×とした。
紫外線の露光量を飽和露光量、アルカリ現像液での現像時間をそれぞれの感光性着色組成物膜の未露光部を洗い流すのに適正な時間とした以外は、上記同様の方法で基板を作成後、２３０℃で６０分間加熱処理をした。パターニング性は、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて断面形状の評価を行った。判定基準は、順テーパー形状を○、垂直形状を△、逆テーパー形状やパターン欠けがあるものを×とした。
（光昇華物評価用基板作製）
感光性着色組成物を１００ｍｍ×１００ｍｍ、１．１ｍｍ厚のガラス基板上にスピンコータを用いて塗布し、厚さ３．０μｍの塗膜を形成し、７０℃で２０分間のプリベイクを行った基板を１００枚作製した。基板四隅に直径１０ｍｍ、１００μｍ厚のスペーサを設置した。その上に１００ｍｍ×１００ｍｍ、１．５ｍｍ厚の石英ガラスを設置し、飽和感度にてマスクを介さず露光することで発生した光昇華物を石英ガラスに捕集した。石英ガラスはすべて同一の物を使用することで、１００枚の１００ｍｍ×１００ｍｍ厚さ３．０μｍの感光性着色組成物塗膜から発生した光昇華物を１枚の石英基板に捕集した。
感光性着色組成物を１００ｍｍ×１００ｍｍ、１．１ｍｍ厚のガラス基板上にスピンコータを用いて塗布し、厚さ３．０μｍの塗膜を形成し、７０℃で２０分間のプリベイクを行った基板を１００枚作製した。基板四隅に直径１０ｍｍ、１００μｍ厚のスペーサを設置した。その上に１００ｍｍ×１００ｍｍ、１．５ｍｍ厚の石英ガラスを設置し、飽和感度にてマスクを介さず露光することで発生した光昇華物を石英ガラスに捕集した。石英ガラスはすべて同一の物を使用することで、１００枚の１００ｍｍ×１００ｍｍ厚さ３．０μｍの感光性着色組成物塗膜から発生した光昇華物を１枚の石英基板に捕集した。
（光昇華物評価）
光昇華物発生量は、キャピラリーカラム（ＧＬサイエンス社製 ＴＣ−１）を具備した発生ガス濃縮導入装置（ＧＬサイエンス社製 ＭＳＴＤ−２５８Ｂ）、ガスクロマトグラフィ質量検出器（アジレントテクノロジー社製 四重極型検出器 ５９７３Ｎ）にて評価した。評価条件を以下に示す。石英ガラスを発生ガス濃縮導入装置のチャンバー内に入れ、室温から１９０℃まで３０ｍｉｎで昇温し、石英ガラスに捕集した光昇華物を脱離させた後、キャピラリーカラムへ送り吸着させる。このキャピラリーカラムを１０℃／ｍｉｎにて昇温、２７０℃にて１５ｍｉｎ保持し、キャピラリーカラムから脱離させた光昇華物をガスクロマトグラフィ質量検出器へ送ることでヘキサデカン換算の質量を測定、基板面積である１００ｃｍ２を除して単位面積当たりの光昇華物発生量を算出した。光昇華物発生量が３．５ｎｇ／ｃｍ２より多いとパターン露光時にマスク開口部を覆ってしまうことで、目的のパターン形状を作製できなくなる場合がある。
光昇華物発生量は、キャピラリーカラム（ＧＬサイエンス社製 ＴＣ−１）を具備した発生ガス濃縮導入装置（ＧＬサイエンス社製 ＭＳＴＤ−２５８Ｂ）、ガスクロマトグラフィ質量検出器（アジレントテクノロジー社製 四重極型検出器 ５９７３Ｎ）にて評価した。評価条件を以下に示す。石英ガラスを発生ガス濃縮導入装置のチャンバー内に入れ、室温から１９０℃まで３０ｍｉｎで昇温し、石英ガラスに捕集した光昇華物を脱離させた後、キャピラリーカラムへ送り吸着させる。このキャピラリーカラムを１０℃／ｍｉｎにて昇温、２７０℃にて１５ｍｉｎ保持し、キャピラリーカラムから脱離させた光昇華物をガスクロマトグラフィ質量検出器へ送ることでヘキサデカン換算の質量を測定、基板面積である１００ｃｍ２を除して単位面積当たりの光昇華物発生量を算出した。光昇華物発生量が３．５ｎｇ／ｃｍ２より多いとパターン露光時にマスク開口部を覆ってしまうことで、目的のパターン形状を作製できなくなる場合がある。
（比較結果）
表１に示すように、光重合開始剤としてオキシムエステル系化合物を使用し、光重合性化合物に対する光重合開始剤の重量比率が０．０５〜０．２０の範囲であり、且つ、光重合開始剤に対する連鎖移動剤（多官能チオール）の重量比率が０．９０〜１．５０の範囲である実施例１〜８の本発明品は、いずれも光昇華物発生量が３．５ｎｇ／ｃｍ２未満であり、カラーフィルタ製造の露光工程におけるマスク汚れを抑えることが可能である良好
な結果が得られた。一方、光重合性化合物に対する光重合開始剤の重量比率が０．２０より大きく、また、光重合開始剤に対する連鎖移動剤の重量比率が１．５０よりも大きい比較例１や、光重合性化合物としてアミノアルキルフェノン系化合物を使用している比較例３の比較例品は、いずれも光昇華物発生量が３．５ｎｇ／ｃｍ２より多い結果を示した。また、光重合性化合物に対する光重合開始剤の重量比率が０．０５よりも小さく、光重合開始剤に対する連鎖移動剤の重量比率が０．９よりも小さい比較例２は、飽和感度（飽和露光量）が低くパターンが形成できない結果であった。
表１に示すように、光重合開始剤としてオキシムエステル系化合物を使用し、光重合性化合物に対する光重合開始剤の重量比率が０．０５〜０．２０の範囲であり、且つ、光重合開始剤に対する連鎖移動剤（多官能チオール）の重量比率が０．９０〜１．５０の範囲である実施例１〜８の本発明品は、いずれも光昇華物発生量が３．５ｎｇ／ｃｍ２未満であり、カラーフィルタ製造の露光工程におけるマスク汚れを抑えることが可能である良好
な結果が得られた。一方、光重合性化合物に対する光重合開始剤の重量比率が０．２０より大きく、また、光重合開始剤に対する連鎖移動剤の重量比率が１．５０よりも大きい比較例１や、光重合性化合物としてアミノアルキルフェノン系化合物を使用している比較例３の比較例品は、いずれも光昇華物発生量が３．５ｎｇ／ｃｍ２より多い結果を示した。また、光重合性化合物に対する光重合開始剤の重量比率が０．０５よりも小さく、光重合開始剤に対する連鎖移動剤の重量比率が０．９よりも小さい比較例２は、飽和感度（飽和露光量）が低くパターンが形成できない結果であった。
１１……基板
２１……黒色感光層
２１ｂ……ＢＭ
３０……着色層
３１Ｒ……赤色層
３２Ｇ……緑色層
３３Ｂ……青色層
１００……液晶表示装置用カラーフィルタ
２１……黒色感光層
２１ｂ……ＢＭ
３０……着色層
３１Ｒ……赤色層
３２Ｇ……緑色層
３３Ｂ……青色層
１００……液晶表示装置用カラーフィルタ
Claims (5)
- 少なくとも顔料（Ａ）、透明樹脂（Ｂ）、光重合性化合物（Ｃ）、光重合開始剤（Ｄ）、連鎖移動剤（Ｅ）からなる感光性着色組成物であって、光重合性化合物（Ｃ）に対する光重合開始剤（Ｄ）の重量比率が０．０５〜０．２０で、且つ、光重合開始剤（Ｄ）に対する連鎖移動剤（Ｅ）の重量比率が０．９〜１．５０であることを特徴とする感光性着色組成物。
- 前記光重合開始剤（Ｄ）がオキシムエステル系化合物であることを特徴とする請求項１記載の感光性着色組成物。
- 前記連鎖移動剤（Ｅ）が多官能チオールであることを特徴とする請求項１記載の感光性着色組成物。
- 請求項１〜３いずれかに記載の感光性着色組成物からなることを特徴とするカラーフィルタ。
- 請求項４記載のカラーフィルタを具備してなることを特徴とする液晶表示装置。
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| JP2011087102A JP2012220759A (ja) | 2011-04-11 | 2011-04-11 | 感光性着色組成物及びそれを用いたカラーフィルタ、液晶表示装置 |
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- 2011-04-11 JP JP2011087102A patent/JP2012220759A/ja active Pending
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