JP2017090763A - カラーフィルター用着色組成物 - Google Patents

Abstract

【課題】保存しても粘度上昇しにくいとともに、現像性に優れた塗膜を形成可能であり、かつ、製造時の熱によっても色材の色特性が変化しにくい、耐熱性に優れたカラーフィルター用着色組成物を提供する。
【解決手段】バインダーポリマー、色材、及び溶剤を含有するカラーフィルター用着色組成物である。バインダーポリマーが、ｔ−ブチルアクリレート等に由来する構成単位（Ａ）と、所定の式で表されるカルボキシ基含有（メタ）アクリレートに由来する構成単位（Ｂ）と、を有するとともに、バインダーポリマーの全体に対する、構成単位（Ａ）の割合が４０〜７０質量％、構成単位（Ｂ）の割合が２０〜５０質量％であり、バインダーポリマーの酸価が４０〜１３０ｍｇＫＯＨ／ｇであり、かつ、数平均分子量が３，０００〜１５，０００である。
【選択図】なし

Description

本発明は、液晶カラーディスプレーのカラーフィルターを製造するための材料として有用なカラーフィルター用着色組成物に関する。

昨今の情報機器の急速な発展に伴い、情報機器の情報表示部材として液晶カラーディスプレーが使用されている。液晶カラーディスプレーの用途としては、例えば、テレビジョン、プロジェクター、パーソナルコンピューター、モバイル情報機器、モニター、カーナビゲーション、携帯電話、電子計算機、及び電子辞書等の表示画面；情報掲示板、案内掲示板、機能表示板、及び標識板等のディスプレー；デジタルカメラやビデオカメラ等の撮影画面等がある。液晶カラーディスプレーには、通常、カラーフィルターが搭載されている。このカラーフィルターは、精細性、色濃度、光透過性、及びコントラスト性等の画像性能の色彩特性、並びに光学特性に優れたものであることが要求される。

カラーフィルターの三原色画素に用いられる着色剤（以下、「カラーフィルター用カラー」とも記す）には、顔料が従来使用されている。そして、高透明性、高コントラスト性、及び高輝度性などのフィルターとしての光学特性を向上させるべく、顔料は著しく微細化されている。具体的には、その一次粒子径（平均粒子径）が１０ｎｍから数十ｎｍであるナノサイズの顔料が用いられている。微細化された顔料は、顔料分散剤、有機溶媒、必要に応じて用いられる顔料の表面を改質するシナジスト、及びアルカリ現像バインダーであるポリマー等と混合され、顔料を分散させて得られる着色剤の状態で使用される。着色剤は、所定の顔料濃度となるように有機溶剤で希釈されるとともに、光硬化性モノマーやオリゴマー、アルカリ現像性バインダー、及び光重合開始剤などが添加されることで、カラーフィルター用の塗布液とされる。調製された塗布液はスピンコーターなどによってガラス基板に塗布された後、加熱により塗膜化される。その後、マスク、露光、及びアルカリ現像等の工程を経て、カラーフィルターの画素が形成される。

しかしながら、ガラス基板等に塗布された塗布液が加熱される際、微細化された顔料の結晶粒子が過度の熱によって破壊されやすくなる。これは、微細化によって分子状態の顔料の性質が表面化するためであると考えられる。顔料の結晶粒子が過度の熱によって破壊されてしまうと、顔料の本来の色が出なくなったり、化学構造が壊れることで溶融・再結晶化して異物となったりして、色特性が顕著に低下する場合があるといった問題があった。

上記のような問題を解消すべく、着色剤の耐熱性を向上させるための様々な試みがなされている。例えば、顔料とともに用いるシナジストの改良（特許文献１）、バインダーポリマーの熱的特性の向上（特許文献２）、及び酸化防止剤等の添加剤の添加（特許文献３）などの技術が提案されている。

特開２０１４−１９３９５５号公報 特開２０１０−２１０９６２号公報 特開２０１０−８６５０号公報

しかしながら、上記の特許文献１〜３で提案された技術を採用した場合であっても、着色剤の耐熱性の向上効果は未だ不十分であった。特に、近年の技術の急速な進展に伴って要求される高度な色特性を有するカラーフィルターを製造するための着色組成物としては、さらなる改良の余地があった。

本発明は、このような従来技術の有する問題点に鑑みてなされたものであり、その課題とするところは、保存しても粘度上昇しにくいとともに、現像性に優れた塗膜を形成可能であり、かつ、製造時の熱によっても色材の色特性が変化しにくい、耐熱性に優れたカラーフィルター用着色組成物を提供することにある。

すなわち、本発明によれば、以下に示すカラーフィルター用着色組成物が提供される。
［１］バインダーポリマー、色材、及び溶剤を含有するカラーフィルター用着色組成物であって、前記バインダーポリマーが、ｔ−ブチルアクリレート及び下記一般式（Ａ）で表されるアクリレートの少なくともいずれかに由来する構成単位（Ａ）と、下記一般式（Ｂ）で表されるカルボキシ基含有（メタ）アクリレートに由来する構成単位（Ｂ）と、を有するとともに、前記バインダーポリマーの全体に対する、前記構成単位（Ａ）の割合が４０〜７０質量％、前記構成単位（Ｂ）の割合が２０〜５０質量％であり、前記バインダーポリマーの酸価が４０〜１３０ｍｇＫＯＨ／ｇであり、かつ、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーにより測定されるポリスチレン換算の数平均分子量が３，０００〜１５，０００であるカラーフィルター用着色組成物。

（前記一般式（Ａ）中、Ｒ₁は、炭素数１〜１０のアルキル基、炭素数３〜６のシクロアルキル基、炭素数２〜１０のアルケニル基、炭素数２〜１０のアルキニル基、又はアリール基を示す）

（前記一般式（Ｂ）中、Ｒ₂は、水素原子又はメチル基を示し、Ｒ₃は、１以上のカルボキシ基を有する、炭素数１〜１０のアルキル基、炭素数３〜６のシクロアルキル基、炭素数２〜１０のアルケニル基、炭素数２〜１０のアルキニル基、又はアリール基を示し、Ｘは、ハロゲン原子を有していてもよい、炭素数１〜１０のアルキレン基、炭素数３〜６のシクロアルキレン基、炭素数２〜１０のアルケニレン基、炭素数２〜１０のアルキニレン基、又はアリーレン基を示す）

［２］前記バインダーポリマーが、その他の共重合性ビニルモノマーに由来する構成単位（Ｃ）をさらに有する前記［１］に記載のカラーフィルター用着色組成物。
［３］前記一般式（Ｂ）中、Ｒ₃が、下記式のいずれかで表される基（下記式中の「＊」は結合位置を示す）である前記［１］又は［２］に記載のカラーフィルター用着色組成物。

［４］前記一般式（Ａ）中、Ｒ₁が、炭素数１〜４のアルキル基又はシクロヘキシル基であり、前記一般式（Ｂ）中、Ｒ₃が、１以上のカルボキシ基を有する、シクロヘキシル基又はフェニル基であり、前記一般式（Ｂ）中、Ｘが、炭素数１〜４のアルキレン基である前記［１］〜［３］のいずれかに記載のカラーフィルター用着色組成物。
［５］前記バインダーポリマーの分子量分布（重量平均分子量／数平均分子量）が、１．６以下である前記［１］〜［４］のいずれかに記載のカラーフィルター用着色組成物。

本発明のカラーフィルター用着色組成物は、保存しても粘度上昇しにくいとともに、現像性に優れた塗膜を形成可能であり、かつ、製造時の熱によっても色材の色特性が変化しにくい、耐熱性に優れたものである。このため、本発明のカラーフィルター用着色組成物を用いれば、例えば、超微細化された顔料を色材として含有しながらも、所望とする色特性が高度に維持された高品質なカラーフィルターを製造することができる。

以下、本発明の実施の形態について説明するが、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではない。本発明のカラーフィルター用着色組成物（以下、「ＣＦ用着色組成物」又は「着色組成物」とも記す）は、バインダーポリマー、色材、及び溶剤を含有する。以下、その詳細について説明する。

（バインダーポリマー）
本発明のＣＦ用着色組成物に含有されるバインダーポリマーは、構成単位（Ａ）と、構成単位（Ｂ）とを有する。構成単位（Ａ）は、ｔ−ブチルアクリレート及び下記一般式（Ａ）で表されるアクリレートの少なくともいずれかに由来する構成単位である。また、構成単位（Ｂ）は、下記一般式（Ｂ）で表されるカルボキシ基含有（メタ）アクリレートに由来する構成単位である。

（前記一般式（Ａ）中、Ｒ₁は、炭素数１〜１０のアルキル基、炭素数３〜６のシクロアルキル基、炭素数２〜１０のアルケニル基、炭素数２〜１０のアルキニル基、又はアリール基を示す）

（前記一般式（Ｂ）中、Ｒ₂は、水素原子又はメチル基を示し、Ｒ₃は、１以上のカルボキシ基を有する、炭素数１〜１０のアルキル基、炭素数３〜６のシクロアルキル基、炭素数２〜１０のアルケニル基、炭素数２〜１０のアルキニル基、又はアリール基を示し、Ｘは、ハロゲン原子を有していてもよい、炭素数１〜１０のアルキレン基、炭素数３〜６のシクロアルキレン基、炭素数２〜１０のアルケニレン基、炭素数２〜１０のアルキニレン基、又はアリーレン基を示す）

一般式（Ａ）中のＲ₁は、炭素数１〜４のアルキル基又はシクロヘキシル基であることが好ましい。また、一般式（Ｂ）中のＲ₃は、下記式のいずれかで表される基（下記式中の「＊」は結合位置を示す）であることが好ましく、１以上のカルボキシ基を有する、シクロヘキシル基又はフェニル基であることがさらに好ましい。そして、一般式（Ｂ）中のＸは、炭素数１〜４のアルキレン基であることが好ましい。

構成単位（Ａ）は、ｔ−ブチルアクリレート及び一般式（Ａ）で表されるアクリレートの少なくともいずれか（以下、「モノマー（Ａ）」とも記す）に由来する構成単位である。一般式（Ａ）で表されるアクリレートは、ヘミアセタールエステル基を有するアクリレートであり、例えば、アクリル酸と、特定のビニルエーテル化合物とを付加反応させて得られるモノマーである。このようなモノマー（Ａ）に由来する構成単位（Ａ）を有するバインダーポリマーを用いることで、着色組成物の耐熱性が向上し、加熱による顔料の色特性低下を防止することができる。上記のような効果が得られる理由については明らかではないが、本発明者は以下のように推測している。

モノマー（Ａ）は、比較的耐熱性が低いモノマーである。例えば、ｔ−ブチルアクリレートは、酸やアルカリによって容易に脱アルキル化して（イソブテンが脱離して）アクリル酸となる。また、一般式（Ａ）で表されるアクリレートも、酸やアルカリを触媒とし、加熱によって容易にビニルエーテル化合物が脱離してアクリル酸となる。イソブテンやビニルエーテル化合物はカルボキシ基の保護基として機能すると考えられる。このように容易に脱離しうる保護基としては、他にベンジル基なども知られている。しかし、本発明者らが検討したところ、ベンジル基の脱離速度は比較的遅いことが分かった。

バインダーポリマーを加熱すると、保護基が脱離してカルボキシ基が生ずる。このため、加熱後のバインダーポリマーは、アクリル酸に由来する構成単位を有するポリマー（以下、「バインダーポリマーＲ」とも記す）となる。例えば、ｔ−ブチルアクリレート（Ｍｗ１２８．２）４０部からイソブテン（Ｍｗ５６．１）が脱離すると、約２４．２部のアクリル酸が生成する。すなわち、ｔ−ブチルアクリレートに由来する構成単位（Ａ）を４０質量％含むバインダーポリマー１００部からイソブテンが脱離すると、アクリル酸に由来する構成単位を２７．３質量％含むバインダーポリマーＲとなる。

また、下記式（Ａ−１）で表されるアクリレート（Ｍｗ２５６．４）に由来する構成単位（Ａ）を４０質量％含むバインダーポリマー１００部から保護基が脱離すると、アクリル酸に由来する構成単位を１５．７質量％含有するバインダーポリマーＲとなる。すなわち、加熱前の着色組成物と、加熱後のカラーフィルターフィルター（着色膜）とでは、バインダーポリマーのモノマー組成が異なることになる。

着色組成物で形成された膜は、バインダーポリマーの保護基が脱離する際に収縮する。膜の収縮によって、顔料の溶融や結晶変化が防止され、結晶劣化による色変化が抑制されることも想定される。
また、酸成分であるアクリル酸に由来する構成単位を含むことで、バインダーポリマーのガラス転移温度（Ｔｇ）が高くなるとともに、不溶化し、かつ、酸基と顔料の相互作用が生ずることなどによって、色変化が抑制されることも想定される。なお、保護基を有しないアクリル酸に由来する構成単位を加熱前から含むバインダーポリマーを用いることで、保護基を脱離させる必要がなくなるとも考えられる。しかし、検討の結果、アクリル酸に由来する構成単位を所定の割合で含むバインダーポリマーを用いた場合には、安定な顔料分散液を得ることができないことが判明した。ＣＦ用着色組成物は、通常、顔料分散剤を用いて有機溶剤中に顔料を分散させた油性の分散液である。酸性又は塩基性の官能基を有するシナジストで処理された顔料と、この官能基とイオン結合しうる基を有する顔料分散剤とは、通常、イオン結合して吸着している。ここで、酸性度が高いアクリル酸に由来する構成単位を相当量含むバインダーポリマーが存在すると、顔料の分散性が阻害されると考えられる。

一般式（Ａ）で表されるアクリレートは、ヘミアセタールエステル基を有するアクリレートであり、例えば、アクリル酸と、特定のビニルエーテル化合物とを付加反応させて得られるモノマーである。ビニルエーテル化合物の具体例としては、下記一般式（Ａ−２）で表される化合物を挙げることができる。
Ｒ₁−Ｏ−ＣＨ₂＝ＣＨ₂ ・・・（Ａ−２）

一般式（Ａ−２）中、Ｒ₁は、炭素数１〜１０のアルキル基、炭素数３〜６のシクロアルキル基、炭素数２〜１０のアルケニル基、炭素数２〜１０のアルキニル基、又はアリール基を示す。アルキル基、アルケニル基、及びアルキニル基の炭素数が１０を超えると、脱離する保護基に対応する化合物の沸点が高いため、加工時の加熱によっても揮発しにくく、形成される着色膜に残存する可能性がある。このため、一般式（Ａ−２）中、Ｒ₁は、炭素数６以下のアルキル基、炭素数３〜６のシクロアルキル基、炭素数６以下のアルケニル基、炭素数６以下のアルキニル基、又はアリールであることが好ましい。また、脱離する保護基に対応する化合物の沸点が１００℃以下であると、カラーフィルターの焼き付け工程時に容易に揮発するために好ましい。

ビニルエーテル化合物の具体例としては、メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、１−プロピルビニルエーテル、２−プロピルビニルエーテル、ブチルビニルエーテル、イソブチルビニルエーテル、ｔ−ブチルビニルエーテル、ペンチルビニルエーテル、ヘキシルビニルエーテル、シクロヘキシルビニルエーテル、アリルビニルエーテル、アセチレンメチルビニルエーテル、フェニルビニルエーテル、ベンジルビニルエーテルなどを挙げることができる。これらのビニルエーテル化合物は、１種単独で又は２種以上を組み合わせて用いることができる。

バインダーポリマーの全体に対する、構成単位（Ａ）の割合は４０〜７０質量％であり、好ましくは４５〜６５質量％である。バインダーポリマー中の構成単位（Ａ）の含有割合が４０質量％未満であると、保護基が脱離して形成されるカルボキシ基の割合が少なすぎるため、着色組成物の耐熱性が十分に向上しない。一方、バインダーポリマー中の構成単位（Ａ）の含有割合が７０質量％超であると、形成されるカルボキシ基の割合が多すぎるため、アルカリ現像時の着色膜の耐水性が低下する。

本発明のＣＦ用着色組成物に用いるバインダーポリマーは、一般式（Ｂ）で表されるカルボキシ基含有（メタ）アクリレート（以下、「モノマー（Ｂ）」とも記す）に由来する構成単位（Ｂ）を有する。モノマー（Ｂ）は、アルカリ現像時の酸基の供給源となる構成単位を形成するモノマーである。従来、アルカリ現像時の酸基の供給源となる構成単位を形成するモノマーとしては、（メタ）アクリル酸が用いられていた。しかし、（メタ）アクリル酸は重合速度が速いため、得られるバインダーポリマーに均一に導入することが困難であった。このため、得られるバインダーポリマーの構造中にカルボキシ基の偏りが生じやすかった。また、溶液重合の際に重合系が白濁する、アルカリ現像の際に不均一化する、又は着色組成物の粘度が過度に高まる場合があった。これに対して、本発明のＣＦ用着色組成物には、モノマー（Ｂ）に由来する構成単位（Ｂ）を有するバインダーポリマーを含有させる。モノマー（Ｂ）は分子量が十分に大きいとともに、立体障害などにより、（メタ）アクリル酸と比べて重合性が低い。

モノマー（Ｂ）は、例えば、水酸基を有する（メタ）アクリレートと、２以上のカルボキシ基を有する化合物とを反応させて得ることができる。水酸基を有する（メタ）アクリレートの具体例としては、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、３−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、グリセロールモノ（メタ）アクリレート、３−クロロ−２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレートなどを挙げることができる。これらの水酸基を有する（メタ）アクリレートは、１種単独で又は２種以上を組み合わせて用いることができる。

２以上のカルボキシ基を有する化合物の具体例としては、コハク酸、マレイン酸、イタコン酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、トリメリト酸、ピロメリト酸、ナフタレンジカルボン酸、アントラセンジカルボン酸、テトラブタン酸、シクロヘキサン−１，２−ジカルボン酸、４−シクロヘキセン−１，２−ジカルボン酸、シクロヘキサン−１，２，４−トリカルボン酸などを挙げることができる。これらの２以上のカルボキシ基を有する化合物は、１種単独で又は２種以上を組み合わせて用いることができる。

２以上のカルボキシ基を有する化合物は、酸無水物を形成しうる化合物であることが、副生成物が生じにくく、反応精製やコスト的に有利であるために好ましい。また、２以上のカルボキシ基を有する化合物の炭素数は６以下であることが好ましく、コハク酸、フタル酸、トリメリット酸、シクロヘキサン−１，２−ジカルボン酸、４−シクロヘキセン−１，２−ジカルボン酸、シクロヘキサン−１，２，４−トリカルボン酸がさらに好ましく、コハク酸、フタル酸、シクロヘキサン−１，２−ジカルボン酸が特に好ましい。

バインダーポリマーの全体に対する、構成単位（Ｂ）の割合は２０〜５０質量％であり、好ましくは３０〜４０質量％である。バインダーポリマー中の構成単位（Ｂ）の含有割合が２０質量％未満であると、構成単位（Ａ）の含有割合にもよるが、アルカリ現像の速度が遅くなる。一方、バインダーポリマー中の構成単位（Ｂ）の含有割合が５０質量％超であると、重合反応性が低下してしまい、未反応のモノマーが残存しやすくなる。

バインダーポリマーの酸価は４０〜１３０ｍｇＫＯＨ／ｇであり、好ましくは５０〜１００ｍｇＫＯＨ／ｇである。バインダーポリマーの酸価が４０ｍｇＫＯＨ／ｇ未満であると、アルカリ現像性が不十分になる。一方、バインダーポリマーの酸価が１３０ｍｇＫＯＨ／ｇ超であると、形成される着色膜の耐水性が低下する。バインダーポリマーの酸価は、ポリマー１ｇを中和するのに必要な水酸化カリウムの質量（ｍｇ）で表される。バインダーポリマーの酸価は、使用したモノマーの分子量から算出することもできるし、バインダーポリマー自体を滴定分析することにより測定することもできる。バインダーポリマーの酸価は、例えば、ポリマーを所定の有機溶剤に溶解して得た溶液を測定試料とし、フェノールフタレイン等を指示薬として、０．１Ｎ水酸化カリウムエタノール溶液を用いて滴定することで測定及び算出することができる。

ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）により測定される、バインダーポリマーのポリスチレン換算の数平均分子量（Ｍｎ）は、３，０００〜１５，０００であり、好ましくは４，０００〜１０，０００である。バインダーポリマーの数平均分子量が３，０００未満であると、カラーフィルター用の着色膜としての耐性が不足する。一方、バインダーポリマーの数平均分子量が１５，０００超であると、バインダーポリマーの酸価が高い場合であってもアルカリ現像性が不足するとともに、現像して形成される画素のシャープ性が損なわれる。

バインダーポリマーの分子量分布（重量平均分子量／数平均分子量）は、１．６以下であることが好ましく、１．４以下であることがさらに好ましい。バインダーポリマーの分子量分布（ＰＤＩ）は、ＧＰＣにより測定されるポリスチレン換算の重量平均分子量（Ｍｗ）を、前述の数平均分子量（Ｍｎ）で除して得られる値（Ｍｗ／Ｍｎ）である。すなわち、バインダーポリマーの分子量がある程度以上揃っていることが好ましい。バインダーポリマーのＰＤＩが１．６以下であると、ポリマー分子の性質が均一であるため、アルカリ現像の際の溶解の仕方が均一になりやすい。このため、アルカリ現像時に脱膜的な溶解が生じにくくなるとともに、よりシャープな画素を形成することができる。

バインダーポリマーは、本発明の効果を損なわない範囲で、必要に応じて、前述のモノマー（Ａ）及びモノマー（Ｂ）以外の「その他の共重合性ビニルモノマー」に由来する構成単位（Ｃ）をさらに有していてもよい。バインダーポリマーの全体に対する、構成単位（Ｃ）の割合は、５〜３０質量％であることが好ましく、１０〜２５質量％であることが好ましい。その他の共重合性ビニルモノマーとしては、ラジカル重合しうる付加重合性ビニルモノマーが好ましい。その他の共重合性ビニルモノマーの具体例としては、スチレン、ビニルトルエン、ビニルナフタレン、ビニル安息香酸、ビニル安息香酸の低級アルコールエステル、ビニルカルバゾール、スチレンスルホン酸、スチレンスルホン酸の低級アルコールエステル、Ｎ−ビニルピリジンなどの芳香族及び複素環ビニルモノマー；酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、シクロヘキサンカルボン酸ビニル、安息香酸ビニルなどの脂肪族、脂環族、及び芳香族カルボン酸ビニルエステルモノマー；

（メタ）アクリル酸、（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸エチル、（メタ）アクリル酸プロピル、（メタ）アクリル酸ブチル、（メタ）アクリル酸イソブチル、（メタ）アクリル酸ヘキシル、（メタ）アクリル酸オクチル、（メタ）アクリル酸２−エチルヘキシル、（メタ）アクリル酸デシル、（メタ）アクリル酸トリデシル、（メタ）アクリル酸オクタデシル、（メタ）アクリル酸シクロヘキシル、（メタ）アクリル酸トリメチルシクロヘキシル、（メタ）アクリル酸ｔ−ブチルシクロヘキシル、（メタ）アクリル酸イソボルニル、（メタ）アクリル酸トリシクロデシル、（メタ）アクリル酸アダマンチル、（メタ）アクリル酸ベンジル、（メタ）アクリル酸フェノキシエチル、（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）アクリル酸ヒドロキシブチル、（メタ）アクリル酸メトキシエチル、（メタ）アクリル酸エトキシエチル、（メタ）アクリル酸テトラヒドロフルフリル、（メタ）アクリル酸グリシジル、（メタ）アクリル酸フェニル、（メタ）アクリル酸ナフチル、（メタ）アクリル酸ジメチルアミノエチル、（メタ）アクリル酸ジメチルアミノエチルを塩化メチルや塩化ベンジルで４級化したモノマー、（メタ）アクリル酸ジエチルアミノエチル、（メタ）アクリル酸ジエチルアミノエチルを塩化メチルや塩化ベンジルで４級化したモノマー、（メタ）アクリル酸ｔ−ブチルアミノエチル、（メタ）アクリル酸トリフルオロエチル、（メタ）アクリル酸ヘプタデカフルオロデシル、（メタ）アクリル酸ポリ（ｎ＝２以上）エチレングリコール、（メタ）アクリル酸ポリ（ｎ＝２以上）プロピレングリコール、（メタ）アクリル酸ポリ（ｎ＝２以上）エチレングリコールモノメチルエーテル、（メタ）アクリル酸シクロペンテニルオキシエチル、（メタ）アクリロイロキシエチルイソシアネート、２−（２’−ヒドロキシ−５−（メタ）アクリロイロキシエチルフェニル）−２Ｈ−ベンゾトリアゾール（耐光性を向上させるのに効果的である）、（メタ）アクリル酸テトラメチルピペリジニル、（メタ）アクリル酸ペンタメチルピペリジニル、（メタ）アクリロイロキシエチルリン酸エステルなどの（メタ）アクリル酸系ポリマー；

（メタ）アクリルアミド、ジメチル（メタ）アクリルアミド、（メタ）アクリロイルモルホリン、Ｎ−メチロール（メタ）アクリルアミドなどのアミド系モノマー；（メタ）アクリロニトリル；Ｎ−ビニルピロリドン；マレイン酸、マレイン酸のモノ、ジ低級アルコールエステル、Ｎ−フェニルマレイミド、Ｎ−シクロヘキシルマレイミド、イタコン酸のモノ、ジ低級アルコールエステルなどの二塩基酸ビニル系モノマー；などを挙げることができる。これらのモノマーは、１種単独で又は２種以上を組み合わせて用いることができる。

また、必要に応じて、その片末端に付加重合性基を有するマクロモノマーを用いることもできる。そのようなマクロモノマーの具体例としては、（メタ）アクリロイルポリスチレン、（メタ）アクリロイルポリメタクリル酸メチル、（メタ）アクリロイルポリジメチルシロキサンなどを挙げることができる。

（バインダーポリマーの調製方法）
バインダーポリマーは、例えば、ラジカル重合、カチオン重合、アニオン重合などの重合方法によって調整することができる。また、これらの重合方法は、溶液重合、乳化重合、懸濁重合、塊状重合のいずれであってもよい。例えば、ラジカル重合の場合、アゾ系化合物や過酸化物系化合物などの重合開始剤が用いられ、所定の温度で重合される。

重合開始剤の具体例としては、過硫酸リチウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸カリウム等の過酸化物系化合物；２，２’−アゾビス（２−（２−イミダゾリン−２−イル）プロパン）、２，２’−アゾビス（２−アミジノプロパン）、これらの無機酸・有機酸塩などのアゾ系化合物；過酸化ベンゾイル、ラウロイルパーオキサイド、ｔ−ブチルラウリン酸過エステルなどの油性の過酸化物などを挙げることができる。重合開始剤の使用量は、モノマーに対して、０．１〜５質量％とすることが好ましく、０．２〜３質量％とすることがさらに好ましい。

従来のラジカル重合では、得られるバインダーポリマーのＰＤＩを所望とする値に制御するのは困難である。このため、得られるバインダーポリマーのＰＤＩを所望とする値に制御するには、リビングラジカル重合によってバインダーポリマーを調製することが好ましい。ラジカル重合やリビングラジカル重合は、有機溶剤を使用しない乳化重合、懸濁重合、塊状重合であってもよい。但し、有機溶剤を使用する溶液重合とすることが好ましい。有機溶剤としては、重合開始剤、触媒、及びモノマーなどの成分を溶解しうるものが好ましい。

リビングラジカル重合としては、アミンオキシドラジカルの解離と結合を利用するニトロキサイド法（Ｎｉｔｒｏｘｉｄｅ ｍｅｄｉａｔｅｄ ｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ：ＮＭＰ法）；銅、ルテニウム、ニッケル、鉄等の重金属と、これらの重金属と錯体を形成するリガンドとを使用し、ハロゲン化合物を開始化合物として用いて重合する原子移動ラジカル重合（Ａｔｏｍ ｔｒａｎｓｆｅｒ ｒａｄｉｃａｌ ｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ：ＡＴＲＰ法）；ジチオカルボン酸エステルやザンテート化合物等を開始化合物として使用するとともに、付加重合性モノマーとラジカル開始剤を使用して重合する可逆的付加開裂型連鎖移動重合（Ｒｅｖｅｒｓｉｂｌｅ ａｄｄｉｔｉｏｎ− ｆｒａｇｍｅｎｔａｔｉｏｎ ｃｈａｉｎ ｔｒａｎｓｆｅｒ：ＲＡＦＴ法）；ＭＡＤＩＸ法（Ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｄｅｓｉｇｎ ｖｉａ Ｉｎｔｅｒｃｈａｎｇｅ ｏｆ Ｘａｎｔｈａｔｅ）；有機テルル、有機ビスマス、有機アンチモン、ハロゲン化アンチモン、有機ゲルマニウム、ハロゲン化ゲルマニウム等の重金属を用いる方法（Ｄｅｇｅｎｅｒａｔｉｖｅ ｔｒａｎｓｆｅｒ：ＤＴ法）；ヨウ素とヨウ素化合物の少なくともいずれかを重合開始化合物として使用して、市販のラジカルとなりうる有機化合物を触媒として使用する可逆的移動触媒重合（Ｒｅｖｅｒｓｉｂｌｅ ｔｒａｎｓｆｅｒ ｃａｔａｌｉｚｅｄ ｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ：ＲＴＣＰ法）などを挙げることができる。なかでも、ＤＴ法やＲＴＣＰ法が容易で好ましい。

重合時に用いる有機溶剤の具体例としては、ヘキサン、オクタン、デカン、イソデカン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、トルエン、キシレン、エチルベンゼンなどの炭化水素系溶剤；メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、イソブタノール、ヘキサノール、ベンジルアルコール、シクロヘキサノールなどのアルコール系溶剤；エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、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エチルエーテル、プロピレングリコールプロピルエーテル、ジグライム、トリグライム、テトラグライム、ジプロピリングリコールジメチルエーテル、ブチルカルビトール、ブチルトリエチレングリコール、メチルジプロピレングリコール、メチルセロソルブアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールブ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アセテートなどのグリコール系溶剤；ジエチルエーテル、ジプロピルエーテル、メチルシクロプロピルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、アニソールなどのエーテル系溶剤；メチルエチルケトン、ジエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、イソホロン、アセトフェノンなどのケトン系溶剤；酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸プロピル、酪酸メチル、酪酸エチル、カプロラクトン、乳酸メチル、乳酸エチル、琥珀酸ジメチル、アジピン酸ジメチル、グルタル酸ジメチルなどのエステル系溶剤；クロロホルム、ジクロロエタンなどのハロゲン化溶剤；ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、ピロリドン、Ｎ−メチルピロリドン、カプロラクタムなどのアミド系溶剤の他、ジメチルスルホキシド、スルホラン、テトラメチル尿素、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、炭酸ジメチルなどを挙げることができる。なお、これらの有機溶剤は、１種単独で又は２種以上を組み合わせて用いることができる。

溶液重合時の重合液の固形分濃度（モノマー濃度）は、５〜８０質量％とすることが好ましく、２０〜６０質量％とすることがさらに好ましい。重合液の固形分濃度が５質量％未満であると、モノマー濃度が低すぎるために重合が完結しない場合がある。一方、重合液の固形分濃度が８０質量％超又はバルク重合であると、重合液の粘度が高すぎてしまい、撹拌が困難になって収率が低下する場合がある。リビングラジカル重合は、モノマーがなくなる（反応により全て消費される）まで行うことが好ましい。重合時間は０．５〜４８時間とすることが好ましく、１〜２４時間とすることがさらに好ましい。重合雰囲気は特に限定されず、通常の範囲内で酸素が存在する雰囲気であっても、窒素気流雰囲気であってもよい。重合に使用する材料（モノマーなど）としては、蒸留、活性炭処理、又はアルミナ処理などにより不純物を除去したものを用いてもよいし、市販品をそのまま用いてもよい。また、遮光下で重合反応を行ってもよいし、ガラスなどの透明容器内で重合反応を行ってもよい。

（色材）
本発明のＣＦ用着色組成物は色材を含有する。色材としては、染料や顔料を用いることができる。得られるカラーフィルターの色相を調整すべく、染料と顔料を組み合わせて用いることもできる。ＣＦ用着色組成物中の色材の含有量は特に限定されず、任意に設定することができる。

染料としては、酸性染料、塩基性染料、油溶性染料、反応性染料、分散染料、直接染料などを用いることができる。染料の具体例としては、Ｃ．Ｉ．ダイレクトブラック１７など、Ｃ．Ｉ．ダイレクトエロー４、２６、４４、５０など、Ｃ．Ｉ．ダイレクトレッド１、４、２３、３１、３７、３９、７５、８０、８１、８３、２２５、２２６、２２７など、Ｃ．Ｉ．ダイレクトブルー１、１５、７１、８６、１０６、１９９などの直接染料；

Ｃ．Ｉ．アシッドブラック１、２６、５２など、Ｃ．Ｉ．アシッドエロー７：１、１７、１９、２３、２５、２９、４２、４９、１１０、１４１など、Ｃ．Ｉ．アシッドレッド８、９、１４、１８、２６、２７、３７、５１、５２、５７、８２、８７、９２、９４、１１１、１２９、１３１、１８６など、Ｃ．Ｉ．アシッドバイオレット１５、１７など、アシッドブルー１、７、９、１５、２２、４３、７８、８３、９０、１０３、１１３、１５８など、Ｃ．Ｉ．アシッドグリーン３、９、１６、２５、２７などの酸性染料、及びこれらを第４級アンモニウム塩などで不溶化させた染料；

Ｃ．Ｉ．ベーシックイエロー１１、１３、１５、１９、２１、２８、５１など、Ｃ．Ｉ．ベーシックオレンジ２１、３０など、Ｃ．Ｉ．ベーシックレッド１、１２、１５、１８、２７、４６など、Ｃ．Ｉ．ベーシックバイオレット１、３、１０など、Ｃ．Ｉ．ベーシックブルー１、３、４１、５４など、Ｃ．Ｉ．ベーシックグリーン１、４などの塩基性染料、及びこれらをスルホン酸基含有化合物などで不溶化させた染料などを挙げることができる。

顔料の具体例としては、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド（ＰＲ）５６、５８、１２２、１６６、１６８、１７６、１７７、１７８、２２４、２４２、２５４、２５５などの赤色顔料；Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン（ＰＧ）７、３６、５８、ポリ（１４〜１６）ブロム銅フタロシアニン、ポリ（１２〜１５）ブロム化−ポリ（４〜１）クロル化銅フタロシアニンなどの緑色顔料；Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：１、１５：３、１５：６、６０、８０などの青色顔料などを挙げることができる。また、カラーフィルター用の顔料に対する補色顔料及び多色型の画素用顔料としては、例えば、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー（ＰＹ）１２、１３、１４、１７、２４、５５、６０、７４、８３、９０、９３、１２６、１２８、１３８、１３９、１５０、１５４、１５５、１８０、１８５、２１６、２１９などの黄色顔料；Ｃ．Ｉ．ピグメントバイオレット（ＰＶ）１９、２３などを挙げることができる。

顔料の平均粒子径は、１０〜１５０ｎｍであることが好ましく、１０〜８０ｎｍであることがさらに好ましく、１０〜５０ｎｍであることが特に好ましい。微粒子化された顔料を分散させて得られる本発明のＣＦ用着色組成物は、高透明性及び高コントラスト性を有するカラーフィルターを製造しうる着色剤として特に好適である。顔料の平均粒子径が１０ｎｍ未満であると、耐光性及び耐熱性など諸物性が低下する場合がある。一方、顔料の平均粒子径が１５０ｎｍ超であると、画素の透明性及びコントラスト性が低下する場合がある。なお、本明細書における顔料の「平均粒子径」は「数平均粒子径」を意味し、例えば、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）で観察して求めることができる。

（溶剤）
本発明のＣＦ用着色組成物は、有機溶媒などの溶剤を含有する。有機溶媒としては、カラーフィルター用の着色組成物に用いられるグリコール系溶剤が好ましい。なかでも、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などのプロピレングリコール系溶剤が好ましい。

（色素誘導体）
本発明のＣＦ用着色組成物には、必要に応じて、シナジストなどの色素誘導体を含有させることが好ましい。このような色素誘導体は、例えば、ＣＦ用着色組成物を製造するための顔料分散体を調製する際の分散工程において添加することができる。色素誘導体としては、酸性官能基や塩基性官能基を有する色素誘導体を挙げることができる。なかでも、顔料と同一若しくは類似の色素骨格、又は顔料の原料となる化合物と同一若しくは類似の色素骨格を有する色素誘導体を用いることが好ましい。色素骨格の具体例としては、アゾ系色素骨格、フタロシアニン系色素骨格、アントラキノン系色素骨格、トリアジン系色素骨格、アクリジン系色素骨格、ペリレン系色素骨格などを挙げることができる。これらの色素誘導体（シナジスト）は、顔料１００質量部に対して、０．５〜３０質量部添加することが好ましく、２〜１５質量部添加することがさらに好ましい。

（顔料分散剤）
顔料を色材として用いる場合、溶剤に顔料を分散させるために顔料分散剤を用いることが好ましい。顔料分散剤としては、例えば、従来公知のアクリル系、エステル系、アミド系、ウレタン系、エーテル系、アミン系などのポリマー系の分散剤を用いることができる。顔料分散剤として用いられるポリマーとしては、ランダムコポリマー、ブロックコポリマー、グラフトコポリマー、デンドリマー、ボトルブラシポリマーなどがある。また、カルボキシ基、スルホン酸基、リン酸基などの酸性基；ジメチルアミノ基などのアミノ基；ベンジルジメチルアンモニウムクロライド基などの第４級アンモニウム塩などの顔料吸着性基を有するポリマーを顔料分散剤として用いることが好ましい。顔料分散剤は、顔料１００質量部に対して、５〜２００質量部添加することが好ましい。

（その他の成分）
本発明のＣＦ用着色組成物には、必要に応じて、種々の配合剤や添加剤などのその他の成分を配合してもよい。その他の成分の具体例としては、光重合性モノマー、光重合性オリゴマー、アルカリ現像性樹脂、紫外線吸収剤、光安定剤、光重合開始剤、光増感剤、酸塩基発生剤、酸化防止剤、レベリング剤、消泡剤、増粘剤などを挙げることができる。

本発明のＣＦ用着色組成物を使用すれば、所望とする色特性が高度に維持された高品質なカラーフィルターを製造することができる。カラーフィルターの製造方法としては従来公知の方法を採用すればよく、特に限定されない。なお、本発明のＣＦ用着色組成物は、カラーフィルター製造用の材料以外にも、例えば、塗料、インキ、文具用などの着色剤として使用することもできる。

以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。なお、実施例、比較例中の「部」及び「％」は、特に断らない限り質量基準である。

＜バインダーポリマーの合成＞
（合成例１）
撹拌機、逆流コンデンサー、及び温度計を取り付けた１Ｌセパラブルフラスコ（反応装置）に、溶剤であるプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＡｃ）４５０部を入れ、８０℃に加温した。別容器に、メタクリル酸メチル（ＭＭＡ）４８部、アクリル酸ｔ−ブチル（ｔＢＡ）１３８部、アクリル酸エチル（ＥＡ）２４部、２−メタクリロイロキシエチルフタル酸（ＰＡＭＡ）９０部、重合開始剤であるｔ−ブチル−パーオキシ−２−エチルヘキサノエート（ＰＢＯ）（商品名「パーブチルＯ」、日油社製）９部、及び連鎖移動剤である１−ドデカンチオール（ＬＳＨ）９部を入れ、内容物が均一になるまで撹拌してモノマー溶液を調製した。調製したモノマー溶液の１／３量を上記の反応装置に添加し、残りの２／３量を１．５時間かけて滴下した。滴下終了後、８０℃で５．５時間重合してポリマー溶液ＢＰ−１を得た。

得られたポリマー溶液ＢＰ−１の固形分濃度は４１．４％であり、重合率は約１００％であった。テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）を展開溶媒とするＧＰＣによって得られたポリマー溶液ＢＰ−１中のバインダーポリマーを分析したところ、数平均分子量（Ｍｎ）が５，０００であり、ピークトップ分子量（ＰＴ）が９，７００であり、分散度（Ｍｗ／Ｍｎ）が１．９５であった。なお、ＧＰＣの検出器には示差屈折率検出器を使用した。また、ポリマー溶液ＢＰ−１をトルエン及びエタノールで希釈して酸化測定用試料を調製した。そして、フェノールフタレイン溶液を指示薬とする、０．１％水酸化カリウムエタノール溶液を用いた酸塩基滴定によって測定したバインダーポリマーの酸価（実測値）は、６４．３ｍｇＫＯＨ／ｇであった。

（合成例２）
ＰＧＭＡｃ４５０部、ＰＢＯ９部、ＬＳＨ９部、ＭＭＡ３０部、ｔＢＡ２１０部、及びＰＡＭＡ６０部を使用し、前述の合成例１と同様にして重合してポリマー溶液ＢＰ−２を得た。得られたポリマー溶液ＢＰ−２の固形分濃度は４１．２％であり、重合率は約１００％であった。前述の合成例１と同様にして測定したポリマー溶液ＢＰ−２中のバインダーポリマーのＭｎ、ＰＴ、分散度、及び酸価を表１に示す。

（合成例３）
ＰＧＭＡｃ４５０部、ＰＢＯ４．５部、ＬＳＨ４．５部、ＭＭＡ３０部、アクリル酸にビニルエチルエーテルを付加反応させて得たアクリル酸１−エトキシエチル（ＥＥ）１３５部、及びＰＡＭＡ１３５部を使用し、前述の合成例１と同様にして重合してポリマー溶液ＢＰ−３を得た。得られたポリマー溶液ＢＰ−３の固形分濃度は４１．５％であり、重合率は約１００％であった。前述の合成例１と同様にして測定したポリマー溶液ＢＰ−３中のバインダーポリマーのＭｎ、ＰＴ、分散度、及び酸価を表１に示す。

（合成例４）
ＰＧＭＡｃ４５０部、ＰＢＯ９部、ＬＳＨ９部、メタクリル酸ブチル（ＢＭＡ）４５部、アクリル酸にビニルシクロヘキシルエーテルを付加反応させて得たアクリル酸１−シクロヘキシルオキシエチル（ＣＨＥ）１３５部、ＥＡ３０部、及び２−メタクリロイロキシエチルヘキサヒドロフタル酸（ＨＨ）９０部を使用し、前述の合成例１と同様にして重合してポリマー溶液ＢＰ−４を得た。得られたポリマー溶液ＢＰ−４の固形分濃度は４１．０％であり、重合率は約１００％であった。前述の合成例１と同様にして測定したポリマー溶液ＢＰ−４中のバインダーポリマーのＭｎ、ＰＴ、分散度、及び酸価を表１に示す。

（合成例５）
撹拌機、逆流コンデンサー、温度計、及び窒素導入管を取り付けた１Ｌセパラブルフラスコ（反応装置）に、ＰＧＭＡｃ４８６．７部、連鎖移動剤であるヨウ素化合物を得るための２，２’−アゾビス（４−メトキシ−２，４−ジメチルバレロニトリル）（Ｖ−７０）１８．９部とヨウ素５．２部、触媒であるジフェニルメタン（ＤＰＭ）０．３４部、ＭＭＡ４５部、ＢＭＡ３０部、ｔＢＡ１３５部、及びＰＡＭＡ９０部を入れて撹拌し、４０℃に加温して８時間重合した。反応溶液の一部をサンプリングして測定した固形分濃度は４０．０％であり、重合率は約１００％であった。また、前述の合成例１と同様にして測定した反応溶液中のバインダーポリマーのＭｎ、ＰＴ、分散度、及び酸価を表１に示す。

反応溶液を３Ｌのビーカーに移し、固形分濃度が２５％となるようにＰＧＭＡｃを加え、均一になるまで撹拌した。活性炭（商品名「白鷺Ｍ」、日本エンバイロケミカルズ社製）１５０部を添加し、室温で１２時間撹拌してヨウ素を活性炭に吸着させた後、フィルターでろ過して淡黄色の透明液体であるポリマー溶液ＢＰ−５を得た。得られたポリマー溶液ＢＰ−５の固形分濃度は２５．１％であった。前述の合成例１と同様にしてポリマー溶液ＢＰ−５中のバインダーポリマーの分子量や酸価を測定した。その結果、いずれの物性値もほとんど変化しておらず、バインダーポリマーが活性炭で除去されていないことを確認した。

（比較合成例１）
撹拌機、逆流コンデンサー、及び温度計を取り付けた１Ｌセパラブルフラスコ（反応装置）にＰＧＭＡｃ４５０部を入れ、８０℃に加温した。別容器に、ＰＢＯ９部、ＬＳＨ９部、ＭＭＡ７５部、ＢＭＡ７５部、ＥＡ３０部、メタクリル酸ベンジル（ＢｚＭＡ）３０部、及びＰＡＭＡ９０部を入れてモノマー溶液を調製した。調製したモノマー溶液を１．５時間かけて上記の反応装置に滴下した。滴下終了後、８０℃で５時間重合してポリマー溶液ＲＢＰ−１を得た。得られたポリマー溶液ＲＢＰ−１の固形分濃度は４０．８％であった。前述の合成例１と同様にして測定したポリマー溶液ＲＢＰ−１中のバインダーポリマーのＭｎ、ＰＴ、分散度、及び酸価を表２に示す。

（比較合成例２）
ＰＧＭＡｃ４５０部、ＰＢＯ９部、ＬＳＨ９部、ＭＭＡ６０部、ｔＢＡ１５０部、ＥＡ４５部、及びメタクリル酸（ＭＡＡ）４５部を使用し、前述の比較合成例１と同様にして重合してポリマー溶液ＲＢＰ−２を得た。得られたポリマー溶液ＲＢＰ−２の固形分濃度は４０．５％であった。前述の合成例１と同様にして測定したポリマー溶液ＲＢＰ−２中のバインダーポリマーのＭｎ、ＰＴ、分散度、及び酸価を表２に示す。

（比較合成例３）
ＰＧＭＡｃ４５０部、ＰＢＯ３部、ＬＳＨ１．５部、ＭＭＡ７５部、ｔＢＡ１３５部、ＥＡ６０部、及びＰＡＭＡ３０部を使用し、前述の比較合成例１と同様にして重合してポリマー溶液ＲＢＰ−３を得た。得られたポリマー溶液ＲＢＰ−３の固形分濃度は４０．１％であった。前述の合成例１と同様にして測定したポリマー溶液ＲＢＰ−３中のバインダーポリマーのＭｎ、ＰＴ、分散度、及び酸価を表２に示す。

＜顔料分散液（着色組成物）の調製（１）＞
（ａ）顔料の微細化処理
ＰＲ２５４、ＰＲ１７７、及びＰＹ１３８をカラーフィルター用の顔料として準備し、以下に示す方法にしたがって微細化処理した。顔料１００部、塩化ナトリウム４００部、及びジエチレングリコール１３０部を、加圧時に使用する密閉用の蓋を装着した加圧ニーダー（モリヤマ社製）に仕込んだ。ニーダー内に均一に湿潤された塊ができるまで予備混合した後、加圧蓋を閉じて、圧力６ｋｇ／ｃｍ²で内容物を押さえ込みながら７時間混練及び摩砕処理して摩砕物を得た。得られた摩砕物を２％硫酸３，０００部に投入し、１時間撹拌処理した。ろ過して塩化ナトリウム及びジエチレングリコールを除去した後、十分水洗し、乾燥及び粉砕して粉末状の顔料を得た。得られた顔料の平均粒子径は約３０ｎｍであった。

（ｂ）顔料分散液（実施例１〜５、比較例１〜３）の調製
各成分を表３に示す量（部）で配合し、ディゾルバーを用いて２時間撹拌した。顔料の塊がなくなったことを確認した後、横型メディア分散機を使用して分散処理し、顔料分散液を調製した。表３中の「ＢＹＫ−ＬＰＮ２１１１６」は、ビックケミー・ジャパン社製のブロックコポリマー型顔料分散剤（固形分４０％）である。また、「シナジスト１」、「シナジスト２」、及び「シナジスト３」は、それぞれ、下記式（１）〜（３）で表される化合物である。

（ｃ）顔料分散液の評価
調製した顔料分散液に含まれる顔料の平均粒子径、顔料分散液の初期の粘度、及び４５℃で７日間放置した後の顔料分散液の粘度（保存後の粘度）の測定結果を表４に示す。なお、顔料分散液の粘度は、Ｅ型粘度計を使用し、６０ｒｐｍ、２５℃の条件で測定した。

表４に示すように、実施例１〜５の顔料分散液（着色組成物）に含まれる顔料の平均粒子径はいずれも３０〜３３ｎｍであり、微細化された顔料が十分に微分散されていることが分かる。また、実施例１〜５の顔料分散液のいずれも、初期の粘度は１０ｍＰａ・ｓ以下であった。さらに、初期の粘度と保存後の粘度を比較すると、粘度変化が極めて小さいことが分かる。以上より、実施例１〜５の顔料分散液は、十分な分散安定性を有することが明らかである。なお、ポリマー溶液ＲＢＰ−１及びＲＢＰ−２を用いて調製した比較例１及び３の顔料分散液は、実施例の顔料分散液とほぼ同等の分散安定性を有することが分かった。

これに対して、比較合成例３で調製したポリマー溶液ＲＢＰ−３を用いて調製した比較例２の顔料分散液は、顔料の平均粒子径が大きく、初期の粘度が高いことが分かる。さらに、保存後の粘度も増加していることから、分散安定性が良好ではないことが分かる。ポリマー溶液ＲＢＰ−３中のバインダーポリマーの分子量及び酸価のいずれもが所定の範囲から外れていたため、顔料の分散性が不十分となったと考えられる。

（ｄ）顔料インク（ＣＦ用着色組成物）（実施例６〜１０、比較例４、５）の調製
各成分を表５に示す量（部）で配合し、混合機を用いて十分に混合して、カラーレジストである各色の顔料インク（ＣＦ用着色組成物）を得た。表５中の「感光性アクリル樹脂」は、ＢｚＭＡ／ＭＡＡ共重合体にメタクリル酸グリシジルを反応させて得られたアクリル樹脂を含有するワニスである。このアクリル樹脂は、Ｍｎが６，０００であり、ＰＴが１４，３００であり、分散度が２．３８であり、酸価が１１０ｍｇＫＯＨ／ｇであった。また、「ＴＭＰＴＡ」はトリメチロールプロパントリアクリレートを示し、「ＨＥＭＰＡ」は２−ヒドロキシエチル−２−メチルプロピオン酸を示し、「ＤＥＡＰ」は２，２−ジエトキシアセトフェノンを示す。

（ｅ）カラーレジストの評価
シランカップリング剤で処理したガラス基板をスピンコーターにセットした。実施例６〜１０、比較例４、５の顔料インクを、３００ｒｐｍ、５秒間の条件でガラス基板上にそれぞれスピンコートした。９０℃で２分間プリベイクした後、２３０℃で３０分間ポストベイクした。次いで、超高圧水銀灯を用いて１００ｍＪ／ｃｍ²の光量で露光し、各色ガラス基板を製造した。

製造した各色ガラス基板（カラーガラス基板）は、いずれも優れた分光カーブ特性を有するとともに、耐光性や耐熱性等の堅牢性に優れていた。また、いずれのカラーガラス基板も、光透過性やコントラスト比等の光学特性に優れていた。

（ｆ）耐熱性評価
上記のプリベイク後及びポストベイク後に、ＣＩＥ表色系における色度（ｘ、ｙ）、コントラスト（ＣＲ）、及び透明性の指標となるＹ値を測定した。具体的には、コントラスト測定機（商品名「コントラストテスター ＣＴ−１」、壺坂電機社製）を使用し、色度（ｘ、ｙ）、コントラスト（ＣＲ）、Ｙ値を測定した。そして、プリベイク後とポストベイク後のコントラスト差（ΔＣＲ、ΔＹ値）、及び色差（ΔＥａｂ^*）により、顔料インクの耐熱性を評価した。なお、ΔＣＲ及びΔＹ値は、プリベイク後のＣＲ及びＹ値をそれぞれ１００％とする相対値で表した。また、ΔＥａｂ^*は、色差を絶対値で表したものであり、下記式にしたがって算出した。それぞれの結果を表６に示す。
ΔＥａｂ^*＝｛（Ｌ２^*−Ｌ１^*）²＋（ａ２^*−ａ１^*）²＋（ｂ２^*−ｂ１^*）²｝^1/2
プリベイク後の色差１ ：（Ｌ１^*，ａ１^*，ｂ１^*）
ポストベイク後の色差２ ：（Ｌ２^*，ａ２^*，ｂ２^*）

表６に示すように、実施例６〜１０の顔料インクを用いて製造したガラス基板は、いずれも、ΔＣＲの変動値が５％以内、ΔＹ値の変動値が３％以内、ΔＥａｂ^*が１．０以下であった。すなわち、プリベイク後とポストベイク後で物性値がほとんど変化していないことから、実施例６〜１０の顔料インクの耐熱性が良好であることが分かる。

これに対して、比較例４及び５の顔料インクを用いて製造したガラス基板は、ΔＣＲの変動値が約２０％、ΔＹ値の変動値が約３０％、ΔＥａｂ^*は４以上であり、ポストベイク後に物性値がかなり低下していることが分かった。これは、所定のバインダーポリマーを用いていないため、形成した塗膜が熱に弱く、表面状態が変化したと考えられる。

＜染料ハイブリッド顔料の調製＞
（ａ）第４級アンモニウム塩型ブロックコポリマーの合成
還流管、窒素ガス導入装置、温度計、及び撹拌装置を取り付けた１Ｌセパラブルフラスコに、ジエチレングリコールモノブチルエーテル（ＢＤＧ）２７２．１部、ヨウ素３．２部、ＭＭＡ４４．０部、ＢＭＡ４４．０部、メタクリル酸２−エチルヘキシル（２−ＥＨＭＡ）２２．０部、ポリ（ｎ＝２〜４）エチレングリコールモノメチルエーテルメタクリレート（ＰＭＥ２００）（日油社製）３４．０部、ＭＡＡ１５．０部、ＤＰＭ０．３部、及びＶ−７０ １３．５部を入れた。窒素を流しながら４０℃で５．５時間重合して、ポリマーブロックＡを含有するポリマー溶液を得た。得られたポリマー溶液の固形分濃度は３８．８％であり、重合転化率は約１００％であった。また、ポリマーブロックＡのＭｎは５，５００であり、ＰＤＩは１．２６であった。

得られたポリマー溶液に、メタクリル酸ベンジルジメチルアンモニウムクロライドエチル（ＤＭＱ−１）７３．８部、ＢｚＭＡ４４．０部、及びＢＤＧ１７２．２部を予め混合して均一化させた溶液を添加した。さらに、Ｖ−７０ ２．４部を添加し、４０℃で４時間重合して、第４級アンモニウム塩型のブロックコポリマーを含有するポリマー溶液を得た。得られたポリマー溶液の固形分濃度は４０．０％であり、重合転化率は約１００％であった。ＧＰＣを行ったところ、ピークが小さく不明瞭であった。これは、第４級アンモニウム塩がＴＨＦに溶解しにくく、しかも、カラムに吸着したためであると考えられる。得られた第４級アンモニウム塩型のブロックコポリマーを「ＡＣ−１」と称する。ＡＣ−１中には、第４級アンモニウム塩が８．８１ｍｍｏｌ／ｇ含まれている。ポリマー中の第４級アンモニウム塩の算出方法を以下に示す。溶剤以外のポリマーの固形分は２９６．２部であり、ＤＭＱ−１の配合量は７３．８部である。また、ＤＭＱ−１の分子量は２８２．７９であるため、第４級アンモニウム塩の含有量は「（７３．８／２８２．７９）／２９６．２＝８．８１ｍｍｏｌ／ｇ」となる。

（ｂ）染料ハイブリッド顔料の調製
５Ｌフラスコに、微細化されたＰＢ−１５：６（商品名「Ａ−０３７」、大日精化工業社製、固形分２８．８％、平均一次粒子径３０ｎｍ）の水ペースト３４７．２部（顔料分＝１００部）、及び顔料のシナジストとして銅フタロシアニンモノスルホン酸５．０部を入れ、顔料の濃度が５％となるように水を添加した。ホモジナイザーで撹拌しながら、キサンテン系染料であるアシッドレッド５２（ＡＲ−５２）（東京化成工業社製、Ｍｗ５８０．６）５０．０部（０．０８６１ｍｏｌ）を添加した。５０００ｒｐｍで１時間撹拌して解膠し、染料含有顔料スラリーを得た。得られた染料含有顔料スラリーの一部を採ってろ紙にスポットし、染料由来の滲みが色濃く表れることを確認した。

「ＡＣ−１」２４４．３部（０．０８６１ｍｏｌ）（ＡＣ−１の第４級アンモニウム塩のモル数とＡＲ−５２のモル数が同一）と、イオン交換水２４４．３部との混合溶液を、染料含有顔料スラリーに徐々に添加した。添加に伴い、ある時点で粘度が上昇するとともに、その後に粘度が低下することが確認された。粘度の上昇は、水に溶解していたＡＣ−１が、ＡＲ−５２と塩交換して顔料表面に析出し、顔料表面がＡＣ−１に由来して疎水性となって流動性が低下したためであると考えられる。そのままの状態で１時間撹拌した後、スラリーの一部を採ってろ紙にスポットしたところ、染料由来の滲みがほとんど認められなくなった。これは、ＡＣ−１とＡＲ−５２が造塩して不溶化したためであると考えられる。

スラリーをろ過した後、洗浄して、染料含有顔料ペースト得た。なお、ろ過速度が速かったことから、ＡＲ−５２がＡＣ−１で処理されていることが示唆された。得られた染料含有顔料ペーストを８０℃で２４時間乾燥した後、粉砕機にて粉砕して、処理ブルー顔料−１を得た。得られた処理ブルー顔料−１には、顔料と染料の合計成分が６０．６％含まれている。

＜顔料分散液（着色組成物）の調製（２）＞
（ａ）顔料分散液（実施例１１、比較例６、７）の調製
各成分を表７に示す量（部）で配合し、ディゾルバーを用いて２時間撹拌した。顔料の塊がなくなったことを確認した後、横型メディア分散機を使用して分散処理し、顔料分散液を調製した。表７中の「ＰＧＭ」は、プロピレングリコールモノメチルエーテルを示す。

（ｂ）顔料分散液の評価
調製した顔料分散液に含まれる顔料の平均粒子径、顔料分散液の初期の粘度、及び４５℃で７日間放置した後の顔料分散液の粘度（保存後の粘度）の測定結果を表８に示す。なお、顔料分散液の粘度は、Ｅ型粘度計を使用し、６０ｒｐｍ、２５℃の条件で測定した。

（ｃ）顔料インク（ＣＦ用着色組成物）（実施例１２、比較例８、９）の調製
各成分を表９に示す量（部）で配合し、混合機を用いて十分に混合して、カラーレジストである青色の顔料インク（ＣＦ用着色組成物）を得た。

（ｄ）カラーレジストの評価
シランカップリング剤で処理したガラス基板をスピンコーターにセットした。実施例１２、比較例８、９の顔料インクを、３００ｒｐｍ、５秒間の条件でガラス基板上にそれぞれスピンコートした。９０℃で２分間プリベイクした後、２３０℃で３０分間ポストベイクした。次いで、超高圧水銀灯を用いて１００ｍＪ／ｃｍ²の光量で露光し、青色ガラス基板を製造した。

（ｅ）耐熱性評価
上記のプリベイク後及びポストベイク後に、ＣＩＥ表色系における色度（ｘ、ｙ）、コントラスト（ＣＲ）、及び透明性の指標となるＹ値を測定した。具体的には、コントラスト測定機（商品名「コントラストテスター ＣＴ−１」、壺坂電機社製）を使用し、色度（ｘ、ｙ）、コントラスト（ＣＲ）、Ｙ値を測定した。そして、プリベイク後とポストベイク後のコントラスト差（ΔＣＲ、ΔＹ値）、及び色差（ΔＥａｂ^*）により、顔料インクの耐熱性を評価した。なお、ΔＣＲ及びΔＹ値は、プリベイク後のＣＲ及びＹ値をそれぞれ１００％とする相対値で表した。また、ΔＥａｂ^*は、色差を絶対値で表したものである。それぞれの結果を表１０に示す。

表１０に示すように、実施例１２の顔料インクを用いて製造したガラス基板は、ΔＣＲの変動値及びΔＹ値の変動値がいずれも０％であり、ΔＥａｂ^*が１．１であった。すなわち、プリベイク後とポストベイク後で物性値がほとんど変化していないことから、染料を含有する顔料分散液を用いて調製した顔料インクであっても、耐熱性が良好であることが分かる。

これに対して、比較例８及び９の顔料インクを用いて製造したガラス基板は、ΔＣＲの変動値が１０〜１８％、ΔＹ値の変動値が１５〜２３％、ΔＥａｂ^*は２．５〜５．５であり、ポストベイク後に物性値がかなり低下していることが分かった。これは、所定のポリマーバインダーを用いていないため、耐熱性が維持できなかったと考えられる。

＜現像性試験＞
実施例６、８、９、１２、及び比較例４、９での顔料インク用いて製造した各色ガラス基板に、０．１Ｎテトラメチルアンモニウムハイドロキサイド水溶液を５秒ごとにスポットし、「何秒後に塗膜の露光部が溶解するか」確認する現像性試験を行った。結果を表１１に示す。

実施例６、８、９、１２の顔料インクを用いて製造したガラス基板では、１５〜２５秒後に露光部の塗膜が溶解するとともに、いずれも溶解残渣（膜状のカス）が発生せず、良好な現像性を示した。また、溶解せずに残存した塗膜の端部（エッジ）を顕微鏡で観察したところ、いずれもシャープであることが確認できた。これは、顔料分散液にバインダーポリマー中のｔ−ブチルアクリレートに由来する構成単位、又はヘミアセタールエステル基を有するアクリレートに由来する構成単位が、ポストベイク時に脱エステル反応した結果、バインダーポリマーの酸価が高まってアルカリ現像しやすくなったためと考えられる。さらに、実施例８の顔料インクには分散度の値が小さい（分子量分布が狭い）バインダーポリマーを用いているため、溶解時間が特に短かった。以上より、実施例の顔料インクを用いれば現像時間を短縮することができ、生産性を向上させることができる。

これに対して、比較例４及び９の顔料インクを用いて製造したガラス基板では、露光部の塗膜が完全に溶解するのに６０秒以上を要した。これは、用いたバインダーポリマーがポストベイク時に脱エステル反応しないために、酸価が低いままであったためと考えられる。また、塗膜の露光部は膜状に脱離しており、いずれも溶解残渣（膜状のカス）が発生していた。

本発明のＣＦ用着色組成物は、色材の分散性及び耐熱性に優れているとともに、アルカリ現像性の良好な塗膜を形成することができるため、精細性、色濃度、光透過性、及びコントラスト性等の光学特性に優れたカラーフィルターを製造するための材料として有用である。また、本発明のＣＦ用着色組成物を用いて製造されるカラーフィルターを備えた画素表示装置は、精細性、色濃度、光透過性、及びコントラスト性等の画像性能に優れている。

Claims (5)

1. バインダーポリマー、色材、及び溶剤を含有するカラーフィルター用着色組成物であって、
   前記バインダーポリマーが、ｔ−ブチルアクリレート及び下記一般式（Ａ）で表されるアクリレートの少なくともいずれかに由来する構成単位（Ａ）と、下記一般式（Ｂ）で表されるカルボキシ基含有（メタ）アクリレートに由来する構成単位（Ｂ）と、を有するとともに、前記バインダーポリマーの全体に対する、前記構成単位（Ａ）の割合が４０〜７０質量％、前記構成単位（Ｂ）の割合が２０〜５０質量％であり、
   前記バインダーポリマーの酸価が４０〜１３０ｍｇＫＯＨ／ｇであり、かつ、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーにより測定されるポリスチレン換算の数平均分子量が３，０００〜１５，０００であるカラーフィルター用着色組成物。
   

   

   （前記一般式（Ａ）中、Ｒ₁は、炭素数１〜１０のアルキル基、炭素数３〜６のシクロアルキル基、炭素数２〜１０のアルケニル基、炭素数２〜１０のアルキニル基、又はアリール基を示す）
   

   

   （前記一般式（Ｂ）中、Ｒ₂は、水素原子又はメチル基を示し、Ｒ₃は、１以上のカルボキシ基を有する、炭素数１〜１０のアルキル基、炭素数３〜６のシクロアルキル基、炭素数２〜１０のアルケニル基、炭素数２〜１０のアルキニル基、又はアリール基を示し、Ｘは、ハロゲン原子を有していてもよい、炭素数１〜１０のアルキレン基、炭素数３〜６のシクロアルキレン基、炭素数２〜１０のアルケニレン基、炭素数２〜１０のアルキニレン基、又はアリーレン基を示す）
2. 前記バインダーポリマーが、その他の共重合性ビニルモノマーに由来する構成単位（Ｃ）をさらに有する請求項１に記載のカラーフィルター用着色組成物。
3. 前記一般式（Ｂ）中、Ｒ₃が、下記式のいずれかで表される基（下記式中の「＊」は結合位置を示す）である請求項１又は２に記載のカラーフィルター用着色組成物。
   

   
4. 前記一般式（Ａ）中、Ｒ₁が、炭素数１〜４のアルキル基又はシクロヘキシル基であり、
   前記一般式（Ｂ）中、Ｒ₃が、１以上のカルボキシ基を有する、シクロヘキシル基又はフェニル基であり、
   前記一般式（Ｂ）中、Ｘが、炭素数１〜４のアルキレン基である請求項１〜３のいずれか一項に記載のカラーフィルター用着色組成物。
5. 前記バインダーポリマーの分子量分布（重量平均分子量／数平均分子量）が、１．６以下である請求項１〜４のいずれか一項に記載のカラーフィルター用着色組成物。