JP2017207676A - カラーフィルタ材料用着色組成物、カラーフィルタ材料用着色硬化膜、カラーフィルタ、表示素子及び受光素子 - Google Patents

Abstract

【課題】高い耐熱性を有する着色硬化膜の形成に好適なカラーフィルタ材料用着色組成物を提供する。【解決手段】（Ａ）着色剤、（Ｂ）バインダー樹脂及び（Ｃ）重合性化合物を含有するカラーフィルタ材料用着色組成物であって、（Ａ）着色剤が下記式で表される化合物を含む、カラーフィルタ材料用着色組成物。ｎは１以上の整数を示し、Ｒ１およびＲ２は、相互に独立に、水素原子、１価の有機基又はシアノ基を示し、ｎが２以上の整数の場合、複数存在するＲ１およびＲ２は、同一でも異なっていてもよく、Ｒ１１、Ｒ１２およびＲ２１は、相互に独立に、１価の有機基を示す。但し、複数存在するＲ１の一つとＲ１１が一緒になって環構造を形成してもよく、複数存在するＲ１の一つと複数存在するＲ２の一つが一緒になって環構造を形成してもよい。【選択図】なし

Description

本発明は、カラーフィルタ材料用着色組成物、カラーフィルタ材料用着色硬化膜、カラーフィルタ、表示素子及び受光素子に関わり、より詳しくは、透過型あるいは反射型のカラー液晶表示素子、受光素子、有機ＥＬ表示素子、電子ペーパー等に用いられるカラーフィルタ材料用着色硬化膜の製造に好適に用いられる着色組成物、当該着色組成物を用いて形成された着色硬化膜、並びに、当該着色硬化膜を具備するカラーフィルタ、表示素子及び受光素子に関する。

着色感放射線性組成物を用いてカラーフィルタを製造するに当たっては、基板上に、顔料分散型の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１〜２参照。）が知られている。また、カーボンブラックを分散させた光重合性組成物を利用してブラックマトリックスを形成する方法（例えば、特許文献３参照。）も知られている。さらに、顔料分散型の着色樹脂組成物を用いてインクジェット方式により各色の画素を得る方法（例えば、特許文献４参照。）も知られている。

近年では、液晶表示素子の高コントラスト化や固体撮像素子の高精細化が強く求められており、これらを実現するために、着色剤として染料の適用が検討されている。しかしながら、一般的に言えば、着色剤として顔料を適用した場合と比べて、染料を適用した場合には耐熱性や耐溶剤性等に問題が生じる場合が多い。

特開平２−１４４５０２号公報 特開平３−５３２０１号公報 特開平６−３５１８８号公報 特開２０００−３１０７０６号公報

本発明の課題は、高い耐熱性を有するカラーフィルタ材料用着色硬化膜の形成に好適なカラーフィルタ材料用着色組成物を提供することにある。さらに、本発明の課題は、当該着色組成物を用いて形成される着色硬化膜、及び当該着色硬化膜を具備するカラーフィルタ、表示素子、受光素子を提供することにある。

本発明者らは、かかる実情に鑑み鋭意研究を行ったところ、着色剤として、特定の構造を有する化合物を用いることによって上記課題を解決することができることを見出し、本発明を完成するに至った。
即ち、本発明は、（Ａ）着色剤、（Ｂ）バインダー樹脂及び（Ｃ）重合性化合物を含有するカラーフィルタ材料用着色組成物であって、（Ａ）着色剤が下記式（１）で表される化合物（以下、「特定着色剤」とも称する。）を含む、カラーフィルタ材料用着色組成物を提供するものである。

〔式（１）において、
ｎは１以上の整数を示し、
Ｒ^１およびＲ^２は、相互に独立に、水素原子、１価の有機基又はシアノ基を示し、ｎが２以上の整数の場合、複数存在するＲ^１およびＲ^２は、同一でも異なっていてもよく、
Ｒ^１１、Ｒ^１２およびＲ^２１は、相互に独立に、１価の有機基を示す。
但し、
ｎが１の場合、Ｒ^１およびＲ^１１が一緒になって環構造を形成してもよく、Ｒ^２およびＲ^２１が一緒になって環構造を形成してもよく、
ｎが２以上の整数の場合、複数存在するＲ^１の一つとＲ^１１が一緒になって環構造を形成してもよく、複数存在するＲ^１の一つと複数存在するＲ^２の一つが一緒になって環構造を形成してもよい。〕
また本発明は、特定着色剤を含むカラーフィルタ材料用着色硬化膜、並びに、当該着色硬化膜を具備するカラーフィルタ、表示素子及び受光素子を提供するものである。

本発明の着色組成物を用いれば、高い耐熱性を有する着色硬化膜を形成することができる。したがって、本発明の着色組成物は、カラー液晶表示素子、有機ＥＬ表示素子、電子ペーパー等の表示素子や、固体撮像素子等の受光素子の作製に極めて好適に使用することができる。

以下、本発明について詳細に説明する。
着色組成物
以下、本発明の着色組成物の構成成分について詳細に説明する。
−（Ａ）着色剤−
本発明の着色組成物は、（Ａ）着色剤として特定着色剤を含む。

ｎは１以上の整数を示し、１〜３が好ましく、１〜２がより好ましく、２が更に好ましい。

Ｒ^１、Ｒ^２、Ｒ^１１、Ｒ^１２およびＲ^２１における１価の有機基（但しシアノ基を除く。）としては、１価の炭化水素基、１価の複素環基、又は、１価の炭化水素基及若しくは１価の複素環基と、炭素原子若しくは水素原子以外の原子を含む連結基、２価の炭化水素基及び２価の複素環基よりなる群から選ばれる少なくとも１種の２価の基とを組み合わせてなる基を挙げることができる。

前記１価の炭化水素基としては、脂肪族炭化水素基、脂環式炭化水素基、芳香族炭化水素基等を挙げることができる。ここで、本明細書において「脂環式炭化水素基」とは、環状構造を有さない脂肪族炭化水素基を除く概念である。また、本明細書において「脂環式炭化水素基」、「芳香族炭化水素基」とは、環構造のみからなる基だけでなく、当該環構造に更に脂肪族炭化水素基が置換した基をも包含する概念であり、その構造中に少なくとも脂環式炭化水素又は芳香族炭化水素を含んでいればよい。

脂肪族炭化水素基としては、直鎖及び分岐鎖のいずれの形態でもよく、また飽和炭化水素基でも不飽和炭化水素基でもよい。脂肪族炭化水素基としては、例えば、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基が挙げられる。アルキル基としては、炭素数１〜２０のアルキル基が好ましい。アルキル基の具体例としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、２−エチルヘキシル基、デシル基、ドデシル基等が挙げられる。また、アルケニル基としては、炭素数２〜２０のアルケニル基が好ましく、炭素数２〜１５のアルケニル基が好ましく、炭素数２〜１０のアルケニル基が更に好ましい。アルケニル基の具体例としては、エチニル基、１−プロピニル基、１−ブチニル基、１−ペンチニル基、３−ペンチニル基、１−ヘキシニル基、２−エチル-２−ブチニル基、２−オクチニル基、（４−エチニル）−５−ヘキシニル基、２−デシニル基等を挙げることができる。また、アルキニル基としては、炭素数２〜２０のアルキニル基が好ましく、炭素数２〜１５のアルキニル基が好ましく、炭素数２〜１０のアルキニル基が更に好ましい。アルキニル基の具体例としては、例えば、エチニル基、１−プロピニル基、１−ブチニル基、１−ペンチニル基、３−ペンチニル基、１−ヘキシニル基、２−エチル-２−ブチニル基、２−オクチニル基、（４−エチニル）−５−ヘキシニル基、２−デシニル基等を挙げることができる。

脂環式炭化水素基には、シクロアルキル基、シクロアルケニル基、縮合多環炭化水素基、橋かけ環炭化水素基、スピロ炭化水素基、環状テルペン炭化水素基等が包含される。脂環式炭化水素基としては、炭素数３〜３０の脂環式炭化水素基が好ましく、炭素数３〜１８の脂環式炭化水素基がより好ましく、炭素数３〜１２の脂環式炭化水素基が更に好ましい。脂環式炭化水素基の具体例としては、例えば、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、ｔ−ブチルシクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、トリシクロデカニル基、デカヒドロ−２−ナフチル基、トリシクロ［５．２．１．０^2,6］デカン−８−イル基、ペンタシクロペンタデカニル基、イソボルニル基、アダマンチル基、ジシクロペンタニル基、ジシクロペンテニル基、トリシクロペンタニル基、トリシクロペンテニル基等を挙げることができる。

芳香族炭化水素基としては、炭素数６〜２０のアリール基が好ましく、炭素数６〜１０のアリール基が更に好ましい。ここで、本明細書において「アリール基」とは、単環〜３環式芳香族炭化水素基をいい、例えば、フェニル基、ベンジル基、ｏ−トリル基、ｍ−トリル基、ｐ−トリル基、キシリル基、ナフチル基、アントリル基、フェナントリル基、アズレニル基、９−フルオレニル基等を挙げることができる。

前記１価の複素環基としては、３員環から１０員環の単環式複素環基、縮合二環式の複素環基、縮合三環式の複素環基が好ましく、具体的には、オキシラニル基、オキセタニル基、ピロリジニル基、イミダゾリジニル基、ピラゾリジニル基、モルホリニル基、テオモルホリニル基、ピペリジル基、ピペリジノ基、ピペラジニル基、ホモピレラジニル基、１，３−ジオキソラン−２−イル基等の脂環式複素環基、ピリジル基、ピラジニル基、ピリミジニル基、ピリダジニル基、キノリル基、イソキノリル基、フタラジニル基、ナフチリジニル基、キノキサリニル基、イミダゾリル基、ピラゾリル基、トリアゾイル基、テトラゾリル基、チアゾリル基、ベンゾチアゾリル基、オキサゾリル基、インドリル基、インダゾリル基、ベンゾイミダゾリル基、フタルイミド基、チエニル基、フリル基、ピラニル基、プリニル基、ナフトピロリジル基等の芳香族複素環基を挙げることができる。
炭素原子若しくは水素原子以外の原子を含む連結基としては、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＮＲ^b−（Ｒ^bは水素原子又は炭素数１〜８のアルキル基を示す。）、−ＳＯ₂−等を挙げることができる。

２価の炭化水素基としては、例えば、前記１価の炭化水素基から水素原子を１つ取り除いて得られる基が挙げられ、より具体的にはアルカンジイル基、アルキンジイル基、シクロアルキレン基、シクロアルケニレン基、アリーレン基等を挙げることができる。

２価の複素環基としては例えば、前記１価の複素環基から水素原子を１つ取り除いて得られる基が挙げられる。

Ｒ^１およびＲ^１１が一緒になって形成する環構造としては、例えば含窒素複素環が挙げられ、具体的には後述する含窒素複素環が挙げられる。また、複数存在するＲ^１の一つと複数存在するＲ^２の一つが一緒になって形成する環構造としてはベンゼン環が挙げられる。

式（１）で表される化合物は、ｎが１の場合はＲ^２がシアノ基であることが好ましく、ｎが２以上の整数の場合、複数存在するＲ^２のうち−ＣＯＲ^２１に隣接する炭素原子に結合するＲ^２がシアノ基であることが好ましい。
式（１）で表される化合物は、下記式（２）で表される化合物であることがより好ましい。

〔式（２）において、
Ｒ^２、Ｒ^１２およびＲ^２１は、式（１）におけるＲ^２、Ｒ^１２およびＲ^２１と同義であり、
ｍは１以上の整数を示し、
Ｒ^３およびＲ^４は、相互に独立に、水素原子又は１価の有機基を示し、ｍが２以上の整数の場合、複数存在するＲ^３およびＲ^２は、同一でも異なっていてもよく、
環Ｚ^１は、含窒素複素環を示す。〕
ｍは１以上の整数を示し、１〜２が好ましく、１がより好ましい。
Ｒ^３およびＲ^４における１価の有機基としては、Ｒ^１、Ｒ^２、Ｒ^１１、Ｒ^１２およびＲ^２１における１価の有機基と同様のものを挙げることができる。
環Ｚ^１における含窒素複素環は、単環式複素環であってもよいし、多環式複素環であってもよい。また、不飽和環でも飽和環でもよい。更に、異種のヘテロ原子（例えば、酸素原子、硫黄原子）を環内に有していてもよい。このような含窒素複素環としては、例えば、ピロリジン環、ピラゾリン環、モルホリン環、チオモルホリン環、ピペリジン環、ピペラジン環、ホモピペラジン環、テトラヒドロピリミジン環等の含窒素脂環式複素環、ピリジン環、ピラジン環、ピリミジン環、ピリダジン環、キノリン環、イソキノリン環、フタラジン環、キノキサリン環、イミダゾール環、ピラゾール環、トリアゾール環、テトラゾール環、チアゾール環、ベンゾチアゾール環、オキサゾール環、インドール環、インダゾール環、ベンゾイミダゾール環、ナフトピロリジン環、ベンゾオキサゾール環、フタルイミド環等の含窒素芳香族複素環を挙げることができる。中でも、含窒素芳香族複素環が好ましく、ナフトピロリジン環がより好ましい。
式（１）で表される化合物としては、下記式（３）で表される化合物がより好ましい。

〔式（３）において、
ｍ、Ｒ^２〜Ｒ^４、Ｒ^１２およびＲ^２１は、式（１）におけるｍ、Ｒ^２〜Ｒ^４、Ｒ^１２およびＲ^２１と同義であり、
Ｑ^１は−ＣＲ^１３Ｒ^１４−、＝ＣＲ^１３−、−ＮＲ^１５−、＝Ｎ−、−Ｏ−及び−Ｓ−よりなる群から選ばれる連結基、又は、前記連結基を組み合わせてなる２価の基を示し、
Ｒ^１３〜Ｒ^１５は、相互に独立に、水素原子又は１価の有機基を示し、
環Ｚ^２は、芳香環又は複素環を示す。〕
Ｒ^１３〜Ｒ^１５における１価の有機基としては、Ｒ^１、Ｒ^２、Ｒ^３、Ｒ^４、Ｒ^１１、Ｒ^１２およびＲ^２１における１価の有機基と同様のものを挙げることができる。
環Ｚ^２における芳香環としては１〜３環式のアリール環が好ましく、例えばベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、フェナントレン環、アセナフチレン環、フルオレン環、アズレン環等を挙げることができ、ナフタレン環が好ましい。また環Ｚ^２における複素環としては、前述と同様のものを挙げることができる。

式（２）で表される化合物及び式（３）で表される化合物は、ｍが１の場合はＲ^２がシアノ基であることが好ましく、ｍが２以上の整数の場合、複数存在するＲ^２のうち−ＣＯＲ^２１に隣接する炭素原子に結合するＲ^２がシアノ基であることが好ましい。

式（１）〜（３）において、Ｒ^１、Ｒ^２、Ｒ^３、Ｒ^４、Ｒ^１１、Ｒ^１２、Ｒ^１３〜Ｒ^１５及びＲ^２１における１価の有機基、環Ｚ^１における含窒素複素環、並びに、環Ｚ^２における芳香環及び複素環は、さらに置換基を有していても良い。このような置換基としては、シアノ基、アミノ基、ニトロ基、ハロ基、カルボキシ基、ヒドロキシ基、スルファモイル基、カルバモイル基、スルホ基等を挙げることができる。

このような特定着色剤の中でも、式（１）〜（３）におけるＲ^２１が、−ＯＲ^２２（Ｒ^２２は置換基として重合性不飽和基を有する炭化水素基を示す。）であることがより好ましい。前記重合性不飽和基としては、（メタ）アクリロイル基、ビニル基、アリル基等を挙げることができる。また、Ｒ^２２を構成する炭化水素基としては、前記１価の炭化水素基として例示したものと同様のものを挙げることができる。

このような特定着色剤としては、例えば下記のような化合物を挙げることができる。

本発明の着色組成物は、（Ａ）着色剤として特定着色剤以外の他の着色剤を含有してもよい。このような他の着色剤としては顔料、染料が挙げられ、これら他の着色剤は、１種又は２種以上を含有することができる。他の着色剤を含有する場合、輝度、コントラスト及び着色力の高い画素を得るという点から、顔料としては、有機顔料が好ましく、また染料としては、有機染料が好ましい。

有機染料としては特に限定されるものではなく、例えば、カラーインデックス（Ｃ．Ｉ．；Ｔｈｅ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｏｆ Ｄｙｅｒｓ ａｎｄ Ｃｏｌｏｕｒｉｓｔｓ 社発行）においてダイ（Ｄｙｅ）に分類されている化合物の他、公知の染料を用いることができる。このような染料としては、発色団の構造面からは、例えば、トリアリールメタン染料、シアニン染料、キサンテン染料、アントラキノン染料、アゾ染料、ジピロメテン染料、キノフタロン染料、クマリン染料、ピラゾロン染料、キノリン染料、ニトロ染料、キノンイミン染料、フタロシアニン染料、スクアリリウム染料等を挙げることができる。中でも、中でも、耐熱性の観点から、トリアリールメタン染料、シアニン染料、キサンテン染料、アントラキノン染料、ジピロメテン染料、フタロシアニン染料が好ましい。

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に分類されている化合物を挙げることができ、中でも、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好ましく用いることができる。
Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１６６、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１７７、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２２４、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２４２、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２５４、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２６４、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２７９等の赤色顔料；
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．ピグメントグリーン５８、Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン５９等の緑色顔料；
Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：６、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１６、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー７９、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー８０等の青色顔料；
Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー８３、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１７９、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．ピグメントイエロー２１１、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー２１５等の黄色顔料；
Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ３８等の橙色顔料；
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等の紫色顔料。

このほか、特表２０１１−５２３４３３号公報の式（Ｉｃ）で表されるブロモ化ジケトピロロピロール顔料を赤色顔料として使用することもできる。また、特開２００１−０８１３４８号公報、特開２０１０−０２６３３４号公報、特開２０１０−１９１３０４号公報、特開２０１０−２３７３８４号公報、特開２０１０−２３７５６９号公報、特開２０１１−００６６０２号公報、特開２０１１−１４５３４６号公報等に記載のレーキ顔料を挙げることができる。

本発明において、（Ａ）着色剤として顔料を含有する場合、顔料を、再結晶法、再沈殿法、溶剤洗浄法、昇華法、真空加熱法又はこれらの組み合わせにより精製して使用することもできる。また、顔料は、所望により、その粒子表面を樹脂で改質して使用してもよい。顔料の粒子表面を改質する樹脂としては、例えば、特開２００１−１０８８１７号公報に記載のビヒクル樹脂、又は市販の各種の顔料分散用の樹脂が挙げられる。カーボンブラック表面の樹脂被覆方法としては、例えば、特開平９−７１７３３号公報、特開平９−９５６２５号公報、特開平９−１２４９６９号公報等に記載の方法を採用することができる。また、有機顔料は、いわゆるソルトミリングにより、一次粒子を微細化して使用してもよい。ソルトミリングの方法としては、例えば、特開平０８−１７９１１１号公報に開示されている方法を採用することができる。

また、本発明においては、（Ａ）着色剤として顔料を含有する場合、更に公知の分散剤及び分散助剤から選ばれる少なくとも１種を含有せしめることもできる。

公知の分散剤としては、例えば、ウレタン系分散剤、ポリエチレンイミン系分散剤、ポリオキシエチレンアルキルエーテル系分散剤、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル系分散剤、ポリエチレングリコールジエステル系分散剤、ソルビタン脂肪酸エステル系分散剤、ポリエステル系分散剤、（メタ）アクリル系分散剤等が挙げられ、市販品として、例えば、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−２０００、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−２００１、ＢＹＫ−ＬＰＮ６９１９、ＢＹＫ−ＬＰＮ２１１１６（以上、ビックケミー（ＢＹＫ）社製）等の（メタ）アクリル系分散剤、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１６１、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１６２、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１６５、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１６７、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１７０、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１８２（以上、ビックケミー（ＢＹＫ）社製）、ソルスパース７６５００（ルーブリゾール（株）社製）等のウレタン系分散剤、ソルスパース２４０００（ルーブリゾール（株）社製）等のポリエチレンイミン系分散剤、アジスパーＰＢ８２１、アジスパーＰＢ８２２、アジスパーＰＢ８８０、アジスパーＰＢ８８１（以上、味の素ファインテクノ（株）社製）等のポリエステル系分散剤の他、ＢＹＫ−ＬＰＮ２１３２４（ビックケミー（ＢＹＫ）社製）を使用することができる。

本発明において、分散剤は１種又は２種以上を組み合わせて使用することができる。

本発明において、分散剤の含有量は、顔料１００質量部に対して、５〜３００質量部が好ましく、１０〜２００質量部がより好ましく、２０〜１００質量部が更に好ましく、２０〜５０質量部がより更に好ましい。

また上記分散助剤としては、顔料誘導体等が挙げられる。顔料誘導体としては、具体的には、銅フタロシアニン、ジケトピロロピロール、キノフタロンのスルホン酸誘導体等を挙げることができる。

（Ａ）着色剤の含有割合は、輝度が高く着色力に優れる画素を形成する点から、着色組成物の固形分中に、通常５〜７０質量％、好ましくは５〜６０質量％、より好ましくは１０〜５０質量％であり、特に２０〜５０質量％が好ましい。ここで固形分とは、後述する溶媒以外の成分である。

本発明の着色組成物が（Ａ）着色剤として染料と顔料の両方を含む場合、本発明の効果をより享受できる観点から、染料の含有割合は、全着色剤に対して５質量％以上であることが好ましく、更に１０質量％以上、更に１５質量％以上が好ましい。なお、本発明の着色組成物は、（Ａ）着色剤として染料を単独で含有しても構わない。本発明の着色組成物は、着色組成物の固形分中に対する染料の含有割合が高い場合であっても、あるいは（Ａ）着色剤として染料と顔料を併用する場合であっても、高い耐熱性を有する着色硬化膜を形成することができる。

−（Ｂ）バインダー樹脂−
本発明のバインダー樹脂は特に限定されるものではないが、カルボキシル基、フェノール性水酸基等の酸性官能基を有する樹脂であることが好ましい。中でも、カルボキシル基を有する重合体（以下、「カルボキシル基含有重合体」とも称する。）が好ましく、例えば、１個以上のカルボキシル基を有するエチレン性不飽和単量体（以下、「不飽和単量体（ｂ１）」とも称する。）と他の共重合可能なエチレン性不飽和単量体（以下、「不飽和単量体（ｂ２）」とも称する。）との共重合体を挙げることができる。バインダー樹脂は、１種又は２種以上を混合して使用することができる。

不飽和単量体（ｂ１）としては、例えば、（メタ）アクリル酸、マレイン酸、無水マレイン酸、こはく酸モノ〔２−（メタ）アクリロイロキシエチル〕、ω−カルボキシポリカプロラクトンモノ（メタ）アクリレート、ｐ−ビニル安息香酸等を挙げることができる。

不飽和単量体（ｂ１）は、１種又は２種以上を混合して使用することができる。

また、不飽和単量体（ｂ２）としては、例えば、
Ｎ−フェニルマレイミド、Ｎ−シクロヘキシルマレイミドの如きＮ−置換マレイミド；
スチレン、α−メチルスチレン、ｐ−ヒドロキシスチレン、ｐ−ヒドロキシ−α−メチルスチレン、ｐ−ビニルベンジルグリシジルエーテル、アセナフチレンの如き芳香族ビニル化合物；

メチル（メタ）アクリレート、ｎ−ブチル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル（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、アリル（メタ）アクリレート、ベンジル（メタ）アクリレート、ポリエチレングルコール（重合度２〜１０）メチルエーテル（メタ）アクリレート、ポリプロピレングルコール（重合度２〜１０）メチルエーテル（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコール（重合度２〜１０）モノ（メタ）アクリレート、ポリプロピレングリコール（重合度２〜１０）モノ（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、イソボルニル（メタ）アクリレート、トリシクロ［５．２．１．０^2,6］デカン−８−イル（メタ）アクリレート、ジシクロペンテニル（メタ）アクリレート、グリセロールモノ（メタ）アクリレート、４−ヒドロキシフェニル（メタ）アクリレート、パラクミルフェノールのエチレンオキサイド変性（メタ）アクリレート、グリシジル（メタ）アクリレート、３，４−エポキシシクロヘキシルメチル（メタ）アクリレート、３−〔（メタ）アクリロイルオキシメチル〕オキセタン、３−〔（メタ）アクリロイルオキシメチル〕−３−エチルオキセタンの如き（メタ）アクリル酸エステル；

シクロヘキシルビニルエーテル、イソボルニルビニルエーテル、トリシクロ［５．２．１．０^2,6］デカン−８−イルビニルエーテル、ペンタシクロペンタデカニルビニルエーテル、３−（ビニルオキシメチル）−３−エチルオキセタンの如きビニルエーテル；
ポリスチレン、ポリメチル（メタ）アクリレート、ポリ−ｎ−ブチル（メタ）アクリレート、ポリシロキサンの如き重合体分子鎖の末端にモノ（メタ）アクリロイル基を有するマクロモノマー等を挙げることができる。

不飽和単量体（ｂ２）は、１種又は２種以上を混合して使用することができる。

不飽和単量体（ｂ１）と不飽和単量体（ｂ２）の共重合体において、該共重合体中の不飽和単量体（ｂ１）の共重合割合は、好ましくは５〜５０質量％、更に好ましくは１０〜４０質量％である。このような範囲で不飽和単量体（ｂ１）を共重合させることにより、アルカリ現像性及び保存安定性に優れた着色組成物を得ることができる。

不飽和単量体（ｂ１）と不飽和単量体（ｂ２）の共重合体の具体例としては、例えば、特開平７−１４０６５４号公報、特開平８−２５９８７６号公報、特開平１０−３１３０８号公報、特開平１０−３００９２２号公報、特開平１１−１７４２２４号公報、特開平１１−２５８４１５号公報、特開２０００−５６１１８号公報、特開２００４−１０１７２８号公報等に開示されている共重合体を挙げることができる。

また、本発明においては、例えば、特開平５−１９４６７号公報、特開平６−２３０２１２号公報、特開平７−２０７２１１号公報、特開平９−３２５４９４号公報、特開平１１−１４０１４４号公報、特開２００８−１８１０９５号公報等に開示されているように、側鎖に（メタ）アクリロイル基等の重合性不飽和結合を有するカルボキシル基含有重合体を、バインダー樹脂として使用することもできる。本発明の着色組成物においては、バインダー樹脂として側鎖に（メタ）アクリロイル基等の重合性不飽和結合を有するカルボキシル基含有重合体を用いることにより、感度の高い着色組成物を得ることができ、また塗膜の硬化性を高めることができるという点で好ましい。

本発明におけるバインダー樹脂は、ＧＰＣで測定したＭｗが、通常、１，０００〜１００，０００、好ましくは３，０００〜５０，０００である。このような態様とすることで、耐熱性がより一層高められるとともに、移染性や異物発生を効果的に抑制することができる。

また、バインダー樹脂のＭｗ／Ｍｎは、好ましくは１．０〜５．０、より好ましくは１．０〜３．０である。なお、ここでいう、Ｍｗ、Ｍｎは、ＧＰＣ（溶出溶媒：テトラヒドロフラン）で測定したポリスチレン換算の数平均分子量をいう。

バインダー樹脂は、公知の方法により製造することができるが、例えば、特開２００３−２２２７１７号公報、特開２００６−２５９６８０号公報、国際公開第２００７／０２９８７１号パンフレット等に開示されている方法により、その構造やＭｗ、Ｍｗ／Ｍｎを制御することもできる。

本発明において、バインダー樹脂の含有量は、（Ａ）着色剤１００質量部に対して、通常１０〜１，０００質量部、好ましくは２０〜５００質量部、より好ましくは５０〜２００質量部である。このような態様とすることで、耐熱性に優れた着色硬化膜を形成することができるだけでなく、パターン形状に優れ、更に析出物や塗膜異物の発生を抑制することができる。

−（Ｃ）重合性化合物−
本発明において重合性化合物とは、２個以上の重合可能な基を有する化合物をいう。重合可能な基としては、例えば、エチレン性不飽和基、オキシラニル基、オキセタニル基、Ｎ−アルコキシメチルアミノ基等を挙げることができる。本発明において、（Ｃ）重合性化合物としては、２個以上の（メタ）アクリロイル基を有する化合物、又は２個以上のＮ−アルコキシメチルアミノ基を有する化合物が好ましい。（Ｃ）重合性化合物は、１種又は２種以上を混合して使用することができる。

２個以上の（メタ）アクリロイル基を有する化合物の具体例としては、脂肪族ポリヒドロキシ化合物と（メタ）アクリル酸を反応させて得られる多官能（メタ）アクリレート、カプロラクトン変性された多官能（メタ）アクリレート、アルキレンオキサイド変性された多官能（メタ）アクリレート、水酸基を有する（メタ）アクリレートと多官能イソシアネートを反応させて得られる多官能ウレタン（メタ）アクリレート、水酸基を有する（メタ）アクリレートと酸無水物を反応させて得られるカルボキシル基を有する多官能（メタ）アクリレート等を挙げることができる。

ここで、脂肪族ポリヒドロキシ化合物としては、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコールの如き２価の脂肪族ポリヒドロキシ化合物；グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトールの如き３価以上の脂肪族ポリヒドロキシ化合物を挙げることができる。上記水酸基を有する（メタ）アクリレートとしては、例えば、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパンジ（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、ジペンタエリスリトールペンタ（メタ）アクリレート、グリセロールジメタクリレート等を挙げることができる。上記多官能イソシアネートとしては、例えば、トリレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、ジフェニルメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート等を挙げることができる。酸無水物としては、例えば、無水こはく酸、無水マレイン酸、無水グルタル酸、無水イタコン酸、無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸の如き二塩基酸の無水物、無水ピロメリット酸、ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物の如き四塩基酸二無水物を挙げることができる。

また、カプロラクトン変性された多官能（メタ）アクリレートとしては、例えば、特開平１１−４４９５５号公報の段落〔００１５〕〜〔００１８〕に記載されている化合物を挙げることができる。上記アルキレンオキサイド変性された多官能（メタ）アクリレートとしては、エチレンオキサイド及びプロピレンオキサイドから選ばれる少なくとも１種により変性されたビスフェノールＡジ（メタ）アクリレート、エチレンオキサイド及びプロピレンオキサイドから選ばれる少なくとも１種により変性されたイソシアヌル酸トリ（メタ）アクリレート、エチレンオキサイド及びプロピレンオキサイドから選ばれる少なくとも１種により変性されたトリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、エチレンオキサイド及びプロピレンオキサイドから選ばれる少なくとも１種により変性されたペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、エチレンオキサイド及びプロピレンオキサイドから選ばれる少なくとも１種により変性されたペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、エチレンオキサイド及びプロピレンオキサイドから選ばれる少なくとも１種により変性されたジペンタエリスリトールペンタ（メタ）アクリレート、エチレンオキサイド及びプロピレンオキサイドから選ばれる少なくとも１種により変性されたジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート等を挙げることができる。

また、２個以上のＮ−アルコキシメチルアミノ基を有する化合物としては、例えば、メラミン構造、ベンゾグアナミン構造、ウレア構造を有する化合物等を挙げることができる。なお、メラミン構造、ベンゾグアナミン構造とは、１以上のトリアジン環又はフェニル置換トリアジン環を基本骨格として有する化学構造をいい、メラミン、ベンゾグアナミン又はそれらの縮合物をも含む概念である。２個以上のＮ−アルコキシメチルアミノ基を有する化合物の具体例としては、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’，Ｎ’’，Ｎ’’−ヘキサ（アルコキシメチル）メラミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラ（アルコキシメチル）ベンゾグアナミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラ（アルコキシメチル）グリコールウリル等を挙げることができる。

これらの重合性化合物のうち、３価以上の脂肪族ポリヒドロキシ化合物と（メタ）アクリル酸を反応させて得られる多官能（メタ）アクリレート、カプロラクトン変性された多官能（メタ）アクリレート、多官能ウレタン（メタ）アクリレート、カルボキシル基を有する多官能（メタ）アクリレート、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’，Ｎ’’，Ｎ’’−ヘキサ（アルコキシメチル）メラミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラ（アルコキシメチル）ベンゾグアナミンが好ましい。３価以上の脂肪族ポリヒドロキシ化合物と（メタ）アクリル酸を反応させて得られる多官能（メタ）アクリレートの中では、トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレートが、カルボキシル基を有する多官能（メタ）アクリレートの中では、ペンタエリスリトールトリアクリレートと無水こはく酸を反応させて得られる化合物、ジペンタエリスリトールペンタアクリレートと無水こはく酸を反応させて得られる化合物が、着色層の強度が高く、着色層の表面平滑性に優れ、かつ異物の発生し難い点で特に好ましい。

本発明における（Ｃ）重合性化合物の含有量は、（Ａ）着色剤１００質量部に対して、１０〜１，０００質量部が好ましく、２０〜８００質量部がより好ましく、５０〜５００質量部が更に好ましい。このような態様とすることで、耐熱性、パターン形状に優れた画素、あるいは遮光性に優れるブラックマトリックス、ブラックスペーサーを形成することができる。

−光重合開始剤−
本発明の着色組成物には、光重合開始剤を含有することができる。これにより、着色組成物に感放射線性を付与することができる。本発明に用いる光重合開始剤は、可視光線、紫外線、遠紫外線、電子線、Ｘ線等の放射線の露光により、（Ｃ）重合性化合物の重合を開始しうる活性種を発生する化合物である。光重合開始剤は、１種又は２種以上を混合して使用することができる。

このような光重合開始剤としては、例えば、チオキサントン系化合物、アセトフェノン系化合物、ビイミダゾール系化合物、トリアジン系化合物、Ｏ−アシルオキシム系化合物、オニウム塩系化合物、ベンゾイン系化合物、ベンゾフェノン系化合物、α−ジケトン系化合物、多核キノン系化合物、ジアゾ系化合物、イミドスルホナート系化合物、オニウム塩系化合物等を挙げることができる。中でも、チオキサントン系化合物、アセトフェノン系化合物、ビイミダゾール系化合物、トリアジン系化合物及びＯ−アシルオキシム系化合物よりなる群から選ばれる少なくとも１種が好ましい。

本発明における好ましい光重合開始剤のうち、チオキサントン系化合物の具体例としては、チオキサントン、２−クロロチオキサントン、２−メチルチオキサントン、２−イソプロピルチオキサントン、４−イソプロピルチオキサントン、２，４−ジクロロチオキサントン、２，４−ジメチルチオキサントン、２，４−ジエチルチオキサントン、２，４−ジイソプロピルチオキサントン等を挙げることができる。

また、アセトフェノン系化合物の具体例としては、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、２−ベンジル−２−ジメチルアミノ−１−（４−モルフォリノフェニル）ブタン−１−オン、２−（４−メチルベンジル）−２−（ジメチルアミノ）−１−（４−モルフォリノフェニル）ブタン−１−オン等を挙げることができる。

また、ビイミダゾール系化合物の具体例としては、２，２'−ビス（２−クロロフェニル）−４，４'，５，５'−テトラフェニル−１，２'−ビイミダゾール、２，２'−ビス（２，４−ジクロロフェニル）−４，４'，５，５'−テトラフェニル−１，２'−ビイミダゾール、２，２'−ビス（２，４，６−トリクロロフェニル）−４，４'，５，５'−テトラフェニル−１，２'−ビイミダゾール等を挙げることができる。

なお、光重合開始剤としてビイミダゾール系化合物を用いる場合、水素供与体を併用することが、感度を改良することができる点で好ましい。ここでいう「水素供与体」とは、露光によりビイミダゾール系化合物から発生したラジカルに対して、水素原子を供与することができる化合物を意味する。水素供与体としては、例えば、２−メルカプトベンゾチアゾール、２−メルカプトベンゾオキサゾール等のメルカプタン系水素供与体；４，４’−ビス（ジメチルアミノ）ベンゾフェノン、４，４’−ビス（ジエチルアミノ）ベンゾフェノン等のアミン系水素供与体を挙げることができる。本発明において、水素供与体は、１種又は２種以上を混合して使用することができるが、１種以上のメルカプタン系水素供与体と１種以上のアミン系水素供与体とを組み合わせて使用することが、さらに感度を改良することができる点で好ましい。

また、トリアジン系化合物の具体例としては、例えば、特公昭５７−６０９６号公報、特開２００３−２３８８９８号公報の段落〔００６３〕〜〔００６５〕に記載の化合物を挙げることができる。

また、Ｏ−アシルオキシム系化合物の具体例としては、１，２−オクタンジオン，１−〔４−（フェニルチオ）フェニル〕−，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−（Ｏ−アセチルオキシム）、エタノン，１−〔９−エチル−６−（２−メチル−４−テトラヒドロフラニルメトキシベンゾイル）−９Ｈ−カルバゾール−３−イル〕−，１−（Ｏ−アセチルオキシム）、エタノン，１−〔９−エチル−６−｛２−メチル−４−（２，２−ジメチル−１，３−ジオキソラニル）メトキシベンゾイル｝−９Ｈ−カルバゾール−３−イル〕−，１−（Ｏ−アセチルオキシム）等を挙げることができる。Ｏ−アシルオキシム系化合物の市販品としては、ＮＣＩ−８３１、ＮＣＩ−９３０（以上、株式会社ＡＤＥＫＡ社製）、ＯＸＥ−０１、ＯＸＥ−０２（以上、ＢＡＳＦ社製）等を使用することもできる。

本発明において、アセトフェノン系化合物等のビイミダゾール系化合物以外の光重合開始剤を用いる場合には、増感剤を併用することもできる。このような増感剤としては、例えば、４，４’−ビス（ジメチルアミノ）ベンゾフェノン、４，４’−ビス（ジエチルアミノ）ベンゾフェノン、４−ジエチルアミノアセトフェノン、４−ジメチルアミノプロピオフェノン、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２−エチルヘキシル、２，５−ビス（４−ジエチルアミノベンザル）シクロヘキサノン、７−ジエチルアミノ−３−（４−ジエチルアミノベンゾイル）クマリン、４−（ジエチルアミノ）カルコン等を挙げることができる。

本発明において、光重合開始剤の含有量は、（Ｃ）重合性化合物１００質量部に対して、０．０１〜１２０質量部が好ましく、１〜１００質量部が更に好ましい。このような態様とすることで、異物の発生の抑制だけでなく、硬化性、被膜特性を良好にすることができる。

−溶媒−
本発明の着色組成物は、上記（Ａ）〜（Ｃ）成分、並びに任意的に加えられる他の成分を含有するものであるが、通常、有機溶媒を配合して液状組成物として調製される。

有機溶媒としては、着色組成物を構成する（Ａ）〜（Ｃ）成分や他の成分を分散又は溶解し、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。溶媒は、１種又は２種以上を混合して使用することができる。

このような有機溶媒のうち、例えば、
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エチルエーテル、エチレングリコールモノ−ｎ−プロピルエーテル、エチレングリコールモノ−ｎ−ブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノ−ｎ−プロピルエーテル、ジエチレングリコールモノ−ｎ−ブチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチ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モノ−ｎ−プロピルエーテル、プロピレングリコールモノ−ｎ−ブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、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−ｎ−プロピルエーテル、ジプロピレングリコールモノ−ｎ−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、トリプロピレングリコールモノエチルエーテル等の（ポリ）アルキレングリコールモノアルキルエーテル；

乳酸メチル、乳酸エチル等の乳酸アルキルエステル；
メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、イソプロパノール、イソブタノール、ｔ−ブタノール、オクタノール、２−エチルヘキサノール、シクロヘキサノール等の（シクロ）アルキルアルコール；
ジアセトンアルコール等のケトアルコール；

エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、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メチルエーテルアセテート、ジエチ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メチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、３−メトキシブチルアセテート、３−メチル−３−メトキシブチルアセテート等の（ポリ）アルキレングリコールモノアルキルエーテルアセテート；
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メチルエチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、テトラヒドロフラン等の環状エーテル；
メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、２−ヘプタノン、３−ヘプタノン等のケトン；
プロピレングリコールジアセテート、１，３−ブチレングリコールジアセテート、１，６−ヘキサンジオールジアセテート等のジアセテート；
３−メトキシプロピオン酸メチル、３−メトキシプロピオン酸エチル、３−エトキシプロピオン酸メチル、３−エトキシプロピオン酸エチル、エトキシ酢酸エチル、３−メチル−３−メトキシブチルプロピオネート等のアルコキシカルボン酸エステル；
酢酸エチル、酢酸ｎ−プロピル、酢酸ｉ−プロピル、酢酸ｎ−ブチル、酢酸ｉ−ブチル、ぎ酸ｎ−アミル、酢酸ｉ−アミル、プロピオン酸ｎ−ブチル、酪酸エチル、酪酸ｎ−プロピル、酪酸ｉ−プロピル、酪酸ｎ−ブチル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、ピルビン酸ｎ−プロピル、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、２−オキソブタン酸エチル等の脂肪酸アルキルエステル；
トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素；
Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチルピロリドン等のアミド又はラクタム等を挙げることができる。

これらの溶媒のうち、溶解性、顔料分散性、塗布性等の観点から、（ポリ）アルキレングリコールモノアルキルエーテル及び（ポリ）アルキレングリコールモノアルキルエーテルアセテートから選択される少なくとも１種が好ましい。

溶媒の含有量は、特に限定されるものではないが、着色組成物の溶媒を除いた各成分の合計濃度が、５〜５０質量％となる量が好ましく、１０〜４０質量％となる量がより好ましい。このような態様とすることにより、分散性、安定性に優れ、塗布性の良好な着色組成物を得ることができる。

−添加剤−
本発明の着色組成物は、必要に応じて、種々の添加剤を含有することもできる。

添加剤としては、例えば、ガラス、アルミナ等の充填剤；ポリビニルアルコール、ポリ（フロオロアルキルアクリレート）類等の高分子化合物；フッ素系界面活性剤、シリコーン系界面活性剤等の界面活性剤；ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリス（２−メトキシエトキシ）シラン、Ｎ−（２−アミノエチル）−３−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、Ｎ−（２−アミノエチル）−３−アミノプロピルトリメトキシシラン、３−アミノプロピルトリエトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、２−（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、３−クロロプロピルメチルジメトキシシラン、３−クロロプロピルトリメトキシシラン、３−メタクリロイロキシプロピルトリメトキシシラン、３−メルカプトプロピルトリメトキシシラン等の密着促進剤；２，２−チオビス（４−メチル−６−ｔ−ブチルフェノール）、２，６−ジ−ｔ−ブチルフェノール等の酸化防止剤；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、アルコキシベンゾフェノン類等の紫外線吸収剤；ポリアクリル酸ナトリウム等の凝集防止剤；マロン酸、アジピン酸、イタコン酸、シトラコン酸、フマル酸、メサコン酸、２−アミノエタノール、３−アミノ−１−プロパノール、５−アミノ−１−ペンタノール、３−アミノ−１，２−プロパンジオール、２−アミノ−１，３−プロパンジオール、４−アミノ−１，２−ブタンジオール等の残渣改善剤；こはく酸モノ〔２−（メタ）アクリロイロキシエチル〕、フタル酸モノ〔２−（メタ）アクリロイロキシエチル〕、ω−カルボキシポリカプロラクトンモノ（メタ）アクリレート等の現像性改善剤等を挙げることができる。

カラーフィルタ用着色組成物の調製方法
本発明の着色組成物は、適宜の方法により調製することができ、その調製方法としては、例えば、（Ａ）〜（Ｃ）成分を、溶媒や任意的に加えられる他の成分と共に、混合することにより調製することができる。（Ａ）着色剤が顔料を含む場合、顔料を溶媒中、分散剤の存在下で、場合により（Ｂ）バインダー樹脂の一部と共に、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、次いで、この顔料分散液に、（Ｃ）成分と、必要に応じて光重合開始剤、更に追加の（Ｂ）バインダー樹脂、溶媒並びに他の成分を添加し、混合することにより調製する方法が好ましい。

カラーフィルタ用着色硬化膜及びその形成方法
本発明の着色硬化膜は着色剤として特定着色剤を含むものであるが、本発明の着色組成物を用いて形成することができる。以下、カラーフィルタに用いられる着色硬化膜及びその形成方法について説明する。

カラーフィルタを製造する方法としては、第一に次の方法が挙げられる。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（ブラックマトリックス）を形成する。次いで、この基板上に、例えば、青色の本発明の感放射線性着色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、アルカリ現像液を用いて現像して、塗膜の未露光部を溶解除去する。その後、ポストベークすることにより、青色の画素パターン（着色硬化膜）が所定の配列で配置された画素アレイを形成する。

次いで、緑色又は赤色の各感放射線性着色組成物を用い、上記と同様にして、各感放射線性着色組成物の塗布、プレベーク、露光、現像及びポストベークを行って、緑色の画素アレイ及び赤色の画素アレイを同一基板上に順次形成する。これにより、青色、緑色及び赤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が得られる。但し、本発明においては、各色の画素を形成する順序は、上記のものに限定されない。

ブラックマトリックスは、スパッタや蒸着により成膜したクロム等の金属薄膜を、フォトリソグラフィー法を利用して所望のパターンとすることにより形成することができるが、黒色の着色剤が分散された感放射線性着色組成物を用いて、上記画素の形成の場合と同様にして形成することもできる。

カラーフィルタ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。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。

感放射線性着色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（スリット塗布法）、バー塗布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を採用することが好ましい。

プレベークは通常、７０〜１１０℃で１〜１０分程度である。

塗布厚さは、乾燥後の膜厚として、通常、０．６〜８μｍ、好ましくは１．２〜５μｍである。

画素及びブラックマトリックスから選ばれる少なくとも１種を形成する際に使用される放射線の光源としては、例えば、キセノンランプ、ハロゲンランプ、タングステンランプ、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、メタルハライドランプ、中圧水銀灯、低圧水銀灯等のランプ光源やアルゴンイオンレーザー、ＹＡＧレーザー、ＸｅＣｌエキシマーレーザー、窒素レーザー等のレーザー光源等を挙げることができる。露光光源として、紫外線ＬＥＤを使用することもできる。波長は、１９０〜４５０ｎｍの範囲にある放射線が好ましい。

放射線の露光量は、一般的には１０〜１０，０００Ｊ／ｍ²が好ましい。

また、アルカリ現像液としては、例えば、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド、コリン、１，８−ジアザビシクロ−［５．４．０］−７−ウンデセン、１，５−ジアザビシクロ−［４．３．０］−５−ノネン等の水溶液が好ましい。

アルカリ現像液には、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。なお、アルカリ現像後は、通常、水洗する。

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。

ポストベークの条件は、通常１８０〜２８０℃で１０〜６０分程度である。

このようにして形成された画素の膜厚は、通常０．５〜５μｍ、好ましくは１．０〜３μｍである。

また、カラーフィルタを製造する第二の方法として、特開平７−３１８７２３号公報、特開２０００−３１０７０６号公報等に開示されている、インクジェット方式により各色の画素を得る方法を採用することができる。この方法においては、まず、基板の表面上に、遮光機能も兼ねた隔壁を形成する。次いで、形成された隔壁内に、例えば、青色の熱硬化性着色組成物の液状組成物を、インクジェット装置により吐出したのち、プレベークを行って溶媒を蒸発させる。次いで、この塗膜を必要に応じて露光したのち、ポストベークすることにより硬化させ、青色の画素パターンを形成する。

次いで、緑色又は赤色の各熱硬化性着色組成物を用い、上記と同様にして、緑色の画素パターン及び赤色の画素パターンを同一基板上に順次形成する。これにより、青色、緑色及び赤色の三原色の画素パターンが基板上に配置されたカラーフィルタが得られる。但し、本発明においては、各色の画素を形成する順序は、上記のものに限定されない。

なお、隔壁は、遮光機能のみならず、区画内に吐出された各色の熱硬化性着色組成物が混色しないための機能も果たしているため、上記した第一の方法で使用されるブラックマトリックスに比べ、膜厚が厚い。したがって、隔壁は、通常、黒色感放射線性組成物を用いて形成される。

カラーフィルタを形成する際に使用される基板や放射線の光源、また、プレベークやポストベークの方法や条件は、上記した第一の方法と同様である。このようにして、インクジェット方式により形成された画素の膜厚は、隔壁の高さと同程度である。

このようにして得られた画素パターン上に、必要に応じて保護膜を形成した後、透明導電膜をスパッタリングにより形成する。透明導電膜を形成した後、更にスペーサーを形成してカラーフィルタとすることもできる。スペーサーは、通常、感放射線性組成物を用いて形成されるが、遮光性を有するスペーサー（ブラックスペーサー）とすることもできる。この場合、黒色の着色剤が分散された感放射線性着色組成物が用いられるが、本発明の着色組成物は、かかるブラックスペーサーの形成にも好適に使用することができる。

本発明の着色組成物は、カラーフィルタに用いられる各色画素、ブラックマトリックス、ブラックスペーサー等のいずれの着色硬化膜の形成においても、好適に用いることができる。このようにして形成された本発明の着色硬化膜を有するカラーフィルタは、輝度及び色純度が極めて高いため、カラー液晶表示素子、有機ＥＬ表示素子、電子ペーパー等に極めて有用である。なお、後述するカラーフィルタ、表示素子及び受光素子は、本発明の特定着色剤を含む着色硬化膜を少なくとも１以上具備するものであればよい。

カラーフィルタ
本発明のカラーフィルタは、本発明の着色硬化膜を具備するものである。具体的には、カラーフィルタに用いられる各色画素、ブラックマトリックス、ブラックスペーサー等の部材として本発明の着色硬化膜を具備するものであれば良い。

表示素子
本発明の表示素子は、本発明の着色硬化膜を具備するものである。表示素子としては、カラー液晶表示素子、有機ＥＬ表示素子、電子ペーパー等を挙げることができる。

本発明の着色硬化膜を具備するカラー液晶表示素子は、透過型でも反射型でもよく、適宜の構造を採ることができる。例えば、カラーフィルタを、薄膜トランジスター（ＴＦＴ）が配置された駆動用基板とは別の基板上に形成して、駆動用基板とカラーフィルタを形成した基板とが、液晶層を介して対向した構造を採ることができ、さらに薄膜トランジスター（ＴＦＴ）が配置された駆動用基板の表面上にカラーフィルタを形成した基板と、ＩＴＯ（錫をドープした酸化インジュウム）電極を形成した基板とが、液晶層を介して対向した構造を採ることもできる。後者の構造は、開口率を格段に向上させることができ、明るく高精細な液晶表示素子が得られるという利点を有する。なお、後者の構造を採用する場合、ブラックマトリックスやブラックスペーサーは、カラーフィルタを形成した基板側、並びにＩＴＯ電極を形成した基板側のどちらに形成されていてもよい。

本発明の着色硬化膜を具備するカラー液晶表示素子は、冷陰極蛍光管（ＣＣＦＬ：Ｃｏｌｄ Ｃａｔｈｏｄｅ Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ Ｌａｍｐ）の他、白色ＬＥＤを光源とするバックライトユニットを具備することができる。白色ＬＥＤとしては、例えば、赤色ＬＥＤと緑色ＬＥＤと青色ＬＥＤを組み合わせて混色により白色光を得る白色ＬＥＤ、青色ＬＥＤと赤色ＬＥＤと緑色蛍光体を組み合わせて混色により白色光を得る白色ＬＥＤ、青色ＬＥＤと赤色発光蛍光体と緑色発光蛍光体を組み合わせて混色により白色光を得る白色ＬＥＤ、青色ＬＥＤとＹＡＧ系蛍光体の混色により白色光を得る白色ＬＥＤ、青色ＬＥＤと橙色発光蛍光体と緑色発光蛍光体を組み合わせて混色により白色光を得る白色ＬＥＤ、紫外線ＬＥＤと赤色発光蛍光体と緑色発光蛍光体と青色発光蛍光体を組み合わせて混色により白色光を得る白色ＬＥＤ等を挙げることができる。

本発明の着色硬化膜を具備するカラー液晶表示素子には、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）型、ＳＴＮ（Ｓｕｐｅｒ Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）型、ＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅｓ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）型、ＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）型、ＯＣＢ（Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）型等の適宜の液晶モードが適用できる。

また、本発明の着色硬化膜を具備する有機ＥＬ表示素子は、適宜の構造を採ることが可能であり、例えば、特開平１１−３０７２４２号公報に開示されている構造を挙げることができる。

また、本発明の着色硬化膜を具備する電子ペーパーは、適宜の構造を採ることが可能であり、例えば、特開２００７−４１１６９号公報に開示されている構造を挙げることができる。

受光素子
本発明の受光素子は、本発明の着色硬化膜を具備するものである。
本発明の受光素子は適宜の構造を採り得るが、例えば、本発明の着色硬化膜を固体撮像素子を構成するカラーフィルタとし、それをフォトダイオードと組み合わせることで、固体撮像素子等の撮像素子を構成することができる。また、本発明の着色硬化膜を赤外光透過フィルタとして使用し、それをフォトダイオードと組み合わせることで、赤外光検出用画素を構成することができる。

以下、実施例を挙げて、本発明の実施の形態をさらに具体的に説明する。但し、本発明は、下記実施例に限定されるものではない。

＜顔料分散液の調製＞
調製例１
着色剤としてＣ．Ｉ．ピグメントグリーン５８を１５質量部、分散剤としてＢＹＫ−ＬＰＮ２１１１６（ビックケミー（ＢＹＫ）社製）１２．５質量部（固形分濃度＝４０質量％）、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７２．５質量部を用いて、ビーズミルにより処理したのち、孔径０．５μｍのミリポアフィルタで濾過することによって、顔料分散液（ａ−１）を調製した。

＜バインダー樹脂の合成＞
合成例１
冷却管と攪拌機を備えたフラスコに、ｐ−ビニルベンジルグリシジルエーテル４４質量部、Ｎ−フェニルマレイミド４０質量部、ベンジルメタクリレート１６質量部をプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート３００質量部に溶解し、さらに２，２’−アゾビスイソブチロニトリル８質量部及び２，４−ジフェニル−４−メチル−１−ペンテン８質量部を仕込んで、窒素置換した。その後、ゆるやかに攪拌しつつ、窒素バブリングしながら反応溶液を８０℃に昇温し、この温度を保持して５時間重合した。
次いで、この反応溶液にメタクリル酸１７質量部、ｐ−メトキシフェノール０．５質量部及びテトラブチルアンモニウムブロマイド４．４質量部を添加し、１２０℃の温度で９時間反応を行った。さらに、無水コハク酸１８．５質量部を添加し、１００℃の温度で６時間反応を行った後、反応溶液温度を８５℃に保持したまま２回水洗し、減圧濃縮を行うことにより、バインダー樹脂溶液（固形分濃度＝３３質量％）を得た。得られたバインダー樹脂は、Ｍｗ＝７，８００、Ｍｎ＝５，０００であった。このバインダー樹脂溶液を「バインダー樹脂（Ｂ１）溶液」とする。

実施例１
着色剤として前記式（Ａ−１）で表される化合物１０質量部と、溶媒として乳酸エチル９０質量部とを混合し、孔径０．５μｍのミリポアフィルタで濾過することにより、着色剤溶液（Ａ−１）を調製した。
次に、顔料分散液（ａ−１）３２．７質量部、着色剤溶液（Ａ−１）２２．０質量部、バインダー樹脂としてバインダー樹脂（Ｂ１）溶液１２．２質量部、重合性化合物として東亞合成株式会社製Ｍ−４０２（ジペンタエリスリトールヘキサアクリレートとジペンタエリスリトールペンタアクリレートの混合物）６．０質量部、光重合開始剤として２，２'−ビス（２−クロロフェニル）−４，４'，５，５'−テトラフェニル−１，２'−ビイミダゾール（保土谷化学社製）１．２質量部と２−メルカプトベンゾチアゾール（東京化成社製）０．４質量部、フッ素系界面活性剤としてＤＩＣ社製メガファックＦ−５５４を０．０４質量部及び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た。次いで孔径０．５μｍのミリポアフィルタで濾過することにより、固形分濃度２０質量％の着色組成物を調製した。

耐熱性の評価
着色組成物を、ナトリウムイオンの溶出を防止するＳｉＯ_２膜が表面に形成されたソーダガラス基板上に、スピンコーターを用いて塗布した後、９０℃のホットプレートで２分間プレベークを行って、膜厚２．５μｍの塗膜を形成した。次いで、この基板を室温に冷却したのち、高圧水銀ランプを用い、フォトマスクを介して、塗膜に３６５ｎｍ、４０５ｎｍ及び４３６ｎｍの各波長を含む放射線を４００Ｊ／ｍ^２の露光量で露光した。その後、この基板に対して、２３℃の０．０４質量％水酸化カリウム水溶液からなる現像液を現像圧１ｋｇｆ／ｃｍ^２（ノズル径１ｍｍ）で吐出することにより、９０秒間シャワー現像を行った。その後、この基板を超純水で洗浄し、風乾した後、更に２００℃のクリーンオーブン内で３０分間ポストベークを行うことにより、基板上にドットパターンを形成した。得られたドットパターンについて、カラーアナライザー（大塚電子（株）製ＭＣＰＤ２０００）を用い、Ｃ光源、２度視野にて、ＣＩＥ表色系における色度座標値（ｘ，ｙ）及び刺激値（Ｙ）を測定した。

次いで、上記基板を２３０℃で９０分間追加ベークをした後に、色度座標値（ｘ，ｙ）及び刺激値（Ｙ）を測定し、追加ベーク前後での色変化、即ちΔＥ^＊ _ａｂを評価した。その結果、ΔＥ^＊ _ａｂの値が１．５未満の場合を「◎」、１．５以上３．０未満の場合を「○」、３．０以上５．０未満の場合を「△」、５．０以上の場合を「×」として評価した。評価結果を表１に示す。なお、ΔＥ^＊ _ａｂ値が小さい程、耐熱性が良好であると言える。

実施例２〜９及び比較例１
実施例１において、着色剤として式（Ａ−１）で表される化合物に代えて表１に記載の化合物を用いた以外は実施例１と同様にして着色剤溶液および着色組成物を調製した。次いで、得られた着色組成物を用いて実施例１と同様にして耐熱性の評価を行った。結果を表１に示す。なお、比較例１で用いた化合物（Ａ−１０）は後掲の通りである。

Claims (8)

1. （Ａ）着色剤、（Ｂ）バインダー樹脂及び（Ｃ）重合性化合物を含有するカラーフィルタ材料用着色組成物であって、
   （Ａ）着色剤が下記式（１）で表される化合物を含む、カラーフィルタ材料用着色組成物。
   
   
   〔式（１）において、
   ｎは１以上の整数を示し、
   Ｒ^１およびＲ^２は、相互に独立に、水素原子、１価の有機基又はシアノ基を示し、ｎが２以上の整数の場合、複数存在するＲ^１およびＲ^２は、同一でも異なっていてもよく、
   Ｒ^１１、Ｒ^１２およびＲ^２１は、相互に独立に、１価の有機基を示す。
   但し、
   ｎが１の場合、Ｒ^１およびＲ^１１が一緒になって環構造を形成してもよく、Ｒ^２およびＲ^２１が一緒になって環構造を形成してもよく、
   ｎが２以上の整数の場合、複数存在するＲ^１の一つとＲ^１１が一緒になって環構造を形成してもよく、複数存在するＲ^１の一つと複数存在するＲ^２の一つが一緒になって環構造を形成してもよい。〕
2. 式（１）で表される化合物が、下記式（２）で表される化合物である、請求項１に記載のカラーフィルタ材料用着色組成物。
   
   
   〔式（２）において、
   Ｒ^２、Ｒ^１２およびＲ^２１は、式（１）におけるＲ^２、Ｒ^１２およびＲ^２１と同義であり、
   ｍは１以上の整数を示し、
   Ｒ^３およびＲ^４は、相互に独立に、水素原子又は１価の有機基を示し、ｍが２以上の整数の場合、複数存在するＲ^３およびＲ^２は、同一でも異なっていてもよく、
   環Ｚ^１は、含窒素複素環を示す。〕
3. 式（１）で表される化合物が、下記式（３）で表される化合物である、請求項１又は２に記載のカラーフィルタ材料用着色組成物。
   
   
   〔式（３）において、
   ｍ、Ｒ^２〜Ｒ^４、Ｒ^１２およびＲ^２１は、式（１）におけるｍ、Ｒ^２〜Ｒ^４、Ｒ^１２およびＲ^２１と同義であり、
   Ｑ^１は−ＣＲ^１３Ｒ^１４−、＝ＣＲ^１３−、−ＮＲ^１５−、＝Ｎ−、−Ｏ−及び−Ｓ−よりなる群から選ばれる連結基、又は、前記連結基を組み合わせてなる２価の基を示し、
   Ｒ^１３〜Ｒ^１５は、相互に独立に、水素原子又は１価の有機基を示し、
   環Ｚ^２は、芳香環又は複素環を示す。〕
4. Ｒ^２１が、−ＯＲ^２２（Ｒ^２２は置換基として重合性不飽和基を有する炭化水素基を示す。）である、請求項１〜３のいずれか１項に記載のカラーフィルタ材料用着色組成物。
5. 下記式（１）で表される化合物を含む、カラーフィルタ材料用着色硬化膜。
   
   
   〔式（１）において、
   ｎは１以上の整数を示し、
   Ｒ^１およびＲ^２は、相互に独立に、水素原子、１価の有機基又はシアノ基を示し、ｎが２以上の整数の場合、複数存在するＲ^１およびＲ^２は、同一でも異なっていてもよく、
   Ｒ^１１、Ｒ^１２およびＲ^２１は、相互に独立に、１価の有機基を示す。
   但し、
   ｎが１の場合、Ｒ^１およびＲ^１１が一緒になって環構造を形成してもよく、Ｒ^２およびＲ^２１が一緒になって環構造を形成してもよく、
   ｎが２以上の整数の場合、複数存在するＲ^１の一つとＲ^１１が一緒になって環構造を形成してもよく、複数存在するＲ^１の一つと複数存在するＲ^２の一つが一緒になって環構造を形成してもよい。〕
6. 請求項５に記載のカラーフィルタ材料用着色硬化膜を具備するカラーフィルタ。
7. 請求項５に記載のカラーフィルタ材料用着色硬化膜を具備する表示素子。
8. 請求項５に記載のカラーフィルタ材料用着色硬化膜を具備する受光素子。