JP2023519609A - 感光性樹脂組成物、これを用いて製造された感光性樹脂膜およびカラーフィルタ - Google Patents

感光性樹脂組成物、これを用いて製造された感光性樹脂膜およびカラーフィルタ Download PDF

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Abstract

（Ａ）キサンテン系染料および１００ｎｍ未満の平均粒径（Ｄ５０）を有する青色顔料を含む着色剤；（Ｂ）ラジカル重合性二重結合を含むバインダー樹脂；（Ｃ）光重合性化合物；（Ｄ）光重合開始剤；（Ｅ）消光剤；および（Ｆ）溶媒を含む感光性樹脂組成物、前記感光性樹脂組成物を用いて製造される感光性樹脂膜および前記感光性樹脂膜を含むカラーフィルタが提供される。

Description

本記載は、感光性樹脂組成物、これを用いて製造された感光性樹脂膜および前記感光性樹脂膜を含むカラーフィルタに関するものである。
ディスプレイ装置の一つである液晶ディスプレイ装置は軽量化、薄型化、低価、低消費電力駆動化および優れた集積回路との接合性などの長所を有していて、ノートパソコン、モニターおよびＴＶ画像用にその使用範囲が拡大されている。
このような液晶ディスプレイ装置は、ブラックマトリックス、カラーフィルタおよびＩＴＯ画素電極が形成された下部基板と、液晶層、薄膜トランジスタ、蓄電キャパシタ層から構成された能動回路部とＩＴＯ画素電極が形成された上部基板を含んで構成される。カラーフィルタは、画素の間の境界部を遮光するために透明基板上に定められたパターンで形成されたブラックマトリックス層およびそれぞれの画素を形成するために複数の色（通常、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の三原色）を定められた順に配列した画素部が順次に積層された構造をとっている。
カラーフィルタを実現する方法の一つである顔料分散法は、黒色マトリックスが提供された透明な基質の上に着色剤を含有する光重合性組成物をコーティングし、形成しようとする形態のパターンを露光した後、非露光部位を溶剤で除去して熱硬化させる一連の過程を繰り返すことによって着色薄膜が形成される方法である。
顔料分散法によるカラーフィルタ製造に使用される着色感光性樹脂組成物は、一般に、アルカリ可溶性樹脂、光重合単量体、光重合開始剤、溶媒とその他の添加剤などからなり、ここにエポキシ樹脂などをさらに含むこともある。前記のような顔料分散法は、携帯電話機、ノートパソコン、モニター、ＴＶなどのＬＣＤを製造することに活発に応用されている。
しかし、最近では様々な長所を有する顔料分散法を用いたカラーフィルタ用感光性樹脂組成物においても粉末の微細化工程が難しく、分散しても分散状態が分散液内で安定しなければならないため多様な添加剤が必要であり、工程も非常に難しく、さらに顔料分散液は最適の品質状態を維持しなければならないため保管および運送条件が難しいという短所がある。
また、顔料型感光性樹脂組成物から製造されたカラーフィルタでは顔料粒子大きさから始まる輝度と明暗比の限界が存在する。
これにより、顔料の代わりに顔料と類似の耐熱性および耐化学性を有する染料開発および前記染料を着色剤として使用する感光性樹脂組成物を開発しようとする努力が続いている。
一実施形態は、輝度、明暗比などの色特性に優れ、移染なく耐溶出性に優れた感光性樹脂組成物を提供するためのものである。
他の一実施形態は、前記感光性樹脂組成物を用いて製造された感光性樹脂膜を提供するためのものである。
また他の一実施形態は、前記感光性樹脂膜を含むカラーフィルタを提供するためのものである。
一実施形態は、（Ａ）キサンテン系染料および１００ｎｍ未満の平均粒径（Ｄ５０）を有する青色顔料を含む着色剤；（Ｂ）ラジカル重合性二重結合を含むバインダー樹脂；（Ｃ）光重合性化合物；（Ｄ）光重合開始剤；（Ｅ）下記化学式１で表される消光剤；および（Ｆ）溶媒を含む感光性樹脂組成物を提供する。
Figure 2023519609000001
上記化学式１中、
Ｒ１～Ｒ４は、それぞれ独立して、水素原子、置換もしくは非置換の炭素数１～２０のアルキル基または置換もしくは非置換の炭素数６～２０のアリール基であり、
Ｒ５およびＲ６は、それぞれ独立して、水素原子、置換もしくは非置換の炭素数１～２０のアルキル基または置換もしくは非置換のスルホンアミド基であり、但し、Ｒ５およびＲ６のうちの少なくとも一つ以上は置換もしくは非置換のスルホンアミド基であり、
ｎ１およびｎ２は、それぞれ独立して、１～３の整数である。
前記置換もしくは非置換のスルホンアミド基は、下記化学式２で表すことができる。
Figure 2023519609000002
上記化学式２中、
Ｒ７およびＲ８は、それぞれ独立して、水素原子、置換もしくは非置換の炭素数１～２０のアルキル基、置換もしくは非置換の炭素数３～２０のシクロアルキル基または置換もしくは非置換の炭素数６～２０のアリール基である。
前記化学式１で表される消光剤は対称構造を有することができる。
前記化学式１で表される消光剤は５４０ｇ／ｍｏｌ以上の重量平均分子量を有することができる。
前記キサンテン系染料は下記化学式３で表すことができる。
Figure 2023519609000003
上記化学式３中、
Ｒ９～Ｒ１３は、それぞれ独立して、水素原子、置換もしくは非置換の炭素数１～２０のアルキル基または置換もしくは非置換の炭素数６～２０のアリール基であり、
Ｌは、少なくとも一つ以上の芳香族環を含む２価の連結基である。
前記化学式３中、Ｌは置換もしくは非置換の炭素数６～２０のアリーレン基であってもよい。
前記キサンテン系染料は、前記青色顔料より少ない含量で含まれてもよい。
前記青色顔料は分散液の形態で前記感光性樹脂組成物に含まれ、前記分散液は分散樹脂をさらに含み、前記分散樹脂は、５０００ｇ／ｍｏｌ～１００００ｇ／ｍｏｌの重量平均分子量を有し、８０ＫＯＨｍｇ／ｇ～１５０ＫＯＨｍｇ／ｇの酸価を有することができる。
前記バインダー樹脂は、下記化学式４－１で表される構造単位を含むことができる。
Figure 2023519609000004
上記化学式４－１中、
Ｒ１４は、水素原子または置換もしくは非置換の炭素数１～２０のアルキル基であり、
Ｌ１～Ｌ３は、それぞれ独立して、単結合または置換もしくは非置換の炭素数１～２０のアルキレン基であり、
Ｌ４は、炭素－炭素二重結合を含む２価の連結基である。
前記バインダー樹脂は、下記化学式４－２で表される構造単位、化学式４－３で表される構造単位またはこれらの組み合わせをさらに含むことができる。
Figure 2023519609000005
上記化学式４－２および化学式４－３中、
Ｒ１４は、水素原子または置換もしくは非置換の炭素数１～２０のアルキル基であり、
Ｒ１５およびＲ１６は、それぞれ独立して、置換もしくは非置換の炭素数１～２０のアルキル基または置換もしくは非置換の炭素数６～２０のアリール基であり、
ｎ３は０～５の整数であり、
ｎ４は０～３の整数である。
前記バインダー樹脂は、３００ｇ／ｍｏｌ～７００ｇ／ｍｏｌの二重結合当量を有することができる。
前記バインダー樹脂は、５０００ｇ／ｍｏｌ～２００００ｇ／ｍｏｌの重量平均分子量を有することができる。
前記バインダー樹脂は、２０ＫＯＨｍｇ／ｇ～９０ＫＯＨｍｇ／ｇの酸価を有することができる。
前記感光性樹脂組成物は、前記感光性樹脂組成物総量に対して、前記（Ａ）着色剤２０重量％～４０重量％；前記（Ｂ）バインダー樹脂０．５重量％～２０重量％；前記（Ｃ）光重合性化合物１重量％～２０重量％；前記（Ｄ）光重合開始剤０．１重量％～５重量％；前記（Ｅ）消光剤０．０１重量％～１重量％；前記（Ｆ）溶媒残部量を含むことができる。
前記感光性樹脂組成物は、マロン酸；３－アミノ－１，２－プロパンジオール；ビニル基または（メタ）アクリルオキシ基を含むカップリング剤；レベリング剤；およびフッ素系界面活性剤から選択される少なくとも一つの添加剤をさらに含むことができる。
他の一実施形態は、前記感光性樹脂組成物を用いて製造された感光性樹脂膜を提供する。
また他の一実施形態は、前記感光性樹脂膜を含むカラーフィルタを提供する。
その他の本発明の側面の具体的な事項は以下の詳細な説明に含まれている。
一実施形態による感光性樹脂組成物は、輝度、明暗比に優れながら同時に移染なく耐溶出性も優れたカラーフィルタを提供することができる。
以下、本発明の実施形態を詳しく説明する。但し、これは例示として提示されるものであって、これによって本発明が制限されず、本発明は後述の請求範囲の範疇によってのみ定義される。
本明細書で特別な言及がない限り、“置換”乃至“置換された”とは、本発明の官能基中の一つ以上の水素原子がハロゲン原子（Ｆ、Ｂｒ、ＣｌまたはＩ）、ヒドロキシ基、ニトロ基、シアノ基、アミノ基（ＮＨ２、ＮＨ（Ｒ２００）またはＮ（Ｒ２０１）（Ｒ２０２）であり、ここでＲ２００、Ｒ２０１およびＲ２０２は同一であるか互いに異なり、それぞれ独立して炭素数１～１０のアルキル基である）、アミジノ基、ヒドラジン基、ヒドラゾン基、カルボキシル基、置換もしくは非置換のアルキル基、置換もしくは非置換のアルケニル基、置換もしくは非置換のアルキニル基、置換もしくは非置換の脂環式有機基、置換もしくは非置換のアリール基、および置換もしくは非置換のヘテロ環基からなる群より選択される１種以上の置換基で置換されたことを意味する。
本明細書で特別な言及がない限り、“アルキル基”とは炭素数１～２０のアルキル基を意味し、具体的には炭素数１～１５のアルキル基を意味し、“シクロアルキル基”とは炭素数３～２０のシクロアルキル基を意味し、具体的には炭素数３～１８のシクロアルキル基を意味し、“アルコキシ基”とは炭素数１～２０のアルコキシ基を意味し、具体的には炭素数１～１８のアルコキシ基を意味し、“アリール基”とは炭素数６～２０のアリール基を意味し、具体的には炭素数６～１８のアリール基を意味し、“アルケニル基”とは炭素数２～２０のアルケニル基を意味し、具体的には炭素数２～１８のアルケニル基を意味し、“アルキレン基”とは炭素数１～２０のアルキレン基を意味し、具体的には炭素数１～１８のアルキレン基を意味し、“アリーレン基”とは炭素数６～２０のアリーレン基を意味し、具体的には炭素数６～１６のアリーレン基を意味する。
本明細書で特別な言及がない限り、“（メタ）アクリレート”は“アクリレート”と“メタクリレート”の両方とも可能であるのを意味し、“（メタ）アクリル酸”は“アクリル酸”と“メタクリル酸”の両方とも可能であるのを意味する。
本明細書で別途の定義がない限り、“組み合わせ”とは、混合または共重合を意味する。また、“共重合”とはブロック共重合乃至ランダム共重合を意味し、“共重合体”とはブロック共重合体乃至ランダム共重合体を意味する。
本明細書内化学式で別途の定義がない限り、化学結合が描かれなければならない位置に化学結合が描かれていない場合は前記位置に水素原子が結合されているのを意味する。
本明細書で別途の定義がない限り、“エチレン性不飽和二重結合”とは“炭素－炭素二重結合”を意味し、エチレン性不飽和単量体とは前記エチレン性不飽和二重結合を含む単量体を意味する。
また、本明細書で別途の定義がない限り、“＊”は同一であるか異なる原子または化学式と連結される部分を意味する。
一実施形態は、（Ａ）キサンテン系染料および１００ｎｍ未満の平均粒径（Ｄ５０）を有する青色顔料を含む着色剤；（Ｂ）ラジカル重合性二重結合を含むバインダー樹脂；（Ｃ）光重合性化合物；（Ｄ）光重合開始剤；（Ｅ）下記化学式１で表される消光剤；および（Ｆ）溶媒を含む感光性樹脂組成物を提供する。
Figure 2023519609000006
上記化学式１中、
Ｒ１～Ｒ４は、それぞれ独立して、水素原子、置換もしくは非置換の炭素数１～２０のアルキル基または置換もしくは非置換の炭素数６～２０のアリール基であり、
Ｒ５およびＲ６は、それぞれ独立して、水素原子、置換もしくは非置換の炭素数１～２０のアルキル基または置換もしくは非置換のスルホンアミド基であり、但し、Ｒ５およびＲ６のうちの少なくとも一つ以上は置換もしくは非置換のスルホンアミド基であり、
ｎ１およびｎ２は、それぞれ独立して、１～３の整数である。
顔料型感光性樹脂組成物から製造されたカラーフィルタでは顔料粒子大きさから始まる輝度と明暗比の限界が存在する。また、イメージセンサー用カラー撮像素子の場合には微細なパターン形成のためにさらに小さな分散粒度を要求するようになる。このような要求に応えるために顔料の代わりに粒子を成さない染料を導入して染料に適した感光性樹脂組成物を製造して輝度と明暗比が改善されたカラーフィルタを実現しようとする試みが続いている。
一般にキサンテン系化合物は電荷が分離され、これを含む感光性樹脂組成物はＰＧＭＥＡなどの有機溶媒に対する溶解度が低く、移染と共に耐溶出性が劣って、感光性樹脂組成物内着色剤として使用することに限界があった。しかし、一実施形態による感光性樹脂組成物はキサンテン系染料と平均粒径（Ｄ５０）が制御された青色顔料を混合した着色剤を使用し、ここに加えて特定構造の消光剤を共に使用することによって、輝度と明暗比などの色特性を確保すると同時に移染なく耐溶出性を改善させることができる。
以下、各成分について具体的に説明する。
（Ａ）着色剤
前記着色剤は、キサンテン系染料と共に１００ｎｍ未満の平均粒径（Ｄ５０）を有する青色顔料を含む。
前述のように従来の顔料型感光性樹脂組成物の短所を補完するために顔料の代わりに染料を使用しようとする試みが続いているが、染料が有する耐久性の限界によって依然として色特性と耐久性などを同時に満たすことができる着色剤に対する要求が高い状況である。本発明者らはキサンテン系染料を青色顔料と共に使用してハイブリッド形態に着色剤を使用し、前記青色顔料の平均粒径（Ｄ５０）を１００ｎｍ未満に制御することによって、輝度と明暗比の低下を防止した。
例えば、前記キサンテン系染料は下記化学式３で表すことができる。
Figure 2023519609000007
上記化学式３中、
Ｒ９～Ｒ１３は、それぞれ独立して、水素原子、置換もしくは非置換の炭素数１～２０のアルキル基または置換もしくは非置換の炭素数６～２０のアリール基であり、
Ｌは、少なくとも一つ以上の芳香族環を含む２価の連結基である。
例えば、前記化学式３中、Ｌは置換もしくは非置換の炭素数６～２０のアリーレン基であってもよい。
例えば、上記化学式３中、Ｌに含まれる芳香族環の例としては、炭化水素基材芳香族環、例えば、ベンゼン環、ナフタレン環、テトラリン（ｔｅｔｒａｌｉｎ）環、インデン（ｉｎｄｅｎｅ）環、フルオレン（ｆｌｕｏｒｅｎｅ）環、アントラセン環、フェナントレン環、ビフェニル、およびテルフェニル、および５員環、例えばフラン、チオフェン、ピロール、オキサゾール、チアゾール、イミダゾール、およびピラゾール；６員環、例えばピラン、ピリジン、ピリダジン、ピリミジン、およびピラジン；および縮合環、例えばベンゾフラン、チオナフテン、インドール、カルバゾール、クマリン、キノリン、イソキノリン、アクリジン、キナゾリン、およびキノキサリン；をはじめとする異種環芳香族環（ｈｅｔｅｒｏｃｙｃｌｉｃ ａｒｏｍａｔｉｃ ｒｉｎｇ）を含むが、本発明はこれに制限されない。このような芳香族環は、置換基によってさらに置換されてもよい。このような置換基の例としては、ハロゲン、例えばフッ素、塩素、およびブロム、アルキル基、カルボキシル基、およびアミノ基が含まれるが、本発明はこれに制限されない。例えば、前記Ｌは炭素数６～１４の炭化水素基材芳香族環を含むことができる。例えば、前記Ｌはベンゼン環またはナフタレン環を含むことができる。例えば、前記Ｌは２価のフェニレン基であってもよい。
例えば、上記化学式３中、Ｒ９およびＲ１０、またはＲ１１およびＲ１２は互いに結合して環状構造を形成することもできる。このような環状構造は一つ以上のヘテロ原子、例えば窒素、硫黄および酸素を含むこともできる。環構造の例としては下記の構造が含まれるが、本発明はこれに制限されない。
Figure 2023519609000008
例えば、前記化学式３で表されるキサンテン系染料は、理論によって制限される意図なく、Ｌと前記キサンテンモイエティ（ｍｏｉｅｔｙ）の間のメチレン基（＊－ＣＨ２－＊）の存在によって顕著に優れた安定性、特に熱安定性を有することができ、さらに立体障害（ｓｔｅｒｉｃ ｈｉｎｄｅｒａｎｃｅ）の観点から顕著に優れた分散性を有するとされる。
一方、前記青色顔料はその平均粒径（Ｄ５０）が必ず１００ｎｍ未満、例えば３０ｎｍ以上１００ｎｍ未満でなければならない。平均粒径（Ｄ５０）が１００ｎｍを超過する青色顔料を使用する場合、組成物の色特性低下が大きく起こり輝度と明暗比が大きく低下して好ましくない。
例えば、固形分基準で、前記キサンテン系染料は前記青色顔料より少ない含量で含まれてもよい。
例えば、前記青色顔料の例としては、Ｃ．Ｉ．青色顔料１５：６、Ｃ．Ｉ．青色顔料１５、Ｃ．Ｉ．青色顔料１５：１、Ｃ．Ｉ．青色顔料１５：２、Ｃ．Ｉ．青色顔料１５：３、Ｃ．Ｉ．青色顔料１５：４、Ｃ．Ｉ．青色顔料１５：５、Ｃ．Ｉ．青色顔料１６などのようなフタロシアニン系顔料などが挙げられる。但し、前記青色顔料の種類がこれらに限定されるのではない。例えば、前記青色顔料は分散液の形態で前記感光性樹脂組成物に含まれてもよい。
前記青色顔料は、これを分散させるために分散樹脂と共に分散液の形態で使用することができる。具体的には、前記感光性樹脂組成物製造時、前記青色顔料と共に分散樹脂を添加して使用することができる。
前記分散樹脂は、５０００ｇ／ｍｏｌ～１００００ｇ／ｍｏｌの重量平均分子量を有し、８０ＫＯＨｍｇ／ｇ～１５０ＫＯＨｍｇ／ｇの酸価を有するポリマーであってもよい。
前記分散樹脂は、下記化学式４－３、化学式４－４、化学式４－５および化学式４－６で表される構造単位からなる群より選択された少なくとも一つ以上を含むことができる。
Figure 2023519609000009
上記化学式４－３～化学式４－６中、
Ｒ１４は、水素原子または置換もしくは非置換の炭素数１～２０のアルキル基であり、
Ｒ１６～Ｒ２０は、置換もしくは非置換の炭素数１～２０のアルキル基または置換もしくは非置換の炭素数６～２０のアリール基であり、
ｎ４は、０～３の整数であり、
ｎ５は、０～５の整数である。
前記分散樹脂は、必ず前記青色顔料と共に分散液の形態で使用されるのが好ましい。前記分散樹脂が前記青色顔料を分散させる分散樹脂の役割でない、別途のバインダー樹脂として使用される場合、移染が発生することがあり、何よりも耐溶出性が大きく低下して好ましくないことがある。
一方、前記分散液は分散剤をさらに含むことができ、前記分散剤としては、非イオン性分散剤、陰イオン性分散剤、陽イオン性分散剤などを使用することができる。前記分散剤の具体的な例としては、ポリアルキレングリコールおよびそのエステル、ポリオキシアルキレン、多価アルコールエステルアルキレンオキシド付加物、アルコールアルキレンオキシド付加物、スルホン酸エステル、スルホン酸塩、カルボン酸エステル、カルボン酸塩、アルキルアミドアルキレンオキシド付加物、アルキルアミンなどが挙げられ、これらを単独でまたは二つ以上混合して使用することができる。
前記分散剤の市販される製品を例として挙げれば、ＢＹＫ社のＤＩＳＰＥＲＢＹＫ－１０１、ＤＩＳＰＥＲＢＹＫ－１３０、ＤＩＳＰＥＲＢＹＫ－１４０、ＤＩＳＰＥＲＢＹＫ－１６０、ＤＩＳＰＥＲＢＹＫ－１６１、ＤＩＳＰＥＲＢＹＫ－１６２、ＤＩＳＰＥＲＢＹＫ－１６３、ＤＩＳＰＥＲＢＹＫ－１６４、ＤＩＳＰＥＲＢＹＫ－１６５、ＤＩＳＰＥＲＢＹＫ－１６６、ＤＩＳＰＥＲＢＹＫ－１７０、ＤＩＳＰＥＲＢＹＫ－１７１、ＤＩＳＰＥＲＢＹＫ－１８２、ＤＩＳＰＥＲＢＹＫ－２０００、ＤＩＳＰＥＲＢＹＫ－２００１など；ＥＦＫＡケミカル社のＥＦＫＡ－４７、ＥＦＫＡ－４７ＥＡ、ＥＦＫＡ－４８、ＥＦＫＡ－４９、ＥＦＫＡ－１００、ＥＦＫＡ－４００、ＥＦＫＡ－４５０など；Ｚｅｎｅｋａ社のＳｏｌｓｐｅｒｓｅ ５０００、Ｓｏｌｓｐｅｒｓｅ １２０００、Ｓｏｌｓｐｅｒｓｅ １３２４０、Ｓｏｌｓｐｅｒｓｅ １３９４０、Ｓｏｌｓｐｅｒｓｅ １７０００、Ｓｏｌｓｐｅｒｓｅ ２００００、Ｓｏｌｓｐｅｒｓｅ ２４０００ＧＲ、Ｓｏｌｓｐｅｒｓｅ ２７０００、Ｓｏｌｓｐｅｒｓｅ ２８０００など；またはＡｊｉｎｏｍｏｔｏ社のＰＢ７１１、ＰＢ８２１などがある。
前記分散剤は、前記分散液総量に対して０．１重量％～１５重量％で含まれてもよい。分散剤が前記範囲内に含まれる場合、これを着色剤として含む組成物の安定性、現像性およびパターン性に優れる。
前記青色顔料は、水溶性無機塩および湿潤剤を用いて前処理して使用することもできる。前記青色顔料を前記前処理して使用する場合、顔料の平均粒径を微細化することができる。
前記前処理は、前記青色顔料を水溶性無機塩および湿潤剤と共にニーディング（ｋｎｅａｄｉｎｇ）する段階、そして前記ニーディング段階で得られた青色顔料をろ過および水洗する段階を経て行うことができる。
前記ニーディングは４０℃～１００℃の温度で行うことができ、前記ろ過および水洗は水などを使用して無機塩を水洗した後、ろ過して行うことができる。
前記水溶性無機塩の例としては塩化ナトリウム、塩化カリウムなどが挙げられるが、これに限定されるのではない。前記湿潤剤は前記顔料および前記水溶性無機塩が均一に混合されて顔料が容易に粉砕される媒介体役割を果たし、その例としては、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、ジエチレングリコールモノメチルエーテルなどのようなアルキレングリコールモノアルキルエーテル；エタノール、イソプロパノール、ブタノール、ヘキサノール、シクロヘキサノール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコール、グリセリンポリエチレングリコールなどのようなアルコールなどが挙げられ、これらを単独または二つ以上混合して使用することができる。
前記ニーディング段階を経た青色顔料は１００ｎｍ未満、例えば３０ｎｍ以上１００ｎｍ未満の平均粒径（Ｄ５０）を有することができる。青色顔料の平均粒径が前記範囲内である場合、顔料分散液での安定性に優れ、組成物の色特性（輝度、明暗比など）低下を防止することができる。
より具体的に、前記青色顔料は前記分散樹脂およびＰＧＭＥＡなどの溶媒を含む青色顔料分散液の形態で使用することができ、前記青色顔料分散液は固形分の青色顔料、分散樹脂および溶媒を含むことができる。前記固形分の青色顔料は前記青色顔料分散液総量に対して１５重量％～４０重量％、例えば２０重量％～３０重量％で含まれてもよい。
前記着色剤は、前記感光性樹脂組成物総量に対して２０重量％～４０重量％、例えば３重量％～２０重量％で含まれてもよい。前記着色剤が前記範囲内に含まれる場合、着色効果および現像性能に優れる。
（Ｂ）バインダー樹脂
前記バインダー樹脂は、ラジカル重合性二重結合を含む。例えば、前記バインダー樹脂は、ラジカル重合性二重結合を含むアクリル系バインダー樹脂であってもよい。
前記バインダー樹脂は、必ずラジカル重合性二重結合、例えば炭素－炭素二重結合を含まなければならない。前記バインダー樹脂がラジカル重合性二重結合を含まない場合、移染が発生する可能性があり、何よりも耐溶出性が大きく低下して好ましくない。
前記アクリル系樹脂は、第１エチレン性不飽和単量体およびこれと共重合可能な第２エチレン性不飽和単量体の共重合体であって、一つ以上のアクリル系繰り返し単位を含む樹脂である。
前記第１エチレン性不飽和単量体は一つ以上のカルボキシ基を含有するエチレン性不飽和単量体であり、その具体的な例としては、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、イタコン酸、フマル酸またはこれらの組み合わせが挙げられる。
前記第１エチレン性不飽和単量体は、前記アクリル系バインダー樹脂総量に対して、５重量％～５０重量％、例えば１０重量％～４０重量％で含まれてもよい。
前記第２エチレン性不飽和単量体は、スチレン、α－メチルスチレン、ビニルトルエン、ビニルベンジルメチルエーテルなどの芳香族ビニル化合物；メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、ブチル（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－ヒドロキシブチル（メタ）アクリレート、ベンジル（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、フェニル（メタ）アクリレートなどの不飽和カルボン酸エステル化合物；２－アミノエチル（メタ）アクリレート、２－ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレートなどの不飽和カルボン酸アミノアルキルエステル化合物；酢酸ビニル、安息香酸ビニルなどのカルボン酸ビニルエステル化合物；グリシジル（メタ）アクリレートなどの不飽和カルボン酸グリシジルエステル化合物；（メタ）アクリロニトリルなどのシアン化ビニル化合物；（メタ）アクリルアミドなどの不飽和アミド化合物；などが挙げられ、これらを単独でまたは二つ以上混合して使用することができる。
前記アクリル系バインダー樹脂の具体的な例としては、（メタ）アクリル酸／ベンジルメタクリレート共重合体、（メタ）アクリル酸／ベンジルメタクリレート／スチレン共重合体、（メタ）アクリル酸／ベンジルメタクリレート／２－ヒドロキシエチルメタクリレート共重合体、（メタ）アクリル酸／ベンジルメタクリレート／スチレン／２－ヒドロキシエチルメタクリレート共重合体などが挙げられるが、これに限定されるのではなく、これらを単独または２種以上を配合して使用することもできる。
例えば、前記バインダー樹脂は、下記化学式４－１で表される構造単位を含むことができる。
Figure 2023519609000010
上記化学式４－１中、
Ｒ１４は、水素原子または置換もしくは非置換の炭素数１～２０のアルキル基であり、
Ｌ１～Ｌ３は、それぞれ独立して、単結合または置換もしくは非置換の炭素数１～２０のアルキレン基であり、
Ｌ４は、炭素－炭素二重結合を含む２価の連結基である。
例えば、前記化学式４－１中、Ｌ４は下記Ｌ－１～Ｌ－５で表される連結基からなる群より選択されたいずれか一つであってもよいが、必ずしもこれに限定されるのではない。
Figure 2023519609000011
（上記化学式Ｌ－１中、ＲｂおよびＲｃはそれぞれ独立して、水素原子、置換もしくは非置換の炭素数１～２０のアルキル基、エステル基またはエーテル基である。）
Figure 2023519609000012
（上記化学式Ｌ－５中、Ｒｄは、Ｏ、Ｓ、ＮＨ、置換もしくは非置換の炭素数１～２０のアルキレン基、炭素数１～２０のアルキルアミン基または炭素数２～２０のアルケニルアミン基である。）
例えば、前記バインダー樹脂は、下記化学式４－２で表される構造単位、化学式４－３で表される構造単位またはこれらの組み合わせをさらに含むことができる。
Figure 2023519609000013
上記化学式４－２および化学式４－３中、
Ｒ１４は、水素原子または置換もしくは非置換の炭素数１～２０のアルキル基であり、
Ｒ１５およびＲ１６は、それぞれ独立して、置換もしくは非置換の炭素数１～２０のアルキル基または置換もしくは非置換の炭素数６～２０のアリール基であり、
ｎ３は０～５の整数であり、
ｎ４は０～３の整数である。
例えば、前記バインダー樹脂は、３００ｇ／ｍｏｌ～７００ｇ／ｍｏｌの二重結合当量を有することができる。前記バインダー樹脂が前記範囲の二重結合当量を有する場合、組成物の耐溶出性を改善させることができる。
例えば、前記バインダー樹脂の重量平均分子量は５，０００ｇ／ｍｏｌ～２０，０００ｇ／ｍｏｌ、例えば５，０００ｇ／ｍｏｌ～１０，０００ｇ／ｍｏｌ、例えば６，０００ｇ／ｍｏｌ～８，０００ｇ／ｍｏｌであってもよい。前記バインダー樹脂の重量平均分子量が前記範囲内である場合、前記感光性樹脂組成物の物理的および化学的物性に優れ粘度が適切であり、カラーフィルタ製造時、基板との密着性に優れる。
前記アクリル系バインダー樹脂の酸価は、２０ｍｇＫＯＨ／ｇ～９０ｍｇＫＯＨ／ｇ、例えば５０ｍｇＫＯＨ／ｇ～７０ｍｇＫＯＨ／ｇであってもよい。前記バインダー樹脂の酸価が前記範囲内である場合、ピクセルパターンの解像度に優れる。
前記バインダー樹脂は、前記感光性樹脂組成物総量に対して０．５重量％～２０重量％、例えば１重量％～１０重量％で含まれてもよい。前記バインダー樹脂が前記範囲内に含まれる場合、カラーフィルタ製造時、現像性に優れ架橋性が改善されて優れた表面平滑度を得ることができる。
（Ｃ）光重合性化合物
前記光重合性化合物は、少なくとも一つのエチレン性不飽和二重結合を有する（メタ）アクリル酸の一官能または多官能エステルを使用することができる。
光重合性化合物は、前記エチレン性不飽和二重結合を有することによって、パターン形成工程で露光時に十分な重合を起こすことによって耐熱性、耐光性および耐化学性に優れたパターンを形成することができる。
光重合性化合物の具体的な例としては、エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ジエチレングリコールジ（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、プロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート、１，４－ブタンジオールジ（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、ビスフェノールＡジ（メタ）アクリレート、ペンタエリトリトールジ（メタ）アクリレート、ペンタエリトリトールトリ（メタ）アクリレート、ペンタエリトリトールテトラ（メタ）アクリレート、ペンタエリトリトールヘキサ（メタ）アクリレート、ジペンタエリトリトールジ（メタ）アクリレート、ジペンタエリトリトールトリ（メタ）アクリレート、ジペンタエリトリトールペンタ（メタ）アクリレート、ジペンタエリトリトールヘキサ（メタ）アクリレート、ビスフェノールＡエポキシ（メタ）アクリレート、エチレングリコールモノメチルエーテル（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、トリス（メタ）アクリロイルオキシエチルホスフェート、ノボラックエポキシ（メタ）アクリレートなどが挙げられる。
光重合性化合物の市販される製品を例として挙げれば次の通りである。前記（メタ）アクリル酸の一官能エステルの例としては、東亞合成株式会社製のアロニックスＭ－１０１（登録商標）、同Ｍ－１１１（登録商標）、同Ｍ－１１４（登録商標）など；日本化薬株式会社製のＫＡＹＡＲＡＤ ＴＣ－１１０Ｓ（登録商標）、同ＴＣ－１２０Ｓ（登録商標）など；大阪有機化学工業株式会社製のＶ－１５８（登録商標）、Ｖ－２３１１（登録商標）などが挙げられる。前記（メタ）アクリル酸の二官能エステルの例としては、東亞合成株式会社製のアロニックスＭ－２１０（登録商標）、同Ｍ－２４０（登録商標）、同Ｍ－６２００（登録商標）など；日本化薬株式会社製のＫＡＹＡＲＡＤ ＨＤＤＡ（登録商標）、同ＨＸ－２２０（登録商標）、同Ｒ－６０４（登録商標）など；大阪有機化学工業株式会社製のＶ－２６０（登録商標）、Ｖ－３１２（登録商標）、Ｖ－３３５ＨＰ（登録商標）などが挙げられる。前記（メタ）アクリル酸の三官能エステルの例としては、東亞合成株式会社製のアロニックスＭ－３０９（登録商標）、同Ｍ－４００（登録商標）、同Ｍ－４０５（登録商標）、同Ｍ－４５０（登録商標）、同Ｍ－７１０（登録商標）、同Ｍ－８０３０（登録商標）、同Ｍ－８０６０（登録商標）など；日本化薬株式会社製のＫＡＹＡＲＡＤ ＴＭＰＴＡ（登録商標）、同ＤＰＣＡ－２０（登録商標）、同－３０（登録商標）、同－６０（登録商標）、同－１２０（登録商標）など；大阪有機化学工業株式会社製のＶ－２９５（登録商標）、同－３００（登録商標）、同－３６０（登録商標）、同－ＧＰＴ（登録商標）、同－３ＰＡ（登録商標）、同－４００（登録商標）などが挙げられる。前記製品を単独使用または２種以上共に使用することができる。
前記光重合性化合物は、より優れた現像性を付与するために酸無水物で処理して使用することもできる。
前記光重合性化合物は、前記感光性樹脂組成物総量に対して１重量％～２０重量％、例えば１重量％～１０重量％で含まれてもよい。前記光重合性化合物が前記範囲内に含まれる場合、パターン形成工程で露光時硬化が十分に起こって信頼性に優れ、アルカリ現像液への現像性に優れる。
（Ｄ）光重合開始剤
前記光重合開始剤は、感光性樹脂組成物に一般に使用される開始剤であって、例えばアセトフェノン系化合物、ベンゾフェノン系化合物、チオキサントン系化合物、ベンゾイン系化合物、トリアジン系化合物、オキシム系化合物またはこれらの組み合わせを使用することができる。
前記アセトフェノン系化合物の例としては、２，２’－ジエトキシアセトフェノン、２，２’－ジブトキシアセトフェノン、２－ヒドロキシ－２－メチルプロピオフェノン、ｐ－ｔ－ブチルトリクロロアセトフェノン、ｐ－ｔ－ブチルジクロロアセトフェノン、４－クロロアセトフェノン、２，２’－ジクロロ－４－フェノキシアセトフェノン、２－メチル－１－（４－（メチルチオ）フェニル）－２－モルホリノプロパン－１－オン、２－ベンジル－２－ジメチルアミノ－１－（４－モルホリノフェニル）－ブタン－１－オンなどが挙げられる。
前記ベンゾフェノン系化合物の例としては、ベンゾフェノン、ベンゾイル安息香酸、ベンゾイル安息香酸メチル、４－フェニルベンゾフェノン、ヒドロキシベンゾフェノン、アクリル化ベンゾフェノン、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、４，４’－ジメチルアミノベンゾフェノン、４，４’－ジクロロベンゾフェノン、３，３’－ジメチル－２－メトキシベンゾフェノンなどが挙げられる。
前記チオキサントン系化合物の例としては、チオキサントン、２－メチルチオキサントン、イソプロピルチオキサントン、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、２－クロロチオキサントンなどが挙げられる。
前記ベンゾイン系化合物の例としては、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル、ベンジルジメチルケタールなどが挙げられる。
前記トリアジン系化合物の例としては、２，４，６－トリクロロ－ｓ－トリアジン、２－フェニル－４，６－ビス（トリクロロメチル）－ｓ－トリアジン、２－（３’，４’－ジメトキシスチリル）－４，６－ビス（トリクロロメチル）－ｓ－トリアジン、２－（４’－メトキシナフチル）－４，６－ビス（トリクロロメチル）－ｓ－トリアジン、２－（ｐ－メトキシフェニル）－４，６－ビス（トリクロロメチル）－ｓ－トリアジン、２－（ｐ－トリル）－４，６－ビス（トリクロロメチル）－ｓ－トリアジン、２－ビフェニル－４，６－ビス（トリクロロメチル）－ｓ－トリアジン、ビス（トリクロロメチル）－６－スチリル－ｓ－トリアジン、２－（ナフト－１－イル）－４，６－ビス（トリクロロメチル）－ｓ－トリアジン、２－（４－メトキシナフト－１－イル）－４，６－ビス（トリクロロメチル）－ｓ－トリアジン、２－４－ビス（トリクロロメチル）－６－ピペロニル－ｓ－トリアジン、２－４－ビス（トリクロロメチル）－６－（４－メトキシスチリル）－ｓ－トリアジンなどが挙げられる。
前記オキシム系化合物の例としては、Ｏ－アシルオキシム系化合物、２－（ｏ－ベンゾイルオキシム）－１－［４－（フェニルチオ）フェニル］－１，２－オクタンジオン、１－（ｏ－アセチルオキシム）－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］エタノン、Ｏ－エトキシカルボニル－α－オキシアミノ－１－フェニルプロパン－１－オンなどを使用することができる。前記Ｏ－アシルオキシム系化合物の具体的な例としては、１，２－オクタンジオン、２－ジメチルアミノ－２－（４－メチルベンジル）－１－（４－モルホリン－４－イル－フェニル）－ブタン－１－オン、１－（４－フェニルスルファニルフェニル）－ブタン－１，２－ジオン－２－オキシム－Ｏ－ベンゾエート、１－（４－フェニルスルファニルフェニル）－オクタン－１，２－ジオン－２－オキシム－Ｏ－ベンゾエート、１－（４－フェニルスルファニルフェニル）－オクタン－１－オンオキシム－Ｏ－アセテート、１－（４－フェニルスルファニルフェニル）－ブタン－１－オンオキシム－Ｏ－アセテートなどが挙げられる。
前記光重合開始剤は、前記化合物以外にも、カルバゾール系化合物、ジケトン類化合物、スルホニウムボレート系化合物、ジアゾ系化合物、イミダゾール系化合物、ビイミダゾール系化合物などを使用することができる。
前記光重合開始剤は、光を吸収して励起状態となったのち、そのエネルギーを伝達することによって化学反応を起こす光増感剤と共に使用されてもよい。
前記光増感剤の例としては、テトラエチレングリコールビス－３－メルカプトプロピオネート、ペンタエリトリトールテトラキス－３－メルカプトプロピオネート、ジペンタエリトリトールテトラキス－３－メルカプトプロピオネートなどが挙げられる。
前記光重合開始剤は、前記感光性樹脂組成物総量に対して０．１重量％～５重量％、例えば０．１重量％～３重量％で含まれてもよい。前記光重合開始剤が前記範囲内に含まれる場合、パターン形成工程で露光時、硬化が十分に起こって優れた信頼性を得ることができ、パターンの耐熱性、耐光性および耐化学性に優れ、解像度および密着性も優れ、未反応開始剤による透過率の低下を防止することができる。
（Ｅ）消光剤
一実施形態による感光性樹脂組成物は、前記化学式１で表される消光剤を含む。前記消光剤を含むことによって、一実施形態による感光性樹脂組成物は明暗比が低下するのを防止することができる。即ち、一実施形態による感光性樹脂組成物は前述の着色剤組成を必須構成として有するため明暗比低下が問題になることがあり、前記化学式１で表される消光剤を含むことによって、明暗比の低下を抑制することができる。具体的に、前記化学式１で表される消光剤は、前記着色剤からの蛍光を吸収する役割を果たす。
例えば、前記化学式１中、Ｒ５およびＲ６は全て置換もしくは非置換のスルホンアミド基であってもよい。
例えば、前記化学式１中、前記置換もしくは非置換のスルホンアミド基は下記化学式２で表すことができる。
Figure 2023519609000014
上記化学式２中、
Ｒ７およびＲ８は、それぞれ独立して、水素原子、置換もしくは非置換の炭素数１～２０のアルキル基、置換もしくは非置換の炭素数３～２０のシクロアルキル基または置換もしくは非置換の炭素数６～２０のアリール基である。
例えば、前記化学式１で表される消光剤は、対称構造を有することができる。
例えば、前記化学式１で表される消光剤は、５４０ｇ／ｍｏｌ以上の重量平均分子量を有することができる。
前記消光剤が前記化学式１で表される構造を有するとしても、重量平均分子量が５４０ｇ／ｍｏｌ未満である場合、重量平均分子量自体が過度に小さくて移染が発生することがあって好ましくないことがある。一般に、消光剤は熱を受けると昇華する特性があり、熱工程中に組成物内消光剤の昇華が起これば移染特性が低下するしかない。しかし、前記化学式１で表される構造の消光剤の重量平均分子量を５４０ｇ／ｍｏｌ以上に制御する場合には熱工程中にも前記昇華をある程度抑制することができて、移染特性が低下するのを防止することができる。
前記消光剤は、前記感光性樹脂組成物総量に対して０．０１重量％～１重量％、例えば０．０５重量％～１重量％で含まれてもよい。前記消光剤が前記範囲内に含まれる場合、移染特性改善に効果的であり得る。
（Ｆ）溶媒
前記溶媒は、前記着色剤、前記バインダー樹脂、前記光重合性化合物および前記光重合開始剤などとの相溶性を有するが反応しない物質を使用することができる。
前記溶媒の例としては、メタノール、エタノールなどのアルコール類；ジクロロエチルエーテル、ｎ－ブチルエーテル、ジイソアミルエーテル、メチルフェニルエーテル、テトラヒドロフランなどのエーテル類；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などのグリコールエーテル類；メチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテート、ジエチルセロソルブアセテートなどのセロソルブアセテート類；メチルエチルカルビトール、ジエチルカルビトール、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などのカルビトール類；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プロピルエーテルアセテートなどのプロピレングリコールアルキルエーテルアセテート類；トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素類；メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、４－ヒドロキシ－４－メチル－２－ペンタノン、メチル－ｎ－プロピルケトン、メチル－ｎ－ブチルケトン、メチル－ｎ－アミルケトン、２－ヘプタノンなどのケトン類；酢酸エチル、酢酸－ｎ－ブチル、酢酸イソブチルなどの飽和脂肪族モノカルボン酸アルキルエステル類；乳酸メチル、乳酸エチルなどの乳酸エステル類；オキシ酢酸メチル、オキシ酢酸エチル、オキシ酢酸ブチルなどのオキシ酢酸アルキルエステル類；メトキシ酢酸メチル、メトキシ酢酸エチル、メトキシ酢酸ブチル、エトキシ酢酸メチル、エトキシ酢酸エチルなどのアルコキシ酢酸アルキルエステル類；３－オキシプロピオン酸メチル、３－オキシプロピオン酸エチルなどの３－オキシプロピオン酸アルキルエステル類；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エチル、３－エトキシプロピオン酸メチルなどの３－アルコキシプロピオン酸アルキルエステル類；２－オキシプロピオン酸メチル、２－オキシプロピオン酸エチル、２－オキシプロピオン酸プロピルなどの２－オキシプロピオン酸アルキルエステル類；２－メトキシプロピオン酸メチル、２－メトキシプロピオン酸エチル、２－エトキシプロピオン酸エチル、２－エトキシプロピオン酸メチルなどの２－アルコキシプロピオン酸アルキルエステル類；２－オキシ－２－メチルプロピオン酸メチル、２－オキシ－２－メチルプロピオン酸エチルなどの２－オキシ－２－メチルプロピオン酸エステル類；２－メトキシ－２－メチルプロピオン酸メチル、２－エトキシ－２－メチルプロピオン酸エチルなどの２－アルコキシ－２－メチルプロピオン酸アルキル類のモノオキシモノカルボン酸アルキルエステル類；２－ヒドロキシプロピオン酸エチル、２－ヒドロキシ－２－メチルプロピオン酸エチル、ヒドロキシ酢酸エチル、２－ヒドロキシ－３－メチルブタン酸メチルなどのエステル類；ピルビン酸エチルなどのケトン酸エステル類などがあり、また、Ｎ－メチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ－ジメチルホルムアミド、Ｎ－メチルホルムアニリド、Ｎ－メチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ－ジメチルアセトアミド、Ｎ－メチルピロリドン、ジメチルスルホキシド、ベンジルエチルエーテル、ジヘキシルエーテル、アセチルアセトン、イソホロン、カプロン酸、カプリル酸、１－オクタノール、１－ノナノール、ベンジルアルコール、酢酸ベンジル、安息香酸エチル、シュウ酸ジエチル、マレイン酸ジエチル、γ－ブチロラクトン、炭酸エチレン、炭酸プロピレン、フェニルセロソルブアセテートなどの高沸点溶媒が挙げられる。
これらのうち、良くは相溶性および反応性を考慮して、エチレングリコールモノエチルエーテルなどのグリコールエーテル類；エチルセロソルブアセテートなどのエチレングリコールアルキルエーテルアセテート類；２－ヒドロキシプロピオン酸エチルなどのエステル類；ジエチレングリコールモノメチルエーテルなどのカルビトール類；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プロピルエーテルアセテートなどのプロピレングリコールアルキルエーテルアセテート類を使用することができる。
前記溶媒は、前記感光性樹脂組成物総量に対して残部量、例えば２５重量％～９０重量％で含まれてもよい。溶媒が前記範囲内に含まれる場合、前記感光性樹脂組成物が適切な粘度を有することによってカラーフィルタ製造時工程性に優れる。
（Ｇ）その他の添加剤
前記感光性樹脂組成物は、塗布時、染みや斑点を防止し、レベリング性能を改善するために、また未現像による残渣の生成を防止するために、マロン酸；３－アミノ－１，２－プロパンジオール；ビニル基または（メタ）アクリルオキシ基を含むカップリング剤；レベリング剤；および界面活性剤から選択される少なくとも一つの添加剤をさらに含むことができる。
前記添加剤は、所望の物性によって容易に調節することができる。
前記カップリング剤はシラン系カップリング剤であってもよく、前記シラン系カップリング剤の例としては、トリメトキシシリル安息香酸、γメタクリルオキシプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、γイソシアネートプロピ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、βエポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシランなどが挙げられ、これらを単独または２種以上混合して使用することができる。
前記シラン系カップリング剤は、具体的に、前記感光性樹脂組成物１００重量部に対して０．０１重量部～１重量部で使用することができる。
また、前記カラーフィルタ用感光性樹脂組成物は、必要によって界面活性剤、例えばフッ素系界面活性剤をさらに含むことができる。
前記フッ素系界面活性剤の例としては、ＤＩＣ社製のＦ－５５４、Ｆ－４８２、Ｆ－４８４、Ｆ－４７８などがあり、これに限定されるのではない。
前記界面活性剤は、感光性樹脂組成物総量に対して、０．０１重量％～５重量％で含まれるのが好ましく、０．０１重量％～２重量％で含まれるのがより好ましい。前記範囲を逸脱する場合、現像後異物が発生する問題点が発生することがあって好ましくない。
前記感光性樹脂組成物は、基板との密着性などを改善するためにエポキシ化合物をさらに含むことができる。
前記エポキシ化合物の例としては、フェノールノボラックエポキシ化合物、テトラメチルビフェニルエポキシ化合物、ビスフェノールＡ型エポキシ化合物、脂環式エポキシ化合物またはこれらの組み合わせが挙げられる。
前記エポキシ化合物は、感光性樹脂組成物１００重量部に対して０．０１重量部～２０重量部、例えば０．１重量部～１０重量部で含まれてもよい。エポキシ化合物が前記範囲内に含まれる場合、密着性、保存性などに優れる。
また、前記感光性樹脂組成物は、物性を阻害しない範囲内で、酸化防止剤、安定剤などのその他の添加剤が一定量添加されてもよい。
また他の一実施形態によれば、前記感光性樹脂組成物を用いて製造された感光性樹脂膜を提供する。
また他の一実施形態によれば、前記感光性樹脂膜を含むカラーフィルタを提供する。
前記カラーフィルタ内パターン形成工程は次の通りである。
前記感光性樹脂組成物を支持基板上にスピンコーティング、スリットコーティング、インクジェットプリンティングなどで塗布する工程；前記塗布された感光性樹脂組成物を乾燥して感光性樹脂組成物膜を形成する工程；前記感光性樹脂組成物膜を露光する工程；前記露光された感光性樹脂組成物膜をアルカリ水溶液で現像して感光性樹脂膜を製造する工程；および前記感光性樹脂膜を加熱処理する工程を含む。前記工程上の条件などについては当該分野で広く知られた事項であるので、本明細書で詳しい説明は省略する。
以下、実施例を挙げて本発明についてさらに詳しく説明するが、下記の実施例は本発明の好ましい実施例に過ぎず、本発明が下記実施例に限定されるのではない。
（着色剤）
合成例１
Ｂ１５：６顔料１０重量部、ＤＩＳＰＥＲＢＹＫ－２０００ ６重量部、下記化学式Ｐで表される分散樹脂を固形分基準４重量部およびプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡ）８０重量部を混合してジルコニアビーズとシェーカー（ｓｋａｎｄｅｘ社）を用いて分散液を得ており、この時、前記Ｂ１５：６顔料の平均粒子大きさＤ５０は３９．５ｎｍである。
Figure 2023519609000015
（化学式Ｐで表される分散樹脂の合成法）
１００ｍｌビーカーに開始剤であるＡＩＢＮを２ｇ添加した後、モノマー合計が４０ｇを基準にしてＭＡＡ ２０、ＴＳＤＭＡ ５５、ＩＢＸＭＡ ５、ＰＭＩ ２０の重量％比率で順次に添加した後、３０分間攪拌した。その後、重合反応を行うために冷却器が付着された２５０ｍｌガラス反応器にＰＧＭＥＡ１００ｇを投入した後、８５℃まで昇温した後、先に製造されたモノマー溶液を３時間反応器に滴下した。同一温度で６時間反応を行った後、温度を常温に下げて反応を終結し、前記反応は窒素雰囲気下で行って、重量平均分子量が７８００ｇ／ｍｏｌであり、酸価が１１０ＫＯＨｍｇ／ｇである分散樹脂を合成した。
比較合成例１
Ｂ１５：６顔料１０重量部、ＤＩＳＰＥＲＢＹＫ－２０００ ６重量部、前記化学式Ｐで表される分散樹脂４重量部およびプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡ）８０重量部を混合してジルコニアビーズとシェーカー（ｓｋａｎｄｅｘ社）を用いて分散液を得ており、この時、前記Ｂ１５：６顔料の平均粒子大きさＤ５０は１０８．７ｎｍである。
合成例２
Ｂ１５：６顔料８重量部、下記化学式３－１で表されるキサンテン系染料（ｍａｌｄｉ－ｔｏｆ ＭＳ：１２３４．４２ｍ／ｚ）２重量部、ＤＩＳＰＥＲＢＹＫ－２０００ ６重量部、前記化学式Ｐで表される分散樹脂４重量部およびプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡ）８０重量部を混合してジルコニアビーズとシェーカー（ｓｋａｎｄｅｘ社）を用いて分散液を得ており、この時、前記Ｂ１５：６顔料の平均粒子大きさＤ５０は４０．６ｎｍである。
Figure 2023519609000016
比較合成例２
Ｂ１５：６顔料８重量部、前記化学式３－１で表されるキサンテン系染料２重量部、ＤＩＳＰＥＲＢＹＫ－２０００ ６重量部、前記化学式Ｐで表される分散樹脂４重量部およびプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡ）８０重量部を混合してジルコニアビーズとシェーカー（ｓｋａｎｄｅｘ社）を用いて分散液を得ており、この時、前記Ｂ１５：６顔料の平均粒子大きさＤ５０は１１９．８ｎｍである。
（消光剤）
実施例３
下記化学式１－１で表される消光剤（Ａｌｆａ ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ、３，３’－［（９，１０－Ｄｉｈｙｄｒｏ－９，１０－ｄｉｏｘｏ－１，４－ａｎｔｈｒｙｌｅｎｅ）ｄｉｉｍｉｎｏ］ｂｉｓ［ｎ－ｃｙｃｌｏｈｅｘｙｌ－２，４，６－ｔｒｉｍｅｔｈｙｌｂｅｎｚｅｎｅｓｕｌｐｈｏｎａｍｉｄｅ］）を使用した。
Figure 2023519609000017
比較例３
下記化学式１－２で表される消光剤（Ｓｉｇｍａ ａｌｄｒｉｃｈ、Ｏｉｌ Ｂｕｌｅ Ｎ）を使用した。
Figure 2023519609000018
（バインダー樹脂）
合成例４
攪拌装置、滴下装置、コンデンサ、温度計およびガス導入管などを備えたフラスコにプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート２６２ｇを入れ窒素置換しながら攪拌して１２０℃に昇温した。その次に、スチレンモノマー４７．９ｇ、グリシジルメタクリレート９９．４ｇおよびＴＣＤＭＡ６．６ｇからなるモノマー混合物にｔ－ブチルペルオキシ－２－エチルヘキサノエート（日油株式会社、パーブチルＯ）１９ｇを添加したものを滴下装置から２時間にわたって前記フラスコ内に滴下した。滴下終了後、１２０℃で２時間さらに攪拌して重合反応を行った。その後、フラスコ内を空気で置換しアクリル酸５０．４ｇ、トリフェニルホスフィン０．６ｇおよびメチルヒドロキノン０．２ｇを前記重合体溶液中に投入し、１１０℃で１０時間にわたって反応を継続して側鎖にラジカル重合性二重結合を導入した。その次に、重合体溶液中にテトラヒドロフタル酸無水物２１．３ｇを添加して１１０℃で３時間にわたって反応を継続して側鎖にカルボキシ基を導入して重量平均分子量が６４００ｇ／ｍｏｌであり、酸価が３２ＫＯＨｍｇ／ｇであり、二重結合当量が３５０ｇ／ｍｏｌである、下記化学式４で表されるバインダー樹脂を合成した。
Figure 2023519609000019
（感光性樹脂組成物の合成）
実施例１、参考例１および比較例１～比較例３
下記言及された構成成分を下記表１に示した組成で混合して実施例１、参考例１および比較例１～比較例３による感光性樹脂組成物を製造した。
具体的に、溶媒に光重合開始剤を溶かした後、２時間常温で攪拌した後、ここにバインダー樹脂および光重合性化合物を添加して２時間常温で攪拌した。その次に、得られた前記反応物に着色剤を入れ１時間常温で攪拌した。その次に前記生成物を３回ろ過して不純物を除去することによって、感光性樹脂組成物を製造した。
Figure 2023519609000020
（Ａ）着色剤
（Ａ－１）合成例１による着色剤
（Ａ－２）比較合成例１による着色剤
（Ａ－３）合成例２による着色剤
（Ａ－４）比較合成例２による着色剤
（Ｃ）光重合性化合物
ジペンタエリートリトールヘキサアクリレート（ＤＰＨＡ）（日本化薬社）
（Ｄ）光重合開始剤
ＳＰＩ－０３（三養社）
（Ｅ）消光剤
（Ｅ－１）合成例３
（Ｅ－２）比較合成例３
（Ｆ）溶媒
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡ）（ＳＩＧＭＡ－ＡＬＤＲＩＣＨ社）。
評価：色特性、移染特性および耐溶出性
脱脂洗浄したガラス基板上に１μｍ～３μｍの厚さで前記実施例１、参考例１および比較例１～比較例３で製造した感光性樹脂組成物をＭＩＫＡＳＡ社ＭＳ－Ａ１５０スピンコーターを用いてガラス基板で２５０ｒｐｍ～３５０ｒｐｍの条件でコーティングした後、９０℃の熱板（ｈｏｔ ｐｌａｔｅ）で９０秒間プリベーキングを行って溶媒を除去した。その後、５００Ｗ超高圧ＵＶランプを使用する露光器で６０ｍＪ／ｃｍ２の条件で露光を行った後、現像機（ＴＡＫＩＺＡＷＡ社ＡＤ－２０００）で１１１倍ＫＯＨ現像液を用いて６０秒現像し、ＤＩＷで１．０Ｋｇｆ／ｃｍ２圧力で６０秒水洗して試片を得た。その後、熱風オーブンを用いて２４０℃で２０分間ポストベーキングを行った。輝度、明暗比、移染特性および耐溶出性を測定して、その結果を下記表２に示した。
（輝度測定）
Ｏｔｓｕｋａ社ＭＣＰＤ－３０００を用いて試片の色度を測定する。三枚の試片の色データからｙ＝０．１０２である時の輝度値を線形回帰を用いて計算し、これをその組成物の輝度値とする。
（明暗比測定）
前記三枚の試片をＴｓｕｂｏｓａｋａ社ＣＴ－１を用いて明暗比を測定する。三枚の試片の色と明暗比データからｙ＝０．１０２である時の当該明暗比値を線形回帰を用いて計算し、これをその組成物の明暗比とする。
（移染特性測定）
三枚の試片の色データからｙ＝０．５６５である時のｘ値を線形回帰を用いて計算し、このｘ、ｙをその組成物の色座標とする。その後、各試片に実施例１、参考例１および比較例１～比較例３の組成物をそれぞれコーティングし露光なく、現像、水洗およびポストベーキングした後、色度を測定してｙ＝０．５６５である時のｘ値を線形回帰を用いて計算し、このｘ、ｙを追加工程後色座標とする。この時、ｘ座標の差（追加工程後色座標－追加工程前色座標）が移染程度に該当する。（絶対値が大きいほど多く移染したのである）
（耐溶出性）
前述のように試片を製作し、これを１ｃｍ×５ｃｍに切断して２０ｍｌ ｖｉａｌにＮＭＰ１７ｍｌと共に浸漬させた後、８０℃で５分間放置してから試片を取り出す。残った液はＡｇｉｌｅｎｔ社ＵＶ－Ｖｉｓ ｓｐｅｃｔｒｏｐｈｏｔｏｍｅｔｅｒで２００ｎｍ～８００ｎｍの吸光を測定して、最大吸光値を確認する。
Figure 2023519609000021
上記表２から、一実施形態による感光性樹脂組成物（実施例１）は比較例１～比較例３の感光性樹脂組成物と比較して、輝度、明暗比に優れながら移染なく耐溶出性も優れるのを確認することができる。さらに、参考例１から消光剤の重量平均分子量が移染特性に大きな影響を与えるのも確認することができる。
以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明はこれに限定されるのではなく、特許請求の範囲と発明の詳細な説明および添付した図面の範囲内で多様に変形して実施することが可能であり、これも本発明の範囲に属するのは当然である。
前記着色剤は、前記感光性樹脂組成物総量に対して２０重量％～４０重量％、例えば２０重量％～３０重量％で含まれてもよい。前記着色剤が前記範囲内に含まれる場合、着色効果および現像性能に優れる。

Claims (17)

  1. （Ａ）キサンテン系染料および１００ｎｍ未満の平均粒径（Ｄ５０）を有する青色顔料を含む着色剤；
    （Ｂ）ラジカル重合性二重結合を含むバインダー樹脂；
    （Ｃ）光重合性化合物；
    （Ｄ）光重合開始剤；
    （Ｅ）下記化学式１で表される消光剤；および
    （Ｆ）溶媒
    を含む感光性樹脂組成物：
    Figure 2023519609000022
    上記化学式１中、
    Ｒ１～Ｒ４は、それぞれ独立して、水素原子、置換もしくは非置換の炭素数１～２０のアルキル基または置換もしくは非置換の炭素数６～２０のアリール基であり、
    Ｒ５およびＲ６は、それぞれ独立して、水素原子、置換もしくは非置換の炭素数１～２０のアルキル基または置換もしくは非置換のスルホンアミド基であり、但し、Ｒ５およびＲ６のうちの少なくとも一つ以上は置換もしくは非置換のスルホンアミド基であり、
    ｎ１およびｎ２は、それぞれ独立して、１～３の整数である。
  2. 前記置換もしくは非置換のスルホンアミド基は、下記化学式２で表される、請求項１に記載の感光性樹脂組成物：
    Figure 2023519609000023
    上記化学式２中、
    Ｒ７およびＲ８は、それぞれ独立して、水素原子、置換もしくは非置換の炭素数１～２０のアルキル基、置換もしくは非置換の炭素数３～２０のシクロアルキル基または置換もしくは非置換の炭素数６～２０のアリール基である。
  3. 前記化学式１で表される消光剤は対称構造を有する、請求項１に記載の感光性樹脂組成物。
  4. 前記化学式１で表される消光剤は５４０ｇ／ｍｏｌ以上の重量平均分子量を有する、請求項１に記載の感光性樹脂組成物。
  5. 前記キサンテン系染料は下記化学式３で表される、請求項１に記載の感光性樹脂組成物：
    Figure 2023519609000024
    上記化学式３中、
    Ｒ９～Ｒ１３は、それぞれ独立して、水素原子、置換もしくは非置換の炭素数１～２０のアルキル基または置換もしくは非置換の炭素数６～２０のアリール基であり、
    Ｌは、少なくとも一つ以上の芳香族環を含む２価の連結基である。
  6. 前記化学式３中、Ｌは置換もしくは非置換の炭素数６～２０のアリーレン基である、請求項５に記載の感光性樹脂組成物。
  7. 前記キサンテン系染料は前記青色顔料より少ない含量で含まれる、請求項１に記載の感光性樹脂組成物。
  8. 前記青色顔料は分散液の形態で前記感光性樹脂組成物に含まれ、
    前記分散液は分散樹脂をさらに含み、
    前記分散樹脂は、５０００ｇ／ｍｏｌ～１００００ｇ／ｍｏｌの重量平均分子量を有し、８０ＫＯＨｍｇ／ｇ～１５０ＫＯＨｍｇ／ｇの酸価を有する、請求項１に記載の感光性樹脂組成物。
  9. 前記バインダー樹脂は、下記化学式４－１で表される構造単位を含む、請求項１に記載の感光性樹脂組成物：
    Figure 2023519609000025
    上記化学式４－１中、
    Ｒ１４は、水素原子または置換もしくは非置換の炭素数１～２０のアルキル基であり、
    Ｌ１～Ｌ３は、それぞれ独立して、単結合または置換もしくは非置換の炭素数１～２０のアルキレン基であり、
    Ｌ４は、炭素－炭素二重結合を含む２価の連結基である。
  10. 前記バインダー樹脂は、下記化学式４－２で表される構造単位、化学式４－３で表される構造単位またはこれらの組み合わせをさらに含む、請求項９に記載の感光性樹脂組成物：
    Figure 2023519609000026
    上記化学式４－２および化学式４－３中、
    Ｒ１４は、水素原子または置換もしくは非置換の炭素数１～２０のアルキル基であり、
    Ｒ１５およびＲ１６は、それぞれ独立して、置換もしくは非置換の炭素数１～２０のアルキル基または置換もしくは非置換の炭素数６～２０のアリール基であり、
    ｎ３は０～５の整数であり、
    ｎ４は０～３の整数である。
  11. 前記バインダー樹脂は３００ｇ／ｍｏｌ～７００ｇ／ｍｏｌの二重結合当量を有する、請求項１に記載の感光性樹脂組成物。
  12. 前記バインダー樹脂は５０００ｇ／ｍｏｌ～２００００ｇ／ｍｏｌの重量平均分子量を有する、請求項１に記載の感光性樹脂組成物。
  13. 前記バインダー樹脂は２０ＫＯＨｍｇ／ｇ～９０ＫＯＨｍｇ／ｇの酸価を有する、請求項１に記載の感光性樹脂組成物。
  14. 前記感光性樹脂組成物は、前記感光性樹脂組成物総量に対して、
    前記（Ａ）着色剤２０重量％～４０重量％；
    前記（Ｂ）バインダー樹脂０．５重量％～２０重量％；
    前記（Ｃ）光重合性化合物１重量％～２０重量％；
    前記（Ｄ）光重合開始剤０．１重量％～５重量％；
    前記（Ｅ）消光剤０．０１重量％～１重量％；
    前記（Ｆ）溶媒残部量
    を含む、請求項１に記載の感光性樹脂組成物。
  15. 前記感光性樹脂組成物は、マロン酸；３－アミノ－１，２－プロパンジオール；ビニル基または（メタ）アクリルオキシ基を含むカップリング剤；レベリング剤；およびフッ素系界面活性剤から選択される少なくとも一つの添加剤をさらに含む、請求項１に記載の感光性樹脂組成物。
  16. 請求項１～１５の感光性樹脂組成物を用いて製造された感光性樹脂膜。
  17. 請求項１６の感光性樹脂膜を含むカラーフィルタ。
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