JP4385437B2 - カラーフィルタ用感放射線性組成物およびそれを用いたカラーフィルタ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カラー液晶表示装置、カラー撮像管素子等に用いられるカラーフィルタの製造に使用されるカラーフィルタ用感放射線性組成物、およびそれを用いたカラーフィルタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
カラー液晶表示装置、カラー撮像管素子等にはカラーフィルタが必須であり、その製造方法としては、従来より、光ラジカル発生剤を含有する感放射線性樹脂の塗膜にフォトマスクを介し放射線を照射して、放射線照射部を硬化させ、その後現像処理を行なって、塗膜の放射線未照射部を除去してパターンを形成したのち、染色する方法（染色法）や、感放射線性樹脂に着色剤を分散した組成物を用い、前記と同様に塗膜形成、放射線照射および現像処理を行うフォトリソグラフィー法等が知られている。
このようなカラーフィルタは、スペーサー等により局所的な荷重を受けるため、それに耐えうる十分な硬度が必要である。この目的のため、組成物中に光ラジカル発生剤とともに、熱の作用により酸を発生する成分を含有する感放射線感熱硬化性樹脂組成物を用いる方法が提案されている。この方法によれば、放射線照射による硬化工程に続いて加熱工程を行い、熱により発生した酸の作用によりさらに硬化し、高硬度の着色層が得られる旨が開示されている。しかし、この方法では、放射線照射後に加熱処理（ＰＥＢ）等を必要とし、生産工程が煩雑となり、生産性やコストの面で不利である。そこで、ＰＥＢ等を必要とせず、高い硬度を有するカラーフィルタを簡便なプロセスで形成しうる感放射線性組成物の開発が望まれている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、以上のような事情に鑑みてなされたものであり、その課題は、ＰＥＢ等の付加工程を必要とせず、高い画素硬度を有するカラーフィルタを簡便なプロセスで形成でき、しかも現像処理時の溶解性にも優れたカラーフィルタ用感放射線性組成物を提供することにある。
さらに、本発明は上記感放射線性組成物を硬化させて得た着色層を有するカラーフィルタを提供することにある。
【０００４】
本発明は、第一に、（Ａ）着色剤、（Ｂ）アルカリ可溶性樹脂、（Ｃ）多官能性単量体、（Ｄ）光ラジカル発生剤、（Ｅ）光カチオン発生剤、並びに（Ｆ）下記式（６）〜（８）、下記式（１０）、下記式（１２）および下記式（１３）で表される化合物よりなる群から選ばれる少なくとも１種のカチオン反応性化合物を含有することを特徴とするカラーフィルタ用感放射線性組成物（以下、「第一発明」という。）からなる。
【化７】
【化８】
【化９】
【化１０】
［但し、ｊは１〜３００の整数である。］
【化１１】
【化１２】
［但し、ｍは０〜５０の整数である。］
【０００５】
本発明は第二に、
（Ａ）着色剤、（Ｂ’）カチオン反応性アルカリ可溶性樹脂、（Ｃ）多官能性単量体、（Ｄ）光ラジカル発生剤、および（Ｅ）光カチオン発生剤を含有することを特徴とするカラーフィルタ用感放射線性組成物（以下、「第二発明」という。）からなる。
【０００６】
本発明は第三に、（Ａ）着色剤、（Ｂ）アルカリ可溶性樹脂、（Ｃ’）３価以上の多価アルコールとアクリル酸またはメタクリル酸とを反応させ、１個以上の水酸基を有する多官能性単量体を合成した後、エポキシ構造含有ハロゲン化炭化水素類、またはエポキシ構造含有カルボン酸類とさらに反応させることによって得られるカチオン反応性多官能性単量体、（Ｄ）光ラジカル発生剤、および（Ｅ）光カチオン発生剤を含有することを特徴とするカラーフィルタ用感放射線性組成物（以下、「第三発明」という。）からなる。
【０００７】
本発明はさらに、第一ないし第三発明の感放射線性組成物を硬化させて得た着色層を有するカラーフィルタ（以下、「第四発明」という。）からなる。
なお、本発明でいう「放射線」とは、可視光線、紫外線、遠紫外線、Ｘ線、電子線等を含むものを意味する。
【０００８】
以下、本発明を詳細に説明する。第一発明は、（Ａ）着色剤、（Ｂ）アルカリ可溶性樹脂、（Ｃ）多官能性単量体、（Ｄ）光ラジカル発生剤、（Ｅ）光カチオン発生剤、並びに（Ｆ）上記式（６）〜（８）、上記式（１０）、上記式（１２）および上記式（１３）で表される化合物よりなる群から選ばれる少なくとも１種のカチオン反応性化合物を含有することを特徴とするカラーフィルタ用感放射線性組成物である。以下に、第一発明の各成分について説明する。
（Ａ）着色剤
第一発明における着色剤としては、色調が特に限定されるものではなく、カラーフィルタの用途に応じて適宜選定され、顔料、染料あるいは天然色素の何れでもよい。
カラーフィルタには高精細な発色と耐熱性が求められることから、第一発明における着色剤としては、発色性が高く、且つ耐熱性の高い着色剤、特に耐熱分解性の高い着色剤が好ましく、通常、有機顔料、無機顔料等の顔料、特に好ましくは有機顔料が用いられる。前記有機顔料としては、例えば、カラーインデックス（C.I.；The Society of Dyers and Colourists 社発行) においてピグメント（Pigment)に分類されている種々の化合物、具体的には、下記のようなカラーインデックス（C.I.）番号が付されているものを挙げることができる。即ち、C.I.ピグメントイエロー８３、 C.I.ピグメントイエロー１１０、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１５５；C.I.ピグメントオレンジ７１；C.I.ピグメントレッド４８：１、C.I.ピグメントレッド４８：２、C.I.ピグメントレッド４８：３、C.I.ピグメントレッド４８：４、C.I.ピグメントレッド１２２、C.I.ピグメントレッド１７７、C.I.ピグメントレッド２０２、C.I.ピグメントレッド２０６、C.I.ピグメントレッド２０７、C.I.ピグメントレッド２０９、C.I.ピグメントレッド２２４、C.I.ピグメントレッド２５４；C.I.ピグメントブルー１５：３、C.I.ピグメントブルー１５：４、C.I.ピグメントブルー１５：６；C.I.ピグメントグリーン７、C.I.ピグメントグリーン３６；C.I.ピグメントブラウン２３、C.I.ピグメントブラウン２５；C.I.ピグメントバイオレット２３；C.I.ピグメントブラック１、C.I.ピグメントブラック７。前記有機顔料は、例えば、硫酸再結晶法、溶剤洗浄法やこれらの組み合わせ等により精製して使用することができる。
また、これらの有機顔料は、単独でまたは２種以上を混合して使用することができる。
【０００９】
また、前記無機顔料の具体例としては、酸化チタン、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、亜鉛華、硫酸鉛、黄色鉛、亜鉛黄、べんがら（赤色酸化鉄(III))、カドミウム赤、群青、紺青、酸化クロム緑、コバルト緑、アンバー、チタンブラック、合成鉄黒、カーボンブラック等を挙げることができる。
前記各顔料は、場合により、顔料粒子の表面をポリマーで改質して使用することができる。顔料粒子の表面を改質するためのポリマーとしては、例えば、特開平８−２５９８７６号公報等に記載されているポリマーや、市販の顔料分散用の各種のポリマーまたはオリゴマーを挙げることができる。
第一発明において、着色剤は、単独でまたは２種以上を混合して使用することができる。
さらに、第一発明における着色剤は、所望により、分散剤とともに使用することができる。このような分散剤としては、公知の分散剤が広く使用することができるが、その例としては、カチオン系、アニオン系、ノニオン系、両性、シリコーン系、フッ素系等の界面活性剤を挙げることができる。
前記界面活性剤の具体例としては、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル等のポリオキシエチレンアルキルエーテル類；ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル等のポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル類；ポリエチレングリコールジラウレート、ポリエチレングリコールジステアレート等のポリエチレングリコールジエステル類；ソルビタン脂肪酸エステル類；脂肪酸変性ポリエステル類；３級アミン変性ポリウレタン類；ポリエチレンイミン類等を挙げることができ、また商品名では、例えば、ＫＰ（信越化学工業（株）製）、ポリフロー（共栄社油脂化学工業（株）製）、エフトップ（トーケムプロダクツ（株）製）、メガファック（大日本インキ化学工業（株）製）、フロラード（住友スリーエム（株）製）、アサヒガード、サーフロン（以上、旭硝子（株）製）、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ（ビックケミー・ジャパン（株）製）、ソルスパース（ゼネカ（株）製）等を挙げることができる。
これらの界面活性剤は、単独でまたは２種以上を混合して使用することができる。
界面活性剤の使用量は、着色剤１００重量部に対して、通常、５０重量部以下、好ましくは３０重量部以下である。
【００１０】
（Ｂ）アルカリ可溶性樹脂
第一発明における（Ｂ）アルカリ可溶性樹脂としては、（Ａ）着色剤に対してバインダーとして作用し、かつカラーフィルターを製造する際に、その現像処理工程において用いられる現像液、特に好ましくはアルカリ現像液に可溶性を有するものであれば、特に限定されるものではないが、カルボキシル基を有するアルカリ可溶性樹脂が好ましく、特に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、単に「カルボキシル基含有不飽和単量体」という。）と他の共重合可能なエチレン性不飽和単量体（以下、単に「他の不飽和単量体」という。）との共重合体（以下、単に「カルボキシル基含有共重合体」という。）が好ましい。
カルボキシル基含有不飽和単量体としては、例えば、
アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、α−クロルアクリル酸、けい皮酸等の不飽和モノカルボン酸類；
マレイン酸、無水マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、無水イタコン酸、シトラコン酸、無水シトラコン酸、メサコン酸等の不飽和ジカルボン酸（無水物）類；
３価以上の不飽和多価カルボン酸（無水物）類；
こはく酸モノ（２−アクリロイロキシエチル）、こはく酸モノ（２−メタクリロイロキシエチル）、フタル酸モノ（２−アクリロイロキシエチル）、フタル酸モノ（２−メタクリロイロキシエチル）等の非重合性ジカルボン酸のモノ（２−アクリロイロキシエチル）エステルまたはモノ（２−アクリロイロキシエチル）エステル類；
ω−カルボキシ−ポリカプロラクトンモノアクリレート、ω−カルボキシ−ポリカプロラクトンモノメタクリレート
等を挙げることができる。
これらのカルボキシル基含有エチレン性不飽和単量体は、単独でまたは２種以上を混合して使用することができる。
【００１１】
カルボキシル基含有共重合体におけるカルボキシル基含有不飽和単量体の共重合割合は、通常、５〜５０重量％、好ましくは１０〜４０重量％である。この場合、カルボキシル基含有不飽和単量体の共重合割合が５重量％未満では、得られる感放射線性組成物のアルカリ現像液に対する溶解性が低下する傾向があり、一方５０重量％を超えると、得られる感放射線性組成物のアルカリ現像液に対する溶解性が過大となり、当該アルカリ現像液による現像時に、形成された画素が基板から脱落しやすくなったり、また画素表面の膜荒れを生じやすくなったりする傾向がある。
【００１２】
また、他の不飽和単量体としては、例えば、
スチレン、α−メチルスチレン、ｏ−ビニルトルエン、ｍ−ビニルトルエン、ｐ−ビニルトルエン、ｐ−クロルスチレン、ｏ−メトキシスチレン、ｍ−メトキシスチレン、ｐ−メトキシスチレン、ｐ−ビニルベンジルメチルエーテル等の芳香族ビニル化合物；
インデン、１−メチルインデン等のインデン類；
メチルアクリレート、メチルメタクリレート、エチルアクリレート、エチルメタクリレート、ｎ−プロピルアクリレート、ｎ−プロピルメタクリレート、ｉ−プロピルアクリレート、ｉ−プロピルメタクリレート、ｎ−ブチルアクリレート、ｎ−ブチルメタクリレート、ｉ−ブチルアクリレート、ｉ−ブチルメタクリレート、ｓｅｃ−ブチルアクリレート、ｓｅｃ−ブチルメタクリレート、ｔ−ブチルアクリレート、ｔ−ブチルメタクリレート、２−ヒドロキシエチルアクリレート、２−ヒドロキシエチルメタクリレート、２−ヒドロキシプロピルアクリレート、２−ヒドロキシプロピルメタクリレート、３−ヒドロキシプロピルアクリレート、３−ヒドロキシプロピルメタクリレート、２−ヒドロキシブチルアクリレート、２−ヒドロキシブチルメタクリレート、３−ヒドロキシブチルアクリレート、３−ヒドロキシブチルメタクリレート、４−ヒドロキシブチルアクリレート、４−ヒドロキシブチルメタクリレート、アリルアクリレート、アリルメタクリレート、ベンジルアクリレート、ベンジルメタクリレート、フェニルアクリレート、フェニルメタクリレート、メトキシジエチレングリコールアクリレート、メトキシジエチレングリコールメタクリレート、メトキシトリエチレングリコールアクリレート、メトキシトリエチレングリコールメタクリレート、メトキシジプロピレングリコールアクリレート、メトキシジプロピレングリコールメタクリレート、グリセロールモノアクリレート、グリセロールモノメタクリレート等の不飽和カルボン酸エステル類；
２−アミノエチルアクリレート、２−アミノエチルメタクリレート、２−ジメチルアミノエチルアクリレート、２−ジメチルアミノエチルメタクリレート、２−アミノプロピルアクリレート、２−アミノプロピルメタクリレート、２−ジメチルアミノプロピルアクリレート、２−ジメチルアミノプロピルメタクリレート、３−アミノプロピルアクリレート、３−アミノプロピルメタクリレート、３−ジメチルアミノプロピルアクリレート、３−ジメチルアミノプロピルメタクリレート等の不飽和カルボン酸アミノアルキルエステル類；
酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル、安息香酸ビニル等のカルボン酸ビニルエステル類；
ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル等の不飽和エーテル類；
アクリロニトリル、メタクリロニトリル、α−クロロアクリロニトリル、シアン化ビニリデン等のシアン化ビニル化合物；
アクリルアミド、メタクリルアミド、α−クロロアクリルアミド、Ｎ−２−ヒドロキシエチルアクリルアミド、Ｎ−２−ヒドロキシエチルメタクリルアミド、Ｎ−メチロールアクリルアミド、Ｎ−メチロールメタクリルアミド等の不飽和アミド類；
Ｎ−シクロヘキシルマレイミド、Ｎ−フェニルマレイミド、Ｎ−ｏ−ヒドロキシフェニルマレイミド、Ｎ−ｍ−ヒドロキシフェニルマレイミド、Ｎ−ｐ−ヒドロキシフェニルマレイミド、Ｎ−ｏ−メチルフェニルマレイミド、Ｎ−ｍ−メチルフェニルマレイミド、Ｎ−ｐ−メチルフェニルマレイミド、Ｎ−ｏ−メトキシフェニルマレイミド、Ｎ−ｍ−メトキシフェニルマレイミド、Ｎ−ｐ−メトキシフェニルマレイミド等の不飽和Ｎ−置換マレイミド類；
１，３−ブタジエン、イソプレン、クロロプレン等の脂肪族共役ジエン類；
ポリスチレン、ポリメチルアクリレート、ポリメチルメタクリレート、ポリ−ｎ−ブチルアクリレート、ポリ−ｎ−ブチルメタクリレート、ポリシロキサン等の重合体分子鎖末端にモノアクリロイル基あるいはモノメタクリロイル基を有するマクロモノマー類
等を挙げることができる。
これらの他の不飽和単量体は、単独でまたは２種以上を混合して使用することができる。
【００１３】
カルボキシル基含有共重合体としては、特に、▲１▼アクリル酸および／またはメタクリル酸を必須成分とし、場合により、こはく酸モノ（２−アクリロイロキシエチル）および／またはこはく酸モノ（２−メタクリロイロキシエチル）を含有するカルボキシル基含有不飽和単量体と、▲２▼スチレン、メチルアクリレート、メチルメタクリレート、２−ヒドロキシエチルアクリレート、２−ヒドロキシエチルメタクリレート、ベンジルアクリレート、ベンジルメタクリレート、フェニルアクリレート、フェニルメタクリレート、グリセリルモノアクリレート、グリセリルモノメタクリレート、Ｎ−フェニルマレイミド、ポリスチレンマクロモノマーおよびポリメチルメタクリレートマクロモノマーの群から選ばれる少なくとも１種との共重合体（以下、「カルボキシル基含有共重合体（Ｉ）」という。）が好ましい。
【００１４】
カルボキシル基含有共重合体（Ｉ）の具体例としては、
（メタ）アクリル酸／ベンジル（メタ）アクリレート共重合体、
（メタ）アクリル酸／２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート／ベンジル（メタ）アクリレート共重合体、
（メタ）アクリル酸／ベンジル（メタ）アクリレート／ポリスチレンマクロモノマー共重合体、
（メタ）アクリル酸／ベンジル（メタ）アクリレート／ポリメチル（メタ）アクリレートマクロモノマー共重合体、
（メタ）アクリル酸／２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート／ベンジル（メタ）アクリレート／ポリスチレンマクロモノマー共重合体、
（メタ）アクリル酸／２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート／ベンジル（メタ）アクリレート／ポリメチル（メタ）アクリレートマクロモノマー共重合体、
（メタ）アクリル酸／スチレン／ベンジル（メタ）クリレート／Ｎ−フェニルマレイミド共重合体、
（メタ）クリル酸／こはく酸モノ［２−（メタ）アクリロイロキシエチル］／スチレン／ベンジル（メタ）アクリレート／Ｎ−フェニルマレイミド共重合体、
メタクリル酸／こはく酸モノ［２−（メタ）アクリロイロキシエチル］／スチレン／アリル（メタ）アクリレート／Ｎ−フェニルマレイミド共重合体
（メタ）アクリル酸／スチレン／ベンジル（メタ）アクリレート／グリセロールモノ（メタ）アクリレート／Ｎ−フェニルマレイミド共重合体、
（メタ）アクリル酸／スチレン／ベンジル（メタ）アクリレート／グリセロールモノ（メタ）アクリレート／ω−カルボキシ−ポリカプロラクトンモノアクリレート／Ｎ−フェニルマレイミド共重合体、
（メタ）アクリル酸／スチレン／ベンジル（メタ）アクリレート／こはく酸モノ［２−（メタ）アクリロイロキシエチル］／Ｎ−フェニルマレイミド共重合体
等を挙げることができる。
第一発明におけるアルカリ可溶性樹脂のゲルパーミエーションクロマトグラフィ（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重量平均分子量（以下、「Ｍｗ」という。）は、好ましくは３，０００〜３００，０００、さらに好ましくは５，０００〜１００，０００である。
また、第一発明におけるアルカリ可溶性樹脂のゲルパーミエーションクロマトグラフィ（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数平均分子量（以下、「Ｍｎ」という。）は、好ましくは３，０００〜６０，０００、さらに好ましくは５，０００〜２５，０００である。
また、第一発明におけるアルカリ可溶性樹脂のＭｗとＭｎの比（ Ｍｗ／Ｍｎ）は、通常、１〜５、好ましくは１〜４である。
このような特定のＭｗあるいはＭｎを有するアルカリ可溶性樹脂を使用することにより、現像性に優れた感放射線性組成物が得られ、それにより、シャープなパターンエッジを有する画素アレイを形成することができるとともに、現像処理時に基板上の画素を形成する部分以外の領域における地汚れ、膜残り等が発生し難いものとなる。
第一発明において、アルカリ可溶性樹脂は、単独でまたは２種以上を混合して使用することができる。
【００１５】
第一発明におけるアルカリ可溶性樹脂の使用量は、（Ａ）着色剤１００重量部に対して、通常、１０〜１０００重量部、好ましくは２０〜５００重量部である。この場合、アルカリ可溶性樹脂の使用量が１０重量部未満では、例えば、アルカリ現像性が低下したり、未露光部の基板上あるいは遮光層上に地汚れや膜残りが発生するおそれがあり、一方１０００重量部を超えると、相対的に着色剤濃度が低下するため、薄膜として目的とする色濃度を達成することが困難となる場合がある。
【００１６】
（Ｃ）多官能性単量体
第一発明における多官能性単量体は、重合可能なエチレン性不飽和結合を２個以上有し、後述の（Ｄ）光ラジカル発生剤に放射線を照射したとき発生するラジカル種によって重合しうる単量体からなる。
このような多官能性単量体としては、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール等のアルキレングリコールのジアクリレートまたはジメタクリレート類；ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等のポリアルキレングリコールのジアクリレートまたはジメタクリレート類；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等の３価以上の多価アルコールのポリアクリレートまたはポリメタクリレート類や、それらのジカルボン酸変性物；ポリエステル、ウレタン樹脂、アルキド樹脂、シリコーン樹脂、スピラン樹脂等のオリゴアクリレートまたはオリゴメタクリレート類；両末端ヒドロキシポリ−１，３−ブタジエン、両末端ヒドロキシポリイソプレン、両末端ヒドロキシポリカプロラクトン等の両末端ヒドロキシル化重合体のジアクリレートまたはジメタクリレート類のほか、トリスアクリロイルオキシエチルフォスフェート、トリスメタクリロイルオキシエチルフォスフェート等を挙げることができる。
【００１７】
これらの多官能性単量体のうち、３価以上の多価アルコールのポリアクリレートまたはポリメタクリレート類が好ましく、具体的には、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールトリメタクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ペンタエリスリトールテトラメタクリレート、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ペンタメタクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサメタクリレート、こはく酸変性ペンタエリスリトールトリアクリレート、こはく酸変性ペンタエリスリトールトリメタクリレート等を挙げることができ、特に、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、画素強度が高く、画素表面の平滑性に優れ、かつ未露光部の基板上あるいは遮光層上に地汚れや膜残りが発生し難い点で好ましい。
第一発明において、多官能性単量体は、単独でまたは２種以上を混合して使用することができる。
第一発明における多官能性単量体の使用量は、（Ｂ）アルカリ可溶性樹脂１００重量部に対して、通常、５〜５００重量部、好ましくは２０〜３００重量部である。この場合、多官能性単量体の使用量が５重量部未満では、得られる画素の強度あるいは表面平滑性が低下する傾向があり、一方５００重量部を超えると、例えば、アルカリ現像性が低下したり、未露光部の基板上あるいは遮光層上に地汚れや膜残りが発生しやすくなる傾向がある。
【００１８】
また第一発明においては、前記多官能性単量体と共に、必要に応じて、単官能性単量体を併用することができる。
このような単官能性単量体としては、例えば、前記カルボキシル基含有共重合体について例示したカルボキシル基含有不飽和単量体および共重合性不飽和単量体、アクリロイルモルフォリン、メタクリロイルモルフォリン、Ｎ−ビニルピロリドン、 Ｎ−ビニル−e−カプロラクタム等のほか、市販品としてＭ−５３００、Ｍ−５４００、Ｍ−５６００（東亞合成（株）製）等を挙げることができる。
これらの単官能性単量体は、単独でまたは２種以上を混合して使用することができる。
単官能性単量体の使用割合は、多官能性単量体と単官能性単量体との合計に対して、通常、９０重量％以下、好ましくは５０以下重量％である。この場合、単官能性単量体の使用割合が９０重量％を超えると、得られる画素の強度あるいは表面平滑性が低下する傾向がある。
【００１９】
（Ｄ）光ラジカル発生剤
第一発明における光ラジカル発生剤とは、可視光線、紫外線、遠紫外線、電子線、Ｘ線等の放射線の照射より、前記（Ｃ）多官能性単量体の重合を開始しうるラジカル種を発生することができる化合物である。
このような光ラジカル発生剤としては、例えば、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、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、キサントン系化合物、ジアゾ系化合物等を挙げることができる。
第一発明において、光ラジカル発生剤は、単独でまたは２種以上を混合して使用することができる。第一発明における光ラジカル発生剤としては、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等が好ましい。
【００２０】
第一発明における光ラジカル発生剤の一般的な使用量は、（Ｃ）多官能性単量体と場合により使用される単官能性単量体との合計１００重量部に対して、通常、０．０１〜８０重量部、好ましくは１〜６０重量部である。この場合、光ラジカル発生剤の使用量が０．０１重量部未満では、露光による硬化が不十分となり、画素パターンが所定の配列に従って配置された画素アレイを得ることが困難となるおそれがあり、一方８０重量部を超えると、形成された画素が現像時に基板から脱落しやすくなるおそれがある。
【００２１】
第一発明における好ましい光ラジカル発生剤のうち、アセトフェノン系化合物の具体例としては、
２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−オン、
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ノン−１、
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）ブタノン−１、
１−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン、
２，２−ジメトキシ−１，２−ジフェニルエタン−１−オン
等を挙げることができる。
【００２２】
これらのアセトフェノン系化合物のうち、特に、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）ブタノン−１が好ましい。
前記アセトフェノン系化合物は、単独で、または２種以上を混合して使用することができる。
【００２３】
第一発明において、光ラジカル発生剤としてアセトフェノン系化合物を使用する場合の使用量は、（Ｃ）多官能性単量体と場合により使用される単官能性単量体の合計１００重量部に対して、通常、０．０１〜８０重量部、好ましくは１〜６０重量部、さらに好ましくは１〜３０重量部である。この場合、アセトフェノン系化合物の使用量が０．０１重量部未満では、露光による硬化が不十分となり、画素パターンが所定の配列に従って配置された画素アレイを得ることが困難となるおそれがあり、一方８０重量部を超えると、形成された画素が現像時に基板から脱落しやすくなる傾向がある。
【００２４】
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’−テトラキス（４−エトキシカルボニルフェニル）−１，２’−ビイミダゾール、
２，２’−ビス（２−ブロモフェニル）−４，４’，５，５’−テトラキス（４−エトキシカルボニルフェニル）−１，２’−ビイミダゾール、
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、
２，２’−ビス（２−ブロモフェニル）−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−ジブロモフェニル）−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−トリブロモフェニル）−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。
【００２５】
これらのビイミダゾール系化合物のうち、好ましい化合物は
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
であり、特に好ましい化合物としては
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’−ビイミダゾールである。
これらのビイミダゾール系化合物は、溶剤に対する溶解性に優れ、未溶解物、析出物等の異物を生じることがなく、しかも感度が高く、少ないエネルギー量の露光により硬化反応を十分進行させるとともに、コントラストが高く、未露光部で硬化反応が生じることがないため、露光後の塗膜は、現像液に対して不溶性の硬化部分と、現像液に対して高い溶解性を有する未硬化部分とに明確に区分され、これにより、アンダーカットのない画素パターンが所定の配列に従って配置された高精細な画素アレイを形成することができる。
前記ビイミダゾール系化合物は、単独でまたは２種以上を混合して使用することができる。
【００２６】
第一発明において、光重合開始剤としてビイミダゾール系化合物を使用する場合の使用量は、（Ｃ）多官能性単量体と場合により使用される単官能性単量体の合計１００重量部に対して、通常、０．０１〜４０重量部、好ましくは１〜３０重量部、さらに好ましくは１〜２０重量部である。この場合、ビイミダゾール系化合物の使用量が０．０１重量部未満では、露光による硬化が不十分となり、画素パターンが所定の配列に従って配置された画素アレイを得ることが困難となるおそれがあり、一方４０重量部を超えると、現像する際に、形成された画素の基板から脱落や画素表面の膜あれを来しやすくなる傾向がある。
【００２７】
水素供与体
第一発明においては、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、下記する水素供与体を併用することが、感度をさらに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。
【００２８】
第一発明における水素供与体としては、下記で定義するメルカプタン系化合物、下記で定義するアミン系化合物等が好ましい。
前記メルカプタン系化合物は、ベンゼン環あるいは複素環を母核とし、該母核に直接結合したメルカプト基を１個以上、好ましくは１〜３個、さらに好ましくは１〜２個有する化合物（以下「メルカプタン系水素供与体」という。）からなる。
前記アミン系化合物は、ベンゼン環あるいは複素環を母核とし、該母核に直接結合したアミノ基を１個以上、好ましくは１〜３個、さらに好ましくは１〜２個有する化合物（以下「アミン系化合物」という。）からなる。
なお、これらの水素供与体は、メルカプト基とアミノ基とを同時に有することもできる。
【００２９】
以下、これらの水素供与体について、より具体的に説明する。
メルカプタン系水素供与体は、ベンゼン環あるいは複素環をそれぞれ１個以上有することができ、またベンゼン環と複素環との両者を有することができ、これらの環を２個以上有する場合、縮合環を形成しても形成しなくてもよい。
また、メルカプタン系水素供与体は、メルカプト基を２個以上有する場合、少なくとも１個の遊離メルカプト基が残存する限りでは、残りのメルカプト基の１個以上がアルキル、アラルキルまたはアリール基で置換されていてもよく、さらには少なくとも１個の遊離メルカプト基が残存する限りでは、２個の硫黄原子がアルキレン基等の２価の有機基を介在して結合した構造単位、あるいは２個の硫黄原子がジスルフィドの形で結合した構造単位を有することができる。
さらにメルカプタン系水素供与体は、メルカプト基以外の箇所で、カルボキシル基、アルコキシカルボニル基、置換アルコキシカルボニル基、フェノキシカルボニル基、置換フェノキシカルボニル基、ニトリル基等によって置換されていてもよい。
【００３０】
このようなメルカプタン系水素供与体の具体例としては、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、２−メルカプトベンゾイミダゾール、２，５−ジメルカプト−１，３，４−チアジアゾール、２−メルカプト−２，５−ジメチルアミノピリジン等が挙げることができる。
これらのメルカプタン系水素供与体のうち、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が好ましく、特に２−メルカプトベンゾチアゾールが好ましい。
【００３１】
次に、アミン系水素供与体は、ベンゼン環あるいは複素環をそれぞれ１個以上有することができ、またベンゼン環と複素環との両者を有することができ、これらの環を２個以上有する場合、縮合環を形成しても形成しなくてもよい。
また、アミン系水素供与体は、アミノ基を１個以上がアルキル基または置換アルキル基で置換されてもよく、またアミノ基以外の箇所で、カルボキシル基、アルコキシカルボニル基、置換アルコキシカルボニル基、フェノキシカルボニル基、置換フェノキシカルボニル基、ニトリル基等によって置換されていてもよい。
【００３２】
このようなアミン系水素供与体の具体例としては、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、エチル−４−ジメチルアミノベンゾエート、４−ジメチルアミノ安息香酸、４−ジメチルアミノベンゾニトリル等が挙げることができる。
これらのアミン系水素供与体のうち、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）ベンゾフェノンが好ましく、特に４、４’−ビス（ジエチルアミノ）ベンゾフェノンが好ましい。
【００３３】
第一発明において、水素供与体は、単独でまたは２種以上を混合して使用することができるが、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、形成された画素が現像時に基板から脱落し難く、また画素強度および感度も高い点で好ましい。
メルカプタン系水素供与体とアミン系水素供与体との好ましい組み合わせの具体例としては、２−メルカプトベンゾチアゾール／４、４’−ビス（ジメチルアミノ）ベンゾフェノン、２−メルカプトベンゾチアゾール／４、４’−ビス（ジエチルアミノ）ベンゾフェノン、２−メルカプトベンゾオキサゾール／４、４’−ビス（ジメチルアミノ）ベンゾフェノン、２−メルカプトベンゾオキサゾール／４、４’−ビス（ジエチルアミノ）ベンゾフェノン等を挙げることができ、さらに好ましい組み合わせは、２−メルカプトベンゾチアゾール／４、４’−ビス（ジエチルアミノ）ベンゾフェノン、２−メルカプトベンゾオキサゾール／４、４’−ビス（ジエチルアミノ）ベンゾフェノンであり、特に好ましい組み合わせは、２−メルカプトベンゾチアゾール／４、４’−ビス（ジエチルアミノ）ベンゾフェノンである。
メルカプタン系水素供与体とアミン系水素供与体との組み合わせにおけるメルカプタン系水素供与体とアミン系水素供与体との重量比は、通常、１：１〜１：４、好ましくは１：１〜１：３である。
【００３４】
第一発明において水素供与体をビイミダゾール系化合物と併用する場合の使用量は、（Ｃ）多官能性単量体と場合により使用される単官能性単量体の合計１００重量部に対して、通常、０．０１〜４０重量部、好ましくは１〜３０重量部、さらに好ましくは１〜２０重量部である。この場合、水素供与体の使用量が０．０１重量部未満であると、感度の改良効果が低下する傾向があり、一方４０重量部を超えると、形成された画素が現像時に基板から脱落しやすくなる傾向がある。
【００３５】
また、トリアジン系化合物の具体例としては、
２，４，６−トリス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、
２−メチル−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、
２−［２−（５−メチルフラン−２−イル）エテニル］−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン
２−［２−（フラン−２−イル）エテニル］−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン
２−［２−（４−ジエチルアミノ−２−メチルフェニル）エテニル］−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン
２−［２−（３，４−ジメトキシフェニル）エテニル］−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン
２−（４−メトキシフェニル）−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン
２−（４−エトキシスチリル）−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン
２−（４−ｎ−ブトキシフェニル）−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン
下記構造式１で表される化合物（以下、「トリアジン化合物（１）」という）。
【００３６】
【化１３】
【００３７】
下記構造式２で表される化合物（以下、「トリアジン化合物（２）」という）。
【化１４】
【００３８】
等のハロメチル基を有するトリアジン系化合物
を挙げることができる。
【００３９】
これらのトリアジン系化合物のうち、
２−［２−（３，４−ジメトキシフェニル）エテニル］−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、
トリアジン化合物（１）、トリアジン化合物（２）等が好ましい。
前記トリアジン系化合物は、単独でまたは２種以上を混合して使用することができる。
【００４０】
第一発明における光重合開始剤としてトリアジン系化合物を使用する場合の使用量は、（Ｃ）多官能性単量体と場合により使用される単官能性単量体との合計１００重量部に対して、通常、０．０１〜４０重量部、好ましくは１〜３０重量部、さらに好ましくは１〜２０重量部である。この場合、トリアジン系化合物の使用量が０．０１重量部未満では、露光による硬化が不十分となり、画素パターンが所定の配列に従って配置された画素アレイを得ることが困難となるおそれがあり、一方４０重量部を超えると、形成された画素が現像時に基板から脱落しやすくなる傾向がある。
【００４１】
（Ｅ）光カチオン発生剤
第一発明における光カチオン発生剤は、放射線照射により活性カチオン種を発生し、後述の（Ｆ）カチオン反応性化合物を硬化させる作用を有するものである。
そのような（Ｅ）光カチオン発生剤としては、波長１９０〜４５０ｎｍの領域において最大モル吸光係数が１００以上であり、好ましくは１０００以上、特に好ましくは２０００以上であるものがよい。波長１９０〜４５０ｎｍの領域でモル吸光係数が１００未満の場合、硬化が不十分であったり、あるいは硬化速度が遅くなるという問題が生じる場合がある。
【００４２】
第１発明で使用される（Ｅ）光カチオン発生剤としては、オニウム塩が挙げられる。オニウム塩としてはスルホニウム塩類、オキソニウム塩類、ヨードニウム塩類、ホスホニウム塩類等が使用できるが、反応性の点から、スルホニウム塩類が好ましい。
上記スルホニウム塩としては、チオキサントン構造を有するスルホニウム塩、アンスラキノン構造を有するスルホニウム塩、アクリドン構造を有するスルホニウム塩等が好ましく用いられる。
チオキサントン構造を有するスルホニウム塩として、例えば下記の一般式（３）
【００４３】
【化１５】
［式中、Ｒ1，Ｒ2は、それぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、炭素数１〜５のアルキル基、炭素数１〜５のヒドロキシアルキル基または炭素数１〜５のアルコキシ基を、Ｒ3、Ｒ4、Ｒ5は、それぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、アルキルオキシ基またはアルコキシ基を、Ｘ-はＳｂＦ6 -，ＰＦ6 -またはＢ（Ｃ6Ｆ5）4 -をそれぞれ表す。］で示される化合物が挙げられる。
【００４４】
またアンスラキノン構造を有するスルホニウム塩としては例えば下記の一般式（４）
【００４５】
【化１６】
［式中、Ｒ6，Ｒ7は、それぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、炭素数１〜５のアルキル基、炭素数１〜５のヒドロキシアルキル基または炭素数１〜５のアルコキシ基を、Ｘ-はＳｂＦ6 -，ＰＦ6 -またはＢ（Ｃ6Ｆ5）4 -をそれぞれ表す。］で示される化合物が挙げられる。
【００４６】
更にアクリドン構造を有するスルホニウム塩としては例えば下記の一般式（５）
【００４７】
【化１７】
［式中、Ｒ8，Ｒ10，Ｒ11は、それぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、炭素数１〜５のアルキル基、炭素数１〜５のヒドロキシアルキル基または炭素数１〜５のアルコキシ基を、Ｒ9は炭素数１〜５のアルキル基を、Ｘ-はＳｂＦ6 -，ＰＦ6 -またはＢ（Ｃ6Ｆ5）4 -をそれぞれ表す。］で示される化合物が挙げられる。
【００４８】
これらのスルホニウム塩のうち、ビス（４−フルオロフェニル）−２−iso−プロピルチオキサントンスルホニウムヘキサフルオロホスフェート、ビス（４−フルオロフェニル）−２−iso−プロピルチオキサントンスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、ビス（４−ヒドロキシエチルオキシフェニル）−２−iso−プロピルチオキサントンスルホニウムヘキサフルオロホスフェート、ビス（４−フルオロフェニル）−２−クロロチオキサントンスルホニウムヘキサフルオロホスフェート、ビス（４−フルオロフェニル）−２−クロロチオキサントンスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート等が好ましく用いられる。
【００４９】
第一発明の（Ｅ）光カチオン発生剤は、１種単独であるいは２種以上のものを組み合わせて使用することができる。
第一発明における（Ｅ）光カチオン発生剤の使用量は、後述する（Ｆ）カチオン反応性化合物１００重量部あたり、通常１〜４０重量部、好ましくは５〜３０重量部である。この範囲の使用において、良好な硬化特性が得られる。
【００５０】
（Ｆ）カチオン反応性化合物
第一発明におけるカチオン反応性化合物は、前期（Ｅ）光カチオン発生剤に放射線を照射した際発生する活性カチオン種によって、重合または架橋反応を起こし、感放射線性組成物の硬化反応を促進する作用を奏する成分である。
カチオン反応性化合物は、低分子化合物でも高分子化合物でもよいが、エポキシ基含有化合物類、オキソラン類、環状アセタール類、環状ラクトン類、チイラン類、チエタン類、ビニルエーテル類、スピロオルソエステル類等が好適に用いられ、このうちでも、反応性の点からエポキシ基含有化合物が好ましい。
上記エポキシ基含有化合物の具体例としては、
ビスフェノールＡ系エポキシ樹脂、水素化ビスフェノールＡ系エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ系エポキシ樹脂、水素化ビスフェノールＦ系エポキシ樹脂、ビスフェノールＳ系エポキシ樹脂、水素化ビスフェノールＳ系エポキシ樹脂、ビスフェノールＡＤ系エポキシ樹脂、水素化ビスフェノールＡＤ系エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂、環式脂肪族系エポキシ樹脂、複素環式エポキシ樹脂、グリシジルエステル系樹脂、グリシジルアミン系樹脂、エポキシ化油、エポキシノボラック樹脂等のエポキシ樹脂およびその臭素化物；
トリス（グリシジルフェニル）メタン、トリグリシジルイソシアヌレート等のエポキシ基含有化合物；
３，４−エポキシシクロヘキシルメチル−３’，４’−エポキシシクロヘキサンカルボキシレート、
２−（３，４−エポキシシクロヘキシル−５，５−スピロ−３，４−エポキシ）シクロヘキサン−メタ−ジオキサン、
ビス（３，４−エポキシシクロヘキシルメチル）アジペート、ビニルシクロヘキセンオキサイド、４−ビニルエポキシシクロヘキサン、
ビス（３，４−エポキシ−６−メチルシクロヘキシルメチル）アジペート、３，４−エポキシ−６−メチルシクロヘキシル−３’，４’−エポキシ−６’−メチルシクロヘキサンカルボキシレート、
メチレンビス（３，４−エポキシシクロヘキサン）、
ジシクロペンタジエンジエポキサイド、
エチレングリコールのジ（３，４−エポキシシクロヘキシルメチル）エーテル、エチレンビス（３，４−エポキシシクロヘキサンカルボキシレート）、
シクロヘキセンオキサイド、
エポキシ化テトラヒドロベンジルアルコール、
ラクトン変性３，４−エポキシシクロヘキシルメチル−３’，４’−エポキシシクロヘキサンカルボキシレート、
ラクトン変性エポキシ化テトラヒドロベンジルアルコール
等の脂環式エポキシ化合物類；
ビスフェノールＡジグリシジルエーテル、
ビスフェノールＦジグリシジルエーテル、
ビスフェノールＳジグリシジルエーテル、
ビスフェノールＡＤジグリシジルエーテル、
水素化ビスフェノールＡジグリシジルエーテル、
水素化ビスフェノールＦジグリシジルエーテル、
水素化ビスフェノールＳジグリシジルエーテル、
水素化ビスフェノールＡＤジグリシジルエーテル、
臭素化ビスフェノールＡジグリシジルエーテル、
臭素化ビスフェノールＦジグリシジルエーテル、
臭素化ビスフェノールＳジグリシジルエーテル、
臭素化ビスフェノールＡＤジグリシジルエーテル
等の芳香族系エポキシ化合物；
１，４−ブタンジオールジグリシジルエーテル、１，６−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、グリセリントリグリシジルエーテル、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル類等の多価アルコールのポリグリシジルエーテル類；脂肪族長鎖二塩基酸のジグリシジルエステル類；脂肪族高級アルコールのモノグリシジルエーテル類；フェノール、クレゾール、ブチルフェノールまたはこれらにアルキレンオキサイドを付加して得られるポリエーテルアルコールのモノグリシジルエーテル類；高級脂肪酸のグリシジルエステル類；エポキシ化大豆油、エポキシステアリン酸ブチル、エポキシステアリン酸オクチル、エポキシ化アマニ油などを挙げることができる。
上記のうち、カラーフィルタの硬度が高く、かつ感放射線性組成物の現像性に対する悪影響が少ない点でエポキシ樹脂が好ましく、特に、ビスフェニルＡ系エポキシ樹脂、水素化ビスフェノールＡ系エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂、環式脂肪族系エポキシ樹脂、グリシジルエステル系樹脂、グリシジルアミン系樹脂、トリス（グリシジルフェニル）メタン等のエポキシ基を２〜１００個有する化合物が好適に用いられる。
【００５１】
第一発明において、カチオン反応性化合物は、上記式（６）〜（８）、上記式（１０）、上記式（１２）および上記式（１３）で表される化合物よりなる群から選ばれる少なくとも１種を含有するものである。
【００６０】
式（１０）または式（１３）で表される化合物はそれぞれ、ｊ、またはｍの値が異なる２種以上の化合物の混合物であることもできる。これらの化合物の市販品としては、エピコートＥＰ１０３２Ｈ６０、同１５７Ｓ７０（以上、油化シェルエポキシ（株）製）、エポトートＹＨ−４３４（東都化成（株）製）等が挙げられる。第一発明において、（Ｆ）カチオン反応性化合物は、単独でまたは２種以上を混合して使用することができる。本発明における（Ｆ）カチオン反応性化合物の使用量は、（Ｂ）アルカリ可溶性樹脂１００重量部に対して、通常、１〜８０重量部、好ましくは５〜４０重量部である。この場合、（Ｆ）カチオン反応性化合物の使用量が１重量部未満では、本発明における画素硬度の改善効果が低下する傾向があり、一方８０重量部を超えると、画素が形成される部分以外の領域で、地汚れや膜残りを生じやすくなる傾向がある。
【００６１】
第二発明は、（Ａ）着色剤、（Ｂ’）カチオン反応性アルカリ可溶性樹脂、（Ｃ）多官能性単量体、（Ｄ）光ラジカル発生剤、および（Ｅ）光カチオン発生剤を含有することを特徴とするカラーフィルタ用感放射線性組成物である。
第二発明は、第一発明における（Ｂ）アルカリ可溶性樹脂にカチオン反応性を付与することにより、（Ｆ）カチオン反応性化合物の機能を合わせ持たせたものである。したがって、第二発明の感放射線性組成物において、（Ｂ’）カチオン反応性アルカリ可溶性樹脂を使用する限り、（Ｆ）カチオン反応性化合物の添加は必須ではない。
【００６２】
第二発明において、（Ａ）着色剤、 （Ｃ）多官能性モノマー、（Ｄ）光ラジカル発生剤、および（Ｅ）光カチオン発生剤は、第一発明と同一のものが使用できる。
第二発明における（Ｂ’）カチオン反応性アルカリ可溶性樹脂について詳細に説明する。
【００６３】
（Ｂ’）カチオン反応性アルカリ可溶性樹脂
第二発明における（Ｂ’）カチオン反応性アルカリ可溶性樹脂としては、（Ａ）着色剤に対してバインダーとして作用し、かつカラーフィルターを製造する際に、その現像処理工程において用いられる現像液、特に好ましくはアルカリ現像液に可溶性を有し、かつ、（Ｅ）光カチオン発生剤に放射線を照射した際発生する活性カチオン種によって、架橋反応を起こし、感放射線性組成物の硬化反応を促進する作用を合わせ持つ成分である。特に限定されるものではないが、カルボキシル基とカチオン反応性基を有するアルカリ可溶性樹脂が好ましく、特に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、単に「カルボキシル基含有不飽和単量体」という。）とカチオン反応性基を有するエチレン性不飽和単量体（以下、単に「カチオン反応性基含有不飽和単量体」という。）を必須とし、必要に応じて他の共重合可能なエチレン性不飽和単量体（以下、単に「他の不飽和単量体」という。）との共重合体（以下、単に「カルボキシル基含有カチオン反応性共重合体」という。）が好ましい。
【００６４】
カルボキシル基含有不飽和単量体は、第一発明と同じものが使用できる。
カルボキシル基含有カチオン反応性共重合体におけるカルボキシル基含有不飽和単量体の共重合割合は、通常、５〜５０重量％、好ましくは１０〜４０重量％である。この場合、カルボキシル基含有不飽和単量の共重合割合が５重量％未満では、得られる感放射線性組成物のアルカリ現像液に対する溶解性が低下する傾向があり、一方５０重量％を超えると、得られる感放射線性組成物のアルカリ現像液に対する溶解性が過大となり、当該アルカリ現像液による現像時に、形成された画素が基板から脱落しやすくなったり、また画素表面の膜荒れを生じやすくなったりする傾向がある。
【００６５】
カチオン反応性基含有不飽和単量体は、エポキシ構造、オキソラン構造、環状アセタール構造、環状ラクトン構造、チイラン構造、チエタン構造、ビニルエーテル構造、スピロオルソエステル構造等を分子内に含有するエチレン性不飽和単量体であり、このうちでも反応性の点からエポキシ構造含有エチレン性不飽和単量体が好ましい。
【００６６】
エポキシ構造含有エチレン性不飽和単量体としては、グリシジルアクリレート、グリシジルメタクリレート、メチルグリシジルアクリレート、メチルグリシジルメタクリレート、２、３−エポキシシクロヘキシルメチルアクリレート、２、３−エポキシシクロヘキシルメチルメタクリレート等の不飽和カルボン酸グリシジルエステル類；
アリルグリシジルエーテル、メタクリルグリシジルエーテル等の不飽和エーテル類；
ｏ−ビニルベンジルグリシジルエーテル、 ｍ−ビニルベンジルグリシジルエーテル、 ｐ−ビニルベンジルグリシジルエーテル等が挙げられる。
【００６７】
カルボキシル基含有カチオン反応性共重合体におけるカチオン反応性基含有不飽和単量体の共重合割合は、通常、５〜５０重量％、好ましくは５〜４０重量％である。この場合、カチオン反応性基含有不飽和単量の共重合割合が５重量％未満では、得られる感放射線性組成物の硬化促進効果が十分ではなく、一方５０重量％を超えると、得られる感放射線性組成物のアルカリ現像液による現像性に悪影響し、画素以外の部分の地汚れや膜残りを生じやすくなったりする傾向がある。
【００６８】
カルボキシル基含有カチオン反応性共重合体において、必要に応じて使用される他の不飽和単量体は、第一発明と同じものが使用できる。
【００６９】
カルボキシル基含有カチオン反応性共重合体としては、とくに、▲１▼アクリル酸および／またはメタクリル酸を必須成分とし、場合により、こはく酸モノ（２−アクリロイロキシエチル）および／またはこはく酸モノ（２−メタクリロイロキシエチル）を含有するカルボキシル基含有不飽和単量体と、▲２▼グリシジル（メタ）アクリレート、メチルグリシジル（メタ）アクリレート、２、３−エポキシシクロヘキシルメチル（メタ）アクリレート、ｐ−ビニルベンジルグリシジルエーテルの群から選ばれる少なくとも１種と、▲３▼スチレン、メチルアクリレート、メチルメタクリレート、２−ヒドロキシエチルアクリレート、２−ヒドロキシエチルメタクリレート、ベンジルアクリレート、ベンジルメタクリレート、フェニルアクリレート、フェニルメタクリレート、グリセリルモノアクリレート、グリセリルモノメタクリレート、Ｎ−フェニルマレイミド、ポリスチレンマクロモノマーおよびポリメチルメタクリレートマクロモノマーの群から選ばれる少なくとも１種との共重合体の共重合体（以下、「カルボキシル基含有カチオン反応性共重合体（Ｉ）」という。）が好ましい。
【００７０】
カルボキシル基含有カチオン反応性共重合体（Ｉ）の具体例としては、
（メタ）アクリル酸／グリシジル（メタ）アクリレート／ベンジル（メタ）アクリレート共重合体、
（メタ）アクリル酸／グリシジル（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／ベンジル（メタ）アクリレート共重合体、
（メタ）アクリル酸／メチルグリシジル（メタ）アクリレート／ベンジル（メタ）アクリレート／ポリスチレンマクロモノマー共重合体、
（メタ）アクリル酸／２、３−エポキシシクロヘキシルメチル（メタ）アクリレート／ベンジル（メタ）アクリレート／ポリメチル（メタ）アクリレートマクロモノマー共重合体、
（メタ）アクリル酸／２、３−エポキシシクロヘキシルメチル（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／ベンジル（メタ）アクリレート／ポリスチレンマクロモノマー共重合体、
（メタ）アクリル酸／ｐ−ビニルベンジルグリシジルエーテル／２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート／ベンジル（メタ）アクリレート／ポリメチル（メタ）アクリレートマクロモノマー共重合体、
（メタ）アクリル酸／メチルグリシジル（メタ）アクリレート／スチレン／ベンジル（メタ）クリレート／Ｎ−フェニルマレイミド共重合体、
（メタ）クリル酸／ ｐ−ビニルベンジルグリシジルエーテル／ こはく酸モノ［２−（メタ）アクリロイロキシエチル］／スチレン／ベンジル（メタ）アクリレート／Ｎ−フェニルマレイミド共重合体、
（メタ）アクリル酸／グリシジル（メタ）アクリレート／こはく酸モノ［２−（メタ）アクリロイロキシエチル］／スチレン／アリル（メタ）アクリレート／Ｎ−フェニルマレイミド共重合体
（メタ）アクリル酸／メチルグリシジル（メタ）アクリレート／スチレン／ベンジル（メタ）アクリレート／グリセロールモノ（メタ）アクリレート／Ｎ−フェニルマレイミド共重合体
（メタ）アクリル酸／２、３−エポキシシクロヘキシルメチル（メタ）アクリレート／スチレン／ベンジル（メタ）アクリレート／グリセロールモノ（メタ）アクリレート／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／Ｎ−フェニルマレイミド共重合体
（メタ）アクリル酸／メチルグリシジル（メタ）アクリレート／スチレン／ベンジル（メタ）アクリレート／こはく酸モノ［２−（メタ）アクリロイロキシエチル］／Ｎ−フェニルマレイミド共重合体
等を挙げることができる。
カルボキシル基含有カチオン反応性共重合体（Ｉ）は単独で、また２種以上を混合して用いることができる。
【００７１】
また、第二発明において、前期（Ｂ’）カチオン反応性アルカリ可溶性樹脂とともに、必要において第一発明で記述した（Ｂ）アルカリ可溶性樹脂を併用することができる。
この場合、（Ｂ）アルカリ可溶性樹脂の使用割合は、（Ｂ）アルカリ可溶性樹脂と（Ｂ’）カチオン反応性アルカリ可溶性樹脂の合計に対して通常８０重量％以下、好ましくは６０重量％以下である。ここで（Ｂ）アルカリ可溶性樹脂の使用割合が８０重量％を越えると、十分な硬化促進効果が得られないことがある。
【００７２】
第二発明における（Ｅ）光カチオン発生剤の使用量は、前記（Ｂ’）カチオン反応性アルカリ可溶性樹脂１００重量部あたり、通常１〜３０重量部、好ましくは５〜２０重量部である。この範囲の使用において、良好な硬化特性が得られる。
【００７３】
第三発明は、（Ａ）着色剤、（Ｂ）アルカリ可溶性樹脂、（Ｃ’）３価以上の多価アルコールとアクリル酸またはメタクリル酸とを反応させ、１個以上の水酸基を有する多官能性単量体を合成した後、エポキシ構造含有ハロゲン化炭化水素類、またはエポキシ構造含有カルボン酸類とさらに反応させることによって得られるカチオン反応性多官能性単量体、（Ｄ）光ラジカル発生剤、および（Ｅ）光カチオン発生剤を含有することを特徴とするカラーフィルタ用感放射線性組成物である。第三発明は、第一発明における（Ｃ）多官能性単量体にカチオン反応性を付与することにより、（Ｆ）カチオン反応性化合物の機能を合わせ持たせたものである。したがって、第三発明の感放射線性組成物において、（Ｃ’）３価以上の多価アルコールとアクリル酸またはメタクリル酸とを反応させ、１個以上の水酸基を有する多官能性単量体を合成した後、エポキシ構造含有ハロゲン化炭化水素類、またはエポキシ構造含有カルボン酸類とさらに反応させることによって得られるカチオン反応性多官能性単量体を使用する限り、（Ｆ）カチオン反応性化合物の添加は必須ではない。
【００７４】
第三発明において、（Ａ）着色剤、 （Ｂ）アルカリ可溶性樹脂、（Ｄ）光ラジカル発生剤、および（Ｅ）光カチオン発生剤は、第一発明と同一のものが使用できる。
第三発明における（Ｃ’）カチオン反応性多官能性単量体について詳細に説明する。
【００７５】
（Ｃ’）カチオン反応性多官能性単量体
第三発明における（Ｃ’）カチオン反応性多官能性単量体は、重合可能なエチレン性不飽和結合を２個以上有し、かつ、カチオン反応性基をも含有し、（Ｄ）光ラジカル発生剤に放射線を照射したとき発生するラジカル種によって重合しうるとともに、（Ｅ）光カチオン発生剤に放射線を照射したときに発生するカチオン種によって感放射線性組成物の硬化促進作用をも具有する単量体からなる。
カチオン反応性基としては、エポキシ構造を有する基が好ましい。
【００７６】
第三発明において、カチオン反応性多官能性単量体は、３価以上の多価アルコールとアクリル酸またはメタクリル酸とを反応させ、１個以上の水酸基を有する多官能性単量体を合成した後、エピブロモヒドリンもしくはエピクロロヒドリン等のエポキシ構造含有ハロゲン化炭化水素類、またはエポキシプロピオン酸もしくはエポキシブタン酸等のエポキシ構造含有カルボン酸類とさらに反応させることによって得られる化合物を含有するものである。このような化合物のうち、前記３価以上の多価アルコールとして、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトールを用いることが反応性、入手性の面から好ましい。このような化合物の例として、下記一般式（１４）
【００７７】
【化１８】
［式中、ｎ、ｐ、ｑ、ｒ、ｓ、ｔは０〜３の整数であり、ｎ＋ｐ＋ｑ＝３であり、ｒ＋ｓ＋ｔ＝３であり、ｓ＋ｎは２〜５の整数であり、ｐ＋ｒは１〜４の整数である。］を挙げることができる。
【００７８】
（Ｃ’）カチオン反応性多官能性単量体の使用量は、（Ｂ）アルカリ可溶性樹脂１００重量部に対して、通常、５〜５００重量部、好ましくは２０〜３００重量部である。この範囲の使用量のとき、強度、硬度、表面平滑性のバランスに優れた画素が得られる。
【００７９】
また、第三発明においては、前期（Ｃ’）カチオン反応性多官能性単量体とともに、必要に応じて第一発明に記載の（Ｃ）多官能性単量体を併用することができる。
この場合、（Ｃ）多官能性単量体の使用割合は、（Ｃ’）カチオン反応性多官能性単量体と（Ｃ）多官能性単量体との合計に対し、通常、８０重量％以下、好ましくは６０重量％以下である。ここで、８０重量％を越えると、感放射性樹脂組成物の硬度向上効果が不十分である場合がある。
【００８０】
第三発明における（Ｅ）光カチオン発生剤の使用量は、前記（Ｃ’）カチオン反応性多官能性単量体１００重量部あたり、通常１〜３０重量部、好ましくは５〜２０重量部である。この範囲の使用において、良好な硬化特性が得られる。
【００８１】
他の添加剤
第一ないし第三発明のカラーフィルタ用感放射線性組成物は、さらに必要に応じて、種々の他の添加剤を含有することもできる。
前記他の添加剤としては、感放射線性組成物のアルカリ現像液に対する溶解性をより改善し、かつ現像処理後の未溶解物の残存をより少なくする作用を有する有機酸を挙げることができる。
このような有機酸としては、分子量が１０００以下である、脂肪族カルボン酸あるいはフェニル基含有カルボン酸が好ましい。
前記脂肪族カルボン酸の具体例としては、
ぎ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸、ピバル酸、カプロン酸、ジエチル酢酸、エナント酸、カプリル酸等のモノカルボン酸類；しゅう酸、マロン酸、こはく酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ブラシル酸、メチルマロン酸、エチルマロン酸、ジメチルマロン酸、メチルこはく酸、テトラメチルこはく酸、シクロヘキサンジカルボン酸、イタコン酸、シトラコン酸、マレイン酸、フマル酸、メサコン酸等のジカルボン酸類；トリカルバリル酸、アコニット酸、カンホロン酸等のトリカルボン酸類等を挙げることができる。
また、前記フェニル基含有カルボン酸としては、カルボキシル基が直接フェニル基に結合した芳香族カルボン酸や、カルボキシル基が炭素鎖を介してフェニル基に結合したカルボン酸等を挙げることができ、それらの具体例としては、安息香酸、トルイル酸、クミン酸、ヘメリト酸、メシチレン酸等の芳香族モノカルボン酸類；フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸等の芳香族ジカルボン酸類；
トリメリット酸、トリメシン酸、メロファン酸、ピロメリット酸等の３価以上の芳香族ポリカルボン酸類や、フェニル酢酸、ヒドロアトロパ酸、ヒドロけい皮酸、マンデル酸、フェニルこはく酸、アトロパ酸、けい皮酸、シンナミリデン酸、クマル酸、ウンベル酸等を挙げることができる。
【００８２】
これらの有機酸のうち、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、フタル酸等の脂肪族ジカルボン酸類および芳香族ジカルボン酸類が、アルカリ溶解性、後述する溶媒に対する溶解性、基板上の画素が形成される部分以外の領域での地汚れや膜残りの防止等の観点から好ましい。
前記有機酸は、単独でまたは２種以上を混合して使用することができる。
有機酸の使用量は、後述する溶媒を含む感放射線性組成物に対して、通常、１０重量％以下、好ましくは１０重量％以下、さらに好ましくは１重量％以下である。この場合、有機酸の使用量が１０重量％を超えると、形成された画素の基板に対する密着性が低下する傾向がある。
【００８３】
また、有機酸以外の添加剤としては、例えば、銅フタロシアニン誘導体等の青色顔料誘導体や黄色顔料誘導体等の分散助剤；ガラス、アルミナ等の充填剤；ポリビニルアルコール、ポリエチレングリコールモノアルキルエーテル類、ポリ（フロロアルキルアクリレート）類等の高分子化合物；ノニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤、アニオ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−グリシジル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；メラミン化合物、ビスアジド化合物等の他の熱架橋剤等を挙げることができる。
【００８４】
溶媒
第一ないし第三発明のカラーフィルタ用感放射線性組成物は、その使用に際して、溶媒を配合して液状組成物として調製される。
前記溶媒としては、前記（Ａ）〜（Ｅ）成分や、必要に応じて添加される前記他の添加剤成分を溶解または分散し、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、特に限定されるものではない。
このような溶媒としては、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等の（ポリ）エチレングリコールモノアルキルエーテル類；
プロピレングリコール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）プロピレングリコールモノアルキルエーテル類；
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等のエチレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類；
プロピレングリコールモノ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等のプロピレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類；
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他のエーテル類；
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類；
２−ヒドロキシプロピオン酸メチル、２−ヒドロキシプロピオン酸エチル等の乳酸アルキルエステル類；
２−ヒドロキシ−２−メチルプロピオン酸エチル、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、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、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、３−メチル−３−メトキシブチルプロピオネート、酢酸エチル、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他のエステル類；
トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類；
Ｎ−メチルピロリドン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド等のアミド類
等を挙げることができる。
【００８５】
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、エチ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、シクロヘキサノン、２−ヘプタノン、３−ヘプタノン、２−ヒドロキシプロピオン酸エチル、３−メトキシブチルアセテート、３−メチル−３−メトキシブチルプロピオネート、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、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ｉ−プロピル、酪酸ｎ−ブチル、ピルビン酸エチル等が好ましい。
前記溶媒は、単独でまたは２種以上を混合して使用することができる。
【００８６】
さらに、前記溶媒と共に、ベンジルエチルエーテル、ジヘキシルエーテル、アセトニルアセトン、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、しゅう酸ジエチル、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、エチレングリコールモノフェニルエーテルアセテート等の高沸点溶媒を併用することもできる。
前記高沸点溶剤は、単独でまたは２種以上を混合して使用することができる。
【００８７】
溶媒の使用量は、特に限定されるものではないが、得られる感放射線性組成物の塗布性や安定性等の観点から、第一発明においては（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）、（Ｅ）および（Ｆ）成分、第二発明においては（Ａ）、（Ｂ’）、（Ｃ）、（Ｄ）および（Ｅ）成分、第三発明においては（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ’）、（Ｄ）および（Ｅ）成分、ならびに必要に応じて添加される前記他の添加剤の合計濃度が、通常、５〜５０重量％、好ましくは１０〜４０重量％となる量が望ましい。
【００８８】
カラーフィルタの形成方法
次に、第一ないし第三発明のカラーフィルタ用感放射線性組成物を用いて、第四発明のカラーフィルタを形成する方法について説明する。
まず、透明基板の表面上の画素パターンを形成する部分を区画するように遮光層を形成し、この基板上に、例えば赤色の有機顔料が分散された感放射線性組成物の液状組成物を塗布したのち、プリベークを行って溶剤を蒸発させて、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放射線を照射したのち、アルカリ現像液により現像処理を行い、塗膜の放射線未照射部を溶解除去することによって、赤色の画素が所定のパターンで配置された画素アレイを形成する。
その後、緑色または青色の有機顔料が分散された各感放射線性組成物の液状組成物を順次用い、上記と同様にして、各組成物の塗布、プリベーク、放射線照射および現像処理を行うことにより、赤色、緑色および青色の三原色の画素アレイが同一基板上に形成されたカラーフィルタを得る。
カラーフィルタを形成する際に使用される透明基板としては、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、ノルボルネン系開環重合体及びその水素添加物等を挙げることができる。これらの透明基板には、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。
第一ないし第三発明のカラーフィルタ用感放射線性組成物を透明基板に塗布する際には、回転塗布、流延塗布、ロール塗布等の適宜の塗布法を採用することができる。塗布厚さは、乾燥後の膜厚として、通常、０．１〜１０μｍ、好ましくは０．２〜６．５μｍである。
第四発明のカラーフィルタを形成する際に使用される放射線としては、可視光線、紫外線、遠紫外線、電子線、Ｘ線等を使用することができるが、波長が１９０〜４５０ｎｍの範囲にある放射線が好ましい。放射線の照射エネルギー量は、好ましくは１〜１０００ｍＪ／ｃｍ2 である。
また、現像処理に用いられるアルカリ現像液としては、例えば、炭酸ナトリウム、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。
前記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、アルカリ現像液による現像処理後は、通常、水洗する。
アルカリ現像液による現像法としては、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、現像条件は、常温で５〜３００秒が好ましい。
第四発明のカラーフィルタは上記のように形成され、加法混色タイプおよび減法混色タイプとして、例えば、カラー液晶表示装置、カラー撮像管素子、カラーセンサー等に極めて好適に使用することができる。
【００８９】
【発明の実施の形態】
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、これらの実施例に何ら制約されるものではない。
【実施例】
実施例１
（Ａ）成分としてC.I.ピグメントレッド１７７を１２０重量部、（Ｂ）成分としてメタクリル酸／ベンジルメタクリレート／ポリスチレンマクロモノマー共重合体（共重合重量比＝２５／６５／１０、重量平均分子量＝５５，０００）５０重量部、（Ｃ）成分としてジペンタエリスリトールペンタアクリレート４０重量部、（Ｄ）成分として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１０重量部と４，４’−ビス（ジエチルアミノ）ベンゾフェノン１０重量部、（Ｅ）光カチオン発生剤として前記一般式（３）においてＲ1＝Ｆ、Ｒ2＝Ｆ、Ｒ3＝Ｈ、Ｒ4＝iso−Ｃ3Ｈ7、Ｒ5＝Ｈ、Ｘ-＝ＰＦ6 -で表される化合物１０重量部、（Ｆ）成分としてエピコートＥＰ１０３２Ｈ６０（前記式（７）で表される化合物、油化シェルエポキシ（株）製）１５重量部、および溶媒としてエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート８００重量部を混合して感放射線性組成物を調製した。
次いで、表面にナトリウムイオンの溶出を防止するシリカ(SiO2)膜が形成されたソーダガラス製透明基板の表面上に、画素パターンを形成する部分を区画するように遮光層を設けたのち、スピンコーターを用いて前記感放射線性組成物を塗布し、８０℃で２分間プリベークを行なって、膜厚１．５μｍの塗膜を形成した。
その後、基板を冷却したのち、高圧水銀ランプを用い、フォトマスクを介して、塗膜に波長３６５ｎｍ、４０５ｎｍおよび４３６ｎｍの光を含む１００ｍＪ／ｃｍ2 の紫外線を１秒間照射した。次いで、基板を２５℃の０．１重量％テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液中に１分間浸漬して現像処理を行い、超純水で洗浄し、風乾して、各辺２０μｍ×２０μｍの大きさの赤色の画素パターンが形成された画素アレイを作製した。
得られた画素アレイを光学顕微鏡で観察したところ、画素パターンに欠落および欠損が認められず、かつ基板上の画素パターンが形成されていない領域に未溶解物の残存が認められなかった。また、得られた画素パターンの断面を走査型電子顕微鏡で観察したところ、アンダーカットは認められなかった。
さらに、得られた画素パターンの硬度を鉛筆硬度測定法により測定したところ、鉛筆硬度３Ｈ以上であり、カラーフィルタとして充分な硬度を有していた。
【００９０】
実施例２
実施例１において、（Ｂ）成分の代わりに（Ｂ’）成分としてメタクリル酸／メチルグリシジルメタクリレート／ベンジルメタクリレート／ポリスチレンマクロモノマー共重合体（共重合重量比＝２５／１５／５０／１０、重量平均分子量＝５５，０００）５０重量部を使用し、（Ｆ）成分を添加しなかった以外は実施例１と同様にして感放射線性組成物を調製した。
この感放射線性組成物を用いて、実施例１と同様にして画素アレイを作製した。
得られた画素アレイを光学顕微鏡で観察したところ、画素パターンに欠落および欠損が認められず、かつ基板上の画素パターンが形成されていない領域に未溶解物の残存が認められなかった。また、得られた画素パターンの断面を走査型電子顕微鏡で観察したところ、アンダーカットは認められなかった。
さらに、得られた画素パターンの硬度を鉛筆硬度測定法により測定したところ、鉛筆硬度３Ｈ以上であり、カラーフィルタとして充分な硬度を有していた。
【００９１】
実施例３
実施例１において、（Ｃ）成分の代わりに（ Ｃ’）成分として前記式（１４）において、ｎ＝２、ｐ＝１、ｑ＝０、ｒ＝１、ｓ＝２、ｔ＝０で表される化合物４０重量部を使用し、（Ｆ）成分を添加しなかった以外は実施例１と同様にして感放射線性組成物を調製した。
この感放射線性組成物を用いて、実施例１と同様にして画素アレイを作製した。
得られた画素アレイを光学顕微鏡で観察したところ、画素パターンに欠落および欠損が認められず、かつ基板上の画素パターンが形成されていない領域に未溶解物の残存が認められなかった。また、得られた画素パターンの断面を走査型電子顕微鏡で観察したところ、アンダーカットは認められなかった。
さらに、得られた画素パターンの硬度を鉛筆硬度測定法により測定したところ、鉛筆硬度３Ｈ以上であり、カラーフィルタとして充分な硬度を有していた。
【００９２】
比較例１
（Ｅ）成分を用いなかった以外は、実施例１と同様にして、感放射線性組成物の調製および画素アレイの作製を行なった。
得られた画素アレイを光学顕微鏡で観察したところ、画素パターンに欠落および欠損が認められた。
さらに、得られた画素パターンの硬度を鉛筆硬度測定法により測定したところ、鉛筆硬度３Ｈ未満であり、カラーフィルタとして充分な硬度が得られなかった。
【００９３】
【発明の効果】
本発明のカラーフィルタ用感放射線性組成物は、ＰＥＢ等の付加工程を必要とせず、高い画素硬度を有するカラーフィルタを簡便なプロセスで形成でき、かつ現像処理時の溶解性に優れるとともに、画素パターンに欠落および欠損を生じることがない。また本発明のカラーフィルタは、カラー液晶表示装置用カラーフィルタを含む種々のカラーフィルタとして極めて好適に使用することができる。
【発明の属する技術分野】
本発明は、カラー液晶表示装置、カラー撮像管素子等に用いられるカラーフィルタの製造に使用されるカラーフィルタ用感放射線性組成物、およびそれを用いたカラーフィルタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
カラー液晶表示装置、カラー撮像管素子等にはカラーフィルタが必須であり、その製造方法としては、従来より、光ラジカル発生剤を含有する感放射線性樹脂の塗膜にフォトマスクを介し放射線を照射して、放射線照射部を硬化させ、その後現像処理を行なって、塗膜の放射線未照射部を除去してパターンを形成したのち、染色する方法（染色法）や、感放射線性樹脂に着色剤を分散した組成物を用い、前記と同様に塗膜形成、放射線照射および現像処理を行うフォトリソグラフィー法等が知られている。
このようなカラーフィルタは、スペーサー等により局所的な荷重を受けるため、それに耐えうる十分な硬度が必要である。この目的のため、組成物中に光ラジカル発生剤とともに、熱の作用により酸を発生する成分を含有する感放射線感熱硬化性樹脂組成物を用いる方法が提案されている。この方法によれば、放射線照射による硬化工程に続いて加熱工程を行い、熱により発生した酸の作用によりさらに硬化し、高硬度の着色層が得られる旨が開示されている。しかし、この方法では、放射線照射後に加熱処理（ＰＥＢ）等を必要とし、生産工程が煩雑となり、生産性やコストの面で不利である。そこで、ＰＥＢ等を必要とせず、高い硬度を有するカラーフィルタを簡便なプロセスで形成しうる感放射線性組成物の開発が望まれている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、以上のような事情に鑑みてなされたものであり、その課題は、ＰＥＢ等の付加工程を必要とせず、高い画素硬度を有するカラーフィルタを簡便なプロセスで形成でき、しかも現像処理時の溶解性にも優れたカラーフィルタ用感放射線性組成物を提供することにある。
さらに、本発明は上記感放射線性組成物を硬化させて得た着色層を有するカラーフィルタを提供することにある。
【０００４】
本発明は、第一に、（Ａ）着色剤、（Ｂ）アルカリ可溶性樹脂、（Ｃ）多官能性単量体、（Ｄ）光ラジカル発生剤、（Ｅ）光カチオン発生剤、並びに（Ｆ）下記式（６）〜（８）、下記式（１０）、下記式（１２）および下記式（１３）で表される化合物よりなる群から選ばれる少なくとも１種のカチオン反応性化合物を含有することを特徴とするカラーフィルタ用感放射線性組成物（以下、「第一発明」という。）からなる。
【化７】
【化１１】
【０００５】
本発明は第二に、
（Ａ）着色剤、（Ｂ’）カチオン反応性アルカリ可溶性樹脂、（Ｃ）多官能性単量体、（Ｄ）光ラジカル発生剤、および（Ｅ）光カチオン発生剤を含有することを特徴とするカラーフィルタ用感放射線性組成物（以下、「第二発明」という。）からなる。
【０００６】
本発明は第三に、（Ａ）着色剤、（Ｂ）アルカリ可溶性樹脂、（Ｃ’）３価以上の多価アルコールとアクリル酸またはメタクリル酸とを反応させ、１個以上の水酸基を有する多官能性単量体を合成した後、エポキシ構造含有ハロゲン化炭化水素類、またはエポキシ構造含有カルボン酸類とさらに反応させることによって得られるカチオン反応性多官能性単量体、（Ｄ）光ラジカル発生剤、および（Ｅ）光カチオン発生剤を含有することを特徴とするカラーフィルタ用感放射線性組成物（以下、「第三発明」という。）からなる。
【０００７】
本発明はさらに、第一ないし第三発明の感放射線性組成物を硬化させて得た着色層を有するカラーフィルタ（以下、「第四発明」という。）からなる。
なお、本発明でいう「放射線」とは、可視光線、紫外線、遠紫外線、Ｘ線、電子線等を含むものを意味する。
【０００８】
以下、本発明を詳細に説明する。第一発明は、（Ａ）着色剤、（Ｂ）アルカリ可溶性樹脂、（Ｃ）多官能性単量体、（Ｄ）光ラジカル発生剤、（Ｅ）光カチオン発生剤、並びに（Ｆ）上記式（６）〜（８）、上記式（１０）、上記式（１２）および上記式（１３）で表される化合物よりなる群から選ばれる少なくとも１種のカチオン反応性化合物を含有することを特徴とするカラーフィルタ用感放射線性組成物である。以下に、第一発明の各成分について説明する。
（Ａ）着色剤
第一発明における着色剤としては、色調が特に限定されるものではなく、カラーフィルタの用途に応じて適宜選定され、顔料、染料あるいは天然色素の何れでもよい。
カラーフィルタには高精細な発色と耐熱性が求められることから、第一発明における着色剤としては、発色性が高く、且つ耐熱性の高い着色剤、特に耐熱分解性の高い着色剤が好ましく、通常、有機顔料、無機顔料等の顔料、特に好ましくは有機顔料が用いられる。前記有機顔料としては、例えば、カラーインデックス（C.I.；The Society of Dyers and Colourists 社発行) においてピグメント（Pigment)に分類されている種々の化合物、具体的には、下記のようなカラーインデックス（C.I.）番号が付されているものを挙げることができる。即ち、C.I.ピグメントイエロー８３、 C.I.ピグメントイエロー１１０、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１５５；C.I.ピグメントオレンジ７１；C.I.ピグメントレッド４８：１、C.I.ピグメントレッド４８：２、C.I.ピグメントレッド４８：３、C.I.ピグメントレッド４８：４、C.I.ピグメントレッド１２２、C.I.ピグメントレッド１７７、C.I.ピグメントレッド２０２、C.I.ピグメントレッド２０６、C.I.ピグメントレッド２０７、C.I.ピグメントレッド２０９、C.I.ピグメントレッド２２４、C.I.ピグメントレッド２５４；C.I.ピグメントブルー１５：３、C.I.ピグメントブルー１５：４、C.I.ピグメントブルー１５：６；C.I.ピグメントグリーン７、C.I.ピグメントグリーン３６；C.I.ピグメントブラウン２３、C.I.ピグメントブラウン２５；C.I.ピグメントバイオレット２３；C.I.ピグメントブラック１、C.I.ピグメントブラック７。前記有機顔料は、例えば、硫酸再結晶法、溶剤洗浄法やこれらの組み合わせ等により精製して使用することができる。
また、これらの有機顔料は、単独でまたは２種以上を混合して使用することができる。
【０００９】
また、前記無機顔料の具体例としては、酸化チタン、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、亜鉛華、硫酸鉛、黄色鉛、亜鉛黄、べんがら（赤色酸化鉄(III))、カドミウム赤、群青、紺青、酸化クロム緑、コバルト緑、アンバー、チタンブラック、合成鉄黒、カーボンブラック等を挙げることができる。
前記各顔料は、場合により、顔料粒子の表面をポリマーで改質して使用することができる。顔料粒子の表面を改質するためのポリマーとしては、例えば、特開平８−２５９８７６号公報等に記載されているポリマーや、市販の顔料分散用の各種のポリマーまたはオリゴマーを挙げることができる。
第一発明において、着色剤は、単独でまたは２種以上を混合して使用することができる。
さらに、第一発明における着色剤は、所望により、分散剤とともに使用することができる。このような分散剤としては、公知の分散剤が広く使用することができるが、その例としては、カチオン系、アニオン系、ノニオン系、両性、シリコーン系、フッ素系等の界面活性剤を挙げることができる。
前記界面活性剤の具体例としては、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル等のポリオキシエチレンアルキルエーテル類；ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル等のポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル類；ポリエチレングリコールジラウレート、ポリエチレングリコールジステアレート等のポリエチレングリコールジエステル類；ソルビタン脂肪酸エステル類；脂肪酸変性ポリエステル類；３級アミン変性ポリウレタン類；ポリエチレンイミン類等を挙げることができ、また商品名では、例えば、ＫＰ（信越化学工業（株）製）、ポリフロー（共栄社油脂化学工業（株）製）、エフトップ（トーケムプロダクツ（株）製）、メガファック（大日本インキ化学工業（株）製）、フロラード（住友スリーエム（株）製）、アサヒガード、サーフロン（以上、旭硝子（株）製）、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ（ビックケミー・ジャパン（株）製）、ソルスパース（ゼネカ（株）製）等を挙げることができる。
これらの界面活性剤は、単独でまたは２種以上を混合して使用することができる。
界面活性剤の使用量は、着色剤１００重量部に対して、通常、５０重量部以下、好ましくは３０重量部以下である。
【００１０】
（Ｂ）アルカリ可溶性樹脂
第一発明における（Ｂ）アルカリ可溶性樹脂としては、（Ａ）着色剤に対してバインダーとして作用し、かつカラーフィルターを製造する際に、その現像処理工程において用いられる現像液、特に好ましくはアルカリ現像液に可溶性を有するものであれば、特に限定されるものではないが、カルボキシル基を有するアルカリ可溶性樹脂が好ましく、特に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、単に「カルボキシル基含有不飽和単量体」という。）と他の共重合可能なエチレン性不飽和単量体（以下、単に「他の不飽和単量体」という。）との共重合体（以下、単に「カルボキシル基含有共重合体」という。）が好ましい。
カルボキシル基含有不飽和単量体としては、例えば、
アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、α−クロルアクリル酸、けい皮酸等の不飽和モノカルボン酸類；
マレイン酸、無水マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、無水イタコン酸、シトラコン酸、無水シトラコン酸、メサコン酸等の不飽和ジカルボン酸（無水物）類；
３価以上の不飽和多価カルボン酸（無水物）類；
こはく酸モノ（２−アクリロイロキシエチル）、こはく酸モノ（２−メタクリロイロキシエチル）、フタル酸モノ（２−アクリロイロキシエチル）、フタル酸モノ（２−メタクリロイロキシエチル）等の非重合性ジカルボン酸のモノ（２−アクリロイロキシエチル）エステルまたはモノ（２−アクリロイロキシエチル）エステル類；
ω−カルボキシ−ポリカプロラクトンモノアクリレート、ω−カルボキシ−ポリカプロラクトンモノメタクリレート
等を挙げることができる。
これらのカルボキシル基含有エチレン性不飽和単量体は、単独でまたは２種以上を混合して使用することができる。
【００１１】
カルボキシル基含有共重合体におけるカルボキシル基含有不飽和単量体の共重合割合は、通常、５〜５０重量％、好ましくは１０〜４０重量％である。この場合、カルボキシル基含有不飽和単量体の共重合割合が５重量％未満では、得られる感放射線性組成物のアルカリ現像液に対する溶解性が低下する傾向があり、一方５０重量％を超えると、得られる感放射線性組成物のアルカリ現像液に対する溶解性が過大となり、当該アルカリ現像液による現像時に、形成された画素が基板から脱落しやすくなったり、また画素表面の膜荒れを生じやすくなったりする傾向がある。
【００１２】
また、他の不飽和単量体としては、例えば、
スチレン、α−メチルスチレン、ｏ−ビニルトルエン、ｍ−ビニルトルエン、ｐ−ビニルトルエン、ｐ−クロルスチレン、ｏ−メトキシスチレン、ｍ−メトキシスチレン、ｐ−メトキシスチレン、ｐ−ビニルベンジルメチルエーテル等の芳香族ビニル化合物；
インデン、１−メチルインデン等のインデン類；
メチルアクリレート、メチルメタクリレート、エチルアクリレート、エチルメタクリレート、ｎ−プロピルアクリレート、ｎ−プロピルメタクリレート、ｉ−プロピルアクリレート、ｉ−プロピルメタクリレート、ｎ−ブチルアクリレート、ｎ−ブチルメタクリレート、ｉ−ブチルアクリレート、ｉ−ブチルメタクリレート、ｓｅｃ−ブチルアクリレート、ｓｅｃ−ブチルメタクリレート、ｔ−ブチルアクリレート、ｔ−ブチルメタクリレート、２−ヒドロキシエチルアクリレート、２−ヒドロキシエチルメタクリレート、２−ヒドロキシプロピルアクリレート、２−ヒドロキシプロピルメタクリレート、３−ヒドロキシプロピルアクリレート、３−ヒドロキシプロピルメタクリレート、２−ヒドロキシブチルアクリレート、２−ヒドロキシブチルメタクリレート、３−ヒドロキシブチルアクリレート、３−ヒドロキシブチルメタクリレート、４−ヒドロキシブチルアクリレート、４−ヒドロキシブチルメタクリレート、アリルアクリレート、アリルメタクリレート、ベンジルアクリレート、ベンジルメタクリレート、フェニルアクリレート、フェニルメタクリレート、メトキシジエチレングリコールアクリレート、メトキシジエチレングリコールメタクリレート、メトキシトリエチレングリコールアクリレート、メトキシトリエチレングリコールメタクリレート、メトキシジプロピレングリコールアクリレート、メトキシジプロピレングリコールメタクリレート、グリセロールモノアクリレート、グリセロールモノメタクリレート等の不飽和カルボン酸エステル類；
２−アミノエチルアクリレート、２−アミノエチルメタクリレート、２−ジメチルアミノエチルアクリレート、２−ジメチルアミノエチルメタクリレート、２−アミノプロピルアクリレート、２−アミノプロピルメタクリレート、２−ジメチルアミノプロピルアクリレート、２−ジメチルアミノプロピルメタクリレート、３−アミノプロピルアクリレート、３−アミノプロピルメタクリレート、３−ジメチルアミノプロピルアクリレート、３−ジメチルアミノプロピルメタクリレート等の不飽和カルボン酸アミノアルキルエステル類；
酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル、安息香酸ビニル等のカルボン酸ビニルエステル類；
ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル等の不飽和エーテル類；
アクリロニトリル、メタクリロニトリル、α−クロロアクリロニトリル、シアン化ビニリデン等のシアン化ビニル化合物；
アクリルアミド、メタクリルアミド、α−クロロアクリルアミド、Ｎ−２−ヒドロキシエチルアクリルアミド、Ｎ−２−ヒドロキシエチルメタクリルアミド、Ｎ−メチロールアクリルアミド、Ｎ−メチロールメタクリルアミド等の不飽和アミド類；
Ｎ−シクロヘキシルマレイミド、Ｎ−フェニルマレイミド、Ｎ−ｏ−ヒドロキシフェニルマレイミド、Ｎ−ｍ−ヒドロキシフェニルマレイミド、Ｎ−ｐ−ヒドロキシフェニルマレイミド、Ｎ−ｏ−メチルフェニルマレイミド、Ｎ−ｍ−メチルフェニルマレイミド、Ｎ−ｐ−メチルフェニルマレイミド、Ｎ−ｏ−メトキシフェニルマレイミド、Ｎ−ｍ−メトキシフェニルマレイミド、Ｎ−ｐ−メトキシフェニルマレイミド等の不飽和Ｎ−置換マレイミド類；
１，３−ブタジエン、イソプレン、クロロプレン等の脂肪族共役ジエン類；
ポリスチレン、ポリメチルアクリレート、ポリメチルメタクリレート、ポリ−ｎ−ブチルアクリレート、ポリ−ｎ−ブチルメタクリレート、ポリシロキサン等の重合体分子鎖末端にモノアクリロイル基あるいはモノメタクリロイル基を有するマクロモノマー類
等を挙げることができる。
これらの他の不飽和単量体は、単独でまたは２種以上を混合して使用することができる。
【００１３】
カルボキシル基含有共重合体としては、特に、▲１▼アクリル酸および／またはメタクリル酸を必須成分とし、場合により、こはく酸モノ（２−アクリロイロキシエチル）および／またはこはく酸モノ（２−メタクリロイロキシエチル）を含有するカルボキシル基含有不飽和単量体と、▲２▼スチレン、メチルアクリレート、メチルメタクリレート、２−ヒドロキシエチルアクリレート、２−ヒドロキシエチルメタクリレート、ベンジルアクリレート、ベンジルメタクリレート、フェニルアクリレート、フェニルメタクリレート、グリセリルモノアクリレート、グリセリルモノメタクリレート、Ｎ−フェニルマレイミド、ポリスチレンマクロモノマーおよびポリメチルメタクリレートマクロモノマーの群から選ばれる少なくとも１種との共重合体（以下、「カルボキシル基含有共重合体（Ｉ）」という。）が好ましい。
【００１４】
カルボキシル基含有共重合体（Ｉ）の具体例としては、
（メタ）アクリル酸／ベンジル（メタ）アクリレート共重合体、
（メタ）アクリル酸／２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート／ベンジル（メタ）アクリレート共重合体、
（メタ）アクリル酸／ベンジル（メタ）アクリレート／ポリスチレンマクロモノマー共重合体、
（メタ）アクリル酸／ベンジル（メタ）アクリレート／ポリメチル（メタ）アクリレートマクロモノマー共重合体、
（メタ）アクリル酸／２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート／ベンジル（メタ）アクリレート／ポリスチレンマクロモノマー共重合体、
（メタ）アクリル酸／２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート／ベンジル（メタ）アクリレート／ポリメチル（メタ）アクリレートマクロモノマー共重合体、
（メタ）アクリル酸／スチレン／ベンジル（メタ）クリレート／Ｎ−フェニルマレイミド共重合体、
（メタ）クリル酸／こはく酸モノ［２−（メタ）アクリロイロキシエチル］／スチレン／ベンジル（メタ）アクリレート／Ｎ−フェニルマレイミド共重合体、
メタクリル酸／こはく酸モノ［２−（メタ）アクリロイロキシエチル］／スチレン／アリル（メタ）アクリレート／Ｎ−フェニルマレイミド共重合体
（メタ）アクリル酸／スチレン／ベンジル（メタ）アクリレート／グリセロールモノ（メタ）アクリレート／Ｎ−フェニルマレイミド共重合体、
（メタ）アクリル酸／スチレン／ベンジル（メタ）アクリレート／グリセロールモノ（メタ）アクリレート／ω−カルボキシ−ポリカプロラクトンモノアクリレート／Ｎ−フェニルマレイミド共重合体、
（メタ）アクリル酸／スチレン／ベンジル（メタ）アクリレート／こはく酸モノ［２−（メタ）アクリロイロキシエチル］／Ｎ−フェニルマレイミド共重合体
等を挙げることができる。
第一発明におけるアルカリ可溶性樹脂のゲルパーミエーションクロマトグラフィ（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重量平均分子量（以下、「Ｍｗ」という。）は、好ましくは３，０００〜３００，０００、さらに好ましくは５，０００〜１００，０００である。
また、第一発明におけるアルカリ可溶性樹脂のゲルパーミエーションクロマトグラフィ（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数平均分子量（以下、「Ｍｎ」という。）は、好ましくは３，０００〜６０，０００、さらに好ましくは５，０００〜２５，０００である。
また、第一発明におけるアルカリ可溶性樹脂のＭｗとＭｎの比（ Ｍｗ／Ｍｎ）は、通常、１〜５、好ましくは１〜４である。
このような特定のＭｗあるいはＭｎを有するアルカリ可溶性樹脂を使用することにより、現像性に優れた感放射線性組成物が得られ、それにより、シャープなパターンエッジを有する画素アレイを形成することができるとともに、現像処理時に基板上の画素を形成する部分以外の領域における地汚れ、膜残り等が発生し難いものとなる。
第一発明において、アルカリ可溶性樹脂は、単独でまたは２種以上を混合して使用することができる。
【００１５】
第一発明におけるアルカリ可溶性樹脂の使用量は、（Ａ）着色剤１００重量部に対して、通常、１０〜１０００重量部、好ましくは２０〜５００重量部である。この場合、アルカリ可溶性樹脂の使用量が１０重量部未満では、例えば、アルカリ現像性が低下したり、未露光部の基板上あるいは遮光層上に地汚れや膜残りが発生するおそれがあり、一方１０００重量部を超えると、相対的に着色剤濃度が低下するため、薄膜として目的とする色濃度を達成することが困難となる場合がある。
【００１６】
（Ｃ）多官能性単量体
第一発明における多官能性単量体は、重合可能なエチレン性不飽和結合を２個以上有し、後述の（Ｄ）光ラジカル発生剤に放射線を照射したとき発生するラジカル種によって重合しうる単量体からなる。
このような多官能性単量体としては、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール等のアルキレングリコールのジアクリレートまたはジメタクリレート類；ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等のポリアルキレングリコールのジアクリレートまたはジメタクリレート類；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等の３価以上の多価アルコールのポリアクリレートまたはポリメタクリレート類や、それらのジカルボン酸変性物；ポリエステル、ウレタン樹脂、アルキド樹脂、シリコーン樹脂、スピラン樹脂等のオリゴアクリレートまたはオリゴメタクリレート類；両末端ヒドロキシポリ−１，３−ブタジエン、両末端ヒドロキシポリイソプレン、両末端ヒドロキシポリカプロラクトン等の両末端ヒドロキシル化重合体のジアクリレートまたはジメタクリレート類のほか、トリスアクリロイルオキシエチルフォスフェート、トリスメタクリロイルオキシエチルフォスフェート等を挙げることができる。
【００１７】
これらの多官能性単量体のうち、３価以上の多価アルコールのポリアクリレートまたはポリメタクリレート類が好ましく、具体的には、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールトリメタクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ペンタエリスリトールテトラメタクリレート、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ペンタメタクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサメタクリレート、こはく酸変性ペンタエリスリトールトリアクリレート、こはく酸変性ペンタエリスリトールトリメタクリレート等を挙げることができ、特に、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、画素強度が高く、画素表面の平滑性に優れ、かつ未露光部の基板上あるいは遮光層上に地汚れや膜残りが発生し難い点で好ましい。
第一発明において、多官能性単量体は、単独でまたは２種以上を混合して使用することができる。
第一発明における多官能性単量体の使用量は、（Ｂ）アルカリ可溶性樹脂１００重量部に対して、通常、５〜５００重量部、好ましくは２０〜３００重量部である。この場合、多官能性単量体の使用量が５重量部未満では、得られる画素の強度あるいは表面平滑性が低下する傾向があり、一方５００重量部を超えると、例えば、アルカリ現像性が低下したり、未露光部の基板上あるいは遮光層上に地汚れや膜残りが発生しやすくなる傾向がある。
【００１８】
また第一発明においては、前記多官能性単量体と共に、必要に応じて、単官能性単量体を併用することができる。
このような単官能性単量体としては、例えば、前記カルボキシル基含有共重合体について例示したカルボキシル基含有不飽和単量体および共重合性不飽和単量体、アクリロイルモルフォリン、メタクリロイルモルフォリン、Ｎ−ビニルピロリドン、 Ｎ−ビニル−e−カプロラクタム等のほか、市販品としてＭ−５３００、Ｍ−５４００、Ｍ−５６００（東亞合成（株）製）等を挙げることができる。
これらの単官能性単量体は、単独でまたは２種以上を混合して使用することができる。
単官能性単量体の使用割合は、多官能性単量体と単官能性単量体との合計に対して、通常、９０重量％以下、好ましくは５０以下重量％である。この場合、単官能性単量体の使用割合が９０重量％を超えると、得られる画素の強度あるいは表面平滑性が低下する傾向がある。
【００１９】
（Ｄ）光ラジカル発生剤
第一発明における光ラジカル発生剤とは、可視光線、紫外線、遠紫外線、電子線、Ｘ線等の放射線の照射より、前記（Ｃ）多官能性単量体の重合を開始しうるラジカル種を発生することができる化合物である。
このような光ラジカル発生剤としては、例えば、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、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、キサントン系化合物、ジアゾ系化合物等を挙げることができる。
第一発明において、光ラジカル発生剤は、単独でまたは２種以上を混合して使用することができる。第一発明における光ラジカル発生剤としては、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等が好ましい。
【００２０】
第一発明における光ラジカル発生剤の一般的な使用量は、（Ｃ）多官能性単量体と場合により使用される単官能性単量体との合計１００重量部に対して、通常、０．０１〜８０重量部、好ましくは１〜６０重量部である。この場合、光ラジカル発生剤の使用量が０．０１重量部未満では、露光による硬化が不十分となり、画素パターンが所定の配列に従って配置された画素アレイを得ることが困難となるおそれがあり、一方８０重量部を超えると、形成された画素が現像時に基板から脱落しやすくなるおそれがある。
【００２１】
第一発明における好ましい光ラジカル発生剤のうち、アセトフェノン系化合物の具体例としては、
２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−オン、
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ノン−１、
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）ブタノン−１、
１−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン、
２，２−ジメトキシ−１，２−ジフェニルエタン−１−オン
等を挙げることができる。
【００２２】
これらのアセトフェノン系化合物のうち、特に、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）ブタノン−１が好ましい。
前記アセトフェノン系化合物は、単独で、または２種以上を混合して使用することができる。
【００２３】
第一発明において、光ラジカル発生剤としてアセトフェノン系化合物を使用する場合の使用量は、（Ｃ）多官能性単量体と場合により使用される単官能性単量体の合計１００重量部に対して、通常、０．０１〜８０重量部、好ましくは１〜６０重量部、さらに好ましくは１〜３０重量部である。この場合、アセトフェノン系化合物の使用量が０．０１重量部未満では、露光による硬化が不十分となり、画素パターンが所定の配列に従って配置された画素アレイを得ることが困難となるおそれがあり、一方８０重量部を超えると、形成された画素が現像時に基板から脱落しやすくなる傾向がある。
【００２４】
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’−テトラキス（４−エトキシカルボニルフェニル）−１，２’−ビイミダゾール、
２，２’−ビス（２−ブロモフェニル）−４，４’，５，５’−テトラキス（４−エトキシカルボニルフェニル）−１，２’−ビイミダゾール、
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、
２，２’−ビス（２−ブロモフェニル）−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−ジブロモフェニル）−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−トリブロモフェニル）−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。
【００２５】
これらのビイミダゾール系化合物のうち、好ましい化合物は
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
であり、特に好ましい化合物としては
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’−ビイミダゾールである。
これらのビイミダゾール系化合物は、溶剤に対する溶解性に優れ、未溶解物、析出物等の異物を生じることがなく、しかも感度が高く、少ないエネルギー量の露光により硬化反応を十分進行させるとともに、コントラストが高く、未露光部で硬化反応が生じることがないため、露光後の塗膜は、現像液に対して不溶性の硬化部分と、現像液に対して高い溶解性を有する未硬化部分とに明確に区分され、これにより、アンダーカットのない画素パターンが所定の配列に従って配置された高精細な画素アレイを形成することができる。
前記ビイミダゾール系化合物は、単独でまたは２種以上を混合して使用することができる。
【００２６】
第一発明において、光重合開始剤としてビイミダゾール系化合物を使用する場合の使用量は、（Ｃ）多官能性単量体と場合により使用される単官能性単量体の合計１００重量部に対して、通常、０．０１〜４０重量部、好ましくは１〜３０重量部、さらに好ましくは１〜２０重量部である。この場合、ビイミダゾール系化合物の使用量が０．０１重量部未満では、露光による硬化が不十分となり、画素パターンが所定の配列に従って配置された画素アレイを得ることが困難となるおそれがあり、一方４０重量部を超えると、現像する際に、形成された画素の基板から脱落や画素表面の膜あれを来しやすくなる傾向がある。
【００２７】
水素供与体
第一発明においては、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、下記する水素供与体を併用することが、感度をさらに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。
【００２８】
第一発明における水素供与体としては、下記で定義するメルカプタン系化合物、下記で定義するアミン系化合物等が好ましい。
前記メルカプタン系化合物は、ベンゼン環あるいは複素環を母核とし、該母核に直接結合したメルカプト基を１個以上、好ましくは１〜３個、さらに好ましくは１〜２個有する化合物（以下「メルカプタン系水素供与体」という。）からなる。
前記アミン系化合物は、ベンゼン環あるいは複素環を母核とし、該母核に直接結合したアミノ基を１個以上、好ましくは１〜３個、さらに好ましくは１〜２個有する化合物（以下「アミン系化合物」という。）からなる。
なお、これらの水素供与体は、メルカプト基とアミノ基とを同時に有することもできる。
【００２９】
以下、これらの水素供与体について、より具体的に説明する。
メルカプタン系水素供与体は、ベンゼン環あるいは複素環をそれぞれ１個以上有することができ、またベンゼン環と複素環との両者を有することができ、これらの環を２個以上有する場合、縮合環を形成しても形成しなくてもよい。
また、メルカプタン系水素供与体は、メルカプト基を２個以上有する場合、少なくとも１個の遊離メルカプト基が残存する限りでは、残りのメルカプト基の１個以上がアルキル、アラルキルまたはアリール基で置換されていてもよく、さらには少なくとも１個の遊離メルカプト基が残存する限りでは、２個の硫黄原子がアルキレン基等の２価の有機基を介在して結合した構造単位、あるいは２個の硫黄原子がジスルフィドの形で結合した構造単位を有することができる。
さらにメルカプタン系水素供与体は、メルカプト基以外の箇所で、カルボキシル基、アルコキシカルボニル基、置換アルコキシカルボニル基、フェノキシカルボニル基、置換フェノキシカルボニル基、ニトリル基等によって置換されていてもよい。
【００３０】
このようなメルカプタン系水素供与体の具体例としては、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、２−メルカプトベンゾイミダゾール、２，５−ジメルカプト−１，３，４−チアジアゾール、２−メルカプト−２，５−ジメチルアミノピリジン等が挙げることができる。
これらのメルカプタン系水素供与体のうち、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が好ましく、特に２−メルカプトベンゾチアゾールが好ましい。
【００３１】
次に、アミン系水素供与体は、ベンゼン環あるいは複素環をそれぞれ１個以上有することができ、またベンゼン環と複素環との両者を有することができ、これらの環を２個以上有する場合、縮合環を形成しても形成しなくてもよい。
また、アミン系水素供与体は、アミノ基を１個以上がアルキル基または置換アルキル基で置換されてもよく、またアミノ基以外の箇所で、カルボキシル基、アルコキシカルボニル基、置換アルコキシカルボニル基、フェノキシカルボニル基、置換フェノキシカルボニル基、ニトリル基等によって置換されていてもよい。
【００３２】
このようなアミン系水素供与体の具体例としては、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、エチル−４−ジメチルアミノベンゾエート、４−ジメチルアミノ安息香酸、４−ジメチルアミノベンゾニトリル等が挙げることができる。
これらのアミン系水素供与体のうち、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）ベンゾフェノンが好ましく、特に４、４’−ビス（ジエチルアミノ）ベンゾフェノンが好ましい。
【００３３】
第一発明において、水素供与体は、単独でまたは２種以上を混合して使用することができるが、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、形成された画素が現像時に基板から脱落し難く、また画素強度および感度も高い点で好ましい。
メルカプタン系水素供与体とアミン系水素供与体との好ましい組み合わせの具体例としては、２−メルカプトベンゾチアゾール／４、４’−ビス（ジメチルアミノ）ベンゾフェノン、２−メルカプトベンゾチアゾール／４、４’−ビス（ジエチルアミノ）ベンゾフェノン、２−メルカプトベンゾオキサゾール／４、４’−ビス（ジメチルアミノ）ベンゾフェノン、２−メルカプトベンゾオキサゾール／４、４’−ビス（ジエチルアミノ）ベンゾフェノン等を挙げることができ、さらに好ましい組み合わせは、２−メルカプトベンゾチアゾール／４、４’−ビス（ジエチルアミノ）ベンゾフェノン、２−メルカプトベンゾオキサゾール／４、４’−ビス（ジエチルアミノ）ベンゾフェノンであり、特に好ましい組み合わせは、２−メルカプトベンゾチアゾール／４、４’−ビス（ジエチルアミノ）ベンゾフェノンである。
メルカプタン系水素供与体とアミン系水素供与体との組み合わせにおけるメルカプタン系水素供与体とアミン系水素供与体との重量比は、通常、１：１〜１：４、好ましくは１：１〜１：３である。
【００３４】
第一発明において水素供与体をビイミダゾール系化合物と併用する場合の使用量は、（Ｃ）多官能性単量体と場合により使用される単官能性単量体の合計１００重量部に対して、通常、０．０１〜４０重量部、好ましくは１〜３０重量部、さらに好ましくは１〜２０重量部である。この場合、水素供与体の使用量が０．０１重量部未満であると、感度の改良効果が低下する傾向があり、一方４０重量部を超えると、形成された画素が現像時に基板から脱落しやすくなる傾向がある。
【００３５】
また、トリアジン系化合物の具体例としては、
２，４，６−トリス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、
２−メチル−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、
２−［２−（５−メチルフラン−２−イル）エテニル］−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン
２−［２−（フラン−２−イル）エテニル］−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン
２−［２−（４−ジエチルアミノ−２−メチルフェニル）エテニル］−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン
２−［２−（３，４−ジメトキシフェニル）エテニル］−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン
２−（４−メトキシフェニル）−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン
２−（４−エトキシスチリル）−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン
２−（４−ｎ−ブトキシフェニル）−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン
下記構造式１で表される化合物（以下、「トリアジン化合物（１）」という）。
【００３６】
【化１３】
下記構造式２で表される化合物（以下、「トリアジン化合物（２）」という）。
【化１４】
等のハロメチル基を有するトリアジン系化合物
を挙げることができる。
【００３９】
これらのトリアジン系化合物のうち、
２−［２−（３，４−ジメトキシフェニル）エテニル］−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、
トリアジン化合物（１）、トリアジン化合物（２）等が好ましい。
前記トリアジン系化合物は、単独でまたは２種以上を混合して使用することができる。
【００４０】
第一発明における光重合開始剤としてトリアジン系化合物を使用する場合の使用量は、（Ｃ）多官能性単量体と場合により使用される単官能性単量体との合計１００重量部に対して、通常、０．０１〜４０重量部、好ましくは１〜３０重量部、さらに好ましくは１〜２０重量部である。この場合、トリアジン系化合物の使用量が０．０１重量部未満では、露光による硬化が不十分となり、画素パターンが所定の配列に従って配置された画素アレイを得ることが困難となるおそれがあり、一方４０重量部を超えると、形成された画素が現像時に基板から脱落しやすくなる傾向がある。
【００４１】
（Ｅ）光カチオン発生剤
第一発明における光カチオン発生剤は、放射線照射により活性カチオン種を発生し、後述の（Ｆ）カチオン反応性化合物を硬化させる作用を有するものである。
そのような（Ｅ）光カチオン発生剤としては、波長１９０〜４５０ｎｍの領域において最大モル吸光係数が１００以上であり、好ましくは１０００以上、特に好ましくは２０００以上であるものがよい。波長１９０〜４５０ｎｍの領域でモル吸光係数が１００未満の場合、硬化が不十分であったり、あるいは硬化速度が遅くなるという問題が生じる場合がある。
【００４２】
第１発明で使用される（Ｅ）光カチオン発生剤としては、オニウム塩が挙げられる。オニウム塩としてはスルホニウム塩類、オキソニウム塩類、ヨードニウム塩類、ホスホニウム塩類等が使用できるが、反応性の点から、スルホニウム塩類が好ましい。
上記スルホニウム塩としては、チオキサントン構造を有するスルホニウム塩、アンスラキノン構造を有するスルホニウム塩、アクリドン構造を有するスルホニウム塩等が好ましく用いられる。
チオキサントン構造を有するスルホニウム塩として、例えば下記の一般式（３）
【００４３】
【化１５】
【００４４】
またアンスラキノン構造を有するスルホニウム塩としては例えば下記の一般式（４）
【００４５】
【化１６】
【００４６】
更にアクリドン構造を有するスルホニウム塩としては例えば下記の一般式（５）
【００４７】
【化１７】
【００４８】
これらのスルホニウム塩のうち、ビス（４−フルオロフェニル）−２−iso−プロピルチオキサントンスルホニウムヘキサフルオロホスフェート、ビス（４−フルオロフェニル）−２−iso−プロピルチオキサントンスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、ビス（４−ヒドロキシエチルオキシフェニル）−２−iso−プロピルチオキサントンスルホニウムヘキサフルオロホスフェート、ビス（４−フルオロフェニル）−２−クロロチオキサントンスルホニウムヘキサフルオロホスフェート、ビス（４−フルオロフェニル）−２−クロロチオキサントンスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート等が好ましく用いられる。
【００４９】
第一発明の（Ｅ）光カチオン発生剤は、１種単独であるいは２種以上のものを組み合わせて使用することができる。
第一発明における（Ｅ）光カチオン発生剤の使用量は、後述する（Ｆ）カチオン反応性化合物１００重量部あたり、通常１〜４０重量部、好ましくは５〜３０重量部である。この範囲の使用において、良好な硬化特性が得られる。
【００５０】
（Ｆ）カチオン反応性化合物
第一発明におけるカチオン反応性化合物は、前期（Ｅ）光カチオン発生剤に放射線を照射した際発生する活性カチオン種によって、重合または架橋反応を起こし、感放射線性組成物の硬化反応を促進する作用を奏する成分である。
カチオン反応性化合物は、低分子化合物でも高分子化合物でもよいが、エポキシ基含有化合物類、オキソラン類、環状アセタール類、環状ラクトン類、チイラン類、チエタン類、ビニルエーテル類、スピロオルソエステル類等が好適に用いられ、このうちでも、反応性の点からエポキシ基含有化合物が好ましい。
上記エポキシ基含有化合物の具体例としては、
ビスフェノールＡ系エポキシ樹脂、水素化ビスフェノールＡ系エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ系エポキシ樹脂、水素化ビスフェノールＦ系エポキシ樹脂、ビスフェノールＳ系エポキシ樹脂、水素化ビスフェノールＳ系エポキシ樹脂、ビスフェノールＡＤ系エポキシ樹脂、水素化ビスフェノールＡＤ系エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂、環式脂肪族系エポキシ樹脂、複素環式エポキシ樹脂、グリシジルエステル系樹脂、グリシジルアミン系樹脂、エポキシ化油、エポキシノボラック樹脂等のエポキシ樹脂およびその臭素化物；
トリス（グリシジルフェニル）メタン、トリグリシジルイソシアヌレート等のエポキシ基含有化合物；
３，４−エポキシシクロヘキシルメチル−３’，４’−エポキシシクロヘキサンカルボキシレート、
２−（３，４−エポキシシクロヘキシル−５，５−スピロ−３，４−エポキシ）シクロヘキサン−メタ−ジオキサン、
ビス（３，４−エポキシシクロヘキシルメチル）アジペート、ビニルシクロヘキセンオキサイド、４−ビニルエポキシシクロヘキサン、
ビス（３，４−エポキシ−６−メチルシクロヘキシルメチル）アジペート、３，４−エポキシ−６−メチルシクロヘキシル−３’，４’−エポキシ−６’−メチルシクロヘキサンカルボキシレート、
メチレンビス（３，４−エポキシシクロヘキサン）、
ジシクロペンタジエンジエポキサイド、
エチレングリコールのジ（３，４−エポキシシクロヘキシルメチル）エーテル、エチレンビス（３，４−エポキシシクロヘキサンカルボキシレート）、
シクロヘキセンオキサイド、
エポキシ化テトラヒドロベンジルアルコール、
ラクトン変性３，４−エポキシシクロヘキシルメチル−３’，４’−エポキシシクロヘキサンカルボキシレート、
ラクトン変性エポキシ化テトラヒドロベンジルアルコール
等の脂環式エポキシ化合物類；
ビスフェノールＡジグリシジルエーテル、
ビスフェノールＦジグリシジルエーテル、
ビスフェノールＳジグリシジルエーテル、
ビスフェノールＡＤジグリシジルエーテル、
水素化ビスフェノールＡジグリシジルエーテル、
水素化ビスフェノールＦジグリシジルエーテル、
水素化ビスフェノールＳジグリシジルエーテル、
水素化ビスフェノールＡＤジグリシジルエーテル、
臭素化ビスフェノールＡジグリシジルエーテル、
臭素化ビスフェノールＦジグリシジルエーテル、
臭素化ビスフェノールＳジグリシジルエーテル、
臭素化ビスフェノールＡＤジグリシジルエーテル
等の芳香族系エポキシ化合物；
１，４−ブタンジオールジグリシジルエーテル、１，６−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、グリセリントリグリシジルエーテル、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル類等の多価アルコールのポリグリシジルエーテル類；脂肪族長鎖二塩基酸のジグリシジルエステル類；脂肪族高級アルコールのモノグリシジルエーテル類；フェノール、クレゾール、ブチルフェノールまたはこれらにアルキレンオキサイドを付加して得られるポリエーテルアルコールのモノグリシジルエーテル類；高級脂肪酸のグリシジルエステル類；エポキシ化大豆油、エポキシステアリン酸ブチル、エポキシステアリン酸オクチル、エポキシ化アマニ油などを挙げることができる。
上記のうち、カラーフィルタの硬度が高く、かつ感放射線性組成物の現像性に対する悪影響が少ない点でエポキシ樹脂が好ましく、特に、ビスフェニルＡ系エポキシ樹脂、水素化ビスフェノールＡ系エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂、環式脂肪族系エポキシ樹脂、グリシジルエステル系樹脂、グリシジルアミン系樹脂、トリス（グリシジルフェニル）メタン等のエポキシ基を２〜１００個有する化合物が好適に用いられる。
【００５１】
第一発明において、カチオン反応性化合物は、上記式（６）〜（８）、上記式（１０）、上記式（１２）および上記式（１３）で表される化合物よりなる群から選ばれる少なくとも１種を含有するものである。
【００６０】
式（１０）または式（１３）で表される化合物はそれぞれ、ｊ、またはｍの値が異なる２種以上の化合物の混合物であることもできる。これらの化合物の市販品としては、エピコートＥＰ１０３２Ｈ６０、同１５７Ｓ７０（以上、油化シェルエポキシ（株）製）、エポトートＹＨ−４３４（東都化成（株）製）等が挙げられる。第一発明において、（Ｆ）カチオン反応性化合物は、単独でまたは２種以上を混合して使用することができる。本発明における（Ｆ）カチオン反応性化合物の使用量は、（Ｂ）アルカリ可溶性樹脂１００重量部に対して、通常、１〜８０重量部、好ましくは５〜４０重量部である。この場合、（Ｆ）カチオン反応性化合物の使用量が１重量部未満では、本発明における画素硬度の改善効果が低下する傾向があり、一方８０重量部を超えると、画素が形成される部分以外の領域で、地汚れや膜残りを生じやすくなる傾向がある。
【００６１】
第二発明は、（Ａ）着色剤、（Ｂ’）カチオン反応性アルカリ可溶性樹脂、（Ｃ）多官能性単量体、（Ｄ）光ラジカル発生剤、および（Ｅ）光カチオン発生剤を含有することを特徴とするカラーフィルタ用感放射線性組成物である。
第二発明は、第一発明における（Ｂ）アルカリ可溶性樹脂にカチオン反応性を付与することにより、（Ｆ）カチオン反応性化合物の機能を合わせ持たせたものである。したがって、第二発明の感放射線性組成物において、（Ｂ’）カチオン反応性アルカリ可溶性樹脂を使用する限り、（Ｆ）カチオン反応性化合物の添加は必須ではない。
【００６２】
第二発明において、（Ａ）着色剤、 （Ｃ）多官能性モノマー、（Ｄ）光ラジカル発生剤、および（Ｅ）光カチオン発生剤は、第一発明と同一のものが使用できる。
第二発明における（Ｂ’）カチオン反応性アルカリ可溶性樹脂について詳細に説明する。
【００６３】
（Ｂ’）カチオン反応性アルカリ可溶性樹脂
第二発明における（Ｂ’）カチオン反応性アルカリ可溶性樹脂としては、（Ａ）着色剤に対してバインダーとして作用し、かつカラーフィルターを製造する際に、その現像処理工程において用いられる現像液、特に好ましくはアルカリ現像液に可溶性を有し、かつ、（Ｅ）光カチオン発生剤に放射線を照射した際発生する活性カチオン種によって、架橋反応を起こし、感放射線性組成物の硬化反応を促進する作用を合わせ持つ成分である。特に限定されるものではないが、カルボキシル基とカチオン反応性基を有するアルカリ可溶性樹脂が好ましく、特に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、単に「カルボキシル基含有不飽和単量体」という。）とカチオン反応性基を有するエチレン性不飽和単量体（以下、単に「カチオン反応性基含有不飽和単量体」という。）を必須とし、必要に応じて他の共重合可能なエチレン性不飽和単量体（以下、単に「他の不飽和単量体」という。）との共重合体（以下、単に「カルボキシル基含有カチオン反応性共重合体」という。）が好ましい。
【００６４】
カルボキシル基含有不飽和単量体は、第一発明と同じものが使用できる。
カルボキシル基含有カチオン反応性共重合体におけるカルボキシル基含有不飽和単量体の共重合割合は、通常、５〜５０重量％、好ましくは１０〜４０重量％である。この場合、カルボキシル基含有不飽和単量の共重合割合が５重量％未満では、得られる感放射線性組成物のアルカリ現像液に対する溶解性が低下する傾向があり、一方５０重量％を超えると、得られる感放射線性組成物のアルカリ現像液に対する溶解性が過大となり、当該アルカリ現像液による現像時に、形成された画素が基板から脱落しやすくなったり、また画素表面の膜荒れを生じやすくなったりする傾向がある。
【００６５】
カチオン反応性基含有不飽和単量体は、エポキシ構造、オキソラン構造、環状アセタール構造、環状ラクトン構造、チイラン構造、チエタン構造、ビニルエーテル構造、スピロオルソエステル構造等を分子内に含有するエチレン性不飽和単量体であり、このうちでも反応性の点からエポキシ構造含有エチレン性不飽和単量体が好ましい。
【００６６】
エポキシ構造含有エチレン性不飽和単量体としては、グリシジルアクリレート、グリシジルメタクリレート、メチルグリシジルアクリレート、メチルグリシジルメタクリレート、２、３−エポキシシクロヘキシルメチルアクリレート、２、３−エポキシシクロヘキシルメチルメタクリレート等の不飽和カルボン酸グリシジルエステル類；
アリルグリシジルエーテル、メタクリルグリシジルエーテル等の不飽和エーテル類；
ｏ−ビニルベンジルグリシジルエーテル、 ｍ−ビニルベンジルグリシジルエーテル、 ｐ−ビニルベンジルグリシジルエーテル等が挙げられる。
【００６７】
カルボキシル基含有カチオン反応性共重合体におけるカチオン反応性基含有不飽和単量体の共重合割合は、通常、５〜５０重量％、好ましくは５〜４０重量％である。この場合、カチオン反応性基含有不飽和単量の共重合割合が５重量％未満では、得られる感放射線性組成物の硬化促進効果が十分ではなく、一方５０重量％を超えると、得られる感放射線性組成物のアルカリ現像液による現像性に悪影響し、画素以外の部分の地汚れや膜残りを生じやすくなったりする傾向がある。
【００６８】
カルボキシル基含有カチオン反応性共重合体において、必要に応じて使用される他の不飽和単量体は、第一発明と同じものが使用できる。
【００６９】
カルボキシル基含有カチオン反応性共重合体としては、とくに、▲１▼アクリル酸および／またはメタクリル酸を必須成分とし、場合により、こはく酸モノ（２−アクリロイロキシエチル）および／またはこはく酸モノ（２−メタクリロイロキシエチル）を含有するカルボキシル基含有不飽和単量体と、▲２▼グリシジル（メタ）アクリレート、メチルグリシジル（メタ）アクリレート、２、３−エポキシシクロヘキシルメチル（メタ）アクリレート、ｐ−ビニルベンジルグリシジルエーテルの群から選ばれる少なくとも１種と、▲３▼スチレン、メチルアクリレート、メチルメタクリレート、２−ヒドロキシエチルアクリレート、２−ヒドロキシエチルメタクリレート、ベンジルアクリレート、ベンジルメタクリレート、フェニルアクリレート、フェニルメタクリレート、グリセリルモノアクリレート、グリセリルモノメタクリレート、Ｎ−フェニルマレイミド、ポリスチレンマクロモノマーおよびポリメチルメタクリレートマクロモノマーの群から選ばれる少なくとも１種との共重合体の共重合体（以下、「カルボキシル基含有カチオン反応性共重合体（Ｉ）」という。）が好ましい。
【００７０】
カルボキシル基含有カチオン反応性共重合体（Ｉ）の具体例としては、
（メタ）アクリル酸／グリシジル（メタ）アクリレート／ベンジル（メタ）アクリレート共重合体、
（メタ）アクリル酸／グリシジル（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／ベンジル（メタ）アクリレート共重合体、
（メタ）アクリル酸／メチルグリシジル（メタ）アクリレート／ベンジル（メタ）アクリレート／ポリスチレンマクロモノマー共重合体、
（メタ）アクリル酸／２、３−エポキシシクロヘキシルメチル（メタ）アクリレート／ベンジル（メタ）アクリレート／ポリメチル（メタ）アクリレートマクロモノマー共重合体、
（メタ）アクリル酸／２、３−エポキシシクロヘキシルメチル（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／ベンジル（メタ）アクリレート／ポリスチレンマクロモノマー共重合体、
（メタ）アクリル酸／ｐ−ビニルベンジルグリシジルエーテル／２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート／ベンジル（メタ）アクリレート／ポリメチル（メタ）アクリレートマクロモノマー共重合体、
（メタ）アクリル酸／メチルグリシジル（メタ）アクリレート／スチレン／ベンジル（メタ）クリレート／Ｎ−フェニルマレイミド共重合体、
（メタ）クリル酸／ ｐ−ビニルベンジルグリシジルエーテル／ こはく酸モノ［２−（メタ）アクリロイロキシエチル］／スチレン／ベンジル（メタ）アクリレート／Ｎ−フェニルマレイミド共重合体、
（メタ）アクリル酸／グリシジル（メタ）アクリレート／こはく酸モノ［２−（メタ）アクリロイロキシエチル］／スチレン／アリル（メタ）アクリレート／Ｎ−フェニルマレイミド共重合体
（メタ）アクリル酸／メチルグリシジル（メタ）アクリレート／スチレン／ベンジル（メタ）アクリレート／グリセロールモノ（メタ）アクリレート／Ｎ−フェニルマレイミド共重合体
（メタ）アクリル酸／２、３−エポキシシクロヘキシルメチル（メタ）アクリレート／スチレン／ベンジル（メタ）アクリレート／グリセロールモノ（メタ）アクリレート／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／Ｎ−フェニルマレイミド共重合体
（メタ）アクリル酸／メチルグリシジル（メタ）アクリレート／スチレン／ベンジル（メタ）アクリレート／こはく酸モノ［２−（メタ）アクリロイロキシエチル］／Ｎ−フェニルマレイミド共重合体
等を挙げることができる。
カルボキシル基含有カチオン反応性共重合体（Ｉ）は単独で、また２種以上を混合して用いることができる。
【００７１】
また、第二発明において、前期（Ｂ’）カチオン反応性アルカリ可溶性樹脂とともに、必要において第一発明で記述した（Ｂ）アルカリ可溶性樹脂を併用することができる。
この場合、（Ｂ）アルカリ可溶性樹脂の使用割合は、（Ｂ）アルカリ可溶性樹脂と（Ｂ’）カチオン反応性アルカリ可溶性樹脂の合計に対して通常８０重量％以下、好ましくは６０重量％以下である。ここで（Ｂ）アルカリ可溶性樹脂の使用割合が８０重量％を越えると、十分な硬化促進効果が得られないことがある。
【００７２】
第二発明における（Ｅ）光カチオン発生剤の使用量は、前記（Ｂ’）カチオン反応性アルカリ可溶性樹脂１００重量部あたり、通常１〜３０重量部、好ましくは５〜２０重量部である。この範囲の使用において、良好な硬化特性が得られる。
【００７３】
第三発明は、（Ａ）着色剤、（Ｂ）アルカリ可溶性樹脂、（Ｃ’）３価以上の多価アルコールとアクリル酸またはメタクリル酸とを反応させ、１個以上の水酸基を有する多官能性単量体を合成した後、エポキシ構造含有ハロゲン化炭化水素類、またはエポキシ構造含有カルボン酸類とさらに反応させることによって得られるカチオン反応性多官能性単量体、（Ｄ）光ラジカル発生剤、および（Ｅ）光カチオン発生剤を含有することを特徴とするカラーフィルタ用感放射線性組成物である。第三発明は、第一発明における（Ｃ）多官能性単量体にカチオン反応性を付与することにより、（Ｆ）カチオン反応性化合物の機能を合わせ持たせたものである。したがって、第三発明の感放射線性組成物において、（Ｃ’）３価以上の多価アルコールとアクリル酸またはメタクリル酸とを反応させ、１個以上の水酸基を有する多官能性単量体を合成した後、エポキシ構造含有ハロゲン化炭化水素類、またはエポキシ構造含有カルボン酸類とさらに反応させることによって得られるカチオン反応性多官能性単量体を使用する限り、（Ｆ）カチオン反応性化合物の添加は必須ではない。
【００７４】
第三発明において、（Ａ）着色剤、 （Ｂ）アルカリ可溶性樹脂、（Ｄ）光ラジカル発生剤、および（Ｅ）光カチオン発生剤は、第一発明と同一のものが使用できる。
第三発明における（Ｃ’）カチオン反応性多官能性単量体について詳細に説明する。
【００７５】
（Ｃ’）カチオン反応性多官能性単量体
第三発明における（Ｃ’）カチオン反応性多官能性単量体は、重合可能なエチレン性不飽和結合を２個以上有し、かつ、カチオン反応性基をも含有し、（Ｄ）光ラジカル発生剤に放射線を照射したとき発生するラジカル種によって重合しうるとともに、（Ｅ）光カチオン発生剤に放射線を照射したときに発生するカチオン種によって感放射線性組成物の硬化促進作用をも具有する単量体からなる。
カチオン反応性基としては、エポキシ構造を有する基が好ましい。
【００７６】
第三発明において、カチオン反応性多官能性単量体は、３価以上の多価アルコールとアクリル酸またはメタクリル酸とを反応させ、１個以上の水酸基を有する多官能性単量体を合成した後、エピブロモヒドリンもしくはエピクロロヒドリン等のエポキシ構造含有ハロゲン化炭化水素類、またはエポキシプロピオン酸もしくはエポキシブタン酸等のエポキシ構造含有カルボン酸類とさらに反応させることによって得られる化合物を含有するものである。このような化合物のうち、前記３価以上の多価アルコールとして、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトールを用いることが反応性、入手性の面から好ましい。このような化合物の例として、下記一般式（１４）
【００７７】
【化１８】
【００７８】
（Ｃ’）カチオン反応性多官能性単量体の使用量は、（Ｂ）アルカリ可溶性樹脂１００重量部に対して、通常、５〜５００重量部、好ましくは２０〜３００重量部である。この範囲の使用量のとき、強度、硬度、表面平滑性のバランスに優れた画素が得られる。
【００７９】
また、第三発明においては、前期（Ｃ’）カチオン反応性多官能性単量体とともに、必要に応じて第一発明に記載の（Ｃ）多官能性単量体を併用することができる。
この場合、（Ｃ）多官能性単量体の使用割合は、（Ｃ’）カチオン反応性多官能性単量体と（Ｃ）多官能性単量体との合計に対し、通常、８０重量％以下、好ましくは６０重量％以下である。ここで、８０重量％を越えると、感放射性樹脂組成物の硬度向上効果が不十分である場合がある。
【００８０】
第三発明における（Ｅ）光カチオン発生剤の使用量は、前記（Ｃ’）カチオン反応性多官能性単量体１００重量部あたり、通常１〜３０重量部、好ましくは５〜２０重量部である。この範囲の使用において、良好な硬化特性が得られる。
【００８１】
他の添加剤
第一ないし第三発明のカラーフィルタ用感放射線性組成物は、さらに必要に応じて、種々の他の添加剤を含有することもできる。
前記他の添加剤としては、感放射線性組成物のアルカリ現像液に対する溶解性をより改善し、かつ現像処理後の未溶解物の残存をより少なくする作用を有する有機酸を挙げることができる。
このような有機酸としては、分子量が１０００以下である、脂肪族カルボン酸あるいはフェニル基含有カルボン酸が好ましい。
前記脂肪族カルボン酸の具体例としては、
ぎ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸、ピバル酸、カプロン酸、ジエチル酢酸、エナント酸、カプリル酸等のモノカルボン酸類；しゅう酸、マロン酸、こはく酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ブラシル酸、メチルマロン酸、エチルマロン酸、ジメチルマロン酸、メチルこはく酸、テトラメチルこはく酸、シクロヘキサンジカルボン酸、イタコン酸、シトラコン酸、マレイン酸、フマル酸、メサコン酸等のジカルボン酸類；トリカルバリル酸、アコニット酸、カンホロン酸等のトリカルボン酸類等を挙げることができる。
また、前記フェニル基含有カルボン酸としては、カルボキシル基が直接フェニル基に結合した芳香族カルボン酸や、カルボキシル基が炭素鎖を介してフェニル基に結合したカルボン酸等を挙げることができ、それらの具体例としては、安息香酸、トルイル酸、クミン酸、ヘメリト酸、メシチレン酸等の芳香族モノカルボン酸類；フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸等の芳香族ジカルボン酸類；
トリメリット酸、トリメシン酸、メロファン酸、ピロメリット酸等の３価以上の芳香族ポリカルボン酸類や、フェニル酢酸、ヒドロアトロパ酸、ヒドロけい皮酸、マンデル酸、フェニルこはく酸、アトロパ酸、けい皮酸、シンナミリデン酸、クマル酸、ウンベル酸等を挙げることができる。
【００８２】
これらの有機酸のうち、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、フタル酸等の脂肪族ジカルボン酸類および芳香族ジカルボン酸類が、アルカリ溶解性、後述する溶媒に対する溶解性、基板上の画素が形成される部分以外の領域での地汚れや膜残りの防止等の観点から好ましい。
前記有機酸は、単独でまたは２種以上を混合して使用することができる。
有機酸の使用量は、後述する溶媒を含む感放射線性組成物に対して、通常、１０重量％以下、好ましくは１０重量％以下、さらに好ましくは１重量％以下である。この場合、有機酸の使用量が１０重量％を超えると、形成された画素の基板に対する密着性が低下する傾向がある。
【００８３】
また、有機酸以外の添加剤としては、例えば、銅フタロシアニン誘導体等の青色顔料誘導体や黄色顔料誘導体等の分散助剤；ガラス、アルミナ等の充填剤；ポリビニルアルコール、ポリエチレングリコールモノアルキルエーテル類、ポリ（フロロアルキルアクリレート）類等の高分子化合物；ノニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤、アニオ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−グリシジル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；メラミン化合物、ビスアジド化合物等の他の熱架橋剤等を挙げることができる。
【００８４】
溶媒
第一ないし第三発明のカラーフィルタ用感放射線性組成物は、その使用に際して、溶媒を配合して液状組成物として調製される。
前記溶媒としては、前記（Ａ）〜（Ｅ）成分や、必要に応じて添加される前記他の添加剤成分を溶解または分散し、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、特に限定されるものではない。
このような溶媒としては、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等の（ポリ）エチレングリコールモノアルキルエーテル類；
プロピレングリコール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）プロピレングリコールモノアルキルエーテル類；
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等のエチレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類；
プロピレングリコールモノ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等のプロピレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類；
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他のエーテル類；
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類；
２−ヒドロキシプロピオン酸メチル、２−ヒドロキシプロピオン酸エチル等の乳酸アルキルエステル類；
２−ヒドロキシ−２−メチルプロピオン酸エチル、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、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、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、３−メチル−３−メトキシブチルプロピオネート、酢酸エチル、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他のエステル類；
トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類；
Ｎ−メチルピロリドン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド等のアミド類
等を挙げることができる。
【００８５】
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、エチ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、シクロヘキサノン、２−ヘプタノン、３−ヘプタノン、２−ヒドロキシプロピオン酸エチル、３−メトキシブチルアセテート、３−メチル−３−メトキシブチルプロピオネート、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、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ｉ−プロピル、酪酸ｎ−ブチル、ピルビン酸エチル等が好ましい。
前記溶媒は、単独でまたは２種以上を混合して使用することができる。
【００８６】
さらに、前記溶媒と共に、ベンジルエチルエーテル、ジヘキシルエーテル、アセトニルアセトン、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、しゅう酸ジエチル、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、エチレングリコールモノフェニルエーテルアセテート等の高沸点溶媒を併用することもできる。
前記高沸点溶剤は、単独でまたは２種以上を混合して使用することができる。
【００８７】
溶媒の使用量は、特に限定されるものではないが、得られる感放射線性組成物の塗布性や安定性等の観点から、第一発明においては（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）、（Ｅ）および（Ｆ）成分、第二発明においては（Ａ）、（Ｂ’）、（Ｃ）、（Ｄ）および（Ｅ）成分、第三発明においては（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ’）、（Ｄ）および（Ｅ）成分、ならびに必要に応じて添加される前記他の添加剤の合計濃度が、通常、５〜５０重量％、好ましくは１０〜４０重量％となる量が望ましい。
【００８８】
カラーフィルタの形成方法
次に、第一ないし第三発明のカラーフィルタ用感放射線性組成物を用いて、第四発明のカラーフィルタを形成する方法について説明する。
まず、透明基板の表面上の画素パターンを形成する部分を区画するように遮光層を形成し、この基板上に、例えば赤色の有機顔料が分散された感放射線性組成物の液状組成物を塗布したのち、プリベークを行って溶剤を蒸発させて、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放射線を照射したのち、アルカリ現像液により現像処理を行い、塗膜の放射線未照射部を溶解除去することによって、赤色の画素が所定のパターンで配置された画素アレイを形成する。
その後、緑色または青色の有機顔料が分散された各感放射線性組成物の液状組成物を順次用い、上記と同様にして、各組成物の塗布、プリベーク、放射線照射および現像処理を行うことにより、赤色、緑色および青色の三原色の画素アレイが同一基板上に形成されたカラーフィルタを得る。
カラーフィルタを形成する際に使用される透明基板としては、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、ノルボルネン系開環重合体及びその水素添加物等を挙げることができる。これらの透明基板には、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。
第一ないし第三発明のカラーフィルタ用感放射線性組成物を透明基板に塗布する際には、回転塗布、流延塗布、ロール塗布等の適宜の塗布法を採用することができる。塗布厚さは、乾燥後の膜厚として、通常、０．１〜１０μｍ、好ましくは０．２〜６．５μｍである。
第四発明のカラーフィルタを形成する際に使用される放射線としては、可視光線、紫外線、遠紫外線、電子線、Ｘ線等を使用することができるが、波長が１９０〜４５０ｎｍの範囲にある放射線が好ましい。放射線の照射エネルギー量は、好ましくは１〜１０００ｍＪ／ｃｍ2 である。
また、現像処理に用いられるアルカリ現像液としては、例えば、炭酸ナトリウム、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。
前記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、アルカリ現像液による現像処理後は、通常、水洗する。
アルカリ現像液による現像法としては、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、現像条件は、常温で５〜３００秒が好ましい。
第四発明のカラーフィルタは上記のように形成され、加法混色タイプおよび減法混色タイプとして、例えば、カラー液晶表示装置、カラー撮像管素子、カラーセンサー等に極めて好適に使用することができる。
【００８９】
【発明の実施の形態】
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、これらの実施例に何ら制約されるものではない。
【実施例】
実施例１
（Ａ）成分としてC.I.ピグメントレッド１７７を１２０重量部、（Ｂ）成分としてメタクリル酸／ベンジルメタクリレート／ポリスチレンマクロモノマー共重合体（共重合重量比＝２５／６５／１０、重量平均分子量＝５５，０００）５０重量部、（Ｃ）成分としてジペンタエリスリトールペンタアクリレート４０重量部、（Ｄ）成分として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１０重量部と４，４’−ビス（ジエチルアミノ）ベンゾフェノン１０重量部、（Ｅ）光カチオン発生剤として前記一般式（３）においてＲ1＝Ｆ、Ｒ2＝Ｆ、Ｒ3＝Ｈ、Ｒ4＝iso−Ｃ3Ｈ7、Ｒ5＝Ｈ、Ｘ-＝ＰＦ6 -で表される化合物１０重量部、（Ｆ）成分としてエピコートＥＰ１０３２Ｈ６０（前記式（７）で表される化合物、油化シェルエポキシ（株）製）１５重量部、および溶媒としてエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート８００重量部を混合して感放射線性組成物を調製した。
次いで、表面にナトリウムイオンの溶出を防止するシリカ(SiO2)膜が形成されたソーダガラス製透明基板の表面上に、画素パターンを形成する部分を区画するように遮光層を設けたのち、スピンコーターを用いて前記感放射線性組成物を塗布し、８０℃で２分間プリベークを行なって、膜厚１．５μｍの塗膜を形成した。
その後、基板を冷却したのち、高圧水銀ランプを用い、フォトマスクを介して、塗膜に波長３６５ｎｍ、４０５ｎｍおよび４３６ｎｍの光を含む１００ｍＪ／ｃｍ2 の紫外線を１秒間照射した。次いで、基板を２５℃の０．１重量％テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液中に１分間浸漬して現像処理を行い、超純水で洗浄し、風乾して、各辺２０μｍ×２０μｍの大きさの赤色の画素パターンが形成された画素アレイを作製した。
得られた画素アレイを光学顕微鏡で観察したところ、画素パターンに欠落および欠損が認められず、かつ基板上の画素パターンが形成されていない領域に未溶解物の残存が認められなかった。また、得られた画素パターンの断面を走査型電子顕微鏡で観察したところ、アンダーカットは認められなかった。
さらに、得られた画素パターンの硬度を鉛筆硬度測定法により測定したところ、鉛筆硬度３Ｈ以上であり、カラーフィルタとして充分な硬度を有していた。
【００９０】
実施例２
実施例１において、（Ｂ）成分の代わりに（Ｂ’）成分としてメタクリル酸／メチルグリシジルメタクリレート／ベンジルメタクリレート／ポリスチレンマクロモノマー共重合体（共重合重量比＝２５／１５／５０／１０、重量平均分子量＝５５，０００）５０重量部を使用し、（Ｆ）成分を添加しなかった以外は実施例１と同様にして感放射線性組成物を調製した。
この感放射線性組成物を用いて、実施例１と同様にして画素アレイを作製した。
得られた画素アレイを光学顕微鏡で観察したところ、画素パターンに欠落および欠損が認められず、かつ基板上の画素パターンが形成されていない領域に未溶解物の残存が認められなかった。また、得られた画素パターンの断面を走査型電子顕微鏡で観察したところ、アンダーカットは認められなかった。
さらに、得られた画素パターンの硬度を鉛筆硬度測定法により測定したところ、鉛筆硬度３Ｈ以上であり、カラーフィルタとして充分な硬度を有していた。
【００９１】
実施例３
実施例１において、（Ｃ）成分の代わりに（ Ｃ’）成分として前記式（１４）において、ｎ＝２、ｐ＝１、ｑ＝０、ｒ＝１、ｓ＝２、ｔ＝０で表される化合物４０重量部を使用し、（Ｆ）成分を添加しなかった以外は実施例１と同様にして感放射線性組成物を調製した。
この感放射線性組成物を用いて、実施例１と同様にして画素アレイを作製した。
得られた画素アレイを光学顕微鏡で観察したところ、画素パターンに欠落および欠損が認められず、かつ基板上の画素パターンが形成されていない領域に未溶解物の残存が認められなかった。また、得られた画素パターンの断面を走査型電子顕微鏡で観察したところ、アンダーカットは認められなかった。
さらに、得られた画素パターンの硬度を鉛筆硬度測定法により測定したところ、鉛筆硬度３Ｈ以上であり、カラーフィルタとして充分な硬度を有していた。
【００９２】
比較例１
（Ｅ）成分を用いなかった以外は、実施例１と同様にして、感放射線性組成物の調製および画素アレイの作製を行なった。
得られた画素アレイを光学顕微鏡で観察したところ、画素パターンに欠落および欠損が認められた。
さらに、得られた画素パターンの硬度を鉛筆硬度測定法により測定したところ、鉛筆硬度３Ｈ未満であり、カラーフィルタとして充分な硬度が得られなかった。
【００９３】
【発明の効果】
本発明のカラーフィルタ用感放射線性組成物は、ＰＥＢ等の付加工程を必要とせず、高い画素硬度を有するカラーフィルタを簡便なプロセスで形成でき、かつ現像処理時の溶解性に優れるとともに、画素パターンに欠落および欠損を生じることがない。また本発明のカラーフィルタは、カラー液晶表示装置用カラーフィルタを含む種々のカラーフィルタとして極めて好適に使用することができる。
Claims (4)
- （Ａ）着色剤、（Ｂ）アルカリ可溶性樹脂、（Ｃ）多官能性単量体、（Ｄ）光ラジカル発生剤、（Ｅ）光カチオン発生剤、並びに（Ｆ）下記式（６）〜（８）、下記式（１０）、下記式（１２）および下記式（１３）で表される化合物よりなる群から選ばれる少なくとも１種のカチオン反応性化合物を含有することを特徴とするカラーフィルタ用感放射線性組成物。
- （Ａ）着色剤、（Ｂ’）カチオン反応性アルカリ可溶性樹脂、（Ｃ）多官能性単量体、（Ｄ）光ラジカル発生剤、および（Ｅ）光カチオン発生剤を含有することを特徴とするカラーフィルタ用感放射線性組成物。
- （Ａ）着色剤、（Ｂ）アルカリ可溶性樹脂、（Ｃ’）３価以上の多価アルコールとアクリル酸またはメタクリル酸とを反応させ、１個以上の水酸基を有する多官能性単量体を合成した後、エポキシ構造含有ハロゲン化炭化水素類、またはエポキシ構造含有カルボン酸類とさらに反応させることによって得られるカチオン反応性多官能性単量体、（Ｄ）光ラジカル発生剤、および（Ｅ）光カチオン発生剤を含有することを特徴とするカラーフィルタ用感放射線性組成物。
- 請求項１ないし請求項３に記載のカラーフィルタ用感放射線性組成物を硬化させて得た着色層を有するカラーフィルタ。
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1999
- 1999-05-10 JP JP12831799A patent/JP4385437B2/ja not_active Expired - Lifetime
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