KR20130115141A

KR20130115141A - 착색제 분산액

Info

Publication number: KR20130115141A
Application number: KR1020130038036A
Authority: KR
Inventors: 소연 박; 야스키 다츠미; 용호 오
Original assignee: 스미또모 가가꾸 가부시키가이샤
Priority date: 2012-04-10
Filing date: 2013-04-08
Publication date: 2013-10-21
Also published as: JP6192968B2; TWI613260B; JP2013235257A; CN103360790A; TW201350544A; CN103360790B; KR102023781B1

Abstract

본 발명은, 착색제가 분산제에 의해 용제 중에 분산되어 이루어지는 착색제 분산액으로서, 착색제가 크산텐 염료를 포함하고, 실질적으로 안료를 포함하지 않으며, 크산텐 염료의 함유량이 착색제의 총량에 대하여 40 질량% 이상 100 질량% 이하이고, 분산제가 아민기를 가지며, 분산제의 아민가가 0~55 mgKOH/g인 착색제 분산액, 이 착색 분산액으로 형성되는 컬러 필터 및 이 컬러 필터를 포함하는 표시 장치를 제공한다.

Description

착색제 분산액{COLORANT DISPERSION}

본 발명은 착색제 분산액 등에 관한 것이다.

액정 표시 장치, 일렉트로루미네센스 표시 장치, 플라즈마 디스플레이 등의 표시 장치에 사용되는 컬러 필터의 제조에는 착색 경화성 조성물이 이용되고 있다. 그리고, 이러한 착색 경화성 조성물로서는, 안료를 용제에 분산시킨 후, 크산텐 염료를 더 혼합하여 제조되는 착색 경화성 조성물이 이용되고 있다(JP2010-32999-A(실시예 1)).

상기한 착색 경화성 조성물로부터 얻어지는 컬러 필터의 명도는 반드시 충분히 만족할 수 있는 것은 아니었다.

본 발명은 이하의 발명을 포함한다.

[1] 착색제가 분산제에 의해 용제 중에 분산되어 이루어지는 착색제 분산액으로서,

착색제가 크산텐 염료를 포함하고, 실질적으로 안료를 포함하지 않으며,

크산텐 염료의 함유량이 착색제의 총량에 대하여 40 질량% 이상 100 질량% 이하이고,

분산제가 아민기를 가지며, 분산제의 아민가가 0~55 mgKOH/g인 착색제 분산액.

[2] 분산제의 아민가가 2~40 mgKOH/g인 [1]에 기재한 착색제 분산액.

[3] 용제가, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트를 포함하고, 또한, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트의 함유량이 용제의 총량에 대하여 40 질량% 이상 99 질량% 이하인 [1] 또는 [2]에 기재한 착색제 분산액.

[4] 수지를 더 포함하는 [1]~[3] 중 어느 하나에 기재한 착색제 분산액.

[5] [1]~[4] 중 어느 하나에 기재한 착색제 분산액, 중합성 화합물 및 중합 개시제를 포함하는 착색 경화성 조성물.

[6] 착색제 분산액과는 별도로 조제된 안료 조성물을 더 포함하고,

안료 조성물이, 안료와, 용제와, 안료 분산제 및 수지로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종을 포함하는 [5]에 기재한 착색 경화성 조성물.

[7] [5] 또는 [6]에 기재한 착색 경화성 조성물에 의해 형성되는 컬러 필터.

[8] [7]에 기재한 컬러 필터를 포함하는 표시 장치.

본 발명의 착색제 분산액으로 조제되는 착색 경화성 조성물로부터, 고명도의 컬러 필터를 얻을 수 있다.

1. 착색제 분산액

본 발명의 착색제 분산액은, 착색제(A)가 분산제(D)에 의해 용제(B) 중에 분산되어 이루어지고, 착색제(A)는 크산텐 염료(A1)를 포함하며, 실질적으로 안료를 포함하지 않고, 또한, 착색제(A)는 크산텐 염료(A1)의 함유량이 착색제의 총량에 대하여 40 질량% 이상 100 질량% 이하이다. 또한, 상기 분산제(D)는 아민기를 가지며, 아민가는 0~55 mgKOH/g이다. 착색제(A)가 크산텐 염료(A1)를 포함하고, 실질적으로 안료를 포함하지 않으며, 또한, 크산텐 염료의 함유량이 착색제의 총량에 대하여 40 질량% 이상 100 질량% 이하로 한 착색제 분산액을 이용하여 착색 경화성 조성물을 조제하면, 고명도의 컬러 필터를 제조할 수 있는 착색 경화성 조성물을 얻을 수 있다. 또한, 콘트라스트도 높아진다.

이하, 각 성분에 관해서 상세히 설명한다. 한편, 본 명세서에 있어서, 각 성분으로서 예시하는 화합물은 특별히 양해를 구하지 않는 한, 단독으로 또는 복수 종을 조합시켜 사용할 수 있다.

1-1. 착색제(A)

착색제(A)는 크산텐 염료(A1)를 포함하며, 실질적으로 안료를 포함하지 않는다. 크산텐 염료(A1)의 함유량은 착색제(A)의 총량에 대하여 40 질량% 이상이며, 바람직하게는 60 질량% 이상이다. 착색제(A)는 크산텐 염료(A1) 이외의 염료(「그 밖의 염료(A3)」라고 하는 경우가 있음)를 더 포함하더라도 좋다.

착색제(A)가 상기한 구성이라면, 본 발명의 착색제 분산액으로 제조되는 착색 경화성 조성물로부터 얻어지는 컬러 필터는 명도가 높다.

1-1-1. 크산텐 염료(A1)

크산텐 염료(A1)는 분자 내에 크산텐 골격을 갖는 화합물을 포함하는 염료이다. 크산텐 염료(A1)로서는 예컨대 C.I. 애시드 레드 51(이하, C.I. 애시드 레드의 기재를 생략하고 번호만으로 기재한다. 다른 것도 마찬가지이다.), 52, 87, 92, 94, 289, 388, C.I. 애시드 바이올렛 9, 30, 102, C.I. 베이직 레드 1(로다민 6G), 2, 3, 4, 8, C.I. 베이직 레드 10(로다민 B), 11, C.I. 베이직 바이올렛 10, 11, 25, C.I. 솔벤트 레드 218, C.I. 모던트 레드 27, C.I. 리액티브 레드 36(로즈벵갈 B), 술포로다민 G, JP2010-32999-A에 기재된 크산텐 염료 및 JP4492760-B에 기재된 크산텐 염료 등을 들 수 있다.

이들 중에서도, 크산텐 염료(A1)로서는 식(1a)으로 표시되는 화합물(이하, 「화합물(1a)」이라고 하는 경우가 있음)을 포함하는 염료가 바람직하다. 화합물(1a)은 그 호변이성체라도 좋다. 화합물(1a)을 이용하는 경우, 크산텐 염료(A1) 중의 화합물(1a)의 함유량은 바람직하게는 50 질량% 이상, 보다 바람직하게는 70 질량% 이상, 더욱 바람직하게는 90 질량% 이상이다. 특히, 크산텐 염료(A1)로서 화합물(1a)만을 사용하는 것이 바람직하다.

[식(1a)에서, R¹~R⁴는 각각 독립적으로 수소 원자, 치환기를 갖고 있더라도 좋은 탄소수 1~20의 1가의 포화 탄화수소기 또는 치환기를 갖고 있더라도 좋은 탄소수 6~10의 1가의 방향족 탄화수소기를 나타내고, 이 포화 탄화수소기에 포함되는 -CH₂-는 -O-, -CO- 또는 -NR¹¹-로 치환되어 있더라도 좋다. R¹ 및 R²가 결합하여 인접하는 질소 원자와 함께 고리를 형성하더라도 좋고, R³ 및 R⁴가 결합하여 인접하는 질소 원자와 함께 고리를 형성하더라도 좋다.

R⁵는 -OH, -SO₃ ^-, -SO₃H, -SO₃ ^-Z⁺, -CO₂H, -CO₂ ^-Z⁺, -CO₂R⁸, -SO₃R⁸ 또는 -SO₂NR⁹R¹⁰을 나타낸다.

R⁶ 및 R⁷은 각각 독립적으로 수소 원자 또는 탄소수 1~6의 알킬기를 나타낸다.

m은 0~5의 정수를 나타낸다. m이 2 이상일 때, 복수의 R⁵는 동일하더라도 다르더라도 좋다.

a는 0 또는 1의 정수를 나타낸다.

X는 할로겐 원자를 나타낸다.

Z⁺는 ⁺N(R¹¹)₄, Na⁺ 또는 K⁺을 나타내고, 4개의 R¹¹은 동일하더라도 다르더라도 좋다.

R⁸은 탄소수 1~20의 1가의 포화 탄화수소기를 나타내고, 이 포화 탄화수소기에 포함되는 수소 원자는 할로겐 원자로 치환되어 있더라도 좋다.

R⁹ 및 R¹⁰은 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환기를 갖고 있더라도 좋은 탄소수 1~20의 1가의 포화 탄화수소기를 나타내고, 이 포화 지방족 탄화수소기에 포함되는 -CH₂-는 -O-, -CO-, -NH- 또는 -NR⁸-로 치환되어 있더라도 좋고, R⁹ 및 R¹⁰이 결합하여 인접하는 질소 원자와 함께 3~10원 복소환을 형성하고 있더라도 좋다.

R¹¹은 수소 원자, 탄소수 1~20의 1가의 포화 탄화수소기 또는 탄소수 7~10의 아랄킬기를 나타낸다.

R¹~R⁴에 있어서의 탄소수 1~20의 1가의 포화 탄화수소기로서는, 예컨대 메틸기, 에틸기, 프로필기, 펜틸기, 헥실기, 헵틸기, 옥틸기, 노닐기, 데실기, 도데실기, 헥사데실기, 아이코실기 등의 직쇄상 알킬기; 이소프로필기, 이소부틸기, 이소펜틸기, 네오펜틸기, 2-에틸헥실기 등의 분지쇄상 알킬기; 시클로프로필기, 시클로펜틸기, 시클로헥실기, 시클로헵틸기, 시클로옥틸기, 트리시클로데실기 등의 탄소수 2~20의 지환식 포화 탄화수소기를 들 수 있다.

R¹~R⁴에 있어서의 상기 포화 탄화수소기에 포함되는 수소 원자는 예컨대 탄소수 6~10의 방향족 탄화수소기 또는 할로겐 원자로 치환되어 있더라도 좋다.

R¹~R⁴에 있어서의 탄소수 6~10의 1가의 방향족 탄화수소기로서는 페닐기, 톨루일기, 크실릴기, 메시틸기, 프로필페닐기 및 부틸페닐기 등을 들 수 있다.

상기 포화 탄화수소기 또는 상기 방향족 탄화수소기가 갖고 있더라도 좋은 치환기로서는, 할로겐 원자, -R⁸, -OH, -OR⁸, -SO₃ ^-, -SO₃H, -SO₃ ^-Z⁺, -CO₂H, -CO₂R⁸, -SR⁸, -SO₂R⁸, -SO₃R⁸ 및 -SO₂NR⁹R¹⁰을 들 수 있다. 이들 중에서도, 치환기로서는 -SO₃ ^-, -SO₃H, -SO₃ ^-Z⁺ 및 -SO₂NR⁹R¹⁰이 바람직하고, -SO₃ ^-Z⁺ 및 -SO₂NR⁹R¹⁰이 보다 바람직하다. -SO₃ ^-Z⁺로서는 -SO₃ ^{- +}N(R¹¹)₄가 바람직하다. R¹~R⁴가 이들 기라면, 화합물(1a)을 포함하는 본 발명의 착색제 분산액으로 조제되는 착색 경화성 조성물로부터는, 이물의 발생이 적고, 또한 내열성이 우수한 컬러 필터를 형성할 수 있다.

R¹ 및 R²가 결합하여 인접하는 질소 원자와 함께 형성하는 고리, 및 R³ 및 R⁴가 결합하여 인접하는 질소 원자와 함께 형성하는 고리로서는 예컨대 이하의 것을 들 수 있다.

R⁸~R¹¹에 있어서의 탄소수 1~20의 1가의 포화 탄화수소기로서는, 예컨대 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기, 펜틸기, 헥실기, 헵틸기, 옥틸기, 노닐기, 데실기, 도데실기, 헥사데실기, 아이코실기 등의 직쇄상 알킬기; 이소프로필기, 이소부틸기, 이소펜틸기, 네오펜틸기, 2-에틸헥실기 등의 분지쇄상 알킬기; 시클로프로필기, 시클로펜틸기, 시클로헥실기, 시클로헵틸기, 시클로옥틸기, 트리시클로데실기 등의 탄소수 3~20의 지환식 포화 탄화수소기를 들 수 있다.

R⁹ 및 R¹⁰에 있어서의 탄소수 1~20의 1가의 포화 탄화수소기는 치환기를 갖고 있더라도 좋다. 이 치환기로서는 히드록시기 및 할로겐 원자를 들 수 있다.

-OR⁸로서는, 예컨대 메톡시기, 에톡시기, 프로폭시기, 부톡시기, 펜틸옥시기, 헥실옥시기, 헵틸옥시기, 옥틸옥시기, 2-에틸헥실옥시기 및 아이코실옥시기를 들 수 있다.

-CO₂R⁸로서는, 예컨대 메톡시카르보닐기, 에톡시카르보닐기, 프로폭시카르보닐기, tert-부톡시카르보닐기, 헥실옥시카르보닐기 및 아이코실옥시카르보닐기를 들 수 있다.

-SR⁸로서는, 예컨대 메틸술파닐기, 에틸술파닐기, 부틸술파닐기, 헥실술파닐기, 데실술파닐기 및 아이코실술파닐기를 들 수 있다.

-SO₂R⁸로서는, 예컨대 메틸술포닐기, 에틸술포닐기, 부틸술포닐기, 헥실술포닐기, 데실술포닐기 및 아이코실술포닐기를 들 수 있다.

-SO₃R⁸로서는, 예컨대 메톡시술포닐기, 에톡시술포닐기, 프로폭시술포닐기, tert-부톡시술포닐기, 헥실옥시술포닐기 및 아이코실옥시술포닐기를 들 수 있다.

-SO₂NR⁹R¹⁰으로서는, 예컨대 술파모일기;

N-메틸술파모일기, N-에틸술파모일기, N-프로필술파모일기, N-이소프로필술파모일기, N-부틸술파모일기, N-이소부틸술파모일기, N-sec-부틸술파모일기, N-tert-부틸술파모일기, N-펜틸술파모일기, N-(1-에틸프로필)술파모일기, N-(1,1-디메틸프로필)술파모일기, N-(1,2-디메틸프로필)술파모일기, N-(2,2-디메틸프로필)술파모일기, N-(1-메틸부틸)술파모일기, N-(2-메틸부틸)술파모일기, N-(3-메틸부틸)술파모일기, N-시클로펜틸술파모일기, N-헥실술파모일기, N-(1,3-디메틸부틸)술파모일기, N-(3,3-디메틸부틸)술파모일기, N-헵틸술파모일기, N-(1-메틸헥실)술파모일기, N-(1,4-디메틸펜틸)술파모일기, N-옥틸술파모일기, N-(2-에틸헥실)술파모일기, N-(1,5-디메틸)헥실술파모일기, N-(1,1,2,2-테트라메틸부틸)술파모일기 등의 N-1 치환 술파모일기;

N,N-디메틸술파모일기, N,N-에틸메틸술파모일기, N,N-디에틸술파모일기, N,N-프로필메틸술파모일기, N,N-이소프로필메틸술파모일기, N,N-tert-부틸메틸술파모일기, N,N-부틸에틸술파모일기, N,N-비스(1-메틸프로필)술파모일기, N,N-헵틸메틸술파모일기 등의 N,N-2 치환 술파모일기 등을 들 수 있다.

R⁵는 -CO₂H, -CO₂ ^-Z⁺, -CO₂R⁸, -SO₃ ^-, -SO₃ ^-Z⁺, -SO₃H 또는 SO₂NHR⁹가 바람직하고, SO₃ ^-, -SO₃ ^-Z⁺, -SO₃H 또는 SO₂NHR⁹가 보다 바람직하다.

m은 1~4가 바람직하고, 1 또는 2가 보다 바람직하다.

R⁶ 및 R⁷에 있어서의 탄소수 1~6의 알킬기로서는 상기에서 예로 든 알킬기 중, 탄소수 1~6인 것을 들 수 있다.

R¹¹에 있어서의 탄소수 7~10의 아랄킬기로서는 벤질기, 페닐에틸기 및 페닐부틸기를 들 수 있다.

Z⁺는 ⁺N(R¹¹)₄, Na⁺ 또는 K⁺이며, 바람직하게는 ⁺N(R¹¹)₄이다.

⁺N(R¹¹)₄ 중의 4개의 R¹¹ 중, 적어도 2개가 탄소수 5~20의 1가의 포화 탄화수소기인 것이 바람직하다. 또한, 4개의 R¹¹의 합계 탄소수는 20~80인 것이 바람직하고, 20~60인 것이 보다 바람직하다. 화합물(1a) 중에 ⁺N(R¹¹)₄가 존재하는 경우, R¹¹이 이들 기라면, 화합물(1a)을 포함하는 본 발명의 착색제 분산액으로 조제되는 착색 경화성 조성물로부터, 이물이 적은 컬러 필터를 형성할 수 있다.

화합물(1a)로서는 식(2a)으로 표시되는 화합물(이하 「화합물(2a)」이라고 하는 경우가 있음)이 바람직하다. 화합물(2a)은 그 호변이성체라도 좋다.

[식(2a)에서, R²¹~R²⁴는 각각 독립적으로 수소 원자, -R²⁶ 또는 치환기를 갖고 있더라도 좋은 탄소수 6~10의 1가의 방향족 탄화수소기를 나타낸다. R²¹ 및 R²²가 결합하여 인접하는 질소 원자와 함께 고리를 형성하더라도 좋고, R²³ 및 R²⁴가 결합하여 인접하는 질소 원자와 함께 고리를 형성하더라도 좋다.

R²⁵는 -SO₃ ^-, -SO₃H, -SO₃ ^-Z1⁺ 또는 -SO₂NHR²⁶을 나타낸다.

m1은 0~5의 정수를 나타낸다. m1이 2 이상일 때, 복수의 R²⁵는 동일하더라도 다르더라도 좋다.

a1은 0 또는 1의 정수를 나타낸다.

X1은 할로겐 원자를 나타낸다.

R²⁶은 탄소수 1~20의 1가의 포화 탄화수소기를 나타낸다.

Z1⁺는 ⁺N(R²⁷)₄, Na⁺ 또는 K⁺를 나타내고, 4개의 R²⁷은 동일하더라도 다르더라도 좋다.

R²⁷은 탄소수 1~20의 1가의 포화 탄화수소기 또는 벤질기를 나타낸다.]

R²¹~R²⁴에 있어서의 탄소수 6~10의 1가의 방향족 탄화수소기로서는, 상기 R¹~R⁴의 방향족 탄화수소기로서 예로 든 것과 같은 기를 들 수 있다. 이 방향족 탄화수소기에 포함되는 수소 원자는 -SO₃ ^-, -SO₃H, -SO₃ ^-Z1⁺, -SO₃R²⁶ 또는 -SO₂NHR²⁶으로 치환되어 있더라도 좋다.

R²¹~R²⁴의 조합으로서는, R²¹ 및 R²³이 수소 원자이며, R²² 및 R²⁴가 탄소수 6~10의 1가의 방향족 탄화수소기이고, 이 방향족 탄화수소기에 포함되는 수소 원자가 -SO₃ ^-, -SO₃H, -SO₃ ^-Z1⁺, -SO₃R²⁶ 또는 -SO₂NHR²⁶으로 치환되어 있는 것이 바람직하다. 보다 바람직한 조합은, R²¹ 및 R²³이 수소 원자이며, R²² 및 R²⁴가 탄소수 6~10의 1가의 방향족 탄화수소기이고, 이 방향족 탄화수소기에 포함되는 수소 원자가 -SO₃ ^-Z1⁺ 또는 -SO₂NHR²⁶으로 치환되어 있는 것이다. R²¹~R²⁴가 이들 기라면, 화합물(2a)을 포함하는 본 발명의 착색제 분산액으로 조제되는 착색 경화성 조성물로부터 내열성이 우수한 컬러 필터를 형성할 수 있다.

R²¹ 및 R²²가 결합하여 인접하는 질소 원자와 함께 형성하는 고리, 및 R²³ 및 R²⁴가 결합하여 인접하는 질소 원자와 함께 형성하는 고리로서는, R¹ 및 R²가 결합하여 인접하는 질소 원자와 함께 형성하는 고리와 같은 것을 들 수 있다. 그 중에서도, 지방족 복소환이 바람직하다. 이 지방족 복소환으로서는 예컨대 하기의 것을 들 수 있다.

R²⁶ 및 R²⁷에 있어서의 탄소수 1~20의 1가의 포화 탄화수소기로서는 R⁸~R¹¹에서 포화 탄화수소기로서 예로 든 것과 같은 기를 들 수 있다.

R²¹~R²⁴가 -R²⁶인 경우, -R²⁶은 각각 독립적으로 메틸기 또는 에틸기인 것이 바람직하다. 또한, -SO₃R²⁶ 및 -SO₂NHR²⁶에 있어서의 R²⁶으로서는, 탄소수 3~20의 분지쇄상 알킬기가 바람직하고, 탄소수 6~12의 분지쇄상 알킬기가 보다 바람직하고, 2-에틸헥실기가 더욱 바람직하다. R²⁶이 이들 기라면, 화합물(2a)을 포함하는 본 발명의 착색 경화성 조성물로부터, 이물의 발생이 적은 컬러 필터를 형성할 수 있다.

Z1⁺는 ⁺N(R²⁷)₄, Na⁺ 또는 K⁺이며, 바람직하게는 ⁺N(R²⁷)₄이다.

⁺N(R²⁷)₄ 중의 4개의 R²⁷ 중, 적어도 2개가 탄소수 5~20의 1가의 포화 탄화수소기인 것이 바람직하다. 또한, 4개의 R²⁷의 합계 탄소수는 20~80인 것이 바람직하고, 20~60인 것이 보다 바람직하다. 화합물(2a) 중에 ⁺N(R²⁷)₄가 존재하는 경우, R²⁷이 이들 기라면, 화합물(2a)을 포함하는 본 발명의 착색제 분산액으로 조제되는 착색 경화성 조성물로부터, 이물의 발생이 적은 컬러 필터를 형성할 수 있다.

m1은 1~4가 바람직하고, 1 또는 2가 보다 바람직하다.

또한, 화합물(1a)로서는, 상기 식(2a)으로 표시되고 R²¹~R²⁴ 모두가 각각 독립적으로 탄소수 1~20, 특히 탄소수 1~10의 1가의 포화 탄화수소기인 화합물, 혹은 식(3a)으로 표시되는 화합물(이하 「화합물(3a)」이라고 하는 경우가 있음)도 바람직하다. 화합물(3a)은 그 호변이성체라도 좋다.

[식(3a)에서, R³¹ 및 R³²는 각각 독립적으로 탄소수 1~10의 1가의 포화 탄화수소기를 나타내며, 이 포화 탄화수소기에 포함되는 수소 원자는 탄소수 6~10의 방향족 탄화수소기 또는 할로겐 원자로 치환되어 있더라도 좋고, 이 방향족 탄화수소기에 포함되는 수소 원자는 탄소수 1~3의 알콕시기로 치환되어 있더라도 좋으며, 상기 포화 탄화수소기에 포함되는 -CH₂-는 -O-, -CO- 또는 -NR¹¹-로 치환되어 있더라도 좋다.

R³³ 및 R³⁴는 각각 독립적으로 탄소수 1~4의 알킬기, 탄소수 1~4의 알킬술파닐기 또는 탄소수 1~4의 알킬술포닐기를 나타낸다.

R³¹ 및 R³³이 결합하여 인접하는 질소 원자 및 벤젠환 상의 탄소 원자와 함께 고리를 형성하더라도 좋고, R³² 및 R³⁴가 결합하여 인접하는 질소 원자 및 벤젠환 상의 탄소 원자와 함께 고리를 형성하더라도 좋다.

p 및 q는 각각 독립적으로 0~5의 정수를 나타낸다. p가 2 이상일 때, 복수의 R³³은 동일하더라도 다르더라도 좋고, q가 2 이상일 때, 복수의 R³⁴는 동일하더라도 다르더라도 좋다.

R¹¹은 상기와 동일한 의미를 나타낸다.]

R³¹ 및 R³²에 있어서의 탄소수 1~10의 1가의 포화 탄화수소기로서는 R⁸에 있어서의 것 중 탄소수 1~10인 기를 들 수 있다.

치환기로서 갖고 있더라도 좋은 탄소수 6~10의 방향족 탄화수소기로서는 R¹에 있어서의 것과 동일한 기를 들 수 있다.

탄소수 1~3의 알콕시기로서는 예컨대 메톡시기, 에톡시기 및 프로폭시기를 들 수 있다.

R³¹ 및 R³²는 각각 독립적으로 탄소수 1~3의 1가의 포화 탄화수소기인 것이 바람직하다.

R³³ 및 R³⁴에 있어서의 탄소수 1~4의 알킬기로서는 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기, 이소프로필기, 이소부틸기, sec-부틸기 및 tert-부틸기를 들 수 있다.

R³³ 및 R³⁴에 있어서의 탄소수 1~4의 알킬술파닐기로서는, 메틸술파닐기, 에틸술파닐기, 프로필술파닐기, 부틸술파닐기 및 이소프로필술파닐기를 들 수 있다.

R³³ 및 R³⁴에 있어서의 탄소수 1~4의 알킬술포닐기로서는, 메틸술포닐기, 에틸술포닐기, 프로필술포닐기, 부틸술포닐기 및 이소프로필술포닐기를 들 수 있다.

R³³ 및 R³⁴는 각각 독립적으로 탄소수 1~4의 알킬기인 것이 바람직하고, 양자가 메틸기인 것이 보다 바람직하다.

p 및 q는 각각 독립적으로 0~2의 정수인 것이 바람직하고, 0 또는 1인 것이 바람직하다.

화합물(1a)로서는 예컨대 식(1-1)~식(1-63)으로 표시되는 화합물을 들 수 있다. 한편, 식에서, R⁴⁰은 탄소수 1~20의 1가의 포화 탄화수소기를 나타내고, 바람직하게는 탄소수 6~12의 분지쇄상 알킬기, 더욱 바람직하게는 2-에틸헥실기이다.

상기 화합물 중, 식(1-1)~식(1-23) 또는 식(1-37)~식(1-63)으로 표시되는 화합물은 화합물(2a)에 상당하고, 식(1-24)~식(1-36) 중 어느 하나로 표시되는 화합물은 화합물(3a)에 상당한다.

이들 중에서도 C.I. 애시드 레드 289의 술폰아미드화물, C.I. 애시드 레드 289의 4급 암모늄염, C.I. 애시드 바이올렛 102의 술폰아미드화물 또는 C.I. 애시드 바이올렛 102의 제4급 암모늄염이 바람직하다. 이러한 화합물로서는 예컨대 식(1-1)~식(1-8), 식(1-11) 또는 식(1-12)으로 표시되는 화합물 등을 들 수 있다.

또한, 유기 용매에의 분산성이 우수하다는 점에서, 식(1-24)~식(1-33) 중 어느 하나로 표시되는 화합물도 바람직하다.

크산텐 염료(A1)는 시판되고 있는 크산텐 염료(예컨대, 쥬가이가세이(주) 제조의 「Chugai Amino Fast Pink R-H/C」, 다오카가가쿠고교(주) 제조의「Rhodamin 6G」)를 이용할 수 있다. 또한, 시판되고 있는 크산텐 염료를 출발 원료로 하여 JP2010-32999-A를 참고로 합성할 수도 있다.

1-1-2. 그 밖의 염료(A3)

그 밖의 염료(A3)로서는, 크산텐 염료(A1) 이외의 염료라면 특별히 한정되지 않고, 유용성 염료, 산성 염료, 염기성 염료, 직접 염료, 매염 염료, 산성 염료의 아민염이나 산성 염료의 술폰아미드 유도체 등의 염료를 들 수 있으며, 예컨대 컬러 인덱스(The Society of Dyers and Colourists 출판)에서 염료, 즉 C.I. 피그먼트 이외에 색상을 갖는 것으로 분류되어 있는 화합물이나, 염색 노트(시키센샤)에 기재되어 있는 공지된 염료를 들 수 있다. 또한, 화학 구조에 따르면, 아조 염료, 안트라퀴논 염료, 시아닌 염료, 프탈로시아닌 염료, 나프토퀴논 염료, 퀴논이민 염료, 메틴 염료, 아조메틴 염료, 스쿠와릴륨 염료, 아크리딘 염료, 스티릴 염료, 쿠마린 염료, 퀴놀린 염료 및 니트로 염료 등을 들 수 있다.

1-2. 용제(B)

용제(B)는 특별히 한정되지 않고, 해당 분야에서 통상 사용되는 용제를 이용할 수 있다. 예컨대, 에스테르 용제(분자 내에 -COO-를 포함하고, -O-를 포함하지 않는 용제), 에테르 용제(분자 내에 -O-를 포함하고, -COO-를 포함하지 않는 용제), 에테르에스테르 용제(분자 내에 -COO-와 -O-를 포함하는 용제), 케톤 용제(분자 내에 -CO-를 포함하고, -COO-를 포함하지 않는 용제), 알코올 용제(분자 내에 OH를 포함하고, -O-, -CO- 및 -COO-을 포함하지 않는 용제), 방향족 탄화수소 용제, 아미드 용제, 디메틸술폭시드 등 중에서 선택하여 이용할 수 있다.

에스테르 용제로서는, 젖산메틸, 젖산에틸, 젖산부틸, 2-히드록시이소부탄산메틸, 초산에틸, 초산n-부틸, 초산이소부틸, 포름산펜틸, 초산이소펜틸, 프로피온산부틸, 부티르산이소프로필, 부티르산에틸, 부티르산부틸, 피루브산메틸, 피루브산에틸, 피루브산프로필, 아세토초산메틸, 아세토초산에틸, 시클로헥산올아세테이트, γ-부티로락톤, 프로필렌글리콜디아세테이트, 1,3-부틸렌글리콜디아세테이트 등을 들 수 있다.

에테르 용제로서는, 예컨대 에틸렌글리콜모노메틸에테르, 에틸렌글리콜모노에틸에테르, 에틸렌글리콜모노프로필에테르, 에틸렌글리콜모노부틸에테르 등의 에틸렌글리콜모노알킬에테르류; 디에틸렌글리콜모노메틸에테르, 디에틸렌글리콜모노에틸에테르, 디에틸렌글리콜모노부틸에테르 등의 디에틸렌글리콜모노알킬에테르류; 프로필렌글리콜모노메틸에테르, 프로필렌글리콜모노에틸에테르, 프로필렌글리콜모노프로필에테르, 프로필렌글리콜모노부틸에테르 등의 프로필렌글리콜모노알킬에테르류; 테트라히드로푸란, 테트라히드로피란, 1,4-디옥산 등의 환상 에테르류; 디에틸렌글리콜디메틸에테르, 디에틸렌글리콜디에틸에테르, 디에틸렌글리콜에틸메틸에테르, 디에틸렌글리콜디프로필에테르, 디에틸렌글리콜디부틸에테르 등의 디에틸렌글리콜디알킬에테르류; 디프로필렌글리콜디메틸에테르 등의 디프로필렌글리콜디알킬에테르류; 아니솔, 페네톨, 메틸아니솔 등의 페놀에테르류; 3-메톡시-1-부탄올, 3-메톡시-3-메틸부탄올 등을 들 수 있다.

에테르에스테르 용제로서는, 예컨대 에틸렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 에틸렌글리콜모노에틸에테르아세테이트 등의 에틸렌글리콜모노알킬에테르아세테이트류; 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노프로필에테르아세테이트 등의 프로필렌글리콜모노알킬에테르아세테이트류; 디에틸렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 디에틸렌글리콜모노부틸에테르아세테이트 등의 디에틸렌글리콜모노알킬에테르아세테이트류; 디프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 등의 디프로필렌글리콜모노알킬에테르아세테이트류; 메톡시초산메틸, 메톡시초산에틸, 메톡시초산부틸, 에톡시초산메틸, 에톡시초산에틸, 3-메톡시프로피온산메틸, 3-메톡시프로피온산에틸, 3-에톡시프로피온산메틸, 3-에톡시프로피온산에틸, 2-메톡시프로피온산메틸, 2-메톡시프로피온산에틸, 2-메톡시프로피온산프로필, 2-에톡시프로피온산메틸, 2-에톡시프로피온산에틸, 2-메톡시-2-메틸프로피온산메틸, 2-에톡시-2-메틸프로피온산에틸, 3-메톡시부틸아세테이트, 3-메틸-3-메톡시부틸아세테이트 등을 들 수 있다.

케톤 용제로서는, 4-히드록시-4-메틸-2-펜타논, 아세톤, 2-부타논, 2-헵타논, 3-헵타논, 4-헵타논, 4-메틸-2-펜타논, 시클로펜타논, 시클로헥사논, 이소포론 등을 들 수 있다.

알코올 용제로서는, 메탄올, 에탄올, 프로판올, 부탄올, 헥산올, 시클로헥산올, 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 글리세린 등을 들 수 있다.

방향족 탄화수소 용제로서는 벤젠, 톨루엔, 크실렌, 메시틸렌 등을 들 수 있다.

아미드 용제로서는 N,N-디메틸포름아미드, N,N-디메틸아세트아미드, N-메틸피롤리돈 등을 들 수 있다.

상기한 용제 중, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노메틸에테르 또는 4-히드록시-4-메틸-2-펜타논이 바람직하다.

특히, 에테르에스테르 용제를 포함하는 용제가 바람직하다. 이 경우, 에테르에스테르 용제의 함유량은 용제(B)의 총량에 대하여 40 질량% 이상 100 질량% 이하인 것이 바람직하고, 분산 안정성의 점에서, 40 질량% 이상 99 질량% 이하인 것이 보다 바람직하다. 에테르에스테르 용제의 상기 함유량의 하한은 바람직하게는 60 질량%, 보다 바람직하게는 70 질량%이다.

에테르에스테르 용제는, 바람직하게는 에틸렌글리콜모노알킬에테르아세테이트류, 프로필렌글리콜모노알킬에테르아세테이트류 및 디에틸렌글리콜모노알킬에테르아세테이트류로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종이며, 보다 바람직하게는 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트이다.

용제(B)가 혼합 용제인 경우, 에테르에스테르 용제와 조합하는 용제는, 바람직하게는 에테르 용제 및 케톤 용제로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종이며, 보다 바람직하게는 프로필렌글리콜모노메틸에테르 및 4-히드록시-4-메틸-2-펜타논으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종이다.

용제(B)가 이러한 용제라면, 본 발명의 착색제 분산액으로 조제되는 착색 경화성 조성물로부터 고명도의 컬러 필터를 제조할 수 있으므로 바람직하다.

용제(B)로서는 착색제(A)의 용해도(23℃)가 5 질량% 이하의 용제인 것이 바람직하고, 착색제(A)의 용해도(23℃)가 0.3~3 질량%인 용제인 것이 보다 바람직하다. 크산텐 염료(A1)의 용해도가 상기 범위가 되는 용제(B)가 특히 바람직하다.

본 발명의 착색제 분산액은 분산제(D)를 포함하고, 수지(C)를 더 포함하는 것이 바람직하다.

1-3. 분산제(D)

분산제(D)로서는 착색제의 분산에 이용되며, 아민기를 가지며, 아민가가 0~55 mgKOH/g(바람직하게는 2~40 mgKOH/g)이면 특별히 한정되지 않으며, 예컨대 고분자 분산제를 들 수 있다.

상기 고분자 분산제로서는 아크릴계 분산제, 우레탄계 분산제 등을 들 수 있다.

상기 아크릴계 분산제로서는 예컨대 아크릴계 블록 공중합체를 들 수 있으며, 아크릴계 블록 공중합체로서는, 착색제 흡착기(염료 흡착기라고도 함)로서 염기성기를 포함하는 착색제 흡착 블록에 착색제 흡착기로서 산기를 더 포함하는 착색제 흡착 블록과, 착색제 흡착기를 포함하지 않는 블록을 갖는 블록 공중합체를 사용하는 것이 바람직하다.

상기 착색제 흡착기로서, 염기성기를 포함하는 착색제 흡착 블록에 산기를 더 포함하는 착색제 흡착 블록으로서는, 염기성기를 갖는 단량체와 함께 산성기를 갖는 단량체를 이용함으로써 구성되는 것을 들 수 있다.

상기 염기성기를 갖는 단량체로서는 1급 아미노기, 2급 아미노기, 3급 아미노기 또는 4급 암모늄기를 갖는 단량체이며,

구체적으로는 N,N-디메틸아미노에틸(메트)아크릴레이트, N,N-디에틸아미노에틸(메트)아크릴레이트, N,N-디메틸아크릴아미드, 디에틸아크릴아미드, 디메틸아미노프로필메타크릴아미드, 아크릴로일모르폴린, 비닐이미다졸, 2-비닐피리딘, 아미노기와 카프로락톤 골격을 갖는 단량체, 글리시딜(메트)아크릴레이트 등의 글리시딜기를 갖는 단량체와 분자 중에 1개의 2급 아미노기를 갖는 화합물과의 반응물, (메트)아크릴로일알킬이소시아네이트 화합물과 4-(2-아미노메틸)-피리딘, 4-(2-아미노에틸)-피리딘, 4-(2-히드록시에틸)피리딘, 1-(2-아미노에틸)-피페라진, 2-아미노-6-메톡시벤조티아졸, 1-(2-히드록시에틸이미다졸), N,N-디알릴멜라민, N,N-디메틸-1,3-프로판디아민과의 반응물 등을 들 수 있다.

상기 산성기를 갖는 단량체로서는, 카르복시기, 술폰산기, 인산기를 갖는 단량체이며, 구체적으로는 카르복시기를 갖는 단량체로서 아크릴산, 메타크릴산, 크로톤산 등의 불포화 모노카르복실산 화합물, 말레산, 푸마르산, 이타콘산 등의 불포화 디카르복실산 화합물 및 그 하프에스테르 등, 술폰산기를 갖는 단량체로서 2-아크릴아미드-2-메틸-1-프로판술폰산, 2-메타크릴아미드-2-메틸-1-프로판술폰산, 스티렌술폰산 등, 인산기를 갖는 단량체로서 애시드포스포닐(메트)아크릴레이트, 애시드포스포닐에틸(메트)아크릴레이트 등을 들 수 있다.

상기 착색제 흡착기를 포함하지 않는 블록의 구성 성분으로서는, 스티렌, α-메틸스티렌, 비닐톨루엔, 염화벤질 등의 방향족 비닐 화합물, 메틸(메트)아크릴레이트, 에틸(메트)아크릴레이트, 부틸(메트)아크릴레이트 등의 불포화 카르복실산알킬에스테르, 벤질(메트)아크릴레이트 등의 불포화 카르복실산아릴알킬에스테르, 폴리카프로락톤 함유 단량체, 폴리알킬렌글리콜모노에스테르계 단량체 등을 예시할 수 있다.

상기 아크릴계 블록 공중합체는 리빙 음이온 중합 등에 의해 얻을 수 있으며, 종래 공지된 중합 방법을 이용할 수 있다.

상기 아크릴계 블록 공중합체의 아민가는 통상 0~55 mgKOH/g이며, 바람직하게는 0~50 mgKOH/g이고, 보다 바람직하게는 2~40 mgKOH/g이다. 한편, 아민가는 아크릴계 블록 공중합체의 고형분 1 g당 아민가를 의미하고, 0.1 mol/L의 염산 수용액을 이용하여, 전위차 적정법(예컨대, COMTITE(AUTO TITRATOR COM-900, BURET B-900, TITSTATIONK-900), 히라누마산교사 제조)에 의해서 측정한 후, 수산화칼륨의 당량으로 환산한 값을 말한다.

상기 아크릴계 블록 공중합체의 시판 제품으로서는, 비크케미재팬사 제조의 「Disperbyk(등록상표)-112(아민가 36 mgKOH/g)」, 「Disperbyk(등록상표)-2000(아민가 4 mgKOH/g)」, 「Disperbyk-2001(아민가 29 mgKOH/g)」, 「Disperbyk(등록상표)-2020(아민가 38 mgKOH/g)」, 「Disperbyk(등록상표)-2050(아민가 30 mgKOH/g)」, 「Disperbyk(등록상표)-2070(아민가 20 mgKOH/g)」 등을 들 수 있다.

상기 우레탄계 분산제로서는, 폴리이소시아네이트 화합물의 이소시아네이트기에, 분자 내에 히드록시기를 1개 이상 갖는 수 평균 분자량 300~10,000의 화합물 및 분자 내에 이소시아네이트기와 반응 가능한 작용기를 갖는 염기성기 함유 화합물을 반응시켜 얻어지는 것을 이용할 수 있다. 이러한 우레탄계 분산제를 얻는 방법으로서는 JPS60-166318-A에 기재되어 있는 방법 등을 이용할 수 있다.

상기 우레탄계 분산제를 구성하는 폴리이소시아네이트 화합물로서는, 2개 이상의 이소시아네이트기를 갖는 이소시아네이트 화합물을 들 수 있고, 예컨대 2,4-톨릴렌디이소시아네이트, 2,4-톨릴렌디이소시아네이트의 이량체, 2,6-톨릴렌디이소시아네이트, p-크실렌디이소시아네이트, m-크실렌디이소시아네이트, 4,4'-디페닐메탄디이소시아네이트, 1,5-나프틸렌디이소시아네이트, 3,3'-디메틸비페닐-4,4'-디이소시아네이트 등의 방향족 디이소시아네이트 화합물; 헥사메틸렌디이소시아네이트, 이소포론디이소시아네이트, 4,4'-메틸렌비스(시클로헥실이소시아네이트), 메틸시클로헥산-2,4(또는 2,6)디이소시아네이트, 1,3-(이소시아네이트메틸렌)시클로헥산 등의 지방족이나 지환식 폴리이소시아네이트; 상기 디이소시아네이트를 기본으로 한 이소시아눌기를 갖는 폴리이소시아네이트(상기 디이소시아네이트가 삼량화하여 형성하는 이소시아눌기를 갖는 폴리이소시아네이트 등), 폴리올에 디이소시아네이트를 반응시켜 얻어지는 폴리이소시아네이트, 디이소시아네이트 화합물의 뷰렛 반응에 의해서 얻어지는 폴리이소시아네이트 등을 들 수 있다. 상기 폴리이소시아네이트 화합물 중에서도, 예컨대 톨릴렌디이소시아네이트, 이소포론디이소시아네이트 등의 디이소시아네이트를 기본으로 한 이소시아눌기를 갖는 폴리이소시아네이트가 바람직하다.

상기 우레탄계 분산제를 구성하는 분자 내에 히드록시기를 1개 이상 갖는 화합물로서는 예컨대 폴리에테르 화합물, 폴리에스테르 화합물 등을 들 수 있다.

상기 폴리에테르 화합물로서는, 예컨대 폴리에틸렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜, 폴리부틸렌글리콜, 폴리테트라메틸렌글리콜 등의 폴리알킬렌글리콜류; 에틸렌글리콜, 프로판디올, 프로필렌글리콜, 테트라메틸렌글리콜, 펜타메틸렌글리콜, 헥산디올, 네오펜틸글리콜, 글리세린, 트리메틸올프로판, 펜타에리스리톨, 디글리세린, 디트리메틸올프로판, 디펜타에리스리톨 등의 알킬렌글리콜류, 메탄올, 에탄올 등의 저분자 모노올류의, 에틸렌옥사이드 변성물, 프로필렌옥사이드 변성물, 부틸렌옥사이드 변성물, 테트라히드로푸란 변성물 등을 들 수 있다.

상기 폴리에스테르 화합물로서는, 예컨대 에틸렌글리콜, 프로판디올, 프로필렌글리콜, 테트라메틸렌글리콜, 펜타메틸렌글리콜, 헥산디올, 네오펜틸글리콜, 글리세린, 트리메틸올프로판, 펜타에리스리톨, 디글리세린, 디트리메틸올프로판, 디펜타에리스리톨 등의 알킬렌글리콜류, 메탄올, 에탄올 등의 저분자 모노올류의, ε-카프로락톤 변성물, γ-부티로락톤 변성물, δ-발레로락톤 변성물, 메틸발레로락톤 변성물; 아디프산이나 다이머산 등의 지방족 디카르복실산과, 네오펜틸글리콜이나 메틸펜탄디올 등의 폴리올과의 에스테르화물인 지방족 폴리에스테르폴리올; 테레프탈산 등의 방향족 디카르복실산과, 네오펜틸글리콜 등의 폴리올과의 에스테르화물인 방향족 폴리에스테르폴리올 등의 폴리에스테르폴리올; 폴리카보네이트폴리올, 아크릴폴리올, 폴리테트라메틸렌헥사글리세릴에테르(헥사글리세린의 테트라히드로푸란 변성물) 등의 다가 히드록시기 화합물과, 푸마르산, 프탈산, 이소프탈산, 이타콘산, 아디프산, 세바신산, 말레산 등의 디카르복실산과의 에스테르화물; 글리세린 등의 다가 히드록시기 함유 화합물과 지방산 에스테르와의 에스테르 교환 반응에 의해 얻어지는 모노글리세리드 등의 다가 히드록시기 함유 화합물 등을 들 수 있다. 상기 분자 내에 히드록시기를 1개 이상 갖는 화합물 중에서도 알코올류의 ε-카프로락톤 부가물이 바람직하다.

상기 분자 내에 히드록시기를 1개 이상 갖는 화합물의 수 평균 분자량은 300~10,000, 바람직하게는 300~6,000이다. 한편, 수 평균 분자량, 중량 평균 분자량은 컬럼 크로마토그래피법에 의해서 측정할 수 있다.

상기 우레탄계 분산제를 구성하는 분자 내에 이소시아네이트기와 반응할 수 있는 작용기를 갖는 염기성기 함유 화합물로서는, 특별히 한정되지 않지만, N,N-디 치환 아미노기 또는 복소환 질소 원자를 갖는 폴리올, 폴리티올 및 아민류로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 화합물인 것이 바람직하다. 이들 화합물로서는, 분산제의 기술 분야에서 공지 관용으로 이용되고 있는 화합물을 사용할 수 있다. 이들 화합물은, 체레비치노프(Zerewitinoff)의 활성 수소 원자와 적어도 1개의 질소 원자 함유 염기성기를 갖는 것이다.

그와 같은 화합물로서는, 예컨대 N,N-디메틸-1,3-프로판디아민, N,N-디에틸-1,4-부탄디아민, 2-디메틸아미노에탄올, 1-(2-아미노에틸)-피페라진, 2-(1-피롤리딜)-에틸아민, 4-아미노-2-메톡시피리미딘, 4-(2-아미노에틸)-피리딘, 1-(2-히드록시에틸)-피페라진, 4-(2-히드록시에틸)-모르폴린, 2-머캅토피리미딘, 2-머캅토벤조이미다졸, 2-아미노-6-메톡시벤조티아졸, N,N-디알릴-멜라민, 3-아미노-1,2,4-트리아졸, 1-(2-히드록시에틸)-이미다졸, 3-머캅토-1,2,4-트리아졸 등을 들 수 있다. 그 중에서도 복소환 질소 원자를 갖는 아민류가 바람직하다.

상기 우레탄계 분산제의 합성에 있어서의 반응은 특별히 한정되지 않고, 종래 공지된 방법에 의해 행할 수 있다. 또한, 상기 우레탄계 분산제의 아민가도 0~55 mgKOH/g이며, 바람직하게는 5~40 mgKOH/g이다.

또한, 상기 우레탄계 분산제의 시판 제품으로서는, Disperbyk-161(아민가 11 mgKOH/g, 비크케미사 제조), Disperbyk-162(아민가 13 mgKOH/g 비크케미사 제조), Disperbyk-167(아민가 13 mgKOH/g, 비크케미사 제조), Disperbyk-182(아민가 13 mgKOH/g, 비크케미사 제조) 등을 들 수 있다.

분산제로서 상기 아크릴계 분산제가 바람직하다.

1-4. 수지(C)

수지(C)는, 특별히 한정되지 않지만, 알칼리 가용성 수지인 것이 바람직하다. 수지(C)로서는 이하의 수지[K1]~수지[K6] 등을 들 수 있다.

수지[K1] 불포화 카르복실산 및 불포화 카르복실산 무수물로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종(a)(이하 「(a)」라고 하는 경우가 있음)과, 탄소수 2~4의 환상 에테르 구조와 에틸렌성 불포화 결합을 갖는 단량체(b)(이하 「(b)」라고 하는 경우가 있음)와의 공중합체;

수지[K2] (a)와 (b)와, (a)와 공중합 가능한 단량체(c)(단, (a) 및 (b)와는 다름)(이하 「(c)」라고 하는 경우가 있음)와의 공중합체;

수지[K3] (a)와 (c)와의 공중합체;

수지[K4] (a)와 (c)와의 공중합체에 (b)를 반응시킴으로써 얻어지는 수지;

수지[K5] (b)와 (c)와의 공중합체에 (a)를 반응시킴으로써 얻어지는 수지;

수지[K6] (b)와 (c)와의 공중합체에 (a)를 반응시키고, 카르복실산 무수물을 더 반응시킴으로써 얻어지는 수지.

(a)로서는 구체적으로는 예컨대 아크릴산, 메타크릴산, 크로톤산, o-, m-, p-비닐안식향산 등의 불포화 모노카르복실산류;

말레산, 푸마르산, 시트라콘산, 메사콘산, 이타콘산, 3-비닐프탈산, 4-비닐프탈산, 3,4,5,6-테트라히드로프탈산, 1,2,3,6-테트라히드로프탈산, 디메틸테트라히드로프탈산, 1,4-시클로헥센디카르복실산 등의 불포화 디카르복실산류;

메틸-5-노르보르넨-2,3-디카르복실산, 5-카르복시비시클로[2.2.1]헵트-2-엔, 5,6-디카르복시비시클로[2.2.1]헵트-2-엔, 5-카르복시-5-메틸비시클로[2.2.1]헵트-2-엔, 5-카르복시-5-에틸비시클로[2.2.1]헵트-2-엔, 5-카르복시-6-메틸비시클로[2.2.1]헵트-2-엔, 5-카르복시-6-에틸비시클로[2.2.1]헵트-2-엔 등의 카르복시기를 함유하는 비시클로 불포화 화합물류;

무수 말레산, 시트라콘산 무수물, 이타콘산 무수물, 3-비닐프탈산 무수물, 4-비닐프탈산 무수물, 3,4,5,6-테트라히드로프탈산 무수물, 1,2,3,6-테트라히드로프탈산 무수물, 디메틸테트라히드로프탈산 무수물, 5,6-디카르복시비시클로[2.2.1]헵트-2-엔 무수물 등의 불포화 디카르복실산류 무수물;

호박산모노[2-(메트)아크릴로일옥시에틸], 프탈산모노[2-(메트)아크릴로일옥시에틸] 등의 2가 이상의 다가 카르복실산의 불포화 모노[(메트)아크릴로일옥시알킬]에스테르류;

α-(히드록시메틸)아크릴산과 같은, 동일 분자 중에 히드록시기 및 카르복시기를 함유하는 불포화 아크릴레이트류 등을 들 수 있다.

이들 중, 공중합 반응성의 점이나 얻어지는 수지의 알칼리 수용액에의 용해성의 점에서, 아크릴산, 메타크릴산, 무수 말레산 등이 바람직하다.

(b)는 예컨대 탄소수 2~4의 환상 에테르 구조(예컨대, 옥시란환, 옥세탄환 및 테트라히드로푸란환으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종)와 에틸렌성 불포화 결합을 갖는 중합성 화합물을 말한다. (b)는 탄소수 2~4의 환상 에테르 구조와 (메트)아크릴로일옥시기를 갖는 단량체가 바람직하다.

한편, 본 명세서에서, 「(메트)아크릴산」이란, 아크릴산 및 메타크릴산으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종을 나타낸다. 「(메트)아크릴로일」 및 「(메트)아크릴레이트」 등의 표기도 같은 의미를 갖는다.

(b)로서는, 예컨대 옥시라닐기와 에틸렌성 불포화 결합을 갖는 단량체(b1)(이하 「(b1)」이라고 하는 경우가 있음), 옥세타닐기와 에틸렌성 불포화 결합을 갖는 단량체(b2)(이하 「(b2)」라고 하는 경우가 있음), 테트라히드로푸릴기와 에틸렌성 불포화 결합을 갖는 단량체(b3)(이하 「(b3)」이라고 하는 경우가 있음) 등을 들 수 있다.

(b1)로서는, 예컨대 직쇄상 또는 분지쇄상의 지방족 불포화 탄화수소가 에폭시화된 구조를 갖는 단량체(b1-1)(이하 「(b1-1)」이라고 하는 경우가 있음), 지환식 불포화 탄화수소가 에폭시화된 구조를 갖는 단량체(b1-2)(이하 「(b1-2)」라고 하는 경우가 있음)를 들 수 있다.

(b1-1)로서는, 글리시딜(메트)아크릴레이트, β-메틸글리시딜(메트)아크릴레이트, β-에틸글리시딜(메트)아크릴레이트, 글리시딜비닐에테르, o-비닐벤질글리시딜에테르, m-비닐벤질글리시딜에테르, p-비닐벤질글리시딜에테르, α-메틸-o-비닐벤질글리시딜에테르, α-메틸-m-비닐벤질글리시딜에테르, α-메틸-p-비닐벤질글리시딜에테르, 2,3-비스(글리시딜옥시메틸)스티렌, 2,4-비스(글리시딜옥시메틸)스티렌, 2,5-비스(글리시딜옥시메틸)스티렌, 2,6-비스(글리시딜옥시메틸)스티렌, 2,3,4-트리스(글리시딜옥시메틸)스티렌, 2,3,5-트리스(글리시딜옥시메틸)스티렌, 2,3,6-트리스(글리시딜옥시메틸)스티렌, 3,4,5-트리스(글리시딜옥시메틸)스티렌, 2,4,6-트리스(글리시딜옥시메틸)스티렌 등을 들 수 있다.

(b1-2)로서는, 비닐시클로헥센모노옥사이드, 1,2-에폭시-4-비닐시클로헥산(예컨대, 셀록사이드(등록상표) 2000; (주)다이셀 제조), 3,4-에폭시시클로헥실메틸(메트)아크릴레이트(예컨대, 사이클로머(등록상표) A400; (주)다이셀 제조), 3,4-에폭시시클로헥실메틸(메트)아크릴레이트(예컨대, 사이클로머 M100; (주)다이셀 제조), 식(I)으로 표시되는 화합물 및 식(II)으로 표시되는 화합물 등을 들 수 있다.

[식(I) 및 식(II)에서, R^a 및 R^b는 수소 원자 또는 탄소수 1~4의 알킬기를 나타내고, 이 알킬기에 포함되는 수소 원자는 히드록시기로 치환되어 있더라도 좋다.

X^a 및 X^b는 단결합, -R^c-, *-R^c-O-, *-R^c-S- 또는 *-R^c-NH-을 나타낸다.

R^c는 탄소수 1~6의 알칸디일기를 나타낸다.

*는 O과의 결합수(手)를 나타낸다.]

탄소수 1~4의 알킬기로서는, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, sec-부틸기, tert-부틸기 등을 들 수 있다.

수소 원자가 히드록시로 치환된 알킬기로서는, 히드록시메틸기, 1-히드록시에틸기, 2-히드록시에틸기, 1-히드록시프로필기, 2-히드록시프로필기, 3-히드록시프로필기, 1-히드록시-1-메틸에틸기, 2-히드록시-1-메틸에틸기, 1-히드록시부틸기, 2-히드록시부틸기, 3-히드록시부틸기, 4-히드록시부틸기 등을 들 수 있다.

R^a 및 R^b로서는, 바람직하게는 수소 원자, 메틸기, 히드록시메틸기, 1-히드록시에틸기 및 2-히드록시에틸기를 들 수 있고, 보다 바람직하게는 수소 원자, 메틸기를 들 수 있다.

알칸디일기로서는, 메틸렌기, 에틸렌기, 프로판-1,2-디일기, 프로판-1,3-디일기, 부탄-1,4-디일기, 펜탄-1,5-디일기, 헥산-1,6-디일기 등을 들 수 있다.

X^a 및 X^b로서는, 바람직하게는 단결합, 메틸렌기, 에틸렌기, *-CH₂-O- 및 *-CH₂CH₂-O-을 들 수 있고, 보다 바람직하게는 단결합 및 *-CH₂CH₂-O-을 들 수 있다(*는 O와의 결합수를 나타냄).

식(I)으로 표시되는 화합물로서는 식(I-1)~식(I-15)으로 표시되는 화합물 등을 들 수 있다. 바람직하게는 식(I-1), 식(I-3), 식(I-5), 식(I-7), 식(I-9) 또는 식(I-11)~식(I-15)으로 표시되는 화합물을 들 수 있다. 보다 바람직하게는 식(I-1), 식(I-7), 식(I-9) 또는 식(I-15)으로 표시되는 화합물을 들 수 있다.

식(II)으로 표시되는 화합물로서는 식(II-1)~식(II-15)으로 표시되는 화합물 등을 들 수 있다. 바람직하게는 식(II-1), 식(II-3), 식(II-5), 식(II-7), 식(II-9) 또는 식(II-11)~식(II-15)으로 표시되는 화합물을 들 수 있다. 보다 바람직하게는 식(II-1), 식(II-7), 식(II-9) 또는 식(II-15)으로 표시되는 화합물을 들 수 있다.

식(I)으로 표시되는 화합물 및 식(II)으로 표시되는 화합물은 각각 단독으로 이용하더라도, 식(I)으로 표시되는 화합물과 식(II)으로 표시되는 화합물을 병용하더라도 좋다. 이들을 병용하는 경우, 식(I)으로 표시되는 화합물 및 식(II)으로 표시되는 화합물의 함유 비율은 몰 기준으로 바람직하게는 5:95~95:5, 보다 바람직하게는 10:90~90:10, 더욱 바람직하게는 20:80~80:20이다.

(b2)로서는 옥세타닐기와 (메트)아크릴로일옥시기를 갖는 단량체가 보다 바람직하다. (b2)로서는, 3-메틸-3-메타크릴로일옥시메틸옥세탄, 3-메틸-3-아크로일옥시메틸옥세탄, 3-에틸-3-메타크릴로일옥시메틸옥세탄, 3-에틸-3-아크릴로일옥시메틸옥세탄, 3-메틸-3-메타크릴로일옥시에틸옥세탄, 3-메틸-3-아크릴로일옥시에틸옥세탄, 3-에틸-3-메타크릴로일옥시에틸옥세탄, 3-에틸-3-아크릴로일옥시에틸옥세탄 등을 들 수 있다.

(b3)으로서는 테트라히드로푸릴기와 (메트)아크릴로일옥시기를 갖는 단량체가 보다 바람직하다. (b3)으로서는, 구체적으로는 테트라히드로푸르푸릴아크릴레이트(예컨대, 비스코트 V#150, 오사카유키가가쿠고교(주) 제조), 테트라히드로푸르푸릴메타크릴레이트 등을 들 수 있다.

(b)로서는, 얻어지는 컬러 필터의 내열성, 내약품성 등의 신뢰성을 보다 높일 수 있다는 점에서 (b1)인 것이 바람직하다. 또한, 착색 경화성 조성물의 보존 안정성이 우수하다고 하는 점에서 (b1-2)가 보다 바람직하다.

(c)로서는, 예컨대 메틸(메트)아크릴레이트, 에틸(메트)아크릴레이트, n-부틸(메트)아크릴레이트, sec-부틸(메트)아크릴레이트, tert-부틸(메트)아크릴레이트, 2-에틸헥실(메트)아크릴레이트, 도데실(메트)아크릴레이트, 라우릴(메트)아크릴레이트, 스테아릴(메트)아크릴레이트, 시클로펜틸(메트)아크릴레이트, 시클로헥실(메트)아크릴레이트, 2-메틸시클로헥실(메트)아크릴레이트, 트리시클로[5.2.1.0^2,6]데칸-8-일(메트)아크릴레이트(해당 기술 분야에서는 관용명으로서 「디시클로펜타닐(메트)아크릴레이트」라고 일컬어지고 있다. 또한, 「트리시클로데실(메트)아크릴레이트」라고 하는 경우가 있다.), 트리시클로[5.2.1.0^2,6]데센-8-일(메트)아크릴레이트(해당 기술 분야에서는 관용명으로서 「디시클로펜테닐(메트)아크릴레이트」라고 일컬어지고 있다.), 디시클로펜타닐옥시에틸(메트)아크릴레이트, 이소보르닐(메트)아크릴레이트, 아다만틸(메트)아크릴레이트, 알릴(메트)아크릴레이트, 프로파르길(메트)아크릴레이트, 페닐(메트)아크릴레이트, 나프틸(메트)아크릴레이트, 벤질(메트)아크릴레이트 등의 (메트)아크릴산에스테르류;

2-히드록시에틸(메트)아크릴레이트, 2-히드록시프로필(메트)아크릴레이트 등의 히드록시기 함유 (메트)아크릴산에스테르류;

말레산디에틸, 푸마르산디에틸, 이타콘산디에틸 등의 디카르복실산디에스테르류;

비시클로[2.2.1]헵트-2-엔, 5-메틸비시클로[2.2.1]헵트-2-엔, 5-에틸비시클로[2.2.1]헵트-2-엔, 5-히드록시비시클로[2.2.1]헵트-2-엔, 5-히드록시메틸비시클로[2.2.1]헵트-2-엔, 5-(2'-히드록시에틸)비시클로[2.2.1]헵트-2-엔, 5-메톡시비시클로[2.2.1]헵트-2-엔, 5-에톡시비시클로[2.2.1]헵트-2-엔, 5,6-디히드록시비시클로[2.2.1]헵트-2-엔, 5,6-디(히드록시메틸)비시클로[2.2.1]헵트-2-엔, 5,6-디(2'-히드록시에틸)비시클로[2.2.1]헵트-2-엔, 5,6-디메톡시비시클로[2.2.1]헵트-2-엔, 5,6-디에톡시비시클로[2.2.1]헵트-2-엔, 5-히드록시-5-메틸비시클로[2.2.1]헵트-2-엔, 5-히드록시-5-에틸비시클로[2.2.1]헵트-2-엔, 5-히드록시메틸-5-메틸비시클로[2.2.1]헵트-2-엔, 5-tert-부톡시카르보닐비시클로[2.2.1]헵트-2-엔, 5-시클로헥실옥시카르보닐비시클로[2.2.1]헵트-2-엔, 5-페녹시카르보닐비시클로[2.2.1]헵트-2-엔, 5,6-비스(tert-부톡시카르보닐)비시클로[2.2.1]헵트-2-엔, 5,6-비스(시클로헥실옥시카르보닐)비시클로[2.2.1]헵트-2-엔 등의 비시클로 불포화 화합물류;

N-페닐말레이미드, N-시클로헥실말레이미드, N-벤질말레이미드, N-숙신이미딜-3-말레이미드벤조에이트, N-숙신이미딜-4-말레이미드부틸레이트, N-숙신이미딜-6-말레이미드카프로에이트, N-숙신이미딜-3-말레이미드프로피오네이트, N-(9-아크리디닐)말레이미드 등의 디카르보닐이미드 유도체류;

스티렌, α-메틸스티렌, m-메틸스티렌, p-메틸스티렌, 비닐톨루엔, p-메톡시스티렌 등의 스티렌계 모노머; 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴 등의 니트릴계 모노머; 염화비닐, 염화비닐리덴 등의 할로겐화비닐류; 아크릴아미드, 메타크릴아미드 등의 아미드계 모노머; 초산비닐; 1,3-부타디엔, 이소프렌, 2,3-디메틸-1,3-부타디엔 등의 디엔계 모노머 등을 들 수 있다.

이들 중, 공중합 반응성 및 내열성의 점에서, 스티렌, 비닐톨루엔, N-페닐말레이미드, N-시클로헥실말레이미드, N-벤질말레이미드, 비시클로[2.2.1]헵트-2-엔 등이 바람직하다.

수지[K1]에 있어서, 각각에 유래하는 구조 단위의 비율은 수지[K1]를 구성하는 전체 구조 단위 중,

(a)에 유래하는 구조 단위; 2~60 몰%

(b)에 유래하는 구조 단위; 40~98 몰%인 것이 바람직하고,

(a)에 유래하는 구조 단위; 10~50 몰%

(b)에 유래하는 구조 단위; 50~90 몰%인 것이 보다 바람직하다.

수지[K1]의 구조 단위의 비율이 상기한 범위에 있으면, 착색 경화성 조성물의 보존 안정성, 착색 패턴을 형성할 때의 현상성 및 얻어지는 컬러 필터의 내용제성이 우수한 경향이 있다.

수지[K1]는 예컨대 문헌 「고분자합성의 실험법」(오츠 타카유키 저, 발행소 (주)화학동인 제1판 제1쇄 1972년 3월 1일 발행)에 기재된 방법 및 이 문헌에 기재된 인용문헌을 참고로 하여 제조할 수 있다.

구체적으로는, (a) 및 (b)의 소정량, 중합 개시제 및 용제 등을 반응 용기 중에 넣고, 예컨대 질소에 의해 산소를 치환함으로써 탈산소 분위기로 하여, 교반하면서 가열 및 보온하는 방법을 들 수 있다. 한편, 여기서 이용되는 중합 개시제 및 용제 등은 특별히 한정되지 않고, 해당 분야에서 통상 사용되고 있는 것을 사용할 수 있다. 예컨대, 중합 개시제로서는 아조 화합물(2,2'-아조비스이소부티로니트릴, 2,2'-아조비스(2,4-디메틸발레로니트릴) 등)이나 유기 과산화물(벤조일퍼옥사이드 등)을 들 수 있고, 용제로서는 각 모노머를 용해하는 것이면 되며, 본 발명의 착색 경화성 조성물의 용제(E)로서 후술하는 용제 등을 들 수 있다.

한편, 얻어진 공중합체는 반응 후의 용액을 그대로 사용하더라도 좋고, 농축 혹은 희석한 용액을 사용하더라도 좋고, 재침전 등의 방법으로 고체(분체)로서 추출한 것을 사용하더라도 좋다. 특히, 이 중합을 할 때에 용제로서, 본 발명의 착색 경화성 조성물에 포함되는 용제를 사용함으로써, 반응 후의 용액을 그대로 본 발명의 착색 경화성 조성물의 조제에 사용할 수 있으므로, 본 발명의 착색 경화성 조성물의 제조 공정을 간략화할 수 있다.

수지[K2]에 있어서, 각각에 유래하는 구조 단위의 비율은 수지[K2]를 구성하는 전체 구조 단위 중,

(a)에 유래하는 구조 단위; 2~45 몰%

(b)에 유래하는 구조 단위; 2~95 몰%

(c)에 유래하는 구조 단위; 1~65 몰%인 것이 바람직하고,

(a)에 유래하는 구조 단위; 5~40 몰%

(b)에 유래하는 구조 단위; 5~80 몰%

(c)에 유래하는 구조 단위; 5~60 몰%인 것이 보다 바람직하다.

수지[K2]의 구조 단위의 비율이 상기한 범위에 있으면, 착색 경화성 조성물의 보존 안정성, 착색 패턴을 형성할 때의 현상성 및 얻어지는 컬러 필터의 내용제성, 내열성 및 기계 강도가 우수한 경향이 있다.

수지[K2]는 예컨대 수지[K1]의 제조 방법으로서 기재한 방법과 같은 식으로 제조할 수 있다.

수지[K3]에 있어서, 각각에 유래하는 구조 단위의 비율은 수지[K3]를 구성하는 전체 구조 단위 중,

(a)에 유래하는 구조 단위; 2~60 몰%

(c)에 유래하는 구조 단위; 40~98 몰%인 것이 바람직하고,

(a)에 유래하는 구조 단위; 10~50 몰%

(c)에 유래하는 구조 단위; 50~90 몰%인 것이 보다 바람직하다.

수지[K3]는 예컨대 수지[K1]의 제조 방법으로서 기재한 방법과 같은 식으로 제조할 수 있다.

수지[K4]는 (a)와 (c)와의 공중합체를 얻어, (b)가 갖는 탄소수 2~4의 환상 에테르를 (a)가 갖는 카르복실산 및/또는 카르복실산 무수물에 부가시킴으로써 제조할 수 있다.

우선 (a)와 (c)와의 공중합체를 수지[K1]의 제조 방법으로서 기재한 방법과 같은 식으로 제조한다. 이 경우, 각각에 유래하는 구조 단위의 비율은 수지[K3]에서 예로 든 것과 동일한 비율인 것이 바람직하다.

이어서, 상기 공중합체 중의 (a)에 유래하는 카르복실산 및/또는 카르복실산 무수물의 일부에, (b)가 갖는 탄소수 2~4의 환상 에테르를 반응시킨다.

(a)와 (c)와의 공중합체의 제조에 이어서, 플라스크 내 분위기를 질소에서 공기로 치환하고, (b), 카르복실산 또는 카르복실산 무수물과 환상 에테르와의 반응 촉매(예컨대 트리스(디메틸아미노메틸)페놀 등) 및 중합 금지제(예컨대 히드로퀴논 등) 등을 플라스크 안에 넣어, 예컨대 60~130℃에서 1~10시간 반응시킴으로써 수지[K4]를 제조할 수 있다.

(b)의 사용량은 (a) 100 몰에 대하여 5~80 몰이 바람직하고, 보다 바람직하게는 10~75 몰이다. 이 범위로 함으로써, 착색 경화성 조성물의 보존 안정성, 패턴을 형성할 때의 현상성 및 얻어지는 패턴의 내용제성, 내열성, 기계 강도 및 감도의 밸런스가 양호하게 되는 경향이 있다. 환상 에테르의 반응성이 높고, 미반응의 (b)가 잔존하기 어려우므로, 수지[K4]에 이용하는 (b)로서는 (b1)이 바람직하고, (b1-1)이 더욱 바람직하다.

상기 반응 촉매의 사용량은 (a), (b) 및 (c)의 합계량 100 질량부에 대하여 0.001~5 질량부가 바람직하다. 상기 중합 금지제의 사용량은 (a), (b) 및 (c)의 합계량 100 질량부에 대하여 0.001~5 질량부가 바람직하다.

투입 방법, 반응 온도 및 시간 등의 반응 조건은 제조 설비나 중합에 의한 발열량 등을 고려하여 적절하게 조정할 수 있다. 한편, 중합 조건과 마찬가지로, 제조 설비나 중합에 의한 발열량 등을 고려하여, 투입 방법이나 반응 온도를 적절하게 조정할 수 있다.

수지[K5]는, 제1 단계로서, 상술한 수지[K1]의 제조 방법과 같은 식으로 하여, (b)와 (c)와의 공중합체를 얻는다. 상기와 마찬가지로, 얻어진 공중합체는 반응 후의 용액을 그대로 사용하더라도 좋고, 농축 혹은 희석한 용액을 사용하더라도 좋고, 재침전 등의 방법으로 고체(분체)로서 추출한 것을 사용하더라도 좋다.

(b) 및(c)에 유래하는 구조 단위의 비율은 상기한 공중합체를 구성하는 전체 구조 단위의 합계 몰수에 대하여 각각

(b)에 유래하는 구조 단위; 5~95 몰%

(c)에 유래하는 구조 단위; 5~95몰 %인 것이 바람직하고,

(b)에 유래하는 구조 단위; 10~90 몰%

(c)에 유래하는 구조 단위; 10~90 몰%인 것이 보다 바람직하다.

또한, 수지[K4]의 제조 방법과 같은 조건으로, (b)와 (c)와의 공중합체가 갖는 (b)에 유래하는 환상 에테르에, (a)가 갖는 카르복실산 또는 카르복실산 무수물을 반응시킴으로써 수지[K5]를 얻을 수 있다.

상기한 공중합체에 반응시키는 (a)의 사용량은 (b) 100몰에 대하여 5~80 몰이 바람직하다. 환상 에테르의 반응성이 높고, 미반응의 (b)가 잔존하기 어려우므로, 수지[K5]에 이용하는 (b)로서는 (b1)이 바람직하고, (b1-1)이 더욱 바람직하다.

수지[K6]는 수지[K5]에 카르복실산 무수물을 더 반응시킴으로써 얻어지는 수지이다.

환상 에테르와 카르복실산 또는 카르복실산 무수물과의 반응에 의해 발생하는 히드록시기에 카르복실산 무수물을 반응시킨다.

카르복실산 무수물로서는, 무수 말레산, 시트라콘산 무수물, 이타콘산 무수물, 3-비닐프탈산 무수물, 4-비닐프탈산 무수물, 3,4,5,6-테트라히드로프탈산 무수물, 1,2,3,6-테트라히드로프탈산 무수물, 디메틸테트라히드로프탈산 무수물, 5,6-디카르복시비시클로[2.2.1]헵트-2-엔 무수물(하이믹산 무수물) 등을 들 수 있다. 카르복실산 무수물의 사용량은 (a)의 사용량 1 몰에 대하여 0.5~1 몰이 바람직하다.

수지(C)로서는, 구체적으로 3,4-에폭시시클로헥실메틸(메트)아크릴레이트/(메트)아크릴산 공중합체, 3,4-에폭시트리시클로[5.2.1.0^2,6]데실아크릴레이트/(메트)아크릴산 공중합체 등의 수지[K1]; 글리시딜(메트)아크릴레이트/벤질(메트)아크릴레이트/(메트)아크릴산 공중합체, 글리시딜(메트)아크릴레이트/스티렌/(메트)아크릴산 공중합체, 3,4-에폭시트리시클로[5.2.1.0^2,6]데실아크릴레이트/(메트)아크릴산/N-시클로헥실말레이미드 공중합체, 3,4-에폭시트리시클로[5.2.1.0^2,6]데실아크릴레이트/(메트)아크릴산/스티렌계 모노머 공중합체, 3-메틸-3-(메트)아크릴로일옥시메틸옥세탄/(메트)아크릴산/스티렌 공중합체 등의 수지[K2]; 벤질(메트)아크릴레이트/(메트)아크릴산 공중합체, 스티렌/(메트)아크릴산 공중합체 등의 수지[K3]; 벤질(메트)아크릴레이트/(메트)아크릴산 공중합체에 글리시딜(메트)아크릴레이트를 부가시킨 수지, 트리시클로데실(메트)아크릴레이트/스티렌/(메트)아크릴산 공중합체에 글리시딜(메트)아크릴레이트를 부가시킨 수지, 트리시클로데실(메트)아크릴레이트/벤질(메트)아크릴레이트/(메트)아크릴산 공중합체에 글리시딜(메트)아크릴레이트를 부가시킨 수지 등의 수지[K4]; 트리시클로데실(메트)아크릴레이트/글리시딜(메트)아크릴레이트의 공중합체에 (메트)아크릴산을 반응시킨 수지, 트리시클로데실(메트)아크릴레이트/스티렌/글리시딜(메트)아크릴레이트의 공중합체에 (메트)아크릴산을 반응시킨 수지 등의 수지[K5]; 트리시클로데실(메트)아크릴레이트/글리시딜(메트)아크릴레이트의 공중합체에 (메트)아크릴산을 반응시킨 수지에 테트라히드로프탈산 무수물을 더 반응시킨 수지 등의 수지[K6] 등을 들 수 있다.

그 중에서도, 수지(C)로서는 수지[K1] 및 수지[K2]가 바람직하다.

수지(C)의 폴리스티렌 환산의 중량 평균 분자량은 바람직하게는 3,000~100,000이며, 보다 바람직하게는 5,000~50,000이고, 더욱 바람직하게는 5,000~30,000이다.

수지(C)의 분자량 분포[중량 평균 분자량(Mw)/수 평균 분자량(Mn)]은 바람직하게는 1.1~6이며, 보다 바람직하게는 1.2~4이다.

수지(C)의 산가는 바람직하게는 50~170 mgKOH/g이며, 보다 바람직하게는 60~150 mgKOH/g이고, 더욱 바람직하게는 70~135 mgKOH/g이다. 여기서 산가는 수지 1 g을 중화하는 데에 필요한 수산화칼륨의 양(mg)으로서 측정되는 값이며, 예컨대 수산화칼륨수 용액을 이용하여 적정함으로써 구할 수 있다.

1-5. 착색제 분산액의 제조 방법

본 발명의 착색 조성물의 제조 방법에서는, 착색제(A)를 분산제(D)에 의해, 용제(B)에 분산 처리하고, 필요에 따라서, 수지(C)도 상기 용제(B) 중에 더 분산 처리함으로써, 착색제 분산액을 제조할 수 있다.

분산 처리란, 착색제(A)나 수지(C) 등의 입자가 분산 상태가 될 때까지 혼합하는 것을 말한다. 이 분산 처리에 의해 입자는 작게 분쇄된다. 또한, 분산 상태란, 혼합액 중에서 입자가 용제(B) 중에 뜬 상태를 말한다.

본 발명의 착색제 분산액 중의 착색제(A)의 함유량은 착색제 분산액의 총량에 대하여 2 질량% 이상이 바람직하고, 보다 바람직하게는 5 질량% 이상이며, 30 질량% 이하가 바람직하고, 20 질량% 이하가 보다 바람직하다.

또한, 용제(B)의 함유량은 착색제 분산액의 총량에 대하여 60 질량% 이상이 바람직하고, 보다 바람직하게는 75 질량% 이상이며, 93 질량% 이하가 바람직하고, 90 질량% 이하가 보다 바람직하고, 더욱 바람직하게는 85 질량% 이하이다.

착색제 분산액이 수지(C)를 포함하는 경우, 수지(C)의 함유량은 착색제 분산액의 총량에 대하여 1 질량% 이상이 바람직하고, 보다 바람직하게는 2 질량% 이상이며, 15 질량% 이하가 바람직하고, 보다 바람직하게는 7 질량% 이하이다. 수지(C)의 함유량이 상기한 범위 내에 있으면, 분산 상태가 안정적으로 되는 경향이 있다.

착색제 분산액 중의 분산제(D)의 함유량은 착색제 분산액의 총량에 대하여 1 질량% 이상이 바람직하고, 보다 바람직하게는 2 질량% 이상이며, 20 질량% 이하가 바람직하고, 보다 바람직하게는 10 질량% 이하이다. 분산제(D)의 함유량이 상기한 범위 내에 있으면, 분산 상태가 안정적으로 되는 경향이 있다.

상기 착색제(A)를 용제(B)에 분산시킬 때 및 상기 혼합물을 분산시킬 때의 온도는 120℃ 이하가 바람직하고, 보다 바람직하게는 70℃ 이하이다. 분산시킬 때의 온도의 하한은 특별히 한정되지 않지만, 통상 20℃이다.

분산 시간은 0.5시간 이상이 바람직하고, 보다 바람직하게는 2시간 이상이며, 48시간 이하가 바람직하고, 20시간 이하가 보다 바람직하다.

분산에 이용하는 장치로서는, 예컨대 롤밀, 고속 교반 장치, 비드밀, 볼밀, 샌드밀, 페인트 컨디셔너, 초음파 분산기, 고압 분산기 등을 들 수 있다.

얻어진 착색제 분산액은 구멍 직경 1.0~5.0 ㎛ 정도의 필터로 여과하는 것이 바람직하다.

2. 착색 경화성 조성물

본 발명의 착색 경화성 조성물은 상술한 착색제 분산액에 더하여 중합성 화합물(E) 및 중합 개시제(F)를 포함한다.

2-1. 중합성 화합물(E)

중합성 화합물(E)은 후술하는 중합 개시제(F)로부터 발생한 활성 라디칼 및 산 등에 의해서 중합할 수 있는 화합물로서, 예컨대 중합성의 에틸렌성 불포화 결합을 갖는 화합물 등을 들 수 있고, 바람직하게는 (메트)아크릴산에스테르 화합물을 들 수 있다.

그 중에서도, 중합성 화합물(E)로서는 에틸렌성 불포화 결합을 3개 이상(바람직하게는 4~10, 더욱 바람직하게는 5~8) 갖는 중합성 화합물이 바람직하고, 나아가서는 3개 이상(바람직하게는 4~10, 더욱 바람직하게는 5~8)의 OH기를 갖는 알코올(예컨대, 펜타에리스리톨, 그 축합물 또는 이들의 변성물)과 (메트)아크릴산과의 에스테르가 바람직하다. 이러한 중합성 화합물로서는, 예컨대 펜타에리스리톨테트라(메트)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨펜타(메트)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨헥사(메트)아크릴레이트, 트리펜타에리스리톨옥타(메트)아크릴레이트, 트리펜타에리스리톨헵타(메트)아크릴레이트, 테트라펜타에리스리톨데카(메트)아크릴레이트, 테트라펜타에리스리톨노나(메트)아크릴레이트, 트리스(2-(메트)아크릴로일옥시에틸)이소시아누레이트, 에틸렌글리콜 변성 펜타에리스리톨테트라(메트)아크릴레이트, 에틸렌글리콜 변성 디펜타에리스리톨헥사(메트)아크릴레이트, 프로필렌글리콜 변성 펜타에리스리톨테트라(메트)아크릴레이트, 프로필렌글리콜 변성 디펜타에리스리톨헥사(메트)아크릴레이트, 카프로락톤 변성 펜타에리스리톨테트라(메트)아크릴레이트, 카프로락톤 변성 디펜타에리스리톨헥사(메트)아크릴레이트 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 바람직하게는 디펜타에리스리톨펜타(메트)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨헥사(메트)아크릴레이트 등을 들 수 있다.

중합성 화합물(E)의 중량 평균 분자량은 바람직하게는 150 이상, 2,900 이하, 보다 바람직하게는 250 이상, 1,500 이하이다.

중합성 화합물(E)의 함유량은 착색 경화성 조성물의 고형분에 대하여 7~65 질량%인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 13~60 질량%이며, 더욱 바람직하게는 17~55 질량%이다. 상기한 중합성 화합물(E)의 함유량이 상기한 범위 내에 있으면, 경화가 충분히 일어나, 현상에서의 잔막율이 향상되고, 착색 패턴화 도막에 언더컷이 들어가기 어렵게 되어 밀착성이 양호하게 되는 경향이 있으므로 바람직하다.

2-2. 중합 개시제(F)

상기 중합 개시제(F)로서는 빛이나 열의 작용에 의해 활성 라디칼, 산 등을 발생하여, 중합을 개시할 수 있는 화합물이라면 특별히 한정되지 않고, 공지된 중합 개시제를 이용할 수 있다.

중합 개시제(F)로서는 빛의 작용에 의해 활성 라디칼을 발생하는 화합물이 바람직하고, 알킬페논 화합물, 트리아진 화합물, 아실포스핀옥사이드 화합물, 옥심 화합물 및 비이미다졸 화합물이 보다 바람직하다.

상기 알킬페논 화합물은 식(d2)으로 표시되는 부분 구조 또는 식(d3)으로 표시되는 부분 구조를 갖는 화합물이다. 이들 부분 구조 중, 벤젠환은 치환기를 갖고 있더라도 좋다.

식(d2)으로 표시되는 부분 구조를 갖는 화합물로서는, 예컨대 2-메틸-2-모르폴리노-1-(4-메틸술파닐페닐)프로판-1-온, 2-디메틸아미노-1-(4-모르폴리노페닐)-2-벤질부탄-1-온, 2-(디메틸아미노)-2-[(4-메틸페닐)메틸]-1-[4-(4-모르폴리닐)페닐]부탄-1-온 등을 들 수 있다. 이르가큐어(등록상표) 369, 907 및 379(이상, BASF사 제조) 등의 시판 제품을 이용하더라도 좋다.

식(d3)으로 표시되는 부분 구조를 갖는 화합물로서는 예컨대 2-히드록시-2-메틸-1-페닐프로판-1-온, 2-히드록시-2-메틸-1-[4-(2-히드록시에톡시)페닐]프로판-1-온, 1-히드록시시클로헥실페닐케톤, 2-히드록시-2-메틸-1-(4-이소프로페닐페닐)프로판-1-온의 올리고머, α,α-디에톡시아세토페논, 벤질디메틸케탈 등을 들 수 있다.

감도의 점에서, 상기 알킬페논 화합물로서는 식(d2)으로 표시되는 부분 구조를 갖는 화합물이 바람직하고, 2-메틸-2-모르폴리노-1-(4-메틸술파닐페닐)프로판-1-온 및 2-디메틸아미노-1-(4-모르폴리노페닐)-2-벤질부탄-1-온이 보다 바람직하다.

상기 트리아진 화합물로서는, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-(4-메톡시페닐)-1,3,5-트리아진, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-(4-메톡시나프틸)-1,3,5-트리아진, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-피페로닐-1,3,5-트리아진, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-(4-메톡시스티릴)-1,3,5-트리아진, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-[2-(5-메틸푸란-2-일)에테닐]-1,3,5-트리아진, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-[2-(푸란-2-일)에테닐]-1,3,5-트리아진, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-[2-(4-디에틸아미노-2-메틸페닐)에테닐]-1,3,5-트리아진, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-[2-(3,4-디메톡시페닐)에테닐]-1,3,5-트리아진 등을 들 수 있다.

상기 아실포스핀옥사이드 화합물로서는 2,4,6-트리메틸벤조일디페닐포스핀옥사이드 등을 들 수 있다. 이르가큐어(등록상표) 819(BASF사 제조) 등의 시판 제품을 이용하더라도 좋다.

상기 옥심 화합물은 식(d1)으로 표시되는 부분 구조를 갖는 화합물이다. 이하, *는 결합수를 나타낸다.

상기 옥심 화합물로서는, N-벤조일옥시-1-(4-페닐술파닐페닐)부탄-1-온-2-이민, N-벤조일옥시-1-(4-페닐술파닐페닐)옥탄-1-온-2-이민, N-벤조일옥시-1-(4-페닐술파닐페닐)-3-시클로펜틸프로판-1-온-2-이민, N-아세톡시-1-[9-에틸-6-(2-메틸벤조일)-9H-카르바졸-3-일]에탄-1-이민, N-아세톡시-1-[9-에틸-6-{2-메틸-4-(3,3-디메틸-2,4-디옥사시클로펜타닐메틸옥시)벤조일}-9H-카르바졸-3-일]에탄-1-이민, N-아세톡시-1-[9-에틸-6-(2-메틸벤조일)-9H-카르바졸-3-일]-3-시클로펜틸프로판-1-이민, N-벤조일옥시-1-[9-에틸-6-(2-메틸벤조일)-9H-카르바졸-3-일]-3-시클로펜틸프로판-1-온-2-이민 등을 들 수 있다. 이르가큐어(등록상표) OXE01, OXE02(이상, BASF사 제조), N-1919(ADEKA사 제조) 등의 시판 제품을 이용하더라도 좋다. 그 중에서도 N-벤조일옥시-1-(4-페닐술파닐페닐)부탄-1-온-2-이민, N-벤조일옥시-1-(4-페닐술파닐페닐)옥탄-1-온-2-이민 및 N-벤조일옥시-1-(4-페닐술파닐페닐)-3-시클로펜틸프로판-1-온-2-이민이 바람직하다. 이들 옥심 화합물이라면, 본 발명의 착색 경화성 조성물을 청색 착색 경화성 조성물로서 조제하는 경우에, 얻어지는 컬러 필터의 명도가 높아지는 경향이 있다.

상기 비이미다졸 화합물로서는, 2,2'-비스(2-클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐비이미다졸, 2,2'-비스(2,3-디클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐비이미다졸(예컨대, JPH06-75372-A, JPH06-75373-A 등 참조), 2,2'-비스(2-클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐비이미다졸, 2,2'-비스(2-클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라(알콕시페닐)비이미다졸, 2,2'-비스(2-클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라(디알콕시페닐)비이미다졸, 2,2'-비스(2-클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라(트리알콕시페닐)비이미다졸(예컨대, JPS48-38403-B, JPS62-174204-A 등 참조), 4,4'5,5'- 위치의 페닐기가 카르보알콕시기에 의해 치환되어 있는 이미다졸 화합물(예컨대, JPH07-10913-A 등 참조) 등을 들 수 있다. 바람직하게는 2,2'-비스(2-클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐비이미다졸, 2,2'-비스(2,3-디클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐비이미다졸, 2,2'-비스(2,4-디클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐비이미다졸을 들 수 있다.

또한 중합 개시제(F)로서는 벤조인, 벤조인메틸에테르, 벤조인에틸에테르, 벤조인이소프로필에테르, 벤조인이소부틸에테르 등의 벤조인 화합물; 벤조페논, o-벤조일안식향산메틸, 4-페닐벤조페논, 4-벤조일-4'-메틸디페닐설파이드, 3,3',4,4'-테트라(tert-부틸퍼옥시카르보닐)벤조페논, 2,4,6-트리메틸벤조페논 등의 벤조페논 화합물; 9,10-페난트렌퀴논, 2-에틸안트라퀴논, 캄파퀴논 등의 퀴논 화합물; 10-부틸-2-클로로아크리돈, 벤질, 페닐글리옥실산메틸, 티타노센 화합물 등을 들 수 있다. 이들은 후술하는 중합 개시 조제(F1)(특히 아민류)와 조합하여 이용하는 것이 바람직하다.

빛에 의해 산을 발생하는 산발생제로서는, 예컨대 4-히드록시페닐디메틸술포늄p-톨루엔술포네이트, 4-히드록시페닐디메틸술포늄헥사플루오로안티모네이트, 4-아세톡시페닐디메틸술포늄p-톨루엔술포네이트, 4-아세톡시페닐·메틸·벤질술포늄헥사플루오로안티모네이트, 트리페닐술포늄p-톨루엔술포네이트, 트리페닐술포늄헥사플루오로안티모네이트, 디페닐요오도늄p-톨루엔술포네이트, 디페닐요오도늄헥사플루오로안티모네이트 등의 오늄염류나, 니트로벤질토실레이트류, 벤조인토실레이트류 등을 들 수 있다.

중합 개시제(F)의 함유량은 본 발명의 착색 경화성 조성물 중의 수지(C)(후술하는 수지(C')를 포함하는 경우, 수지(C')도 포함시키는 것으로 함) 및 중합성 화합물(E)의 합계량 100 질량부에 대하여 바람직하게는 0.1~30 질량부이며, 보다 바람직하게는 1~20 질량부이다. 광중합 개시제의 함유량이 상기한 범위 내에 있으면, 고감도화하여 노광 시간이 단축되어 생산성이 향상된다.

본 발명의 착색 경화성 조성물은 중합 개시 조제(F1) 및 레벨링제(G)로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종을 더 포함하더라도 좋다.

2-3. 중합 개시 조제(F1)

본 발명의 착색 경화성 조성물은 중합 개시 조제(F1)를 더 포함하고 있더라도 좋다. 중합 개시 조제(F1)는 중합 개시제에 의해서 중합이 개시된 중합성 화합물의 중합을 촉진하기 위해서 이용되는 화합물 혹은 증감제이며, 통상 중합 개시제(F)와 조합하여 이용된다.

중합 개시 조제(F1)로서는 아민 화합물, 알콕시안트라센 화합물, 티오크산톤 화합물, 카르복실산 화합물 등을 들 수 있다.

아민 화합물로서는 트리에탄올아민, 메틸디에탄올아민, 트리이소프로판올아민, 4-디메틸아미노안식향산메틸, 4-디메틸아미노안식향산에틸, 4-디메틸아미노안식향산이소아밀, 안식향산2-디메틸아미노에틸, 4-디메틸아미노안식향산2-에틸헥실, N,N-디메틸파라톨루이딘, 4,4'-비스(디메틸아미노)벤조페논(통칭 미힐러 케톤), 4,4'-비스(디에틸아미노)벤조페논, 4,4'-비스(에틸메틸아미노)벤조페논 등을 들 수 있고, 그 중에서도 4,4'-비스(디에틸아미노)벤조페논이 바람직하다. EAB-F(호도가야가가쿠고교(주) 제조) 등의 시판 제품을 이용하더라도 좋다.

상기 알콕시안트라센 화합물로서는, 9,10-디메톡시안트라센, 2-에틸-9,10-디메톡시안트라센, 9,10-디에톡시안트라센, 2-에틸-9,10-디에톡시안트라센, 9,10-디부톡시안트라센, 2-에틸-9,10-디부톡시안트라센 등을 들 수 있다.

상기 티오크산톤 화합물로서는, 2-이소프로필티오크산톤, 4-이소프로필티오크산톤, 2,4-디에틸티오크산톤, 2,4-디클로로티오크산톤, 1-클로로-4-프로폭시티오크산톤 등을 들 수 있다.

상기 카르복실산 화합물로서는, 페닐술파닐초산, 메틸페닐술파닐초산, 에틸페닐술파닐초산, 메틸에틸페닐술파닐초산, 디메틸페닐술파닐초산, 메톡시페닐술파닐초산, 디메톡시페닐술파닐초산, 클로로페닐술파닐초산, 디클로로페닐술파닐초산, N-페닐글리신, 페녹시초산, 나프틸티오초산, N-나프틸글리신, 나프톡시초산 등을 들 수 있다.

중합 개시 조제(F1)를 이용하는 경우, 그 사용량은 본 발명의 착색 경화성 조성물 중의 수지(C)(후술하는 수지(C')를 포함하는 경우, 수지(C')도 포함시키는 것으로 함) 및 중합성 화합물(E)의 합계량 100 질량부에 대하여 바람직하게는 0.1~30 질량부, 보다 바람직하게는 1~20 질량부이다. 중합 개시 조제(F1)의 양이 이 범위 내에 있으면, 더욱 고감도로 패턴을 형성할 수 있어, 패턴의 생산성이 향상되는 경향이 있다.

2-4. 레벨링제(G)

레벨링제(G)로서는 실리콘계 계면활성제, 불소계 계면활성제 및 불소 원자를 갖는 실리콘계 계면활성제 등을 들 수 있다. 이들은 측쇄에 중합성기를 갖고 있더라도 좋다.

실리콘계 계면활성제로서는 실록산 결합을 갖는 계면활성제 등을 들 수 있다. 구체적으로는 도오레실리콘(상품명) DC3PA, 동 SH7PA, 동 DC11PA, 동 SH21PA, 동 SH28PA, 동 SH29PA, 동 SH30PA, 동 8400(도오레다우코닝(주) 제조), KP321, KP322, KP323, KP324, KP326, KP340, KP341(신에츠가가쿠고교(주) 제조), TSF400, TSF401, TSF410, TSF4300, TSF4440, TSF4445, TSF4446, TSF4452, TSF4460(모멘티브퍼포먼스마테리알즈재팬합동회사 제조) 등을 들 수 있다.

상기한 불소계 계면활성제로서는 플루오로카본쇄를 갖는 계면활성제 등을 들 수 있다. 구체적으로는 플로라드(등록상표) FC430, 동 FC431(스미토모쓰리엠(주) 제조), 메가파크(등록상표) F142D, 동 F171, 동 F172, 동 F173, 동 F177, 동 F183, 동 F554, 동 R30, 동 RS-718-K(DIC(주) 제조), 에프톱(등록상표) EF301, 동 EF303, 동 EF351, 동 EF352(미쓰비시마테리알덴시가세이(주) 제조), 서플론(등록상표) S381, 동 S382, 동 SC101, 동 SC105(아사히가라스(주) 제조), E5844((주)다이킨파인케미칼겐큐쇼 제조) 등을 들 수 있다.

상기한 불소 원자를 갖는 실리콘계 계면활성제로서는 실록산 결합 및 플루오로카본쇄를 갖는 계면활성제 등을 들 수 있다. 구체적으로는 메가파크(등록상표) R08, 동 BL20, 동 F475, 동 F477, 동 F 443(DIC(주) 제조) 등을 들 수 있다.

레벨링제(G)의 함유량은 본 발명의 착색 경화성 조성물의 총량에 대하여 바람직하게는 0.001 질량% 이상 0.2 질량% 이하이며, 바람직하게는 0.002 질량% 이상 0.1 질량% 이하, 보다 바람직하게는 0.005 질량% 이상 0.05 질량% 이하이다. 한편, 이 함유량에 후술하는 안료 분산제(D')의 함유량은 포함되지 않는다. 레벨링제(G)의 함유량이 상기한 범위 내에 있으면, 컬러 필터의 평탄성을 양호하게 할 수 있다.

2-5. 수지(C')

본 발명의 착색제 분산액이 수지를 포함하지 않는 경우, 착색 경화성 조성물을 조제할 때에 수지(「수지(C')」)를 가하는 것이 바람직하다. 또한 착색제 분산액이 수지(C)를 포함하는 경우, 착색 경화성 조성물을 조제할 때에 수지(C')를 더 가하더라도 좋다. 착색 경화성 조성물을 조제할 때에 이용하는 수지(C')로서는 수지(C)와 같은 것을 들 수 있다. 수지(C')는 수지(C)와 동일하더라도 좋지만, 다른 종류의 것이라도 좋다.

수지(C)와 수지(C')의 합계 함유량은 고형분의 총량에 대하여 바람직하게는 7~65 질량%이며, 보다 바람직하게는 10~60 질량%이고, 더욱 바람직하게는 13~55 질량%이다. 수지의 함유량이 상기한 범위에 있으면, 착색 패턴의 해상도 및 착색 패턴의 잔막율이 향상되는 경향이 있다.

본 발명의 착색 경화성 조성물은 용제(B') 및 착색제(A')로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종을 더 포함하는 것이 바람직하다.

2-6. 용제(B')

착색 경화성 조성물을 조제할 때에 이용하는 용제(이하, 「용제(B')」라고 함)로서는 용제(B)와 같은 것을 들 수 있다.

바람직하게는, 도포성, 건조성의 점에서, 1 atm에 있어서의 비점이 120℃ 이상 180℃ 이하인 유기 용제이며, 보다 바람직하게는 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 젖산에틸, 프로필렌글리콜모노메틸에테르, 3-에톡시프로피온산에틸, 에틸렌글리콜모노메틸에테르, 디에틸렌글리콜모노메틸에테르, 디에틸렌글리콜모노에틸에테르, 디에틸렌글리콜에틸메틸에테르, 3-메톡시부틸아세테이트, 3-메톡시-1-부탄올, 4-히드록시-4-메틸-2-펜타논, N,N-디메틸포름아미드 등이고, 더욱 바람직하게는 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 젖산에틸, 4-히드록시-4-메틸-2-펜타논, 디에틸렌글리콜에틸메틸에테르, 3-메톡시부틸아세테이트, 3-메톡시-1-부탄올, 3-에톡시프로피온산에틸 등이다.

착색 경화성 조성물에 있어서의 용제(B)와 용제(B')의 합계 함유량은 착색 경화성 조성물의 총량에 대하여 바람직하게는 40~95 질량%이며, 보다 바람직하게는 45~92 질량%이다. 다시 말해서, 착색 경화성 조성물의 고형분은 바람직하게는 5~60 질량%, 보다 바람직하게는 8~55 질량%이다. 용제의 함유량이 상기한 범위에 있으면, 도포시의 평탄성이 양호하게 되고, 또한 컬러 필터를 형성했을 때에 색 농도가 부족하지 않기 때문에 표시 특성이 양호하게 되는 경향이 있다.

2-7. 착색제(A')

착색 경화성 조성물을 조제할 때에 이용하는 착색제(A')로서는 착색제(A)와 같은 것 및 안료(A2)를 들 수 있다.

착색제(A)와 착색제(A')의 합계 함유량은 착색 경화성 조성물의 고형분에 대하여 바람직하게는 5~60 질량%이며, 보다 바람직하게는 8~55 질량%이고, 더욱 바람직하게는 10~50 질량%이다. 착색제의 함유량이 상기한 범위에 있으면, 컬러 필터로 했을 때의 색 농도가 충분하고, 또한 조성물 중에 수지나 중합성 화합물을 필요량 함유시킬 수 있기 때문에, 기계적 강도가 충분한 컬러 필터를 형성할 수 있다. 여기서, 착색 경화성 조성물의 고형분이란, 본 발명의 착색 경화성 조성물에서 용제를 제외한 성분의 합계량을 말한다. 고형분 및 이것에 대한 각 성분의 함유량은 예컨대 액체 크로마토그래피 또는 가스 크로마토그래피 등의 공지된 분석 수단으로 측정할 수 있다.

2-8. 안료 조성물

본 발명의 착색 경화성 조성물이 안료(A2)를 포함하는 경우, 상기 착색제 분산액과는 별도로 안료 조성물을 조제하여, 본 발명의 착색 경화성 조성물의 조제에 이용하는 것이 바람직하다. 안료 조성물은 안료(A2) 및 용제(B")를 포함하는 것이 바람직하다. 안료(A2)는, 미리 용제(B")와 혼합하여, 안료의 평균 입자경이 0.2 ㎛ 이하 정도가 될 때까지 비드밀 등을 이용하여 분산시키는 것이 바람직하다. 용제(B")는 용제(B')의 일부 또는 전부이다.

안료 조성물은 수지(C") 및 안료 분산제(D')로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종을 더 포함하는 것이 바람직하다. 수지(C")는 수지(C')의 일부 또는 전부이다. 수지(C") 및 안료 분산제(D')로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종을 함유시켜 안료(A2)의 분산 처리를 함으로써, 안료(A2)가 용액 중에서 균일하게 분산된 상태가 된다.

2-8-1. 안료(A2)

안료(A2)는 특별히 한정되지 않고 공지된 안료를 사용할 수 있으며, 예컨대 유기 안료 및 무기 안료를 들 수 있고, 컬러 인덱스(The Society of Dyers and Colourists 출판)에서 피그먼트로 분류되어 있는 화합물 등을 들 수 있다.

유기 안료로서는 예컨대 C.I. 피그먼트 레드 9, 97, 105, 122, 123, 144, 149, 166, 168, 176, 177, 180, 192, 209, 215, 216, 224, 242, 254, 255, 264, 265 등의 적색 안료;

C.I. 피그먼트 블루 15, 15:3, 15:4, 15:6, 60 등의 청색 안료;

C.I. 피그먼트 바이올렛 1, 19, 23, 29, 32, 36, 38 등의 바이올렛색 안료;

C.I. 피그먼트 그린 7, 36, 58 등의 녹색 안료 등을 들 수 있다.

그 중에서도 C.I. 피그먼트 레드 바이올렛 23, C.I. 피그먼트 블루 15:3, 15:6이 바람직하고, C.I. 피그먼트 블루 15:6이 보다 바람직하다.

무기 안료로서는 금속 산화물이나 금속 착염과 같은 금속 화합물을 들 수 있어, 구체적으로는 철, 코발트, 알루미늄, 카드뮴, 납, 구리, 티탄, 마그네슘, 크롬, 아연, 안티몬 등의 금속의 산화물 또는 복합 금속 산화물을 들 수 있다.

상기한 안료(A2)는 필요에 따라서 로진 처리, 산성기 또는 염기성기가 도입된 안료 유도체나 분산제 등을 이용한 표면 처리, 고분자 화합물 등에 의한 안료 표면에의 그라프트 처리, 황산미립화법 등에 의한 미립화 처리, 또는 불순물을 제거하기 위한 유기 용제나 물 등에 의한 세정 처리, 이온성 불순물의 이온교환법 등에 의한 제거 처리 등이 실시되어 있더라도 좋다. 또한, 안료(A2)는 입경이 균일한 것이 바람직하다.

또한, 안료(A2)를 이용하는 경우는, 안료(A2)의 함유량은 착색제(A)와 착색제(A')와의 합계량에 대하여 바람직하게는 1~99 질량%, 보다 바람직하게는 50~99 질량%, 더욱 바람직하게는 70~99 질량%이다.

2-8-2. 안료 분산제(D')

안료 분산제(D')로서는 상술한 분산제(D)와 같은 것에 더하여, 시너지스트형 분산제를 이용할 수 있다.

상기 시너지스트형 분산제(안료 유도체형 분산제)로서는 예컨대 프탈로시아닌 유도체를 들 수 있다. 시너지스트형 분산제의 시판 제품으로서는 루브리즈사 제조의 「솔스파스(등록상표) 5000(구리프탈로시아닌 유도체)」 등을 들 수 있다.

상기 시너지스트형 분산제를 포함하는 경우, 그 함유량은 안료 100 질량부에 대하여 0.1 질량부 이상이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.5 질량부 이상, 더욱 바람직하게는 1 질량부 이상이며, 20 질량부 이하가 바람직하고, 보다 바람직하게는 10 질량부 이하, 더욱 바람직하게는 8 질량부 이하이다.

안료 분산제(D')로서 상기 고분자 분산제와 시너지스트형 분산제를 병용하는 경우, 이들의 질량 비율(고분자 분산제/시너지스트형 분산제)는 70/30~99/1이 바람직하고, 보다 바람직하게는 80/20~97/3, 더욱 바람직하게는 85/15~95/5이다.

안료 분산제(D')의 사용량은 안료(A2) 100 질량부당, 바람직하게는 100 질량부 이하이며, 보다 바람직하게는 5 질량부 이상 50 질량부 이하이다.

또한, 분산제(D)와 안료 분산제(D')의 합계 함유량은 착색 경화성 조성물의 총량에 대하여 0.1 질량% 이상인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.5 질량% 이상, 더욱 바람직하게는 1 질량% 이상이며, 20 질량% 이하가 바람직하고, 보다 바람직하게는 10 질량% 이하, 더욱 바람직하게는 5 질량% 이하이다.

안료 분산제(D')의 사용량이 상기한 범위에 있으면, 안료의 분산 상태가 양호하다.

안료 조성물 중의 안료(A2)의 함유량은 안료 조성물의 총량에 대하여 5 질량% 이상이 바람직하고, 보다 바람직하게는 10 질량% 이상이며, 30 질량% 이하가 바람직하고, 20 질량% 이하가 보다 바람직하다.

안료 조성물 중의 용제(B")의 함유량은 안료 조성물의 총량에 대하여 60 질량% 이상이 바람직하고, 보다 바람직하게는 75 질량% 이상이며, 90 질량% 이하가 바람직하고, 보다 바람직하게는 85 질량% 이하이다.

수지(C")를 포함하는 경우, 안료 조성물 중의 수지(C")의 함유량은 안료 조성물의 총량에 대하여 1 질량% 이상이 바람직하고, 보다 바람직하게는 2 질량% 이상이며, 15 질량% 이하가 바람직하고, 보다 바람직하게는 7 질량% 이하이다.

안료 분산제(D')를 포함하는 경우, 안료 조성물 중의 안료 분산제(D')의 함유량은 안료 조성물의 총량에 대하여 1 질량% 이상이 바람직하고, 보다 바람직하게는 2 질량% 이상이며, 20 질량% 이하가 바람직하고, 보다 바람직하게는 10 질량% 이하이다.

2-9. 그 밖의 성분

본 발명의 착색 경화성 조성물은, 필요에 따라서 충전제, 다른 고분자 화합물, 밀착촉진제, 산화방지제, 광안정제, 연쇄이동제 등, 해당 기술 분야에서 공지된 여러 가지 첨가제(이하 「그 밖의 성분」이라고 함)를 포함하더라도 좋다.

2-10. 착색 경화성 조성물의 제조 방법

본 발명의 착색 경화성 조성물은, 예컨대 본 발명의 착색제 분산액, 중합성 화합물(E) 및 중합 개시제(F), 및 필요에 따라서 이용되는 중합 개시 조제(F1), 레벨링제(G), 안료 조성물 및 그 밖의 성분을 혼합함으로써 조제할 수 있다.

착색제 분산액이 수지(C)를 포함하지 않는 경우, 착색 경화성 조성물을 조제할 때에 수지(C')를 가하는 것이 바람직하다. 착색제 분산액이 수지(C)를 포함하는 경우, 착색 경화성 조성물을 조제할 때에 수지(C')를 더 가하더라도 좋다.

착색 경화성 조성물을 조제할 때에 착색제(A') 및/또는 용제(B')를 더 가하더라도 좋다.

상기한 것과 같이 혼합하여 조제된 착색 경화성 조성물을 구멍 직경 0.01~10 ㎛ 정도의 필터로 여과하는 것이 바람직하다.

3. 컬러 필터의 제조 방법

본 발명의 착색 경화성 조성물로 컬러 필터의 착색 패턴화 도막을 제조하는 방법으로서는 포토리소그래프법, 잉크젯법, 인쇄법 등을 들 수 있다. 그 중에서도 포토리소그래프법이 바람직하다. 포토리소그래프법은 상기 착색 경화성 조성물을 기판에 도포하고, 건조시켜 조성물층을 형성하고, 포토마스크를 통해 그 조성물층을 노광하여, 현상하는 방법이다. 포토리소그래프법에 있어서, 노광할 때에 포토마스크를 이용하지 않거나 및/또는 현상하지 않음으로써, 상기 조성물층의 경화물인 착색 도막을 형성할 수 있다.

제작하는 컬러 필터의 막 두께는 특별히 한정되지 않고, 목적이나 용도 등에 따라서 적절하게 조정할 수 있으며, 예컨대 0.1~30 ㎛, 바람직하게는 0.1~20 ㎛, 더욱 바람직하게는 0.5~6 ㎛이다.

기판으로서는 석영 유리, 붕규산 유리, 알루미나규산염 유리, 표면을 실리카 코트한 소다 석회 유리 등의 유리판이나, 폴리카보네이트, 폴리메타크릴산메틸, 폴리에틸렌테레프탈레이트 등의 수지판, 실리콘, 상기 기판 상에 알루미늄, 은, 은/구리/팔라듐 합금 박막 등을 형성한 것이 이용된다. 이들 기판 상에는 별도의 컬러 필터층, 수지층, 트랜지스터, 회로 등이 형성되어 있더라도 좋다.

포토리소그래프법에 의한 각 색 화소의 형성은 공지 또는 관용의 장치나 조건으로 행할 수 있다. 예컨대, 하기와 같이 하여 제작할 수 있다.

우선, 착색 경화성 조성물을 기판 상에 도포하여, 가열 건조(프리베이크) 및/또는 감압 건조함으로써, 용제 등의 휘발 성분을 제거하여 건조시켜, 평활한 조성물층을 얻는다.

도포 방법으로서는 스핀코트법, 슬릿코트법, 슬릿&스핀코트법 등을 들 수 있다.

가열 건조를 행하는 경우의 온도는 30~120℃가 바람직하고, 50~110℃가 보다 바람직하다. 또한 가열 시간으로서는 10초간~60분간인 것이 바람직하고, 30초간~30분간인 것이 보다 바람직하다.

감압 건조를 행하는 경우는, 50~150 Pa의 압력 하에, 20~25℃의 온도 범위에서 행하는 것이 바람직하다.

조성물층의 막 두께는 특별히 한정되지 않고, 목적으로 하는 컬러 필터의 막 두께에 따라서 적절하게 선택하면 된다.

이어서, 조성물층은 원하는 착색 패턴화 도막을 형성하기 위한 포토마스크를 개재하여 노광된다. 이 포토마스크 상의 패턴은 특별히 한정되지 않고, 목적으로 하는 용도에 따른 패턴이 이용된다.

노광에 이용되는 광원으로서는 250~450 nm 파장의 빛을 발생하는 광원이 바람직하다. 예컨대, 350 nm 미만의 빛을, 이 파장 영역을 컷트하는 필터를 이용하여 컷트하거나, 436 nm 부근, 408 nm 부근, 365 nm 부근의 빛을, 이들 파장 영역을 추출하는 밴드패스 필터를 이용하여 선택적으로 추출하거나 하여도 좋다. 구체적으로는 수은등, 발광 다이오드, 메탈할라이드 램프, 할로겐 램프 등을 들 수 있다.

노광면 전체에 균일하게 평행 광선을 조사하거나, 포토마스크와 기판과의 정확한 위치맞춤을 행할 수 있기 때문에, 마스크 얼라이너 및 스테퍼 등의 노광 장치를 사용하는 것이 바람직하다.

노광 후의 조성물층을 현상액에 접촉시켜 현상함으로써, 기판 상에 착색 패턴이 형성된다. 현상에 의해 조성물층의 미노광부가 현상액에 용해되어 제거된다. 현상액으로서는 예컨대 수산화칼륨, 탄산수소나트륨, 탄산나트륨, 수산화테트라메틸암모늄 등의 알칼리성 화합물의 수용액이 바람직하다. 이들 알칼리성 화합물의 수용액 중의 농도는 바람직하게는 0.01~10 질량%이며, 보다 바람직하게는 0.03~5 질량%이다. 또한, 현상액은 계면활성제를 포함하고 있더라도 좋다.

현상 방법은 퍼들법, 디핑법 및 스프레이법 등의 어느 하나라도 좋다. 또한 현상시에 기판을 임의의 각도로 기울이더라도 좋다.

현상 후에는 수세하는 것이 바람직하다.

또한, 얻어진 착색 패턴화 도막에 포스트베이크를 행하는 것이 바람직하다. 포스트베이크 온도는 150~250℃가 바람직하고, 160~235℃가 보다 바람직하다. 포스트베이크 시간은 1~120분간이 바람직하고, 10~60분간이 보다 바람직하다.

이렇게 하여 얻어진 착색 패턴화 도막 및 착색 도막은 고명도이기 때문에 컬러 필터로서 유용하며, 이 컬러 필터는 표시 장치(예컨대, 액정 표시 장치, 유기 EL 장치 등), 전자 페이퍼, 고체 촬상 소자 등에 이용되는 컬러 필터로서 유용하다.

실시예

이하, 실시예를 들어 본 발명을 보다 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 하기 실시예에 의해 한정되는 것이 아니라, 상기 및 후기한 취지에 적합할 수 있는 범위에서 적절하게 변경하여 실시할 수도 있으며, 이들은 모두 본 발명의 기술적 범위에 포함된다. 예에서 「%」 및 「부」는 특별히 기재가 없는 한, 질량% 및 질량부이다.

이하의 합성예에 있어서, 화합물은 질량 분석(LC; Agilent 제조 1200형, MASS; Agilent 제조 LC/MSD형)으로 동정했다.

[합성예 1]

식(1x)으로 표시되는 화합물 20부와 N-에틸-o-톨루이딘(와코쥰야쿠고교(주) 제조) 200부를 차광 조건 하에 혼합하여, 얻어진 용액을 110℃에서 6시간 교반했다. 얻어진 반응액을 실온까지 냉각 후, 물 800부, 35 중량% 염산 50부의 혼합액 중에 첨가하여 실온에서 1시간 교반한 바, 결정이 석출되었다. 석출된 결정을 흡인 여과의 잔사로서 취득 후 건조하여, 식(1-24)으로 표시되는 화합물 24부를 얻었다. 수율은 80%였다.

식(1-24)으로 표시되는 화합물의 동정

(질량 분석) 이온화 모드 = ESI⁺: m/z=[M+H]⁺ 603.4

Exact Mass: 602.2

[합성예 2]

N-에틸-o-톨루이딘 대신에 N-프로필-2,6-디메틸아닐린을 이용하는 것 이외에는 합성예 1과 같은 식으로 하여, 식(1-32)으로 표시되는 화합물을 얻었다.

식(1-32)으로 표시되는 화합물의 동정

(질량 분석) 이온화 모드 = ESI⁺: m/z=[M+H]⁺ 659.9

Exact Mass: 658.9

[합성예 3]

냉각관 및 교반 장치를 갖춘 플라스크에, 식(A0-1)으로 표시되는 화합물 및 식(A0-2)으로 표시되는 화합물의 혼합물(쥬가이가세이 제조)을 15부, 클로로포름 150부 및 N,N-디메틸포름아미드 8.9부를 투입하여, 교반 하에 20℃ 이하를 유지하면서 염화티오닐 10.9부를 적하하여 가했다. 적하 종료 후, 50℃로 온도를 올려, 동 온도에서 5시간 유지하여 반응시키고, 그 후 20℃로 냉각했다. 냉각 후의 반응 용액을, 교반 하에 20℃ 이하로 유지하면서, 2-에틸헥실아민 12.5부 및 트리에틸아민 22.1부의 혼합액을 적하하여 가했다. 그 후, 동 온도에서 5시간 교반하여 반응시켰다. 이어서 얻어진 반응 혼합물을 로타리 에바포레이터로 용매 증류 제거한 후, 메탄올을 소량 가하여 격하게 교반했다. 이 혼합물을, 이온 교환수 375부의 혼합액 중에 교반하면서 가하여, 결정을 석출시켰다. 석출된 결정을 여과 분별하여, 이온 교환수로 잘 세정하고, 60℃에서 감압 건조하여, 염료 A1(식(A1-1)~식(A1-8)으로 표시되는 화합물의 혼합물) 11.3부를 얻었다.

[합성예 4]

식(1x)으로 표시되는 화합물 50.0부, 이소프로필알코올(와코쥰야쿠고교(주) 제조) 350부를 실온에서 혼합하고, 혼합물에 디에틸아민(도쿄가세이고교(주) 제조) 18.1부를 20℃를 넘지 않는 온도에서 적하하여, 20℃에서 3시간 교반했다. 반응액을 10% 염산 2100부에 투입했다. 얻어진 석출물을 흡인 여과의 잔사로서 취득하고, 이온 교환수 373부로 세정 후 건조하여, 식(1y)으로 표시되는 화합물 23.6부를 얻었다. 수율은 43%였다.

식(1y)으로 표시되는 화합물의 동정

(질량 분석) 이온화 모드 = ESI⁺: m/z=[M+H]⁺ 442.1

Exact Mass: 441.1

[합성예 5]

식(1y)으로 표시되는 화합물 5.0부, N-메틸피롤리돈(와코쥰야쿠고교(주) 제조) 35부를 실온에서 혼합하고, 혼합물에 디프로필아민(도쿄가세이고교(주) 제조) 3.4부를 20℃를 넘지 않는 온도에서 적하하여, 80℃로 온도를 올려 3시간 교반했다. 반응액을 실온까지 냉각 후, 농염산 3.4부를 가하고, 얻어진 혼합물을 포화 식염수 315부에 투입했다. 얻어진 석출물을 흡인 여과의 잔사로서 취득하고, 이온 교환수 630부로 세정 후 건조하여, 식(1-51)으로 표시되는 화합물 3.9부를 얻었다. 수율은 69%였다.

식(1-51)으로 표시되는 화합물의 동정

(질량 분석) 이온화 모드 = ESI⁺: m/z=[M+H]⁺ 507.7

Exact Mass: 506.7

[합성예 6]

식(1x)으로 표시되는 화합물 10.0부, 이소프로필알코올(와코쥰야쿠고교(주) 제조) 40부를 실온에서 혼합하여, 혼합물에 디에틸아민(도쿄가세이고교(주) 제조) 7.2부를 적하하고, 65℃로 온도를 올려 3시간 교반했다. 반응액을 실온까지 냉각 후, 0.5% 식염수 280부에 투입했다. 얻어진 석출물을 흡인 여과의 잔사로서 취득하고, 이온 교환수 200부로 세정 후 건조하여, 식(1-55)으로 표시되는 화합물 8.0부를 얻었다. 수율은 68%였다.

식(1-55)으로 표시되는 화합물의 동정

(질량 분석) 이온화 모드 = ESI⁺: m/z=[M+H]⁺ 479.3

Exact Mass: 478.2

[합성예 7]

환류 냉각기, 적하 깔대기 및 교반기를 갖춘 플라스크 내에 질소를 적량 흘려 질소 분위기로 치환하고, 디에틸렌글리콜에틸메틸에테르 300부를 넣어, 교반하면서 85℃까지 가열했다. 이어서, 메타크릴산 54부, 3,4-에폭시트리시클로[5.2.1.0^2,6]데칸-8-일아크릴레이트 및 3,4-에폭시트리시클로[5.2.1.0^2,6]데칸-9-일아크릴레이트의 혼합물(함유비는 몰비로 50:50) 306부 및 2,2-아조비스(2,4-디메틸발레로니트릴) 24부를 디에틸렌글리콜에틸메틸에테르 316부에 용해시킨 용액을 5시간에 걸쳐 플라스크 내에 적하했다. 적하 종료 후, 85℃에서 4시간 유지한 후, 실온까지 냉각하여, 공중합체 용액을 얻었다. 이 공중합체를 수지 C1로 한다. 수지 C1 용액의 고형분은 37.0 중량%, B형 점도계(23℃)로 측정한 점도는 88 mPa·s였다. 수지 C1의 중량 평균 분자량은 7.5×10³, 고형분 환산의 산가는 91 mg-KOH/g, 분자량 분포는 1.93이었다. 수지 C1은 이하의 구조 단위를 갖는다.

[합성예 8]

환류 냉각기, 적하 깔대기 및 교반기를 갖춘 플라스크 내에 질소를 적량 흘려 질소 분위기로 치환하고, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 371부를 넣어 교반하면서 85℃까지 가열했다. 이어서, 아크릴산 54부, 3,4-에폭시트리시클로[5.2.1.0^2,6]데칸-8-일아크릴레이트 및 3,4-에폭시트리시클로[5.2.1.0^2,6]데칸-9-일아크릴레이트의 혼합물(함유비는 몰비로 50:50) 225부, 비닐톨루엔(이성체 혼합물) 81부를, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 80부에 용해시켜 조제한 혼합 용액을 4시간에 걸쳐 플라스크 내에 적하했다.

한편, 중합 개시제 2,2-아조비스(2,4-디메틸발레로니트릴) 30부를 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 160부에 용해시킨 용액을 5시간에 걸쳐 적하했다. 개시제 용액의 적하 종료 후, 85℃에서 4시간 유지한 후, 실온까지 냉각하여, 공중합체 용액을 얻었다. 이 공중합체를 수지 C2로 한다. 수지 C2 용액의 고형분은 37.5%, B형 점도계(23℃)로 측정한 점도는 246 mPa·s였다. 수지 C2의 중량 평균 분자량은 1.06×10⁴, 고형분 환산의 산가는 115 mg-KOH/g, 분자량 분포는 2.01이었다. 수지 C2는 이하의 구조 단위를 갖는다.

[합성예 9]

교반기, 온도계, 환류 냉각관, 적하 깔대기 및 질소 도입관을 갖춘 플라스크에, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 182 g를 도입하여, 플라스크 내 분위기를 공기에서 질소로 한 후, 100℃로 온도를 올린 후, 벤질메타크릴레이트 70.5 g(0.40 몰), 메타크릴산 43.0 g(0.5 몰), 트리시클로데칸 골격의 모노메타크릴레이트(히타치가세이(주) 제조 FA-513M) 22.0 g(0.10 몰) 및 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 136 g으로 이루어지는 혼합물에 2,2'-아조비스이소부티로니트릴 3.6 g을 첨가한 용액을 적하하여, 100℃에서 교반을 더 계속했다.

이어서, 플라스크 내 분위기를 질소에서 공기로 하고, 글리시딜메타크릴레이트 35.5 g[0.25 몰, (본 반응에 이용한 메타크릴산의 카르복실기에 대하여 50 몰%)], 트리스디메틸아미노메틸페놀 0.9 g 및 히드로퀴논 0.145 g을 플라스크 내에 투입하고, 110℃에서 반응을 계속하여, 고형분 산가가 79 mgKOH/g인 수지 C3 용액을 얻었다. GPC에 의해 측정한 폴리스티렌 환산의 중량 평균 분자량은 30,000이었다.

[합성예 10]

교반기, 온도계, 환류 냉각기 및 적하 깔대기를 갖춘 플라스크 내에 질소를 0.02 L/분으로 흘려 질소 분위기로 하고, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 305부를 넣어, 교반하면서 70℃까지 가열했다. 이어서, 아크릴산 60부, 3,4-에폭시트리시클로[5.2.1.0^2,6]데실아크릴레이트(식(I-1)으로 표시되는 화합물 및 식(II-1)으로 표시되는 화합물을 몰비로 50:50로 혼합) 440부 및 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 140부에 용해하여 용액을 조제하고, 이 용해액을 적하 깔대기를 이용하여 4시간에 걸쳐, 70℃로 보온한 플라스크 내에 적하했다.

한편, 중합 개시제 2,2'-아조비스(2,4-디메틸발레로니트릴) 30부를 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 225부에 용해한 용액을, 별도의 적하 깔대기를 이용하여 4시간에 걸쳐 플라스크 내에 적하했다. 중합 개시제 용액의 적하가 종료된 후, 4시간, 70℃로 유지하고, 그 후 실온까지 냉각하여, 중량 평균 분자량(Mw)은 9073, 분자량 분포가 2.16, 고형분 34.8%, 용액 산가가 28 mgKOH/g(고형분 환산의 산가는 81 mgKOH/g)인 수지 C4 용액을 얻었다.

합성예에서 얻어진 수지의 중량 평균 분자량(Mw) 및 수 평균 분자량(Mn)의 측정은 GPC법을 이용하여 이하의 조건으로 행했다.

장치; K2479((주)시마즈세이사쿠쇼 제조)

컬럼; SHIMADZU Shim-pack GPC-80M

컬럼 온도; 40℃

용매; THF(테트라히드로푸란)

유속; 1.0 mL/min

검출기; RI

교정용 표준 물질; TSK STANDARD POLYSTYRENE F-40, F-4, F-288, A-2500, A-500(도소(주) 제조)

상기에서 얻어진 폴리스티렌 환산의 중량 평균 분자량 및 수 평균 분자량의 비(Mw/Mn)를 분자량 분포로 했다.

[실시예 1]

(착색제 분산액 1의 조제)

크산텐 염료(a1); 식(1-32)으로 표시되는 화합물 9.60부

용제(B); 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 58.21부

용제(B); 프로필렌글리콜모노메틸에테르 5.76부

수지(C); 수지 C2(고형분 환산) 3.17부

분산제(D); 아크릴계 분산제(Disperbyk(등록상표) 2000; 비크케미사 제조; 아민가 4 mgKOH/g) 3.70부

와, 0.2 mm 지름의 지르코니아 비드 360부를, 용량 140 ml의 마요네즈병에 투입하고, 페인트 컨디셔너로 60℃에서 10시간 혼련하여 분산 처리를 했다. 그 후, 지르코니아 비드를 제거하여 분산액을 얻었다. 이 분산액을 구멍 직경 1.0 ㎛의 멤브레인 필터로 여과하여, 착색제 분산액 1을 얻었다.

한편, 식(1-32)으로 표시되는 화합물에 관해서, 23℃에 있어서의 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트/프로필렌글리콜모노메틸에테르 용제(함유량비는 질량 기준으로 9/1)에의 용해도는 3%였다.

(착색 경화성 조성물의 조제)

이하의 성분을 혼합하여 착색 경화성 조성물을 얻었다.

착색제 분산액 1 28부

중합성 화합물(E): 디펜타에리스리톨헥사아크릴레이트((KAYARAD(등록상표) DPHA; 니혼가야쿠(주) 제조) 50부

중합 개시제(F); N-벤조일옥시-1-(4-페닐술파닐페닐)옥탄-1-온-2-이민(이르가큐어(등록상표) OXE01; BASF사 제조; O-아실옥심 화합물) 5부

중합 개시제(F); 2-메틸-2-모르폴리노-1-(4-메틸술파닐페닐)프로판-1-온(이르가큐어(등록상표) 907; BASF사 제조; 알킬페논 화합물) 2부

중합 개시 조제(F1); 2,4-디에틸티오크산톤(KAYACURE(등록상표) DETX; 니혼가야쿠(주) 제조; 티오크산톤 화합물) 10부

레벨링제(G): 폴리에테르 변성 실리콘 오일(도오레실리콘 SH8400; 도오레다우코닝(주) 제조) 0.2부

수지(C'): 수지 C1 용액 99부

용제(B'): 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 456부

용제(B'): 프로필렌글리콜모노메틸에테르 186부

안료 조성물 1 258부

단, 안료 조성물 1은 이하와 같이 조제했다.

(안료 조성물 1의 조제)

안료(A2); C.I. 피그먼트블루 15:6 9.22부

용제(B"); 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 58.21부

용제(B"); 프로필렌글리콜모노메틸에테르 5.76부

수지(C"); 수지 C2(고형분 환산) 3.17부

안료 분산제(D'); 구리프탈로시아닌 유도체(솔스파스 5000; 루브리졸사 제조) 0.38부

안료 분산제(D'); 아크릴계 분산제(Disperbyk(등록상표) 2000; 비크케미사 제조) 3.26부

를 혼합하고, 비드밀을 이용하여 안료를 충분히 분산시킴으로써 안료 조성물 1을 얻었다.

[비교예 1]

안료: C.I. 피그먼트 블루 15:6 20부

아크릴계 안료 분산제 5부

프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 137부

를 혼합하고, 비드밀을 이용하여 안료를 충분히 분산시키고, 이어서,

착색제: 염료 A1(식(A1-1)~식(A1-8)) 3.5부

수지: 수지 C3 용액 157부

중합성 화합물: 디펜타에리스리톨헥사아크릴레이트(니혼가야쿠(주) 제조)

50부

중합 개시제: OXE-01(치바스페샬티케미칼즈 제조) 15부

용제: 4-히드록시-4-메틸-2-펜타논 289부

를 혼합하여 착색 경화성 조성물을 얻었다.

[비교예 2]

안료: C.I. 피그먼트 블루 15:6 12부

염료: 염료 A1(식(A1-1)~식(A1-8)) 1.8부

분산제 1: 아크릴계 분산제(Disperbyk(등록상표)-116; 비크케미사 제조; 아민가 65 mgKOH/g) 18.1부

분산제 2: 구리프탈로시아닌 유도체(솔스파스 5000, 아비시아사 제조)

0.4부

용매 1: 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 47.9부

의 성분을, 비이커에 순차 투입하여, 전체 성분을 혼합했다. 그 후, 0.65 mmφ의 지르코니아 비드를 이용하여, 페인트 쉐이커에 의해 분산 처리를 5시간 행했다. 얻어진 균일 분산액을 여과하여 비드를 제거하여, 안료 조성물 2를 얻었다.

(착색 경화성 조성물의 조제)

이하의 성분을 혼합하여 착색 경화성 조성물을 얻었다.

안료 조성물 2 223부

수지: 수지 C3 용액 133부

중합성 화합물: (E): 디펜타에리스리톨헥사아크릴레이트((KAYARAD(등록상표) DPHA; 니혼가야쿠(주) 제조) 50부

중합 개시제(F); N-벤조일옥시-1-(4-페닐술파닐페닐)옥탄-1-온-2-이민(이르가큐어(등록상표) OXE01; BASF사 제조; O-아실옥심 화합물) 15부

레벨링제(G): 폴리에테르 변성 실리콘 오일(도오레실리콘 SH8400; 도오레다우코닝(주) 제조) 0.1부

용제(B'): 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 425부

[비교예 3]

(착색제 분산액 2의 조제)

크산텐 염료(a1); 식(1-32)으로 표시되는 화합물 9.60부

용제(B); 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 58.21부

용제(B); 프로필렌글리콜모노메틸에테르 5.76부

수지(C); 수지 C2(고형분 환산) 3.17부

분산제(D); 아크릴계 분산제(Disperbyk(등록상표)-116; 아민가 65 mgKOH/g, 비크케미사 제조) 3.26부

와, 0.2 mm 지름의 지르코니아 비드 360부를, 용량 140 ml의 마요네즈병에 투입하고, 페인트 컨디셔너로 60℃에서 10시간 혼련하여 분산 처리를 했다. 그 후, 지르코니아 비드를 제거하여 분산액을 얻었다. 이 분산액을 구멍 직경 1.0 ㎛의 멤브레인 필터로 여과하여, 착색제 분산액 2를 얻었다.

(착색 경화성 조성물의 조제)

이하의 성분을 혼합하여 착색 경화성 조성물을 얻었다.

착색제 분산액 2 28부

수지(C'): 수지 C1 용액 99부

용제(B'): 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 456부

용제(B'): 프로필렌글리콜모노메틸에테르 186부

안료 조성물 1 258부

<착색 패턴의 제작>

한 변이 2 인치인 정사각형의 유리 기판(이글 XG; 코닝사 제조) 상에, 착색 경화성 조성물을 스핀코트법으로 도포한 후, 100℃에서 3분간 프리베이크하여 착색 조성물층을 얻었다. 방냉 후, 기판 상의 착색 조성물층과 석영 유리제 포토마스크와의 간격을 100 ㎛로 하고, 노광기(TME-150RSK; 토프콘(주) 제조)를 이용하여, 대기 분위기 하에 40 mJ/㎠의 노광량(365 nm 기준)으로 노광했다. 포토마스크로서는 100 ㎛ 라인&스페이스 패턴이 형성된 것을 사용했다. 노광 후의 착색 조성물층을, 비이온계 계면활성제 0.12%와 탄산나트륨 2%를 포함하는 수계 현상액에 25℃에서 70초간 침지 현상하고, 수세 후, 오븐 중에서, 230℃에서 20분간 포스트베이크를 하여, 착색 패턴을 얻었다.

<막 두께 측정>

얻어진 착색 패턴의 막 두께를 막 두께 측정 장치(DEKTAK3; 니혼신쿠기쥬츠(주) 제조)를 이용하여 측정했다. 결과를 표 1에 나타낸다.

<색도 평가>

얻어진 착색 패턴에 관해서, 측색기(OSP-SP-200; 올림푸스(주) 제조)를 이용하여 분광을 측정하고, C 광원의 특성 함수를 이용하여 CIE의 XYZ 표색계에 있어서의 xy 색도 좌표(x,y)와 3자극치 Y를 측정했다. Y의 값이 클수록 명도가 높은 것을 나타낸다. 결과를 표 1에 나타낸다.

<콘트라스트 평가>

포토마스크를 사용하지 않고서 노광하고, 현상을 하지 않는 것 이외에는 착색 패턴의 형성과 같은 조작을 하여, 유리 기판 상의 착색 도막을 제작했다. 얻어진 착색 도막에 관해서, 콘트라스트계(CT-1; 츠보사카덴키사 제조, 색채 색차계 BM-5A; 토프콘사 제조, 광원; F-10)를 이용하여, 블랭크치를 30000으로 하여 콘트라스트를 측정했다. 유리 기판 상의 착색 도막을 편광 필름(POLAX-38S; 루케오사 제조)으로 사이에 끼운 것을 측정 샘플로 했다. 결과를 표 1에 나타낸다. 착색 도막의 콘트라스트가 높으면, 동일한 착색 경화성 조성물을 이용하여 얻어지는 착색 패턴에 있어서도 마찬가지로 높은 콘트라스트이다.

[실시예 2]

식(1-32)으로 표시되는 화합물을 식(1-24)으로 표시되는 화합물(크산텐 염료(a2))로 바꾸는 것 이외는 실시예 1과 같은 조작을 하여 착색 조성물을 얻는다. 이 착색 조성물을 이용하는 것 이외에는 실시예 1과 같은 식으로 하여, 착색 경화성 조성물을 얻는다. 실시예 1과 같은 조작을 하여, 이 착색 경화성 조성물로부터, 실시예 1의 경우와 마찬가지로 고명도의 컬러 필터를 얻는다.

[실시예 3]

(착색제 분산액 3의 조제)

크산텐 염료(a3); 식(1-55)으로 표시되는 화합물 4.80부

용제(B); 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 69.54부

용제(B); 4-히드록시-4-메틸-2-펜타논 2.64부

수지(C); 수지 C2(고형분 환산) 1.44부

분산제(D); 아크릴계 분산제 Disperbyk(등록상표) 2000(비크케미사 제조; 아민가 4 mgKOH/g) 1.58부

와, 0.2 mm 지름의 지르코니아 비드 360부를, 용량 140 ml의 마요네즈병에 투입하고, 페인트 컨디셔너로 60℃에서 10시간 혼련하여 분산 처리를 했다. 그 후, 지르코니아 비드를 제거하여 분산액을 얻었다. 이 분산액을 구멍 직경 1.0 ㎛의 멤브레인 필터로 여과하여, 착색제 분산액 3을 얻었다.

한편, 식(1-55)으로 표시되는 화합물에 관해서, 23℃에 있어서의 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트/4-히드록시-4-메틸-2-펜타논 용제(함유량비는 질량 기준으로 9/1)에의 용해도는 1%였다.

[실시예 4]

(착색제 분산액 4의 조제)

크산텐 염료(a3); 식(1-55)으로 표시되는 화합물 4.00부

크산텐 염료(a4); 식(1-51)으로 표시되는 화합물 4.00부

용제(B); 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 68.56부

용제(B); 4-히드록시-4-메틸-2-펜타논 2.40부

수지(C); 수지 C2(고형분 환산) 2.40부

와, 0.2 mm 지름의 지르코니아 비드 360부를, 용량 140 ml의 마요네즈병에 투입하고, 페인트 컨디셔너로 60℃에서 10시간 혼련하여 분산 처리를 했다. 그 후, 지르코니아 비드를 제거하여 분산액을 얻었다. 이 분산액을 구멍 직경 1.0 ㎛의 멤브레인 필터로 여과하여, 착색제 분산액 4를 얻었다.

[실시예 5]

(착색제 분산액 5의 조제)

크산텐 염료(a4); 식(1-51)으로 표시되는 화합물 8.00부

용제(B); 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 62.55부

용제(B); 프로필렌글리콜모노메틸에테르 4.41부

수지(C); 수지 C2(고형분 환산) 2.40부

분산제(D); 아크릴계 분산제 Disperbyk(등록상표) 2000(비크케미사 제조; 아민가 4 mgKOH/g) 2.64부

와, 0.2 mm 지름의 지르코니아 비드 360부를, 용량 140 ml의 마요네즈병에 투입하고, 페인트 컨디셔너로 60℃에서 10시간 혼련하여 분산 처리를 했다. 그 후, 지르코니아 비드를 제거하여 분산액을 얻었다. 이 분산액을 구멍 직경 1.0 ㎛의 멤브레인 필터로 여과하여, 착색제 분산액 5를 얻었다.

한편, 식(1-51)으로 표시되는 화합물에 관해서, 23℃에 있어서의 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트/프로필렌글리콜모노메틸에테르 용제(함유량비는 질량 기준으로 9/1)에의 용해도는 1.5%였다.

[실시예 6]

(착색 경화성 조성물의 조제)

이하의 성분을 혼합하여 착색 경화성 조성물을 얻었다.

착색제 분산액 3 97부

중합 개시제(F); N-벤조일옥시-1-(4-페닐술파닐페닐)옥탄-1-온-2-이민(이르가큐어(등록상표) OXE01; BASF사 제조; O-아실옥심 화합물) 13부

수지(C'): 수지 C4 용액 50부

용제(B'): 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 622부

용제(B'): 4-히드록시-4-메틸-2-펜타논 22부

안료 조성물 3 479부

[실시예 7]

(착색 경화성 조성물의 조제)

이하의 성분을 혼합하여 착색 경화성 조성물을 얻었다.

착색제 분산액 4 57부

수지(C'): 수지 C4 용액 50부

용제(B'): 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 438부

용제(B'): 프로필렌글리콜모노메틸에테르 246부

안료 조성물 3 483부

[실시예 8]

(착색 경화성 조성물의 조제)

이하의 성분을 혼합하여 착색 경화성 조성물을 얻었다.

착색제 분산액 5 75부

수지(C'): 수지 C4 용액 50부

용제(B'): 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 456부

용제(B'): 프로필렌글리콜모노메틸에테르 226부

안료 조성물 3 482부

단, 안료 조성물 3은 이하와 같이 조제하였다.

(안료 조성물 3의 조제)

안료(A2): C.I. 피그먼트 레드 254 8.86부

용제(B"): 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 58.24부

용제(B"): 프로필렌글리콜모노메틸에테르 5.76부

수지(C"): 수지(C2)(고형분 환산) 3.30부

안료 분산제(D'): 아크릴계 분산제 3.84부

를 혼합하고, 비드밀을 이용하여 안료를 충분히 분산시킴으로써 안료 조성물 3을 얻었다.

실시예 6~8에서 얻은 착색 경화성 조성물에 대하여, 실시예 1 및 비교예 1~3의 착색 경화성 조성물과 동일하게, 착색 패턴 제작, 막 두께 측정, 색도 평가, 콘트라스트 평가를 실시하였다. 결과를 표 2에 나타낸다.

비교예 4로서 염료 A1(식(A1-1)~(A1-8))과 안료 조성물 3을 혼합했지만, 비교 가능한 색도가 되지 않아, 조색 불가능했다.

본 발명의 착색제 분산액으로부터 고명도의 컬러 필터를 형성할 수 있는 착색 경화성 조성물을 얻을 수 있다.

Claims

착색제가 분산제에 의해 용제 중에 분산되어 이루어지는 착색제 분산액으로서,
착색제가 크산텐 염료를 포함하고, 실질적으로 안료를 포함하지 않으며,
크산텐 염료의 함유량이 착색제의 총량에 대하여 40 질량% 이상 100 질량% 이하이고,
분산제가 아민기를 가지며, 분산제의 아민가가 0~55 mgKOH/g인 착색제 분산액.
제1항에 있어서, 분산제의 아민가가 2~40 mgKOH/g인 착색제 분산액.
제1항 또는 제2항에 있어서, 용제가, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트를 포함하고, 또한 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트의 함유량이 용제의 총량에 대하여 40 질량% 이상 99 질량% 이하인 착색제 분산액.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 수지를 더 포함하는 착색제 분산액.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 기재한 착색제 분산액, 중합성 화합물 및 중합 개시제를 포함하는 착색 경화성 조성물.
제5항에 있어서, 착색제 분산액과는 별도로 조제된 안료 조성물을 더 포함하고,
안료 조성물이, 안료와, 용제와, 안료 분산제 및 수지로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종을 포함하는 착색 경화성 조성물.
제5항 또는 제6항에 기재한 착색 경화성 조성물에 의해 형성되는 컬러 필터.
제7항에 기재한 컬러 필터를 포함하는 표시 장치.