WO2012165387A1 - 着色硬化性組成物、着色硬化膜、カラーフィルタ及びその製造方法、及び表示装置、並びに、新規化合物 - Google Patents

着色硬化性組成物、着色硬化膜、カラーフィルタ及びその製造方法、及び表示装置、並びに、新規化合物 Download PDF

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WO2012165387A1
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curable composition
group
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colored curable
compound
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洋平 石地
藤田 明徳
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富士フイルム株式会社
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    • G03F7/0007Filters, e.g. additive colour filters; Components for display devices
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    • G03F7/09Photosensitive materials characterised by structural details, e.g. supports, auxiliary layers
    • G03F7/105Photosensitive materials characterised by structural details, e.g. supports, auxiliary layers having substances, e.g. indicators, for forming visible images

Definitions

  • the present invention relates to a colored curable composition, a colored cured film using the same, a color filter provided with the colored cured film, a method of manufacturing the color filter, and a display device equipped with the color filter.
  • the present invention also relates to a novel compound useful as a coloring agent contained in a colored curable composition.
  • a color filter is a colored curable composition by containing a pigment dispersion composition in which an organic pigment or an inorganic pigment is dispersed, a polyfunctional monomer, a polymerization initiator, an alkali-soluble resin, and other components as needed. It is manufactured by forming a colored pattern by a photolithography method, an ink jet method, etc. using it.
  • color filters tend to expand not only to monitors but also to TVs (TVs) in liquid crystal display (LCD) applications.
  • TVs TVs
  • LCD liquid crystal display
  • color filters are required to have high color characteristics in terms of chromaticity, contrast, and the like.
  • color filters for image sensors solid-state imaging devices
  • further improvement of color characteristics such as reduction of color unevenness and improvement of color resolution is required.
  • dyes pyridone azo dyes, dipyrromethene dyes, pyrimidine azo dyes, pyrazole azo dyes, xanthene dyes, triarylmethane dyes, and various colored compounds having various dye bases are known (for example, JP-A 2010-168531, JP-A 6-75375, JP-A 2008-292970, JP-A 2007-039478, JP-A 06-230210, and JP-A 2010-256598).
  • the present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and the object of the present invention is to produce a color filter having colored pixels having good color purity, high luminance, and excellent heat resistance. It is providing the coloring curable composition used suitably.
  • another subject of the present invention is a colored cured film excellent in color characteristics and heat resistance, a color filter provided with the colored cured film, a method of manufacturing the color filter, and a display device equipped with the color filter. It is to provide.
  • another object of the present invention is to provide a novel compound which is useful as a colorant, has a small unwanted absorption on the long wavelength side of the absorption band, and has heat resistance.
  • the colored curable composition containing the following component (A), a component (B), and a component (C).
  • R 1 and R 4 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, an aryl group or a cyano group.
  • R 2 and R 3 each independently represent a substituent and may be linked to each other to form a ring structure. However, at least one of R 2 and R 3 contains an XY bond, or R 3 contains Y and is linked to an adjacent nitrogen atom by the Y.
  • X and Y each independently represent an oxygen atom, a nitrogen atom or a sulfur atom.
  • Cy1 represents a ring structure containing a 5- or 6-membered ring formed together with adjacent carbon atoms.
  • B Colorant having a hue different from that of the (A) colorant
  • a 1 , A 2 , A 3 , A 4 , A 5 , A 6 , A 7 , A 8 , A 9 , A 10 , A 11 , A 12 , A 13 , A 14 , A 15 and A 16 each independently represent a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group, an alkoxy group, or a thioalkoxy group.
  • ⁇ 4> The colored curable composition according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 3>, wherein the colorant (B) is a halogenated zinc phthalocyanine compound ⁇ 5> and (D) photopolymerization Colored curable composition of any one of ⁇ 1> to ⁇ 4> containing an initiator.
  • ⁇ 6> The colored curable composition according to ⁇ 5>, wherein the photopolymerization initiator is an oxime compound.
  • ⁇ 7> The colored curable composition according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 6>, further containing an aliphatic polyfunctional mercapto compound.
  • the compound represented by the general formula (I) is at least one compound selected from a compound represented by the following general formula (IA) and a compound represented by the following general formula (IB) Colored curable composition as described in any one of ⁇ 1> to ⁇ 7>.
  • R 1, R 4, and Cy1 are as defined for R 1, R 4, and Cy1 in formula (I).
  • R 5 and R 6 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group or an aryl group.
  • R 1, R 4, and Cy1 are as defined for R 1, R 4, and Cy1 in formula (I).
  • R 7 and R 8 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, an aryl group, a sulfonylamino group, or a carbonylamino group.
  • ⁇ 10> A colored cured film formed of the colored curable composition according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 9>.
  • ⁇ 11> A step of applying the colored curable composition according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 9> onto a substrate to form a colored curable composition layer, and the formed colored curable composition And exposing the object layer in the form of a pattern and developing the same.
  • the color filter provided with the colored cured film as described in ⁇ 12> ⁇ 10>.
  • the color filter produced by the manufacturing method of the color filter as described in ⁇ 13> ⁇ 11>.
  • the display apparatus provided with the color filter as described in ⁇ 14> ⁇ 12> or ⁇ 13>.
  • R 1 and R 4 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, an aryl group or a cyano group
  • R 2 and R 3 each independently represent a substituent and they are linked to each other And may form a ring structure.
  • at least one of R 2 and R 3 contains an XY bond, or R 3 contains Y and is linked to an adjacent nitrogen atom by the Y.
  • X and Y each independently represent an oxygen atom, a nitrogen atom or a sulfur atom.
  • Cy1 represents a ring structure containing a 5- or 6-membered ring formed together with adjacent carbon atoms.
  • R 1, R 4, and Cy1 are as defined for R 1, R 4, and Cy1 in formula (I).
  • R 5 and R 6 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group or an aryl group.
  • Cy1 represents a ring structure containing a 5- or 6-membered ring formed together with adjacent carbon atoms.
  • R 1, R 4, and Cy1 are as defined for R 1, R 4, and Cy1 in formula (I).
  • R 7 and R 8 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, an aryl group, a sulfonylamino group, or a carbonylamino group.
  • Cy1 represents a ring structure containing a 5- or 6-membered ring formed together with adjacent carbon atoms.
  • the present invention is characterized in that it comprises a compound represented by the general formula (I) (a colorant selected from the following, hereinafter referred to as “(A) specific colorant” as appropriate) as a colorant.
  • the (A) specific coloring agent which is a novel compound, is a compound having a yellow hue and having a steep absorption spectrum at 450 nm to 500 nm, and therefore, a characteristic capable of forming a color filter exhibiting high color purity and luminance. Have. This property is presumed to be an effect due to the molecular structure with high rigidity of the (A) specific colorant.
  • the (A) specific colorant in the present invention has a sharp absorption spectrum derived from its rigid structure, but has low fluorescence intensity and can realize high contrast. Generally, when a dye has a steep absorption spectrum due to the rigid structure, it is expected that the fluorescence intensity will increase due to the rigidity.
  • the (A) specific coloring agent in the present invention is sharp because the deactivation of the excitation energy by the thermal vibration of the NN bond can be efficiently generated by having the NN hetero bond in the molecule. It has the characteristics of low fluorescence intensity while having an absorption spectrum, and exhibits excellent performance combining high brightness and high contrast. Further, the (A) specific colorant has high heat resistance of the compound itself due to its high structural rigidity, and can sufficiently withstand high temperature treatment steps such as post-baking treatment in color filter production.
  • a colored curable composition suitably used for the preparation of a color filter having colored pixels having good color purity, high luminance, and excellent heat resistance.
  • a colored cured film excellent in color characteristics and heat resistance a color filter provided with the colored cured film, a method of manufacturing the color filter, and a display device equipped with the color filter are provided. be able to.
  • a novel compound which is useful as a colorant has a small unwanted absorption on the long wavelength side of the absorption band, and has heat resistance.
  • the colored curable composition of the present invention a colored cured film using the same, a color filter provided with the colored cured film, a method of producing the color filter, a display device comprising the color filter, and the present invention
  • a display device comprising the color filter
  • the notation not describing substitution and non-substitution includes ones further having substitution as well as non-substitution, unless otherwise specified.
  • an alkyl group is used by the meaning including an unsubstituted alkyl group and an alkyl group further having a substituent. The same applies to other substituents (atomic groups).
  • a numerical range represented using “to” means a range including numerical values described before and after “to” as the lower limit value and the upper limit value.
  • the total solid content refers to the total mass of components excluding the solvent from the total composition of the colored curable composition.
  • (meth) acrylate represents both or either of acrylate and methacrylate
  • (meth) acrylic represents both or either of acrylic and methacryl
  • ( ) Acryloyl represents either or both of acryloyl and methacryloyl.
  • a monomer as used herein is distinguished from an oligomer and a polymer and refers to a compound having a weight average molecular weight of 2,000 or less.
  • the polymerizable compound refers to a compound having a polymerizable functional group, and may be a monomer or a polymer.
  • the polymerizable functional group refers to a group involved in the polymerization reaction.
  • process is included in the term if the intended function of the process is achieved, even if it can not be clearly distinguished from other processes, not only the independent process. .
  • the colored curable composition of the present invention contains the following component (A), component (B) and component (C), and, if necessary, other components You may contain an ingredient.
  • Colorant selected from compounds represented by Formula (I) (specific colorant)>
  • the colored curable composition of the present invention contains a colorant ((A) specific colorant) selected from the compounds represented by the following general formula (I).
  • the (A) specific colorant is a colorant having a yellow hue.
  • the compounds represented by the general formula (I) are novel compounds and are useful as colorants.
  • R 1 and R 4 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, an aryl group or a cyano group.
  • R 2 and R 3 each independently represent a substituent and may be linked to each other to form a ring structure. However, at least one of R 2 and R 3 contains an XY bond, or R 3 contains Y and is linked to an adjacent nitrogen atom by the Y.
  • X and Y each independently represent an oxygen atom, a nitrogen atom or a sulfur atom.
  • Cy1 represents a ring structure containing a 5- or 6-membered ring formed together with adjacent carbon atoms.
  • R 1 and R 4 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, an aryl group or a cyano group.
  • the alkyl group represented by R 1 or R 4 is preferably an alkyl group having a carbon number of 1 to 4, and examples thereof include a methyl group, an ethyl group, an i-propyl group, a t-butyl group, an s-butyl group and a cyclohexyl group. Etc.
  • the alkyl group represented by R 1 or R 4 may further have a substituent.
  • a substituent which can be introduced into the alkyl group for example, an alkoxy group, a thioalkoxy group, an ester group, a hydroxyl group, a cyano group, a carbonylamino group, a sulfonylamino group and the like can be mentioned.
  • the aryl group represented by R 1 or R 4 is preferably an aryl group having a carbon number of 6 to 12, and examples thereof include a phenyl group and a naphthyl group.
  • the aryl group represented by R 1 or R 4 may further have a substituent.
  • substituents that can be introduced into the aryl group include, for example, an alkyl group, an alkoxy group, a thioalkoxy group, a halogen, a hydroxyl group, a cyano group, a carbonylamino group, a sulfonylamino group and the like.
  • an alkyl group which may have a substituent, an aryl group which may have a substituent, or a cyano group is preferable, and more preferably a t-butyl group, a phenyl group, It is an o-methylphenyl group or an o, o'-dimethylphenyl group, more preferably a t-butyl group.
  • R 4 in the general formula (I) a hydrogen atom or an alkyl group is preferable, and a hydrogen atom is more preferable.
  • R 2 and R 3 each independently represent a substituent, and may be linked to each other to form a ring structure. However, at least one of R 2 and R 3 contains an XY bond, or R 3 contains Y and is linked to an adjacent nitrogen atom by the Y.
  • X and Y each independently represent an oxygen atom, a nitrogen atom or a sulfur atom.
  • R 2 and R 3 are linked to each other to form a ring structure, and have an XY bond in the ring structure.
  • X and Y are each independently an oxygen atom, a nitrogen atom or a sulfur atom, and it is most preferable that both X and Y are nitrogen atoms.
  • Suitable ring structures formed by linking R 2 and R 3 to each other include a pyrazolotriazole ring structure and the like.
  • Cy1 represents a ring structure containing a 5- or 6-membered ring formed together with adjacent carbon atoms, and is preferably a ring structure containing a 6-membered ring.
  • Examples of the ring structure containing a 5-membered ring represented by Cy1 include pyrazolone, pyrazolidinedione, oxazolidinedione, thioxazolidinedione, indandione, indanone and the like or derivatives thereof.
  • Examples of the ring structure containing a 6-membered ring represented by Cy1 include pyridone, barbituric acid, thiobarbituric acid, quinolone, dimedone, Meldrum's acid, naphthoindandione, etc., or a derivative thereof.
  • the compound represented by general formula (I) is more preferably a compound represented by the following general formula (IA) or a compound represented by general formula (IB).
  • R 1, R 4, and Cy1 are as defined for R 1, R 4, and Cy1 in formula (I).
  • R 5 and R 6 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group or an aryl group.
  • R 1, R 4, and Cy1 are as defined for R 1, R 4, and Cy1 in formula (I).
  • R 7 and R 8 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, an aryl group, a sulfonylamino group, or a carbonylamino group.
  • R 1, R 4 and Cy1 in the general formula (IA) or (IB) has the same meaning as R 1, R 4 and Cy1 in formula (I), and preferred ranges are also the same.
  • the alkyl group represented by R 5 , R 6 , R 7 or R 8 in the general formula (IA) or (IB) is preferably an alkyl group having a carbon number of 1 to 4, and examples thereof include a methyl group and an ethyl group And i-propyl group, t-butyl group, s-butyl group, cyclohexyl group and the like.
  • the alkyl group represented by R 5 , R 6 , R 7 or R 8 in the general formula (IA) or (IB) may further have a substituent.
  • substituents which can be introduced into the alkyl group for example, an alkoxy group, a thioalkoxy group, an ester group, a hydroxyl group, a cyano group, a carbonylamino group, a sulfonylamino group and the like can be mentioned.
  • the aryl group represented by R 5 , R 6 , R 7 or R 8 is preferably an aryl group having 6 to 12 carbon atoms, and examples thereof include a phenyl group and a naphthyl group.
  • the aryl group represented by R 5 , R 6 , R 7 or R 8 may further have a substituent.
  • substituent which can be introduced into the aryl group include, for example, a substituted or unsubstituted alkyl group, a substituted or unsubstituted carbonylamino group, a substituted or unsubstituted sulfonylamino group, an alkoxy group, a thioalkoxy group and the like. .
  • Examples of the carbonylamino group represented by R 7 or R 8 in the general formula (IB) include, for example, a substituted or unsubstituted alkyl or arylcarbonylamino group.
  • Examples of the sulfonylamino group represented by R 7 or R 8 in the general formula (IB) include, for example, a substituted or unsubstituted alkyl or arylsulfonylamino group.
  • R 6 in the general formula (IA) a hydrogen atom or an alkyl group is preferable, and a hydrogen atom is more preferable.
  • R 7 in the general formula (IB) a hydrogen atom or an alkyl group is preferable, and a hydrogen atom is more preferable.
  • R 5 in the general formula (IA) is a partial structure selected from a substituted or unsubstituted alkyl group, PEO chain (polyethylene glycol), PPO chain (polypropylene glycol), ammonium salt, and polymerizable group in the structure It is preferable that it is an alkyl group or an aryl group having a carbonylamino group or a sulfonylamino group as a substituent, more preferably a substituted or unsubstituted alkyl group in its structure, PEO chain (polyethylene glycol), PPO An alkyl group or an aryl group having a sulfonylamino group having a partial structure selected from a chain (polypropylene glycol), an ammonium salt, and a polymerizable group as a substituent, more preferably a substituted alkyl group in the structure, PEO Chain (polyethylene glycol), PP It is an aryl group having a sulfon
  • R 8 in the general formula (IB) is a partial structure selected from a substituted or unsubstituted alkyl group, a PEO chain (polyethylene glycol), a PPO chain (polypropylene glycol), an ammonium salt, and a polymerizable group in the structure
  • the sulfonylamino group which has is preferable is preferable.
  • the compound represented by formula (IA) is more preferably a compound represented by the following formula (IA-2).
  • the compound represented by the general formula (IB) is more preferably a compound represented by the following general formula (IB-2).
  • R 1, R 4, R 5 and R 6 have the same meanings as R 1, R 4, R 5 and R 6 in the general formula (IA).
  • Cy2 represents a ring structure comprising a 5- or 6-membered ring formed with adjacent carbon atoms.
  • R 1, R 4, R 7 and R 8 have the same meanings as R 1, R 4, R 7 and R 8 in the general formula (IB).
  • Cy2 represents a ring structure comprising a 5- or 6-membered ring formed with adjacent carbon atoms.
  • R 1, R 4, R 5 and R 6 in the general formula (IA-2) is, R 1, R 4 in the general formula (IA), have the same meanings as R 5 and R 6, a preferred range is also the same.
  • a ring structure containing a 5-membered ring represented by Cy2 in general formula (IA-2) or (IB-2) for example, pyrazolidinedione, oxazolidinedione, thioxazolidinedione, indandione, indanone or the like The derivative is mentioned.
  • a ring structure containing a 6-membered ring represented by Cy2 in general formula (IA-2) or (IB-2) for example, barbituric acid, thiobarbituric acid, dimedone, meldrum's acid, naphthoindandione or the like Derivatives are included.
  • the compound represented by the general formula (I) has a maximum absorption peak wavelength ( ⁇ max) at 420 nm to 480 nm.
  • the compounds represented by the general formula (I) can be synthesized by the following method.
  • the synthesis method of the compound represented by the general formula (I) will be described in detail by the synthesis example of the compound A-1 described above as the exemplified compound.
  • a pyrazolotriazole body a-1 which is a precursor structure of the compound A-1, was obtained (20.4 g).
  • pyrazolotriazole a-1 (20.4 g) is dissolved in 80 ml of pyridine (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), and 17.9 g of octanesulfonic acid chloride (Tokyo Kasei Kogyo Co., Ltd.) in an ice bath. Industrial Co., Ltd.) was added dropwise and allowed to react at room temperature for 1 hour.
  • the compounds represented by General Formula (I) including the other exemplified compounds can also be appropriately synthesized by selecting a heterocycle to be combined with the compound a-3.
  • the colored curable composition of the present invention may contain only one type of the (A) specific colorant, or two or more types in combination.
  • the content of the (A) specific colorant in the colored curable composition of the present invention is appropriately selected according to the purpose, and when used for the purpose of forming colored pixels of a color filter, the total solid content of the colored curable composition
  • the content is preferably 0.5% by mass to 70% by mass, and more preferably 10% by mass to 40% by mass, with respect to the component.
  • Component (B) Colorant having a hue different from that of the specific colorant (A)>
  • the colored curable composition of the present invention contains a colorant having a hue different from that of the (A) specific colorant (hereinafter, referred to as “(B) another colorant” as appropriate).
  • (B) Other colorants may be selected from known dye compounds and pigment compounds.
  • the specific colorant has a maximum absorption peak wavelength ( ⁇ max) of 420 nm to 480 nm
  • ⁇ max maximum absorption peak wavelength
  • B the maximum absorption in the wavelength range of visible light from 380 nm to 800 nm
  • the peak wavelength must be less than 420 nm or greater than 480 nm.
  • the maximum absorption peak wavelength in the present specification is a solvent such that the dye solution or pigment dispersion containing the colorant to be measured has a measurable concentration (for example, a concentration that makes the absorbance 0.8 to 1.0). And a value measured using a CARY5 / UV-visible spectrophotometer (commercially available: Varian).
  • the dye compound to be used as another coloring agent may have any structure as long as it does not affect the hue of the colored image.
  • an anthraquinone compound for example, Anthraquinone compounds described in JP-A-10881, phthalocyanine compounds (for example, phthalocyanine compounds described in US Patent 2008/0076044 A1), xanthene compounds (for example, C. I. Acid Red 289 (CIAcid.
  • Triarylmethane compounds eg, CI Acid Blue 7
  • CI Acid Blue 83 CI Acid Blue 83
  • CI Acid Blue 90 CI Acid Blue 90
  • Solvent Blue 38 CI Solvent Blue 38
  • I Acid By Let 17 (C.I.Acid Violet17), CI Acid Violet 49 (C.I.Acid Violet49), CI Acid Green 3 (C.I.Acid Green 3), methine dyes, and the like.
  • pigment compound used as another coloring agent for example, perylene, perinone, quinacridone, quinacridone quinone, anthraquinone, anthraquinone, anthantorone, benzimidazolone, disazo condensation, disazo, azo, indanthrone, phthalocyanine, triaryl carbo And dioxazine, aminoanthraquinone, diketopyrrolopyrrole, indigo, thioindigo, isoindoline, isoindolinone, pyranthrone or isobiolanthrone and the like.
  • perylene compound pigments such as, for example, pigment red 190, pigment red 224, pigment violet 29, perinone compound pigments such as pigment orange 43 or pigment red 194, pigment violet 19, pigment violet 42, pigment red 122, pigment red 192, pigment red 202, pigment red 207, or quinacridone compound pigment of pigment red 209, pigment red 206, pigment orange 48, or pigment orange 49, etc.
  • quinacridone Anthraquinone compound pigments such as quinone compound pigments, pigment yellow 147, etc., anthanthrone compound pigments such as pigment red 168, pygume Benzimidazolone compound pigments such as To-Brown 25, Pigment Violet 32, Pigment Orange 36, Pigment Yellow 120, Pigment Yellow 180, Pigment Yellow 181, Pigment Orange 62, or Pigment Red 185, Pigment ⁇ Yellow 93, pigment yellow 94, pigment yellow 95, pigment yellow 128, pigment yellow 166, pigment orange 34, pigment orange 13, pigment orange 31, pigment red 144, pigment red 166, pigment ⁇ Red 220, pigment red 221, pigment red 242, pigment red 248, pigment red 262, or pigment Disazo compound pigments, round 23 such as,
  • Disazo compound pigment such as pigment yellow 13, pigment yellow 83 or pigment yellow 188, pigment red 187, pigment red 170, pigment yellow 74, pigment yellow 150, pigment red 48, pigment red 53 Azo compound pigment such as pigment orange 64 or pigment red 247, indanthrone compound pigment such as pigment blue 60, pigment green 7, pigment green 36, pigment green 37, pigment green 58, pigment Phthalocyanine compound pigments such as Blue 16, Pigment Blue 75 or Pigment Blue 15; Tri pigments such as Pigment Blue 56 or Pigment Blue 61 Reel carbonium compound pigment, pigment violet 23 or dioxazine compound pigment such as pigment violet 37, amino red anthraquinone compound pigment such as pigment red 177, pigment red 254, pigment red 255, pigment red 264, pigment ⁇ Diketopyrrolopyrrole compound pigments such as Red 272, Pigment Orange 71 or Pigment Orange 73, Thioindigo compound pigments such as Pigment Red 88, Isoindoline compound pigments such as Pigment Yellow 139, Pigment Orange
  • a specific coloring agent having a maximum absorption peak wavelength ( ⁇ max) at 420 nm to 480 nm In the wavelength range of 380 nm to 800 nm, those having the maximum absorption peak wavelength in the wavelength range of 500 nm to 800 nm are preferable, those having the maximum absorption peak wavelength in the wavelength range of 550 nm to 700 nm are more preferable, and green hue That is, those having the maximum absorption peak wavelength in the long range of 600 nm or more and 700 nm or less are most preferable.
  • Specific examples of the (B) other colorant having the maximum absorption peak wavelength in the above wavelength range include, for example, pigment green 36 and pigment green 58.
  • a zinc phthalocyanine compound represented by the following general formula (II) can be mentioned as one of the preferred embodiments.
  • the halogenated zinc phthalocyanine compound is mentioned as the suitable aspect.
  • a 1 , A 2 , A 3 , A 4 , A 5 , A 6 , A 7 , A 8 , A 9 , A 10 , A 11 , A 12 , A 13 , A 14 , A 15 and A 16 each independently represent a halogen atom, an alkyl group, an alkoxy group or a thioalkoxy group.
  • a 1 to A 16 preferably each independently represent a hydrogen atom, a chlorine atom or a bromine atom, and at least eight of these are preferably a bromine atom.
  • the zinc phthalocyanine compound when eight or more of A 1 to A 16 are bromine atoms, it exhibits a yellowish green color with high brightness, which is most suitable for forming a green pixel portion of a color filter.
  • the (B) other colorant in the present invention a zinc phthalocyanine compound having 10 or more bromine atoms is most preferable.
  • the average composition of the zinc phthalocyanine compound can be easily obtained from mass spectrometry based on mass spectroscopy and halogen content analysis by means of a flask combustion ion chromatograph.
  • the zinc phthalocyanine compound can be produced, for example, by a known production method such as a chlorosulfonic acid method, a halogenated phthalonitrile method, a melting method and the like. More specific manufacturing methods are described in detail in JP-A-2008-19383, JP-A-2007-320986, JP-A-2004-70342, and the like. Also, C.I. I.
  • the pigment known as Pigment Green 58 is also a pigment included in the brominated phthalocyanine pigment in the present invention.
  • the zinc phthalocyanine compound used in the colored curable composition for color filters is preferably one having an average primary particle diameter in the range of 10 nm to 40 nm.
  • the color curability for color filters is excellent in dispersibility stability and coloring power, high in luminance and high in contrast.
  • a composition can be obtained.
  • the average primary particle size refers to the particles in the field of view taken with a transmission electron microscope, and the long primary image per 100 primary particles of the zinc phthalocyanine pigment constituting the aggregate on a two-dimensional image. The average value of the one diameter (long diameter) and the short diameter (short diameter) is determined, and the average value is obtained.
  • any of the pigments may be made fine by any method, but crystal growth can be easily suppressed and the average primary particle diameter is relatively large. It is preferable to employ solvent salt milling in that small pigment particles can be obtained.
  • a brominated zinc phthalocyanine pigment having an average primary particle diameter in the range of 10 nm to 40 nm is also available as a commercial product, and can also be purchased from DIC Corporation.
  • the pigment dispersion can be prepared, for example, according to JP-A-9-197118 and JP-A-2000-239544.
  • the content of the other coloring agent may be in the range that does not impair the effects of the present invention, and is 0.5% by mass to 70% by mass with respect to the total solid content of the colored curable composition of the present invention Is preferred.
  • (A) specific coloring agent and (B) other coloring agent 20 parts by mass to 500 parts by mass of (B) other coloring agent with respect to 100 parts by mass of (A) specific coloring agent It is preferably part.
  • the colored curable composition of the present invention contains at least one polymerizable compound.
  • the polymerizable compound include an addition polymerizable compound having at least one ethylenically unsaturated double bond.
  • the polymerizable compound having at least one ethylenically unsaturated double bond can be selected from known components and used. Specifically, paragraph [0010] to [2006] of JP-A-2006-23696 can be used. The components described in [0020] and the components described in paragraph numbers [0027] to [0053] of JP-A-2006-64921 can be mentioned.
  • the polymerizable compound details of the structure, single use or combined use, details of usage such as addition amount can be arbitrarily set according to the final performance design of the colored curable composition.
  • a structure having a high unsaturated group content per molecule is preferable, and in many cases, a bifunctional or more functional is preferable.
  • trifunctional or higher functional groups are preferable, and those having different functional numbers and different polymerizable groups (for example, acrylic acid ester, methacrylic acid ester, styrene compound, vinyl ether compound) By combining these methods, it is also effective to adjust both the sensitivity and the intensity.
  • the selection of the polymerizable compound is also suitable for compatibility and dispersibility with other components (for example, a photopolymerization initiator, a colorant (pigment), a binder polymer, etc.) contained in the colored curable composition.
  • the method of use is an important factor, and it may be possible to improve the compatibility, for example, by the use of a low purity compound or a combination of two or more.
  • a specific structure may be selected from the viewpoint of improving the adhesion to a hard surface such as a substrate.
  • a urethane addition polymerizable compound produced by using an addition reaction of an isocyanate and a hydroxyl group is also suitable, and JP-A-51-37193, JP-B-2-32293 and JP-B 2-16765. JP-B-58-49860, JP-B-56-17654, JP-B-62-39417, JP-B-62-39418 and the like. Urethane compounds having a skeleton are also suitable.
  • polyester acrylates as described in JP-A-48-64183, JP-B-49-43191, and JP-B-52-30490, epoxy resins and (meth) Mention may be made of polyfunctional acrylates and methacrylates such as epoxy acrylates obtained by reacting acrylic acid. Furthermore, Japan Adhesiveness Association magazine vol. 20, no. Also those introduced as photocurable monomers and oligomers on pages 7, 300-308 (1984) can be used.
  • pentaerythritol tri (meth) acrylate pentaerythritol tetra (meth) acrylate, dipentaerythritol penta (meth) acrylate, dipentaerythritol hexa (meth) acrylate, tri ((meth) acryloyloxyethyl) isocyanurate , Pentaerythritol tetra (meth) acrylate EO modified product, dipentaerythritol hexa (meth) acrylate EO modified product, etc., and as a commercial product, NK ester A-TMMT, NK ester A-TMM-3, NK oligo UA -32P, NK oligo UA-7200 (all, Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.
  • an EO modified product such as dipentaerythritol hexaacrylate with a pentaerythritol tetra (meth) acrylate EO modified product, a dipentaerythritol hexa (meth) acrylate EO modified product, etc. from the viewpoint of adjustment of curing exposure sensitivity and developability. Is also preferred.
  • the polymerizable compound contained in the colored curable composition may be only one type, or two or more types may be used in combination depending on the purpose.
  • the content of the polymerizable compound (C) in the total solid content of the colored curable composition (when using two or more polymerizable compounds, the total content thereof is not particularly limited, and is appropriately selected. However, from the viewpoint of obtaining the effects of the present invention more remarkably, 10% by mass to 80% by mass is preferable, 15% by mass to 75% by mass is more preferable, and 20% by mass to 60% by mass is particularly preferable.
  • the colored curable composition of the present invention may further contain, if necessary, a photopolymerization initiator, a chain transfer agent, a polymerization inhibitor, an organic solvent, a crosslinking agent, a surfactant, an adhesion improver, a development accelerator, and the like. It may contain various other components such as substances (fillers, polymer compounds, ultraviolet absorbers, antioxidants, aggregation inhibitors, sensitizers, light stabilizers, etc.). Hereinafter, other components will be described.
  • the colored curable composition of the present invention preferably contains at least one photopolymerization initiator.
  • the photopolymerization initiator is not particularly limited as long as it can polymerize the above-mentioned polymerizable compound (C), and it is selected in consideration of the characteristics, generation efficiency of initiating species, absorption wavelength, availability, cost and the like. Is preferred.
  • the photopolymerization initiator for example, at least one active halogen compound selected from a halomethyl oxadiazole compound and a halomethyl-s-triazine compound, a 3-aryl substituted coumarin compound, a lophine dimer, a benzophenone compound, an acetophenone compound And derivatives thereof, cyclopentadiene-benzene-iron complex and salts thereof, oxime compounds, and the like.
  • the photopolymerization initiator include those described in paragraphs [0070] to [0077] of JP-A-2004-295116. Among them, oxime compounds are preferable in terms of rapid polymerization reaction and the like.
  • the oxime-based compound (hereinafter, also referred to as “oxime-based photopolymerization initiator”) is not particularly limited, and examples thereof include: The oxime compound as described is mentioned.
  • Specific examples of the oxime compounds include 2- (O-benzoyloxime) -1- [4- (phenylthio) phenyl] -1,2-butanedione, 2- (O-benzoyloxime) -1- [4 -(Phenylthio) phenyl] -1,2-pentanedione, 2- (O-benzoyloxime) -1- [4- (phenylthio) phenyl] -1,2-hexanedione, 2- (O-benzoyloxime)- 1- [4- (phenylthio) phenyl] -1,2-heptanedione, 2- (O-benzoyloxime) -1- [4- (phenylthio) phenyl] -1,2-o
  • a compound represented by the following general formula (A) and a compound represented by the following general formula (B) As an oxime compound, a compound represented by the following general formula (A) and a compound represented by the following general formula (B)
  • the compound selected from is more preferable.
  • R and X each represent a monovalent substituent
  • A represents a divalent organic group
  • Ar represents an aryl group.
  • n is an integer of 0 to 5.
  • R is preferably an acyl group from the viewpoint of high sensitivity, and specifically, an acetyl group, a propionyl group, a benzoyl group and a toluyl group are preferable.
  • alkylene group for example, methyl group, ethyl group, tert-butyl group, dodecyl group
  • alkylene group substituted with an alkenyl group eg, vinyl group, allyl group
  • an aryl group eg, phenyl group, p-tolyl group, xylyl group, cumenyl group, naphthyl group, anthryl group
  • An alkylene group substituted with phenanthryl group or styryl group is preferred.
  • Ar is preferably a substituted or unsubstituted phenyl group from the viewpoint of enhancing sensitivity and suppressing coloring due to heating and aging.
  • a substituted phenyl group as the substituent, for example, a halogen group such as a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom or an iodine atom is preferable.
  • an alkyl group which may have a substituent, an aryl group which may have a substituent, and an alkenyl which may have a substituent from the viewpoint of improving the solvent solubility and the absorption efficiency in the long wavelength region Group, an alkynyl group which may have a substituent, an alkoxy group which may have a substituent, an aryloxy group which may have a substituent, an alkylthioxy group which may have a substituent, a substituent
  • the arylthioxy group which may have, and the amino group which may have a substituent are preferable.
  • n in the general formula (A) is preferably an integer of 0 to 2.
  • Examples of the compound represented by the general formula (A) include compounds having a structure represented by the following (D-2).
  • X 1 , X 2 and X 3 each independently represent a hydrogen atom, a halogen atom or an alkyl group
  • R 1 represents -R, -OR, -COR, -SR, -CONRR ', or represents -CN
  • each R 2 and R 3 independently, -R, -OR, -COR, -SR , or -NRR' represents a.
  • R and R ′ each independently represent an alkyl group, an aryl group, an aralkyl group or a heterocyclic group, and these groups are substituted with one or more selected from the group consisting of a halogen atom and a heterocyclic group
  • one or more of the carbon atoms constituting the alkyl chain in the alkyl group and the aralkyl group may be replaced with an unsaturated bond, an ether bond or an ester bond, and R and R ′ are bonded to each other It may form a ring.
  • Examples of the compound represented by the general formula (B) include compounds having a structure represented by the following (D-3).
  • a photoinitiator can be contained individually by 1 type or in combination of 2 or more types.
  • the content of the photopolymerization initiator in the total solid content of the colored curable composition makes it possible to obtain the effects of the present invention more significantly. From the viewpoint, 3% by mass to 20% by mass is preferable, 4% by mass to 19% by mass is more preferable, and 5% by mass to 18% by mass is particularly preferable.
  • a binder polymer from the viewpoint of film property improvement and the like.
  • the linear organic high molecular weight polymer is selected and used not only as a film forming agent of the composition but also according to the use as a water, weak alkaline water or organic solvent developer.
  • addition polymers having a carboxylic acid group in the side chain for example, JP-A-59-44615, JP-B-54-34327, JP-B-58-12577, JP-A
  • acidic cellulose derivatives having a carboxylic acid group in the side chain for example, methacrylic acid copolymer, acrylic acid copolymer Itaconic acid copolymers, crotonic acid copolymers, maleic acid copolymers, partially esterified maleic acid copolymers, and the like.
  • polyvinyl pyrrolidone, polyethylene oxide and the like are also useful as the water-soluble linear organic polymer.
  • alcohol-soluble nylon, polyether of 2,2-bis- (4-hydroxyphenyl) -propane and epichlorohydrin, and the like are also useful for increasing the strength of the cured film.
  • These linear organic polymers can be mixed in any amount in the entire composition. From the viewpoint of the image intensity to be formed, it is preferably 30 to 85% by mass. Further, it is preferable to set the polymerizable compound and the linear organic high molecular weight polymer in the range of 1/9 to 7/3 in mass ratio.
  • the binder polymer is substantially water-free and alkali-soluble.
  • the acid value (the acid content per 1 g of the polymer is represented by the chemical equivalent number) and the molecular weight of the binder polymer are appropriately selected from the viewpoint of image strength and developability.
  • the preferred acid value is 3 to 200 mg KOH / g, and the preferred molecular weight is 3,000 to 100,000 in weight average molecular weight, more preferably, the acid number is 50 to 150 mg KOH / g, and the molecular weight is 10,000 to 50,000. It is a range.
  • the colored curable composition of the present invention may contain a sensitizer.
  • Typical sensitizers used in the present invention include those disclosed in Crivello (JVC Crivello, Adv. In Polymer Sci, 62, 1 (1984)), and specifically, pyrene, perylene, acridine Thioxanthone, 2-chlorothioxanthone, benzoflavin, N-vinylcarbazole, 9,10-dibutoxyanthracene, anthraquinone, benzophenone, coumarin, ketocoumarin, phenanthrene, camphorquinone, phenothiazine derivatives and the like.
  • the sensitizer is preferably added in a proportion of 50 to 200% by mass with respect to the photopolymerization initiator.
  • the sensitizer improves the sensitivity of the coexisting photopolymerization initiator. Furthermore, it has an advantage that it becomes applicable to the colored curable composition of the present invention by using an appropriate sensitizer in combination, even when using a photopolymerization initiator not sensitive to the exposure wavelength. .
  • a chain transfer agent may be used in the colored curable composition of the present invention.
  • the chain transfer agent used in the present invention for example, N, N-dialkylaminobenzoic acid alkyl ester such as N, N-dimethylaminobenzoic acid ethyl ester, 2-mercaptobenzothiazole, 2-mercaptobenzoxazole, 2-mercapto Benzimidazole, N-phenylmercaptobenzimidazole, 1,3,5-tris (3-mercaptobutyloxyethyl) -1,3,5-triazine-2,4,6 (1H, 3H, 5H) -trione, etc.
  • Mercapto compounds having the following heterocyclic ring, and aliphatic polyfunctional mercapto compounds such as pentaerythritol tetrakis (3-mercaptobutyrate) and 1,4-bis (3-mercaptobutyryloxy) butane.
  • the chain transfer agent may be used alone or in combination of two or more.
  • the addition amount of the chain transfer agent is preferably in the range of 0.01 to 15% by mass with respect to the total solid content of the colored curable composition of the present invention, from the viewpoint of reducing the variation in sensitivity. 1 to 10% by mass is more preferable, and 0.5 to 5% by mass is particularly preferable.
  • the colored curable composition of the present invention may contain a polymerization inhibitor.
  • a polymerization inhibitor is hydrogen donating (or hydrogen donating), energy donating (or energy donating), electron donating (or donating hydrogen) to a polymerization initiating species such as a radical generated in a colored curable composition by light or heat. , Electron transfer, etc., to deactivate the polymerization initiation species and to suppress the unintended initiation of the polymerization.
  • the polymerization inhibitor described in paragraphs [0154] to [0173] of JP-A-2007-334322 can be used. Among these, p-methoxyphenol is preferably mentioned as the polymerization inhibitor.
  • the content of the polymerization inhibitor in the colored curable composition of the present invention is preferably 0.0001 to 5% by mass, more preferably 0.001 to 5% by mass, with respect to the total mass of the polymerizable compound. Particularly preferred is 001 to 1% by mass.
  • the colored curable composition of the present invention can contain at least one organic solvent.
  • the organic solvent is basically not particularly limited as long as it can satisfy the solubility of the respective components coexisting and the coating property when made into a colored curable composition, and in particular, the solubility of the binder, the coating property, It is preferable to be selected in consideration of safety.
  • organic solvents examples include esters such as ethyl acetate, n-butyl acetate, isobutyl acetate, amyl formate, isoamyl acetate, isobutyl acetate, butyl propionate, isopropyl butyrate, ethyl butyrate, butyl butyrate, methyl lactate, ethyl lactate Alkyl esters of oxyacetic acid (eg, methyl oxyacetate, ethyl oxyacetate, butyl oxyacetate (specifically, methyl methoxyacetate, ethyl methoxyacetate, butyl methoxyacetate, methyl ethoxyacetate, ethyl ethoxyacetate and the like).
  • esters such as ethyl acetate, n-butyl acetate, isobutyl acetate, amyl formate, isoamyl acetate, isobutyl
  • 3-hydroxypropionic acid alkyl esters eg, methyl 3-oxypropionate, ethyl 3-oxypropionate, etc. (specifically, methyl 3-methoxypropionate, ethyl 3-methoxypropionate, 3-) Methyl ethoxypropionate, 3-eth Ethyl cypropionate and the like can be mentioned
  • 2-oxypropionic acid alkyl esters eg, methyl 2-oxypropionate, ethyl 2-oxypropionate, propyl 2-oxypropionate etc.
  • ethers for example, diethylene glycol dimethyl ether, tetrahydrofuran, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, methyl cellosolve acetate, ethyl cellosolve acetate, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monobutyl ether, propylene glycol monomethyl ether And propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol monopropyl ether acetate and the like.
  • ketones include methyl ethyl ketone, cyclohexanone, 2-heptanone, 3-heptanone and the like.
  • Preferred examples of the aromatic hydrocarbons include toluene and xylene.
  • methyl 3-ethoxypropionate, ethyl 3-ethoxypropionate, ethyl cellosolve acetate, ethyl lactate, diethylene glycol dimethyl ether, butyl acetate, methyl 3-methoxypropionate, 2-heptanone, cyclohexanone, ethyl carbitol are particularly preferable.
  • the content of the organic solvent in the colored curable composition is preferably such that the total solid concentration in the composition is 10% by mass to 80% by mass, and more preferably 15% by mass to 60% by mass. .
  • a crosslinking agent may be additionally used in the colored curable composition of the present invention to further increase the hardness of the colored cured film obtained by curing the colored curable composition.
  • the crosslinking agent is not particularly limited as long as it can perform film curing by a crosslinking reaction, and for example, at least at least one selected from (a) epoxy resin, (b) methylol group, alkoxymethyl group, and acyloxymethyl group At least one substituent selected from melamine compounds, guanamine compounds, glycoluril compounds or urea compounds, (c) methylol groups, alkoxymethyl groups, and acyloxymethyl groups, which are substituted by one substituent; A phenol compound, a naphthol compound or a hydroxyanthracene compound is mentioned. Among them, polyfunctional epoxy resins are preferred.
  • the description in paragraphs [0134] to [0147] of JP-A-2004-295116 can be additionally used in the colored curable composition of the present invention to further increase the hardness of
  • the colored curable composition of the present invention may contain a surfactant.
  • a surfactant any of anionic, cationic, nonionic or amphoteric surfactants can be used, but preferred surfactants are nonionic surfactants.
  • nonionic surfactants include polyoxyethylene higher alkyl ethers, polyoxyethylene higher alkyl phenyl ethers, higher fatty acid diesters of polyoxyethylene glycol, silicone surfactants, and fluorine surfactants. .
  • surfactant which can be used for this invention, surfactant marketed further by the following brand names, for example, KP (Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.
  • a surfactant it includes a constitutional unit A and a constitutional unit B represented by the following general formula (1), and has a weight average molecular weight (Mw) of 1,000 or more as polystyrene equivalent measured by gel permeation chromatography. Copolymers having a molecular weight of 1,000 or less can be mentioned as a preferred example.
  • R 1 and R 3 each independently represent a hydrogen atom or a methyl group
  • R 2 represents a linear alkylene group having 1 to 4 carbon atoms
  • R 4 represents a hydrogen atom or carbon atoms 1 to 4 represents an alkyl group
  • L represents an alkylene group having 3 to 6 carbon atoms
  • p and q are percentages by mass representing a polymerization ratio
  • p is 10% by mass to 80% by mass
  • q represents a numerical value of 20% by mass to 90% by mass
  • r represents an integer of 1 to 18
  • n represents an integer of 1 to 10.
  • L in the said General formula (1) is a branched alkylene group represented by following General formula (2).
  • R 5 represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and in view of compatibility and wettability to the coated surface, an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms is preferable, and the carbon number is An alkyl group of 2 or more and 3 or less is more preferable.
  • the weight average molecular weight (Mw) of the copolymer as the surfactant represented by the general formula (1) is more preferably 1,500 or more and 5,000 or less. These surfactants can be used singly or in combination of two or more.
  • the addition amount of the surfactant in the colored curable composition of the present invention is preferably 10 parts by mass or less, and more preferably 0.01 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the binder polymer. More preferably, it is 0.01 to 1 part by mass.
  • the colored curable composition of the present invention may contain an adhesion improver.
  • the adhesion improver is a compound that improves the adhesion of the cured film to an inorganic substance to be a base material, for example, a silicon compound such as glass, silicon, silicon oxide, silicon nitride, gold, copper, aluminum and the like.
  • silane coupling agents, thiol compounds and the like can be mentioned.
  • the silane coupling agent as the adhesion improver is intended to modify the interface, and a known one can be used without particular limitation.
  • the silane coupling agent described in paragraph 0048 of JP-A-2009-98616 is preferable, among which ⁇ -glycidoxypropyltrialkoxysilane and ⁇ -methacryloxypropyltrialkoxysilane are more preferable. These can be used alone or in combination of two or more.
  • the content of the adhesion improver in the colored curable composition of the present invention is preferably 0.1 to 20% by mass, more preferably 0.2 to 5% by mass, based on the total solid content of the colored curable composition. .
  • the development accelerator is preferably a low molecular weight organic carboxylic acid compound having a molecular weight of 1000 or less, or a low molecular weight phenolic compound having a molecular weight of 1000 or less.
  • aliphatic monocarboxylic acids such as formic acid, acetic acid, propionic acid, butyric acid, valeric acid, pivalic acid, caproic acid, diethylacetic acid, enanthate and caprylic acid; oxalic acid, malonic acid, succinic acid, Aliphatic dicarboxylic acids such as glutaric acid, adipic acid, pimelic acid, suberic acid, azelaic acid, sebacic acid, brassic acid, methylmalonic acid, ethylmalonic acid, dimethylmalonic acid, methylsuccinic acid, tetramethylsuccinic acid, citraconic acid and the like; Aliphatic tricarboxylic acids such as tricarballylic acid, aconitic acid, and camphoric acid; aromatic monocarboxylic acids such as benzoic acid, toluic acid, cuminic acid, hemellitic acid, mesitylene acid; phthalic acid,
  • E-10 Other additives
  • a filler for example, a filler, a polymer compound other than the above, an ultraviolet absorber, an antioxidant, an antiflocculating agent, etc. are blended, if necessary. be able to.
  • these additives those described in paragraphs [0155] to [0156] of JP-A-2004-295116 can be mentioned.
  • the colored curable composition of the present invention can contain the light stabilizer described in paragraph [0078] of JP-A-2004-295116 and the thermal polymerization inhibitor described in paragraph [0081] of the same publication. .
  • the preparation mode of the colored curable composition of the present invention is not particularly limited.
  • (A) a specific colorant, (B) other colorants, (C) a polymerizable compound, optionally used in combination ( D) It is prepared by mixing other components such as a photopolymerization initiator.
  • the filter In the preparation of the colored curable composition of the present invention, it is preferable to filter with a filter after mixing the respective components for the purpose of removing foreign substances, reducing defects and the like.
  • a filter those conventionally used for filtration applications and the like are used without particular limitation.
  • a fluorine resin such as PTFE (polytetrafluoroethylene), a polyamide-based resin such as nylon-6 or nylon-6, 6, a polyolefin resin such as polyethylene or polypropylene (PP)
  • PP polypropylene
  • the filter by which it formed using the resin raw material chosen from molecular weight etc. etc. is mentioned.
  • polyamide resins such as nylon-6 and nylon-6, 6 and polypropylene (including high density polypropylene) are preferable.
  • the pore size of the filter is suitably about 0.01 ⁇ m to 7.0 ⁇ m, preferably about 0.01 ⁇ m to 2.5 ⁇ m, and more preferably about 0.01 ⁇ m to 2.0 ⁇ m.
  • the filtering using the first filter may be performed only once or may be performed twice or more. Further, it is also possible to combine the filters with different pore sizes within the above-mentioned range, and to set the first filter as a plurality of filters as the first filtering.
  • the pore size referred to here can refer to the nominal value of the filter manufacturer.
  • the second filter can be formed of the same material as the first filter described above. Also, for example, the filtering with the first filter is performed only on the pigment dispersion, and after mixing the other component with the pigment dispersion to make a colored curable composition, the second filtering is performed. It is also good.
  • the colored curable composition of the present invention is suitably applied to the formation of colored pixels included in a color filter provided in a display device such as a solid-state imaging device, a liquid crystal display device and an organic EL device.
  • a display device such as a solid-state imaging device, a liquid crystal display device and an organic EL device.
  • the colored curable composition of the present invention can also be applied to various uses such as printing ink and inkjet ink.
  • the colored cured film obtained by curing the colored curable composition of the present invention has high color purity, a high absorption coefficient in a thin layer, and excellent heat resistance, so a solid-state imaging device, a liquid crystal display device, It is suitably used to form colored pixels in a color filter for a display device such as an organic EL device.
  • the colored curable composition When forming the colored cured film of the present invention on any substrate or substrate, the colored curable composition is applied, or the substrate etc. is dipped in the colored curable composition to form a colored curable composition.
  • the product layer may be formed and cured.
  • a patterned colored cured film When a patterned colored cured film is formed, it may be applied on a substrate or a substrate by an inkjet recording method, or a known printing method such as textile printing or offset printing may be applied, but high definition From the viewpoint of forming a pattern, a method of forming a colored curable composition layer on a substrate, exposing it in a pattern, and developing and removing the unexposed area of the colored curable composition layer, which will be described later Is preferred.
  • the color filter of the present invention is characterized by comprising a colored cured film formed of the colored curable composition of the present invention on a substrate. That is, the color filter can be most preferably produced by forming a colored cured film (for example, colored pixels) of a pattern of each color (for example, three or four colors) by the method for manufacturing a color filter described below. .
  • color filters used in display devices such as solid-state imaging devices, liquid crystal display devices, organic EL display devices and the like can be manufactured with high quality and low cost with less process difficulty.
  • step (ii) the step of forming the colored curable composition layer (colored layer) by applying the colored curable composition of the present invention described above on a substrate [hereinafter, both steps (i) And exposing the colored curable composition layer (colored layer) in a pattern, and then developing and removing the uncured portion with a developer to form a patterned colored cured film [hereinafter, step (ii) Also referred to as). That is, the colored curable composition of the present invention is applied onto a substrate such as glass directly or through another layer, for example, by a method such as spin coating, slit coating, cast coating, roll coating, inkjet coating, etc.
  • step (i) Forming a colored layer, exposing the formed colored layer by a method such as exposing through a predetermined mask pattern [step (i)], and developing and removing the uncured portion with a developer after exposure. As a result, a colored cured film is formed [step (ii)].
  • the pattern exposure may be performed by scanning exposure as well as exposure through a mask pattern.
  • a step of irradiating the patterned colored area formed in the step (ii) with ultraviolet light hereinafter, also referred to as step (iii).
  • step (iv) a step of subjecting the colored region irradiated with ultraviolet light to a heat treatment
  • the colored curable composition of the present invention described above is applied by a desired method directly on a support or through another layer to obtain a colored curable composition.
  • a coated film (colored curable composition layer) is formed, and then, if necessary, precuring (prebaking) is performed to dry the colored curable composition layer.
  • the support for example, it is used for non-alkali glass, soda glass, Pyrex (registered trademark) glass used in liquid crystal display devices, quartz glass, those obtained by attaching a transparent conductive film to these, solid-state imaging devices, etc.
  • Photoelectric conversion element substrates such as silicon substrates and plastic substrates.
  • a black matrix for separating each pixel may be formed, or a transparent resin layer may be provided for promoting adhesion or the like.
  • a subbing layer may be provided on the support to improve the adhesion with the upper layer, to prevent the diffusion of substances, or to planarize the surface.
  • the plastic substrate preferably further has at least one layer selected from a gas barrier layer and a solvent resistant layer on its surface.
  • a driving substrate (hereinafter referred to as a "TFT liquid crystal driving substrate") on which thin film transistors (TFTs) of a thin film transistor (TFT) type color liquid crystal display device are disposed as a support is used for the driving.
  • TFT liquid crystal driving substrate a driving substrate on which thin film transistors (TFTs) of a thin film transistor (TFT) type color liquid crystal display device are disposed as a support is used for the driving.
  • a colored pattern formed using the colored curable composition of the present invention can be formed to produce a color filter.
  • the substrate in the TFT type liquid crystal driving substrate include glass, silicon, polycarbonate, polyester, aromatic polyamide, polyamide imide, polyimide and the like. These substrates may be subjected to appropriate pretreatment such as chemical treatment with a silane coupling agent, plasma treatment, ion plating, sputtering, gas phase reaction method, vacuum deposition and the like, if desired.
  • Examples of the method for applying the colored curable composition of the present invention on a support include coating methods such as spin coating, slit coating, cast coating, roll coating, bar coating, and inkjet.
  • the method for applying the colored curable composition of the present invention on the support in step (i) is not particularly limited, but a slit nozzle such as slit and spin method or spinless coating method is used.
  • a method (hereinafter referred to as a slit nozzle coating method) is preferred.
  • the slit nozzle coating method although the conditions differ depending on the size of the coated substrate, the slit-and-spin coating method and the spinless coating method are colored and cured on the fifth generation glass substrate (1100 mm ⁇ 1250 mm) by the spinless coating method, for example.
  • the discharge rate of the colored curable composition from the slit nozzle is usually 500 microliters / second to 2,000 microliters / second, preferably 800 microliters / second to 1,500 microliters / second.
  • the coating speed is usually 50 mm / sec to 300 mm / sec, preferably 100 mm / sec to 200 mm / sec.
  • solid content concentration (solid content concentration in colored curable composition coating liquid) of the colored curable composition used at process (i) 10 mass%-20 mass% normally, Preferably 13 mass%- It is 18% by mass.
  • a pre-baking treatment is usually performed after the formation of the colored curable composition layer.
  • vacuum treatment can be performed before prebaking.
  • the conditions for vacuum drying are usually a vacuum of about 13.33 Pa (0.1 torr) to 133.32 Pa (1.0 torr), preferably about 26.66 Pa (0.2 torr) to 66.66 Pa (0.5 torr). It is.
  • the pre-baking treatment can be performed using a hot plate, an oven, or the like at a temperature range of 50 ° C. to 140 ° C., preferably at a temperature range of about 70 ° C. to 110 ° C., for 10 seconds to 300 seconds. .
  • high-frequency treatment may be used in combination with heat treatment.
  • the thickness of the colored curable composition layer formed of the colored curable composition is appropriately selected according to the purpose.
  • the range of 0.2 ⁇ m to 5.0 ⁇ m is preferable, the range of 1.0 ⁇ m to 4.0 ⁇ m is more preferable, and the range of 1.5 ⁇ m to 3.5 ⁇ m is most preferable.
  • the range of 0.2 ⁇ m to 5.0 ⁇ m is preferable, the range of 0.3 ⁇ m to 2.5 ⁇ m is more preferable, and the range of 0.3 ⁇ m to 1.5 ⁇ m is the most preferable.
  • the thickness of the colored curable composition layer is the film thickness after prebaking.
  • pattern exposure is performed on the coating film (colored curable composition layer) formed of the colored curable composition formed as described above on the support, and pattern exposure is performed, for example, through a photomask. Exposure is performed.
  • As light or radiation applicable to exposure g-ray, h-ray, i-ray, j-ray, KrF light and ArF light are preferable, and i-ray is particularly preferable.
  • i-line to the irradiation light is preferably irradiated at an exposure dose of 100mJ / cm 2 ⁇ 10000mJ / cm 2.
  • ultra high pressure, high pressure, medium pressure, low pressure mercury lamps, chemical lamps, carbon arc lamps, xenon lamps, metal halide lamps, various visible and ultraviolet laser light sources, fluorescent lamps, tungsten lamps, solar Light etc. can also be used.
  • Exposure process using a laser light source it is preferable to use an ultraviolet light laser as the light source.
  • the irradiation light is preferably an ultraviolet light laser having a wavelength in the range of 300 nm to 380 nm, and more preferably an ultraviolet light laser having a wavelength in the range of 300 nm to 360 nm matches the photosensitive wavelength of the resist.
  • the third harmonic (355 nm) of a solid laser Nd: YAG laser having a particularly large output and relatively inexpensive, or XeCl (308 nm) or XeF (353 nm) of an excimer laser can be suitably used. .
  • the exposure amount of the object to be exposed is in the range of 1 mJ / cm 2 to 100 mJ / cm 2 , and more preferably in the range of 1 mJ / cm 2 to 50 mJ / cm 2 . It is preferable at the point of productivity of pattern formation that exposure amount is this range.
  • the exposure apparatus usable in the present invention is not particularly limited, but commercially available ones include LE 5565A (manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation), Callisto (manufactured by Buoy Technology Corporation), EGIS (manufactured by Buoy Technology Corporation) And DF2200G (manufactured by Dainippon Screen Co., Ltd.) can be used. Moreover, apparatuses other than the above are also suitably used. When the production method of the present invention is applied to the production of a color filter for a liquid crystal display device, exposure using mainly h-line or i-line by a proximity exposure machine or a mirror projection exposure machine is preferably used.
  • the photomask used has a through hole or a U-shaped depression in addition to a pattern for forming a pixel (colored pattern). What is provided with a pattern to form is used.
  • UV LEDs light emitting diodes
  • LDs laser diodes
  • UV LEDs and UV LDs can be used.
  • Nichia Corporation has marketed purple LEDs whose main emission spectrum has a wavelength between 365 nm and 420 nm. If even shorter wavelengths are required, US Pat. No. 6,084,250 discloses an LED capable of emitting actinic radiation centered between 300 nm and 370 nm.
  • Other UV LEDs are also available and can emit radiation in different UV bands.
  • Particularly preferred actinic radiation sources according to the invention are UV-LEDs, particularly preferably UV-LEDs having a peak wavelength of 340 to 370 m.
  • the ultraviolet light laser Since the ultraviolet light laser has a good degree of parallelism, it can be exposed in the form of a pattern without using a mask at the time of exposure. However, when the pattern is exposed using a mask, it is more preferable because the linearity of the pattern is further enhanced.
  • the colored curable composition layer exposed as described above can be heated. Further, the exposure can be performed while flowing nitrogen gas into the chamber in order to suppress the oxidative discoloration of the coloring material in the colored curable composition layer.
  • the developing solution may be any one as long as it dissolves the coating film (colored curable composition layer) of the colored curable composition in the uncured portion and does not dissolve the cured portion.
  • organic solvent used for image development the above-mentioned solvent which can be used when preparing the colored curable composition of this invention is mentioned.
  • alkaline aqueous solution examples include sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, sodium hydrogencarbonate, sodium borate, sodium metaborate, aqueous ammonia, ethylamine, diethylamine, dimethylethanolamine, tetramethylammonium hydroxide, Alkaline compounds such as tetraethylammonium hydroxide, choline, pyrrole, piperidine and 1,8-diazabicyclo- [5,4,0] -7-undecene are used at a concentration of 0.001 to 10% by mass, preferably 0.01 to 10% by mass.
  • the alkaline aqueous solution melt
  • the alkali concentration is preferably adjusted to be pH 11 to 13, more preferably pH 11.5 to 12.5.
  • An appropriate amount of, for example, a water-soluble organic solvent such as methanol or ethanol or a surfactant may be added to the alkaline aqueous solution.
  • the development temperature is usually preferably carried out using a developer in the temperature range of 20 ° C. to 30 ° C., and the development time is preferably 20 seconds to 90 seconds.
  • the developer may be applied by any method such as a dip method, a shower method, or a spray method for development, to which any stress is applied in a developer solution bath such as a swing method, spin method, ultrasonic method, etc. The methods may be combined.
  • the surface to be developed may be moistened with water or the like in advance to prevent uneven development.
  • the substrate provided with the colored curable composition layer after exposure can be inclined and developed.
  • paddle development may be used in which development is carried out while stirring the inside of the developing bath.
  • a heat processing post-baking
  • the rinse process is usually performed with pure water, but pure water is used in the final cleaning, used pure water is used at the initial stage of cleaning, or the substrate is inclined and cleaned for saving liquid. And the method of using ultrasonic irradiation together may be used.
  • heat treatment is preferably performed at 100 ° C. to 300 ° C., more preferably 150 ° C. to 250 ° C., as described in detail below.
  • this heat treatment post-baking: step (iv)
  • the coated film after development is heated using a hot plate, a convection oven (hot air circulating dryer), a high frequency heater, or the like so as to satisfy the above conditions. It can be carried out continuously or batchwise.
  • -Process (iv)- It is preferable to further perform a heat treatment on the patterned colored area subjected to the post-exposure by the ultraviolet irradiation as described above.
  • the colored region can be further cured by subjecting the formed colored region to heat treatment (so-called post-baking treatment).
  • This heat treatment can be performed by, for example, a hot plate, various heaters, an oven, or the like.
  • the temperature during the heat treatment is preferably 100 ° C. to 300 ° C., and more preferably 150 ° C. to 250 ° C.
  • the heating time is preferably about 10 minutes to 120 minutes.
  • the patterned colored area (colored cured film) thus obtained constitutes a pixel in the color filter.
  • the steps (i), (ii) and, if necessary, the steps (iii) and (iv) may be repeated according to the desired number of colors. Good.
  • the colored cured film obtained by the method for producing a color filter of the present invention, or a color filter provided with a colored cured film formed with the colored curable composition of the present invention (color filter of the present invention) Since the curable composition is used, the color when displaying an image is vivid and the contrast is high, and the fastness (particularly heat resistance and light resistance) is excellent. Furthermore, as described later, even when using a white LED as a backlight as well as a known CCFL, an excellent effect of being able to reproduce a good hue is exhibited.
  • the color filter of the present invention can be used for liquid crystal display devices and solid-state imaging devices, and is particularly suitable for use in liquid crystal display devices. When used in a liquid crystal display device, a dye can be used as a colorant to achieve a good hue while achieving display of an image excellent in spectral characteristics and contrast, and further excellent in suitability for white LEDs .
  • the application of the colored curable composition of the present invention has mainly been described above mainly for the application of forming a colored pattern of a color filter, but for forming a black matrix which separates the colored pattern (pixel) constituting the color filter Can also be applied.
  • the black matrix on the substrate uses a colored curable composition containing a light-shielding pigment of a black pigment such as carbon black or titanium black, passes through the steps of coating, exposure and development, and then, if necessary, post It can be formed by baking.
  • the dry thickness of the colored layer is generally 0.3 ⁇ m to 5.0 ⁇ m, preferably 0.5 ⁇ m to 3.5 ⁇ m. And most preferably 1.0 ⁇ m to 2.5 ⁇ m.
  • the color filter of the present invention is particularly suitable as a color filter for a liquid crystal display device and an organic EL display device.
  • a liquid crystal display device and an organic EL display device provided with such a color filter can display high quality images.
  • the color filter of the present invention is particularly effective when used in a color TFT liquid crystal display device.
  • the color TFT liquid crystal display device is described, for example, in “Color TFT liquid crystal display (Kyoritsu Publishing Co., Ltd., published in 1996)”.
  • the color filter of the present invention may be a liquid crystal display device having an enlarged viewing angle such as a horizontal electric field drive system such as IPS or a pixel division system such as MVA, STN, TN, VA, OCS, FFS, and R-OCB. It can be applied to
  • the color filter of the present invention is a bright, high-resolution COA (Color-filter). It is also possible to provide an On Array method.
  • the required characteristics for the color filter layer are required to have the required characteristics for the interlayer insulating film, that is, the low dielectric constant and the stripping solution resistance, in addition to the above-described normal required characteristics.
  • the color filter of the present invention is considered to enhance the transparency of the ultraviolet light laser as the exposure light by selecting the hue and thickness of the pixel specified by the present invention in addition to the exposure method using the ultraviolet light laser. As a result, the curability of the colored pixel is improved, and a pixel without chipping, peeling, or sagging can be formed. Therefore, particularly the peeling liquid resistance of the colored layer provided directly or indirectly on the TFT substrate is improved. It is useful for liquid crystal display devices.
  • a resin coating may be further provided on the color filter layer to further improve the low dielectric constant requirements.
  • the colored layer formed by the COA method has a rectangular shape with a side length of about 1 ⁇ m to 15 ⁇ m in order to electrically connect the ITO electrode disposed on the colored layer and the terminal of the driving substrate below the colored layer. It is necessary to form a conductive path such as a through hole or a U-shaped recess, and it is particularly preferable to make the size of the conductive path (that is, the length of one side) particularly 5 ⁇ m or less, and a colored layer having good curability.
  • the liquid crystal display device and the organic EL display device of the present invention are composed of various members such as an electrode substrate, a polarizing film, a retardation film, a backlight, a spacer, and a viewing angle ensuring film, in addition to the color filter of the present invention.
  • the color filter of the present invention can be applied to a liquid crystal display device and an organic EL display device composed of these known members.
  • these members for example, “'94 Liquid crystal display peripheral materials and chemicals market (Kentaro Shima, Inc., CMSC Co., Ltd. 1994 issue),” “Present state and future prospect of liquid crystal related market in 2003 (second volume) (Yoshikichi Co., Ltd. Fuji Chimera Research Institute, Inc. 2003)). and so on.
  • Example 1-1 Synthesis of Compound A-1
  • Compound A-1 described above as an exemplary compound was synthesized according to the synthesis example described above.
  • the absorption wavelength of the obtained compound A-1 in ethyl acetate was 435 nm, and the absorption coefficient was 43,500.
  • Example 1-2 Synthesis of Compound A-6
  • Compound A-6 described above as an exemplified compound was synthesized according to the synthesis examples shown below.
  • a pyrazolotriazole body a-1 which is a precursor structure of the compound A-6 was obtained (20.4 g).
  • a-1 (20.4 g) is dissolved in 80 ml of pyridine (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), and o-methylbenzenesulfonic acid chloride: 16.8 g (Tokyo Kasei Kogyo (stock) under an ice bath. ) was added dropwise and allowed to react at room temperature for 1 hour.
  • the obtained intermediate a-2-2 (3.0 g) is dissolved in dimethylformamide: 10 ml (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), and phosphorus oxychloride: 1.6 g (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) in an ice bath. (Made by KK) was dripped. After completion of the dropwise addition, the internal temperature was raised to 80 ° C. and stirred for 2 hours. The reaction was quenched with water, extracted with 200 ml of ethyl acetate, neutralized and washed with an aqueous sodium hydrogen carbonate solution, and the solvent was concentrated to dryness to obtain an intermediate a-3-2. (2.6 g)
  • Examples 2-1 to 2-7, Examples 3-1 to 3-4, Comparative Examples 1 and 2 First, each component used for preparation of each colored curable composition of Examples 2-1 to 2-7, Examples 3-1 to 3-4, and Comparative Examples 1 and 2 will be shown below.
  • the pigment dispersion of CI Pigment Green 58 is further diluted with propylene glycol monomethyl ether acetate (hereinafter also referred to as PGMEA) to adjust the concentration to an absorbance of 0.8 to 1.0, and CARY 5 / UV-visible spectrophotometry
  • PGMEA propylene glycol monomethyl ether acetate
  • the maximum absorption peak wavelength was 661 nm when measured using a meter (commercially available: manufactured by Varian).
  • Example 2-1 Formation of Colored Cured Film
  • a glass manufactured by Corning; EAGLE-XG (0.7 mm)
  • EAGLE-XG 0.7 mm
  • the coating film 1 was formed.
  • the coating film 1 was exposed by irradiation with i-rays [wavelength 365 nm].
  • An ultra-high pressure mercury lamp was used as a light source of i-line, and it was irradiated as parallel light. The irradiation light amount was 50 mJ / cm 2 .
  • post-baking was performed at 230 ° C.
  • Examples 2-2 to 2-7, Examples 3-1 to 3-4, and Comparative Examples 1 and 2 are also used in the same manner as in the case of the colored cured film 1.
  • the coated film was formed, exposed to light, and the colored cured film 2 to the colored cured film 13 were produced.
  • the chromaticity was evaluated for each of the colored cured films 1 to 13 obtained above by the following method.
  • the light source was CCFL back light (LC-32 GH5 adopted product, Sharp Co., Ltd.), and it was measured using a microscopic spectrophotometer OSP-SP200 manufactured by Olympus Co., Ltd., and x, y were adjusted to the target.
  • the lightness at that time was evaluated by the Y value.
  • the colored cured film obtained using the compound represented by the general formula (I) ((A) specific colorant) is a conventionally known yellow dye.
  • the combination with the CCFL backlight shows the green chromaticity of the HDTV standard, the luminance at that time is high, the contrast is also excellent, and the heat resistance is Also proves to be excellent.
  • the color filter having a colored cured film formed using the colored curable composition of the example has a colored pixel having good color purity, high luminance, and excellent heat resistance. It means that it is a color filter.

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Abstract

 一般式(I)で表される化合物から選択された着色剤、(B)前記(A)特定着色剤とは異なる色相を有する着色剤、及び(C)重合性化合物を含有する着色硬化性組成物を提供する。式中、R及びRは、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、アリール基、又はシアノ基を表す。R及びRは、それぞれ独立に置換基を表し、互いに連結して環構造を形成してもよい。但し、R及びRは、その少なくとも一方がX-Y結合を含むか、或いは、RがYを含み該Yにより隣接する窒素原子と連結する。X及びYは、それぞれ独立に、酸素原子、窒素原子、又は硫黄原子を表す。Cy1は隣接する炭素原子と共に形成された5員環又は6員環を含む環構造を表す。

Description

着色硬化性組成物、着色硬化膜、カラーフィルタ及びその製造方法、及び表示装置、並びに、新規化合物
 本発明は、着色硬化性組成物及びそれを用いてなる着色硬化膜、該着色硬化膜を備えたカラーフィルタ、該カラーフィルタの製造方法、該カラーフィルタを具備する表示装置に関する。また、本発明は、着色硬化性組成物が含有する着色剤として有用な新規化合物に関する。
 従来、カラーフィルタは、有機顔料や無機顔料を分散させた顔料分散組成物と、多官能モノマー、重合開始剤、アルカリ可溶性樹脂、及び必要に応じその他の成分とを含有することにより着色硬化性組成物とし、これを用いてフォトリソグラフィ法、インクジェット法などによって着色パターンを形成することで製造されている。
 近年、カラーフィルタは、液晶表示素子(LCD)用途においてモニターのみならずテレビ(TV)へと用途が拡大する傾向にある。この用途拡大の傾向に伴い、カラーフィルタには、色度、コントラストなどにおいて高度の色特性が要求されるに至っている。また、イメージセンサ(固体撮像素子)用途のカラーフィルタにおいても、同様に色ムラの低減、色分解能の向上など色特性の更なる向上が求められるようになっている。
 ところが、従来の顔料分散系では、顔料の粗大粒子による散乱の発生、分散安定性不良による粘度上昇等の問題が起きやすく、コントラスト、輝度をさらに向上させることは困難であることが多い。
 そこで、従来から着色剤としては、顔料だけでなく、染料を用いることが検討されている(例えば、特開2010-168531号公報参照)。着色剤として染料を使用すると、染料自体の色純度やその色相の鮮やかさにより、画像表示させたときの表示画像の色相や輝度を高めることができ、かつ粗大粒子がなくなるためコントラストを向上させられる点で有用とされている。
 染料の例としては、ピリドンアゾ染料、ジピロメテン染料、ピリミジンアゾ染料、ピラゾールアゾ染料、キサンテン染料など、トリアリールメタン染料、多種多様な染料母体を持つ種々の着色化合物が知られている(例えば、特開2010-168531号公報、特開平6-75375号公報、特開2008-292970号公報、特開2007-039478号公報、特開平06-230210号公報、特開2010-256598号公報参照)。
 しかしながら、上記の公知の染料は、吸収帯の短波長側又は長波長側において所望とされない吸収があることから、このような染料を含有する着色硬化性組成物を用いて作製されたカラーフィルタは、色純度及び輝度が低下するという問題があった。更に、上記の公知の染料は、耐熱性にも劣ることから、カラーフィルタの作製工程においてポストベークが行われ場合などにおいて、充分な耐熱性が得られないという問題があった。
 本発明は上記した問題に鑑みてなされたものであり、その課題とするところは、色純度が良好であり、高い輝度を有し、且つ耐熱性に優れた着色画素を有するカラーフィルタの作製に好適に用いられる着色硬化性組成物を提供することである。
 また、本発明の他の課題は、色特性及び耐熱性に優れた着色硬化膜、該着色硬化膜を備えたカラーフィルタ、該カラーフィルタの製造方法、及び、該カラーフィルタを具備した表示装置を提供することである。
 更に、本発明の他の課題は、着色剤として有用であり、吸収帯の長波長側における所望とされない吸収が小さく、且つ耐熱性を有する新規化合物を提供することである。
 本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、下記の手段により、上記課題が解決されることを見出し本発明に到達した。
<1> 下記成分(A)、成分(B)及び成分(C)を含有する着色硬化性組成物。
 (A)下記一般式(I)で表される化合物から選択された着色剤
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006

 
 一般式(I)中、R及びRは、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、アリール基、又はシアノ基を表す。R及びRは、それぞれ独立に置換基を表し、互いに連結して環構造を形成してもよい。但し、R及びRは、その少なくとも一方がX-Y結合を含むか、或いは、RがYを含み該Yにより隣接する窒素原子と連結する。X及びYは、それぞれ独立に、酸素原子、窒素原子、又は硫黄原子を表す。Cy1は隣接する炭素原子と共に形成された5員環又は6員環を含む環構造を表す。
 (B)前記(A)着色剤とは異なる色相を有する着色剤
 (C)重合性化合物
<2> 前記(B)着色剤が、380nm以上800nm以下の波長域における最大吸収ピーク波長が500nm以上800nm以下の範囲にある着色剤である<1>に記載の着色硬化性組成物。
<3> 前記(B)着色剤が、下記一般式(II)で表される亜鉛フタロシアニン化合物である<1>又は<2>に記載の着色硬化性組成物。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
 一般式(II)中、A、A、A、A、A、A、A、A、A、A10、A11、A12、A13、A14、A15、及びA16は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ基、又はチオアルコキシ基を表す。
<4> 前記(B)着色剤が、ハロゲン化された亜鉛フタロシアニン化合物である<1>から<3>のいずれか1項に記載の着色硬化性組成物
<5> 更に、(D)光重合開始剤を含有する<1>から<4>のいずれか1項に記載の着色硬化性組成物。
<6> 前記光重合開始剤が、オキシム化合物である<5>に記載の着色硬化性組成物。
<7> さらに、脂肪族多官能メルカプト化合物を含有する<1>から<6>のいずれか1項に記載の着色硬化性組成物。
<8> 前記一般式(I)で表される化合物が、下記一般式(IA)で表される化合物及び下記一般式(IB)で表される化合物から選択された少なくとも1種の化合物である<1>から<7>のいずれか1項に記載の着色硬化性組成物。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008

 
 一般式(IA)中、R、R、及びCy1は、前記一般式(I)におけるR、R、及びCy1と同義である。R及びRは、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、又はアリール基を表す。
 一般式(IB)中、R、R、及びCy1は、前記一般式(I)におけるR、R、及びCy1と同義である。R及びRは、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、アリール基、スルホニルアミノ基、又はカルボニルアミノ基を表す。
<9> カラーフィルタ用である<1>から<8>のいずれか1項に記載の着色硬化性組成物。
<10> <1>から<9>のいずれか1項に記載の着色硬化性組成物により形成された着色硬化膜。
<11> <1>から<9>のいずれか1項に記載の着色硬化性組成物を基板上に付与し、着色硬化性組成物層を形成する工程と、形成された前記着色硬化性組成物層をパターン状に露光し、現像する工程と、を有するカラーフィルタの製造方法。
<12> <10>に記載の着色硬化膜を備えるカラーフィルタ。
<13> <11>に記載のカラーフィルタの製造方法により作製されたカラーフィルタ。
<14> <12>又は<13>に記載のカラーフィルタを備える表示装置。
<15> 下記一般式(I)で表される化合物。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009

 
 一般式(I)中、R及びRは、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、アリール基、又はシアノ基を表すR及びRは、それぞれ独立に置換基を表し、互いに連結して環構造を形成してもよい。但し、R及びRは、その少なくとも一方がX-Y結合を含むか、或いは、RがYを含み該Yにより隣接する窒素原子と連結する。X及びYは、それぞれ独立に、酸素原子、窒素原子、又は硫黄原子を表す。Cy1は隣接する炭素原子と共に形成された5員環又は6員環を含む環構造を表す。
<16> 下記一般式(IA)で表される化合物又は下記一般式(IB)で表される化合物である<15>に記載の化合物。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010

 
一般式(IA)中、R、R、及びCy1は、前記一般式(I)におけるR、R、及びCy1と同義である。R及びRは、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、又はアリール基を表す。Cy1は隣接する炭素原子と共に形成された5員環又は6員環を含む環構造を表す。
 一般式(IB)中、R、R、及びCy1は、前記一般式(I)におけるR、R、及びCy1と同義である。R及びRは、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、アリール基、スルホニルアミノ基、又はカルボニルアミノ基を表す。Cy1は隣接する炭素原子と共に形成された5員環又は6員環を含む環構造を表す。
 本発明においては、着色剤として、一般式(I)で表される化合物(から選択された着色剤以下、適宜「(A)特定着色剤」と称する。)を含むことを特徴とする。
 新規化合物である(A)特定着色剤は、黄色の色相を有し、450nm~500nmにおいて急峻な吸収スペクトルを有する化合物であるため、高い色純度と輝度を発現したカラーフィルタを形成しうる特性を有する。この特性は、(A)特定着色剤が有する高い剛直性を持つ分子構造に起因した効果と推定される。
 さらに、本発明における(A)特定着色剤は、その剛直構造に由来する急峻な吸収スペクトルを持ちつつも蛍光強度が低く、高いコントラストが実現可能である。一般に、色素が剛直構造であることにより急峻な吸収スペクトルを与える場合、その剛直性に由来し蛍光強度が増すことが予測される。一方、本発明における(A)特定着色剤は、N-Nヘテロ結合を分子内に持つことで、N-N結合の熱振動による励起エネルギーの失活が効率的に発生しうるため、急峻な吸収スペクトルを持ちながらも蛍光強度が低い特徴を持ち、高輝度、高コントラストを両立した優れた性能を示す。
 また、(A)特定着色剤は、その高い構造剛直性のため、化合物自体の耐熱性も高く、カラーフィルタ作製におけるポストベーク処理などの高温処理工程にも十分耐え得る。
 本発明によれば、色純度が良好であり、高い輝度を有し、且つ耐熱性に優れた着色画素を有するカラーフィルタの作製に好適に用いられる着色硬化性組成物を提供することができる。
 また、本発明によれば、色特性及び耐熱性に優れた着色硬化膜、該着色硬化膜を備えたカラーフィルタ、該カラーフィルタの製造方法、及び、該カラーフィルタを具備した表示装置を提供することができる。
 更に、本発明によれば、着色剤として有用であり、吸収帯の長波長側における所望とされない吸収が小さく、且つ耐熱性を有する新規化合物を提供することができる。
 以下、本発明の着色硬化性組成物及びそれを用いてなる着色硬化膜、該着色硬化膜を備えたカラーフィルタ、該カラーフィルタの製造方法、該カラーフィルタを具備する表示装置、並びに、本発明の新規化合物について詳細に説明する。
 本発明の新規化合物については、着色硬化性組成物に含有される成分の説明において併せて説明する。
 なお、本明細書においては、置換基(原子団)の表記に於いて、置換及び無置換を記していない表記は、特に断りのない限り、無置換のものとともにさらに置換基を有するものを包含する意味で使用される。例えば、「アルキル基」と記載する場合、アルキル基は、無置換のアルキル基、及び置換基をさらに有するアルキル基を包含する意味で用いられる。その他の置換基(原子団)も同様である。
 本明細書において「~」を用いて表される数値範囲は、「~」の前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む範囲を意味する。
 本明細書において、全固形分とは、着色硬化性組成物の全組成から溶剤を除いた成分の総質量をいう。
 また、本明細書において、“(メタ)アクリレート”はアクリレート及びメタクリレートの双方、又は、いずれかを表し、“(メタ)アクリル”はアクリル及びメタクリルの双方、又は、いずれかを表し、“(メタ)アクリロイル”はアクリロイル及びメタクリロイルの双方、又は、いずれかを表す。
 また、本明細書において、“単量体”と“モノマー”とは同義である。本明細書における単量体は、オリゴマーおよびポリマーと区別され、重量平均分子量が2,000以下の化合物をいう。本明細書において、重合性化合物とは、重合性官能基を有する化合物のことをいい、単量体であっても、ポリマーであってもよい。重合性官能基とは、重合反応に関与する基を言う。
 本明細書において「工程」との語は、独立した工程だけではなく、他の工程と明確に区別できない場合であってもその工程の所期の作用が達成されれば、本用語に含まれる。
<着色感光性組成物>
 本発明の着色硬化性組成物(以下、適宜「着色硬化性組成物」と称する。)は、下記成分(A)、成分(B)及び成分(C)を含有し、必要に応じて他の成分を含有してもよい。
 (A)下記一般式(I)で表される化合物から選択された着色剤
 (B)前記(A)着色剤とは異なる色相を有する着色剤
 (C)重合性化合物
 以下、本発明の着色硬化性組成物に含有される各成分について記述する。
<成分(A):一般式(I)で表される化合物から選択された着色剤(特定着色剤)>
 本発明の着色硬化性組成物は、下記一般式(I)で表される化合物から選択された着色剤((A)特定着色剤)を含有する。該(A)特定着色剤は、黄色の色相を有する着色剤である。
 一般式(I)で表される化合物は新規化合物であり、着色剤としての有用である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
 一般式(I)中、R及びRは、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、アリール基、又はシアノ基を表す。R及びRは、それぞれ独立に置換基を表し、互いに連結して環構造を形成してもよい。但し、R及びRは、その少なくとも一方がX-Y結合を含むか、或いは、RがYを含み該Yにより隣接する窒素原子と連結する。X及びYは、それぞれ独立に、酸素原子、窒素原子、又は硫黄原子を表す。Cy1は隣接する炭素原子と共に形成された5員環又は6員環を含む環構造を表す。
 一般式(1)について詳細に説明する。
 一般式(1)中、R及びRは、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、アリール基、又はシアノ基を表す。
 R又はRで表されるアルキル基としては、炭素数1~4のアルキル基が好ましく、例えば、メチル基、エチル基、i-プロピル基、t-ブチル基、s-ブチル基、シクロヘキシル基等が挙げられる。
 R又はRで表されるアルキル基は、更に、置換基を有していてもよい。該アルキル基に導入可能な置換基としては、例えば、アルコキシ基、チオアルコキシ基、エステル基、ヒドロキシル基、シアノ基、カルボニルアミノ基、スルホニルアミノ基等が挙げられる。
 R又はRで表されるアリール基としては、炭素数6~12のアリール基が好ましく、例えば、フェニル基、ナフチル基等が挙げられる。
 R又はRで表されるアリール基は、更に、置換基を有していてもよい。該アリール基に導入可能な置換基としては、例えば、アルキル基、アルコキシ基、チオアルコキシ基、ハロゲン、ヒドロキシル基、シアノ基、カルボニルアミノ基、スルホニルアミノ基等が挙げられる。
 一般式(I)におけるRとしては、置換基を有してもよいアルキル基、置換基有してもよいアリール基、又はシアノ基が好ましく、より好ましくは、t-ブチル基、フェニル基、o-メチルフェニル基、又はo,o’-ジメチルフェニル基であり、更に好ましくは、t-ブチル基である。
 一般式(I)におけるR4としては、水素原子又はアルキル基が好ましく、より好ましくは水素原子である。
 一般式(I)中、R及びRは、それぞれ独立に置換基を表し、互いに連結して環構造を形成してもよい。但し、R及びRは、その少なくとも一方がX-Y結合を含むか、或いは、RがYを含み該Yにより隣接する窒素原子と連結する。
 X及びYは、それぞれ独立に、酸素原子、窒素原子、又は硫黄原子を表す。
 R及びRとしてより好ましくは、R及びRが互いに連結して環構造を形成し、且つ該環構造内にX-Y結合を有する態様である。このとき、X及びYは、それぞれ独立に、酸素原子、窒素原子、又は硫黄原子であり、X及びYが共に窒素原子であることが最も好ましい。
 R及びRが互いに連結して形成する好適な環構造の例としては、ピラゾロトリアゾール環構造等が挙げられる。
 一般式(I)中、Cy1は隣接する炭素原子と共に形成された5員環又は6員環を含む環構造を表し、6員環を含む環構造であることが好ましい。
 Cy1で表される5員環を含む環構造としては、例えば、ピラゾロン、ピラゾリジンジオン、オキサゾリジンジオン、チオキサゾリジンジオン、インダンジオン、インダノン等またはその誘導体が挙げられる。
 Cy1表される6員環を含む環構造としては、例えば、ピリドン、バルビツル酸、チオバルビツル酸、キノロン、ジメドン、メルドラム酸、ナフトインダンジオン等、またはその誘導体が挙げられる。
 
 一般式(I)で表される化合物は、下記一般式(IA)で表される化合物又は一般式(IB)で表される化合物であることがより好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
 一般式(IA)中、R、R、及びCy1は、前記一般式(I)におけるR、R、及びCy1と同義である。R及びRは、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、又はアリール基を表す。
 一般式(IB)中、R、R、及びCy1は、前記一般式(I)におけるR、R、及びCy1と同義である。R及びRは、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、アリール基、スルホニルアミノ基、又はカルボニルアミノ基を表す。
 一般式(IA)及び(IB)について更に説明する。
 一般式(IA)又は(IB)におけるR、R及びCy1は、一般式(I)におけるR、R及びCy1と同義であり、好ましい範囲も同様である。
 一般式(IA)又は(IB)中、R、R、R、又はRで表されるアルキル基としては、炭素数1~4のアルキル基が好ましく、例えば、メチル基、エチル基、i-プロピル基、t-ブチル基、s-ブチル基、シクロヘキシル基等が挙げられる。
 一般式(IA)又は(IB)中、R、R、R、又はRで表されるアルキル基は、更に、置換基を有していてもよい。該アルキル基に導入可能な置換基としては、例えば、アルコキシ基、チオアルコキシ基、エステル基、ヒドロキシル基、シアノ基、カルボニルアミノ基、スルホニルアミノ基等が挙げられる。
 R、R、R、又はRで表されるアリール基としては、炭素数炭素数6~12のアリール基が好ましく、例えば、フェニル基、ナフチル基等が挙げられる。
 R、R、R、又はRで表されるアリール基は、更に、置換基を有していてもよい。該アリール基に導入可能な置換基としては、例えば、置換若しくは無置換のアルキル基、置換若しくは無置換のカルボニルアミノ基、置換若しくは無置換のスルホニルアミノ基、アルコキシ基、チオアルコキシ基等が挙げられる。
 一般式(IB)中、R又はRで表されるカルボニルアミノ基としては、例えば、置換若しくは無置換のアルキル又はアリールカルボニルアミノ基が挙げられる。
 一般式(IB)中、R又はRで表されるスルホニルアミノ基としては、例えば、置換若しくは無置換のアルキル又はアリールスルホニルアミノ基が挙げられる。
 
 一般式(IA)におけるRとしては、水素原子又はアルキル基が好ましく、より好ましくは水素原子である。一般式(IB)におけるRとしては、水素原子又はアルキル基が好ましく、より好ましくは水素原子である。
 一般式(IA)におけるRとしては、その構造中に置換若しくは無置換のアルキル基、PEO鎖(ポリエチレングリコール)、PPO鎖(ポリプロピレングリコール)、アンモニウム塩、及び重合性基から選択される部分構造を有するカルボニルアミノ基又はスルホニルアミノ基を置換基として有する、アルキル基又はアリール基であることが好ましく、より好ましくは、その構造中に置換若しくは無置換のアルキル基、PEO鎖(ポリエチレングリコール)、PPO鎖(ポリプロピレングリコール)、アンモニウム塩、及び重合性基から選択される部分構造を有するスルホニルアミノ基を置換基として有するアルキル基又はアリール基であり、更に好ましくは、その構造中に置換アルキル基、PEO鎖(ポリエチレングリコール)、PPO鎖(ポリプロピレングリコール)、アンモニウム塩、及び重合性基から選択される部分構造を有するスルホニルアミノ基を置換基として有するアリール基である。
 一般式(IB)におけるRとしては、その構造中に置換若しくは無置換のアルキル基、PEO鎖(ポリエチレングリコール)、PPO鎖(ポリプロピレングリコール)、アンモニウム塩、及び重合性基から選択される部分構造を有するスルホニルアミノ基が好ましい。
 一般式(IA)で表される化合物は、下記一般式(IA-2)で表される化合物であることがより好ましい。一般式(IB)で表される化合物は、下記一般式(IB-2)で表される化合物であることがより好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013
 一般式(IA-2)中、R、R、R及びRは、前記一般式(IA)におけるR、R、R及びRと同義である。Cy2は、隣接する炭素原子と共に形成された5員環又は6員環を含む環構造を表す。
 一般式(IB-2)中、R、R、R及びRは、前記一般式(IB)におけるR、R、R及びRと同義である。Cy2は、隣接する炭素原子と共に形成された5員環又は6員環を含む環構造を表す。
 一般式(IA-2)及び(IB-2)について更に説明する。
 一般式(IA-2)におけるR、R、R及びRは、一般式(IA)におけるR、R、R及びRと同義であり、好ましい範囲も同様である。
 一般式(IB-2)におけるR、R、R及びRは、一般式(IB)におけるR、R、R及びRと同義であり、好ましい範囲も同様である。
 一般式(IA-2)又は(IB-2)中、Cy2で表される5員環を含む環構造としては、例えば、ピラゾリジンジオン、オキサゾリジンジオン、チオキサゾリジンジオン、インダンジオン、インダノン等またはその誘導体が挙げられる。
 一般式(IA-2)又は(IB-2)中、Cy2で表される6員環を含む環構造としては、例えば、バルビツル酸、チオバルビツル酸、ジメドン、メルドラム酸、ナフトインダンジオン等、またはその誘導体が挙げられる。
 一般式(I)で表される化合物、その好ましい態様である、一般式(IA)、(IB)、(IA-2)及び(IB-2)で表される化合物の例示化合物を以下に示す。但し、本発明は、これらに限定されるわけではない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000014

 
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000015

 
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000016

 
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000017

 
 一般式(I)で表される化合物は、最大吸収ピーク波長(λmax)を420nm~480nmに有する。
 一般式(I)で表される化合物は、以下の方法にて合成できる。
 以下、一般式(I)で表される化合物の合成方法について、例示化合物として前掲した化合物A-1の合成例により詳細に説明する。
<化合物A-1の合成例>
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000018

 
 まず、日本国特許2670943号公報に記載の方法に従い、化合物A-1の前駆体構造であるピラゾロトリアゾール体a-1を得た(20.4g)。
 次に、ピリジン:80ml(和光純薬工業(株)製)中へ、ピラゾロトリアゾール体a-1(20.4g)を溶解させ、氷浴下でオクタンスルホン酸クロリド:17.9g(東京化成工業(株)製)を滴下し、室温で1時間反応させた。次いで酢酸エチル200mlと水300mlを投入し、目的物を酢酸エチル層へ抽出した。さらに、酢酸エチル層へ希塩酸(300ml)投入し、室温下で1時間攪拌した。その後、得られた析出物を濾過し、ヘキサン/イソピロパノール(1:1)溶媒500mlで洗浄後、50℃で加熱真空乾燥することで、中間体a-2を得た。(21.1g)
 次に、得られた中間体a-2(3.0g)をジメチルホルムアミド:10ml(和光純薬工業(株)製)へ溶解させ、氷浴下でオキシ塩化リン:1.6g(和光純薬工業(株)製)を滴下した。滴下終了後、内温を80℃まで昇温させ2時間攪拌した。水100mlに投入し反応停止後、酢酸エチル200mlで抽出し、さらに炭酸水素ナトリウム水溶液にて中和洗浄し、溶媒を濃縮乾固することで中間体a-3を得た。(2.8g)
 次に、中間体a-3(1.5g)とインダンジオン:0.5g(東京化成工業(株)製)をメタノール5ml、酢酸5ml中へ投入し、内温80℃にて2時間攪拌した。反応後、メタノール20mlを投入し、析出物を濾過し乾燥させた。さらに析出物をメチルエチルケトン50mlで再結晶することで、目的である化合物A-1(0.5g)を得た。
 この化合物A-1をMSにより同定した結果、目的構造であることを確認した。
 また、得られた化合物A-1の酢酸エチル中での吸収波長は435nmであり、吸光係数は43500であった。
 その他の例示化合物を含む一般式(I)で表される化合物についても、化合物a-3に対し組み合わせるヘテロ環を選択することで、適宜合成できる。
 本発明の着色硬化性組成物には、(A)特定着色剤を1種のみ含有してもよく、2種以上を併用してもよい。
 本発明の着色硬化性組成物における(A)特定着色剤の含有量は、目的に応じて適宜選択され、カラーフィルタの着色画素を形成する目的に使用する場合、着色硬化性組成物の全固形分に対して、0.5質量%~70質量%であることが好ましく、10質量%~40質量%であることがより好ましい。
<成分(B):前記(A)特定着色剤とは異なる色相を有する着色剤>
 本発明の着色硬化性組成物は、前記(A)特定着色剤とは異なる色相を有する着色剤(以下、適宜「(B)他の着色剤」と称する。)を含有する。
 (B)他の着色剤は、公知の染料化合物及び顔料化合物から選択すればよい。
 なお、(A)特定着色剤は、最大吸収ピーク波長(λmax)を420nm~480nmに有することから、(B)他の着色剤としては、可視光の波長域である380nm以上800nm以下における最大吸収ピーク波長が420nmnm未満であるか、480nmnmを超える着色剤であることを要する。
 本明細書における最大吸収ピーク波長は、測定対象となる着色剤を含む染料溶液又は顔料分散液を、測定可能な濃度(例えば、吸光度0.8~1.0となる濃度)となるように溶剤を用いて調製し、CARY5/UV-可視分光光度計(市販品:バリアン製)を用いて測定した値を採用している。
 (B)他の着色剤として用いられる染料化合物としては、着色画像の色相に影響を与えないものであればどのような構造であってもよく、例えば、アントラキノン系化合物(例えば、特開2001-10881号公報に記載のアントラキノン化合物)、フタロシアニン系化合物(例えば、米国特許2008/0076044A1に記載のフタロシアニン化合物)、キサンテン系化合物(例えば、シー・アイ・アシッド・レッド289(C.I.Acid.Red 289))、トリアリールメタン系化合物(例えば、シー・アイ・アシッドブルー7(C.I.Acid Blue 7)、シー・アイ・アシッドブルー83(C.I.Acid Blue 83)、シー・アイ・アシッドブルー90(C.I.Acid Blue90)、シー・アイ・ソルベント・ブルー38(C.I.Solvent Blue 38)、シー・アイ・アシッド・バイオレット17(C.I.Acid Violet17)、シー・アイ・アシッド・バイオレット49(C.I.Acid Violet49)、シー・アイ・アシッド・グリーン3(C.I.Acid Green 3)、メチン染料、などが挙げられる。
 (B)他の着色剤として用いられる顔料化合物としては、例えば、ペリレン、ペリノン、キナクリドン、キナクリドンキノン、アントラキノン、アントアントロン、ベンズイミダゾロン、ジスアゾ縮合、ジスアゾ、アゾ、インダントロン、フタロシアニン、トリアリールカルボニウム、ジオキサジン、アミノアントラキノン、ジケトピロロピロール、インジゴ、チオインジゴ、イソインドリン、イソインドリノン、ピラントロンもしくはイソビオラントロン等が挙げられる。更に詳しくは、例えば、ピグメント・レッド190、ピグメント・レッド224、ピグメント・バイオレット29等のペリレン化合物顔料、ピグメント・オレンジ43、もしくはピグメント・レッド194等のペリノン化合物顔料、ピグメント・バイオレット19、ピグメント・バイオレット42、ピグメント・レッド122、ピグメント・レッド192、ピグメント・レッド202、ピグメント・レッド207、もしくはピグメント・レッド209のキナクリドン化合物顔料、ピグメント・レッド206、ピグメント・オレンジ48、もしくはピグメント・オレンジ49等のキナクリドンキノン化合物顔料、ピグメント・イエロー147等のアントラキノン化合物顔料、ピグメント・レッド168等のアントアントロン化合物顔料、ピグメント・ブラウン25、ピグメント・バイオレット32、ピグメント・オレンジ36、ピグメント・イエロー120、ピグメント・イエロー180、ピグメント・イエロー181、ピグメント・オレンジ62、もしくはピグメント・レッド185等のベンズイミダゾロン化合物顔料、ピグメント・イエロー93、ピグメント・イエロー94、ピグメント・イエロー95、ピグメント・イエロー128、ピグメント・イエロー166、ピグメント・オレンジ34、ピグメント・オレンジ13、ピグメント・オレンジ31、ピグメント・レッド144、ピグメント・レッド166、ピグメント・レッド220、ピグメント・レッド221、ピグメント・レッド242、ピグメント・レッド248、ピグメント・レッド262、もしくはピグメント・ブラウン23等のジスアゾ縮合化合物顔料、
ピグメント・イエロー13、ピグメント・イエロー83、もしくはピグメント・イエロー188等のジスアゾ化合物顔料、ピグメント・レッド187、ピグメント・レッド170、ピグメント・イエロー74、ピグメント・イエロー150、ピグメント・レッド48、ピグメント・レッド53、ピグメント・オレンジ64、もしくはピグメント・レッド247等のアゾ化合物顔料、ピグメント・ブルー60等のインダントロン化合物顔料、ピグメント・グリーン7、ピグメント・グリーン36、ピグメント・グリーン37、ピグメント・グリーン58、ピグメント・ブルー16、ピグメント・ブルー75、もしくはピグメント・ブルー15等のフタロシアニン化合物顔料、ピグメント・ブルー56、もしくはピグメント・ブルー61等のトリアリールカルボニウム化合物顔料、ピグメント・バイオレット23、もしくはピグメント・バイオレット37等のジオキサジン化合物顔料、ピグメント・レッド177等のアミノアントラキノン化合物顔料、ピグメント・レッド254、ピグメント・レッド255、ピグメント・レッド264、ピグメント・レッド272、ピグメント・オレンジ71、もしくはピグメント・オレンジ73等のジケトピロロピロール化合物顔料、ピグメント・レッド88等のチオインジゴ化合物顔料、ピグメント・イエロー139、ピグメント・オレンジ66等のイソインドリン化合物顔料、ピグメント・イエロー109、もしくはピグメント・オレンジ61等のイソインドリノン化合物顔料、ピグメント・オレンジ40、もしくはピグメント・レッド216等のピラントロン化合物顔料、またはピグメント・バイオレット31等のイソビオラントロン化合物顔料が挙げられる。
 前記黄色の色相、即ち、最大吸収ピーク波長(λmax)を420nm~480nmに有する(A)特定着色剤と組み合わせて用いられる(B)他の着色剤としては、カラーフィルタ用途に適するという観点からは、380nm以上800nm以下の波長域において、500nm以上800nm以下の波長域に最大吸収ピーク波長を有するものが好ましく、550nm以上700nm以下の波長域に最大吸収ピーク波長を有するものがより好ましく、緑色の色相、即ち、600nm以上700nm以下の長域に最大吸収ピーク波長を有するものが最も好ましい。前記波長域に最大吸収ピーク波長を有する(B)他の着色剤としては、具体的には、例えば、ピグメント・グリーン36やピグメント・グリーン58などが挙げられる。
 (B)他の着色剤として好ましい化合物の構造に着目すれば、その好適な態様の一つとしては、下記一般式(II)で表される亜鉛フタロシアニン化合物が挙げられる。また、その好適な態様としては、ハロゲン化された亜鉛フタロシアニン化合物が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000019
 一般式(II)中、A、A、A、A、A、A、A、A、A、A10、A11、A12、A13、A14、A15、及びA16はそれぞれ独立にハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ基、又はチオアルコキシ基を表す。
 一般式(II)中、A~A16は、好ましくは、それぞれ独立に、水素原子、塩素原子、または臭素原子を表し、これらの少なくとも8つは、臭素原子であることが好ましい。
 前記亜鉛フタロシアニン化合物において、A~A16のうち8個以上が臭素原子であることによって、黄味を帯びた明度の高い緑色を呈し、カラーフィルタの緑色画素部の形成に最適である。本発明における(B)他の着色剤としては、臭素原子を10個以上有する亜鉛フタロシアニン化合物が最も好適である。
 亜鉛フタロシアニン化合物の平均組成は、マススペクトロスコピーに基づく質量分析と、フラスコ燃焼イオンクロマトグラフによるハロゲン含有量分析から容易に求められる。
 亜鉛フタロシアニン化合物は、例えば、クロルスルホン酸法、ハロゲン化フタロニトリル法、溶融法等の様な公知の製造方法で製造できる。より具体的な製造方法については、特開2008-19383号公報、特開2007-320986号公報、特開2004-70342号公報等に詳細に記載されている。
 また、C.I. Pigment Green 58として公知の顔料も、本発明における臭素化フタロシアニン顔料に包含される顔料である。
 カラーフィルタ用着色硬化性組成物に用いられる亜鉛フタロシアニン化合物としては、平均一次粒子径が10nm~40nmの範囲のものが好ましい。この範囲の平均一次粒子径の亜鉛フタロシアニン化合物と前記(A)特定着色剤とを用いることにより、分散性安定性や着色力に優れ、かつ、輝度が高く、コントラストの高いカラーフィルタ用着色硬化性組成物を得ることができる。
 なお、本発明における平均一次粒子径とは、透過型電子顕微鏡で視野内の粒子を撮影し、二次元画像上の、凝集体を構成する亜鉛フタロシアニン系顔料の一次粒子の100個につき、その長い方の径(長径)と短い方の径(短径)の平均値を各々求め、それを平均した値である。
 平均一次粒子径が10nm~40nmの範囲である亜鉛フタロシアニン系顔料を得るにあたっては、いずれの方法で微粒子化されたものでもよいが、容易に結晶成長を抑制でき、かつ平均一次粒子径の比較的小さい顔料粒子が得られる点で、ソルベントソルトミリング処理を採用するのが好ましい。また、平均一次粒子径が10nm~40nmの範囲である臭素化亜鉛フタロシアニン顔料は、市販品としても入手可能であり、DIC(株)より購入することも可能である。
 前記(B)他の着色剤として顔料を用いる場合には、顔料分散物を予め調製して用いることが好ましい。顔料分散物は、例えば、特開平9-197118号公報や特開2000-239544公報の記載に従って調製することができる。
 (B)他の着色剤の含有量は、本発明の効果を損なわない範囲であればよく、本発明の着色硬化性組成物の全固形分に対して、0.5質量%~70質量%であることが好ましい。
 また、(A)特定着色剤と(B)他の着色剤との含有割合としては、(A)特定着色剤100質量部に対して、(B)他の着色剤が20質量部~500質量部であることが好ましい。
<成分(C):重合性化合物>
 本発明の着色硬化性組成物は、少なくとも一種の重合性化合物を含有する。該重合性化合物としては、例えば、少なくとも1個のエチレン性不飽和二重結合を有する付加重合性化合物を挙げることができる。
 少なくとも一個のエチレン性不飽和二重結合を有する重合性化合物としては、公知の成分から選択して用いることができ、具体的には、特開2006-23696号公報の段落番号[0010]~[0020]に記載の成分や、特開2006-64921号公報の段落番号[0027]~[0053]に記載の成分を挙げることができる。
 重合性化合物について、その構造や、単独使用か併用か、添加量等の使用方法の詳細は、着色硬化性組成物の最終的な性能設計にあわせて任意に設定できる。例えば、感度の観点では、1分子あたりの不飽和基含量が多い構造が好ましく、多くの場合は2官能以上が好ましい。また、着色硬化膜の強度を高める観点では、3官能以上のものがよく、更に、異なる官能数・異なる重合性基(例えばアクリル酸エステル、メタクリル酸エステル、スチレン系化合物、ビニルエーテル系化合物)のものを併用することで、感度と強度の両方を調節する方法も有効である。また、着色硬化性組成物に含有される他の成分(例えば、光重合開始剤、着色剤(顔料)、バインダーポリマー等)との相溶性、分散性に対しても、重合性化合物の選択・使用法は重要な要因であり、例えば、低純度化合物の使用や2種以上の併用により相溶性を向上させうることがある。また、基板などの硬質表面との密着性を向上させる観点で特定の構造を選択することもあり得る。
 重合性化合物としては、イソシアネートと水酸基の付加反応を用いて製造されるウレタン付加重合性化合物も好適であり、特開昭51-37193号公報、特公平2-32293号公報、特公平2-16765号公報に記載されているようなウレタンアクリレート類や、特公昭58-49860号公報、特公昭56-17654号公報、特公昭62-39417号公報、特公昭62-39418号公報に記載のエチレンオキサイド骨格を有するウレタン化合物類も好適である。
 その他の例としては、特開昭48-64183号公報、特公昭49-43191号公報、特公昭52-30490号公報の各公報に記載されているようなポリエステルアクリレート類、エポキシ樹脂と(メタ)アクリル酸とを反応させて得られるエポキシアクリレート類等の多官能のアクリレートやメタクリレートを挙げることができる。更に日本接着協会誌vol.20、No.7、300~308ページ(1984年)に光硬化性モノマー及びオリゴマーとして紹介されているものも使用することができる。
 具体例としては、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、トリ((メタ)アクリロイルオキシエチル)イソシアヌレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレートEO変性体、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレートEO変性体などが、並びに、市販品としては、NKエステル A-TMMT、NKエステル A-TMM-3、NKオリゴUA-32P、NKオリゴUA-7200(以上、新中村化学工業(株)製)、アロニックス M-305、アロニックス M-306、アロニックス M-309、アロニックス M-450、アロニックス M-402、TO-1382(以上、東亞合成(株)製)、V#802(大阪有機化学工業(株)製)、カヤラト゛ D-330、カヤラド D-320、カヤラド D-310、カヤラド DPHA(以上、日本化薬(株)製)等を好ましい例として挙げることができる。
 また、硬化露光感度及び現像性調整の観点で、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレートとペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレートEO変性体、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレートEO変性体等のEO変性体を組合わせることも好ましい。
 着色硬化性組成物に含まれる重合性化合物は1種のみでもよく、目的に応じて2種以上を併用してもよい。
 着色硬化性組成物の全固形分中における(C)重合性化合物の含有量、(2種以上の重合性化合物を用いる場合には、それらの総含有量)としては、特に限定はなく適宜選択されるが、本発明の効果をより顕著に得るという観点から、10質量%~80質量%が好ましく、15質量%~75質量%がより好ましく、20質量%~60質量%が特に好ましい。
 本発明の着色硬化性組成物は、さらに必要に応じて、光重合開始剤、連鎖移動剤、重合禁止剤、有機溶剤、架橋剤、界面活性剤、密着改良剤、現像促進剤、その他の添加物(充填剤、高分子化合物、紫外線吸収剤、酸化防止剤、凝集防止剤、増感剤や光安定剤等)などの各種の他の成分を含んでいてもよい。以下、他の成分について説明する。
<成分(D):光重合開始剤>
 本発明の着色硬化性組成物は、少なくとも一種の光重合開始剤を含有することが好ましい。光重合開始剤は、前記(C)重合性化合物を重合させ得るものであれば、特に制限はなく、特性、開始種の発生効率、吸収波長、入手性、コスト等を考慮して選ばれることが好ましい。
 光重合開始剤としては、例えば、ハロメチルオキサジアゾール化合物及びハロメチル-s-トリアジン化合物から選択される少なくとも1つの活性ハロゲン化合物、3-アリール置換クマリン化合物、ロフィン2量体、ベンゾフェノン化合物、アセトフェノン化合物およびその誘導体、シクロペンタジエン-ベンゼン-鉄錯体およびその塩、オキシム系化合物、等が挙げられる。光重合開始剤の具体例については、特開2004-295116号公報の段落〔0070〕~〔0077〕に記載のものが挙げられる。中でも、重合反応が迅速である点等から、オキシム系化合物が好ましい。
 前記オキシム系化合物(以下、「オキシム系光重合開始剤」ともいう。)としては、特に限定はなく、例えば、特開2000-80068号公報、WO02/100903A1、特開2001-233842号公報等に記載のオキシム系化合物が挙げられる。
 オキシム系化合物の具体的な例としては、2-(O-ベンゾイルオキシム)-1-[4-(フェニルチオ)フェニル]-1,2-ブタンジオン、2-(O-ベンゾイルオキシム)-1-[4-(フェニルチオ)フェニル]-1,2-ペンタンジオン、2-(O-ベンゾイルオキシム)-1-[4-(フェニルチオ)フェニル]-1,2-ヘキサンジオン、2-(O-ベンゾイルオキシム)-1-[4-(フェニルチオ)フェニル]-1,2-ヘプタンジオン、2-(O-ベンゾイルオキシム)-1-[4-(フェニルチオ)フェニル]-1,2-オクタンジオン、2-(O-ベンゾイルオキシム)-1-[4-(メチルフェニルチオ)フェニル]-1,2-ブタンジオン、2-(O-ベンゾイルオキシム)-1-[4-(エチルフェニルチオ)フェニル]-1,2-ブタンジオン、2-(O-ベンゾイルオキシム)-1-[4-(ブチルフェニルチオ)フェニル]-1,2-ブタンジオン、1-(O-アセチルオキシム)-1-[9-エチル-6-(2-メチルベンゾイル)-9H-カルバゾール-3-イル]エタノン、1-(O-アセチルオキシム)-1-[9-メチル-6-(2-メチルベンゾイル)-9H-カルバゾール-3-イル]エタノン、1-(O-アセチルオキシム)-1-[9-プロピル-6-(2-メチルベンゾイル)-9H-カルバゾール-3-イル]エタノン、1-(O-アセチルオキシム)-1-[9-エチル-6-(2-エチルベンゾイル)-9H-カルバゾール-3-イル]エタノン、1-(O-アセチルオキシム)-1-[9-エチル-6-(2-ブチルベンゾイル)-9H-カルバゾール-3-イル]エタノン、2-(ベンゾイルオキシイミノ)-1-[4-(フェニルチオ)フェニル]-1-オクタノン、2-(アセトキシイミノ)-4-(4-クロロフェニルチオ)-1-[9-エチル-6-(2-メチルベンゾイル)-9H-カルバゾール-3-イル]-1-ブタノンなどが挙げられる。但し、これらに限定されるものではない。
 また、本発明においては、感度、経時安定性、後加熱時の着色の観点から、オキシム系化合物として、下記一般式(A)で表される化合物及び下記一般式(B)で表される化合物から選らばれる化合物がより好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000020

 
 一般式(A)中、R及びXは、それぞれ、1価の置換基を表し、Aは、2価の有機基を表し、Arは、アリール基を表す。nは、0~5の整数である。
 一般式(A)中、Rとしては、高感度化の点から、アシル基が好ましく、具体的には、アセチル基、プロピオニル基、ベンゾイル基、トルイル基が好ましい。
 一般式(A)中、Aとしては、感度を高め、加熱経時による着色を抑制する点から、無置換のアルキレン基、アルキル基(例えば、メチル基、エチル基、tert-ブチル基、ドデシル基)で置換されたアルキレン基、アルケニル基(例えば、ビニル基、アリル基)で置換されたアルキレン基、アリール基(例えば、フェニル基、p-トリル基、キシリル基、クメニル基、ナフチル基、アンスリル基、フェナントリル基、スチリル基)で置換されたアルキレン基が好ましい。
 Arとしては、感度を高め、加熱経時による着色を抑制する点から、置換又は無置換のフェニル基が好ましい。置換フェニル基の場合、その置換基としては、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等のハロゲン基が好ましい。
 Xとしては、溶剤溶解性と長波長領域の吸収効率向上の点から、置換基を有してもよいアルキル基、置換基を有してもよいアリール基、置換基を有してもよいアルケニル基、置換基を有してもよいアルキニル基、置換基を有してもよいアルコキシ基、置換基を有してもよいアリールオキシ基、置換基を有してもよいアルキルチオキシ基、置換基を有してもよいアリールチオキシ基、置換基を有してもよいアミノ基が好ましい。
 また、一般式(A)におけるnは0~2の整数が好ましい。
 一般式(A)で表される化合物の例としては、下記(D-2)で示される構造を有する化合物が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000021
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000022

 
 一般式(B)中、X、X、及びXは、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、又はアルキル基を表し、Rは、-R、-OR、-COR、-SR、-CONRR’、又は-CNを表し、R及びRはそれぞれ独立に、-R、-OR、-COR、-SR、又は-NRR’を表す。R及びR’は、それぞれ独立に、アルキル基、アリール基、アラルキル基、又は複素環基を表し、これらの基は、ハロゲン原子及び複素環基からなる群より選択される1以上で置換されていてもよく、該アルキル基、及びアラルキル基におけるアルキル鎖を構成する炭素原子の1以上が、不飽和結合、エーテル結合、又はエステル結合に置き換わっていてもよく、R及びR’は互いに結合して環を形成していてもよい。
 一般式(B)で表される化合物の例としては、下記(D-3)で表される構造を有する化合物が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000023

 
 また、本発明の着色硬化性組成物には、上記の光重合開始剤のほかに、特開2004-295116号公報の段落番号0079に記載の他の公知の光重合開始剤を使用してもよい。
 光重合開始剤は、1種単独で又は2種以上を組み合わせて含有することができる。
 光重合開始剤の着色硬化性組成物の全固形分中における含有量(2種以上の光重合開始剤を含有する場合は、その総含有量)は、本発明の効果をより顕著に得るという観点から、3質量%~20質量%が好ましく、4質量%~19質量%がより好ましく、5質量%~18質量%が特に好ましい。
<成分(E):その他の成分>
(E-1:バインダーポリマー)
 本発明の着色硬化性組成物においては、膜性向上などの観点から、さらにバインダーポリマーを使用することが好ましい。
 バインダーポリマーとしては線状有機高分子重合体を含有させることが好ましい。このような「線状有機高分子重合体」としては、どのような化合物を使用しても構わないが、好ましくは水現像あるいは弱アルカリ水現像を可能とする水あるいは弱アルカリ水可溶性または膨潤性である線状有機高分子重合体が選択される。線状有機高分子重合体は、組成物の皮膜形成剤としてだけでなく、水、弱アルカリ水あるいは有機溶剤現像剤としての用途に応じて選択使用される。例えば、水可溶性有機高分子重合体を用いると水現像が可能になる。このような線状有機高分子重合体としては、側鎖にカルボン酸基を有する付加重合体、例えば特開昭59-44615号、特公昭54-34327号、特公昭58-12577号、特公昭54-25957号、特開昭54-92723号、特開昭59-53836号、特開昭59-71048号各公報に記載されているもの、すなわち、メタクリル酸共重合体、アクリル酸共重合体、イタコン酸共重合体、クロトン酸共重合体、マレイン酸共重合体、部分エステル化マレイン酸共重合体等がある。また同様に側鎖にカルボン酸基を有する酸性セルロース誘導体がある。この他に水酸基を有する付加重合体に環状酸無水物を付加させたものなどが有用である。
 特にこれらの中で〔ベンジル(メタ)アクリレート/(メタ)アクリル酸/必要に応じてその他の付加重合性ビニルモノマー〕共重合体および〔アリル(メタ)アクリレート/(メタ)アクリル酸/必要に応じてその他の付加重合性ビニルモノマー〕共重合体は、膜強度、感度、現像性のバランスに優れており、好適である。
 さらに、この他に水溶性線状有機高分子として、ポリビニルピロリドンやポリエチレンオキサイド等も有用である。また硬化皮膜の強度を上げるためにアルコール可溶性ナイロンや2,2-ビス-(4-ヒドロキシフェニル)-プロパンとエピクロロヒドリンのポリエーテル等も有用である。これらの線状有機高分子重合体は全組成物中に任意な量を混和させることができる。形成される画像強度等の点からは、好ましくは30~85質量%である。また、重合性化合物と線状有機高分子重合体は、質量比で1/9~7/3の範囲とするのが好ましい。好ましい実施様態においてバインダーポリマーは実質的に水不要でアルカリに可溶なものが用いられる。そうすることで、現像液として、環境上好ましくない有機溶剤を用いないかもしくは非常に少ない使用量に制限できる。このような使用法においてはバインダーポリマーの酸価(ポリマー1g当たりの酸含率を化学等量数で表したもの)と分子量は画像強度と現像性の観点から適宜選択される。好ましい酸価は、3~200mgKOH/gであり、好ましい分子量は質量平均分子量で3000から10万の範囲であり、より好ましくは、酸価が50~150mgKOH/g、分子量が1万から5万の範囲である。
(E-2:増感剤)
 本発明の着色硬化性組成物は、増感剤を含有してもよい。本発明に用いる典型的な増感剤としては、クリベロ〔J.V.Crivello,Adv.in Polymer Sci,62,1(1984)〕に開示しているものが挙げられ、具体的には、ピレン、ペリレン、アクリジン、チオキサントン、2-クロロチオキサントン、ベンゾフラビン、N-ビニルカルバゾール、9,10-ジブトキシアントラセン、アントラキノン、ベンゾフェノン、クマリン、ケトクマリン、フェナントレン、カンファキノン、フェノチアジン誘導体などを挙げることができる。増感剤は、光重合開始剤に対し、50~200質量%の割合で添加することが好ましい。
 増感剤は、共存する光重合開始剤の感度を向上させる。さらに、適切な増感剤を併用することで、露光波長に直接感応しない光重合開始剤を用いた場合にも、本発明の着色硬化性組成物に適用しうるようになるという利点をも有する。
(E-3:連鎖移動剤)
 本発明の着色硬化性組成物には連鎖移動剤を用いてもよい。
 本発明に用いる連鎖移動剤としては、例えば、N,N-ジメチルアミノ安息香酸エチルエステルなどのN,N-ジアルキルアミノ安息香酸アルキルエステル、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、N-フェニルメルカプトベンゾイミダゾール、1,3,5-トリス(3-メルカブトブチルオキシエチル)-1,3,5-トリアジン-2,4,6(1H,3H,5H)-トリオンなどの複素環を有するメルカプト化合物、及び、ペンタエリスリトールテトラキス(3-メルカプトブチレート)、1,4-ビス(3-メルカプトブチリルオキシ)ブタンなどの脂肪族多官能メルカプト化合物などが挙げられる。
 連鎖移動剤は、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
 連鎖移動剤の添加量は、本発明の着色硬化性組成物の全固形分に対して、0.01~15質量%の範囲であることが、感度ばらつきを低減するという観点から好ましく、0.1~10質量%がより好ましく、0.5~5質量%が特に好ましい。
(E-4:重合禁止剤)
 本発明の着色硬化性組成物は、重合禁止剤を含有してもよい。
 重合禁止剤とは、光や熱により着色硬化性組成物中に発生したラジカル等の重合開始種に対して水素供与(又は、水素授与)、エネルギー供与(又は、エネルギー授与)、電子供与(又は、電子授与)などを実施し、重合開始種を失活させ、重合が意図せず開始されることを抑制する役割をはたす物質である。特開2007-334322号公報の段落0154~0173に記載された重合禁止剤などを用いることができる。
 これらの中でも、重合禁止剤としてはp-メトキシフェノールが好ましく挙げられる。
 本発明の着色硬化性組成物における重合禁止剤の含有量は、重合性化合物の全質量に対して、0.0001~5質量%が好ましく、0.001~5質量%がより好ましく、0.001~1質量%が特に好ましい。
(E-5:有機溶剤)
 本発明の着色硬化性組成物は、少なくとも一種の有機溶剤を含有することができる。
 有機溶剤は、並存する各成分の溶解性や着色硬化性組成物としたときの塗布性を満足できるものであれば、基本的には特に制限はなく、特に、バインダーの溶解性、塗布性、安全性を考慮して選ばれることが好ましい。
 有機溶剤としては、エステル類として、例えば、酢酸エチル、酢酸-n-ブチル、酢酸イソブチル、ギ酸アミル、酢酸イソアミル、酢酸イソブチル、プロピオン酸ブチル、酪酸イソプロピル、酪酸エチル、酪酸ブチル、乳酸メチル、乳酸エチル、オキシ酢酸アルキルエステル類(例:オキシ酢酸メチル、オキシ酢酸エチル、オキシ酢酸ブチル(具体的には、メトキシ酢酸メチル、メトキシ酢酸エチル、メトキシ酢酸ブチル、エトキシ酢酸メチル、エトキシ酢酸エチル等が挙げられる。))、3-オキシプロピオン酸アルキルエステル類(例:3-オキシプロピオン酸メチル、3-オキシプロピオン酸エチル等(具体的には、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等が挙げられる。))、2-オキシプロピオン酸アルキルエステル類(例:2-オキシプロピオン酸メチル、2-オキシプロピオン酸エチル、2-オキシプロピオン酸プロピル等(具体的には、2-メトキシプロピオン酸メチル、2-メトキシプロピオン酸エチル、2-メトキシプロピオン酸プロピル、2-エトキシプロピオン酸メチル、2-エトキシプロピオン酸エチル等が挙げられる。))、2-オキシ-2-メチルプロピオン酸メチル、2-オキシ-2-メチルプロピオン酸エチル(具体的には、2-メトキシ-2-メチルプロピオン酸メチル、2-エトキシ-2-メチルプロピオン酸エチル等が挙げられる。)、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、ピルビン酸プロピル、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、2-オキソブタン酸メチル、2-オキソブタン酸エチル等が挙げられる。
 また、エーテル類としては、例えば、ジエチレングリコールジメチルエーテル、テトラヒドロフラン、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、メチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテート、ジエチ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ブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノ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、プロピレングリコールモノプロピルエーテルアセテート等が挙げられる。
 ケトン類としては、例えば、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、2-ヘプタノン、3-ヘプタノン等が挙げられる。
 芳香族炭化水素類としては、例えば、トルエン、キシレン等が好適に挙げられる。
 これらの有機溶剤は、前述の各成分の溶解性、およびアルカリ可溶性ポリマーを含む場合はその溶解性、塗布面状の改良などの観点から、2種以上を混合することも好ましい。この場合、特に好ましくは、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、エチルセロソルブアセテート、乳酸エチル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、酢酸ブチル、3-メトキシプロピオン酸メチル、2-ヘプタノン、シクロヘキサノン、エチルカルビトールアセテート、ブチルカルビトールアセテート、プロピレングリコールメチルエーテル、およびプロピレングリコールメチルエーテルアセテートから選択される2種以上で構成される混合溶液である。
 有機溶剤の着色硬化性組成物中における含有量としては、組成物中の全固形分濃度が10質量%~80質量%になる量が好ましく、15質量%~60質量%になる量がより好ましい。
(E-6:架橋剤)
 本発明の着色硬化性組成物に補足的に架橋剤を用い、着色硬化性組成物を硬化させてなる着色硬化膜の硬度をより高めることもできる。
 架橋剤としては、架橋反応により膜硬化を行なえるものであれば、特に限定はなく、例えば、(a)エポキシ樹脂、(b)メチロール基、アルコキシメチル基、およびアシロキシメチル基から選ばれる少なくとも1つの置換基で置換された、メラミン化合物、グアナミン化合物、グリコールウリル化合物又はウレア化合物、(c)メチロール基、アルコキシメチル基、およびアシロキシメチル基から選ばれる少なくとも1つの置換基で置換された、フェノール化合物、ナフトール化合物又はヒドロキシアントラセン化合物、が挙げられる。中でも、多官能エポキシ樹脂が好ましい。
 架橋剤の具体例などの詳細については、特開2004-295116号公報の段落番号0134~0147の記載を参照することができる。
(E-7:界面活性剤)
 本発明の着色硬化性組成物は、界面活性剤を含んでいてもよい。
 界面活性剤としては、アニオン系、カチオン系、ノニオン系、又は、両性のいずれでも使用することができるが、好ましい界面活性剤はノニオン系界面活性剤である。
 ノニオン系界面活性剤の例としては、ポリオキシエチレン高級アルキルエーテル類、ポリオキシエチレン高級アルキルフェニルエーテル類、ポリオキシエチレングリコールの高級脂肪酸ジエステル類、シリコーン系、フッ素系界面活性剤を挙げることができる。
 また、本発明に使用しうる界面活性剤として、さらに、以下の商品名で市販されている界面活性剤、例えば、KP(信越化学工業(株)製)、ポリフロー(共栄社化学(株)製)、エフトップ(JEMCO社製)、メガファック(DIC(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(旭硝子(株)製)PolyFox(OMNOVA社製)等の各シリーズを挙げることができる。
 また、界面活性剤として、下記一般式(1)で表される構成単位A及び構成単位Bを含み、ゲルパーミエーションクロマトグラフィで測定されるポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)が1,000以上10,000以下である共重合体を好ましい例として挙げることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000024

 
 一般式(1)中、R及びRはそれぞれ独立に、水素原子又はメチル基を表し、Rは炭素数1以上4以下の直鎖アルキレン基を表し、Rは水素原子又は炭素数1以上4以下のアルキル基を表し、Lは炭素数3以上6以下のアルキレン基を表し、p及びqは重合比を表す質量基準の百分率であり、pは10質量%以上80質量%以下の数値を表し、qは20質量%以上90質量%以下の数値を表し、rは1以上18以下の整数を表し、nは1以上10以下の整数を表す。)
 前記一般式(1)におけるLは、下記一般式(2)で表される分岐アルキレン基であることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000025

 
 一般式(2)中、Rは、炭素数1以上4以下のアルキル基を表し、相溶性と被塗布面に対する濡れ性の点で、炭素数1以上3以下のアルキル基が好ましく、炭素数2以上3以下のアルキル基がより好ましい。
 前記一般式(1)で表される界面活性剤としての共重合体の重量平均分子量(Mw)は、1,500以上5,000以下がより好ましい。
 これらの界面活性剤は、1種単独で又は2種以上を混合して使用することができる。
 本発明の着色硬化性組成物における界面活性剤の添加量は、バインダーポリマー100質量部に対して、10質量部以下であることが好ましく、0.01~10質量部であることがより好ましく、0.01~1質量部であることが更に好ましい。
(E-8:密着改良剤)
 本発明の着色硬化性組成物は、密着改良剤を含有してもよい。
 密着改良剤は、基材となる無機物、例えば、ガラス、シリコン、酸化シリコン、窒化シリコン等のシリコン化合物、金、銅、アルミニウム等と硬化膜との密着性を向上させる化合物である。具体的には、シランカップリング剤、チオール系化合物等が挙げられる。密着改良剤としてのシランカップリング剤は、界面の改質を目的とするものであり、特に限定することなく、公知のものを使用することができる。
 シランカップリング剤としては、特開2009-98616号公報の段落0048に記載のシランカップリング剤が好ましく、中でもγ-グリシドキシプロピルトリアルコキシシランやγ-メタクリロキシプロピルトリアルコキシシランがより好ましい。これらは1種単独又は2種以上を併用できる。
 本発明の着色硬化性組成物における密着改良剤の含有量は、着色硬化性組成物の全固形分量に対して、0.1~20質量%が好ましく、0.2~5質量%がより好ましい。
(E-9:現像促進剤)
 非露光領域のアルカリ溶解性を促進し、着色硬化性組成物の現像性の更なる向上を図る場合には、現像促進剤を添加することもできる。現像促進剤は好ましくは分子量1000以下の低分子量有機カルボン酸化合物、分子量1000以下の低分子量フェノール化合物である。
 具体的には、例えば、ギ酸、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、カプリル酸等の脂肪族モノカルボン酸;シュウ酸、マロン酸、コハク酸、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、メチルコハク酸、テトラメチルコハク酸、シトラコン酸等の脂肪族ジカルボン酸;トリカルバリル酸、アコニット酸、カンホロン酸等の脂肪族トリカルボン酸;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;フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、トリメリト酸、トリメシン酸、メロファン酸、ピロメリト酸等の芳香族ポリカルボン酸;フェニル酢酸、ヒドロアトロパ酸、ヒドロケイ皮酸、マンデル酸、フェニルコハク酸、アトロパ酸、ケイ皮酸、ケイ皮酸メチル、ケイ皮酸ベンジル、シンナミリデン酢酸、クマル酸、ウンベル酸等が挙げられる。
(E-10:その他の添加物)
 本発明の着色硬化性組成物には、必要に応じて、その他の各種添加物、例えば、充填剤、上記以外の高分子化合物、紫外線吸収剤、酸化防止剤、凝集防止剤、等を配合することができる。これらの添加物の例としては、特開2004-295116号公報の段落〔0155〕~〔0156〕に記載のものを挙げることができる。
 本発明の着色硬化性組成物においては、特開2004-295116号公報の段落〔0078〕に記載の光安定剤、同公報の段落〔0081〕に記載の熱重合防止剤を含有することができる。
<着色硬化性組成物の調製>
 本発明の着色硬化性組成物の調製態様については特に特に制限されないが、例えば、(A)特定着色剤、(B)その他の着色剤、(C)重合性化合物、所望により併用される、(D)光重合開始剤などのその他の成分を混合して調製される。
 なお、本発明の着色硬化性組成物の調製に際しては、異物の除去や欠陥の低減などの目的で、各成分を混合した後、フィルタにより濾過することが好ましい。フィルタは、従来、ろ過用途等に用いられているものが特に限定されることなく用いられる。具体的には、例えば、PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)等のフッ素樹脂、ナイロン-6、ナイロン-6,6等のポリアミド系樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン(PP)等のポリオレフィン樹脂(高密度、超高分子量を含む)等から選ばれる樹脂素材を用いて形成されたによるフィルタが挙げられる。これらフィルタ素材の中でも、ナイロン-6、ナイロン-6,6等のポリアミド系樹脂、ポリプロピレン(高密度ポリプロピレンを含む)が好ましい。
 フィルタの孔径は、0.01μm~7.0μm程度が適しており、好ましくは0.01μm~2.5μm程度、さらに好ましくは0.01μm~2.0μm程度である。フィルタの孔径をこの範囲とすることにより、均一な着色硬化性組成物の調製を阻害する微細な異物が確実に除去され、均一及び平滑な着色硬化性組成物層の形成が可能な着色硬化性組成物となる。
 フィルタを使用する際、異なるフィルタを組み合わせてもよい。その際、第1のフィルタを用いたフィルタリングは、1回のみでもよいし、2回以上行ってもよい。また、上述した範囲内で異なる孔径のフィルタを組み合わせて、第1のフィルタを複数のフィルタからなるものとして、第1回目のフィルタリングとしてもよい。ここでいう孔径は、フィルタメーカーの公称値を参照することができる。市販のフィルタとしては、例えば、日本ポール株式会社、アドバンテック東洋株式会社、日本インテグリス株式会社(旧日本マイクロリス株式会社)又は株式会社キッツマイクロフィルタ等が提供する各種フィルタの中から選択することができる。
 第2のフィルタは、上述した第1のフィルタと同様の材料等で形成されたものを使用することができる。
 また、例えば、第1のフィルタでのフィルタリングは、顔料分散物のみに対して行い、該顔料分散物に他の成分を混合して着色硬化性組成物とした後に、第2のフィルタリングを行ってもよい。
 本発明の着色硬化性組成物は、固体撮像素子、液晶表示装置及び有機EL装置等の表示装置等が備えるカラーフィルタが有する着色画素の形成に好適に適用される。また、本発明の着色硬化性組成物は、印刷用インク、インクジェット用インク等の各種の用途に適用することもできる。
<着色硬化膜>
 本発明の着色硬化性組成物を硬化させて得られた着色硬化膜は、色純度が高く、薄層で高い吸光係数が得られ、耐熱性に優れることから、固体撮像素子、液晶表示装置、有機EL装置等の表示装置用のカラーフィルタにおける着色画素の形成に好適に用いられる。
 任意の基板又は基材上に、本発明の着色硬化膜を形成する際には、着色硬化性組成物を塗布するか、或いは、基板等を着色硬化性組成物に浸漬して着色硬化性組成物層を形成し、これを硬化させてもよい。また、パターン状の着色硬化膜を形成する場合、基板又は基材上にインクジェット記録方法により適用してもよく、捺染やオフセット印刷などの公知の印刷法を適用してもよいが、高精細なパターンを形成しうるという観点からは、後述する、基板上に着色硬化性組成物層を形成し、パターン状に露光した後、現像して着色硬化性組成物層の未露光部を除去する方法が好ましい。
<カラーフィルタ及びその製造方法>
 本発明のカラーフィルタは、基板上に、本発明の着色硬化性組成物により形成された着色硬化膜を備えることを特徴とする。
 即ち、以下に記載のカラーフィルタの製造方法により各色(例えば3色あるいは4色)のパターン状の着色硬化膜(例えば着色画素)を形成することによって、最も好適にカラーフィルタを作製することができる。
 これにより、固体撮像素子、液晶表示装置、有機EL表示装置等の表示装置に用いられるカラーフィルタをプロセス上の困難性が少なく、高品質でかつ低コストに作製することができる。
 本発明のカラーフィルタの製造方法は、既述の本発明の着色硬化性組成物を基板上に付与して着色硬化性組成物層(着色層)を形成する工程〔以下、工程(i)とも称する〕と、前記着色硬化性組成物層(着色層)をパターン状に露光した後、未硬化部を現像液で現像除去してパターン状の着色硬化膜を形成する工程〔以下、工程(ii)とも称する〕と、を有する。
 即ち、本発明の着色硬化性組成物をガラスなどの基板上に、直接又は他の層を介して、例えば、回転塗布、スリット塗布、流延塗布、ロール塗布、インクジェット塗付等の方法により付与して着色層を形成し、形成された着色層に、所定のマスクパターンを介して露光する等の方法により露光し〔工程(i)〕、露光後に未硬化部を現像液で現像除去することにより着色硬化膜が形成される〔工程(ii)〕。パターン露光は、マスクパターンを介して露光するほか、走査露光により行われてもよい。
 本発明のカラーフィルタの製造方法では、前記工程(ii)で形成されたパターン状の着色領域に対して紫外線を照射する工程〔以下、工程(iii)とも称する。〕及び紫外線が照射された着色領域に対して加熱処理を行なう工程〔以下、工程(iv)とも称する。〕とから選ばれる少なくとも1つの工程を、更に有する態様が好ましい。
 以下、本発明のカラーフィルタの製造方法について、より具体的に説明する。
-工程(i)-
 本発明のカラーフィルタの製造方法では、まず、支持体上に直接又は他の層を介して、既述の本発明の着色硬化性組成物を所望の方法により付与して、着色硬化性組成物からなる塗布膜(着色硬化性組成物層)を形成し、その後、必要に応じて、予備硬化(プリベーク)を行ない、該着色硬化性組成物層を乾燥させる。
 支持体としては、例えば、液晶表示装置等に用いられる無アルカリガラス、ソーダガラス、パイレックス(登録商標)ガラス、石英ガラス、及びこれらに透明導電膜を付着させたものや、固体撮像素子等に用いられる光電変換素子基板、例えば、シリコン基板や、プラスチック基板等が挙げられる。また、これらの支持体上には、各画素を隔離するブラックマトリクスが形成されていたり、密着促進等のために透明樹脂層が設けられたりしていてもよい。また、支持体上には必要により、上部の層との密着改良、物質の拡散防止、或いは表面の平坦化のために、下塗り層を設けてもよい。
 また、プラスチック基板は、その表面に、ガスバリヤー層及び耐溶剤性層から選ばれる少なくとも1つの層を、さらに有していることが好ましい。
 このほか、支持体として、薄膜トランジスター(TFT)方式カラー液晶表示装置の薄膜トランジスター(TFT)が配置された駆動用基板(以下、「TFT方式液晶駆動用基板」という。)を用い、この駆動用基板上にも、本発明の着色硬化性組成物を用いてなる着色パターンを形成し、カラーフィルタを作製することができる。
 TFT方式液晶駆動用基板における基板としては、例えば、ガラス、シリコン、ポリカーボネート、ポリエステル、芳香族ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリイミド等を挙げることができる。これらの基板には、所望により、シランカップリング剤等による薬品処理、プラズマ処理、イオンプレーティング、スパッタリング、気相反応法、真空蒸着等の適宜の前処理を施しておくこともできる。例えば、TFT方式液晶駆動用基板の表面に、窒化ケイ素膜等のパッシベーション膜を形成した基板を用いることができる。
 本発明の着色硬化性組成物を支持体上に付与する方法としては、回転塗布、スリット塗布、流延塗布、ロール塗布、バー塗布、インクジェット等の塗布方法が挙げられる。
 工程(i)において、本発明の着色硬化性組成物を支持体上に付与する方法としては、特に限定されるものではないが、スリット・アンド・スピン法、スピンレス塗布法等のスリットノズルを用いる方法(以下、スリットノズル塗布法という)が好ましい。
 スリットノズル塗布法において、スリット・アンド・スピン塗布法とスピンレス塗布法は、塗布基板の大きさによって条件は異なるが、例えば、スピンレス塗布法により第五世代のガラス基板(1100mm×1250mm)に着色硬化性組成物を塗布する場合、スリットノズルからの着色硬化性組成物の吐出量は、通常、500マイクロリットル/秒~2000マイクロリットル/秒、好ましくは800マイクロリットル/秒~1500マイクロリットル/秒であり、また、塗工速度は、通常、50mm/秒~300mm/秒、好ましくは100mm/秒~200mm/秒である。
 また、工程(i)で用いられる着色硬化性組成物の固形分濃度(着色硬化性組成物塗布液における固形分濃度)としては、通常、10質量%~20質量%、好ましくは13質量%~18質量%である。
 工程(i)において、通常は、着色硬化性組成物層の形成後にプリベーク処理を施す。必要によっては、プリベーク前に真空処理を施すこともできる。真空乾燥の条件は、真空度が、通常、13.33Pa(0.1torr)~133.32Pa(1.0torr)、好ましくは26.66Pa(0.2torr)~66.66Pa(0.5torr)程度である。
 また、プリベーク処理は、ホットプレート、オーブン等を用いて50℃~140℃の温度範囲で、好ましくは70℃~110℃程度の温度範囲で、10秒~300秒の条件にて行うことができる。なお、プリベーク処理には、加熱処理にさらに高周波処理などを併用してもよい。また、着色硬化性組成物層の乾燥を行う場合、プリベーク処理に代えて高周波処理を単独で行うことも可能である。
 また、着色硬化性組成物により形成される着色硬化性組成物層の厚みは、目的に応じて適宜選択される。液晶表示装置用カラーフィルタにおいては、0.2μm~5.0μmの範囲が好ましく、1.0μm~4.0μmの範囲が更に好ましく、1.5μm~3.5μmの範囲が最も好ましい。また、固体撮像素子用カラーフィルタにおいては、0.2μm~5.0μmの範囲が好ましく、0.3μm~2.5μmの範囲が更に好ましく、0.3μm~1.5μmの範囲が最も好ましい。
 なお、着色硬化性組成物層の厚みは、プリベーク後の膜厚である。
-工程(ii)-
 続いて、支持体上に前述のようにして形成された着色硬化性組成物からなる塗布膜(着色硬化性組成物層)に対し、パターン露光が行われる、パターン露光は、例えばフォトマスクを介した露光として行なわれる。
 露光に適用し得る光もしくは放射線としては、g線、h線、i線、j線、KrF光、ArF光が好ましく、特にi線が好ましい。照射光にi線を用いる場合、100mJ/cm~10000mJ/cmの露光量で照射することが好ましい。
 また、その他の露光光線としては、超高圧、高圧、中圧、低圧の各水銀灯、ケミカルランプ、カーボンアーク灯、キセノン灯、メタルハライド灯、可視及び紫外の各種レーザー光源、蛍光灯、タングステン灯、太陽光等も使用できる。
~レーザー光源を用いた露光工程~
 レーザー光源を用いた露光方式では、光源として紫外光レーザーを用いることが好ましい。
 照射光は、波長が300nm~380nmの範囲である波長の範囲の紫外光レーザーが好ましく、さらに好ましくは300nm~360nmの範囲の波長である紫外光レーザーがレジストの感光波長に合致しているという点で好ましい。
 具体的には、特に出力が大きく、比較的安価な固体レーザーのNd:YAGレーザーの第三高調波(355nm)や、エキシマレーザーのXeCl(308nm)、XeF(353nm)を好適に用いることができる。
 被露光物(パターン)の露光量としては、1mJ/cm~100mJ/cmの範囲であり、1mJ/cm~50mJ/cmの範囲がより好ましい。露光量がこの範囲であると、パターン形成の生産性の点で好ましい。
 本発明に使用可能な露光装置としては、特に制限はないが市販されているものとしては、LE5565A(日立ハイテクノロジーズ社製)、Callisto(ブイテクノロジー株式会社製)やEGIS(ブイテクノロジー株式会社製)やDF2200G(大日本スクリーン株式会社製)などが使用可能である。また上記以外の装置も好適に用いられる。
 本発明の製造方法を液晶表示装置用のカラーフィルタの製造に適用する際には、プロキシミテイ露光機、ミラープロジェクション露光機により、主として、h線、i線を使用した露光が好ましく用いられる。また、固体撮像素子用のカラーフィルタを製造する際には、ステッパー露光機にて、主として、i線を使用することが好ましい。なお、TFT方式液晶駆動用基板を用いてカラーフィルタを製造する際には、用いられるフォトマスクは、画素(着色パターン)を形成するためのパターンの他、スルーホール或いはコの字型の窪みを形成するためのパターンが設けられているものが使用される。
 また、発光ダイオード(LED)及びレーザーダイオード(LD)を活性放射線源として用いることが可能である。特に、紫外線源を要する場合、紫外LED及び紫外LDを使用することができる。例えば、日亜化学(株)は、主放出スペクトルが365nmと420nmとの間の波長を有する紫色LEDを上市している。更に一層短い波長が必要とされる場合、米国特許番号第6,084,250号明細書は、300nmと370nmとの間に中心付けされた活性放射線を放出し得るLEDを開示している。また、他の紫外LEDも、入手可能であり、異なる紫外線帯域の放射を照射することができる。本発明で特に好ましい活性放射線源は、UV-LEDであり、特に好ましくは、340~370mにピーク波長を有するUV-LEDである。
 紫外光レーザーは平行度が良好なので、露光の際にマスクを使用せずとも、パターン状に露光ができる。しかし、マスクを用いてパターンを露光した場合、さらにパターンの直線性が高くなるのでより好ましい。
 上記のようにして露光された着色硬化性組成物層は加熱することができる。
 また、露光は、着色硬化性組成物層中の色材の酸化褪色を抑制するために、チャンバー内に窒素ガスを流しながら行なうことができる。
 続いて、露光後の着色硬化性組成物層に対して、現像液にて現像が行なわれる。これにより、ネガ型もしくはポジ型の着色パターン(レジストパターン)を形成することができる。現像では、露光後の未硬化部を現像液に溶出させ、硬化部のみを基板上に残存させる。
 現像液は、未硬化部における着色硬化性組成物の塗布膜(着色硬化性組成物層)を溶解する一方、硬化部を溶解しないものであれば、いずれのものも用いることができる。例えば、種々の有機溶剤の組み合わせやアルカリ性水溶液を用いることができる。
 現像に用いられる有機溶剤としては、本発明の着色硬化性組成物を調製する際に使用できる既述の溶剤が挙げられる。
 前記アルカリ性の水溶液としては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、硅酸ナトリウム、メタ硅酸ナトリウム、アンモニア水、エチルアミン、ジエチルアミン、ジメチルエタノールアミン、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド、コリン、ピロール、ピペリジン、1,8-ジアザビシクロ-[5,4,0]-7-ウンデセン等のアルカリ性化合物を、濃度が0.001~10質量%、好ましくは0.01~1質量%となるように溶解したアルカリ性水溶液が挙げられる。
 現像液がアルカリ性水溶液である場合、アルカリ濃度は、好ましくはpH11~13、更に好ましくはpH11.5~12.5となるように調整するのがよい。
 アルカリ性水溶液には、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。
 現像温度としては、通常は20℃~30℃の温度範囲の現像液を用いて行われることが好ましく、現像時間としては20秒~90秒であることが好ましい。
 現像には、デイップ方式、シャワー方式、スプレー方式などいずれの方法で現像液を適用してもよく、これにスウィング方式、スピン方式、超音波方式など、現像液浴においていずれかの応力を付与する方法を組み合わせてもよい。現像液に触れる前に、被現像面を予め水等で湿しておいて、現像ムラを防ぐ方法を採ることもできる。また、露光後の着色硬化性組成物層を備える基板を傾斜させて現像処理することもできる。
 また、固体撮像素子用のカラーフィルタを製造する場合には、現像浴内を攪拌しつつ現像処理するパドル現像を用いてもよい。
 現像処理後は、余剰の現像液を洗浄除去するリンス処理を経て、乾燥を施した後、硬化を完全なものとするために、加熱処理(ポストベーク)が施される。
 リンス工処理は、通常は純水で行なうが、省液のために、最終洗浄で純水を用い、洗浄初期は使用済の純水を使用したり、また、基板を傾斜させて洗浄したり、超音波照射を併用したりする方法を用いてもよい。
 リンス処理後、水切り、乾燥をした後には通常、以下に詳述するように、好ましくは100℃~300℃、更に好ましくは150℃~250℃の加熱処理が行なわれる。この加熱処理(ポストベーク:工程(iv))は、現像後の塗布膜を、上記条件になるようにホットプレートやコンベクションオーブン(熱風循環式乾燥機)、高周波加熱機等の加熱手段を用いて、連続式或いはバッチ式で行なうことができる。
 以上の各工程を、所望の色相数に合わせて各色毎に順次繰り返し行うことにより、複数色の着色された硬化膜(着色パターン)が形成されてなるカラーフィルタを作製することができる。
-工程(iii)-
 本発明のカラーフィルタの製造方法では、特に、着色硬化性組成物を用いて形成されたパターン状の着色領域(着色画素)に対して、紫外線照射による後露光を行なうこともできる。
-工程(iv)-
 上記のような紫外線照射による後露光が行なわれたパターン状の着色領域に対して、さらに加熱処理を行なうことが好ましい。形成された着色領を加熱処理(いわゆるポストベーク処理)することにより、着色領域を更に硬化させることができる。この加熱処理は、例えば、ホットプレート、各種ヒーター、オーブンなどにより行なうことができる。
 加熱処理の際の温度としては、100℃~300℃であることが好ましく、更に好ましくは、150℃~250℃である。また、加熱時間は、10分~120分程度が好ましい。
 このようにして得られたパターン状の着色領域(着色硬化膜)は、カラーフィルタにおける画素を構成する。複数の色相の画素を有するカラーフィルタの作製においては、上記の工程(i)、工程(ii)、及び必要に応じて工程(iii)や工程(iv)を所望の色数に合わせて繰り返せばよい。
 なお、単色の着色硬化性組成物層の形成、露光、現像が終了する毎に(1色毎に)、前記工程(iii)及び工程(iv)から選ばれる少なくとも1つの工程を行なってもよいし、所望の色数の全ての着色硬化性組成物層の形成、露光、現像が終了した後に、一括して前記工程(iii)及びは工程(iv)から選ばれる少なくとも1つの工程を行なってもよい。
 本発明のカラーフィルタの製造方法により得られた着色硬化膜、或いは、本発明の着色硬化性組成物により形成された着色硬化膜を備えるカラーフィルタ(本発明のカラーフィルタ)は、本発明の着色硬化性組成物を用いていることから、画像表示したときの彩色が鮮やかでコントラストが高く、堅牢性(特に耐熱性及び耐光性)に優れる。さらに、後述するように、公知のCCFLのみならず、白色LEDをバックライトとして用いた場合においても、良好な色相を再現しうるという優れた効果を奏する。
 本発明のカラーフィルタは、液晶表示装置や固体撮像素子に用いることが可能であり、特に液晶表示装置の用途に好適である。液晶表示装置に用いた場合、染料を着色剤として用い、良好な色相を達成しながら、分光特性及びコントラストに優れた画像の表示が可能となり、更には、白色LEDに対する適性に優れたものとなる。
 本発明の着色硬化性組成物の用途としては、上記において主にカラーフィルタの着色パターンの形成用途を中心に説明したが、カラーフィルタを構成する着色パターン(画素)を隔離するブラックマトリックスの形成にも適用することができる。
 基板上のブラックマトリックスは、カーボンブラック、チタンブラックなどの黒色顔料の遮光顔料を含有する着色硬化性組成物を用い、塗布、露光、及び現像の各工程を経て、その後、必要に応じて、ポストベークすることにより形成することができる。
 本発明の着色硬化性組成物を基板上に付与して着色層を形成する場合、着色層の乾燥厚みとしては、一般に0.3μm~5.0μmであり、好ましくは0.5μm~3.5μmであり、最も望ましくは1.0μm~2.5μmである。
<表示装置(液晶表示装置、有機EL表示装置)>
 本発明のカラーフィルタは、特に、液晶表示装置、および有機EL表示装置用のカラーフィルタとして好適である。このようなカラーフィルタを備えた液晶表示装置及び有機EL表示装置は、高品位の画像を表示することができる。
 表示装置の定義や各表示装置の説明は、例えば「電子ディスプレイデバイス(佐々木 昭夫著、(株)工業調査会 1990年発行)」、「ディスプレイデバイス(伊吹 順章著、産業図書(株)平成元年発行)」などに記載されている。また、液晶表示装置については、例えば「次世代液晶ディスプレイ技術(内田 龍男編集、(株)工業調査会 1994年発行)」に記載されている。本発明が適用できる液晶表示装置、に特に制限はなく、例えば、上記の「次世代液晶ディスプレイ技術」に記載されている色々な方式の液晶表示装置に適用できる。
 本発明のカラーフィルタは、中でも特に、カラーTFT方式の液晶表示装置に用いたときにその効果が著しい。カラーTFT方式の液晶表示装置については、例えば「カラーTFT液晶ディスプレイ(共立出版(株)1996年発行)」に記載されている。更に、本発明のカラーフィルタは、IPSなどの横電界駆動方式、MVAなどの画素分割方式などの視野角が拡大された液晶表示装置や、STN、TN、VA、OCS、FFS、及びR-OCB等にも適用できる。
 また、本発明のカラーフィルタは、明るく高精細なCOA(Color-filter
 On Array)方式にも供することが可能である。COA方式の液晶表示装置にあっては、カラーフィルタ層に対する要求特性は前述のような通常の要求特性に加え、層間絶縁膜に対する要求特性、即ち低誘電率及び剥離液耐性が必要である。本発明のカラーフィルタは、紫外光レーザーによる露光方法に加え、本発明が規定する画素の色相や膜厚を選択することによって、露光光である紫外光レーザーの透過性を高めるものと考えられる。これによって、着色画素の硬化性が向上し、欠けや剥がれ、ヨレのない画素を形成できるので、TFT基板上に直接または間接的に設けた着色層の特に剥離液耐性が向上し、COA方式の液晶表示装置に有用である。低誘電率の要求特性をより向上させるためには、カラーフィルタ層の上に更に樹脂被膜を設けてもよい。
 COA方式により形成される着色層には、着色層上に配置されるITO電極と着色層の下方の駆動用基板の端子とを導通させるために、一辺の長さが1μm~15μm程度の矩形のスルーホールあるいはコの字型の窪み等の導通路を形成する必要であり、導通路の寸法(即ち、一辺の長さ)を特に5μm以下にすることが特に好ましく、硬化性が良好な着色層を有する本発明のカラーフィルタを用いることにより、5μm以下の導通路を形成することも可能である。
 これらの画像表示方式については、例えば、「EL、PDP、LCDディスプレイ-技術と市場の最新動向-(東レリサーチセンター調査研究部門 2001年発行)」の43ページなどに記載されている。
 本発明の液晶表示装置、および有機EL表示装置は、本発明のカラーフィルタ以外に、電極基板、偏光フィルム、位相差フィルム、バックライト、スペーサ、視野角保障フィルムなどさまざまな部材から構成される。本発明のカラーフィルタは、これらの公知の部材で構成される液晶表示装置および有機EL表示装置に適用することができる。
 これらの部材については、例えば、「’94液晶ディスプレイ周辺材料・ケミカルズの市場(島 健太郎 (株)シーエムシー 1994年発行)」、「2003液晶関連市場の現状と将来展望(下巻)(表 良吉(株)富士キメラ総研 2003年発行)」に記載されている。
などがある。
 以下、本発明を実施例により更に具体的に説明するが、本発明はその主旨を越えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。なお、特に断りのない限り、「部」及び「%」は質量基準である。
[実施例1-1:化合物A-1の合成]
 既述した合成例により、例示化合物として前掲した化合物A-1を合成した。
 得られた化合物A-1を、MSにより同定した結果、目的構造であることを確認した。得られた化合物A-1の酢酸エチル中での吸収波長は435nmであり、吸光係数は43500であった。
[実施例1-2:化合物A-6の合成]
 以下に示す合成例により、例示化合物として前掲した化合物A-6を合成した。
 まず、特許2670943号公報の記載の方法に従い、化合物A-6の前駆体構造であるピラゾロトリアゾール体a-1を得た(20.4g)。次にピリジン:80ml(和光純薬工業(株)製)中へa-1(20.4g)を溶解させ、氷浴下でo-メチルベンゼンスルホン酸クロリド:16.8g(東京化成工業(株)製)を滴下し、室温で1時間反応させた。次いで酢酸エチル200mlと水300mlを投入し、目的物を酢酸エチル層へ抽出した。酢酸エチル層を濃縮し、カラムクロマトグラフィーにより目的物を精製することで、中間体a-2-2を得た。(24.3g)
 次に、得られた中間体a-2-2(3.0g)をジメチルホルムアミド:10ml(和光純薬社製)へ溶解させ、氷浴下でオキシ塩化リン:1.6g(和光純薬工業(株)製)を滴下した。滴下終了後、内温を80℃まで昇温させ2時間攪拌した。水100mlに投入し反応停止後、酢酸エチル200mlで抽出し、さらに炭酸水素ナトリウム水溶液にて中和洗浄し、溶媒を濃縮乾固することで中間体a-3-2を得た。(2.6g)
 次に、中間体a-3(1.5g)とピリドン:0.71g(東京化成工業(株)製)を無水酢酸10ml中へ投入し、内温80℃にて2時間攪拌した。反応後、メタノール20mlを投入し、析出物を濾過し乾燥させた。
 この化合物A-6をMSにより同定した結果、目的構造であることを確認した。
 また、得られた化合物A-6の酢酸エチル中での吸収波長は462nmであり、吸光係数は58000であった。
[実施例2-1~2-7、実施例3-1~3-4、比較例1、2]
 まず、実施例2-1~2-7、実施例3-1~3-4、及び比較例1、2の各着色硬化性組成物の調製に用いる各成分を以下に示す。
(A1)下記に示す(A)特定着色剤(成分(A)又は比較用化合物
 A-1: 前記例示化合物(A-1)
 A-3: 前記例示化合物(A-3)
 A-8: 前記例示化合物(A-8)
 A-9: 前記例示化合物(A-9)
 A-11: 前記例示化合物(A-11)
 A-14: 前記例示化合物(A-14)
 A-16: 前記例示化合物(A-16)
 A’-1: 下記に示す化合物(比較用化合物)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000026

 
 A’-2: 下記に示す化合物(比較用化合物)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000027

 
 (B1)C.I.ピグメント・グリーン58を14.9部とアクリル系顔料分散剤〔メチルメタクリレート/メタクリル酸(80/20)[質量比]共重合体(重量平均分子量:12,000)〕7.1部とを、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート78.0部と混合し、ビーズミルを用いて顔料を十分に分散させて得られた顔料分散液。〔成分(B)〕
 なお、上記C.I.ピグメントグリーン58の顔料分散液をさらにプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(以下、PGMEAとも記載する。)で希釈し、吸光度0.8~1.0となる濃度に調整して、CARY5/UV-可視分光光度計(市販品:バリアン製)を用いて測定したところ、最大吸収ピーク波長は、661nmであった。
 (C1)光重合性化合物:カヤラドDPHA(商品名、日本化薬(株)製)〔成分(C)〕
 (D1)光重合開始剤:2-(ベンゾイルオキシイミノ)-1-[4’-(フェニルチオ)フェニル]-1-オクタノン(BASF社製、;IRGACURE OXE 01) 〔成分(D)〕
 (D2)光重合開始剤:下記化合物〔成分(D)〕
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000028

 
 (D3)光重合開始剤:下記化合物〔成分(D)〕
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000029

 
 (D4)光重合開始剤:IRGACURE369(BASF製:αアシルアミノ系化合物)
 (E1)プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 〔溶剤〕
 (E2)3-エトキシプロピオン酸エチル 〔溶剤〕
 (E3)1,4-ビス(3-メルカプトブチリルオキシ)ブタン(カレンズMTBD1 昭和電工(株)製)
 (F1)バインダー樹脂:アリルメタクリレート/メタクリル酸(80:20(モル比))
 (G1)4-メトキシフェノール
 (H1)界面活性剤:メガファックF781-F(商品名、DIC(株)製)
-着色硬化性組成物の調製-
 下記表1又は表2に示す各成分を、下記表1又は表2に示す量(数値は質量%を示す)で配合し、室温(25℃)にて10分間混合し、その後、10分間静置し、HDC II(商品名、日本ポール(株)製)でフィルタリングして、実施例及び比較例の各着色硬化性組成物を得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000030

 
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000031

 
-着色硬化性組成物の評価-
 上記にて得られた実施例及び比較例の各着色硬化性組成物の評価を以下の如く行った。結果は表1及び表2に併記する。
1.着色硬化膜の形成
 ガラス(コーニング社製;EAGLE-XG(0.7mm))上に、上記で得た実施例2-1の着色硬化性組成物をスピンコート法で塗布した後、80℃、2分間で揮発成分を揮発させて塗布膜1を形成した。冷却後、この塗布膜1にi線〔波長365nm〕を照射して露光した。i線の光源には超高圧水銀ランプを用い、平行光としてから照射した。照射光量は50mJ/cmとした。次いで、230℃で20分間のポストベークを行ない、膜厚2μmの着色硬化膜1を得た。実施例2-2~2-7、実施例3-1~3-4、比較例1及び2の着色硬化性組成物についても着色硬化膜1と同様にして、各着色硬化性組成物を用いて塗布膜を形成し、露光して、着色硬化膜2~着色硬化膜13を各々作製した。
2.色度の評価
 上記で得られた着色硬化膜1~13の各々について、下記の方法により色度を評価した。
 光源にCCFLバックライト(LC-32GH5採用品、シャープ(株)製)を使用し、オリンパス(株)製の顕微分光光度測定装置OSP-SP200を用いて測定し、x,yを目標に調整した際の明度をY値で評価した。x=0.30、y=0.60が、HDTV規格の緑色の色度であり、x、yがこの数値であるとき、Y値が高いほど液晶ディスプレイとして良好な性能を示す。
3.コントラスト・輝度の評価
 得られた着色硬化膜を2枚の偏光フィルムの間に挟み、2枚の偏光フィルムの偏光軸が平行な場合、及び垂直な場合の輝度の値を、色彩輝度計(トプコン(株)製、型番:BM-5A)を使用して測定し、2枚の偏光フィルムの偏光軸が平行な場合の輝度を垂直な場合の輝度で除して、得られた値をコントラストとして求めた(表1又は表2中、CRと記載する。)。コントラスト(CR)の欄に記載される数値が高いほど、液晶ディスプレイ用カラーフィルタとして良好な性能を示す。
4.耐熱性の評価
 上記「3.コントラスト・輝度の評価」に用いたサンプルを、強制的に230℃のオーブンで1時間加熱処理し、加熱前後の色差を測定し、耐熱性の指標とした。なお、色度は顕微分光光度計(オリンパス光学社製;OSP100又は200)により測定し、F10光源視野2度の結果として計算して、xyz表色系のxyY値で表す。また、色度の差は、La表色系の色差で表す。この色差が小さいほど耐熱性が高いことを意味する。
 表1及び表2に示される結果から明らかなように、一般式(I)で表される化合物((A)特定着色剤)を用いて得られた着色硬化膜は、従来公知の黄色染料である比較用化合物を用いて得られた着色硬化膜との対比において、CCFLバックライトとの組合せでHDTV規格の緑色の色度を示し、その際の輝度は高く、コントラストにも優れ、耐熱性にも優れていることが分かる。このことは、実施例の着色硬化性組成物を用いて形成された着色硬化膜を有するカラーフィルタは、色純度が良好であり、高い輝度を有し、且つ耐熱性に優れた着色画素を有するカラーフィルタであることを意味する。
 日本出願2011-122118の開示は参照により本明細書に取り込まれる。本明細書に記載された全ての文献、特許出願、及び技術規格は、個々の文献、特許出願、及び技術規格が参照により取り込まれることが具体的かつ個々に記された場合と同程度に、本明細書中に参照により取り込まれる。

Claims (16)

  1.  下記成分(A)、成分(B)及び成分(C)を含有する着色硬化性組成物。
     (A)下記一般式(I)で表される化合物から選択された着色剤
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001

     
    (一般式(I)中、R及びRは、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、アリール基、又はシアノ基を表す。R及びRは、それぞれ独立に置換基を表し、互いに連結して環構造を形成してもよい。但し、R及びRは、その少なくとも一方がX-Y結合を含むか、或いは、RがYを含み該Yにより隣接する窒素原子と連結する。X及びYは、それぞれ独立に、酸素原子、窒素原子、又は硫黄原子を表す。Cy1は隣接する炭素原子と共に形成された5員環又は6員環を含む環構造を表す。)
     (B)前記(A)着色剤とは異なる色相を有する着色剤
     (C)重合性化合物
  2.  前記(B)着色剤が、380nm以上800nm以下の波長域における最大吸収ピーク波長が500nm以上800nm以下の範囲にある着色剤である請求項1に記載の着色硬化性組成物。
  3.  前記(B)着色剤が、下記一般式(II)で表される亜鉛フタロシアニン化合物である請求項1又は請求項2に記載の着色硬化性組成物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002

     
    (一般式(II)中、A、A、A、A、A、A、A、A、A、A10、A11、A12、A13、A14、A15、及びA16は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ基、又はチオアルコキシ基を表す。)
  4.  前記(B)着色剤が、ハロゲン化された亜鉛フタロシアニン化合物である請求項1から請求項3のいずれか1項に記載のカラーフィルタ用着色硬化性組成物
  5.  更に、(D)光重合開始剤を含有する請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の着色硬化性組成物。
  6.  前記光重合開始剤が、オキシム化合物である請求項5に記載の着色硬化性組成物。
  7.  さらに、脂肪族多官能メルカプト化合物を含有する請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の着色硬化性組成物。
  8.  前記一般式(I)で表される化合物が、下記一般式(IA)で表される化合物及び下記一般式(IB)で表される化合物から選択された少なくとも1種の化合物である請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の着色硬化性組成物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003

     
    (一般式(IA)中、R、R、及びCy1は、前記一般式(I)におけるR、R、及びCy1と同義である。R及びRは、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、又はアリール基を表す。
     一般式(IB)中、R、R、及びCy1は、前記一般式(I)におけるR、R、及びCy1と同義である。R及びRは、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、アリール基、スルホニルアミノ基、又はカルボニルアミノ基を表す)
  9.  カラーフィルタ用である請求項1から請求項8のいずれか1項に記載の着色硬化性組成物。
  10.  請求項1から請求項9のいずれか1項に記載の着色硬化性組成物により形成された着色硬化膜。
  11.  請求項1から請求項9のいずれか1項に記載の着色硬化性組成物を基板上に付与し、着色硬化性組成物層を形成する工程と、形成された前記着色硬化性組成物層をパターン状に露光し、現像する工程と、を有するカラーフィルタの製造方法。
  12.  請求項10に記載の着色硬化膜を備えるカラーフィルタ。
  13.  請求項11に記載のカラーフィルタの製造方法により作製されたカラーフィルタ。
  14.  請求項12又は請求項13に記載のカラーフィルタを備える表示装置。
  15.  下記一般式(I)で表される化合物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004

    (一般式(I)中、R及びRは、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、アリール基、又はシアノ基を表す。R及びRは、それぞれ独立に置換基を表し、互いに連結して環構造を形成してもよい。但し、R及びRは、その少なくとも一方がX-Y結合を含むか、或いは、RがYを含み該Yにより隣接する窒素原子と連結する。X及びYは、それぞれ独立に、酸素原子、窒素原子、又は硫黄原子を表す。Cy1は隣接する炭素原子と共に形成された5員環又は6員環を含む環構造を表す。)
  16.  下記一般式(IA)で表される化合物又は一般式(IB)で表される化合物である請求項15に記載の化合物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005

     
    (一般式(IA)中、R、R、及びCy1は、前記一般式(I)におけるR、R、及びCy1と同義である。R及びRは、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、又はアリール基を表す。
     一般式(IB)中、R、R、及びCy1は、前記一般式(I)におけるR、R、及びCy1と同義である。R及びRは、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、アリール基、スルホニルアミノ基、又はカルボニルアミノ基を表す。)
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