WO2016024596A1 - 色材分散液、カラーフィルタ用着色樹脂組成物、カラーフィルタ及び表示装置 - Google Patents

色材分散液、カラーフィルタ用着色樹脂組成物、カラーフィルタ及び表示装置 Download PDF

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星児 石原
裕史 大島
充史 小野
裕司 市川
義人 前野
義浩 竹内
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株式会社Dnpファインケミカル
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    • 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 color material dispersion, a colored resin composition for a color filter, a color filter, and a display device.
  • Color filters are used in these liquid crystal display devices and organic light emitting display devices.
  • a backlight is used as a light source, the amount of light is controlled by electrically driving the liquid crystal, and color expression is performed by the light passing through a color filter. Therefore, a color filter must be present in the color representation of a liquid crystal television and plays a major role in determining the performance of the display.
  • color adjustment of pixels may be performed using a color filter, or a color image may be formed in the same manner as a liquid crystal display device using a color filter for a white light emitting organic light emitting element.
  • An image display device including a color filter affects the design and performance of a mobile terminal in order to be directly linked to the usable time and charging frequency of the mobile terminal.
  • the color filter is generally formed on a transparent substrate, a transparent layer formed on the transparent substrate, and composed of a colored layer of three primary colors of red, green, and blue, and on the transparent substrate so as to partition each colored pattern. And a light shielding portion formed.
  • a pigment dispersion method using a pigment having excellent heat resistance and light resistance as a coloring material has been widely used.
  • a photosensitive resin composition for a color filter using a dye As one means for achieving high brightness, a photosensitive resin composition for a color filter using a dye has been studied. Dyes generally have higher transmittance than pigments and can produce high-intensity color filters, but heat resistance and light resistance are poor, and chromaticity is likely to change during high-temperature heating in the color filter production process. There was a problem. Moreover, the photosensitive resin composition using a dye has a problem that foreign matters are likely to precipitate during the drying process. When foreign matter is deposited on the coating film, the contrast is remarkably deteriorated and it is difficult to use it as a colored layer.
  • Patent Document 1 discloses a specific colored photosensitive resin composition containing a color material containing a specific dye and a pigment and a specific solvent. According to Patent Document 1, it is said that the colored photosensitive resin composition can provide a coating film having high heat resistance and less coating unevenness.
  • Patent Document 2 discloses a specific blue photosensitive resin composition containing, as a coloring material, an organic solvent-soluble dye having a specific structure and an organic pigment. According to Patent Document 2, it is said that a color filter with high brightness can be obtained by using the colored photosensitive resin composition.
  • the specific dyes in Patent Documents 1 and 2 are used by being dissolved in a solvent, have poor heat resistance and light resistance, and contain a polar solvent for dissolving the dye, and thus have poor stability.
  • Patent Document 3 discloses a colored resin composition for a color filter containing a specific colorant containing a divalent or higher cation in which a plurality of dye skeletons are cross-linked by a crosslinkable group and a divalent or higher anion. . It is disclosed that the colored layer formed of the colored resin composition for a color filter containing the color material has high contrast and is excellent in solvent resistance and electrical reliability.
  • the colored resin composition containing the specific color material described in Patent Document 3 has a problem that it is difficult to ensure viscosity stability. Moreover, the further heat resistance improvement of the colored layer was also calculated
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and is a colorant dispersion capable of forming a coating film having excellent temporal stability and improved heat resistance, and a colored layer having excellent temporal stability and improved heat resistance. It is an object of the present invention to provide a colored resin composition for color filters capable of forming a color filter, a high-intensity color filter using the colored resin composition, and a display device having the color filter.
  • the colorant dispersion according to the present invention is a colorant dispersion containing a colorant represented by the following general formula (I), a dispersant, an organic acid compound, and a solvent
  • the dispersant is a block copolymer having at least a structural unit (a) represented by the following general formula (II) and an amine value of 70 mgKOH / g or more and 160 mgKOH / g or less
  • the solvent is a solvent having a solubility of the coloring material at 23 ° C.
  • A is an a-valent organic group in which the carbon atom directly bonded to N has no ⁇ bond, and the organic group is saturated aliphatic carbonized at least at the terminal directly bonded to N.
  • R i to R v each independently represents a hydrogen atom, an optionally substituted alkyl group or an optionally substituted aryl group, and R ii and R iii , R iv and R v may combine to form a ring structure
  • Ar 1 represents a divalent aromatic group which may have a substituent
  • a plurality of R i to R v and Ar 1 may be the same or different.
  • a and c represent an integer of 2 or more
  • b and d represent an integer of 1 or more.
  • e is 0 or 1, and when e is 0, there is no bond.
  • a plurality of e may be the same or different.
  • R 1 is a hydrogen atom or a methyl group
  • Q is a direct bond or a divalent linking group
  • R 2 is an alkylene group having 1 to 8 carbon atoms
  • R 3 and R 4 each independently represent a optionally substituted linear or cyclic hydrocarbon group, R 3 and R 4 form a ring structure by bonding with each other .
  • R 5 and R Each 6 is independently a hydrogen atom or a methyl group.
  • x represents an integer of 1 to 18, y represents an integer of 1 to 5, and
  • z represents an integer of 1 to 18.
  • the organic acid compound is at least one selected from the group consisting of the following general formula (IV) and the following general formula (V). To preferred.
  • R a and R a ′ are each independently a hydrogen atom, a hydroxyl group, an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 18 carbon atoms, an aralkyl group, or an aryl group. 1 represented by the group, — [CH (R c ) —CH (R d ) —O] s —R e , — [(CH 2 ) t —O] u —R e , or —O—R a ′′.
  • R a and R a ′ each contain a carbon atom.
  • R a ′′ is an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 18 carbon atoms, an aralkyl group, or an aryl group. , — [CH (R c ) —CH (R d ) —O] s —R e , — [(CH 2 ) t —O] u —R e .
  • R b represents an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 18 carbon atoms, an aralkyl group, an aryl group, — [CH (R c ) —CH (R d ) —O] s —R e , — A monovalent group represented by [(CH 2 ) t —O] u —R e or —O—R b ′ .
  • R b ′ is an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 18 carbon atoms, an aralkyl group, an aryl group, — [CH (R c ) —CH (R d ) —O] s —R e , Or, it is a monovalent group represented by — [(CH 2 ) t —O] u —R e .
  • R c and R d are each independently a hydrogen atom or a methyl group
  • R e is a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 18 carbon atoms, an aralkyl group, an aryl group, —CHO, —CH 2 CHO, —CO—CH ⁇ CH 2 , —CO—C (CH 3 ) ⁇ CH 2 or a monovalent group represented by —CH 2 COOR f
  • R f is a hydrogen atom or carbon
  • each of the alkyl group, alkenyl group, aralkyl group, and aryl group may have a substituent.
  • s represents an integer of 1 to 18, t represents an integer of 1 to 5, and u represents an integer of 1 to 18.
  • the colorant dispersion of the present invention it is excellent in colorant dispersion stability that the acid value of the dispersant is 1 mgKOH / g or more and 18 mgKOH / g or less and the glass transition temperature of the dispersant is 30 ° C. or more. Furthermore, when it is set as a colored resin composition, it is preferable from the viewpoint of having high development adhesiveness and excellent solvent resolubility while suppressing generation of development residues.
  • the color material dispersion of the present invention is further preferable in that it can be adjusted to a desired color tone by including at least one selected from dioxazine-based color materials and xanthene-based color materials.
  • the xanthene color material is preferably a xanthene metal lake color material from the viewpoint of heat resistance.
  • the colored resin composition for a color filter according to the present invention is characterized by containing the colorant dispersion according to the present invention, an alkali-soluble resin, a polyfunctional monomer, and an initiator.
  • the colored resin composition for a color filter of the present invention is preferable in that the acid value of the alkali-soluble resin is 80 mgKOH / g or more and 300 mgKOH / g or less to improve the heat resistance of the colored layer.
  • the polyfunctional monomer preferably has a carboxyl group from the viewpoint of excellent alkali developability and improving the heat resistance of the resulting colored layer.
  • the alkali-soluble resin is preferably a resin having an ethylenic double bond from the viewpoint of excellent adhesion to a substrate and excellent development resistance.
  • the alkali-soluble resin is preferably a resin having a hydrocarbon ring from the viewpoint of dispersion stability and heat resistance.
  • the hydrocarbon ring of the alkali-soluble resin has a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, a bornyl group, an isobornyl group, a dicyclopentanyl group, a dicyclopentenyl group, an adamantyl group, And at least one selected from the group consisting of substituents represented by the following chemical formula (A) improves the solvent resistance by improving the curability of the colored layer, improves water stain, and It is preferable from the point that the remaining film rate of a colored layer becomes high.
  • the alkali-soluble resin is a compound represented by the following general formula (B) to improve the solvent resistance by improving the curability of the colored layer, This is preferable because water stain is improved and the remaining film ratio of the colored layer is increased.
  • X represents a group represented by the following general formula (D)
  • Y each independently represents a residue of a polyvalent carboxylic acid or its acid anhydride
  • R i represents a group represented by the following general formula (C)
  • j is an integer of 0 to 4
  • k is an integer of 0 to 3
  • n is an integer of 1 or more.
  • R ii represents a hydrogen atom or a methyl group, and R iii independently represents a hydrogen atom or a methyl group.
  • R iv is independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, a phenyl group, or a halogen atom, and R v is —O— or —OCH 2 CH. 2 O- is shown.
  • the initiator is preferably an oxime ester photopolymerization initiator from the viewpoint of suppressing water stain and being excellent in solvent resistance and sensitivity.
  • the content ratio of the silane coupling agent is 1% by mass or less based on the total solid content in the colored resin composition, so that the colored resin composition adheres to the substrate. It is preferable from the viewpoint of excellent stability over time.
  • the color filter according to the present invention is a color filter comprising at least a transparent substrate and a colored layer provided on the transparent substrate, and at least one of the colored layers is a colored resin composition for a color filter according to the present invention. It has a colored layer formed by curing a product.
  • the display device according to the present invention includes the color filter according to the present invention.
  • a color material dispersion capable of forming a coating film having excellent temporal stability and improved heat resistance, and a color resin for color filters capable of forming a colored layer having excellent temporal stability and improved heat resistance
  • a composition, a high-intensity color filter using the colored resin composition, and a display device having the color filter can be provided.
  • FIG. 1 is a schematic sectional view showing an example of the color filter of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic sectional view showing an example of the display device of the present invention.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing another example of the display device of the present invention.
  • FIG. 4 is a schematic diagram showing a molecular association state of the coloring material represented by the general formula (I).
  • FIG. 5 is an XA plan view showing the relationship between A and X in the color material dispersions of Examples 1 to 22 and Comparative Examples 1 to 16.
  • light includes electromagnetic waves having wavelengths in the visible and invisible regions, and further includes radiation, and the radiation includes, for example, microwaves and electron beams. Specifically, it means an electromagnetic wave having a wavelength of 5 ⁇ m or less and an electron beam.
  • (meth) acryl represents each of acryl and methacryl
  • (meth) acrylate represents each of acrylate and methacrylate.
  • the organic group means a group having one or more carbon atoms.
  • solid content means all components other than the solvent which comprises a colored resin composition, and even if it is a liquid monomer, it shall be contained in the said solid content.
  • the colorant dispersion according to the present invention is a colorant dispersion containing a colorant represented by the following general formula (I), a dispersant, an organic acid compound, and a solvent
  • the dispersant is a block copolymer having at least a structural unit (a) represented by the following general formula (II) and an amine value of 70 mgKOH / g or more and 160 mgKOH / g or less
  • the solvent is a solvent having a solubility of the coloring material at 23 ° C.
  • A is an a-valent organic group in which the carbon atom directly bonded to N has no ⁇ bond, and the organic group is saturated aliphatic carbonized at least at the terminal directly bonded to N.
  • R i to R v each independently represents a hydrogen atom, an optionally substituted alkyl group or an optionally substituted aryl group, and R ii and R iii , R iv and R v may combine to form a ring structure
  • Ar 1 represents a divalent aromatic group which may have a substituent
  • a plurality of R i to R v and Ar 1 may be the same or different.
  • a and c represent an integer of 2 or more
  • b and d represent an integer of 1 or more.
  • e is 0 or 1, and when e is 0, there is no bond.
  • a plurality of e may be the same or different.
  • R 1 is a hydrogen atom or a methyl group
  • Q is a direct bond or a divalent linking group
  • R 2 is an alkylene group having 1 to 8 carbon atoms
  • R 3 and R 4 each independently represent a optionally substituted linear or cyclic hydrocarbon group, R 3 and R 4 form a ring structure by bonding with each other .
  • R 5 and R Each 6 is independently a hydrogen atom or a methyl group.
  • x represents an integer of 1 to 18, y represents an integer of 1 to 5, and
  • z represents an integer of 1 to 18.
  • the color material dispersion of the present invention has the specific color material, the specific dispersant, an organic acid compound, and a specific solvent, the color material dispersion has excellent temporal stability and heat resistance. A coating film with improved can be obtained.
  • the color material represented by the general formula (I) includes a divalent or higher cation anion 202 and a divalent or higher cation 201. Therefore, in the aggregate of the color material, an anion and It is presumed that the cation is not simply ion-bonded by one molecule to one molecule but forms a molecular aggregate 210 in which a plurality of molecules are associated via the ion bond 203. Therefore, the apparent molecular weight of the color material represented by the general formula (I) is remarkably increased as compared with the molecular weight of the conventional lake color material.
  • the color material dispersion liquid of the present invention comprises a color material represented by the general formula (I) in a specific solvent, an organic acid compound, and a structural unit (a And a block copolymer having an amine value of 70 mgKOH / g or more and 160 mgKOH / g or less.
  • the amino group of the structural unit (a) has an affinity for the color material represented by the general formula (I)
  • the color material represented by the general formula (I) since the amino group of the structural unit (a) has an affinity for the color material represented by the general formula (I), the color material represented by the general formula (I).
  • the colorant can be dispersed while adsorbing to the molecular material in a molecular association state.
  • a block copolymer having an amine value of 70 mgKOH / g or more and 160 mgKOH / g or less the ratio between the affinity site for the colorant and the affinity site for the solvent is appropriate, and the dispersibility is excellent.
  • a block copolymer having an affinity site for a color material as described above in a block it can be adsorbed efficiently to the color material having a molecular association state, and has excellent dispersion stability. Yes.
  • the amino group of the dispersant further improves the affinity for the specific colorant when it is in a salt-formed state with the organic acid compound. Therefore, when the salt-formed amino group is adsorbed on the color material represented by the general formula (I), it is presumed that the molecular association state of the color material is stabilized and the dispersion stability is improved. As a result, the change in viscosity with time is suppressed. In addition, since the molecular association state of the coloring material is stabilized, the obtained colored layer maintains the molecular association state and has excellent heat resistance, and maintains high luminance even after the heating step. be able to.
  • the inventors have determined that the amine value of the dispersant is A (mg KOH / g), and the amount X A (mol) of the organic acid compound contained in the colorant dispersion and the color
  • the affinity for the colorant becomes a value suitable for dispersion. And the knowledge that viscosity change with time was suppressed was obtained.
  • the dispersant when X is less than 1, the dispersant is selected so as to satisfy the relationship of A ⁇ (1-X) ⁇ 42, and the amino group which is not salt-formed is added by blending the organic acid compound.
  • the molecular weight state of the coloring material was kept stable in the dispersion step, and it was found that a coating film having particularly excellent heat resistance could be formed.
  • the dispersing step was performed in a state where most of the constituent units (a) of the dispersant did not form a salt, the colorant represented by the general formula (I) that forms the molecular association state was dispersed.
  • the amino group of the dispersing agent and the cation in the coloring material represented by the general formula (I) undergo salt exchange in the dispersing step and firing step, and the molecular association state of the coloring material is partially destroyed.
  • the heat resistance may deteriorate.
  • X exceeds 1
  • the equilibrium is more biased toward salt formation. It is further reduced, and the molecular association state of the colorant is hardly destroyed. Therefore, the obtained colored layer also has excellent heat resistance because the molecular association state is maintained.
  • the organic acid compound present without forming a salt is a molecule. Since it contributes to the stabilization of the association state, it is excellent in dispersion stability, and since its proportion is small, the organic acid compound does not precipitate. In addition, it is estimated that one organic acid compound forms a salt with respect to one amino group of the dispersant, and the relationship between A and X was the same regardless of the valence of the organic acid compound.
  • the color material dispersion of the present invention satisfies the relationship of A ⁇ X ⁇ 40 and the relationship of A ⁇ (1-X) ⁇ 42 between the specific dispersant and the organic acid compound. Therefore, the colorant dispersion is excellent in aging stability and can provide a coating film with improved heat resistance.
  • the color material dispersion of the present invention contains at least the color material represented by the general formula (I), an organic acid compound, and a solvent, and as necessary as long as the effects of the present invention are not impaired. In addition, other components may be contained. Hereinafter, each component of the color material dispersion of the present invention will be described in detail in order.
  • the color material dispersion of the present invention contains a color material represented by the following general formula (I).
  • A is an a-valent organic group in which the carbon atom directly bonded to N has no ⁇ bond, and the organic group is saturated aliphatic carbonized at least at the terminal directly bonded to N.
  • R i to R v each independently represents a hydrogen atom, an optionally substituted alkyl group or an optionally substituted aryl group, and R ii and R iii , R iv and R v may combine to form a ring structure
  • Ar 1 represents a divalent aromatic group which may have a substituent
  • a plurality of R i to R v and Ar 1 may be the same or different.
  • a and c represent an integer of 2 or more
  • b and d represent an integer of 1 or more.
  • e is 0 or 1, and when e is 0, there is no bond.
  • a plurality of e may be the same or different.
  • the coloring material represented by the general formula (I) is not particularly limited, and for example, it is appropriately selected from the compounds represented by the general formula (I) described in International Publication No. 2012/144520 pamphlet. It can be used alone or in combination of two or more.
  • the color material represented by the general formula (I) can also be included in a rake color material described later, but as long as the color material represented by the general formula (I) corresponds to the color material, in the present invention, the general formula It shall be handled as corresponding to the color material represented by (I).
  • the method for producing the color material represented by the general formula (I) is not particularly limited. For example, it can be obtained by the production method described in International Publication No. 2012/144520 pamphlet.
  • the color material dispersion of the present invention may further contain other color materials for the purpose of controlling the color tone within a range not impairing the effects of the present invention.
  • Other pigments include known pigments and dyes, and one or more can be used.
  • dioxazine-based color materials and xanthene-based color materials as other color materials from the viewpoint of obtaining a desired color tone.
  • preferable dioxazine pigments include Pigment Violet 23 and the like.
  • preferable xanthene color materials include Acid Red 51, 52, 87, 92, 94, 289, 388, C.I. I. Acid Violet 9, 30, 102, sulforhodamine G, sulforhodamine B, sulforhodamine 101, sulforhodamine 640, etc., as well as JP2010-32999, JP2010-211198, and Japanese Patent No.
  • the xanthene dyes described can be used, and the xanthene-based lake colorant described later may be used.
  • the rake color material means a color material in which a solvent-soluble color material is insolubilized by forming a salt with a counter ion.
  • the rake color material can be usually obtained by mixing a color material described later and a rake agent described later in a solvent.
  • a dye having a high transmittance is preferably used from the viewpoint of increasing the brightness of the color filter.
  • the dye may be appropriately selected according to the desired color tone, and may be any basic skeleton (color development site) such as an azo dye, anthraquinone dye, triarylmethane dye, xanthene dye, cyanine dye, or indigo dye. ) May be used.
  • the dye may be a dye classified into any one of an acidic dye having an anionic substituent and a basic dye having a cationic substituent.
  • Examples of the acid dye include C.I. I. Acid Violet 29, 31, 33, 34, 36, 36: 1, 39, 41, 42, 43, 47, 51, 63, 76, 103, 118, 126, C.I. I. Acid Blue 2, 8, 14, 25, 27, 35, 37, 40, 41, 41: 1, 41: 2, 43, 45, 46, 47, 49, 50, 51, 51, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 62, 62: 1, 63, 64, 65, 68, 69, 70, 78, 79, 80, 81, 96, 111, 124, 127, 127: 1, 129, 137, 138, 143,145,150,175,176,183,198,203,204,205,208,215,220,221,225,226,227,230,231,232,233,235,239,245,247, 253, 257, 258, 260, 261, 264, 266, 270, 271, 272, 273, 274, 277,
  • Acid violet 9, 30, 102 sulforhodamine G, sulforhodamine B, sulforhodamine 101, xanthene acid dyes such as sulforhodamine 640 and the like.
  • xanthene acid dyes C.I. I. Acid Red 50, C.I. I. Acid Red 52, C.I. I. Acid Red 289, C.I. I. Acid Violet 9, C.I. I. Acid Violet 30, C.I. I. A rhodamine acid dye such as Acid Blue 19 is preferred.
  • Examples of commercially available basic dyes include C.I. I. Basic violet 1, 3, 14, C.I. I. Basic Blue 1, 5, 7, 8, 11, 26, C.I. I.
  • Triarylmethane basic dyes such as Basic Green 1, 4; I. Basic Yellow 13, C.I. I. Cyanine basic dyes such as Basic Red 14; C.I. I. Azo basic dyes such as Basic Red 29; I. And xanthene-based basic dyes such as Basic Violet 11. These dyes can be used alone or in combination of two or more. In the present invention, since a desired color tone is easily obtained as the colored layer, it is preferable to use one or more dyes selected from the xanthene acid dyes and the xanthene basic dyes.
  • the counter ion differs depending on the type of the dye, the counter ion of the acid dye is a cation, and the counter ion of the basic dye is an anion. Therefore, the rake agent is appropriately selected and used depending on the dye. That is, when the acid dye is insolubilized, a compound that generates a counter cation of the dye is used as a rake agent. When the basic dye is insolubilized, a counter anion of the dye is generated as a rake agent. A compound is used.
  • Examples of the counter cation of the acid dye include an ammonium cation, a metal cation, and an inorganic polymer.
  • a rake agent that generates an ammonium cation for example, a primary amine compound, a secondary amine compound, a tertiary amine compound, and the like are preferable.
  • a secondary amine compound is preferable because it has excellent heat resistance and light resistance. It is preferable to use an amine compound or a tertiary amine compound.
  • what is necessary is just to select suitably from the metal salt which has a desired metal ion as a lake agent which generate
  • the counter cation of the acid dye can be used alone or in combination of two or more.
  • the inorganic anion for example, an anion of oxo acid (phosphate ion, sulfate ion, chromate ion, tungstate ion (WO 4 2 ⁇ ), molybdate ion (MoO 4 2 ⁇ ), etc.) Mention may be made of inorganic anions such as polyacid anions condensed with oxo acids and mixtures thereof.
  • the rake color material is preferably a rake color material composed of a basic dye and an inorganic anion from the viewpoint of heat resistance and light resistance, and more preferably a rake color composed of a basic dye and a polyacid anion. It is more preferable that it is a material.
  • a metal lake color material of a xanthene dye as the other color material, and a metal lake color material of a xanthene acid dye is particularly preferable.
  • a metal lake color material of a xanthene acid dye is particularly preferable.
  • the xanthene acid dye in the lake color material it is preferable to have a compound represented by the following general formula (VI), that is, a rhodamine acid dye.
  • R 10 to R 13 each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group, an aryl group, or a heteroaryl group, and R 10 and R 12 , R 11 and R 13 are bonded to each other.
  • R 14 represents an acidic group
  • X represents a halogen atom
  • m represents an integer of 0 to 5.
  • the general formula (VI) has one or more acidic groups.
  • N is an integer of 0 or more.
  • the alkyl group in R 10 to R 13 is not particularly limited. Examples thereof include a linear or branched alkyl group having 1 to 20 carbon atoms which may have a substituent. Among them, a linear or branched alkyl group having 1 to 8 carbon atoms is preferable. More preferably, it is a linear or branched alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.
  • the substituent that the alkyl group may have is not particularly limited, and examples thereof include an aryl group, a halogen atom, a hydroxyl group, and the like, and the substituted alkyl group includes a benzyl group, and further, a substituent. May have a halogen atom or an acidic group.
  • the aryl group in R 10 to R 13 is not particularly limited.
  • an aryl group which may have a substituent having 6 to 20 carbon atoms is exemplified, and among them, a group having a phenyl group, a naphthyl group or the like is preferable.
  • the heteroaryl group in R 10 to R 13 include heteroaryl groups which may have a substituent having 5 to 20 carbon atoms, and those containing a nitrogen atom, an oxygen atom or a sulfur atom as the heteroatom are preferable .
  • Examples of the substituent that the aryl group or heteroaryl group may have include an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, a halogen atom, an acidic group, a hydroxyl group, an alkoxy group, a carbamoyl group, and a carboxylic acid ester group.
  • R 10 to R 13 may be the same or different.
  • the acidic group or a salt thereof include a carboxy group (—COOH), a carboxylate group (—COO ⁇ ), a carboxylate group (—COOM, where M represents a metal atom), a sulfonate group (—SOO). 3 -), a sulfo group (-SO 3 H), sulfonate (-SO 3 M, wherein M represents a metal atom), and among them, a sulfonato group (-SO 3 -.), a sulfo group It is preferable to have at least one of (—SO 3 H) or a sulfonate group (—SO 3 M).
  • the metal atom M include a sodium atom and a potassium atom.
  • Acid Red 50, Acid Red 52, Acid Red 289, Acid Violet 9, Acid Violet 30, Acid Blue 19 and the like are preferable from the viewpoint of increasing brightness.
  • the metal lake color material of the xanthene acid dye includes a metal atom-containing material as a lake agent.
  • a rake agent containing a metal atom By using a rake agent containing a metal atom, the heat resistance of the coloring material is increased.
  • a rake agent containing a metal atom that becomes a divalent or higher valent metal cation is preferable.
  • the blending ratio of the color material may be appropriately adjusted so as to obtain a desired color tone.
  • the rake color material is 30 to 100 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total amount of the color material including the rake color material and other color materials.
  • the amount is 60 to 99 parts by mass, and more preferably 70 to 98 parts by mass.
  • the colorant dispersion of the present invention comprises, as a dispersant, a block copolymer having at least a structural unit (a) represented by the following general formula (II) and an amine value of 70 mgKOH / g or more and 160 mgKOH / g or less. Used.
  • R 1 is a hydrogen atom or a methyl group
  • Q is a divalent linking group
  • R 2 is an alkylene group having 1 to 8 carbon atoms, — [CH (R 5 ) —CH
  • R 3 And R 4 each independently represents an optionally substituted chain or cyclic hydrocarbon group, or R 3 and R 4 are bonded to each other to form a cyclic structure
  • R 5 and R 6 are Each independently represents a hydrogen atom or a methyl group.
  • x represents an integer of 1 to 18, y represents an integer of 1 to 5, and z represents an integer of 1 to 18.
  • the amino group of the structural unit (a) represented by the general formula (II) has an affinity for the color material represented by the general formula (I), and is adsorbed to the color material.
  • the coloring material can be dispersed in a molecular association state.
  • the structural unit (a) represented by the general formula (II) is represented by the above general formula (II) even in the case where a salt is formed with the organic acid compound described later in the dispersion. It shall be handled as being included in the structural unit represented.
  • Examples of the divalent linking group Q in the general formula (II) include, for example, an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, an arylene group, a —CONH— group, a —COO— group, an ether group having a carbon number of 1 to 10 (— R′—OR ′′ —: R ′ and R ′′ are each independently an alkylene group) and combinations thereof.
  • Q is a —COO— group because of the heat resistance of the polymer obtained, solubility in propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA) that is suitably used as a solvent, and a relatively inexpensive material. Is preferred.
  • the divalent organic group R 2 in the general formula (II) is an alkylene group having 1 to 8 carbon atoms, — [CH (R 5 ) —CH (R 6 ) —O] x —CH (R 5 ) —CH (R 6 ) — or — [(CH 2 ) y —O] z — (CH 2 ) y —.
  • the alkylene group having 1 to 8 carbon atoms may be linear or branched. For example, methylene group, ethylene group, trimethylene group, propylene group, various butylene groups, various pentylene groups, various hexylenes. Groups, various octylene groups and the like.
  • R 5 and R 6 are each independently a hydrogen atom or a methyl group.
  • R 2 is preferably an alkylene group having 1 to 8 carbon atoms from the viewpoint of dispersibility. Among them, R 2 is more preferably a methylene group, an ethylene group, a propylene group, or a butylene group. Groups are more preferred.
  • Examples of the cyclic structure formed by combining R 3 and R 4 in the general formula (II) include a 5- to 7-membered nitrogen-containing heterocyclic monocycle or a condensed ring formed by condensing two of these. It is done.
  • the nitrogen-containing heterocycle preferably has no aromaticity, more preferably a saturated ring.
  • the structural unit (a) represented by the general formula (II) includes (meth) acryloyloxypropyldimethylamine, (meth) acryloyloxyethyldimethylamine, (meth) acryloyloxypropyldiethylamine, (meth) acryloyloxyethyl. Examples include structural units derived from diethylamine and the like, but are not limited thereto.
  • the structural unit (a) represented by the general formula (II) includes three or more structural units to form a color material-compatible block portion.
  • the structural unit (a) in which the color material affinity block part is represented by the general formula (II) is excellent in dispersibility and dispersion stability, suppresses a change in viscosity over time, and has excellent heat resistance. 3 to 50, more preferably 6 to 40, and even more preferably 10 to 30.
  • the structural unit (a) represented by the general formula (II) may be composed of one type or may include two or more types of structural units.
  • the block copolymer has a colorant affinity block portion (hereinafter sometimes referred to as A block) having a structural unit represented by the general formula (II), and the general one.
  • the solvent-affinity block part (hereinafter referred to as B block) which does not have the structural unit (a) represented by the formula (II) and has a structural unit copolymerizable with the general formula (II) may be described.
  • the arrangement of each block of the block copolymer is not particularly limited, and for example, an AB block copolymer, an ABA block copolymer, a BAB block copolymer, and the like can be used.
  • an AB block copolymer or an ABA block copolymer is preferable from the viewpoint of excellent dispersibility.
  • the structural unit copolymerizable with the general formula (II) the heat resistance is improved while improving the dispersibility and dispersion stability of the coloring material represented by the general formula (I).
  • the structural unit represented by (III) is preferred.
  • R 7 is a hydrogen atom or a methyl group
  • A is a direct bond or a divalent linking group
  • R 8 is an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, or an alkenyl group having 2 to 18 carbon atoms.
  • R 9 and R 10 are each independently a hydrogen atom or a methyl group
  • R 11 is a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 18 carbon atoms, an aralkyl group
  • m represents an integer of 3 to 200, and n represents an integer of 10 to 200.
  • the divalent linking group A in the general formula (III) can be the same as Q in the general formula (II), and propylene glycol which is suitably used as the heat resistance and solvent of the obtained polymer.
  • A is preferably a —COO— group.
  • the alkyl group having 1 to 18 carbon atoms may be linear, branched or cyclic, for example, methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl.
  • the alkenyl group having 2 to 18 carbon atoms may be linear, branched or cyclic.
  • alkenyl groups include vinyl groups, allyl groups, propenyl groups, various butenyl groups, various hexenyl groups, various octenyl groups, various decenyl groups, various dodecenyl groups, various tetradecenyl groups, various hexadecenyl groups, various octadecenyl groups, A cyclopentenyl group, a cyclohexenyl group, a cyclooctenyl group, etc. can be mentioned.
  • R 8 is preferably a methyl group, various butyl groups, various hexyl groups, benzyl groups, cyclohexyl groups, or hydroxyethyl groups from the viewpoint of dispersibility and substrate adhesion.
  • Examples of the aryl group which may have a substituent include a phenyl group, a biphenyl group, a naphthyl group, a tolyl group, and a xylyl group.
  • the aryl group preferably has 6 to 24 carbon atoms, more preferably 6 to 12 carbon atoms.
  • Examples of the aralkyl group which may have a substituent include a benzyl group, a phenethyl group, a naphthylmethyl group, and a biphenylmethyl group.
  • the aralkyl group preferably has 7 to 20 carbon atoms, more preferably 7 to 14 carbon atoms.
  • Examples of the substituent of the aromatic ring such as an aryl group and an aralkyl group include an alkenyl group, a nitro group, and a halogen atom in addition to a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.
  • R 11 may have a hydrogen atom or a substituent, an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 18 carbon atoms, an aralkyl group, an aryl group, —CHO, —CH 2 CHO, or A monovalent group represented by —CH 2 COOR 12 , wherein R 12 is a hydrogen atom or a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 5 carbon atoms;
  • examples of the substituent that may be included include linear, branched or cyclic alkyl groups having 1 to 4 carbon atoms, and halogen atoms such as F, Cl, and Br. And so on.
  • the alkyl group having 1 to 18 carbon atoms and the alkenyl group, aralkyl group and aryl group having 2 to 18 carbon atoms in R 11 are as described for R 8 above.
  • R 8 x, y and z are the same as R 2 in the general formula (II).
  • the glass transition temperature (Tg) of the solvent-compatible block part of the block copolymer may be appropriately selected.
  • the glass transition temperature (Tg) of the solvent-compatible block part is preferably 80 ° C. or higher, and more preferably 100 ° C. or higher.
  • Tgi is the glass transition temperature (absolute temperature) of the homopolymer of the i-th monomer.
  • Tgi the value of the homopolymer glass transition temperature of each monomer
  • the number of structural units constituting the solvent-affinity block part may be appropriately adjusted within a range where the amine value of the dispersant is 70 mgKOH / g or more and 160 mgKOH / g.
  • the number of structural units constituting the solvent-affinity block part is 10 to 200 from the viewpoint that the solvent-affinity part and the colorant affinity part act effectively and improve the dispersibility of the colorant. It is preferably 10 to 100, more preferably 10 to 70.
  • the solvent-affinity block part may be selected so as to function as a solvent-affinity site, and the repeating unit constituting the solvent-affinity block part may be composed of one kind, or two or more kinds.
  • the repeating unit may be included.
  • the ratio m / n of the unit number m of the structural unit represented by the general formula (II) and the unit number n constituting the solvent-affinity block part is as follows: Is preferably in the range of 0.01 to 1, and more preferably in the range of 0.05 to 0.7 from the viewpoint of the dispersibility and dispersion stability of the coloring material.
  • a dispersant having an amine value of 70 mgKOH / g or more and 160 mgKOH / g or less is selected and used.
  • the amine value is within the above range, the viscosity is excellent in stability over time and heat resistance, and is also excellent in alkali developability and solvent resolubility.
  • the amine value of the dispersant is preferably 80 mgKOH / g or more, more preferably 90 mgKOH / g or more, from the viewpoint of dispersibility and dispersion stability.
  • the amine value of the dispersant is preferably 120 mgKOH / g or less, and more preferably 105 mgKOH / g or less.
  • the amine value refers to the number of mg of potassium hydroxide equivalent to perchloric acid required to neutralize the amine component contained in 1 g of a sample, and can be measured by the method defined in JIS-K7237. When measured by this method, since the organic acid compound usually dissociates in the amino group that forms a salt with the organic acid compound in the dispersant, the amine value of the block copolymer itself used as the dispersant is Can be measured.
  • the acid value of the dispersant used in the present invention is preferably 1 mgKOH / g or more as a lower limit from the viewpoint that a development residue suppressing effect is exhibited.
  • the acid value of the dispersant is more preferably 2 mgKOH / g or more from the viewpoint of more excellent development residue suppression effect.
  • the acid value of the dispersant used in the present invention is preferably 18 mgKOH / g or less as the upper limit from the viewpoint of preventing the deterioration of the development adhesion and the solvent resolubility.
  • the acid value of the dispersant is more preferably 16 mgKOH / g or less, and even more preferably 14 mgKOH / g or less, from the viewpoint of improving the development adhesion and the solvent resolubility.
  • the glass transition temperature of a dispersing agent is 30 degreeC or more from the point which image development adhesiveness improves.
  • the glass transition temperature of the dispersant is low, it is particularly close to the developer temperature (usually about 23 ° C.), and the development adhesion may be lowered. This is presumably because when the glass transition temperature is close to the developer temperature, the movement of the dispersant increases during development, resulting in poor development adhesion.
  • the glass transition temperature is 30 ° C. or higher, the molecular motion of the dispersant during development is suppressed, so that it is estimated that the decrease in development adhesion is suppressed.
  • the glass transition temperature of the dispersant is preferably 32 ° C.
  • the glass transition temperature of the dispersant in the present invention can be determined by measuring by differential scanning calorimetry (DSC) according to JIS K7121.
  • the dispersant has an acid value of 1 mgKOH / g or more and 18 mgKOH / g or less, and a glass transition temperature of 30 ° C. or more. Furthermore, it is preferable from the viewpoint of excellent solvent resolubility and further high development adhesiveness while suppressing generation of development residues.
  • the colorant concentration is increased and the dispersant content is increased, the amount of the binder is relatively decreased. Therefore, the colored resin layer is easily peeled off from the base substrate during development.
  • the dispersant contains a B block containing a structural unit derived from a carboxy group-containing monomer and has the specific acid value and glass transition temperature, the development adhesion is improved.
  • the acid value is too high, it is presumed that although the developability is excellent, the polarity is too high and peeling easily occurs during development.
  • the carboxy group-containing monomer a monomer that can be copolymerized with a monomer having a structural unit represented by the general formula (II) and contains an unsaturated double bond and a carboxy group can be used.
  • monomers include (meth) acrylic acid, vinyl benzoic acid, maleic acid, maleic acid monoalkyl ester, fumaric acid, itaconic acid, crotonic acid, cinnamic acid, acrylic acid dimer, and the like.
  • an addition reaction product of a monomer having a hydroxyl group such as 2-hydroxyethyl (meth) acrylate and a cyclic anhydride such as maleic anhydride, phthalic anhydride, or cyclohexanedicarboxylic anhydride, ⁇ -carboxy-polycaprolactone Mono (meth) acrylates can also be used.
  • a cyclic anhydride such as maleic anhydride, phthalic anhydride, or cyclohexanedicarboxylic anhydride, ⁇ -carboxy-polycaprolactone Mono (meth) acrylates
  • acid anhydride group containing monomers such as maleic anhydride, itaconic anhydride, and citraconic anhydride, as a precursor of a carboxy group.
  • (meth) acrylic acid is particularly preferable from the viewpoints of copolymerizability, cost, solubility, glass transition temperature, and the like.
  • the content ratio of the structural unit derived from the carboxy group-containing monomer may be appropriately set so that the acid value of the block copolymer is within the range of the specific acid value, and is not particularly limited. However, it is preferably 0.05 to 4.5% by mass, more preferably 0.07 to 3.7% by mass, based on the total mass of all the structural units of the block copolymer. Since the content ratio of the structural unit derived from the carboxy group-containing monomer is not less than the lower limit value, the effect of suppressing the development residue is expressed, and since it is not more than the upper limit value, the development adhesiveness is deteriorated and the solvent resolubility is reduced. Deterioration can be prevented.
  • the structural unit derived from a carboxy group containing monomer should just become said specific acid value, may consist of 1 type, and may contain 2 or more types of structural units.
  • the monomer whose glass transition temperature (Tgi) of the homopolymer of the monomer is 10 ° C. or higher from the viewpoint that the glass transition temperature of the dispersant used in the present invention is a specific value or higher and development adhesion is improved.
  • Tgi glass transition temperature of the homopolymer of the monomer
  • the ratio m / n of the unit number m of the structural unit of the A block and the unit number n of the structural unit of the B block is in the range of 0.05 to 1.5.
  • the range of 0.1 to 1.0 is more preferable from the viewpoint of the dispersibility and dispersion stability of the color material.
  • the weight average molecular weight Mw of the block copolymer is not particularly limited, but is preferably 1000 to 20000, and preferably 2000 to 15000 from the viewpoint of good colorant dispersibility and dispersion stability. More preferably, it is more preferably 3000 to 12000.
  • the weight average molecular weight is determined as a standard polystyrene conversion value by (Mw) and gel permeation chromatography (GPC).
  • the method for producing the block copolymer is not particularly limited. Although a block copolymer can be produced by a known method, it is preferable to produce it by a living polymerization method. This is because chain transfer and deactivation are unlikely to occur, a copolymer having a uniform molecular weight can be produced, and dispersibility and the like can be improved.
  • the living polymerization method include a living anionic polymerization method such as a living radical polymerization method and a group transfer polymerization method, and a living cation polymerization method.
  • a copolymer can be produced by sequentially polymerizing monomers by these methods.
  • a block copolymer can be produced by first producing the A block and polymerizing the structural units constituting the B block into the A block.
  • the order of polymerization of the A block and the B block can be reversed.
  • the A block and the B block can be manufactured separately, and then the A block and the B block can be coupled.
  • the dispersant at least one polymer having the structural unit represented by the general formula (II) is used, and the content thereof is the type of the color material to be used, and further described below. It is appropriately selected according to the solid content concentration in the photosensitive colored resin composition for color filter to be performed. From the viewpoint of dispersibility and dispersion stability, the content of the dispersant is from 3 to 45 parts by weight, more preferably from 5 to 35 parts by weight, based on 100 parts by weight of the total solid content in the colorant dispersion. It is preferable to mix.
  • the content of the dispersant is 3 to 25 parts by mass, more preferably 100 parts by mass of the total solid content in the color material dispersion. It is preferable to blend at a ratio of 5 to 20 parts by mass.
  • the solid content is everything except the above-mentioned solvent, and includes monomers dissolved in the solvent.
  • the color material dispersion of the present invention contains an organic acid compound.
  • the organic acid compound is not particularly limited as long as it can form a salt with the amino group of the block copolymer used as the dispersant, and can be appropriately selected and used.
  • the organic acid compound by using the organic acid compound, a coating film having excellent dispersibility and dispersion stability of the colorant and excellent heat resistance can be obtained. Since it has high affinity for an aqueous solution, it can be excellent in alkali developability.
  • a ⁇ is an anion derived from an organic acid compound, and other symbols are the same as those in the general formula (II).
  • the organic acid compound is not particularly limited as long as it is a compound having one or more carbon atoms and an acidic group.
  • the acidic group possessed by the organic acid compound include a carboxy group, a sulfo group, and a phosphoric acid group.
  • the acidic group is a sulfo group or a phosphoric acid group. Is preferred.
  • the number of acidic groups contained in one molecule of the organic acid compound is not particularly limited.
  • the number of acidic groups in one molecule may be 1 to 3. Preferably, it is 1 to 2 and more preferably.
  • the valence of the acidic group is not particularly limited, but is preferably a monovalent to trivalent acid from the viewpoint of dispersion stability, heat resistance, and developability, and more preferably a monovalent to divalent acid. preferable.
  • the organic acid compound preferably has a molecular weight of 5000 or less, more preferably 100 or more and 1000 or less, and more preferably 150 or more and 500 or less from the viewpoint of easily forming a salt with the amino group of the dispersant. Is more preferable.
  • the organic acid compound is at least one selected from the group consisting of the following general formula (IV) and the following general formula (V): dispersibility, dispersion stability, heat resistance and alkali developability From the point which is excellent in it.
  • R a and R a ′ are each independently a hydrogen atom, a hydroxyl group, an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 18 carbon atoms, an aralkyl group, or an aryl group. 1 represented by the group, — [CH (R c ) —CH (R d ) —O] s —R e , — [(CH 2 ) t —O] u —R e , or —O—R a ′′.
  • R a and R a ′ each contain a carbon atom.
  • R a ′′ is an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 18 carbon atoms, an aralkyl group, or an aryl group. , — [CH (R c ) —CH (R d ) —O] s —R e , — [(CH 2 ) t —O] u —R e .
  • R b represents an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 18 carbon atoms, an aralkyl group, an aryl group, — [CH (R c ) —CH (R d ) —O] s —R e , — A monovalent group represented by [(CH 2 ) t —O] u —R e or —O—R b ′ .
  • R b ′ is an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 18 carbon atoms, an aralkyl group, an aryl group, — [CH (R c ) —CH (R d ) —O] s —R e , Or, it is a monovalent group represented by — [(CH 2 ) t —O] u —R e .
  • R c and R d are each independently a hydrogen atom or a methyl group
  • R e is a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 18 carbon atoms, an aralkyl group, an aryl group, —CHO, —CH 2 CHO, —CO—CH ⁇ CH 2 , —CO—C (CH 3 ) ⁇ CH 2 or a monovalent group represented by —CH 2 COOR f
  • R f is a hydrogen atom or carbon
  • each of the alkyl group, alkenyl group, aralkyl group, and aryl group may have a substituent.
  • s represents an integer of 1 to 18, t represents an integer of 1 to 5, and u represents an integer of 1 to 18.
  • R a and R a ′ have an aromatic ring
  • an appropriate substituent for example, a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, etc. is present on the aromatic ring. You may have.
  • the alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, the aralkyl group, and the aryl group may be the same as R 8 in the dispersant.
  • R a and / or R a ′ is —O—R a ′′ , it is an acidic phosphate ester.
  • R a ′′ has an aromatic ring, it may have an appropriate substituent on the aromatic ring, for example, a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.
  • R e In the monovalent group represented by R e, Examples of the substituent which may have, for example, C 1-4 straight, branched or cyclic alkyl group, F, Cl, halogen atom such as Br And so on.
  • R e the alkyl group having 1 to 18 carbon atoms is as shown in the above R 8
  • the alkenyl group having 2 to 18 carbon atoms is as shown in the above R a and R a ′.
  • s is an integer of 1 to 18
  • t is an integer of 1 to 5
  • u is an integer of 1 to 18.
  • s is preferably an integer of 1 to 4, and more Preferably, it is an integer of 1 to 2, and t is preferably an integer of 1 to 4, more preferably 2 or 3. u is preferably an integer of 1 to 4, more preferably an integer of 1 to 2. is there.
  • R b when R b has an aromatic ring, it may have an appropriate substituent on the aromatic ring, for example, a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. Good.
  • R b When R b is —O—R b ′, it is an acidic sulfate ester.
  • R b ′ is an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 18 carbon atoms, an aralkyl group, an aryl group, — [CH (R c ) —CH (R d ) —O] s —R e Or a monovalent group represented by — [(CH 2 ) t —O] u —R e .
  • the alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, the aralkyl group and the aryl group are as described above for R 8
  • the alkenyl group having 2 to 18 carbon atoms are as described above for R a and R a ′. It is.
  • R b ′ When R b ′ has an aromatic ring, it may have an appropriate substituent on the aromatic ring, for example, a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.
  • R c , R d and R e are the same as described above.
  • s is an integer of 1 to 18
  • t is an integer of 1 to 5
  • u is an integer of 1 to 18.
  • Preferred s, t, and u are the same as R a , R a ′, and R a ′′ above.
  • R a and R a ′ in the general formula (IV) each independently have a hydrogen atom, a hydroxyl group, a methyl group, an ethyl group, or a substituent.
  • R b in the general formula (V) may be a methyl group, an ethyl group, an aryl group which may have a substituent, an aralkyl group, or a vinyl group.
  • R b is a methyl group, an ethyl group, an aryl group or an aralkyl group which may have a substituent, a vinyl group, an allyl group, — [CH (R c ) —CH (R d ) —O] s —R e , or — [(CH 2 ) t —O] u —R e , and R c and R d are each independently a hydrogen atom or a methyl group, This is preferable because it improves the dispersibility of the coloring material, the contrast of the obtained colored layer is high, and the heat resistance is excellent. Properly, it is more preferable R b is an methyl group,
  • organic acid compound represented by the general formula (IV) and general formula (V) R a, R a 'and / or R a'', and / or as R b and / or R b'
  • An aromatic ring is preferable from the viewpoints of improving the dispersibility of the coloring material, high contrast of the obtained colored layer, and excellent heat resistance.
  • the other of R a and R a ′ is preferably a hydrogen atom or a hydroxyl group.
  • organic acid compounds represented by the above general formula (IV) and general formula (V) include phosphorus (P), sulfur (S) and carbon.
  • a compound in which atoms are directly bonded is preferable, and R a and R a ′ each independently represent a hydrogen atom, a hydroxyl group, an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 18 carbon atoms, an aralkyl group, an aryl
  • R b is an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 18 carbon atoms, an aralkyl group, an aryl group, — [CH (R c ) —CH (R d ) —O] s —R e , — [(CH 2 ) t —O] u —R e is preferably a monovalent group.
  • the organic acid compound is preferably benzenesulfonic acid, p-toluenesulfonic acid, monobutylphosphoric acid, dibutylphosphoric acid, methylphosphoric acid, dibenzylphosphoric acid, diphenylphosphoric acid, phenylphosphonic acid, etc. from the viewpoint of dispersibility and heat resistance.
  • p-toluenesulfonic acid and phenylphosphonic acid are more preferable.
  • the organic acid compound may be a hydrate such as p-toluenesulfonic acid monohydrate.
  • an organic acid compound can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.
  • the total content of the dispersant and the organic acid compound is not particularly limited, but from the viewpoint of dispersibility and dispersion stability, the total content of the dispersant and the organic acid compound with respect to 100 parts by mass of the colorant.
  • the content is preferably 10 to 120 parts by mass, more preferably 20 to 100 parts by mass, and even more preferably 30 to 80 parts by mass.
  • the amine value of the dispersant is A (mg KOH / g), and the amount X A (mol) of the organic acid compound contained in the color material dispersion and the color material
  • the colorant dispersion liquid can disperse and disperse the colorant.
  • a coating film with excellent stability and heat resistance can be obtained, and the salt-forming site has high solubility in an aqueous alkali solution during alkali development. be able to.
  • X ⁇ 1.5 Formula (1)
  • a ⁇ (1-X) ⁇ 42 Formula (3)
  • the above formula (1) indicates that the organic acid compound is 1.5 molar equivalent or less with respect to the amino group of the dispersant.
  • the organic acid compound is 1.5 molar equivalents or less, the proportion of the organic acid compound present without salt formation is small, the dispersion stability of the colorant is excellent, and the organic acid compound does not precipitate.
  • the organic acid compound present without salt formation has the effect of improving the heat resistance and alkali developability of the coating film.
  • X ⁇ 1.3 is preferable, and 0.7 ⁇ X ⁇ 1.2 is more preferable.
  • the above formula (2) indicates that when the added organic acid forms a salt with the amino group of the dispersant at a ratio of 1: 1, the portion of the amino group that the dispersant has not formed a salt. Represents the corresponding amine value. Since the colorant dispersion satisfying the above formula (2) has few amino groups that are not salt-formed, the molecular association state of the colorant is difficult to be destroyed. Therefore, the colored resin composition prepared using the colorant dispersion satisfying the above formula (2) has excellent viscosity stability, and the molecular association state is maintained even in the colored layer formed from the colored resin composition. Therefore, it has excellent heat resistance.
  • X A is a substance of the organic acid compound, and a counter anion contained in the rake colorant, and shall not include the alkali-soluble resin.
  • a solvent having a solubility of the coloring material represented by the general formula (I) at 23 ° C. of 0.1 (g / 10 ml solvent) or less is used.
  • the color material dispersion according to the present invention allows the color material represented by the general formula (I) to be molecular in the solvent. It can be dispersed and used in an associated state.
  • the solvent used in the present invention is excellent in dispersibility and heat resistance, and a high-brightness coating film can be obtained, so that the solubility of the colorant represented by the general formula (I) at 23 ° C.
  • the solvent in which the solubility of the coloring material and the xanthene dye at 23 ° C. is 0.1 (g / 10 ml solvent) or less can be easily determined by the following evaluation method. First, it can be determined by the following method whether the solvent does not substantially dissolve the color material represented by the general formula (I). A 20 mL sample tube bottle is charged with 0.1 g of a colorant whose solubility is to be judged, solvent S is charged with a 10 ml hole pipette, and after further capping, it is treated with ultrasound for 3 minutes. The obtained liquid is stored in a 23 ° C. water bath for 60 minutes.
  • the solubility is further determined by the following evaluation method.
  • a good colorant solvent for example, alcohol such as methanol
  • a solubility of the color material in the solvent S is calculated from the absorbance and dilution ratio of the color material solution of the solvent S and the color material solution of the good solvent.
  • a solvent having a solubility of the coloring material of 0.1 (g / 10 ml solvent) or less is judged that the coloring material is a poorly soluble solvent that can be used in the present invention.
  • the solvent having a solubility of the coloring material of 0.1 (g / 10 ml solvent) or less is 95% by mass or more in the total solvent of the coloring material dispersion from the viewpoint of improving the dispersion stability of the coloring material dispersion. It is preferable to further contain 98% by mass or more, and most preferably 100% by mass.
  • ester solvents include ethyl acetate, butyl acetate, methyl methoxypropionate, ethyl ethoxypropionate, ethyl lactate, methoxyethyl acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, 3-methoxy-3-methyl-1-butyl acetate, 3-methoxybutyl acetate, methoxybutyl acetate, ethoxyethyl acetate, ethyl cellosolve acetate, dipropylene glycol methyl ether acetate, propylene glycol diacetate, 1,3-butylene glycol diacetate, cyclohexanol acetate, 1,6-hexanediol di Examples include acetate, diethylene glycol monoethyl ether acetate, butyl acetate, methyl methoxypropionate, ethyl ethoxypropionate, ethyl lactate,
  • propylene glycol monomethyl ether acetate PGMEA
  • the solvent used in the present invention preferably contains propylene glycol monomethyl ether acetate in an amount of 50% by mass or more, more preferably 70% by mass or more, and further preferably 90% by mass or more. These solvents may be used alone or in combination of two or more.
  • the solvent as described above is usually used in a proportion of 50 to 95% by mass, preferably 60 to 85% by mass, based on the total amount of the color material dispersion containing the solvent.
  • a viscosity will rise and a dispersibility will fall easily.
  • concentration will fall and it may be difficult to achieve the chromaticity coordinate which makes the coloring resin composition for color filters the target after preparation.
  • dispersion auxiliary resin examples include alkali-soluble resins exemplified by a color resin composition for color filters described later.
  • the steric hindrance of the alkali-soluble resin makes it difficult for the color materials to come into contact with each other, and may have the effect of stabilizing the dispersion and reducing the dispersant due to the dispersion stabilizing effect.
  • the alkali-soluble resin it is preferable to use a resin having a hydrocarbon ring, from the viewpoint of dispersion stability and heat resistance, and using a resin having a high acid value stabilizes the association state of the colorant and heat resistance. It is preferable from the viewpoint of improving the properties.
  • examples of other components include surfactants for improving wettability, antifoaming agents, repellency inhibitors, antioxidants, anti-aggregation agents, and ultraviolet absorbers.
  • the color material dispersion of the present invention is used as a preliminary preparation for preparing a colored resin composition for a color filter described later.
  • the colorant dispersion is a preliminarily prepared (colorant component in the composition) / (solid content other than the colorant component in the composition) ratio in the pre-stage of preparing the colored resin composition described later.
  • This is a colorant dispersion having a high (mass ratio).
  • the ratio (mass ratio) of (color material component in the composition) / (solid content other than the color material component in the composition) is usually 1.0 or more.
  • a colored resin composition having excellent dispersibility can be prepared by mixing a colorant dispersion and at least a photosensitive binder component.
  • the method for producing the color material dispersion is not particularly limited as long as the color material represented by the general formula (I) is a method capable of obtaining a color material dispersion dispersed in a solvent using a dispersant.
  • a dispersant is mixed and stirred in a solvent to prepare a dispersant solution, and then an organic acid compound is mixed to form a salt between the amino group of the dispersant and the organic acid compound.
  • a method in which the colorant represented by the general formula (I) and other components are mixed as needed and dispersed using a known stirrer or disperser; (2) A dispersant is mixed in a solvent and stirred.
  • a dispersant is mixed and stirred in a solvent to prepare a dispersant solution, and then the colorant represented by the general formula (I) and other components are mixed as necessary, and a known stirrer or A method of adding an organic acid compound after preparing a dispersion using a disperser may be mentioned.
  • the method (1) is preferable from the viewpoint of dispersion stability of the coloring material.
  • the dispersing machine for performing the dispersion treatment examples include a roll mill such as a two-roll or a three-roll, a ball mill such as a ball mill or a vibration ball mill, a bead mill such as a paint conditioner, a continuous disk type bead mill, or a continuous annular type bead mill.
  • the bead diameter to be used is preferably 0.03 to 2.00 mm, more preferably 0.10 to 1.0 mm.
  • preliminary dispersion is performed with 2 mm zirconia beads having a relatively large bead diameter, and the main dispersion is further performed with 0.1 mm zirconia beads having a relatively small bead diameter. Further, after dispersion, it is preferably filtered through a membrane filter of 0.5 to 0.1 ⁇ m.
  • Colored resin composition for color filter The colored resin composition for a color filter according to the present invention comprises the colorant dispersion according to the present invention, an alkali-soluble resin, a polyfunctional monomer, and an initiator. And Since the colored resin composition for a color filter of the present invention contains the colorant dispersion according to the present invention, it is possible to form a colored layer having excellent temporal stability and improved heat resistance. Is also excellent.
  • the colored resin composition for a color filter of the present invention includes at least a colorant represented by the general formula (I), a dispersant, an organic acid compound, an alkali-soluble resin, a polyfunctional monomer, an initiator, and a solvent.
  • a colorant represented by the general formula (I) a dispersant, an organic acid compound, an alkali-soluble resin, a polyfunctional monomer, an initiator, and a solvent.
  • alkali-soluble resin The alkali-soluble resin in the present invention usually has a carboxyl group, acts as a binder resin, and is appropriately selected as long as it is soluble in a developer used for pattern formation, particularly preferably an alkali developer. Can be used.
  • alkali-soluble resin may be contained also in an organic acid compound, in this invention, alkali-soluble resin shall be handled as a thing different from an organic acid compound.
  • the acid value of the alkali-soluble resin is not particularly limited.
  • a resin having an acid value of 80 mgKOH / g or more and 300 mgKOH / g or less is used as the alkali-soluble resin. It is preferable.
  • a resin having an acid value of 80 mgKOH / g or more has a relatively large number of acidic groups, and exhibits an interaction between the molecular aggregate of the colorant represented by the general formula (I) and the amino group of the dispersant. It is presumed to stabilize, improve the temporal stability such as dispersion stability, and improve the heat resistance of the colored layer obtained from the resin composition.
  • the acid value represents the mass (mg) of KOH required to neutralize 1 g of the solid content, and is a value determined by potentiometric titration according to JIS K 0070. Since an alkali-soluble resin having an acid value of 80 mgKOH / g or more is a resin having a relatively large number of acidic groups, an anion present in the vicinity of the surface of the molecular aggregate of the colorant represented by the general formula (I) It is presumed that the alkali-soluble resin is easily adsorbed on the surface of the molecular aggregate.
  • the alkali-soluble resin Since the alkali-soluble resin has a relatively high acid value, once adsorbed, it is less likely to dissociate even during high-temperature heating, can further suppress the decomposition of the coloring material, suppress the decrease in luminance, and significantly improve heat resistance. Estimated.
  • the acidic group by using an alkali-soluble resin having an acid value of 80 mgKOH / g or more, the acidic group contributes to the adhesion to the substrate, and silane coupling has been conventionally used to improve the adhesion to the substrate. Even without using an agent, the adhesion to the substrate is improved.
  • preferable alkali-soluble resins in the present invention include acrylic copolymers having a carboxyl group, epoxy (meth) acrylate resins having a carboxyl group, and the like.
  • acrylic copolymers having a carboxyl group particularly preferred are those having a carboxyl group in the side chain and further having a photopolymerizable functional group such as an ethylenically unsaturated group in the side chain. This is because the film strength of the cured film formed by containing the photopolymerizable functional group is improved.
  • acrylic copolymers and epoxy acrylate resins may be used as a mixture of two or more.
  • An acrylic copolymer having a structural unit having a carboxyl group is obtained by, for example, (co) polymerizing a carboxyl group-containing ethylenically unsaturated monomer and other monomers that can be copolymerized, if necessary, by a known method.
  • the obtained (co) polymer examples include (meth) acrylic acid, vinyl benzoic acid, maleic acid, maleic acid monoalkyl ester, fumaric acid, itaconic acid, crotonic acid, cinnamic acid, and acrylic acid dimer. It is done.
  • an addition reaction product of a monomer having a hydroxyl group such as 2-hydroxyethyl (meth) acrylate and a cyclic anhydride such as maleic anhydride, phthalic anhydride, or cyclohexanedicarboxylic anhydride, ⁇ -carboxy-polycaprolactone Mono (meth) acrylates can also be used.
  • a cyclic anhydride such as maleic anhydride, phthalic anhydride, or cyclohexanedicarboxylic anhydride, ⁇ -carboxy-polycaprolactone Mono (meth) acrylates
  • anhydride containing monomers such as maleic anhydride, itaconic anhydride, and citraconic anhydride, as a precursor of a carboxyl group.
  • (meth) acrylic acid is particularly preferable from the viewpoints of copolymerizability, cost, solubility, glass transition temperature, and the like.
  • the alkali-soluble resin preferably further has a hydrocarbon ring from the viewpoint of excellent adhesion of the colored layer.
  • a hydrocarbon ring that is a bulky group in the alkali-soluble resin shrinkage during curing is suppressed, peeling from the substrate is eased, and substrate adhesion is improved.
  • the present inventors have found that the use of an alkali-soluble resin having a hydrocarbon ring suppresses the solvent resistance of the obtained colored layer, particularly the swelling of the colored layer. Although the action is unclear, the bulky hydrocarbon ring in the colored layer suppresses the movement of molecules in the colored layer, resulting in an increase in the strength of the coating and suppression of swelling by the solvent. It is estimated that.
  • Examples of such a hydrocarbon ring include a cyclic aliphatic hydrocarbon ring which may have a substituent, an aromatic ring which may have a substituent, and combinations thereof. May have a substituent such as a carbonyl group, a carboxyl group, an oxycarbonyl group or an amide group. Especially, when an aliphatic ring is included, while the heat resistance and adhesiveness of a colored layer improve, the brightness
  • hydrocarbon ring examples include aliphatic hydrocarbons such as cyclopropane, cyclobutane, cyclopentane, cyclohexane, norbornane, tricyclo [5.2.1.0 (2,6)] decane (dicyclopentane), and adamantane.
  • Rings aromatic rings such as benzene, naphthalene, anthracene, phenanthrene, fluorene; chain polycycles such as biphenyl, terphenyl, diphenylmethane, triphenylmethane, stilbene, and cardo structures represented by the following chemical formula (A) It is done.
  • an aliphatic ring is included as the hydrocarbon ring, it is preferable from the viewpoint of improving the heat resistance and adhesion of the colored layer and improving the luminance of the obtained colored layer. Moreover, when the cardo structure shown by the said Chemical formula (A) is included, it is especially preferable from the point which the sclerosis
  • the alkali-soluble resin used in the present invention it is easy to adjust the amount of each constituent unit by using an acrylic copolymer having a constituent unit having a hydrocarbon ring separately from the constituent unit having a carboxyl group. This is preferable because the amount of the structural unit having a hydrocarbon ring is increased to easily improve the function of the structural unit.
  • An acrylic copolymer having a carboxyl-containing structural unit and the hydrocarbon ring is prepared by using an ethylenically unsaturated monomer having a hydrocarbon ring as the aforementioned “other copolymerizable monomer”. Can do.
  • Examples of the ethylenically unsaturated monomer having a hydrocarbon ring include cyclohexyl (meth) acrylate, dicyclopentanyl (meth) acrylate, isobornyl (meth) acrylate, benzyl (meth) acrylate, phenoxyethyl (meth) acrylate, and the like. Can be mentioned.
  • the alkali-soluble resin of the present invention also has an ethylenic double bond because the film strength of the cured film is improved and the development resistance is improved, and the thermal shrinkage of the cured film is suppressed and the adhesion to the substrate is excellent. It is preferable to have.
  • the alkali-soluble resins, or the alkali-soluble resin and the polyfunctional monomer can form a cross-linked bond in the curing step of the resin composition at the time of producing the color filter. As a result, it is presumed that the film strength of the cured film of the colored layer is improved, the thermal shrinkage of the cured film is suppressed, and the adhesion to the substrate is excellent.
  • the colored layer formed by the colored resin composition for a color filter of the present invention can be used for the silane coupling agent described later, Even if it is 1 mass part or less with respect to solid content, it is excellent in board
  • the method for introducing an ethylenic double bond into the alkali-soluble resin may be appropriately selected from conventionally known methods.
  • a method of introducing an ethylenic double bond into a side chain by adding a compound having both an epoxy group and an ethylenic double bond in the molecule, such as glycidyl (meth) acrylate, to the carboxyl group of the alkali-soluble resin Or by introducing a structural unit having a hydroxyl group into a copolymer, adding a compound having an isocyanate group and an ethylenic double bond in the molecule, and introducing an ethylenic double bond into the side chain.
  • a compound having both an epoxy group and an ethylenic double bond in the molecule such as glycidyl (meth) acrylate
  • the alkali-soluble resin of the present invention may further contain other structural units such as a structural unit having an ester group such as methyl (meth) acrylate and ethyl (meth) acrylate.
  • the structural unit having an ester group not only functions as a component that suppresses alkali solubility of the colored resin composition for a color filter, but also functions as a component that improves the solubility in a solvent and further the solvent resolubility.
  • the alkali-soluble resin in the present invention is preferably an acrylic copolymer having a structural unit having a carboxyl group and a structural unit having a hydrocarbon ring, and has a structural unit having a carboxyl group and a hydrocarbon ring.
  • An acrylic copolymer having a structural unit and a structural unit having an ethylenic double bond is more preferable.
  • an epoxy (meth) acrylate resin having a carboxy group containing a cardo structure (hereinafter referred to as a cardo resin) can be preferably used.
  • the fluorene skeleton contains a ⁇ -conjugated system, so it is highly sensitive to radicals. It is believed that there is.
  • an oxime ester photopolymerization initiator which will be described later
  • a cardo resin the required performance such as solvent resistance, water stain and sensitivity can be further improved.
  • cardo resin examples include a polymerizable compound represented by the following general formula (B) described in JP-A-2007-119720 and an epoxy having a fluorene skeleton described in JP-A-2006-308698 ( Preferable examples include a reaction product (polycondensate) of meth) acrylate and polybasic acid.
  • X represents a group represented by the following general formula (D)
  • Y each independently represents a residue of a polyvalent carboxylic acid or its acid anhydride
  • R i represents a group represented by the following general formula (C)
  • j is an integer of 0 to 4
  • k is an integer of 0 to 3
  • n is an integer of 1 or more.
  • R ii represents a hydrogen atom or a methyl group, and R iii independently represents a hydrogen atom or a methyl group.
  • R iv is independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, a phenyl group, or a halogen atom, and R v is —O— or —OCH 2 CH. 2 O- is shown.
  • the cardo resin used in the present invention is, for example, epoxidizing a fluorene bisphenol compound to obtain an epoxy compound of a fluorene bisphenol compound, which is reacted with (meth) acrylic acid to form an epoxy (meth) acrylate, and this epoxy (meth) acrylate. Can be obtained by reacting with a polyvalent carboxylic acid or an acid anhydride thereof.
  • the fluorene bisphenol compound, in the general formula (D), a R v is -O-, what this -O- becomes -OH may preferably be mentioned.
  • fluorene bisphenol compound examples include 9,9-bis (4-hydroxyphenyl) fluorene, 9,9-bis (4-hydroxy-3-methylphenyl) fluorene, and 9,9-bis (4-hydroxy-3-methoxyphenyl).
  • Fluorene 9,9-bis (4-hydroxy-3,5-dimethylphenyl) fluorene, 9,9-bis (4-hydroxy-3-fluorophenyl) fluorene, 9,9-bis (4-hydroxy-3) -Chlorophenyl) fluorene, 9,9-bis (4-hydroxy-3-bromophenyl) fluorene, 9,9-bis (4-hydroxy-3,5-dichlorophenyl) fluorene, 9,9-bis (4-hydroxy- Bisphenol compounds such as 3,5-dibromophenyl) fluorene, and mixtures thereof.
  • Examples of the polyvalent carboxylic acid used in the reaction of the epoxy (meth) acrylate resin having a fluorene skeleton and the acid anhydride thereof include maleic acid, succinic acid, itaconic acid, phthalic acid, tetrahydrophthalic acid, and hexahydrophthalic acid.
  • Dicarboxylic acids such as methyltetrahydrophthalic acid, methylendomethylenetetrahydrophthalic acid, chlorendic acid, methyltetrahydrophthalic acid, glutaric acid or their anhydrides; biphenyltetracarboxylic acid, benzophenonetetracarboxylic acid, biphenylethertetracarboxylic acid, Biphenylsulfone tetracarboxylic acid, 4- (1,2-dicarboxyethyl) -1,2,3,4-tetrahydronaphthalene-1,2-dicarboxylic acid, butanetetracarboxylic acid, tetracarboxylic acid such as pyromellitic acid, or That Dianhydride; trimellitic acid or tricarboxylic acids or their anhydrides of the acid anhydrides and the like.
  • the cardo resin used in the present invention is preferably an epoxy (meth) acrylate having a fluorene skeleton which is an addition product of a fluorene epoxy (meth) acrylic acid derivative and a dicarboxylic acid anhydride and / or tetracarboxylic dianhydride. An acid adduct is mentioned.
  • Examples of commercial names of cardo resins that can be used in the present invention include INR-16M (manufactured by Nagase Chemtech Co., Ltd.), trade name V259ME, (manufactured by Nippon Steel & Sumikin Chemical Co., Ltd.), and the like.
  • the epoxy (meth) acrylate resin having a carboxy group may be used alone or in combination of two or more.
  • the alkali-soluble resin used in the colored resin composition for color filters may be used alone or in combination of two or more, and the content is not particularly limited, but for color filters.
  • the alkali-soluble resin is preferably in the range of 5 to 60% by mass, more preferably 10 to 40% by mass, based on the total solid content of the colored resin composition. If the content of the alkali-soluble resin is less than the above lower limit, sufficient alkali developability may not be obtained, and if the content of the alkali-soluble resin is more than the above upper limit, the film may be rough during development. Pattern chipping may occur.
  • the solid content is everything except the above-mentioned solvent, and includes a liquid polyfunctional monomer.
  • the alkali-soluble resin can be made into an alkali-soluble resin having desired performance by appropriately adjusting the charged amount of each structural unit.
  • the charged amount of the carboxyl group-containing ethylenically unsaturated monomer is preferably 5 to 50% by mass, more preferably 10 to 40% by mass, based on the total amount of monomers.
  • the ratio of the carboxyl group-containing ethylenically unsaturated monomer is less than 5% by mass, the solubility of the resulting coating film in an alkaline developer is lowered, and pattern formation becomes difficult.
  • the proportion of the carboxyl group-containing ethylenically unsaturated monomer exceeds 50% by mass, the formed pattern tends to drop off from the substrate or the pattern surface becomes rough during development with an alkaline developer.
  • the charged amount of the carboxyl group-containing ethylenically unsaturated monomer is the total amount of monomers.
  • the content is preferably 5 to 50% by mass, more preferably 10 to 40% by mass.
  • the charged amount of the hydrocarbon ring group-containing ethylenically unsaturated monomer is preferably 30 to 80% by mass, and preferably 40 to 75% by mass with respect to the total amount of monomers. More preferred.
  • an acrylic copolymer having a carboxyl group-containing structural unit, a hydrocarbon ring-containing structural unit, and an ethylenic double bond-containing structural unit which is more preferably used as an alkali-soluble resin
  • a carboxyl group-containing When a compound having both an epoxy group and an ethylenic double bond in the molecule is added to the ethylenically unsaturated monomer to introduce an ethylenic double bond, the charged amount of the carboxyl group-containing ethylenically unsaturated monomer is The amount is preferably 5 to 50% by mass, more preferably 10 to 40% by mass, based on the total amount of monomers.
  • the charging amount of the hydrocarbon ring group-containing ethylenically unsaturated monomer is preferably 30 to 80% by mass, more preferably 40 to 75% by mass with respect to the total amount of the monomer. .
  • the compound having both an epoxy group and an ethylenic double bond is preferably 10 to 95% by mass with respect to the charged amount of the carboxyl group-containing ethylenically unsaturated monomer. More preferably, it is -90 mass%.
  • the acrylic copolymer has a structural unit having a carboxyl group and a hydrocarbon ring, the structural unit is included in each of the structural unit having a carboxyl group and the structural unit having a hydrocarbon ring.
  • alkali-soluble resin of the present invention other structural units other than the structural unit having a carboxyl group, the structural unit having a hydrocarbon ring, and the structural unit having an ethylenic double bond are 0 to 30 of all the structural units.
  • the content is preferably mass%, more preferably 0 to 20 mass%.
  • the alkali-soluble resin is selected from those having an acid value of 80 mgKOH / g or more and 300 mgKOH / g or less from the viewpoint of developability (solubility) with respect to an alkaline aqueous solution used for the developer and the heat resistance of the colored layer. Use. Especially, it is preferable that they are 90 mgKOH / g or more and 280 mgKOH / g or less, and it is more preferable that they are 100 mgKOH / g or more and 250 mgKOH / g or less. An alkali-soluble resin having an acid value of 100 mgKOH / g or more is preferable from the viewpoint of improving luminance, heat resistance and adhesion.
  • an alkali-soluble resin having an acid value of 90 mgKOH / g or more from the viewpoint of improving heat resistance is preferably used.
  • the alkali-soluble resin having an acid value of not less than the above lower limit value easily interacts with a basic group of an anion present near the surface of the molecular aggregate of the colorant represented by the general formula (I). It is presumed that the alkali-soluble resin is easily adsorbed on the surface of the molecular aggregate.
  • the alkali-soluble resin Since the alkali-soluble resin has a relatively high acid value, once adsorbed, it is less likely to dissociate even during high-temperature heating, can further suppress the decomposition of the coloring material, suppress the decrease in luminance, and significantly improve heat resistance. Estimated.
  • the ethylenically unsaturated bond equivalent is preferably in the range of 100 to 2000, and particularly preferably in the range of 140 to 1500.
  • the ethylenically unsaturated bond equivalent is 2000 or less, the development resistance and adhesion are excellent.
  • the ratio of other structural units, such as the structural unit which has the said carboxyl group, and the structural unit which has a hydrocarbon ring can be increased relatively if it is 100 or more, it is excellent in developability and heat resistance. Yes.
  • the ethylenically unsaturated bond equivalent is a weight average molecular weight per mole of the ethylenically unsaturated bond in the alkali-soluble resin, and is represented by the following formula (4).
  • W represents the mass (g) of the alkali-soluble resin
  • M represents the number of moles (mol) of ethylenic double bonds contained in the alkali-soluble resin W (g).
  • the above-mentioned ethylenically unsaturated bond equivalent can be calculated in accordance with, for example, a test method for element number as described in JIS K 0070: 1992.
  • the ethylenically unsaturated bond equivalent is the alkali-soluble resin calculated by the following mathematical formula (5), where W in the mathematical formula (1) is the total mass (g) of monomers and compounds constituting the alkali-soluble resin.
  • W in the mathematical formula (1) is the total mass (g) of monomers and compounds constituting the alkali-soluble resin.
  • the colored resin composition of the present invention may further contain other resins as long as the effects of the present invention are not impaired.
  • resins include, for example, polycarbonate resin, polyvinyl alcohol resin, polyvinyl pyrrolidone resin, hydroxyethyl cellulose resin, carboxymethyl cellulose resin, polyvinyl chloride resin, melamine resin, phenol resin, alkyd resin, epoxy resin, polyurethane resin, Polyester resin, maleic acid resin, polyamide resin, polyimide resin and the like are mentioned.
  • polyamide resin or polyimide resin is preferable from the viewpoint of heat resistance, and further, polyamide resin having a cyclic structure or polyimide resin having a cyclic structure. More preferably.
  • These resins may have alkali solubility or may not have alkali solubility. These resins can be used alone or in combination of two or more.
  • the weight average molecular weight of the alkali-soluble resin is not particularly limited. Among these, the range is preferably 1,000 to 500,000, and more preferably 3,000 to 200,000. If it is less than 1,000, the binder function after curing is remarkably lowered, and if it exceeds 500,000, pattern formation may be difficult during development with an alkaline developer.
  • the alkali-soluble resin used in the colored resin composition for a color filter of the present invention may be used alone or in combination of two or more thereof. It is usually in the range of 10 to 1000 parts by weight, preferably in the range of 20 to 500 parts by weight, with respect to 100 parts by weight of the coloring material contained. If the content of the alkali-soluble resin is too small, sufficient alkali developability may not be obtained, and if the content of the alkali-soluble resin is too large, the ratio of the coloring material is relatively low, which is sufficient. The coloring density may not be obtained.
  • the polyfunctional monomer used in the colored resin composition for a color filter of the present invention is not particularly limited as long as it can be polymerized by an initiator described later, and usually has two or more ethylenically unsaturated double bonds.
  • a polyfunctional (meth) acrylate having two or more acryloyl groups or methacryloyl groups is preferable, and a trifunctional or higher polyfunctional (meth) acrylate is more preferable.
  • trifunctional or higher polyfunctional (meth) acrylates include, for example, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, trimethylolethane tri (meth) acrylate, glycerol tri (meth) acrylate, and pentaerythritol.
  • the polyfunctional monomer in terms of improving photocurability (high sensitivity), preferably has three (trifunctional) or more polymerizable double bonds, for example, trivalent or higher.
  • Preferred examples include poly (meth) acrylates of polyhydric alcohols.
  • a polyfunctional monomer has a carboxyl group from the point which improves alkali developability.
  • Examples of the polyfunctional monomer having a carboxyl group include carboxylic acid-modified products of the poly (meth) acrylates of the polyhydric alcohol.
  • poly (meth) acrylates of polyhydric alcohols include trimethylolpropane tri (meth) acrylate, pentaerythritol tri (meth) acrylate, pentaerythritol tetra (meth) acrylate, dipentaerythritol tetra (meth) acrylate, Examples thereof include dipentaerythritol penta (meth) acrylate and dipentaerythritol hexa (meth) acrylate.
  • Examples of the carboxylic acid-modified products of poly (meth) acrylates of polyhydric alcohols include succinic acid-modified products of pentaerythritol tri (meth) acrylate and succinic acid-modified products of dipentaerythritol penta (meth) acrylate. .
  • These polyfunctional monomers may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type.
  • a polyfunctional monomer having a carboxyl group and a polyfunctional monomer having no carboxyl group may be used in combination.
  • a succinic acid modified product of pentaerythritol tri (meth) acrylate having a carboxyl group and a succinic acid modified product of dipentaerythritol penta (meth) acrylate are preferred.
  • Such a polyfunctional monomer may be a commercially available product as appropriate.
  • a commercially available product containing a succinic acid modified product of dipentaerythritol penta (meth) acrylate trade names M-520D and TO-2371 (Toagosei Co., Ltd.). Etc.).
  • the content of the polyfunctional monomer used in the colored resin composition for color filters of the present invention is not particularly limited, but the content of the polyfunctional monomer with respect to the total solid content of the colored resin composition is 5 to 60% by mass. 10 to 40% by mass is more preferable. If the content of the polyfunctional monomer is less than the above range, the photocuring may not sufficiently proceed and the exposed part may be eluted, and if the content of the polyfunctional monomer is more than the above range, the alkali developability may be deteriorated. There is.
  • an initiator used in the colored resin composition for color filters of this invention there is no restriction
  • Initiators include aromatic ketones, benzoin ethers, halomethyl oxadiazole compounds, ⁇ -amino ketones, biimidazoles, N, N-dimethylaminobenzophenone, halomethyl-S-triazine compounds, thioxanthone, etc. Can do.
  • Specific examples of the initiator include aromatic ketones such as benzophenone, 4,4′-bisdiethylaminobenzophenone and 4-methoxy-4′-dimethylaminobenzophenone, benzoin ethers such as benzoin methyl ether, and benzoin such as ethylbenzoin.
  • Biimidazoles such as 2- (o-chlorophenyl) -4,5-phenylimidazole dimer, halo such as 2-trichloromethyl-5- (p-methoxystyryl) -1,3,4-oxadiazole Methyloxadiazole compounds, halomethyl-S-triazine compounds such as 2- (4-butoxy-naphth-1-yl) -4,6-bis-trichloromethyl-S-triazine, 2,2-dimethoxy-1, 2-diphenylethane-1-one, 2-methyl-1- [4- (methylthio) phenyl] -2 Morpholinopropanone, 1,2-benzyl-2-dimethylamino-1- (4-morpholinophenyl) -butanone-1,1-hydroxy-cyclohexyl-phenyl ketone, benzyl, benzoylbenzoic acid, methyl benzoylbenzoate, 4 -Benzoyl
  • 2-methyl-1- [4- (methylthio) phenyl] -2-morpholinopropan-1-one, 2-benzyl-2- (dimethylamino) -1- (4-morpholinophenyl) -1- Butanone, 4,4′-bis (diethylamino) benzophenone, and diethylthioxanthone are preferably used.
  • the sensitivity is obtained by combining an ⁇ -aminoacetophenone initiator such as 2-methyl-1- [4- (methylthio) phenyl] -2-morpholinopropan-1-one with a thioxan initiator such as diethylthioxanthone.
  • the content of the ⁇ -aminoacetophenone initiator and the thioxan initiator is preferably 5 to 15% by mass with respect to the total solid content of the colored resin composition.
  • the amount of the initiator is 15% by mass or less, sublimates during the production process are reduced, which is preferable.
  • the amount of the initiator is 5% by mass or more, development resistance such as water stain is improved.
  • the initiator includes an oxime ester photoinitiator from the viewpoint of a high water stain suppression effect.
  • the water stain refers to this phenomenon in which a trace of water stain is generated after rinsing with pure water after alkali development. Such water stain disappears after post-baking, so there is no problem as a product, but it is detected as unevenness in the appearance inspection of the patterning surface after development, and there is a problem that it is impossible to distinguish between normal products and abnormal products. Arise. Therefore, if the inspection sensitivity of the inspection apparatus is lowered in the appearance inspection, the yield of the final color filter product is lowered as a result, which becomes a problem.
  • oxime ester-based photoinitiator those having an aromatic ring are preferable from the viewpoint of reducing contamination of the colored resin composition for color filters and degradation of the apparatus due to decomposition products, and having condensed rings including aromatic rings. More preferred are those having a condensed ring containing a benzene ring and a heterocycle.
  • oxime ester photoinitiators examples include 1,2-octadion-1- [4- (phenylthio)-, 2- (o-benzoyloxime)], ethanone, 1- [9-ethyl-6- (2-methyl) Benzoyl) -9H-carbazol-3-yl]-, 1- (o-acetyloxime), JP 2000-80068 A, JP 2001-233842 A, Special Table 2010-527339, Special Table 2010-527338, It can be appropriately selected from oxime ester photoinitiators described in JP2013-041153A.
  • the oxime ester photoinitiator used in the present invention is preferably an oxime ester photoinitiator that generates an aryl radical, particularly a phenyl radical, and more preferably an oxime ester type that generates an alkyl radical, particularly a methyl radical. It is preferable to use a photoinitiator from the viewpoints of excellent solvent resistance, development resistance, pattern chipping suppression effect, and water stain generation suppression effect. It is presumed that the radical transfer of the alkyl radical is easier to activate than the aryl radical.
  • a photoinitiator having a tertiary amine structure in combination with the oxime ester photoinitiator from the viewpoint of improving sensitivity. Since the photoinitiator having a tertiary amine structure has a tertiary amine structure that is an oxygen quencher in the molecule, radicals generated from the initiator are hardly deactivated by oxygen, and sensitivity can be improved. is there.
  • Examples of commercially available photoinitiators having the tertiary amine structure include 2-methyl-1- (4-methylthiophenyl) -2-morpholinopropan-1-one (for example, Irgacure 907, manufactured by BASF), 2-benzyl-2- (dimethylamino) -1- (4-morpholinophenyl) -1-butanone (eg Irgacure 369, manufactured by BASF), 4,4′-bis (diethylamino) benzophenone (eg Hycure ABP, Kawaguchi Pharmaceutical).
  • 2-methyl-1- (4-methylthiophenyl) -2-morpholinopropan-1-one for example, Irgacure 907, manufactured by BASF
  • 2-benzyl-2- (dimethylamino) -1- (4-morpholinophenyl) -1-butanone eg Irgacure 369, manufactured by BASF
  • an oxime ester photoinitiator as the initiator, and it is preferable to include an alkyl radical oxime ester compound.
  • an alkyl radical oxime ester compound and the ⁇ -aminoalkylphenone-based initiator are combined, it is possible to obtain a coating film having an excellent effect of inhibiting water stain and to easily adjust the sensitivity.
  • an alkyl radical oxime ester compound and an aryl radical oxime ester compound are used in combination, a coating film particularly excellent in solvent resistance and water stain suppression can be obtained with a small amount of initiator. Adjustment is also easy.
  • the amount of the alkyl radical oxime ester compound is preferably 2 to 7% by mass based on the total solid content of the colored resin composition. If the amount of the initiator is less than 7 masses, it is preferable because the pattern does not become too thick with respect to the mask opening. When the amount of the initiator is 2% by mass or more, the solvent resistance is good.
  • the content of the initiator used in the colored resin composition of the present invention is not particularly limited, but is preferably 1 to 40% by mass and more preferably 2 to 30% by mass with respect to the total solid content of the colored resin composition. Preferable is 3 to 20% by mass. If the content is less than the above range, the polymerization reaction cannot be sufficiently caused, so that the hardness of the colored layer may not be sufficient. In some cases, the content of the coloring material or the like in the solid content is relatively small, and a sufficient coloring density cannot be obtained.
  • the colored resin composition of the present invention may contain various additives as necessary within a range that does not impair the object of the present invention.
  • the additive include an antioxidant, a polymerization terminator, a chain transfer agent, a leveling agent, a plasticizer, a surfactant, an antifoaming agent, a silane coupling agent, an ultraviolet absorber, and an adhesion promoter.
  • silane coupling agent In the present invention, a silane coupling agent may be used to improve adhesion to the substrate.
  • the silane coupling agent represents a compound having one or more groups selected from a silanol group and an alkoxysilyl group.
  • a silane coupling agent is normally used 2 mass% or more with respect to the total solid of a colored resin composition from the point of adhesiveness.
  • the present inventors have found that when a silane coupling agent is used in combination with the coloring material represented by the general formula (I), the silane coupling agent changes with time. Obtained.
  • the silane coupling agent is a solid of the colored resin composition because the adhesion to the substrate does not decrease even after long-term storage, and the sensitivity change is suppressed and a patterned colored layer as designed can be obtained. It is preferable to set it as 1 mass% or less with respect to a part, It is more preferable to use at 0.5 mass% or less with respect to the total solid of a colored resin composition, and it is still more preferable not to contain substantially.
  • silane coupling agent examples include vinyl silanes such as vinyltris ( ⁇ -methoxyethoxy) silane, vinylethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, ⁇ -methacryloxypropyltrimethoxysilane, 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane, etc.
  • 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane 3-methacryloxypropylmethyldimethoxysilane, 3-methacryloxypropylmethyldiethoxysilane, 3- Methacryloki Propyl triethoxysilane is preferred.
  • the colored resin composition of the present invention preferably contains an antioxidant from the viewpoint of heat resistance and light resistance.
  • the antioxidant may be appropriately selected from conventionally known antioxidants. Specific examples of antioxidants include, for example, hindered phenol antioxidants, amine antioxidants, phosphorus antioxidants, sulfur antioxidants, hydrazine antioxidants, and the like. From the viewpoint of light resistance, it is preferable to use a hindered phenol antioxidant.
  • hindered phenol-based antioxidant for example, pentaerythritol tetrakis [3- (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate] (trade name: trade name: IRGANOX 1010, manufactured by BASF), 1,3,5-tris (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzyl) isocyanurate (trade name: Irganox 3114, manufactured by BASF), 2,4,6-tris (4-hydroxy-3 , 5-di-tert-butylbenzyl) mesitylene (trade name: Irganox 1330, manufactured by BASF), 2,2′-methylenebis (6-tert-butyl-4-methylphenol) (trade name: Sumilyzer MDP-S, Manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd., 6,6'-thiobis (2-tert-butyl-4-methylphenol) (Trade name: Irganox 1081, manufactured
  • pentaerythritol tetrakis [3- (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate] (trade name: trade name: IRGANOX1010, manufactured by BASF) is preferable from the viewpoint of heat resistance and light resistance. .
  • the amount of the antioxidant is not particularly limited as long as the effect of the present invention is not impaired.
  • the blending amount of the antioxidant is preferably 0.1 to 5.0 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total solid content in the colored resin composition, and preferably 0.5 to 4. More preferably, it is 0 parts by mass. If it is more than the said lower limit, it is excellent in heat resistance and light resistance. On the other hand, if it is below the said upper limit, the colored resin composition of this invention can be made into a highly sensitive photosensitive resin composition.
  • surfactant examples include polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene stearyl ether, polyoxyethylene oleyl ether, polyoxyethylene octyl phenyl ether, polyoxyethylene nonyl phenyl ether, polyethylene glycol dilaurate, polyethylene glycol dilaurate.
  • examples include stearate, sorbitan fatty acid esters, fatty acid-modified polyesters, and tertiary amine-modified polyurethanes.
  • a fluorosurfactant can also be used.
  • plasticizer examples include dibutyl phthalate, dioctyl phthalate, and tricresyl.
  • antifoaming agent and leveling agent examples include silicon-based, fluorine-based, and acrylic compounds.
  • Chain transfer agent for example, a monofunctional thiol compound and a polyfunctional thiol compound are preferable, and among them, a polyfunctional thiol compound is preferable.
  • the monofunctional thiol compound examples include 2-mercaptobenzothiazole, 2-mercaptobenzimidazole, 2-mercaptobenzoxazole, 2-mercaptomethylbenzimidazole, 2-mercaptomethylbenzoxazole, 2-mercaptomethylbenzothiazole and the like.
  • the monofunctional thiol compound is preferably 2-mercaptomethylbenzothiazole from the viewpoint of chain transfer of radicals generated by the photopolymerization initiator and improving curability.
  • the polyfunctional thiol compound is not particularly limited, and various compounds can be used.
  • Examples of polyfunctional thiol compounds include 1,2-ethanedithiol, 1,3-propanedithiol, 1,4-butanedithiol, 1,6-hexanedithiol, 1,8-octanedithiol, 1,2-cyclohexanedithiol , Decanedithiol, ethylene glycol bisthioglycolate, ethylene glycol bis (3-mercaptopropionate), ethylene glycol bisthioglycolate, 1,4-butanediol dithioglycolate, 1,4-butanediol bis (3- Mercaptopropionate), trimethylolpropane tristhioglycolate, trimethylolpropane tris (3-mercaptopropionate), pentaerythritol tetrakisthioglycolate, pentaerythritol t
  • polyfunctional thiol compound examples include trimercaptopropionic acid tris (2-hydroxyethyl) isocyanurate, 1,4-dimethylmercaptobenzene, 2,4,6-trimercapto-s-triazine, 2- (N, N -Dibutylamino) -4,6-dimercapto-s-triazine and the like.
  • Polyfunctional thiol compounds include 2,5-hexanedithiol, 2,9-decanedithiol, 1,4-bis (1-mercaptoethyl) benzene, diphthalic acid (1-mercaptoethyl ester), diphthalic acid ( 2-mercaptopropyl ester), phthalic acid di (3-mercaptobutyl ester), phthalic acid di (3-mercaptoisobutyl ester) and the like having a substituent at the carbon atom at the ⁇ -position and / or ⁇ -position
  • Polyfunctional thiol compounds ethylene glycol bis (3-mercaptobutyrate), propylene glycol bis (3-mercaptobutyrate), diethylene glycol bis (3-mercaptobutyrate), butanediol bis (3-mercaptobutyrate), octanediol Bis (3-mercaptobutyrate), trimethylo Propanetris (3-mercaptobutyrate), pentaerythr
  • the polyfunctional thiol compound is pentaerythritol tetrakis (3-mercaptobutyrate).
  • the product include pentaerythritol tetrakis (3-mercaptobutyrate) (PTMP; manufactured by Showa Denko KK, “Karenz MT (trademark) PE1”).
  • the total content of the color material represented by the general formula (I) and other color materials is 3 to 65% by mass, more preferably 4 to 55% by mass, based on the total solid content of the colored resin composition. It is preferable to mix
  • the solid content is everything except the above-mentioned solvent, and includes a liquid polyfunctional monomer.
  • the content of the dispersant is not particularly limited as long as it can uniformly disperse the coloring material represented by the general formula (I).
  • the solid content of the colored resin composition It can be used in an amount of 3 to 40% by weight based on the total amount. Furthermore, it is preferably 5 to 35% by mass, more preferably 5 to 25% by mass, based on the total solid content of the colored resin composition. If it is more than the said lower limit, it is excellent in the dispersibility and dispersion stability of a color material represented by general formula (I), and is excellent in the aging stability of a viscosity.
  • luminance of a colored layer will become favorable.
  • the total content of the alkali-soluble resin, the polyfunctional monomer, and the initiator is 10 to 92% by mass, preferably 15 to 87% by mass with respect to the total solid content of the colored resin composition. preferable. If it is more than the said lower limit, the colored layer which has sufficient hardness and adhesiveness with a board
  • the coating property can be excellent.
  • the method for producing a colored resin composition for a color filter of the present invention comprises the color material dispersion of the present invention, an alkali-soluble resin, a polyfunctional monomer, an initiator, a solvent, and various additive components used as desired. Any color material may be used as long as it is uniformly dispersed in a solvent by a dispersant, and can be prepared by mixing using a known mixing means.
  • Examples of the method for preparing the resin composition include: (1) a method of mixing an alkali-soluble resin, a polyfunctional monomer, an initiator, and various additive components used as required in the color material dispersion of the present invention; (2) A method in which a coloring material, a dispersant, an alkali-soluble resin, a polyfunctional monomer, an initiator, and various additive components used as desired are simultaneously charged and mixed in a solvent; (3) in a solvent (4) In a solvent, adding a dispersing agent, an alkali-soluble resin, a polyfunctional monomer, an initiator, and various additive components used as desired, mixing them, and then adding a coloring material; In addition, a colorant, a dispersant, and an alkali-soluble resin are added to prepare a dispersion, and the alkali-soluble resin, a polyfunctional monomer, an initiator, and various additions used as desired are added to the dispersion. Add the ingredients, How to engagement; and the like. Among these methods, the method (4)
  • Color filter is a color filter comprising at least a transparent substrate and a colored layer provided on the transparent substrate, wherein at least one of the colored layers is the colored resin composition according to the present invention. It has a colored layer formed by curing a product.
  • FIG. 1 is a schematic sectional view showing an example of the color filter of the present invention.
  • the color filter 10 of the present invention has a transparent substrate 1, a light shielding part 2, and a colored layer 3.
  • At least one of the colored layers used in the color filter of the present invention is a colored layer formed by curing the colored resin composition for a color filter according to the present invention.
  • the colored layer is usually formed in an opening of a light shielding part on a transparent substrate, which will be described later, and is usually composed of three or more colored patterns.
  • the arrangement of the colored layers is not particularly limited, and for example, a general arrangement such as a stripe type, a mosaic type, a triangle type, or a four-pixel arrangement type can be used.
  • variety, area, etc. of a colored layer can be set arbitrarily.
  • the thickness of the colored layer is appropriately controlled by adjusting the coating method, the solid content concentration, the viscosity, and the like of the colored resin composition, but is usually preferably in the range of 1 to 5 ⁇ m.
  • the colored layer can be formed by the following method.
  • a coating means such as a spray coating method, a dip coating method, a bar coating method, a coal coating method, a spin coating method, or a die coating method.
  • a wet coating After drying the wet coating film using a hot plate or oven, it is exposed to light through a mask having a predetermined pattern, and an alkali-soluble resin and a polyfunctional monomer are photopolymerized.
  • a photosensitive coating film is used.
  • Examples of the light source used for exposure include ultraviolet rays such as a low-pressure mercury lamp, a high-pressure mercury lamp, and a metal halide lamp, and an electron beam.
  • the exposure amount is appropriately adjusted depending on the light source used, the thickness of the coating film, and the like.
  • the heating conditions are appropriately selected depending on the blending ratio of each component in the colored resin composition to be used, the thickness of the coating film, and the like.
  • a coating film is formed with a desired pattern by melt
  • a solution in which an alkali is dissolved in water or a water-soluble solvent is usually used.
  • An appropriate amount of a surfactant or the like may be added to the alkaline solution.
  • a general method can be adopted as the developing method.
  • the developer is usually washed and the cured coating film of the colored resin composition is dried to form a colored layer.
  • the heating conditions are not particularly limited and are appropriately selected depending on the application of the coating film.
  • the light shielding part in the color filter of the present invention is formed in a pattern on a transparent substrate described later, and can be the same as that used as a light shielding part in a general color filter.
  • the pattern shape of the light shielding portion is not particularly limited, and examples thereof include a stripe shape and a matrix shape.
  • Examples of the light-shielding portion include those obtained by dispersing or dissolving a black pigment in a binder resin, and metal thin films such as chromium and chromium oxide.
  • the metal thin film may be a CrO x film (x is an arbitrary number) and a laminate of two Cr films, and a CrO x film (x is an arbitrary number) with a reduced reflectance.
  • the light shielding part is a material in which a black color material is dispersed or dissolved in a binder resin
  • the light shielding part can be formed by any method that can pattern the light shielding part, and is not particularly limited. For example, a photolithography method, a printing method, an ink jet method and the like using the colored resin composition for the light shielding part can be exemplified.
  • the patterned light-shielding portion can be formed by, for example, a method similar to the formation of the colored layer.
  • the thickness of the light shielding portion is set to about 0.2 to 0.4 ⁇ m in the case of a metal thin film, and about 0.5 to 2 ⁇ m in the case where a black color material is dispersed or dissolved in a binder resin. Is set.
  • the chromaticity of the colored layer of the color filter may be appropriately adjusted according to the light source and the like, and is not particularly limited.
  • x is 0 or less in the chromaticity (x, y) of the C light source. It is preferable that 12 to 0.27 and y be in the range of 0.04 to 0.18.
  • the transparent substrate in the color filter of the present invention is not particularly limited as long as it is a base material transparent to visible light, and a transparent substrate used for a general color filter can be used.
  • transparent flexible rigid materials such as quartz glass, alkali-free glass, and synthetic quartz plates, or transparent flexible flexible materials such as transparent resin films, optical resin plates, and flexible glasses. Materials.
  • the thickness of the transparent substrate is not particularly limited, but for example, a thickness of about 100 ⁇ m to 1 mm can be used according to the use of the color filter of the present invention.
  • the color filter of the present invention is one in which, for example, an overcoat layer, a transparent electrode layer, an alignment film, an alignment protrusion, a columnar spacer, and the like are formed in addition to the transparent substrate, the light shielding portion, and the colored layer. May be.
  • Display Device A display device according to the present invention includes the color filter according to the present invention.
  • the configuration of the display device is not particularly limited, and can be appropriately selected from conventionally known display devices, such as a liquid crystal display device and an organic light emitting display device.
  • the liquid crystal display device includes the above-described color filter according to the present invention, a counter substrate, and a liquid crystal layer formed between the color filter and the counter substrate.
  • a liquid crystal display device of the present invention will be described with reference to the drawings.
  • FIG. 2 is a schematic diagram illustrating an example of a liquid crystal display device.
  • the liquid crystal display device 40 includes a color filter 10, a counter substrate 20 having a TFT array substrate and the like, and a liquid crystal layer 30 formed between the color filter 10 and the counter substrate 20.
  • the liquid crystal display device of the present invention is not limited to the configuration shown in FIG. 2, but can be a configuration generally known as a liquid crystal display device using a color filter.
  • the driving method of the liquid crystal display device of the present invention is not particularly limited, and a driving method generally used for a liquid crystal display device can be employed. Examples of such a drive method include a TN method, an IPS method, an OCB method, and an MVA method. In the present invention, any of these methods can be preferably used. Further, the counter substrate can be appropriately selected and used according to the driving method of the liquid crystal display device of the present invention. Furthermore, as the liquid crystal constituting the liquid crystal layer, various liquid crystals having different dielectric anisotropy and mixtures thereof can be used according to the driving method of the liquid crystal display device of the present invention.
  • a method for forming a liquid crystal layer a method generally used as a method for producing a liquid crystal cell can be used, and examples thereof include a vacuum injection method and a liquid crystal dropping method.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view illustrating an example of an organic light emitting display device.
  • the organic light emitting display device 100 of the present invention includes a color filter 10 and an organic light emitter 80.
  • An organic protective layer 50 and an inorganic oxide film 60 may be provided between the color filter 10 and the organic light emitter 80.
  • the transparent anode 71, the hole injection layer 72, the hole transport layer 73, the light emitting layer 74, the electron injection layer 75, and the cathode 76 are sequentially formed on the upper surface of the color filter. Examples thereof include a method and a method in which an organic light emitter 80 formed on another substrate is bonded onto the inorganic oxide film 60.
  • the transparent anode 71, the hole injection layer 72, the hole transport layer 73, the light emitting layer 74, the electron injection layer 75, the cathode 76, and other configurations in the organic light emitting body 80 known structures can be appropriately used.
  • the organic light emitting display device 100 manufactured as described above can be applied to, for example, a passive drive type organic EL display or an active drive type organic EL display.
  • the organic light emitting display device of the present invention is not limited to the configuration shown in FIG. 3, and may be a known configuration as an organic light emitting display device that generally uses a color filter.
  • the weight average molecular weight Mw of the basic copolymer is determined as a standard polystyrene equivalent value by GPC (gel permeation chromatography).
  • GPC gel permeation chromatography
  • HLC-8120GPC manufactured by Tosoh Corporation was used
  • the elution solvent was N-methylpyrrolidone to which 0.01 mol / liter of lithium bromide was added
  • polystyrene standards for calibration curves were Mw377400, 210500, 96000, 50400.
  • the acid value (mgKOH / g) is a value determined by potentiometric titration according to JIS K0070.
  • block copolymer I After 1 hour, 10 g of dimethylaminoethyl methacrylate was added dropwise over 15 minutes. After reacting for 1 hour, 5 g of methanol was added to stop the reaction. The solvent was removed under reduced pressure to obtain block copolymer I.
  • the weight average molecular weight Mw determined by GPC measurement (NMP LiBr 10 mM) was 7.600, and the amine value was 70 mgKOH / g.
  • the obtained block copolymer I was dissolved in PGMEA to prepare a 60 wt% solution.
  • Karenz MOI manufactured by Showa Denko KK
  • the obtained macromonomer I had a weight average molecular weight (Mw) of 4010, a number average molecular weight (Mn) of 1910, and a molecular weight distribution (Mw / Mn) of 2.10.
  • the obtained graft copolymer I had a weight average molecular weight (Mw) of 11480, a number average molecular weight (Mn) of 4650, and a molecular weight distribution (Mw / Mn) of 2.47.
  • the amine value was 89 mgKOH / g.
  • the weight average molecular weight was measured by Shodex GPC System-21H using polystyrene as a standard substance and THF as an eluent.
  • the acid value was measured based on JIS K 0070.
  • the weight average molecular weight and the acid value of the alkali-soluble resins B to E were measured in the same manner.
  • Preparation Examples 2 to 3 Preparation of photosensitive binder components CR-2 to CR-3)
  • Preparation Example 1 except that the alkali-soluble resin B to C solutions (solid content 40% by mass) of Production Examples 2-3 were used in place of the alkali-soluble resin A solution (solid content 40% by mass) in Preparation Example 1.
  • photosensitive binder components CR-2 to CR-3 were obtained.
  • Preparation Example 5 Preparation of photosensitive binder component CR-5)
  • the same procedure as in Preparation Example 1 was used except that the alkali-soluble resin D solution (solid content 40% by mass) of Production Example 4 was used instead of the alkali-soluble resin A solution (solid content 40% by mass).
  • the alkali-soluble resin D solution (solid content 40% by mass) of Production Example 4 was used instead of the alkali-soluble resin A solution (solid content 40% by mass).
  • Example 1 Preparation of colorant dispersion A-1
  • PGMEA In a 225 mL mayonnaise bottle, 65.1 parts by mass of PGMEA, 14.6 parts by mass of an alkali-soluble resin E solution (solid content 40% by mass), 6.8 parts by mass of the block conformal part of Synthesis Example 4) 6.8 parts by mass were added. did. Thereto was added 0.48 part by mass of phenylphosphonic acid (trade name: PPA, manufactured by Nissan Chemical Co., Ltd.) (0.6 molar equivalent to the tertiary amino group of the block copolymer), and the mixture was stirred at room temperature for 30 minutes.
  • PPA phenylphosphonic acid
  • Examples 2 to 19 Colorant dispersions A-2 to A-3, B-1 to B-6, C-1 to C-2, D-1 to D-4, E-1 to E-2 Preparation of F-1 and F-2)
  • Example 1 the solid content of the block copolymer and the total mass part of the organic acid compound were constant, and the type of the block copolymer and the blending ratio of phenylphosphonic acid were changed as shown in Table 1
  • coloring material dispersions A-2 to A-3, B-1 to B-6, C-1 to C-2, D-1 to D-4, E-1 to E-2 F-1 and F-2 were obtained.
  • Example 1 Colorant dispersions A-4, B-7 to B-8, C-3 to C-4, D-5 to D-7, E-3 to E-4, F-3 ⁇ Preparation of F-5, G, H
  • the solid content of the block copolymer and the total mass part of the organic acid compound were constant, and the type of the block copolymer and the blending ratio of phenylphosphonic acid were changed as shown in Table 1
  • the colorant dispersions A-4, B-7 to B-8, C-3 to C-4, D-5 to D-7, E-3 to E-4, F-3 ⁇ F-5, G, H were obtained.
  • Example 20 Preparation of colored resin composition
  • 30.5 parts by weight of colorant dispersion A-1 of Example 1 26.9 parts by weight of photosensitive binder component CR-1 of Preparation Example 1, 0.01 part by weight of a surfactant Megafac R08MH (manufactured by DIC), 42.5 parts by mass of PGMEA was mixed to obtain a colored resin composition of Example 20.
  • a surfactant Megafac R08MH manufactured by DIC
  • Example 21 to 38 Preparation of colored resin composition
  • the colored resin compositions of Examples 21 to 38 were the same as Example 20 except that the color material dispersion liquids described in Table 2 below were used instead of the color material dispersion liquid A-1. Got.
  • Example 39 to 42 Preparation of colored resin composition
  • the color material dispersion D-1 is used in place of the color material dispersion A-1
  • the photosensitive binder components CR-2 to CR-5 are used in place of the photosensitive binder component CR-1.
  • a colored resin composition of Examples 39 to 42 was obtained in the same manner as in Example 20 except that.
  • Comparative Examples 18 to 34 Preparation of colored resin composition
  • Example 20 colored resin compositions of Comparative Examples 18 to 34 were obtained in the same manner as in Example 20, except that the colorant dispersion and the photosensitive binder component were changed to the combinations shown in Table 2 below.
  • ⁇ Viscosity stability evaluation of colored resin composition The colored resin compositions of Examples and Comparative Examples were measured using the same method as the dispersion stability evaluation of the colorant dispersion. Comparing the viscosity after 1 day of preparation with the viscosity after storage for 1 month, the viscosity change is less than 3% A, the viscosity change is more than 3% and less than 5%, B is more than 5% This was designated as C. The results are shown in Table 1. If the viscosity change is within 5%, the stability is excellent and the practical range is evaluated.
  • ⁇ Eab ⁇ (L 1 ⁇ L 0 ) 2 + (a 1 ⁇ a 0 ) 2 + (b 1 ⁇ b 0 ) 2 ⁇ 1/2 ⁇ Eab is 3 or less, A is ⁇ Eab is more than 3 and less than 5 B, ⁇ Eab is more than 5 and less than 6 is C, ⁇ Eab is more than 6 is D. If ⁇ Eab is 5 or less, it is evaluated as being excellent in heat resistance and in a practical range.
  • Examples 1 to 19 each having a colorant represented by the general formula (I), a dispersant, and an organic acid compound, wherein the dispersant and the organic acid compound satisfy the above formulas (1) to (3) It was revealed that the colorant dispersion was excellent in dispersion stability because the viscosity change was within 10% even after storage for 1 month.
  • the colored resin compositions of Examples 20 to 42 prepared using the colorant dispersions of Examples 1 to 19 are excellent in dispersion stability and capable of forming a coating film with improved heat resistance. Became clear.
  • the colored resin composition of Example 41 using a polyfunctional monomer having a carboxyl group was found to have particularly excellent heat resistance.
  • FIG. 5 is an XA plan view showing the relationship between A and X in the color material dispersions of Examples 1 to 22 and Comparative Examples 1 to 15.
  • a region satisfying A ⁇ X ⁇ 40, A ⁇ (1 ⁇ X) ⁇ 42, A ⁇ 160, A ⁇ 70, and X ⁇ 1.5 is a region I; A ⁇ X ⁇ 40, A ⁇ (1 -X)> 42, and region II satisfying A ⁇ 160; region II; A ⁇ X ⁇ 40, region viewing A ⁇ (1-X) ⁇ 42 and A ⁇ 70 region III; A ⁇ X ⁇ 40, A portion satisfying A ⁇ (1-X)> 42, A ⁇ 160, and A ⁇ 70 is defined as a region IV.
  • Region I contains the colorant dispersions of Examples 1 to 19.
  • Region II contains the colorant dispersions of Comparative Examples 3, 5, 7, 8, 10, 12, and 13.
  • Region III contains the colorant dispersion of Comparative Example 1.
  • the region IV includes the color material dispersions of Comparative Examples 2, 4, 6, 9, and 11.
  • the color material dispersions of Examples and Comparative Examples included in the regions I and II were excellent in dispersion stability.
  • a When XX 40 becomes a boundary line and A ⁇ X ⁇ 40 (Formula 2) is satisfied, it was revealed that the dispersion stability of the colorant dispersion is excellent.
  • Examples 43 to 61 Preparation of colorant dispersion
  • Examples 1 to 19 were the same as Examples 1 to 19 except that equimolar amounts of p-toluenesulfonic acid monohydrate (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) were used instead of PPA.
  • 43 to 61 colorant dispersions in order of K-1 to K-3, L-1 to L-6, M-1 to M-2, N-1 to N-4, O-1 to O-2) , P-1 to P-2).
  • Comparative Examples 35 to 47 Preparation of colorant dispersion
  • Comparative Examples 1 to 13 were the same as Comparative Examples 1 to 13 except that equimolar amounts of p-toluenesulfonic acid monohydrate (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) were used instead of PPA.
  • 35 to 47 colorant dispersions in order of K-4, L-7 to L-8, M-3 to M-4, N-5 to N-7, O-3 to O-4, P-3) To P-4).
  • Example 20 Preparation of colored resin composition
  • the colored resin compositions of Examples 62 to 80 were obtained in the same manner as Example 20, except that the colorant dispersion and the photosensitive binder component were changed to the combinations shown in Table 4 below.
  • Comparative Examples 48 to 60 Preparation of colored resin composition
  • Example 20 colored resin compositions of Comparative Examples 48 to 60 were obtained in the same manner as Example 20, except that the colorant dispersion and the photosensitive binder component were changed to the combinations shown in Table 4 below.
  • Examples 43 to 61 each having a coloring material represented by the general formula (I), a dispersant, and an organic acid compound, wherein the dispersant and the organic acid compound satisfy the above formulas (1) to (3). It was revealed that the colorant dispersion was excellent in dispersion stability because the viscosity change was within 10% even after storage for 1 month.
  • the colored resin compositions of Examples 62 to 80 prepared using the colorant dispersions of Examples 43 to 61 have excellent dispersion stability and can form a coating film with improved heat resistance. Became clear.
  • EEMA 1-ethoxyethyl methacrylate
  • TMSMA 2- (trimethylsilyloxy) ethyl methacrylate
  • EHMA 2-ethylhexyl methacrylate
  • BMA n-butyl methacrylate
  • BzMA benzyl methacrylate
  • MMA methyl methacrylate
  • DMMA dimethylaminoethyl methacrylate
  • MAA methacrylic acid
  • the structural unit was derived from 2-hydroxyethyl methacrylate (HEMA).
  • HEMA 2-hydroxyethyl methacrylate
  • the obtained block copolymer PGMEA solution was reprecipitated in hexane, purified by filtration and vacuum drying, and a block copolymer X (acid value 8 mg KOH / g, Tg 38 ° C.) was obtained.
  • the block copolymer X thus obtained was confirmed by GPC (gel permeation chromatography).
  • the weight average molecular weight Mw was 7730.
  • the amine value was 95 mgKOH / g.
  • Preparation Examples 7 to 12 Preparation of photosensitive binder component CR-7 to 12
  • photosensitive binder components CR-7 to 12 were added in the same manner as in Preparation Example 6, except that the type and amount of the initiator were changed to the combinations described in the columns of Examples 96 to 101 in Table 8. Obtained.
  • the abbreviation of the initiator in Table 8 is as follows.
  • IRG907 Irgacure 907 (manufactured by BASF) DETX: Kayacure DETX-S (Nippon Kayaku)
  • OXE01 Irgacure OXE01 (manufactured by BASF)
  • OXE02 Irgacure OXE02 (BASF)
  • NCI930 ADEKA ARKLES NCI-930 (manufactured by ADEAKA, oxime ester photoinitiator)
  • PBG304 TR-PBG-304 (Changzhou Power Electronics New Materials Co., Ltd., oxime ester photoinitiator)
  • Preparation Examples 20 to 26 Preparation of photosensitive binder component CR-20 to 26
  • the alkali-soluble resin G solution propylene glycol monomethyl ether acetate solution of an acid anhydride polycondensate of epoxy acrylate having a fluorene skeleton, trade name V259ME, Nippon Steel & Sumikin Chemical Photosensitivity in the same manner as in Preparation Examples 6 to 12, except that the solid content was changed to 55.8% and the amount used was adjusted so that the solid content would be the same part by mass.
  • Binder components CR-20 to 26 were obtained.
  • Example 81 Preparation of colorant dispersion Q
  • PGMEA PGMEA
  • an alkali-soluble resin E solution solid content 40% by mass
  • the block copolymer IX solution of Synthesis Example 10 (amine value 95 mgKOH / g, solid content 45) (Mass%) 10.0 parts by mass was added and stirred.
  • phenylphosphonic acid trade name: PPA, manufactured by Nissan Chemical Co., Ltd.
  • 0.6 molar equivalent to the tertiary amino group of the block copolymer was stirred at room temperature for 30 minutes.
  • Example 82 to 87 Preparation of colorant dispersion
  • Example 81 except that the block copolymer IX solution was changed to the block copolymer X to XIV solutions of Synthesis Examples 11 to 15, respectively, in the same manner as in Example 81, Examples 82 to 87 Color material dispersions R to W were obtained.
  • Example 88 Preparation of colored resin composition
  • Example 89 to 94 Preparation of colored resin composition
  • the colored resin compositions of Examples 89 to 94 were obtained in the same manner as Example 88, except that instead of the color material dispersion Q, the color material dispersions were changed to R to W, respectively.
  • the colored resin compositions of Examples 88 to 94 were evaluated in the same manner as the viscosity stability evaluation, heat resistance evaluation, development time evaluation, and solvent resolubility evaluation of the colored resin composition. . The results are shown in Table 7.
  • Example 95 to 117 Preparation of colored resin composition
  • the colored resin compositions of Examples 95 to 117 were the same as Example 88 except that the photosensitive binder component CR-6 to 28 was used instead of the photosensitive binder component CR-1 in Example 88, respectively. Got.
  • Example 118 Preparation of colored resin composition
  • Example 119 to 140 Preparation of colored resin composition
  • the colored resin compositions of Examples 119 to 140 were the same as Example 118 except that instead of the photosensitive binder component CR-6 in Example 118, the photosensitive binder components CR-7 to 26 were changed, respectively. Got.
  • Example 118 Preparation of colored resin composition
  • the colored resin compositions of Examples 141 to 150 were obtained in the same manner as Example 118 except that the colorant dispersion and the photosensitive binder component were changed as shown in the table.
  • NMP swelling test> The thickness of the colored resin composition of the example after post-baking using a spin coater is 2 on a glass substrate (NH Techno Glass Co., Ltd., “NA35”) having a thickness of 0.7 mm and a size of 100 mm ⁇ 100 mm. It was applied so as to be about 5 ⁇ m. Then, it heat-dried for 3 minutes on an 80 degreeC hotplate. A cured film (blue colored film) was obtained by irradiating ultraviolet rays of 40 mJ / cm 2 using an ultrahigh pressure mercury lamp without using a photomask and post-baking in a clean oven at 220 ° C. for 30 minutes. The thickness of the obtained cured film is measured and set to T1.
  • T2 / T1 ⁇ 100 (%) is calculated.
  • AA is less than 103%
  • A is 103% or more and less than 105%
  • B is 105% or more and less than 110%
  • 110% or more and less than 115% The case was C and 115% or more was D.
  • Tables 8-10 If the above evaluation criteria are AA, A, B or C, they can be used practically, but if the evaluation result is B and further A, the effect is more excellent.
  • ⁇ Development residue evaluation> After applying the colored resin composition of the example on a glass substrate (“NA35” manufactured by NH Techno Glass Co., Ltd.) having a thickness of 0.7 mm and a size of 100 mm ⁇ 100 mm, using a spin coater, By using it and drying at 80 ° C. for 3 minutes, a colored layer having a thickness of 3.0 ⁇ m was formed.
  • the glass plate on which the colored layer was formed was shower-developed for 60 seconds using a 0.05% by mass aqueous potassium hydroxide solution as an alkaline developer.
  • the photosensitive colored resin compositions for color filters obtained in the examples and comparative examples were each spinned on a glass substrate (“NA35” manufactured by NH Techno Glass Co., Ltd.) having a thickness of 0.7 mm and a size of 100 mm ⁇ 100 mm. After applying using a coater, the coating was dried at 60 ° C. for 3 minutes using a hot plate to form a colored layer having a thickness of 2.5 ⁇ m. This colored layer was irradiated with ultraviolet rays of 60 mJ / cm 2 using a super high pressure mercury lamp through a photomask having a mask opening width of 2 to 80 ⁇ m.
  • the glass plate on which the colored layer was formed was shower-developed for 60 seconds using a 0.05% by mass aqueous potassium hydroxide solution as an alkaline developer.
  • the substrate after development was observed with an optical microscope, and the presence or absence of a colored layer with respect to the mask opening line width was observed. The results are shown in Tables 8-10.
  • a colored layer was observed in a portion having a mask opening line width of less than 10 ⁇ m
  • E A colored layer was not observed in a portion having a mask opening line width of 80 ⁇ m or less. If the above evaluation criteria are A, B or C, they can be used practically, but if the evaluation result is B and further A, the photosensitive colored resin composition for color filters is suitable for higher definition.
  • a colored resin composition using a dispersant having an acid value of 1 mgKOH / g or more and 18 mgKOH / g or less and a glass transition temperature of 30 ° C. or more is particularly excellent in development residue, substrate adhesion, and development adhesion. It became clear. It was revealed that the colored resin composition using the alkali-soluble resin represented by the general formula (B) is more suppressed in swelling due to NMP and excellent in solvent resistance. Moreover, the Example using an oxime ester type

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Abstract

 経時安定性に優れ、耐熱性が向上した塗膜を形成可能な色材分散液を提供する。 下記一般式(I)で表される色材と、分散剤と、有機酸化合物と、溶剤とを含有する色材分散液であって、前記分散剤が、少なくとも下記一般式(II)で表される構成単位(a)を有し、アミン価が70mgKOH/g以上160mgKOH/g以下のブロック共重合体であり、前記溶剤が23℃における前記色材の溶解度が0.1(g/10ml溶剤)以下の溶剤であり、下記式(1)及び式(2)を満たし、Xが1未満の範囲では更に下記式(3)を満たす色材分散液。 X≦1.5 式(1) A×X≧40 式(2) A×(1-X)≦42 式(3) (上記式(1)~(3)、一般式(I)、一般式(II)中の各符号は、明細書に記載のとおりである。)

Description

色材分散液、カラーフィルタ用着色樹脂組成物、カラーフィルタ及び表示装置
 本発明は、色材分散液、カラーフィルタ用着色樹脂組成物、カラーフィルタ及び表示装置に関する。
 ディスプレイ等に代表される薄型画像表示装置、いわゆるフラットパネルディスプレイが、ブラウン管型ディスプレイよりも薄く奥行き方向に場所をとらないことを特徴として数多く上市された。その市場価格は生産技術の進化と共に年々価格が手ごろになり、さらに需要が拡大され、生産量も年々増加している。特にカラー液晶テレビはほぼTVのメインストリームに到達した。また、最近においては、自発光により視認性が高い有機ELディスプレイのような有機発光表示装置も、次世代画像表示装置として注目されている。これらの画像表示装置の性能においては、コントラストや色再現性の向上といったさらなる高画質化や消費電力の低減が強く望まれている。
 これらの液晶表示装置や有機発光表示装置には、カラーフィルタが用いられる。例えばカラー液晶ディスプレイの場合は、バックライトを光源とし、電気的に液晶を駆動させることで光量を制御し、その光がカラーフィルタを通過することで色表現を行っている。よって液晶テレビの色表現にはカラーフィルタは無くてはならず、またディスプレイの性能を左右する大きな役目を担っている。また、有機発光表示装置では、画素の色調整をカラーフィルタを用いて行う場合や、白色発光の有機発光素子にカラーフィルタを用いて液晶表示装置と同様にカラー画像を形成する場合がある。
 近年の傾向として、画像表示装置の省電力化が求められており、バックライトの利用効率を向上させるためにカラーフィルタの高輝度化が特に求められている。特にモバイルディスプレイ(携帯電話、スマートフォン、タブレットPC)では大きな課題である。
 技術進化により電池容量が大きくなったとは言え、モバイルの蓄電量は有限であることに変わりはなく、その一方で画面サイズの拡大に伴い消費電力は増加する傾向にある。モバイル端末の使用可能時間や充電頻度に直結するために、カラーフィルタを含む画像表示装置は、モバイル端末の設計や性能を左右する。
 ここで、カラーフィルタは、一般的に、透明基板と、透明基板上に形成され、赤、緑、青の三原色の着色パターンからなる着色層と、各着色パターンを区画するように透明基板上に形成された遮光部とを有している。
 このような着色層の形成方法においては、色材として耐熱性や耐光性に優れた顔料を用いた、顔料分散法が広く用いられてきた。しかし、従来の顔料を用いたカラーフィルタでは、現在の更なる高輝度化の要求を達成することが困難となってきた。
 高輝度化を達成するための一つの手段として、染料を用いたカラーフィルタ用感光性樹脂組成物が検討されている。染料は顔料に比べて、一般に透過率が高く、高輝度のカラーフィルタを製造し得るが、耐熱性や耐光性が悪く、カラーフィルタ製造工程における高温加熱時等に、色度が変化し易いという問題があった。また、染料を用いた感光性樹脂組成物は、乾燥工程中に異物を析出し易いという問題があった。塗膜に異物が析出するとコントラストが著しく悪化して着色層として使用することは困難であった。
 特許文献1には、特定の染料と顔料とを含む色材と、特定の溶剤とを含む、特定の着色感光性樹脂組成物が開示されている。特許文献1によれば、当該着色感光性樹脂組成物により、耐熱性が高く、塗布むらが少ない塗膜が得られるとされている。
 また、特許文献2には、色材として、特定構造の有機溶剤可溶性染料と、有機顔料とを含む、特定の青色感光性樹脂組成物が開示されている。特許文献2によれば、当該着色感光性樹脂組成物を用いることにより高明度なカラーフィルタが得られるとされている。
 特許文献1及び2における上記特定の染料は、溶剤に溶解して用いられており、耐熱性や耐光性が悪く、また染料を溶解させるための極性溶剤を含むため安定性が悪かった。
 特許文献3には、複数の染料骨格が架橋基によって架橋された2価以上のカチオンと、2価以上のアニオンを含む特定の色材を含有するカラーフィルタ用着色樹脂組成物が開示されている。上記色材を含有するカラーフィルタ用着色樹脂組成物により形成された着色層は高コントラストで、耐溶剤性及び電気信頼性に優れていることが開示されている。
特開2010-211198号公報 特開2010-32999号公報 国際公開第2012/144521号パンフレット
 特許文献3に記載されている特定の色材を含有する着色樹脂組成物は、粘度安定性を確保することが難しいという課題があった。また、着色層の更なる耐熱性の向上も求められていた。
 本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、経時安定性に優れ、耐熱性が向上した塗膜を形成可能な色材分散液、経時安定性に優れ、耐熱性が向上した着色層を形成可能なカラーフィルタ用着色樹脂組成物、当該着色樹脂組成物を用いた高輝度なカラーフィルタ、及び当該カラーフィルタを有する表示装置を提供することを目的とする。
 本発明に係る色材分散液は、下記一般式(I)で表される色材と、分散剤と、有機酸化合物と、溶剤とを含有する色材分散液であって、
 前記分散剤が、少なくとも下記一般式(II)で表される構成単位(a)を有し、アミン価が70mgKOH/g以上160mgKOH/g以下のブロック共重合体であり、
 前記溶剤が、23℃における前記色材の溶解度が0.1(g/10ml溶剤)以下の溶剤であり、
 前記分散剤の前記アミン価をA(mgKOH/g)とし、前記色材分散液中に含まれる前記有機酸化合物の物質量X(mol)と前記色材分散液中に含まれる前記分散剤を構成する前記構成単位(a)の物質量X(mol)との比をX(=X/X)としたときに、下記式(1)及び式(2)を満たし、Xが1未満の範囲では更に下記式(3)を満たすことを特徴とする。
   X≦1.5         式(1)
   A×X≧40        式(2)
   A×(1-X)≦42    式(3)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
(一般式(I)中、Aは、Nと直接結合する炭素原子がπ結合を有しないa価の有機基であって、当該有機基は、少なくともNと直接結合する末端に飽和脂肪族炭化水素基を有する脂肪族炭化水素基、又は当該脂肪族炭化水素基を有する芳香族基を表し、炭素鎖中にO、S、Nが含まれていてもよい。Bc-は少なくともタングステンを含むc価のポリ酸アニオンを表す。R~Rは各々独立に水素原子、置換基を有していてもよいアルキル基又は置換基を有していてもよいアリール基を表し、RiiとRiii、RivとRが結合して環構造を形成してもよい。Arは置換基を有していてもよい2価の芳香族基を表す。複数あるR~R及びArはそれぞれ同一であっても異なっていてもよい。
 a及びcは2以上の整数、b及びdは1以上の整数を表す。eは0又は1であり、eが0のとき結合は存在しない。複数あるeは同一であっても異なっていてもよい。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
(一般式(II)中、Rは、水素原子又はメチル基、Qは、直接結合又は2価の連結基、Rは、炭素数1~8のアルキレン基、-[CH(R)-CH(R)-O]-CH(R)-CH(R)-又は-[(CH-O]-(CH-で示される2価の有機基、R及びRは、それぞれ独立に、置換されていてもよい鎖状又は環状の炭化水素基を表すか、R及びRが互いに結合して環状構造を形成する。R及びRは、それぞれ独立に水素原子又はメチル基である。
 xは1~18の整数、yは1~5の整数、zは1~18の整数を示す。)
 本発明の色材分散液においては、前記有機酸化合物が、下記一般式(IV)、及び下記一般式(V)よりなる群から選択される1種以上であることが、分散安定性の点から好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
(式(IV)及び式(V)中、R及びRa’はそれぞれ独立に、水素原子、水酸基、炭素数1~18のアルキル基、炭素数2~18のアルケニル基、アラルキル基、アリール基、-[CH(R)-CH(R)-O]-R、-[(CH-O]-R、又は-O-Ra’’で示される1価の基であり、R及びRa’のいずれかは炭素原子を含む。Ra’’は、炭素数1~18のアルキル基、炭素数2~18のアルケニル基、アラルキル基、アリール基、-[CH(R)-CH(R)-O]-R、-[(CH-O]-Rで示される1価の基である。
 Rは、炭素数1~18のアルキル基、炭素数2~18のアルケニル基、アラルキル基、アリール基、-[CH(R)-CH(R)-O]-R、-[(CH-O]-R、又は-O-Rb’で示される1価の基である。Rb’は、炭素数1~18のアルキル基、炭素数2~18のアルケニル基、アラルキル基、アリール基、-[CH(R)-CH(R)-O]-R、又は-[(CH-O]-Rで示される1価の基である。
 R及びRは、それぞれ独立に水素原子又はメチル基であり、Rは、水素原子、あるいは炭素数1~18のアルキル基、炭素数2~18のアルケニル基、アラルキル基、アリール基、-CHO、-CHCHO、-CO-CH=CH、-CO-C(CH)=CH又は-CHCOORで示される1価の基であり、Rは水素原子又は炭素数1~5のアルキル基である。
、Ra’、及びRにおいて、アルキル基、アルケニル基、アラルキル基、アリール基はそれぞれ、置換基を有していてもよい。
 sは1~18の整数、tは1~5の整数、uは1~18の整数を示す。)
 本発明の色材分散液においては、前記分散剤の酸価が1mgKOH/g以上18mgKOH/g以下で、当該分散剤のガラス転移温度が30℃以上であることが、色材分散安定性に優れ、更に、着色樹脂組成物とした際に、現像残渣の発生が抑制されながら、高い現像密着性を有し、溶剤再溶解性に優れる点から好ましい。
 本発明の色材分散液は、更に、ジオキサジン系色材、及び、キサンテン系色材より選択される1種以上を含むことにより、所望の色調に調整可能な点から好ましい。
 本発明の色材分散液は、前記キサンテン系色材が、キサンテンの金属レーキ色材であることが、耐熱性の点から好ましい。
 本発明に係るカラーフィルタ用着色樹脂組成物は、前記本発明に係る色材分散液と、アルカリ可溶性樹脂と、多官能モノマーと、開始剤とを含有することを特徴とする。
 本発明のカラーフィルタ用着色樹脂組成物は、前記アルカリ可溶性樹脂の酸価が、80mgKOH/g以上300mgKOH/g以下であることが得られる着色層の耐熱性を向上する点から好ましい。
 本発明のカラーフィルタ用着色樹脂組成物は、前記多官能モノマーが、カルボキシル基を有することが、アルカリ現像性に優れ、得られる着色層の耐熱性を向上する点から好ましい。
 本発明のカラーフィルタ用着色樹脂組成物は、前記アルカリ可溶性樹脂が、エチレン性二重結合を有する樹脂であることが、基板への密着性に優れ、現像耐性にも優れる点から好ましい。
 本発明のカラーフィルタ用着色樹脂組成物は、前記アルカリ可溶性樹脂が、炭化水素環を有する樹脂であることが分散安定性および耐熱性の点から好ましい。
 本発明のカラーフィルタ用着色樹脂組成物においては、前記アルカリ可溶性樹脂が有する炭化水素環が、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、ボルニル基、イソボルニル基、ジシクロペンタニル基、ジシクロペンテニル基、アダマンチル基、及び下記化学式(A)で表わされる置換基よりなる群から選択される1種以上であることが、着色層の硬化性が向上することで耐溶剤性が向上し、水染みが改善され、また着色層の残膜率が高くなる点から好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
 本発明のカラーフィルタ用着色樹脂組成物においては、前記アルカリ可溶性樹脂が、下記一般式(B)で表わされる化合物であることが着色層の硬化性が向上することで耐溶剤性が向上し、水染みが改善され、また着色層の残膜率が高くなる点から好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
(ここで、上記一般式(B)中、Xは下記一般式(D)で表される基を示し、Yはそれぞれ独立して、多価カルボン酸またはその酸無水物の残基を示し、Rは下記一般式(C)で表される基を示し、jは0~4の整数、kは0~3の整数、nは1以上の整数である。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013
(ここで、上記一般式(C)中、Riiは水素原子またはメチル基、Riiiはそれぞれ独立して、水素原子またはメチル基を示す。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000014
(ここで、上記一般式(D)中、Rivはそれぞれ独立して、水素原子、炭素数1~5のアルキル基、フェニル基、またはハロゲン原子、Rは-O-または-OCHCHO-を示す。)
 本発明のカラーフィルタ用着色樹脂組成物においては、前記開始剤が、オキシムエステル系光重合開始剤であることが水染みを抑制し、耐溶剤性、及び感度に優れる点から好ましい。
 本発明のカラーフィルタ用着色樹脂組成物は、シランカップリング剤の含有割合が、着色樹脂組成物中の全固形分に対して1質量%以下であることが、着色樹脂組成物の基板に対する密着性の経時安定性に優れる点から好ましい。
 本発明に係るカラーフィルタは、透明基板と、当該透明基板上に設けられた着色層とを少なくとも備えるカラーフィルタであって、当該着色層の少なくとも1つが前記本発明に係るカラーフィルタ用着色樹脂組成物を硬化させて形成されてなる着色層を有することを特徴とする。
 本発明に係る表示装置は、前記本発明に係るカラーフィルタを有することを特徴とする。
 本発明によれば、経時安定性に優れ、耐熱性が向上した塗膜を形成可能な色材分散液、経時安定性に優れ、耐熱性が向上した着色層を形成可能なカラーフィルタ用着色樹脂組成物、当該着色樹脂組成物を用いた高輝度なカラーフィルタ、及び当該カラーフィルタを有する表示装置を提供することができる。
図1は、本発明のカラーフィルタの一例を示す概略断面図である。 図2は、本発明の表示装置の一例を示す概略断面図である。 図3は、本発明の表示装置の他の一例を示す概略断面図である。 図4は、一般式(I)で表される色材の分子会合状態を示す模式図である。 図5は、実施例1~22及び比較例1~16の色材分散液のAとXとの関係を示すX-A平面図である。
 以下、本発明に係る色材分散液、カラーフィルタ用着色樹脂組成物、カラーフィルタ、及び表示装置について順に説明する。
 なお、本発明において光には、可視及び非可視領域の波長の電磁波、さらには放射線が含まれ、放射線には、例えばマイクロ波、電子線が含まれる。具体的には、波長5μm以下の電磁波、及び電子線のことを言う。
 本発明において(メタ)アクリルとは、アクリル及びメタクリルの各々を表し、(メタ)アクリレートとは、アクリレート及びメタクリレートの各々を表す。
 本発明において有機基とは、炭素原子を1個以上有する基をいう。
 また、本発明において固形分とは、着色樹脂組成物を構成する溶剤以外の全ての成分をいい、液状のモノマーであっても当該固形分に含まれるものとする。
1.色材分散液
 本発明に係る色材分散液は、下記一般式(I)で表される色材と、分散剤と、有機酸化合物と、溶剤とを含有する色材分散液であって、
 前記分散剤が、少なくとも下記一般式(II)で表される構成単位(a)を有し、アミン価が70mgKOH/g以上160mgKOH/g以下のブロック共重合体であり、
 前記溶剤が、23℃における前記色材の溶解度が0.1(g/10ml溶剤)以下の溶剤であり、
 前記分散剤の前記アミン価をA(mgKOH/g)とし、前記色材分散液中に含まれる前記有機酸化合物の物質量X(mol)と前記色材分散液中に含まれる前記分散剤を構成する前記構成単位(a)の物質量X(mol)との比をX(=X/X)としたときに、下記式(1)及び式(2)を満たし、Xが1未満の範囲では更に下記式(3)を満たすことを特徴とする。
   X≦1.5         式(1)
   A×X≧40        式(2)
   A×(1-X)≦42    式(3)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000015
(一般式(I)中、Aは、Nと直接結合する炭素原子がπ結合を有しないa価の有機基であって、当該有機基は、少なくともNと直接結合する末端に飽和脂肪族炭化水素基を有する脂肪族炭化水素基、又は当該脂肪族炭化水素基を有する芳香族基を表し、炭素鎖中にO、S、Nが含まれていてもよい。Bc-は少なくともタングステンを含むc価のポリ酸アニオンを表す。R~Rは各々独立に水素原子、置換基を有していてもよいアルキル基又は置換基を有していてもよいアリール基を表し、RiiとRiii、RivとRが結合して環構造を形成してもよい。Arは置換基を有していてもよい2価の芳香族基を表す。複数あるR~R及びArはそれぞれ同一であっても異なっていてもよい。
 a及びcは2以上の整数、b及びdは1以上の整数を表す。eは0又は1であり、eが0のとき結合は存在しない。複数あるeは同一であっても異なっていてもよい。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000016
(一般式(II)中、Rは、水素原子又はメチル基、Qは、直接結合又は2価の連結基、Rは、炭素数1~8のアルキレン基、-[CH(R)-CH(R)-O]-CH(R)-CH(R)-又は-[(CH-O]-(CH-で示される2価の有機基、R及びRは、それぞれ独立に、置換されていてもよい鎖状又は環状の炭化水素基を表すか、R及びRが互いに結合して環状構造を形成する。R及びRは、それぞれ独立に水素原子又はメチル基である。
 xは1~18の整数、yは1~5の整数、zは1~18の整数を示す。)
 上記本発明の色材分散液は、上記特定の色材、上記特定の分散剤、有機酸化合物、特定の溶剤を有するものであるため、当該色材分散液は経時安定性に優れ、耐熱性が向上した塗膜を得ることができる。
 上記特定の組合せにより、上記のような効果を発揮する作用としては、未解明な部分もあるが以下のように推定される。
 一般式(I)で表される色材は、図4に示すように、2価以上のアニオン202と、2価以上のカチオン201とを含むため、当該色材の凝集体においては、アニオンとカチオンが単に1分子対1分子でイオン結合しているのではなく、イオン結合203を介して複数の分子が会合する分子会合体210を形成するものと推定される。そのため、一般式(I)で表される色材の見かけの分子量は、従来のレーキ色材の分子量に比べて格段に増大する。このような分子会合体の形成により固体状態での凝集力がより高まり、熱運動を低下させ、イオン対の解離やカチオン部の分解を抑制でき、耐熱性が向上すると推定される。
 本発明の色材分散液は、このような一般式(I)で表される色材を、特定の溶剤中に、有機酸化合物と、分散剤として側鎖にアミノ基を有する構成単位(a)を有しアミン価が70mgKOH/g以上160mgKOH/g以下のブロック共重合体を用いて分散している。当該分散剤は構成単位(a)が有するアミノ基が、一般式(I)で表される色材に対して親和性を有しているため、前記一般式(I)で表される色材に吸着して、当該色材を分子会合状態のまま分散が可能となると推定される。アミン価が70mgKOH/g以上160mgKOH/g以下のブロック共重合体を用いることにより、色材に対する親和性部位と、溶剤に対する親和性部位との割合が適切となって分散性に優れている。また、上記のような色材に対する親和性部位がブロックで存在するブロック共重合体を用いることにより、分子会合状態を有する前記色材に効率的に吸着することができ、分散安定性に優れている。
 前記分散剤が有するアミノ基は、更に、前記有機酸化合物と塩形成した状態であるとき、更に前記特定の色材に対する親和性が向上するものと推定される。そのため、塩形成したアミノ基が前記一般式(I)で表される色材に吸着すると、当該色材の分子会合状態を安定化し、分散安定性が向上するものと推定される。その結果、粘度の経時変化が抑制される。また、前記色材の分子会合状態が安定化するため、得られた着色層においても、分子会合状態が維持されて、耐熱性に優れたものとなり、加熱工程を経た後においても高輝度を保つことができる。
 本発明者らは鋭意検討の結果、前記分散剤の前記アミン価をA(mgKOH/g)とし、前記色材分散液中に含まれる前記有機酸化合物の物質量X(mol)と前記色材分散液中に含まれる前記分散剤を構成する前記構成単位(a)の物質量X(mol)との比をX(=X/X)としたときに、
 A×X≧40なる関係を満たすように、前記分散剤を選択し、且つ、前記有機酸化合物を有することにより、色材への親和性が分散に適した値となるため、特に分散安定性が向上し、経時の粘度変化が抑制されるとの知見を得た。
 また、Xが1未満において、A×(1-X)≦42なる関係を満たすように、前記分散剤を選択し、且つ、前記有機酸化合物を配合することにより、塩形成されていないアミノ基の量が減少するため、分散工程において、色材の分子会合状態を安定に保ち、特に耐熱性に優れた塗膜が形成可能となるとの知見を得た。
 なお、分散剤の構成単位(a)の多くが塩形成していない状態で分散工程が行われた場合に、前記分子会合状態を形成する一般式(I)で表される色材を分散した場合には、分散工程および焼成過程において、分散剤のアミノ基と一般式(I)で表される色材中のカチオンとが塩交換し、色材の分子会合状態が一部破壊されるものと推定され、その結果、耐熱性が悪化することがある。
また、Xが1を超過する範囲、すなわち有機酸化合物が構成単位(a)に対して過剰量存在する場合には、平衡がより塩形成する方向に偏るため、塩形成していないアミノ基がより減少し、色材の分子会合状態が破壊されにくい。よって、得られた着色層においても、分子会合状態が維持されるため、耐熱性に優れたものとなる。
 Xが1.5以下、即ち、前記分散剤が有する構成単位(a)に対して、前記有機酸化合物が1.5モル当量以下であれば、塩形成せずに存在する有機酸化合物が分子会合状態の安定化に寄与するため分散安定性に優れており、またその割合が少ないため有機酸化合物が析出しない。なお、分散剤が有するアミノ基1個に対して、有機酸化合物1個が塩形成するものと推定され、AとXとの関係は、有機酸化合物の価数によらず同一であった。
 このように本発明の色材分散液は、前記特定の分散剤と、有機酸化合物とを、A×X≧40なる関係、及びA×(1-X)≦42なる関係のいずれをも満たすように選択して用いるものであるため、当該色材分散液は経時安定性に優れ、耐熱性が向上した塗膜を得ることができる。
 本発明の色材分散液は、少なくとも一般式(I)で表される色材と、有機酸化合物と、溶剤とを含有するものであり、本発明の効果が損なわれない限り、必要に応じて更に他の成分を含有してもよいものである。
 以下、このような本発明の色材分散液の各成分について順に詳細に説明する。
[一般式(I)で表される色材]
 本発明の色材分散液は、下記一般式(I)で表される色材を含有する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000017
(一般式(I)中、Aは、Nと直接結合する炭素原子がπ結合を有しないa価の有機基であって、当該有機基は、少なくともNと直接結合する末端に飽和脂肪族炭化水素基を有する脂肪族炭化水素基、又は当該脂肪族炭化水素基を有する芳香族基を表し、炭素鎖中にO、S、Nが含まれていてもよい。Bc-は少なくともタングステンを含むc価のポリ酸アニオンを表す。R~Rは各々独立に水素原子、置換基を有していてもよいアルキル基又は置換基を有していてもよいアリール基を表し、RiiとRiii、RivとRが結合して環構造を形成してもよい。Arは置換基を有していてもよい2価の芳香族基を表す。複数あるR~R及びArはそれぞれ同一であっても異なっていてもよい。
 a及びcは2以上の整数、b及びdは1以上の整数を表す。eは0又は1であり、eが0のとき結合は存在しない。複数あるeは同一であっても異なっていてもよい。)
 一般式(I)で表される色材としては、特に限定されず、例えば、国際公開第2012/144520号パンフレットに記載の一般式(I)で表わされる化合物の中から適宜選択して使用することができ、1種単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
 なお、一般式(I)で表される色材は、後述するレーキ色材にも含まれ得るが、一般式(I)で表される色材に該当する限り、本発明においては、一般式(I)で表される色材に該当するものとして取り扱うものとする。
 一般式(I)で表される色材の製造方法は、特に限定されない。例えば、国際公開第2012/144520号パンフレットに記載の製造方法により得ることができる。
<他の色材>
 本発明の色材分散液は、本発明の効果を損なわない範囲で、色調の制御を目的として、更に他の色材を含有してもよい。他の色材としては、公知の顔料及び染料が挙げられ、1種又は2種以上用いることができる。
 所望の色調を得られる点から他の色材として、ジオキサジン系色材、及び、キサンテン系色材より選択される1種以上を更に含有することが好ましい。好ましいジオキサジン顔料の具体例としては、ピグメントバイオレット23等が挙げられる。また好ましいキサンテン系色材の具体例としては、アシッドレッド51、52、87、92、94、289、388、C.I.アシッドバイオレット9、30、102、スルホローダミンG、スルホローダミンB、スルホローダミン101、スルホローダミン640等の他、特開2010-32999号公報、特開2010-211198号公報、特許第4492760号公報等に記載のキサンテン染料等が挙げられ、更に後述するキサンテン系レーキ色材であってもよい。本発明においては、輝度及び耐熱性を両立する点から、キサンテン系レーキ色材を用いることが好ましい。
 本発明においてレーキ色材とは、溶剤に可溶性の色材が、カウンターイオンと塩形成して不溶化した色材をいう。レーキ色材は、通常、後述する色材と、後述するレーキ化剤とを溶剤中で混合することにより得ることができる。上記溶剤に可溶性の色材としては、カラーフィルタの高輝度化の点から、透過率の高い染料を用いることが好ましい。当該染料は、所望の色調に応じて適宜選択すればよく、アゾ系染料、アントラキノン系染料、トリアリールメタン系染料、キサンテン系染料、シアニン系染料、インジゴ系染料等、いずれの基本骨格(発色部位)を有する染料であってもよい。また、上記染料は、アニオン性置換基を有する酸性染料や、カチオン性置換基を有する塩基性染料等、いずれに分類される染料であってもよい。
 酸性染料としては、例えば、C.I.アシッドバイオレット29,31,33,34,36,36:1,39,41,42,43,47,51,63,76,103,118,126、C.I.アシッドブルー2,8,14,25,27,35,37,40,41,41:1,41:2,43,45,46,47,49,50,51,51,53,54,55,56,57,58,62,62:1,63,64,65,68,69,70,78,79,80,81,96,111,124,127,127:1,129,137,138,143,145,150,175,176,183,198,203,204,205,208,215,220,221,225,226,227,230,231,232,233,235,239,245,247,253,257,258,260,261,264,266,270,271,272,273,274,277,277:1,278,280,281,282,286,287,288,289,290,291,292,293,294,295,298,301,302,304,305,306,307,313,316,318,322,324,327,331,333,336,339,340,343,344,350、C.I.アシッドグリーン10,17,25,25:1,27,36,37,38,40,41,42,44,54,59,69,71,81,84,95,101,110,117等のアントラキノン系酸性染料;C.I.アシッドバイオレット15,16,17,19,21,23,24,25,38,49,72、C.I.アシッドブルー1、3、5、7、9、19、22、83、90、93、100、103、104、109、C.I.アシッドグリーン3,5,6,7,8,9,11,13,14,15,16,18,22,50,50:1等のトリアリールメタン系酸性染料;C.I.アシッドレッド50,51,52,87,92,94,289,388、C.I.アシッドバイオレット9,30,102、スルホローダミンG、スルホローダミンB、スルホローダミン101、スルホローダミン640等のキサンテン系酸性染料などが挙げられる。キサンテン系酸性染料は、中でも、C.I.アシッドレッド50、C.I.アシッドレッド52、C.I.アシッドレッド289、C.I.アシッドバイオレット9、C.I.アシッドバイオレット30、C.I.アシッドブルー19等のローダミン系酸性染料であることが好ましい。
 また、市販の塩基性染料としては、例えば、C.I.ベーシックバイオレット1,3,14、C.I.ベーシックブルー1,5,7,8,11,26、C.I.ベーシックグリーン1,4等のトリアリールメタン系塩基性染料;C.I.ベーシックイエロー13、C.I.ベーシックレッド14等のシアニン系塩基性染料;C.I.ベーシックレッド29等のアゾ系塩基性染料;C.I.ベーシックバイオレット11等のキサンテン系塩基性染料等が挙げられる。これらの染料は、1種単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
 本発明においては、着色層として所望の色調が得られやすいことから、中でも、上記キサンテン系酸性染料及び上記キサンテン系塩基性染料より選択される1種以上の染料が用いられることが好ましい。
 レーキ色材においてカウンターイオンは、上記染料の種類に応じて異なり、酸性染料のカウンターイオンはカチオンであり、塩基性染料のカウンターイオンはアニオンである。そのため上記レーキ化剤は、上記染料に応じて適宜選択して用いられる。即ち、上記酸性染料を不溶化する場合には、レーキ化剤として当該染料のカウンターカチオンを生じる化合物が用いられ、上記塩基性染料を不溶化する場合には、レーキ化剤として当該染料のカウンターアニオンを生じる化合物が用いられる。
 酸性染料のカウンターカチオンとしては、アンモニウムカチオンの他、金属カチオンや、無機ポリマー等が挙げられる。
 アンモニウムカチオンを発生するレーキ化剤としては、例えば、1級アミン化合物、2級アミン化合物、3級アミン化合物等が好適なものとして挙げられ、中でも、耐熱性及び耐光性に優れる点から、2級アミン化合物又は3級アミン化合物を用いることが好ましい。
 また金属カチオンを発生するレーキ化剤としては、所望の金属イオンを有する金属塩の中から適宜選択すればよい。
 酸性染料のカウンターカチオンは、1種単独で、又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
 一方、無機アニオンとしては、例えば、オキソ酸のアニオン(リン酸イオン、硫酸イオン、クロム酸イオン、タングステン酸イオン(WO 2-)、モリブデン酸イオン(MoO 2-)等)や、複数のオキソ酸が縮合したポリ酸アニオン等の無機アニオンやその混合物を挙げることができる。
 本発明においてレーキ色材は、耐熱性及び耐光性の点から、中でも塩基性染料と無機アニオンとからなるレーキ色材であることが好ましく、更に、塩基性染料とポリ酸アニオンとからなるレーキ色材であることより好ましい。
 本発明においては、他の色材として、中でもキサンテン系染料の金属レーキ色材を組み合わせることが好ましく、中でも、キサンテン系酸性染料の金属レーキ色材であることが好ましい。
 当該レーキ色材におけるキサンテン系酸性染料としては、中でも、下記一般式(VI)で表される化合物、即ち、ローダミン系酸性染料を有することが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000018
(一般式(VI)中、R10~R13は、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、アリール基、又はヘテロアリール基を表し、R10とR12、R11とR13が結合して環構造を形成してもよい。R14は、酸性基、Xは、ハロゲン原子を表す。mは0~5の整数を表す。一般式(VI)は酸性基を1個以上有するものであり、nは0以上の整数である。)
 R10~R13におけるアルキル基は、特に限定されない。例えば、置換基を有していてもよい炭素数1~20の直鎖又は分岐状アルキル基等が挙げられ、中でも、炭素数が1~8の直鎖又は分岐のアルキル基であることが好ましく、炭素数が1~5の直鎖又は分岐のアルキル基であることがより好ましい。アルキル基が有してもよい置換基としては、特に限定されないが、例えば、アリール基、ハロゲン原子、水酸基等が挙げられ、置換されたアルキル基としては、ベンジル基等が挙げられ、更に置換基としてハロゲン原子や、酸性基を有していてもよい。
 R10~R13におけるアリール基は、特に限定されない。例えば、炭素数6~20の置換基を有していてもよいアリール基が挙げられ、中でも、フェニル基、ナフチル基等を有する基が好ましい。R10~R13におけるヘテロアリール基は、炭素数5~20の置換基を有していてもよいヘテロアリール基が挙げられ、ヘテロ原子として、窒素原子、酸素原子、硫黄原子を含むものが好ましい。
 アリール基又はヘテロアリール基が有してもよい置換基としては、例えば、炭素数1~5のアルキル基、ハロゲン原子、酸性基、水酸基、アルコキシ基、カルバモイル基、カルボン酸エステル基等が挙げられる。
 なお、R10~R13は、同一であっても異なっていてもよい。
 酸性基又はその塩の具体例としては、カルボキシ基(-COOH)、カルボキシラト基(-COO)、カルボン酸塩基(-COOM、ここでMは金属原子を表す。)、スルホナト基(-SO )、スルホ基(-SOH)、スルホン酸塩基(-SOM、ここでMは金属原子を表す。)等が挙げられ、中でも、スルホナト基(-SO )、スルホ基(-SOH)、又はスルホン酸塩基(-SOM)の少なくとも1種を有することが好ましい。なお金属原子Mとしては、ナトリウム原子、カリウム原子等が挙げられる。
 一般式(VI)で表される化合物としては、高輝度化の点から、中でも、アシッドレッド50、アシッドレッド52、アシッドレッド289、アシッドバイオレット9、アシッドバイオレット30、アシッドブルー19等が好ましい。
 また、耐熱性の点からは、一般式(VI)において、m=1、且つn=0であるベタイン構造を有する化合物が好ましい。
 上記キサンテン系酸性染料の金属レーキ色材は、レーキ化剤として、金属原子を含むものが用いられる。金属原子を含むレーキ化剤を用いることにより、色材の耐熱性が高くなる。このようなレーキ化剤としては、2価以上の金属カチオンとなる金属原子を含むレーキ化剤が好ましい。
 上記レーキ色材に他の色材を組み合わせて用いる場合の色材の配合割合は、所望の色調が得られるように適宜調整すればよい。耐熱性及び耐光性に優れる点からは、中でも、レーキ色材と他の色材とを合わせた色材全量100質量部に対して、前記レーキ色材が、30~100質量部であることが好ましく、60~99質量部であることがより好ましく、70~98質量部であることが更により好ましい。
[分散剤]
 本発明の色材分散液は、分散剤として、少なくとも下記一般式(II)で表される構成単位(a)を有し、アミン価が70mgKOH/g以上160mgKOH/g以下のブロック共重合体が用いられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000019
(一般式(II)中、Rは、水素原子又はメチル基、Qは、2価の連結基、Rは、炭素数1~8のアルキレン基、-[CH(R)-CH(R)-O]-CH(R)-CH(R)-又は-[(CH-O]-(CH-で示される2価の有機基、R及びRは、それぞれ独立に、置換されていてもよい鎖状又は環状の炭化水素基を表すか、R及びRが互いに結合して環状構造を形成する。R及びRは、それぞれ独立に水素原子又はメチル基である。
 xは1~18の整数、yは1~5の整数、zは1~18の整数を示す。)
 上記一般式(II)で表される構成単位(a)が有するアミノ基が、前記一般式(I)で表される色材に対する親和性を有し、当該色材に吸着することにより、当該色材を分子会合状態のまま分散することができる。なお、本発明において一般式(II)で表される構成単位(a)は、分散液中で、後述する有機酸化合物と塩形成している場合であっても、上記一般式(II)で表される構成単位に含まれるものとして取り扱うものとする。
 上記一般式(II)の2価の連結基Qとしては、例えば、炭素数1~10のアルキレン基、アリーレン基、-CONH-基、-COO-基、炭素数1~10のエーテル基(-R’-OR”-:R’及びR”は、各々独立にアルキレン基)及びこれらの組み合わせ等が挙げられる。中でも、得られたポリマーの耐熱性や溶剤として好適に用いられるプロピレングリコールモノメチルエーテルアセタート(PGMEA)に対する溶解性、また比較的安価な材料である点から、Qは、-COO-基であることが好ましい。
 上記一般式(II)の2価の有機基Rは、炭素数1~8のアルキレン基、-[CH(R)-CH(R)-O]-CH(R)-CH(R)-又は-[(CH-O]-(CH-である。上記炭素数1~8のアルキレン基は、直鎖状、分岐状のいずれであってもよく、例えば、メチレン基、エチレン基、トリメチレン基、プロピレン基、各種ブチレン基、各種ペンチレン基、各種へキシレン基、各種オクチレン基などである。
 R及びRは、それぞれ独立に水素原子又はメチル基である。
 上記Rとしては、分散性の点から、炭素数1~8のアルキレン基が好ましく、中でも、Rがメチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基であることが更に好ましく、メチレン基及びエチレン基がより好ましい。
 上記一般式(II)のR、Rが互いに結合して形成する環状構造としては、例えば5~7員環の含窒素複素環単環又はこれらが2個縮合してなる縮合環が挙げられる。該含窒素複素環は芳香性を有さないものが好ましく、飽和環であればより好ましい。
 上記一般式(II)で表される構成単位(a)としては、(メタ)アクリロイルオキシプロピルジメチルアミン、(メタ)アクリロイルオキシエチルジメチルアミン、(メタ)アクリロイルオキシプロピルジエチルアミン、(メタ)アクリロイルオキシエチルジエチルアミン等から誘導される構成単位等が挙げられるが、これらに限定されない。
 上記分散剤において、一般式(II)で表される構成単位(a)は、3個以上含むことにより色材親和性のブロック部を形成していることが好ましい。分散性及び分散安定性に優れ、経時での粘度変化を抑制し、耐熱性に優れる点から、当該色材親和性のブロック部が、前記一般式(II)で表される構成単位(a)を3~50個含むことが好ましく、6~40個含むことがより好ましく、10~30個含むことが更により好ましい。
 一般式(II)で表される構成単位(a)は、1種からなるものであってもよく、2種以上の構成単位を含むものであってもよい。
<他の構成単位>
 前記ブロック共重合体は、分散性の点から、前記一般式(II)で表される構成単位を有する色材親和性ブロック部(以下、Aブロックと記載することがある。)と、前記一般式(II)で表される構成単位(a)を有さず、前記一般式(II)と共重合可能な構成単位を有する溶剤親和性ブロック部(以下、Bブロックと記載することがある。)を有することが好ましい。本発明においてブロック共重合体の各ブロックの配置は特に限定されず、例えば、ABブロック共重合体、ABAブロック共重合体、BABブロック共重合体等とすることができる。中でも、分散性に優れる点で、ABブロック共重合体、又はABAブロック共重合体が好ましい。
 前記一般式(II)と共重合可能な構成単位としては、一般式(I)で表される色材の分散性及び分散安定性を向上させながら、耐熱性も向上する点から、下記一般式(III)で表される構成単位であることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000020
(一般式(III)中、Rは、水素原子又はメチル基、Aは、直接結合又は2価の連結基、Rは、炭素数1~18のアルキル基、炭素数2~18のアルケニル基、アラルキル基、アリール基、-[CH(R)-CH(R10)-O]-R11又は-[(CH-O]-R11で示される1価の基である。R及びR10は、それぞれ独立に水素原子又はメチル基であり、R11は、水素原子、あるいは炭素数1~18のアルキル基、炭素数2~18のアルケニル基、アラルキル基、アリール基、-CHO、-CHCHO、又は-CHCOOR12で示される1価の基であり、R12は水素原子又は炭素数1~5の直鎖状、分岐状、又は環状のアルキル基である。xは1~18の整数、yは1~5の整数、zは1~18の整数を示す。mは3~200の整数、nは10~200の整数を示す。)
 上記一般式(III)の2価の連結基Aとしては、前記一般式(II)におけるQと同様のものとすることができ、得られたポリマーの耐熱性や溶剤として好適に用いられるプロピレングリコールモノメチルエーテルアセタート(PGMEA)に対する溶解性、また比較的安価な材料である点から、Aは、-COO-基であることが好ましい。
 Rにおいて、上記炭素数1~18のアルキル基は、直鎖状、分岐状、環状のいずれであってもよく、例えば、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、各種ペンチル基、各種ヘキシル基、各種オクチル基、各種デシル基、各種ドデシル基、各種テトラデシル基、各種ヘキサデシル基、各種オクタデシル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロオクチル基、シクロドデシル基、ボルニル基、イソボルニル基、ジシクロペンタニル基、アダマンチル基、低級アルキル基置換アダマンチル基などを挙げることができる。
 上記炭素数2~18のアルケニル基は、直鎖状、分岐状、環状のいずれであってもよい。このようなアルケニル基としては、例えばビニル基、アリル基、プロペニル基、各種ブテニル基、各種ヘキセニル基、各種オクテニル基、各種デセニル基、各種ドデセニル基、各種テトラデセニル基、各種ヘキサデセニル基、各種オクタデセニル基、シクロペンテニル基、シクロヘキセニル基、シクロオクテニル基などを挙げることができる。
 中でも、分散性、基板密着性の点からRはメチル基、各種ブチル基、各種ヘキシル基、ベンジル基、シクロヘキシル基、ヒドロキシエチル基が好ましい。
 置換基を有していてもよいアリール基としては、フェニル基、ビフェニル基、ナフチル基、トリル基、キシリル基等が挙げられる。アリール基の炭素数は、6~24が好ましく、更に6~12が好ましい。
 置換基を有していてもよいアラルキル基としては、ベンジル基、フェネチル基、ナフチルメチル基、ビフェニルメチル基等が挙げられる。アラルキル基の炭素数は、7~20が好ましく、更に7~14が好ましい。
 アリール基やアラルキル基等の芳香環の置換基としては、炭素数1~4の直鎖状、分岐状のアルキル基の他、アルケニル基、ニトロ基、ハロゲン原子などを挙げることができる。
 また、上記R11は水素原子、あるいは置換基を有してもよい、炭素数1~18のアルキル基、炭素数2~18のアルケニル基、アラルキル基、アリール基、-CHO、-CH2CHO、又は-CH2COOR12で示される1価の基であり、R12は水素原子又は炭素数1~5の直鎖状、分岐状、又は環状のアルキル基である。
 上記R11で示される1価の基において、有してもよい置換基としては、例えば炭素数1~4の直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基、F、Cl、Brなどのハロゲン原子などを挙げることができる。
 上記R11のうちの炭素数1~18のアルキル基、及び炭素数2~18のアルケニル基、アラルキル基、アリール基は、前記Rで示したとおりである。
 上記Rにおいて、x、y及びzは、前記一般式(II)におけるRと同様である。
 本発明において上記ブロック共重合体の溶剤親和性のブロック部のガラス転移温度(Tg)は、適宜選択すればよい。耐熱性の点から、中でも、溶剤親和性のブロック部のガラス転移温度(Tg)が、80℃以上であることが好ましく、100℃以上であることがより好ましい。
 本発明における溶剤親和性のブロック部のガラス転移温度(Tg)は下記式で計算することができ、また同様に色材親和性ブロック部及びブロック共重合体のガラス転移温度も計算することが出来る。
1/Tg=Σ(Xi/Tgi)
ここでは、溶剤親和性のブロック部はi=1からnまでのn個のモノマー成分が共重合しているとする。Xiはi番目のモノマーの重量分率(ΣXi=1)、Tgiはi番目のモノマーの単独重合体のガラス転移温度(絶対温度)である。ただしΣはi=1からnまでの和をとる。なお、各モノマーの単独重合体ガラス転移温度の値(Tgi)は、Polymer Handbook(3rd Edition)(J.Brandrup, E.H.Immergut著(Wiley-Interscience、1989))の値を採用することができる。
 溶剤親和性のブロック部を構成する構成単位の数は、分散剤のアミン価が70mgKOH/g以上160mgKOH/gとなる範囲で適宜調整すればよい。中でも、溶剤親和性部位と色材親和性部位が効果的に作用し、色材の分散性を向上する点から、溶剤親和性のブロック部を構成する構成単位の数は、10~200であることが好ましく、10~100であることがより好ましく、更に10~70であることがより好ましい。
 溶剤親和性のブロック部は、溶剤親和性部位として機能するように選択されれば良く、溶剤親和性のブロック部を構成する繰り返し単位は1種からなるものであっても良いし、2種以上の繰り返し単位を含んでいてもよい。
 本発明の分散剤として用いられるブロック共重合体において、一般式(II)で表される構成単位のユニット数mと、溶剤親和性のブロック部を構成するユニット数nの比率m/nとしては、0.01~1の範囲内であることが好ましく、0.05~0.7の範囲内であることが、色材の分散性、分散安定性の点からより好ましい。  
 本発明において分散剤は、アミン価が70mgKOH/g以上160mgKOH/g以下のものを選択して用いる。アミン価が上記範囲内であることにより、粘度の経時安定性や耐熱性に優れると共に、アルカリ現像性や、溶剤再溶解性にも優れている。本発明において、分散剤のアミン価は、分散性および分散安定性の点から、中でも、アミン価が80mgKOH/g以上であることが好ましく、90mgKOH/g以上であることがより好ましい。一方、溶剤再溶解性の点から、分散剤のアミン価は、120mgKOH/g以下であることが好ましく、105mgKOH/g以下であることがより好ましい。
 アミン価は、試料1g中に含まれるアミン成分を中和するのに要する過塩素酸と当量の水酸化カリウムのmg数をいい、JIS-K7237に定義された方法により測定することができる。当該方法により測定した場合には、分散剤中の有機酸化合物と塩形成しているアミノ基において、通常、当該有機酸化合物が解離するため、分散剤として用いられるブロック共重合体そのもののアミン価を測定することができる。
 本発明に用いられる分散剤の酸価は、現像残渣の抑制効果が発現される点から、下限としては、1mgKOH/g以上であることが好ましい。中でも、現像残渣の抑制効果がより優れる点から、分散剤の酸価は2mgKOH/g以上であることがより好ましい。また、本発明に用いられる分散剤の酸価は、現像密着性の悪化や溶剤再溶解性の悪化を防止できる点から、上限としては、18mgKOH/g以下であることが好ましい。中でも、現像密着性、及び溶剤再溶解性が良好になる点から、分散剤の酸価は、16mgKOH/g以下であることがより好ましく、14mgKOH/g以下であることがさらにより好ましい。
 また、本発明において、分散剤のガラス転移温度は、現像密着性が向上する点から、30℃以上であることが好ましい。分散剤のガラス転移温度が低いと、特に現像液温度(通常23℃程度)に近接し、現像密着性が低下する恐れがある。これは、当該ガラス転移温度が現像液温度に近接すると、現像時に分散剤の運動が大きくなり、その結果、現像密着性が悪化するからと推定される。ガラス転移温度が30℃以上であることによって、現像時の分散剤の分子運動が抑制されることから、現像密着性の低下が抑制されると推定される。
 分散剤のガラス転移温度は、現像密着性の点から、中でも32℃以上が好ましく、35℃以上がより好ましい。一方、精秤が容易など、使用時の操作性の観点から、200℃以下であることが好ましい。
 本発明における分散剤のガラス転移温度は、JIS K7121に準拠し、示差走査熱量測定(DSC)により測定することにより求めることができる。
 また、本発明において前記分散剤は、酸価が1mgKOH/g以上18mgKOH/g以下で、ガラス転移温度が30℃以上であることが、色材分散安定性に優れ、着色樹脂組成物とした際に、現像残渣の発生が抑制されながら、溶剤再溶解性に優れ、更に、高い現像密着性を有する点から好ましい。
 色材濃度を高め、分散剤含有量が増加すると、相対的にバインダー量が減少することから、着色樹脂層が現像時に下地基板から剥離し易くなる。分散剤がカルボキシ基含有モノマー由来の構成単位を含むBブロックを含み、前記特定の酸価及びガラス転移温度を有することにより、現像密着性が向上する。しかし、酸価が高すぎる場合には、現像性に優れるものの、極性が高すぎて却って現像時に剥離が生じ易くなると推定される。
 前記カルボキシ基含有モノマーとしては、一般式(II)で表される構成単位を有するモノマーと共重合可能で、不飽和二重結合とカルボキシ基を含有するモノマーを用いることができる。このようなモノマーとしては、例えば、(メタ)アクリル酸、ビニル安息香酸、マレイン酸、マレイン酸モノアルキルエステル、フマル酸、イタコン酸、クロトン酸、桂皮酸、アクリル酸ダイマーなどが挙げられる。また、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートなどの水酸基を有する単量体と無水マレイン酸や無水フタル酸、シクロヘキサンジカルボン酸無水物のような環状無水物との付加反応物、ω-カルボキシ-ポリカプロラクトンモノ(メタ)アクリレートなども利用できる。また、カルボキシ基の前駆体として無水マレイン酸、無水イタコン酸、無水シトラコン酸などの酸無水物基含有モノマーを用いてもよい。中でも、共重合性やコスト、溶解性、ガラス転移温度などの点から(メタ)アクリル酸が特に好ましい。
 上記のブロック共重合体中、カルボキシ基含有モノマー由来の構成単位の含有割合は、ブロック共重合体の酸価が前記特定の酸価の範囲内になるように適宜設定すればよく、特に限定されないが、ブロック共重合体の全構成単位の合計質量に対して、0.05~4.5質量%であることが好ましく、0.07~3.7質量%であることがより好ましい。
 カルボキシ基含有モノマー由来の構成単位の含有割合が、前記下限値以上であることより、現像残渣の抑制効果が発現され、前記上限値以下であることより現像密着性の悪化や溶剤再溶解性の悪化を防止できる。
 なお、カルボキシ基含有モノマー由来の構成単位は、上記特定の酸価となればよく、1種からなるものであっても良いし、2種以上の構成単位を含んでいてもよい。
 また、本発明に用いられる分散剤のガラス転移温度を特定の値以上とし、現像密着性が向上する点から、モノマーの単独重合体のガラス転移温度の値(Tgi)が10℃以上であるモノマーを、合計でBブロック中に75質量%以上とすることが好ましく、更に85質量%以上とすることが好ましい。
 前記ブロック共重合体において、前記Aブロックの構成単位のユニット数mと、前記Bブロックの構成単位のユニット数nの比率m/nとしては、0.05~1.5の範囲内であることが好ましく、0.1~1.0の範囲内であることが、色材の分散性、分散安定性の点からより好ましい。
 前記ブロック共重合体の重量平均分子量Mwは、特に限定されないが、色材分散性及び分散安定性を良好なものとする点から、1000~20000であることが好ましく、2000~15000であることがより好ましく、更に3000~12000であることがより好ましい。
 ここで、重量平均分子量は(Mw)、ゲル・パーミエーション・クロマトグラフィー(GPC)により、標準ポリスチレン換算値として求める。
 上記ブロック共重合体の製造方法は、特に限定されない。公知の方法によってブロック共重合体を製造することができるが、中でもリビング重合法で製造することが好ましい。連鎖移動や失活が起こりにくく、分子量の揃った共重合体を製造することができ、分散性等を向上できるからである。リビング重合法としては、リビングラジカル重合法、グループトランスファー重合法等のリビングアニオン重合法、リビングカチオン重合法等を挙げることができる。これらの方法によりモノマーを順次重合することによって共重合体を製造することができる。例えば、Aブロックを先に製造し、AブロックにBブロックを構成する構成単位を重合することにより、ブロック共重合体を製造することができる。また上記の製造方法においてAブロックとBブロックの重合の順番を逆にすることもできる。また、AブロックとBブロックを別々に製造し、その後、AブロックとBブロックをカップリングすることもできる。
 本発明の色材分散液において、分散剤としては、前記一般式(II)で表される構成単位を有する重合体の少なくとも1種を用い、その含有量は、用いる色材の種類、更に後述するカラーフィルタ用感光性着色樹脂組成物中の固形分濃度等に応じて適宜選定される。
分散剤の含有量は、分散性及び分散安定性の点から、色材分散液中の全固形分100質量部に対して、3~45質量部、より好ましくは5~35質量部の割合で配合することが好ましい。
 特に色材濃度が高い塗膜乃至着色層を形成する場合には、分散剤の含有量は、色材分散液中の全固形分100質量部に対して、3~25質量部、より好ましくは5~20質量部の割合で配合することが好ましい。
 尚、本発明において固形分は、上述した溶剤以外のもの全てであり、溶剤中に溶解しているモノマー等も含まれる。
[有機酸化合物]
 本発明の色材分散液は、有機酸化合物を含有する。本発明において有機酸化合物は、前記分散剤として用いられるブロック共重合体が有するアミノ基と塩を形成し得るものであればよく、適宜選択して用いることができる。本発明においては、上記有機酸化合物を用いることにより、色材の分散性及び分散安定性に優れ、耐熱性に優れた塗膜を得ることができ、さらに塩形成部位が、アルカリ現像時のアルカリ水溶液に対して高い親和性を有することから、アルカリ現像性に優れたものとすることができる。
 有機酸化合物が、前記一般式(II)で表される構成単位(a)が有するアミノ基と塩を形成した場合、一般式(II’)で表される構造となる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000021
(一般式(II’)中、Aは有機酸化合物由来のアニオンであり、その他の符号は前記一般式(II)と同様である。)
 本発明において有機酸化合物は、1個以上の炭素原子と、酸性基とを有する化合物であればよく特に限定されない。有機酸化合物が有する酸性基としては、カルボキシ基、スルホ基、リン酸基等が挙げられ、分散性、分散安定性、耐熱性及びアルカリ現像性の点から、スルホ基又はリン酸基であることが好ましい。また、アルカリ現像性の点からはリン酸基を有することが好ましい。
 有機酸化合物1分子中に含まれる酸性基の数は特に限定されないが、分散性分散安定性、耐熱性及びアルカリ現像性の点から、1分子中の酸性基が1~3個であることが好ましく、1~2個であることがより好ましい。また、酸性基の価数は、特に限定されないが、分散安定性、耐熱性及び現像性の点から、1~3価の酸であることが好ましく、1~2価の酸であることがより好ましい。
 本発明において、有機酸化合物は、分散剤が有するアミノ基と塩形成しやすい点から、分子量が5000以下であることが好ましく、100以上1000以下であることがより好ましく、150以上500以下が更により好ましい。
 本発明において、有機酸化合物が下記一般式(IV)、及び下記一般式(V)よりなる群から選択される1種以上であることが、分散性、分散安定性、耐熱性及びアルカリ現像性に優れる点から好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000022
(式(IV)及び式(V)中、R及びRa’はそれぞれ独立に、水素原子、水酸基、炭素数1~18のアルキル基、炭素数2~18のアルケニル基、アラルキル基、アリール基、-[CH(R)-CH(R)-O]-R、-[(CH-O]-R、又は-O-Ra’’で示される1価の基であり、R及びRa’のいずれかは炭素原子を含む。Ra’’は、炭素数1~18のアルキル基、炭素数2~18のアルケニル基、アラルキル基、アリール基、-[CH(R)-CH(R)-O]-R、-[(CH-O]-Rで示される1価の基である。
 Rは、炭素数1~18のアルキル基、炭素数2~18のアルケニル基、アラルキル基、アリール基、-[CH(R)-CH(R)-O]-R、-[(CH-O]-R、又は-O-Rb’で示される1価の基である。Rb’は、炭素数1~18のアルキル基、炭素数2~18のアルケニル基、アラルキル基、アリール基、-[CH(R)-CH(R)-O]-R、又は-[(CH-O]-Rで示される1価の基である。
 R及びRは、それぞれ独立に水素原子又はメチル基であり、Rは、水素原子、あるいは炭素数1~18のアルキル基、炭素数2~18のアルケニル基、アラルキル基、アリール基、-CHO、-CHCHO、-CO-CH=CH、-CO-C(CH)=CH又は-CHCOORで示される1価の基であり、Rは水素原子又は炭素数1~5のアルキル基である。
、Ra’、及びRにおいて、アルキル基、アルケニル基、アラルキル基、アリール基はそれぞれ、置換基を有していてもよい。
 sは1~18の整数、tは1~5の整数、uは1~18の整数を示す。)
 上記一般式(IV)において、R及びRa’が芳香環を有する場合、該芳香環上に適当な置換基、例えば、炭素数1~4の直鎖状、分岐状のアルキル基などを有していてもよい。
 上記炭素数1~18のアルキル基、アラルキル基、アリール基は、前記分散剤におけるRと同様のものとすることができる。
 R及び/又はRa’が、-O-Ra”の場合、酸性リン酸エステルとなる。
尚、Ra”が芳香環を有する場合、該芳香環上に適当な置換基、例えば炭素数1~4の直鎖状、分岐状のアルキル基などを有していてもよい。
 上記Rで示される1価の基において、有してもよい置換基としては、例えば炭素数1~4の直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基、F、Cl、Brなどのハロゲン原子などを挙げることができる。
 上記Rのうちの炭素数1~18のアルキル基は前記のRで示したとおりであり、炭素数2~18のアルケニル基は、前記のR及びRa’で示したとおりである。
 R、Ra’及びRa”において、sは1~18の整数、tは1~5の整数、uは1~18の整数である。sは、好ましくは1~4の整数、より好ましくは1~2の整数であり、tは、好ましくは1~4の整数、より好ましくは2又は3である。uは、好ましくは1~4の整数、より好ましくは1~2の整数である。
 上記一般式(V)において、Rが芳香環を有する場合、該芳香環上に適当な置換基、例えば炭素数1~4の直鎖状、分岐状のアルキル基などを有していてもよい。
 Rが、-O-R’の場合、酸性硫酸エステルとなる。上記R’は、炭素数1~18のアルキル基、炭素数2~18のアルケニル基、アラルキル基、アリール基、-[CH(R)-CH(R)-O]-R、又は-[(CH-O]-Rで示される1価の基である。
 上記炭素数1~18のアルキル基、アラルキル基、アリール基は、前記のRで示したとおりであり、炭素数2~18のアルケニル基は、前記のR及びRa’で示したとおりである。尚、R’が芳香環を有する場合、該芳香環上に適当な置換基、例えば炭素数1~4の直鎖状、分岐状のアルキル基などを有していてもよい。
 上記R、R及びRは、前記と同じである。
 上記R及びR’において、sは1~18の整数、tは1~5の整数、uは1~18の整数である。好ましいs、t、uは、上記R、Ra’及びRa”と同様である。
 上記一般式(IV)で表される有機酸化合物としては、前記一般式(IV)におけるR及びRa’が、それぞれ独立に、水素原子、水酸基、メチル基、エチル基、置換基を有していても良いアリール基又はアラルキル基、ビニル基、アリル基、-[CH(R)-CH(R)-O]-R、又は-[(CH-O]-R、あるいは、-O-Ra’’で示される1価の基であり、R及びRa’のいずれかは炭素原子を含み、且つ、Ra’’が、メチル基、エチル基、置換基を有していても良いアリール基又はアラルキル基、ビニル基、アリル基、-[CH(R)-CH(R)-O]-R、又は-[(CH-O]-Rであり、R及びRが、それぞれ独立に水素原子又はメチル基であることが、色材の分散性を向上し、且つ得られた着色層のコントラストが高く、且つ、耐熱性に優れる点から好ましく、Rが水酸基、且つ、Ra’が置換基を有していてもよいアリール基であることがより好ましい。
 また、一般式(V)で表される有機酸化合物としては、一般式(V)におけるRが、メチル基、エチル基、置換基を有していても良いアリール基又はアラルキル基、ビニル基、アリル基、-[CH(R)-CH(R)-O]-R、又は-[(CH-O]-R、あるいは、-O-Rb’で示される1価の基であり、Rb’が、メチル基、エチル基、置換基を有していても良いアリール基又はアラルキル基、ビニル基、アリル基、-[CH(R)-CH(R)-O]-R、又は-[(CH-O]-Rであり、R及びRが、それぞれ独立に水素原子又はメチル基であることが、色材の分散性を向上し、且つ得られた着色層のコントラストが高く、且つ、耐熱性に優れる点から好ましく、Rが置換基を有していてもよいアリール基であることがより好ましい。
 中でも、上記一般式(IV)及び一般式(V)で表される有機酸化合物は、R、Ra’及び/又はRa’’、並びに/或いは、R及び/又はRb’として、芳香環を有することが色材の分散性を向上し、且つ得られた着色層のコントラストが高く、且つ、耐熱性に優れる点から好ましい。R、Ra’及びRa’’の少なくとも1つ、或いは、R又はRb’が、置換基を有していても良いアリール基又はアラルキル基、より具体的には、ベンジル基、フェニル基、トリル基、ナフチル基、ビフェニル基であることが、色材分散性の点から好ましい。前記一般式(IV)においては、R及びRa’の一方が芳香環を有する場合には、R及びRa’の他方は、水素原子や水酸基であるものも好適に用いられる。
 また、耐熱性や耐薬品性、特に耐アルカリ性の点からは、上記一般式(IV)及び一般式(V)で表される有機酸化合物としては、リン(P)や硫黄(S)に炭素原子が直接結合した化合物であることが好ましく、R及びRa’が、それぞれ独立に水素原子、水酸基、炭素数1~18のアルキル基、炭素数2~18のアルケニル基、アラルキル基、アリール基、-[CH(R)-CH(R)-O]-R、-[(CH-O]-Rで示される1価の基であり、R及びRa’のいずれかは炭素原子を含むことが好ましい。また、Rが、炭素数1~18のアルキル基、炭素数2~18のアルケニル基、アラルキル基、アリール基、-[CH(R)-CH(R)-O]-R、-[(CH-O]-Rで示される1価の基であることが好ましい。
 本発明において有機酸化合物は、分散性、耐熱性の面から、ベンゼンスルホン酸、p-トルエンスルホン酸、モノブチルリン酸、ジブチルリン酸、メチルリン酸、ジベンジルリン酸、ジフェニルリン酸、フェニルホスホン酸などが好ましく、中でも、p-トルエンスルホン酸、フェニルホスホン酸がより好ましい。なお、有機酸化合物は、p-トルエンスルホン酸一水和物のような水和物を用いてもよい。
 本発明において有機酸化合物は1種単独で、又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
 本発明において、分散剤及び有機酸化合物の合計の含有量は、特に限定されないが、分散性及び分散安定性の点から、色材100質量部に対して、分散剤及び有機酸化合物の合計の含有量が10~120質量部であることが好ましく、20~100質量部であることがより好ましく、30~80質量部であることが更により好ましい。
[分散剤と、有機酸化合物の関係]
 本発明の色材分散液は、前記分散剤の前記アミン価をA(mgKOH/g)とし、前記色材分散液中に含まれる前記有機酸化合物の物質量X(mol)と前記色材分散液中に含まれる前記分散剤を構成する前記構成単位(a)の物質量X(mol)との比をX(=X/X)としたときに、下記式(1)及び式(2)を満たし、Xが1未満の範囲では更に下記式(3)を満たすように分散剤と有機酸化合物とを組み合わせて用いることにより、色材分散液は色材の分散性及び分散安定性に優れ、耐熱性に優れた塗膜を得ることができ、さらに塩形成部位が、アルカリ現像時のアルカリ水溶液に対して高い溶解性を有することから、アルカリ現像性に優れたものとすることができる。
   X≦1.5         式(1)
   A×X≧40        式(2)
   A×(1-X)≦42    式(3)
 上記式(1)は、前記分散剤が有するアミノ基に対して、前記有機酸化合物が1.5モル当量以下であることを示す。有機酸化合物が1.5モル当量以下であれば、塩形成せずに存在する有機酸化合物の割合が少なく、色材の分散安定性に優れており、有機酸化合物が析出しない。なお塩形成せずに存在する有機酸化合物は、塗膜の耐熱性とアルカリ現像性を向上する効果を有している。本発明においては、X≦1.3であることが好ましく、0.7≦X≦1.2であることがより好ましい。
 上記式(2)は、添加した有機酸が、分散剤のアミノ基と1:1で100%塩形成したと仮定したときに、分散剤が有するアミノ基のうち塩形成に用いられた部分に相当するアミン価を表す。なお、Xが1を超過する範囲の場合、過剰の有機酸化合物が化合物(I)のレーキ構造を安定化させるため、より耐熱性があがると推定される。上記式(2)を満たす色材分散液は、色材への親和性が分散に適しているため、分散安定性に優れている。
 また、近年カラーフィルタの高精細化が進むにつれて、カラーフィルタの着色層を薄くしたいという要求がある。着色層を薄くするためには、着色樹脂組成物中の固形分に対して顔料濃度を高くする必要があり、分散剤の現像性も大きく影響してくる。
 顔料濃度が高い着色樹脂組成物においても、十分な現像性を実現するためには、塩形成部が多い、すなわち有機酸が多い、A×X≧60であることが好ましく、A×X≧80であることがより好ましい。
 溶剤への再溶解性の点からは、塩形成部が少ない、すなわち有機酸が少ない、A×X≦130であることが好ましく、A×X≦110であることがより好ましい。
 また上記式(2)は、添加した有機酸が、分散剤のアミノ基と1:1で100%塩形成したと仮定したときに、分散剤が有するアミノ基のうち塩形成していない部分に相当するアミン価を表す。上記式(2)を満たす色材分散液は、塩形成していないアミノ基が少ないため、色材の分子会合状態が破壊されにくい。よって、上記式(2)を満たす色材分散液を用いて作製した着色樹脂組成物は粘度安定性に優れており、この着色樹脂組成物により形成された着色層においても、分子会合状態が維持されるため、耐熱性に優れている。また、Xが1以上の範囲では、塩形成していないアミノ基が少ないため、Xが1未満で且つ上記式(2)を満たす場合と同様に、耐熱性に優れている。
 なお、本発明において、Xは、有機酸化合物の物質量であって、レーキ色材に含まれるカウンターアニオンや、アルカリ可溶性樹脂は含まれないものとする。
[溶剤]
 本発明においては溶剤として、前記一般式(I)で表される色材の23℃における溶解度が0.1(g/10ml溶剤)以下の溶剤が用いられる。色材に対してこのような実質的に溶解しない溶剤又は難溶性の溶剤を用いることにより、本発明に係る色材分散液は前記一般式(I)で表される色材を溶剤中で分子会合状態のまま分散させて用いることができる。本発明において用いられる溶剤は、分散性、耐熱性に優れ、高輝度の塗膜が得られる点から、23℃における前記一般式(I)で表される色材の溶解度が0.05(g/10ml溶剤)以下の溶剤であることが好ましい。
 なお、本発明において、23℃における前記色材及び前記キサンテン系染料の溶解度が0.1(g/10ml溶剤)以下である溶剤は、以下の評価方法により簡易的に判定することができる。
 まず、下記の方法により、前記一般式(I)で表される色材を実質的に溶解しない溶剤であるか否かを判断することができる。
 20mLサンプル管瓶に、溶解性を判断しようとする色材を0.1g投入し、溶剤Sを10mlホールピペットを用いて投入し、更にふたをした後に超音波で3分間処理する。得られた液は23℃のウォーターバスで60分間静置保管する。この上澄み液5mlをPTFE5μmメンブレンフィルターでろ過し、さらに0.25μmメンブレンフィルターでろ過し、不溶物を除く。得られたろ液の吸光スペクトルを紫外可視分光光度計(例えば、島津製作所社製 UV-2500PC)で1cmセルを用いて測定する。各色材の極大吸収波長における吸光度(abs)を求める。このとき、吸光度(abs)が測定上限値の40%未満(島津製作所社製 UV-2500PCの場合、吸光度(abs)が2未満)であれば当該溶剤は、前記色材を実質的に溶解しない溶剤であると評価できる。このとき、吸光度(abs)が測定上限値の40%以上の場合には、更に次の評価方法により、溶解度を求める。
 まず、上記溶剤Sの代わりに、溶解性を判断しようとする色材の良溶剤(例えばメタノール等のアルコール)を用いて、同様にろ液を得て、色材溶液を作製し、その後10000倍~100000倍程度に適宜希釈し、同様に色材の極大吸収波長における吸光度を測定する。上記溶剤Sの色材溶液と良溶剤の色材溶液の吸光度と希釈倍率から上記溶剤Sに対する色材の溶解度を算出する。
 その結果、前記色材の溶解度が0.1(g/10ml溶剤)以下である溶剤は、本発明で用いることが可能な、色材が難溶性の溶剤であると判断される。
 前記色材の溶解度が0.1(g/10ml溶剤)以下である溶剤は、色材分散液の分散安定性が向上する点から、色材分散液の全溶剤中に95質量%以上含むことが好ましく、さらに98質量%以上含むことが好ましく、100質量%含むことが最も好ましい。
 本発明の色材分散液においては、中でも、エステル系溶剤の中から適宜選択して用いることが分散安定性の点から好ましい。
 エステル系溶剤としては、例えば、酢酸エチル、酢酸ブチル、メトキシプロピオン酸メチル、エトキシプロピオン酸エチル、乳酸エチル、メトキシエチルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、3-メトキシ-3-メチル-1-ブチルアセテート、3-メトキシブチルアセテート、メトキシブチルアセテート、エトキシエチルアセテート、エチルセロソルブアセテート、ジプロピレングリコールメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールジアセテート、1,3-ブチレングリコールジアセテート、シクロヘキサノールアセテート、1,6-ヘキサンジオールジアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート等が挙げられる。
 中でも、人体への危険性が低いこと、室温付近での揮発性が低いが加熱乾燥性が良い点から、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)を用いることが好ましい。この場合には、従来のPGMEAを用いた着色樹脂組成物との切り替えの際にも特別な洗浄工程を必要としないというメリットがある。
 本発明で用いられる溶剤としては、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートを全溶剤中50質量%以上含むことが好ましく、更に70質量%以上含むことが好ましく、より更に90質量%以上含むことが好ましい。
 これらの溶剤は単独もしくは2種以上を組み合わせて使用してもよい。
 本発明の色材分散液は、以上のような溶剤を、当該溶剤を含む色材分散液の全量に対して、通常は50~95質量%、好ましくは60~85質量%の割合で用いて調製する。溶剤が少なすぎると、粘度が上昇し、分散性が低下しやすい。また、溶剤が多すぎると、色材濃度が低下し、カラーフィルタ用着色樹脂組成物を調製後目標とする色度座標に達成することが困難な場合がある。
(その他の成分)
 本発明の色材分散液には、本発明の効果が損なわれない限り、更に必要に応じて、分散補助樹脂、その他の成分を配合してもよい。
 分散補助樹脂としては、例えば後述するカラーフィルタ用着色樹脂組成物で例示されるアルカリ可溶性樹脂が挙げられる。アルカリ可溶性樹脂の立体障害によって色材同士が接触しにくくなり、分散安定化することやその分散安定化効果によって分散剤を減らす効果がある場合がある。アルカリ可溶性樹脂としては、中でも炭化水素環を有する樹脂を用いることが、分散安定性および耐熱性の点から好ましく、酸価が高い樹脂を用いることが、色材の会合状態が安定化され、耐熱性が向上する点から好ましい。
 また、その他の成分としては、例えば、濡れ性向上のための界面活性剤、消泡剤、ハジキ防止剤、酸化防止剤、凝集防止剤、紫外線吸収剤などが挙げられる。
 本発明の色材分散液は、後述するカラーフィルタ用着色樹脂組成物を調製するための予備調製物として用いられる。すなわち、色材分散液とは、後述の着色樹脂組成物を調製する前段階において、予備調製される(組成物中の色材成分)/(組成物中の色材成分以外の固形分)比(質量比)の高い色材分散液である。具体的には、(組成物中の色材成分)/(組成物中の色材成分以外の固形分)比(質量比)は通常1.0以上である。例えば、色材分散液と少なくとも感光性バインダー成分等を混合することにより、分散性に優れた着色樹脂組成物を調製することができる。
[色材分散液の製造方法]
 本発明において、色材分散液の製造方法は、前記一般式(I)で表される色材が分散剤により、溶剤に分散された色材分散液が得られる方法であれば、特に限定されず、例えば、(1)予め、分散剤を溶剤に混合、撹拌し、分散剤溶液を調製し、次いで有機酸化合物を混合して分散剤が有するアミノ基と有機酸化合物とを塩形成させる。これを一般式(I)で表される色材と必要に応じてその他の成分を混合し、公知の攪拌機または分散機を用いて分散させる方法;(2)分散剤を溶剤に混合、撹拌し、分散剤溶液を調製し、次いで、一般式(I)で表される色材及び有機酸化合物と、必要に応じてその他の成分を混合し、公知の攪拌機または分散機を用いて分散させる方法;(3)分散剤を溶剤に混合、攪拌し、分散剤溶液を調整し、次いで、一般式(I)で表される色材及び必要に応じてその他の成分を混合し、公知の攪拌機または分散機を用いて分散液としたのちに、有機酸化合物を添加する方法などが挙げられる。
 本発明においては、上記(1)の方法とすることが、色材の分散安定性の点から好ましい。
 分散処理を行うための分散機としては、2本ロール、3本ロール等のロールミル、ボールミル、振動ボールミル等のボールミル、ペイントコンディショナー、連続ディスク型ビーズミル、連続アニュラー型ビーズミル等のビーズミルが挙げられる。ビーズミルの好ましい分散条件として、使用するビーズ径は0.03~2.00mmが好ましく、より好ましくは0.10~1.0mmである。
 具体的には、ビーズ径が比較的大きめな2mmジルコニアビーズで予備分散を行い、更にビーズ径が比較的小さめな0.1mmジルコニアビーズで本分散することが挙げられる。また、分散後、0.5~0.1μmのメンブランフィルターで濾過することが好ましい。
2.カラーフィルタ用着色樹脂組成物
 本発明に係るカラーフィルタ用着色樹脂組成物は、前記本発明に係る色材分散液と、アルカリ可溶性樹脂と、多官能モノマーと、開始剤とを含有することを特徴とする。
 本発明のカラーフィルタ用着色樹脂組成物は、前記本発明に係る色材分散液を含有するため、経時安定性に優れ、耐熱性が向上した着色層を形成することができ、アルカリ現像性にも優れている。
 本発明のカラーフィルタ用着色樹脂組成物は、少なくとも一般式(I)で表される色材と、分散剤と、有機酸化合物と、アルカリ可溶性樹脂と、多官能モノマーと、開始剤と、溶剤とを含有するものであり、本発明の効果が損なわれない限り、必要に応じて更に他の成分を含有してもよいものである。
 以下、このような本発明のカラーフィルタ用着色樹脂組成物の各成分について順に詳細に説明するが、色材、分散剤、有機酸化合物、及び溶剤については、前記本発明に係る色材分散液と同様のものとすることができるため、ここでの説明は省略する。
[アルカリ可溶性樹脂]
 本発明におけるアルカリ可溶性樹脂は、通常カルボキシル基を有するものであり、バインダー樹脂として作用し、かつパターン形成する際に用いられる現像液、特に好ましくはアルカリ現像液に可溶性である限り、適宜選択して使用することができる。なお、アルカリ可溶性樹脂は、有機酸化合物にも含まれ得るが、本発明においてアルカリ可溶性樹脂は有機酸化合物とは別のものとして取り扱うものとする。
 本発明においてアルカリ可溶性樹脂の酸価は、特に限定されない。分散安定性等の経時安定性を向上し、当該樹脂組成物より得られる着色層の耐熱性を向上する点からは、アルカリ可溶性樹脂として酸価が80mgKOH/g以上300mgKOH/g以下の樹脂を用いることが好ましい。酸価が80mgKOH/g以上の樹脂は、酸性基の数が比較的多く、前記一般式(I)で表される色材の分子会合体と、前記分散剤が有するアミノ基との相互作用を安定化し、分散安定性等の経時安定性を向上し、当該樹脂組成物より得られる着色層の耐熱性を向上するものと推定される。
 なお、本発明において酸価は固形分1gを中和するのに要するKOHの質量(mg)を表し、JIS K 0070に準じ、電位差滴定法によって求めた値をいう。
 酸価が80mgKOH/g以上のアルカリ可溶性樹脂は、酸性基を比較的多く有する樹脂であるため、前記一般式(I)で表される色材の分子会合体表面付近に存在しているアニオンが有する塩基性基と相互作用しやすく、その結果、アルカリ可溶性樹脂が前記分子会合体表面に吸着しやすいものと推定される。当該アルカリ可溶性樹脂は比較的酸価が高いため一旦吸着すると、高温加熱時においても解離しにくく、色材の分解などをより抑制でき、輝度の低下が抑制されて、耐熱性が格段に向上するものと推定される。また、酸価が80mgKOH/g以上のアルカリ可溶性樹脂を用いることにより、当該酸性基が基板との密着性に寄与し、従来、基板との密着性を改善するために用いられてきたシランカップリング剤を用いなくても、基板との密着性が向上する。
 本発明における好ましいアルカリ可溶性樹脂は、具体的には、カルボキシル基を有するアクリル系共重合体、カルボキシル基を有するエポキシ(メタ)アクリレート樹脂等が挙げられる。これらの中で特に好ましいものは、側鎖にカルボキシル基を有するとともに、さらに側鎖にエチレン性不飽和基等の光重合性官能基を有するものである。光重合性官能基を含有することにより形成される硬化膜の膜強度が向上するからである。また、これらアクリル系共重合体、及びエポキシアクリレート樹脂は、2種以上混合して使用してもよい。
 カルボキシル基を有する構成単位を有するアクリル系共重合体は、例えば、カルボキシル基含有エチレン性不飽和モノマー、及び必要に応じて共重合可能なその他のモノマーを、公知の方法により(共)重合して得られた(共)重合体である。
 カルボキシル基含有エチレン性不飽和モノマーとしては、例えば、(メタ)アクリル酸、ビニル安息香酸、マレイン酸、マレイン酸モノアルキルエステル、フマル酸、イタコン酸、クロトン酸、桂皮酸、アクリル酸ダイマーなどが挙げられる。また、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートなどの水酸基を有する単量体と無水マレイン酸や無水フタル酸、シクロヘキサンジカルボン酸無水物のような環状無水物との付加反応物、ω-カルボキシ-ポリカプロラクトンモノ(メタ)アクリレートなども利用できる。また、カルボキシル基の前駆体として無水マレイン酸、無水イタコン酸、無水シトラコン酸などの無水物含有モノマーを用いてもよい。中でも、共重合性やコスト、溶解性、ガラス転移温度などの点から(メタ)アクリル酸が特に好ましい。
 アルカリ可溶性樹脂は、着色層の密着性が優れる点から、更に炭化水素環を有することが好ましい。アルカリ可溶性樹脂に嵩高い基である、炭化水素環を有することにより硬化時の収縮が抑制され、基板との間の剥離が緩和し、基板密着性が向上する。また、本発明者らは、炭化水素環を有するアルカリ可溶性樹脂を用いることにより、得られた着色層の耐溶剤性、特に着色層の膨潤が抑制されるとの知見を得た。作用については未解明であるが、着色層内に嵩高い炭化水素環が含まれることにより、着色層内における分子の動きが抑制される結果、塗膜の強度が高くなり溶剤による膨潤が抑制されるものと推定される。
 このような炭化水素環としては、置換基を有していてもよい環状の脂肪族炭化水素環、置換基を有していてもよい芳香族環、及びこれらの組み合わせが挙げられ、炭化水素環がカルボニル基、カルボキシル基、オキシカルボニル基、アミド基等の置換基を有していてもよい。中でも、脂肪族環を含む場合には、着色層の耐熱性や密着性が向上すると共に、得られた着色層の輝度が向上する。
 炭化水素環の具体例としては、シクロプロパン、シクロブタン、シクロペンタン、シクロヘキサン、ノルボルナン、トリシクロ[5.2.1.0(2,6)]デカン(ジシクロペンタン)、アダマンタン等の脂肪族炭化水素環;ベンゼン、ナフタレン、アントラセン、フェナントレン、フルオレン等の芳香族環;ビフェニル、ターフェニル、ジフェニルメタン、トリフェニルメタン、スチルベン等の鎖状多環や、下記化学式(A)に示されるカルド構造等が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000023
 炭化水素環として、脂肪族環を含む場合には、着色層の耐熱性や密着性が向上すると共に、得られた着色層の輝度が向上する点から好ましい。
 また、前記化学式(A)に示されるカルド構造を含む場合には、着色層の硬化性が向上し、耐溶剤性(NMP膨潤抑制)が向上する点から特に好ましい。
 本発明で用いられるアルカリ可溶性樹脂において、カルボキシル基を有する構成単位とは別に、上記炭化水素環を有する構成単位を有するアクリル系共重合体を用いることが、各構成単位量を調整しやすく、上記炭化水素環を有する構成単位量を増加して当該構成単位が有する機能を向上させやすい点から好ましい。
 カルボキシルを有する構成単位と、上記炭化水素環とを有するアクリル系共重合体は、前述の“共重合可能なその他のモノマー”として炭化水素環を有するエチレン性不飽和モノマーを用いることにより調製することができる。
 炭化水素環を有するエチレン性不飽和モノマーとしては、例えば、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレートなどが挙げられる。
 本発明のアルカリ可溶性樹脂はまた、硬化膜の膜強度が向上して現像耐性が向上し、また、硬化膜の熱収縮が抑制されて基板との密着性に優れる点から、エチレン性二重結合を有することが好ましい。エチレン性二重結合を有する場合には、カラーフィルタ製造時における樹脂組成物の硬化工程において、当該アルカリ可溶性樹脂同士、乃至、当該アルカリ可溶性樹脂と多官能モノマー等が架橋結合を形成し得る。その結果、着色層の硬化膜の膜強度が向上して、硬化膜の熱収縮が抑制されて基板との密着性に優れているものと推定される。エチレン性二重結合を有するアルカリ可溶性樹脂を選択して用いることにより、本発明のカラーフィルタ用着色樹脂組成物により形成された着色層は、後述するシランカップリング剤を、着色樹脂組成物の全固形分に対して1質量部以下とした場合であっても基板密着性に優れている。
 アルカリ可溶性樹脂中に、エチレン性二重結合を導入する方法は、従来公知の方法から適宜選択すればよい。例えば、アルカリ可溶性樹脂が有するカルボキシル基に、分子内にエポキシ基とエチレン性二重結合とを併せ持つ化合物、例えばグリシジル(メタ)アクリレート等を付加させ、側鎖にエチレン性二重結合を導入する方法や、水酸基を有する構成単位を共重合体に導入しておいて、分子内にイソシアネート基とエチレン性二重結合とを備えた化合物を付加させ、側鎖にエチレン性二重結合を導入する方法などが挙げられる。
 本発明のアルカリ可溶性樹脂は、更にメチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート等、エステル基を有する構成単位等の他の構成単位を含有していてもよい。エステル基を有する構成単位は、カラーフィルタ用着色樹脂組成物のアルカリ可溶性を抑制する成分として機能するだけでなく、溶剤に対する溶解性、さらには溶剤再溶解性を向上させる成分としても機能する。
 本発明におけるアルカリ可溶性樹脂は、カルボキシル基を有する構成単位と、炭化水素環を有する構成単位とを有するアクリル系共重合体であることが好ましく、カルボキシル基を有する構成単位と、炭化水素環を有する構成単位と、エチレン性二重結合を有する構成単位とを有するアクリル系共重合体であることがより好ましい。
 本発明におけるアルカリ可溶性樹脂としては、前記カルド構造を含むカルボキシ基を有するエポキシ(メタ)アクリレート樹脂(以下、カルド樹脂という)を好ましく用いることができる。
 前記カルド構造を含むカルボキシ基を有するエポキシ(メタ)アクリレート樹脂(以下、カルド樹脂という)は、正確なメカニズムは不明であるが、フルオレン骨格がπ共役系を含むため、ラジカルに対して高感度であると考えられる。後述するオキシムエステル系光重合開始剤とカルド樹脂を組み合わせることで、さらに、溶剤耐性、水染み、感度等の要求性能を向上することができる。
 カルド樹脂としては、例えば、特開2007-119720号公報に記載された下記一般式(B)で表される重合性化合物、及び特開2006-308698号公報に記載されたフルオレン骨格を有するエポキシ(メタ)アクリレートと多塩基酸の反応物(重縮合物)等が好ましく挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000024
(ここで、上記一般式(B)中、Xは下記一般式(D)で表される基を示し、Yはそれぞれ独立して、多価カルボン酸またはその酸無水物の残基を示し、Rは下記一般式(C)で表される基を示し、jは0~4の整数、kは0~3の整数、nは1以上の整数である。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000025
(ここで、上記一般式(C)中、Riiは水素原子またはメチル基、Riiiはそれぞれ独立して、水素原子またはメチル基を示す。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000026
(ここで、上記一般式(D)中、Rivはそれぞれ独立して、水素原子、炭素数1~5のアルキル基、フェニル基、またはハロゲン原子、Rは-O-または-OCHCHO-を示す。)
 本発明に用いられるカルド樹脂は、例えば、フルオレンビスフェノール化合物をエポキシ化してフルオレンビスフェノール化合物のエポキシ化合物とし、これに(メタ)アクリル酸を反応させてエポキシ(メタ)アクリレートとし、このエポキシ(メタ)アクリレートに多価カルボン酸又はその酸無水物と反応させることにより得ることができる。
 フルオレンビスフェノール化合物としては、上記一般式(D)において、Rが-O-であり、この-O-が-OHとなったものが好ましく挙げられる。
 フルオレンビスフェノール化合物としては、9,9-ビス(4-ヒドロキシフェニル)フルオレン、9,9-ビス(4-ヒドロキシ-3-メチルフェニル)フルオレン、9,9-ビス(4-ヒドロキシ-3-メトキシフェニル)フルオレン、9,9-ビス(4-ヒドロキシ-3,5-ジメチルフェニル)フルオレン、9,9-ビス(4-ヒドロキシ-3-フルオロフェニル)フルオレン、9,9-ビス(4-ヒドロキシ-3-クロロフェニル)フルオレン、9,9-ビス(4-ヒドロキシ-3-ブロモフェニル)フルオレン、9,9-ビス(4-ヒドロキシ-3,5-ジクロロフェニル)フルオレン、9,9-ビス(4-ヒドロキシ-3,5-ジブロモフェニル)フルオレン等のビスフェノール化合物、及びこれらの混合物が挙げられる。
 前記のフルオレン骨格を有するエポキシ(メタ)アクリレート樹脂の反応に使用される多価カルボン酸及びその酸無水物としては、マレイン酸、コハク酸、イタコン酸、フタル酸、テトラヒドロフタル酸、ヘキサヒドロフタル酸、メチルテトラヒドロフタル酸、メチルエンドメチレンテトラヒドロフタル酸、クロレンド酸、メチルテトラヒドロフタル酸、グルタル酸等のジカルボン酸またはそれらの酸無水物;ビフェニルテトラカルボン酸、ベンゾフェノンテトラカルボン酸、ビフェニルエーテルテトラカルボン酸、ビフェニルスルホンテトラカルボン酸、4-(1,2-ジカルボキシエチル)-1,2,3,4-テトラヒドロナフタレン-1,2-ジカルボン酸、ブタンテトラカルボン酸、ピロメリット酸等のテトラカルボン酸またはそれらの酸二無水物;トリメリット酸またはその酸無水物等のトリカルボン酸またはそれらの酸無水物等が挙げられる。これらは単独で用いることができ、2種以上を併用することもできる。
 本発明に用いられるカルド樹脂としては、好ましくはフルオレンエポキシ(メタ)アクリル酸誘導体とジカルボン酸無水物及び/又はテトラカルボン酸二無水物との付加生成物であるフルオレン骨格を有するエポキシ(メタ)アクリレート酸付加物が挙げられる。
 本発明に用いることができるカルド樹脂の市販品の商品名としては、INR-16M(ナガセケムテック(株)製)、商品名V259ME、(新日鉄住金化学(株)製)等が挙げられる。
 カルボキシ基を有するエポキシ(メタ)アクリレート樹脂は、それぞれ1種単独で使用してもよいし、二種以上を併用してもよい。
 カラーフィルタ用着色樹脂組成物において用いられるアルカリ可溶性樹脂は、1種単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよく、その含有量としては特に制限はないが、カラーフィルタ用着色樹脂組成物の固形分全量に対してアルカリ可溶性樹脂は好ましくは5~60質量%、さらに好ましくは10~40質量%の範囲内である。アルカリ可溶性樹脂の含有量が上記下限値よりも少ないと、充分なアルカリ現像性が得られない場合があり、また、アルカリ可溶性樹脂の含有量が上記上限値よりも多いと、現像時に膜荒れやパターンの欠けが発生する場合がある。尚、本発明において固形分は、上述した溶剤以外のもの全てであり、液状の多官能モノマー等も含まれる。
 アルカリ可溶性樹脂は、各構成単位の仕込み量を適宜調整することにより、所望の性能を有するアルカリ可溶性樹脂とすることができる。
 カルボキシル基含有エチレン性不飽和モノマーの仕込み量は、モノマー全量に対して5~50質量%であることが好ましく、10~40質量%であることがより好ましい。
 カルボキシル基含有エチレン性不飽和モノマーの割合が5質量%未満では、得られる塗膜のアルカリ現像液に対する溶解性が低下し、パターン形成が困難になる。また、カルボキシル基含有エチレン性不飽和モノマーの割合が50質量%を超えると、アルカリ現像液による現像時に、形成されたパターンの基板からの脱落やパターン表面の膜荒れを来たしやすくなる傾向がある。
 また、アルカリ可溶性樹脂として好ましく用いられる、カルボキシル基を有する構成単位と、炭化水素環を有する構成単位とを有するアクリル系共重合体において、カルボキシル基含有エチレン性不飽和モノマーの仕込み量は、モノマー全量に対して5~50質量%であることが好ましく、10~40質量%であることがより好ましい。また、当該アクリル系共重合体において、炭化水素環基含有エチレン性不飽和モノマーの仕込み量は、モノマー全量に対して30~80質量%であることが好ましく、40~75質量%であることがより好ましい。
 また、アルカリ可溶性樹脂としてより好ましく用いられる、カルボキシル基を有する構成単位と、炭化水素環を有する構成単位と、エチレン性二重結合を有する構成単位とを有するアクリル系共重合体において、カルボキシル基含有エチレン性不飽和モノマーに分子内にエポキシ基とエチレン性二重結合とを併せ持つ化合物を付加して、エチレン性二重結合を導入する場合には、カルボキシル基含有エチレン性不飽和モノマーの仕込み量は、モノマー全量に対して5~50質量%であることが好ましく、10~40質量%であることがより好ましい。当該アクリル系共重合体において、炭化水素環基含有エチレン性不飽和モノマーの仕込み量は、モノマー全量に対して30~80質量%であることが好ましく、40~75質量%であることがより好ましい。また、当該アクリル系共重合体において、エポキシ基とエチレン性二重結合とを併せ持つ化合物はカルボキシル基含有エチレン性不飽和モノマーの仕込み量に対して、10~95質量%であることが好ましく、15~90質量%であることがより好ましい。
 アクリル系共重合体がカルボキシル基と炭化水素環とを有する構成単位を有する場合、当該構成単位は、カルボキシル基を有する構成単位、炭化水素環を有する構成単位の各々に含まれるものとする。
 本発明のアルカリ可溶性樹脂において、カルボキシル基を有する構成単位、炭化水素環を有する構成単位、及びエチレン性二重結合を有する構成単位以外に含まれる他の構成単位は、全構成単位中0~30質量%であることが好ましく、0~20質量%であることがより好ましい。
 前記アルカリ可溶性樹脂は、現像液に用いるアルカリ水溶液に対する現像性(溶解性)の点、及び着色層の耐熱性を向上する点から、酸価が80mgKOH/g以上300mgKOH/g以下のものを選択して用いる。中でも、90mgKOH/g以上280mgKOH/g以下であることが好ましく、100mgKOH/g以上250mgKOH/g以下であることがより好ましい。酸価が100mgKOH/g以上のアルカリ可溶性樹脂は、輝度及び耐熱性及び密着性を向上する点から好ましい。また、一般式(I)で表される色材と、酸性染料の金属レーキ色材とを組み合わせて用いる場合には、耐熱性が向上する点から、酸価が90mgKOH/g以上のアルカリ可溶性樹脂を用いることが好ましい。
 酸価が上記下限値以上のアルカリ可溶性樹脂は、前記一般式(I)で表される色材の分子会合体表面付近に存在しているアニオンが有する塩基性基と相互作用しやすく、その結果、アルカリ可溶性樹脂が前記分子会合体表面に吸着しやすいものと推定される。当該アルカリ可溶性樹脂は比較的酸価が高いため一旦吸着すると、高温加熱時においても解離しにくく、色材の分解などをより抑制でき、輝度の低下が抑制されて、耐熱性が格段に向上するものと推定される。
 アルカリ可溶性樹脂の側鎖にエチレン性不飽和基を有する場合のエチレン性不飽和結合当量は、100~2000の範囲であることが好ましく、特に、140~1500の範囲であることが好ましい。該エチレン性不飽和結合当量が、2000以下であれば現像耐性や密着性に優れている。また、100以上であれば、前記カルボキシル基を有する構成単位や、炭化水素環を有する構成単位などの他の構成単位の割合を相対的に増やすことができるため、現像性や耐熱性に優れている。
 ここで、エチレン性不飽和結合当量とは、上記アルカリ可溶性樹脂におけるエチレン性不飽和結合1モル当りの重量平均分子量のことであり、下記数式(4)で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000027
(数式(4)中、Wは、アルカリ可溶性樹脂の質量(g)を表し、Mはアルカリ可溶性樹脂W(g)中に含まれるエチレン性二重結合のモル数(mol)を表す。)
 上記エチレン性不飽和結合当量は、例えば、JIS K 0070:1992に記載のよう素価の試験方法に準拠して、算出することができる。
 また、上記エチレン性不飽和結合当量は、数式(1)中のWをアルカリ可溶性樹脂を構成するモノマー及び化合物の合計質量(g)とし、Mを下記数式(5)により算出されるアルカリ可溶性樹脂中のエチレン性二重結合のモル数(mol)とすることにより、アルカリ可溶性樹脂の合成時の配合量によって簡易的に算出してもよい。
(その他の樹脂)
 本発明の着色樹脂組成物においては、本発明の効果を損なわない範囲で、更に、その他の樹脂を含有してもよい。その他の樹脂の具体例としては、例えば、ポリカーボネート樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリビニルピロリドン樹脂、ヒドロキシエチルセルロース樹脂、カルボキシメチルセルロース樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、アルキッド樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、マレイン酸樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂等が挙げられ、中でも、耐熱性の点からポリアミド樹脂、又はポリイミド樹脂が好ましく、更に、環状構造を有するポリアミド樹脂、又は環状構造を有するポリイミド樹脂であることがより好ましい。これらの樹脂は、アルカリ可溶性を有するものであってもよく、アルカリ可溶性を有しないものであってもよい。またこれらの樹脂は、1種又は2種以上を組み合わせることができる。
 アルカリ可溶性樹脂の重量平均分子量は特に限定されない。中でも好ましくは1,000~500,000の範囲であり、さらに好ましくは3,000~200,000である。1,000未満では硬化後のバインダー機能が著しく低下し、500,000を超えるとアルカリ現像液による現像時に、パターン形成が困難となる場合がある。
 本発明のカラーフィルタ用着色樹脂組成物において用いられるアルカリ可溶性樹脂は、1種単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよく、その含有量としては、着色樹脂組成物に含まれる色材100質量部に対して、通常、10~1000質量部の範囲内、好ましくは20~500質量部の範囲内である。アルカリ可溶性樹脂の含有量が少な過ぎると、充分なアルカリ現像性が得られない場合があり、また、アルカリ可溶性樹脂の含有量が多すぎると色材の割合が相対的に低くなって、充分な着色濃度が得られない場合がある。
[多官能モノマー]
 本発明のカラーフィルタ用着色樹脂組成物において用いられる多官能モノマーは、後述する開始剤によって重合可能なものであればよく、特に限定されず、通常、エチレン性不飽和二重結合を2つ以上有する化合物が用いられ、特にアクリロイル基又はメタクリロイル基を2つ以上有する、多官能(メタ)アクリレートであることが好ましく、更に、三官能以上の多官能(メタ)アクリレートがより好ましい。
 多官能(メタ)アクリレートのうち、三官能以上の多官能(メタ)アクリレートとしては、例えばトリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、トリメチロールエタントリ(メタ)アクリレート、グリセロールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、アルキル変性ジペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、無水コハク酸変性ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、リン酸トリ(メタ)アクリレート、トリス(アクリロキシエチル)イソシアヌレート、トリス(メタクリロキシエチル)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、ジペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート、アルキル変性ジ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モノヒドロキシペンタ(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、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、アルキル変性ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、カルボン酸変性ジペンタエリストールペンタ(メタ)アクリレート、無水コハク酸変性ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ウレタントリ(メタ)アクリレート、エステルトリ(メタ)アクリレート、ウレタンヘキサ(メタ)アクリレート、エステルヘキサ(メタ)アクリレート等が挙げられる。  
 本発明においては、光硬化性(高感度)を向上する点で、多官能モノマーが、重合可能な二重結合を3つ(三官能)以上有するものであるものが好ましく、例えば3価以上の多価アルコールのポリ(メタ)アクリレート類が好適に挙げられる。また、本発明においては、アルカリ現像性を向上する点から、多官能モノマーがカルボキシル基を有することが好ましい。カルボキシル基を有する多官能モノマーとしては、例えば、前記多価アルコールのポリ(メタ)アクリレート類のカルボン酸変性物等が挙げられる。
 多価アルコールのポリ(メタ)アクリレート類の具体例としては、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、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)アクリレート等が挙げられる。
 また、多価アルコールのポリ(メタ)アクリレート類のカルボン酸変性物としては、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレートのコハク酸変性物、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレートのコハク酸変性物等が挙げられる。
 これらの多官能モノマーは1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。例えば、カルボキシル基を有する多官能モノマーと、カルボキシル基を有しない多官能モノマーを組み合わせて用いてもよい。耐熱性及び密着性を向上する点からカルボキシル基を有しているペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレートのコハク酸変性物、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレートのコハク酸変性物が好ましい。
 このような多官能モノマーは、適宜市販品を用いてもよく、例えば、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレートのコハク酸変性物を含む市販品として、商品名M-520D、TO-2371(東亞合成(株)社製)等が挙げられる。
 本発明のカラーフィルタ用着色樹脂組成物において用いられる上記多官能モノマーの含有量は、特に制限はないが、着色樹脂組成物の固形分全量に対する多官能モノマーの含有量は、5~60質量%が好ましく、10~40質量%がより好ましい。多官能モノマーの含有量が上記範囲より少ないと十分に光硬化が進まず、露光部分が溶出する場合があり、また、多官能モノマーの含有量が上記範囲より多いとアルカリ現像性が低下するおそれがある。
[開始剤]
 本発明のカラーフィルタ用着色樹脂組成物において用いられる開始剤としては、特に制限はなく、従来知られている各種開始剤の中から、1種又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
 開始剤としては、芳香族ケトン類、ベンゾインエーテル類、ハロメチルオキサジアゾール化合物、α-アミノケトン、ビイミダゾール類、N,N-ジメチルアミノベンゾフェノン、ハロメチル-S-トリアジン系化合物、チオキサントン等を挙げることができる。開始剤の具体例としては、ベンゾフェノン、4,4’-ビスジエチルアミノベンゾフェノン、4-メトキシ-4’-ジメチルアミノベンゾフェノン等の芳香族ケトン類、ベンゾインメチルエーテル等のベンゾインエーテル類、エチルベンゾイン等のベンゾイン、2-(o-クロロフェニル)-4,5-フェニルイミダゾール2量体等のビイミダゾール類、2-トリクロロメチル-5-(p-メトキシスチリル)-1,3,4-オキサジアゾール等のハロメチルオキサジアゾール化合物、2-(4-ブトキシ-ナフト-1-イル)-4,6-ビス-トリクロロメチル-S-トリアジン等のハロメチル-S-トリアジン系化合物、2,2-ジメトキシ-1,2-ジフェニルエタン-1-オン、2-メチル-1-〔4-(メチルチオ)フェニル〕-2-モルフォリノプロパノン、1,2-ベンジル-2-ジメチルアミノ-1-(4-モルフォリノフェニル)-ブタノン-1,1-ヒドロキシ-シクロヘキシル-フェニルケトン、ベンジル、ベンゾイル安息香酸、ベンゾイル安息香酸メチル、4-ベンゾイル-4´-メチルジフェニルサルファイド、ベンジルメチルケタール、ジメチルアミノベンゾエート、p-ジメチルアミノ安息香酸イソアミル、2-n-ブトキシエチル-4-ジメチルアミノベンゾエート、2-クロロチオキサントン、2,4-ジエチルチオキサントン、2,4-ジメチルチオキサントン、イソプロピルチオキサントン、4-ベンゾイル-メチルジフェニルサルファイド、1-ヒドロキシ-シクロヘキシル-フェニルケトン、2-ベンジル-2-(ジメチルアミノ)-1-[4-(4-モルフォリニル)フェニル]-1-ブタノン、2-(ジメチルアミノ)-2-[(4-メチルフェニル)メチル]-1-[4-(4-モルフォリニル)フェニル]-1-ブタノン、α-ジメトキシ-α-フェニルアセトフェノン、フェニルビス(2,4,6-トリメチルベンゾイル)フォスフィンオキサイド、2-メチル-1-[4-(メチルチオ)フェニル]-2-(4-モルフォリニル)-1-プロパノンなどが挙げられる。
 中でも、2-メチル-1-[4-(メチルチオ)フェニル]-2-モルフォリノプロパン-1-オン、2-ベンジル-2-(ジメチルアミノ)-1-(4-モルフォリノフェニル)-1-ブタノン、4,4’-ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン、ジエチルチオキサントンが好ましく用いられる。更に2-メチル-1-[4-(メチルチオ)フェニル]-2-モルフォリノプロパン-1-オンのようなα-アミノアセトフェノン系開始剤とジエチルチオキサントンのようなチオキサン系開始剤を組み合わせることが感度調整、水染みを抑制し、現像耐性が向上する点から好ましい。
 α-アミノアセトフェノン系開始剤とチオキサン系開始剤の含有量は着色樹脂組成物の固形分全量に対して、5~15質量%が好ましい。開始剤量が15質量%以下だと製造プロセス中の昇華物が低減するため好ましい。開始剤量が5質量%以上であると水染み等、現像耐性が向上する。
 本発明において、開始剤は、中でも、水染み抑制効果が高い点から、オキシムエステル系光開始剤を含むことが好ましい。なお、水染みとは、アルカリ現像後、純水でリンスした後に、水が染みたような跡が発生するこの現象をいう。このような水染みは、ポストベーク後に消えるので製品としては問題がないが、現像後にパターニング面の外観検査において、ムラ異常として検出されてしまい、正常品と異常品の区別がつかないという問題が生じる。そのため、外観検査において検査装置の検査感度を下げると、結果として最終的なカラーフィルタ製品の歩留まり低下を引き起こし、問題となる。
 当該オキシムエステル系光開始剤としては、分解物によるカラーフィルタ用着色樹脂組成物の汚染や装置の汚染を低減する点から、中でも、芳香環を有するものが好ましく、芳香環を含む縮合環を有するものがより好ましく、ベンゼン環とヘテロ環を含む縮合環を有することがさらに好ましい。
 オキシムエステル系光開始剤としては、1,2-オクタジオン-1-[4-(フェニルチオ)-、2-(o-ベンゾイルオキシム)]、エタノン,1-[9-エチル-6-(2-メチルベンゾイル)-9H-カルバゾール-3-イル]-,1-(o-アセチルオキシム)、特開2000-80068号公報、特開2001-233842号公報、特表2010-527339、特表2010-527338、特開2013-041153等に記載のオキシムエステル系光開始剤の中から適宜選択できる。市販品として、イルガキュアOXE-01、イルガキュアOXE-02、イルガキュアOXE-03(以上、BASF社製)、ADEKA OPT-N-1919、アデカアークルズNCI-930、アデカアークルズNCI-831(以上、ADEKA社製)、TR-PBG-304、TR-PBG-326、TR-PBG-345、TR-PBG-3057(以上、常州強力電子新材料社製)などを用いても良い。
 本発明に用いられる当該オキシムエステル系光開始剤としては、中でもアリールラジカル、特にフェニルラジカルを発生するオキシムエステル系光開始剤を用いることが好ましく、更にアルキルラジカル、特にメチルラジカルを発生するオキシムエステル系光開始剤を用いることが、耐溶剤性、現像耐性、パターンの欠け発生の抑制効果、及び水染み発生抑制効果が優れる点から好ましい。アルキルラジカルは、アリールラジカルと比べてラジカル移動が活性化し易いことが推定される。アルキルラジカルを発生するオキシムエステル系光開始剤としては、エタノン,1-[9-エチル-6-(2-メチルベンゾイル)-9H-カルバゾール-3-イル]-,1-(o-アセチルオキシム)(商品名:イルガキュアOXE-02、BASF製)、メタノン,[8-[[(アセチルオキシ)イミノ][2-(2,2,3,3-テトラフルオロプロポキシ)フェニル]メチル]-11-(2-エチルヘキシル)-11H-ベンゾ[a]カルバゾール-5-イル]-,(2,4,6-トリメチルフェニル)(商品名:イルガキュアOXE-03、BASF製)、エタノン,1-[9-エチル-6-(1,3-ジオキソラン,4-(2-メトキシフェノキシ)-9H-カルバゾール-3-イル]-,1-(o-アセチルオキシム)(商品名ADEKA OPT-N-1919、ADEKA社製)、メタノン,(9-エチル-6-ニトロ-9H-カルバゾール-3-イル)[4-(2-メトキシ-1-メチルエトキシ-2-メチルフェニル]-,o-アセチルオキシム(商品名アデカアークルズNCI-831、ADEKA社製)、1-プロパノン,3-シクロペンチル-1-[9-エチル-6-(2-メチルベンゾイル)-9H-カルバゾール-3-イル]-,1-(o-アセチルオキシム)(商品名TR-PBG-304、常州強力電子新材料社製)、1-プロパノン,3-シクロペンチル-1-[2-(2-ピリミジニルチオ)-9H-カルバゾール-3-イル]-,1-(o-アセチルオキシム)(商品名TR-PBG-314、常州強力電子新材料社製)、エタノン,2-シクロヘキシル-1-[2-(2-ピリミジニルオキシ)-9H-カルバゾール-3-イル]-,1-(o-アセチルオキシム)(商品名TR-PBG-326、常州強力電子新材料社製)、エタノン,2-シクロヘキシル-1-[2-(2-ピリミジニルチオ)-9H-カルバゾール-3-イル]-,1-(o-アセチルオキシム)(商品名TR-PBG-331、常州強力電子新材料社製)、1-オクタノン,1-[4-[3-[1-[(アセチルオキシ)イミノ]エチル]-6-[4-[(4,6-ジメチル-2-ピリミジニル)チオ]-2-メチルベンゾイル]-9H-カルバゾール-9-イル]フェニル]-,1-(o-アセチルオキシム)(商品名:EXTA-9、ユニオンケミカル製)等が挙げられる。
 また、オキシムエステル系光開始剤に、3級アミン構造を有する光開始剤を組み合わせて用いることが、感度向上の点から、好ましい。3級アミン構造を有する光開始剤は、分子内に酸素クエンチャーである3級アミン構造を有するため、開始剤から発生したラジカルが酸素により失活し難く、感度を向上させることができるからである。上記3級アミン構造を有する光開始剤の市販品としては、例えば、2-メチル-1-(4-メチルチオフェニル)-2-モルフォリノプロパン-1-オン(例えばイルガキュア907、BASF社製)、2-ベンジル-2-(ジメチルアミノ)-1-(4-モルフォリノフェニル)-1-ブタノン(例えばイルガキュア369、BASF社製)、4,4’-ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン(例えば、ハイキュアABP、川口薬品製)などが挙げられる。
 本発明において開始剤は、オキシムエステル系光開始剤を用いることが好ましく、中でも、アルキルラジカル系オキシムエステル化合物を含むことが好ましい。
 アルキルラジカル系オキシムエステル化合物と、α-アミノアルキルフェノン系開始剤とを組み合わせた場合には、水染み抑制効果に優れた塗膜を得ることができ、感度の調節も容易となる。
 また、アルキルラジカル系オキシムエステル化合物と、アリールラジカル系オキシムエステル化合物とを組み合わせて用いた場合、少ない開始剤量で耐溶剤性と水染み抑制に特に優れた塗膜を得ることができ、感度の調節も容易となる。
 アルキルラジカル系オキシムエステル化合物の量としては、着色樹脂組成物の固形分全量に対して、2~7質量%が好ましい。開始剤量が7質量未満であれば、マスク開口に対してパターンが太くなり過ぎないため好ましい。開始剤量が2質量%以上であれば耐溶剤性が良好となる。
 本発明の着色樹脂組成物において用いられる開始剤の含有量は、特に制限はないが、着色樹脂組成物の固形分全量に対して、1~40質量%が好ましく、2~30質量%がより好まく、3~20質量%が特に好ましい。この含有量が上記範囲より少ないと十分に重合反応を生じさせることができないため、着色層の硬度を十分なものとすることができない場合があり、一方上記範囲より多いと、着色樹脂組成物の固形分中の色材等の含有量が相対的に少なくなり、十分な着色濃度が得られない場合がある。
<任意添加成分>
 本発明の着色樹脂組成物には、本発明の目的が損なわれない範囲で、必要に応じて各種添加剤を含むものであってもよい。添加剤としては、例えば、酸化防止剤、重合停止剤、連鎖移動剤、レベリング剤、可塑剤、界面活性剤、消泡剤、シランカップリング剤、紫外線吸収剤、密着促進剤等などが挙げられる。
(シランカップリング剤)
 本発明においては、基板との密着性を向上するためにシランカップリング剤を用いてもよい。本発明においてシランカップリング剤とは、シラノール基及びアルコキシシリル基より選択される基を1つ以上有する化合物を表す。
 シランカップリン剤は、密着性の点から、通常、着色樹脂組成物の全固形分に対して2質量%以上用いられる。これに対し、本発明者らは、シランカップリング剤を、前記一般式(I)で表される色材と組み合わせて用いた場合に、当該シランカップリング剤が経時的に変化するとの知見を得た。そのため、長期間保管後においても基板に対する密着性が低下せず、且つ感度変化が抑制されて設計通りのパターン状着色層を得ることができる点から、シランカップリング剤を着色樹脂組成物の固形分に対して1質量%以下とすることが好ましく、着色樹脂組成物の全固形分に対して、0.5質量%以下で用いることがより好ましく、実質的に含有しないことが更により好ましい。
 シランカップリング剤の具体例としては、ビニルトリス(β-メトキシエトキシ)シラン、ビニルエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン等のビニルシラン類、γ-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン等の(メタ)アクリルシラン類、β-(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、β-(3,4-エポキシシクロヘキシル)メチルトリメトキシシラン、β-(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチルトリエトキシシラン、β-(3,4-エポキシシクロヘキシル)メチルトリエトキシシラン、γ-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ-グリシドキシプロピルトリエトキシシラン等のエポキシシラン類、N-β(アミノエチル)γ-アミノプロピルトリメトキシシラン、N-β(アミノエチル)γ-アミノプロピルトリエトキシシラン、N-β(アミノエチル)γ-アミノプロピルメチルジエトキシシシラン、γ-アミノプロピルトリエトキシシラン、γ-アミノプロピルトリメトキシシラン、N-フェニル-γ-アミノプロピルトリメトキシシラン、N-フェニル-γ-アミノプロピルトリエトキシシラン等のアミノシラン類、γ-メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ-メルカプトプロピルトリエトキシシラン等のチオシラン類等のシランカップリング剤が挙げられ、中でも、基板との密着性の点から、3-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3-メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、3-メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、3-メタクリロキシプロピルトリエトキシシランが好ましい。
(酸化防止剤)
 本発明の着色樹脂組成物は、耐熱性及び耐光性の点から酸化防止剤を含有することが好ましい。酸化防止剤は従来公知のものの中から適宜選択すればよい。酸化防止剤の具体例としては、例えば、ヒンダードフェノール系酸化防止剤、アミン系酸化防止剤、リン系酸化防止剤、硫黄系酸化防止剤、ヒドラジン系酸化防止剤等が挙げられ、耐熱性の耐光性の点から、ヒンダードフェノール系酸化防止剤を用いることが好ましい。
 ヒンダードフェノール系酸化防止剤としては、例えば、ペンタエリトリトールテトラキス[3-(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオナート](商品名:商品名:IRGANOX1010、BASF社製)、1,3,5-トリス(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシベンジル)イソシアヌレート(商品名:イルガノックス3114、BASF製)、2,4,6-トリス(4-ヒドロキシ-3,5-ジ-tert-ブチルベンジル)メシチレン(商品名:イルガノックス1330、BASF製)、2,2’-メチレンビス(6-tert-ブチル-4-メチルフェノール)(商品名:スミライザーMDP-S、住友化学製)、6,6’-チオビス(2-tert-ブチル-4-メチルフェノール)(商品名:イルガノックス1081、BASF製)、3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシベンジルホスホン酸ジエチル(商品名:イルガモド195、BASF製)等が挙げられる。中でも、耐熱性及び耐光性の点から、ペンタエリトリトールテトラキス[3-(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオナート](商品名:商品名:IRGANOX1010、BASF社製)が好ましい。
 酸化防止剤を用いる場合、その配合量は、本発明の効果が損なわれない範囲であれば特に限定されない。酸化防止剤の配合量としては、着色樹脂組成物中の全固形分100質量部に対して、酸化防止剤が0.1~5.0質量部であることが好ましく、0.5~4.0質量部であることがより好ましい。上記下限値以上であれば、耐熱性及び耐光性に優れている。一方、上記上限値以下であれば、本発明の着色樹脂組成物を高感度の感光性樹脂組成物とすることができる。
 また、前記界面活性剤としては、例えば、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリエチレングリコールジラウレート、ポリエチレングリコールジステアレート、ソルビタン脂肪酸エステル類、脂肪酸変性ポリエステル類、3級アミン変性ポリウレタン類等を挙げることができる。また、その他にもフッ素系界面活性剤も用いることができる。
 さらに、可塑剤としては、例えばジブチルフタレート、ジオクチルフタレート、トリクレジル等が挙げられる。消泡剤、レベリング剤としては、例えばシリコン系、フッ素系、アクリル系の化合物等が挙げられる。  
(連鎖移動剤)
 連鎖移動剤としては、例えば、単官能チオール化合物、多官能チオール化合物が好ましく、なかでも、多官能チオール化合物が好ましい。
 単官能チオール化合物としては、2-メルカプトベンゾチアゾール、2-メルカプトベンズイミダゾール、2-メルカプトベンゾオキサゾール、2-メルカプトメチルベンズイミダゾール、2-メルカプトメチルベンゾオキサゾール、2-メルカプトメチルベンゾチアゾール等が挙げられる。中でも、光重合開始剤が発生するラジカルを連鎖移動させ、硬化性を向上させる観点から、単官能チオール化合物は、2-メルカプトメチルベンゾチアゾールが好ましい。
 多官能チオール化合物としては、特に限定されることなく、種々の化合物を用いることができる。多官能チオール化合物は、例えば、1,2-エタンジチオール、1,3-プロパンジチオール、1,4-ブタンジチオール、1,6-へキサンジチオール、1,8-オクタンジチオール、1,2-シクロヘキサンジチオール、デカンジチオール、エチレングリコールビスチオグリコレート、エチレングリコールビス(3-メルカプトプロピオネート)、エチレングリコールビスチオグリコレート、1,4-ブタンジオールジチオグリコレート、1,4-ブタンジオールビス(3-メルカプトプロピオネート)、トリメチロールプロパントリスチオグリコレート、トリメチロールプロパントリス(3-メルカプトプロピオネート)、ペンタエリスリトールテトラキスチオグリコレート、ペンタエリスリトールテトラキス(3-メルカプトプロピオネート)、ジペンタエリスリトールヘキサ(3-メルカプトプロピオネート)、その他、種々の多価アルコールとチオグリコール酸、メルカプトプロピオン酸等のチオール基含有カルボン酸とのエステルが挙げられる。
 また、多官能チオール化合物としては、トリメルカプトプロピオン酸トリス(2-ヒドロキシエチル)イソシアヌレート、1,4-ジメチルメルカプトベンゼン、2、4、6-トリメルカプト-s-トリアジン、2-(N,N-ジブチルアミノ)-4,6-ジメルカプト-s-トリアジン等が挙げられる。また、多官能チオール化合物は、2,5-ヘキサンジチオール、2,9-デカンジチオール、1,4-ビス(1-メルカプトエチル)ベンゼン、フタル酸ジ(1-メルカプトエチルエステル)、フタル酸ジ(2-メルカプトプロピルエステル)、フタル酸ジ(3-メルカプトブチルエステル)、フタル酸ジ(3-メルカプトイソブチルエステル)等のチオール基に対してα位及び/またはβ位の炭素原子に置換基を有する多官能チオール化合物;エチレングリコールビス(3-メルカプトブチレート)、プロピレングリコールビス(3-メルカプトブチレート)、ジエチレングリコールビス(3-メルカプトブチレート)、ブタンジオールビス(3-メルカプトブチレート)、オクタンジオールビス(3-メルカプトブチレート)、トリメチロールプロパントリス(3-メルカプトブチレート)、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)、ジペンタエリスリトールヘキサキス(3-メルカプトブチレート)、エチレングリコールビス(2-メルカプトプロピオネート)、プロピレングリコールビス(2-メルカプトプロピオネート)、ジエチレングリコールビス(2-メルカプトプロピオネート)、ブタンジオールビス(2-メルカプトプロピオネート)、オクタンジオールビス(2-メルカプトプロピオネート)、トリメチロールプロパントリス(2-メルカプトプロピオネート)、ペンタエリスリトールテトラキス(2-メルカプトプロピオネート)、ジペンタエリスリトールヘキサキス(2-メルカプトプロピオネート)、エチレングリコールビス(3-メルカプトイソブチレート)、プロピレングリコールビス(3-メルカプトイソブチレート)、ジエチレングリコールビス(3-メルカプトイソブチレート)、ブタンジオールビス(3-メルカプトイソブチレート)、オクタンジオールビス(3-メルカプトイソブチレート)、トリメチロールプロパントリス(3-メルカプトイソブチレート)、ペンタエリスリトールテトラキス(3-メルカプトイソブチレート)、ジペンタエリスリトールヘキサキス(3-メルカプトイソブチレート)、エチレングリコールビス(2-メルカプトイソブチレート)、プロピレングリコールビス(2-メルカプトイソブチレート)、ジエチレングリコールビス(2-メルカプトイソブチレート)、ブタンジオールビス(2-メルカプトイソブチレート)、オクタンジオールビス(2-メルカプトイソブチレート)、トリメチロールプロパントリス(2-メルカプトイソブチレート)、ペンタエリスリトールテトラキス(2-メルカプトイソブチレート)、ジペンタエリスリトールヘキサキス(2-メルカプトイソブチレート)、エチレングリコールビス(4-メルカプトバレレート)、プロピレングリコールビス(4-メルカプトイソバレレート)、ジエチレングリコールビス(4-メルカプトバレレート)、ブタンジオールビス(4-メルカプトバレレート)、オクタンジオールビス(4-メルカプトバレレート)、トリメチロールプロパントリス(4-メルカプトバレレート)、ペンタエリスリトールテトラキス(4-メルカプトバレレート)、ジペンタエリスリトールヘキサキス(4-メルカプトバレレート)、エチレングリコールビス(3-メルカプトバレレート)、プロピレングリコールビス(3-メルカプトバレレート)、ジエチレングリコールビス(3-メルカプトバレレート)、ブタンジオールビス(3-メルカプトバレレート)、オクタンジオールビス(3-メルカプトバレレート)、トリメチロールプロパントリス(3-メルカプトバレレート)、ペンタエリスリトールテトラキス(3-メルカプトバレレート)、ジペンタエリスリトールヘキサキス(3-メルカプトバレレート)等が挙げられる。
 本発明においては、なかでも、上記多官能チオール化合物が、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)であることが好ましい。
 製品としては、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)(PTMP;昭和電工社製、「カレンズMT(商標)PE1」)が挙げられる。
<着色樹脂組成物における各成分の配合割合>
 一般式(I)で表される色材及びその他の色材の合計の含有量は、着色樹脂組成物の固形分全量に対して、3~65質量%、より好ましくは4~55質量%の割合で配合することが好ましい。上記下限値以上であれば、着色樹脂組成物を所定の膜厚(通常は1.0~5.0μm)に塗布した際の着色層が充分な色濃度を有する。また、上記上限値以下であれば、分散性及び分散安定性に優れると共に、充分な硬度や、基板との密着性を有する着色層を得ることができる。尚、本発明において固形分は、上述した溶剤以外のもの全てであり、液状の多官能モノマー等も含まれる。
 また、分散剤の含有量としては、一般式(I)で表される色材を均一に分散することができるものであれば特に限定されるものではないが、例えば、着色樹脂組成物の固形分全量に対して3~40質量%用いることができる。更に、着色樹脂組成物の固形分全量に対して5~35質量%が好ましく、特に5~25質量%がより好ましい。上記下限値以上であれば、一般式(I)で表される色材の分散性及び分散安定性に優れ、粘度の経時安定性に優れている。また、上記上限値以下であれば、着色層の輝度が良好なものとなる。
 アルカリ可溶性樹脂と多官能モノマーと、開始剤との合計の含有量は、着色樹脂組成物の固形分全量に対して10~92質量%、好ましくは15~87質量%の割合で配合するのが好ましい。上記下限値以上であれば、充分な硬度や、基板との密着性を有する着色層を得ることができる。また上記上限値以下であれば、熱収縮による微小なシワの発生も抑制される。
 また、溶剤の含有量は、着色層を精度良く形成することができる範囲で適宜設定すればよい。当該溶剤を含む上記着色樹脂組成物の全量に対して、通常、55~95質量%の範囲内であることが好ましく、中でも、65~88質量%の範囲内であることがより好ましい。上記溶剤の含有量が、上記範囲内であることにより、塗布性に優れたものとすることができる。
<カラーフィルタ用着色樹脂組成物の製造方法>
 本発明のカラーフィルタ用着色樹脂組成物の製造方法は、前記本発明の色材分散液とアルカリ可溶性樹脂と、多官能モノマーと、開始剤と、溶剤と所望により用いられる各種添加成分とを含有し、色材が分散剤により溶剤中に均一に分散される方法であればよく、公知の混合手段を用いて混合することにより、調製することができる。
 当該樹脂組成物の調製方法としては、例えば、(1)前記本発明の色材分散液に、アルカリ可溶性樹脂と、多官能モノマーと、開始剤と所望により用いられる各種添加成分を混合する方法;(2)溶剤中に、色材と、分散剤と、アルカリ可溶性樹脂と、多官能モノマーと、開始剤と、所望により用いられる各種添加成分とを同時に投入し混合する方法;(3)溶剤中に、分散剤と、アルカリ可溶性樹脂と、多官能モノマーと、開始剤と、所望により用いられる各種添加成分とを添加し、混合したのち、色材を加えて分散する方法;(4)溶剤中に、色材と、分散剤と、アルカリ可溶性樹脂とを添加して分散液を調製し、当該分散液に、更にアルカリ可溶性樹脂と、多官能モノマーと、開始剤と、所望により用いられる各種添加成分を添加し、混合する方法;などを挙げることができる。
 これらの方法の中で、上記(4)方法が、色材の凝集を効果的に防ぎ、均一に分散させ得る点から好ましい。
3.カラーフィルタ
 本発明に係るカラーフィルタは、透明基板と、当該透明基板上に設けられた着色層とを少なくとも備えるカラーフィルタであって、当該着色層の少なくとも1つが、前記本発明に係る着色樹脂組成物を硬化させて形成されてなる着色層を有する。
 このような本発明に係るカラーフィルタについて、図を参照しながら説明する。図1は、本発明のカラーフィルタの一例を示す概略断面図である。図1によれば、本発明のカラーフィルタ10は、透明基板1と、遮光部2と、着色層3とを有している。
(着色層)
 本発明のカラーフィルタに用いられる着色層は、少なくとも1つが、前記本発明に係るカラーフィルタ用着色樹脂組成物を硬化させて形成されてなる着色層である。
 着色層は、通常、後述する透明基板上の遮光部の開口部に形成され、通常3色以上の着色パターンから構成される。
 また、当該着色層の配列としては、特に限定されず、例えば、ストライプ型、モザイク型、トライアングル型、4画素配置型等の一般的な配列とすることができる。また、着色層の幅、面積等は任意に設定することができる。
 当該着色層の厚みは、塗布方法、着色樹脂組成物の固形分濃度や粘度等を調整することにより、適宜制御されるが、通常、1~5μmの範囲であることが好ましい。
 当該着色層は、例えば、着色樹脂組成物が感光性樹脂組成物の場合、下記の方法により形成することができる。
 まず、前述した本発明のカラーフィルタ用着色樹脂組成物を、スプレーコート法、ディップコート法、バーコート法、コールコート法、スピンコート法、ダイコート法などの塗布手段を用いて後述する透明基板上に塗布して、ウェット塗膜を形成させる。
 次いで、ホットプレートやオーブンなどを用いて、該ウェット塗膜を乾燥させたのち、これに、所定のパターンのマスクを介して露光し、アルカリ可溶性樹脂及び多官能モノマー等を光重合反応させて、感光性の塗膜とする。露光に使用される光源としては、例えば低圧水銀灯、高圧水銀灯、メタルハライドランプなどの紫外線、電子線等が挙げられる。露光量は、使用する光源や塗膜の厚みなどによって適宜調整される。
 また、露光後に重合反応を促進させるために、加熱処理を行ってもよい。加熱条件は、使用する着色樹脂組成物中の各成分の配合割合や、塗膜の厚み等によって適宜選択される。
 次に、現像液を用いて現像処理し、未露光部分を溶解、除去することにより、所望のパターンで塗膜が形成される。現像液としては、通常、水や水溶性溶剤にアルカリを溶解させた溶液が用いられる。このアルカリ溶液には、界面活性剤などを適量添加してもよい。また、現像方法は一般的な方法を採用することができる。
 現像処理後は、通常、現像液の洗浄、着色樹脂組成物の硬化塗膜の乾燥が行われ、着色層が形成される。なお、現像処理後に、塗膜を十分に硬化させるために加熱処理を行ってもよい。加熱条件としては特に限定はなく、塗膜の用途に応じて適宜選択される。
(遮光部)
 本発明のカラーフィルタにおける遮光部は、後述する透明基板上にパターン状に形成されるものであって、一般的なカラーフィルタに遮光部として用いられるものと同様とすることができる。
 当該遮光部のパターン形状としては、特に限定されず、例えば、ストライプ状、マトリクス状等の形状が挙げられる。この遮光部としては、例えば、黒色顔料をバインダー樹脂中に分散又は溶解させたものや、クロム、酸化クロム等の金属薄膜等が挙げられる。この金属薄膜は、CrO膜(xは任意の数)及びCr膜が2層積層されたものであってもよく、また、より反射率を低減させたCrO膜(xは任意の数)、CrN膜(yは任意の数)及びCr膜が3層積層されたものであってもよい。
 当該遮光部が黒色色材をバインダー樹脂中に分散又は溶解させたものである場合、この遮光部の形成方法としては、遮光部をパターニングすることができる方法であればよく、特に限定されず、例えば、遮光部用着色樹脂組成物を用いたフォトリソグラフィー法、印刷法、インクジェット法等を挙げることができる。
 パターン状の遮光部は、例えば、前記着色層の形成と同様の方法で形成することができる。
 遮光部の膜厚としては、金属薄膜の場合は0.2~0.4μm程度で設定され、黒色色材をバインダー樹脂中に分散又は溶解させたものである場合は0.5~2μm程度で設定される。
 カラーフィルタの着色層の色度は、光源等に応じて適宜調整すればよく、特に限定されないが、例えば、青色着色層の場合、C光源における色度(x、y)において、xが0.12~0.27、yが0.04~0.18の範囲内であることが好ましい。
(透明基板)
 本発明のカラーフィルタにおける透明基板としては、可視光に対して透明な基材であればよく、特に限定されず、一般的なカラーフィルタに用いられる透明基板を使用することができる。具体的には、石英ガラス、無アルカリガラス、合成石英板等の可撓性のない透明なリジッド材、あるいは、透明樹脂フィルム、光学用樹脂板、フレキシブルガラス等の可撓性を有する透明なフレキシブル材が挙げられる。
 当該透明基板の厚みは、特に限定されるものではないが、本発明のカラーフィルタの用途に応じて、例えば100μm~1mm程度のものを使用することができる。
 なお、本発明のカラーフィルタは、上記透明基板、遮光部及び着色層以外にも、例えば、オーバーコート層や透明電極層、さらには配向膜や配向突起、柱状スペーサ等が形成されたものであってもよい。
4.表示装置
 本発明に係る表示装置は、前記本発明に係るカラーフィルタを有することを特徴とする。本発明において表示装置の構成は特に限定されず、従来公知の表示装置の中から適宜選択することができ、例えば、液晶表示装置や、有機発光表示装置などが挙げられる。
[液晶表示装置]
 液晶表示装置は、前述した本発明に係るカラーフィルタと、対向基板と、前記カラーフィルタと前記対向基板との間に形成された液晶層とを有することを特徴とする。
 このような本発明の液晶表示装置について、図を参照しながら説明する。図2は、液晶表示装置の一例を示す概略図である。図2に例示するように液晶表示装置40は、カラーフィルタ10と、TFTアレイ基板等を有する対向基板20と、上記カラーフィルタ10と上記対向基板20との間に形成された液晶層30とを有している。
 なお、本発明の液晶表示装置は、この図2に示される構成に限定されるものではなく、一般的にカラーフィルタが用いられた液晶表示装置として公知の構成とすることができる。
 本発明の液晶表示装置の駆動方式としては、特に限定はなく一般的に液晶表示装置に用いられている駆動方式を採用することができる。このような駆動方式としては、例えば、TN方式、IPS方式、OCB方式、及びMVA方式等を挙げることができる。本発明においてはこれらのいずれの方式であっても好適に用いることができる。
 また、対向基板としては、本発明の液晶表示装置の駆動方式等に応じて適宜選択して用いることができる。
 さらに、液晶層を構成する液晶としては、本発明の液晶表示装置の駆動方式等に応じて、誘電異方性の異なる各種液晶、及びこれらの混合物を用いることができる。
 液晶層の形成方法としては、一般に液晶セルの作製方法として用いられる方法を使用することができ、例えば、真空注入方式や液晶滴下方式等が挙げられる。
[有機発光表示装置]
 有機発光表示装置は、前述した本発明に係るカラーフィルタと、有機発光体とを有することを特徴とする。
 このような有機発光表示装置について、図を参照しながら説明する。図3は、有機発光表示装置の一例を示す概略断面図である。図3に例示するように本発明の有機発光表示装置100は、カラーフィルタ10と、有機発光体80とを有している。カラーフィルタ10と、有機発光体80との間に、有機保護層50や無機酸化膜60を有していても良い。
 有機発光体80の積層方法としては、例えば、カラーフィルタ上面へ透明陽極71、正孔注入層72、正孔輸送層73、発光層74、電子注入層75、および陰極76を逐次形成していく方法や、別基板上へ形成した有機発光体80を無機酸化膜60上に貼り合わせる方法などが挙げられる。有機発光体80における、透明陽極71、正孔注入層72、正孔輸送層73、発光層74、電子注入層75、および陰極76、その他の構成は、公知のものを適宜用いることができる。このようにして作製された有機発光表示装置100は、例えば、パッシブ駆動方式の有機ELディスプレイにもアクティブ駆動方式の有機ELディスプレイにも適用可能である。
 なお、本発明の有機発光表示装置は、この図3に示される構成に限定されるものではなく、一般的にカラーフィルタが用いられた有機発光表示装置として公知の構成とすることができる。
 以下、本発明について実施例を示して具体的に説明する。これらの記載により本発明を制限するものではない。
 なお、本発明において塩基性共重合体の重量平均分子量Mwは、GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)により標準ポリスチレン換算値として求める。測定は、東ソー(株)製のHLC-8120GPCを用い、溶出溶剤を0.01モル/リットルの臭化リチウムを添加したN-メチルピロリドンとし、校正曲線用ポリスチレンスタンダードをMw377400、210500、96000、50400、20650、10850、5460、2930、1300、580(以上、Polymer Laboratories社製 Easi PS-2シリーズ)及びMw1090000(東ソー(株)製)とし、測定カラムをTSK-GEL ALPHA-M×2本(東ソー(株)製)として行われたものである。なお、塩基性共重合体の原料となるマクロモノマーやグラフト共重合体、についても、上記条件で行った。
 また、酸価(mgKOH/g)は、JIS K 0070に準じ、電位差滴定法によって求めた値である。
(合成例1:中間体1の合成)
 和光純薬(株)製 1-ヨードナフタレン15.2g(60mmol)、三井化学(株
)製 ノルボルナンジアミン(NBDA)(CAS No.56602-77-8)4.
63g(30mmol)、ナトリウム-tert-ブトキシド 8.07g(84mmol)、アルドリッチ製 2-ジシクロヘキシルホスフィノ-2’,6’,-ジメトキシビフェニル 0.09g(0.2mmol)、和光純薬(株)製 酢酸パラジウム 0.021g(0.1mmol)、キシレン 30mLに分散し130-135℃で48時間反応させた。反応終了後、室温に冷却し水を加え抽出した。次いで硫酸マグネシウムで乾燥し濃縮することにより下記化学式(1)で示される中間体1 8.5g(収率70%)を得た。
 得られた化合物は、下記の分析結果より目的の化合物であることを確認した。
・MS(ESI) (m/z):407(M+H)、
・元素分析値:CHN実測値 (85.47%、8.02%、6.72%);理論値(8
5.26%、8.11%、6.63%)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000028
(合成例2:中間体2の合成)
 中間体1 8.46g(20.8mmol)、東京化成工業製 4,4’-ビス(ジメチルアミノ)ベンゾフェノン13.5g(41.6mmol)トルエン60mLを入れ45-50℃で攪拌した。和光純薬工業製オキシ塩化リン 6.38g(51.5mmol)を滴下し、2時間還流し冷却した。反応終了後、トルエンをデカントした。樹脂状析出物をクロロホルム40mL、水40mL、濃塩酸を加えて溶解しクロロホルム層を分液した。クロロホルム層を水で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥、濃縮した。濃縮物に酢酸エチル65mLを加え還流した。冷却の後に析出物を濾過し下記化学式(2)で示される中間体2(BB7-Nb-dimer)を15.9g(収率70%)得た。
 得られた化合物は、下記の分析結果より目的の化合物であることを確認した。
・MS(ESI) (m/z):511(+)、2価
・元素分析値:CHN実測値 (78.13%、7.48%、7.78%);理論値(7
8.06%、7.75%、7.69%)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000029
(合成例3:色材Aの合成)
 中間体2 5.00g(4.58mmol)を水300mlに加え、90℃で溶解させ中間体2溶液とした。次に日本無機化学工業製リンタングステン酸・n水和物 H[PW1240]・nHO(n=30) 10.44g(3.05mmol)を水100mLに入れ、90℃で攪拌し、リンタングステン酸水溶液を調製した。先の中間体2溶液にリンタングステン酸水溶液を90℃で混合し、生成した沈殿物を濾取し、水で洗浄した。得られたケーキを乾燥して下記化学式(3)で表される色材Aを13.25g(収率98%)を得た。
 得られた化合物は、下記の分析結果より目的の化合物であることを確認した。(モル比W/Mo=100/0)
・MS(ESI) (m/z):510(+)、2価
・元素分析値:CHN実測値 (41.55%、5.34%、4.32%);理論値(41.66%、5.17%、4.11%)
 また、リンタングステン酸のポリ酸構造が色材Aとなった後も保たれていることを31P-NMRにより確認した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000030
(合成例4:ブロック共重合体Iの合成)
 500mlの4口セパラブルフラスコを減圧して乾燥後、Ar(アルゴン)置換した。
Arフローしながら、脱水THF100g、メチルトリメチルシリルジメチルケテンアセタール1.6g、テトラブチルアンモニウム-3-クロロベンゾエート(TBACB)の1Mアセトニトリル溶液0.15ml、メシチレン0.2gを加えた。そこに滴下ロートを用いて、メチルメタクリレート40gを45分かけて滴下した。反応が進むと発熱するため、氷冷することにより、温度を40℃未満に保った。1時間後、ジメチルアミノエチルメタクリレート10gを15分かけて滴下した。1時間反応させた後、メタノール5gを加えて反応を停止させた。溶剤を減圧除去して、ブロック共重合体Iを得た。GPC測定(NMP LiBr10mM)により求めた重量平均分子量Mwは7.600、アミン価は70mgKOH/gであった。
 得られたブロック共重合体IをPGMEAに溶解させ、60wt%溶液を作製した。
(合成例5:ブロック共重合体IIの合成)
 合成例4でメチルメタクリレート37gに、ジメチルアミノエチルメタクリレートを13gに変更した以外は合成例4と同様にして、ブロック共重合体IIを得た。重量平均分子量Mwは7.600、アミン価は90mgKOH/gであった。
(合成例6:ブロック共重合体IIIの合成)
 合成例4でメチルメタクリレート35gに、ジメチルアミノエチルメタクリレートを15gに変更した以外は合成例4と同様にして、ブロック共重合体IIIを得た。重量平均分子量Mwは7.600、アミン価は105mgKOH/gであった。
(合成例7:ブロック共重合体IVの合成)
 合成例4でメチルメタクリレート33gに、ジメチルアミノエチルメタクリレートを17gに変更した以外は合成例4と同様にして、ブロック共重合体IVを得た。重量平均分子量Mwは7.600、アミン価は120mgKOH/gであった。
(合成例8:ブロック共重合体Vの合成)
 合成例4でメチルメタクリレート30gに、ジメチルアミノエチルメタクリレートを20gに変更した以外は合成例4と同様にして、ブロック共重合体Vを得た。重量平均分子量Mwは7.600、アミン価は140mgKOH/gであった。
(合成例9:ブロック共重合体VIの合成)
 合成例4でメチルメタクリレート27.5gに、ジメチルアミノエチルメタクリレートを22.5gに変更した以外は合成例4と同様にして、ブロック共重合体VIを得た。重量平均分子量Mwは7.600、アミン価は160mgKOH/gであった。
(比較合成例1:ブロック共重合体VIIの合成)
 合成例4でメチルメタクリレート41.5gに、ジメチルアミノエチルメタクリレートを8.5gに変更した以外は合成例4と同様にして、ブロック共重合体VIIを得た。重量平均分子量Mwは7.600、アミン価は60mgKOH/gであった。
(比較合成例2:ブロック共重合体VIIIの合成)
 合成例4でメチルメタクリレート26gに、ジメチルアミノエチルメタクリレートを24gに変更した以外は合成例4と同様にして、ブロック共重合体VIIIを得た。重量平均分子量Mwは7.600、アミン価は170mgKOH/gであった。
 得られたブロック共重合体VIIIをPGMEAに溶解させ、60wt%溶液を作製した。
(比較合成例3:グラフト共重合体Iの合成)
(1)マクロモノマーIの合成
 冷却管、添加用ロート、窒素用インレット、機械的攪拌機、デジタル温度計を備えた反応器に、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート(略称PGMEA)80.0質量部を仕込み、窒素気流下攪拌しながら、温度90℃に加温した。メタクリル酸メチル50.0質量部、メタクリル酸-n-ブチル30.0質量部、メタクリル酸ベンジル20.0質量部、メルカプトエタノール4.0質量部、PGMEA30質量部、α,α’-アゾビスイソブチロニトリル(略称AIBN)1.0質量部の混合溶液を1.5時間かけて滴下し、さらに3時間反応した。次に、窒素気流を止めて、この反応溶液を80℃に冷却し、カレンズMOI(昭和電工(株)社製)8.74質量部、ジラウリン酸ジブチルすず0.125g、p-メトキシフェノール0.125質量部、及びPGMEA10質量部、を加えて3時間攪拌することで、マクロモノマーIの49.5%溶液を得た。得られたマクロモノマーIはGPC測定の結果、重量平均分子量(Mw)4010、数平均分子量(Mn)1910、分子量分布(Mw/Mn)は2.10であった。
(2)グラフト共重合体Iの合成
 冷却管、添加用ロート、窒素用インレット、機械的攪拌機、デジタル温度計を備えた反応器に、PGMEA80.0質量部を仕込み、窒素気流下攪拌しながら、温度85℃に加温した。前記(1)のマクロモノマーI溶液75.76質量部(有効固形分49.5質量部)、メタクリル酸ジメチルアミノエチル(DMMA)12.5質量部、N-ドデシルメルカプタン1.24質量部、PGMEA20.0質量部、AIBN0.5質量部の混合溶液混合溶液を1.5時間かけて滴下し、3時間加熱攪拌したのち、AIBN0.10質量部、PGMEA10.0質量部の混合液を10分かけて滴下し、さらに同温で1時間熟成することで、グラフト共重合体Iの25.4%溶液を得た。得られたグラフト共重合体Iは、GPC測定の結果、重量平均分子量(Mw)11480、数平均分子量(Mn)4650、分子量分布(Mw/Mn)は2.47であった。なおアミン価は89mgKOH/gであった。
(製造例1:アルカリ可溶性樹脂Aの合成)
 重合槽に、PGMEAを150質量部仕込み、窒素雰囲気下で100℃に昇温した後、メタクリル酸(MAA)22質量部、メタクリル酸シクロヘキシル(CHMA)64質量部及びパーブチルO(日油株式会社製)6質量部、連鎖移動剤(n-ドデシルメルカプタン)2質量部を1.5時間かけて連続的に滴下した。その後、100℃を保持して反応を続け、上記主鎖形成用混合物の滴下終了から2時間後に重合禁止剤として、p-メトキシフェノール0.1質量部を添加して重合を停止した。
 次に、空気を吹き込みながら、エポキシ基含有化合物としてメタクリル酸グリシジル(GMA)14質量部を添加して、110℃に昇温した後、トリエチルアミン0.8質量部を添加して110℃で15時間付加反応させ、アルカリ可溶性樹脂A溶液(重量平均分子量(Mw)9,000、酸価90mgKOH/g、固形分40質量%)を得た。
 なお、上記重量平均分子量は、ポリスチレンを標準物質とし、THFを溶離液としてショウデックスGPCシステム-21H(Shodex GPC System-21H)により測定した。また酸価の測定方法は、JIS K 0070に基づいて測定した。以下、アルカリ可溶性樹脂B~Eも同様の方法で重量平均分子量、酸価を測定した。
(製造例2:アルカリ可溶性樹脂Bの合成)
 製造例1で、メタクリル酸(MAA)を26.5質量部、メタクリル酸シクロヘキシル(CHMA)を59.5質量部とした以外は、製造例1と同様にしてアルカリ可溶性樹脂BのPGMEA溶液(固形分40質量%)を得た。アルカリ可溶性樹脂Bの重量平均分子量は9,000酸価は120mgKOH/gであった。
(製造例3:アルカリ可溶性樹脂Cの合成)
 製造例1で、メタクリル酸(MAA)を29.5質量部、メタクリル酸シクロヘキシル(CHMA)を56.5質量部とした以外は、製造例1と同様にしてアルカリ可溶性樹脂CのPGMEA溶液(固形分40質量%)を得た。アルカリ可溶性樹脂Cの重量平均分子量は9,000、酸価は140mgKOH/gであった。
(製造例4:アルカリ可溶性樹脂Dの合成)
 製造例1で、メタクリル酸(MAA)を18.5質量部、メタクリル酸シクロヘキシル(CHMA)を67.5質量部とした以外は、製造例1と同様にしてアルカリ可溶性樹脂DのPGMEA溶液(固形分40質量%)を得た。アルカリ可溶性樹脂Dの重量平均分子量は9,000、酸価は70mgKOH/gであった。
(製造例5:アルカリ可溶性樹脂Eの合成)
 重合槽に、PGMEAを129質量部仕込み、窒素雰囲気下で100℃に昇温した後、メタクリル酸(MAA)を5.8質量部、メタクリル酸メチル(MMA)を20.4質量部、メタクリル酸グリシジル(BzMA)を59.8質量部及びパーブチルO(日油株式会社製)6質量部、連鎖移動剤(n-ドデシルメルカプタン)2質量部を1.5時間かけて連続的に滴下した。その後、100℃を保持して反応を続け、上記主鎖形成用混合物の滴下終了から2時間後に重合禁止剤として、p-メトキシフェノール0.1質量部を添加して重合を停止し、アルカリ可溶性樹脂E溶液(重量平均分子量(Mw)9,000、酸価70mgKOH/g、固形分40質量%)を得た。
(調製例1:感光性バインダー成分CR-1の調製)
 製造例1で得られたアルカリ可溶性樹脂A溶液(固形分40質量%)31.4質量部に対して、多官能モノマーとしてジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(DPHA)(アロニックスM402(東亜合成製))18.8質量部、開始剤としてイルガキュア907(BASF製)5.9質量部、カヤキュアーDETX-S(日本化薬製)2.0質量部、酸化防止剤IRGANOX1010(BASF製)0.8質量部、PGMEA41.2質量部を加えて、感光性バインダー成分CR-1を得た。
(調製例2~3:感光性バインダー成分CR-2~CR-3の調製)
 調製例1において、アルカリ可溶性樹脂A溶液(固形分40質量%)の代わりに、製造例2~3のアルカリ可溶性樹脂B~C溶液(固形分40質量%)をそれぞれ用いた以外は、調製例1と同様にして感光性バインダー成分CR-2~CR-3を得た。
(調製例4:感光性バインダー成分CR-4の調製)
 製造例2で得られたアルカリ可溶性樹脂B溶液(固形分40質量%)31.4質量部に対して、多官能モノマーとして多塩基酸変性アクリルオリゴマー(アロニックスM520(東亜合成製))18.8質量部、開始剤としてイルガキュア907(BASF製)5.9質量部、カヤキュアーDETX-S(日本化薬製)2.0質量部、酸化防止剤IRGANOX1010(BASF製)0.8質量部、PGMEA41.2質量部を加えて、感光性バインダー成分CR-4を得た。
(調製例5:感光性バインダー成分CR-5の調製)
 調製例1において、アルカリ可溶性樹脂A溶液(固形分40質量%)の代わりに、製造例4のアルカリ可溶性樹脂D溶液(固形分40質量%)をそれぞれ用いた以外は、調製例1と同様にして感光性バインダー成分CR-5を得た。
(実施例1:色材分散液A-1の調製)
 225mLマヨネーズ瓶中に、PGMEA65.1質量部、アルカリ可溶性樹脂E溶液(固形分40質量%)14.6質量部、合成例4のブロック共形分60質量%)6.8質量部を入れ攪拌した。そこへフェニルホスホン酸(商品名:PPA、日産化学社製)0.48質量部(ブロック共重合体の3級アミノ基に対して0.6モル当量)を加え、室温で30分攪拌した。
 合成例3の色材A13.0質量部、粒径2.0mmジルコニアビーズ100質量部を入れ、予備解砕としてペイントシェーカー(浅田鉄工社製)で1時間振とうし、次いで粒径0.1mmのジルコニアビーズ200部に変更し本解砕としてペイントシェーカーで4時間分散を行い、色材分散液A-1を得た。
(実施例2~19:色材分散液A-2~A-3、B-1~B-6、C-1~C-2、D-1~D-4、E-1~E-2、F-1~F-2の調製)
 実施例1において、ブロック共重合体の固形分と有機酸化合物の合計質量部は一定とし、ブロック共重合体の種類と、フェニルホスホン酸の配合比率を表1のように変更した以外は、実施例1と同様にして、色材分散液A-2~A-3、B-1~B-6、C-1~C-2、D-1~D-4、E-1~E-2、F-1~F-2を得た。
(比較例1~15:色材分散液A-4、B-7~B-8、C-3~C-4、D-5~D-7、E-3~E-4、F-3~F-5、G、Hの調製)
 実施例1において、ブロック共重合体の固形分と有機酸化合物の合計質量部は一定とし、ブロック共重合体の種類と、フェニルホスホン酸の配合比率を表1のように変更した以外は、実施例1と同様にして、色材分散液A-4、B-7~B-8、C-3~C-4、D-5~D-7、E-3~E-4、F-3~F-5、G、Hを得た。
(比較例16:色材分散液Iの調製)
 225mLマヨネーズ瓶中に、PGMEA65.3質量部、アルカリ可溶性樹脂E溶液(固形分40質量%)14.6質量部、Disperbyk LPN6919(ビックケミー社製、アクリル分散剤、固形分60%)(アミン価120mgKOH/g,固形分60質量%)6.3質量部を入れ攪拌した。そこへフェニルホスホン酸(商品名:PPA、日産化学社製)0.77質量部(LPN6919の3級アミノ基に対して0.6モル当量)を加え、室温で30分攪拌した。
 合成例3の色材A13.0質量部、粒径2.0mmジルコニアビーズ100質量部を入れ、予備解砕としてペイントシェーカー(浅田鉄工社製)で1時間振とうし、次いで粒径0.1mmのジルコニアビーズ200部に変更し本解砕としてペイントシェーカーで4時間分散を行い、色材分散液Iを得た。
(比較例17:色材分散液Jの調製)
 225mLマヨネーズ瓶中に、PGMEA57.6質量部、アルカリ可溶性樹脂E(固形分40質量%)14.6質量部、比較合成例4のグラフト共重合体I(アミン価89mgKOH/g,固形分25.4質量%)13.7質量部を入れ攪拌した。そこへリン酸ジメタクリルオキシエチル(商品名:P-2M、共栄社化学製)1.07質量部(グラフト共重合体Iの3級アミノ基に対して0.6モル当量)を加え、室温で30分攪拌した。
 合成例3の色材A13.0質量部、粒径2.0mmジルコニアビーズ100質量部を入れ、予備解砕としてペイントシェーカー(浅田鉄工社製)で1時間振とうし、次いで粒径0.1mmのジルコニアビーズ200部に変更し本解砕としてペイントシェーカーで4時間分散を行い、色材分散液Jを得た。
<色材分散液の分散安定性評価>
 実施例及び比較例の色材分散液を、それぞれ室温(25℃)で保管し、調製から1日後及び1か月保管後に、それぞれ粘度を測定した。粘度は振動式粘度計(セコニック製VM-200T2)を用いて、25.0±1.0℃において測定し、測定開始から30秒後の値を採用した。
 分散1日後の粘度と、1ヶ月保存後の粘度とを比較して、粘度変化が10%以内のものをA、粘度変化が10%を超過したものをBとした。結果を表1に示す。粘度変化が10%以内であれば、分散安定性に優れ、実用範囲であると評価される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000031
(実施例20:着色樹脂組成物の調製)
 実施例1の色材分散液A-1 30.5質量部、調製例1の感光性バインダー成分CR-1 26.9質量部、界面活性剤メガファックR08MH(DIC製)0.01質量部、PGMEA42.5質量部を混合し、実施例20の着色樹脂組成物を得た。
(実施例21~38:着色樹脂組成物の調製)
 実施例20において、色材分散液A-1の代わりに下記表2に記載の色材分散液にそれぞれ変更した以外は、実施例20と同様にして、実施例21~38の着色樹脂組成物を得た。
(実施例39~42:着色樹脂組成物の調製)
 実施例20において、色材分散液A-1の代わりに色材分散液D-1を用い、感光性バインダー成分CR-1の代わりに、感光性バインダー成分CR-2~CR-5をそれぞれ用いた以外は、実施例20と同様にして、実施例39~42の着色樹脂組成物を得た。
(比較例18~34:着色樹脂組成物の調製)
 実施例20において、色材分散液及び感光性バインダー成分を下記表2の組合せに変更した以外は、実施例20と同様にして、比較例18~34の着色樹脂組成物を得た。
<着色樹脂組成物の粘度安定性評価>
 実施例及び比較例の着色樹脂組成物を、色材分散液の分散安定性評価と同様の方法を用いて測定した。
 調製1日後の粘度と、1ヶ月保存後の粘度とを比較して、粘度変化が3%以内のものをA、粘度変化が3%を超過し5%以内のものをB、5%を超過したものをCとした。結果を表1に示す。粘度変化が5%以内であれば、安定性に優れ、実用範囲であると評価される。
<耐熱性評価>
 実施例及び比較例の着色樹脂組成物をそれぞれ、厚み0.7mmのガラス基板(NHテクノグラス(株)製、「NA35」)上に、スピンコーターを用いて塗布した。その後、80℃のホットプレート上で3分間加熱乾燥を行った。フォトマスクを介さずに超高圧水銀灯を用いて60mJ/cmの紫外線を照射することによって硬化膜(青色着色膜)を得た。該硬化膜の膜厚(T;μm)は後述のポストベーク後の色度がy=0.090となるように調整した。この着色膜の色度(L、a、b)を測定し、その後、着色膜が形成されたガラス板を230℃のクリーンオーブンで25分間ポストベークし、得られた着色膜の色度(L、a、b)を再び測定した。
 なお着色膜の色度はオリンパス(株)社製「顕微分光測定装置OSP-SP200」を用いて測定した。
 下記式により、ポストベーク前後の着色膜の色度変化を評価した。結果を表2に示す。
   ΔEab={(L-L+(a-a+(b-b1/2
ΔEabが、3以下のものをA、ΔEabが3超過5以下のものをB、ΔEabが5超過6以下のものをC、ΔEabが6超過のものをDとした。ΔEabが5以下であれば、耐熱性に優れ、実用範囲であると評価される。
<現像時間の評価>
 実施例、及び比較例のうち粘度安定性評価がBであった比較例の着色樹脂組成物をそれぞれ厚み0.7mmのガラス基板(NHテクノグラス(株)製、「NA35」)上に、スピンコーターを用いて塗布した。膜厚は2.5μmに調整した。その後、80℃のホットプレート上で3分間加熱乾燥を行った後、フォトマスクパターンを介して、超高圧水銀灯を用いて60mJ/cmの紫外線を照射した。その後、着色層が形成されたガラス板を、アルカリ現像液として0.05質量%水酸化カリウム水溶液を用いてシャワー現像し、フォトマスクパターンが完全に現れるまでの時間を測定した。結果を表2に示す。
<溶剤再溶解性の評価>
 ガラス棒を評価する着色樹脂組成物の数だけ用意し、先端を実施例、及び比較例のうち粘度安定性評価がBであった比較例の着色樹脂組成物それぞれに3cm程浸漬して付着させ、温度23℃、湿度70%の環境下で30分間乾燥させた。その後、着色樹脂組成物の付着したガラス棒の先端をPGMEAに浸漬し、15秒間攪拌した。攪拌後1分以内にガラス棒に付着していた着色樹脂組成物が全て溶解したものをA、全て溶解せず、剥離片が残るものをBとした。結果を表2に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000032
[結果のまとめ]
 一般式(I)で表される色材と、分散剤と、有機酸化合物とを有し、分散剤と有機酸化合物が、前記式(1)~式(3)を満たす実施例1~19の色材分散液は、1ヶ月保管後においても粘度変化が10%以内であり分散安定性に優れていることが明らかとなった。
 また、当該実施例1~19の色材分散液を用いて調製された実施例20~42の着色樹脂組成物は、分散安定性に優れ、耐熱性が向上した塗膜を形成可能であることが明らかとなった。
 また、Xが0.9以上の実施例21、22、25~28、30、32~34、36、及び38の着色樹脂組成物、酸価の高いアルカリ可溶性樹脂を用いた実施例39及び40、並びに、カルボキシル基を有する多官能モノマーを用いた実施例41の着色樹脂組成物は、特に優れた耐熱性を有することが明らかとなった。
 実施例及び比較例の結果について図5を参照して説明する。図5は、実施例1~22及び比較例1~15の色材分散液のAとXとの関係を示すX-A平面図である。また図5には、A×X=40、A×(1-X)=42、A=160、A=70、X=1.5のグラフを示す。図5中、A×X≧40、A×(1-X)≦42、A≦160、A≧70、X≦1.5を満たす領域を領域I;A×X≧40、A×(1-X)>42、及びA≦160を満たす領域を領域II;A×X<40、A×(1-X)≦42及びA≧70を見た領域を領域III;A×X<40、A×(1-X)>42、A≦160、A≧70を満たす部分を領域IVとする。
 領域Iには、実施例1~実施例19の色材分散液が含まれる。領域IIには、比較例3、5、7、8、10、12、及び13の色材分散液が含まれる。領域IIIには比較例1の色材分散液が含まれる。また、領域IVには、比較例2、4、6、9、及び11の色材分散液が含まれる。
 上記表1の結果に示される通り、領域IおよびIIに含まれる実施例及び比較例の色材分散液は、分散安定性に優れていた。特に、実施例1、比較例3、5,7、10、及び12の色材分散液と、比較例1、2、4、6、9、及び11の色材分散液との比較から、A×X=40が境界線となり、A×X≧40(式2)を満たす場合に色材分散液の分散安定性に優れていることが明らかとなった。
 一方、表2の結果に示される通り、領域I及びIIIに含まれる色材分散液を含む実施例20~42及び比較例18の着色樹脂組成物を用いて形成された着色膜は、耐熱性評価がAまたはBであり耐熱性に優れていることが明らかとなった。特に、A×(1-X)=42上の点である実施例4、10、12、16、及び18を用いた実施例23、29、31、35、及び37の結果から、A×(1-X)=42が境界線となり、A×(1-X)≦42(式3)を満たす場合に、着色膜の耐熱性に優れていることが明らかとなった。
(実施例43~61:色材分散液の調製)
 実施例1~19において、PPAの代わりにそれぞれ等モル量のp-トルエンスルホン酸一水和物(東京化成工業株式会社製)を用いた以外は、実施例1~19と同様にし、実施例43~61の色材分散液(順に、K-1~K-3、L-1~L-6、M-1~M-2、N-1~N-4、O-1~O-2、P-1~P-2)を得た。
(比較例35~47:色材分散液の調製)
 比較例1~13において、PPAの代わりにそれぞれ等モル量のp-トルエンスルホン酸一水和物(東京化成工業株式会社製)を用いた以外は、比較例1~13と同様にし、比較例35~47の色材分散液(順に、K-4、L-7~L-8、M-3~M-4、N-5~N-7、O-3~O-4、P-3~P-4)を得た。
 実施例43~61及び比較例35~47の色材分散液について、前記色材分散液の分散安定性評価と同様の方法で、色材分散液の分散安定性を評価した。結果を表3に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000033
(実施例62~80:着色樹脂組成物の調製)
 実施例20において、色材分散液及び感光性バインダー成分を下記表4の組合せに変更した以外は、実施例20と同様にして、実施例62~80の着色樹脂組成物を得た。
(比較例48~60:着色樹脂組成物の調製)
 実施例20において、色材分散液及び感光性バインダー成分を下記表4の組合せに変更した以外は、実施例20と同様にして、比較例48~60の着色樹脂組成物を得た。
 実施例62~80、及び比較例48~60の着色樹脂組成物についてそれぞれ、前記着色樹脂組成物の粘度安定性評価、耐熱性評価、現像時間の評価、及び溶剤再溶解性の評価と同様の方法で、評価を行った。結果を表4に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000034
[結果のまとめ]
 一般式(I)で表される色材と、分散剤と、有機酸化合物とを有し、分散剤と有機酸化合物が、前記式(1)~式(3)を満たす実施例43~61の色材分散液は、1ヶ月保管後においても粘度変化が10%以内であり分散安定性に優れていることが明らかとなった。
 また、当該実施例43~61の色材分散液を用いて調製された実施例62~80の着色樹脂組成物は、分散安定性に優れ、耐熱性が向上した塗膜を形成可能であることが明らかとなった。
 表2と表4との比較から、2価の有機酸化合物であるフェニルホスホン酸を用いた実施例20~42、及び比較例18~30の着色樹脂組成物と、1価の有機酸化合物であるp-トルエンスルホン酸を用いた以外は、上記着色樹脂組成物にそれぞれ対応する実施例62~80、及び比較例48~60の着色樹脂組成物は、着色樹脂組成物の粘度安定性評価、耐熱性評価、現像時間の評価、及び溶剤再溶解性の評価のいずれも、対応する着色樹脂組成物と同様の結果が得られた。このことから、有機酸化合物の価数によらず、式(1)~式(3)が成立していることが明らかとなった。この結果は、ブロック共重合体が有する一般式(II)で表される構成単位(a)と、有機酸化合物とが、有機酸化合物の価数によらず1対1で塩形成しているためと推測される。
(合成例10:ブロック共重合体IXの合成)
 合成例4でメチルメタクリレート36.5gに、ジメチルアミノエチルメタクリレートを13.5gに変更した以外は合成例4と同様にして、ブロック共重合体IXを得た。重量平均分子量Mwは7,600、アミン価は95mgKOH/gであった。
(合成例11:ブロック共重合体Xの合成)
 冷却管、添加用ロート、窒素用インレット、機械的攪拌機、デジタル温度計を備えた500mL丸底4口セパラブルフラスコにTHF250質量部、塩化リチウム0.6質量部を加え、充分に窒素置換を行った。反応フラスコを-60℃まで冷却した後、ブチルリチウム4.9質量部(15質量%ヘキサン溶液)、ジイソプロピルアミン1.1質量部、イソ酪酸メチル1.0質量部をシリンジを用いて注入した。Bブロック用モノマーのメタクリル酸1-エトキシエチル(EEMA)2.2質量部、メタクリル酸2-(トリメチルシリルオキシ)エチル(TMSMA) 29.1質量部、メタクリル酸2-エチルヘキシル(EHMA)12.8質量部、メタクリル酸n-ブチル(BMA)13.7質量部、メタクリル酸ベンジル(BzMA)9.5質量部、メタクリル酸メチル(MMA)17.5質量部を、添加用ロートを用いて60分かけて滴下した。30分後、Aブロック用モノマーであるメタクリル酸ジメチルアミノエチル(DMMA)26.7質量部を20分かけて滴下した。30分間反応させた後、メタノール1.5質量部を加えて反応を停止させた。得られた前駆体ブロック共重合体THF溶液はヘキサン中で再沈殿させ、濾過、真空乾燥により精製を行い、PGMEAで希釈し固形分30質量%溶液とした。水を32.5質量部加え、100℃に昇温し7時間反応させ、EEMA由来の構成単位を脱保護しメタクリル酸(MAA)由来の構成単位とし、TMSMA由来の構成単位を脱保護してメタクリル酸2-ヒドロキシエチル(HEMA)由来の構成単位とした。得られたブロック共重合体PGMEA溶液はヘキサン中で再沈殿させ、濾過、真空乾燥により精製を行い、ブロック共重合体X(酸価 8mgKOH/g、Tg38℃)を得た。このようにして得られたブロック共重合体Xを、GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)にて確認したところ、重量平均分子量Mwは7730であった。また、アミン価は95mgKOH/gであった。
(合成例12-15:ブロック共重合体XI~XIVの合成)
 合成例11においてモノマーの比率が表5に示したようになるように、仕込み比率を変更した以外は、合成例11と同様にして、ブロック共重合体XI~XIVを得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000035
表中の略称は、以下のとおりである。
PME-200:メトキシポリエチレングリコールモノメタクリレート(商品名;PME-200、日油株式会社製、ブレンマーPME-200、エチレンオキシ基繰り返し数=4)
(調製例6:感光性バインダー成分CR-6の調製)
 製造例1で得られたアルカリ可溶性樹脂A溶液(固形分40質量%)36.9質量部に対して、多官能モノマーとしてジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(DPHA)(アロニックスM402(東亜合成製))22.1質量部、開始剤としてイルガキュア907(BASF製)1.8質量部、カヤキュアーDETX-S(日本化薬製)0.6質量部、酸化防止剤IRGANOX1010(BASF製)0.8質量部、PGMEA37.9質量部を加えて、感光性バインダー成分CR-6を得た。
(調製例7~12:感光性バインダー成分CR-7~12の調製)
 調製例6において、開始剤の種類及び配合量を表8の実施例96~101の欄に記載の組合せに変更した以外は、調製例6と同様にして感光性バインダー成分CR-7~12を得た。
 なお、表8中の開始剤の略称は以下の通りである。
 IRG907:イルガキュア907(BASF製)
 DETX:カヤキュアーDETX-S(日本化薬製)
 OXE01:イルガキュアOXE01(BASF製)
 OXE02:イルガキュアOXE02(BASF製)
 NCI930:アデカアークルズNCI-930(ADEAKA製、オキシムエステル系光開始剤)
 PBG304:TR-PBG-304(常州強力電子新材料社製、オキシムエステル系光開始剤)
(調製例13~19:感光性バインダー成分CR-13~19の調製)
 アルカリ可溶性樹脂A溶液(固形分40質量%)の代わりとして、アルカリ可溶性樹脂F溶液(カルド構造を含むカルボキシ基を有するエポキシ(メタ)アクリレート樹脂、品番INR-16M ナガセケムテック(株)製、固形分54.5%)に変更して、固形分が同じ質量部となるように使用量を調整して用いた以外は、調製例6から12と同様にして、感光性バインダー成分CR-13~19を得た。
(調製例20から26:感光性バインダー成分CR-20~26の調製)
 アルカリ可溶性樹脂A溶液(固形分40質量%)の代わりとして、アルカリ可溶性樹脂G溶液(フルオレン骨格を有するエポキシアクリレートの酸無水物重縮合物の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液、商品名V259ME、新日鉄住金化学(株)製、固形分55.8%)に変更して、固形分が同じ質量部となるように使用量を調整して用いた以外は、調製例6から12と同様にして、感光性バインダー成分CR-20~26を得た。
(調製例27:感光性バインダー成分CR-27の調製)
 アルカリ可溶性樹脂G溶液(固形分55.8%)26.4質量部に対して、多官能モノマーとしてペンタエリスリトールトリ及びテトラアクリレート(PETA)(アロニックスM305(東亜合成製))22.1質量部、開始剤としてイルガキュアOXE01(BASF製)1.2質量部、イルガキュアOXE02(BASF製)1.2質量部、酸化防止剤IRGANOX1010(BASF製)0.8質量部、PGMEA37.9質量部を加えて、感光性バインダー成分CR-27を得た。
(調製例28:感光性バインダー成分CR-28の調製)
 アルカリ可溶性樹脂G溶液(固形分55.8%)26.4質量部に対して、多官能モノマーとして多塩基酸変性アクリルオリゴマー(アロニックスM520(東亜合成製))22.1質量部、開始剤としてイルガキュアOXE01(BASF製)1.2質量部、イルガキュアOXE02(BASF製)1.2質量部、酸化防止剤IRGANOX1010(BASF製)0.8質量部、PGMEA37.9質量部を加えて、感光性バインダー成分CR-28を得た。
(実施例81:色材分散液Qの調製)
 225mLマヨネーズ瓶中に、PGMEA63.3質量部、アルカリ可溶性樹脂E溶液(固形分40質量%)13.0質量部、合成例10のブロック共重合体IX溶液(アミン価95mgKOH/g,固形分45質量%)10.0質量部を入れ攪拌した。そこへフェニルホスホン酸(商品名:PPA、日産化学社製)0.72質量部(ブロック共重合体の3級アミノ基に対して0.6モル当量)を加え、室温で30分攪拌した。
 合成例3の色材A13.0質量部、粒径2.0mmジルコニアビーズ100質量部を入れ、予備解砕としてペイントシェーカー(浅田鉄工社製)で1時間振とうし、次いで粒径0.1mmのジルコニアビーズ200部に変更し本解砕としてペイントシェーカーで4時間分散を行い、色材分散液Qを得た。
(実施例82~87:色材分散液の調製)
 実施例81において、ブロック共重合体IX溶液の代わりに、合成例11~15のブロック共重合体X~XIV溶液にそれぞれ変更した以外は、実施例81と同様にして、実施例82~87の色材分散液R~Wを得た。
 実施例81~87の色材分散液について、前記色材分散液の分散安定性評価と同様の方法で、色材分散液の分散安定性を評価した。結果を表6に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000036
(実施例88:着色樹脂組成物の調製)
 実施例81の色材分散液Q 27.4質量部、調製例1の感光性バインダー成分CR-1 23.5質量部、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)(PTMP;昭和電工社製、「カレンズMT(商標)PE1」))0.47重量部、界面活性剤メガファックR08MH(DIC製)0.01質量部、PGMEA48.6質量部を混合し、実施例88の着色樹脂組成物を得た。
(実施例89~94:着色樹脂組成物の調製)
 実施例88において、色材分散液Qの代わりに、色材分散液R~Wにそれぞれ変更した以外は、実施例88と同様にして、実施例89~94の着色樹脂組成物を得た。
 実施例88~94の着色樹脂組成物についてそれぞれ、前記着色樹脂組成物の粘度安定性評価、耐熱性評価、現像時間の評価、及び溶剤再溶解性の評価と同様の方法で、評価を行った。結果を表7に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000037
(実施例95~117:着色樹脂組成物の調製)
 実施例88において、感光性バインダー成分CR-1の代わりに、感光性バインダー成分CR-6~28にそれぞれ変更した以外は、実施例88と同様にして、実施例95~117の着色樹脂組成物を得た。
(実施例118:着色樹脂組成物の調製)
 実施例82の色材分散液R 27.4質量部、調製例6の感光性バインダー成分CR-6 23.5質量部、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)(PTMP;昭和電工社製、「カレンズMT(商標)PE1」))0.47重量部、界面活性剤メガファックR08MH(DIC製)0.01質量部、PGMEA48.6質量部を混合し、実施例118の着色樹脂組成物を得た。
(実施例119~140:着色樹脂組成物の調製)
 実施例118において、感光性バインダー成分CR-6の代わりに、感光性バインダー成分CR-7~26にそれぞれ変更した以外は、実施例118と同様にして、実施例119~140の着色樹脂組成物を得た。
(実施例141~150:着色樹脂組成物の調製)
 実施例118において、色材分散液と感光性バインダー成分を表に示すように変更した以外は、実施例118と同様にして、実施例141~150の着色樹脂組成物を得た。
<耐溶剤性:NMP膨潤試験>
 実施例の着色樹脂組成物を、それぞれ厚み0.7mmで100mm×100mmのガラス基板(NHテクノグラス(株)製、「NA35」)上に、スピンコーターを用いてポストベーク後の膜厚が2.5μm程度になるように塗布した。その後、80℃のホットプレート上で3分間加熱乾燥を行った。フォトマスクを介さずに超高圧水銀灯を用いて40mJ/cm2の紫外線を照射し、220℃のクリーンオーブンで30分間ポストベークすることによって硬化膜(青色着色膜)を得た。
 得られた硬化膜の膜厚を測定してT1とする。その後、この膜を25℃のN-メチルピロリドンに60分浸漬し、取り出した直後の膜厚を測定してT2とする。T2/T1×100(%)を計算して、103%未満の場合をAA、103%以上105%未満の場合をA、105%以上110%未満の場合をB、110%以上115%未満の場合をC、115%以上の場合をDとした。結果を表8~10に示す。上記評価基準がAA、A、B又はCであれば、実用上使用できるが、評価結果がB、更にAであればより効果が優れている。
<現像残渣評価>
 実施例の着色樹脂組成物を、それぞれ厚み0.7mmで100mm×100mmのガラス基板(NHテクノグラス(株)社製、「NA35」)上に、スピンコーターを用いて塗布した後、ホットプレートを用いて80℃で3分間乾燥することにより、厚さ3.0μmの着色層を形成した。上記着色層が形成されたガラス板を、アルカリ現像液として0.05質量%水酸化カリウム水溶液を用いて60秒間シャワー現像した。上記着色層の形成後のガラス基板の未露光部(50mm×50mm)を、目視により観察した後、エタノールを含ませたレンズクリーナー(東レ社製、商品名トレシーMKクリーンクロス)で十分に拭き取り、そのレンズクリーナーの着色度合いを目視で観察した。結果を表8~10に示す。
(現像残渣評価基準)
 A:目視により現像残渣が確認されず、レンズクリーナーが全く着色しなかった
 B:目視により現像残渣が確認されず、レンズクリーナーの着色がわずかに確認された
 C:目視により現像残渣がわずかに確認され、レンズクリーナーの着色が確認された
 D:目視により現像残渣が確認され、レンズクリーナーの着色が確認された
 上記評価基準がA、B又はCであれば、実用上使用できるが、評価結果がB、更にAであればより効果が優れている。結果を表8~10に示す。
<水染み評価>
 実施例の着色樹脂組成物を、それぞれ厚み0.7mmで100mm×100mmのガラス基板(NHテクノグラス(株)社製、「NA35」)上に、スピンコーターを用いて塗布した後、ホットプレートを用いて80℃で3分間乾燥することにより、厚さ3.0μmの着色層を形成した。その後フォトマスクを介さずに超高圧水銀灯を用いて40mJ/cmの紫外線を全面照射した。次いで、0.05wt%水酸化カリウム(KOH)を現像液としてスピン現像し、現像液に60秒間接液させた後に純水で洗浄することで現像処理し、洗浄後の基板を10秒間回転させ水を遠心除去した直後に、下記のように純水の接触角を測定して水染みを評価した。
 純水の接触角の測定は、前記水を遠心除去した直後の着色層表面に、純水1.0μLの液滴を滴下し、着滴10秒後の静的接触角をθ/2法に従って計測した。測定装置は、協和界面科学社製 接触角計DM 500を用いて、測定した。結果を表8~10に示す。
(評価基準)
A:接触角80度以上
B:接触角65度以上80度未満
C:接触角50度以上65度未満
D:接触角50度未満
 水染み評価基準がA又はBであれば、実用上使用できるが、評価結果がAであればより効果が優れている。
<現像密着性評価>
 実施例及び比較例で得られたカラーフィルタ用感光性着色樹脂組成物を、それぞれ厚み0.7mmで100mm×100mmのガラス基板(NHテクノグラス(株)社製、「NA35」)上に、スピンコーターを用いて塗布した後、ホットプレートを用いて60℃で3分間乾燥することにより、厚さ2.5μmの着色層を形成した。この着色層に2~80μmのマスク開口幅をもつフォトマスクを介して超高圧水銀灯を用いて60mJ/cmの紫外線を照射した。上記着色層が形成されたガラス板を、アルカリ現像液として0.05質量%水酸化カリウム水溶液を用いて60秒間シャワー現像した。現像後の基板を光学顕微鏡により観察し、マスク開口線幅に対する着色層の有無を観察した。結果を表8~10に示す。
(現像密着性評価基準)
A:マスク開口線幅10μm未満の部分で着色層が観察された
B:マスク開口線幅10μm以上、20μm未満の部分で着色層が観察された
C:マスク開口線幅20μm以上、50μm未満の部分で着色層が観察された
D:マスク開口線幅50μm以上、80μm未満の部分で着色層が観察された
E:マスク開口線幅80μm以下の部分で着色層が観察されなかった。
 上記評価基準がA、B又はCであれば、実用上使用できるが、評価結果がB、更にAであればカラーフィルタ用感光性着色樹脂組成物はより高精細化に適している。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000038
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000039
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000040
[結果のまとめ]
 酸価が1mgKOH/g以上18mgKOH/g以下でガラス転移温度が30℃以上である分散剤を用いた着色樹脂組成物は、特に、現像残渣、基板密着性、現像密着性に優れていることが明らかとなった。
 一般式(B)で表わされるアルカリ可溶性樹脂を用いた着色樹脂組成物は、NMPによる膨潤がより抑制されており、耐溶剤性に優れていることが明らかとなった。
 また、オキシムエステル系開始剤を用いた実施例は、耐溶剤性(NMP膨潤抑制)に優れ、水染みの発生がより抑制されることが明らかとなった。
 1 透明基板
 2 遮光部
 3 着色層
 10 カラーフィルタ
 20 対向基板
 30 液晶層
 40 液晶表示装置
 50 有機保護層
 60 無機酸化膜
 71 透明陽極
 72 正孔注入層
 73 正孔輸送層
 74 発光層
 75 電子注入層
 76 陰極
 80 有機発光体
100 有機発光表示装置
201 2価以上のカチオン
202 2価以上のアニオン
203 イオン結合
210 分子会合体

Claims (16)

  1.  下記一般式(I)で表される色材と、分散剤と、有機酸化合物と、溶剤とを含有する色材分散液であって、
     前記分散剤が、少なくとも下記一般式(II)で表される構成単位(a)を有し、アミン価が70mgKOH/g以上160mgKOH/g以下のブロック共重合体であり、
     前記溶剤が、23℃における前記色材の溶解度が0.1(g/10ml溶剤)以下の溶剤であり、
     前記分散剤の前記アミン価をA(mgKOH/g)とし、前記色材分散液中に含まれる前記有機酸化合物の物質量X(mol)と前記色材分散液中に含まれる前記分散剤を構成する前記構成単位(a)の物質量X(mol)との比をX(=X/X)としたときに、下記式(1)及び式(2)を満たし、Xが1未満の範囲では更に下記式(3)を満たす、色材分散液。
       X≦1.5         式(1)
       A×X≧40        式(2)
       A×(1-X)≦42    式(3)
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
    (一般式(I)中、Aは、Nと直接結合する炭素原子がπ結合を有しないa価の有機基であって、当該有機基は、少なくともNと直接結合する末端に飽和脂肪族炭化水素基を有する脂肪族炭化水素基、又は当該脂肪族炭化水素基を有する芳香族基を表し、炭素鎖中にO、S、Nが含まれていてもよい。Bc-は少なくともタングステンを含むc価のポリ酸アニオンを表す。R~Rは各々独立に水素原子、置換基を有していてもよいアルキル基又は置換基を有していてもよいアリール基を表し、RiiとRiii、RivとRが結合して環構造を形成してもよい。Arは置換基を有していてもよい2価の芳香族基を表す。複数あるR~R及びArはそれぞれ同一であっても異なっていてもよい。
     a及びcは2以上の整数、b及びdは1以上の整数を表す。eは0又は1であり、eが0のとき結合は存在しない。複数あるeは同一であっても異なっていてもよい。)
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
    (一般式(II)中、Rは、水素原子又はメチル基、Qは、直接結合又は2価の連結基、Rは、炭素数1~8のアルキレン基、-[CH(R)-CH(R)-O]-CH(R)-CH(R)-又は-[(CH-O]-(CH-で示される2価の有機基、R及びRは、それぞれ独立に、置換されていてもよい鎖状又は環状の炭化水素基を表すか、R及びRが互いに結合して環状構造を形成する。R及びRは、それぞれ独立に水素原子又はメチル基である。
     xは1~18の整数、yは1~5の整数、zは1~18の整数を示す。)
  2.  前記有機酸化合物が、下記一般式(IV)、及び下記一般式(V)よりなる群から選択される1種以上である、請求項1に記載の色材分散液。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
    (式(IV)及び式(V)中、R及びRa’はそれぞれ独立に、水素原子、水酸基、炭素数1~18のアルキル基、炭素数2~18のアルケニル基、アラルキル基、アリール基、-[CH(R)-CH(R)-O]-R、-[(CH-O]-R、又は-O-Ra’’で示される1価の基であり、R及びRa’のいずれかは炭素原子を含む。Ra’’は、炭素数1~18のアルキル基、炭素数2~18のアルケニル基、アラルキル基、アリール基、-[CH(R)-CH(R)-O]-R、-[(CH-O]-Rで示される1価の基である。
     Rは、炭素数1~18のアルキル基、炭素数2~18のアルケニル基、アラルキル基、アリール基、-[CH(R)-CH(R)-O]-R、-[(CH-O]-R、又は-O-Rb’で示される1価の基である。Rb’は、炭素数1~18のアルキル基、炭素数2~18のアルケニル基、アラルキル基、アリール基、-[CH(R)-CH(R)-O]-R、又は-[(CH-O]-Rで示される1価の基である。
     R及びRは、それぞれ独立に水素原子又はメチル基であり、Rは、水素原子、あるいは炭素数1~18のアルキル基、炭素数2~18のアルケニル基、アラルキル基、アリール基、-CHO、-CHCHO、-CO-CH=CH、-CO-C(CH)=CH又は-CHCOORで示される1価の基であり、Rは水素原子又は炭素数1~5のアルキル基である。
    、Ra’、及びRにおいて、アルキル基、アルケニル基、アラルキル基、アリール基はそれぞれ、置換基を有していてもよい。
     sは1~18の整数、tは1~5の整数、uは1~18の整数を示す。)
  3.  前記分散剤の酸価が1mgKOH/g以上18mgKOH/g以下で、当該分散剤のガラス転移温度が30℃以上である、請求項1に記載のカラーフィルタ用色材分散液。
  4.  更に、ジオキサジン系色材、及び、キサンテン系色材より選択される1種以上を含む、請求項1に記載の色材分散液。
  5.  前記キサンテン系色材が、キサンテン系染料の金属レーキ色材である、請求項4に記載の色材分散液。
  6.  請求項1乃至5のいずれか一項に記載の色材分散液と、アルカリ可溶性樹脂と、多官能モノマーと、開始剤とを含有する、カラーフィルタ用着色樹脂組成物。
  7.  前記アルカリ可溶性樹脂の酸価が、80mgKOH/g以上300mgKOH/g以下である、請求項6に記載のカラーフィルタ用着色樹脂組成物。
  8.  前記多官能モノマーが、カルボキシル基を有する請求項6に記載のカラーフィルタ用着色樹脂組成物。
  9.  前記アルカリ可溶性樹脂が、エチレン性二重結合を有する樹脂である、請求項6に記載のカラーフィルタ用着色樹脂組成物。
  10.  前記アルカリ可溶性樹脂が、炭化水素環を有する樹脂である、請求項6に記載のカラーフィルタ用着色樹脂組成物。
  11.  前記アルカリ可溶性樹脂が有する炭化水素環が、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、ボルニル基、イソボルニル基、ジシクロペンタニル基、ジシクロペンテニル基、アダマンチル基、及び下記化学式(A)で表わされる置換基よりなる群から選択される1種以上である、請求項6に記載のカラーフィルタ用着色樹脂組成物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
  12.  前記アルカリ可溶性樹脂が、下記一般式(B)で表わされる化合物である、請求項6に記載のカラーフィルタ用着色樹脂組成物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
    (ここで、上記一般式(B)中、Xは下記一般式(D)で表される基を示し、Yはそれぞれ独立して、多価カルボン酸またはその酸無水物の残基を示し、Rは下記一般式(C)で表される基を示し、jは0~4の整数、kは0~3の整数、nは1以上の整数である。)
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
    (ここで、上記一般式(C)中、Riiは水素原子またはメチル基、Riiiはそれぞれ独立して、水素原子またはメチル基を示す。)
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
    (ここで、上記一般式(D)中、Rivはそれぞれ独立して、水素原子、炭素数1~5のアルキル基、フェニル基、またはハロゲン原子、Rは-O-または-OCHCHO-を示す。)
  13.  前記開始剤が、オキシムエステル系光重合開始剤である、請求項6に記載のカラーフィルタ用着色樹脂組成物。
  14.  シランカップリング剤の含有割合が、着色樹脂組成物中の全固形分に対して1質量%以下である、請求項6に記載のカラーフィルタ用着色樹脂組成物。
  15.  透明基板と、当該透明基板上に設けられた着色層とを少なくとも備えるカラーフィルタであって、当該着色層の少なくとも1つが請求項6に記載のカラーフィルタ用着色樹脂組成物を硬化させて形成されてなる着色層を有することを特徴とするカラーフィルタ。
  16.  前記請求項15に記載のカラーフィルタを有することを特徴とする表示装置。
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