WO2019116882A1 - 着色組成物及びカラーフィルタ - Google Patents

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WO2019116882A1
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anthraquinone
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glycol
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一司 鈴木
亮介 浅見
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Dic株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a coloring composition and a color filter using the same.
  • Sullen-based compounds are used as various coloring components, depending on the application, higher dispersability in the medium is required.
  • the dispersibility of the coloring component is directly linked to the display performance, and therefore, the requirement for dispersibility is higher than in applications such as general-purpose paints and printing inks.
  • a glycol solvent is exclusively selected because of low harmfulness to human body and good heat drying property.
  • a photolithography method is used as a method of manufacturing the color filter.
  • a photosensitive composition containing a coloring component such as a pigment is applied onto a transparent substrate for a color filter, dried by heating, and then exposed to ultraviolet light through a photomask to perform pattern exposure
  • it is considered desirable that the absorption of ultraviolet light is as small as possible for the coloring component in order to uniformly and appropriately carry out the curing by the ultraviolet light.
  • Patent Document 1 describes a composition containing a selenium based pigment and sulfonic acid derivatives of various pigments.
  • Patent Document 2 describes a pigment composition containing an anthraquinone derivative and a colorant.
  • the sulfonic acid derivative of the sren pigment or the sulfonic acid derivative of the other pigment has light absorption in the visible region different from the slen pigment itself, the hue is different from that of the slen pigment alone. Is a problem.
  • the ultraviolet light absorption of the derivative is large, the ultraviolet light absorption as the coloring composition is also large, and there is a problem that the curing by the ultraviolet light is inhibited in the color filter application.
  • the solvent used is a polar solvent having a dielectric constant of 15 or more, and high degree dispersion of the slen compound can not be realized.
  • the problem to be solved by the present invention is to realize a high degree of dispersion in a glycol based solvent while containing a slen type compound which is difficult to be highly dispersed in a glycol based solvent used in the color filter manufacturing process in recent years. It is another object of the present invention to provide a coloring composition which can be used in the color filter production process without causing undesirable effects such as curing failure.
  • a 1 represents a single bond, —CONH—R 1 — or —SO 2 NH—R 2 —
  • R 1 and R 2 are each independently a single bond or a divalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms which may have a substituent
  • B 1 is —SO 3 M ⁇ nH 2 O Or -COOM.nH 2 O
  • M is one equivalent of a monovalent to trivalent cation
  • n is an integer of 0 to 5.
  • X 1 to X 12 each independently represent a hydrogen atom or a halogen atom
  • D 2 represents a divalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms which may have a substituent, and R 5 may have a hydrogen atom or a substituent 1
  • R 6 is a monovalent hydrocarbon group which may have a substituent, and n is an integer of 1 to 5)
  • the coloring composition characterized by containing the glycol type
  • Item 2 wherein the slen compound is at least one selected from the group consisting of pigment blue 60, bat blue 4, pigment blue 64 and bat blue 6.
  • the anthraquinone derivative is represented by the following general formula (1-1):
  • the colored composition according to item 1 or 2 which is a compound represented by Item 4.
  • the present invention also relates to the coloring composition as described in any one of the above items 1 to 3, wherein the glycol-based organic solvent is propylene glycol monomethyl ether acetate. Further, the present invention is a color filter containing the above-mentioned coloring composition. "
  • the coloring composition of the present invention can be used to highly disperse a slen compound which is difficult to be highly dispersed in an organic solvent, and to cause undesirable effects such as curing failure and hue change in the color filter production process. It is a coloring composition, and an excellent color filter can be obtained by using this.
  • the present invention is a coloring composition containing a specific anthraquinone derivative, a selenium based compound and a glycol based organic solvent.
  • the anthraquinone derivative used in the present invention has one specific substituent (an acidic functional group described later) at a specific substitution position (position 2).
  • the anthraquinone skeleton in the anthraquinone derivative is adsorbed to the anthraquinone skeleton in the threne compound, and then the acidic functional base in the anthraquinone derivative is the basic base in the dispersant and the acid-base interaction. It is estimated that it will go through the adsorption step. This makes it possible to receive the dispersion effect due to steric hindrance or electrostatic repulsion of the dispersant, and as a result, it is presumed that the slen compound is highly dispersed in the glycol organic solvent.
  • the anthraquinone compound can introduce a substituent at the 1- and 2-positions, and the number of combinations may be considered.
  • the present inventors have found that particularly excellent dispersing ability for a slen compound can be exhibited by having an acidic functional group (-A 1 -B 1 ) which will be described later in 2 position instead of 1 position among these.
  • the present finding is based on the trial and error of the inventors, and the mechanism is not clear, but those having an acidic functional group at the 1-position of anthraquinone have an acidic functional group in the slen compound when adsorbed on the slen compound.
  • the carbonyl group in the dispersant adsorbed to the acidic functional group or acidic functional group so that the carbonyl group interacts with the acidic functional group or the functional group in the dispersing agent adsorbed on the acidic functional group. Since the spatial spread of the polymer chains of the agent is limited, it is presumed that the dispersion effect can not be sufficiently received.
  • the anthraquinone having an acidic functional group at the 2-position the above-mentioned interaction occurs because the acidic functional group at the time of adsorption to a slen compound is present at a position spatially separated from the carbonyl group in the slen compound It is estimated that high dispersion ability (low viscosity) is exhibited.
  • steric hindrance occurs at the time of adsorption to a coloring agent or a dispersing agent.
  • the steric hindrance is reduced, so that the adsorptivity is improved, and it is presumed that high dispersibility (low viscosity) is exhibited.
  • a glycol based solvent has a polarity showing an adequate affinity for anthraquinone derivatives and dispersants, and therefore it is possible to realize a highly dispersed system consisting of appropriate interactions between a graphene based compound, anthraquinone derivatives, dispersants and solvents. It is estimated to be.
  • the anthraquinone derivative used in the present invention has the following general formula (1):
  • a 1 is a single bond, -CONH-R 1 -or -SO 2 NH-R 2- , and R 1 and R 2 each independently have a single bond or a substituent B 1 is a divalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms which may be substituted, B 1 is —SO 3 M ⁇ nH 2 O or —COOM ⁇ nH 2 O, and M is a monovalent to trivalent group. It is one equivalent of a cation, and n is an integer of 0 to 5.).
  • examples of the optionally substituted divalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms include a methylene group, an ethylene group, a propylene group, a butylene group, a hexylene group, a cyclohexylene group, a phenylene group and a naphthylene group. And vinylene groups and allylene groups.
  • examples of the “substituent” include, but are not limited to, a halogen atom, a nitro group, a cyano group, a hydroxy group, a carboxy group, a sulfo group, an amino group and the like.
  • one equivalent of a monovalent to trivalent cation means one mole of hydrogen ion, one mole of sodium (I) ion, aluminum (III) ion, relative to one mole of -SO 3 -or -COO. And 1/3 mol of calcium (II) ion, 1 mol of ammonium ion, and the like, but not limited thereto.
  • the compound represented by these is mentioned. This is because the molecular weight is small, the ratio of the molecular weight of the acidic functional group to the molecular weight of the compound is large, and it is advantageous from the viewpoint of exhibiting high dispersibility even with a small addition amount.
  • Anthraquinone derivatives generally have smaller absorbance in the visible region than pigment derivatives and the like, and even after the addition of the derivatives, the change from the hue of the colorant (threne compound to be described later) alone is small.
  • the anthraquinone derivative since the anthraquinone derivative has a low absorbance in the ultraviolet region, it does not inhibit the ultraviolet curing. Also from this point of view, it is particularly suitable for color filter applications.
  • a commercial item can also be used for these and it can also be synthesize
  • the slen compounds used in the present invention have the following general formula (2):
  • X 1 to X 12 each independently represent a hydrogen atom or a halogen atom).
  • pigment blue 60, bat blue 4, pigment blue 64 and bat blue 6 and the like can be mentioned.
  • a commercial item can also be used for these and it can also be synthesize
  • some pigments having a similar structure are known although being different from the formula (2), the anthraquinone derivative used in the present invention is not limited to the present invention even when used in combination with a pigment other than the structure of the formula (2). The same effect can not be obtained.
  • Comparative Example 177 As shown in Comparative Example 177 below, the excellent effects exhibited by the colored composition of the present invention can not be obtained.
  • the slen compounds have a planar structure, the positions of the adsorbed derivative and the dispersing agent on the space are fixed, and the aggregation of the crystal surface of the slen compounds can be suppressed by the polymer chains in the dispersing agent. Presumed.
  • the anthraquinone structure is linked by a single bond, C.I. I. Pigment No.
  • 177 can be adsorbed to the anthraquinone derivative by the anthraquinone structure in the skeleton like the slen compound, the single bond portion can freely rotate, so the surfaces with small steric hindrance of the polymer chain of the dispersant approach each other. It is presumed that the suppression effect of aggregation can not be obtained.
  • glycol organic solvents examples include glycol ethers, glycol esters and the like.
  • glycol ethers for example, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monobutyl ether, triethylene glycol monomethyl ether, triethylene glycol monoethyl ether, triethylene glycol monobutyl ether And propylene glycol-t-butyl ether.
  • glycol esters include ethylene glycol acetate, ethylene glycol monomethyl ether acetate, ethylene glycol monoethyl ether acetate, ethylene glycol monobutyl ether acetate, diethylene glycol monoethyl ether acetate, diethylene glycol monobutyl ether acetate, triethylene glycol monomethyl ether acetate, triethylene glycol Glycol monoethyl ether acetate, triethylene glycol monobutyl ether acetate, tripropylene glycol methyl ether and the like can be mentioned.
  • At least propylene glycol monomethyl ether acetate is preferably used as a glycol solvent to be contained in the coloring composition in order to make the coloring composition low in viscosity and excellent in workability. Further, those having low volatility at normal temperature and good heat drying properties are preferable. That is, a glycol solvent having a boiling point of 100 to 160 ° C. is preferable, and one having a boiling point of 130 to 150 ° C. is more preferable. As a solvent having a boiling point of 130 ° C. to 150 ° C., propylene glycol monomethyl ether acetate and the like can be mentioned.
  • the coloring composition of the present invention can be used in applications such as coloring members for displays.
  • a light shielding member for a display may be mentioned as a suitable use example.
  • the light shielding member for display is a material for shielding light emission from a light emitting member such as a visible light region or a backlight of a display.
  • a black matrix there are a black matrix, a TFT light shielding film, a black mask, a black seal, a black column spacer, an electric field limiting layer in ELD, and the like.
  • the coloring composition of the present invention may be mixed with colorants such as other organic pigments, inorganic pigments, and dyes.
  • colorants such as other organic pigments, inorganic pigments, and dyes.
  • the colorant to be mixed C.I. I. Pigment orange 64, C.I. I. Pigment red 179 and the like.
  • the following pigments may be used in combination as long as the blackness required for the target black matrix etc. is obtained.
  • examples of each color pigment are shown.
  • blue pigment which may be further added, for example, C.I. I. Pigment blue 1, 1: 2, 9, 14, 15, 15: 1, 15: 2, 15: 3, 15: 4, 15: 6, 16, 17, 19, 27, 28, 29, 33, 35, 35 36, 56, 56: 1, 61, 61: 1, 62, 63, 66, 67, 68, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 78, 79, 80 and the like.
  • yellow pigments examples include C.I. I. Pigment yellow 1, 1: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 9, 10, 12, 13, 14, 16, 17, 24, 31, 32, 34, 35, 35: 1, 36, 36: 1, 37, 37: 1, 40, 41, 42, 43, 48, 53, 55, 61, 62, 62, 63, 65, 73, 74, 75, 81, 83, 87, 93, 94, 95, 97, 100, 101, 104, 105, 108, 109, 110, 111, 116, 117, 120, 126, 127, 127: 1, 128, 129, 130, 133, 134, 136, 138, 138, 138, 138 139, 142, 147, 148, 150, 151, 153, 155, 157, 158, 159, 160, 161, 162, 163, 164, 165, 166, 167, 168, 169, 170, 17 , 173, 174, 175, 176, 180, 181, 182,
  • C.I. I. Pigment yellow 83, 117, 129, 138, 139, 150, 154, 155, 180, 185, 228, 231, and more preferably C.I. I. Pigment yellow 83, 138, 139, 150, 155, 185, 228, 231 can be mentioned.
  • orange pigments examples include C.I. I. Pigment orange 1, 2, 5, 13, 16, 17, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 34, 36, 38, 39, 43, 46, 48, 49, 61, 62, 64, 65, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 75, 77, 78, 79, 81 and the like.
  • C.I. I. Pigment orange 36, 38, 60, 62, 64, 72 can be mentioned.
  • brown pigments examples include C.I. I. Pigment brown 23, 25, 41 etc. can be mentioned.
  • red pigments examples include C.I. I. Pigment red 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 12, 14, 15, 16, 17, 21, 22, 23, 31, 32, 37, 38, 41, 47, 48, 48: 1, 48: 2, 48: 3, 48: 4, 49, 49: 1, 49: 2, 50: 1, 52: 1, 52: 2, 53, 53: 1, 53: 2, 53: 3, 57, 57: 1, 57: 2, 58: 4, 60, 63, 63: 1, 63: 2, 64, 64: 1, 68, 69, 81, 81: 81, 81: 2, 81: 3, 81: 4, 83, 88, 90: 1, 101, 101: 1, 104, 108, 108, 109, 112, 113, 114, 122, 123, 144, 146, 147, 149, 151, 166, 168, 169, 170, 172, 173, 174, 175, 176, 177, 178, 17 181, 184, 185, 187, 188, 190, 193, 194, 200,
  • C.I. I. Pigment red 48 1, 122, 168, 177, 179, 202, 206, 207, 209, 224, 242, 254, 272, and more preferably C.I. I. Pigment red 177, 179, 209, 224, 254, 272 can be mentioned.
  • Examples of purple pigments include C.I. I. Pigment violet 1, 1: 1, 2, 2: 2, 3, 3: 1, 3: 3, 5, 5: 1, 14, 15, 16, 19, 23, 25, 25, 29, 31, 32, 37, 39, 42, 44, 47, 49, 50 and the like can be mentioned. Among these, preferably C.I. I. Pigment violet 19, 23, and 29, and more preferably C.I. I. Pigment violet 23, 29 can be mentioned.
  • C.I. I. Pigment green 1 2, 4, 7, 8, 10, 13, 14, 15, 17, 18, 19, 26, 36, 45, 48, 50, 51, 54, 55, 58, 59, 62, 63. It can be mentioned. Among these, preferably C.I. I. Pigment green 7, 36 can be mentioned.
  • the coloring composition of the present invention can be obtained by mixing the anthraquinone derivative used in the present invention, the slen type compound, and the glycol type solvent as essential components, and mixing a resin type dispersant having a basic group as necessary. it can.
  • the anthraquinone derivative is contained in an amount of 0.1 to 20 parts per 100 parts of the slen compound. In consideration of coloring power and productivity, the content is preferably in the range of 3 to 10 parts.
  • the time to add the anthraquinone derivative may be added in the step of refining the coloring agent, or after the step of refining, the coloring agent may be added after being washed and purified.
  • the method for treating the anthraquinone derivative may be a method in which the anthraquinone derivative is dissolved with a solid or an alkali and adsorbed on the surface of the selenium-based compound in an acidic state.
  • a solid it is added to a wet cake containing a finely divided slen compound and a solvent such as water.
  • Dissolution of the anthraquinone derivative by alkali is usually carried out at pH 8 to 12, then mixed in a slurry with the finely divided Sulenic compound, and then the system is adjusted to an acidic pH, usually to 3 to 5, and the Sulenic compound surface Anthraquinone derivatives are precipitated.
  • various additives may be added to the production of the colored composition of the present invention. Specifically, light or thermosetting resins, surfactants, dispersants, rosin and the like can be mentioned.
  • a resin-based dispersant having a basic group is optionally used in combination for the purpose of improving the dispersibility and the dispersion stability.
  • the resin-based dispersant having a basic group has a function of binding the acidic group of the anthraquinone derivative and the basic group, and the compatible part extends to the dispersion medium to form a dispersion, which will be described later.
  • the alkali-soluble resin and the photopolymerizable monomer used to prepare the photosensitive composition are different types.
  • Examples of the resin type dispersant having a basic group include those having a basic group and a polymer chain, and examples of the basic group include tertiary amino groups and quaternary ammonium groups.
  • Examples of the polymer chain include polyurethane resin, polyethylene imine, polyoxyethylene glycol diester, acrylic resin, polyester resin and the like. Among them, polyester resin type dispersants and / or acrylic resin type dispersants containing either a tertiary amino group or a quaternary ammonium group or both of them are preferable in terms of dispersibility, heat resistance and light resistance.
  • resin-based dispersants having various basic groups are trade names: AZISPAR (manufactured by Ajinomoto Fine Techno Co., Ltd.), EFKA (manufactured by BASF Corporation), DISPERBYK (manufactured by BYK Chemie), BYKLPN (manufactured by BYK Chemie), Disparon (made by Kushimoto Chemical Co., Ltd.), SOLSPERSE (made by Lubrysol Co., Ltd.), KP (made by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), Polyflow (made by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.), etc. can be mentioned.
  • One of these dispersants may be used, or two or more of them may be used in any combination and ratio.
  • the amount of the resin-based dispersant having a basic group is usually 30 to 60 parts, preferably 38 to 52 parts, per 100 parts by mass of the total of the colorants.
  • glycol solvents used here include glycol ethers, glycol esters and the like.
  • glycol ethers for example, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monobutyl ether, triethylene glycol monomethyl ether, triethylene glycol monoethyl ether, triethylene glycol monobutyl ether And propylene glycol-t-butyl ether.
  • glycol esters include ethylene glycol acetate, ethylene glycol monomethyl ether acetate, ethylene glycol monoethyl ether acetate, ethylene glycol monobutyl ether acetate, diethylene glycol monoethyl ether acetate, diethylene glycol monobutyl ether acetate, triethylene glycol monomethyl ether acetate, triethylene glycol Glycol monoethyl ether acetate, triethylene glycol monobutyl ether acetate, tripropylene glycol methyl ether and the like can be mentioned.
  • a glycol solvent may be used individually by 1 type, and 2 or more types can be used together by arbitrary combinations and a ratio.
  • organic solvents can also be added as long as the dispersibility of the styrene compound is not impaired.
  • Organic solvents which can be added include diisopropyl ether, mineral spirits, n-pentane, amyl ether, ethyl caprylate, n-hexane, diethyl ether, isoprene, ethyl isobutyl ether, butyl stearate, n-octane, Valsol # 2, Apco # 18 Solvent, diisobutylene, amyl acetate, butyl acetate, practicecinner, butyl ether, diisobutyl ketone, methyl cyclohexene, methyl nonyl ketone, propyl ether, dodecane, Socar Solvent No. 1 and No.
  • the organic solvent is preferably used in an amount of 300 to 800 parts, preferably 400 to 600 parts, per 100 parts by mass of the total of the colorants of the respective colors.
  • pigment derivatives other than the anthraquinone derivative (derivative represented by Formula (1)) used by this invention can be used together as needed.
  • a substituent of the pigment derivative for example, a sulfonic acid group, a sulfonamide group and its quaternary salt, a phthalimidomethyl group, a dialkylaminoalkyl group, a hydroxyl group, a carboxyl group, an amide group etc. directly on the pigment skeleton or an alkyl group or an aryl group And those bonded via a heterocyclic group or the like.
  • the coloring composition is prepared by stirring and mixing the above-mentioned sren type compound used in the present invention, the anthraquinone derivative used in the present invention, the glycol type solvent used in the present invention and the resin type dispersant having a basic group as needed. If necessary, the mixture can be prepared by shaking and dispersing the mixture over the required time in the presence of various grinding media such as beads and rods, and removing the media by filtration or the like. .
  • the mixing order of the styrene compound, the anthraquinone derivative, the glycol solvent, and the resin dispersant having a basic group may be all combined and then mixed, or the styrene compound and an anthraquinone derivative, a resin having a basic group A mixture of a system dispersant and a glycol solvent in advance may be combined and stirred again.
  • the coloring composition is required to shield the black matrix or black mask of a color filter which is a component of a display, a column spacer or black seal of a liquid crystal layer, a TFT light shielding film, an electric field limiting layer in ELD, and other display light Can be used for
  • a typical production method of a color filter is a photolithography method, and a black matrix is prepared by applying the photosensitive composition described later prepared from the coloring composition of the present invention on a transparent substrate for a color filter and heating it. After drying (pre-baking), pattern exposure is performed by irradiating an ultraviolet ray through a photomask to cure the photocurable compound at a portion corresponding to the black matrix portion, and then the unexposed portion is developed with a developer. And removing the non-pixel portion to fix the pixel portion to the transparent substrate. In this way, a black matrix portion consisting of a cured colored film of the photosensitive composition is formed on the transparent substrate.
  • Each pixel part of RGB can be similarly prepared from the photosensitive composition prepared from the organic pigment of each color with larger specific surface area as mentioned above.
  • the drying conditions of the coating film of the photosensitive composition applied to the transparent substrate vary depending on the types of the respective components, the blending ratio, and the like, but are usually about 50 to 150 ° C. for about 1 to 15 minutes. This heat treatment is generally called "pre-bake".
  • pre-bake As light used for photocuring of the photosensitive composition, it is preferable to use ultraviolet light in the wavelength range of 200 to 500 nm or visible light. Various light sources emitting light in this wavelength range can be used.
  • Examples of the development method include a liquid deposition method, a dipping method, a spray method and the like.
  • the transparent substrate on which the black matrix or pixel parts of the required color are formed is washed with water and dried.
  • the color filter thus obtained is subjected to heat treatment (post-baking) at 100 to 280 ° C. for a predetermined time by a heating device such as a hot plate or an oven to remove volatile components in the colored coating film, and at the same time to sensitize.
  • the unreacted photocurable compound remaining in the cured colored film of the base composition is thermally cured to complete the color filter.
  • the photosensitive composition for forming the black matrix part of the color filter comprises the coloring composition of the present invention, an alkali-soluble resin, a photopolymerizable monomer, and a photopolymerization initiator as essential components, and these are mixed.
  • an alkali-soluble resin e.g., a photopolymerizable monomer
  • a photopolymerization initiator e.g., a photopolymerization initiator
  • the photopolymerizable monomer can be used to prepare the photosensitive composition. It is not essential, however, to use this alkali-soluble resin in combination. When an alkali-soluble resin is used in combination, it is preferable to use an organic solvent which dissolves it.
  • the said photosensitive composition As a manufacturing method of the said photosensitive composition, after preparing the coloring composition of this invention in advance, alkali-soluble resin, a photopolymerizable monomer, and a photoinitiator are added there, and the said photosensitive composition is said The method of making things is common.
  • alkali-soluble resin used for preparation of the photosensitive composition examples include a resin containing a carboxyl group or a hydroxyl group exhibiting acidity, such as novolak type phenol resin, (meth) acrylic acid alkyl ester- (meth) acrylic acid copolymer, Styrene- (meth) acrylic acid copolymer, styrene-maleic acid copolymer and the like can be mentioned.
  • (meth) acrylic is a generic term combining acrylic and methacrylic.
  • an alkali-soluble resin containing an imide structure in order to further improve the heat resistance of the cured film, it is preferable to use an alkali-soluble resin containing an imide structure, and polymerization units of styrene and (meth) acrylic acid.
  • this alkali-soluble resin does not have the function of bonding the organic pigment and the anchor site as described above, and the compatible part extends to the dispersion medium to constitute the dispersion, on the other hand, it contacts alkali. And is used exclusively for the purpose of removing the unexposed part of the photosensitive composition.
  • photopolymerizable monomer for example, 1,6-hexanediol di (meth) acrylate, ethylene glycol di (meth) acrylate, neopentyl glycol di (meth) acrylate, triethylene glycol di (meth) acrylate, bis [( Bifunctional monomers such as (meth) acryloxyethoxy] bisphenol A, 3-methylpentanediol di (meth) acrylate, trimethylolpropato tri (meth) acrylate, pentaerythritol tri (meth) acrylate, tris (2-hydroxy) Tri (meth) acrylate of ethyl) isocyanurate, dipentaerythritol hexa (meth) acrylate, dipentaerythritol penta (meth) acrylate, ditrimethylolpropane tetra (meth) acrylate Relatively high molecular weight of small polyfunctional
  • tetrafunctional to hexafunctional (meth) acrylates are preferably used to further enhance the heat resistance of the cured film.
  • photopolymerization initiator for example, acetophenone, benzophenone, benzyldimethylketanol, benzoyl peroxide, 2-chlorothioxanthone, 1,3-bis (4'-azidobenzal) -2-propane, 1,3-bis (4) -Azidobenzal) -2-propane-2'-sulfonic acid, 4,4'-diazide stilbene-2,2'-disulfonic acid, ethanone, 1- [9-ethyl-6- [2-methyl-4- ( 2,2-Dimethyl-1,3-dioxolanyl) methoxybenzoyl] -9. H. And -carbazol-3-yl]-, 1- (O-acetyloxime) and the like.
  • the photosensitive composition is a colored product, it is preferable to use a photopolymerization initiator which is excellent in curability.
  • the photosensitive composition having such characteristics has a total of 3 to 20 parts of the alkali-soluble resin and the photopolymerizable monomer per 100 parts of the coloring composition of the present invention and 0.05 to 3 parts per 1 part of the photopolymerizable monomer.
  • the nonvolatile content is at least 5 to 20% in mass conversion. It is preferable to prepare so that
  • a developing solution well-known and usual alkaline aqueous solution can be used.
  • the photosensitive composition contains an alkali-soluble resin, washing with an aqueous alkali solution is effective for forming a black matrix portion.
  • the excellent heat resistance of the photosensitive composition of the present invention is exhibited in a method for producing a color filter which is fired after such alkali cleaning.
  • the method for producing a black matrix portion by photolithography has been described in detail, but the black matrix portion prepared using the photosensitive composition of the present invention can be formed by other electrodeposition methods, transfer methods,
  • the color filter may be manufactured by a method such as a micelle electrolysis method or a PVED (Photo Voltaic Electro Deposition) method.
  • the color filter uses a red organic pigment, a green organic pigment, a blue organic pigment and a photosensitive composition of each color obtained using the coloring composition of the present invention, and encloses a liquid crystal material between a pair of parallel transparent electrodes. And the transparent electrode is divided into discrete minute sections, and red (R), green (G) and blue (B) are divided into fine sections divided into grids by the black matrix on the transparent electrode. It can be obtained by providing a color filter colored pixel portion selected from any one color alternately in a pattern or forming a transparent electrode after forming the color filter colored pixel portion on the substrate.
  • the black matrix portion obtained from the photosensitive composition of the present invention contains the above-described organic pigments of each color so as to be black, and apparently, the photosensitive composition of each color is mixed to form a black photosensitive composition.
  • organic pigments of each color are prepared in advance at the time of preparation of a coloring composition which is a stage prior to making the photosensitive composition, although it seems as if a similar black matrix can be obtained. As a result of mixing, more uniform mixing is achieved and a black matrix with better properties is obtained.
  • the cured pattern was prepared as an evaluation model of a color filter including a light shielding member such as a black matrix.
  • Example 1 Preparation Process of Colored Composition> Paliogen Blue L6360 (BASF Corporation, CI Pigment Blue 60, 17 parts of colorant), BYK LPN-21116 (BYK Corporation, acrylic resin type dispersant having a basic group, solid content 40%) 22 Mixed with 1 part of anthraquinone-2-carboxylic acid (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., additive) and 109 parts of propylene glycol monomethyl ether acetate (manufactured by Kuraray Trading Co., Ltd., organic solvent), 0.2 to 0.3 mm ⁇ Zirconia beads of the following were added, and dispersed with a paint conditioner (manufactured by Toyo Seiki Co., Ltd.) for 2 hours to obtain a colored composition (A-1).
  • Paliogen Blue L6360 BASF Corporation, CI Pigment Blue 60, 17 parts of colorant
  • BYK LPN-21116 BYK Corporation, acrylic resin type dispersant having a basic group, solid content
  • ⁇ Step of preparing curing pattern> Immerse a 10 cm square glass substrate (Glass plate for color filter “OA-10” made by Nippon Electric Glass) in a 1% dilution solution of Shin-Etsu Chemical's silane coupling agent “KBM-603” for 3 minutes, and wash it for 10 seconds After draining with an air gun, it was dried in an oven at 110 ° C. for 5 minutes.
  • the photosensitive resin composition (B-1) prepared above was applied using a spin coater. After drying for 1 minute under vacuum, it was dried by heating at 90 ° C. for 90 seconds on a hot plate to obtain a coated film having a dry thickness of about 3.5 ⁇ m.
  • image exposure was performed from the coated film side through a thin line pattern mask of 15 ⁇ m width.
  • the exposure conditions were 50 mJ / cm 2 (i-line standard) using a 3 kW high-pressure mercury lamp.
  • a developer comprising an aqueous solution containing 0.05% potassium hydroxide and 0.08% nonionic surfactant ("A-60" manufactured by Kao)
  • A-60 nonionic surfactant manufactured by Kao
  • a shower at a water pressure of 0.15 MPa at 23.degree After development, the development was stopped with pure water and washed with a water spray to obtain a cured pattern (C-1).
  • the shower developing time was adjusted between 10 and 120 seconds, and was 1.5 times the time for dissolving and removing the unexposed coating film.
  • Example 2 The same as Example 1 except that 1 part of the additive anthraquinone-2-carboxylic acid of Example 1 was changed to 1 part of sodium anthraquinone-2-sulfonate monohydrate (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., additive) An operation was carried out to obtain a coloring composition (A-2). The same operation as in Example 1 was performed except that the coloring composition (A-1) was changed to the coloring composition (A-2), to obtain a cured pattern (C-2).
  • Example 3 22 parts of the dispersant BYK LPN-21116 of Example 1 is changed to 15 parts of BYK LPN-6919 (manufactured by BYK Co., Ltd., acrylic resin type dispersant having a basic group, solid content 60%), additive Anthraquinone-2 Coloring is carried out in the same manner as in Example 1 except that 1 part of carboxylic acid is changed to 1 part of sodium anthraquinone-2-sulfonate monohydrate and 109 parts of propylene glycol monomethyl ether acetate is changed to 116 parts. A composition (A-3) was obtained. The same operation as in Example 1 was performed except that the coloring composition (A-1) was changed to the coloring composition (A-3), to obtain a cured pattern (C-3).
  • BYK LPN-6919 manufactured by BYK Co., Ltd., acrylic resin type dispersant having a basic group, solid content 60%
  • Anthraquinone-2 Coloring is carried out in the same manner as in Example 1 except that 1 part of carb
  • Example 4 The procedure of Example 1 is repeated except that 17 parts of the colorant Paliogen Blue L6360 coloring agent of Example 1 is changed to 17 parts of Cibanon Blue GF (manufactured by Ciba Specialty Chemicals Inc., CI Bat Blue 6), A composition (A-4) was obtained. The same operation as in Example 1 was carried out except that the coloring composition (A-1) was changed to the coloring composition (A-4), to obtain a cured pattern (C-4).
  • Comparative Example 1 A coloring composition was prepared in the same manner as in Example 1 except that 17 parts of the colorant Paliogen Blue L6360 in Example 1 were changed to 18 parts, and 1 part of the additive anthraquinone-2-carboxylic acid was changed to 0 parts. I got (A-5). The same operation as in Example 1 was performed except that the coloring composition (A-1) was changed to the coloring composition (A-5), to obtain a cured pattern (C-5).
  • Comparative Example 3 The same operation as in Example 1 is carried out except that 1 part of the additive anthraquinone-2-carboxylic acid of Example 1 is changed to 1 part of sodium anthraquinone-1-sulfonate (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., additive).
  • the colored composition (A-7) was obtained.
  • the same operation as in Example 1 was performed except that the coloring composition (A-1) was changed to the coloring composition (A-7), to obtain a cured pattern (C-7).
  • Example 1 is the same as Example 1 except that 1 part of the additive anthraquinone-2-carboxylic acid in Example 1 is changed to 1 part anthraquinone-2,6-disulfonic acid disodium (made by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., additive). The operation was carried out to obtain a coloring composition (A-8). The same operation as in Example 1 was carried out except that the coloring composition (A-1) was changed to the coloring composition (A-8), to obtain a cured pattern (C-8).
  • Comparative Example 8 The same operation as in Example 1 is carried out except that 1 part of the additive anthraquinone-2-carboxylic acid of Example 1 is changed to 1 part of SOLSPERSE 12000 (manufactured by Nippon Lubrizol Co., Ltd., additive) which is a copper phthalocyanine sulfonic acid derivative. Then, a colored composition (A-12) was obtained. The same operation as in Example 1 was performed except that the coloring composition (A-1) was changed to the coloring composition (A-12), to obtain a cured pattern (C-12).
  • SOLSPERSE 12000 manufactured by Nippon Lubrizol Co., Ltd., additive
  • Viscosity As the viscosity of the colored compositions (A-1) to (A-14) obtained in Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 10, an E-type viscometer (TVE-25L, manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd.) ) The value of 30 rpm was measured. In the viscosity system 1 using BYK LPN-21116 as the dispersant, the value of Example 2 is converted to 100 and the results are shown in the following table. As a dispersant, BYK LPN-6919 is used, and as a colorant, C.I. I. In the viscosity system 2 using pigment blue 60, the value of Example 3 was converted into 100, and it described in the following table.
  • PB 60 I. Pigment blue 60 21116; BYK LPN-21116 AQ-2-COOH; anthraquinone-2-carboxylic acid AQ-2-SO 3 Na ⁇ H 2 O; Anthraquinone 2-sulfonic acid sodium monohydrate AQ-1-SO 3 Na; anthraquinone-1-sulfonate, sodium AQ-2,6- (SO 3 Na) 2 ; disodium anthraquinone-2,6-disulfonate S12000; SOLSPERSE 12000 PMA; Propylene glycol monomethyl ether acetate IPA; isopropyl alcohol
  • Example 1 containing anthraquinone-2-carboxylic acid, and Example 2 containing sodium anthraquinone-2-sulfonate monohydrate, no pattern defect is found as in Comparative Example 1 containing no additive.
  • Comparative Example 8 containing SOLSPERSE 12000 (copper phthalocyanine sulfonic acid), pattern defects are observed, and it is understood that it is advantageous to add an anthraquinone derivative to a coloring composition for pattern formation.
  • SOLSPERSE 12000 copper phthalocyanine sulfonic acid
  • Example 1 containing anthraquinone-2-carboxylic acid and Example 2 containing sodium anthraquinone-2-sulfonate monohydrate
  • Example 8 containing SOLSPERSE 12000 (copper phthalocyanine sulfonic acid)
  • SOLSPERSE 12000 copper phthalocyanine sulfonic acid
  • the coloring composition of this invention disperse

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Abstract

本発明が解決しようとする課題は、近年カラーフィルタ作製工程で使用されているグリコール系溶剤への高度な分散が困難であるスレン系化合物を含有しながら、グリコール系溶剤への高度な分散を実現し、カラーフィルタ作製工程にて硬化不良などの望ましくない影響を与えることなく使用できる着色組成物を提供することにある。 特定のアントラキノン誘導体と、スレン系化合物と、グリコール系有機溶剤を含有する着色組成物を提供することにより、上記課題を解決する。

Description

着色組成物及びカラーフィルタ
 本発明は、着色組成物及びそれを用いたカラーフィルタに関する。
 スレン系化合物は各種着色成分として使用されているが、用途によっては、媒体へのより高度な分散能を求められる。
 特に、カラーフィルタ用途においては、着色成分の分散能がディスプレイ性能に直結するため、汎用の塗料、印刷インキなどの用途に比べ、分散能の要求は高いものとなる。
 一般的にカラーフィルタの製造に用いる感光性樹脂組成物における媒体は、人体への有害性の低さや加熱乾燥性の良さからグリコール系溶剤が専ら選択されている。
 スレン系化合物はグリコール系溶剤への高度な分散が難しいことが知られており、従来から染料誘導体や顔料誘導体(以下、単に誘導体と表記する場合がある)を併用することで分散能の改善が試みられてきた。しかし、グリコール系溶剤との相性がよくないものを選択した場合、逆に分散に好ましくない影響を与える場合がある。そのため併用する添加剤はグリコール系溶剤との相性もよくなければ、到底実用場面に耐えられない。
 また、カラーフィルタ用途のように色相のわずかな変化が品質に大きく影響する用途においては、汎用されているような着色力の高い誘導体を用いることは好ましくない。
 カラーフィルタの製造方法は、一般に、フォトリソグラフィー法が用いられる。この方法においては、顔料等の着色成分を含む感光性組成物を、カラーフィルタ用の透明基板上に塗布し、加熱乾燥した後、フォトマスクを介して紫外線照射することでパターン露光する工程があるが、この紫外線による硬化をむらなく適切に行うために、着色成分については極力紫外線吸収が小さいことが望ましいとされている。
 ここで、特許文献1には、スレン系顔料と各種顔料のスルホン酸誘導体を含有する組成物が記載されている。また、特許文献2には、アントラキノン誘導体と着色剤を含有する顔料組成物が記載されている。
特表2004-522820号公報 特開2005-213403号公報
 しかしながら、特許文献1に記載の方法では、スレン系顔料のスルホン酸誘導体又はその他の顔料のスルホン酸誘導体は、スレン系顔料自体と異なる可視領域における光吸収を有するため、スレン系顔料単体と比べ色相が変化してしまうことが問題となる。また、誘導体の紫外線吸収が大きいため、着色組成物としての紫外線吸収も大きくなり、カラーフィルタ用途においては紫外線による硬化が阻害されるという問題が生じる。また、特許文献2に記載の方法では使用される溶剤が誘電率15以上の極性溶剤であり、スレン系化合物の高度な分散を実現できるものではない。
 本発明が解決しようとする課題は、近年カラーフィルタ作製工程で使用されているグリコール系溶剤への高度な分散が困難であるスレン系化合物を含有しながら、グリコール系溶剤への高度な分散を実現し、カラーフィルタ作製工程にて硬化不良などの望ましくない影響を与えることなく使用できる着色組成物を提供することにある。
 本発明者らは鋭意検討した結果、後記する特定のアントラキノン誘導体と、スレン系化合物と、グリコール系有機溶剤を含有する着色組成物を用いることで、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。
 即ち本発明は、
「項1.下記一般式(1):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
   (1)
(式(1)中、Aは、単結合、-CONH-R-又は-SO2NH-R-であり、
及びRは、それぞれ独立に、単結合又は置換基を有していてもよい炭素数1~20の2価の炭化水素基であり、Bは、-SOM・nHO又は-COOM・nHOであり、Mは、1~3価のカチオンの1当量であり、nは0~5の整数である。)
で表されるアントラキノン誘導体と、下記一般式(2):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
   (2)
(式(2)中、X~X12は、それぞれ独立に、水素原子又はハロゲン原子である)で表されるスレン系化合物と、下記一般式(3)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
         (3)
(式(3)中、Dは置換基を有していてもよい炭素数1~20の2価の炭化水素基であり、Rは水素原子又は置換基を有していてもよい1価の炭化水素基であり、Rは置換基を有していてもよい1価の炭化水素基であり、nは1~5の整数である)
で表されるグリコール系有機溶剤を含有することを特徴とする着色組成物(以下、本発明の着色組成物と表記する場合がある)。
項2.前記スレン系化合物がピグメントブルー60、バットブルー4、ピグメントブルー64及びバットブルー6からなる群から選択される少なくとも1種であることを特徴とする項1に記載の着色組成物。
項3.前記アントラキノン誘導体が、下記一般式(1-1):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
    (1-1)
で表される化合物又は下記一般式(1-2):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
   (1-2)
で表される化合物であることを特徴とする項1又は2に記載の着色組成物。
項4.また、本発明は、前記グリコール系有機溶剤が、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートであることを特徴とする前記項1~3いずれかに記載の着色組成物に関する。
 また、本発明は、前記した着色組成物を含有するカラーフィルタ。」に関する。
 本発明の着色組成物は、有機溶剤への高度な分散が困難であるスレン系化合物を高度に分散し、カラーフィルタ作製工程にて硬化不良や色相変化などの望ましくない影響を与えることなく使用できる着色組成物であり、これを用いることで優れたカラーフィルタを得ることができる。
 本発明は、特定のアントラキノン誘導体と、スレン系化合物と、グリコール系有機溶剤を含有する着色組成物である。
 本発明で用いるアントラキノン誘導体は、特定の置換位置(2位)に特定の置換基(後述の酸性官能基)を1つ有するものである。このようなアントラキノン誘導体を後記するスレン系化合物とともにグリコール系溶剤中に分散させることで、スレン系化合物が高度に分散した着色組成物を得ることができる。
 スレン系化合物の分散機構は、まずアントラキノン誘導体中のアントラキノン骨格部がスレン系化合物中のアントラキノン骨格部分に吸着し、次いでアントラキノン誘導体中の酸性官能基部が分散剤中の塩基性基部と酸塩基相互作用により吸着する段階を経るものと推定される。これにより分散剤の立体障害または静電反発による分散効果を受けることが可能となり、結果として、スレン系化合物がグリコール系有機溶剤に対し高度に分散するものと推定される。
 ここで、アントラキノン系化合物は1位と2位に置換基を導入可能であるし、その置換基も無数の組合せが考えられる。本発明者らは、これらのなかでも1位ではなく、2位に後記する酸性官能基(-A-B)を有することで、スレン系化合物に対する特に優れた分散能を発揮できることを見出した。本知見は、発明者らの試行錯誤によるものであり、メカニズムは定かでないが、アントラキノンの1位に酸性官能基を有するものは、スレン系化合物に吸着した際の酸性官能基がスレン系化合物中のカルボニル基と空間的に近い距離に存在するため、酸性官能基又は酸性官能基に吸着している分散剤中の官能基とカルボニル基との相互作用を生じ、位置が固定されることで分散剤の高分子鎖の空間的な広がりが制限されるため、分散効果を十分に受けられないものと推定される。これに対し、アントラキノンの2位に酸性官能基を有するものはスレン系化合物に吸着した際の酸性官能基がスレン系化合物中のカルボニル基と空間的に離れた位置に存在するため前述の相互作用が生じることはなく、高い分散能(低粘度化)を発揮すると推定される。
 また、アントラキノンの2位に酸性官能基を有していても、さらに、もう1つの酸性官能基を有する場合(二置換体)では、着色剤や分散剤への吸着時に立体障害が生じるのに対し、一置換体ではその立体障害が減少しているため吸着力が向上し、高い分散能(低粘度化)を発揮すると推定される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
 グリコール系溶剤はアントラキノン誘導体及び分散剤に対し適度な親和性を示す程度の極性を有することからスレン系化合物、アントラキノン誘導体、分散剤、溶剤の適度な相互作用からなる高度な分散系を実現できるものと推定される。
 本発明で用いるアントラキノン誘導体は、下記一般式(1):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
   (1)
(式(1)中、Aは、単結合、-CONH-R-又は-SO2NH-R-であり、R及びRは、それぞれ独立に、単結合又は置換基を有していてもよい炭素数1~20の2価の炭化水素基であり、Bは、-SOM・nHO又は-COOM・nHOであり、Mは、1~3価のカチオンの1当量であり、nは0~5の整数である。)で表される。
 ここで、置換基を有していてもよい炭素数1~20の2価の炭化水素基とはメチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ヘキシレン基、シクロヘキシレン基、フェニレン基、ナフチレン基、ビニレン基、アリレン基などが挙げられる。「置換基」は、例えば、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基、ヒドロキシ基、カルボキシ基、スルホ基、アミノ基などを挙げることができるが、これらに限定されない。
 ここで、「1~3価のカチオンの1当量」とは、-SO-又は-COO-1モルに対し、水素イオンの1モル、ナトリウム(I)イオンの1モル、アルミニウム(III)イオンの1/3モル、カルシウム(II)イオンの1/2モル、アンモニウムイオンの1モルなどを挙げることができるが、これらに限定されない。
 具体的には、次のような化合物が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013
    (1-1)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000014
   (1-2)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000015
   (1-3)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000016
    (1-4)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000017
    (1-5)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000018
   (1-6)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000019
    (1-7)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000020
   (1-8)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000021
    (1-9)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000022
   (1-10)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000023
    (1-11)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000024
   (1-12)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000025
    (1-13)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000026
   (1-14)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000027
   (1-15)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000028
   (1-16)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000029
   (1-17)
 より好ましくは、下記一般式(1-1):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000030
    (1-1)
で表される化合物又は下記一般式(1-2):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000031
   (1-3)
で表される化合物が挙げられる。分子量が小さく、化合物分子量に占める酸性官能基の分子量の割合が大きく、少ない添加量でも高い分散能を発揮するという観点から有利なためである。
 アントラキノン誘導体は一般に、顔料誘導体などと比べて可視領域における吸光度が小さく、誘導体添加後でも着色剤(後記するスレン系化合物)単体の色相からの変化が小さい。また、アントラキノン誘導体は、紫外領域における吸光度が小さいので、紫外線硬化を阻害することがない。このような点からも、カラーフィルタ用途に特に好適である。
 これらは、市販品を使用することもできるし、公知の方法に従い合成して用いることもできる。
 本発明に用いるスレン系化合物は、下記一般式(2):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000032
   (2)
(式(2)中、X~X12は、それぞれ独立に、水素原子又はハロゲン原子である)で表されるものである。たとえば、ピグメントブルー60、バットブルー4、ピグメントブルー64及びバットブルー6などが挙げられる。これらは、市販品を使用することもできるし、公知の方法に従い合成して用いることもできる。
 なお、式(2)とは異なるものの、類似構造を有する顔料もいくつか知られているが、本発明で用いるアントラキノン誘導体は、式(2)の構造以外の顔料と併用しても、本発明と同様な効果は得られない。たとえば、アントラキノン構造が単結合で連結したC.I.PigmentNo.177は後述の比較例として示したように、本発明の着色組成物が奏するような優れた効果は得られない。スレン系化合物は平面構造をとるため、吸着する誘導体及び分散剤の空間上の位置が固定され、分散剤中の高分子鎖によりスレン化合物の結晶面の接近による凝集を抑制することができるものと推定される。これに対し、アントラキノン構造が単結合で連結したC.I.PigmentNo.177は、スレン系化合物と同様に骨格中のアントラキノン構造によりアントラキノン誘導体と吸着することができるものの、単結合部が自由に回転できるため、分散剤高分子鎖の立体障害が小さい面同士が接近し、凝集の抑制効果が得られないものと推定される。
 グリコール系有機溶剤とは、グリコールエーテル類、グリコールエステル類などがあげられる。グリコールエーテル類としては、例えばエチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコール-t-ブチルエーテル等があげられる。グリコールエステル類としては、例えばエチレングリコールアセテート、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、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、トリエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、トリエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、トリエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、トリプロピレングリコールメチルエーテル等が挙げられる。
 着色組成物を、低粘度で、作業性に優れたものとするために、着色組成物に含有させるグリコール系溶剤としては、少なくとも、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用いることが好ましい。
また、常温での揮発性が低く、加熱乾燥性が良いものが好ましい。すなわち沸点が100~160℃であるグリコール系溶剤が好ましく、沸点が130℃~150℃であるものがより好ましい。沸点が130℃~150℃である溶剤としてプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートなどが挙げられる。
 本発明の着色組成物は、ディスプレイ用着色部材のような用途に用いることができる。
 好適な使用例としてたとえば、ディスプレイ用遮光性部材などが挙げられる。
 ディスプレイ用遮光性部材とは、可視光域または、ディスプレイにおけるバックライトのような発光部材からの発光を遮蔽するための材料である。具体的には、ブラックマトリクスや、TFT遮光膜、ブラックマスク、ブラックシール、ブラックカラムスペーサ、ELDにおける電界制限層などがある。
 本発明の着色組成物には他の有機顔料や無機顔料、染料などの着色剤を混合しても良い。混合される着色剤としては、C.I.ピグメントオレンジ64、C.I.ピグメントレッド179などが挙げられる。
 目的とするブラックマトリックス等に求められている黒色度が得られれば、さらに次のような顔料を併用しても良い。以下、各色顔料の例を示す。
 更に加えてもよい青色の顔料としては、例えば、C.I.ピグメントブルー1、1:2、9、14、15、15:1、15:2、15:3、15:4、15:6、16、17、19、27、28、29、33、35、36、56、56:1、61、61:1、62、63、66、67、68、71、72、73、74、75、76、78、79、80等を挙げることができる。
 黄色の顔料としては、例えば、C.I.ピグメントイエロー1、1:1、2、3、4、5、6、9、10、12、13、14、16、17、24、31、32、34、35、35:1、36、36:1、37、37:1、40、41、42、43、48、53、55、61、62、62:1、63、65、73、74、75、81、83、87、93、94、95、97、100、101、104、105、108、109、110、111、116、117、119、120、126、127、127:1、128、129、130、133、134、136、138、139、142、147、148、150、151、153、154、155、157、158、159、160、161、162、163、164、165、166、167、168、169、170、172、173、174、175、176、180、181、182、183、184、185、188、189、190、191、191:1、192、193、194、195、196、197、198、199、200、202、203、204、205、206、207、208、213、214、228、229、231等を挙げることができる。この中でも、好ましくはC.I.ピグメントイエロー83、117、129、138、139、150、154、155、180、185、228、231が挙げられ、さらに好ましくはC.I.ピグメントイエロー83、138、139、150、155、185、228、231を挙げることができる。
 橙色の顔料としては、例えば、C.I.ピグメントオレンジ1、2、5、13、16、17、19、20、21、22、23、24、34、36、38、39、43、46、48、49、61、62、64、65、67、68、69、70、71、72、73、74、75、77、78、79、81等を挙げることができる。この中でも、好ましくは、C.I.ピグメントオレンジ36、38、60、62、64、72を挙げることができる。
 茶色の顔料としては、例えば、C.I.ピグメント・ブラウン23、25、41等を挙げることができる。
 赤色の顔料としては、例えば、C.I.ピグメントレッド1、2、3、4、5、6、7、8、9、12、14、15、16、17、21、22、23、31、32、37、38、41、47、48、48:1、48:2、48:3、48:4、49、49:1、49:2、50:1、52:1、52:2、53、53:1、53:2、53:3、57、57:1、57:2、58:4、60、63、63:1、63:2、64、64:1、68、69、81、81:1、81:2、81:3、81:4、83、88、90:1、101、101:1、104、108、108:1、109、112、113、114、122、123、144、146、147、149、151、166、168、169、170、172、173、174、175、176、177、178、179、181、184、185、187、188、190、193、194、200、202、206、207、208、209、210、213、214、216、220、221、224、230、231、232、233、235、236、237、238、239、242、243、245、247、249、250、251、253、254、255、256、257、258、259、260、262、263、264、265、266、267、268、269、270、271、272、273、274、275、276、279等を挙げることができる。この中でも、好ましくはC.I.ピグメントレッド48:1、122、168、177、179、202、206、207、209、224、242、254、272が挙げられ、さらに好ましくはC.I.ピグメントレッド177、179、209、224、254、272を挙げることができる。
 紫色の顔料としては、例えば、C.I.ピグメントバイオレット1、1:1、2、2:2、3、3:1、3:3、5、5:1、14、15、16、19、23、25、27、29、31、32、37、39、42、44、47、49、50等を挙げることができる。この中でも、好ましくはC.I.ピグメントバイオレット19、23、29が挙げられ、さらに好ましくはC.I.ピグメントバイオレット23、29を挙げることができる。
 緑色の顔料としては、例えば、C.I.ピグメントグリーン1、2、4、7、8、10、13、14、15、17、18、19、26、36、45、48、50、51、54、55、58、59、62、63を挙げることができる。この中でも、好ましくはC.I.ピグメントグリーン7、36を挙げることができる。
 本発明の着色組成物は、本発明で用いるアントラキノン誘導体と、スレン系化合物と、グリコール系溶剤を必須成分とし、必要に応じて塩基性基を有する樹脂系分散剤を混合することで得ることができる。
 アントラキノン誘導体は、スレン系化合物100部当たり、 0.1~20 部の範囲で含有する。着色力、生産性を考慮すると、 3~10 部の範囲で含有することが好ましい。アントラキノン誘導体を添加する時期は、着色剤を微細化する工程で添加しても構わないし、微細化工程後、着色剤を洗浄し精製した後に添加しても構わない。
 アントラキノン誘導体の処理方法は、固体またはアルカリにより溶解させ、酸性状態でスレン系化合物表面に吸着させる方法がある。固体の場合、微細化処理したスレン系化合物と水等の溶媒を含有したウェットケーキに添加する。アルカリによるアントラキノン誘導体の溶解は、通常pH8~12で行われ、その後、微細化したスレン系化合物とスラリー中で混合、その後、系内を酸性、通常pH3~5に調整し、スレン系化合物表面にアントラキノン誘導体を析出させる。また、本発明の着色組成物を製造する上で、アントラキノン誘導体以外にも各種添加剤を添加してもよい。具体的には、光又は熱硬化性樹脂、界面活性剤、分散剤、ロジン等をあげることができる。
 これら着色組成物をグリコール系溶剤中に分散させる場合、分散性の向上、及び分散安定性の向上のために、必要に応じて塩基性基を有する樹脂系分散剤が併用される。この塩基性基を有する樹脂系分散剤は、アントラキノン誘導体の酸性基と塩基性基により結合して、相溶性部分が分散媒に伸長して分散体を構成する機能を有するものであり、後記する感光性組成物の調製に用いるアルカリ可溶性樹脂や、光重合性モノマーとは、別種のものである。
 塩基性基を有する樹脂型分散剤としては、塩基性基及び高分子鎖を有するもの、塩基性基としては例えば、三級アミノ基、四級アンモニウム基を挙げることができる。高分子鎖としては例えば、ポリウレタン樹脂、ポリエチレンイミン、ポリオキシエチレングリコールジエステル、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂等を挙げることができる。中でも、三級アミノ基または四級アンモニウム基のどちらか、又はその両方を含有する、ポリエステル樹脂型分散剤及び/又はアクリル樹脂系分散剤が、分散性、耐熱性、耐光性の点で好ましい。
 各種塩基性基を有する樹脂系分散剤の具体例としては、商品名で、アジスパー(味の素ファインテクノ社製)、EFKA(BASF社製)、DISPERBYK(ビックケミー社製)、BYKLPN(ビックケミー社製)、ディスパロン(楠本化成社製)、SOLSPERSE(ルーブリゾール社製)、KP(信越化学工業社製)、ポリフロー(共栄社化学社製)等を挙げることができる。これらの分散剤は、1種を用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用することができる。
 塩基性基を有する樹脂系分散剤は、着色剤の合計の質量換算100部当たり、通常30~60部、好ましくは38~52部である。
 ここで用いられるグリコール系溶剤としては、例えば、グリコールエーテル類、グリコールエステル類などがあげられる。グリコールエーテル類としては、例えばエチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコール-t-ブチルエーテル等があげられる。グリコールエステル類としては、例えばエチレングリコールアセテート、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、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、トリエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、トリエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、トリエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、トリプロピレングリコールメチルエーテル等が挙げられる。
 着色組成物を用いて、フォトリソグラフィー方式でブラックマトリックスを形成するための感光性組成物を調製する際には、低粘度で塗工性、作業性、吐出性に優れたものとするために、少なくとも、着色組成物に含有させる有機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用いることが好ましい。
 着色組成物を調製するために、グリコール系溶剤は1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用することができる。
また、スレン系化合物の分散性を損なわない範囲で、他の有機溶剤を添加することもできる。
 添加できる有機溶剤としては、ジイソプロピルエーテル、ミネラルスピリット、n-ペンタン、アミルエーテル、エチルカプリレート、n-ヘキサン、ジエチルエーテル、イソプレン、エチルイソブチルエーテル、ブチルステアレート、n-オクタン、バルソル#2、アプコ#18ソルベント、ジイソブチレン、アミルアセテート、ブチルアセテート、アプコシンナー、ブチルエーテル、ジイソブチルケトン、メチルシクロヘキセン、メチルノニルケトン、プロピルエーテル、ドデカン、ソーカルソルベントNo.1及びNo.2、アミルホルメート、ジヘキシルエーテル、ジイソプロピルケトン、ソルベッソ#150、(n,sec,t-)酢酸ブチル、ヘキセン、シェルTS28 ソルベント、ブチルクロライド、エチルアミルケトン、エチルベンゾエート、アミルクロライド、エチルオルソホルメート、メトキシメチルペンタノン、メチルブチルケトン、メチルヘキシルケトン、メチルイソブチレート、ベンゾニトリル、エチルプロピオネート、メチルセロソルブアセテート、メチルイソアミルケトン、n-アミルメチルケトン(2-ヘプタノン)、メチルイソブチルケトン、プロピルアセテート、アミルアセテート、アミルホルメート、ビシクロヘキシル、ジペンテン、メトキシメチルペンタノール、メチルアミルケトン、メチルイソプロピルケトン、プロピルプロピオネート、メチルエチルケトン、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、エチルセロソルブアセテート、カルビトール、シクロヘキサノン、酢酸エチル、プロピレングリコール、3-メトキシプロピオン酸、3-エトキシプロピオン酸、3-エトキシプロピオン酸メチル、3-エトキシプロピオン酸エチル、3-メトキシプロピオン酸メチル、3-メトキシプロピオン酸エチル、3-メトキシプロピオン酸プロピル、3-メトキシプロピオン酸ブチル、ジグライム、エチルカルビトール、ブチルカルビトール、3-メトキシブタノール、3-メチル-3-メトキシブタノール、3-メトキシブチルアセテート、3-メチル-3-メトキシブチルアセテート等が挙げられる。
 本発明の着色組成物において、有機溶剤は、各色の着色剤の合計の質量換算100部当たり、通常300~800部、好ましくは400~600部用いることが好ましい。
 着色組成物の調製に当たっては、必要に応じて、本発明で用いるアントラキノン誘導体(式(1)で表される誘導体)以外の顔料誘導体等を併用することができる。顔料誘導体の置換基としては、例えばスルホン酸基、スルホンアミド基及びその4級塩、フタルイミドメチル基、ジアルキルアミノアルキル基、水酸基、カルボキシル基、アミド基等が顔料骨格に直接又はアルキル基、アリール基、複素環基等を介して結合したものが挙げられる。
 着色組成物は、上記した本発明で用いるスレン系化合物、本発明で用いるアントラキノン誘導体、本発明で用いるグリコール系溶剤及び必要に応じて塩基性基を有する樹脂系分散剤を撹拌混合することにより調製することができ、必要であれば、ビーズやロッド等の各種粉砕メディアの存在下、上記混合物を必要時間に亘って振とう、分散させ、当該メディアを濾過等により除くことで調製することもできる。スレン系化合物、アントラキノン誘導体、グリコール系溶剤、塩基性基を有する樹脂系分散剤の混合順序は、すべてをあわせてから混合してもよいし、スレン系化合物とアントラキノン誘導体、塩基性基を有する樹脂系分散剤とグリコール系溶剤をそれぞれ事前に混合したものをあわせて再度攪拌混合してもよい。
 着色組成物は、従来公知の方法でディスプレイの構成部材であるカラーフィルタのブラックマトリックスやブラックマスク、液晶層のカラムスペーサーやブラックシール、TFT遮光膜、ELDにおける電界制限層、その他ディスプレイの遮光を必要とする部材に使用することができる。
 カラーフィルタの代表的な製造方法は、フォトリソグラフィー法であり、ブラックマトリックスは、本発明の着色組成物から調製された後記する感光性組成物を、カラーフィルタ用の透明基板上に塗布し、加熱乾燥(プリベーク)した後、フォトマスクを介して紫外線を照射することでパターン露光を行って、ブラックマトリックス部に対応する箇所の光硬化性化合物を硬化させた後、未露光部分を現像液で現像し、非画素部を除去して画素部を透明基板に固着させる方法である。この方法で、感光性組成物の硬化着色皮膜からなるブラックマトリックス部が透明基板上に形成される。RGBの各画素部も、より比表面積の大きな各色の有機顔料から調製された感光性組成物から、上記の様にして同様に調製することができる。
 後記する感光性組成物をガラス等の透明基板上に塗布する方法としては、例えば、スピンコート法、ロールコート法、スリットコート法、インクジェット法等が挙げられる。
 透明基板に塗布した感光性組成物の塗膜の乾燥条件は、各成分の種類、配合割合等によっても異なるが、通常、50~150℃で、1~15分間程度である。この加熱処理を一般に「プリベーク」という。また、感光性組成物の光硬化に用いる光としては、200~500nmの波長範囲の紫外線、あるいは可視光を使用するのが好ましい。この波長範囲の光を発する各種光源が使用出来る。
 現像方法としては、例えば、液盛り法、ディッピング法、スプレー法等が挙げられる。感光性組成物の露光、現像の後に、ブラックマトリックス或いは必要な色の画素部が形成された透明基板は水洗いし乾燥させる。こうして得られたカラーフィルタは、ホットプレート、オーブン等の加熱装置により、100~280℃で、所定時間加熱処理(ポストベーク)することによって、着色塗膜中の揮発性成分を除去すると同時に、感光性組成物の硬化着色皮膜中に残存する未反応の光硬化性化合物が熱硬化し、カラーフィルタが完成する。
 カラーフィルタのブラックマトリックス部を形成するための感光性組成物は、本発明の着色組成物と、アルカリ可溶性樹脂と、光重合性モノマーと、光重合開始剤とを必須成分とし、これらを混合することで調製することが出来る。
 ブラックマトリックス部を形成する着色樹脂皮膜に、カラーフィルタの実生産で行われるベーキング等に耐え得る強靱性等が要求される場合には、前記感光性組成物を調製するに当たって、光重合性モノマーだけでなく、このアルカリ可溶性樹脂を併用することが不可欠である。アルカリ可溶性樹脂を併用する場合には、有機溶剤としては、それを溶解するものを使用するのが好ましい。
 前記感光性組成物の製造方法としては、本発明の着色組成物を事前に調製してから、そこに、アルカリ可溶性樹脂と、光重合性モノマーと、光重合開始剤を加えて前記感光性組成物とする方法が一般的である。
 感光性組成物の調製に使用するアルカリ可溶性樹脂としては、カルボキシル基又は酸性を呈する水酸基を含む樹脂、例えば、ノボラック型フェノール樹脂、(メタ)アクリル酸アルキルエステル-(メタ)アクリル酸共重合体、スチレン-(メタ)アクリル酸共重合体、スチレン-マレイン酸共重合体等が挙げられる。尚、本発明において、(メタ)アクリルとの記載は、アクリルとメタクリルとを合わせた総称である。
 なかでも、硬化皮膜の耐熱性をより高めるためには、イミド構造、スチレン及び(メタ)アクリル酸の各重合単位を含有するアルカリ可溶性樹脂を用いることが好ましい。
 このアルカリ可溶性樹脂は、上記した、有機顔料とアンカー部位と結合して、相溶性部分が分散媒に伸長して分散体を構成する機能を有さないものであるが、一方で、アルカリに接触することで溶解する特徴を活かし、感光性組成物の未露光部分の除去の目的で専ら用いられる。
 光重合性モノマーとしては、例えば、1,6-ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ビス〔(メタ)アクリロキシエトキシ〕ビスフェノールA、3-メチルペンタンジオールジ(メタ)アクリレート等のような2官能モノマー、トリメチルロールプロパトントリ(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、トリス(2-ヒドロキシエチル)イソシアヌレートのトリ(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、ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート等の比較的分子量の小さな多官能モノマー、ポリエステルアクリレート、ポリウレタンアクリレート、ポリエーテルアクリレート等の様な比較的分子量の大きな多官能モノマーが挙げられる。上記同様に、(メタ)アクリレートとの記載は、アクリレートとメタクリレートとを合わせた総称である。
 なかでも、硬化皮膜の耐熱性をより高めるためには、四官能~六官能の(メタ)アクリレートを用いることが好ましい。
 光重合開始剤としては、例えば、アセトフェノン、ベンゾフェノン、ベンジルジメチルケタノール、ベンゾイルパーオキサイド、2-クロロチオキサントン、1,3-ビス(4’-アジドベンザル)-2-プロパン、1,3-ビス(4-アジドベンザル)-2-プロパン-2’-スルホン酸、4,4’-ジアジドスチルベン-2,2’-ジスルホン酸、エタノン,1-〔9-エチル-6-[2-メチル-4-(2,2-ジメチル-1,3-ジオキソラニル)メトキシベンゾイル]-9.H.-カルバゾール-3-イル〕-,1-(O-アセチルオキシム)等が挙げられる。
 感光性組成物は、着色物であるため、硬化性に優れる光重合開始剤を用いることが好ましい。
 このような特性の感光性組成物は、本発明の着色組成物100部当たり、アルカリ可溶性樹脂と光重合性モノマーの合計が3~20部、光重合性モノマー1部当たり0.05~3部の光重合開始剤と、必要に応じて、さらに上記した着色組成物の調製に用いた有機溶剤を添加し、均一となる様に攪拌分散してブラックマトリクス部を形成するための感光性組成物を得ることが出来る。
 フォトリソグラフィー方式でブラックマトリクスを形成させるには、本発明の感光性組成物を低粘度で塗工性、作業性に優れたものとするために、少なくとも、質量換算で不揮発分は5~20%となるように調製することが好ましい。
 現像液としては、公知慣用のアルカリ水溶液を使用することが出来る。特に前記感光性組成物には、アルカリ可溶性樹脂が含まれていることから、アルカリ水溶液での洗浄がブラックマトリクス部の形成に効果的である。本発明の感光性組成物の優れた耐熱性は、この様なアルカリ洗浄後に焼成を行なうカラーフィルタの製造方法において発揮される。
 顔料分散法のうち、フォトリソグラフィー法によるブラックマトリクス部の製造方法について詳記したが、本発明の感光性組成物を使用して調製されたブラックマトリックス部は、その他の電着法、転写法、ミセル電解法、PVED(Photo Voltaic Electro Deposition)法等の方法で形成して、カラーフィルタを製造してもよい。
 カラーフィルタは、赤色有機顔料、緑色有機顔料、青色有機顔料ならびに本発明の着色組成物を使用して得た各色の感光性組成物を使用し、平行な一対の透明電極間に液晶材料を封入し、透明電極を不連続な微細区間に分割すると共に、この透明電極上のブラックマトリクスにより格子状に区分けされた微細区間のそれぞれに、赤(R)、緑(G)および青(B)のいずれか1色から選ばれたカラーフィルタ着色画素部を交互にパターン状に設ける方法、あるいは基板上にカラーフィルタ着色画素部を形成した後、透明電極を設ける様にすることで得ることが出来る。
 本発明の感光性組成物から得られるブラックマトリクス部は、上記した各色有機顔料が黒色となる様に含まれたものであり、一見すると、各色の感光性組成物を混合して黒色感光性組成物を調製した場合と、同様のブラックマトリクスが得られるかの様に思われるが、本発明では、感光性組成物とする以前の段階である着色組成物の調製時に、予め、各色の有機顔料が混合される結果、より均一な混合が達成され、より優れた特性のブラックマトリクスが得られる。
 以下、本発明を実施例に基づいて説明するが、本発明はこれによって限定されるものではない。なお、実施例及び比較例において特に断りがない場合は、「部」及び「%」は質量基準である。また、硬化パターンはブラックマトリクスなど遮光性部材を含むカラーフィルタの評価用モデルとして作製した。
[実施例1]
<着色組成物の作製工程>
 Paliogen Blue L6360(BASF株式会社製、C.I.ピグメントブルー60、着色剤)17部、BYK LPN-21116(BYK株式会社製、塩基性基を有するアクリル樹脂型分散剤、固形分40%)22部、アントラキノン-2-カルボン酸(東京化成工業株式会社製、添加剤)1部、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(クラレトレーディング株式会社製、有機溶剤)109部を混合し、0.2~0.3mmφのジルコニアビーズを加え、ペイントコンディショナー(東洋精機株式会社製)で2時間分散し、着色組成物(A-1)を得た。
<感光性樹脂組成物の作製工程>
 着色組成物(A-1)100部、アルカリ可溶性樹脂としてメタクリル酸/こはく酸モノ(2-メタクリロイロキシエチル)/N-フェニルマレイミド/スチレン/ベンジルメタクリレート共重合体(共重合質量比=25/10/30/20/15、Mw=12,000、Mn=6,500)5部、光重合性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10部、光重合開始剤としてエタノン,1-〔9-エチル-6-[2-メチル-4-(2,2-ジメチル-1,3-ジオキソラニル)メトキシベンゾイル]-9.H.-カルバゾール-3-イル〕-,1-(O-アセチルオキシム)を1部、および有機溶剤としてジプロピレングリコールジメチルエーテル25部、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート25部、3-メトキシブチルアセテート75部、シクロヘキサノン50部を混合して、感光性樹脂組成物(B-1)を調製した。
<硬化パターンの作製工程>
 10cm角のガラス基板(日本電気硝子製カラーフィルタ用ガラス板「OA-10」)を信越化学製シランカップリング剤「KBM-603」の1%希釈液に3分間浸漬し、10秒間水洗して、エアーガンで水切り後、110℃のオーブンで5分間乾燥した。このガラス基板上に、上記にて調製した感光性樹脂組成物(B-1)を、スピンコーターを用いて塗布した。1分間真空乾燥後、ホットプレート上で90℃にて90秒間加熱乾燥し、乾燥膜厚約3.5μmの塗布膜を得た。その後、塗布膜側から、15μm幅の細線パターンマスクを介して画像露光を行った。露光条件は、3kW高圧水銀灯を用い50mJ/cm2(i線基準)とした。次いで、0.05%の水酸化カリウムと0.08%のノニオン性界面活性剤(花王製「A-60」)を含有する水溶液よりなる現像液を用い、23℃において水圧0.15MPaのシャワー現像を施した後、純水にて現像を停止し、水洗スプレーにて洗浄し硬化パターン(C-1)を得た。なお、シャワー現像時間は、10~120秒間の間で調整し、未露光の塗布膜が溶解除去される時間の1.5倍とした。
[実施例2]
 実施例1の添加剤アントラキノン-2-カルボン酸1部をアントラキノン-2-スルホン酸ナトリウム一水和物(東京化成工業株式会社製、添加剤)1部に変更した以外は上記実施例1と同様な操作を行い、着色組成物(A-2)を得た。着色組成物(A-1)を着色組成物(A-2)に変更した以外は上記実施例1と同様な操作を行い、硬化パターン(C-2)を得た。
[実施例3]
 実施例1の分散剤BYK LPN-21116 22部をBYK LPN-6919(BYK株式会社製、塩基性基を有するアクリル樹脂型分散剤、固形分60%)15部に変更し、添加剤アントラキノン-2-カルボン酸1部をアントラキノン-2-スルホン酸ナトリウム一水和物1部に変更し、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート109部を116部に変更した以外は上記実施例1と同様な操作を行い、着色組成物(A-3)を得た。着色組成物(A-1)を着色組成物(A-3)に変更した以外は上記実施例1と同様な操作を行い、硬化パターン(C-3)を得た。
[実施例4]
 実施例1の着色剤Paliogen Blue L6360 17部をCibanon Blue GF(チバスペシャルティケミカルズ株式会社製、C.I.バットブルー6)17部に変更した以外は上記実施例1と同様な操作を行い、着色組成物(A-4)を得た。着色組成物(A-1)を着色組成物(A-4)に変更した以外は上記実施例1と同様な操作を行い、硬化パターン(C-4)を得た。
[比較例1]
 実施例1の着色剤Paliogen Blue L6360 17部を18部に変更し、添加剤アントラキノン-2-カルボン酸1部を0部に変更した以外は上記実施例1と同様な操作を行い、着色組成物(A-5)を得た。着色組成物(A-1)を着色組成物(A-5)に変更した以外は上記実施例1と同様な操作を行い、硬化パターン(C-5)を得た。
[比較例2]
 実施例1の着色剤Paliogen Blue L6360 17部を18部に変更し、分散剤BYK LPN-21116 22部をBYK LPN-6919 15部に変更し、添加剤アントラキノン-2-カルボン酸 1部を0部に変更し、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート109部を116部に変更した以外は上記実施例1と同様な操作を行い、着色組成物(A-6)を得た。着色組成物(A-1)を着色組成物(A-6)に変更した以外は上記実施例1と同様な操作を行い、硬化パターン(C-6)を得た。
[比較例3]
 実施例1の添加剤アントラキノン-2-カルボン酸1部をアントラキノン-1-スルホン酸ナトリウム(東京化成工業株式会社製、添加剤)1部に変更した以外は上記実施例1と同様な操作を行い、着色組成物(A-7)を得た。着色組成物(A-1)を着色組成物(A-7)に変更した以外は上記実施例1と同様な操作を行い、硬化パターン(C-7)を得た。
[比較例4]
 実施例1の添加剤アントラキノン-2-カルボン酸1部をアントラキノン-2,6-ジスルホン酸二ナトリウム(東京化成工業株式会社製、添加剤)1部に変更した以外は上記実施例1と同様な操作を行い、着色組成物(A-8)を得た。着色組成物(A-1)を着色組成物(A-8)に変更した以外は上記実施例1と同様な操作を行い、硬化パターン(C-8)を得た。
[比較例5]
 実施例1の着色剤Paliogen Blue L6360 17部を18部に変更し、添加剤アントラキノン-2-カルボン酸1部を0部に変更し、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート109部をイソプロピルアルコール(東京化成工業株式会社製、有機溶剤)109部に変更した以外は上記実施例1と同様な操作を行い、着色組成物(A-9)を得た。着色組成物(A-1)を着色組成物(A-9)に変更した以外は上記実施例1と同様な操作を行い、硬化パターン(C-9)を得た。
[比較例6]
 実施例1の添加剤アントラキノン-2-カルボン酸1部をアントラキノン-2-スルホン酸ナトリウム一水和物1部に変更し、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート109部をイソプロピルアルコール109部に変更した以外は上記実施例1と同様な操作を行い、着色組成物(A-10)を得た。着色組成物(A-1)を着色組成物(A-10)に変更した以外は上記実施例1と同様な操作を行い、硬化パターン(C-10)を得た。
[比較例7]
 実施例1の添加剤アントラキノン-2-カルボン酸1部をアントラキノン-1-スルホン酸ナトリウム1部に変更し、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート109部をイソプロピルアルコール109部に変更した以外は上記実施例1と同様な操作を行い、着色組成物(A-11)を得た。着色組成物(A-1)を着色組成物(A-11)に変更した以外は上記実施例1と同様な操作を行い、硬化パターン(C-11)を得た。
[比較例8]
 実施例1の添加剤アントラキノン-2-カルボン酸1部を銅フタロシアニンスルホン酸誘導体であるSOLSPERSE12000(日本ルーブリゾール株式会社製、添加剤)1部に変更した以外は上記実施例1と同様な操作を行い、着色組成物(A-12)を得た。着色組成物(A-1)を着色組成物(A-12)に変更した以外は上記実施例1と同様な操作を行い、硬化パターン(C-12)を得た。
[比較例9]
 実施例1の着色剤Paliogen Blue L6360 17部をFASTOGEN SUPER RED ATY-TR(DIC株式会社製、C.I.ピグメントレッド177、着色剤)18部に変更し、分散剤BYK LPN-21116 22部をBYK LPN-6919 15部に変更し、添加剤アントラキノン-2-カルボン酸 1部を0部に変更し、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート109部を116部に変更した以外は上記実施例1と同様な操作を行い、着色組成物(A-13)を得た。着色組成物(A-1)を着色組成物(A-13)に変更した以外は上記実施例1と同様な操作を行い、硬化パターン(C-13)を得た。
[比較例10]
 実施例1の着色剤Paliogen Blue L6360 17部をFASTOGEN SUPER RED ATY-TR17部に変更し、分散剤BYK LPN-21116 22部をBYK LPN-6919 15部に変更し、添加剤アントラキノン-2-カルボン酸 1部をアントラキノン-2-スルホン酸ナトリウム一水和物1部に変更し、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート109部を116部に変更した以外は上記実施例1と同様な操作を行い、着色組成物(A-14)を得た。着色組成物(A-1)を着色組成物(A-14)に変更した以外は上記実施例1と同様な操作を行い、硬化パターン(C-14)を得た。
<評価>
・粘度
 実施例1~4及び比較例1~10で得られた着色組成物(A-1)~(A-14)の粘度として、E型粘度計(TVE-25L、東機産業株式会社製)30rpmの値を測定した。分散剤としてBYK LPN-21116を使用した粘度系1では実施例2の値を100に換算して、下表に記載した。分散剤としてBYK LPN-6919を使用し、着色剤としてC.I.ピグメントブルー60を使用した粘度系2では実施例3の値を100に換算して、下表に記載した。分散剤としてBYK LPN-6919を使用し、着色剤としてC.I.ピグメントブルーレッド177を使用した粘度系3では比較例9の値を100に換算して、下表に記載した。
・硬化度
 実施例1、実施例2、比較例1、比較例8で得られた硬化パターン(C-1)、(C-2)、(C-5)、(C-12)のパターン欠損の有無(欠損がないものは硬化度○、欠損があるものは硬化度×)を目視で確認した結果を硬化度として下表に記載した。
・色相変化の定量
 実施例1、実施例2、比較例1、比較例8で得られた硬化パターン(C-1)、(C-2)、(C-5)、(C-12)の吸光スペクトルを分光光度計(U3900、株式会社日立ハイテクサイエンス製)により測定し、吸光スペクトルのピーク強度値の半値となる吸収強度におけるスペクトル幅(長波長側波長nm-短波長側波長nm)を算出し、添加剤を添加しない比較例1の値からの増加分を半値幅増加分として下表に記載した。
結果を表1に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000033
表中の略称などを以下に纏める。
PB60;C.I.ピグメントブルー60
21116;BYK LPN-21116
AQ-2-COOH;アントラキノン-2-カルボン酸
AQ-2-SO3Na・H2O;アントラキノン-2-スルホン酸ナトリウム一水和物
AQ-1-SO3Na;アントラキノン-1-スルホン酸ナトリウム
AQ-2,6-(SO3Na)2;アントラキノン-2,6-ジスルホン酸二ナトリウム
S12000;SOLSPERSE12000
PMA;プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート
IPA;イソプロピルアルコール
・BYK LPN-21116およびプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートを使用した実施例において、アントラキノン-2-カルボン酸添加時(実施例1)、アントラキノン-2-スルホン酸ナトリウム一水和物添加時(実施例2)には、無添加時(比較例1)、アントラキノン-1-スルホン酸ナトリウム添加時(比較例3)、アントラキノン-2,6-ジスルホン酸二ナトリウム添加時(比較例4)よりはるかに低粘度であり、2位一置換体添加が有利であることがわかる。中でもアントラキノン-2-カルボン酸(実施例1)を添加剤として使用したものは粘度が特に低く好ましい。
・BYK LPN-21116およびプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートを使用した実施例においてはアントラキノン-2-スルホン酸ナトリウム一水和物添加時(実施例2)は、無添加時(比較例1)、アントラキノン-1-スルホン酸ナトリウム添加時(比較例3)よりはるかに低粘度であるが、BYK LPN-21116およびイソプロピルアルコールを使用した実施例においてはアントラキノン-2-スルホン酸ナトリウム一水和物添加時(比較例6)、無添加時(比較例5)、アントラキノン-1-スルホン酸ナトリウム添加時(比較例7)とも高粘度であり、グリコール系有機溶剤を組み合わせて用いることが有利であることがわかる。
・BYK LPN-6919およびプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートを使用した実施例において、ピグメントブルー60を含む実施例ではアントラキノン-2-スルホン酸ナトリウム一水和物添加時(実施例3)は、無添加時(比較例2)より大幅に低粘度化しているが、ピグメントレッド177を含む実施例ではアントラキノン-2-スルホン酸ナトリウム一水和物添加時(比較例10)には無添加時(比較例9)と変わらないかやや高粘度化しており、スレン系化合物と特定のアントラキノン誘導体を組み合わせて用いることが有利であることがわかる。
・アントラキノン-2-カルボン酸を含む実施例1、アントラキノン-2-スルホン酸ナトリウム一水和物を含む実施例2においては、添加剤を含まない比較例1同様にパターンの欠損が見られないのに対し、SOLSPERSE12000(銅フタロシアニンスルホン酸)を含む比較例8ではパターンの欠損が見られており、アントラキノン誘導体をパターン形成用の着色組成物に添加することが有利であることがわかる。
・アントラキノン-2-カルボン酸を含む実施例1、アントラキノン-2-スルホン酸ナトリウム一水和物を含む実施例2においては、添加剤を含まない比較例1からの半値幅増加(色相変化)がほとんど起こらないのに対し、SOLSPERSE12000(銅フタロシアニンスルホン酸)を含む比較例8では、大幅に半値幅が増加(色相が変化)しており、アントラキノン誘導体を着色組成物に添加することが有利であることがわかる。
 以上より、本発明の着色組成物は、特定のアントラキノン誘導体と、スレン系化合物と、グリコール系有機溶剤を用いることで、有機溶剤への高度な分散が困難であるスレン系化合物を高度に分散し、カラーフィルタ作製工程にて硬化不良や色相変化などの望ましくない影響を与えることなく使用できる着色組成物であり、これを用いることで優れたカラーフィルタを得ることができる。

Claims (5)

  1. 下記一般式(1):
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
       (1)
    (式(1)中、Aは、単結合、-CONH-R-又は-SO2NH-R-であり、
    及びRは、それぞれ独立に、単結合又は置換基を有していてもよい炭素数1~20の2価の炭化水素基であり、Bは、-SOM・nHO又は-COOM・nHOであり、Mは、1~3価のカチオンの1当量であり、nは0~5の整数である。)
    で表されるアントラキノン誘導体と、下記一般式(2):
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
       (2)

    (式(2)中、X~X12は、それぞれ独立に、水素原子又はハロゲン原子である)で表されるスレン系化合物と、下記一般式(3):
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
                   (3)
    (式(3)中、Dは置換基を有していてもよい炭素数1~20の2価の炭化水素基であり、Rは水素原子又は置換基を有していてもよい1価の炭化水素基であり、Rは置換基を有していてもよい1価の炭化水素基であり、nは1~5の整数である)
    で表されるグリコール系有機溶剤を含有することを特徴とする着色組成物。 
  2. 前記スレン系化合物がピグメントブルー60、バットブルー4、ピグメントブルー64及びバットブルー6からなる群から選択される少なくとも1種であることを特徴とする請求項1に記載の着色組成物。
  3. 前記アントラキノン誘導体が、下記一般式(1-1):
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
        (1-1)
    で表される化合物又は下記一般式(1-2):
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
       (1-2)
    で表される化合物であることを特徴とする請求項1又は2に記載の着色組成物。
  4. 前記グリコール系有機溶剤が、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートであることを特徴とする請求項1~3いずれか一項に記載の着色組成物。
  5. 請求項1~4いずれか一項に記載の着色組成物を含有するカラーフィルタ。
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