感光性組成物及びそれを用いたカラーフィルタ、液晶ディスプレイ及び有機ＥＬディスプレイ
【課題】染料を含有する感光性組成物を用いて、透過率が高く、且つ、耐光性に優れたカラーフィルタと、そのカラーフィルタを用いた液晶及び有機ＥＬディスプレイを提供することを課題とする。
【解決手段】少なくとも（Ａ）透明樹脂、（Ｂ）光重合性モノマー（Ｃ）染料、（Ｄ）光開始剤、（Ｅ）溶剤を含有する感光性組成物において、前記（Ａ）透明樹脂が、共重合成分として、ベンジルメタクリレートを３０〜８０重量％含有し、且つ（Ｃ）染料が全固形分中に３〜１０重量％であることを特徴とする感光性組成物を用いる。
【解決手段】少なくとも（Ａ）透明樹脂、（Ｂ）光重合性モノマー（Ｃ）染料、（Ｄ）光開始剤、（Ｅ）溶剤を含有する感光性組成物において、前記（Ａ）透明樹脂が、共重合成分として、ベンジルメタクリレートを３０〜８０重量％含有し、且つ（Ｃ）染料が全固形分中に３〜１０重量％であることを特徴とする感光性組成物を用いる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カラー液晶ディスプレイや有機ELディスプレイ等に用いられるカラーフィルタに使用される感光性組成物、およびこれを用いたカラーフィルタ、並びに該カラーフィルタを用いて形成された液晶ディスプレイ及び有機ＥＬディスプレイに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、情報機器の多様化等にともなって、従来から使用されているＣＲＴに比べて消費電力や空間占有面積が少ない平面表示ディスプレイのニーズが高まり、このような平面表示ディスプレイの一つとして液晶ディスプレイや有機エレクトロルミネッセンス(有機ＥＬ)素子を用いたカラーディスプレイが注目されている。
【０００３】
現在では、環境配慮としてカラーディスプレイにおいても、消費電力の低減が求められている。液晶ディスプレイの簡略的な構造を図１に示す。液晶ディスプレイは1枚の基板にカラーフィルタ（１）、対向基板にＴＦＴアレイ（３）を形成した基板の基板間に液晶（２）を封入し、２枚の基板の外側には偏光板（１１）を張り合わせたパネルとバックライト（４）からなる。液晶ディスプレイの場合、液晶に電荷を印加し、液晶の複屈折性を利用してバックライトからの光の明暗をつけることで表示が出来ている。この場合、偏光板でバックライトの光を５０％遮断し、カラーフィルタで７０％の光を遮断することになる。その為、カラーフィルタとしては、より透過率の高いカラーフィルタが求められている。
【０００４】
有機ＥＬディスプレイの簡略図を図２に示す。有機ＥＬディスプレイのトップエミッション構造においては、液晶ディスプレイと同様に、1枚の基板にカラーフィルタ（１）が形成され、対向の基板にＴＦＴ（９）及び有機ＥＬ素子（１２）が形成され、２枚の基板間に接着層が設けられている。有機ＥＬディスプレイの重要な課題としては、素子の寿命拡大と消費電力の削減が挙げられる。その為、素子としては発光効率を向上することが活発に研究されている。これまでは蛍光の発光を利用した発光素子が支流であったが、その蛍光を放つためには必要な一重項の生成確率は統計的に２５％であることが知られている。そのため、理論的には注入した電子と正孔のうちの１／４しか光として取り出すことが出来ないことになる。これに対し、励起三重項からの燐光を用いた有機ＥＬ素子が提案され（非特許文献１等参照）、近年では室温で燐光を示す材料の研究が盛んに行われている。
【０００５】
上記の通り、有機ＥＬ素子は、発光効率の向上、即ち発光効率を向上させ、素子の寿命を拡大する及び消費電力を削減することが重要な課題として取り組まれている。従って、色再現性という意味では十分な性能が得られておらず、その為にカラーフィルタが必要となり、発光素子からの色を補正する役目を担うことになる。しかし、カラーフィルタにより色再現領域が拡大できても、カラーフィルタで有機ＥＬ素子からの光を多く遮ってしまうと、有機ＥＬ素子の発光効率を向上させたことによる効果が薄くなる。その為、カラーフィルタとしては、より透過率の高いカラーフィルタが求められている。
【０００６】
従来のカラーフィルタにおいては、感光性組成物の着色剤としては、耐光性、耐熱性に優れる顔料が用いられてきた。ところが、顔料は耐光性、耐熱性に優れる反面、粒径が大きいため光散乱を起こし、透過率の点で限界があった。
【０００７】
そこで近年では、より透過率の高いカラーフィルタを得るために、染料を着色剤に用いたカラーフィルタが開発されているが、染料は透過率が高い反面、耐光性に劣るといった問題を有する。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】Ｍ．Ａ．Ｂａｌｄｏら，Ｎａｔｕｒｅ，３９５巻，１５１頁（１９９８年）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、染料を含有する感光性組成物を用いて、透過率が高く、且つ、耐光性に優れたカラーフィルタと、そのカラーフィルタを用いた液晶及び有機ＥＬディスプレイを提供することを課題とする。
【００１０】
本発明は上記の課題を解決する為のものであり、本発明の請求項１に係る発明は、（Ａ）透明樹脂、（Ｂ）光重合性モノマー（Ｃ）染料、（Ｄ）光開始剤、（Ｅ）溶剤を含有する感光性組成物において、前記（Ａ）透明樹脂が、共重合成分として、ベンジルメタクリレートを３０〜８０重量％含有し、且つ（Ｃ）染料が全固形分中に３〜１０重量％であることを特徴とする感光性組成物である。
【００１１】
また、本発明の請求項２に係る発明は、（Ｂ）光重合性モノマーが、全固形分中に２０％〜５０重量％であることを特徴とする感光性組成物である。
【００１２】
また、本発明の請求項３に係る発明は、本発明の（Ｃ）染料がトリアリールメタン染料であることを特徴とする感光性組成物である。
【００１３】
また、本発明の請求項４に係る発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の染料含有感光性組成物を用いてなることを特徴とするカラーフィルタである。
【００１４】
また、本発明の請求項５に係る発明は、請求項４記載のカラーフィルタを用いてなることを特徴とする液晶ディスプレイである。
【００１５】
また、本発明の請求項６に係る発明は、請求項４記載のカラーフィルタを用いてなることを特徴とする有機ＥＬディスプレイである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、染料を用いることで透過率が高く、且つ耐光性に優れたカラーフィルタを得ることができ、またこのようなカラーフィルタを使用することによりカラー表示時の効率を低下させず、低消費電力、長寿命で明るく鮮明なカラー画像を有するカラーディスプレイを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】液晶ディスプレイの簡略的な構造を説明するための図である。
【図２】有機ＥＬディスプレイの簡略的な構造を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、まず本発明を要約し、次いで材料面の詳細、感光性着色組成物の一般的製法、カラーフィルタ基板の製造方法、実施例の順に詳述する。
【００１９】
本発明に係る感光性組成物は、その必須成分として、（Ａ）透明樹脂、（Ｂ）光重合性モノマー（Ｃ）染料、（Ｄ）光開始剤、（Ｅ）溶剤を含有するものである。また、界面活性剤、光増感剤などの添加剤を含有するものであっても良い。
【００２０】
そして、感光性組成物において、（Ａ）透明樹脂が、共重合性分としてベンジルメタクリレートを３０〜８０重量％含有し、且つ（Ｃ）染料が全固形分中に３〜１０重量％であることを特徴とする。
【００２１】
前記感光性組成物中の、（Ａ）透明樹脂の共重合性分として含まれるベンジルメタクリレートが３０重量％未満である場合には、耐光性改善効果が十分でない。また、ベンジルメタクリレートが８０重量％を越えると、他の共重合成分の割合が低下してしまうことで、カラーフィルタ作製時のアルカリ現像性の低下によるパターンの直線性不良や、カラーフィルタ自体の耐薬品性に問題が生じる。
【００２２】
また、前記感光性組成物中の、（Ｃ）染料の全固形分中の割合が３重量％未満の場合には、カラーフィルタとしての膜厚が厚くなることから、塗布ムラや、膜厚の均一性に劣る。また、染料の割合が１０重量％を越えると、耐光性改善効果が十分に得られなくなる。
【００２３】
（透明樹脂）
本発明の感光性組成物に用いる透明樹脂は、可視光領域の４００〜７００ｎｍの全波長領域において透過率が好ましくは８０％以上、より好ましくは９５％以上の樹脂である。透明樹脂には、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂などの非感光性樹脂、および感光性樹脂が含まれる。透明樹脂には、必要に応じて、その前駆体である、放射線照射により硬化して透明樹脂を生成するモノマーもしくはオリゴマーを単独で、または２種以上混合して用いることができる。
【００２４】
前記非感光性樹脂は、エチレン性不飽和二重結合を有しない樹脂であり、熱可塑性樹脂としては、例えば、ブチラール樹脂、スチレンーマレイン酸共重合体、塩素化ポリエチレン、塩素化ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル− 酢酸ビニル共重合体、ポリ酢酸ビニル、ポリウレタン系樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル系樹脂、アルキッド樹脂、スチレン樹脂、ポリアミド樹脂、ゴム系樹脂、環化ゴム系樹脂、セルロース類、ポリブタジエン、ポリイミド樹脂等が挙げられる。また、熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、ロジン変性マレイン酸樹脂、ロジン変性フマル酸樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂等が挙げられる。但し、これらの樹脂はアルカリ可溶性を示さない。
【００２５】
現在、現像液としては、環境に対する影響の少ないアルカリ現像液が多く使用されている。このため、樹脂バインダーとしてアルカリ可溶型の樹脂を使用することが望ましい。アルカリ可溶型の非感光性透明樹脂とは、アルカリ水溶液に溶解する性質を持つ、エチレン性不飽和二重結合を有しない透明樹脂であり、例えば、カルボキシル基、スルホン基などの酸性官能基を有する重量平均分子量１０００〜５０００００、好ましくは５０００〜１００００の非感光性透明樹脂が挙げられる。酸性官能基の中では、カルボキシル基が好ましい。カラーフィルタ用着色組成物の分散安定化と現像性能向上を図るためには、非感光性透明樹脂の酸価が感光性透明樹脂の酸価より高いことが好ましく、このバランスにおいて、カラーフィルタ用着色組成物からなる透明着色塗膜のパターニング性が良好となり、安定した形状の透明着色画素が得られる。
【００２６】
このようなアルカリ可溶型の非感光性樹脂として具体的には、酸性官能基を有するアクリル樹脂、α−オレフィン−（無水）マレイン酸共重体、スチレン−（無水）マレイン酸
共重合体、スチレン−スチレンスルホン酸共重合体、エチレン−（メタ）アクリル酸共重合体、イソブチレン−（無水）マレイン酸共重合体等が挙げられる。なかでも、酸性官能基を有するアクリル樹脂、α−オレフィン−（無水）マレイン酸共重合体、スチレン／（無水）マレイン酸共重合体およびスチレン−スチレンスルホン酸共重合体から選ばれる少なくとも１種の樹脂が好適に用いられる。これらの中でも特に、酸性官能基を有するアクリル樹脂は耐熱性、透明性が高いことから、好適に用いられる。また、重量平均分子量が１０００〜５０万、好ましくは５０００〜１０万の樹脂が好ましく使用できる。
【００２７】
前記感光性樹脂としては、反応性官能基を有する線状高分子に、この反応性官能基と反応可能な置換基を有する（メタ）アクリル化合物、ケイヒ酸等を反応させて、エチレン不飽和二重結合を該線状高分子に導入した樹脂が挙げられる。また、反応性官能基を有する（メタ）アクリル化合物、ケイヒ酸等に、この反応性官能基と反応可能な置換基を有する線状高分子を反応させて、エチレン不飽和二重結合を該線状高分子に導入した樹脂が挙げられる。前記反応性官能基としては、水酸基、カルボキシル基、アミノ基等が例示でき、この反応性官能基と反応可能な置換基としては、イソシアネート基、アルデヒド基、エポキシ基等が例示できる。
【００２８】
また、スチレン−無水マレイン酸共重合物やα−オレフィン−無水マレイン酸共重合物等の酸無水物を含む線状高分子を、ヒドロキシアルキル（メタ）アクリレート等の水酸基を有する（メタ）アクリル化合物によりハーフエステル化したものも、感光性樹脂として使用できる。
【００２９】
光硬化の生じやすさを示す、感光性透明樹脂中に水酸基などを介して導入されるエチレン性不飽和二重結合の量は、得られる感光性透明樹脂の「二重結合当量」により示される。
本発明における感光性透明樹脂の二重結合当量は２００〜１２００であることが好ましく、３００〜９００であることがより好ましい。感光性透明樹脂の二重結合当量が２００未満の場合は、エチレン性不飽和二重結合を導入させる反応性の置換基を有するエチレン性不飽和単量体の比率が高くなり、諸特性を維持するのに十分な量の他のエチレン性不飽和単量体を共重合させることができない。１２００を越える場合は、エチレン性不飽和二重結合の数が少ないため十分な感度を得ることができない。また、感光性透明樹脂の重量平均分子量（Ｍｗ）は、好ましくは２０００〜２０００００、より好ましくは５０００〜５００００である。
【００３０】
本発明は、前記感光性樹脂または前記非感光性樹脂中に重合成分としてベンジルメタクリレートを３０〜８０重量％含ませ、且つ、染料を全固形分中に３〜１０重量％とすることにより耐光性に優れた特性を有するカラーフィルタを提供するものである。
【００３１】
ベンジルメタクリレートの持つベンゼン環は、π電子の効果に加え、その立体的な効果も加わり、染料などの着色材に対してより良好な吸着／配向面を形成することができるが、その割合を適正な範囲にすることで、耐光性に優れ、且つカラーフィルタパターンの直線性が良く、耐薬品性にも優れたカラーフィルタを提供することができる。
【００３２】
（光重合性モノマー）
本発明に係る前記（Ｂ）光重合性モノマーは、露光光線の照射によって重合し、感光性組成物を用いて作製した着色感光層を現像液不溶性に変化させるものである。一般には、ラジカルにより重合が誘起されるモノマーである。
【００３３】
このような光重合性モノマーとしては、水酸基を有する（メタ）アクリレートと多官能イソシアネートを反応させて得られる多官能ウレタンアクリレートを用いることができる
。
【００３４】
例えば、水酸基を有する（メタ）アクリレートとしては、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、４−ヒドロキシブチル（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパンジ（メタ）アクリレート、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、ジトリメチロールプロパントリ（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、ジペンタエリスリトールエチレンオキサイド変性ペンタ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールプロピレンオキサイド変性ペンタ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールカプロカラクトン変性ペンタ（メタ）アクリレート、グリセロールアクリレートメタクリレート、グリセロールジメタクリレート、２−ヒドロキシ−３−アクリロイルプロピルメタクリレート、エポキシ基含有化合物とカルボキシ（メタ）アクリレートの反応物、水酸基含有ポリオールポリアクリレート等が挙げられる。
【００３５】
また、多官能イソシアネートとしては、トリレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、ジフェニルメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ポリイソシアネート等が挙げられる。
【００３６】
また、本発明では、光重合性モノマーは全固形分中に２０％〜５０重量％であることが望ましい。なぜなら、２０重量％未満であると露光工程における感度が低下するため好ましくない。また、５０重量％よりも多いと、塗膜の表面付近が塗膜の深部に比べて著しく硬化するため、パターンの形状が逆テーパーとなるオーバーハングが起こりやすくなるためである。
【００３７】
（染料）
本発明に係る（Ｃ）染料としては、アゾ染料、アントラキノン染料、インジゴイド染料、フタロシアニン染料、トリアリールメタン染料、オキサジン染料、チアジン染料、メチン染料、キノリン染料、ペリノン染料などを使用することができるが、より好ましくはトリアリールメタン染料を使用する。トリアリールメタン系染料としては、従来公知のトリアリールメタン系の着色染料を広く使用できるが、具体的には、メチルバイオレット、クリスタルバイオレット、ビクトリアブルーＢ、ＯＩＬ Ｂｌｕｅ ６１３（オリエント化学工業社製）、ＶＡＬＩＦＡＳＴ Ｂｌｕｅ １６２１(オリエント化学社製)、ＳＢＮ Ｂｌｕｅ ７０１(保土ヶ谷化学社製)及びこれらの誘導体が好ましい。これらトリアリールメタン系染料は単独又は２種以上組み合わせて使用することができる。
【００３８】
（光開始剤）
本発明に係る（Ｄ）光開始剤としては、４−フェノキシジクロロアセトフェノン、４−ｔ−ブチル−ジクロロアセトフェノン、ジエトキシアセトフェノン、１−（４−イソプロピルフェニル）−２−ヒドロキシ−２−メチルプロパン−１−オン、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−モルフォリノフェニル）−ブタン−１−オン等のアセトフェノン系化合物、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンジルジメチルケタール等のベンゾイン系化合物、ベンゾフェノン、ベンゾイル安息香酸、ベンゾイル安息香酸メチル、４−フェニルベンゾフェノン、ヒドロキシベンゾフェノン、アクリル化ベンゾフェノン、４−ベンゾイル−４’−メチルジフェニルサルファイド等のベンゾフェノン系化合物、チオキサンソン、２-クロルチオキサンソン、２−メチルチオキサンソン、イソプロピルチオキサンソン、２．４−ジイソプロピルチオキサンソン等のチオキサンソン系化合物、２，４，６−トリクロロ−ｓ−トリアジン、２−フェニル−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２−（ｐ−メトキシフェニル）−４，
６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２−（ｐ−トリル）−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２−ピペニル−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２，４−ビス（トリクロロメチル）−６−スチリル−ｓ−トリアジン、２−（ナフト−１−イル）−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２−（４−メトキシ−ナフト−１−イル）−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２，４−トリクロロメチル−（ピペロニル）−６−トリアジン、２，４−トリクロロメチル（４’−メトキシスチリル）−６−トリアジン等のトリアジン系化合物、１，２-オクタンジオン、１-［４-（フェニルチオ）−２−（ｏ−ベンゾイルオキシム）］、ｏ−（アセチル）−Ｎ−（１−フェニル−２−オキソ−２−（４’−メトキシ−ナフチル）エチリデン）ヒドロキシルアミン等のオキシムエステル系化合物、ビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）フェニルホスフィンオキサイド、２，４，６−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキサイド等のホスフィン系化合物、９，１０−フェナンスレンキノン、カンファーキノン、エチルアントラキノン等のキノン系化合物ボレート系化合物、カルバソール系化合物、イミダゾール系化合
物、チタノセン系化合物等が挙げられる。これらは１種を単独であるいは２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００３９】
前記光開始剤の使用量は、感光性組成物の全固形分量（溶剤以外の成分）を基準として０．５〜５０重量％が好ましく、より好ましくは３〜３０重量％である。
【００４０】
また増感剤として、α−アシロキシエステル、アシルフォスフィンオキサイド、メチルフェニルグリオキシレート、ベンジル、９，１０−フェナンスレンキノン、カンファーキノン、エチルアンスラキノン、４，４’−ジエチルイソフタロフェノン、３，３’，４，４’−テトラ（ｔ−ブチルパーオキシカルボニル）ベンゾフェノン、４，４’−ジエチルアミノベンゾフェノン等の化合物を併用することもできる。
【００４１】
（溶剤）
本発明に係る（Ｅ）溶剤としては、例えばシクロヘキサノン、エチルセロソルブアセテート、ブチルセロソルブアセテート、１−メトキシ−２−プロピルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールジメチルエーテル、エチルベンゼン、エチレングリコールジエチルエーテル、キシレン、エチルセロソルブ、メチル−ｎ−アミルケトン、プロピレングリコールモノメチルエーテルトルエン、メチルエチルケトン、酢酸エチル、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、ブタノール、イソブチルケトン、石油系溶剤等が挙げられ、これらを単独でもしくは混合して用いる。
【００４２】
本発明の感光性組成物中に、界面活性剤などを添加しても良い。界面活性剤としては、パーフルオロアルキルリン酸エステル、パーフルオロアルキルカルボン酸塩等のフッ素界面活性剤、高級脂肪酸アルカリ塩、アルキルスルホン酸塩、アルキル硫酸塩等のアニオン系界面活性剤、高級アミンハロゲン酸塩、第四級アンモニウム塩等のカチオン系界面活性剤、ポリエチレングリコールアルキルエーテル、ポリエチレングリコール脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、脂肪酸モノグリセリド等の非イオン界面活性剤、両性界面活性剤、シリコーン系界面活性剤等の界面活性剤を用いることができ、これらは組み合わせて用いてもよい。必要に応じて、アニソール、ハイドロキノン、ピロカテコール、第三ブチルカテコール、フェノチアジン等の熱重合抑制剤や、可塑剤、接着促進剤、充填剤、消泡剤、レベリング剤等の慣用の添加物を加えることができる。
【００４３】
本発明のカラーフィルタは、印刷法またはフォトリソグラフィ法により、本発明の感光性組成物、を用いて透明基板上に各色のフィルタセグメントを形成することにより製造す
ることができる。透明基材とは、透明性があり、ある程度の剛性があればとくに限定されるものではないが、ガラスやポリエステルやポリカーボネート、ポリメタクリル酸メチル、ポリエチレンテレフタレート、アクリル樹脂などのフィルム又は薄板を用いることができる。
【００４４】
現像に際しては、アルカリ現像液として炭酸ナトリウム、水酸化ナトリウム等の水溶液が使用され、ジメチルベンジルアミン、トリエタノールアミン等の有機アルカリを用いることもできる。また、現像液には、消泡剤や界面活性剤を添加することもできる。なお、紫外線露光感度を上げるために、上記着色レジスト材を塗布乾燥後、水溶性あるいはアルカリ可溶性樹脂、例えばポリビニルアルコールや水溶性アクリル樹脂等を塗布乾燥し酸素による重合阻害を防止する膜を形成した後、紫外線露光を行うこともできる。
【実施例】
【００４５】
以下に、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、実施例および比較例中、「部」とは「重量部」を意味する。
【００４６】
＜実施例１＞
以下の方法にて透明樹脂１を調製した。
反応容器にシクロヘキサノン３７０部を入れ、容器に窒素ガスを注入しながら８０℃に加熱して、同温度でメタクリル酸２０．０部、２−ヒドロキシエチルメタクリレート１５．０部、ベンジルメタクリレート３０部、n-ブチルメタクリレート１０.０部、パラクミルフェノールエチレンオキサイド変性アクリレート（東亜合成社製「アロニックスＭ１１０」）２５．０部、２，２’−アゾビスイソブチロニトリル０．４部の混合物を２時間かけて滴下して重合反応を行った。滴下終了後、さらに８０℃で３時間反応させた後、アゾビスイソブチロニトリル０．２部をシクロヘキサノン１０部に溶解させたものを添加し、さらに８０℃で１時間反応を続けて、透明樹脂共重合体溶液を得た。室温まで冷却した後、透明樹脂溶液約２ｇをサンプリングして１８０ ℃ 、２０分加熱乾燥して不揮発分を測定し、先に合成した透明樹脂溶液に不揮発分が２０重量％になるようにシクロヘキサノンを添加して透明樹脂１を調製した。
【００４７】
次に、下記の組成の混合物を均一になるように攪拌混合した後、０．５μmのフィルタで濾過して、感光性組成物１を得た。
ＳＢＮ Ｂｌｕｅ７０１（保土ヶ谷化学社製トリアリールメタン染料） １．２０部
透明樹脂１ ４２．７３部
光開始剤(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製「Ｉｒｇ９０７」) ３．４２部
光重合性モノマー（東亞合成社製「アロニックスＭ４０２」） ６．８４部
シクロヘキサノン ４５．８２部
【００４８】
＜実施例２＞
以下の方法にて透明樹脂２を調製した。
反応容器にシクロヘキサノン３７０部を入れ、容器に窒素ガスを注入しながら８０℃に加熱して、同温度でメタクリル酸２０．０部、２−ヒドロキシエチルメタクリレート１０．０部、ベンジルメタクリレート５０．０部、n−ブチルメタクリレート５.０部、パラクミルフェノールエチレンオキサイド変性アクリレート（東亜合成社製「アロニックスＭ１１０」）１５．０部、２，２’−アゾビスイソブチロニトリル０．４部の混合物を２時間かけて滴下して重合反応を行った。滴下終了後、さらに８０℃で３時間反応させた後、アゾビスイソブチロニトリル０．２部をシクロヘキサノン１０部に溶解させたものを添加し、さらに８０℃で１時間反応を続けて、透明樹脂共重合体溶液を得た。室温まで冷却した後、透明樹脂溶液約２ｇをサンプリングして１８０℃、２０分加熱乾燥して不揮発分を測定し、先に合成した透明樹脂溶液に不揮発分が２０重量％になるようにシクロヘキサノンを添加して透明樹脂２を調製した。
【００４９】
次に、透明樹脂１を透明樹脂２に変更した以外は、実施例１と同様にして感光性組成物２を得た。
【００５０】
＜実施例３＞
以下の方法にて透明樹脂３を調製した。
反応容器にシクロヘキサノン３７０部を入れ、容器に窒素ガスを注入しながら８０℃に加熱して、同温度でメタクリル酸１５．０部、２−ヒドロキシエチルメタクリレート５．０部、ベンジルメタクリレート７０．０部、n−ブチルメタクリレート５.０部、パラクミルフェノールエチレンオキサイド変性アクリレート（東亜合成社製「アロニックスＭ１１０」）５．０部、２，２’−アゾビスイソブチロニトリル０．４部の混合物を２時間かけて滴下して重合反応を行った。滴下終了後、さらに８０℃で３時間反応させた後、アゾビスイソブチロニトリル０．２部をシクロヘキサノン１０部に溶解させたものを添加し、さらに８０℃で１時間反応を続けて、透明樹脂共重合体溶液を得た。室温まで冷却した後、透明樹脂溶液約２ｇをサンプリングして１８０℃、２０分加熱乾燥して不揮発分を測定し、先に合成した透明樹脂溶液に不揮発分が２０重量％になるようにシクロヘキサノンを添加して透明樹脂３を調製した。
【００５１】
次に、透明樹脂１を透明樹脂３に変更した以外は、実施例１と同様にして感光性組成物３を得た。
【００５２】
＜実施例４＞
以下の方法にて透明樹脂４を調製した。
反応容器にシクロヘキサノン３７０部を入れ、容器に窒素ガスを注入しながら８０℃に加熱して、同温度でメタクリル酸１０．０部、２−ヒドロキシエチルメタクリレート５．０部、ベンジルメタクリレート８０．０部、パラクミルフェノールエチレンオキサイド変性アクリレート（東亜合成社製「アロニックスＭ１１０」）５．０部、２，２’−アゾビスイソブチロニトリル０．４部の混合物を２時間かけて滴下して重合反応を行った。滴下終了後、さらに８０℃で３時間反応させた後、アゾビスイソブチロニトリル０．２部をシクロヘキサノン１０部に溶解させたものを添加し、さらに８０℃で１時間反応を続けて、透明樹脂共重合体溶液を得た。室温まで冷却した後、透明樹脂溶液約２ｇをサンプリングして１８０℃、２０分加熱乾燥して不揮発分を測定し、先に合成した透明樹脂溶液に不揮発分が２０重量％になるようにシクロヘキサノンを添加して透明樹脂４を調製した。
【００５３】
次に、透明樹脂１を透明樹脂４に変更した以外は、実施例１と同様にして感光性組成物４を得た。
【００５４】
＜比較例１＞
以下の方法にて透明樹脂５を調製した。
反応容器にシクロヘキサノン３７０部を入れ、容器に窒素ガスを注入しながら８０℃に加熱して、同温度でメタクリル酸５．０部、２−ヒドロキシエチルメタクリレート５．０部、ベンジルメタクリレート８５．０部、パラクミルフェノールエチレンオキサイド変性アクリレート（東亜合成社製「アロニックスＭ１１０」）５．０部、２，２’−アゾビスイソブチロニトリル０．４部の混合物を２時間かけて滴下して重合反応を行った。滴下終了後、さらに８０ ℃ で３時間反応させた後、アゾビスイソブチロニトリル０．２部をシクロヘキサノン１０部に溶解させたものを添加し、さらに８０℃で１時間反応を続けて、透明樹脂共重合体溶液を得た。室温まで冷却した後、透明樹脂溶液約２ｇをサンプリングして１８０℃、２０分加熱乾燥して不揮発分を測定し、先に合成した透明樹脂溶液に不揮発分が２０重量％になるようにシクロヘキサノンを添加して透明樹脂５を調製した。
【００５５】
次に、透明樹脂１を透明樹脂５に変更した以外は、実施例１と同様にして感光性組成物５を得た。
【００５６】
＜比較例２＞
以下の方法にて透明樹脂６を調製した。
反応容器にシクロヘキサノン３７０部を入れ、容器に窒素ガスを注入しながら８０℃に加熱して、同温度でメタクリル酸５．０部、２−ヒドロキシエチルメタクリレート５．０部、ベンジルメタクリレート９０．０部、２，２’−アゾビスイソブチロニトリル０．４部の混合物を２時間かけて滴下して重合反応を行った。滴下終了後、さらに８０℃で３時間反応させた後、アゾビスイソブチロニトリル０．２部をシクロヘキサノン１０部に溶解させたものを添加し、さらに８０℃で１時間反応を続けて、透明樹脂共重合体溶液を得た。室温まで冷却した後、透明樹脂溶液約２ｇをサンプリングして１８０℃、２０分加熱乾燥して不揮発分を測定し、先に合成した透明樹脂溶液に不揮発分が２０重量％になるようにシクロヘキサノンを添加して透明樹脂６を調製した。
【００５７】
次に、透明樹脂１を透明樹脂６に変更した以外は、実施例１同様にして感光性組成物６を得た。
【００５８】
＜比較例３＞
以下の方法にて透明樹脂７を調製した。
反応容器にシクロヘキサノン３７０部を入れ、容器に窒素ガスを注入しながら８０℃に加熱して、同温度でメタクリル酸２０．０部、２−ヒドロキシエチルメタクリレート１５．０部、ベンジルメタクリレート２５．０部、n−ブチルメタクリレート１０.０部、パラクミルフェノールエチレンオキサイド変性アクリレート（東亜合成社製「アロニックスＭ１１０」）３０．０部、２，２’−アゾビスイソブチロニトリル０．４部の混合物を２時間かけて滴下して重合反応を行った。滴下終了後、さらに８０℃で３時間反応させた後、アゾビスイソブチロニトリル０．２部をシクロヘキサノン１０部に溶解させたものを添加し、さらに８０℃で１時間反応を続けて、透明樹脂共重合体溶液を得た。室温まで冷却した後、透明樹脂溶液約２ｇをサンプリングして１８０℃、２０分加熱乾燥して不揮発分を測定し、先に合成した透明樹脂溶液に不揮発分が２０重量％になるようにシクロヘキサノンを添加して透明樹脂７を調製した。
【００５９】
次に、透明樹脂１を透明樹脂７に変更した以外は、実施例１と同様にして感光性組成物７を得た。
【００６０】
＜比較例４＞
透明樹脂２を用い、下記の組成の混合物を均一になるように攪拌混合した後、０．５μmのフィルタで濾過して、感光性組成物８を得た。
ＳＢＮ Ｂｌｕｅ７０１（保土ヶ谷化学社製トリアリールメタン染料） １．２０部
透明樹脂２ ６８．３６部
光開始剤(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製「Ｉｒｇ９０７」) １．７１部
光重合性モノマー（東亞合成社製「アロニックスＭ４０２」） ３．４２部
シクロヘキサノン ２５．３１部
【００６１】
＜比較例５＞
透明樹脂２を用い、下記の組成の混合物を均一になるように攪拌混合した後、０．５μmのフィルタで濾過して、感光性組成物９を得た。
ＳＢＮ Ｂｌｕｅ７０１（保土ヶ谷化学社製トリアリールメタン染料） １．２０部
透明樹脂２ １７．５７部
光開始剤(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製「Ｉｒｇ９０７」) ５．１０部
光重合性モノマー（東亞合成社製「アロニックスＭ４０２」） １０．１９部
シクロヘキサノン ６５．９４部
【００６２】
＜比較例６＞
透明樹脂２を用い、下記の組成の混合物を均一になるように攪拌混合した後、０．５μmのフィルタで濾過して、感光性組成物１０を得た。
ＳＢＮ Ｂｌｕｅ７０１（保土ヶ谷化学社製トリアリールメタン染料） ２．２０部
透明樹脂２ ４０．４５部
光開始剤(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製「Ｉｒｇ９０７」) ３．２４部
光重合性モノマー（東亞合成社製「アロニックスＭ４０２」） ６．４７部
シクロヘキサノン ４７．６４部
【００６３】
＜比較例７＞
透明樹脂２を用い、下記の組成の混合物を均一になるように攪拌混合した後、０．５μmのフィルタで濾過して、感光性組成物１１を得た。
ＳＢＮ Ｂｌｕｅ７０１（保土ヶ谷化学社製トリアリールメタン染料） ０．４０部
透明樹脂２ ４４．５５部
光開始剤(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製「Ｉｒｇ９０７」) ３．５６部
光重合性モノマー（東亞合成社製「アロニックスＭ４０２」） ７．１３部
シクロヘキサノン ４４．３６部
【００６４】
[評価項目と評価方法]
実施例１〜４及び比較例１〜７で得られた感光性組成物の、（感度）、（パターン形状、直線性）、（塗布ムラ）、（耐薬品性）、（耐光性）を以下の方法で評価した。
【００６５】
（感度）
ガラス基板上に、上記実施例及び比較例で得られた感光性組成物１〜１１を膜厚２μｍになるようにスピンコート法により塗布した後乾燥させ、次に、７０℃で２０分間のプリベークを行なった後、プロキシミティーアライナーによる近接露光方式で、５０μｍの細線パターンを備えたフォトマスクを介して紫外線露光を行なった。露光量は１０、２０、３０、５０、８０、１００、１５０、２００、３００、４００、５００ｍＪ／ｃｍ2の１１水準とした。
【００６６】
次に、１．２５ 質量％ の炭酸ナトリウム溶液を用いてシャワー現像した後、水洗して、パターニングを完了した。得られたフィルタセグメントの膜厚を未露光・未現像部分の膜厚で割ってその残膜率を算出した。そして、横軸を露光量の常用対数、縦軸を現像後残膜率として露光感度曲線をプロットした。得られた露光感度曲線から、現像後残膜率が８５％以上に達する最小露光量を飽和露光量、すなわち感光性組成物の感度とし、３００ｍJ／ｃｍ2未満のものを〇とし、３００ｍJ／ｃｍ2以上のものを×判定とした。
【００６７】
（パターン形状、直線性）
ガラス基板上に、上記実施例及び比較例で得られた感光性組成物１〜１１を膜厚２μｍになるようになるようにスピンコート法により塗布した後乾燥させ、その後、７０℃で２０分間のプリベークを行なった後、プロキシミティーアライナーによる近接露光方式により、各感光性組成物の飽和露光量で露光した。次に、１．２５質量％ の炭酸ナトリウム溶液を用いてシャワー現像した後、水洗して、パターニングを完了した後。クリーンオーブン中で１８０℃２０分間焼成を行ない評価用基板とした。得られたパターンの形状をＳＥＭ観察し、剥がれが無く、形状が順テーパー形状のものを○、パターンが剥がれたり、オーバーハング形状となったものを×とした。また、直線性の評価として、パターンエッジ部の直線性が良好なものを○、現像性不良によりパターンにガタツキが見られるものを×とした。
【００６８】
（塗布ムラ）
スピンコータによって塗布した基板を目視で観察し、均一に塗布できているものを〇、面内で膜厚に差ができ、ムラ状になっているものを×とした。
【００６９】
（耐薬品性）
感光性組成物をパターニングした試料基板を規定時間Ｎ−メチル−２−ピロリジノン（以下、ＮＭＰと記載）に浸漬し、その前後での色差ΔＥａｂを測定した。
ΔＥａｂが５以下の場合を〇、５を越えるものを×判定とした。
【００７０】
（耐光性）
感光性組成物をパターニングした試料基板を耐光性評価装置（アトラス社製「ウェザーメータ Ｃｉ３５Ａ」）にて１００時間、光暴露し、耐光性評価前後の色差ΔＥａｂを測定した。
ΔＥａｂが５以下の場合を〇、５を越えるものを×判定とした。
【００７１】
[評価結果]
実施例１〜４及び比較例１〜７の感光性組成物より得られた評価結果を表1に示す。
【００７２】
【表１】
【００７３】
表１の結果から、以下のことが明らかである。即ち、少なくとも（Ａ）透明樹脂、（Ｂ）光重合性モノマー（Ｃ）染料、（Ｄ）光開始剤、（Ｅ）溶剤を含有する感光性組成物において、前記（Ａ）透明樹脂が、共重合成分として、ベンジルメタクリレートを３０〜８０重量％含有し、且つ（Ｃ）染料が全固形分中に３〜１０％の範囲のもので耐光性試験での色差が小さく、さらに塗布ムラのないカラーフィルタが得られることが分かった。一方、ベンジルメタクリレートの含有量が３０重量％より低くなると耐光性改善効果が十分でなく、また８０重量％を越えるとパターン直線性の不良や耐薬品性の不良が生じる結果となった。また、光重合性モノマーの固形分中の割合が２０％より小さいと露光感度が低下してしまい、５０％を越えるとパターン形状がオーバーハングとなり、カラーフィルタ基板の作製が困難となった。以上のことから、実施例１〜４の本発明品は比較例１〜７の比較例品に比べて、いずれも良好な結果が得られた。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
染料を用いることで透過率が高く、即ちカラー表示時の効率が高く、且つ耐光性に優れることから、低消費電力、長寿命で明るく鮮明なカラー画像を有するカラーディスプレイ装置を得ることができる。
【符号の説明】
【００７５】
１……カラーフィルタ
２……液晶
３……ＴＦＴアレイ
４……バックライト
５……透明基板
６ａ……赤色着色層
６ｂ……緑色着色層
６ｃ……青色着色層
７…ブラックマトリクス
８……オーバーコート層
９……ＴＦＴ
１０……透明電極
１１……偏向板
１２……有機ＥＬ素子
１３……バリア層
１４ａ……赤色発光層
１４ｂ……緑色発光層
１４ｃ……青色発光層
１５……反射陰極
１６…封止時剤
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カラー液晶ディスプレイや有機ELディスプレイ等に用いられるカラーフィルタに使用される感光性組成物、およびこれを用いたカラーフィルタ、並びに該カラーフィルタを用いて形成された液晶ディスプレイ及び有機ＥＬディスプレイに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、情報機器の多様化等にともなって、従来から使用されているＣＲＴに比べて消費電力や空間占有面積が少ない平面表示ディスプレイのニーズが高まり、このような平面表示ディスプレイの一つとして液晶ディスプレイや有機エレクトロルミネッセンス(有機ＥＬ)素子を用いたカラーディスプレイが注目されている。
【０００３】
現在では、環境配慮としてカラーディスプレイにおいても、消費電力の低減が求められている。液晶ディスプレイの簡略的な構造を図１に示す。液晶ディスプレイは1枚の基板にカラーフィルタ（１）、対向基板にＴＦＴアレイ（３）を形成した基板の基板間に液晶（２）を封入し、２枚の基板の外側には偏光板（１１）を張り合わせたパネルとバックライト（４）からなる。液晶ディスプレイの場合、液晶に電荷を印加し、液晶の複屈折性を利用してバックライトからの光の明暗をつけることで表示が出来ている。この場合、偏光板でバックライトの光を５０％遮断し、カラーフィルタで７０％の光を遮断することになる。その為、カラーフィルタとしては、より透過率の高いカラーフィルタが求められている。
【０００４】
有機ＥＬディスプレイの簡略図を図２に示す。有機ＥＬディスプレイのトップエミッション構造においては、液晶ディスプレイと同様に、1枚の基板にカラーフィルタ（１）が形成され、対向の基板にＴＦＴ（９）及び有機ＥＬ素子（１２）が形成され、２枚の基板間に接着層が設けられている。有機ＥＬディスプレイの重要な課題としては、素子の寿命拡大と消費電力の削減が挙げられる。その為、素子としては発光効率を向上することが活発に研究されている。これまでは蛍光の発光を利用した発光素子が支流であったが、その蛍光を放つためには必要な一重項の生成確率は統計的に２５％であることが知られている。そのため、理論的には注入した電子と正孔のうちの１／４しか光として取り出すことが出来ないことになる。これに対し、励起三重項からの燐光を用いた有機ＥＬ素子が提案され（非特許文献１等参照）、近年では室温で燐光を示す材料の研究が盛んに行われている。
【０００５】
上記の通り、有機ＥＬ素子は、発光効率の向上、即ち発光効率を向上させ、素子の寿命を拡大する及び消費電力を削減することが重要な課題として取り組まれている。従って、色再現性という意味では十分な性能が得られておらず、その為にカラーフィルタが必要となり、発光素子からの色を補正する役目を担うことになる。しかし、カラーフィルタにより色再現領域が拡大できても、カラーフィルタで有機ＥＬ素子からの光を多く遮ってしまうと、有機ＥＬ素子の発光効率を向上させたことによる効果が薄くなる。その為、カラーフィルタとしては、より透過率の高いカラーフィルタが求められている。
【０００６】
従来のカラーフィルタにおいては、感光性組成物の着色剤としては、耐光性、耐熱性に優れる顔料が用いられてきた。ところが、顔料は耐光性、耐熱性に優れる反面、粒径が大きいため光散乱を起こし、透過率の点で限界があった。
【０００７】
そこで近年では、より透過率の高いカラーフィルタを得るために、染料を着色剤に用いたカラーフィルタが開発されているが、染料は透過率が高い反面、耐光性に劣るといった問題を有する。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】Ｍ．Ａ．Ｂａｌｄｏら，Ｎａｔｕｒｅ，３９５巻，１５１頁（１９９８年）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、染料を含有する感光性組成物を用いて、透過率が高く、且つ、耐光性に優れたカラーフィルタと、そのカラーフィルタを用いた液晶及び有機ＥＬディスプレイを提供することを課題とする。
【００１０】
本発明は上記の課題を解決する為のものであり、本発明の請求項１に係る発明は、（Ａ）透明樹脂、（Ｂ）光重合性モノマー（Ｃ）染料、（Ｄ）光開始剤、（Ｅ）溶剤を含有する感光性組成物において、前記（Ａ）透明樹脂が、共重合成分として、ベンジルメタクリレートを３０〜８０重量％含有し、且つ（Ｃ）染料が全固形分中に３〜１０重量％であることを特徴とする感光性組成物である。
【００１１】
また、本発明の請求項２に係る発明は、（Ｂ）光重合性モノマーが、全固形分中に２０％〜５０重量％であることを特徴とする感光性組成物である。
【００１２】
また、本発明の請求項３に係る発明は、本発明の（Ｃ）染料がトリアリールメタン染料であることを特徴とする感光性組成物である。
【００１３】
また、本発明の請求項４に係る発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の染料含有感光性組成物を用いてなることを特徴とするカラーフィルタである。
【００１４】
また、本発明の請求項５に係る発明は、請求項４記載のカラーフィルタを用いてなることを特徴とする液晶ディスプレイである。
【００１５】
また、本発明の請求項６に係る発明は、請求項４記載のカラーフィルタを用いてなることを特徴とする有機ＥＬディスプレイである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、染料を用いることで透過率が高く、且つ耐光性に優れたカラーフィルタを得ることができ、またこのようなカラーフィルタを使用することによりカラー表示時の効率を低下させず、低消費電力、長寿命で明るく鮮明なカラー画像を有するカラーディスプレイを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】液晶ディスプレイの簡略的な構造を説明するための図である。
【図２】有機ＥＬディスプレイの簡略的な構造を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、まず本発明を要約し、次いで材料面の詳細、感光性着色組成物の一般的製法、カラーフィルタ基板の製造方法、実施例の順に詳述する。
【００１９】
本発明に係る感光性組成物は、その必須成分として、（Ａ）透明樹脂、（Ｂ）光重合性モノマー（Ｃ）染料、（Ｄ）光開始剤、（Ｅ）溶剤を含有するものである。また、界面活性剤、光増感剤などの添加剤を含有するものであっても良い。
【００２０】
そして、感光性組成物において、（Ａ）透明樹脂が、共重合性分としてベンジルメタクリレートを３０〜８０重量％含有し、且つ（Ｃ）染料が全固形分中に３〜１０重量％であることを特徴とする。
【００２１】
前記感光性組成物中の、（Ａ）透明樹脂の共重合性分として含まれるベンジルメタクリレートが３０重量％未満である場合には、耐光性改善効果が十分でない。また、ベンジルメタクリレートが８０重量％を越えると、他の共重合成分の割合が低下してしまうことで、カラーフィルタ作製時のアルカリ現像性の低下によるパターンの直線性不良や、カラーフィルタ自体の耐薬品性に問題が生じる。
【００２２】
また、前記感光性組成物中の、（Ｃ）染料の全固形分中の割合が３重量％未満の場合には、カラーフィルタとしての膜厚が厚くなることから、塗布ムラや、膜厚の均一性に劣る。また、染料の割合が１０重量％を越えると、耐光性改善効果が十分に得られなくなる。
【００２３】
（透明樹脂）
本発明の感光性組成物に用いる透明樹脂は、可視光領域の４００〜７００ｎｍの全波長領域において透過率が好ましくは８０％以上、より好ましくは９５％以上の樹脂である。透明樹脂には、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂などの非感光性樹脂、および感光性樹脂が含まれる。透明樹脂には、必要に応じて、その前駆体である、放射線照射により硬化して透明樹脂を生成するモノマーもしくはオリゴマーを単独で、または２種以上混合して用いることができる。
【００２４】
前記非感光性樹脂は、エチレン性不飽和二重結合を有しない樹脂であり、熱可塑性樹脂としては、例えば、ブチラール樹脂、スチレンーマレイン酸共重合体、塩素化ポリエチレン、塩素化ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル− 酢酸ビニル共重合体、ポリ酢酸ビニル、ポリウレタン系樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル系樹脂、アルキッド樹脂、スチレン樹脂、ポリアミド樹脂、ゴム系樹脂、環化ゴム系樹脂、セルロース類、ポリブタジエン、ポリイミド樹脂等が挙げられる。また、熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、ロジン変性マレイン酸樹脂、ロジン変性フマル酸樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂等が挙げられる。但し、これらの樹脂はアルカリ可溶性を示さない。
【００２５】
現在、現像液としては、環境に対する影響の少ないアルカリ現像液が多く使用されている。このため、樹脂バインダーとしてアルカリ可溶型の樹脂を使用することが望ましい。アルカリ可溶型の非感光性透明樹脂とは、アルカリ水溶液に溶解する性質を持つ、エチレン性不飽和二重結合を有しない透明樹脂であり、例えば、カルボキシル基、スルホン基などの酸性官能基を有する重量平均分子量１０００〜５０００００、好ましくは５０００〜１００００の非感光性透明樹脂が挙げられる。酸性官能基の中では、カルボキシル基が好ましい。カラーフィルタ用着色組成物の分散安定化と現像性能向上を図るためには、非感光性透明樹脂の酸価が感光性透明樹脂の酸価より高いことが好ましく、このバランスにおいて、カラーフィルタ用着色組成物からなる透明着色塗膜のパターニング性が良好となり、安定した形状の透明着色画素が得られる。
【００２６】
このようなアルカリ可溶型の非感光性樹脂として具体的には、酸性官能基を有するアクリル樹脂、α−オレフィン−（無水）マレイン酸共重体、スチレン−（無水）マレイン酸
共重合体、スチレン−スチレンスルホン酸共重合体、エチレン−（メタ）アクリル酸共重合体、イソブチレン−（無水）マレイン酸共重合体等が挙げられる。なかでも、酸性官能基を有するアクリル樹脂、α−オレフィン−（無水）マレイン酸共重合体、スチレン／（無水）マレイン酸共重合体およびスチレン−スチレンスルホン酸共重合体から選ばれる少なくとも１種の樹脂が好適に用いられる。これらの中でも特に、酸性官能基を有するアクリル樹脂は耐熱性、透明性が高いことから、好適に用いられる。また、重量平均分子量が１０００〜５０万、好ましくは５０００〜１０万の樹脂が好ましく使用できる。
【００２７】
前記感光性樹脂としては、反応性官能基を有する線状高分子に、この反応性官能基と反応可能な置換基を有する（メタ）アクリル化合物、ケイヒ酸等を反応させて、エチレン不飽和二重結合を該線状高分子に導入した樹脂が挙げられる。また、反応性官能基を有する（メタ）アクリル化合物、ケイヒ酸等に、この反応性官能基と反応可能な置換基を有する線状高分子を反応させて、エチレン不飽和二重結合を該線状高分子に導入した樹脂が挙げられる。前記反応性官能基としては、水酸基、カルボキシル基、アミノ基等が例示でき、この反応性官能基と反応可能な置換基としては、イソシアネート基、アルデヒド基、エポキシ基等が例示できる。
【００２８】
また、スチレン−無水マレイン酸共重合物やα−オレフィン−無水マレイン酸共重合物等の酸無水物を含む線状高分子を、ヒドロキシアルキル（メタ）アクリレート等の水酸基を有する（メタ）アクリル化合物によりハーフエステル化したものも、感光性樹脂として使用できる。
【００２９】
光硬化の生じやすさを示す、感光性透明樹脂中に水酸基などを介して導入されるエチレン性不飽和二重結合の量は、得られる感光性透明樹脂の「二重結合当量」により示される。
本発明における感光性透明樹脂の二重結合当量は２００〜１２００であることが好ましく、３００〜９００であることがより好ましい。感光性透明樹脂の二重結合当量が２００未満の場合は、エチレン性不飽和二重結合を導入させる反応性の置換基を有するエチレン性不飽和単量体の比率が高くなり、諸特性を維持するのに十分な量の他のエチレン性不飽和単量体を共重合させることができない。１２００を越える場合は、エチレン性不飽和二重結合の数が少ないため十分な感度を得ることができない。また、感光性透明樹脂の重量平均分子量（Ｍｗ）は、好ましくは２０００〜２０００００、より好ましくは５０００〜５００００である。
【００３０】
本発明は、前記感光性樹脂または前記非感光性樹脂中に重合成分としてベンジルメタクリレートを３０〜８０重量％含ませ、且つ、染料を全固形分中に３〜１０重量％とすることにより耐光性に優れた特性を有するカラーフィルタを提供するものである。
【００３１】
ベンジルメタクリレートの持つベンゼン環は、π電子の効果に加え、その立体的な効果も加わり、染料などの着色材に対してより良好な吸着／配向面を形成することができるが、その割合を適正な範囲にすることで、耐光性に優れ、且つカラーフィルタパターンの直線性が良く、耐薬品性にも優れたカラーフィルタを提供することができる。
【００３２】
（光重合性モノマー）
本発明に係る前記（Ｂ）光重合性モノマーは、露光光線の照射によって重合し、感光性組成物を用いて作製した着色感光層を現像液不溶性に変化させるものである。一般には、ラジカルにより重合が誘起されるモノマーである。
【００３３】
このような光重合性モノマーとしては、水酸基を有する（メタ）アクリレートと多官能イソシアネートを反応させて得られる多官能ウレタンアクリレートを用いることができる
。
【００３４】
例えば、水酸基を有する（メタ）アクリレートとしては、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、４−ヒドロキシブチル（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパンジ（メタ）アクリレート、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、ジトリメチロールプロパントリ（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、ジペンタエリスリトールエチレンオキサイド変性ペンタ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールプロピレンオキサイド変性ペンタ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールカプロカラクトン変性ペンタ（メタ）アクリレート、グリセロールアクリレートメタクリレート、グリセロールジメタクリレート、２−ヒドロキシ−３−アクリロイルプロピルメタクリレート、エポキシ基含有化合物とカルボキシ（メタ）アクリレートの反応物、水酸基含有ポリオールポリアクリレート等が挙げられる。
【００３５】
また、多官能イソシアネートとしては、トリレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、ジフェニルメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ポリイソシアネート等が挙げられる。
【００３６】
また、本発明では、光重合性モノマーは全固形分中に２０％〜５０重量％であることが望ましい。なぜなら、２０重量％未満であると露光工程における感度が低下するため好ましくない。また、５０重量％よりも多いと、塗膜の表面付近が塗膜の深部に比べて著しく硬化するため、パターンの形状が逆テーパーとなるオーバーハングが起こりやすくなるためである。
【００３７】
（染料）
本発明に係る（Ｃ）染料としては、アゾ染料、アントラキノン染料、インジゴイド染料、フタロシアニン染料、トリアリールメタン染料、オキサジン染料、チアジン染料、メチン染料、キノリン染料、ペリノン染料などを使用することができるが、より好ましくはトリアリールメタン染料を使用する。トリアリールメタン系染料としては、従来公知のトリアリールメタン系の着色染料を広く使用できるが、具体的には、メチルバイオレット、クリスタルバイオレット、ビクトリアブルーＢ、ＯＩＬ Ｂｌｕｅ ６１３（オリエント化学工業社製）、ＶＡＬＩＦＡＳＴ Ｂｌｕｅ １６２１(オリエント化学社製)、ＳＢＮ Ｂｌｕｅ ７０１(保土ヶ谷化学社製)及びこれらの誘導体が好ましい。これらトリアリールメタン系染料は単独又は２種以上組み合わせて使用することができる。
【００３８】
（光開始剤）
本発明に係る（Ｄ）光開始剤としては、４−フェノキシジクロロアセトフェノン、４−ｔ−ブチル−ジクロロアセトフェノン、ジエトキシアセトフェノン、１−（４−イソプロピルフェニル）−２−ヒドロキシ−２−メチルプロパン−１−オン、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−モルフォリノフェニル）−ブタン−１−オン等のアセトフェノン系化合物、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンジルジメチルケタール等のベンゾイン系化合物、ベンゾフェノン、ベンゾイル安息香酸、ベンゾイル安息香酸メチル、４−フェニルベンゾフェノン、ヒドロキシベンゾフェノン、アクリル化ベンゾフェノン、４−ベンゾイル−４’−メチルジフェニルサルファイド等のベンゾフェノン系化合物、チオキサンソン、２-クロルチオキサンソン、２−メチルチオキサンソン、イソプロピルチオキサンソン、２．４−ジイソプロピルチオキサンソン等のチオキサンソン系化合物、２，４，６−トリクロロ−ｓ−トリアジン、２−フェニル−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２−（ｐ−メトキシフェニル）−４，
６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２−（ｐ−トリル）−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２−ピペニル−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２，４−ビス（トリクロロメチル）−６−スチリル−ｓ−トリアジン、２−（ナフト−１−イル）−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２−（４−メトキシ−ナフト−１−イル）−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２，４−トリクロロメチル−（ピペロニル）−６−トリアジン、２，４−トリクロロメチル（４’−メトキシスチリル）−６−トリアジン等のトリアジン系化合物、１，２-オクタンジオン、１-［４-（フェニルチオ）−２−（ｏ−ベンゾイルオキシム）］、ｏ−（アセチル）−Ｎ−（１−フェニル−２−オキソ−２−（４’−メトキシ−ナフチル）エチリデン）ヒドロキシルアミン等のオキシムエステル系化合物、ビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）フェニルホスフィンオキサイド、２，４，６−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキサイド等のホスフィン系化合物、９，１０−フェナンスレンキノン、カンファーキノン、エチルアントラキノン等のキノン系化合物ボレート系化合物、カルバソール系化合物、イミダゾール系化合
物、チタノセン系化合物等が挙げられる。これらは１種を単独であるいは２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００３９】
前記光開始剤の使用量は、感光性組成物の全固形分量（溶剤以外の成分）を基準として０．５〜５０重量％が好ましく、より好ましくは３〜３０重量％である。
【００４０】
また増感剤として、α−アシロキシエステル、アシルフォスフィンオキサイド、メチルフェニルグリオキシレート、ベンジル、９，１０−フェナンスレンキノン、カンファーキノン、エチルアンスラキノン、４，４’−ジエチルイソフタロフェノン、３，３’，４，４’−テトラ（ｔ−ブチルパーオキシカルボニル）ベンゾフェノン、４，４’−ジエチルアミノベンゾフェノン等の化合物を併用することもできる。
【００４１】
（溶剤）
本発明に係る（Ｅ）溶剤としては、例えばシクロヘキサノン、エチルセロソルブアセテート、ブチルセロソルブアセテート、１−メトキシ−２−プロピルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールジメチルエーテル、エチルベンゼン、エチレングリコールジエチルエーテル、キシレン、エチルセロソルブ、メチル−ｎ−アミルケトン、プロピレングリコールモノメチルエーテルトルエン、メチルエチルケトン、酢酸エチル、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、ブタノール、イソブチルケトン、石油系溶剤等が挙げられ、これらを単独でもしくは混合して用いる。
【００４２】
本発明の感光性組成物中に、界面活性剤などを添加しても良い。界面活性剤としては、パーフルオロアルキルリン酸エステル、パーフルオロアルキルカルボン酸塩等のフッ素界面活性剤、高級脂肪酸アルカリ塩、アルキルスルホン酸塩、アルキル硫酸塩等のアニオン系界面活性剤、高級アミンハロゲン酸塩、第四級アンモニウム塩等のカチオン系界面活性剤、ポリエチレングリコールアルキルエーテル、ポリエチレングリコール脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、脂肪酸モノグリセリド等の非イオン界面活性剤、両性界面活性剤、シリコーン系界面活性剤等の界面活性剤を用いることができ、これらは組み合わせて用いてもよい。必要に応じて、アニソール、ハイドロキノン、ピロカテコール、第三ブチルカテコール、フェノチアジン等の熱重合抑制剤や、可塑剤、接着促進剤、充填剤、消泡剤、レベリング剤等の慣用の添加物を加えることができる。
【００４３】
本発明のカラーフィルタは、印刷法またはフォトリソグラフィ法により、本発明の感光性組成物、を用いて透明基板上に各色のフィルタセグメントを形成することにより製造す
ることができる。透明基材とは、透明性があり、ある程度の剛性があればとくに限定されるものではないが、ガラスやポリエステルやポリカーボネート、ポリメタクリル酸メチル、ポリエチレンテレフタレート、アクリル樹脂などのフィルム又は薄板を用いることができる。
【００４４】
現像に際しては、アルカリ現像液として炭酸ナトリウム、水酸化ナトリウム等の水溶液が使用され、ジメチルベンジルアミン、トリエタノールアミン等の有機アルカリを用いることもできる。また、現像液には、消泡剤や界面活性剤を添加することもできる。なお、紫外線露光感度を上げるために、上記着色レジスト材を塗布乾燥後、水溶性あるいはアルカリ可溶性樹脂、例えばポリビニルアルコールや水溶性アクリル樹脂等を塗布乾燥し酸素による重合阻害を防止する膜を形成した後、紫外線露光を行うこともできる。
【実施例】
【００４５】
以下に、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、実施例および比較例中、「部」とは「重量部」を意味する。
【００４６】
＜実施例１＞
以下の方法にて透明樹脂１を調製した。
反応容器にシクロヘキサノン３７０部を入れ、容器に窒素ガスを注入しながら８０℃に加熱して、同温度でメタクリル酸２０．０部、２−ヒドロキシエチルメタクリレート１５．０部、ベンジルメタクリレート３０部、n-ブチルメタクリレート１０.０部、パラクミルフェノールエチレンオキサイド変性アクリレート（東亜合成社製「アロニックスＭ１１０」）２５．０部、２，２’−アゾビスイソブチロニトリル０．４部の混合物を２時間かけて滴下して重合反応を行った。滴下終了後、さらに８０℃で３時間反応させた後、アゾビスイソブチロニトリル０．２部をシクロヘキサノン１０部に溶解させたものを添加し、さらに８０℃で１時間反応を続けて、透明樹脂共重合体溶液を得た。室温まで冷却した後、透明樹脂溶液約２ｇをサンプリングして１８０ ℃ 、２０分加熱乾燥して不揮発分を測定し、先に合成した透明樹脂溶液に不揮発分が２０重量％になるようにシクロヘキサノンを添加して透明樹脂１を調製した。
【００４７】
次に、下記の組成の混合物を均一になるように攪拌混合した後、０．５μmのフィルタで濾過して、感光性組成物１を得た。
ＳＢＮ Ｂｌｕｅ７０１（保土ヶ谷化学社製トリアリールメタン染料） １．２０部
透明樹脂１ ４２．７３部
光開始剤(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製「Ｉｒｇ９０７」) ３．４２部
光重合性モノマー（東亞合成社製「アロニックスＭ４０２」） ６．８４部
シクロヘキサノン ４５．８２部
【００４８】
＜実施例２＞
以下の方法にて透明樹脂２を調製した。
反応容器にシクロヘキサノン３７０部を入れ、容器に窒素ガスを注入しながら８０℃に加熱して、同温度でメタクリル酸２０．０部、２−ヒドロキシエチルメタクリレート１０．０部、ベンジルメタクリレート５０．０部、n−ブチルメタクリレート５.０部、パラクミルフェノールエチレンオキサイド変性アクリレート（東亜合成社製「アロニックスＭ１１０」）１５．０部、２，２’−アゾビスイソブチロニトリル０．４部の混合物を２時間かけて滴下して重合反応を行った。滴下終了後、さらに８０℃で３時間反応させた後、アゾビスイソブチロニトリル０．２部をシクロヘキサノン１０部に溶解させたものを添加し、さらに８０℃で１時間反応を続けて、透明樹脂共重合体溶液を得た。室温まで冷却した後、透明樹脂溶液約２ｇをサンプリングして１８０℃、２０分加熱乾燥して不揮発分を測定し、先に合成した透明樹脂溶液に不揮発分が２０重量％になるようにシクロヘキサノンを添加して透明樹脂２を調製した。
【００４９】
次に、透明樹脂１を透明樹脂２に変更した以外は、実施例１と同様にして感光性組成物２を得た。
【００５０】
＜実施例３＞
以下の方法にて透明樹脂３を調製した。
反応容器にシクロヘキサノン３７０部を入れ、容器に窒素ガスを注入しながら８０℃に加熱して、同温度でメタクリル酸１５．０部、２−ヒドロキシエチルメタクリレート５．０部、ベンジルメタクリレート７０．０部、n−ブチルメタクリレート５.０部、パラクミルフェノールエチレンオキサイド変性アクリレート（東亜合成社製「アロニックスＭ１１０」）５．０部、２，２’−アゾビスイソブチロニトリル０．４部の混合物を２時間かけて滴下して重合反応を行った。滴下終了後、さらに８０℃で３時間反応させた後、アゾビスイソブチロニトリル０．２部をシクロヘキサノン１０部に溶解させたものを添加し、さらに８０℃で１時間反応を続けて、透明樹脂共重合体溶液を得た。室温まで冷却した後、透明樹脂溶液約２ｇをサンプリングして１８０℃、２０分加熱乾燥して不揮発分を測定し、先に合成した透明樹脂溶液に不揮発分が２０重量％になるようにシクロヘキサノンを添加して透明樹脂３を調製した。
【００５１】
次に、透明樹脂１を透明樹脂３に変更した以外は、実施例１と同様にして感光性組成物３を得た。
【００５２】
＜実施例４＞
以下の方法にて透明樹脂４を調製した。
反応容器にシクロヘキサノン３７０部を入れ、容器に窒素ガスを注入しながら８０℃に加熱して、同温度でメタクリル酸１０．０部、２−ヒドロキシエチルメタクリレート５．０部、ベンジルメタクリレート８０．０部、パラクミルフェノールエチレンオキサイド変性アクリレート（東亜合成社製「アロニックスＭ１１０」）５．０部、２，２’−アゾビスイソブチロニトリル０．４部の混合物を２時間かけて滴下して重合反応を行った。滴下終了後、さらに８０℃で３時間反応させた後、アゾビスイソブチロニトリル０．２部をシクロヘキサノン１０部に溶解させたものを添加し、さらに８０℃で１時間反応を続けて、透明樹脂共重合体溶液を得た。室温まで冷却した後、透明樹脂溶液約２ｇをサンプリングして１８０℃、２０分加熱乾燥して不揮発分を測定し、先に合成した透明樹脂溶液に不揮発分が２０重量％になるようにシクロヘキサノンを添加して透明樹脂４を調製した。
【００５３】
次に、透明樹脂１を透明樹脂４に変更した以外は、実施例１と同様にして感光性組成物４を得た。
【００５４】
＜比較例１＞
以下の方法にて透明樹脂５を調製した。
反応容器にシクロヘキサノン３７０部を入れ、容器に窒素ガスを注入しながら８０℃に加熱して、同温度でメタクリル酸５．０部、２−ヒドロキシエチルメタクリレート５．０部、ベンジルメタクリレート８５．０部、パラクミルフェノールエチレンオキサイド変性アクリレート（東亜合成社製「アロニックスＭ１１０」）５．０部、２，２’−アゾビスイソブチロニトリル０．４部の混合物を２時間かけて滴下して重合反応を行った。滴下終了後、さらに８０ ℃ で３時間反応させた後、アゾビスイソブチロニトリル０．２部をシクロヘキサノン１０部に溶解させたものを添加し、さらに８０℃で１時間反応を続けて、透明樹脂共重合体溶液を得た。室温まで冷却した後、透明樹脂溶液約２ｇをサンプリングして１８０℃、２０分加熱乾燥して不揮発分を測定し、先に合成した透明樹脂溶液に不揮発分が２０重量％になるようにシクロヘキサノンを添加して透明樹脂５を調製した。
【００５５】
次に、透明樹脂１を透明樹脂５に変更した以外は、実施例１と同様にして感光性組成物５を得た。
【００５６】
＜比較例２＞
以下の方法にて透明樹脂６を調製した。
反応容器にシクロヘキサノン３７０部を入れ、容器に窒素ガスを注入しながら８０℃に加熱して、同温度でメタクリル酸５．０部、２−ヒドロキシエチルメタクリレート５．０部、ベンジルメタクリレート９０．０部、２，２’−アゾビスイソブチロニトリル０．４部の混合物を２時間かけて滴下して重合反応を行った。滴下終了後、さらに８０℃で３時間反応させた後、アゾビスイソブチロニトリル０．２部をシクロヘキサノン１０部に溶解させたものを添加し、さらに８０℃で１時間反応を続けて、透明樹脂共重合体溶液を得た。室温まで冷却した後、透明樹脂溶液約２ｇをサンプリングして１８０℃、２０分加熱乾燥して不揮発分を測定し、先に合成した透明樹脂溶液に不揮発分が２０重量％になるようにシクロヘキサノンを添加して透明樹脂６を調製した。
【００５７】
次に、透明樹脂１を透明樹脂６に変更した以外は、実施例１同様にして感光性組成物６を得た。
【００５８】
＜比較例３＞
以下の方法にて透明樹脂７を調製した。
反応容器にシクロヘキサノン３７０部を入れ、容器に窒素ガスを注入しながら８０℃に加熱して、同温度でメタクリル酸２０．０部、２−ヒドロキシエチルメタクリレート１５．０部、ベンジルメタクリレート２５．０部、n−ブチルメタクリレート１０.０部、パラクミルフェノールエチレンオキサイド変性アクリレート（東亜合成社製「アロニックスＭ１１０」）３０．０部、２，２’−アゾビスイソブチロニトリル０．４部の混合物を２時間かけて滴下して重合反応を行った。滴下終了後、さらに８０℃で３時間反応させた後、アゾビスイソブチロニトリル０．２部をシクロヘキサノン１０部に溶解させたものを添加し、さらに８０℃で１時間反応を続けて、透明樹脂共重合体溶液を得た。室温まで冷却した後、透明樹脂溶液約２ｇをサンプリングして１８０℃、２０分加熱乾燥して不揮発分を測定し、先に合成した透明樹脂溶液に不揮発分が２０重量％になるようにシクロヘキサノンを添加して透明樹脂７を調製した。
【００５９】
次に、透明樹脂１を透明樹脂７に変更した以外は、実施例１と同様にして感光性組成物７を得た。
【００６０】
＜比較例４＞
透明樹脂２を用い、下記の組成の混合物を均一になるように攪拌混合した後、０．５μmのフィルタで濾過して、感光性組成物８を得た。
ＳＢＮ Ｂｌｕｅ７０１（保土ヶ谷化学社製トリアリールメタン染料） １．２０部
透明樹脂２ ６８．３６部
光開始剤(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製「Ｉｒｇ９０７」) １．７１部
光重合性モノマー（東亞合成社製「アロニックスＭ４０２」） ３．４２部
シクロヘキサノン ２５．３１部
【００６１】
＜比較例５＞
透明樹脂２を用い、下記の組成の混合物を均一になるように攪拌混合した後、０．５μmのフィルタで濾過して、感光性組成物９を得た。
ＳＢＮ Ｂｌｕｅ７０１（保土ヶ谷化学社製トリアリールメタン染料） １．２０部
透明樹脂２ １７．５７部
光開始剤(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製「Ｉｒｇ９０７」) ５．１０部
光重合性モノマー（東亞合成社製「アロニックスＭ４０２」） １０．１９部
シクロヘキサノン ６５．９４部
【００６２】
＜比較例６＞
透明樹脂２を用い、下記の組成の混合物を均一になるように攪拌混合した後、０．５μmのフィルタで濾過して、感光性組成物１０を得た。
ＳＢＮ Ｂｌｕｅ７０１（保土ヶ谷化学社製トリアリールメタン染料） ２．２０部
透明樹脂２ ４０．４５部
光開始剤(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製「Ｉｒｇ９０７」) ３．２４部
光重合性モノマー（東亞合成社製「アロニックスＭ４０２」） ６．４７部
シクロヘキサノン ４７．６４部
【００６３】
＜比較例７＞
透明樹脂２を用い、下記の組成の混合物を均一になるように攪拌混合した後、０．５μmのフィルタで濾過して、感光性組成物１１を得た。
ＳＢＮ Ｂｌｕｅ７０１（保土ヶ谷化学社製トリアリールメタン染料） ０．４０部
透明樹脂２ ４４．５５部
光開始剤(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製「Ｉｒｇ９０７」) ３．５６部
光重合性モノマー（東亞合成社製「アロニックスＭ４０２」） ７．１３部
シクロヘキサノン ４４．３６部
【００６４】
[評価項目と評価方法]
実施例１〜４及び比較例１〜７で得られた感光性組成物の、（感度）、（パターン形状、直線性）、（塗布ムラ）、（耐薬品性）、（耐光性）を以下の方法で評価した。
【００６５】
（感度）
ガラス基板上に、上記実施例及び比較例で得られた感光性組成物１〜１１を膜厚２μｍになるようにスピンコート法により塗布した後乾燥させ、次に、７０℃で２０分間のプリベークを行なった後、プロキシミティーアライナーによる近接露光方式で、５０μｍの細線パターンを備えたフォトマスクを介して紫外線露光を行なった。露光量は１０、２０、３０、５０、８０、１００、１５０、２００、３００、４００、５００ｍＪ／ｃｍ2の１１水準とした。
【００６６】
次に、１．２５ 質量％ の炭酸ナトリウム溶液を用いてシャワー現像した後、水洗して、パターニングを完了した。得られたフィルタセグメントの膜厚を未露光・未現像部分の膜厚で割ってその残膜率を算出した。そして、横軸を露光量の常用対数、縦軸を現像後残膜率として露光感度曲線をプロットした。得られた露光感度曲線から、現像後残膜率が８５％以上に達する最小露光量を飽和露光量、すなわち感光性組成物の感度とし、３００ｍJ／ｃｍ2未満のものを〇とし、３００ｍJ／ｃｍ2以上のものを×判定とした。
【００６７】
（パターン形状、直線性）
ガラス基板上に、上記実施例及び比較例で得られた感光性組成物１〜１１を膜厚２μｍになるようになるようにスピンコート法により塗布した後乾燥させ、その後、７０℃で２０分間のプリベークを行なった後、プロキシミティーアライナーによる近接露光方式により、各感光性組成物の飽和露光量で露光した。次に、１．２５質量％ の炭酸ナトリウム溶液を用いてシャワー現像した後、水洗して、パターニングを完了した後。クリーンオーブン中で１８０℃２０分間焼成を行ない評価用基板とした。得られたパターンの形状をＳＥＭ観察し、剥がれが無く、形状が順テーパー形状のものを○、パターンが剥がれたり、オーバーハング形状となったものを×とした。また、直線性の評価として、パターンエッジ部の直線性が良好なものを○、現像性不良によりパターンにガタツキが見られるものを×とした。
【００６８】
（塗布ムラ）
スピンコータによって塗布した基板を目視で観察し、均一に塗布できているものを〇、面内で膜厚に差ができ、ムラ状になっているものを×とした。
【００６９】
（耐薬品性）
感光性組成物をパターニングした試料基板を規定時間Ｎ−メチル−２−ピロリジノン（以下、ＮＭＰと記載）に浸漬し、その前後での色差ΔＥａｂを測定した。
ΔＥａｂが５以下の場合を〇、５を越えるものを×判定とした。
【００７０】
（耐光性）
感光性組成物をパターニングした試料基板を耐光性評価装置（アトラス社製「ウェザーメータ Ｃｉ３５Ａ」）にて１００時間、光暴露し、耐光性評価前後の色差ΔＥａｂを測定した。
ΔＥａｂが５以下の場合を〇、５を越えるものを×判定とした。
【００７１】
[評価結果]
実施例１〜４及び比較例１〜７の感光性組成物より得られた評価結果を表1に示す。
【００７２】
【表１】
【００７３】
表１の結果から、以下のことが明らかである。即ち、少なくとも（Ａ）透明樹脂、（Ｂ）光重合性モノマー（Ｃ）染料、（Ｄ）光開始剤、（Ｅ）溶剤を含有する感光性組成物において、前記（Ａ）透明樹脂が、共重合成分として、ベンジルメタクリレートを３０〜８０重量％含有し、且つ（Ｃ）染料が全固形分中に３〜１０％の範囲のもので耐光性試験での色差が小さく、さらに塗布ムラのないカラーフィルタが得られることが分かった。一方、ベンジルメタクリレートの含有量が３０重量％より低くなると耐光性改善効果が十分でなく、また８０重量％を越えるとパターン直線性の不良や耐薬品性の不良が生じる結果となった。また、光重合性モノマーの固形分中の割合が２０％より小さいと露光感度が低下してしまい、５０％を越えるとパターン形状がオーバーハングとなり、カラーフィルタ基板の作製が困難となった。以上のことから、実施例１〜４の本発明品は比較例１〜７の比較例品に比べて、いずれも良好な結果が得られた。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
染料を用いることで透過率が高く、即ちカラー表示時の効率が高く、且つ耐光性に優れることから、低消費電力、長寿命で明るく鮮明なカラー画像を有するカラーディスプレイ装置を得ることができる。
【符号の説明】
【００７５】
１……カラーフィルタ
２……液晶
３……ＴＦＴアレイ
４……バックライト
５……透明基板
６ａ……赤色着色層
６ｂ……緑色着色層
６ｃ……青色着色層
７…ブラックマトリクス
８……オーバーコート層
９……ＴＦＴ
１０……透明電極
１１……偏向板
１２……有機ＥＬ素子
１３……バリア層
１４ａ……赤色発光層
１４ｂ……緑色発光層
１４ｃ……青色発光層
１５……反射陰極
１６…封止時剤
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも（Ａ）透明樹脂、（Ｂ）光重合性モノマー、（Ｃ）染料、（Ｄ）光開始剤、（Ｅ）溶剤を含有する感光性組成物において、前記（Ａ）透明樹脂が、共重合成分として、ベンジルメタクリレートを３０〜８０重量％含有し、且つ（Ｃ）染料が全固形分中に３〜１０重量％であることを特徴とする感光性組成物。
【請求項２】
前記（Ｂ）光重合性モノマーが、全固形分中に２０重量％〜５０重量％であることを特徴とする請求項１に記載の感光性組成物。
【請求項３】
前記（Ｃ）染料が、トリアリールメタン染料であることを特徴とする請求項１または２に記載の感光性組成物。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の染料含有感光性組成物を用いてなることを特徴とするカラーフィルタ。
【請求項５】
請求項４記載のカラーフィルタを用いてなることを特徴とする液晶ディスプレイ。
【請求項６】
請求項４記載のカラーフィルタを用いてなることを特徴とする有機ＥＬディスプレイ。
【請求項１】
少なくとも（Ａ）透明樹脂、（Ｂ）光重合性モノマー、（Ｃ）染料、（Ｄ）光開始剤、（Ｅ）溶剤を含有する感光性組成物において、前記（Ａ）透明樹脂が、共重合成分として、ベンジルメタクリレートを３０〜８０重量％含有し、且つ（Ｃ）染料が全固形分中に３〜１０重量％であることを特徴とする感光性組成物。
【請求項２】
前記（Ｂ）光重合性モノマーが、全固形分中に２０重量％〜５０重量％であることを特徴とする請求項１に記載の感光性組成物。
【請求項３】
前記（Ｃ）染料が、トリアリールメタン染料であることを特徴とする請求項１または２に記載の感光性組成物。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の染料含有感光性組成物を用いてなることを特徴とするカラーフィルタ。
【請求項５】
請求項４記載のカラーフィルタを用いてなることを特徴とする液晶ディスプレイ。
【請求項６】
請求項４記載のカラーフィルタを用いてなることを特徴とする有機ＥＬディスプレイ。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１２−２２６１３０（Ｐ２０１２−２２６１３０Ａ）
【公開日】平成２４年１１月１５日（２０１２．１１．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−９３９５０（Ｐ２０１１−９３９５０）
【出願日】平成２３年４月２０日（２０１１．４．２０）
【出願人】（０００００３１９３）凸版印刷株式会社 (10,630)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月１５日（２０１２．１１．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月２０日（２０１１．４．２０）
【出願人】（０００００３１９３）凸版印刷株式会社 (10,630)
【Ｆターム（参考）】
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