説明

着色感光性組成物、カラーフィルタの製造方法、カラーフィルタ、及び液晶表示装置

【課題】形成された着色膜における色度変化の抑制に優れ、且つ、耐溶剤性に優れたパターン形成が可能であり、カラーフィルタの着色パターン形成に好適に用いうる着色感光性組成物の提供。
【解決手段】(A)フタロシアニン骨格を有する顔料と、(B)溶剤と、(C)重合性モノマー及びバインダー樹脂からなる群より選ばれる少なくとも1種と、(D)光重合開始剤と、(E)下記一般式(1)で表される酸化剤とを、少なくとも含む着色感光性組成物。一般式(1)中、R及びRは、各々独立に、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜30の脂肪族基、芳香族基、脂肪族オキシ基、芳香族オキシ基、又は複素基を表し、RとRとは末端で互いに結合して環状構造を形成してもよい。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、着色感光性組成物、該着色感光性組成物を用いたカラーフィルタの製造方法、該製造方法により得られたカラーフィルタ、及びカラーフィルタを具備した液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、携帯電話、モバイルゲーム機、PDA等小型の液晶表示装置では、二次電池や乾電池等の電気容量制限のあるバックライト光源の使用が必須であったため、これらの表示装置に使用されるカラーフィルタの色材としては、高透明性であり、バックライトの輝線を良く透過させて色表示できる色材が有利に使用されてきた。
近年、液晶表示装置の大型化が、パーソナルコンピュータの液晶表示モニター、液晶テレビ等の用途で進み、これらの液晶表示装置では、バックライトの電源の制約がなくなり、表示装置のRGB色再現が重視されている。そのためカラーフィルタの色材には、従来の透明性に加え、より高度な画質、すなわち、コントラスト、及び色純度の向上が求められている。
【0003】
上記要求に対して、顔料の粒子径をより微細化した顔料組成物に、更にアルカリ可溶性樹脂、光重合性化合物、光重合開始剤及びその他の成分を含有させて着色性組成物とし、これを用いてフォトリソ法などにより、ガラス等の透明基板上に、赤色、緑色、青色の3色の着色パターンが形成されたカラーフィルタが開発され、実用化されている。その中の緑色着色パターンには、色調及び堅牢性の観点から、一般に、塩素化銅フタロシアニン顔料(C.I.PIGMENT Green7)や塩素化臭素化銅フタロシアニン顔料(C.I.PIGMENT Green36)等の緑色顔料が使用されている。また、青色着色パターンに用いる青色色素として、Alを含有するフタロシアニン顔料を用いたインクジェット用着色組成物が提示されている(例えば、特許文献1参照。)。
【0004】
緑色顔料としては、近年、顔料の彩度(色純度及び色濃度)を挙げる目的で、中心金属が銅でなく、アルミニウム、チタン、コバルト、ニッケル、亜鉛、錫、鉛等のポリハロゲン化金属フタロシアニン顔料が検討されてきており、特に彩度が高いポリハロゲン化亜鉛フタロシアニン顔料(C.I.PIGMENT Green58)について種々の顔料が提案されている。例えば、Br、Clの置換度や、ベタイン型界面活性剤を用いた顔料処理法、種々の結晶形等の詳細な研究が進み、X線回折スペクトルにおいて、Cu−Kα線に対するブラッグ角(2θ±0.2°)が26.4°や25.5°に最大回折ピークを有するポリハロゲン化銅フタロシアニンが、高彩度(色純度及び色濃度)であり、かつ経時安定性に優れ、有用であることが報告されている。また、これらの顔料を用いて、透明度が高く、色純度の高いカラーフィルタが得られることが提示されている(例えば、特許文献2〜4参照。)。
【0005】
一方、カラーフィルタは、バックライトからの光で褪色・変色しないために耐光性が必要とされている。耐光性向上のため、色材自体の改良を行った着色感光性組成物(特許文献5〜7参照。)や、消光剤や光安定剤といった化合物を添加した着色感光性組成物(特許文献8、9参照。)、或いは、重合性モノマーを改良した着色感光性組成物などが報告されてきた。
【0006】
また、樹脂組成物における耐光性の改良に関しては、光劣化を抑止し、光学用部品として適用した場合に高精度な光学特性が得られる樹脂組成物として、プロトン供与性原子団を含むビニル系重合体Aと、ラジカル重合性ヒンダートアミン化合物を重合して作製されたプロトン受容性原子団と、を含む樹脂組成物が提示されている(例えば、特許文献10参照。)。
【0007】
一般的に、染料は顔料に比較すると耐光性が劣るため、染料に関しては、特に活発に耐光性の改良が重ねられてきている。しかし、顔料であっても、輝度向上のために微細化すると耐光性は悪化することが知られており、上記ような顔料を用いた着色感光性組成物について、高い透明度と、色純度の高い特性とを維持したまま、耐光性についても向上させる必要が生じていたが、未だ提供されていないのが現状である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0008】
【特許文献1】特開2007−291259号公報
【特許文献2】特開2003−161823公報
【特許文献3】特開2007−284592公報
【特許文献4】特開2008−24743公報
【特許文献5】特開2008−138037号公報
【特許文献6】特開2009−149779号公報
【特許文献7】特開2009−215380号公報
【特許文献8】特開2000−214580号公報
【特許文献9】特開2004−139050号公報
【特許文献10】特開2004−155812号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
本発明は上述の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、形成された着色膜における色度変化の抑制に優れ、且つ、耐溶剤性に優れたパターン形成が可能であり、カラーフィルタの着色パターン形成に好適に用いうる着色感光性組成物を提供することである。
また、本発明の他の目的は、本発明の着色感光性組成物を用いることにより、着色膜における色度変化の抑制に優れ、かつ、色純度が高く、コントラストの高い、色特性の良好なカラーフィルタ、及び該カラーフィルタを具備した液晶表示装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0010】
本発明者らは、前記課題を解決すべく鋭意検討した結果、フタロシアニン骨格を有する顔料を用いた着色感光性組成物において、特定の構造を有するアゾキシ系酸化剤を用いることにより、前記課題が解決されることを見出し、本発明を完成するに至った。
【0011】
即ち、前記課題を解決するための手段は、以下の通りである。
<1> (A)フタロシアニン骨格を有する顔料と、(B)溶剤と、(C)重合性モノマー及びバインダー樹脂からなる群より選ばれる少なくとも1種と、(D)光重合開始剤と、(E)下記一般式(1)で表される酸化剤とを、少なくとも含む着色感光性組成物。
【0012】
【化1】

【0013】
一般式(1)中、R及びRは、各々独立に、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜30の脂肪族基、芳香族基、脂肪族オキシ基、芳香族オキシ基、又は複素基を表し、RとRとは末端で互いに結合して環状構造を形成してもよい。
【0014】
<2> 前記(E)一般式(1)で表される酸化剤の含有量が、着色感光性組成物の全固形分中、0.1質量%以上5.0質量%以下である<1>に記載の着色感光性組成物。
<3> 前記(A)フタロシアニン骨格を有する顔料が、その化学構造中に金属を含む<1>又は<2>に記載の着色感光性組成物。
<4> 前記(A)フタロシアニン骨格を有する顔料が、緑色顔料である前記<1>〜<3>のいずれか1項に記載の着色感光性組成物。
<5> 前記(A)フタロシアニン骨格を有する顔料が、C.I.ピグメントグリーン7、C.I.ピグメントグリーン36、及びC.I.ピグメントグリーン58からなる群から選ばれる少なくとも1種である前記<1>〜<4>のいずれか1項に記載の着色感光性組成物。
【0015】
<6> 前記(E)一般式(1)で表される酸化剤が、下記一般式(2)で表される酸化剤である前記<1>〜<5>のいずれか1項に記載の着色感光性組成物。
【化2】

【0016】
一般式(2)中、R〜R12は、各々独立に、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜30の脂肪族基、芳香族基、脂肪族オキシ基、芳香族オキシ基、又は複素基を表し、RとR、RとR、RとR、RとR、RとR、RとR10、R10とR11、及びR11とR12は互いに結合して、各々独立に、5員環、6員環、又は7員環を形成してもよい。
【0017】
<7> 前記<1>〜<6>のいずれか1項に記載の着色感光性組成物を用いてなる着色パターンを有するカラーフィルタ。
【0018】
<8> 基板上に、前記<1>〜<6>のいずれか1項に記載の着色感光性組成物を、直接又は他の層を介して付与して着色感光性組成物層を形成する工程、該着色硬化性組成物層を、所定のマスクパターンを介して露光し、露光後に未硬化部を現像液で現像除去する工程、を含むカラーフィルタの製造方法。
<9> 前記<7>に記載のカラーフィルタを具備してなる液晶表示装置。
【発明の効果】
【0019】
本発明によれば、形成された着色膜における色度変化の抑制に優れ、且つ、耐溶剤性に優れたパターン形成が可能であり、カラーフィルタの着色パターン形成に好適に用いうる着色感光性組成物を提供することができる。
また、本発明によれば、本発明の着色感光性組成物を用いることにより、色度変化の抑制に優れ、かつ、色純度が高く、コントラストの高い、色特性の良好なカラーフィルタ、及び該カラーフィルタを具備した液晶表示装置を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【0020】
以下、本発明の着色感光性組成物、該着色感光性組成物を用いたカラーフィルタの製造方法、該製造方法により得られたカラーフィルタ及び該カラーフィルタを具備した液晶表示装置について詳細に説明する。
【0021】
[着色感光性組成物]
本発明の着色感光性組成物は、(A)フタロシアニン骨格を有する顔料と、(B)溶剤と、(C)重合性モノマー及びバインダー樹脂からなる群より選ばれる少なくとも1種と、(D)光重合開始剤と、(E)下記一般式(1)で表される酸化剤とを、少なくとも含む着色感光性組成物である。
【0022】
【化3】

【0023】
一般式(1)中、R及びRは、各々独立に、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜30の脂肪族基、芳香族基、脂肪族オキシ基、芳香族オキシ基、又は複素基を表し、RとRとは末端で互いに結合して環状構造を形成してもよい。
【0024】
本発明の着色感光性組成物は、上記の成分を含有することにより、色度変化の抑制に優れた着色膜を形成でき、また、着色パターン形成に適用した際においては、現像ラチチュードが大きく、且つ耐溶剤性にも優れたものとなる。このため、本発明の着色感光性組成物は、その好適な適用形態の一つであるカラフィールタ等の着色パターン形成用途に用いることにより、色度変化の少ない、良好な画像表示能を奏する着色パターンを得ることが可能となる。また、本発明の着色感光性組成物を用いて得られたカラーフィルタは、色純度が高く、コントラストの高い色特性の良好なカラーフィルタとなり、このカラーフィルタを用いることにより、輝度の高い鮮明な画像の液晶表示装置を得ることができる。
なお、本発明において色度変化とは、着色感光性組成物又はこれを用いて形成された着色パターンを有するカラーフィルタに対して、光及び/又は熱を付与した際において、経時的に生じる色度の変化を意味する。本明細書において色度変化は、測定対象となる着色膜について、OSP−SP100(オリンパス(株)製)を用いて測定した色度から算出した値(ΔE*ab)をいう。着色感光性組成物における色度変化の抑制は、該着色感光性組成物を用いて得られたカラーフィルタ等の信頼性の向上に寄与しうる。
以下、本発明の着色感光性組成物を構成する成分について記述する。
【0025】
<(A)フタロシアニン骨格を有する顔料>
本発明における顔料としては、分子構造中にフタロシアニン環を有する顔料であることが好ましい。
フタロシアニン骨格におけるフタロシアニン環は、ハロゲン原子で置換されていてもよい。フタロシアニン環は、その構造中に16個の水素原子を有しているため、これらの水素原子を、最大16個までハロゲン原子で置換することができる。これらハロゲン原子は、全て同一であっても、それぞれ異なっていてもよい。
【0026】
また、ハロゲン原子の置換数としては、8以上16以下であることが好ましく、より好ましくは、10以上16以下の範囲である。フタロシアニン環がハロゲン原子により置換される場合、該ハロゲン原子としては、塩素原子及び臭素原子から選択されたハロゲン原子であることが好ましい。
【0027】
本発明におけるフタロシアニン骨格を有する顔料は、特に輝度が高い色を得る観点から、その化学構造中に金属を含むものであることが好ましい。そのような顔料としては、フタロシアニン環の中心部に金属を含有するフタロシアニン顔料(以下、適宜、「フタロシアニン顔料」とも称する。)であることが好ましい。
【0028】
フタロシアニン顔料は、8個以上の臭素原子で置換されることによって、黄味を帯びた明度の高い緑色を呈し、カラーフィルタ等の緑色画素部を構成する着色パターンの形成に適するようになる。特に、臭素原子の置換数が10〜16個であるものはより明度が高いため、本発明の着色感光性組成物に好適に使用される。
【0029】
フタロシアニン環有する中心金属としては、色材の安定性を保持できるものであれば特に限定されないが、銅、アルミニウム、チタン、コバルト、ニッケル、亜鉛、錫、鉛等が好ましく、さらに彩度の観点から、亜鉛であることが好ましい。
【0030】
フタロシアニン顔料は、例えば、クロルスルホン酸法、ハロゲン化フタロニトリル法、溶融法等の様な公知の製造方法で製造できる。より具体的な製造方法については、特開2008−19383号公報、特開2007−320986号公報、特開2004−70342号公報等に詳細に記載されている。これらの中で、プロセスが簡単な特開2004−70342開示のハロゲン化亜鉛フタロシアニン顔料が、コストの観点で好ましい。また、安定性の点では、他の添加剤や、後工程の組み方にもよるが、特開2008−19383に開示の結晶変換したハロゲン化亜鉛フタロシアニン顔料が好ましい。また特に、分散性の向上には、特開2007−320986に開示の樹脂被覆したハロゲン化亜鉛フタロシアニン顔料が好ましい態様である。
【0031】
フタロシアニン顔料の平均一次粒子径は、10nm〜100nmの範囲が好ましく、10nm〜40nmの範囲がより好ましい。この範囲の平均一次粒子径のフタロシアニン顔料を用いることにより、分散性安定性や着色力に優れ、かつ、輝度が高く、コントラストの高いカラーフィルタ用途に好適な着色感光性組成物を得ることができる。
【0032】
なお、本発明における平均一次粒子径とは、透過型電子顕微鏡で視野内の粒子を撮影し、二次元画像上の、凝集体を構成するフタロシアニン顔料の一次粒子の100個につき、その長い方の径(長径)と短い方の径(短径)の平均値を各々求め、それを平均した値である。
【0033】
フタロシアニン顔料の一次粒子は、更に縦横のアスペクト比が1〜3の範囲であると、各用途分野において粘度特性が向上し、流動性がより高くなる。アスペクト比を求めるには、前記した様な、一次粒子の平均粒子径を求める場合と同様に、透過型電子顕微鏡又は走査型電子顕微鏡で視野内の粒子を撮影する。そして、二次元画像上の、凝集体を構成する一次粒子の100個につき長い方の径(長径)と、短い方の径(短径)の平均値を求め、これらの値を用いて算出する。
【0034】
平均一次粒子径が10nm〜100nmの範囲であるフタロシアニン顔料を得るにあたっては、該フタロシアニン顔料を微粒子化する。微粒子化は、いずれの方法であってもよいが、容易に結晶成長を抑制でき、かつ平均一次粒子径の比較的小さい顔料粒子が得られる点で、ソルベントソルトミリング処理を採用するのが好ましい。
【0035】
このソルベントソルトミリングとは、フタロシアニン顔料と、無機塩と、有機溶剤とを混練摩砕することを意味する。粒子径の大きいフタロシアニン系顔料は乾式摩砕してからソルベントソルトミリングを行っても良い。具体的には、フタロシアニン系顔料と、無機塩と、それを溶解しない有機溶剤とを混練機に仕込み、その中で混練摩砕を行う。この際の混練機としては、例えばニーダーやミックスマーラー等が使用できる。
【0036】
上記無機塩としては、水溶性無機塩が好適に使用でき、例えば塩化ナトリウム、塩化カリウム、硫酸ナトリウム等の無機塩を用いることが好ましい。また、平均粒子径0.5〜50μmの無機塩を用いることがより好ましい。この様な無機塩は、通常の無機塩を微粉砕することにより容易に得られる。
【0037】
平均一次粒子径が10nm〜100nmの範囲であるフタロシアニン顔料を得るに当たっては、ソルベントソルトミリングにおけるフタロシアニン顔料の使用量に対する無機塩使用量の比率を高くするのが好ましい。即ち当該無機塩の使用量は、質量換算でフタロシアニン顔料1部に対して5〜20部とするのが好ましく、7〜15部とするのがより好ましい。
【0038】
ソルベントソルトミリングに用いる有機溶剤としては、結晶成長を抑制し得る有機溶剤を使用することが好ましく、このような有機溶剤としては、水溶性有機溶剤が好適に使用できる。該有機溶剤としては、例えば、ジエチレングリコール、グリセリン、エチレングリコール、プロピレングリコール、液体ポリエチレングルコール、液体ポリプロピレングリコール、2−(メトキシメトキシ)エタノール、2−ブトキシエタノール、2ー(イソペンチルオキシ)エタノール、2−(ヘキシルオキシ)エタノール、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングル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、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、1−メトキシ−2−プロパノール、1−エトキシ−2−プロパノール、ジプロピレングリコール、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコール等を用いることができる。
【0039】
この際の水溶性有機溶剤の使用量は、特に限定されるものではないが、質量換算でフタロシアニン顔料1部に対して、0.01〜5部が好ましく、0.8〜2部がより好ましい。
【0040】
ソルベントソルトミリング時の温度は、30〜150℃が好ましく、80〜100℃がより好ましい。ソルベントソルトミリングの時間は、5〜20時間が好ましく、8〜18時間がより好ましい。
【0041】
こうして、フタロシアニン顔料、無機塩、及び有機溶剤を主成分として含む混合物が得られるが、この混合物から有機溶剤と無機塩を除去し、必要に応じてフタロシアニン顔料を主体とする固形物を洗浄、濾過、乾燥、粉砕等をすることにより、微細なフタロシアニン顔料の粉体を得ることが出来る。
【0042】
洗浄としては、水洗、湯洗のいずれも採用できる。洗浄回数は、1〜5回の範囲で繰り返すこともできる。水溶性無機塩及び水溶性有機溶剤を用いた前記混合物の場合は、水洗することで容易に有機溶剤と無機塩を除去することができる。
【0043】
上記した濾別、洗浄後の乾燥としては、例えば、乾燥機に設置した加熱源による80〜120℃の加熱等により、顔料の脱水及び/又は脱溶剤をする回分式あるいは連続式の乾燥等が挙げられ、乾燥機としては一般に箱型乾燥機、バンド乾燥機、スプレードライアー等がある。また、乾燥後の粉砕は、比表面積を大きくしたり、一次粒子の平均粒子径を小さくしたりするための操作ではなく、例えば箱型乾燥機、バンド乾燥機を用いた乾燥の場合の様に顔料がランプ状等のとなった際に顔料を解して粉体化するために行うものであり、例えば、乳鉢、ハンマーミル、ディスクミル、ピンミル、ジェットミル等による粉砕等が挙げられる。
【0044】
本発明における(A)フタロシアニン骨格を有する顔料は、例えば、上述の方法によって、フタロシアニン顔料として得ることができるが、一般に流通する顔料又は顔料分散液の製品を用いることも可能である。
【0045】
このようにして得られた(A)フタロシアニン骨格を有する顔料は、一次粒子の凝集力が弱く、より解れやすい性質を持つため、カバーリングパワーが大きくなり、高コントラストの着色皮膜の作製が容易になる。
【0046】
本発明におけるフタロシアニン骨格を有する顔料としては、緑色顔料であることが好ましい。緑色顔料の中でも、本発明においては、C.I.ピグメントグリーン7、C.I.ピグメントグリーン36、及びC.I.ピグメントグリーン58からなる群から選ばれる少なくとも1種であることが、明度及びコントラストの観点から好ましい。
【0047】
本発明において、これらのフタロシアニン顔料は、単独で使用してもよいが、臭素化率乃至は塩素化率の異なる他のハロゲン化フタロシアニン顔料や、中心金属が別の金属に置換された臭素化フタロシアニンなどと混合して用いることができる。臭素化率及び塩素化率を変えることや、中心金属を変えることにより顔料としての色調が変わり、再現できる色相のバリエーションが増えることが期待できる。
【0048】
本発明の着色感光性組成物においては、透過率向上の観点から、(A)フタロシアニン骨格を有する顔料に、他の色材を組み合わせて、着色感光性組成物の色相を調製し、透過率を大きくすることができる。
【0049】
たとえば、緑色画素等の緑色着色膜形成のために、フタロシアニン緑色顔料に対し、黄色顔料や橙色顔料を併用してもよい。黄色顔料の例としては、ジスアゾ系黄色顔料、イソインドリン系黄色顔料、キノフタロン系黄色顔料、ベンズイミダゾロン系黄色顔料、ニッケルアゾ系黄色顔料などの黄色顔料の他に、ジケトピロロピロール系橙色顔料、ぺリノン系橙色顔料などの橙色顔料も必要によって使用可能である。
【0050】
そのような顔料の具体例としては、C.I.Pigment Yellow 1、1:1、2、3、4、5、6、10、11、12、13、14、15、16、17、18、20、24、31、32、34、35、35:1、36、36:1、37、37:1、40、42、43、53、55、60、61、62、63、65、73、74、77、81、83、86、93、94、95、97、98、100、101、104、106、108、109、110、113、114、115、116、117、118、119、120、123、125、126、127、128、129、137、138、139、147、148、150、151、152、153、154、155、156、161、162、164、166、167、168、169、170、171、172、173、174、175、176、177、179、180、181、182、185、187、188、193、194、199、213、214、及び
C.I.Pigment Orange 2、5、13、16、17:1、31、34、36、38、43、46、48、49、51、52、55、59、60、61、62、64、71、73、などが挙げられる。
【0051】
これらのうち好ましくは、C.I.Pigment Yellow 20、24、31、53、83、86、93、94、109、110、117、125、137、138、139、147、148、150、153、154、166、173、180、185などであり、さらに好ましくは、C.I.Pigment Yellow 150、C.I.Pigment Yellow 185、C.I.Pigment Yellow 138、C.I.Pigment Yellow 139である。
特にC.I.Pigment Yellow 150、C.I.Pigment Yellow 138、C.I.Pigment Yellow 139を用いると、透過率が高く、コントラストが高い着色膜が得られるので好ましい。
【0052】
また、青色画素等の青色着色膜形成のためには、フタロシアニン青色顔料に対し、紫色顔料を併用してもよい。紫色顔料の例としては、キナクリドン系紫色顔料、オキサジン系紫色顔料、アントラキノン系紫色顔料、インジゴイド系紫色顔料、キサンテン系紫色顔料などがある。
【0053】
そのような顔料の具体例としては、C.I.Pigment Violet 1、19、23、29、32、36、38が挙げられ、特にC.I.Pigment Violet 23は、透過率が高く、コントラストが高い着色膜を形成できるため好ましい。
【0054】
これらの他の色材として併用しうる顔料の平均一次粒子径は、10nm〜40nmの範囲であることが、透過率が高く、コントラストが高い着色膜を形成できるため好ましい。より好ましくは10nm〜30nmの範囲である。平均一次粒子径を小さく、微細にするためにはフタロシアニン顔料と同様にソルトミリング法が有効であり、フタロシアニン顔料と一緒にソルトミリングしてもよいし、別個にソルトミリングしてもよい。
他の色材として併用しうる顔料の平均一次粒子径についても、SEMあるいはTEMで観察し、粒子が凝集していない部分で粒子サイズを100個計測し、平均値を算出することによって求めることができる。
【0055】
本発明の着色感光性組成物において、フタロシアニン骨格を有する顔料の総量は、本発明の着色感光性組成物中の溶剤を除いた総量に対して、質量換算で5〜60%であることが好ましく、10〜50%であることがより好ましく、最適には15〜45%である。
フタロシアニン骨格を有する顔料の含有量を上記範囲とすることにより、例えば、本発明の着色感光性組成物をカラーフィルタの作製用途に用いた場合であれば、色特性に優れ、コントラストが高く、輝度の高いカラーフィルタを得ることができる。
【0056】
〜顔料分散組成物〜
本発明の着色感光性組成物を調製するに当たって、複数の顔料を併用する場合には、予めフタロシアニン骨格を有する顔料、及び他の顔料を一緒に又は別個に分散しててなる顔料分散組成物として用いることが好ましい態様である。
【0057】
顔料分散組成物は、フタロシアニン顔料及び必要に応じて他の顔料を溶剤中に分散したものであり、この際必要によって分散剤、樹脂等を添加して用いてもよい。さらに、顔料誘導体など、必要に応じて更に他の成分を用いてもよい。
【0058】
−顔料分散組成物の調製−
本発明における顔料分散組成物の調製態様は、特に制限されないが、例えば、顔料と顔料分散剤と溶剤とを、縦型若しくは横型のサンドグラインダー、ピンミル、スリットミル、超音波分散機等を用いて、0.01〜1mmの粒径のガラス、ジルコニア等でできたビーズで微分散処理を行なうことにより得ることができる。
【0059】
ビーズによる微分散処理を行なう前に、二本ロール、三本ロール、ボールミル、トロンミル、ディスパー、ニーダー、コニーダー、ホモジナイザー、ブレンダー、単軸もしくは2軸の押出機等を用いて、強い剪断力を与えながら混練分散処理を行なうことも可能である。
【0060】
なお、混練、分散についての詳細は、T.C.Patton著“Paint Flow
and Pigment Dispersion”(1964年 John Wiley and Sons社刊)等に記載されている。
【0061】
−顔料濃度−
顔料の顔料分散組成物中における含有量としては、該組成物の全固形分(質量)に対して、10〜60質量%が好ましく、15〜50質量%がより好ましい。顔料の含有量が前記範囲内であると、色濃度が充分で優れた色特性を確保するのに有効である。
【0062】
−分散剤−
顔料分散組成物は、分散剤の少なくとも1種を含有することが好ましい。分散剤の含有により、顔料の分散性を向上させることができる。
分散剤としては、例えば、公知の顔料分散剤や界面活性剤を適宜選択して用いることができる。
【0063】
分散剤として具体的には、多くの種類の化合物を使用可能であり、例えば、オルガノシロキサンポリマーKP341(信越化学工業(株)製)、(メタ)アクリル酸系(共)重合体ポリフローNo.75、No.90、No.95(共栄社化学工業(株)製)、W001(裕商(株)社製)等のカチオン系界面活性剤;ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリエチレングリコールジラウレート、ポリエチレングリコールジステアレート、ソルビタン脂肪酸エステル等のノニオン系界面活性剤;W004、W005、W017(裕商(株)社製)等のアニオン系界面活性剤;カルボキシベタイン構造、アミドベタイン構造、スルホベタイン構造、ヒドロキシベタイン構造等を有する両性界面活性剤;メガファックF171、F172,F173(DIC(株)製)等のフッ素系界面活性剤;EFKA−46、EFKA−47、EFKA−47EA、EFKAポリマー100、EFKAポリマー400、EFKAポリマー401、EFKAポリマー450(いずれもチバ・スペシャルテイケミカル社製)、ディスパースエイド6、ディスパースエイド8、ディスパースエイド15、ディスパースエイド9100(いずれもサンノプコ社製)等の高分子分散剤;ソルスパース3000、5000、9000、12000、13240、13940、17000、24000、26000、28000などの各種ソルスパース分散剤(日本ルーブリゾール(株)社製);アデカプルロニックL31,F38,L42,L44,L61,L64,F68,L72,P95,F77、P84、F87、P94,L101,P103,F108、L121、P−123(旭電化(株)製)及びイオネットS−20(三洋化成(株)製)、Disperbyk 101,103,106,108,109,111,112,116,130,140,142,162,163,164,166,167,170,171,174,176,180,182,2000,2001,2050,2150(ビックケミー(株)社製)が挙げられる。その他、アクリル系共重合体、分子末端もしくは側鎖にN,N-ジ置換アミノ基や酸性基当の極性基を有するオリゴマーもしくはポリマー、3級アミンで変性されたポリウレタン樹脂、特開2009−52010号公報に記載されたAB型、ABA型ブロック共重合体等が挙げられる。
【0064】
分散剤の顔料分散組成物中における含有量としては、顔料の合計質量に対して、1〜100質量%が好ましく、3〜70質量%がより好ましい。
【0065】
−顔料誘導体−
顔料分散組成物は、必要に応じて、顔料誘導体が添加される。顔料誘導体は、分散剤と親和性のある部分又は極性基を分子構造中に導入した化合物である。該顔料誘導体を顔料表面に吸着させ、これを分散剤の吸着点として用いることで、顔料を微細な粒子として着色感光性組成物中に分散させ、その再凝集を防止することができる。そのため、例えば、本発明の着色感光性組成物をカラーフィルタの作製用途に用いた場合においては、コントラストが高く、透明性に優れたカラーフィルタを得ることができる。
【0066】
顔料誘導体は、具体的には、有機顔料を母体骨格とし、側鎖に酸性基や塩基性基、芳香族基を置換基として導入した化合物である。有機顔料としては、具体的には、キナクリドン系顔料、フタロシアニン系顔料、アゾ系顔料、キノフタロン系顔料、イソインドリン系顔料、イソインドリノン系顔料、キノリン顔料、ジケトピロロピロール顔料、ベンゾイミダゾロン顔料等が挙げられる。一般に、色素と呼ばれていないナフタレン系、アントラキノン系、トリアジン系、キノリン系等の淡黄色の芳香族多環化合物も、顔料誘導体における母体骨格に含まれる。色素誘導体としては、特開平11−49974号公報、特開平11−189732号公報、特開平10−245501号公報、特開2006−265528号公報、特開平8−295810号公報、特開平11−199796号公報、特開2005−234478号公報、特開2003−240938号公報、特開2001−356210号公報等に記載されているものを使用できる。
【0067】
顔料誘導体の顔料分散組成物中における含有量としては、顔料の総質量に対して、1〜30質量%が好ましく、3〜20質量%がより好ましい。顔料誘導体の含有量がこの範囲内であると、顔料分散組成物の粘度を低く抑えながらも、分散を良好に行なえると共に、分散後の分散安定性を向上させることができる。これにより、透過率が高く優れた色特性を有する着色感光性組成物が得られることから、該着色感光性組成物を、例えば、カラーフィルタの作製用途に適用した場合においては、良好な色特性を有し、コントラストの高いカラーフィルタを得ることができる。
【0068】
また、更に、顔料分散組成物には、後述するアルカリ可溶性樹脂等の高分子化合物等を添加することも可能である。アルカリ可溶性樹脂に含まれる酸基等の極性基は顔料の分散にも有効と考えられ、顔料分散液の分散安定性に有効であることが多い。
【0069】
−溶剤−
顔料分散組成物における溶剤としては、一般の顔料分散性組成物に用いられる有機溶剤であれば特に限定されない。溶剤としては、例えば、1−メトキシ−2−プロピルアセテート、1−メトキシ−2−プロパノール、エチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、酢酸エチル、酢酸ブチル、乳酸エチル、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、n−プロパノール、2−プロパノール、n−ブタノール、シクロヘキサノール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トルエン、キシレンなどの溶剤を挙げることができ、融点や粘度、顔料の分散性を調整するために、これらのうち複数を併用することも可能である。
【0070】
顔料分散組成物における溶剤の含有量は、適宜選択することができ、着色感光性組成物の調製における取り扱い性の観点からは、顔料及び顔料分散剤を含む固形分濃度が5〜50質量%となるように含有することが好ましい。
【0071】
本発明の着色感光性組成物の調製において、顔料分散組成物を予め調製する場合、該顔料分散組成物の含有量としては、着色感光性組成物の全固形分(質量)に対して、顔料の含有量が5〜70質量%の範囲となる量が好ましく、15〜60質量%の範囲となる量がより好ましい。顔料分散組成物の含有量が、この範囲内であると、色濃度が充分で優れた色特性を確保するのに有効である。
【0072】
本発明の着色感光性組成物には、上記した顔料のほか、染料を併用してもよい。染料を併用することにより、カラーフィルタのコントラスト上昇が期待できる。
本発明に用いうる染料としては、有機溶剤に可溶である染料であれば特に限定されないが、化学構造で区分すると、アゾ系染料、アントラキノン系染料、フタロシアニン系染料、キノンイミン系染料、キノリン系染料、ニトロ系染料、カルボニル系染料、メチン系染料、及びこれらの誘導体などが挙げられる。
【0073】
アゾ系染料としては、例えば、C.I.Acid Yellow 11、C.I.Acid Orange 7、C.I.Acid Red 37、C.I.Acid Red 180、C.I.Acid Blue 29、C.I.Direct Red 28、C.I.Direct Red 83、C.I.Direct Yellow 12、C.I.Direct Orange 26、C.I.Direct Green 28、C.I.Direct Green 59、C.I.Reactive Yellow 2、C.I.Reactive Red 17、C.I.Reactive Red 1 20、C.I.Disperse Orange 5、C.I.Disperse Red 58、C.I.Disperse Blue 165、C.I.Basic Blue 41、C.I.Basic Red 18、C.I.Mordant Red 7、C.I.Mordant Yellow 5などが挙げられる。
【0074】
アントラキノン系染料としては、例えば、C.I.Vat Blue 4、C.I.Acid Blue 40、C.I.Acid Green 25、C.I.Reactive Blue 19、C.I.Reactive Blue 49、C.I.Disperse Red 60、C.I.Disperse Blue 56、C.I.Disperse Blue 60などが挙げられる。
この他、フタロシアニン系染料として、例えば、C.I.Vat Blue 5などが、キノンイミン系染料として、例えば、C.I.Basic Blue 3、C.I.Basic Blue 9などが、キノリン系染料として、例えば、C.I.ソルベントYellow 33、C.I.Acid Yellow 3、C.I.Disperse Yellow 64などが、ニトロ系染料として、例えば、C.I.Acid Yellow 1、C.I.Acid Orange 3、C.I.Disperse Yellow 42などが挙げられる。
【0075】
<(B)溶剤>
本発明の着色感光性組成物は、溶剤を含有する。
【0076】
溶剤としては、エステル類、エーテル類、ケトン類、芳香族炭化水素類等に分類される溶剤が挙げられる。
エステル類に分類される溶剤の例としては、例えば、酢酸エチル、酢酸−n−ブチル、酢酸イソブチル、ギ酸アミル、酢酸イソアミル、酢酸イソブチル、プロピオン酸ブチル、酪酸イソプロピル、酪酸エチル、酪酸ブチル、アルキルエステル類、乳酸メチル、乳酸エチル、オキシ酢酸メチル、オキシ酢酸エチル、オキシ酢酸ブチル、メトキシ酢酸メチル、メトキシ酢酸エチル、メトキシ酢酸ブチル、エトキシ酢酸メチル、エトキシ酢酸エチル、並びに、3−オキシプロピオン酸メチル及び3−オキシプロピオン酸エチルなどの3−オキシプロピオン酸アルキルエステル類(例えば、3−メトキシプロピオン酸メチル、3−メトキシプロピオン酸エチル、3−エトキシプロピオン酸メチル、3−エトキシプロピオン酸エチル)、並びに、2−オキシプロピオン酸メチル、2−オキシプロピオン酸エチル、及び2−オキシプロピオン酸プロピルなどの2−オキシプロピオン酸アルキルエステル類(例えば、2−メトキシプロピオン酸メチル、2−メトキシプロピオン酸エチル、2−メトキシプロピオン酸プロピル、2−エトキシプロピオン酸メチル、2−エトキシプロピオン酸エチル、2−オキシ−2−メチルプロピオン酸メチル、2−オキシ−2−メチルプロピオン酸エチル、2−メトキシ−2−メチルプロピオン酸メチル、2−エトキシ−2−メチルプロピオン酸エチル)、並びに、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、ピルビン酸プロピル、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、2−オキソブタン酸メチル、2−オキソブタン酸エチル等が挙げられる
【0077】
エーテル類に分類される溶剤の例としては、例えば、ジエチレングリコールジメチルエーテル、テトラヒドロフラン、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、メチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテート、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールプロピルエーテルアセテート等が挙げられる。
ケトン類の例としては、例えば、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、2−ヘプタノン、3−ヘプタノン等が挙げられる。
芳香族炭化水素類に分類される溶剤の例としては、例えば、トルエン、キシレン、等が挙げられる。
【0078】
これらの溶剤うち、3−エトキシプロピオン酸メチル、3−エトキシプロピオン酸エチル、エチルセロソルブアセテート、乳酸エチル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、酢酸ブチル、3−メトキシプロピオン酸メチル、2−ヘプタノン、シクロヘキサノン、エチルカルビトールアセテート、ブチルカルビトールアセテート、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート等が好適である。
溶剤は、単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
【0079】
<(C)重合性モノマー及びバインダー樹脂から選ばれる少なくとも1種>
本発明の着色感光性組成物においては、硬化成分として、重合性モノマー及びバインダー樹脂から選ばれる少なくとも1種を含有する。
【0080】
(重合性モノマー)
本発明に適用しうる重合性モノマーは、重合可能であれば特に制限はく、エチレン性二重結合を少なくとも1つ有する低分子化合物、二量体、三量体、オリゴマー等の付加重合可能な化合物を好適に使用することができる。
エチレン性化合物としては、例えば、不飽和カルボン酸、不飽和カルボン酸とモノヒドロキシ化合物とのエステル、脂肪族ポリヒドロキシ化合物と不飽和カルボン酸のエステル、芳香族ポリヒドロキシ化合物と不飽和カルボン酸とのエステル、不飽和カルボン酸と多価カルボン酸及び前述の脂肪酸ポリヒドロキシ化合物、芳香族ポリヒドロキシ化合物等の多価ヒドロキシ化合物とのエステル化反応により得られるエステル、ポリイソシアナート化合物と(メタ)アクリロイル含有ヒドロキシ化合物とを反応させたウレタン骨格を有するエチレン性化合物等が挙げられる。
【0081】
具体的な重合性モノマーは、以下に示すように、1分子中の重合性基の数で分類して挙げることができるが、これに限定されるものではない。
【0082】
(1)1分子中に1個の重合性基を有する化合物
1分子中に1個の重合性基を有する化合物の例としては、例えば、ヘキシル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、4−n−ブチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート、ボルニル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、2−エチヘキシルジグリコール(メタ)アクリレート、ブトキシエチル(メタ)アクリレート、2−クロロエチル(メタ)アクリレート、シアノエチル(メタ)アクリレート、3−メトキシブチル(メタ)アクリレート、2−(2−メトキシエトキシ)エチル(メタ)アクリレート、2,2,2−テトラフルオロエチル(メタ)アクリレート、1H,1H,2H,2Hパーフルオロデシル(メタ)アクリレート、フェニル(メタ)アクリレート、2,4,5−テトラメチルフェニル(メタ)アクリレート、4−クロロフェニル(メタ)アクリレート、フェノキシメチル(メタ)アクリレート、グリシジル(メタ)アクリレート、グリシジロキシブチル(メタ)アクリレート、グリシジロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、3−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシブチル(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、3−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、ポリエチレンオキシドモノメチルエーテル(メタ)アクリレート、オリゴエチレンオキシドモノメチルエーテル(メタ)アクリレート、ポリエチレンオキシド(メタ)アクリレート、オリゴエチレンオキシド(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピル(メタ)アクリレート、EO変性フェノール(メタ)アクリレート、EO変性クレゾール(メタ)アクリレート、EO変性ノニルフェノール(メタ)アクリレート、PO変性ノニルフェノール(メタ)アクリレート、EO変性−2−エチルヘキシル(メタ)アクリレートなどが挙げられる。
【0083】
(2)1分子中に2個の重合性基を有する化合物
1分子中に2個の重合性基を有する化合物の例としては、重合性基として同一分子内に2個の(メタ)アクリロイル基を有する化合物が挙げられ、例えば、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(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、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,3−ブチレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,4−ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ(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、プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシ−1,3−ジアクリロキシプロパン、2,2−ビス[4−(アクリロキシエトキシ)フェニル]プロパン、2,2−ビス[4−(アクリロキシジエトキシ)フェニル]プロパン、ビスフェノールAのビス(アクリロイロキシエチル)エーテル、ビスフェノールA型エポキシ樹脂の(メタ)アクリル酸変性物、3−メチルペンタンジオールジ(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシ−3−アクリロイロキシプロピルメタクリレート、ジメチロール−トリシクロデカンジ(メタ)アクリレートなどが挙げられ、好ましくはジメチロール−トリシクロデカンジ(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、エトキシ化ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールA型エポキシ樹脂の(メタ)アクリル酸変性物などが挙げられる。
【0084】
(3)1分子中に3個の重合性基を有する化合物
一分子中に三個の重合性基を有する化合物の例としては、例えば、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、トリメチロールエタントリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンのアルキレンオキサイド変性トリ(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、ジペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ((メタ)アクリロイルオキシプロピル)エーテル、イソシアヌル酸アルキレンオキサイド変性トリ(メタ)アクリレート、プロピオン酸ジペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、トリ((メタ)アクリロイルオキシエチル)イソシアヌレート、ヒドロキシピバルアルデヒド変性ジメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ソルビトールトリ(メタ)アクリレート、プロポキシ化トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、エトキシ化グリセリントリアクリレートなどが挙げられる。
【0085】
(4)1分子中に4個以上の重合性基を有する化合物
1分子中に4個以上の重合性基を有する化合物としては、例えば、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ソルビトールテトラ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、プロピオン酸ジペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、エトキシ化ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、
ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ソルビトールペンタ(メタ)アクリレート、ソルビトールヘキサ(メタ)アクリレート、フォスファゼンのアルキレンオキサイド変性ヘキサ(メタ)アクリレート、カプトラクトン変性ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、共栄社化学(株)製のUA−306H、UA−306T、UA−306I等のウレタンアクリレートが挙げられる。
【0086】
これらの中でも、溶剤耐性やITOスパッタ適性を好適に保つという観点からは、同一分子内に2個以上の(メタ)アクリロイル基を有する(メタ)アクリレートモノマーが好ましく、3個以上の(メタ)アクリロイル基を有する(メタ)アクリレートモノマーがより好ましい。特に、4個以上の(メタ)アクリロイル基を有する(メタ)アクリレートモノマーは有利であり、例えば、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレートが、溶剤耐性やITOスパッタ適性の観点で好ましく、これらの混合物(質量換算の混合比率は、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート:ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート=2〜4:8〜6)の混合物が好適に使用される。
【0087】
一方、現像ラチチュードの観点からは、同一分子内に1〜3個の重合性基を有するものが有利であり、特に、分子内に水酸基やカルボキシル基を併有する化合物は、現像性向上に寄与が大きい。
【0088】
また、耐溶剤性やITOスパッタ適性と現像ラチチュードを両立させるために、1分子中に1〜2個の重合性基を有する化合物と3個以上の重合性基を有する化合物を併用して使用することも可能である。
1分子中に1〜2個の重合性基を有する化合物と3個以上の重合性基を有する化合物とを併用して用いる場合、重合性モノマーの総量を100質量部としたとき、1〜2個の重合性基を有する化合物を1〜50質量部の範囲で併用することが好ましく、1〜40質量部の範囲がより好ましく、5〜20質量部の範囲が更に好ましい。
【0089】
−バインダー樹脂−
本発明に適用しうるバインダー樹脂としては、溶剤に可溶な高分子化合物であれば、いずれでも使用できる。好ましいバインダー樹脂としては、フォトリソ法によるアルカリ現像性を考えるとアルカリ可溶性樹脂が好ましい。また、バインダー樹脂として適用される線状有機高分子重合体としては、重合性基を有するものも好ましい。
【0090】
アルカリ可溶性樹脂は、前記した顔料分散組成物の調製段階する際に含有させることも可能であり、顔料分散組成物を調製段階及び着色感光性組成物の調製段階の両方の段階で分割してに含有させることも可能である。
【0091】
アルカリ可溶性樹脂としては、線状有機高分子重合体であって、その中に、少なくとも1つのアルカリ可溶性基(例えばカルボキシル基、リン酸基、スルホン酸基など)を有するアルカリ可溶性高分子が好ましく、更に好ましくは、有機溶剤に可溶で弱アルカリ水溶液により現像可能なものである。
【0092】
アルカリ可溶性樹脂の製造には、例えば公知のラジカル重合法による方法を適用することができる。ラジカル重合法でアルカリ可溶性樹脂を製造する際の温度、圧力、ラジカル開始剤の種類及びその量、溶媒の種類等々の重合条件は、当業者において容易に設定可能であり、実験的に条件を定めるようにすることもできる。
【0093】
アルカリ可溶性樹脂として適用される線状有機高分子重合体としては、側鎖にカルボン酸を有するポリマーが好ましい。例えば、特開昭59−44615号、特公昭54−34327号、特公昭58−12577号、特公昭54−25957号、特開昭59−53836号、特開昭59−71048号の各公報に記載されているような、メタクリル酸共重合体、アクリル酸共重合体、イタコン酸共重合体、クロトン酸共重合体、マレイン酸共重合体、部分エステル化マレイン酸共重合体等、並びに側鎖にカルボン酸を有する酸性セルロース誘導体、水酸基を有するポリマーに酸無水物を付加させたもの等が挙げられ、さらに側鎖に(メタ)アクリロイル基を有する高分子重合体も好ましいものとして挙げられる。
【0094】
これらの中では、特に、ベンジル(メタ)アクリレート/(メタ)アクリル酸共重合体やベンジル(メタ)アクリレート/(メタ)アクリル酸/他のモノマーからなる多元共重合体が好適である。このほか、メタクリル酸2−ヒドロキシエチルを共重合したもの等も有用なものとして挙げられる。該ポリマーは任意の量で混合して用いることができる。
【0095】
上記以外に、特開平7−140654号公報に記載の、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート/ポリスチレンマクロモノマー/ベンジルメタクリレート/メタクリル酸共重合体、2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピルアクリレート/ポリメチルメタクリレートマクロモノマー/ベンジルメタクリレート/メタクリル酸共重合体、2−ヒドロキシエチルメタクリレート/ポリスチレンマクロモノマー/メチルメタクリレート/メタクリル酸共重合体、2−ヒドロキシエチルメタクリレート/ポリスチレンマクロモノマー/ベンジルメタクリレート/メタクリル酸共重合体などが挙げられる。
【0096】
その他のアルカリ可溶のバインダー樹脂としては、特開平7−207211号公報、特開平8−259876号公報、特開平10−300922号公報、特開平11−140144号公報、特開平11−174224号公報、特開2000−56118号、特開2003−233179号、特開2009−52020号公報等に記載の公知の高分子化合物を使用することができる。
【0097】
アルカリ可溶性樹脂の具体的な構成単位については、特に、(メタ)アクリル酸及びこれと共重合可能な他の単量体の共重合体が、簡便に入手でき、アルカリ溶解性等の調整が容易なことから、好適に使用されている。
【0098】
前記(メタ)アクリル酸と共重合可能な他の単量体としては、(メタ)アクリル酸アルキル、(メタ)アクリル酸アリール、ビニル化合物などが挙げられる。ここで、アルキル基及びアリール基の水素原子は、置換基で置換されていてもよい。
【0099】
前記アルキル(メタ)アクリレート及びアリール(メタ)アクリレートの具体例としては、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、アリル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、ペンチル(メタ)アクリレート、ヘキシル(メタ)アクリレート、オクチル(メタ)アクリレート、フェニル(メタ)アクリレート、ベンジルアクリレート、トリルアクリレート、ナフチルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート等を挙げることができる。
【0100】
前記ビニル化合物としては、例えば、スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン、グリシジル(メタ)アクリレート、アクリロニトリル、ビニルアセテート、N−ビニルピロリドン、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、ポリスチレンマクロモノマー、ポリメチルメタクリレートマクロモノマー、CH=CR3132〔ここで、R31は水素原子又は炭素数1〜5のアルキル基を表し、R32は炭素数6〜10の芳香族炭化水素環を表す。〕、CH=C(R31)(COOR33)〔ここで、R31は水素原子又は炭素数1〜5のアルキル基を表し、R33は炭素数1〜8のアルキル基又は炭素数6〜12のアラルキル基を表す。〕、等を挙げることができる。
【0101】
これら共重合可能な他の単量体は、1種単独であるいは2種以上を組み合わせて用いることができる。好ましい共重合可能な他の単量体は、CH=CR3132、CH=C(R31)(COOR33)、アリル(メタ)アクリレート、フェニル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート及びスチレンから選択される少なくとも1種であり、特に好ましくは、CH=CR3132及び/又はCH=C(R31)(COOR33)である。これらの、R31、R32及びR33はそれぞれ前記したのと同義である。
【0102】
本発明の着色感光性組成物において、重合性モノマー及びバインダー樹脂は、両方を併用することが好ましい。
また、重合性モノマー及びバインダー樹脂は、それぞれ、単一化合物で用いても複数の化合物を併用してもよい。
【0103】
本発明の着色感光性組成物中、重合性モノマーの好ましい含有量は、該組成物を100質量%とした場合に、5〜80質量%が好ましく、より好ましくは10〜60質量%、更に好ましくは15〜50質量%の範囲である。
また、着色感光性組成物中におけるアルカリ可溶性樹脂等のバインダー樹脂の含有量としては、該組成物に含有される全固形分に対して、1〜20質量%が好ましく、より好ましくは2〜15質量%であり、特に好ましくは3〜12質量%である。
【0104】
また、重合性モノマー及びバインダー樹脂を併用する場合、その含有比としては、質量比(重合性モノマーの質量/バインダー樹脂の質量)で、0.1〜10の範囲が好ましく、0.4〜8の範囲がより好ましく、0.5〜5の範囲がさらに好ましい。
【0105】
<(D)光重合開始剤>
本発明の着色感光性組成物は、光重合開始剤を含有する。光重合開始剤としては、光照射によって重合を開始する能力のある公知の化合物を、限定なく広範囲に用いることができる。
【0106】
一般に用いられる公知の光重合開始剤としては、例えば、カンファーキノン、ベンゾフェノン、ベンゾフェノン誘導体、O−アシルオキシムエステル化合物、アシルホスフィン、アシルホスフィン誘導体、アセトフェノン、アセトフェノン誘導体、例えば、α−ヒドロキシシクロアルキルフェニルケトン類又は2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニル−プロパノン、ジアルコキシアセトフェノン類、α−ヒドロキシ−又は4−アロイル−1,3−ジオキソラン類、ベンゾインアルキルエーテル類及びベンジルケタール類、例えば、ベンジルジメチルケタール、グリオキサル酸フェニル及びその誘導体、二量体グリオキサル酸フェニル、ペルエステル類、例えば、ベンゾフェノンテトラカルボン酸ペルエステル類(例えば、欧州特許第1126,541号明細書に記載される化合物)、ハロメチルトリアジン類、例えば、2−〔2−(4−メトキシ−フェニル)−ビニル〕−4,6−ビス−トリクロロメチル〔1,3,5〕トリアジン、2−(4−メトキシ−フェニル)−4,6−ビス−トリクロロメチル〔1,3,5〕トリアジン、2−(3,4−ジメトキシ−フェニル)−4,6−ビス−トリクロロメチル〔1,3,5〕トリアジン、2−メチル−4,6−ビス−トリクロロメチル〔1,3,5〕トリアジン、ヘキサアリールビスイミダゾール/共同開始剤系、例えば、2−メルカプトベンゾチアゾールと組み合わせたオルト−クロロヘキサフェニル−ビスイミダゾール;フェロセニウム化合物又はチタノセン類(titanocenes)、例えば、ジシクロペンタジエニル−ビス(2,6−ジフルオロ−3−ピロロ−フェニル)チタン;例えば、GB2,339,571号明細書に記載されるようなO−アシルオキシムエステル化合物との混合物を使用することもできる。共同開始剤として、ホウ酸化合物を使用することもできる。
【0107】
これらの中でも、光重合開始剤としては、露光感度の観点からは、O−アシルオキシムエステル化合物(以下、O−アシルオキシム系開始剤とも称する。)が好ましい。
【0108】
〜O−アシルオキシム系開始剤〜
O−アシルオキシム系開始剤は、特開2000−80068号公報、特開2001−233842号公報等に記載のオキシム系開始剤等の公知である開始剤の中から適宜選択できる。そのようなO−アシルオキシム系開始剤の具体例としては、1−(4−フェニルスルファニル−フェニル)−ブタン−1,2−ジオン2−オキシム−O−ベンゾアート、1−(4−フェニルスルファニル−フェニル)−オクタン−1,2−ジオン2−オキシム−O−ベンゾアート、1−(4−フェニルスルファニル−フェニル)−オクタン−1−オンオキシム−O−アセタート、1−(4−フェニルスルファニル−フェニル)−ブタン−1−オンオキシム−O−アセタート等が挙げられる。O−アシルオキシム系開始剤としては、一種の化合物を用いても二種以上の化合物を併用してもよい。
【0109】
上記のほか、より少ない露光量で矩形性の良好な断面プロファイルのパターンが得られる点からは、下記一般式(I)で表される化合物も好適な光重合開始剤として挙げることができる。
【0110】
【化4】

【0111】
一般式(I)において、R及びBは、各々独立に、一価の置換基を表し、Aは二価の有機基を表し、Arはアリール基を表す。
【0112】
一般式(I)中、Rで表される一価の置換基としては、以下に示す一価の非金属原子団であることが好ましい。
即ち、Rで表される一価の非金属原子団としては、置換基を有してもよいアルキル基、置換基を有してもよいアリール基、置換基を有してもよいアルケニル基、置換基を有してもよいアルキニル基、置換基を有してもよいアルキルスルフィニル基、置換基を有してもよいアリールスルフィニル基、置換基を有してもよいアルキルスルホニル基、置換基を有してもよいアリールスルホニル基、置換基を有してもよいアシル基、置換基を有してもよいアルコキシカルボニル基、置換基を有してもよいアリールオキシカルボニル基、置換基を有してもよいホスフィノイル基、置換基を有してもよい複素環基、置換基を有してもよいアルキルチオカルボニル基、置換基を有してもよいアリールチオカルボニル基、置換基を有してもよいジアルキルアミノカルボニル基、置換基を有してもよいジアルキルアミノチオカルボニル基等が挙げられる。
【0113】
置換基を有してもよいアルキル基としては、炭素数1〜30のアルキル基が好ましく、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ヘキシル基、オクチル基、デシル基、ドデシル基、オクダデシル基、イソプロピル基、イソブチル基、sec−ブチル基、t−ブチル基、1−エチルペンチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、トリフルオロメチル基、2−エチルヘキシル基、フェナシル基、1−ナフトイルメチル基、2−ナフトイルメチル基、4−メチルスルファニルフェナシル基、4−フェニルスルファニルフェナシル基、4−ジメチルアミノフェナシル基、4−シアノフェナシル基、4−メチルフェナシル基、2−メチルフェナシル基、3−フルオロフェナシル基、3−トリフルオロメチルフェナシル基、3−ニトロフェナシル基等が挙げられる。
【0114】
置換基を有してもよいアリール基としては、炭素数6〜30のアリール基が好ましく、フェニル基、ビフェニル基、1−ナフチル基、2−ナフチル基、9−アンスリル基、9−フェナントリル基、1−ピレニル基、5−ナフタセニル基、1−インデニル基、2−アズレニル基、9−フルオレニル基、ターフェニル基、クオーターフェニル基、o−、m−、及びp−トリル基、キシリル基、o−、m−、及びp−クメニル基、メシチル基、ペンタレニル基、ビナフタレニル基、ターナフタレニル基、クオーターナフタレニル基、ヘプタレニル基、ビフェニレニル基、インダセニル基、フルオランテニル基、アセナフチレニル基、アセアントリレニル基、フェナレニル基、フルオレニル基、アントリル基、ビアントラセニル基、ターアントラセニル基、クオーターアントラセニル基、アントラキノリル基、フェナントリル基、トリフェニレニル基、ピレニル基、クリセニル基、ナフタセニル基、プレイアデニル基、ピセニル基、ペリレニル基、ペンタフェニル基、ペンタセニル基、テトラフェニレニル基、ヘキサフェニル基、ヘキサセニル基、ルビセニル基、コロネニル基、トリナフチレニル基、ヘプタフェニル基、ヘプタセニル基、ピラントレニル基、オバレニル基等が挙げられる。
【0115】
置換基を有してもよいアルケニル基としては、炭素数2〜10のアルケニル基が好ましく、例えば、ビニル基、アリル基、スチリル基等が挙げられる。
【0116】
置換基を有してもよいアルキニル基としては、炭素数2〜10のアルキニル基が好ましく、例えば、エチニル基、プロピニル基、プロパルギル基等が挙げられる。
【0117】
置換基を有してもよいアルキルスルフィニル基としては、炭素数1〜20のアルキルスルフィニル基が好ましく、例えば、メチルスルフィニル基、エチルスルフィニル基、プロピルスルフィニル基、イソプロピルスルフィニル基、ブチルスルフィニル基、ヘキシルスルフィニル基、シクロヘキシルスルフィニル基、オクチルスルフィニル基、2−エチルヘキシルスルフィニル基、デカノイルスルフィニル基、ドデカノイルスルフィニル基、オクタデカノイルスルフィニル基、シアノメチルスルフィニル基、メトキシメチルスルフィニル基等が挙げられる。
【0118】
置換基を有してもよいアリールスルフィニル基としては、炭素数6〜30のアリールスルフィニル基が好ましく、例えば、フェニルスルフィニル基、1−ナフチルスルフィニル基、2−ナフチルスルフィニル基、2−クロロフェニルスルフィニル基、2−メチルフェニルスルフィニル基、2−メトキシフェニルスルフィニル基、2−ブトキシフェニルスルフィニル基、3−クロロフェニルスルフィニル基、3−トリフルオロメチルフェニルスルフィニル基、3−シアノフェニルスルフィニル基、3−ニトロフェニルスルフィニル基、4−フルオロフェニルスルフィニル基、4−シアノフェニルスルフィニル基、4−メトキシフェニルスルフィニル基、4−メチルスルファニルフェニルスルフィニル基、4−フェニルスルファニルフェニルスルフィニル基、4−ジメチルアミノフェニルスルフィニル基等が挙げられる。
【0119】
置換基を有してもよいアルキルスルホニル基としては、炭素数1〜20のアルキルスルホニル基が好ましく、例えば、メチルスルホニル基、エチルスルホニル基、プロピルスルホニル基、イソプロピルスルホニル基、ブチルスルホニル基、ヘキシルスルホニル基、シクロヘキシルスルホニル基、オクチルスルホニル基、2−エチルヘキシルスルホニル基、デカノイルスルホニル基、ドデカノイルスルホニル基、オクタデカノイルスルホニル基、シアノメチルスルホニル基、メトキシメチルスルホニル基、パーフルオロアルキルスルホニル基等が挙げられる。
【0120】
置換基を有してもよいアリールスルホニル基としては、炭素数6〜30のアリールスルホニル基が好ましく、例えば、フェニルスルホニル基、1−ナフチルスルホニル基、2−ナフチルスルホニル基、2−クロロフェニルスルホニル基、2−メチルフェニルスルホニル基、2−メトキシフェニルスルホニル基、2−ブトキシフェニルスルホニル基、3−クロロフェニルスルホニル基、3−トリフルオロメチルフェニルスルホニル基、3−シアノフェニルスルホニル基、3−ニトロフェニルスルホニル基、4−フルオロフェニルスルホニル基、4−シアノフェニルスルホニル基、4−メトキシフェニルスルホニル基、4−メチルスルファニルフェニルスルホニル基、4−フェニルスルファニルフェニルスルホニル基、4−ジメチルアミノフェニルスルホニル基等が挙げられる。
【0121】
置換基を有してもよいアシル基としては、炭素数2〜20のアシル基が好ましく、例えば、アセチル基、プロパノイル基、ブタノイル基、トリフルオロメチルカルボニル基、ペンタノイル基、ベンゾイル基、1−ナフトイル基、2−ナフトイル基、4−メチルスルファニルベンゾイル基、4−フェニルスルファニルベンゾイル基、4−ジメチルアミノベンゾイル基、4−ジエチルアミノベンゾイル基、2−クロロベンゾイル基、2−メチルベンゾイル基、2−メトキシベンゾイル基、2−ブトキシベンゾイル基、3−クロロベンゾイル基、3−トリフルオロメチルベンゾイル基、3−シアノベンゾイル基、3−ニトロベンゾイル基、4−フルオロベンゾイル基、4−シアノベンゾイル基、4−メトキシベンゾイル基等が挙げられる。
【0122】
置換基を有してもよいアルコキシカルボニル基としては、炭素数2〜20のアルコキシカルボニル基が好ましく、例えば、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、プロポキシカルボニル基、ブトキシカルボニル基、ヘキシルオキシカルボニル基、オクチルオキシカルボニル基、デシルオキシカルボニル基、オクタデシルオキシカルボニル基、トリフルオロメチルオキシカルボニル基等が挙げられる。
【0123】
置換基を有してもよいアリールオキシカルボニル基としては、フェノキシカルボニル基、1−ナフチルオキシカルボニル基、2−ナフチルオキシカルボニル基、4−メチルスルファニルフェニルオキシカルボニル基、4−フェニルスルファニルフェニルオキシカルボニル基、4−ジメチルアミノフェニルオキシカルボニル基、4−ジエチルアミノフェニルオキシカルボニル基、2−クロロフェニルオキシカルボニル基、2−メチルフェニルオキシカルボニル基、2−メトキシフェニルオキシカルボニル基、2−ブトキシフェニルオキシカルボニル基、3−クロロフェニルオキシカルボニル基、3−トリフルオロメチルフェニルオキシカルボニル基、3−シアノフェニルオキシカルボニル基、3−ニトロフェニルオキシカルボニル基、4−フルオロフェニルオキシカルボニル基、4−シアノフェニルオキシカルボニル基、4−メトキシフェニルオキシカルボニル基等が挙げられる。
【0124】
置換基を有してもよいホスフィノイル基としては、総炭素数2〜50のホスフィノイル基が好ましく、例えば、ジメチルホスフィノイル基、ジエチルホスフィノイル基、ジプロピルホスフィノイル基、ジフェニルホスフィノイル基、ジメトキシホスフィノイル基、ジエトキシホスフィノイル基、ジベンゾイルホスフィノイル基、ビス(2,4,6−トリメチルフェニル)ホスフィノイル基等が挙げられる。
【0125】
置換基を有してもよい複素環基としては、窒素原子、酸素原子、硫黄原子、リン原子を含む、芳香族或いは脂肪族の複素環が好ましい。例えば、チエニル基、ベンゾ[b]チエニル基、ナフト[2,3−b]チエニル基、チアントレニル基、フリル基、ピラニル基、イソベンゾフラニル基、クロメニル基、キサンテニル基、フェノキサチイニル基、2H−ピロリル基、ピロリル基、イミダゾリル基、ピラゾリル基、ピリジル基、ピラジニル基、ピリミジニル基、ピリダジニル基、インドリジニル基、イソインドリル基、3H−インドリル基、インドリル基、1H−インダゾリル基、プリニル基、4H−キノリジニル基、イソキノリル基、キノリル基、フタラジニル基、ナフチリジニル基、キノキサニリル基、キナゾリニル基、シンノリニル基、プテリジニル基、4aH−カルバゾリル基、カルバゾリル基、β−カルボリニル基、フェナントリジニル基、アクリジニル基、ペリミジニル基、フェナントロリニル基、フェナジニル基、フェナルサジニル基、イソチアゾリル基、フェノチアジニル基、イソキサゾリル基、フラザニル基、フェノキサジニル基、イソクロマニル基、クロマニル基、ピロリジニル基、ピロリニル基、イミダゾリジニル基、イミダゾリニル基、ピラゾリジニル基、ピラゾリニル基、ピペリジル基、ピペラジニル基、インドリニル基、イソインドリニル基、キヌクリジニル基、モルホリニル基、チオキサントリル基等が挙げられる。
【0126】
置換基を有してもよいアルキルチオカルボニル基としては、例えば、メチルチオカルボニル基、プロピルチオカルボニル基、ブチルチオカルボニル基、ヘキシルチオカルボニル基、オクチルチオカルボニル基、デシルチオカルボニル基、オクタデシルチオカルボニル基、トリフルオロメチルチオカルボニル基等が挙げられる。
【0127】
置換基を有してもよいアリールチオカルボニル基としては、1−ナフチルチオカルボニル基、2−ナフチルチオカルボニル基、4−メチルスルファニルフェニルチオカルボニル基、4−フェニルスルファニルフェニルチオカルボニル基、4−ジメチルアミノフェニルチオカルボニル基、4−ジエチルアミノフェニルチオカルボニル基、2−クロロフェニルチオカルボニル基、2−メチルフェニルチオカルボニル基、2−メトキシフェニルチオカルボニル基、2−ブトキシフェニルチオカルボニル基、3−クロロフェニルチオカルボニル基、3−トリフルオロメチルフェニルチオカルボニル基、3−シアノフェニルチオカルボニル基、3−ニトロフェニルチオカルボニル基、4−フルオロフェニルチオカルボニル基、4−シアノフェニルチオカルボニル基、4−メトキシフェニルチオカルボニル基等が挙げられる。
【0128】
置換基を有してもよいジアルキルアミノカルボニル基としては、ジメチルアミノカルボニル基、ジメエルアミノカルボニル基、ジプロピルアミノカルボニル基、ジブチルアミノカルボニル基等が挙げられる。
【0129】
置換基を有してもよいジアルキルアミノチオカルボニル基としては、ジメチルアミノチオカルボニル基、ジプロピルアミノチオカルボニル基、ジブチルアミノチオカルボニル基等が挙げられる。
【0130】
中でも、高感度化の点から、Rとしてはアシル基がより好ましく、具体的には、アセチル基、エチロイル基、プロピオイル基、ベンゾイル基、トルイル基が好ましい。
【0131】
一般式(I)中、Bで表される一価の置換基としては、置換基を有してもよいアリール基、置換基を有してもよい複素環基、置換基を有してもよいアリールカルボニル基、又は、置換基を有してもよい複素環カルボニル基を表す。中でも、特に好ましくは以下に示す構造を有する一価の置換基である。下記の構造を有する一価の置換基中、Y、X、及びnは、それぞれ、後述する一般式(II)におけるY、X、及びnと同義であり、好ましい例も同様である。
【0132】
【化5】

【0133】
一般式(I)中、Aで表される二価の有機基としては、置換基を有してもよい炭素数1〜12のアルキレン、置換基を有してもよいシクロヘキシレン、置換基を有してもよいアルキニレンが挙げられる。
これらの基に導入しうる置換基としては、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等のハロゲン基、メトキシ基、エトキシ基、tert−ブトキシ基等のアルコキシ基、フェノキシ基、p−トリルオキシ基等のアリールオキシ基、メトキシカルボニル基、ブトキシカルボニル基、フェノキシカルボニル基等のアルコキシカルボニル基、アセトキシ基、プロピオニルオキシ基、ベンゾイルオキシ基等のアシルオキシ基、アセチル基、ベンゾイル基、イソブチリル基、アクリロイル基、メタクリロイル基、メトキサリル基等のアシル基、メチルスルファニル基、t−ブチルスルファニル基等のアルキルスルファニル基、フェニルスルファニル基、p−トリルスルファニル基等のアリールスルファニル基、メチルアミノ基、シクロヘキシルアミノ基等のアルキルアミノ基、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、モルホリノ基、ピペリジノ基等のジアルキルアミノ基、フェニルアミノ基、p−トリルアミノ基等のアリールアミノ基、メチル基、エチル基、t−ブチル基、ドデシル基等のアルキル基、フェニル基、p−トリル基、キシリル基、クメニル基、ナフチル基、アンスリル基、フェナントリル基等のアリール基等の他、ヒドロキシ基、カルボキシ基、ホルミル基、メルカプト基、スルホ基、メシル基、p−トルエンスルホニル基、アミノ基、ニトロ基、シアノ基、トリフルオロメチル基、トリクロロメチル基、トリメチルシリル基、ホスフィニコ基、ホスホノ基、トリメチルアンモニウミル基、ジメチルスルホニウミル基、トリフェニルフェナシルホスホニウミル基等が挙げられる。
中でも、Aとしては、感度を高め、加熱経時による着色を抑制する点から、無置換のアルキレン基、アルキル基(例えば、メチル基、エチル基、t−ブチル基、ドデシル基)で置換されたアルキレン基、アルケニル基(例えば、ビニル基、アリル基)で置換されたアルキレン基、アリール基(例えば、フェニル基、p−トリル基、キシリル基、クメニル基、ナフチル基、アンスリル基、フェナントリル基、スチリル基)で置換されたアルキレン基が好ましい。
【0134】
一般式(I)中、Arで表されるアリール基としては、炭素数6〜30のアリール基が好ましく、また、置換基を有していてもよい。
Arで表されるアリール基として具体的には、フェニル基、ビフェニル基、1−ナフチル基、2−ナフチル基、9−アンスリル基、9−フェナントリル基、1−ピレニル基、5−ナフタセニル基、1−インデニル基、2−アズレニル基、9−フルオレニル基、ターフェニル基、クオーターフェニル基、o−、m−、及びp−トリル基、キシリル基、o−、m−、及びp−クメニル基、メシチル基、ペンタレニル基、ビナフタレニル基、ターナフタレニル基、クオーターナフタレニル基、ヘプタレニル基、ビフェニレニル基、インダセニル基、フルオランテニル基、アセナフチレニル基、アセアントリレニル基、フェナレニル基、フルオレニル基、アントリル基、ビアントラセニル基、ターアントラセニル基、クオーターアントラセニル基、アントラキノリル基、フェナントリル基、トリフェニレニル基、ピレニル基、クリセニル基、ナフタセニル基、プレイアデニル基、ピセニル基、ペリレニル基、ペンタフェニル基、ペンタセニル基、テトラフェニレニル基、ヘキサフェニル基、ヘキサセニル基、ルビセニル基、コロネニル基、トリナフチレニル基、ヘプタフェニル基、ヘプタセニル基、ピラントレニル基、オバレニル基等が挙げられる。中でも、感度を高め、加熱経時による着色を抑制する点から、置換又は無置換のフェニル基が好ましい。
【0135】
上記フェニル基が置換基を有している場合、その置換基としては、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等のハロゲン基、メトキシ基、エトキシ基、t−ブトキシ基等のアルコキシ基、フェノキシ基、p−トリルオキシ基等のアリールオキシ基、メチルチオキシ基、エチルチオキシ基、t−ブチルチオキシ基等のアルキルチオキシ基、フェニルチオキシ基、p−トリルチオキシ基等のアリールチオオキシ基、メトキシカルボニル基、ブトキシカルボニル基、フェノキシカルボニル基等のアルコキシカルボニル基、アセトキシ基、プロピオニルオキシ基、ベンゾイルオキシ基等のアシルオキシ基、アセチル基、ベンゾイル基、イソブチリル基、アクリロイル基、メタクリロイル基、メトキサリル基等のアシル基、メチルスルファニル基、t−ブチルスルファニル基等のアルキルスルファニル基、フェニルスルファニル基、p−トリルスルファニル基等のアリールスルファニル基、メチルアミノ基、シクロヘキシルアミノ基等のアルキルアミノ基、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、モルホリノ基、ピペリジノ基等のジアルキルアミノ基、フェニルアミノ基、p−トリルアミノ基等のアリールアミノ基、エチル基、t−ブチル基、ドデシル基等のアルキル基、ヒドロキシ基、カルボキシ基、ホルミル基、メルカプト基、スルホ基、メシル基、p−トルエンスルホニル基、アミノ基、ニトロ基、シアノ基、トリフルオロメチル基、トリクロロメチル基、トリメチルシリル基、ホスフィニコ基、ホスホノ基、トリメチルアンモニウミル基、ジメチルスルホニウミル基、トリフェニルフェナシルホスホニウミル基等が挙げられる。
【0136】
一般式(I)においては、Arと隣接するSとで形成される「SAr」の構造が、以下に示す構造であることが感度の点で好ましい。
【0137】
【化6】

【0138】
一般式(I)で表される化合物は、下記一般式(II)で表される化合物であることが好ましい。
【0139】
【化7】

【0140】
一般式(II)中、R及びXは各々独立に一価の置換基を表し、A及びYは各々独立に二価の有機基を表し、Arはアリール基を表す。nは0〜5の整数である。
【0141】
一般式(2)におけるR、A、及びArは、前記一般式(I)におけるR、A、及びArと同義であり、好ましい例も同様である。
【0142】
一般式(II)中、Xで表される一価の置換基としては、置換基を有してもよいアルキル基、置換基を有してもよいアリール基、置換基を有してもよいアルケニル基、置換基を有してもよいアルキニル基、置換基を有してもよいアルコキシ基、置換基を有してもよいアリールオキシ基、置換基を有してもよいアルキルチオキシ基、置換基を有してもよいアリールチオキシ基、置換基を有してもよいアシルオキシ基、置換基を有してもよいアルキルスルファニル基、置換基を有してもよいアリールスルファニル基、置換基を有してもよいアルキルスルフィニル基、置換基を有してもよいアリールスルフィニル基、置換基を有してもよいアルキルスルホニル基、置換基を有してもよいアリールスルホニル基、置換基を有してもよいアシル基、置換基を有してもよいアルコキシカルボニル基、置換基を有してもよいカルバモイル基、置換基を有してもよいスルファモイル基、置換基を有してもよいアミノ基、置換基を有してもよいホスフィノイル基、置換基を有してもよい複素環基、ハロゲン原子等が挙げられる。
【0143】
置換基を有してもよいアルキル基としては、炭素数1〜30のアルキル基が好ましく、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ヘキシル基、オクチル基、デシル基、ドデシル基、オクダデシル基、イソプロピル基、イソブチル基、s−ブチル基、t−ブチル基、1−エチルペンチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、トリフルオロメチル基、2−エチルヘキシル基、フェナシル基、1−ナフトイルメチル基、2−ナフトイルメチル基、4−メチルスルファニルフェナシル基、4−フェニルスルファニルフェナシル基、4−ジメチルアミノフェナシル基、4−シアノフェナシル基4−メチルフェナシル基、2−メチルフェナシル基、3−フルオロフェナシル基、3−トリフルオロメチルフェナシル基、3−ニトロフェナシル基等が挙げられる。
【0144】
置換基を有してもよいアリール基としては、炭素数6〜30のアリール基が好ましく、フェニル基、ビフェニル基、1−ナフチル基、2−ナフチル基、9−アンスリル基、9−フェナントリル基、1−ピレニル基、5−ナフタセニル基、1−インデニル基、2−アズレニル基、9−フルオレニル基、ターフェニル基、クオーターフェニル基、o−、m−、及びp−トリル基、キシリル基、o−、m−、及びp−クメニル基、メシチル基、ペンタレニル基、ビナフタレニル基、ターナフタレニル基、クオーターナフタレニル基、ヘプタレニル基、ビフェニレニル基、インダセニル基、フルオランテニル基、アセナフチレニル基、アセアントリレニル基、フェナレニル基、フルオレニル基、アントリル基、ビアントラセニル基、ターアントラセニル基、クオーターアントラセニル基、アントラキノリル基、フェナントリル基、トリフェニレニル基、ピレニル基、クリセニル基、ナフタセニル基、プレイアデニル基、ピセニル基、ペリレニル基、ペンタフェニル基、ペンタセニル基、テトラフェニレニル基、ヘキサフェニル基、ヘキサセニル基、ルビセニル基、コロネニル基、トリナフチレニル基、ヘプタフェニル基、ヘプタセニル基、ピラントレニル基、オバレニル基等がある。
【0145】
置換基を有してもよいアルケニル基としては、炭素数2〜10のアルケニル基が好ましく、例えば、ビニル基、アリル基、スチリル基等が挙げられる。
【0146】
置換基を有してもよいアルキニル基としては、炭素数2〜10のアルキニル基が好ましく、例えば、エチニル基、プロピニル基、プロパルギル基等が挙げられる。
【0147】
置換基を有してもよいアルコキシ基としては、炭素数1〜30のアルコキシ基が好ましく、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロピルオキシ基、イソプロピルオキシ基、ブトキシ基、イソブトキシ基、sec−ブトキシ基、tert−ブトキシ基、ペンチルオキシ基、イソペンチルオキシ基、ヘキシルオキシキ、ヘプチルオキシ基、オクチルオキシ基、2−エチルヘキシルオキシ基、デシルオキシ基、ドデシルオキシ基、オクタデシルオキシ基、エトキシカルボニルメチル基、2−エチルヘキシルオキシカルボニルメチルオキシ基、アミノカルボニルメチルオキシ基、N,N−ジブチルアミノカルボニルメチルオキシ基、N−メチルアミノカルボニルメチルオキシ基、N−エチルアミノカルボニルメチルオキシ基、N−オクチルアミノカルボニルメチルオキシ基、N−メチル−N−ベンジルアミノカルボニルメチルオキシ基、ベンジルオキシ基、シアノメチルオキシ基等が挙げられる。
【0148】
置換基を有してもよいアリールオキシ基としては、炭素数6〜30のアリールオキシ基が好ましく、例えば、フェニルオキシ基、1−ナフチルオキシ基、2−ナフチルオキシ基、2−クロロフェニルオキシ基、2−メチルフェニルオキシ基、2−メトキシフェニルオキシ基、2−ブトキシフェニルオキシ基、3−クロロフェニルオキシ基、3−トリフルオロメチルフェニルオキシ基、3−シアノフェニルオキシ基、3−ニトロフェニルオキシ基、4−フルオロフェニルオキシ基、4−シアノフェニルオキシ基、4−メトキシフェニルオキシ基、4−ジメチルアミノフェニルオキシ基、4−メチルスルファニルフェニルオキシ基、4−フェニルスルファニルフェニルオキシ基等がある。
【0149】
置換基を有してもよいアルキルチオキシ基としては、炭素数1〜30のチオアルコキシ基が好ましく、例えば、メチルチオキシ基、エチルチオキシ基、プロピルチオキシ基、イソプロピルチオキシ基、ブチルチオキシ基、イソブチルチオキシ基、s−ブチルチオキシ基、t−ブチルチオキシ基、ペンチルチオキシ基、イソペンチルチオキシ基、ヘキシルチオキシキ、ヘプチルチオキシ基、オクチルチオキシ基、2−エチルヘキシルチオキシ基、デシルチオキシ基、ドデシルチオキシ基、オクタデシルチオキシ基、ベンジルチオキシ基等が挙げられる。
【0150】
置換基を有してもよいアリールチオキシ基としては、炭素数6〜30のアリールチオキシ基が好ましく、例えば、フェニルチオキシ基、1−ナフチルチオキシ基、2−ナフチルチオキシ基、2−クロロフェニルチオキシ基、2−メチルフェニルチオキシ基、2−メトキシフェニルチオキシ基、2−ブトキシフェニルチオキシ基、3−クロロフェニルチオキシ基、3−トリフルオロメチルフェニルチオキシ基、3−シアノフェニルチオキシ基、3−ニトロフェニルチオキシ基、4−フルオロフェニルチオキシ基、4−シアノフェニルチオキシ基、4−メトキシフェニルチオキシ基、4−ジメチルアミノフェニルチオキシ基、4−メチルスルファニルフェニルチオキシ基、4−フェニルスルファニルフェニルチオキシ基等がある。
【0151】
置換基を有してもよいアシルオキシ基としては、炭素数2〜20のアシルオキシ基が好ましく、例えば、アセチルオキシ基、プロパノイルオキシ基、ブタノイルオキシ基、ペンタノイルオキシ基、トリフルオロメチルカルボニルオキシ基、ベンゾイルオキシ基、1−ナフチルカルボニルオキシ基、2−ナフチルカルボニルオキシ基等が挙げられる。
【0152】
置換基を有してもよいアルキルスルファニル基としては、炭素数1〜20のアルキルスルファニル基が好ましく、例えば、メチルスルファニル基、エチルスルファニル基、プロピルスルファニル基、イソプロピルスルファニル基、ブチルスルファニル基、ヘキシルスルファニル基、シクロヘキシルスルファニル基、オクチルスルファニル基、2−エチルヘキシルスルファニル基、デカノイルスルファニル基、ドデカノイルスルファニル基、オクタデカノイルスルファニル基、シアノメチルスルファニル基、メトキシメチルスルファニル基等が挙げられる。
【0153】
置換基を有してもよいアリールスルファニル基としては、炭素数6〜30のアリールスルファニル基が好ましく、例えば、フェニルスルファニル基、1−ナフチルスルファニル基、2−ナフチルスルファニル基、2−クロロフェニルスルファニル基、2−メチルフェニルスルファニル基、2−メトキシフェニルスルファニル基、2−ブトキシフェニルスルファニル基、3−クロロフェニルスルファニル基、3−トリフルオロメチルフェニルスルファニル基、3−シアノフェニルスルファニル基、3−ニトロフェニルスルファニル基、4−フルオロフェニルスルファニル基、4−シアノフェニルスルファニル基、4−メトキシフェニルスルファニル基、4−メチルスルファニルフェニルスルファニル基、4−フェニルスルファニルフェニルスルファニル基、4−ジメチルアミノフェニルスルファニル基等が挙げられる。
【0154】
置換基を有してもよいアルキルスルフィニル基としては、炭素数1〜20のアルキルスルフィニル基が好ましく、例えば、メチルスルフィニル基、エチルスルフィニル基、プロピルスルフィニル基、イソプロピルスルフィニル基、ブチルスルフィニル基、ヘキシルスルフィニル基、シクロヘキシルスルフィニル基、オクチルスルフィニル基、2−エチルヘキシルスルフィニル基、デカノイルスルフィニル基、ドデカノイルスルフィニル基、オクタデカノイルスルフィニル基、シアノメチルスルフィニル基、メトキシメチルスルフィニル基等が挙げられる。
【0155】
置換基を有してもよいアリールスルフィニル基としては、炭素数6〜30のアリールスルフィニル基が好ましく、例えば、フェニルスルフィニル基、1−ナフチルスルフィニル基、2−ナフチルスルフィニル基、2−クロロフェニルスルフィニル基、2−メチルフェニルスルフィニル基、2−メトキシフェニルスルフィニル基、2−ブトキシフェニルスルフィニル基、3−クロロフェニルスルフィニル基、3−トリフルオロメチルフェニルスルフィニル基、3−シアノフェニルスルフィニル基、3−ニトロフェニルスルフィニル基、4−フルオロフェニルスルフィニル基、4−シアノフェニルスルフィニル基、4−メトキシフェニルスルフィニル基、4−メチルスルファニルフェニルスルフィニル基、4−フェニルスルファニルフェニルスルフィニル基、4−ジメチルアミノフェニルスルフィニル基等が挙げられる。
【0156】
置換基を有してもよいアルキルスルホニル基としては、炭素数1〜20のアルキルスルホニル基が好ましく、例えば、メチルスルホニル基、エチルスルホニル基、プロピルスルホニル基、イソプロピルスルホニル基、ブチルスルホニル基、ヘキシルスルホニル基、シクロヘキシルスルホニル基、オクチルスルホニル基、2−エチルヘキシルスルホニル基、デカノイルスルホニル基、ドデカノイルスルホニル基、オクタデカノイルスルホニル基、シアノメチルスルホニル基、メトキシメチルスルホニル基等が挙げられる。
【0157】
置換基を有してもよいアリールスルホニル基としては、炭素数6〜30のアリールスルホニル基が好ましく、例えば、フェニルスルホニル基、1−ナフチルスルホニル基、2−ナフチルスルホニル基、2−クロロフェニルスルホニル基、2−メチルフェニルスルホニル基、2−メトキシフェニルスルホニル基、2−ブトキシフェニルスルホニル基、3−クロロフェニルスルホニル基、3−トリフルオロメチルフェニルスルホニル基、3−シアノフェニルスルホニル基、3−ニトロフェニルスルホニル基、4−フルオロフェニルスルホニル基、4−シアノフェニルスルホニル基、4−メトキシフェニルスルホニル基、4−メチルスルファニルフェニルスルホニル基、4−フェニルスルファニルフェニルスルホニル基、4−ジメチルアミノフェニルスルホニル基等が挙げられる。
【0158】
置換基を有してもよいアシル基としては、炭素数2〜20のアシル基が好ましく、例えば、アセチル基、プロパノイル基、ブタノイル基、トリフルオロメチルカルボニル基、ペンタノイル基、ベンゾイル基、1−ナフトイル基、2−ナフトイル基、4−メチルスルファニルベンゾイル基、4−フェニルスルファニルベンゾイル基、4−ジメチルアミノベンゾイル基、4−ジエチルアミノベンゾイル基、2−クロロベンゾイル基、2−メチルベンゾイル基、2−メトキシベンゾイル基、2−ブトキシベンゾイル基、3−クロロベンゾイル基、3−トリフルオロメチルベンゾイル基、3−シアノベンゾイル基、3−ニトロベンゾイル基、4−フルオロベンゾイル基、4−シアノベンゾイル基、4−メトキシベンゾイル基等が挙げられる。
【0159】
置換基を有してもよいアルコキシカルボニル基としては、炭素数2〜20のアルコキシカルボニル基が好ましく、例えば、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、プロポキシカルボニル基、ブトキシカルボニル基、ヘキシルオキシカルボニル基、オクチルオキシカルボニル基、デシルオキシカルボニル基、オクタデシルオキシカルボニル基、フェノキシカルボニル基、トリフルオロメチルオキシカルボニル基、1−ナフチルオキシカルボニル基、2−ナフチルオキシカルボニル基、4−メチルスルファニルフェニルオキシカルボニル基、4−フェニルスルファニルフェニルオキシカルボニル基、4−ジメチルアミノフェニルオキシカルボニル基、4−ジエチルアミノフェニルオキシカルボニル基、2−クロロフェニルオキシカルボニル基、2−メチルフェニルオキシカルボニル基、2−メトキシフェニルオキシカルボニル基、2−ブトキシフェニルオキシカルボニル基、3−クロロフェニルオキシカルボニル基、3−トリフルオロメチルフェニルオキシカルボニル基、3−シアノフェニルオキシカルボニル基、3−ニトロフェニルオキシカルボニル基、4−フルオロフェニルオキシカルボニル基、4−シアノフェニルオキシカルボニル基、4−メトキシフェニルオキシカルボニル基等が挙げられる。
【0160】
置換基を有してもよいカルバモイル基としては、総炭素数1〜30のカルバモイル基が好ましく、例えば、N−メチルカルバモイル基、N−エチルカルバモイル基、N−プロピルカルバモイル基、N−ブチルカルバモイル基、N−ヘキシルカルバモイル基、N−シクロヘキシルカルバモイル基、N−オクチルカルバモイル基、N−デシルカルバモイル基、N−オクタデシルカルバモイル基、N−フェニルカルバモイル基、N−2−メチルフェニルカルバモイル基、N−2−クロロフェニルカルバモイル基、N−2−イソプロポキシフェニルカルバモイル基、N−2−(2−エチルヘキシル)フェニルカルバモイル基、N−3−クロロフェニルカルバモイル基、N−3−ニトロフェニルカルバモイル基、N−3−シアノフェニルカルバモイル基、N−4−メトキシフェニルカルバモイル基、N−4−シアノフェニルカルバモイル基、N−4−メチルスルファニルフェニルカルバモイル基、N−4−フェニルスルファニルフェニルカルバモイル基、N−メチル−N−フェニルカルバモイル基、N、N−ジメチルカルバモイル基、N、N−ジブチルカルバモイル基、N、N−ジフェニルカルバモイル基等が挙げられる。
【0161】
置換基を有してもよいスルファモイル基としては、総炭素数0〜30のスルファモイル基が好ましく、例えば、スルファモイル基、N−アルキルスルファモイル基、N−アリールスルファモイル基、N、N−ジアルキルスルファモイル基、N、N−ジアリールスルファモイル基、N−アルキル−N−アリールスルファモオイル基等が挙げられる。より具体的には、N−メチルスルファモイル基、N−エチルスルファモイル基、N−プロピルスルファモイル基、N−ブチルスルファモイル基、N−ヘキシルスルファモイル基、N−シクロヘキシルスルファモイル基、N−オクチルスルファモイル基、N−2−エチルヘキシルスルファモイル基、N−デシルスルファモイル基、N−オクタデシルスルファモイル基、N−フェニルスルファモイル基、N−2−メチルフェニルスルファモイル基、N−2−クロロフェニルスルファモイル基、N−2−メトキシフェニルスルファモイル基、N−2−イソプロポキシフェニルスルファモイル基、N−3−クロロフェニルスルファモイル基、N−3−ニトロフェニルスルファモイル基、N−3−シアノフェニルスルファモイル基、N−4−メトキシフェニルスルファモイル基、N−4−シアノフェニルスルファモイル基、N−4−ジメチルアミノフェニルスルファモイル基、N−4−メチルスルファニルフェニルスルファモイル基、N−4−フェニルスルファニルフェニルスルファモイル基、N−メチル−N−フェニルスルファモイル基、N,N−ジメチルスルファモイル基、N,N−ジブチルスルファモイル基、N,N−ジフェニルスルファモイル基等が挙げられる。
【0162】
置換基を有してもよいアミノ基としては、総炭素数0〜50のアミノ基が好ましく、例えば、−NH、N−アルキルアミノ基、N−アリールアミノ基、N−アシルアミノ基、N−スルホニルアミノ基、N,N−ジアルキルアミノ基、N,N−ジアリールアミノ基、N−アルキル−N−アリールアミノ基、N、N−ジスルホニルアミノ基等が挙げられる。より具体的には、N−メチルアミノ基、N−エチルアミノ基、N−プロピルアミノ基、N−イソプロピルアミノ基、N−ブチルアミノ基、N−tert―ブチルアミノ基、N−ヘキシルアミノ基、N−シクロヘキシルアミノ基、N−オクチルアミノ基、N−2−エチルヘキシルアミノ基、N−デシルアミノ基、N−オクタデシルアミノ基、N−ベンジルアミノ基、N−フェニルアミノ基、N−2−メチルフェニルアミノ基、N−2−クロロフェニルアミノ基、N−2−メトキシフェニルアミノ基、N−2−イソプロポキシフェニルアミノ基、N−2−(2−エチルヘキシル)フェニルアミノ基、N−3−クロロフェニルアミノ基、N−3−ニトロフェニルアミノ基、N−3−シアノフェニルアミノ基、N−3−トリフルオロメチルフェニルアミノ基、N−4−メトキシフェニルアミノ基、N−4−シアノフェニルアミノ基、N−4−トリフルオロメチルフェニルアミノ基、N−4−メチルスルファニルフェニルアミノ基、N−4−フェニルスルファニルフェニルアミノ基、N−4−ジメチルアミノフェニルアミノ基、N−メチル−N−フェニルアミノ基、N、N−ジメチルアミノ基、N、N−ジエチルアミノ基、N、N−ジブチルアミノ基、N、N−ジフェニルアミノ基、N、N−ジアセチルアミノ基、N、N−ジベンゾイルアミノ基、N、N−(ジブチルカルボニル)アミノ基、N、N−(ジメチルスルホニル)アミノ基、N、N−(ジエチルスルホニル)アミノ基、N、N−(ジブチルスルホニル)アミノ基、N、N−(ジフェニルスルホニル)アミノ基、モルホリノ基、3,5−ジメチルモルホリノ基、カルバゾール基等が挙げられる。
【0163】
置換基を有してもよいホスフィノイル基としては、総炭素数2〜50のホスフィノイル基が好ましく、例えば、ジメチルホスフィノイル基、ジエチルホスフィノイル基、ジプロピルホスフィノイル基、ジフェニルホスフィノイル基、ジメトキシホスフィノイル基、ジエトキシホスフィノイル基、ジベンゾイルホスフィノイル基、ビス(2,4,6−トリメチルフェニル)ホスフィノイル基等が挙げられる。
【0164】
置換基を有してもよい複素環基としては、窒素原子、酸素原子、硫黄原子、リン原子を含む、芳香族或いは脂肪族の複素環が好ましい。例えば、チエニル基、ベンゾ[b]チエニル基、ナフト[2,3−b]チエニル基、チアントレニル基、フリル基、ピラニル基、イソベンゾフラニル基、クロメニル基、キサンテニル基、フェノキサチイニル基、2H−ピロリル基、ピロリル基、イミダゾリル基、ピラゾリル基、ピリジル基、ピラジニル基、ピリミジニル基、ピリダジニル基、インドリジニル基、イソインドリル基、3H−インドリル基、インドリル基、1H−インダゾリル基、プリニル基、4H−キノリジニル基、イソキノリル基、キノリル基、フタラジニル基、ナフチリジニル基、キノキサニリル基、キナゾリニル基、シンノリニル基、プテリジニル基、4aH−カルバゾリル基、カルバゾリル基、β−カルボリニル基、フェナントリジニル基、アクリジニル基、ペリミジニル基、フェナントロリニル基、フェナジニル基、フェナルサジニル基、イソチアゾリル基、フェノチアジニル基、イソキサゾリル基、フラザニル基、フェノキサジニル基、イソクロマニル基、クロマニル基、ピロリジニル基、ピロリニル基、イミダゾリジニル基、イミダゾリニル基、ピラゾリジニル基、ピラゾリニル基、ピペリジル基、ピペラジニル基、インドリニル基、イソインドリニル基、キヌクリジニル基、モルホリニル基、チオキサントリル基等がある。
【0165】
ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられる。
【0166】
更に、前述した置換基を有してもよいアルキル基、置換基を有してもよいアリール基、置換基を有してもよいアルケニル基、置換基を有してもよいアルキニル基、置換基を有してもよいアルコキシ基、置換基を有してもよいアリールオキシ基、置換基を有してもよいアルキルチオキシ基、置換基を有してもよいアリールチオキシ基、置換基を有してもよいアシルオキシ基、置換基を有してもよいアルキルスルファニル基、置換基を有してもよいアリールスルファニル基、置換基を有してもよいアルキルスルフィニル基、置換基を有してもよいアリールスルフィニル基、置換基を有してもよいアルキルスルホニル基、置換基を有してもよいアリールスルホニル基、置換基を有してもよいアシル基、置換基を有してもよいアルコキシカルボニル基、置換基を有してもよいカルバモイル基、置換基を有してもよいスルファモイル基、置換基を有してもよいアミノ基、置換基を有してもよい複素環基は、更に他の置換基で置換されていてもよい。
【0167】
そのような置換基としては、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等のハロゲン基、メトキシ基、エトキシ基、tert−ブトキシ基等のアルコキシ基、フェノキシ基、p−トリルオキシ基等のアリールオキシ基、メトキシカルボニル基、ブトキシカルボニル基、フェノキシカルボニル基等のアルコキシカルボニル基、アセトキシ基、プロピオニルオキシ基、ベンゾイルオキシ基等のアシルオキシ基、アセチル基、ベンゾイル基、イソブチリル基、アクリロイル基、メタクリロイル基、メトキサリル基等のアシル基、メチルスルファニル基、t−ブチルスルファニル基等のアルキルスルファニル基、フェニルスルファニル基、p−トリルスルファニル基等のアリールスルファニル基、メチルアミノ基、シクロヘキシルアミノ基等のアルキルアミノ基、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、モルホリノ基、ピペリジノ基等のジアルキルアミノ基、フェニルアミノ基、p−トリルアミノ基等のアリールアミノ基、メチル基、エチル基、t−ブチル基、ドデシル基等のアルキル基、フェニル基、p−トリル基、キシリル基、クメニル基、ナフチル基、アンスリル基、フェナントリル基等のアリール基等の他、ヒドロキシ基、カルボキシ基、ホルミル基、メルカプト基、スルホ基、メシル基、p−トルエンスルホニル基、アミノ基、ニトロ基、シアノ基、トリフルオロメチル基、トリクロロメチル基、トリメチルシリル基、ホスフィニコ基、ホスホノ基、トリメチルアンモニウミル基、ジメチルスルホニウミル基、トリフェニルフェナシルホスホニウミル基等が挙げられる。
【0168】
これらの中でも、Xとしては、溶剤溶解性と長波長領域の吸収効率向上の点から、置換基を有してもよいアルキル基、置換基を有してもよいアリール基、置換基を有してもよいアルケニル基、置換基を有してもよいアルキニル基、置換基を有してもよいアルコキシ基、置換基を有してもよいアリールオキシ基、置換基を有してもよいアルキルチオキシ基、置換基を有してもよいアリールチオキシ基、置換基を有してもよいアミノ基が好ましい。
また、一般式(II)におけるnは0〜5の整数を表すが、0〜2の整数が好ましい。
【0169】
一般式(II)中、Yで表される二価の有機基としては、以下に示す構造が挙げられる。なお、以下に示される基において、「*」は、一般式(II)において、Yと隣接する炭素原子との結合位置を示す。
【0170】
【化8】

【0171】
中でも、高感度化の観点から、下記に示す構造が好ましい。
【0172】
【化9】

【0173】
一般式(I)で表される化合物は、下記一般式(III)で表される化合物であることが好ましい。
【0174】
【化10】

【0175】
一般式(III)中、R及びXは各々独立に一価の置換基を表し、Aは二価の有機基を表し、Arはアリール基を表す。nは0〜5の整数である。
【0176】
一般式(III)におけるR、X、A、Ar、及びnは、前記一般式(II)におけるR、X、A、Ar、及びnとそれぞれ同義であり、好ましい例も同様である。
【0177】
本発明の着色感光性組成物における光重合開始剤の含有量は、重合性モノマー及び重合性基を有するバインダー樹脂を含む重合性化合物100質量%に対して、0.05〜30質量%が好ましく、0.1〜20質量%であることがさらに好ましく、0.2〜10質量%であることがより好ましい。
【0178】
本発明の着色感光性組成物は、共増感剤を含有することも好ましい。
本発明において共増感剤は、増感色素や開始剤の活性放射線に対する感度を一層向上させる、あるいは酸素による光重合性化合物の重合阻害を抑制する等の作用を有する。
【0179】
このような共増感剤の例としては、アミン類、例えば、M.R.Sanderら著「Journal of Polymer Society」第10巻3173頁(1972)、特公昭44−20189号公報、特開昭51−82102号公報、特開昭52−134692号公報、特開昭59−138205号公報、特開昭60−84305号公報、特開昭62−18537号公報、特開昭64−33104号公報、Research Disclosure 33825号記載の化合物等が挙げられ、具体的には、トリエタノールアミン、p−ジメチルアミノ安息香酸エチルエステル、p−ホルミルジメチルアニリン、p−メチルチオジメチルアニリン等が挙げられる。
【0180】
共増感剤の別の例としては、チオール及びスルフィド類、例えば、特開昭53−702号公報、特公昭55−500806号公報、特開平5−142772号公報記載のチオール化合物、特開昭56−75643号公報のジスルフィド化合物等が挙げられ、具体的には、2−メルカプトベンゾチアゾール、2−メルカプトベンゾオキサゾール、2−メルカプトベンゾイミダゾール、2−メルカプト−4(3H)−キナゾリン、β−メルカプトナフタレン等が挙げられる。
【0181】
また共増感剤の別の例としては、アミノ酸化合物(例、N−フェニルグリシン等)、特公昭48−42965号公報記載の有機金属化合物(例、トリブチル錫アセテート等)、特公昭55−34414号公報記載の水素供与体、特開平6−308727号公報記載のイオウ化合物(例、トリチアン等)等が挙げられる。
【0182】
共増感剤の含有量は、重合成長速度と連鎖移動のバランスによる硬化速度の向上の観点から、着色感光性組成物の全固形分の質量に対し、0.1〜30質量%の範囲が好ましく、1〜25質量%の範囲がより好ましく、0.5〜20質量%の範囲が更に好ましい。
【0183】
<(E)一般式(1)で表される酸化剤>
本発明の着色感光性組成物には、酸化剤として、下記一般式(1)で表される酸化剤(アゾキシ構造を有する酸化剤)を含有する。
【0184】
【化11】

【0185】
一般式(1)中、R及びRは、各々独立に、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜30の脂肪族基、芳香族基、脂肪族オキシ基、芳香族オキシ基、又は複素基を表し、RとRとは末端で互いに結合して環状構造を形成してもよい。
【0186】
本発明の着色感光性組成物は、その特徴的な成分として一般式(1)で表される酸化剤を含有することによって、フタロシアニン骨格を有する顔料が有する透明度、色純度を損ねることなく、耐光性に優れた着色膜を形成できると共に、着色パターン形成に適用した場合においても、現像性及び耐溶剤性の双方を両立することが可能となる。
【0187】
本発明者らは、フタロシアニン骨格を有する顔料を含有する着色感光性組成物を、ITOスパッタ後の基板上に塗布して着色パターンの如き着色膜を形成する場合において、特に着色膜の耐光性劣化が顕著であること、詳細には、フタロシアニン骨格を有する顔料を含有する着色感光性組成物を用いてITO上に着色パターンを形成した場合においては、ΔE*ab値で示される色度が経時で減少し、その色度変化は着色パターンの中央部で大きく端部で小さいとの知見を得た。このように、着色パターンにおいて、色度変化を示すΔE*ab値が経時で減少すること、酸素と最も多く接触する部位である着色パターンの端部における色度変化が小さいことは、光照射時に着色パターン中にて生じる酸化還元反応が、耐光性悪化と関連していることを示唆しているものと考えられる。
本発明の着色感光性組成物においては、一般式(1)で表される酸化剤を含有することにより、着色パターン中における酸化還元反応が最も効果的に抑制され、ITO上に着色パターンを形成するような場合においても、着色膜の優れた耐光性の向上が達成されたものと考えている。この場合における一般式(1)で表される酸化剤による耐光性の改良効果については、正確には解明されてはいないが、現在のところ、フタロシアニン骨格を有する顔料と、ITOの素材である酸化スズとが接触すると、当該顔料とITOの素材である酸化スズとの間での電子授受(酸化還元反応)によりスズ成分が変色するが、一般式(1)で表される酸化剤が、この電子授受を阻害していることに起因しているものと推察している。
【0188】
また、一般式(1)で表される酸化剤は、他の酸化剤と比較し、加熱による性能劣化が少なく、光照射時において着色膜に生うる酸化還元反応を最も効果的に抑制するものと推定される。このことは、本発明の着色感光性組成物が、カラーフィルタの着色パターン形成用途に特に有意であることを示す。
即ち、着色感光性組成物によりカラーフィルタの着色パターン形成をする場合、後述するとおり、着色パターンの形成プロセスにおいて、100〜250℃の温度で加熱処理(ポストベーク)が施される。このため、着色感光性組成物に含有される酸化剤には、加熱処理前後で酸化能が失活しないことが求められるが、一般的に有機系酸化剤として報告されている数多くの化合物では、加熱処理後に酸化能が失活してしまう傾向にある。
一方、一般式(1)で表される酸化剤は、耐熱性に特に優れたものであることから、本発明の着色感光性組成物は、カラーフィルタの着色パターン形成のように加熱処理後が施される用途に適用した場合であっても、酸化剤の酸化能の失活が抑制される。このため、本発明の着色感光性組成物は、その好適な適用用途であるカラーフィルタの作製に用いた場合において、前述した本発明の優れた効果を充分に発揮することができるものとなる。
【0189】
一般式(1)について詳細に説明する。
一般式(1)中、R及びRは、各々独立に、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜30の脂肪族基、芳香族基、脂肪族オキシ基、芳香族オキシ基、又は複素基を表し、RとRとは末端で互いに結合して環状構造を形成してもよい
【0190】
及びRで表されるハロゲン原子としては、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が挙げられ、塩素原子、臭素原子であることが好ましい。
【0191】
及びRで表される脂肪族基としては、例えば、アルキル基、置換アルキル基、アルケニル基、置換アルケニル基、アルキニル基、置換アルキニル基、アラルキル基、又は置換アラルキル基等が挙げられる。中でも、アルキル基、置換アルキル基、アルケニル基、置換アルケニル基、アラルキル基、又は置換アラルキル基が好ましく、アルキル基、置換アルキル基が特に好ましい。また、脂肪族基は、環状脂肪族基でもあっても鎖状脂肪族基であってもよい。鎖状脂肪族基は、分岐を有していてもよい。
【0192】
前記アルキル基としては、直鎖状、分岐状、環状のアルキル基が挙げられ、該アルキル基の炭素原子数としては、1〜30が好ましく、1〜10がより好ましい。アルキル基の例としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、2−エチルヘキシル基、デシル基、シクロヘキシル基、シクロペンチル基、ネオペンチル基、イソプロピル基、イソブチル基等が挙げられる。
【0193】
前記置換アルキル基が有するアルキル部分における好ましい炭素原子数の範囲及び該アルキル部分の好ましい構造は、アルキル基の場合と同様である。
【0194】
置換アルキル基が有する置換基としては、カルボキシル基、スルホ基、シアノ基、ハロゲン原子(例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子)、ヒドロキシ基、炭素数30以下のアルコキシカルボニル基(例えば、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、ベンジルオキシカルボニル基)、炭素数30以下のアルキルスルホニルアミノカルボニル基、アリールスルホニルアミノカルボニル基、アルキルスルホニル基、アリールスルホニル基、炭素数30以下のアシルアミノスルホニル基、炭素数30以下のアルコキシ基(例えば、メトキシ基、エトキシ基、ベンジルオキシ基、フェノキシエトキシ基、フェネチルオキシ基等)、炭素数30以下のアルキルチオ基(例えば、メチルチオ基、エチルチオ基、メチルチオエチルチオエチル基等)、炭素数30以下のアリールオキシ基(例えば、フェノキシ基、p−トリルオキシ基、1−ナフトキシ基、2−ナフトキシ基等)、ニトロ基、炭素数30以下のアルキル基、アルコキシカルボニルオキシ基、アリールオキシカルボニルオキシ基、炭素数10以下のアシルオキシ基(例えば、アセチルオキシ基、プロピオニルオキシ基等)、炭素数10以下のアシル基(例えば、アセチル基、プロピオニル基、ベンゾイル基等)、カルバモイル基(例えば、カルバモイル基、N,N−ジメチルカルバモイル基、モルホリノカルボニル基、ピペリジノカルボニル基等)、スルファモイル基(例えば、スルファモイル基、N,N−ジメチルスルファモイル基、モルホリノスルホニル基、ピペリジノスルホニル基等)、炭素数30以下のアリール基(例えば、フェニル基、4−クロロフェニル基、4−メチルフェニル基、α−ナフチル基等)、置換アミノ基(例えば、アミノ基、アルキルアミノ基、ジアルキルアミノ基、アリールアミノ基、ジアリールアミノ基、アシルアミノ基等)、置換ウレイド基、置換ホスホノ基、複素基等が挙げられる。
これらの置換基のうち、一般式(1)におけるアゾキシ構造の酸化能を高める観点から、電子供与性基が好ましい。
【0195】
前記アルケニル基としては、直鎖状、分岐状、環状のアルケニル基が挙げられ、該アルケニル基の炭素原子数としては、2〜10が好ましく、2〜5がより好ましい。また、該アルケニル基は、置換基を有する置換アルケニル基、無置換のアルケニル基のいずれであってもよい。置換アルケニル基である場合のアルケニル部分における好ましい炭素原子数の範囲及び該アルケニル部分の好ましい構造は、アルケニル基の場合と同様である。また、置換アルケニル基が有する置換基としては、前記置換アルキル基が有する置換基と同様の置換基が挙げられる。
【0196】
前記アルキニル基としては、直鎖状、分岐状、環状のアルキニル基が挙げられ、該アルキニル基の炭素原子数としては、2〜30が好ましく、2〜10がより好ましい。また、該アルキニル基は、置換基を有する置換アルキニル基、無置換のアルキニル基のいずれであってもよい。置換アルキニル基である場合のアルキニル部分における好ましい炭素原子数の範囲及び該アルキニル部分の好ましい構造は、アルキニル基の場合と同様である。置換アルキニル基が有する置換基としては、前記置換アルキル基が有する置換基と同様の置換基が挙げられる。
【0197】
前記アラルキル基としては、直鎖状、分岐状、環状のアラルキル基が挙げられ、該アラルキル基の炭素原子数としては、7〜30が好ましく、7〜15がより好ましい。また、該アラルキル基は、置換基を有する置換アラルキル基、無置換のアラルキル基のいずれであってもよい。置換アラルキル基である場合のアラルキル部分における好ましい炭素原子数の範囲及び該アラルキル部分の好ましい構造は、アラルキル基の場合と同様である。置換アラルキル基が有する置換基としては、前記置換アルキル基が有する置換基と同様の置換基が挙げられる。
【0198】
及びRで表される芳香族基としては、例えば、アリール基、置換アリール基が挙げられる。該アリール基の炭素原子数としては、6〜30が好ましく、6〜10がより好ましい。アリール基としては、例えば、フェニル基、α−ナフチル基、β−ナフチル基等が挙げられる。
置換アリール基のアリール部分における好ましい炭素原子数の範囲及びアリール部分の好ましい構造は、アリール基と同様である。
置換アリール基が有する置換基としては、前記置換アルキル基が有する置換基と同様の置換基が挙げられる。
【0199】
及びRで表される脂肪族オキシ基としては、炭素数1〜30のアルコキシ基が好ましく、例えば、メトキシ基、エトキシ基、ブトキシ基、オクチルオキシ基、フェノキシエトキシ基等が挙げられる。但し、これらに限定されるものではない。
【0200】
及びRで表される芳香族オキシ基としては、炭素数6〜30のアリールオキシ基が好ましく、例えば、フェノキシ基、メチルフェニルオキシ基、クロロフェニルオキシ基、メトキシフェニルオキシ基、オクチルオキシフェニルオキシ基等が挙げられる。但し、これらに限定されるものではない。
【0201】
及びRで表される複素基としては、N原子、O原子又はS原子を含む複素基が好ましく、例えば、ピリジル基、フリル基、チエニル基、イミダゾリル基、ピロリル基等が挙げられる。
【0202】
一般式(1)で表される酸化剤の好適な態様の一つとしては、化合物の安定性及び取り扱い容易性の観点から、下記一般式(2)で表される酸化剤が挙げられる。
【0203】
【化12】

【0204】
一般式(2)中、R〜R12は、各々独立に、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜30の脂肪族基、芳香族基、脂肪族オキシ基、芳香族オキシ基、又は複素基を表し、RとR、RとR、RとR、RとR、RとR、RとR10、R10とR11、及びR11とR12は互いに結合して、各々独立に、5員環、6員環、又は7員環を形成してもよい。
【0205】
一般式(2)中、R〜R12で表される炭素数1〜30の脂肪族基としては、前記一般式(1)において、R及びRで表される脂肪族基の好ましい例として挙げた炭素数1〜30の脂肪族基と同義であり、好ましい範囲も同様である。
【0206】
一般式(2)中、R〜R12で表されるハロゲン原子、芳香族基、脂肪族オキシ基、芳香族オキシ基、及び複素基としては、前記一般式(1)において、R及びRで表される芳香族基、脂肪族オキシ基、芳香族オキシ基、及び複素基の好ましい例として挙げたものと同義であり、好ましい範囲も同様である。
【0207】
一般式(2)において、RとR、RとR、RとR、RとR、RとR、RとR10、R10とR11、又は、R11とR12が形成してもよい環構造としては、例えば、
5員環としては、シクロペンタン環、シクロペンテン環、シクロペンタノン環、フラン環、テトラヒドロフラン環、6員環としては、シクロヘキサン環、シクロヘキセン環、シクロヘキサノン環、ベンゼン環、ピリジン環、ピペリジン環、7員環としては、シクロヘプタン環、シクロヘプテン環、シクロヘプタノン環が挙げられる。
【0208】
上記した一般式(2)で表される酸化剤の中でも、酸化能を高める観点からは、電子供与基を置換基として有するものがより好ましい。
【0209】
一般式(1)で表される酸化剤の具体例としては、下記構造式(A)で表されるアゾキシベンゼン、下記構造式(B)で表されるアゾキシアニソール、下記構造式(C)で表されるアゾキシフェネトール、構造式(D)で表される化合物、構造式(E)で表される化合物が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【0210】
【化13】

【0211】
本発明の着色感光性組成物中、一般式(1)で表される酸化剤の含有量は、着色感光性組成物全固形分に対して、0.1〜5.0質量%が好ましく、0.2〜4.0質量%であることがさらに好ましく、0.5〜2.0質量%であることがより好ましい。
一般式(1)で表される酸化剤の含有量が上記範囲であることで、酸化剤としての効果と露光感度とがより良好になる。
【0212】
<添加剤>
本発明の着色感光性組成物には、必要に応じて、熱重合開始剤、界面活性剤、現像促進剤、熱重合防止剤、充填剤、分散剤、紫外線吸収剤、凝集防止剤などの各種添加物を含有することができる。
【0213】
〈熱重合開始剤〉
本発明の着色感光性組成物には、熱重合開始剤を含有させることも有効である。熱重合開始剤としては、例えば、各種のアゾ系化合物、過酸化物系化合物が挙げられ、前記アゾ系化合物としては、アゾビス系化合物を挙げることができ、前記過酸化物系化合物としては、ケトンパーオキサイド、パーオキシケタール、ハイドロパーオキサイド、ジアルキルパーオキサイド、ジアシルパーオキサイド、パーオキシエステル、パーオキシジカーボネートなどを挙げることができる。
【0214】
〈界面活性剤〉
本発明の着色感光性組成物には、塗布性を改良する観点から、各種の界面活性剤を用いて構成することが好ましい。界面活性剤により、塗布液としたときの液特性(特に流動性)を改善でき、塗布厚の均一性や省液性を改善することができる。すなわち、基板と塗布液との界面張力を低下させて基板への濡れ性が改善され、基板への塗布性が向上するので、少量の液量で数μm程度の薄膜を形成した場合であっても、厚みムラの小さい均一厚の膜形成が可能である点で有効である。また、液切れを起こしやすいスリット塗布においても効果的である。
【0215】
界面活性剤としては、ノニオン系、カチオン系、アニオン系の各種界面活性剤を使用できる。中でも、ノニオン系界面活性剤でパーフルオロアルキル基を有するフッ素系界面活性剤が好ましい。
【0216】
着色感光性組成物中のフッ素系界面活性剤のフッ素含有量は、3〜40質量%が好適であり、より好ましくは5〜30質量%であり、特に好ましくは7〜25質量%である。
フッ素含有量が上記範囲内であると、塗布厚均一性や省液性の点でより効果的であり、組成物中への溶解性も良好である。
【0217】
フッ素系界面活性剤としては、例えば、メガファックF171、同F172、同F173、同F177、同F141、同F142、同F143、同F144、同R30、同F437(以上、DIC(株)製)、フロラードFC430、同FC431、同FC171(以上、住友スリーエム(株)製)、サーフロンS−382、同SC−101、同SC−103、同SC−104、同SC−105、同SC1068、同SC−381、同SC−383、同S393、同KH−40(以上、旭硝子(株)製)等が挙げられる。
【0218】
フッ素系以外の界面活性剤の例としては、フタロシアニン誘導体(市販品EFKA−745(森下産業(株)製))、オルガノシロキサンポリマーKP341(信越化学工業(株)製)、(メタ)アクリル酸系(共)重合体ポリフローNo.75、No.90、No.95(共栄社油脂化学工業(株)製)、W001(裕商社製)等のカチオン系界面活性剤;ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリエチレングリコールジラウレート、ポリエチレングリコールジステアレート、ソルビタン脂肪酸エステル(例えば、プルロニックL10、L31、L61、L62、10R5、17R2、25R2、テトロニック304、701、704、901、904、150R1(BASF社製))等のノニオン系界面活性剤;W004、W005、W017(裕商(株)製)等のアニオン系界面活性剤;が挙げられる。
【0219】
界面活性剤の添加量は、顔料分散組成物又は着色感光性組成物の全質量に対して、0.001〜2.0質量%が好ましく、より好ましくは0.005〜1.0質量%である。
【0220】
〈アルコキシシラン化合物〉
本発明に用いられる感光性樹脂組成物には、基板との密着性向上といった観点から、アルコキシシラン化合物、なかでもシランカップリング剤を使用することができる。
シランカップリング剤は、無機材料と化学結合可能な加水分解性基としてアルコキシシリル基を有するものが好ましく、有機樹脂との間で相互作用もしくは結合形成して親和性を示す(メタ)アクリロイル、フェニル、メルカプト、エポキシ、アミノシランであることが好ましく、その中でも(メタ)アクリロイルプロピルトリメトキシシランであることがより好ましい。このような素材としては、KBM−303、KBM−402、KBM−403、KBM−502、KBM−503、KBM−802、KBM−803、KBM−903(信越化学工業(株)製)を挙げることができる。
シランカップリング剤を用いる場合の添加量としては、本発明に用いられる感光性樹脂組成物中の全固形分中、0.2質量%〜5.0質量%の範囲であることが好ましく、0.5質量%〜3.0質量%がより好ましい。
【0221】
〈現像促進剤〉
また、未硬化部のアルカリ溶解性を促進し、着色感光性組成物の現像性の更なる向上を図る場合には、着色感光性組成物に有機カルボン酸、好ましくは分子量1000以下の低分子量有機カルボン酸の添加を行なうことができる。具体的には、例えば、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸、ピバル酸、カプロン酸、ジエチル酢酸、エナント酸、カプリル酸等の脂肪族モノカルボン酸;シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ブラシル酸、メチルマロン酸、エチルマロン酸、ジメチルマロン酸、メチルコハク酸、テトラメチルコハク酸、シトラコン酸等の脂肪族ジカルボン酸;トリカルバリル酸、アコニット酸、カンホロン酸等の脂肪族トリカルボン酸;安息香酸、トルイル酸、クミン酸、ヘメリト酸、メシチレン酸等の芳香族モノカルボン酸;フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、トリメリト酸、トリメシン酸、メロファン酸、ピロメリト酸等の芳香族ポリカルボン酸;フェニル酢酸、ヒドロアトロパ酸、ヒドロケイ皮酸、マンデル酸、フェニルコハク酸、アトロパ酸、ケイ皮酸、ケイ皮酸メチル、ケイ皮酸ベンジル、シンナミリデン酢酸、クマル酸、ウンベル酸等のその他のカルボン酸が挙げられる。
【0222】
〈熱重合防止剤〉
本発明の着色感光性組成物には、さらに熱重合防止剤を加えておくことが好ましく、例えば、ハイドロキノン、p−メトキシフェノール、ジ−t−ブチル−p−クレゾール、ピロガロール、t−ブチルカテコール、ベンゾキノン、4,4’−チオビス(3−メチル−6−t−ブチルフェノール)、2,2’−メチレンビス(4−メチル−6−t−ブチルフェノール)、2−メルカプトベンゾイミダゾール等が有用である。
【0223】
〈分散剤〉
上記以外に、着色感光性組成物には、EFKA−46、EFKA−47、EFKA−47EA、EFKAポリマー100、EFKAポリマー400、EFKAポリマー401、EFKAポリマー450(以上森下産業社製)、ディスパースエイド6、ディスパースエイド8、ディスパースエイド15、ディスパースエイド9100(サンノプコ社製)等の高分子分散剤;ソルスパース3000、5000、9000、12000、13240、13940、17000、24000、26000、28000などの各種ソルスパース分散剤(日本ルーブリゾール(株)製)を添加してもよい。
【0224】
〈その他の添加剤〉
また、その他の添加剤として、ガラス、アルミナ等の充填剤;アデカプルロニックL31,F38,L42,L44,L61,L64,F68,L72,P95,F77,P84,F87、P94,L101,P103,F108、L121、P−123(旭電化社製)及びイオネットS−20(三洋化成社製);2−(3−t−ブチル−5−メチル−2−ヒドロキシフェニル)−5−クロロベンゾトリアゾール、アルコキシベンゾフェノン等の紫外線吸収剤;及びポリアクリル酸ナトリウム等の凝集防止剤を挙げることができる。
【0225】
本発明の着色感光性組成物は、(A)フタロシアニン骨格を有する顔料を含む溶液又は分散液に、(C)重合性モノマー及びバインダー樹脂からなる群より選ばれる少なくとも1種、(D)光重合開始剤、及び(E)一般式(1)の構造を有する酸化剤を、(B)溶剤と共に含有させ、これに必要に応じて界面活性剤等その他添加剤を混合することによって調製することができる。
【0226】
本発明の着色感光性組成物は、液晶表示装置や固体撮像素子が具備するカラーフィルタの着色パターン形成に好適に用いられる他、感光性インク等にも用いることができる。
【0227】
[カラーフィルタ及びその製造方法]
本発明のカラーフィルタは、既述の本発明の着色感光性組成物を用いてガラスなどの基板上に着色された膜(着色パターン)を形成することにより作製されるものであり、例えば、基板上に、本発明の着色感光性組成物を直接又は他の層を介して付与(好ましくは、回転塗布、スリット塗布、流延塗布、ロール塗布等の塗布方法により塗布)して感光性膜を形成し、形成された感光性膜に、所定のマスクパターンを介して露光し、露光後に未硬化部を現像液で現像除去することにより各色(例えば3色あるいは4色)の着色パターン(例えば着色画素)を形成することによって、最も好適にカラーフィルタを作製することができる。
これにより、液晶表示装置や固体撮像素子に用いられるカラーフィルタをプロセス上の困難性が少なく、高品質でかつ低コストに作製することができる。
【0228】
この際に、露光に用いる放射線としては、特にg線、h線、i線、j線等の紫外線が好ましい。
【0229】
また、一般のプロキシミティ露光方式のほか、レーザー光源を用いた露光方式も好適に使用できる。レーザー露光方式では、光源として紫外光レーザーを用いる。レーザーは英語のLight Amplification by Stimulated Emission of Radiation(誘導放出により光の増幅)の頭文字である。反転分布をもった物質中でおきる誘導放出の現象を利用し、光波の増幅、発振によって干渉性と指向性が一層強い単色光を作り出す発振器及び増幅器、励起媒体として結晶、ガラス、液体、色素、気体などがあり、これらの媒質から固体レーザー、液体レーザー、気体レーザー、半導体レーザーなどの公知の紫外光に発振波長を有するレーザーを用いることができる。その中でも、レーザーの出力及び発振波長の観点から、固体レーザー、ガスレーザーが好ましい。
【0230】
本発明に用いることのできる波長としては、300nm〜380nmの範囲である波長の範囲の紫外光レーザーが好ましく、さらに好ましくは300nm〜360nmの範囲の波長である紫外光レーザーがレジストの感光波長に合致しているという点で好ましい。
【0231】
具体的には、特に出力が大きく、比較的安価な固体レーザーのNd:YAGレーザーの第三高調波(355nm)や、エキシマレーザーのXeCl(308nm)、XeF(353nm)を好適に用いることができる。
被露光物(パターン)の露光量としては、1mJ/cm〜100mJ/cmの範囲であり、1mJ/cm〜50mJ/cmの範囲がより好ましい。露光量がこの範囲であると、パターン形成の生産性の点で好ましい。
【0232】
本発明に使用可能な露光装置としては、特に制限はないが、市販されているものとしては、Callisto(ブイテクノロジー株式会社製)、EGIS(ブイテクノロジー株式会社製)、DF2200G(大日本スクリーン株式会社製)、LE5565A(株式会社日立ハイテクノロジーズ製などが使用可能である。また上記以外の装置も好適に用いられる。
【0233】
また、発光ダイオード(LED)及びレーザーダイオード(LD)を活性放射線源として用いることが可能である。特に、紫外線源を要する場合、紫外LED及び紫外LDを使用することができる。例えば、日亜化学(株)は、主放出スペクトルが365nmと420nmとの間の波長を有する紫色LEDを上市している。更に一層短い波長が必要とされる場合、米国特許番号第6,084,250号明細書は、300nmと370nmとの間に中心付けされた活性放射線を放出し得るLEDを開示している。また、他の紫外LEDも、入手可能であり、異なる紫外線帯域の放射を照射することができる。本発明で特に好ましい活性放射線源は、UV−LEDであり、特に好ましくは、340〜370mにピーク波長を有するUV−LEDである。
【0234】
紫外光レーザーは平行度が良好なので、露光の際にマスクを使用せずとも、パターン露光ができる。しかし、マスクを用いてパターンを露光した場合、さらにパターンの直線性が高くなるのでより好ましい。
【0235】
基板上に付与(好ましくは塗布)された本発明の着色感光性組成物による膜の乾燥(プリベーク)は、ホットプレート、オーブン等を用いて50〜140℃の温度範囲で10〜300秒の条件にて行なうことができる。
【0236】
現像では、露光後の未硬化部を現像液に溶出させ、硬化部のみを残存させる。現像温度としては、通常20〜30℃であり、現像時間としては20〜90秒である。
現像液としては、未硬化部における着色感光性組成物の膜を溶解する一方、硬化部を溶解しないものであれば、いずれのものも用いることができる。具体的には、種々の有機溶剤の組合せやアルカリ性の水溶液を用いることができる。
【0237】
有機溶剤としては、本発明の着色感光性組成物を調製する際に使用できる既述の溶剤として列挙したものが挙げられる。
【0238】
アルカリ性の水溶液としては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、硅酸ナトリウム、メタ硅酸ナトリウム、アンモニア水、エチルアミン、ジエチルアミン、ジメチルエタノールアミン、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド、コリン、ピロール、ピペリジン、1,8−ジアザビシクロ−[5,4,0]−7−ウンデセン等のアルカリ性化合物を、濃度が0.001〜10質量%、好ましくは0.01〜1質量%となるように溶解したアルカリ性水溶液が挙げられる。
なお、アルカリ性水溶液を現像液として使用した場合には、一般に現像後に水で洗浄(リンス)が行なわれる。
【0239】
現像後は、余剰の現像液を洗浄除去し、乾燥を施した後、一般に100〜250℃の温度で加熱処理(ポストベーク)が施される。
ポストベークは、硬化を完全なものとするための現像後の加熱であり、通常約200℃〜250℃の加熱(ハードベーク)を行なう。このポストベーク処理は、現像後の塗布膜を、上記条件になるようにホットプレートやコンベクションオーブン(熱風循環式乾燥機)、高周波加熱機等の加熱手段を用いて、連続式あるいはバッチ式で行なうことができる。
【0240】
以上の操作を所望の色相数に合わせて、各色毎に順次繰り返し行なうことにより、複数色の着色された硬化膜が形成されてなるカラーフィルタを作製することができる。
【0241】
本発明の着色感光性組成物を基板上に付与して膜形成する場合、膜の乾燥厚みとしては、一般に0.3μm〜5.0μmであり、好ましくは0.5μm〜3.5μmであり、最も望ましくは1.0μm〜2.5μmである。
【0242】
基板としては、例えば、液晶表示装置等に用いられる無アルカリガラス、ソーダガラス、パイレックス(登録商標)ガラス、石英ガラス、及びこれらに透明導電膜を付着させたものや、固体撮像素子等に用いられる光電変換素子基板、例えばシリコン基板等、並びにプラスチック基板が挙げられる。これらの基板上には、通常、各画素を隔離するブラックストライプが形成されている。
【0243】
プラスチック基板には、その表面にガスバリヤー層及び/又は耐溶剤性層を有していることが好ましい。
基板上に他の層を介して着色感光性組成物を付与する場合の、他の層としては、ガスバリヤー層、耐溶剤性層、などが挙げられる。
【0244】
[液晶表示装置]
本発明のカラーフィルタは、特に、液晶表示装置用のカラーフィルタとして好適である。このようなカラーフィルタを備えた液晶表示装置は、高品位の画像を表示することができる。
【0245】
表示装置の定義や各表示装置の説明は、例えば「電子ディスプレイデバイス(佐々木 昭夫著、(株)工業調査会 1990年発行)」、「ディスプレイデバイス(伊吹 順章著、産業図書(株)平成元年発行)」などに記載されている。また、液晶表示装置については、例えば「次世代液晶ディスプレイ技術(内田 龍男編集、(株)工業調査会 1994年発行)」に記載されている。本発明が適用できる液晶表示装置に特に制限はなく、例えば、上記の「次世代液晶ディスプレイ技術」に記載されている色々な方式の液晶表示装置に適用できる。
【0246】
本発明のカラーフィルタは、中でも特に、カラーTFT方式の液晶表示装置に対して有効である。カラーTFT方式の液晶表示装置については、例えば「カラーTFT液晶ディスプレイ(共立出版(株)1996年発行)」に記載されている。更に、本発明はIPSなどの横電界駆動方式、MVAなどの画素分割方式などの視野角が拡大された液晶表示装置や、STN、TN、VA、OCS、FFS、及びR−OCB等にも適用できる。
【0247】
また、本発明のカラーフィルタは、明るく高精細なCOA(Color-filter On Array)方式にも供することが可能である。COA方式の液晶表示装置にあっては、カラーフィルタ層に対する要求特性は前述のような通常の要求特性に加え、層間絶縁膜に対する要求特性、即ち低誘電率及び剥離液耐性が必要である。本発明のカラーフィルタは、紫外光レーザーによる露光方法に加え、本発明が規定する画素の色相や膜厚を選択することによって、露光光である紫外光レーザーの透過性を高めるものと考えられる。これによって、着色画素の硬化性が向上し、欠けや剥がれ、ヨレのない画素を形成できるので、TFT基板上に直接または間接的に設けた着色層の特に剥離液耐性が向上し、COA方式の液晶表示装置に有用である。低誘電率の要求特性を満足するためには、カラーフィルタ層の上に樹脂被膜を設けてもよい。
【0248】
さらにCOA方式により形成される着色層には、着色層上に配置されるITO電極と着色層の下方の駆動用基板の端子とを導通させるために、一辺の長さが1〜15μm程度の矩形のスルーホールあるいはコの字型の窪み等の導通路を形成する必要であり、導通路の寸法(即ち、一辺の長さ)を特に5μm以下にすることが好ましいが、本発明を用いることにより、5μm以下の導通路を形成することも可能である。
これらの画像表示方式については、例えば、「EL、PDP、LCDディスプレイ−技術と市場の最新動向−(東レリサーチセンター調査研究部門 2001年発行)」の43ページなどに記載されている。
【0249】
本発明の液晶表示装置は、本発明のカラーフィルタ以外に、電極基板、偏光フィルム、位相差フィルム、バックライト、スペーサ、視野角保障フィルムなどさまざまな部材から構成される。本発明のカラーフィルタは、これらの公知の部材で構成される液晶表示装置に適用することができる。
これらの部材については、例えば、「’94液晶ディスプレイ周辺材料・ケミカルズの市場(島 健太郎 (株)シーエムシー 1994年発行)」、「2003液晶関連市場の現状と将来展望(下巻)(表 良吉(株)富士キメラ総研 2003年発行)」に記載されている。
【0250】
バックライトに関しては、SID meeting Digest 1380(2005)(A.Konno et.al)や、月刊デイスプレイ 2005年12月号の18〜24ページ(島 康裕)、同25〜30ページ(八木 隆明)などに記載されている。
【0251】
本発明のカラーフィルタを液晶表示装置に用いると、従来公知の冷陰極管の三波長管と組み合わせたときに高いコントラストを実現できるが、更に、赤、緑、青のLED光源(RGB−LED)をバックライトとすることによって輝度が高く、また、色純度の高い色再現性の良好な液晶表示装置を提供することができる。
【実施例】
【0252】
以下、本発明を実施例により更に具体的に説明するが、以下の実施例に限定されるものではない。なお、特に断りのない限り、「%」「部」は質量基準である。
【0253】
−フタロシアニン顔料の合成−
フタロジニトリル、塩化亜鉛を原料として亜鉛フタロシアニンを製造した。
ハロゲン化は、塩化スルフリル 3.1部、無水塩化アルミニウム 3.7部、塩化ナトリウム 0.46部、亜鉛フタロシアニン 1部を40℃で混合し、臭素 2.2部を滴下して行った。80℃で15時間反応し、その後、反応混合物を水に投入し、部分臭素化亜鉛フタロシアニン粗顔料を析出させた。この水性スラリーを濾過し、80℃の湯洗浄を行い、90℃で乾燥させ、2.6部の精製された部分臭素化亜鉛フタロシアニン粗顔料を得た。
【0254】
この部分臭素化亜鉛フタロシアニン粗顔料 1部、粉砕した塩化ナトリウム 7部、ジエチレングリコール 1.6部、キシレン 0.09部を双腕型ニーダーに仕込み、100℃で6時間混練した。混練後80℃の水100部に取り出し、1時間攪拌後、濾過、湯洗、乾燥、粉砕した部分臭素化亜鉛フタロシアニン顔料を得た。
得られた部分臭素化亜鉛フタロシアニン顔料は、質量分析によるハロゲン含有量分析から、平均組成はZnPcBr10Clで(Pc;フタロシアニン)、1分子中に平均10個の臭素を含有するものであった。
なお、透過型電子顕微鏡(日本電子(株)製JEM−2010)で測定した一次粒径の平均値は0.065μmであった。
【0255】
−樹脂(J−1)の合成−
(1)樹脂(i−1)の合成
n−オクタン酸6.4g、ε−カプロラクトン200g、チタン(IV)テトラブトキシド5gを混合し、160℃で8時間加熱した後、室温まで冷却しポリエステル樹脂(i−1)を得た。
合成スキームを以下に示す。
【0256】
【化14】

【0257】
(2)樹脂(J−1)の合成
ポリエチレンイミン(SP−018、数平均分子量1,800、(株)日本触媒製)10g及びポリエステル樹脂(i−1)100gを混合し、120℃で3時間加熱して、中間体(J−1B)を得た。その後、65℃まで放冷し、無水コハク酸 3.8gを含有するプロピレングリコール1−モノメチルエーテル2−アセテート(以下、PGMEAとよぶ)200gをゆっくり添加し2時間攪拌した。その後、PGMEAを添加し、樹脂(J−1)のPGMEA10質量%溶液を得た。樹脂(J−1)は、ポリエステル樹脂(i−1)由来の側鎖と無水コハク酸由来のカルボキシ基を有するものである。
合成スキームを以下に示す。
【0258】
【化15】

【0259】
−フタロシアニン顔料分散液の調製−
直径0.5mmのジルコニアビーズを仕込んだ五十嵐機械製造(株)製の高速分散機「TSC−6H」に、前記で得た部分臭素化亜鉛フタロシアニン顔料(PG58と称する) 14.9部、ビックケミー社製のアクリル系分散剤「BYK−2001」 7.2部、PGMEA 78部を仕込み、毎分2000回転で8時間攪拌して、部分臭素化したハロゲン化亜鉛フタロシアニン顔料(PG58)の分散液を調製した。
【0260】
−黄色顔料PY150を含む顔料分散液の調製−
顔料としてC.I.ピグメントイエロー150(PY150)を40部(平均粒子径60nm)、前記樹脂(J−1)のPGMEA10質量%溶液 223部(固形分換算で22.3部)混合液を、ビーズミル(ジルコニアビーズ0.3mm)により3時間混合・分散して、黄色顔料PY150を含む顔料分散液を調製した。
【0261】
−黄色顔料PY138を含む顔料分散液の調製−
顔料としてC.I.ピグメントイエロー138(PY138)を40部(平均粒子径60nm)、前記樹脂(J−1)のPGMEA10質量%溶液 223部(固形分換算22.3部)混合液を、ビーズミル(ジルコニアビーズ0.3mm)により3時間混合・分散して、黄色顔料PY138を含む顔料分散液を調製した。
【0262】
−緑色顔料PG36を含む顔料分散液の調製−
顔料としてC.I.ピグメントグリーン36(PG36)を40部(平均粒子径60nm)、樹脂(J−1)のPGMEA10質量%溶液 200部(固形分換算20部)からなる混合液を、ビーズミル(ジルコニアビーズ0.3mm)により3時間混合・分散して、緑色顔料PG36を含む顔料分散液を調製した。
得られた分散液について、顔料の平均1次粒径を動的光散乱法(Microtrac Nanotrac UPA−EX150(日機装(株)製)を用いて、測定したところ、25nmであった。
【0263】
−青色顔料PG15:6を含む顔料分散液の調製−
顔料としてC.I.ピグメントブルー15:6(PG15:6)を40部(平均粒子径60nm)、前記樹脂(J−1)のPGMEA10質量%溶液 223部(固形分換算22.3部)混合液を、ビーズミル(ジルコニアビーズ0.3mm)により3時間混合・分散して、青色顔料PG15:6を含む顔料分散液を調製した。
【0264】
−光重合開始剤である化合物1の合成−
(1)化合物Aの合成
まず、下記のスキームで化合物Aを合成する。
エチルカルバゾール(100.0g、0.512mol)をクロロベンゼン260mlに溶解し、0℃に冷却後、塩化アルミニウム(70.3g、0.527mol)を加える。続いて、o−トリルクロリド(81.5g、0.527mol)を40分かけて滴下し、室温に昇温して3時間攪拌する。次に、0℃に冷却後、塩化アルミニウム(75.1g、0.563mol)を加える。4−クロロブチリルクロリド(79.4g、0.563mol)を40分かけて滴下し、室温に昇温して3時間攪拌する。35質量%塩酸水溶液156mlと蒸留水392mlとの混合溶液を0℃に冷却し、反応溶液を滴下する。析出した固体を吸引濾過後、蒸留水とメタノールで洗浄し、アセトニトリルで再結晶後、下記構造の化合物A(収量164.4g、収率77%)を得た。
【0265】
【化16】

【0266】
(2)化合物Bの合成
次に、化合物Aを用いて下記のスキームで化合物Bを合成する。
化合物A(20.0g、47.9mmol)をTHF64mlに溶解し、4−クロロベンゼンチオール(7.27g、50.2mmol)とヨウ化ナトリウム(0.7g、4.79mmol)を加える。続いて反応液に水酸化ナトリウム(2.0g、50.2mmol)を加え、2時間還流する。次に、0℃に冷却後、SM−28(11.1g、57.4mmol)を20分かけて滴下し、室温に昇温して2時間攪拌する。次に、0℃に冷却後、亜硝酸イソペンチル(6.73g、57.4mmol)を20分かけて滴下し、室温に昇温して3時間攪拌する。反応液をアセトン120mlに希釈し、0℃に冷却した0.1N塩酸水溶液に滴下する。析出した固体を吸引濾過後、蒸留水で洗浄した。続いて、アセトニトリルで再結晶し、下記構造の化合物B(収量17.0g、収率64%)を得た。
【0267】
【化17】

【0268】
(3)化合物1の合成
続いて、化合物Bを用いて下記のスキームで化合物1を合成する。
化合物B(18.0g、32.4mmol)を90mlのN−メチルピロリドンに溶解し、トリエチルアミン(3.94g、38.9mmol)を加えた。次に、0℃に冷却後、アセチルクロライド(3.05g、38.9mmol)を20分かけて滴下後、室温に昇温して2時間攪拌する。反応液を0℃に冷却した蒸留水150mlに滴下し、析出した固体を吸引濾過後、0℃に冷却したイソプロピルアルコール200mlで洗浄し、乾燥後、下記構造の化合物1(収量19.5g、収率99%)を得た。
【0269】
【化18】

【0270】
(実施例1)
<着色感光性組成物の調製>
下記組成1に示す成分を撹拌混合して、実施例1の着色感光性組成物を調製した。
(組成1)
・顔料分散液1:緑色顔料PG58を含む顔料分散液 36.6部
・顔料分散液2:黄色顔料PY150を含む顔料分散液 12.6部
・溶剤(PGMEA) 25.8部
・溶剤(EEP:3−エトキシエチルプロピオネート) 16.7部
・バインダー樹脂(アリルメタクリレート−メタクリル酸(共重合モル比=8:2)共重合体、重量平均分子量 30000) 1.37部
・アロニックス M−510(東亜合成(株)製) 3.77部
・光重合開始剤:化合物1 0.94部
・酸化剤:アゾキシベンゼン(東京化成(株)製、構造式(A)として前掲の化合物)
1.80部
・重合禁止剤(p−メトキシフェノール) 0.0024部
・界面活性剤(フッ素系界面活性剤、DIC((株))製:商品名メガファックF781 0.033部
・シランカップリング剤(3−メタクリロイロキシ−トリメトキシシリルプロパン)
0.32部
【0271】
<着色感光性組成物を用いた着色パターン形成>
上記により得られた着色感光性組成物を用いて、以下の如くガラス基板上に着色パターンを形成した。
【0272】
−着色感光性組成物層の形成−
得られた着色感光性組成物を、ガラス基板(コーニング社製ミレニアム、0.7mm厚)に塗布した。具体的には、ポストベーク後の着色組成物層の膜厚が約2.4μmとなるようにスリットノズルと基板との間隔、吐出量を調節して、塗布速度120mm/秒で塗布した。
【0273】
−プリベーク工程−
次いで、着色感光性組成物層を、真空乾燥装置にて真空度が66Paに到達するまで乾燥した後、ホットプレートを用いて、90℃で120秒間加熱(プリベーク処理)を行なった。
【0274】
−露光工程(プロキシミティ露光)−
プリベーク処理後、プロキシミティ露光機(日立ハイテク社製、LE5565A)を用いて、40mJ/cmで露光した。
【0275】
−現像工程、ベーク(ポストベーク)工程−
その後、現像装置(日立ハイテクノロジーズ社製)を用いて、水酸化カリウム系現像液CDK−1(富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ(株)製)の1.0%現像液(CDK−1を1質量部、純水を99質量部の希釈した液、25℃)でシャワー圧を0.2MPaとして60秒間現像し、純水で洗浄した。
充分に乾燥後、230℃のオーブン中で40分ポストベークした。
【0276】
(実施例2〜13、比較例1〜6)
実施例1の組成1において、顔料分散液の種類、酸化剤の種類及び添加量を表1に記載されるように変更し、それ以外は実施例1と同様にして、実施例2〜13、及び比較例1〜6の各着色感光性組成物を調製した。更に、得られた各着色感光性組成物を用いて、露光工程における露光方式を表1に記載されるように変更した以外は、実施例1と同様にして、着色パターンを作製した。
【0277】
表1中に、プロキシと表記される露光方式の詳細は、実施例1における露光工程にて適用した露光方式(プロキシミティ露光)である。また、表1中に、レーザと表記される露光方式の詳細は、以下の通りである。
【0278】
−露光工程(レーザ露光)−
プリベーク処理後、レーザー露光装置としてEGIS(ブイテクノロジー(株)、YAGレーザーの第3高調波 波長355nm、パルス幅6nsec)を用い、着色感光性樹脂組成物層表面に対し、約1mJ/cmのパルス照射を20回、フォトマスクを通して行った。
【0279】
【表1】

【0280】
表1中に示される化合物(b)及び化合物(c)の詳細は、以下の通りである。
【0281】
【化19】

【0282】
<評価>
得られた各着色パターンについて、直線性、形状及びカケ、耐溶剤性、色度変化の各項目について評価した。評価方法及び評価基準を以下に示す。
【0283】
1.着色パターン直線性の評価−
着色パターン直線性の評価は、光学顕微鏡を用いて反射200倍で、着色パターンのエッジ部分を写真にとり、5センチメートル×5センチメートルの写真内で画素エッジ部分を観察し、以下に基準により評価した。
−評価基準−
○:着色パターンのエッジ部分が直線的に見える
△:着色パターンの一部(全体の長さの1/4以下が)がギザギザになっている、
×:着色パターンのエッジ部分が全体の長さの1/4を超えてギザギザになっている
【0284】
着色パターンのエッジ部分は、直線的であることが好ましい。
即ち、着色パターンのエッジ部分が残膜やアンダーカットやその他に起因してギザギザになると、本発明の着色感光性組成物によりカラーフィルタの着色パターン(画素パターン)を形成する場合において、ブラックマトリクスとの重なりを大きく取る必要があり、ブラックマトリクスの幅を広げ開口率を下げてしまう。また、ブラックマトリクスとの重なりを大きく取らない場合は、ブラックマトリクスのエッジ付近で、着色パターンが無く白く抜ける部分ができる恐れがある。さらに、着色パターンのエッジ部分がギザギザである場合、その上に形成された透明電極が断線して抵抗値が高くなるなどの実用上の問題が生じうる。
【0285】
2.着色パターンの形状、輝度及びカケの評価
着色パターンの形状及びカケは、上記により得られた各カラーフィルターについて、光学顕微鏡を用いて反射200倍で着色パターンのエッジ部分を写真にとり、形状及びカケを下記の基準により評価した。
ここで、カケについては、(A)半月状にエッジ部分がなくなっている形状、(B)(A)よりも細長い場合もみられるが、周囲より線幅が不連続に細くなり、欠けていると認識される形状、のいずれかが1つでも観察された場合とした。本評価においては、カケが1つでも見られる場合に、カケ有りとした。
カケが発生すると、その部分は白く光が抜けるので、実用上好ましくない。
また、輝度については、OSP−SP100:オリンパス(株)にて測定した。
【0286】
−評価基準−
○:(2−1)着色パターンの形状が順テーパ又は矩形で、(2−2)カケがなく、かつ(2−3)輝度が高いもの
×:上記(2−1)〜(2−2)の項目中、少なくとも一項目が該当しないもの
【0287】
3.耐溶剤性の評価
現像工程終了後の着色パターンが形成されたガラス基板を、コンベクションオーブンにて230℃×30分ポストベークを行なった。得られたベーク後の基板の色度をOSP−SP100:オリンパス(株)にて測定し、N−メチル−2−ピロリドン(以下、「NMP」と略称する。)に23℃×30分浸漬して、浸漬前後の着色パターンの色度からΔE*abを求めた。色度は、OSP−SP100:オリンパス(株)にて測定した。
ΔE*abが3以上のものは、液晶表示装置の作製等において、パネル処理に用いられる各種耐溶剤性が不足することになり、実用上問題になる。
更に、光学顕微鏡観察により、NMPへの浸漬前後における着色パターンとの形状の変化について観察した。
得られた結果について、下記の評価基準により評価した。
−評価基準−
○:(3−1)ΔE*abが3.0以下であり、且つ(3−2)着色パターンの形状が変化が見られないもの
×:上記(3−1)及び(3−2)の項目中、少なくとも一項目が該当しないもの
【0288】
4.色度変化の評価
各着色パターンの色度変化の評価は、耐熱性評価及び耐光性評価にて得られた色度変化(ΔE*ab)結果を、下記評価基準に基づき総合的に判断することにより行った。
−評価基準−
○:下記の耐熱性評価及び耐光性評価の両方において、ΔE*abが、3.0以下であるもの
×:下記の耐熱性評価及び耐光性評価の少なくとも一方において、ΔE*abが、3.0を超えるもの
【0289】
4.−(1)耐熱性評価
「3.耐溶剤性の評価」と同様にポストベークを行った後の着色パターンを有するガラス基板に対し、さらにコンベクションオーブンにて230℃30分の加熱を行った。得られた基板の色度をOSP−SP100(オリンパス(株)製)にて測定し、加熱前後における着色パターンの色度から、ΔE*abを求めた。
本評価においては、ΔE*abが、3.0以下であるものを耐熱性に優れると評価した。
【0290】
4.−(2)耐光性評価
「3.耐溶剤性の評価」と同様にポストベークを行った後の着色パターンを有するガラス基板に対し、下記表2に示す条件の下で、ITOスパッタを行った。
ITOスパッタ後の基板を、キセノンウェザーメータ「Sx−75」:スガ試験機(株)に投入し、温度30℃、湿度50%、ブラックパネル温度63℃の条件下において180W60時間の照射を行った。
その後、基板の色度をOSP−SP100(オリンパス(株)製)にて測定し、照射前後における着色パターンの色度から、ΔE*abを求めた。
本評価においては、ΔE*abが、3.0以下であるものを耐光性に優れると評価した。
【0291】
【表2】

【0292】
5.総合評価
上記1〜4の各評価結果に基づき、以下の基準により総合評価を行った。
○:上記1〜4の各評価結果が、いずれも○又は△であるもの
×:上記1〜4の各評価結果のうち、いずれか1項目が×であるもの
【0293】
以上の評価結果を、下記表3に示す。
【0294】
【表3】

【0295】
表3に示されるように、実施例の着色感光性組成物を用いて得られた各着色パターン(着色膜)は、直線性に優れ、形状も良好で、カケがなく、また、色度変化抑制(耐光性及び耐熱性)及び耐溶剤性についても良好であった。これに対し、比較例1〜3、5、6の着色感光性組成物を用いて得られた各着色パターンは、色度変化抑制(耐光性及び耐熱性)に劣るものであった。
比較例3、4より、酸化剤の分解温度が低い悪い場合は、その添加量によらず、色度変化抑制と、着色パターンの直線性、形状及び耐溶剤性との両立が実現できないことがわかる。
【0296】
また、実施例2と実施例1との対比によれば、いずれの実施例も同様の良好な結果が得られており、このことは、レーザー露光機によるパターン露光を適用した場合についても、高圧水銀灯による露光と同様に、本発明の優れた効果が得られることがわかる。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
(A)フタロシアニン骨格を有する顔料と、(B)溶剤と、(C)重合性モノマー及びバインダー樹脂からなる群より選ばれる少なくとも1種と、(D)光重合開始剤と、(E)下記一般式(1)で表される酸化剤とを、少なくとも含む着色感光性組成物。
【化1】


[一般式(1)中、R及びRは、各々独立に、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜30の脂肪族基、芳香族基、脂肪族オキシ基、芳香族オキシ基、又は複素基を表し、RとRとは末端で互いに結合して環状構造を形成してもよい。]
【請求項2】
前記(E)一般式(1)で表される酸化剤の含有量が、着色感光性組成物の全固形分中、0.1質量%以上5.0質量%以下である請求項1に記載の着色感光性組成物。
【請求項3】
前記(A)フタロシアニン骨格を有する顔料が、その化学構造中に金属を含む請求項1又は請求項2に記載の着色感光性組成物。
【請求項4】
前記(A)フタロシアニン骨格を有する顔料が、緑色顔料である請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の着色感光性組成物。
【請求項5】
前記(A)フタロシアニン骨格を有する顔料が、C.I.ピグメントグリーン7、C.I.ピグメントグリーン36、及びC.I.ピグメントグリーン58からなる群から選ばれる少なくとも1種である請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の着色感光性組成物。
【請求項6】
前記(E)一般式(1)で表される酸化剤が、下記一般式(2)で表される酸化剤である請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載の着色感光性組成物。
【化2】



[一般式(2)中、R〜R12は、各々独立に、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜30の脂肪族基、芳香族基、脂肪族オキシ基、芳香族オキシ基、又は複素基を表し、RとR、RとR、RとR、RとR、RとR、RとR10、R10とR11、及びR11とR12は互いに結合して、各々独立に、5員環、6員環、又は7員環を形成してもよい。]
【請求項7】
請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載の着色感光性組成物を用いてなる着色パターンを有するカラーフィルタ。
【請求項8】
基板上に、請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載の着色感光性組成物を直接若しくは他の層を介して付与して感光性膜を形成する感光性膜形成工程と、形成された感光性膜にパターン露光及び現像を順次行なうことにより着色パターンを形成する着色パターン形成工程とを有するカラーフィルタの製造方法。
【請求項9】
請求項7に記載のカラーフィルタを具備してなる液晶表示装置。

【公開番号】特開2011−141534(P2011−141534A)
【公開日】平成23年7月21日(2011.7.21)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−269255(P2010−269255)
【出願日】平成22年12月2日(2010.12.2)
【出願人】(306037311)富士フイルム株式会社 (25,513)
【Fターム(参考)】