説明

着色硬化性樹脂組成物

【課題】高明度なカラーフィルタを形成可能な着色硬化性樹脂組成物を提供する。
【解決手段】着色剤、樹脂、重合性化合物、重合開始剤及び溶剤を含み、着色剤が、式(I)で表される化合物と、亜鉛フタロシアニン化合物とを含む着色剤である着色硬化性樹脂組成物。式(I)中、Z、Z及びLは、それぞれ独立に、炭素数1〜16の2価の脂肪族炭化水素基を表す。R及びRは、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1〜16の1価の飽和炭化水素基又は炭素数2〜18のアシル基を表す。A及びAは、それぞれ独立に、炭素数6〜14の2価の芳香族炭化水素基を表す。B及びBは、それぞれ独立に、炭素数6〜14の1価の芳香族炭化水素基又は炭素数3〜14の1価の複素環基を表す。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、着色硬化性樹脂組成物に関する。
【背景技術】
【0002】
カラーフィルタを用いる表示装置は、プラズマディスプレイ等の自発光型表示装置と比較して、カラーフィルタを透過した光によって画像表示を行うために明度が低くなる問題がある。明るく鮮明な画像を得るために、明度の高いカラーフィルタが求められている。カラーフィルタは着色硬化性樹脂組成物から作製されており、このような着色硬化性樹脂組成物としては、着色剤として、亜鉛フタロシアニン化合物及びC.I.ソルベントイエロー162を含む着色硬化性樹脂組成物が知られている(特許文献1)。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【0003】
【非特許文献1】「これがディスプレイの全貌だ!」p.114(泉谷 渉ら著;かんき出版 2005年4月18日発行)
【特許文献】
【0004】
【特許文献2】特開2010−168531号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
明るく鮮明な画像を得るために、明度の高いカラーフィルタが求められている。従来から知られる上記の着色硬化性樹脂組成物は、明度と耐溶剤性との両立が必ずしも十分に満足できない場合があった。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明は、以下の[1]〜[7]を提供するものである。
[1]着色剤、樹脂、重合性化合物、重合開始剤及び溶剤を含み、
着色剤が、式(I)で表される化合物と、亜鉛フタロシアニン化合物とを含む着色剤である着色硬化性樹脂組成物。
【0007】

【0008】
[式(I)中、Z、Z及びLは、それぞれ独立に、置換基を有していてもよい炭素数1〜16の2価の脂肪族炭化水素基を表し、該脂肪族炭化水素基に含まれる−CH−は、−CO−又は−O−で置き換わっていてもよい。
及びRは、それぞれ独立に、水素原子、置換基を有していてもよい炭素数1〜16の1価の飽和炭化水素基又は置換基を有していてもよい炭素数2〜18のアシル基を表す。
及びAは、それぞれ独立に、置換基を有していてもよい炭素数6〜14の2価の芳香族炭化水素基を表す。
及びBは、それぞれ独立に、置換基を有していてもよい炭素数6〜14の1価の芳香族炭化水素基又は置換基を有していてもよい炭素数3〜14の1価の複素環基を表し、該複素環基に含まれる−CH−は、−CO−で置き換わっていてもよい。]
[2]亜鉛フタロシアニン化合物が、式(P)で表される化合物である[1]記載の着色硬化性樹脂組成物。
【0009】

【0010】
[式(P)中、A〜A16は、それぞれ独立に、水素原子、塩素原子又は臭素原子を表
す。]
[3]着色剤が、式(I)で表される化合物2種以上と、亜鉛フタロシアニン化合物とを含む着色剤である[1]又は[2]記載の着色硬化性樹脂組成物。
[4]着色剤が、式(I)で表される化合物と、亜鉛フタロシアニン顔料とを含む着色剤である[1]〜[3]のいずれか一項記載の着色硬化性樹脂組成物。
[5]溶剤が、プロピレングリコールモノメチルエーテルを含む溶剤である[1]〜[3]のいずれか一項記載の着色硬化性樹脂組成物。
[6][1]〜[5]のいずれか一項記載の着色硬化性樹脂組成物により形成されるカラーフィルタ。
[7][6]記載のカラーフィルタを含む表示装置。
【発明の効果】
【0011】
本発明の着色硬化性樹脂組成物によれば、明度及び耐溶剤性の高いカラーフィルタを形成することができる。
【発明を実施するための形態】
【0012】
本発明の着色硬化性樹脂組成物は、着色剤(A)、樹脂(B)、重合性化合物(C)、重合開始剤(D)及び溶剤(E)を含み、着色剤が、式(I)で表される化合物(以下「化合物(I)」という場合がある。)と、亜鉛フタロシアニン化合物とを含む着色剤である着色硬化性樹脂組成物である。
本発明の着色硬化性樹脂組成物は、着色剤(A)として、化合物(I)を含む。
【0013】

【0014】
[式(I)中、Z、Z及びLは、それぞれ独立に、置換基を有していてもよい炭素数1〜16の2価の脂肪族炭化水素基を表し、該脂肪族炭化水素基に含まれる−CH−は、−CO−又は−O−で置き換わっていてもよい。
及びRは、それぞれ独立に、水素原子、置換基を有していてもよい炭素数1〜16の1価の飽和炭化水素基又は置換基を有していてもよい炭素数2〜18のアシル基を表す。
及びAは、それぞれ独立に、置換基を有していてもよい炭素数6〜14の2価の芳香族炭化水素基を表す。
及びBは、それぞれ独立に、置換基を有していてもよい炭素数6〜14の1価の芳香族炭化水素基又は置換基を有していてもよい炭素数3〜14の1価の複素環基を表し、該複素環基に含まれる−CH−は、−CO−で置き換わっていてもよい。]
【0015】
、Z及びLを表す炭素数1〜16の2価の脂肪族炭化水素基の炭素数には置換基の炭素数は含まれず、その数は、好ましくは2〜10、より好ましくは2〜8である。
炭素数1〜16の2価の脂肪族炭化水素基としては、メチレン基、エチレン基、プロパンジイル基、ブタンジイル基、ペンタンジイル基、へキサンジイル基、ヘプタンジイル基、オクタンジイル基、デカンジイル基、テトラデカンジイル基及びヘキサデカンジイル基等の炭素数1〜16のアルカンジイル基;−CH=CH−、−CH−C(=CH)−、−(CH−C(=CH)−等の炭素数1〜16のアルケンジイル基等が挙げられる。
炭素数1〜16の2価の脂肪族炭化水素基に含まれる−CH−は、−CO−又は−O−で置き換わっていてもよく、炭素数1〜16の2価の脂肪族炭化水素基に含まれる水素原子は、フッ素原子等のハロゲン原子で置換されていてもよい。
【0016】
及びZとしては、−CH−が−O−で置換されていてもよい炭素数1〜8のアルカンジイル基であることが好ましく、−CH−が−O−で置換されていてもよい炭素数5〜7のアルカンジイル基であることがより好ましい。好ましい基としては、例えば、−(CH−、−(CH−O−(CH−、−(CH−O−(CH−O−(CH−及び−CH−CH(CH)−が挙げられる。
【0017】
としては、−C(=CH)−を含んでいてもよい炭素数1〜8のアルカンジイル基であることが好ましく、無置換の炭素数1〜8のアルカンジイル基であることがより好ましく、無置換の炭素数4〜8のアルカンジイル基であることがより好ましい。好ましい基としては、例えば、−(CH−、−(CH−又は−CH−C(=CH)−が挙げられる。
【0018】
及びRを表す炭素数1〜16の1価の飽和炭化水素基は、直鎖状、分枝鎖状又は環状のいずれでもよい。該飽和炭化水素基の炭素数には置換基の炭素数は含まれず、その数は、1〜16、好ましくは1〜10、より好ましくは1〜4である。
炭素数1〜16の1価の飽和炭化水素基としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、メチルブチル基(1,1,3,3−テトラメチルブチル基など)、メチルヘキシル基(1,5−ジメチルヘキシル基など)、エチルヘキシル基(2−エチルヘキシル基など)、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、メチルシクロヘキシル基(2−メチルシクロヘキシル基など)、シクロヘキシルアルキル基等が挙げられる。
該飽和炭化水素基に含まれる水素原子は、炭素数1〜8のアルコキシ基又はカルボキシ基で置換されていてもよい。炭素数1〜8のアルコキシ基で置換された該脂肪族炭化水素基としては、プロポキシプロピル基(3−イソプロポキシプロピル基など)、アルコキシプロピル基(3−(2−エチルヘキシルオキシ)プロピル基など)等が挙げられる。カルボキシ基で置換された該飽和炭化水素基としては、2−カルボキシエチル基、3−カルボキシプロピル基、4-カルボキシブチル基などが挙げられる。
【0019】
及びRを表す炭素数2〜18のアシル基に含まれる水素原子は、カルボキシ基又は炭素数1〜8のアルコキシ基で置換されていてもよい。該アシル基の炭素数は、置換基の炭素数を含めて数えられ、その数は、2〜18、好ましくは6〜10である。置換基を有していてもよいアシル基としては、例えば、アセチル基、ベンゾイル基、メトキシベンゾイル基(p−メトキシベンゾイル基など)などが挙げられる。
【0020】
及びRとしては、水素原子、炭素数1〜4のアルキル基及び炭素数2〜5のアシル基が好ましく、水素原子、メチル基及びアセチル基がより好ましい。
【0021】
及びAを表す置換基を有していてもよい炭素数6〜14の2価の芳香族炭化水素基としては、フェニレン基及びナフタレンジイル基等が挙げられ、好ましくはフェニレン基である。該芳香族炭化水素基の炭素数には、置換基の炭素数は含まれない。
該芳香族炭化水素基が有していてもよい置換基としては、ハロゲノ基、炭素数1〜8のアルキル基、炭素数1〜8のアルコキシ基、ニトロ基、スルホ基、スルファモイル基及びN−置換スルファモイル基などが挙げられる。
【0022】
ハロゲノ基としては、フルオロ基、クロロ基、ブロモ基及びヨード基等が挙げられ、フルオロ基、クロロ基及びブロモ基が好ましい。
【0023】
炭素数1〜8のアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基及びヘキシル基等が挙げられ、炭素数1〜4のアルキル基が好ましく、メチル基及びエチル基がより好ましく、メチル基が特に好ましい。
【0024】
炭素数1〜8のアルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、ブトキシ基、イソブトキシ基、sec−ブトキシ基、tert−ブトキシ基、ペンチルオキシ基及びヘキシルオキシ基等が挙げられ、炭素数1〜4のアルコキシ基が好ましく、メトキシ基及びエトキシ基がより好ましく、メトキシ基が特に好ましい。
【0025】
N−置換スルファモイル基としては、−SO2NHR基、又は−SO2NR基が挙げられる。R及びRは、それぞれ独立に、置換基を有していてもよい炭素数1〜16の飽和炭化水素基又は置換基を有していてもよい炭素数2〜16のアシル基を表す。置換基を有していてもよい炭素数1〜16の飽和炭化水素基及び置換基を有していてもよい炭素数2〜16のアシル基としては、上記と同じものが挙げられる。
【0026】
及びBを表す炭素数6〜14の1価の芳香族炭化水素基としては、フェニル基、ナフチル基等が挙げられる。該芳香族炭化水素基の炭素数には、置換基の炭素数は含まれない。
及びBを表す置換基を有していてもよい炭素数3〜14の1価の複素環基としては、下記式で表される基等が挙げられる。
【0027】

【0028】
[Rは、水素原子又は有機基を表す。]
該有機基としては、例えば、後述のRと同様の基が挙げられる。
炭素数6〜14の1価の芳香族炭化水素基及び炭素数3〜14の1価の複素環基に含まれる水素原子は、ヒドロキシ基、炭素数1〜16の脂肪族炭化水素基、シアノ基、アミノ基又はN−置換アミノ基で置換されていてもよい。また、前記の芳香族炭化水素基に含まれる水素原子は、オキソ基でで置換されていてもよい。前記の複素環基に含まれる−CH−は、−CO−で置き換わっていてもよい。
N−置換アミノ基として、−NHR基及び−SO2NR基が挙げられる。R及びRは、それぞれ独立に、置換基を有していてもよい1価の炭素数1〜16の脂肪族炭化水素基又は置換基を有していてもよい1価の炭素数3〜14の複素環基を表す。置換基を有していてもよい1価の炭素数1〜16の脂肪族炭化水素基及び置換基を有していてもよい1価の炭素数3〜14の複素環基としては、上記の複素環基として挙げた基と同じものが挙げられる。
【0029】
及びBは、式(II)で表される基であることが好ましい。

【0030】
[式(II)中、Rは、水素原子又は置換基を有していてもよい炭素数1〜16の1価の飽和炭化水素基を表す。
は、置換基を有していてもよい炭素数1〜16の1価の飽和炭化水素基を表す。]
式(II)で表される基のピリドン環は、ケト型であってもエノール型であってもよい。
【0031】
及びRを表す炭素数1〜16の1価の飽和炭化水素基としては、上記と同じものが挙げられる。
としては、メチルブチル基(1,1,3,3−テトラメチルブチル基など)、メチルへキシル基(1,5−ジメチルへキシル基など)、エチルへキシル基(2−エチルヘキシル基など)、メチルシクロへキシル基(2−メチルシクロヘキシル基など)、アルコキシプロピル基(3−(2−エチルヘキシルオキシ)プロピル基など)などの分枝鎖状飽和炭化水素基が好ましい。
としては、メチル基が好ましい。
【0032】
化合物(I)としては、式(I−1)〜式(I−21)で表される化合物が挙げられる。表中のA、A、Z及びZは、右側の結合手がLに近い方の結合手を表す。
【0033】

【0034】
【表1】

【0035】
【表2】

【0036】
【表3】

【0037】
【表4】

【0038】
【表5】

【0039】
【表6】

【0040】
【表7】

【0041】
【表8】

【0042】
【表9】

【0043】
【表10】

【0044】

【0045】
【表11】

【0046】
【表12】

【0047】
【表13】

【0048】
【表14】

【0049】
【表15】

【0050】
【表16】

【0051】

【0052】
【表17】

【0053】

【0054】
【表18】

【0055】

【0056】
【表19】

【0057】

【0058】
【表20】

【0059】

【0060】
【表21】

【0061】
及びBが同じ種類の基であることが好ましく、さらに、A及びA、R及びR、Z及びZがそれぞれ同じ種類の基であることがより好ましい。これらの基であると、化合物(I)の製造が容易である。
【0062】
本発明の着色硬化性樹脂組成物が2種以上の化合物(I)を含む場合、化合物(I)として、式(I)においてA、A、R、R、Z、Z及びLからなる群から選ばれる少なくとも1種が互いに異なる構造である化合物を、2種以上含むことが好ましく、Z、Z及びLからなる群から選ばれる少なくとも1種が互いに異なる構造である化合物を、2種以上含むことがより好ましく、Lのみが互いに異なる構造である化合物を2種以上含むことがさらに好ましい。
中でも、化合物(I)として、式(I−6)で表される化合物と式(I−7)で表される化合物とを含むことが好ましい。式(I−6)で表される化合物と式(I−7)で表される化合物との含有量の比は、10:90〜89:11が好ましく、30:70〜70:30がより好ましい。含有量の比が上記の範囲内であると、化合物(I)が着色硬化性樹脂組成物中で析出しにくく、保存安定性に優れる。
【0063】
化合物(I)の含有量は、着色剤(A)全量に対して、0.5〜99.5質量%であり、好ましくは1〜99質量%であり、より好ましくは2〜98質量%である。
【0064】
本発明の着色硬化性樹脂組成物は、着色剤(A)として、亜鉛フタロシアニン化合物を含む。亜鉛フタロシアニン化合物は、中心金属として亜鉛を有するフタロシアニン化合物であり、例えば、特開平7−286109号公報、特開2008−24743号公報及び特開2009−51896号公報に記載された化合物が挙げられる。亜鉛フタロシアニン化合物は、亜鉛フタロシアニン顔料として本発明の着色硬化性樹脂組成物に含有されることが好ましい。亜鉛フタロシアニン顔料は、亜鉛フタロシアニン化合物を含む顔料であり、緑色顔料であることが好ましい。
亜鉛フタロシアニン化合物は、式(P)で表される化合物であることが好ましい。
【0065】

【0066】
[式(P)中、A〜A16は、それぞれ独立に、水素原子、塩素原子又は臭素原子を表
す。]
〜A16で表される置換基の数は、好ましくは塩素原子が0〜6個で、臭素原子が10〜16個であり、かつ塩素原子と臭素原子との和が10〜16個であり、より好ましくは、塩素原子が0〜3個で、臭素原子が13〜16個であり、かつ塩素原子と臭素原子との和が13〜16個であり、さらに好ましくは塩素原子が1〜3個で、臭素原子が13〜15個であり、かつ塩素原子と臭素原子との和が14〜16個である。
置換基の数が前記の範囲にあると、色相がより黄味になり、カラーフィルタとした時に色再現範囲を下げることなく明度が高くなることから好ましい。
【0067】
式(P)で表される化合物を含む顔料としては、例えば、C.I.ピグメントグリーン58等が挙げられる。
式(P)で表される化合物及び該化合物を含む顔料は、特開2007−284589号、特開2007−284592号、特開2007−291232号、特開2008−19383号などの公報に記載されている方法により製造することができる。
【0068】
亜鉛フタロシアニン顔料は、必要に応じて、ロジン処理、酸性基又は塩基性基が導入された顔料誘導体等を用いた表面処理、高分子化合物等による顔料表面へのグラフト処理、硫酸微粒化法等による微粒化処理、又は不純物を除去するための有機溶剤や水等による洗浄処理、イオン性不純物のイオン交換法等による除去処理等が施されていてもよい。
亜鉛フタロシアニン顔料は、粒径が均一であることが好ましい。顔料分散剤を含有させて分散処理を行うことで、亜鉛フタロシアニン顔料が溶液中で均一に分散した状態の亜鉛フタロシアニン顔料分散液を得ることができる。
【0069】
前記の顔料分散剤としては、例えば、カチオン系、アニオン系、ノニオン系、両性、ポリエステル系、ポリアミン系、アクリル系等の界面活性剤等が挙げられる。これらの顔料分散剤は、単独でも2種以上を組み合わせて用いてもよい。顔料分散剤としては、商品名でKP(信越化学工業(株)製)、フローレン(共栄社化学(株)製)、ソルスパース(ゼネカ(株)製)、EFKA(CIBA社製)、アジスパー(味の素ファインテクノ(株)製)、Disperbyk(ビックケミー社製)などが挙げられる。
顔料分散剤を用いる場合、その使用量は、亜鉛フタロシアニン顔料100質量部に対して、好ましくは100質量部以下であり、より好ましくは5質量部以上50質量部以下である。顔料分散剤の使用量が前記の範囲にあると、均一な分散状態の亜鉛フタロシアニン顔料分散液が得られる傾向がある
【0070】
亜鉛フタロシアニン化合物の含有量は、着色剤(A)の全量に対して、0.5〜99.5質量%であり、好ましくは1〜99質量%であり、より好ましくは2〜98質量%である。
【0071】
本発明の着色硬化性樹脂組成物は、着色剤(A)として、化合物(1)及び亜鉛フタロシアニン化合物とは異なる染料及び/又は顔料を含んでもよい。
化合物(1)及び亜鉛フタロシアニン化合物とは異なる染料としては、油溶性染料、酸性染料、酸性染料のアミン塩や酸性染料のスルホンアミド誘導体などの染料が挙げられ、例えば、カラーインデックス(The Society of Dyers and Colourists出版)で染料、すなわちピグメント以外で色相を有するものに分類されている化合物や、染色ノート(色染社)に記載されている公知の染料が挙げられる。また、化学構造によれば、アゾ染料、アントラキノン染料、トリフェニルメタン染料、キサンテン染料及びフタロシアニン染料等が挙げられる。中でも、有機溶剤可溶性染料が好ましい。
【0072】
具体的には、C.I.ソルベントイエロー4(以下、C.I.ソルベントイエローの記載を省略し、番号のみの記載とする。)、14、15、23、24、38、62、63、68、82、94、98、99、162;
C.I.ソルベントレッド45、49、111、125、130;
C.I.ソルベントオレンジ2、7、11、15、26、56;
C.I.ソルベントブルー4、5、14、18、35、36、37、45、58、59、59:1、63、67、68、69、70、78、79、83、90、94、97、98、100、101、102、104、105、111、112、122、128、132、136、139;
C.I.ソルベントグリーン1、3、4、5、7、28、29、32、33、34、35等のC.I.ソルベント染料、
C.I.アシッドイエロー1、3、7、9、11、17、23、25、29、34、36、38、40、42、54、65、72、73、76、79、98、99、111、112、113、114、116、119、123、128、134、135、138、139、140、144、150、155、157、160、161、163、168、169、172、177、178、179、184、190、193、196、197、199、202、203、204、205、207、212、214、220、221、228、230、232、235、238、240、242、243、251;
C.I.アシッドレッド1、4、8、14、17、18、26、27、29、31、34、35、37、42、44、50、51、52、57、66、73、80、87、88、91、92、94、97、103、111、114、129、133、134、138、143、145、150、151、158、176、182、183、198、206、211、215、216、217、227、228、249、252、257、258、260、261、266、268、270、274、277、280、281、195、308、312、315、316、339、341、345、346、349、382、383、394、401、412、417、418、422、426;
C.I.アシッドオレンジ6、7、8、10、12、26、50、51、52、56、62、63、64、74、75、94、95、107、108、169、173;
C.I.アシッドバイオレット6B、7、9、17、19;
C.I.アシッドブルー1、7、9、15、18、22、23、25、27、29、40、41、42、43、45、51、54、59、60、62、70、72、74、78、80、82、83、86、87、90、92、93、96、100、102、103、104、112、113、117、120、126、127、129、130、131、138、140、142、143、147、150、151、154、158、161、166、167、168、170、171、175、182、183、184、187、192、199、203、204、205、210、229、234、236、242、243、256、259、267、278、280、285、290、296、315、324:1、335、340;
C.I.アシッドグリーン1、3、5、9、16、25、27、28、41、50、58、63、65、80、104、105、106、109等のC.I.アシッド染料、
C.I.ダイレクトイエロー2、33、34、35、38、39、43、47、50、54、58、68、69、70、71、86、93、94、95、98、102、108、109、129、136、138、141;
C.I.ダイレクトレッド79、82、83、84、91、92、96、97、98、99、105、106、107、172、173、176、177、179、181、182、184、204、207、211、213、218、220、221、222、232、233、234、241、243、246、250;
C.I.ダイレクトオレンジ34、39、41、46、50、52、56、57、61、64、65、68、70、96、97、106、107;
C.I.ダイレクトバイオレット47、52、54、59、60、65、66、79、80、81、82、84、89、90、93、95、96、103、104;
C.I.ダイレクトブルー1、2、6、8、15、22、25、40、41、57、71、76、77、78、80、81、84、85、86、90、93、94、95、97、98、99、100、101、106、107、108、109、113、114、115、117、119、120、137、149、150、153、155、156、158、159、160、161、162、163、164、165、166、167、168、170、171、172、173、188、189、190、192、193、194、195、196、198、199、200、201、202、203、207、209、210、212、213、214、222、225、226、228、229、236、237、238、242、243、244、245、246、247、248、249、250、251、252、256、257、259、260、268、274、275、293;
C.I.ダイレクトグリーン25、27、31、32、34、37、63、65、66、67、68、69、72、77、79、82等のC.I.ダイレクト染料、
C.I.ディスパースイエロー51、54,76;
C.I.ディスパースブルー1、14、56、60等のC.I.ディスパース染料、
C.I.ベーシックブルー1、3、5、7、9、19、21、22、24、25、26、28、29、40、41、45、47、54、58、59、60、64、65、66、67、68;
C.I.ベーシックグリーン1;等のC.I.ベーシック染料、
C.I.リアクティブイエロー2,76,116等のC.I.リアクティブ染料、
C.I.モーダントイエロー5、8、10、16、20、26、30、31、33、42、43、45、56、61、62、65;
C.I.モーダントレッド1、2、3、4、9、11、12、14、17、18、19、22、23、24、25、26、30、32、33、36、37、38、39、41、43、45、46、48、53、56、63、71、74、85、86、88、90、94、95;
C.I.モーダントオレンジ3、4、5、8、12、13、14、20、21、23、24、28、29、32、34、35、36、37、42、43、47、48;
C.I.モーダントバイオレット1、2、4、5、7、14、22、24、30、31、32、37、40、41、44、45、47、48、53、58;
C.I.モーダントブルー1、2、3、7、8、9、12、13、15、16、19、20、21、22、23、24、26、30、31、32、39、40、41、43、44、48、49、53、61、74、77、83、84;
C.I.モーダントグリーン1、3、4、5、10、15、19、26、29、33、34、35、41、43、53等のC.I.モーダント染料、
C.I.バットグリーン1等のC.I.バット染料等が挙げられる。
【0073】
化合物(1)及び亜鉛フタロシアニン化合物とは異なる顔料としては、有機顔料、例えば、C.I.ピグメントイエロー1、3、12、13、14、15、16、17、20、24、31、53、83、86、93、94、109、110、117、125、128、137、138、139、147、148、150、153、154、166、173、194、214などの黄色顔料;
C.I.ピグメントオレンジ13、31、36、38、40、42、43、51、55、59、61、64、65、71、73などのオレンジ色の顔料;
C.I.ピグメントレッド9、97、105、122、123、144、149、166、168、176、177、180、192、209、215、216、224、242、254、255、264、265などの赤色顔料;
C.I.ピグメントブルー15、15:3、15:4、15:6、60などの青色顔料;C.I.ピグメントバイオレット1、19、23、29、32、36、38などのバイオレット色顔料;
C.I.ピグメントグリーン7、36などの緑色顔料;
C.I.ピグメントブラウン23、25などのブラウン色顔料;
C.I.ピグメントブラック1、7などの黒色顔料等が挙げられる。
これらの顔料は、単独でも、2種以上を併用してもよい。
【0074】
中でも、C.I.ピグメントイエロー138、139、150及びC.I.ピグメントグリーン7、36が好ましい。
【0075】
上記の顔料は、必要に応じて、ロジン処理、酸性基又は塩基性基が導入された顔料誘導体等を用いた表面処理、高分子化合物等による顔料表面へのグラフト処理、硫酸微粒化法等による微粒化処理、又は不純物を除去するための有機溶剤や水等による洗浄処理、イオン性不純物のイオン交換法等による除去処理等が施されていてもよい
また、上記の顔料は、亜鉛フタロシアニン顔料と同様の方法で、分散処理を施すことが好ましい。
【0076】
着色剤(A)において、化合物(I)と亜鉛フタロシアニン化合物との含有量比は質量基準で、1:99〜35:65が好ましく、10:90〜30:70がより好ましい。着色剤(A)は、化合物(1)及び亜鉛フタロシアニン化合物とは異なる染料及び/又は顔料を含んでいてもよいが、実質的に含まないことが好ましい。このような着色剤(A)を用いることにより、高明度なカラーフィルタを作製できる。
【0077】
着色剤(A)の含有量は、本発明の着色硬化性樹脂組成物の固形分に対して、好ましくは5〜60質量%であり、より好ましくは8〜55質量%であり、さらに好ましくは10〜50質量%である。着色剤(A)の含有量が前記の範囲内にあると、カラーフィルタとしたときの色濃度が十分であり、かつ組成物中に樹脂(B)や重合性化合物(C)を必要量含有させることができるので、機械的強度が十分な着色パターンを形成することができる。ここで、固形分とは、本発明の着色感光性樹脂組成物から溶剤を除いた成分の合計量をいう。固形分及びこれに対する各成分の含有量は、例えば、液体クロマトグラフィー又はガスクロマトグラフィーなどの公知の分析手段で測定することができる。
【0078】
本発明の着色硬化性樹脂組成物は、樹脂(B)を含む。樹脂(B)としては、特に限定されるものではないが、アルカリ可溶性樹脂であることが好ましい。
樹脂(B)としては、例えば、以下の樹脂[K1]〜[K4]等が挙げられる。
[K1]炭素数2〜4の環状エーテル構造とエチレン性不飽和結合とを有する単量体(a)(以下「(a)」という場合がある)と、不飽和カルボン酸及び不飽和カルボン酸無水物からなる群から選ばれる少なくとも1種(b)(以下「(b)」という場合がある)との共重合体。
[K2](a)と(b)と、(a)と共重合可能な単量体(c)(ただし、(a)及び(b)とは異なる。)(以下「(c)」という場合がある)との共重合体
[K3](b)と(c)との共重合体
[K4](b)と(c)との共重合体に(a)を反応させて得られる樹脂。
樹脂(B)が(a)に由来する構造単位を含むことにより、得られるカラーフィルタの耐熱性、耐薬品性等の信頼性をより高くすることができる。
【0079】
(a)は、例えば、炭素数2〜4の環状エーテル構造(例えば、オキシラン環、オキセタン環及びテトラヒドロフラン環からなる群から選ばれる少なくとも1種)とエチレン性不飽和結合とを有する重合性化合物をいう。(a)は、炭素数2〜4の環状エーテル構造と(メタ)アクリロイルオキシ基とを有する単量体が好ましい。
尚、本明細書において、「(メタ)アクリル酸」とは、アクリル酸及びメタクリル酸よりなる群から選ばれる少なくとも1種を表す。「(メタ)アクリロイル」及び「(メタ)アクリレート」等の表記も、同様の意味を有する。
【0080】
(a)としては、例えば、オキシラニル基とエチレン性不飽和結合とを有する単量体(a1)(以下「(a1)」という場合がある)、オキセタニル基とエチレン性不飽和結合とを有する単量体(a2)(以下「(a2)」という場合がある)、テトラヒドロフリル基とエチレン性不飽和結合とを有する単量体(a3)(以下「(a3)」という場合がある)等が挙げられる。
【0081】
(a1)は、例えば、直鎖状又は分枝鎖状脂肪族不飽和炭化水素がエポキシ化された構造とエチレン性不飽和結合と単量体(a1−1)(以下「(a1−1)」という場合がある)、及び脂環式不飽和炭化水素がエポキシ化された構造とエチレン性不飽和結合と構造を有する単量体(a1−2)(以下「(a1−2)」という場合がある)が挙げられる。
【0082】
(a1−1)としては、グリシジル(メタ)アクリレート、β−メチルグリシジル(メタ)アクリレート、β−エチルグリシジル(メタ)アクリレート、グリシジルビニルエーテル、o−ビニルベンジルグリシジルエーテル、m−ビニルベンジルグリシジルエーテル、p−ビニルベンジルグリシジルエーテル、α−メチル−o−ビニルベンジルグリシジルエーテル、α−メチル−m−ビニルベンジルグリシジルエーテル、α−メチル−p−ビニルベンジルグリシジルエーテル、2,3−ビス(グリシジルオキシメチル)スチレン、2,4−ビス(グリシジルオキシメチル)スチレン、2,5−ビス(グリシジルオキシメチル)スチレン、2,6−ビス(グリシジルオキシメチル)スチレン、2,3,4−トリス(グリシジルオキシメチル)スチレン、2,3,5−トリス(グリシジルオキシメチル)スチレン、2,3,6−トリス(グリシジルオキシメチル)スチレン、3,4,5−トリス(グリシジルオキシメチル)スチレン、2,4,6−トリス(グリシジルオキシメチル)スチレン等が挙げられる。
【0083】
(a1−2)としては、ビニルシクロヘキセンモノオキサイド、1,2−エポキシ−4−ビニルシクロヘキサン(例えば、セロキサイド2000;ダイセル化学工業(株)製)、3,4−エポキシシクロヘキシルメチル(メタ)アクリレート(例えば、サイクロマーA400;ダイセル化学工業(株)製)、3,4−エポキシシクロヘキシルメチル(メタ)アクリレート(例えば、サイクロマーM100;ダイセル化学工業(株)製)、式(B1)で表される化合物及び式(B2)で表される化合物等が挙げられる。
【0084】

【0085】
[式(B1)及び式(B2)において、R及びRは、互いに独立に、水素原子、又は炭素数1〜4のアルキル基を表し、該アルキル基に含まれる水素原子は、ヒドロキシ基で置換されていてもよい。
及びXは、互いに独立に、単結合、−R−、*−R−O−、*−R−S−、*−R−NH−を表す。
は、炭素数1〜6のアルカンジイル基を表す。
*は、Oとの結合手を表す。]
【0086】
炭素数1〜4のアルキル基としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基等が挙げられる。
水素原子がヒドロキシで置換されたアルキル基としては、ヒドロキシメチル基、1−ヒドロキシエチル基、2−ヒドロキシエチル基、1−ヒドロキシプロピル基、2−ヒドロキシプロピル基、3−ヒドロキシプロピル基、1−ヒドロキシ−1−メチルエチル基、2−ヒドロキシ−1−メチルエチル基、1−ヒドロキシブチル基、2−ヒドロキシブチル基、3−ヒドロキシブチル基、4−ヒドロキシブチル基等が挙げられる。
及びRとしては、好ましくは水素原子、メチル基、ヒドロキシメチル基、1−ヒドロキシエチル基、2−ヒドロキシエチル基が挙げられ、より好ましくは水素原子、メチル基が挙げられる。
【0087】
アルカンジイル基としては、メチレン基、エチレン基、プロパン−1,2−ジイル基、プロパン−1,3−ジイル基、ブタン−1,4−ジイル基、ペンタン−1,5−ジイル基、ヘキサン−1,6−ジイル基等が挙げられる。
及びXとしては、好ましくは単結合、メチレン基、エチレン基、*−CH−O−(*はOとの結合手を表す)基、*−CHCH−O−基が挙げられ、より好ましくは単結合、*−CHCH−O−基が挙げられる。
【0088】
式(I)で表される化合物としては、式(I−1)〜式(I−15)で表される化合物等が挙げられる。好ましくは式(I−1)、式(I−3)、式(I−5)、式(I−7)、式(I−9)又は式(I−11)〜式(I−15)で表される化合物が挙げられる。より好ましくは式(I−1)、式(I−7)、式(I−9)又は式(I−15)で表される化合物が挙げられる。
【0089】

【0090】
式(II)で表される化合物としては、式(II−1)〜式(II−15)で表される化合物等が挙げられる。好ましくは式(II−1)、式(II−3)、式(II−5)、式(II−7)、式(II−9)又は式(II−11)〜式(II−15)で表される化合物が挙げられる。より好ましくは式(II−1)、式(II−7)、式(II−9)又は式(II−15)で表される化合物が挙げられる。
【0091】

【0092】
式(B1)で表される化合物及び式(B2)で表される化合物は、それぞれ単独で用いることができる。また、それらは、任意の比率で混合することができる。混合する場合、その混合比率はモル比で、好ましくは式(B1):式(B2)で、5:95〜95:5、より好ましくは10:90〜90:10、とりわけ好ましくは20:80〜80:20である。
【0093】
オキセタニル基とエチレン性不飽和結合とを有する単量体(a2)としては、オキセタニル基と(メタ)アクリロイルオキシ基とを有する単量体がより好ましい。(a2)としては、3−メチル−3−メタクリルロイルオキシメチルオキセタン、3−メチル−3−アクリロイルオキシメチルオキセタン、3−エチル−3−メタクリロイルオキシメチルオキセタン、3−エチル−3−アクリロイルオキシメチルオキセタン、3−メチル−3−メタクリロイルオキシエチルオキセタン、3−メチル−3−アクリロイルオキシエチルオキセタン、3−エチル−3−メタクリロイルオキシエチルオキセタン、3−エチル−3−アクリロイルオキシエチルオキセタン等が挙げられる。
【0094】
テトラヒドロフリル基とエチレン性不飽和結合とを有する単量体(a3)としては、テトラヒドロフリル基と(メタ)アクリロイルオキシ基とを有する単量体がより好ましい。
(a3)としては、具体的には、テトラヒドロフルフリルアクリレート(例えば、ビスコートV#150、大阪有機化学工業(株)製)、テトラヒドロフルフリルメタクリレート等が挙げられる。
【0095】
(a)としては、得られるカラーフィルタの耐熱性、耐薬品性等の信頼性をより高くすることができる点で、(a1)であることが好ましい。さらに、着色硬化性樹脂組成物の保存安定性が優れるという点で、(a1−2)がより好ましい。
【0096】
(b)としては、具体的には、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、o−、m−、p−ビニル安息香酸等の不飽和モノカルボン酸類;
マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、メサコン酸、イタコン酸、3−ビニルフタル酸、4−ビニルフタル酸、3,4,5,6−テトラヒドロフタル酸、1,2,3,6−テトラヒドロフタル酸、ジメチルテトラヒドロフタル酸、1、4−シクロヘキセンジカルボン酸等の不飽和ジカルボン酸類;
メチル−5−ノルボルネン−2,3−ジカルボン酸、5−カルボキシビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、5,6−ジカルボキシビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、5−カルボキシ−5−メチルビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、5−カルボキシ−5−エチルビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、5−カルボキシ−6−メチルビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、5−カルボキシ−6−エチルビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン等のカルボキシ基を含有するビシクロ不飽和化合物類;
無水マレイン酸、シトラコン酸無水物、イタコン酸無水物、3−ビニルフタル酸無水物、4−ビニルフタル酸無水物、3,4,5,6−テトラヒドロフタル酸無水物、1,2,3,6−テトラヒドロフタル酸無水物、ジメチルテトラヒドロフタル酸無水物、5,6−ジカルボキシビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン無水物等の不飽和ジカルボン酸類無水物;
【0097】
こはく酸モノ〔2−(メタ)アクリロイルオキシエチル〕、フタル酸モノ〔2−(メタ)アクリロイルオキシエチル〕等の2価以上の多価カルボン酸の不飽和モノ〔(メタ)アクリロイルオキシアルキル〕エステル類;
α−(ヒドロキシメチル)アクリル酸のような、同一分子中にヒドロキシ基及びカルボキシ基を含有する不飽和アクリレート類等が挙げられる。
これらのうち、共重合反応性の点やアルカリ水溶液への溶解性の点から、アクリル酸、メタクリル酸、無水マレイン酸等が好ましい。
【0098】
(c)としては、例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、sec−ブチル(メタ)アクリレート、tert−ブチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ドデシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、シクロペンチル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、2−メチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート、トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン−8−イル(メタ)アクリレート(当該技術分野では、慣用名として、ジシクロペンタニル(メタ)アクリレートといわれている。)、ジシクロペンタニルオキシエチル(メタ)アクリレート、トリシクロ[5.2.1.02,6]デセン−8−イル(メタ)アクリレート(当該技術分野では、慣用名として、ジシクロペンテニル(メタ)アクリレートといわれている。)、イソボルニル(メタ)アクリレート、アダマンチル(メタ)アクリレート、アリル(メタ)アクリレート、プロパルギル(メタ)アクリレート、フェニル(メタ)アクリレート、ナフチル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリル酸エステル類;
2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート等のヒドロキシ基含有(メタ)アクリル酸エステル類;
マレイン酸ジエチル、フマル酸ジエチル、イタコン酸ジエチル等のジカルボン酸ジエステル;
【0099】
ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、5−メチルビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、5−エチルビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、5−ヒドロキシビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、5−ヒドロキシメチルビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、5−(2’−ヒドロキシエチル)ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、5−メトキシビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、5−エトキシビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、5,6−ジヒドロキシビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、5,6−ジ(ヒドロキシメチル)ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、5,6−ジ(2’−ヒドロキシエチル)ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、5,6−ジメトキシビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、5,6−ジエトキシビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、5−ヒドロキシ−5−メチルビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、5−ヒドロキシ−5−エチルビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、5−ヒドロキシメチル−5−メチルビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、5−tert−ブトキシカルボニルビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、5−シクロヘキシルオキシカルボニルビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、5−フェノキシカルボニルビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、5,6−ビス(tert−ブトキシカルボニル)ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、5,6−ビス(シクロヘキシルオキシカルボニル)ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン等のビシクロ不飽和化合物類;
【0100】
N−フェニルマレイミド、N−シクロヘキシルマレイミド、N−ベンジルマレイミド、N−スクシンイミジル−3−マレイミドベンゾエート、N−スクシンイミジル−4−マレイミドブチレート、N−スクシンイミジル−6−マレイミドカプロエート、N−スクシンイミジル−3−マレイミドプロピオネート、N−(9−アクリジニル)マレイミド等のジカルボニルイミド誘導体類;
【0101】
スチレン、α−メチルスチレン、m−メチルスチレン、p−メチルスチレン、ビニルトルエン、p−メトキシスチレン、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、塩化ビニル、塩化ビニリデン、アクリルアミド、メタクリルアミド、酢酸ビニル、1,3−ブタジエン、イソプレン、2,3−ジメチル−1,3−ブタジエン等が挙げられる。
これらのうち、共重合反応性及び耐熱性の点から、スチレン、ビニルトルエン、N−フェニルマレイミド、N−シクロヘキシルマレイミド、N−ベンジルマレイミド、ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン等が好ましい。
【0102】
樹脂[K1]において、それぞれに由来する構造単位の比率は、樹脂[K1]を構成する全構造単位中、以下の範囲にあることが好ましい。
(a)に由来する構造単位;50〜98モル%(より好ましくは60〜90モル%)
(b)に由来する構造単位;2〜50モル%(より好ましくは10〜40モル%)
樹脂[K1]の構造単位の比率が、上記の範囲内にあると、着色感光性樹脂組成物の保存安定性、現像性、及びカラーフィルタの耐溶剤性が良好になる傾向がある。
【0103】
樹脂[K1]は、例えば、文献「高分子合成の実験法」(大津隆行著 発行所(株)化学同人 第1版第1刷 1972年3月1日発行)に記載された方法及び当該文献に記載された引用文献を参考にして製造することができる。
【0104】
具体的には、(a)及び(b)の所定量、重合開始剤及び溶剤等を反応容器中に入れて、例えば、窒素により酸素を置換することにより、脱酸素雰囲気にして、攪拌しながら、加熱及び保温する方法が例示される。なお、ここで用いられる重合開始剤及び溶剤等は、特に限定されず、当該分野で通常使用されているもののいずれをも使用することができる。例えば、重合開始剤としては、アゾ化合物(2,2′−アゾビスイソブチロニトリル、2,2′−アゾビス(2,4− ジメチルバレロニトリル)等)や有機過酸化物(ベンゾイルペルオキシド等)が挙げられ、溶剤としては、各モノマーを溶解するものであればよく、本発明の着色感光性樹脂組成物の溶剤(E)として後述する溶剤等を用いることができる。
【0105】
なお、得られた共重合体は、反応後の溶液をそのまま使用してもよいし、濃縮あるいは希釈した溶液を使用してもよいし、再沈殿等の方法で固体(粉体)として取り出したものを使用してもよい。特に、この重合の際に溶剤として、本発明の着色感光性樹脂組成物に含まれる溶剤を使用することにより、反反応後の溶液をそのまま本発明の着色感光性樹脂組成物の調製に使用することができるため、本発明の着色感光性樹脂組成物の製造工程を簡略化することができる。
【0106】
樹脂[K2]において、それぞれに由来する構造単位の比率は、樹脂[K2]を構成する全構造単位中、以下の範囲にあることが好ましい。
(a)に由来する構造単位;2〜95モル%(より好ましくは5〜80モル%)
(b)に由来する構造単位;4〜45モル%(より好ましくは10〜30モル%)
(c)に由来する構造単位;1〜65モル%(より好ましくは5〜60モル%)
樹脂[K2]の構造単位の比率が、上記の範囲内にあると、着色感光性樹脂組成物の保存安定性、現像性、並びにカラーフィルタの耐溶剤性、耐熱性及び機械強度が良好になる傾向がある。
【0107】
樹脂[K2]は、例えば、樹脂[K1]の製造方法として記載した方法と同様に製造することができる。
具体的には、(a)、(b)及び(c)の所定量、重合開始剤及び溶剤を反応容器中に入れて、例えば、窒素により酸素を置換することにより、脱酸素雰囲気にして、攪拌しながら、加熱及び保温する方法が挙げられる。得られた共重合体は、反応後の溶液をそのまま使用してもよいし、濃縮あるいは希釈した溶液を使用してもよいし、再沈殿等の方法で固体(粉体)として取り出したものを使用してもよい。
【0108】
樹脂[K3]において、それぞれに由来する構造単位の比率は、樹脂[K3]を構成する全構造単位中、以下の範囲にあることが好ましい。
(b)2〜50モル%、より好ましくは5〜40モル%
(c)50〜98モル%、より好ましくは60〜95モル%
樹脂[K3]は、例えば、樹脂[K1]の製造方法として記載した方法と同様に製造することができる。
【0109】
樹脂[K4]は、(b)と(c)との共重合体を得て、(a)を付加させることにより得ることができる。
まず(b)と(c)との共重合体を、[K1]の製造方法として記載した方法と同様に製造する。この場合、それぞれに由来する構造単位の比率は、(b)と(c)との共重合体を構成する全構造単位中、以下の範囲にあることが好ましい。
(b)5〜50モル%、より好ましくは10〜45モル%
(c)50〜95モル%、より好ましくは55〜90モル%
次に、前記共重合体中の(b)に由来する構造単位に含まれるカルボキシ基及び/又はカルボン酸無水物の一部に、(a)が有する炭素数2〜4の環状エーテルを反応させる。
(b)と(c)との共重合体の製造に引き続き、フラスコ内雰囲気を窒素から空気に置換し、(a)、カルボキシ基と環状エーテルとの反応触媒(例えばトリス(ジメチルアミノメチル)フェノール等)、及び重合禁止剤(例えばハイドロキノン等)等ををフラスコ内に入れて、例えば、60〜130℃で、1〜10時間反応させることにより、樹脂[K4]を得ることができる。前記反応触媒の使用量は、(a)〜(c)の合計量に対して、通常0.001〜5質量%である。前記重合禁止剤の使用量は、(a)〜(c)の合計量に対して、通常0.001〜5質量%である。仕込方法、反応温度及び時間等の反応条件は、製造設備や重合による発熱量等を考慮して適宜調整することができる。
この場合の(a)の使用量は、(b)に対して、5〜80モル%が好ましく、より好ましくは10〜75モル%であり、より好ましくは15〜70モル%である。この範囲とすることにより、着色感光性樹脂組成物の保存安定性、現像性及び感度、並びに、カラーフィルタ耐溶剤性、耐熱性及び機械強度のバランスが良好になる傾向がある。
【0110】
樹脂(B)としては、具体的に、3,4−エポキシシクロヘキシルメチル(メタ)アクリレート/(メタ)アクリル酸共重合体、3,4−エポキシトリシクロ[5.2.1.02.6]デシルアクリレート/(メタ)アクリル酸共重合体等の樹脂[K1];グリシジル(メタ)アクリレート/ベンジル(メタ)アクリレート/(メタ)アクリル酸共重合体、グリシジル(メタ)アクリレート/スチレン/(メタ)アクリル酸共重合体、3,4−エポキシトリシクロ[5.2.1.02.6]デシルアクリレート/(メタ)アクリル酸/N−シクロヘキシルマレイミド共重合体、3,4−エポキシトリシクロ[5.2.1.02.6]デシルアクリレート/メタクリル酸/ビニルトルエン共重合体、3−メチル−3−(メタ)アクリルロイルオキシメチルオキセタン/(メタ)アクリル酸/スチレン共重合体等の樹脂[K2];ベンジル(メタ)アクリレート/(メタ)アクリル酸共重合体、スチレン/(メタ)アクリル酸共重合体、ビニルトルエン/メタクリル酸共重合体、等の樹脂[K3];ベンジル(メタ)アクリレート/(メタ)アクリル酸共重合体にグリシジル(メタ)アクリレートを付加させた樹脂トリシクロデシル(メタ)アクリレート/スチレン/(メタ)アクリル酸共重合体にグリシジル(メタ)アクリレートを付加させた樹脂、トリシクロデシル(メタ)アクリレート/ベンジル(メタ)アクリレート/(メタ)アクリル酸共重合体にグリシジル(メタ)アクリレートを付加させた樹脂等の樹脂[K4]等が挙げられる。中でも、樹脂[K1]及び樹脂[K2]が好ましく、樹脂[K1]がより好ましく、3,4−エポキシトリシクロ[5.2.1.02.6]デシルアクリレート/(メタ)アクリル酸共重合体がさらに好ましい。
【0111】
樹脂(B)のポリスチレン換算の重量平均分子量は、好ましくは3,000〜100,000であり、より好ましくは5,000〜50,000であり、さらに好ましくは5,000〜35,000であり、特に好ましくは6,000〜30,000であり、とりわけ好ましくは7,000〜28,000である。分子量が前記の範囲内にあると、カラーフィルタの硬度が向上し、残膜率も高く、未露光部の現像液に対する溶解性が良好で、解像度が向上する傾向がある。
樹脂(B)の分子量分布[重量平均分子量(Mw)/数平均分子量(Mn)]は、好ましくは1.1〜6であり、より好ましくは1.2〜4である。
【0112】
樹脂(B)の酸価は、好ましくは50〜150mg−KOH/gであり、より好ましくは60〜135mg−KOH/g、さらに好ましくは70〜135mg−KOH/gである。ここで酸価は樹脂1gを中和するに必要な水酸化カリウムの量(mg)として測定される値であり、例えば水酸化カリウム水溶液を用いて滴定することにより求めることができる。
【0113】
樹脂(B)の含有量は、本発明の着色硬化性樹脂組成物の固形分に対して、好ましくは7〜65質量%であり、より好ましくは13〜60質量%であり、さらに好ましくは17〜55質量%である。樹脂(B)の含有量が、前記の範囲内にあると、着色パターンの解像度及び残膜率が向上する傾向がある。
【0114】
本発明の着色硬化性樹脂組成物は重合性化合物(C)を含む。重合性化合物(C)は、重合開始剤(D)から発生した活性ラジカル及び酸等によって重合しうる化合物であって、例えば、重合性のエチレン性不飽和結合を有する化合物等が挙げられ、好ましくは(メタ)アクリル酸エステル化合物が挙げられる。
【0115】
中でも、重合性化合物(C)としては、エチレン性不飽和結合を3つ以上有する重合性化合物であることが好ましい。このような重合性化合物としては、例えば、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、トリペンタエリスリトールオクタ(メタ)アクリレート、トリペンタエリスリトールヘプタ(メタ)アクリレート、テトラペンタエリスリトールデカ(メタ)アクリレート、テトラペンタエリスリトールノナ(メタ)アクリレート、トリス(2−(メタ)アクリロイルオキシエチル)イソシアヌレート、エチレングリコール変性ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、エチレングリコール変性ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、プロピレングリコール変性ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、プロピレングリコール変性ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、カプロラクトン変性ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート等が挙げられる。中でも、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート等が挙げられる。重合性化合物は、単独でも2種以上を組み合わせて用いてもよい。
重合性化合物(C)の重量平均分子量は、好ましくは150以上2,900以下、より好ましくは250〜1,500以下である。
【0116】
重合性化合物(C)の含有量は、本発明の着色硬化性樹脂組成物の固形分に対して、7〜65質量%であることが好ましく、より好ましくは13〜60質量%であり、さらに好ましくは17〜55質量%である。前記の重合性化合物(C)の含有量が、前記の範囲内にあると、硬化が十分におこり、現像での残膜率が向上し、着色パターンにアンダーカットが入りにくくなって密着性が良好になる傾向があるため好ましい。
【0117】
本発明の着色硬化性樹脂組成物は重合開始剤(D)を含む。
前記の重合開始剤(D)としては、光や熱の作用により活性ラジカル、酸等を発生し、重合を開始しうる化合物であれば特に限定されることなく、公知の重合開始剤を用いることができる。
重合開始剤(D)としては、光の作用により活性ラジカルを発生する化合物が好ましく、アルキルフェノン化合物、トリアジン化合物、アシルホスフィンオキサイド化合物、オキシム化合物及びビイミダゾール化合物がより好ましい。
【0118】
前記アルキルフェノン化合物は、式(d2)で表される部分構造又は式(d3)で表される部分構造を有する化合物である。これらの部分構造中、ベンゼン環は置換基を有していてもよい。


式(d2)で表される部分構造を有する化合物としては、例えば、2−メチル−2−モルホリノ−1−(4−メチルスルファニルフェニル)プロパン−1−オン、2−ジメチルアミノ−1−(4−モルホリノフェニル)−2−ベンジルブタン−1−オン、2−(ジメチルアミノ)−2−[(4−メチルフェニル)メチル]−1−[4−(4−モルホリニル)フェニル]ブタン−1−オン等が挙げられる。イルガキュア(登録商標)369、907及び379(以上、BASF社製)等の市販品を用いてもよい。
式(d3)で表される部分構造を有する化合物としては、例えば、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−〔4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル〕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−ヒドロキシ−2−メチル−1−(4−イソプロペニルフェニル)プロパン−1−オンのオリゴマー、α,α−ジエトキシアセトフェノン、ベンジルジメチルケタール等が挙げられる。
感度の点で、前記アルキルフェノン化合物としては、式(d2)で表される部分構造を有する化合物が好ましく、2−メチル−2−モルホリノ−1−(4−メチルスルファニルフェニル)プロパン−1−オン及び2−ジメチルアミノ−1−(4−モルホリノフェニル)−2−ベンジルブタン−1−オンがより好ましい。
【0119】
前記トリアジン化合物としては、2,4−ビス(トリクロロメチル)−6−(4−メトキシフェニル)−1,3,5−トリアジン、2,4−ビス(トリクロロメチル)−6−(4−メトキシナフチル)−1,3,5−トリアジン、2,4−ビス(トリクロロメチル)−6−ピペロニル−1,3,5−トリアジン、2,4−ビス(トリクロロメチル)−6−(4−メトキシスチリル)−1,3,5−トリアジン、2,4−ビス(トリクロロメチル)−6−〔2−(5−メチルフラン−2−イル)エテニル〕−1,3,5−トリアジン、2,4−ビス(トリクロロメチル)−6−〔2−(フラン−2−イル)エテニル〕−1,3,5−トリアジン、2,4−ビス(トリクロロメチル)−6−〔2−(4−ジエチルアミノ−2−メチルフェニル)エテニル〕−1,3,5−トリアジン、2,4−ビス(トリクロロメチル)−6−〔2−(3,4−ジメトキシフェニル)エテニル〕−1,3,5−トリアジン等が挙げられる。
【0120】
前記アシルホスフィンオキサイド化合物としては、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が挙げられる。イルガキュア(登録商標)819(チバ・ジャパン社製)等の市販品を用いてもよい。
【0121】
前記オキシム化合物は、式(d1)で表される部分構造を有する化合物である。以下、*は結合手を表す。

前記オキシム化合物としては、N−ベンゾイルオキシ−1−(4−フェニルスルファニルフェニル)ブタン−1−オン−2−イミン、N−ベンゾイルオキシ−1−(4−フェニルスルファニルフェニル)オクタン−1−オン−2−イミン、N−ベンゾイルオキシ−1−(4−フェニルスルファニルフェニル)−3−シクロペンチルプロパン−1−オン−2−イミン、N−アセトキシ−1−[9−エチル−6−(2−メチルベンゾイル)−9H−カルバゾール−3−イル]エタン−1−イミン、N−アセトキシ−1−[9−エチル−6−{2−メチル−4−(3,3−ジメチル−2,4−ジオキサシクロペンタニルメチルオキシ)ベンゾイル}−9H−カルバゾール−3−イル]エタン−1−イミン、N−アセトキシ−1−[9−エチル−6−(2−メチルベンゾイル)−9H−カルバゾール−3−イル]−3−シクロペンチルプロパン−1−イミン、N−ベンゾイルオキシ−1−[9−エチル−6−(2−メチルベンゾイル)−9H−カルバゾール−3−イル]−3−シクロペンチルプロパン−1−オン−2−イミン等が挙げられる。イルガキュア(登録商標)OXE01、OXE02(以上、BASFジャパン社製)、N−1919(ADEKA社製)等の市販品を用いてもよい。
【0122】
前記ビイミダゾール化合物としては、2,2’−ビス(2−クロロフェニル)−4,4’,5,5’−テトラフェニルビイミダゾール、2,2’−ビス(2,3−ジクロロフェニル)−4,4’,5,5’−テトラフェニルビイミダゾール(例えば、特開平6−75372号公報、特開平6−75373号公報等参照。)、2,2’−ビス(2−クロロフェニル)−4,4’,5,5’−テトラフェニルビイミダゾール、2,2’−ビス(2−クロロフェニル)−4,4’,5,5’−テトラ(アルコキシフェニル)ビイミダゾール、2,2’−ビス(2−クロロフェニル)−4,4’,5,5’−テトラ(ジアルコキシフェニル)ビイミダゾール、2,2’−ビス(2−クロロフェニル)−4,4’,5,5’−テトラ(トリアルコキシフェニル)ビイミダゾール(例えば、特公昭48−38403号公報、特開昭62−174204号公報等参照。)、4,4’5,5’−位のフェニル基がカルボアルコキシ基により置換されているイミダゾール化合物(例えば、特開平7−10913号公報等参照。)等が挙げられる。好ましくは2,2’−ビス(2−クロロフェニル)−4,4’,5,5’−テトラフェニルビイミダゾール、2,2’−ビス(2、3−ジクロロフェニル)−4,4’,5,5’−テトラフェニルビイミダゾール、2,2’−ビス(2、4−ジクロロフェニル)−4,4’,5,5’−テトラフェニルビイミダゾールが挙げられる。
【0123】
さらに重合開始剤(D)としては、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、ベンゾインイソブチルエーテル等のベンゾイン化合物;ベンゾフェノン、o−ベンゾイル安息香酸メチル、4−フェニルベンゾフェノン、4−ベンゾイル−4’−メチルジフェニルサルファイド、3,3’,4,4’−テトラ(tert−ブチルパーオキシカルボニル)ベンゾフェノン、2,4,6−トリメチルベンゾフェノン等のベンゾフェノン化合物;9,10−フェナンスレンキノン、、2−エチルアントラキノン、カンファーキノン等のキノン化合物;10−ブチル−2−クロロアクリドン、ベンジル、フェニルグリオキシル酸メチル、チタノセン化合物等が挙げられる。これらは、後述の重合開始助剤(D1)(特にアミン類)と組み合わせて用いることが好ましい。
【0124】
光により酸を発生する酸発生剤としては、例えば、4−ヒドロキシフェニルジメチルスルホニウムp−トルエンスルホナート、4−ヒドロキシフェニルジメチルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、4−アセトキシフェニルジメチルスルホニウムp−トルエンスルホナート、4−アセトキシフェニル・メチル・ベンジルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、トリフェニルスルホニウムp−トルエンスルホナート、トリフェニルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、ジフェニルヨードニウムp−トルエンスルホナート、ジフェニルヨードニウムヘキサフルオロアンチモネート等のオニウム塩類や、ニトロベンジルトシレート類、ベンゾイントシレート類等を挙げることができる。
【0125】
重合開始剤(D)の含有量は、樹脂(B)及び重合性化合物(C)の合計量100質量部に対して、好ましくは0.1〜30質量部であり、より好ましくは1〜20質量部である。光重合開始剤の含有量が、前記の範囲内にあると、高感度で着色パターンを形成できるため、露光時間が短縮され生産性が向上する傾向がある。
【0126】
本発明の着色硬化性樹脂組成物は、さらに重合開始助剤(D1)を含んでいてもよい。重合開始助剤(D1)は、通常、重合開始剤(D)と組み合わせて用いられ、重合開始剤によって重合が開始された重合性化合物の重合を促進するために用いられる化合物、もしくは増感剤である。
重合開始助剤(D1)としては、アミン化合物、アルコキシアントラセン化合物、チオキサントン化合物、カルボン酸化合物等が挙げられる。
前記アミン化合物としては、トリエタノールアミン、メチルジエタノールアミン、トリイソプロパノールアミン、4−ジメチルアミノ安息香酸メチル、4−ジメチルアミノ安息香酸エチル、4−ジメチルアミノ安息香酸イソアミル、安息香酸2−ジメチルアミノエチル、4−ジメチルアミノ安息香酸2−エチルヘキシル、N,N−ジメチルパラトルイジン、4,4’−ビス(ジメチルアミノ)ベンゾフェノン(通称ミヒラーズケトン)、4,4’−ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン、4,4’−ビス(エチルメチルアミノ)ベンゾフェノン等が挙げられ、中でも4,4’−ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノンが好ましい。EAB−F(保土谷化学工業(株)製)等の市販品を用いてもよい。
【0127】
前記アルコキシアントラセン化合物としては、9,10−ジメトキシアントラセン、2−エチル−9,10−ジメトキシアントラセン、9,10−ジエトキシアントラセン、2−エチル−9,10−ジエトキシアントラセン、9,10−ジブトキシアントラセン、2−エチル−9,10−ジブトキシアントラセン等が挙げられる。
【0128】
前記チオキサントン化合物としては、2−イソプロピルチオキサントン、4−イソプロピルチオキサントン、2,4−ジエチルチオキサントン、2,4−ジクロロチオキサントン、1−クロロ−4−プロポキシチオキサントン等が挙げられる。
【0129】
前記カルボン酸化合物としては、フェニルスルファニル酢酸、メチルフェニルスルファニル酢酸、エチルフェニルスルファニル酢酸、メチルエチルフェニルスルファニル酢酸、ジメチルフェニルスルファニル酢酸、メトキシフェニルスルファニル酢酸、ジメトキシフェニルスルファニル酢酸、クロロフェニルスルファニル酢酸、ジクロロフェニルスルファニル酢酸、N−フェニルグリシン、フェノキシ酢酸、ナフチルチオ酢酸、N−ナフチルグリシン、ナフトキシ酢酸等が挙げられる。
重合開始助剤は、単独でも2種以上を組み合わせて用いてもよい。
【0130】
これらの重合開始助剤(D1)を用いる場合、その使用量は、樹脂(B)及び重合性化合物(C)の合計量100質量部に対して、好ましくは0.1〜30質量部、より好ましくは1〜20質量部である。重合開始助剤(D1)の量がこの範囲内にあると、さらに高感度で着色パターンを形成することができるため、着色パターンの生産性が向上する傾向にある。
【0131】
本発明の着色硬化性樹脂組成物は溶剤(E)を含むことが好ましい。
溶剤(E)は、特に限定されず、当該分野で通常使用される溶剤を用いることができる。例えば、エステル溶剤(分子内に−COO−を含み、−O−を含まない溶剤)、エーテル溶剤(分子内に−O−を含み、−COO−を含まない溶剤)、エーテルエステル溶剤(分子内に−COO−と−O−とを含む溶剤)、ケトン溶剤(分子内に−CO−を含み、−COO−を含まない溶剤)、アルコール溶剤(分子内にOHを含み、−O−、−CO−及び−COO−を含まない溶剤)、芳香族炭化水素溶剤、アミド溶剤、ジメチルスルホキシド等の中から選択して用いることができる。
【0132】
エステル溶剤としては、乳酸メチル、乳酸エチル、乳酸ブチル、2−ヒドロキシイソブタン酸メチル、酢酸エチル、酢酸n−ブチル、酢酸イソブチル、ギ酸ペンチル、酢酸イソペンチル、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、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、シクロヘキサノールアセテート、γ−ブチロラクトンなどが挙げられる。
【0133】
エーテル溶剤としては、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノプロピルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、3−メトキシ−1−ブタノール、3−メトキシ−3−メチルブタノール、テトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン、1,4−ジオキサン、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、ジエチレングリコールジプロピルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル、アニソール、フェネトール、メチルアニソールなどが挙げられる。
【0134】
エーテルエステル溶剤としては、メトキシ酢酸メチル、メトキシ酢酸エチル、メトキシ酢酸ブチル、エトキシ酢酸メチル、エトキシ酢酸エチル、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、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−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、3−メトキシブチルアセテート、3−メチル−3−メトキシブチルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノプロピルエーテルアセテート、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテートなどが挙げられる。
【0135】
ケトン溶剤としては、4−ヒドロキシ−4−メチル−2−ペンタノン、アセトン、2−ブタノン、2−ヘプタノン、3−ヘプタノン、4−ヘプタノン、4−メチル−2−ペンタノン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、イソホロンなどが挙げられる。
【0136】
アルコール溶剤としては、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、ヘキサノール、シクロヘキサノール、エチレングリコール、プロピレングリコール、グリセリンなどが挙げられる。
【0137】
芳香族炭化水素溶剤としては、ベンゼン、トルエン、キシレン、メシチレンなどが挙げられる。
【0138】
アミド溶剤としては、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドンなどが挙げられる。
これらの溶剤は、単独でも2種類以上を組み合わせて用いてもよい。
【0139】
上記の溶剤のうち、塗布性、乾燥性の点から、1atmにおける沸点が120℃以上180℃以下である有機溶剤が好ましい。中でも、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、乳酸エチル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、3−エトキシプロピオン酸エチル、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、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、3−メトキシブチルアセテート、3−メトキシ−1−ブタノール、4−ヒドロキシ−4−メチル−2−ペンタノン、N,N−ジメチルホルムアミド等が好ましく、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、乳酸エチル、3−メトキシブチルアセテート、3−メトキシ−1−ブタノール、3−エトキシプロピオン酸エチル等がより好ましい。
【0140】
特に、プロピレングリコールモノメチルエーテルを含む溶剤が好ましく、プロピレングリコールモノメチルエーテルと、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、乳酸エチル、3−エトキシプロピオン酸エチル、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、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、3−メトキシブチルアセテート、3−メトキシ−1−ブタノール、4−ヒドロキシ−4−メチル−2−ペンタノン及びN,N−ジメチルホルムアミドからなる群から選ばれる少なくとも1種とのみからなる溶剤がより好ましい。これらの溶剤であると、塗布時の平坦性が良好で、かつカラーフィルタを形成した際に異物の発生が少ない。
溶剤(E)が、プロピレングリコールモノメチルエーテルを含む溶剤である場合、プロピレングリコールモノメチルエーテルの含有量は、溶剤(E)中、30質量%以80質量%以下が好ましく、50質量%以上70質量%以下がより好ましい。
【0141】
着色硬化性樹脂組成物における溶剤(E)の含有量は、本発明の着色硬化性樹脂組成物の総量に対して、好ましくは70〜95質量%であり、より好ましくは75〜92質量%である。言い換えると、着色硬化性樹脂組成物の固形分は、好ましくは5〜30質量%、より好ましくは8〜25質量%である。溶剤(E)の含有量が前記の範囲内にあると、塗布時の平坦性が良好になり、またカラーフィルタを形成した際に色濃度が不足しないために表示特性が良好となる傾向がある。
【0142】
本発明の着色硬化性樹脂組成物には、さらに、界面活性剤(G)を含んでいてもよい。界面活性剤(G)としては、シリコーン系界面活性剤、フッ素系界面活性剤及びフッ素原子を有するシリコーン系界面活性剤等が挙げられる。これらは、側鎖に重合性基を有していてもよい。
シリコーン系界面活性剤としては、シロキサン結合を有する界面活性剤等が挙げられる。具体的には、トーレシリコーン(商品名)DC3PA、同SH7PA、同DC11PA、同SH21PA、同SH28PA、同SH29PA、同SH30PA、同SH8400(東レ・ダウコーニング(株)製)、KP321、KP322、KP323、KP324、KP326、KP340、KP341(信越化学工業(株)製)、TSF400、TSF401、TSF410、TSF4300、TSF4440、TSF4445、TSF−4446、TSF4452、TSF4460(モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン合同会社製)等が挙げられる。
【0143】
前記のフッ素系界面活性剤としては、フルオロカーボン鎖を有する界面活性剤等が挙げられる。具体的には、フロラード(登録商標)FC430、同FC431(住友スリーエム(株)製)、メガファック(登録商標)F142D、同F171、同F172、同F173、同F177、同F183、同F554、同R30、同RS−718−K(DIC(株)製)、エフトップ(登録商標)EF301、同EF303、同EF351、同EF352(三菱マテリアル電子化成(株)製)、サーフロン(登録商標)S381、同S382、同SC101、同SC105(旭硝子(株)製)、E5844((株)ダイキンファインケミカル研究所製)等が挙げられる。
【0144】
前記のフッ素原子を有するシリコーン系界面活性剤としては、シロキサン結合及びフルオロカーボン鎖を有する界面活性剤等が挙げられる。具体的には、メガファック(登録商標)R08、同BL20、同F475、同F477、同F443(DIC(株)製)等が挙げられる。
これらの界面活性剤は、単独でも2種類以上を組み合わせて用いてもよい。
【0145】
界面活性剤(G)の含有量は、本発明の着色硬化性樹脂組成物の総量に対して、好ましくは0.001質量%以上0.2質量%以下であり、好ましくは0.002質量%以上0.1質量%以下、より好ましくは0.01質量%以上0.05質量%以下である。界面活性剤(G)の含有量が前記の範囲にあると、カラーフィルタの平坦性を良好にすることができる。
【0146】
本発明の着色硬化性樹脂組成物は、必要に応じて、充填剤、他の高分子化合物、密着促進剤、酸化防止剤、紫外線吸収財、光安定剤、連鎖移動剤、当該技術分野で公知の種々の添加剤(以下「その他の成分」という場合がある)を含んでもよい。
【0147】
本発明の着色硬化性樹脂組成物は、例えば、着色剤(A)、樹脂(B)、重合性化合物(C)及び重合開始剤(D)、並びに必要に応じて用いられる重合開始助剤(D1)、溶剤(E)、界面活性剤(F)及びその他の成分を混合することにより調製できる。
化合物(1)は、予め溶剤(E)の一部又は全部に溶解させて溶液を調製することが好ましい。該溶液を、孔径0.01〜1μm程度のフィルタでろ過することが好ましい。
顔料を含む場合、顔料を予め溶剤(E)の一部又は全部と混合し、顔料の平均粒子径が0.2μm以下程度となるまで、ビーズミルなどを用いて分散させることが好ましい。この際、必要に応じて前記顔料分散剤、樹脂(B)の一部又は全部を配合してもよい。得られた顔料分散液に、残りの成分等を、所定の濃度となるように混合することにより、目的の着色硬化性樹脂組成物を調製できる。
上記のとおり混合して調製された着色硬化性樹脂組成物を、孔径0.01〜10μm程度のフィルタでろ過することが好ましい。
【0148】
本発明の着色感光性樹脂組成物によりカラーフィルタの着色パターンを形成する方法としては、フォトリソグラフ法及びインクジェット機器を用いる方法等が挙げられる。フォトリソグラフ法は、例えば、本発明の着色感光性樹脂組成物を、基板上に塗布し、溶剤等揮発成分を除去するなどして乾燥させて着色組成物層を形成し、フォトマスクを介して該着色組成物層を露光して、現像する方法である。現像後、必要に応じて加熱することにより着色パターンを形成できる。上記のフォトリソグラフ法において、露光の際にフォトマスクを用いないこと、及び/又は現像しないことにより、前記着色組成物層の硬化物である着色塗膜を形成できる。かくして得られる着色パターン及び着色塗膜が、本発明のカラーフィルタである。
作製するカラーフィルタの膜厚は、特に限定されず、用いる材料、用途等によって適宜調整することができ、例えば、0.1〜30μm、好ましくは1〜20μm、さらに好ましくは1〜6μmである。
【0149】
本発明の着色硬化性樹脂組成物によれば、特に明度に優れたカラーフィルタを作製することができる。そのため、該カラーフィルタは、表示装置(例えば、液晶表示装置、有機EL装置、電子ペーパー)や固体撮像素子に用いられるカラーフィルタとして有用である。
【実施例】
【0150】
次に実施例を挙げて、本発明をさらに具体的に説明する。例中の「%」及び「部」は、特記ない限り、質量%及び質量部である。
【0151】
〔合成例1〕
式(a−1)で表されるo−トルイジン−4−スルホン酸 四水和物25.0部に水250部とN−メチルピロリドン50部とを加えた後、氷冷下、30%水酸化ナトリウム水溶液でpH7〜8に調節した。以下の操作は氷冷下で行った。亜硝酸ナトリウムを18.4部加えて30分攪拌した。35%塩酸64.8部を少量ずつ加えて褐色溶液とした後、2時間攪拌した。アミド硫酸16.7部を水170部に溶解した水溶液を反応溶液に加えて攪拌し、ジアゾニウム塩を含む懸濁液を得た。
【0152】

【0153】
式(c−1)で表される1−ブチル−3−シアノ−4−メチル−6−ヒドロキシピリド−2−オン19.3部に水173部とN−メチルピロリドン19部を加えた後、氷冷下、30%水酸化ナトリウム水溶液でpH8〜9に調節した。
【0154】

【0155】
以下の操作は氷冷下で行った。前記ピリドン水溶液を攪拌して無色溶液とした後、30%水酸化ナトリウム水溶液でpH8〜9に調節しながら、ジアゾニウム塩を含む懸濁液を2時間かけてポンプで滴下した。滴下終了後、さらに2時間攪拌することで暗色溶液を得た。精製塩140部を反応溶液に加えて、5時間攪拌した。濾過して得た黄色固体を減圧下60℃で乾燥し、式(d−1)で表される化合物を35.8部(収率91%)得た。
【0156】

【0157】
化合物(d−1)0.35gをN,N−ジメチルホルムアミドに溶解して体積を250cmとし、そのうちの2cmを水で希釈して体積を100cmとして(濃度:0.028g/L)、分光光度計〔石英セル、セルの長さは1cm〕を用いて吸収スペクトルを測定した。この化合物は、λmax=441nmで吸光度3.1(任意単位)を示した。
【0158】
冷却管及び攪拌装置を備えたフラスコに、化合物(d−1)を5.0部、アセトニトリル25部及びN,N−ジメチルホルムアミド1.8部を投入し、攪拌下20℃以下を維持しながら、塩化チオニル2.8部を滴下して加えた。滴下終了後、40℃に昇温し、同温度で2時間維持して反応させ、その後20℃に冷却した。冷却後の反応溶液を氷水150部に攪拌しながら注いだ後、30分攪拌した。析出した黄色結晶を濾別し、水道水でよく洗浄し、2室温で1時間乾燥した。冷却管及び攪拌装置を備えたフラスコを別途用意し、3−アミノ−1−プロパノール1.9部とN−メチルピロリドン20部とを投入し、攪拌下20℃以下を維持しながら、先に調整した黄色結晶を1時間かけて投入した。黄色固体を投入した後、液温を室温まで昇温してから、反応溶液を30分攪拌した。反応溶液にメタノール40部を加えて攪拌した後、この混合溶液を、酢酸29部及びイオン交換水300部の混合液中に攪拌しながら加えて、結晶を析出させた。析出した結晶を濾別し、イオン交換水でよく洗浄し、60℃で減圧乾燥して、式(III−1)で表される化合物4.2部(収率73%)を得た。
【0159】

【0160】
化合物(III−1)0.35gを乳酸エチルに溶解して体積を250cmとし、そのうちの2cmをイオン交換水で希釈して体積を100cmとして(濃度:0.028g/L)、分光光度計(石英セル、光路長;1cm)を用いて吸収スペクトルを測定した。この化合物は、λmax=435nmで吸光度2.8(任意単位)を示した。
【0161】
以下の反応は、窒素雰囲気下で行った。化合物(III−1)4.0部にN−メチルピロリドン8.0部を加えた後、30分攪拌して反応溶液を調整した。室温下、反応溶液を攪拌しながら、コハク酸クロライド1.1部を滴下した。滴下終了後、さらに8時間攪拌した。反応溶液を水500部の中に注いだ後、酢酸エチル240部を加えて30分攪拌した。分液ロートを用いて有機相を分取した後、さらに水1000部、10%炭酸ナトリウム水溶液1000部、10%酢酸水溶液1000部、及びイオン交換水1000部で洗浄した。分取した有機相を溶媒留去して、式(I−2)で表される化合物(以下「化合物(I−2)」という場合がある。)を4.0部得た。収率92%。

【0162】
化合物(I−2)の構造は質量分析によって決定した。質量分析装置はJMS−700(日本電子株式会社製)を使用した。
質量分析:イオン化モード=FD+:m/z=1004
【0163】
化合物(I−2)0.35gを乳酸エチルに溶解して体積を250cmとし、そのうちの2cmをイオン交換水で希釈して体積を100cmとして(濃度:0.028g/L)、分光光度計(石英セル、光路長;1cm)を用いて吸収スペクトルを測定した。この化合物は、λmax=435nmで吸光度2.5(任意単位)を示した。
【0164】
〔合成例2〕
式(a−2)で表されるm−トルイジン−4−スルホン酸25.0部に水200部とN−メチルピロリドン50部を加えた後、氷冷下、30%水酸化ナトリウム水溶液でpH7〜8に調節した。以下の操作は氷冷下で行った。亜硝酸ナトリウムを27.6部加えて30分攪拌した。35%塩酸97.3部を少量ずつ加えて褐色溶液とした後、2時間攪拌した。アミド硫酸25.1部を水250部に溶解した水溶液を反応溶液に加えて攪拌し、ジアゾニウム塩を含む懸濁液を得た。
【0165】

【0166】
式(c−1)で表される1−ブチル−3−シアノ−4−メチル−6−ヒドロキシピリド−2−オン28.9部に水260部とN−メチルピロリドン28.9部を加えた後、氷冷下、30%水酸化ナトリウム水溶液でpH8〜9に調節した。
【0167】

【0168】
以下の操作は氷冷下で行った。前記ピリドン水溶液を攪拌して無色溶液とした後、30%水酸化ナトリウム水溶液でpH8〜9に調節しながら、ジアゾニウム塩を含む懸濁液を2時間かけてポンプで滴下した。滴下終了後、さらに2時間攪拌することで暗色溶液を得た。精製塩140部を反応溶液に加えて、5時間攪拌した。濾過して得た黄色固体を減圧下60℃で乾燥し、式(d−2)で表される化合物を46.7部(収率79%)得た。
【0169】

【0170】
化合物(d−2)0.35gをN,N−ジメチルホルムアミドに溶解して体積を250cmとし、そのうちの2cmを水で希釈して体積を100cmとして(濃度:0.028g/L)、分光光度計〔石英セル、セルの長さは1cm〕を用いて吸収スペクトルを測定した。この化合物は、λmax=435nmで吸光度3.2(任意単位)を示した。
【0171】
冷却管及び攪拌装置を備えたフラスコに、化合物(d−2)を5.0部、アセトニトリル25部及びN,N−ジメチルホルムアミド1.8部を投入し、攪拌下20℃以下を維持しながら、塩化チオニル2.8部を滴下して加えた。滴下終了後、40℃に昇温し、同温度で2時間維持して反応させ、その後20℃に冷却した。冷却後の反応溶液を氷水150部に攪拌しながら注いだ後、30分攪拌した。析出した黄色結晶を濾別し、水道水でよく洗浄し、2室温で1時間乾燥した。冷却管及び攪拌装置を備えたフラスコを別途用意し、1−アミノ−2−プロパノール1.9部とN−メチルピロリドン20部とを投入し、攪拌下20℃以下を維持しながら、先に調整した黄色結晶を1時間かけて投入した。黄色固体を投入した後、液温を室温まで昇温してから、反応溶液を30分攪拌した。反応溶液にメタノール40部を加えて攪拌した後、この混合溶液を、酢酸29部及びイオン交換水300部の混合液中に攪拌しながら加えて、結晶を析出させた。析出した結晶を濾別し、イオン交換水でよく洗浄し、60℃で減圧乾燥して、式(III−2)で表される化合物4.4部(収率77%)を得た。
【0172】

【0173】
化合物(III−2)0.35gを乳酸エチルに溶解して体積を250cmとし、そのうちの2cmをイオン交換水で希釈して体積を100cmとして(濃度:0.028g/L)、分光光度計(石英セル、光路長;1cm)を用いて吸収スペクトルを測定した。この化合物は、λmax=432nmで吸光度2.7(任意単位)を示した。
【0174】
以下の反応は、窒素雰囲気下で行った。化合物(III−2)25.0部にN−メチルピロリドン50.0部を加えた後、30分攪拌して反応溶液を調整した。室温下、反応溶液を攪拌しながら、アジピン酸クロライド5.0部を滴下した。滴下終了後、さらに8時間攪拌した。反応溶液を水1000部の中に注いだ後、酢酸エチル500部を加えて30分攪拌した。分液ロートを用いて有機相を分取した後、さらに水2000部、10%炭酸ナトリウム水溶液2000部、10%酢酸水溶液2000部、及びイオン交換水2000部で洗浄した。分取した有機相を溶媒留去して、式(I−5)で表される化合物(以下「化合物(I−5)」という場合がある。)を24.7部得た。収率88%。

【0175】
化合物(I−5)の構造は質量分析によって決定した。質量分析装置はJMS−700(日本電子株式会社製)を使用した。
質量分析:イオン化モード=FD+:m/z=1032
【0176】
化合物(I−5)0.35gを乳酸エチルに溶解して体積を250cmとし、そのうちの2cmをイオン交換水で希釈して体積を100cmとして(濃度:0.028g/L)、分光光度計(石英セル、光路長;1cm)を用いて吸収スペクトルを測定した。この化合物は、λmax=431nmで吸光度2.3(任意単位)を示した。
【0177】
〔合成例3〕
m−トルイジン−4−スルホン酸(式(a−2)で表される化合物)10部に水200部を加えた後、氷冷下、30%水酸化ナトリウム水溶液でpH7〜8に調節した。以下の操作は氷冷下で行った。亜硝酸ナトリウムを11.1部加えて30分攪拌した。35%塩酸39部を少量ずつ加えて褐色溶液とした後、2時間攪拌した。アミド硫酸10.1部を水101部に溶解した水溶液を反応溶液に加えて攪拌し、ジアゾニウム塩を含む懸濁液を得た。
【0178】

【0179】
1−(2−エチルヘキシル)−3−シアノ−4−メチル−6−ヒドロキシピリド−2−オン(式(c−2)で表される化合物)14部に水125部とN−メチルピロリドン25部を加えた後、氷冷下、30%水酸化ナトリウム水溶液でpH8〜9に調節した。
【0180】

【0181】
以下の操作は氷冷下で行った。前記ピリドン水溶液を攪拌して無色溶液とした後、30%水酸化ナトリウム水溶液でpH8〜9に調節しながら、ジアゾニウム塩を含む懸濁液を2時間かけてポンプで滴下した。滴下終了後、さらに2時間攪拌することで黄色懸濁液を得た。濾過して得た黄色固体を減圧下60℃で乾燥し、式(d−3)で表される化合物を21.4部(収率87%)得た。
【0182】

【0183】
化合物(d−3)0.35gをN,N−ジメチルホルムアミドに溶解して体積を250cmとし、そのうちの2cmを水で希釈して体積を100cmとして(濃度:0.028g/L)、分光光度計(石英セル、光路長;1cm)を用いて吸収スペクトルを測定した。この化合物は、λmax=433nmで吸光度2.9(任意単位)を示した。
【0184】
冷却管及び攪拌装置を備えたフラスコに、化合物(d−3)を5.0部、アセトニトリル35部及びN,N−ジメチルホルムアミド1.6部を投入し、攪拌下20℃以下を維持しながら、塩化チオニル2.4部を滴下して加えた。滴下終了後、40℃に昇温し、同温度で2時間維持して反応させ、その後20℃に冷却した。冷却後の反応溶液を氷水150部に攪拌しながら注いだ後、30分攪拌した。析出した黄色結晶を濾別し、水道水でよく洗浄し、60℃で2時間減圧乾燥した。冷却管及び攪拌装置を備えたフラスコを別途用意し、1−アミノ−2−プロパノール2.0部とN−メチルピロリドン20部とを投入し、攪拌下20℃以下を維持しながら、先に調整した黄色結晶を1時間かけて投入した。黄色結晶を投入した後、液温を室温まで昇温してから、反応溶液を30分攪拌した。反応溶液にメタノール40部を加えて攪拌した後、この混合溶液を、酢酸29部及びイオン交換水300部の混合液中に攪拌しながら加えて、結晶を析出させた。析出した結晶を濾別し、イオン交換水でよく洗浄し、60℃で減圧乾燥して、式(III−3)で表される化合物3.9部(収率69%)を得た。
【0185】

【0186】
化合物(III−3)0.35gを乳酸エチルに溶解して体積を250cmとし、そのうちの2cmをイオン交換水で希釈して体積を100cmとして(濃度:0.028g/L)、分光光度計(石英セル、光路長;1cm)を用いて吸収スペクトルを測定した。この化合物は、λmax=431nmで吸光度2.3(任意単位)を示した。
【0187】
以下の反応は、窒素雰囲気下で行った。化合物(III−3)49.9部にN−メチルピロリドン150部を加えた後、30分攪拌して反応溶液を調整した。室温下、反応溶液を攪拌しながら、セバシン酸クロライド6.8部を滴下した。滴下終了後、さらに8時間攪拌した。アジピン酸クロライド7.8部を滴下した。滴下終了後、さらに8時間攪拌した。反応溶液を水300部の中に注いだ後、酢酸エチル80部を加えて30分攪拌した。分液ロートを用いて有機相を分取した後、さらに水500部、10%炭酸ナトリウム水溶液3000部、10%酢酸水溶液1000部、及びイオン交換水1000部で洗浄した。分取した有機相を溶媒留去して、式(I−6)で表される化合物と式(I−7)で表される化合物との混合物である染料(イ)を2.0部得た。収率85%。
【0188】

【0189】
染料(イ)0.35gを乳酸エチルに溶解して体積を250cmとし、そのうちの2cmをイオン交換水で希釈して体積を100cmとして(濃度:0.028g/L)、分光光度計(石英セル、光路長;1cm)を用いて吸収スペクトルを測定した。この化合物は、λmax=431nmで吸光度2.2(任意単位)を示した。
【0190】
<混合物中の含有量比の測定>
染料(イ)中の、式(I−6)で表される化合物及び式(I−7)で表される化合物の含有量比は、液晶クロマトグラフィー(HPLC)を用いて検量線法により測定した。検量線法とは、溶液中の物質濃度を決定するに際して,既知濃度の標準液列の濃度-吸光度関係から未知濃度を決定する方法である
【0191】
HPLC装置 Prominence(島津製作所製)
送液ユニット:LC-20AT 二台
オートサンプラ:SIL-20A 一台
カラムオーブン:CTO-20A 一台
UV検出器:SPD-20A 一台
オンラインデガッサ:DGU-20A 一台
カラム Wakosil II 3C18HG(3μm、3mmφ×150mm)
移動相 A液;0.1%TBAB/水:アセトニトリル(9:1)
B液;0.1%TBAB/水:アセトニトリル(1:9)
グラジエント(B液)
B初期濃度 25%
25%→(30分)→100%(20分間保持)
検出波長 254nm
カラム温度 40℃
流量 0.5mL/min
注入量 5μL
TBAB:テトラブチルアンモニウムブロマイド
【0192】
式(I−6)で表される化合物及び式(I−7)で表される化合物を、それぞれアセトニトリルに溶解して、表22に記載される濃度の溶液を調整した。該溶液について、上記の条件で液晶クロマトグラフィー分析を行い、溶出時間及びピーク面積を測定した。結果を表22に示す。
【0193】
【表22】

【0194】
溶液の濃度及び測定されたピーク面積から、検量線は下記の式として求められた。
式(I−6)で表される化合物の検量線:(ピーク面積)=72.2×(濃度)
式(I−7)で表される化合物の検量線:(ピーク面積)=76.0×(濃度)
【0195】
染料(イ)13.9mgをアセトニトリルに溶解して体積を50cmとして(濃度:0.278g/L)、上記の条件で液晶クロマトグラフィー分析を行い、溶出時間及びピーク面積を測定した。溶出時間35.9分で式(I−7)で表される化合物が溶出され、そのピーク面積は944436であった。溶出時間37.9分で式(I−6)で表される化合物が溶出され、そのピーク面積は1108707であった。
上記の検量線を用いて、混合物(イ)中における各化合物の含有量比を求めた結果、式(I−6)で表される化合物/式(I−7)で表される化合物=44.7/55.3であった。
【0196】
〔合成例4〕
四ツ口フラスコに、テトラクロロフタロニトリル106.4部、塩化亜鉛14.3部、尿素84.0部、モリブデン酸アンモニウム四水和物19.9部、及びメチルナフタレン100部を仕込み、窒素雰囲気下、200℃で6時間加熱した。析出物を濾取して、メタノール、ついで60℃の温水で洗浄した後に、60℃で減圧乾燥して、ヘキサデカクロロ亜鉛フタロシアニン29.7部を得た。
次に、四ツ口フラスコに、無水塩化アルミニウム90.7部、塩化ナトリウム11.7部を40℃で混合し、ヘキサデカクロロ亜鉛フタロシアニン25.0部を加えて攪拌した後、攪拌下に臭素60.0部を滴下し、20時間かけて130℃まで昇温し、1時間保持した。得られた反応物を水に取り出し、塩素化臭素化亜鉛フタロシアニン粗製顔料を析出させた。この塩素化臭素化フタロシアニン粗顔料スラリーを濾過、ついで60℃の温水で洗浄した後に、1%硫酸水素ナトリウム水溶液で洗浄、さらに60℃の温水で洗浄した後、60℃で減圧乾燥して、21.3部の精製された塩素化臭素化亜鉛フタロシアニン粗製顔料を得た。
次に、上記操作で得た塩素化臭素化亜鉛フタロシアニン粗製顔料20部と塩化ナトリウム60部及びジエチレングリコール20部をニーダーに仕込み、90℃で5時間摩砕した後、80℃水溶液100部に取り出し、30分間攪拌後、濾過、60℃の温水で洗浄、60℃で減圧乾燥、粉砕して、12.8部の塩素化臭素化亜鉛フタロシアニン顔料1(以下「亜鉛フタロシアニン顔料1」という場合がある。)を得た。
得られた亜鉛フタロシアニン顔料1を、フラスコ燃焼処理イオンクロマトグラフ法にて分析した結果、亜鉛フタロシアニン骨格上の置換基の比率は、臭素14.6、塩素1.4、水素0であった。
【0197】
〔合成例5〕
四ツ口フラスコに、塩化スルフリル89.1部、無水塩化アルミニウム90.7部、塩化ナトリウム12.3部を40℃で混合し、亜鉛フタロシアニン25.0部を加えて攪拌した後、攪拌下に臭素60.0部を滴下し、20時間かけて130℃まで昇温し、1時間保持した。得られた反応物を水に取り出し、塩素化臭素化亜鉛フタロシアニン粗製顔料を析出させた。この塩素化臭素化亜鉛フタロシアニン粗顔料スラリーを濾過、ついで60℃の温水で洗浄した後に、1%硫酸水素ナトリウム水溶液で洗浄、さらに60℃の温水で洗浄した後、60℃で減圧乾燥して、22.5部の精製された塩素化臭素化亜鉛フタロシアニン粗製顔料を得た。
次に、上記操作で得た塩素化臭素化亜鉛フタロシアニン粗製顔料20部と塩化ナトリウム60部及びジエチレングリコール20部をニーダーに仕込み、90℃で5時間摩砕した後、80℃水溶液100部に取り出し、30分間攪拌後、濾過、60℃の温水で洗浄、60℃で減圧乾燥、粉砕して、14.3部の塩素化臭素化亜鉛フタロシアニン顔料2(以下「亜鉛フタロシアニン顔料2」という場合がある。)を得た。
得られた亜鉛フタロシアニン顔料2を、フラスコ燃焼処理イオンクロマトグラフ法にて分析した結果、亜鉛フタロシアニン骨格上の置換基の比率は、臭素13.4、塩素2.2、水素0.4あった。
【0198】
〔合成例6〕
還流冷却器、滴下ロート及び攪拌機を備えたフラスコ内に窒素を0.02L/分で流して窒素雰囲気とし、3−メトキシ−1−ブタノール200質量部及び3−メトキシブチルアセテート105質量部を入れ、撹拌しながら70℃まで加熱した。次いで、メタクリル酸60質量部、3,4−エポキシトリシクロ[5.2.1.02.6]デシルアクリレート(下記式(B1−1)で表される化合物及び式(B2−1)で表される化合物を、モル比で、50:50で混合。)240質量部及び、3−メトキシブチルアセテート140質量部に溶解して溶液を調製し、該溶解液を、滴下ロートを用いて4時間かけて、70℃に保温したフラスコ内に滴下した。

一方、重合開始剤2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)30質量部を3−メトキシブチルアセテート225質量部に溶解した溶液を、別の滴下ロートを用いて4時間かけてフラスコ内に滴下した。重合開始剤の溶液の滴下が終了した後、4時間、70℃に保持し、その後室温まで冷却して、重量平均分子量Mwは、1.3×10、分子量分布は2.5、固形分33質量%、溶液酸価34mg−KOH/gの樹脂B1溶液を得た。上記の固形分と溶液酸価とから計算して、樹脂B1の固形分酸価は100mg−KOH/gである。樹脂B1は下記に示す構造単位を有する。
【0199】

【0200】
〔合成例7〕
撹拌機、温度計、還流冷却管、滴下ロート及びガス導入管を備えた1000mlのフラスコに、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート333gを入れた。その後、窒素ガスをガス導入管を使ってフラスコ内に導入し、フラスコ内雰囲気を窒素ガスに置換した。その後、フラスコ内の溶媒を100℃に昇温した後、ジシクロペンタニルメタクリレート(FA−513M;日立化成工業(株)製)22.0g(0.10モル)、ベンジルメタクリレート70.5g(0.40モル)、メタクリル酸43.0g(0.5モル)、アゾビスイソブチロニトリル3.6g及びプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート164gからなる混合物を、滴下ロートを用いて2時間かけてフラスコに滴下し、滴下完了後さらに100℃で5時間撹拌を続けた。
攪拌終了後、ガス導入管を使って空気をフラスコ内に導入し、フラスコ内雰囲気を空気にした後、グリシジルメタクリレート35.5g[0.25モル(本反応に用いたメタクリル酸に対してモル分率で、50モル%)]、トリスジメチルアミノメチルフェノール0.9g及びハイドロキノン0.145gをフラスコ内に投入し、反応を110℃で6時間続けて、固形分38.7質量%の樹脂B2溶液を得た。樹脂B2の重量平均分子量は9.8×10であり、固形分酸価は82mgKOH/gであった。
【0201】
合成例で得られた樹脂の重量平均分子量(Mw)及び数平均分子量(Mn)の測定は、GPC法を用いて、以下の条件で行った。
装置;K2479((株)島津製作所製)
カラム;SHIMADZU Shim−pack GPC−80M
カラム温度;40℃
溶媒;THF(テトラヒドロフラン)
流速;1.0mL/min
検出器;RI
校正用標準物質 ;TSK STANDARD POLYSTYRENE F−40、F−4、F−288、A−2500、A−500(東ソー(株)製)
上記で得られたポリスチレン換算の重量平均分子量及び数平均分子量の比(Mw/Mn)を分子量分布とした。
【0202】
〔実施例1〕
<亜鉛フタロシアニン顔料分散体1の作製>
着色剤(A);合成例4で得られた亜鉛フタロシアニン顔料1 85部
樹脂(B);メタクリル酸/メタクリル酸ベンジル共重合体のプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート溶液(固形分;38.7%、重量平均分子量Mw;2.3×10、固形分酸価138mg−KOH/g) 66部(固形分換算値:26部)
顔料分散剤1:ディスパービック2001(ビックケミー社製)(固形分46.0質量%のプロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート及び、エチレングリコールモノブチルエーテルの混合溶液) 78部(固形分換算値:36部)
溶剤(E);プロピレングリコールモノメチルエーテル 136部
溶剤(E);プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 136部
を容量143mlのマヨネーズ瓶に入れ、さらに直径0.5mmのジルコニアビーズ166.500質量部を添加、密閉し、ペイントコンディショナーにて20時間振とうした。その後、濾過してジルコニアビーズを除去することにより、亜鉛フタロシアニン顔料分散体1を得た。
【0203】
<着色硬化性樹脂組成物1の作製>
次に、下記配合にて各成分を混合し、着色硬化性樹脂組成物1を得た。
亜鉛フタロシアニン顔料分散体1 38部
着色剤(A);合成例1で得られた化合物(I−2) 2.1部
樹脂(B);合成例6で得られた樹脂B1溶液 11部
重合性化合物(C);ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート
((KAYARAD DPHA;日本化薬(株)製) 4部
重合開始剤(D);2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルホリノフェニル)ブタン−1−オン(イルガキュア369;BASFジャパン社製) 1.4部
重合開始助剤(D1):4,4’−ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン
(EAB−F;保土谷化学工業(株)製) 0.5部
溶剤(E);プロピレングリコールモノメチルエーテル 40部
溶剤(E);3−エトキシプロピオン酸エチル 3.9部
界面活性剤(G);メガファックF475(DIC(株)製) 0.01部
【0204】
<着色パターンの作製>
5cm角のガラス基板(イーグル2000;コーニング社製)上に、に、着色硬化性樹脂組成物をスピンコート法で塗布したのち、100℃で3分間プリベークして着色組成物層を形成した。放冷後、この着色組成物層が形成された基板と石英ガラス製フォトマスクとの間隔を100μmとして、露光機(TME−150RSK;トプコン(株)製)を用いて、大気雰囲気下、200mJ/cmの露光量(365nm基準)で光照射した。フォトマスクとしては、100μmラインアンドスペースパターンが形成されたものを使用した。光照射後の着色組成物層を、非イオン系界面活性剤0.12%と水酸化カリウム0.04%を含む水系現像液に23℃で80秒間浸漬現像し、水洗後、オーブン中、220℃で20分間ポストベークを行い、着色パターンを得た。放冷後、得られた着色パターンの膜厚を、膜厚測定装置(DEKTAK3;日本真空技術(株)製))を用いて測定したところ、2.2μmであった。
【0205】
<色度評価>
得られた着色パターンについて、測色機(OSP−SP−200;オリンパス(株)製)を用いて分光を測定し、C光源の特性関数を用いてCIEのXYZ表色系におけるxy色度座標(x、y)と三刺激値Yとを測定した。Yの値が大きいほど明度が高いことを表す。結果を表23に示す。
【0206】
<耐溶剤性評価>
得られた着色パターンを、23℃のN−メチルピロリドンに30分浸漬し、浸漬前後の色xy色度座標(x、y)及び三刺激値Yを上記の方法で測定し、この測定値からJIS Z 8730:2009(7.色差の計算方法)に記載される方法で色差△Eab*を計算した。△Eab*の値が小さいほど、浸漬前後における色変化が小さいことをする。結果を表23に示す。
【0207】
〔実施例2〕
実施例1において、化合物(I−2)を、合成例2で得られた化合物(I−5)2.1部に代える以外は実施例1と同様にして、着色硬化性樹脂組成物2を得た。着色硬化性樹脂組成物2について、実施例1と同様の方法で着色パターンを作製し、評価を行った。結果を表23に示す。
【0208】
〔実施例3〕
実施例1において、化合物(I−2)を、合成例3で得られた染料(イ)2.0部に代える以外は実施例1と同様にして、着色硬化性樹脂組成物3を得た。着色硬化性樹脂組成物2について、実施例1と同様の方法で着色パターンを作製し、評価を行った。結果を表23に示す。
【0209】
〔実施例4〕
<亜鉛フタロシアニン顔料分散体2の作製>
着色剤(A);合成例5で得られた亜鉛フタロシアニン顔料2 40部
顔料分散剤1:ディスパービック2001(ビックケミー社製)(固形分46.0質量%のプロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート及び、エチレングリコールモノブチルエーテルの混合溶液) 78部(固形分換算値:36部)
溶剤(E);プロピレングリコールモノメチルエーテル 137部
を混合し、ビーズミルを用いて顔料を十分に分散させることにより、亜鉛フタロシアニン顔料分散体2を得た。
【0210】
<着色硬化性樹脂組成物4の作製>
次に、下記配合にて各成分を混合し、着色硬化性樹脂組成物4を得た。
亜鉛フタロシアニン顔料分散体2 38部
着色剤(A);合成例3で得られた染料(イ) 2.0部
樹脂(B);合成例6で得られた樹脂B1溶液 11部
重合性化合物(C);ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート
((KAYARAD DPHA;日本化薬(株)製) 4部
重合開始剤(D);2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルホリノフェニル)ブタン−1−オン(イルガキュア369;BASFジャパン社製) 1.4部
重合開始助剤(D1):4,4’−ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン
(EAB−F;保土谷化学工業(株)製) 0.5部
溶剤(E);プロピレングリコールモノメチルエーテル 30部
溶剤(E);プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 10部
溶剤(E);3−エトキシプロピオン酸エチル 3.9部
界面活性剤(G);メガファックF475(DIC(株)製) 0.01部
【0211】
〔比較例1〕
実施例1において、化合物(I−2)2.1部を、C.I.ソルベント・イエロー162(下記式で表される化合物)に1.5部に代える以外は実施例1と同様にして、着色硬化性樹脂組成物5を得た。着色硬化性樹脂組成物5について、実施例1と同様の方法で着色パターンを作製し、評価を行った。結果を表23に示す。

【0212】
【表23】

【0213】
上記の結果から、本発明の着色硬化性樹脂組成物により形成された着色パターンは、高い明度を示すことが確認された。このことから、本発明の着色硬化性樹脂組成物によれば、高明度なカラーフィルタを得ることが可能であることがわかる。
【産業上の利用可能性】
【0214】
本発明の着色硬化性樹脂組成物によれば、高明度なカラーフィルタを形成することができる。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
着色剤、樹脂、重合性化合物、重合開始剤及び溶剤を含み、
着色剤が、式(I)で表される化合物と、亜鉛フタロシアニン化合物とを含む着色剤である着色硬化性樹脂組成物。

[式(I)中、Z、Z及びLは、それぞれ独立に、置換基を有していてもよい炭素数1〜16の2価の脂肪族炭化水素基を表し、該脂肪族炭化水素基に含まれる−CH−は、−CO−又は−O−で置き換わっていてもよい。
及びRは、それぞれ独立に、水素原子、置換基を有していてもよい炭素数1〜16の1価の飽和炭化水素基又は置換基を有していてもよい炭素数2〜18のアシル基を表す。
及びAは、それぞれ独立に、置換基を有していてもよい炭素数6〜14の2価の芳香族炭化水素基を表す。
及びBは、それぞれ独立に、置換基を有していてもよい炭素数6〜14の1価の芳香族炭化水素基又は置換基を有していてもよい炭素数3〜14の1価の複素環基を表し、該複素環基に含まれる−CH−は、−CO−で置き換わっていてもよい。]
【請求項2】
亜鉛フタロシアニン化合物が、式(P)で表される化合物である請求項1記載の着色硬化性樹脂組成物。

[式(P)中、A〜A16は、それぞれ独立に、水素原子、塩素原子又は臭素原子を表
す。]
【請求項3】
着色剤が、式(I)で表される化合物2種以上と、亜鉛フタロシアニン化合物とを含む着色剤である請求項1又は2記載の着色硬化性樹脂組成物。
【請求項4】
着色剤が、式(I)で表される化合物と、亜鉛フタロシアニン顔料とを含む着色剤である請求項1〜3のいずれか一項記載の着色硬化性樹脂組成物。
【請求項5】
溶剤が、プロピレングリコールモノメチルエーテルを含む溶剤である請求項1〜4のいずれか一項記載の着色硬化性樹脂組成物。
【請求項6】
請求項1〜5のいずれか一項記載の着色硬化性樹脂組成物により形成されるカラーフィルタ。
【請求項7】
請求項6記載のカラーフィルタを含む表示装置。

【公開番号】特開2012−184405(P2012−184405A)
【公開日】平成24年9月27日(2012.9.27)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2012−21774(P2012−21774)
【出願日】平成24年2月3日(2012.2.3)
【出願人】(000002093)住友化学株式会社 (8,981)
【Fターム(参考)】