説明

顔料分散組成物、光硬化性組成物、それを用いたカラーフィルタおよびカラーフィルタの製造方法

【課題】高い顔料分散性、分散安定性を有する顔料分散組成物、それを用いた、高い顔料分散性と分散安定性を有し、塗布性に優れ、露光により硬化して、優れた現像性を有し、光透過性とコントラストに優れ、且つ、耐熱性が良好な着色被膜を形成しうる高コントラストを得られるカラーフィルタ形成に好適な光硬化性組成物を提供する。
【解決手段】有機溶媒中に、顔料と下記一般式(1)で表される構造単位を有する高分子化合物からなる顔料分散剤とを含む顔料分散組成物であり、顔料分散剤がグラフト重合体であることが好ましい。この顔料分散組成物はカラーフィルタ形成用に有用である。なお、下記一般式(1)において、Rは水素またはメチル基、Rはアルキレン基、Zは含窒素複素環構造を表す。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は顔料分散組成物、それを含む光硬化性組成物、該光硬化性組成物を用いて形成されたカラーフィルタおよび該カラーフィルタの製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
カラーフィルタは、有機顔料や無機顔料を分散させた顔料分散組成物と、多官能モノマー、光重合開始剤、アルカリ可溶性樹脂及びその他の成分とを含有して光硬化性組成物とし、これを用いてフォトリソ法などにより着色パターンを形成することで製造されている。
【0003】
近年、カラーフィルタは、液晶表示素子(LCD)用途ではモニターのみならずテレビ(TV)へと用途が拡大する傾向にあり、この用途拡大の傾向に伴い、色度、コントラストなどにおいて高度の色特性が要求されるに至っている。また、イメージセンサ(固体撮像素子)用途においても同様に色特性の高いものが求められるようになっている。
【0004】
上記のような要求に対して、より微細な状態で顔料を分散させること(良好な分散性)、安定な状態で分散させること(良好な分散安定性)が求められている。分散性が不十分である場合には、形成された着色レジスト膜にフリンジ(エッジ部のギザギザ)や表面凹凸が生じ、製造されるカラーフィルタの色度や寸法精度が低下したり、コントラストが著しく劣化したりするという問題がある。また分散安定性が不十分である場合には、カラーフィルタの製造工程において、特に、光硬化性組成物の塗布工程での膜厚の均一性が低下する、露光工程での感光感度が低下する、或いは、現像工程でのアルカリ溶解性が低下するといった問題が生じ易い。さらに、顔料の分散安定性が悪い場合には、時間の経過に伴い、着色感光性組成物の構成成分が凝集を起こして粘度が上昇し、ポットライフが極めて短くなるという問題もある。
しかしながら、顔料の粒子径を微細化すると顔料粒子の表面積が大きくなるため、顔料粒子間の凝集力が強くなり、高度なレベルで分散性と分散安定性を両立することは、困難であることが多い。
また上記のような要求に対して、カラーフィルタの耐熱性が良好であること、すなわち熱による変色が抑制されていることが求められている。耐熱性が不良であると、カラーフィルタが熱により変色してしまい、高度な色特性を満足させることが出来ないという問題が生じる。
顔料の分散性および分散安定性を両立できた顔料分散組成物であっても、顔料分散組成物を光硬化性組成物として用いる場合に、顔料分散組成物に由来して、耐熱性が不良であったり、更には近年主流となりつつあるスリット塗布方式の塗布性が劣ってしまったりする場合がある。
【0005】
このような問題を解決するために、様々な顔料分散剤が開発されている。これらの分散剤の中でも、マクロモノマー(末端にエチレン性不飽和基を有するオリゴマー)を含む共重合体が有用であり、該マクロモノマー(末端にエチレン性不飽和基を有するオリゴマー)を含む共重合体を使用することにより、顔料粒径が小さく、分散安定性に優れた顔料分散液が得られることが該公報に開示されている(例えば特許文献1、2参照)。しかしながら、該公報記載のマクロモノマーを含む共重合体は、顔料に対する吸着を促進する官能基を有しないため、分散剤として単独では機能せず、他の分散剤との併用が必要であるという問題がある。また、該マクロモノマーを含む共重合体を分散剤として用いた場合、高分子分散剤に見られる増粘作用は抑制しうるものの、顔料の微細化が十分でなく、且つ、分散性も十分でないという問題がある。
【0006】
また分散安定性の向上のため、有機色素の部分構造(例えば、特許文献3参照)、含窒素複素環(例えば特許文献4参照)、環状イミド基(例えば、特許文献5参照)を有するグラフトポリマーが開示されている。しかしながら、顔料の分散性、流動性等に優れ、かつアルカリ現像性に優れた顔料分散剤やそれを含む顔料分散組成物、さらには、耐熱性や塗布性に優れた光硬化性組成物は、未だ提供されていないのが現状である。
【特許文献1】特開平8−259876号公報
【特許文献2】特開平10−339949号公報
【特許文献3】特開2003−26950号公報
【特許文献4】特開2003−26949号公報
【特許文献5】特開2003−277673号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
本発明は上記に鑑みなされたものであり、本発明の目的は、顔料に優れた分散性と分散安定性を与える重合体を用いることで、高い顔料分散性、分散安定性、を有する顔料分散組成物を提供すること、及び、高い顔料分散性と分散安定性を有し、塗布性に優れ、露光により硬化して、優れた現像性を有し、光透過性とコントラストに優れ、さらには、耐熱性が良好な着色被膜を形成しうる光硬化性組成物を提供することにある。
本発明のさらなる目的は、色特性が良好で、光透過性とコントラストに優れたカラーフィルタ、および、そのようなカラーフィルタの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明者らは鋭意検討の結果、顔料分散剤として特定の含窒素複素環構造を有するグラフトポリマーを用いることで、上記課題を解決しうることを見出し、本発明を完成した。
即ち、本発明は以下の構成を有する。
<1> 有機溶媒中に、顔料と下記一般式(1)で表される構造単位を有する重合体からなる顔料分散剤とを含むことを特徴とするカラーフィルタ用顔料分散組成物。
【0009】
【化1】

【0010】
〔前記一般式(1)において、Rは水素またはメチル基を表し、Rはアルキレン基を表し、Zは含窒素複素環構造を表す。〕
<2> 前記一般式(1)において、Zで表される含窒素複素環構造が下記一般式(2)または一般式(3)から選ばれる構造を有することを特徴とする<1>に記載の顔料分散組成物。
【0011】
【化2】

【0012】
〔前記一般式(2)および一般式(3)において、Xは単結合、アルキレン基、−O−、−S−、−NR−、及び、−C(=O)−からなる群より選ばれるいずれかであり、Rは水素原子またはアルキル基を表す。環A、環B、および環Cはそれぞれ独立に芳香環を表す。〕
<3> 前記顔料分散剤がさらに末端にエチレン性不飽和結合を有する重合性オリゴマーを共重合単位として含むグラフト共重合体であることを特徴とする<1>または<2>に記載のカラーフィルタ用顔料分散組成物。
<4> 前記顔料分散剤がさらに酸基を有する単量体を共重合単位として含む重合体であることを特徴とする<1>〜<3>のいずれかに記載のカラーフィルタ用顔料分散組成物。
【0013】
<5> 前記顔料分散剤の酸価が10〜150mgKOH/gであることを特徴とする<1>〜<4>のいずれかに記載のカラーフィルタ用顔料分散組成物。
<6> <1>〜<5>のいずれかに記載の顔料分散組成物とアルカリ可溶性樹脂とを含有するカラーフィルタ用顔料分散組成物。
<7> 前記顔料が、C.I.ピグメントイエロー139、C.I.ピグメントイエロー150、C.I.ピグメントグリーン36、C.I.ピグメントレッド177、C.I.ピグメントレッド254、C.I.ピグメントブルー15:6、C.I.ピグメントバイオレット23から選択される少なくとも1種を含有することを特徴とする<1>〜<6>のいずれか1項に記載のカラーフィルタ用顔料分散組成物。
<8> <1>〜<7>のいずれか1項に記載の顔料分散組成物と光重合性化合物と光重合開始剤とを含有するカラーフィルタ用光硬化性組成物。
<9> 前記光重合開始剤が、トリアジン系化合物、ロフィンダイマー類系化合物、及び、オキシム系化合物からなる群より選択される少なくとも1種を含有することを特徴とする<8>に記載のカラーフィルタ用光硬化性組成物。
<10> 基材上に、<8>又は<9>記載のカラーフィルタ用光硬化性組成物を用いてなる着色パターンを有することを特徴とするカラーフィルタ。
<11> <8>又は<9>に記載のカラーフィルタ用光硬化性組成物を直接もしくは他の層を介して基板上に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。
【発明の効果】
【0014】
本発明によれば、顔料に優れた分散性と分散安定性を与える重合体を用いることで、高い顔料分散性、分散安定性を有する顔料分散組成物、及び、高い顔料分散性と分散安定性を有し、塗布性に優れ、露光により硬化して、優れた現像性を有し、光透過性とコントラストに優れ、さらには、耐熱性が良好な着色被膜を形成しうる光硬化性組成物を提供することができる。
また本発明によれば、色特性が良好で、光透過性とコントラストに優れたカラーフィルタ、および、そのようなカラーフィルタの製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0015】
以下、本発明について詳細に説明する。
<顔料分散組成物>
本発明の顔料分散組成物は、有機溶媒中に、顔料と下記一般式(1)で表される構造単位を有する重合体からなる顔料分散剤(以下、適宜、特定顔料分散剤と称する)とを含むことを特徴とし、カラーフィルタ用の着色パターンを形成するのに有用である。
即ち、本発明の顔料分散組成物はこの特定構造を有する顔料分散剤を使用することが重要である。
まず、本発明の重要な成分である特定顔料分散剤について述べる。
〔一般式(1)で表される構造単位を有する重合体からなる顔料分散剤〕
【0016】
【化3】

【0017】
一般式(1)において、Rは水素またはメチル基を表し、Rはアルキレン基を表し、Zは含窒素複素環構造を表す。
で表されるアルキレン基としては、特に限定されないが、例えば、メチレン基、エチレン基、トリメチレン基、テトラメチレン基、ヘキサメチレン基、2−ヒドロキシプロピレン基、メチレンオキシ基、エチレンオキシ基、メチレンオキシカルボニル基、メチレンチオ基、等が好適に挙げられ、メチレン基、メチレンオキシ基、メチレンオキシカルボニル基、メチレンチオ基がより好ましい。
【0018】
前記一般式(1)中、Zは含窒素複素環構造を表し、具体的には、例えば、ピリジン環、ピラジン環、ピリミジン環、ピロール環、イミダゾール環、トリアゾール環、テトラゾール環、インドール環、キノリン環、アクリジン環、フェノチアジン環、フェノキサジン環、アクリドン環、アントラキノン環、ベンズイミダゾール構造、ベンズトリアゾール構造、ベンズチアゾール構造、環状アミド構造、環状ウレア構造、および環状イミド構造を有するものが挙げられる。
これらのうち、Zで示される複素環構造としては、下記一般式(2)または(3)であらわされる構造であることが好ましい。
【0019】
【化4】

【0020】
前記一般式(2)中、Xは単結合、アルキレン基(例えば、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、トリメチレン基、テトラメチレン基など)、−O−、−S−、−NR−、及び、−C(=O)−からなる群より選ばれるいずれかである。なお、ここでRは水素原子またはアルキル基を表し、Rがアルキル基を表す場合のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、t−ブチル基、n−ヘキシル基、n−オクチル基、2−エチルヘキシル基、n−オクタデシル基などが挙げられる。
これらのうち、Xは単結合、メチレン基、−O−、−C(=O)−が好ましく、−C(=O)−が特に好ましい。
【0021】
前記一般式(2)および一般式(3)中、環A、環B、および環Cはそれぞれ独立に芳香環を表す。該芳香環としては、例えば、ベンゼン環、ナフタレン環、インデン環、アズレン環、フルオレン環、アントラセン環、ピリジン環、ピラジン環、ピリミジン環、ピロール環、イミダゾール環、インドール環、キノリン環、アクリジン環、フェノチアジン環、フェノキサジン環、アクリドン環、アントラキノン環等が挙げられ、なかでも、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、ピリジン環、フェノキサジン環、アクリジン環、フェノチアジン環、フェノキサジン環、アクリドン環、アントラキノン環が好ましく、ベンゼン環、ナフタレン環、ピリジン環が特に好ましい。
【0022】
本発明における顔料分散剤において、前記一般式(1)で表される構造単位の好ましい具体例〔例示モノマー(M−1)〜(M−8)〕を以下に挙げるが、本発明はこれらに制限されるものではない。
【0023】
【化5】

【0024】
前記一般式(1)で示される構造単位は、特定顔料分散剤において2〜50質量%含まれることが好ましく、4〜30質量%含まれることがより好ましく、5〜20質量%含まれることが特に好ましい。
本発明における顔料分散剤は前記一般式(1)で表される構造単位に加え、さらに、末端にエチレン性不飽和2重結合を有する重合性オリゴマーを共重合単位として含むグラフト共重合体であることが特に好ましい。
このような末端にエチレン性不飽和二重結合を有する重合性オリゴマーは、所定の分子量を有する化合物であることからマクロモノマーとも呼ばれる。
【0025】
本発明において所望により用いられる重合性オリゴマーは、ポリマー鎖部分とその末端のエチレン性不飽和二重結合を有する重合可能な官能基の部分からなる。このようなエチレン性不飽和二重結合を有する基は、ポリマー鎖の一方の末端にのみ有することが、所望のグラフト重合体を得るという観点から好ましい。エチレン性不飽和二重結合を有する基としては、(メタ)アクリロイル基、ビニル基が好ましく、特に(メタ)アクリロイル基が好ましい。
【0026】
また、このマクロモノマーは、ポリスチレン換算の数平均分子量(Mn)が1000〜10000の範囲にあることが好ましく、特に、2000〜9000の範囲が好ましい。
上記ポリマー鎖の部分は、アルキル(メタ)アクリレート、スチレンおよびその誘導体、アクリロニトリル、酢酸ビニル及びブタジエン、からなる群より選ばれる少なくとも一種のモノマーから形成される単独重合体あるいは共重合体、あるいはポリエチレンオキシド、ポリプロピレンオキシド、ポリカプロラクトンであることが一般的である。
上記重合性オリゴマーは、下記一般式(4)で表されるオリゴマーであることが好ましい。
【0027】
【化6】

【0028】
前記一般式(4)中、R11及びR13は、それぞれ独立に水素原子又はメチル基を表す。
12は炭素原子数1〜12のアルキレン基を表し、好ましくは炭素原子数2〜4のアルキレン基を表す。このアルキレン基はさらに置換基(例えば水酸基)を有していてもよく、また、R12は複数のアルキレン基がエステル結合、エーテル結合、アミド結合等を介して連結したものであってもよい。
Yは、置換基を有しないフェニル基、炭素原子数1〜4のアルキル基を1つ有するフェニル基又は−COOR14を表わす。ここで、R14は、炭素原子数1〜12のアルキル基、フェニル基又は炭素原子数7〜10のアリールアルキル基を表す。Yは、好ましくは、フェニル基又は−COOR14であり、ここで、R14は、炭素原子数1〜12のアルキル基を表す。
qは20〜200の整数を表す。
【0029】
本発明において顔料分散剤の合成に使用しうる重合性オリゴマー(マクロモノマー)の好ましい例としては、ポリメチル(メタ)アクリレート、ポリ−n−ブチル(メタ)アクリレート及びポリ−i−ブチル(メタ)アクリレート、ポリスチレンの分子末端の一個に(メタ)アクリロイル基が結合したポリマーを挙げることができる。市場で入手できるこのような重合性オリゴマーとしては、片末端メタクリロイル化ポリスチレンオリゴマー(Mn=6000、商品名:AS−6、東亜合成化学工業(株)製)、片末端メタクリロイル化ポリメチルメタクリレートオリゴマー(Mn=6000、商品名:AA−6、東亜合成化学工業(株)製)及び片末端メタクリロイル化ポリ−n−ブチルアクリレートオリゴマー(Mn=6000、商品名:AB−6、東亜合成化学工業(株)製)を挙げることができる。
【0030】
本発明における顔料分散剤はさらに、酸基を有する単量体(構造単位)を共重合成分として含むことが好ましい。
酸基を有する単量体としては、(メタ)アクリル酸、p−ビニル安息香酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシエチルの無水コハク酸付加体、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシエチルの無水フタル酸付加体、等が挙げられる。
【0031】
本発明における顔料分散剤は、その効果を損なわない範囲において、さらに共重合可能なビニルモノマーを共重合成分として含んでいてもよい。
ここで使用可能なビニルモノマーとしては、特に制限されないが、例えば、(メタ)アクリル酸エステル類、クロトン酸エステル類、ビニルエステル類、マレイン酸ジエステル類、フマル酸ジエステル類、イタコン酸ジエステル類、(メタ)アクリルアミド類、ビニルエーテル類、ビニルアルコールのエステル類、スチレン類、(メタ)アクリロニトリルなどが好ましい。このようなビニルモノマーの具体例としては、例えば以下のような化合物が挙げられる。
【0032】
(メタ)アクリル酸エステル類の例としては、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸n−プロピル、(メタ)アクリル酸イソプロピル、(メタ)アクリル酸n−ブチル、(メタ)アクリル酸イソブチル、(メタ)アクリル酸t−ブチル、(メタ)アクリル酸n−ヘキシル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸t−ブチルシクロヘキシル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸t−オクチル、(メタ)アクリル酸ドデシル、(メタ)アクリル酸オクタデシル、(メタ)アクリル酸アセトキシエチル、(メタ)アクリル酸フェニル、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸2−メトキシエチル、(メタ)アクリル酸2−エトキシエチル、(メタ)アクリル酸2−(2−メトキシエトキシ)エチル、(メタ)アクリル酸3−フェノキシ−2−ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸ベンジル、(メタ)アクリル酸ジエチレングリコールモノメチルエーテル、(メタ)アクリル酸ジエチレングリコールモノエチルエーテル、(メタ)アクリル酸トリエチレングリコールモノメチルエーテル、(メタ)アクリル酸トリエチレングリコールモノエチルエーテル、(メタ)アクリル酸ポリエチレングリコールモノメチルエーテル、(メタ)アクリル酸ポリエチレングリコールモノエチルエーテル、(メタ)アクリル酸β−フェノキシエトキシエチル、(メタ)アクリル酸ノニルフェノキシポリエチレングリコール、(メタ)アクリル酸ジシクロペンテニル、(メタ)アクリル酸ジシクロペンテニルオキシエチル、(メタ)アクリル酸トリフロロエチル、(メタ)アクリル酸オクタフロロペンチル、(メタ)アクリル酸パーフロロオクチルエチル、(メタ)アクリル酸ジシクロペンタニル、(メタ)アクリル酸トリブロモフェニル、(メタ)アクリル酸トリブロモフェニルオキシエチルなどが挙げられる。
なお、本明細書において「アクリル、メタクリル」のいずれか或いは双方を示す場合「(メタ)アクリル」と記載することがある。
【0033】
クロトン酸エステル類の例としては、クロトン酸ブチル、及びクロトン酸ヘキシル等が挙げられる。
ビニルエステル類の例としては、ビニルアセテート、ビニルプロピオネート、ビニルブチレート、ビニルメトキシアセテート、及び安息香酸ビニルなどが挙げられる。
マレイン酸ジエステル類の例としては、マレイン酸ジメチル、マレイン酸ジエチル、及びマレイン酸ジブチルなどが挙げられる。
【0034】
フマル酸ジエステル類の例としては、フマル酸ジメチル、フマル酸ジエチル、及びフマル酸ジブチルなどが挙げられる。
イタコン酸ジエステル類の例としては、イタコン酸ジメチル、イタコン酸ジエチル、及びイタコン酸ジブチルなどが挙げられる。
【0035】
(メタ)アクリルアミド類としては、(メタ)アクリルアミド、N−メチル(メタ)アクリルアミド、N−エチル(メタ)アクリルアミド、N−プロピル(メタ)アクリルアミド、N−イソプロピル(メタ)アクリルアミド、N−n−ブチルアクリル(メタ)アミド、N−t−ブチル(メタ)アクリルアミド、N−シクロヘキシル(メタ)アクリルアミド、N−(2−メトキシエチル)(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジエチル(メタ)アクリルアミド、N−フェニル(メタ)アクリルアミド、N−ベンジル(メタ)アクリルアミド、(メタ)アクリロイルモルホリン、ジアセトンアクリルアミドなどが挙げられる。
【0036】
スチレン類の例としては、スチレン、メチルスチレン、ジメチルスチレン、トリメチルスチレン、エチルスチレン、イソプロピルスチレン、ブチルスチレン、ヒドロキシスチレン、メトキシスチレン、ブトキシスチレン、アセトキシスチレン、クロロスチレン、ジクロロスチレン、ブロモスチレン、クロロメチルスチレン、酸性物質により脱保護可能な基(例えばt−Bocなど)で保護されたヒドロキシスチレン、ビニル安息香酸メチル、及びα−メチルスチレンなどが挙げられる。
ビニルエーテル類の例としては、メチルビニルエーテル、ブチルビニルエーテル、ヘキシルビニルエーテル、及びメトキシエチルビニルエーテルなどが挙げられる。
【0037】
本発明における顔料分散剤において、酸価が10〜150mgKOH/gであることが好ましく、20〜140mgKOH/gであることがより好ましく、30〜120mgKOH/gであることが特に好ましい。酸価が10〜150mgKOH/gの範囲において、レジスト液としてのアルカリ溶解性が適切に維持され、良好な現像性を達成するとともに、顔料の優れた分散安定性が達成される。
顔料分散剤の酸価を上記適切な範囲に維持する手段としては、例えば、酸基を有する共重合成分を1%以上含有させる、あるいは高分子反応によって、例えば酸無水物を付加させるなどの手段が挙げられる。
【0038】
なお、本発明に係る特定顔料分散剤の好ましい態様としては、前記一般式(1)で表される構造単位を2〜50質量%で含み、さらに、末端にエチレン性不飽和2重結合を有する重合性オリゴマーを10〜90質量%、酸基を有する構造単位を1〜30質量%、ビニルモノマーを0〜20質量%含む共重合体を好ましく挙げることができる。
本発明に係る特定顔料分散剤の好ましい分子量は、重量平均分子量(Mw)で、15000〜200000、数平均分子量(Mn)で8000〜100000の範囲であることが好ましい。なお、分子量は、GPCにより測定することができる。
以下に、本発明の顔料分散組成物に好適に用いうる顔料分散剤の具体例〔例示化合物(1)〜(22)〕をその重量平均分子量とともに挙げるが、本発明はこれらに限定されるものではない。
〔例示化合物(1)〕 前記例示モノマー(M−1)/末端メタクリロイル化ポリメチルメタクリレート共重合体(共重合比=10/90質量%、重量平均分子量50000)
〔例示化合物(2)〕 前記例示モノマー(M−1)/メタクリル酸/末端メタクリロイル化ポリメチルメタクリレート共重合体(10/15/75質量%、重量平均分子量35000)
〔例示化合物(3)〕 前記例示モノマー(M−1)/メタクリル酸2−ヒドロキシエチル/末端メタクリロイル化ポリメチルメタクリレート共重合体(5/10/85質量%、重量平均分子量40000)
〔例示化合物(4)〕 前記例示モノマー(M−1)/メタクリル酸/メタクリル酸ベンジル共重合体/末端メタクリロイル化ポリメチルメタクリレート共重合体(15/5/10/70質量%、重量平均分子量60000)
〔例示化合物(5)〕 前記例示モノマー(M−5)/末端メタクリロイル化ポリメチルメタクリレート共重合体(20/80質量%、重量平均分子量80000)
〔例示化合物(6)〕 前記例示モノマー(M−5)/メタクリル酸/末端メタクリロイル化ポリメチルメタクリレート共重合体(10/15/75質量%、重量平均分子量30000)
〔例示化合物(7)〕 前記例示モノマー(M−5)/アクリル酸/末端メタクリロイル化ポリメチルメタクリレート共重合体(25/15/60質量%、重量平均分子量60000)
〔例示化合物(8)〕 前記例示モノマー(M−5)/末端メタクリロイル化ポリブチルアクリレート共重合体(15/85質量%、重量平均分子量40000)
【0039】
〔例示化合物(9)〕 前記例示モノマー(M−5)/メタクリル酸2−ヒドロキシエチル/末端メタクリロイル化ポリメチルメタクリレート共重合体(15/10/75質量%、重量平均分子量80000)
〔例示化合物(10)〕 前記例示モノマー(M−6)/末端メタクリロイル化ポリメチルメタクリレート共重合体(12/88質量%、重量平均分子量50000)
〔例示化合物(11)〕 前記例示モノマー(M−6)/メタクリル酸/末端メタクリロイル化ポリメチルメタクリレート共重合体(10/15/75質量%、重量平均分子量35000)
〔例示化合物(12)〕 前記例示モノマー(M−6)/メタクリル酸/メタクリル酸ベンジル/メトキシポリエチレングリコールメタクリレート共重合体(10/10/50/30質量%、重量平均分子量40000)
〔例示化合物(13)〕 前記例示モノマー(M−6)/メタクリル酸2−ヒドロキシエチル/末端メタクリロイル化ポリスチレン共重合体(5/10/85質量%、重量平均分子量20000)
〔例示化合物(14)〕 前記例示モノマー(M−6)/メタクリル酸/メタクリル酸メチル/末端メタクリロイル化ポリメチルメタクリレート共重合体(8/12/10/70質量%、重量平均分子量60000)
〔例示化合物(15)〕 前記例示モノマー(M−6)/メトキシポリエチレングリコールメタクリレート共重合体(15:85質量%、重量平均分子量15000)
【0040】
〔例示化合物(16)〕 前記例示モノマー(M−1)/メタクリル酸/末端メタクリロイル化ポリメチルメタクリレート共重合体(共重合比=10/7.5/82.5質量%、重量平均分子量25000)
〔例示化合物(17)〕 前記例示モノマー(M−1)/末端メタクリロイル化ポリメチルメタクリレート共重合体(共重合比=10/90質量%、重量平均分子量27000)
〔例示化合物(18)〕 前記例示モノマー(M−6)/末端メタクリロイル化ポリメチルメタクリレート共重合体(共重合比=10/90質量%、重量平均分子量25000)
〔例示化合物(19)〕 前記例示モノマー(M−6)/メタクリル酸/末端メタクリロイル化ポリメチルメタクリレート共重合体(共重合比=10/12/78質量%、重量平均分子量24000)
〔例示化合物(20)〕 前記例示モノマー(M−6)/メタクリル酸2−ヒドロキシエチルと無水コハク酸の付加体/末端メタクリロイル化ポリメチルメタクリレート共重合体(共重合比=10/20/70質量%、重量平均分子量26000)
〔例示化合物(21)〕 前記例示モノマー(M−6)/アクリル酸/メタクリル酸ベンジル/末端メタクリロイル化ポリスチレン共重合体(共重合比=10/10/10/70質量%、重量平均分子量25000)
〔例示化合物(22)〕 前記例示モノマー(M−8)/メタクリル酸/末端メタクリロイル化ポリメチルメタクリレート共重合体(共重合比=10/12/78質量%、重量平均分子量25000)
【0041】
本発明の顔料分散組成物は、前記特定の構造単位を有する高分子化合物からなる顔料分散剤を含有してなるものである。本発明の顔料分散組成物には、先に詳述した特定高分子化合物に加え、顔料の分散性をより向上させる目的で、従来から公知の顔料分散剤や界面活性剤等の分散剤、その他成分を本発明の効果を損なわない限りにおいて加えることもできる。
これら公知の分散剤は、本発明に係る特定顔料分散剤に対し、1〜50質量%の範囲で用いることができる。
【0042】
前記特定の顔料分散剤に併用可能な公知の分散剤としては、多くの種類の化合物を用いることができるが、容易に入手可能な市販の分散剤を挙げれば、例えば、フタロシアニン誘導体(市販品EFKA−745(エフカ社製))、ソルスパース5000(ゼネカ(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等のノニオン系界面活性剤;W004、W005、W017(裕商社製)等のアニオン系界面活性剤;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(以上、森下産業(株)製)、
【0043】
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(ゼネカ(株)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)およびイソネットS−20(三洋化成(株)製)が挙げられる。
【0044】
本発明の顔料分散組成物は、有機溶媒中に顔料の少なくとも一種と既述の本発明特定顔料分散剤とを含んでなるものであり、必要に応じて樹脂成分などの他の成分を用いて構成することができる。この顔料分散組成物は、既述の本発明の高分子化合物の少なくとも一種を顔料分散剤として含むので、有機溶媒中の顔料の分散状態が良好になり、良好な色特性が得られると共に、例えばカラーフィルタを構成したときには高いコントラストを得ることができる。特に、有機顔料に優れた分散効果を発揮する。
【0045】
〔顔料〕
本発明の顔料分散組成物は、従来公知の種々の無機顔料または有機顔料を適宜選択して用いることができる。
顔料は、無機顔料であれ有機顔料であれ、高透過率であることが好ましいことを考慮すると、なるべく粒子サイズの小さいものの使用が好ましく、ハンドリング性をも考慮すると、顔料の平均粒子径としては0.01〜0.1μmが好ましく、0.01〜0.05μmがより好ましい。
【0046】
前記無機顔料としては、金属酸化物、金属錯塩等で表される金属化合物を挙げることができ、具体的には、鉄、コバルト、アルミニウム、カドミウム、鉛、銅、チタン、マグネシウム、クロム、亜鉛、アンチモン等の金属酸化物、および前記金属の複合酸化物等を挙げることができる。
【0047】
前記有機顔料としては、例えば、
C.I.ピグメントイエロー11,24,31,53,83,93,99,108,109,110,138,139,147,150,151,154,155,167,180,185,199;
C.I.ピグメントオレンジ36,38,43,71;
C.I.ピグメントレッド81,105,122,149,150,155,171,175,176,177,209,220,224,242,254,255,264,270;
C.I.ピグメントバイオレット19,23,32,37,39;
C.I.ピグメントブルー1,2,15,15:1,15:3,15:6,16,22,60,66;
C.I.ピグメントグリーン7,36,37;
C.I.ピグメントブラウン25,28;
C.I.ピグメントブラック1,7;
等を挙げることができる。
【0048】
本発明においては特に限定されるものではないが、下記の顔料がより好ましい。
C.I.ピグメントイエロー11,24,108,109,110,138,139,150,151,154,167,180,185,
C.I.ピグメントオレンジ36,71,
C.I.ピグメントレッド122,150,171,175,177,209,224,242,254,255,264,
C.I.ピグメントバイオレット19,23,37,
C.I.ピグメントブルー15:1,15:3,15:6,16,22,60,66,
C.I.ピグメントグリーン36
C.I.ピグメントブラック7
【0049】
これらのなかでも、下記の顔料が特に好ましい。
C.I.ピグメントイエロー139,150
C.I.ピグメントレッド177,254
C.I.ピグメントバイオレット23
C.I.ピグメントブルー15:6
C.I.ピグメントグリーン36
【0050】
これら有機顔料は、単独もしくは、色純度を上げるため種々組合せて用いることができる。組合せの具体例を以下に示す。
例えば、赤の顔料として、アントラキノン系顔料、ペリレン系顔料、ジケトピロロピロール系顔料単独またはそれらの少なくとも一種と、ビスアゾ系黄色顔料、イソインドリン系黄色顔料、キノフタロン系黄色顔料またはペリレン系赤色顔料との混合などを用いることができる。例えば、アントラキノン系顔料としては、C.I.ピグメントレッド177が挙げられ、ペリレン系顔料としては、C.I.ピグメントレッド155、C.I.ピグメントレッド224が挙げられ、ジケトピロロピロール系顔料としては、C.I.ピグメントレッド254が挙げられ、色再現性の点でC.I.ピグメントイエロー139との混合が好ましい。また、赤色顔料と黄色顔料との質量比は、100:5〜100:50が好ましい。100:5未満では400nm〜500nmの光透過率を抑えることが困難となり、色純度を上げることができない場合がある。また、100:50を超えると、主波長が短波長よりになり、NTSC目標色相からのずれが大きくなる場合がある。特に、前記質量比としては、100:10〜100:30の範囲が最適である。尚、赤色顔料同士の組み合わせの場合は、色度に併せて調整することができる。
【0051】
また、緑の顔料としては、ハロゲン化フタロシアニン系顔料を単独で、または、これとビスアゾ系黄色顔料、キノフタロン系黄色顔料、アゾメチン系黄色顔料若しくはイソインドリン系黄色顔料との混合を用いることができる。例えば、このような例としては、C.I.ピグメントグリーン7、36、37とC.I.ピグメントイエロー83、C.I.ピグメントイエロー138、C.I.ピグメントイエロー139、C.I.ピグメントイエロー150、C.I.ピグメントイエロー180またはC.I.ピグメントイエロー185との混合が好ましい。緑顔料と黄色顔料との質量比は、100:5〜100:150が好ましい。質量比が100:5未満では400nm〜450nmの光透過率を抑えることが困難となり、色純度を上げることができない場合がある。また、100:150を越えると主波長が長波長よりになり、NTSC目標色相からのずれが大きくなる場合がある。質量比としては100:30〜100:120の範囲が特に好ましい。
【0052】
青の顔料としては、フタロシアニン系顔料を単独で、若しくはこれとジオキサジン系紫色顔料との混合を用いることができる。例えば、C.I.ピグメントブルー15:6とC.I.ピグメントバイオレット23との混合が好ましい。青色顔料と紫色顔料との質量比は、100:0〜100:50が好ましく、より好ましくは100:5〜100:30である。
【0053】
また、ブラックマトリックス用の顔料としては、カーボン、チタンブラック、酸化鉄、酸化チタン単独またはこれらの混合が挙げられ、カーボンとチタンブラックとの組合せが好ましい。また、カーボンとチタンブラックとの質量比は、100:0〜100:60の範囲が好ましい。100:60を超えると、分散安定性が低下する場合がある。
【0054】
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、40〜90質量%が好ましく、50〜80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。
【0055】
また、本発明に係る特定顔料分散剤の顔料分散組成物中における含有量としては、前記顔料の質量に対して、0.5〜100質量%が好ましく、3〜70質量%がより好ましい。顔料分散剤の量が前記範囲内であると、十分な顔料分散効果が得られる。なお、顔料分散剤を100質量部より多く加えても、顔料分散効果の更なる向上効果は期待できないことがある。
また、併用可能な公知の分散剤を使用する場合、その含有量は前記顔料の質量に対して、0.05〜50質量%であることが好ましく、また、前記特定顔料分散剤の質量に対して、1〜50質量%であることが好ましい。
【0056】
〔溶剤〕
本発明の顔料分散組成物は、有機溶媒中に、前記した顔料と特定顔料分散剤とを含むものである。顔料分散剤組成物の調製に用いられる溶剤(有機溶媒)としては、2−アセトキシ−1−メトキシプロパン、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、キシレンなどを挙げることができる。また、溶剤の添加量は顔料分散組成物の用途などに応じて適宜選択されるが、後述する光硬化性組成物の調製に用いる場合には、取り扱い性の観点から、顔料及び顔料分散剤を含む固形分濃度が5〜50質量%となるように添加することができる。
本発明の顔料分散組成物には、本発明の効果を損なわない限りにおいて、種々の添加物を併用することができる。
例えば、本発明の顔料分散組成物に被膜形成性を付与する、該組成物の粘度を調整する、などの目的で、以下に詳述するアルカリ可溶性樹脂などを所望により添加することができる。
【0057】
本発明の顔料分散組成物の調製は、特に制限されないが、例えば、顔料と顔料分散剤と溶剤とで、縦型も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。
また、ビーズ分散を行なう前に、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。
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。
【0058】
<光硬化性組成物>
本発明の光硬化性組成物は、既述の本発明の顔料分散組成物と、アルカリ可溶性樹脂と、光重合性化合物と、光重合開始剤とを少なくとも含んでなり、必要に応じて、他の成分を含んでいてもよい。この光硬化性組成物は、既述の本発明に係る特定顔料分散剤を含むので、組成物中で顔料が良好な分散状態で保持され、良好な色特性が得られると共に、例えばカラーフィルタを構成したときには高いコントラストを得ることができる。
以下、本発明の光硬化性組成物に含まれる各成分について詳述する。
【0059】
〔顔料分散組成物〕
本発明の光硬化性組成物は、前記本発明の顔料分散組成物の少なくとも一種を用いて構成されるものである。光硬化性組成物を構成する本発明の顔料分散組成物の詳細については、既述の通りである。
【0060】
本発明の光硬化性組成物中における顔料分散組成物の含有量としては、光硬化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。
【0061】
〔アルカリ可溶性樹脂〕
本発明の光硬化性組成物は、アルカリ可溶性樹脂の少なくとも一種を含有する。
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、分子(好ましくは、アクリル系共重合体、スチレン系共重合体を主鎖とする分子)中に少なくとも1つのアルカリ可溶性を促進する基(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樹脂の中から適宜選択することができる。このうち、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。
【0062】
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。
【0063】
上記の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。
【0064】
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。
【0065】
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。
【0066】
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)アクリル酸と、これと共重合可能な他の単量体との共重合体が好適である。
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。
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、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。
【0067】
また、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=CR〔ここで、Rは水素原子又は炭素数1〜5のアルキル基を表し、Rは炭素数6〜10の芳香族炭化水素環を表す。〕、CH=C(R)(COOR) 〔ここで、Rは水素原子又は炭素数1〜5のアルキル基を表し、R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。
【0068】
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=CR、CH=C(R)(COOR)、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=CR及び/又はCH=C(R)(COOR)である。これらの、R、R及びRはそれぞれ前記したのと同義である。
【0069】
光硬化性組成物中におけるアルカリ可溶性樹脂の含有量としては、該組成物の全固形分に対して、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。
【0070】
〔光重合性化合物〕
本発明の光硬化性組成物は、光重合性化合物の少なくとも一種を含有する。
光重合性化合物としては、少なくとも1個の付加重合可能なエチレン性不飽和基を有し、沸点が常圧で100℃以上である化合物が好ましく、中でも、4官能以上のアクリレート化合物がより好ましい。
【0071】
「少なくとも1個の付加重合可能なエチレン性不飽和基を有し、沸点が常圧で100℃以上である化合物」としては、例えば、ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート等の単官能のアクリレートやメタアクリレート;ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールエタントリ(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、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ヘキサンジオール(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(アクリロイルオキシプロピル)エーテル、トリ(アクリロイロキシエチル)イソシアヌレート、グリセリンやトリメチロールエタン等の多官能アルコールにエチレンオキサイドやプロピレンオキサイドを付加させた後(メタ)アクリレート化したもの、ペンタエリスリトール又はジペンタエリスリトールのポリ(メタ)アクリレート化したもの、特公昭48−41708号、特公昭50−6034号、特開昭51−37193号公報に記載のウレタンアクリレート類、特開昭48−64183号、特公昭49−43191号、特公昭52−30490号公報に記載のポリエステルアクリレート類、エポキシ樹脂と(メタ)アクリル酸との反応生成物であるエポキシアクリレート類等の多官能のアクリレートやメタアクリレートを挙げることができる。
更に、日本接着協会誌Vol.20、No.7、300〜308頁に光硬化性モノマー及びオリゴマーとして紹介されているものも使用できる。
【0072】
また、特開平10−62986号公報において一般式(1)及び(2)としてその具体例と共に記載の、前記多官能アルコールにエチレンオキサイドやプロピレンオキサイドを付加させた後に(メタ)アクリレート化した化合物も用いることができる。
【0073】
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、及びこれらのアクリロイル基がエチレングリコール、プロピレングリコール残基を介している構造が好ましい。これらのオリゴマータイプも使用できる。
【0074】
光重合性化合物は、1種単独で用いる以外に、2種以上を組み合わせて用いることができる。
光硬化性組成物中における光重合性化合物の含有量としては、該組成物の全固形分に対して、15〜80質量%が好ましく、30〜70質量%が更に好ましい。光重合性化合物の含有量が前記範囲内であると、硬化反応が充分に行なえる。
【0075】
〔光重合開始剤〕
本発明の光硬化性組成物は、光重合開始剤の少なくとも一種を含有する。
光重合開始剤としては、例えば、特開平57−6096号公報に記載のハロメチルオキサジアゾール、特公昭59−1281号公報、特開昭53−133428号公報等に記載のハロメチル−s−トリアジン等活性ハロゲン化合物、米国特許USP−4318791、欧州特許公開EP−88050A等の各明細書に記載のケタール、アセタール、又はベンゾインアルキルエーテル類等の芳香族カルボニル化合物、米国特許USP−4199420明細書に記載のベンゾフェノン類等の芳香族ケトン化合物、Fr−2456741明細書に記載の(チオ)キサントン類又はアクリジン類化合物、特開平10−62986号公報に記載のクマリン類又はロフィンダイマー類等の化合物、特開平8−015521号公報等のスルホニウム有機硼素錯体等、等を挙げることができる。
【0076】
中でも、光重合開始剤としては、アセトフェノン系化合物、ケタール系化合物、ベンゾフェノン系化合物、ベンゾイン系化合物、ベンゾイル系化合物、キサントン系化合物、トリアジン系化合物、ハロメチルオキサジアゾール系化合物、アクリジン類系化合物、クマリン類系化合物、ロフィンダイマー類系化合物、ビイミダゾール系化合物、オキシム系化合物等を含んでいることがより好ましく、トリアジン系化合物、ロフィンダイマー類系化合物、オキシム系化合物を含んでいることが特に好ましい。
【0077】
前記アセトフェノン系の光重合開始剤としては、例えば、2,2−ジエトキシアセトフェノン、p−ジメチルアミノアセトフェノン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニル−プロパン−1−オン、p−ジメチルアミノアセトフェノン、4’−イソプロピル−2−ヒドロキシ−2−メチル−プロピオフェノンなどを好適に挙げることができる。
前記ケタール系の光重合開始剤としては、例えば、ベンジルジメチルケタール、ベンジル−β−メトキシエチルアセタールなどを好適に挙げることができる。
【0078】
前記ベンゾフェノン系の光重合開始剤としては、例えば、ベンゾフェノン、4,4’−(ビスジメチルアミノ)ベンゾフェノン、4,4’−(ビスジエチルアミノ)ベンゾフェノン、4,4’−ジクロロベンゾフェノン、1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)−ブタノン−1、2−トリル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)−ブタノン−1、2−メチル−1−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルフォリノプロパノン−1等を好適に挙げることができる。
【0079】
前記ベンゾイン系又はベンゾイル系の光重合開始剤としては、例えば、ベンゾインイソプロピルエーテル、ゼンゾインイソブチルエーテル、ベンゾインメチルエーテル、メチルo−ベンゾイルベゾエート等を好適に挙げることができる。
前記キサントン系の光重合開始剤としては、例えば、ジエチルチオキサントン、ジイソプロピルチオキサントン、モノイソプロピルチオキサントン、クロロチオキサントン、等を好適に挙げることができる。
【0080】
前記トリアジン系の光重合開始剤としては、例えば、2,4−ビス(トリクロロメチル)−6−p−メトキシフェニル−s−トリアジン、2,4−ビス(トリクロロメチル)−6−p−メトキシスチリル−s−トリアジン、2,4−ビス(トリクロロメチル)−6−(1−p−ジメチルアミノフェニル)−1,3−ブタジエニル−s−トリアジン、2,4−ビス(トリクロロメチル)−6−ビフェニル−s−トリアジン、2,4−ビス(トリクロロメチル)−6−(p−メチルビフェニル)−s−トリアジン、p−ヒドロキシエトキシスチリル−2,6−ジ(トリクロロメチル)−s−トリアジン、メトキシスチリル−2,6−ジ(トリクロロメチル−s−トリアジン、3,4−ジメトキシスチリル−2,6−ジ(トリクロロメチル)−s−トリアジン、4−ベンズオキソラン−2,6−ジ(トリクロロメチル)−s−トリアジン、4−(o−ブロモ−p−N,N−(ジエトキシカルボニルアミノ)−フェニル)−2,6−ジ(クロロメチル)−s−トリアジン、4−(p−N,N−(ジエトキシカルボニルアミノ)−フェニル)−2,6−ジ(クロロメチル)−s−トリアジン等を好適に挙げることができる。
【0081】
前記ハロメチルオキサジアゾール系の光重合開始剤としては、例えば、2−トリクロロメチル−5−スチリル−1,3,4−オキソジアゾール、2−トリクロロメチル−5−(シアノスチリル)−1,3,4−オキソジアゾール、2−トリクロロメチル−5−(ナフト−1−イル)−1,3,4−オキソジアゾール、2−トリクロロメチル−5−(4−スチリル)スチリル−1,3,4−オキソジアゾール等を好適に挙げることができる。
前記アクリジン類系の光重合開始剤としては、例えば、9−フェニルアクリジン、1,7−ビス(9−アクリジニル)ヘプタン等を好適に挙げることができる。
【0082】
前記クマリン類系の光重合開始剤としては、例えば、3−メチル−5−アミノ−((s−トリアジン−2−イル)アミノ)−3−フェニルクマリン、3−クロロ−5−ジエチルアミノ−((s−トリアジン−2−イル)アミノ)−3−フェニルクマリン、3−ブチル−5−ジメチルアミノ−((s−トリアジン−2−イル)アミノ)−3−フェニルクマリン等を好適に挙げることができる。
【0083】
前記ロフィンダイマー類系の光重合開始剤としては、例えば、2−(o−クロロフェニル)−4,5−ジフェニルイミダゾリル二量体、2−(o−メトキシフェニル)−4,5−ジフェニルイミダゾリル二量体、2−(2,4−ジメトキシフェニル)−4,5−ジフェニルイミダゾリル二量体等を好適に挙げることができる。
前記ビイミダゾール系の光重合開始剤としては、例えば、2−メルカプトベンズイミダゾール、2,2’−ベンゾチアゾリルジサルファイド等を好適に挙げることができる。
【0084】
前記オキシム系の光重合開始剤としては、例えば、1−フェニル−1,2−プロパンジオン−2−(o−エトキシカルボニル)オキシム、o−ベンゾイル−4’−(ベンズメルカプト)ベンゾイル−ヘキシル−ケトキシム、さらには、J.C.S. Perkin II (1979年)p1653−1660)、J.C.S. Perkin II (1979年)p156−162、Journal of Photopolymer Science and Technology(1995年)p202−232、特開2000−66385号公報、特開2000−80068号公報、特表2004−534797号公報等に記載の化合物が挙げられる。
上記以外の光重合開始剤としては、2,4,6−トリメチルフェニルカルボニル−ジフェニルフォスフォニルオキサイド、ヘキサフルオロフォスフォロ−トリアルキルフェニルホスホニウム塩等が挙げられる。
【0085】
本発明では、以上の光重合開始剤に限定されるものではなく、他の公知のものも使用することができる。例えば、米国特許第2,367,660号明細書に記載のビシナールポリケトルアルドニル化合物、米国特許第2,367,661号及び第2,367,670号明細書に記載のα−カルボニル化合物、米国特許第2,448,828号明細書に記載のアシロインエーテル、米国特許第2,722,512号明細書に記載のα−炭化水素で置換された芳香族アシロイン化合物、米国特許第3,046,127号及び第2,951,758号明細書に記載の多核キノン化合物、米国特許第3,549,367号明細書に記載のトリアリルイミダゾールダイマー/p−アミノフェニルケトンの組合せ、特公昭51−48516号公報に記載のベンゾチアゾール系化合物/トリハロメチール−s−トリアジン系化合物等が挙げられる。
また、これらの光重合開始剤を併用することもできる。
【0086】
光硬化性組成物中における光重合開始剤の含有量としては、該組成物の全固形分に対して、0.1〜15.0質量%が好ましく、より好ましくは0.5〜10.0質量%である。光重合開始剤の含有量が前記範囲内であると、重合反応を良好に進行させて強度の良好な膜形成が可能である。
【0087】
次に、上記以外の成分について説明する。
〔溶剤〕
本発明の光硬化性組成物は、一般に上記成分と共に溶剤を用いて好適に調製することができる。
溶剤としては、エステル類、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および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、および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;
【0088】
エーテル類、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モノメチルエーテルアセテート(本明細書中において、2−アセトキシ−1−メトキシプロパンとも称する)、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等;
ケトン類、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;
芳香族炭化水素類、例えばトルエン、キシレン、等が挙げられる。
【0089】
これらのうち、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モノメチルエーテルアセテート等が好適である。
溶剤は、単独で用いる以外に2種以上を組み合わせて用いてもよい。
【0090】
〔その他成分〕
本発明の光硬化性組成物には、必要に応じて、フッ素系有機化合物、熱重合防止剤、着色剤、光重合開始剤、その他充填剤、上記した特開平10−62986号公報に記載の一般式(1)又は(2)で表される高分子化合物およびアルカリ可溶性樹脂以外の高分子化合物、界面活性剤、密着促進剤、酸化防止剤、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。
【0091】
〈フッ素系有機化合物〉
フッ素系有機化合物を含有することで、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。
【0092】
フッ素系有機化合物のフッ素含有率は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。フッ素含有率が前記範囲内であると、塗布厚均一性や省液性の点で効果的であり、組成物中への溶解性も良好である。
【0093】
フッ素系有機化合物としては、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、大日本インキ化学工業(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。
【0094】
フッ素系有機化合物は特に、例えば塗布形成される塗布膜を薄くしたときの塗布ムラや厚みムラの防止に効果的である。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。
フッ素系有機化合物の添加量は、顔料分散組成物または光硬化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。
【0095】
〈熱重合開始剤〉
本発明の光硬化性組成物には、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。
【0096】
〈界面活性剤〉
本発明の光硬化性組成物には、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く、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。
フッ素系界面活性剤の具体例としては、大日本インキ化学工業(株)製のメガファック(登録商標)シリーズ、3M社製のフロラード(登録商標)シリーズなどが挙げられる。
【0097】
上記以外に、光硬化性組成物には、添加物の具体例として、ガラス、アルミナ等の充填剤;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、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、アルコール可溶性ナイロン、ビスフェノールAとエピクロルヒドリンとから形成されたフェノキシ樹脂などのアルカリ可溶の樹脂;ノニオン系、カチン系、アニオン系等の界面活性剤、具体的にはフタロシアニン誘導体(市販品EFKA−745(森下産業社製));オルガノシロキサンポリマーKP341(信越化学工業社製)、(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社製)、W001(裕商社製)等のカチオン系界面活性剤;
【0098】
その他添加物等の例として、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(BASF社製 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等のノニオン系界面活性剤;W004、W005、W017(裕商社製)等のアニオン系界面活性剤;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(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(ゼネカ社製);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(旭電化社製)及びイソネット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。
【0099】
また、未硬化部のアルカリ溶解性を促進し、光硬化性組成物の現像性の更なる向上を図る場合には、光硬化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。
【0100】
〈熱重合防止剤〉
本発明の光硬化性組成物には、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。
【0101】
本発明の光硬化性組成物は、既述の本発明の顔料分散組成物に、アルカリ可溶性樹脂、光重合性化合物、及び光重合開始剤を(好ましくは溶剤と共に)含有させ、これに必要に応じて界面活性剤等の添加剤を混合することによって調製することができる。
【0102】
<カラーフィルタおよびその製造方法>
本発明のカラーフィルタは、既述の本発明の光硬化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、本発明の光硬化性組成物を、基板に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、液晶表示素子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。
この際、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。
【0103】
基板上に付与(好ましくは塗布)された本発明の光硬化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。
【0104】
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、未硬化部における光硬化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。
【0105】
前記有機溶剤としては、本発明の顔料分散組成物又は光硬化性組成物を調製する際に使用できる既述の溶剤が挙げられる。
前記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。
【0106】
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100〜240℃の温度で加熱処理(ポストベーク)が施される。
前記ポストベークは、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。
【0107】
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。
【0108】
本発明の光硬化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0.3〜5.0μmであり、好ましくは0.5〜3.5μmであり、最も望ましくは1.0〜2.5μmである。
【0109】
基板としては、例えば、液晶表示素子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。
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。
【0110】
基板上に他の層を介して光硬化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。
【0111】
上記では、本発明の顔料分散組成物及び光硬化性組成物の用途として、主にカラーフィルタの用途を中心に説明したが、カラーフィルタを構成する各着色画素を隔離するブラックマトリックスの形成にも適用することができる。
前記ブラックマトリックスは、顔料としてカーボンブラック、チタンブラックなどの黒色顔料を用いた本発明の光硬化性組成物(顔料分散組成物)を用いてパターン露光、現像を行ない、その後必要に応じて更にポストベークして膜の硬化を促進させることで形成することができる。
【実施例】
【0112】
以下、本発明を実施例により更に具体的に説明するが、本発明はその主旨を越えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。なお、以下、特に断りのない限り、「部」は「質量部」を示す。
【0113】
(合成例1)
<モノマー1の合成>
9(10H)アクリドン9.76部、t−ブトキシカリウム5.94部をジメチルスルホキシド30部に溶解させ、45℃に加熱する。これにクロロメチルスチレン15.26部を滴下し、50℃でさらに5時間加熱攪拌を行う。この反応液を蒸留水200部に攪拌しながら注ぎ、得られた析出物を濾別、洗浄することで、モノマー1を11.9部得た。
【0114】
【化7】

【0115】
<重合体1の合成>
前記モノマー1を5.0部、末端にメタクリロイル基を有するポリメチルメタクリレート(AA−6:東亜合成社製)37.5部、メタクリル酸7.5部、および1−メトキシ−2−プロパノール50質量部を、窒素置換した三口フラスコに導入し、攪拌機(新東科学(株):スリーワンモータ)にて攪拌し、窒素をフラスコ内に流しながら加熱して78℃まで昇温する。これに2,2−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)(和光純薬(株)製V−65)を0.1部加え、78℃にて2時間加熱攪拌を行った。2時間後、さらにV−65を0.1部加え、3時加熱攪拌の後、得られた反応液に2−アセトキシ−1−メトキシプロパンを66.7部加え、重合体1〔前記例示化合物(2)〕の30%溶液を得た。
【0116】
(合成例2)
<モノマー2の合成>
合成例1において、モノマー1の合成に用いた 9(10H)アクリドン9.76部をフタルイミド7.8部に変更した以外は前記モノマー1の合成例と同様にして、モノマー2を得た。
【0117】
【化8】

【0118】
<重合体2の合成>
前記モノマー1を、モノマー2に変更した以外はすべて重合体1の合成例と同様にして、重合体2〔前記例示化合物(6)〕の30%溶液を得た。
(合成例3)
<モノマー3の合成>
合成例1:モノマー1の合成において用いた 9(10H)アクリドン9.76部を1,8−ナフタルイミド9.52部に変更した以外は前記モノマー1の合成例と同様にして、モノマー3を得た。
【0119】
【化9】

【0120】
<重合体3の合成>
前記モノマー1を、モノマー3に変更した以外はすべて重合体1の合成例と同様にして、重合体3〔前記例示化合物(11)〕の30%溶液を得た。
(合成例4)
<重合体4の合成>
前記モノマー1を5.0部、末端にメタクリロイル基を有するポリメチルメタクリレート(AA−6:東亜合成社製)41.3部、メタクリル酸3.7部、n−ドデシルメルカプタン0.54部および1−メトキシ−2−プロパノール50質量部を、窒素置換した三口フラスコに導入し、攪拌機(新東科学(株):スリーワンモータ)にて攪拌し、窒素をフラスコ内に流しながら加熱して75℃まで昇温する。
これに2,2’−アゾビスイソ酪酸ジメチル〔和光純薬(株)製、V−601〕を0.15部加え、75℃にて3時間加熱攪拌を行った。さらにV−601を0.15部加え、3時加熱攪拌の後、再度、V−601を0.15部加え、3時加熱攪拌を行った。得られた反応液に2−アセトキシ−1−メトキシプロパンを66.7部加え、重合体4〔前記例示化合物(16)〕の30%溶液を得た。
【0121】
(合成例5)
<重合体5の合成>
前記モノマー1を5.0部、末端にメタクリロイル基を有するポリメチルメタクリレート(AA−6:東亜合成社製)45.0部、n−ドデシルメルカプタン0.19部および1−メトキシ−2−プロパノール50質量部を、窒素置換した三口フラスコに導入し、攪拌機(新東科学(株):スリーワンモータ)にて攪拌し、窒素をフラスコ内に流しながら加熱して75℃まで昇温する。
これに2,2’−アゾビスイソ酪酸ジメチル〔和光純薬(株)製、V−601〕を0.05部加え、75℃にて3時間加熱攪拌を行った。さらにV−601を0.05部加え、3時加熱攪拌の後、再度、V−601を0.05部加え、3時加熱攪拌を行った。得られた反応液に2−アセトキシ−1−メトキシプロパンを66.7部加え、重合体5〔前記例示化合物(17)〕の30%溶液を得た。
【0122】
(合成例6)
<重合体6の合成>
前記モノマー3を5.0部、末端にメタクリロイル基を有するポリメチルメタクリレート(AA−6:東亜合成社製)45.0部、n−ドデシルメルカプタン0.19部および1−メトキシ−2−プロパノール50質量部を、窒素置換した三口フラスコに導入し、攪拌機(新東科学(株):スリーワンモータ)にて攪拌し、窒素をフラスコ内に流しながら加熱して75℃まで昇温する。
これに2,2’−アゾビスイソ酪酸ジメチル〔和光純薬(株)製、V−601〕を0.05部加え、75℃にて3時間加熱攪拌を行った。さらにV−601を0.05部加え、3時加熱攪拌の後、再度、V−601を0.05部加え、3時加熱攪拌を行った。得られた反応液に2−アセトキシ−1−メトキシプロパンを66.7部加え、重合体6〔前記例示化合物(18)〕の30%溶液を得た。
【0123】
(合成例7)
<重合体7の合成>
前記モノマー3を5.0部、末端にメタクリロイル基を有するポリメチルメタクリレート(AA−6:東亜合成社製)39.0部、メタクリル酸6.0部、n−ドデシルメルカプタン0.93部および1−メトキシ−2−プロパノール50質量部を、窒素置換した三口フラスコに導入し、攪拌機(新東科学(株):スリーワンモータ)にて攪拌し、窒素をフラスコ内に流しながら加熱して75℃まで昇温する。
これに2,2’−アゾビスイソ酪酸ジメチル〔和光純薬(株)製、V−601〕を0.21部加え、75℃にて3時間加熱攪拌を行った。さらにV−601を0.21部加え、3時加熱攪拌の後、再度、V−601を0.21部加え、3時加熱攪拌を行った。得られた反応液に2−アセトキシ−1−メトキシプロパンを66.7部加え、重合体7〔前記例示化合物(19)〕の30%溶液を得た。
【0124】
(合成例8)
<重合体8の合成>
前記モノマー3を5.0部、末端にメタクリロイル基を有するポリメチルメタクリレート(AA−6:東亜合成社製)35.0部、メタクリル酸2−ヒドロキシエチルの無水コハク酸付加体(新中村化学(株)製、NKエステルSA:下記構造)10.0部、n−ドデシルメルカプタン0.66部および1−メトキシ−2−プロパノール50質量部を、窒素置換した三口フラスコに導入し、攪拌機(新東科学(株):スリーワンモータ)にて攪拌し、窒素をフラスコ内に流しながら加熱して75℃まで昇温する。
これに2,2’−アゾビスイソ酪酸ジメチル〔和光純薬(株)製、V−601〕を0.15部加え、75℃にて3時間加熱攪拌を行った。さらにV−601を0.15部加え、3時加熱攪拌の後、再度、V−601を0.15部加え、3時加熱攪拌を行った。得られた反応液に2−アセトキシ−1−メトキシプロパンを66.7部加え、重合体8〔前記例示化合物(20)〕の30%溶液を得た。
【0125】
【化10】

【0126】
(合成例9)
<重合体9の合成>
前記モノマー3を5.0部、末端にメタクリロイル基を有するポリスチレン(AS−6:東亜合成(株)製)35.0部、アクリル酸5.0部、メタクリル酸ベンジル5.0部、n−ドデシルメルカプタン1.21部および1−メトキシ−2−プロパノール50質量部を、窒素置換した三口フラスコに導入し、攪拌機(新東科学(株):スリーワンモータ)にて攪拌し、窒素をフラスコ内に流しながら加熱して75℃まで昇温する。
これに2,2’−アゾビスイソ酪酸ジメチル〔和光純薬(株)製、V−601〕を0.28部加え、75℃にて3時間加熱攪拌を行った。さらにV−601を0.28部加え、3時加熱攪拌の後、再度、V−601を0.28部加え、3時加熱攪拌を行った。得られた反応液に2−アセトキシ−1−メトキシプロパンを66.7部加え、重合体9〔前記例示化合物(21)〕の30%溶液を得た。
【0127】
(合成例10)
<モノマー4の合成>
1,8−ナフタルイミド9.52部、t−ブトキシカリウム5.94部をジメチルスルホキシド30部に溶解させ、45℃に加熱する。これに4−ブロモヘキシルスチレン(特開平11−60519に記載の方法により合成)26.72部を滴下し、50℃でさらに5時間加熱攪拌を行う。この反応液を蒸留水200部に攪拌しながら注ぎ、得られた析出物を濾別、洗浄することで、モノマー4を14.5部得た。
【0128】
【化11】

【0129】
<重合体10の合成>
前記モノマー4を5.0部、末端にメタクリロイル基を有するポリメチルメタクリレート(AA−6:東亜合成社製)39.0部、メタクリル酸6.0部、n−ドデシルメルカプタン0.90部および1−メトキシ−2−プロパノール50質量部を、窒素置換した三口フラスコに導入し、攪拌機(新東科学(株):スリーワンモータ)にて攪拌し、窒素をフラスコ内に流しながら加熱して75℃まで昇温する。これに2,2’−アゾビスイソ酪酸ジメチル〔和光純薬(株)製、V−601〕を0.21部加え、75℃にて3時間加熱攪拌を行った。さらにV−601を0.21部加え、3時加熱攪拌の後、再度、V−601を0.21部加え、3時加熱攪拌を行った。得られた反応液に2−アセトキシ−1−メトキシプロパンを66.7部加え、重合体10〔前記例示化合物(22)〕の30%溶液を得た。
【0130】
(実施例1)
<顔料分散組成物の調製>
下記組成(1)の成分を混合し、ホモジナイザーを用いて回転数3,000r.p.m.で3時間撹拌して混合し、顔料を含む混合溶液を調製した。
〔組成(1)〕
・C.I.ピグメントレッド254… 90部
・C.I.ピグメントレッド177… 10部
・前記重合体1の30%溶液(顔料分散剤)… 150部
・2−アセトキシ−1−メトキシプロパン… 750部
【0131】
続いて、上記より得られた混合溶液を、さらに0.3mmφジルコニアビーズを用いたビーズ分散機ディスパーマット(GETZMANN社製)にて6時間分散処理を行ない、その後さらに、減圧機構付き高圧分散機NANO−3000−10(日本ビーイーイー(株)製)を用いて、2000kg/cmの圧力下で流量500g/minとして分散処理を行なった。この分散処理を10回繰り返し、赤色の顔料分散組成物(R1)を得た。
【0132】
<顔料分散組成物の評価>
得られた顔料分散組成物について下記の評価を行った。
(1)粘度の測定、評価
得られた顔料分散組成物について、E型粘度計を用いて、分散直後の顔料分散組成物の粘度ηおよび分散後(室温にて)1週間経過した後の顔料分散組成物の粘度ηを測定し、増粘の程度を評価した。評価結果は下記表1に示す。ここで、粘度が低いことは、分散性、分散安定性が良好であることを示す。
【0133】
(2)コントラストの測定、評価
得られた顔料分散組成物をガラス基板上に塗布し、乾燥後の塗布膜の厚さが1μmになるようにサンプルを作製した。2枚の偏光板の間にこのサンプルを置き、偏光軸が平行のときと垂直のときとの透過光量を測定し、その比をコントラストとした(この評価法は、「1990年第7回 色彩光学コンファレンス、512色表示10.4“サイズTFT−LCD用カラーフィルター、植木、小関、福永、山中」を参考にした)。測定評価の結果は下記表1に示す。ここで、コントラストが高いことは、顔料が高度に微細化され、透過率すなわち着色力が高いことを示す。
【0134】
(実施例2〜10)
実施例1において、顔料分散剤(重合体1)を、前記合成例2〜10で各々得られた高分子化合物(顔料分散剤)(重合体2〜重合体10)にそれぞれ代えたこと以外、実施例1と同様にして、赤色の顔料分散組成物(R2)〜(R10)を調製し、実施例1と同様の評価を行なった。結果を下記表1に示す。
【0135】
(比較例1)
実施例1において、前記重合体1(顔料分散剤)を、下記のメタクリル酸メチルとメタクリル酸との共重合体D−1(=85/15[重量比]、重量平均分子量:15000)に代えたこと以外、実施例1と同様にして、赤色の顔料分散組成物(R11)を調製し、実施例1と同様の評価を行なった。結果を下記表1に示す。
【0136】
(比較例2)
実施例1において、前記重合体1(顔料分散剤)を、メタクリル酸と末端メタクリロイル化ポリメチルメタクリレート共重合体D−2(=15/85[重量比]、重量平均分子量:重量平均分子量30000)に代えたこと以外、実施例1と同様にして、赤色の顔料分散組成物(R12)を調製し、実施例1と同様の評価を行なった。結果を下記表1に示す。
【0137】
(比較例3)
実施例1において、前記重合体1(顔料分散剤)を、スチレンと末端メタクリロイル化ポリメチルメタクリレート共重合体D−3(=15/85[重量比]、重量平均分子量:重量平均分子量30000)に代えたこと以外、実施例1と同様にして、赤色の顔料分散組成物(R13)を調製し、実施例1と同様の評価を行なった。結果を下記表1に示す。
【0138】
(比較例4)
実施例1において、前記重合体1(顔料分散剤)を、下記モノマー5と末端にメタクリロイル基を有するポリメチルメタクリレート(AA−6:東亜合成社製)との共重合体D−4(=10/90[重量比]、重量平均分子量:25000)に代えたこと以外、実施例1と同様にして、赤色の顔料分散組成物(R14)を調製し、実施例1と同様の評価を行なった。結果を下記表1に示す。
【0139】
【化12】

【0140】
(比較例5)
実施例1において、前記重合体1(顔料分散剤)を、下記のモノマー6とメタクリル酸と末端にメタクリロイル基を有するポリメチルメタクリレート(AA−6:東亜合成社製)との共重合体D−5(=10/10/80[重量比]、重量平均分子量:23000)に代えたこと以外、実施例1と同様にして、赤色の顔料分散組成物(R15)を調製し、実施例1と同様の評価を行なった。結果を下記表1に示す。
【0141】
【化13】

【0142】
(比較例6)
実施例1において、前記重合体1(顔料分散剤)を、下記のモノマー7とメタクリル酸と末端にメタクリロイル基を有するポリメチルメタクリレート(AA−6:東亜合成社製)との共重合体D−6(=10/10/80[重量比]、重量平均分子量:27000)に代えたこと以外、実施例1と同様にして、赤色の顔料分散組成物(R16)を調製し、実施例1と同様の評価を行なった。結果を下記表1に示す。
【0143】
【化14】

【0144】
(実施例11)
実施例1において、赤色の顔料分散組成物を下記組成(2)の緑色顔料を含有する混合溶液を用いて得られた顔料分散組成物に代えたこと以外、実施例1と同様にして、緑色の顔料分散組成物(G1)を調製し、実施例1と同様の評価を行なった。結果を下記表2に示す。
〔組成(2)〕
・C.I.ピグメントグリーン36… 60部
・C.I.ピグメントイエロー150… 40部
・重合体1の30%溶液(顔料分散剤)… 150部
・2−アセトキシ−1−メトキシプロパン… 750部
【0145】
(実施例12〜20)
実施例4において用いた顔料分散剤(重合体1)を前記重合体2〜重合体10(顔料分散剤)に代えたこと以外、実施例11と同様にして、緑色の顔料分散組成物(G2〜G10)を調製し、実施例11と同様の評価を行なった。結果を下記表2に示す。
【0146】
(比較例7〜12)
実施例11において、前記重合体1(顔料分散剤)を、前記の(D−1)〜(D−6)のいずれかにそれぞれ代えたこと以外、実施例11と同様にして、緑色の顔料分散組成物(G11〜G16)を調製し、実施例1と同様の評価を行なった。結果を下記表2に示す。
【0147】
(実施例21)
実施例1において、赤色の顔料分散組成物を下記組成(3)の青色顔料を含有する混合溶液を用いて得られた青色の顔料分散組成物(B1)に代えたこと以外、実施例1と同様にして、青色の顔料分散組成物を調製し、実施例1と同様の評価を行なった。結果を下記表3に示す。
〔組成(3)〕
・C.I.ピグメントブルー15;6… 85部
・C.I.ピグメントバイオレット23… 15部
・重合体1の30%溶液(顔料分散剤)… 150部
・2−アセトキシ−1−メトキシプロパン… 750部
【0148】
(実施例22〜30)
実施例21において、前記重合体1(顔料分散剤)を、前記重合体2〜重合体10(顔料分散剤)に代えたこと以外、実施例21と同様にして、青色の顔料分散組成物(B2〜B10)を調製し、実施例21と同様の評価を行なった。結果を下記表3に示す。
【0149】
(比較例13〜18)
実施例21において、前記重合体1(顔料分散剤)を、前記のD−1〜D−6のいずれかにそれぞれ代えたこと以外、実施例21と同様にして、青色の顔料分散組成物(B11〜B16)を調製し、実施例1と同様の評価を行なった。結果を下記表3に示す。
【0150】
【表1】

【0151】
【表2】

【0152】
【表3】

【0153】
表1〜表3に明らかなように、本発明に係る特定顔料分散剤である重合体1〜10を用いた実施例の顔料分散組成物は、いずれも組成物の粘度が低く、顔料の分散性、分散安定性に優れ、この顔料分散組成物により得られた被膜は高いコントラストが得られることがわかる。本発明の顔料分散組成物による被膜が高いコントラストを達成しているのは、顔料粒子が微細化された状態で分散されているためであると推測される。
他方、本発明の範囲外の公知の顔料分散剤を用いた比較例の顔料分散組成物は、比較的高粘度であり、顔料の分散性が本発明のものに比較して低く、分散安定性にも劣るものであり、該顔料分散組成物を用いて得られた被膜は十分なコントラストが得られなかった。なかでも、重合体D−4およびD−5を用いた場合、比較例16、比較例17等の顔料分散組成物は、分散性良好であるものの、経時で顕著な増粘が認められ、分散安定性が不十分であった。
【0154】
(実施例31)
<光硬化性組成物の調製>
実施例1で得られた赤色顔料を含む顔料分散組成物(R1)にさらに下記組成(4)に記載の各成分を添加し、撹拌混合して、本発明の実施例31の光硬化性組成物(カラーレジスト液)を調製した。
〔組成(4)〕
・ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート …80部
(光重合性化合物)
・4−[o−ブロモ−p−N,N−ジ(エトキシカルボニル)アミノフェニル]−2,6−ジ(トリクロロメチル)−S−トリアジン …30部
(光重合開始剤)
・メタクリル酸ベンジル/メタクリル酸(=70/30[モル比])共重合体
(重量平均分子量:10,000)の2−アセトキシ−1−メトキシプロパン
溶液(固形分40%) …200部
(アルカリ可溶性樹脂)
・2−アセトキシ−1−メトキシプロパン(溶剤) …490部
【0155】
<光硬化性組成物のアルカリ現像性、塗布性の評価>
(3)アルカリ現像性
得られた光硬化性組成物(カラーレジスト液)を、100mm×100mmのガラス基板(1737、コーニング社製)上に、乾燥後の塗膜厚が2.0μmとなるように塗布し、90℃のオーブンで60秒間乾燥させて、塗膜を形成した。
その後、塗膜をアルカリ現像液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%水溶液に浸漬した後、純粋をシャワー状に散布して現像液を洗い流した。膜が完全に無くなるまでに要した浸漬時間を現像時間として測定し、以下の基準で評価した。結果を下記表4に示す。ここで、現像時間が短いことは、優れたアルカリ現像性を有することを示す。
○:現像時間が40秒以下である
△:現像時間が40〜60秒である
×:現像時間が60秒を超える
(4)塗布性
得られた光硬化性組成物(カラーレジスト液)を、スリット間隙が50μmの塗布有効幅が540mmのスリットヘッドを備えたスリット塗布装置を用いて、乾燥後の塗膜厚が2.0μmになるようにスリットと基板間との間隙を調節して、170mm/秒の塗布スピードで得られた光硬化性組成物(カラーレジスト液)を、幅550mm、長さ650mm、厚み0.7mmのガラス基板上に塗布し、長さ640mmの塗布面を得た。
塗布後、減圧乾燥機で0.5 torrまで減圧し、ホットプレートで、90℃、60秒間プリベークし、その後、塗布面を目視にて観察し、以下の基準に従って塗布性を評価した。
○:斑状やスジ状の塗布ムラ、異物、はじきの存在が認められなかった
×:斑状やスジ状の塗布ムラ、異物、はじきの存在が認められた

【0156】
<光硬化性組成物を用いたカラーフィルタの調製>
得られた光硬化性組成物(カラーレジスト液)を、100mm×100mmのガラス基板(1737、コーニング社製)上に、色濃度の指標となるx値が0.650となるように塗布し、90℃のオーブンで60秒間乾燥させた(プリベーク)。その後、塗膜の全面に200mJ/cmにて(照度20mW/cm)露光し、露光後の塗膜をアルカリ現像液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%水溶液にて覆い、60秒間静止した。静止後、純水をシャワー状に散布して現像液を洗い流した。そして、上記のように露光および現像が施された塗膜を220℃のオーブンで1時間加熱処理し(ポストベーク)、ガラス基板上にカラーフィルタ用の着色パターン(着色樹脂被膜)を形成し、着色フィルタ基板(カラーフィルタ)を作製した。
【0157】
<カラーフィルタの評価>
作製した着色フィルタ基板について、以下のようにしてY値、コントラスト、着色パターンの耐熱性(熱に対する色安定性)について評価を行なった。結果は下記表4に示す。
(5)Y値
作製した着色フィルタ基板について、大塚電子(株)製の物体色測定システムMCPD−2000を用いてY値を測定した。Y値は、値が大きいほど透過率が高いことを示す。なお、併せて行なった色度図におけるx値、y値の測定結果についても下記表4に示す。
(6)コントラスト
着色フィルタ基板の着色樹脂被膜の上に偏光板を置いて着色樹脂被膜を挟み込み、偏光板が平行時の輝度と直交時の輝度とをトプコン社製のBM−5を用いて測定し、平行時の輝度を直交時の輝度で除して得られる値(=平行時の輝度/直交時の輝度)を、コントラストを評価するための指標とした。値が大きいほど高コントラストであることを示す。
【0158】
(7)耐熱性(着色フィルタ色相の熱に対する安定性)
得られた着色フィルタ基板をホットプレートLWB−03(リソテックジャパン(株)製)を用いて、230℃×30minの条件で加熱した。L***表示系による加熱前後の色濃度(E*ab)を大塚電子(株)製の物体色測定システムMCPD−2000を用いて測定し、色差ΔE*abを算出し、以下の評価基準に従って評価した。ΔE*abが小さいほど、退色などの色変化が少なく、色相の熱に対する安定性、即ち、着色フィルタの耐熱性が良好であることを示す。
○:ΔE*abが2.0未満
△:ΔE*abが2.0以上3.0未満
×:ΔE*abが3以上
【0159】
(実施例32〜40)
実施例31において、実施例1で得られた顔料分散組成物(R1)を実施例2〜10で得られた顔料分散組成物(R−2)〜(R−10)に代えたこと以外、実施例31と同様にして、光硬化性組成物(カラーレジスト液)を調製し、実施例31と同様の評価を行なった。結果は下記表4に示す。
【0160】
(比較例19〜24)
実施例31において、実施例1で得られた顔料分散組成物(R1)を、比較例1〜6で得られた顔料分散組成物(R11〜R16)に代えたこと以外、実施例31と同様にして、光硬化性組成物(カラーレジスト液)を調製し、実施例31と同様の評価を行なった。結果は下記表4に示す。
【0161】
(実施例41)
実施例11で得られた顔料分散組成物(G1)にさらに下記組成(5)に記載の各成分を添加し、撹拌混合して、緑色顔料を含む本発明の光硬化性組成物(カラーレジスト液)を調製した。
〔組成(5)〕
・ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート …50部
(光重合性化合物)
・4−[o−ブロモ−p−N,N−ジ(エトキシカルボニル)アミノフェニル]−2,6−ジ(トリクロロメチル)−S−トリアジン …20部
(光重合開始剤)
・メタクリル酸ベンジル/メタクリル酸(=70/30[モル比])共重合体
(重量平均分子量:10,000)の
2−アセトキシ−1−メトキシプロパン溶液(固形分40%) …50部
(アルカリ可溶性樹脂)
・2−アセトキシ−1−メトキシプロパン(溶剤) …180部
【0162】
<光硬化性組成物及びそれを用いたカラーフィルタの調製と評価>
得られた光硬化性組成物(カラーレジスト液)を、100mm×100mmのガラス基板(1737、コーニング社製)上に、色濃度の指標となるy値が0.600となるように塗布し、90℃のオーブンで60秒間乾燥させた(プリベーク)。その後、塗膜の全面に200mJ/cmにて(照度20mW/cm)露光し、露光後の塗膜をアルカリ現像液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%水溶液にて覆い、60秒間静止した。静止後、純水をシャワー状に散布して現像液を洗い流した。そして、上記のように露光および現像が施された塗膜を220℃のオーブンで1時間加熱処理し(ポストベーク)、ガラス基板上にカラーフィルタ用の着色パターン(着色樹脂被膜)を形成し、着色フィルタ基板(カラーフィルタ)を作製した。
得られた光硬化性組成物(カラーレジスト液)のアルカリ現像性、塗布性の評価は、実施例31と同様にして行った。
また、作製した着色フィルタ基板のY値、コントラストの測定、及び耐熱性の評価についても、実施例31におけるのと同様にして行なった。これらの結果は下記表5に示す。
【0163】
(実施例42〜50)
実施例41において、実施例11で得られた顔料分散組成物を実施例11〜20で得られた顔料分散組成物(G2)〜(G10)に代えたこと以外、実施例41と同様にして、光硬化性組成物(カラーレジスト液)を調製し、実施例31と同様にして評価を行なった。結果は下記表5に示す。
【0164】
(比較例25〜30)
実施例41において、実施例11で得られた顔料分散液(G1)を、比較例7〜12で得られた顔料分散液(G11〜G16)に代えたこと以外、実施例41と同様にして、光硬化性組成物(カラーレジスト液)を調製し、実施例31と同様の評価を行なった。結果は下記表5に示す。
【0165】
(実施例51)
実施例21で得られた顔料分散組成物(B1)にさらに下記組成(6)に記載の各成分を添加し、撹拌混合して、青色顔料を含む本発明の光硬化性組成物(カラーレジスト液)を調製した。
〔組成(6)〕
・ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート …150部
(光重合性化合物)
・4−[o−ブロモ−p−N,N−ジ(エトキシカルボニル)アミノフェニル]−2,6−ジ(トリクロロメチル)−S−トリアジン …60部
(光重合開始剤)
・メタクリル酸ベンジル/メタクリル酸(=70/30[モル比])共重合体
(重量平均分子量:10,000)の
2−アセトキシ−1−メトキシプロパン溶液(固形分40%)…400部
(アルカリ可溶性樹脂)
・2−アセトキシ−1−メトキシプロパン(溶剤) …1440部
【0166】
<光硬化性組成物及びそれを用いたカラーフィルタの調製と評価>
調製した光硬化性組成物(カラーレジスト液)を、100mm×100mmのガラス基板(1737、コーニング社製)上に、色濃度の指標となるy値が0.090となるように塗布し、90℃のオーブンで60秒間乾燥させた(プリベーク)。その後、塗膜の全面に200mJ/cmにて(照度20mW/cm)露光し、露光後の塗膜をアルカリ現像液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%水溶液にて覆い、60秒間静止した。静止後、純水をシャワー状に散布して現像液を洗い流した。そして、上記のように露光および現像が施された塗膜を220℃のオーブンで1時間加熱処理し(ポストベーク)、ガラス基板上にカラーフィルタ用の着色パターン(着色樹脂被膜)を形成し、着色フィルタ基板(カラーフィルタ)を作製した。
得られた光硬化性組成物(カラーレジスト液)のアルカリ現像性、塗布性の評価は、実施例31と同様にして行った。
また、作製した着色フィルタ基板のY値、コントラストの測定、及び耐熱性の評価についても、実施例31におけるのと同様にして行なった。これらの結果は下記表6に示す。
【0167】
(実施例52〜60)
実施例51において、実施例21で得られた顔料分散組成物(B1)を実施例22〜30で得られた顔料分散組成物(B2)〜(B10)に代えたこと以外、実施例51と同様にして、光硬化性組成物(カラーレジスト液)を調製し、実施例31と同様にして評価を行なった。結果は下記表6に示す。
【0168】
(比較例31〜36)
実施例51において、実施例21で得られた顔料分散液(B1)を、比較例13〜18で得られた顔料分散液(B11)〜(B16)に代えたこと以外、実施例51と同様にして、光硬化性組成物(カラーレジスト液)を調製し、実施例31と同様の評価を行なった。結果は下記表6に示す。
【0169】
【表4】

【0170】
【表5】

【0171】
【表6】

【0172】
前記表4〜表6に示すように、本発明の顔料分散組成物を含む実施例の光硬化性組成物はいずれも、現像性に優れ、且つ、組成物の粘度が低く、顔料の分散性、分散安定性が良好であり、塗布性にも優れていた。さらに、実施例の光硬化性組成物を用いて作製した着色フィルタ基板(カラーフィルタ)はいずれも、Y値から見た光透過性において、赤、緑、青いずれの色相においても比較例にくらべて高透過率を有しており、また、色度図におけるx値、y値より色特性が良好であること、さらには、コントラスト評価の結果より、高いコントラストが得られることがわかる。さらに、形成された着色フィルタは熱による退色や変色が抑制されており、熱に対する色の安定性にも優れていることがわかる。これに対し、比較例では、光透過率も低く、十分なコントラストが得られなかった。重合体D−4およびD−5を用いた比較例22、23等の光硬化性組成物を用いた場合、塗布性に劣り、形成された着色フィルタのY値、コントラスト、耐熱性を全て満足させることができなかった。重合体D−6を用いた比較例24等の光硬化性組成物では、顔料の分散性や分散安定性が良好であるものの、耐熱性、塗布性が劣っており、カラーフィルタ用顔料分散組成物としては、本発明の顔料分散組成物より劣った性能であることは明らかであった。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
有機溶媒中に、顔料と下記一般式(1)で表される構造単位を有する重合体からなる顔料分散剤とを含むことを特徴とするカラーフィルタ用顔料分散組成物。
【化1】

〔前記一般式(1)において、Rは水素またはメチル基を表し、Rはアルキレン基を表し、Zは含窒素複素環構造を表す。〕
【請求項2】
前記一般式(1)において、Zで表される含窒素複素環構造が下記一般式(2)または一般式(3)から選ばれる構造を有することを特徴とする請求項1に記載のカラーフィルタ用顔料分散組成物。
【化2】

〔前記一般式(2)および一般式(3)において、Xは単結合、アルキレン基、−O−、−S−、−NR−、及び、−C(=O)−からなる群より選ばれるいずれかであり、Rは水素原子またはアルキル基を表す。環A、環B、および環Cはそれぞれ独立に芳香環を表す。〕
【請求項3】
前記顔料分散剤がさらに末端にエチレン性不飽和結合を有する重合性オリゴマーを共重合単位として含むグラフト共重合体であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のカラーフィルタ用顔料分散組成物。
【請求項4】
前記顔料分散剤がさらに酸基を有する単量体を共重合単位として含む重合体であることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載のカラーフィルタ用顔料分散組成物。
【請求項5】
前記顔料分散剤の酸価が10〜150mgKOH/gであることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載のカラーフィルタ用顔料分散組成物。
【請求項6】
請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の顔料分散組成物とアルカリ可溶性樹脂とを含有するカラーフィルタ用顔料分散組成物。
【請求項7】
前記顔料が、C.I.ピグメントイエロー139、C.I.ピグメントイエロー150、C.I.ピグメントグリーン36、C.I.ピグメントレッド177、C.I.ピグメントレッド254、C.I.ピグメントブルー15:6、C.I.ピグメントバイオレット23から選択される少なくとも1種を含有することを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか1項に記載のカラーフィルタ用顔料分散組成物。
【請求項8】
請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の顔料分散組成物と光重合性化合物と光重合開始剤とを含有するカラーフィルタ用光硬化性組成物。
【請求項9】
前記光重合開始剤が、トリアジン系化合物、ロフィンダイマー類系化合物、及び、オキシム系化合物からなる群より選択される少なくとも1種を含有することを特徴とする請求項8に記載のカラーフィルタ用光硬化性組成物。
【請求項10】
基材上に、請求項8又は請求項9に記載のカラーフィルタ用光硬化性組成物を用いてなる着色パターンを有することを特徴とするカラーフィルタ。
【請求項11】
請求項8又は請求項9に記載のカラーフィルタ用光硬化性組成物を直接もしくは他の層を介して基板上に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。

【公開番号】特開2008−9426(P2008−9426A)
【公開日】平成20年1月17日(2008.1.17)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2007−147382(P2007−147382)
【出願日】平成19年6月1日(2007.6.1)
【出願人】(306037311)富士フイルム株式会社 (25,513)
【Fターム(参考)】