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特許7404686感光性着色組成物、カラーフィルタおよび液晶表示装置
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  • 特許-感光性着色組成物、カラーフィルタおよび液晶表示装置 図1
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-12-18
(45)【発行日】2023-12-26
(54)【発明の名称】感光性着色組成物、カラーフィルタおよび液晶表示装置
(51)【国際特許分類】
   G03F 7/004 20060101AFI20231219BHJP
   G03F 7/031 20060101ALI20231219BHJP
   G03F 7/027 20060101ALI20231219BHJP
   G02B 5/20 20060101ALI20231219BHJP
   G02F 1/1335 20060101ALI20231219BHJP
【FI】
G03F7/004 505
G03F7/004 504
G03F7/031
G03F7/004 502
G03F7/027 513
G02B5/20 101
G02F1/1335 505
【請求項の数】 5
(21)【出願番号】P 2019132909
(22)【出願日】2019-07-18
(65)【公開番号】P2021018289
(43)【公開日】2021-02-15
【審査請求日】2022-04-08
(73)【特許権者】
【識別番号】000222118
【氏名又は名称】東洋インキSCホールディングス株式会社
(73)【特許権者】
【識別番号】718000495
【氏名又は名称】東洋ビジュアルソリューションズ株式会社
(72)【発明者】
【氏名】近藤 慶一
(72)【発明者】
【氏名】鈴木 駿平
(72)【発明者】
【氏名】和久 寿男
【審査官】塚田 剛士
(56)【参考文献】
【文献】国際公開第2016/103994(WO,A1)
【文献】国際公開第2015/046332(WO,A1)
【文献】特開2015-194735(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
G03F 7/004
G03F 7/031
G03F 7/027
G02B 5/20
G02F 1/1335
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
着色剤(A)、分散剤(B)、バインダ樹脂(C)、光重合性化合物(D)、光重合開始剤(E)を含み、
着色剤(A)は、ジケトピロロピロール系赤色顔料(A1)を含み、
光重合性化合物(D)は、下記一般式(1)で示すカルボキシル基含有ウレタン系多官能単量体を含み、
光重合開始剤(E)は、下記一般式(5)および下記一般式(7)から選択される化合物であり最も長波長側の極大吸収ピーク波長が340nm未満であるオキシムエステル系光重合開始剤[E1]、
および最も長波長側の極大吸収ピーク波長が340nm以上であるオキシムエステル系光重合開始剤[E2]を含む、感光性着色組成物。
一般式(1)
(H C=C(R )COO) -X-(OCOCH(R )CH S(R )COOH)
[一般式(1)中、R は水素原子又はメチル基、R は炭素数1~12の炭化水素基、Xは(m+n)価の炭素数3~60のウレタン結合を有する有機基、mは2~18の整数、nは1~3の整数を示す。]
【化1】


[一般式(5)において、R、R~Rは、それぞれ独立に水素原子、炭素数1~12の直鎖状または分岐状のアルキル基、炭素数3~20の環状のアルキル基、またはフェニル基を示す。アルキル基およびフェニル基は、ハロゲン原子、炭素数1~6のアルコキシル基、およびフェニル基からなる群から選ばれる置換基で置換されていてもよい。Rは、炭素数1~12の直鎖状または分岐状のアルキル基、または、シクロアルキル基で置換された炭素数1~20のアルキル基を表す
一般式(7)において、R、R、R、Rは、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、置換または未置換のアルケニル基、置換または未置換のアルキル基、置換または未置換のアルキルオキシ基、置換または未置換のアリール基、置換または未置換のアリールオキシ基、置換または未置換の複素環基、置換または未置換の複素環オキシ基、置換または未置換のアルキルスルファニル基、置換または未置換のアリールスルファニル基、置換または未置換のアシル基、または置換または未置換のアミノ基を表す。なお、R~Rにおける置換基の水素原子はさらに他の置換基で置換されていても良い。]
【請求項2】
さらに、重合禁止剤(F)を含み、
重合禁止剤(F)を感光性着色組成物の不揮発分100質量%中0.01~0.8質量%含む、請求項1に記載の感光性着色組成物。
【請求項3】
さらに、下記一般式(2)、および(3)で示す有機顔料からなる群より選択される1種以上の有機顔料(A2)を含む、請求項1または2に記載の感光性着色組成物。
一般式(2)
【化2】


[一般式(2)中、Rは、ハロゲン原子、置換基を有してもよいアルキル基、置換基を有してもよいアルコキシ基、置換基を有してもよいアリールオキシ基を表す。RおよびRは、それぞれ独立に、水素原子、置換基を有してもよいアルキル基、置換基を有してもよいフェニル基を表す。
~Xは、それぞれ独立に、水素原子、置換基を有してもよいアルキル基、置換基を有してもよいアルコキシ基、ヒドロキシ基、シアノ基、ニトロ基、カルボキシル基、スルホ基、ハロゲン原子を表す。]

一般式(3)
【化3】


[一般式(3)中、Rは、ハロゲン原子、置換基を有してもよいアルキル基、置換基を有してもよいアルコキシ基、置換基を有してもよいアリールオキシ基を表す。RおよびRは、それぞれ独立に、水素原子、置換基を有してもよいアルキル基、置換基を有してもよいフェニル基を表す。
~X12は、それぞれ独立に、水素原子、置換基を有してもよいアルキル基、置換基を有してもよいアルコキシ基、ヒドロキシ基、シアノ基、ニトロ基、ハロゲン原子を表す。Aは、直接結合、または2価の連結基を表す。前記2価の連結基は、置換基を有してもよいアルキレン基、-O-、-S-、-CO-、-SO-、-COO-、-CONH-、-SONH-を表す。]
【請求項4】
基材、および請求項1~いずれか1項に記載の感光性着色組成物から形成されてなるフィルタセグメントを備える、カラーフィルタ。
【請求項5】
請求項記載のカラーフィルタを備える、液晶表示装置。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、カラー液晶表示装置、カラー固体撮像素子、有機EL表示装置、量子ドット表示装置、及び電子ペーパー等に用いられるカラーフィルタ等の製造に使用される感光性着色組成物に関する。
【背景技術】
【0002】
カラーフィルタは、生産性向上のための製造工程のタクトタイムを短縮することが必要であった。特許文献1には、オキシムエステル系開始剤と多官能性メルカプタン系化合物を含有する感光性着色組成物が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開2006-10793号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかし、従来の感光性着色組成物は、フォトリソグラフィー法で50mJ/m以下の低露光量の条件下、カラーフィタセグメント(以下、画素ともいう)を作製するとパターンの直進性が不足する問題、および基板との間で良好な密着性が得られない問題があった。
【0005】
本発明は、50mJ/m以下の低露光量で製造する場合、パターン形状が良好、かつ基板と密着性良好な画素を形成できる感光性着色組成物、およびカラーフィルタの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の感光性着色組成物は、着色剤(A)、分散剤(B)、バインダ樹脂(C)、光重合性化合物(D)、光重合開始剤(E)を含み、
着色剤(A)は、ジケトピロロピロール系赤色顔料(A1)を含み、
光重合開始剤(E)は、最も長波長側の極大吸収ピーク波長が340nm未満であるオキシムエステル系光重合開始剤[E1]、および最も長波長側の極大吸収ピーク波長が340nm以上であるオキシムエステル系光重合開始剤[E2]を含む。
【発明の効果】
【0007】
上記の本発明により50mJ/m以下の低露光量で製造する場合、パターン形状が良好、かつ基板と密着性良好な画素を形成できる感光性着色組成物、およびカラーフィルタを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
図1図1は、液晶表示装置の模式的断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
本明細書の用語を定義する。「(メタ)アクリロイル」、「(メタ)アクリル」、「(メタ)アクリル酸」、「(メタ)アクリレート」、又は「(メタ)アクリルアミド」は、それぞれ、「アクリロイル及び/又はメタクリロイル」、「アクリル及び/又はメタクリル」、「アクリル酸及び/又はメタクリル酸」、「アクリレート及び/又はメタクリレート」、又は「アクリルアミド及び/又はメタクリルアミド」である。「C.I.」は、カラーインデックス(C.I.)である。着色剤は、有機顔料、無機顔料、および染料を含む。単量体は、モノマーともいい、重合性不飽和基含有化合物である。重合性不飽和基は、(メタ)アクリリル基、ビニル基である。
【0010】
本発明の感光性着色組成物は、着色剤(A)、分散剤(B)、バインダ樹脂(C)、光重合性化合物(D)、光重合開始剤(E)を含み、
着色剤(A)は、ジケトピロロピロール系赤色顔料(A1)を含み、
光重合開始剤(E)は、最も長波長側の極大吸収ピーク波長が340nm未満であるオキシムエステル系光重合開始剤[E1]、および最も長波長側の極大吸収ピーク波長が340nm以上であるオキシムエステル系光重合開始剤[E2]を含む。
【0011】
従来、ジケトピロロピロール系赤色顔料(A1)を含むカラーフィルタセグメントを形成する場合、生産性(タクトタイム短縮)向上のため50mJ/m以下の低露光量により光硬化を行うと感光性着色組成物の硬化が不十分で、現像後の画素の外周部の直進性が不足していた。そこで、光感度が最も高くなる波長域が互いに異なるキシムエステル系光重合開始剤[E1]およびオキシムエステル系光重合開始剤[E2]を使用すると光源の波長を幅広く光硬化に利用できるためパターン形状が良好、かつ基板と密着性良好な画素を形成できる。
【0012】
<着色剤(A)>
着色剤(A)は、有機顔料、無機顔料、および染料を含む。
着色剤(A)は、ジケトピロロピロール系赤色顔料(A1)を含有する。ジケトピロロピロール系赤色顔料(A1)は、例えば、C.I.ピグメントレッド254、255、264、270、272、283、291、下記一般式(4)で示す顔料等が挙げられる。これらの中でもC.I.ピグメントレッド254,291、下記一般式(4)で示す顔料が好ましい。
【0013】
一般式(4)
【化3】
【0014】
一般式(4)中、Xは、塩素原子、または臭素原子を表し、AおよびBは、それぞれ独立して、水素原子、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、シアノ基、炭素数1~12のアルキル基、置換基を有してもよいフェニル基、-CF、-OR、-SR、-N(R)R、-COOR、-CONH、-CONHR、-CON(R)R、-SONH、-SONHR、または、-SON(R10)R11であり、R~R11は、それぞれ独立して、炭素数1~12のアルキル基、置換基を有してもよいフェニル基、または、置換基を有してもよいアラルキル基である。ただし、AおよびBが同時に水素原子になることはない。また、XがAでありかつBが水素原子となることはなく、XがBでありかつAが水素原子となることはない。
【0015】
炭素数1~12のアルキル基は、直鎖状でも分岐状でもよく、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、デシル基、ドデシル基、1,5-ジメチルヘキシル基、1,6-ジメチルヘプチル基、2-エチルヘキシル基等が挙げられる。
【0016】
置換基を有してもよいフェニル基は、例えば、炭素数1~4のアルキル基、トリフルオロメチル基、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基、カルバモイル基、スルファモイル基、炭素数1~4のアルコキシル基などの置換基を有するフェニル基が挙げられる。より具体的には、フェニル基、p-メチルフェニル基、4-tert-ブチルフェニル基、p-ニトロフェニル基、p-メトキシフェニル基、p-クロロフェニル基、2,4-ジクロロフェニル基、3-カルバモイルフェニル基等が挙げられる。
【0017】
置換基を有してもよいアラルキル基は、例えば、ベンジル基、4-メチルベンジル基、4-tert-ブチルベンジル基、4-メトキシベンジル基、4-ニトロベンジル基、2,4-ジクロロベンジル基等が挙げられる。
【0018】
本明細書において一般式(4)で示す顔料は、下記一般式(4-1)、下記一般式(4-2)、下記一般式(4-3)、および下記一般式(4-4)からなる群より選択される1種以上であることが好ましい。これにより明度、コントラストがより向上し、結晶が析出し難くなる。また、一般式(4-3)、一般式(4-4)のR12~R14は、炭素数4以上のアルキル基、または置換基を有しても良いフェニル基が、コントラストおよび結晶析出抑制の面で好ましい。コントラスト向上、および結晶析出抑制の効果は、炭素数4以上のアルキル基を有するカルボアミド基、フェニル基、t-ブチル基等のかさ高い置換基による立体障害効果によって、顔料の凝集が抑制されると推測している。また、一般式(4-3)、および下記一般式(4-4)で示す顔料は、カルボアミド基、フェニル基、t-ブチル基を有すると色特性がより向上する。
【0019】
【化4】
【0020】
一般式(4-1)、一般式(4-2)、一般式(4-3)、および一般式(4-4)中、Xは、それぞれ独立に塩素原子、または臭素原子を表す。また、一般式(4-3)および一般式(4-4)中、R12~R14は、それぞれ独立に炭素数1~12のアルキル基、または置換基を有してもよいフェニル基である。R13およびR14は、環を形成してもよい。
【0021】
<有機顔料(A2)>
着色剤(A)は、さらに、下記一般式(2)で示す顔料、および下記一般式(3)で示す顔料からなる群より選択される1種以上の顔料(A2)を含むことが好ましい。
【0022】
一般式(2)
【化5】
【0023】
一般式(2)中、Rは、ハロゲン原子、置換基を有してもよいアルキル基、置換基を有してもよいアルコキシ基、置換基を有してもよいアリールオキシ基を表す。RおよびRは、それぞれ独立に、水素原子、置換基を有してもよいアルキル基、置換基を有してもよいフェニル基を表す。
~Xは、それぞれ独立に、水素原子、置換基を有してもよいアルキル基、置換基を有してもよいアルコキシ基、ヒドロキシ基、シアノ基、ニトロ基、カルボキシル基、スルホ基、ハロゲン原子を表す。
【0024】
一般式(3)
【化6】
【0025】
一般式(3)中、Rは、ハロゲン原子、置換基を有してもよいアルキル基、置換基を有してもよいアルコキシ基、置換基を有してもよいアリールオキシ基を表す。RおよびRは、それぞれ独立に、水素原子、置換基を有してもよいアルキル基、置換基を有してもよいフェニル基を表す。
~X12は、それぞれ独立に、水素原子、置換基を有してもよいアルキル基、置換基を有してもよいアルコキシ基、ヒドロキシ基、シアノ基、ニトロ基、ハロゲン原子を表す。Aは、直接結合、または2価の連結基を表す。2価の連結基としては、置換基を有してもよいアルキレン基、-O-、-S-、-CO-、-SO-、-COO-、-CONH-、-SONH-を表す。
【0026】
<その他の顔料>
本明細書の感光性着色組成物が、含有できる顔料、染料を以下例示する。なお、以下の例示は、カラーフィルタの赤色フィルタセグメント以外に使用できる顔料を含む。
【0027】
赤色顔料は、例えば、C.I.ピグメントレッド1、2、3、4、5、6、7、8、9、12、14、15、16、17、21、22、23、31、32、37、38、41、47、48、48:1、48:2、48:3、48:4、49、49:1、49:2、50:1、52:1、52:2、53、53:1、53:2、53:3、57、57:1、57:2、58:4、60、63、63:1、63:2、64、64:1、68、69、81、81:1、81:2、81:3、81:4、83、88、90:1、101、101:1、104、108、108:1、109、112、113、114、122、123、144、146、147、149、151、166、168、169、170、172、173、174、175、176、177、178、179、181、184、185、187、188、190、193、194、200、202、206、207、208、209、210、214、216、220、221、224、230、231、232、233、235、236、237、238、239、242、243、245、247、249、250、251、253、256、257、258、259、260、262、263、265、266、267、268、269、271、273、274、275、276、277、278、279、280、281、282、284、285、286、287、295等が挙げられる。これらの中でも、画素の耐熱性、耐光性、及び透過率の観点から、C.I.ピグメントレッド48:1、122、177、224、242、269、295が好ましく、C.I.ピグメントレッド177、295がより好ましい。
【0028】
また、C.I.ピグメントオレンジ36、38、43、51、55、59、61、71、又は73等の橙色顔料や黄色顔料を併用できる。
【0029】
青色顔料は、例えば、C.I.ピグメントブルー1、1:2、9、14、15、15:1、15:2、15:3、15:4、15:6、16、17、19、25、27、28、29、33、35、36、56、56:1、60、61、61:1、62、63、66、67、68、71、72、73、74、75、76、78、79等が挙げられる。これらの中でも、画素の耐熱性、耐光性、及び透過率の観点から、C.I.ピグメントブルー15、15:1、15:2、15:3、15:4、15:6が好ましく、C.I.ピグメントブルー15:6がより好ましい。青色感光性着色組成物には、紫色顔料を併用できる。
【0030】
紫色顔料は、例えばC.I.ピグメントバイオレット1、1:1、2、2:2、3、3:1、3:3、5、5:1、14、15、16、19、23、25、27、29、31、32、37、39、42、44、47、49、50等が挙げられる。これらの中でも、画素の耐熱性、耐光性、及び透過率の観点から、C.I.ピグメントバイオレット19、又は23が好ましく、C.I.ピグメントバイオレット23がより好ましい。
【0031】
緑色顔料は、例えばC.I.ピグメントグリーン1、2、4、7、8、10、13、14、15、17、18、19、26、36、37、45、48、50、51、54、55、58、59、62、63等が挙げられる。これらの中でも、透過率の観点から、はC.I.ピグメントグリーン36、58、59、62又は63が好ましい。
また、緑色感光性着色組成物には、黄色顔料を併用できる。
【0032】
黄色顔料は、例えば、C.I.ピグメントイエロー1、2、3、4、5、6、10、12、13、14、15、16、17、18、24、31、32、34、35、35:1、36、36:1、37、37:1、40、42、43、53、55、60、61、62、63、65、73、74、77、81、83、93、94、95、97、98、100、101、104、106、108、109、110、113、114、115、116、117、118、119、120、123、126、127、128、129、138、139、147、150、151、152、153、154、155、156、161、162、164、166、167、168、169、170、171、172、173、174、175、176、177、179、180、181、182、185、187、188、192、193、194、196、198、199、213、214、231、233等が挙げられる。これらの中でもC.I.ピグメントイエロー138、139、150、185、231、233が好ましい。
【0033】
シアン色フィルタセグメントを形成するためのシアン色着色組成物は、例えば、C.I.ピグメントブルー15:1、15:2、15:4、15:3、15:6、16、81が挙げられる。
【0034】
マゼンタ色フィルタセグメントを形成するためのマゼンタ色着色組成物には、例えばC.I.ピグメントバイオレット1、19、C.I.ピグメントレッド144、146、177、169、81等が挙げられる。なお。マゼンタ色組成物は、黄色顔料を併用できる。
【0035】
無機顔料は、例えば、酸化チタン、硫酸バリウム、亜鉛華、硫酸鉛、黄色鉛、亜鉛黄、べんがら(赤色酸化鉄(III))、カドミウム赤、群青、紺青、酸化クロム緑、コバルト緑、アンバー、合成鉄黒等が挙げられる。
【0036】
<顔料の微細化>
着色剤(A)のうち有機顔料は、微細化処理を行った後、他の原料と混合することが好ましい。微細化処理の方法は、例えば、湿式磨砕、乾式磨砕、溶解析出法等が挙げられる。これらの中でも湿式磨砕の1種であるニーダー法によるソルトミリング処理等が好ましい。微細化処理後の有機顔料の平均一次粒子径は、10~80nmが好ましく、15~70nmがより好ましい。適度な粒子径により分散性がより向上し、被膜のコントラスト比がより向上する。なお、平均一次粒子径は、TEM(透過型電子顕微鏡)の拡大画像から任意に選択した約20個の粒子の平均値である。なお、粒子の縦軸長さと横軸長さがある場合、縦軸長さを使用する。
【0037】
ソルトミリング処理は、顔料と水溶性無機塩と水溶性有機溶剤との混合物を、例えば、ニーダー、2本ロールミル、3本ロールミル、ボールミル、アトライター、サンドミル、プラネタリー型ミキサー等のバッチ式又は連続式混練機を用いて、加熱しながら機械的に混練した後、水洗により水溶性無機塩と水溶性有機溶剤を除去する処理である。水溶性無機塩は、破砕助剤として働くものであり、ソルトミリング時に無機塩の硬度の高さを利用して顔料が破砕される。顔料をソルトミリング処理する際の条件を最適化することにより、一次粒子径が非常に微細であり、また、分布の幅がせまく、シャープな粒度分布をもつ顔料を得ることができる。
【0038】
水溶性無機塩は、例えば塩化ナトリウム、塩化カリウム、硫酸ナトリウム等が挙げられる。これらの中でも、価格の点から塩化ナトリウム(食塩)が好ましい。水溶性無機塩の使用量は、処理効率と生産効率の両面から、顔料100質量部に対し、50~2000質量部が好ましく、300~1000質量部がより好ましい。
【0039】
水溶性有機溶剤は、顔料及び水溶性無機塩を湿潤する。水溶性有機溶剤は、水に溶解(混和)し、水溶性無機塩を実質的に溶解しない化合物である。水溶性有機溶剤は、ソルトミリング時の温度上昇で揮発しにくい面で沸点120℃以上の高沸点溶剤が好ましい。水溶性有機溶剤は、例えば、2-メトキシエタノール、2-ブトキシエタノール、2-(イソペンチルオキシ)エタノール、2-(ヘキシルオキシ)エタノール、ジエチレングリコール、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、トリエチレングリコール、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、液状のポリエチレングリコール、1-メトキシ-2-プロパノール、1-エトキシ-2-プロパノール、ジプロピレングリコール、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、液状のポリプロピレングリコール等が挙げられる。水溶性有機溶剤の使用量は、顔料100質量部に対し、5~1000質量部が好ましく、50~500質量部がより好ましい。
【0040】
ソルトミリング処理の際、必要に応じて樹脂を添加できる。樹脂は、例えば、天然樹脂、変性天然樹脂、合成樹脂、天然樹脂で変性された合成樹脂等が挙げられる。樹脂は、室温で固体であり、水不溶性であることが好ましく、かつ水溶性有機溶剤に一部可溶であることがより好ましい。樹脂の使用量は、顔料100質量部に対し、5~200質量部が好ましい。
【0041】
<染料>
染料は、例えば、酸性染料、直接染料、塩基性染料、造塩染料、油溶性染料、分散染料、反応染料、媒染染料、建染染料、硫化染料等が挙げられる。また、染料の誘導体や、染料をレーキ化したレーキ顔料も挙げられる。
【0042】
また、染料は、スルホン酸やカルボン酸等の酸性基を有する酸性染料、直接染料の場合、酸性染料の無機塩;酸性染料と、四級アンモニウム塩化合物、三級アミン化合物、二級アミン化合物、または一級アミン化合物との造塩化合物;これらアミノ基を有する樹脂成分と酸性染料等の造塩化合物等が挙げられる。酸性染料とオニウム塩基を有する化合物との造塩化合物も、堅牢性に優れるため好ましい。なお、オニウム塩基を有する化合物は、側鎖にカチオン性基を有する樹脂が好ましい。
【0043】
塩基性染料は、有機酸、または過塩素酸、またはこれらの金属塩との造塩化合物が挙げられる。造塩化合物の中でも塩基性染料の造塩化合物は、各種耐性、顔料との相溶性に優れているために好ましい。
【0044】
染料の化学構造は、例えば、アゾ系染料、ジスアゾ系染料、アゾメチン系染料(インドアニリン系染料、インドフェノール系染料など)、ジピロメテン系染料、キノン系染料(ベンゾキノン系染料、ナフトキノン系染料、アントラキノン系染料、アントラピリドン系染料など)、カルボニウム系染料(ジフェニルメタン系染料、トリフェニルメタン系染料、キサンテン系染料、アクリジン系染料など)、キノンイミン系染料(オキサジン系染料、チアジン系染料など)、アジン系染料、ポリメチン系染料(オキソノール系染料、メロシアニン系染料、アリーリデン系染料、スチリル系染料、シアニン系染料、スクアリリウム系染料、クロコニウム系染料など)、キノフタロン系染料、フタロシアニン系染料、サブフタロシアニン系染料、ペリノン系染料、インジゴ系染料、チオインジゴ系染料、キノリン系染料、ニトロ系染料、ニトロソ系染料、ローダミン系染料等が挙げられる。これらの中でも、色相、色分離性、色むらなどの色特性の観点から、アゾ系染料、キサンテン系染料、シアニン系染料、トリフェニルメタン系染料、アントラキノン系染料、ジピロメテン系染料、スクアリリウム系染料、キノフタロン系染料、フタロシアニン系染料、サブフタロシアニン系染料が好ましく、キサンテン系染料、シアニン系染料、トリフェニルメタン系染料、アントラキノン系染料、ジピロメテン系染料、フタロシアニン系染料がより好ましい。染料の具体的な構造は「新版染料便覧」(有機合成化学協会編;丸善、1970)、「カラーインデックス」(The Society of Dyers and colourists)、「色素ハンドブック」(大河原他編;講談社、1986)などに記載されている。
【0045】
<分散助剤>
本発明の感光性着色組成物は、分散助剤として、色素誘導体を含有できる。
【0046】
<色素誘導体>
色素誘導体は、有機色素残基に酸性基、塩基性基、中性基などを有する化合物である。色素誘導体は、例えば、スルホ基、カルボキシ基、またはリン酸基などの酸性置換基を有する化合物、ならびにこれらのアミン塩、スルホンアミド基、または末端に3級アミノ基などの塩基性置換基を有する化合物、フェニル基やフタルイミドアルキル基などの中性置換基を有する化合物が挙げられる。
有機色素は、例えばジケトピロロピロール系赤色顔料、アントラキノン系顔料、キナクリドン系顔料、ジオキサジン系顔料、ペリノン系顔料、ペリレン系顔料、チアジンインジゴ系顔料、トリアジン系顔料、ベンズイミダゾロン系顔料、ベンゾイソインドール等のインドール系顔料、イソインドリン系顔料、イソインドリノン系顔料、キノフタロン系顔料、ナフトール系顔料、スレン系顔料、金属錯体系顔料、アゾ、ジスアゾ、ポリアゾ等のアゾ系顔料等が挙げられる。
【0047】
具体的には、ジケトピロロピロール系色素誘導体は、特開2001-220520号公報、WO2009/081930号パンフレット、WO2011/052617号パンフレット、WO2012/102399号パンフレット、特開2017-156397号公報、フタロシアニン系色素誘導体は、特開2007-226161号公報、WO2016/163351号パンフレット、特開2017-165820号公報、特許第5753266号公報、アントラキノン系色素誘導体は、特開昭63-264674号公報、特開平09-272812号公報、特開平10-245501号公報、特開平10-265697号公報、特開2007-079094号公報、WO2009/025325号パンフレット、キナクリドン系色素誘導体は、特開昭48-54128号公報、特開平03-9961号公報、特開2000-273383号公報、ジオキサジン系色素誘導体は、特開2011-162662号公報、チアジンインジゴ系色素誘導体は、特開2007-314785号公報、トリアジン系色素誘導体は、特開昭61-246261号公報、特開平11-199796号公報、特開2003-165922号公報、特開2003-168208号公報、特開2004-217842号公報、特開2007-314681号公報、ベンゾイソインドール系色素誘導体は、特開2009-57478号公報、キノフタロン系色素誘導体は、特開2003-167112号公報、特開2006-291194号公報、特開2008-31281号公報、特開2012-226110号公報、ナフトール系色素誘導体は、特開2012-208329号公報、特開2014-5439号公報、アゾ系色素誘導体は、特開2001-172520号公報、特開2012-172092号公報、酸性置換基は、特開2004-307854号公報、塩基性置換基は、特開2002-201377号公報、特開2003-171594号公報、特開2005-181383号公報、特開2005-213404号公報に記載された色素誘導体が挙げられる。なお、これらの文献には、色素誘導体を誘導体、顔料誘導体、分散剤、顔料分散剤若しくは単に化合物などと記載している場合があるが、前記した有機色素残基に酸性基、塩基性基、中性基などの置換基を有する化合物は、色素誘導体と同義である。
【0048】
色素誘導体は、単独または2種類以上を併用して使用できる。
【0049】
色素誘導体の含有量は、着色剤(A)100質量部に対して、1~100質量部が好ましく、3~70質量部がより好ましく、5~50質量部がさらに好ましい。
【0050】
着色剤(A)に色素誘導体を添加し、アシッドペースティング、アシッドスラリー、ドライミリング、ソルトミリング、ソルベントソルトミリング等の顔料化処理を行う事で、顔料表面に色素誘導体が吸着し、色素誘導体を添加しない場合と比較して顔料の一次粒子をより微細化することができる。
【0051】
着色剤(A)に色素誘導体を添加し二本ロール、三本ロール、ビーズを用いた湿式分散などの分散処理を行うことで、色素誘導体が顔料表面に吸着し顔料表面が極性を持ち樹脂型分散剤の吸着が促進され、顔料、色素誘導体、樹脂型分散剤、溶媒、その他添加剤との相溶性が向上し、着色組成物や着色硬化性組成物とした時の分散安定性や経時粘度安定性が向上する。また、相溶性が向上することで着色硬化性組成物をガラス基板等に塗工した際の塗膜経時安定性に優れ、着色硬化性組成物の塗布から露光までの待ち時間(PCD:Post Coating Delay)や露光から熱処理までの待ち時間(PED:Post Exposure Delay)に対するパターン形状などの安定性・特性依存性や、線幅感度安定性が良好となる。また顔料表面が色素誘導体および樹脂型分散剤で吸着・被覆されることで、塗膜を加熱焼成した際の顔料の凝集や昇華による結晶析出を抑制できる。さらに現像時間ばらつきや現像残渣も抑制される。
【0052】
<分散剤(B)>
本発明の感光性着色組成物には分散剤(B)として、公知の樹脂型分散剤を用いることができる。樹脂型分散剤としては、添加着色剤に吸着する性質を有する着色剤親和性部位と、着色剤担体と相溶性のある部位とを有し、添加着色剤に吸着して着色剤担体への分散を安定化する働きをするものであれば良く、具体的には、ポリウレタン等のウレタン系分散剤、ポリアクリレート等のポリカルボン酸エステル、不飽和ポリアミド、ポリカルボン酸、ポリカルボン酸(部分)アミン塩、ポリカルボン酸アンモニウム塩、ポリカルボン酸アルキルアミン塩、ポリシロキサン、長鎖ポリアミノアマイドリン酸塩、水酸基含有ポリカルボン酸エステルや、これらの変性物、ポリ(低級アルキレンイミン)と遊離のカルボキシル基を有するポリエステルとの反応により形成されたアミドやその塩等の油性分散剤、(メタ)アクリル酸-スチレン共重合体、(メタ)アクリル酸-(メタ)アクリル酸エステル共重合体、スチレン-マレイン酸共重合体、ポリビニルアルコ-ル、ポリビニルピロリドン等の水溶性樹脂や水溶性高分子化合物、ポリエステル系、変性ポリアクリレート系、エチレンオキサイド/プロピレンオキサイド付加化合物、リン酸エステル系等が用いられ、これらは単独または2種以上を混合して用いることができる。
塩基性官能基を有する高分子分散剤としては、窒素原子含有グラフト共重合体や、側鎖に3級アミノ基、4級アンモニウム塩基、含窒素複素環などを含む官能基を有する、窒素原子含有アクリル系ブロック共重合体及びウレタン系高分子分散剤等が挙げられる。
【0053】
樹脂型分散剤は、着色剤(A)100質量部に対して3~200質量部程度使用することが好ましく、成膜性の観点から5~100質量部程度がより好ましい。
【0054】
<バインダ樹脂(C)>
バインダ樹脂(C)は、400~700nmの全波長領域において透過率が80%以上の樹脂が好ましい。なお、透過率は、95%以上が好ましい。バインダ樹脂は硬化性の面でいうと、例えば、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、活性エネルギー線硬化性樹脂等が挙げられる。なお、活性エネルギー線硬化性樹脂は、熱可塑性樹脂、または熱硬化樹脂に活性エネルギー線反応性官能基を結合させれば良い。また、バインダ樹脂は、物性面でいうと、現像性の観点からアルカリ可溶性樹脂が好ましい。アルカリ可溶性は、カラーフィルタ作製時のアルカリ現像工程において現像溶解性を付与するためのものであり、酸性基が必要である。
【0055】
<熱可塑性樹脂>
熱可塑性樹脂は、例えば、アクリル樹脂、ブチラール樹脂、スチレン-マレイン酸共重合体、塩素化ポリエチレン、塩素化ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル-酢酸ビニル共重合体、ポリ酢酸ビニル、ポリウレタン系樹脂、ポリエステル樹脂、ビニル系樹脂、アルキッド樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアミド樹脂、ゴム系樹脂、環化ゴム系樹脂、セルロース類、ポリエチレン(HDPE、LDPE)、ポリブタジエン、及びポリイミド樹脂等が挙げられる。
アルカリ可溶性を有する熱可塑性樹脂は、例えば、カルボキシル基、スルホン基等の酸性基を有する樹脂が挙げられる。アルカリ可溶性を有する熱可塑性樹脂は、例えば、酸性基を有するアクリル樹脂、α-オレフィン/(無水)マレイン酸共重合体、スチレン/スチレンスルホン酸共重合体、エチレン/(メタ)アクリル酸共重合体、又はイソブチレン/(無水)マレイン酸共重合体等が挙げられる。これらの中でも現像性、耐熱性、透明性が向上する面で酸性基を有するアクリル樹脂、スチレン/スチレンスルホン酸共重合体が好ましい。
【0056】
<活性エネルギー線硬化性アルカリ可溶性樹脂>
活性エネルギー線硬化性アルカリ可溶性樹脂は、エチレン性不飽和基を有する。エチレン性不飽和基は、例えば以下に示す(i) (ii)の方法で導入できる。活性エネルギー線により樹脂は、3次元架橋することで、薬品耐性が向上する。
【0057】
[方法(i)]
方法(i)は、例えば、まず、エポキシ基含有単量体とその他単量体との重合体を合成する。次いで、前記重合体のエポキシ基に、カルボキシル基含有単量体を付加し、生成した水酸基に、多塩基酸無水物を反応させてアルカリ可溶性樹脂を得る方法が挙げられる。
【0058】
エポキシ基含有単量体は、例えば、グリシジル(メタ)アクリレート、メチルグリシジル(メタ)アクリレート、2-グリシドキシエチル(メタ)アクリレート、3,4-エポキシブチル(メタ)アクリレート、及び3,4-エポキシシクロヘキシル(メタ)アクリレートが挙げられる。これらの中でも、反応性の観点で、グリシジル(メタ)アクリレートが好ましい。
【0059】
カルボキシル基含有単量体は、例えば、(メタ)アクリル酸、クロトン酸、o-、m-、p-ビニル安息香酸、(メタ)アクリル酸のα位ハロアルキル、アルコキシル、ハロゲン、ニトロ、シアノ置換体等のモノカルボン酸等が挙げられる。
【0060】
多塩基酸無水物は、例えば、テトラヒドロ無水フタル酸、無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、無水コハク酸、無水マレイン酸等が挙げられる。
【0061】
単量体および多塩基酸無水物は、それぞれ単独または2種類以上を併用して使用できる。
【0062】
また、方法(i)に似た方法として、例えば、カルボキシル基含有単量体、およびそれ以外に単量体を合成し重合体を作製する。次いで、前記重合体のカルボキシル基の一部にエポキシ基含有単量体を付加し、アルカリ可溶性樹脂を得る方法が挙げられる。
【0063】
[方法(ii)]
方法(ii)は、例えば、水酸基含有単量体、およびそれ以外の単量体を合成し重合体を作製する。次いで、前記重合体の水酸基に、イソシアネート基含有単量体のイソシアネート基を反応させる方法が挙げられる。
【0064】
水酸基含有単量体は、例えば、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2-若しくは3-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2-若しくは3-若しくは4-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、グリセロールモノ(メタ)アクリレート、又はシクロヘキサンジメタノールモノ(メタ)アクリレート等のヒドロキシアルキルメタアクリレート類が挙げられる。また、ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートに、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、及び/又はブチレンオキシド等を付加重合させたポリエーテルモノ(メタ)アクリレートや、ポリγ-バレロラクトン、ポリε-カプロラクトン、及び/又はポリ12-ヒドロキシステアリン酸等を付加したポリエステルモノ(メタ)アクリレートも挙げられる。これらの中でも被膜中に異物が生じ難い面で2-ヒドロキシエチルメタアクリレート、グリセロールモノ(メタ)アクリレートが好ましい。また、光感度の面でグリセロールモノ(メタ)アクリレートが好ましい。
【0065】
イソシアネート基含有単量体は、2-(メタ)アクリロイルエチルイソシアネート、2-(メタ)アクリロイルオキシエチルイソシアネート、又は1,1-ビス〔メタアクリロイルオキシ〕エチルイソシアネート等が挙げられる。
【0066】
その他単量体は、N-置換マレイミド類、アルキレンオキシ基含有単量体、リン酸エステル基含有エチレン性不飽和単量体、カルボキシル基含有単量体等が挙げられる。
N-置換マレイミド類は、例えば、シクロヘキシルマレイミド、フェニルマレイミド、メチルマレイミド、エチルマレイミド、1,2-ビスマレイミドエタン1,6-ビスマレイミドヘキサン、3-マレイミドプロピオン酸、6,7-メチレンジオキシ-4-メチル-3-マレイミドクマリン、4,4’-ビスマレイミドジフェニルメタン、ビス(3-エチル-5-メチル-4-マレイミドフェニル)メタン、N,N’-1,3-フェニレンジマレイミド、N,N’-1,4-フェニレンジマレイミド、N-(1-ピレニル)マレイミド、N-(2,4,6-トリクロロフェニル)マレイミド、N-(4-アミノフェニル)マレイミド、N-(4-ニトロフェニル)マレイミド、N-ベンジルマレイミド、N-ブロモメチル-2,3-ジクロロマレイミド、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-3-マレイミドプロピオナート、N-スクシンイミジル-4-マレイミドブチラート、N-スクシンイミジル-6-マレイミドヘキサノアート、N-[4-(2-ベンゾイミダゾリル)フェニル]マレイミド、9-マレイミドアクリジン等が挙げられる。
アルキレンオキシ基含有単量体は、例えば、EO変性クレゾールアクリレート、n-ノニルフェノキシポリエチレングリコールアクリレート、フェノキシエチルアクリレート、エトキシ化フェニルアクリレート、フェノールのエチレンオキサイド(EO)変性(メタ)アクリレート、パラクミルフェノールのEO又はプロピレンオキサイド(PO)変性(メタ)アクリレート、ノニルフェノールのEO変性(メタ)アクリレート、ノニルフェノールのPO変性(メタ)アクリレート等が挙げられる。
【0067】
カルボキシル基含有単量体は、既に説明した単量体を使用できる。
【0068】
リン酸エステル基含有エチレン性不飽和単量体は、例えば、上記水酸基含有エチレン性不飽和単量体の水酸基に、たとえば5酸化リンやポリリン酸等のリン酸エステル化剤を反応させた化合物である。
【0069】
アルカリ可溶性樹脂の酸価は、アルカリ現像溶解性を付与するために30~200mgKOH/gが好ましく、50~180mgKOH/gがより好ましく、70~170mgKOH/gがさらに好ましい。適度な酸価を有するとアルカリ現像溶解性。および基板への密着性を高度に両立できる。
【0070】
<エチレン性不飽和基を有しないアルカリ可溶性樹脂>
本明細書の着色組成物は、被膜の硬化度を調整するために、エチレン性不飽和基を有しないアルカリ可溶性樹脂を含有できる。
【0071】
バインダ樹脂(C)の質量平均分子量(Mw)は、2,000~40,000が好ましく、3,000~300,00がより好ましく、4,000~20,000がさらに好ましい。また、Mw/Mnの値は10以下が好ましい。適度な質量平均分子量(Mw)を有することで基板に対する密着性が向上し、現像残渣を抑制できる。
【0072】
バインダ樹脂(C)は、単独または2種類以上を併用して使用できる。
【0073】
バインダ樹脂(C)の含有量は、着色剤(A)100質量部に対して、20~400質量部が好ましく、50~250質量部がより好ましい。適量含有すると被膜を容易に形成できる上、良好な色特性が得やすい。
【0074】
<熱硬化性化合物>
感光性着色組成物は、熱硬化性化合物を含有できる。これによりカラーフィルタを作製する際、被膜をフォトリソグラフによりパターンを形成した後の加熱工程で架橋密度が向上するため耐熱性が向上する。また、加熱工程で顔料が凝集し難くなるため、コントラスト比がより向上する。
【0075】
熱硬化性化合物は、低分子化合物やポリマー(熱硬化性樹脂)であり分子量で制限されない。熱硬化性化合物は、例えば、エポキシ化合物、オキセタン化合物、ベンゾグアナミン化合物、ロジン変性マレイン酸化合物、ロジン変性フマル酸化合物、メラミン化合物、尿素化合物、およびフェノール化合物が挙げられる。これらの中でも、エポキシ化合物、オキセタン化合物が好ましい。
【0076】
<光重合性化合物(D)>
本発明の感光性着色組成物は、光重合性化合物(D)を含む。光重合性化合物には、紫外線や熱などにより硬化して透明樹脂を生成するモノマーまたはオリゴマーが含まれる。光重合性化合物(D)は、ウレタン系多官能単量体を含むことが好ましい。
【0077】
<ウレタン系多官能単量体>
ウレタン系多官能単量体は、ウレタン結合、および複数の重合性不飽和基を有する単量体である。ウレタン系多官能単量体は、柔軟性の高いウレタン結合により光硬化時の硬化収縮を抑制できるため画素欠損を抑制できることに加え、ウレタン結合に基づくに水素結合により基材(基板)との密着性がより向上する。
【0078】
ウレタン系多官能単量体は、例えば、水酸基含有(メタ)アクリレートに多官能イソシアネートを反応させて得られる多官能ウレタン(メタ)アクリレート、アルコールに多官能イソシアネートを反応させ、さらに水酸基含有(メタ)アクリレートを反応させて得られる多官能ウレタンアクリレート、カルボキシル基含有ウレタン系多官能性単量体等が挙げられる。
【0079】
水酸基含有(メタ)アクリレートは、例えば、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、4-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールエチレンオキサイド変性ペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールプロピレンオキサイド変性ペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールカプロラクトン変性ペンタ(メタ)アクリレート、グリセロールアクリレートメタクリレート、グリセロールジメタクリレート、2-ヒドロキシ-3-アクリロイルプロピルメタクリレート、エポキシ基含有化合物とカルボキシ(メタ)アクリレートの反応物、水酸基含有ポリオールポリアクリレート等が挙げられる。
【0080】
多官能イソシアネートは、例えば、トリレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、ジフェニルメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ポリイソシアネート等が挙げられる。
【0081】
ウレタン系多官能単量体は、下記一般式(1)で示すカルボキシル基含有ウレタン系多官能性単量体が好ましい。これにより現像性が向上し、より良好な形状に画素が得られる。
一般式(1)
(H2C=C(R)COO)-X-(OCOCH(R)CH2S(R)COOH)
一般式(1)中、Rは、水素原子又はメチル基、Rは、炭素数1~12の炭化水素基、Xは(m+n)価の炭素数3~60のウレタン結合を有する有機基、mは2~18の整数、nは1~3の整数を示す。
【0082】
一般式(1)で示す単量体は、例えば、前記多官能イソシアネート化合物と水酸基含有(メタ)アクリレートとを反応させてウレタン結合を有する化合物を得る。次いで、得られた化合物に下記のカルボキシル基を有するメルカプト化合物を付加させる方法で合成できる。
【0083】
カルボキシル基を有するメルカプト化合物は、例えば、メルカプト酢酸、2-メルカプトプロピオン酸、3-メルカプトプロピオン酸、o-メルカプト安息香酸、2-メルカプトニコチン酸、メルカプトコハク酸等が挙げられる。
【0084】
光重合性化合物(D)は、ウレタン系多官能単量体に加え、その他単量体を含有できる。
【0085】
その他単量体は、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、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、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、β-カルボキシエチル(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,6-ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、フェノキシテトラエチレングリコール(メタ)アクリレート、フェノキシヘキサエチレングリコール(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンPO変性トリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンEO変性トリ(メタ)アクリレート、イソシアヌル酸EO変性ジ(メタ)アクリレート、イソシアヌル酸EO変性トリ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、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、1,6-ヘキサンジオールジグリシジルエーテルジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAジグリシジルエーテルジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテルジ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、トリシクロデカニル(メタ)アクリレート、メチロール化メラミンの(メタ)アクリル酸エステル、エポキシ(メタ)アクリレート、ウレタンアクリレート等の各種アクリル酸エステル及びメタクリル酸エステル、(メタ)アクリル酸、スチレン、酢酸ビニル、ヒドロキシエチルビニルエーテル、エチレングリコールジビニルエーテル、ペンタエリスリトールトリビニルエーテル、(メタ)アクリルアミド、N-ヒドロキシメチル(メタ)アクリルアミド、N-ビニルホルムアミド、アクリロニトリル等が挙げられ、また、酸基を有する光重合性化合物も好ましく使用され、例えば、多価アルコールと(メタ)アクリル酸との遊離水酸基含有ポリ(メタ)アクリレート類と、ジカルボン酸類とのエステル化物;多価カルボン酸と、モノヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート類とのエステル化物等が挙げられる。具体例は、トリメチロールプロパンジアクリレート、トリメチロールプロパンジメタクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールトリメタクリレート、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート、ジペンタエリスリトールペンタメタクリレート等のモノヒドロキシオリゴアクリレート又はモノヒドロキシオリゴメタクリレート類と、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、フタル酸等のジカルボン酸類との遊離カルボキシル基含有モノエステル化物;プロパン-1,2,3-トリカルボン酸(トリカルバリル酸)、ブタン-1,2,4-トリカルボン酸、ベンゼン-1,2,3-トリカルボン酸、ベンゼン-1,3,4-トリカルボン酸、ベンゼン-1,3,5-トリカルボン酸等のトリカルボン酸類と、2-ヒドロキシエチルアクリレート、2-ヒドロキシエチルメタクリレート、2-ヒドロキシプロピルアクリレート、2-ヒドロキシプロピルメタクリレート等のモノヒドロキシモノアクリレート又はモノヒドロキシモノメタクリレート類との遊離カルボキシル基含有オリゴエステル化物等が挙げられる。これらの中でもトリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、エチレンオキサイド変性トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、プロピレンオキサイド変性トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート等の各種アクリル酸エステルおよびメタクリル酸エステル等が好ましい。
【0086】
その他単量体は、感光性着色組成物の感度向上の面でエチレン性不飽和基を3~12個有することが好ましい。
【0087】
光重合性化合物(D)は、単独または2種類以上を併用して使用できる。
【0088】
光重合性化合物の配合量は、感光性着色組成物の不揮発分100質量%中、1~50質量%が好ましく、2~40質量%がより好ましい。適量配合すると硬化性及び現像性がより向上する。
【0089】
<光重合開始剤(E)>
光重合開始剤(E)は、最も長波長側の極大吸収ピーク波長が340nm未満であるオキシムエステル系光重合開始剤[E1]、および最も長波長側の極大吸収ピーク波長が340nm以上であるオキシムエステル系光重合開始剤[E2]を含む。オキシムエステル系化合物は、紫外線を吸収することによってオキシムのN-O結合の解裂がおこり、イミニルラジカルとアルキロキシラジカルを生成する。これらのラジカルは更に分解することにより活性の高いラジカルを生成するため、少ない露光量でパターンを形成させることができる。光感度が最も高くなる波長域が互いに異なる2種類の光重合開始剤を含むことで感光性着色組成物は、光源からの波長を幅広く光硬化に利用することでパターン形状が良好になり、かつ基板と密着性良好な画素を形成できる。
【0090】
オキシムエステル系化合物は、例えば、特開2007-210991号公報、特開2009-179619号公報、特開2010-037223号公報、特開2010-215575号公報、特開2011-020998号公報等に記載のオキシムエステル系光重合開始剤が挙げられる。
【0091】
<オキシムエステル系光重合開始剤[E1]>
オキシムエステル系光重合開始剤[E1]は、例えば、下記一般式(5)~一般式(7)で示す化合物が挙げられる。
【0092】
【化7】
【0093】
一般式(5)および一般式(6)において、R、R~Rは、それぞれ独立に水素原子、炭素数1~12の直鎖状または分岐状のアルキル基、炭素数3~20の環状のアルキル基、またはフェニル基を示す。アルキル基およびフェニル基は、ハロゲン原子、炭素数1~6のアルコキシル基、およびフェニル基からなる群から選ばれる置換基で置換されていてもよい。Rは、炭素数1~12の直鎖状または分岐状のアルキル基、または、シクロアルキル基で置換された炭素数1~20のアルキル基、Rは炭素数1~12の直鎖状または分岐状のアルキル基である。
【0094】
一般式(5)および一般式(6)において、R~Rの炭素数1~12の直鎖状または分岐状のアルキル基は、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、i-ブチル基、sec-ブチル基、t-ブチル基、n-ペンチル基、n-ヘキシル基、n-ヘプチル基、n-オクチル基、n-ノニル基、n-デシル基、n-ウンデシル基、n-ドデシル基等が挙げられる。炭素数3~20の環状のアルキル基は、例えば、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、シクロオクタデシル基といったシクロアルキル基等が挙げられる。
【0095】
また、R、R~Rの各アルキル基および各フェニル基に結合できる置換基として、アルコキシル基は、例えば、メトキシ基、エトキシ基、n-プロポキシ基、i-プロポキシ基、n-ブトキシ基、t-ブトキシ基等が挙げられる。ハロゲン原子は、例えば、フッ素原子、塩素原子等が挙げられる。前記各アルキル基および各フェニル基は、2個以上の置換基で置換されていてもよい。
【0096】
一般式(5)および一般式(6)において、Rは、メチル基、エチル基、フェニル基等が合成面や着色組成物としての特性面から好ましい。R~Rは、水素原子、メチル基、エチル基、n-プロピル基、i-プロピル基等が合成面や着色組成物としての特性面から好ましい。
【0097】
一般式(5)で示す化合物は、例えば、1-〔4-(フェニルチオ)フェニル〕-オクタン-1-オン-2-オンオキシム-O-アセテート、1-〔4-(2-メチルフェニルチオ)フェニル〕-オクタン-1-オン-2-オンオキシム-O-アセテート、1-〔4-(2,4,6-トリメチルフェニルチオ)フェニル〕-オクタン-1-オン-2-オンオキシム-O-アセテート、1-〔4-(2-エチルフェニルチオ)フェニル〕-オクタン-1-オン-2-オンオキシム-O-アセテート、1-〔4-(フェニルチオ)フェニル〕-オクタン-1-オン-2-オンオキシム-O-ベンゾエート、1-〔4-(2-メチルフェニルチオ)フェニル〕-オクタン-1-オン-2-オンオキシム-O-ベンゾエート、1-〔4-(2,4,6-トリメチルフェニルチオ)フェニル〕-オクタン-1-オン-2-オンオキシム-O-ベンゾエート、1-〔4-(2-エチルフェニルチオ)フェニル〕-オクタン-1-オン-2-オンオキシム-O-ベンゾエートおよび下記式(5-1)で示す化合物が挙げられる。
【0098】
化学式(5-1)
【化8】
【0099】
一般式(6)で示す化合物は、例えば、1-〔9-エチル-6-ベンゾイル-9.H.-カルバゾール-3-イル〕-オクタン-1-オンオキシム-O-アセテート、1-〔9-エチル-6-(2-メチルベンゾイル)-9.H.-カルバゾール-3-イル〕-エタン-1-オンオキシム-O-アセテート、1-〔9-エチル-6-(2-メチルベンゾイル)-9.H.-カルバゾール-3-イル〕-エタン-1-オンオキシム-O-ベンゾエート、1-〔9-エチル-6-(2,4,6-トリメチルベンゾイル)-9.H.-カルバゾール-3-イル〕-エタン-1-オンオキシム-O-ベンゾエート、1-〔9-n-ブチル-6-(2-エチルベンゾイル)-9.H.-カルバゾール-3-イル〕-エタン-1-オンオキシム-O-ベンゾエートおよび下記化学式(6-1)で示す化合物が挙げられる。
【0100】
【化9】
【0101】
一般式(7)において、R1、R2、R3、R4は、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、置換または未置換のアルケニル基、置換または未置換のアルキル基、置換または未置換のアルキルオキシ基、置換または未置換のアリール基、置換または未置換のアリールオキシ基、置換または未置換の複素環基、置換または未置換の複素環オキシ基、置換または未置換のアルキルスルファニル基、置換または未置換のアリールスルファニル基、置換または未置換のアシル基、または置換または未置換のアミノ基を表す。なお、R1~R4における置換基の水素原子はさらに他の置換基で置換されていても良い。
【0102】
前記他の置換基は、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等のハロゲン基、メトキシ基、エトキシ基、tert-ブトキシ基等のアルコキシ基、フェノキシ基、p-トリルオキシ基等のアリールオキシ基、メトキシカルボニル基、ブトキシカルボニル基、フェノキシカルボニル基等のアルコキシカルボニル基、アセトキシ基、プロピオニルオキシ基、ベンゾイルオキシ基等のアシルオキシ基、アセチル基、ベンゾイル基、イソブチリル基、アクリロイル基、メタクリロイル基、メトキサリル基等のアシル基、メチルスルファニル基、tert-ブチルスルファニル基等のアルキルスルファニル基、フェニルスルファニル基、p-トリルスルファニル基等のアリールスルファニル基、メチルアミノ基、シクロヘキシルアミノ基等のアルキルアミノ基、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、モルホリノ基、ピペリジノ基等のジアルキルアミノ基、フェニルアミノ基、p-トリルアミノ基等のアリールアミノ基、メチル基、エチル基、tert-ブチル基、ドデシル基等のアルキル基、フェニル基、p-トリル基、キシリル基、クメニル基、ナフチル基、アンスリル基、フェナントリル基、ベンゾフラニル基等のアリール基、フリル基、チエニル基等の複素環基等の他、ヒドロキシ基、カルボキシ基、ホルミル基、メルカプト基、スルホ基、メシル基、p-トルエンスルホニル基、アミノ基、ニトロ基、シアノ基、トリフルオロメチル基、トリクロロメチル基、トリメチルシリル基、ホスフィニコ基、ホスホノ基、トリメチルアンモニウミル基、ジメチルスルホニウミル基、トリフェニルフェナシルホスホニウミル基等が挙げられる。
【0103】
一般式(7)で示す化合物の中は、下記化学式(7-1)~化学式(7-3)で示す化合物が挙げられる。
【0104】
【化10】
【0105】
<オキシムエステル系光重合開始剤[E2]>
オキシムエステル系光重合開始剤[E2]は、下記一般式(8)で示す化合物、一般式(9)で示す化合物が挙げられる。
【0106】
一般式(8)
【化11】
【0107】
一般式(8)において、X1、X3及びX6は、それぞれ独立に、R11、OR11、COR11、SR11、CONR1213又はCNを表し、X2は、置換基を有していてもよい炭素数が1~20のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素原子数が6~30のアリール基、置換基を有していてもよい炭素原子数が7~30のアリールアルキル基又は置換基を有していてもよい炭素原子数が2~20の複素環基を表し、X4及びX5は、それぞれ独立に、R11、OR11、SR11、COR11、CONR1213、NR12COR11、OCOR11、COOR11、SCOR11、COSR11、COSR11、CSOR11、CN、ハロゲン原子又は水酸基を表す。R11、R12及びR13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原子数が1~20のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素原子数が6~30のアリール基、置換基を有していてもよい炭素原子数が7~30のアリールアルキル基又は置換基を有していてもよい炭素原子数が2~20の複素環基を表す。a及びbは、それぞれ独立に、0~3の整数である。
【0108】
は、合成の容易さ、感度、溶解性、感光性着色組成物に含有したときの保存安定性の観点から、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、t-ブチル基、n-アミル基、イソアミル基、t-アミル基、n-ヘキシル基、2-エチルヘキシル基等の炭素数10以下のアルキル基;シクロペンチル基、シクロヘキシル基等の炭素数10以下の側鎖を有しても良い環状アルキル基;メトキシメチル基、エトキシメチル基、エトキシエチル基、2-(1-メトキシプロピル)基、2-(1-エトキシプロピル)基等の炭素数10以下でありメチレン鎖中にエーテル結合を1個有するアルキル基が好ましい。
【0109】
は、合成の容易さ、感度、溶解性、感光性着色組成物に含有したときの保存安定性の観点から、水素、またはメチル基、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、t-ブチル基、n-アミル基、イソアミル基、t-アミル基、n-ヘキシル基等の炭素数6以下のアルキル基;シクロペンチル基、シクロヘキシル基等の炭素数6以下の環状アルキル基;メトキシメチル基、エトキシメチル基、エトキシエチル基、2-(1-メトキシプロピル)基、2-(1-エトキシプロピル)基等の炭素数6以下でありメチレン鎖中にエーテル結合を1個有するアルキル基が好ましい。
【0110】
は、合成の容易さ、感度、溶解性、感光性着色組成物に含有したときの保存安定性の観点から、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、t-ブチル基、n-アミル基、イソアミル基、t-アミル基、n-ヘキシル基等の炭素数6以下のアルキル基;シクロペンチル基、シクロヘキシル基等の炭素数6以下の環状アルキル基;メトキシメチル基、エトキシメチル基、エトキシエチル基、2-(1-メトキシプロピル)基、2-(1-エトキシプロピル)基等の炭素数6以下でありメチレン鎖中にエーテル結合を1個有するアルキル基が好ましい。
【0111】
は、合成の容易さ、感度、溶解性、感光性着色組成物に含有したときの保存安定性の観点から、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、t-ブチル基、n-アミル基、イソアミル基、t-アミル基、n-ヘキシル基等の炭素数6以下のアルキル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等の炭素数6以下の環状アルキル基、メトキシメチル基、エトキシメチル基、エトキシエチル基、2-(1-メトキシプロピル)基、2-(1-エトキシプロピル)基等の炭素数6以下でありメチレン鎖中にエーテル結合を1個有するアルキル基が好ましい。
【0112】
4及びX5は、合成の容易さ、感度、溶解性、感光性着色組成物に含有したときの保存安定性の観点から、水素、またはメチル基、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、t-ブチル基、n-アミル基、イソアミル基、t-アミル基、n-ヘキシル基等の炭素数6以下のアルキル基が好ましい。
【0113】
炭素原子数が2~20の複素環基は、例えば、3~7員複素環が挙げられる。例えば、好ましくは、ピリジル、ピリミジル、フリル、チエニル、テトラヒドロフリル、ジオキソラニル、ベンゾオキサゾール-2-イル、テトラヒドロピラニル、ピロリジル、イミダゾリジル、ピラゾリジル、チアゾリジル、イソチアゾリジル、オキサゾリジル、イソオキサゾリジル、ピペリジル、ピペラジル、モルホリニル等の5~7員複素環が挙げられる。
【0114】
一般式(8)で示す化合物は、以下の化合物が好ましい。
【0115】
【化12】
【0116】
【化13】
【0117】
一般式(9)において、Rは、置換または未置換のアルケニル基、置換または未置換のアルキル基、置換または未置換のアルキルオキシ基、置換または未置換のアリール基、置換または未置換のアリールオキシ基、置換または未置換の複素環基、置換または未置換の複素環オキシ基、置換または未置換のアルキルスルファニル基、置換または未置換のアリールスルファニル基、置換または未置換のアルキルスルフィニル基、置換または未置換のアリールスルフィニル基、置換または未置換のアルキルスルホニル基、置換または未置換のアリールスルホニル基、置換または未置換のアシル基、置換または未置換のアシルオキシ基、置換または未置換のアミノ基、置換または未置換のホスフィノイル基、置換または未置換のカルバモイル基、または置換または未置換のスルファモイル基を表す。
【0118】
は、置換または未置換のアルケニル基、置換または未置換のアルキル基、置換または未置換のアルキルオキシ基、置換または未置換のアリール基、置換または未置換のアリールオキシ基、置換または未置換の複素環基、置換または未置換の複素環オキシ基、置換または未置換のアルキルスルファニル基、置換または未置換のアリールスルファニル基、置換または未置換のアルキルスルフィニル基、置換または未置換のアリールスルフィニル基、置換または未置換のアルキルスルホニル基、置換または未置換のアリールスルホニル基、置換または未置換のアシルオキシ基、または置換または未置換のアミノ基を表す。
【0119】
~Rは、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、置換または未置換のアルケニル基、置換または未置換のアルキル基、置換または未置換のアルキルオキシ基、置換または未置換のアリール基、置換または未置換のアリールオキシ基、置換または未置換の複素環基、置換または未置換の複素環オキシ基、置換または未置換のアルキルスルファニル基、置換または未置換のアリールスルファニル基、置換または未置換のアシル基、または置換または未置換のアミノ基を表す。
~Rは、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、ハロアルキル基、置換または未置換のアルキル基、置換または未置換のアルキルオキシ基、置換または未置換のアリール基、置換または未置換のアリールオキシ基、置換または未置換の複素環基、置換または未置換の複素環オキシ基、置換または未置換のアルケニル基、置換または未置換のアルキルスルファニル基、置換または未置換のアリールスルファニル基、置換または未置換のアルキルスルフィニル基、置換または未置換のアリールスルフィニル基、置換または未置換のアルキルスルホニル基、置換または未置換のアリールスルホニル基、置換または未置換のアミノ基、または下記一般式(10)で示す置換基を表す。
【0120】
一般式(10)
【化14】

一般式(10)中、R1’およびR2’は、RおよびR2と同義である。 R10~R14は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、ハロアルキル基、置換または未置換のアルキルスルフィニル基、置換または未置換のアリールスルフィニル基、置換または未置換のアルキルスルホニル基、置換または未置換のアリールスルホニル基、または置換または未置換のアシル基を表し、R10~R14の少なくとも一つは、ニトロ基、または下記一般式(11)で示す置換基である。
【0121】
一般式(11)
【化15】
【0122】
一般式(11)中、R15~R19は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、ハロアルキル基、置換または未置換のアルキル基、置換または未置換のアルキルオキシ基、置換または未置換のアリール基、置換または未置換のアリールオキシ基、置換または未置換の複素環基、置換または未置換の複素環オキシ基、置換または未置換のアルケニル基、置換または未置換のアルキルスルファニル基、置換または未置換のアリールスルファニル基、置換または未置換のアシル基、または置換または未置換のアミノ基を表す。
【0123】
<その他光重合開始剤>
上記以外のその他光重合開始剤は、例えば、4-フェノキシジクロロアセトフェノン、4-t-ブチル-ジクロロアセトフェノン、ジエトキシアセトフェノン、1-(4-イソプロピルフェニル)-2-ヒドロキシ-2-メチルプロパン-1-オン、1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2-メチル-1-[4-(メチルチオ)フェニル]-2-モルフォリノプロパン-1-オン、2-(ジメチルアミノ)-1-[4-(4-モルホリノ)フェニル]-2-(フェニルメチル)-1-ブタノン、又は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]-1-ブタノン等のアセトフェノン系化合物;ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、又はベンジルジメチルケタール等のベンゾイン系化合物;ベンゾフェノン、ベンゾイル安息香酸、ベンゾイル安息香酸メチル、4-フェニルベンゾフェノン、ヒドロキシベンゾフェノン、アクリル化ベンゾフェノン、4-ベンゾイル-4’-メチルジフェニルサルファイド、又は3,3’,4,4’-テトラ(t-ブチルパーオキシカルボニル)ベンゾフェノン等のベンゾフェノン系化合物;チオキサントン、2-クロルチオキサントン、2-メチルチオキサントン、イソプロピルチオキサントン、2,4-ジイソプロピルチオキサントン、又は2,4-ジエチルチオキサントン等のチオキサントン系化合物;2,4,6-トリクロロ-s-トリアジン、2-フェニル-4,6-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン、2-(p-メトキシフェニル)-4,6-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン、2-(p-トリル)-4,6-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン、2-ピペロニル-4,6-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン、2,4-ビス(トリクロロメチル)-6-スチリル-s-トリアジン、2-(ナフト-1-イル)-4,6-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン、2-(4-メトキシ-ナフト-1-イル)-4,6-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン、2,4-トリクロロメチル-(ピペロニル)-6-トリアジン、又は2,4-トリクロロメチル-(4’-メトキシスチリル)-6-トリアジン等のトリアジン系化合物;ビス(2,4,6-トリメチルベンゾイル)フェニルホスフィンオキサイド、又はジフェニル-2,4,6-トリメチルベンゾイルホスフィンオキサイド等のホスフィン系化合物;9,10-フェナンスレンキノン、カンファーキノン、エチルアントラキノン等のキノン系化合物;ボレート系化合物;カルバゾール系化合物;イミダゾール系化合物;あるいは、チタノセン系化合物等が挙げられる。
【0124】
光重合開始剤(E)の含有量は、着色剤100質量部に対して、2~50質量部が好ましく、2~30質量部がより好ましい。適量配合すると光硬化性及び現像性がより向上する。
【0125】
<増感剤>
感光性着色組成物は、増感剤を含有できる。
増感剤は、例えば、カルコン誘導体、ジベンザルアセトン等に代表される不飽和ケトン類、ベンジルやカンファーキノン等に代表される1,2-ジケトン誘導体、ベンゾイン誘導体、フルオレン誘導体、ナフトキノン誘導体、アントラキノン誘導体、キサンテン誘導体、チオキサンテン誘導体、キサントン誘導体、チオキサントン誘導体、クマリン誘導体、ケトクマリン誘導体、シアニン誘導体、メロシアニン誘導体、オキソノ-ル誘導体等のポリメチン色素、アクリジン誘導体、アジン誘導体、チアジン誘導体、オキサジン誘導体、インドリン誘導体、アズレン誘導体、アズレニウム誘導体、スクアリリウム誘導体、ポルフィリン誘導体、テトラフェニルポルフィリン誘導体、トリアリールメタン誘導体、テトラベンゾポルフィリン誘導体、テトラピラジノポルフィラジン誘導体、フタロシアニン誘導体、テトラアザポルフィラジン誘導体、テトラキノキサリロポルフィラジン誘導体、ナフタロシアニン誘導体、サブフタロシアニン誘導体、ピリリウム誘導体、チオピリリウム誘導体、テトラフィリン誘導体、アヌレン誘導体、スピロピラン誘導体、スピロオキサジン誘導体、チオスピロピラン誘導体、金属アレーン錯体、有機ルテニウム錯体、又はミヒラーケトン誘導体、α-アシロキシエステル、アシルフォスフィンオキサイド、メチルフェニルグリオキシレート、ベンジル、9,10-フェナンスレンキノン、カンファーキノン、エチルアンスラキノン、4,4’-ジエチルイソフタロフェノン、3,3’又は4,4’-テトラ(t-ブチルパーオキシカルボニル)ベンゾフェノン、4,4’-ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン等が挙げられる。これらの中でもチオキサントン誘導体、ミヒラーケトン誘導体、カルバゾール誘導体が好ましい。例えば、2,4-ジエチルチオキサントン、2-クロロチオキサントン、2,4-ジクロロチオキサントン、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、1-クロロ-4-プロポキシチオキサントン、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’-ビス(エチルメチルアミノ)ベンゾフェノン、N-エチルカルバゾール、3-ベンゾイル-N-エチルカルバゾール、3,6-ジベンゾイル-N-エチルカルバゾール等が挙げられる。
【0126】
増感剤は、単独または2種類以上を併用して使用できる。
【0127】
増感剤の含有量は、光重合開始剤(E)100質量部に対し、3~60質量部が好ましく、5~50質量部がより好ましい。適量含有すると硬化性、現像性がより向上する。
【0128】
<チオール系連鎖移動剤>
感光性着色組成物は、連鎖移動剤を含有できる。連鎖移動剤は、チオール系連鎖移動剤が好ましい。チオール系連鎖移動剤は、光重合開始剤と併用すると光照射後のラジカル重合の際、酸素による重合阻害を受けにくいチイルラジカルが発生し、感光性着色組成物の感度が向上する。
【0129】
まチオール系連鎖移動剤は、チオール基(SH基)2以上有するある多官能チオールが好ましい。なお、チオール系連鎖移動剤は、SH基を4以上有することがより好ましい。官能基数が増えると被膜の表面から最深部まで光硬化し易くなる。
【0130】
多官能チオールは、例えば、ヘキサンジチオール 、デカンジチオール 、1,4-ブタンジオールビスチオプロピオネート、1,4-ブタンジオールビスチオグリコレート、エチレングリコールビスチオグリコレート、エチレングリコールビスチオプロピオネート、トリメチロールプロパントリスチオグリコレート、トリメチロールプロパントリスチオプロピオネート、トリメチロールプロパントリス(3-メルカプトブチレート)、ペンタエリスリトールテトラキスチオグリコレート、ペンタエリスリトールテトラキスチオプロピオネート、トリメルカプトプロピオン酸トリス(2-ヒドロキシエチル)イソシアヌレート、1,4-ジメチルメルカプトベンゼン、2、4、6-トリメルカプト-s-トリアジン、2-(N,N-ジブチルアミノ)-4,6-ジメルカプト-s-トリアジンなどが挙げられ、好ましくは、エチレングリコールビスチオプロピオネート、トリメチロールプロパントリスチオプロピオネート、ペンタエリスリトールテトラキスチオプロピオネートが挙げられる。
【0131】
チオール系連鎖移動剤は、単独または2種類以上を併用して使用できる。
【0132】
チオール系連鎖移動剤の含有量は、感光性着色組成物の不揮発分100質量%中、0.3~10質量%が好ましく、0.3~8質量%がより好ましい。適量含有すると光感度、テーパー形状が向上し、被膜表面にシワが発生し難くなる。
【0133】
<重合禁止剤>
感光性着色組成物は、重合禁止剤を含有できる。これによりフォトリソグラフィー法の露光時にマスクの回折光による感光を抑制できるため、所望の形状のパターンが得やすくなる。
【0134】
重合禁止剤は、例えば、カテコール、レゾルシノール、1,4-ヒドロキノン、2-メチルカテコール、3-メチルカテコール、4-メチルカテコール、2-エチルカテコール、3-エチルカテコール、4-エチルカテコール、2-プロピルカテコール、3-プロピルカテコール、4-プロピルカテコール、2-n-ブチルカテコール、3-n-ブチルカテコール、4-n-ブチルカテコール、2-tert-ブチルカテコール、3-tert-ブチルカテコール、4-tert-ブチルカテコール、3,5-ジ-tert-ブチルカテコール等のアルキルカテコール系化合物、2-メチルレゾルシノール、4-メチルレゾルシノール、2-エチルレゾルシノール、4-エチルレゾルシノール、2-プロピルレゾルシノール、4-プロピルレゾルシノール、2-n-ブチルレゾルシノール、4-n-ブチルレゾルシノール、2-tert-ブチルレゾルシノール、4-tert-ブチルレゾルシノール等のアルキルレゾルシノール系化合物、メチルヒドロキノン、エチルヒドロキノン、プロピルヒドロキノン、tert-ブチルヒドロキノン、2,5-ジ-tert-ブチルヒドロキノン等のアルキルヒドロキノン系化合物、トリブチルホスフィン、トリオクチルホスフィン、トリシクロヘキシルホスフィン、トリフェニルホスフィン、トリベンジルホスフィン等のホスフィン化合物、トリオクチルホスフィンオキサイド、トリフェニルホスフィンオキサイドなどのホスフィンオキサイド化合物、トリフェニルホスファイト、トリスノニルフェニルホスファイト等のホスファイト化合物、ピロガロール、フロログルシンなどが挙げられる。これらの中でもメチルヒドロキノン、エチルヒドロキノン、プロピルヒドロキノン、tert-ブチルヒドロキノン、2,5-ジ-tert-ブチルヒドロキノン等のアルキルヒドロキノン系化合物が好ましい。
【0135】
重合禁止剤の含有量は、感光性着色組成物の不揮発分100質量%中、0.01~0.8質量%が好ましい。この範囲において、重合禁止剤の効果が大きくなり、テーパーの直線性や塗膜のシワ、パターン解像性等が良好になる。
【0136】
<紫外線吸収剤>
感光性着色組成物は、紫外線吸収剤を含有できる。紫外線吸収剤は、ベンゾトリアゾール系化合物、トリアジン系化合物、ベンゾフェノン系化合物、サリチル酸エステル系化合物、シアノアクリレート系化合物、及びサリシレート系化合物等が挙げられる。
【0137】
ベンゾトリアゾール系化合物は、例えば、2-(5メチル-2-ヒドロキシフェニル)ベンゾトリアゾール、2-(2-ヒドロキシ-5-t-ブチルフェニル)-2H-ベンゾトリアゾール、2-[2-ヒドロキシ-3,5-ビス(α, α-ジメチルベンジル)フェニル]-2H-ベンゾトリアゾール、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、2-(2'-ヒドロキシ-5'-t-オクチルフェニル)ベンゾトリアゾール、5%の2-メトキシ-1-メチルエチルアセテートと95%のベンゼンプロパン酸,3-(2H-ベンゾトリアゾール-2-イル)-(1,1-ジメチルエチル)-4-ヒドロキシ,C7-9側鎖及び直鎖アルキルエステルの混合物、2-(2H-ベンゾトリアゾール-2-イル)-4,6-ビス(1-メチル-1-フェニルエチル)フェノール、2-(2H-ベンゾトリアゾール-2-イル)-6-(1-メチル-1-フェニルエチル)-4-(1,1,3,3-テトラメチルブチル)フェノール、メチル 3-(3-(2H-ベンゾトリアゾール-2-イル)-5-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート/ポリエチレングリコール300の反応生成物、2-(2H-ベンゾトリアゾール-2-イル)-4-(1,1,3,3-テトラメチルブチル)フェノール、2,2’-メチレンビス[6-(2H-ベンゾトリアゾール-2-イル)-4-(1,1,3,3-テトラメチルブチル)フェノール]、2-(2H-ベンゾトリアゾール-2-イル)-p-クレゾール、2-(5-クロロ-2H-ベンゾトリアゾール-2-イル)-6-t-ブチル-4-メチルフェノール、2-(3,5-ジ-t-アミル-2-ヒドロキシフェニル)ベンゾトリアゾール、2-[2-ヒドロキシ-5-[2-(メタクリロイルオキシ)エチル]フェニル]-2H-ベンゾトリアゾール、オクチル-3-[3-tert-ブチル-4-ヒドロキシ-5-(5-クロロ-2H-ベンゾトリアゾール-2-イル)フェニル]プロピオネート、2-エチルヘキシル-3-[3-tert-ブチル-4-ヒドロキシ-5-(5-クロロ-2H-ベンゾトリアゾール-2-イル)フェニル]プロピオネートが挙げられる。
【0138】
トリアジン系化合物は、例えば、2,4-ビス(2,4-ジメチルフェニル)-6-(2-ヒドロキシ-4-n-オクチルオキシフェニル)-1,3,5-トリアジン、2‐[4,6‐ビス(2,4‐ジメチルフェニル)‐1,3,5‐トリアジン‐2‐イル]‐5‐[3‐(ドデシルオキシ)‐2‐ヒドロキシプロポキシ]フェノール、2-(2,4-ジヒドロキシフェニル)-4,6-ビス(2,4-ジメチルフェニル)-1,3,5-トリアジンと(2-エチルヘキシル)-グリシド酸エステルの反応生成物、2,4-ビス「2-ヒドロキシ-4-ブトキシフェニル」-6-(2,4-ジブトキシフェニル)-1,3,5-トリアジン、2-(4,6-ジフェニル-1,3,5-トリアジン-2-イル)-5-(ヘキシルオキシ)フェノール、2-(4,6-ジフェニル-1,3,5-トリアジン-2-イル)-5-[2-(2-エチルヘキサノイルオキシ)エトキシ]フェノール、2,4,6-トリス(2-ヒドロキシ-4-ヘキシルオキシ-3-メチルフェニル)-1,3,5-トリアジン等が挙げられる。
【0139】
ベンゾフェノン系化合物は、例えば、2,4-ジ-ヒドロキシベンゾフェノン、2-ヒドロキシ-4-メトキシベンゾフェノン、2-ヒドロキシ-4-メトキシベンゾフェノン-5-スルホン酸-3水温、2-ヒドロキシ-4-n-オクトキシベンゾフェノン、2,2’-ジ-ヒドロキシ-4-メトキシベンゾフェノン、2,2’-ジヒドロキシ-4,4’-ジメトキシベンゾフェノン、4-ドデシロキシ-2-ヒドロキシベンゾフェノン、2-ヒドロキシ-4-オクタデシロキシベンゾフェノン、2,2’ジヒドロキシ-4,4’-ジメトキシベンゾフェノン、2,2’,4,4’-テトラヒドロキシベンゾフェノン、2-ヒドロキシ-4-メトキシ-2’-カルボキシベンゾフェノン等が挙げられる。
【0140】
サリチル酸エステル系化合物は、例えば、サリチル酸フェニル、サリチル酸p-オクチルフェニル、サリチル酸p-tertブチルフェニル等が挙げられる。
【0141】
紫外線吸収剤の含有量は、光重合開始剤と紫外線吸収剤との合計100質量%中、5~70質量%が好ましい。適量含有すると現像後の解像性がより向上する。
【0142】
また、光重合開始剤と紫外線吸収剤の合計含有量は、感光性着色組成物の不揮発分100質量%中、1~20質量%が好ましい。適量含有すると基板と被膜の密着性がより向上し、良好な解像性が得られる。
【0143】
<酸化防止剤>
感光性着色組成物は、酸化防止剤を含有できる。酸化防止剤は、感光性着色組成物に含まれる光重合開始剤や熱硬化性化合物が、熱硬化やITOアニール時の熱工程によって酸化による黄変を防ぎ、被膜の透過率の低下を抑制できる。特に感光性着色組成物の着色剤濃度が高い場合、相対的に光重合性化合物(D)の含有量が減少するため、光重合開始剤の増量や、熱硬化性化合物の配合で対応すると被膜が黄変し易い。そのため、酸化防止剤を含むことで、加熱工程時の酸化による黄変を防止し、被膜の透過率の低下を抑制できる。
【0144】
酸化防止剤は、例えば、ヒンダードフェノール系、ヒンダードアミン系、リン系、イオウ系、及びヒドロキシルアミン系の化合物が挙げられる。なお、本明細書で酸化防止剤は、ハロゲン原子を含有しない化合物が好ましい。これらの中でも、塗膜の透過率と感度の両立の観点から、ヒンダードフェノール系酸化防止剤、ヒンダードアミン系酸化防止剤、リン系酸化防止剤、イオウ系酸化防止剤が好ましい。
【0145】
酸化防止剤は、単独または2種類以上を併用して使用できる。
【0146】
酸化防止剤の含有量は、感光性着色組成物の不揮発分100質量%中、0.5~5.0質量%が好ましい。これにより透過率、分光特性、及び感度がより向上する。
【0147】
<レベリング剤>
感光性着色組成物は、レベリング剤を含有できる。これにより、被膜形成時の透明基板に対する濡れ性および被膜の乾燥性がより向上する。レベリング剤は、例えば、シリコーン系界面活性剤、フッ素系界面活性剤、ノニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、アニオン性界面活性剤等が挙げられる。
【0148】
レベリング剤は、単独または2種類以上を混合して使用できる。
【0149】
レベリング剤の含有量は、感光性着色組成物の不揮発分100質量%中、0.001~2.0質量%が好ましく、0.005~1.0質量%がより好ましい。適度に含有すると感光性着色組成物の塗布性とパターン密着性、透過率のバランスがより向上する。
【0150】
<貯蔵安定剤>
感光性着色組成物は、貯蔵安定剤を含有できる。これにより組成物の経時粘度が安定化できる。貯蔵安定剤は、例えば、ベンジルトリメチルクロライド、ジエチルヒドロキシアミンなどの4級アンモニウムクロライド、乳酸、シュウ酸などの有機酸およびそのメチルエーテル、t-ブチルピロカテコール、テトラエチルホスフィン、テトラフェニルフォスフィンなどの有機ホスフィン、亜リン酸塩等が挙げられる。
【0151】
貯蔵安定剤の含有量は、着色剤100質量部に対して、0.1~10質量部が好ましい。
【0152】
<密着向上剤>
感光性着色組成物は、密着向上剤を含有できる。これにより被膜と基材の密着性がより向上する。また、フォトリソグラフィー法で幅が狭いパターンを形成し易くなる。密着向上剤は、例えば、シランカップリング剤等が挙げられる。
【0153】
シランカップリング剤は、例えば、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン等のビニルシラン類、3-メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、3-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3-メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、3-メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、3-アクリロキシプロピルトリメトキシシラン等の(メタ)アクリルシラン類、2-(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、3-グリシドキシプロピルトリエトキシシラン等のエポキシシラン類、N-2-(アミノエチル)-3-アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N-2-(アミノエチル)-3-アミノプロピルトリメトキシシラン、3-アミノプロピルトリメトキシシラン、3-アミノプロピルトリエトキシシラン、3-トリエトキシシリル-N-(1,3-ジメチル-ブチリデン)プロピルアミン、N-フェニル-3-アミノプロピルトリメトキシシラン、N-(ビニルベンジル)-2-アミノエチル-3-アミノプロピルトリメトキシシランの塩酸塩等のアミノシラン類、3-メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、3-メルカプトプロピルトリメトキシシラン等のメルカプト類、p-スチリルトリメトキシシラン等のスチリル類、3-ウレイドプロピルトリエトキシシラン等のウレイド類、ビス(トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィド等のスルフィド類、3-イソシアネートプロピルトリエトキシシラン等のイソシアネート類が挙げられる。
【0154】
密着向上剤の含有量は、着色剤100質量部に対して、0.01~10質量部が好ましく、0.05~5質量部がより好ましい。適量含有すると感光性着色組成物の光感度が向上し、被膜の密着性がより向上し、パターンの解像性もより向上する。
【0155】
<感光性着色組成物の製造方法>
感光性着色組成物は、例えば、着色剤(A)、分散剤(B)等を使用して分散処理して顔料分散体を作製する。次いで、顔料分散体、バインダ樹脂(C)、光重合性化合物(D)、および光重合性開始剤(E)を混合して作製することができる。着色剤(A)を2種類以上使用する場合、同時に混合できる。また、別々に顔料分散体を作製し、混合することもできる。なお、分散助剤は、顔料分散体を作製する際に使用することが好ましい。
【0156】
前記分散処理は、例えば、ニーダー、2本ロールミル、3本ロールミル、ボールミル、横型サンドミル、縦型サンドミル、アニュラー型ビーズミル、又はアトライター等の分散装置を使用できる。
【0157】
感光性着色組成物は、溶剤現像型着色組成物またはアルカリ現像型着色組成物として調製できる。これらは、現像液の種類に応じて、組成を適宜変更すればよい。
【0158】
<溶剤>
感光性着色組成物は、溶剤を含有できる。これにより感光性着色組成物の粘度調整が容易になるため、表面が平滑な被膜を形成し易い。溶剤は、使用目的に応じて適宜選択し、適量を含有すれば良い。
【0159】
溶剤は、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が挙げられる。
【0160】
溶剤は、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。溶剤は、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、乳酸エチル、乳酸ブチル、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、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、N-メチルピロリドン等が好ましく、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテル、乳酸エチル、3-エトキシプロピオン酸エチル等がより好ましい。
【0161】
<粗大粒子の除去>
感光性着色組成物は、重力加速度3000~25000Gの遠心分離、焼結フィルタやメンブレンフィルタによる濾過等の手段にて、5μm以上の粗大粒子、好ましくは1μm以上の粗大粒子、さらに好ましくは0.5μm以上の粗大粒子及び混入した塵の除去を行うことが好ましい。このように感光性着色組成物は、実質的に0.5μm以上の粒子を含まないことが好ましい。より好ましくは0.3μm以下であることが好ましい。
【0162】
<カラーフィルタ>
本明細書のカラーフィルタは、基材(基板、透明基板ともいう)、および感光性着色組成物から形成されるフィルタセグメントを備える。カラーフィルタセグメント(以下、フィルタセグメントともいう)は、使用する着色剤の種類を適宜選択することで、赤色フィルタセグメント、緑色フィルタセグメント、および青色フィルタセグメントを有することが好ましい。また、カラーフィルタは、前記カラーフィルタセグメントに代えて、マゼンタ色フィルタセグメント、シアン色フィルタセグメント、黄色フィルタセグメントを有することができる。なお、透明基板に代えて反射基板を使用できる。透明基板は、例えば、ガラス基板が挙げられる。反射基板は、例えばアルミ電極や金属薄膜を反射面として使用する基板が挙げられる。
【0163】
<カラーフィルタの製造方法>
カラーフィルタは、まず基材上にブラックマトリクスを形成し、次いでフィルタセグメントを形成することが好ましい。なお、基材上に薄膜トランジスター(TFT)をあらかじめ形成してからブラックマトリクスを形成することができる。
ブラックマトリクスは、例えば、クロムやクロム/酸化クロムの多層膜、窒化チタニウムなどの無機膜や、遮光剤を分散した樹脂膜が挙げられる。
【0164】
フィルタセグメントの形成は、例えば、印刷法、電着法、転写法、インクジェット法、フォトリソグラフィー法等で作製できる。これらの中でも精度の高いカラーフィルタを作製できる面でフォトリソグラフィー法が好ましい。
フォトリソグラフィー法は、例えば、ある色調の着色剤を含有する感光性着色組成物を、透明基板上に、乾燥膜厚が0.2~5μm程度になるように塗布し被膜を形成する。得られた被膜(以下、第一の被膜という)は、所定のパターンを有するマスクを通して露光(光照射)を行う。次いで、溶剤又はアルカリ現像液に浸漬するかまたはスプレーなどにより現像液を噴霧し現像を行い、未硬化部分を除去して所望のパターンを得る。この工程を他の色調の着色剤を有する感光性着色組成物を使用して同様に行うことで、各色のフィルタセグメントを有するカラーフィルタを製造できる。また、露光前の第一の被膜上にさらにポリビニルアルコールや水溶性アクリル樹脂を使用して第二の被膜(酸素遮断膜)を形成できる。これにより第一の被膜は、酸素に接しないため露光感度がより向上する。また、カラーフィルタは、フィルタセグメント中に未硬化の光重合性化合物を硬化させるために加熱を行うことができる。
【0165】
塗布装置は、例えば、スプレーコートやスピンコート、スリットコート、ロールコート等が挙げられる。塗工に際し、乾燥工程を行うことができる。乾燥装置は、例えば、熱風オーブン、赤外線ヒーター等が挙げられる。
【0166】
前記現像液は、アルカリ現像液として、例えば、炭酸ナトリウム、水酸化ナトリウム等の無機アルカリ;ジメチルベンジルアミン、トリエタノールアミン等の有機アルカリが挙げられる。また、現像液は、消泡剤や界面活性剤を添加できる。
【0167】
本明細書でカラーフィルタは、液晶表示装置以外に固体撮像素子、有機EL表示装置、量子ドット表示装置、電子ペーパー、ヘッドマウントディスプレイ等の用途に使用できる。
【0168】
<液晶表示装置>
本明細書の液晶表示装置は、カラーフィルタを備える。
液晶表示装置は、カラーフィルタは、フィルタセグメント形成後のカラーフィルタについて、シール剤を用いて対向基板と貼り合わせ、シール部に設けられた注入口から液晶を注入したのち注入口を封止する。また、必要に応じて偏光膜や位相差膜を基板の外側に貼り合わせて、液晶表示装置を作製できる。
【0169】
本発明の液晶表示装置は、本発明のカラーフィルタと、光源とを具備する。光源としては、冷陰極管(CCFL),白色LEDが挙げられるが、本発明においては赤の再現領域が広がるという点で、白色LEDを使用することが好ましい。図1は、本発明のカラーフィルタを備えた液晶表示装置10の概略断面図である。図1に示す装置10は、離間対向して配置された一対の透明基板11および21を備え、それらの間には、液晶LCが封入されている。
【0170】
液晶LCは、TN(Twisted Nematic)、STN(Super Twisted Nematic)、IPS(In-Plane switching)、VA(Vertical Alignment)、OCB(Optically Compensated Birefringence)等の駆動モードに応じて配向される。第1の透明基板11の内面には、TFT(薄膜トランジスター)アレイ12が形成されており、その上には例えばITOからなる透明電極層13が形成されている。透明電極層13の上には、配向層14が設けられている。また、透明基板11の外面には、偏光板15が形成されている。
【0171】
他方、第2の透明基板21の内面には、本発明のカラーフィルタ22が形成されている。カラーフィルタ22を構成する赤色、緑色および青色のフィルタセグメントは、ブラックマトリックス(図示せず)により分離されている。
【0172】
カラーフィルタ22を覆って、必要に応じて透明保護膜(図示せず)が形成され、さらにその上に、例えばITOからなる透明電極層23が形成され、透明電極層23を覆って配向層24が設けられている。
【0173】
また、透明基板21の外面には、偏光板25が形成されている。なお、偏光板15の下方には、バックライトユニット30が設けられている。
【0174】
白色LED光源としては、青色LEDの表面に蛍光フィルタを形成したものや、青色LEDの樹脂パッケージに蛍光体を含有させたものがあり、430nm~485nmの範囲内で発光強度が極大となる波長(λ3)を有し、530nm~580nmの範囲内で発光強度が極大となる波長(λ4)を有し、600nm~650nmの範囲内で発光強度が極大となる波長(λ5)を有し、かつ波長λ3における発光強度I3と波長λ4における発光強度I4の比(I4/I3)が0.2以上0.4以下であり、波長λ3における発光強度I3と波長λ5における発光強度I5の比(I5/I3)が0.1以上1.3以下である分光特性を持つ白色LED光源(LED1)や、430nm~485nmの範囲内に発光強度が最大となる波長(λ1)を有し、530nm~580nmの範囲内に第2の発光強度のピーク波長(λ2)を有し、波長λ1における発光強度I1と波長λ2における発光強度I2の比(I2/I1)が0.2以上0.7以下である分光特性を持つ白色LED光源(LED2)が好ましい。
【0175】
LED1としては、具体的にはNSSW306D-HG-V1(日亜化学社製)、NSSW304D-HG-V1(日亜化学社製)等が挙げられる。
【0176】
LED2としては、具体的にはNSSW440(日亜化学社製)、NSSW304D(日亜化学社製)等が挙げられる。
【実施例
【0177】
以下、本発明を製造例と実施例に基づいて説明する。本発明はこれらに限定されないことはいうまでもない。また、「部」は「質量部」、「%」は「質量%」である。なお、実施例64,65は参考例である。
【0178】
以下、物性値の測定方法を説明する。
(樹脂の平均分子量)
樹脂の数平均分子量(Mn)、質量平均分子量(Mw)は、RI検出器を装備したゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)で測定した。装置:HLC-8220GPC(東ソー社製)を用い、分離カラムを2本直列に繋ぎ、両方の充填剤には「TSK-GEL SUPER HZM-N」を2連でつなげて使用し、オーブン温度40℃、溶離液としてテトラヒドロフラン(THF)溶液を用い、流速0.35ml/minで測定した。サンプルは1wt%の上記溶離液からなる溶剤に溶解し、20マイクロリットル注入した。分子量はいずれもポリスチレン換算値である。
【0179】
(樹脂の酸価)
樹脂溶液0.5~1gに、アセトン80ml及び水10mlを加えて攪拌して均一に溶解させ、0.1mol/LのKOH水溶液を滴定液として、自動滴定装置(「COM-555」平沼産業社製)を用いて滴定し、樹脂溶液の酸価(mgKOH/g)を測定した。そして、樹脂溶液の酸価と樹脂溶液の不揮発分濃度から、樹脂の不揮発分あたりの酸価を算出した。
【0180】
(アンモニウム塩価(mgKOH/g))
アンモニウム塩価は、5%クロム酸カリウム水溶液を指示薬として、0.1Nの硝酸銀水溶液で滴定して求めた後、水酸化カリウムの当量に換算した値であり、不揮発分のアンモニウム塩価を示す。
【0181】
<ジケトピロロピロール系赤色顔料の微細化>
特開2017-138417号公報の実施例に準じて作製した表1に示すジケトピロロピロール系赤色顔料を下記の通り微細化し、(A1-1)~(A1-8)の微細化ジケトピロロピロール系赤色顔料を得た。
【0182】
【表1】
【0183】
(微細化ジケトピロロピロール系赤色顔料(A1-1))
ジケトピロロピロール系赤色顔料(a1-1)100部、塩化ナトリウム1000部、およびジエチレングリコール120部を、ステンレス製1ガロンニーダー(井上製作所社製)中に仕込み、60℃で10時間混練した。次に、混練した混合物を温水に投入し、約80℃に加熱しながら1時間攪拌してスラリー状として、濾過および水洗をして食塩およびジエチレングリコールを除いた後、80℃で一昼夜乾燥させ、粉砕することにより微細化ジケトピロロピロール系赤色顔料(A1-1)96.9部を得た。
【0184】
(微細化ジケトピロロピロール系赤色顔料(A1-2)~(A1~8)
ジケトピロロピロール系赤色顔料(a1-1)を表1に示す顔料に変更した以外は、微細化ジケトピロロピロール系赤色顔料(A1-1)と同様に微細化を行い、それぞれ微細化ジケトピロロピロール系赤色顔料(A1-2)~(A1~8)を得た。
【0185】
(微細化ジケトピロロピロール系赤色顔料(A1-9))
ジケトピロロピロール系赤色顔料(a1-1)をC.I.ピグメントレッド254(BASFジャパン社製「イルガフォアレッドB-CF」)に代えた以外は微細化ジケトピロロピロール系赤色顔料(A1-1)と同様に微細化を行い、微細化ジケトピロロピロール系赤色顔料(A1-9)を得た。
【0186】
<アゾ顔料の微細化>
特許第6368844号公報の実施例に準じて作製した表2に示すアゾ顔料を下記の通り微細化し、(A2-1)~(A2-23)を得た。
【0187】
【表2-1】
【0188】
【表2-2】
【0189】
(微細化アゾ顔料A2-1の製造)
アゾ顔料a2-1を80部、塩化ナトリウム800部、およびジエチレングリコール90部をステンレス製1ガロンニーダー(井上製作所社製)に仕込み、60℃で6時間混練し、ソルトミリング処理した。得られた混練物を3リットルの温水に投入し、70℃に加熱しながら1時間撹拌してスラリー状とし、濾過、水洗を繰り返して塩化ナトリウムおよびジエチレングリコールを除いた後、80℃で一昼夜乾燥し、78部の微細化顔料(A2-1)を得た。
【0190】
(微細化アゾ顔料A2-2~23の製造)アゾ顔料の微細化
アゾ顔料a2-1の代わりに、表2に示したアゾ顔料(a2-2)~(a2~23)に変更した以外は微細化顔料(A2-1)の製造と同様にして、微細化顔料(A2-2)~(A2~23)を得た。
【0191】
(微細化顔料A3-1の製造)
アントラキノン系赤色顔料C.I.Pigment Red 177(シニック社製「シニレックスレッド SR3C」):500部、塩化ナトリウム:500部、およびジエチレングリコール:250部をステンレス製1ガロンニーダー(井上製作所社製)に仕込み、120℃で8時間混練した。次に、この混練物を5リットルの温水に投入し、70℃に加熱しながら1時間攪拌してスラリー状とし、濾過、水洗を繰り返して塩化ナトリウム及びジエチレングリコールを除いた後、80℃で一昼夜乾燥し、微細化有機顔料(A3-1)を得た。
【0192】
(微細化顔料A3-2の製造)
C.I.ピグメントレッド269(PR269)(クラリアント社製「Toner Magenta F8B」)100部、塩化ナトリウム800部、及びジエチレングリコール180部をステンレス製1ガロンニーダー(井上製作所社製)に仕込み、70℃で5時間混練した。この混合物を温水4000部に投入し、約80℃に加熱しながらハイスピードミキサーで約1時間攪拌してスラリー状とし、濾過、水洗をくりかえして食塩及び溶剤を除いた後、80℃で24時間乾燥し、微細化有機顔料(A3-2)を得た。
【0193】
(微細化顔料A3-3の製造)
C.I.Pigment Red 242(クラリアント社製「ノボパーム スカーレット4RF」)100部、塩化ナトリウム1600部、及びジエチレングリコール190部をステンレス製1ガロンニーダー(井上製作所社製)に仕込み、60℃で10時間混練した。つぎにこの混合物を3リットルの温水に投入し、約80℃に加熱しながらハイスピードミキサーで約1時間攪拌してスラリー状とし、濾過、水洗をくりかえして塩化ナトリウム及び溶剤を除いた後、80℃で1昼夜乾燥し微細化顔料(A3-3)を得た。
【0194】
(微細化顔料A4-1の製造)
C.I.ピグメントイエロー138(PY138)(BASFジャパン社製「パリオトールイエローK0960-HD」)100部、塩化ナトリウム700部、およびジエチレングリコール180部をステンレス製1ガロンニーダー(井上製作所社製)に仕込み、80℃で6時間混練した。この混合物を温水2000部に投入し、80℃に加熱しながら1時間攪拌してスラリー状とし、濾過、水洗をくりかえして食塩および溶剤を除いた後、80℃で一昼夜乾燥し、微細化黄色顔料(A4-1)を得た。
【0195】
<微細化顔料(A4-2)~(A4-4)の製造>
特開2012-226110号公報の実施例に準じて下記キノフタロン化合物(a)~(c)を作製した。
【0196】
【化16】
【0197】
【化17】
【0198】
(微細化顔料(A4-2)の製造)
キノフタロン化合物(a)100部、塩化ナトリウム1200部、およびジエチレングリコール120部をステンレス製1ガロンニーダー(井上製作所社製)に仕込み、60℃で6時間混練し、ソルトミリング処理した。得られた混練物を3リットルの温水に投入し、70℃に加熱しながら1時間撹拌してスラリー状とし、濾過、水洗を繰り返して塩化ナトリウムおよびジエチレングリコールを除いた後、80℃で一昼夜乾燥し、98部の微細化顔料(A4-2)を得た。
【0199】
(微細化顔料(A4-3)の製造)
キノフタロン化合物(b)100部、塩化ナトリウム1200部、およびジエチレングリコール120部をステンレス製1ガロンニーダー(井上製作所社製)に仕込み、60℃で8時間混練した。次に、この混練物を温水に投入し、約70℃に加熱しながら1時間撹拌してスラリー状として、濾過、水洗を繰り返して塩化ナトリウムおよびジエチレングリコールを除いた後、80℃で一昼夜乾燥し、微細化顔料(A4-3)98部を得た。
【0200】
(微細化顔料(A4-4)の製造)
キノフタロン化合物(c)100部、塩化ナトリウム1200部、およびジエチレングリコール120部をステンレス製1ガロンニーダー(井上製作所社製)に仕込み、60℃で8時間混練した。次に、この混練物を温水に投入し、約70℃に加熱しながら1時間撹拌してスラリー状として、濾過、水洗を繰り返して塩化ナトリウムおよびジエチレングリコールを除いた後、80℃で一昼夜乾燥し、微細化顔料(A4-4)97部を得た。
【0201】
(微細化顔料A4-5の製造)
イソインドリン系黄色顔料C.I.pigment yellow 139(BASFジャパン社製「イルガフォアイエロー 2R-CF」)100部、塩化ナトリウム1600部、及びジエチレングリコール190部をステンレス製1ガロンニーダーに仕込み、60℃で10時間混練した。つぎにこの混合物を3リットルの温水に投入し、約80℃に加熱しながらハイスピードミキサーで約1時間攪拌してスラリー状とし、濾過、水洗をくりかえして塩化ナトリウム及び溶剤を除いた後、80℃で1昼夜乾燥し、微細化有機顔料(A4-5)を得た。
【0202】
(微細化有機顔料(A4-6))
金属錯体系黄色顔料(C.I.pigment yellow 150、ランクセス社製 「Yellow Pigment E4GN」)100部、塩化ナトリウム1600部、及びジエチレングリコール190部をステンレス製1ガロンニーダー(井上製作所社製)に仕込み、60℃で10時間混練した。つぎにこの混合物を3リットルの温水に投入し、約80℃に加熱しながらハイスピードミキサーで約1時間攪拌してスラリー状とし、濾過、水洗をくりかえして塩化ナトリウム及び溶剤を除いた後、80℃で1昼夜乾燥し、微細化有機顔料(A4-6)を得た。
【0203】
(微細化有機顔料(A4-7))
黄色顔料C.I.Pigment Yellow 185(チバ・ジャパン社製「パリオトールエローD1155」):500部、塩化ナトリウム:500部、およびジエチレングリコール:250部をステンレス製1ガロンニーダーに仕込み、120℃で8時間混練した。次にこの混練物を5リットルの温水に投入し、70℃に加熱しながら1時間攪拌してスラリー状とし、濾過、水洗を繰り返して塩化ナトリウム及びジエチレングリコールを除いた後、80℃で一昼夜乾燥し、微細化有機顔料(A4-7)を得た。
【0204】
(染料1)
水2000部に不揮発分換算で30部の側鎖にカチオン性基を有する樹脂1を添加し、十分に攪拌混合を行った後、60℃に加熱した。一方、90部の水に10部のC.I.アシッド レッド 52を溶解させた水溶液を調製し、先ほどの樹脂溶液に少しずつ滴下した。滴下後、60℃で120分間攪拌し、十分に反応を行った。反応の終点確認としては濾紙に反応液を滴下して、にじみがなくなったところを終点として、造塩化合物が得られたものと判断した。攪拌しながら室温まで放冷した後、吸引濾過を行い、水洗後、濾紙上に残った造塩化合物を乾燥機にて水分を除去して乾燥し、C.I.アシッド レッド 52と側鎖にカチオン性基を有する樹脂1との造塩化合物である着色剤(染料1)を得た。このとき着色剤(染料1)中のC.I.アシッド レッド 52に由来する有効色素成分の含有量は25質量%であった。
【0205】
(染料2)
C.I.アシッド レッド 52をC.I.アシッド レッド 289に変更した以外は着色剤(染料1)の製造と同様に行い、C.I.アシッド レッド 289と側鎖にカチオン性基を有する樹脂1との造塩化合物である着色剤(染料2)を得た。このとき着色剤(染料2)の中のC.I.アシッド レッド 289に由来する有効色素成分の含有量は27質量%であった。
【0206】
(染料3)
環流管を付けた1Lのステンレス製反応容器に、窒素雰囲気下、C.I.ベーシックバイオレット10(BV10:田岡化学社製:Rodamine B)を5.0部、ヒドロキシエチルメタクリレート(HEMA)1.6部をジクロロメタン40mlに溶解させ、1-(3-ジメチルアミノプロピル)-3-エチルカルボジイミド塩酸塩 2.2部、ジメチルアミノピリジン0.25部を添加して室温で24時間攪拌を行った。得られたジクロロメタン溶液を、水で洗浄し、減圧乾燥させた後、シリカゲルカラムにて精製を行い、着色剤(染料3)を得た。
【0207】
(染料溶液a-1の製造)
下記の混合物を均一になるように攪拌混合した後、孔径5.0μmのフィルタで濾過し着色組成物(染料溶液a-1)を作製した。
着色剤(染料1) 20.0部
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(以下、PGMAcという)
50.0部
溶剤(S) 30.0部
なお、溶剤(S)は、下記(S-1)~(S-4)をそれぞれの質量部で配合した混合溶剤(S)である。
(S-1)PGMAc 30部
(S-2)3-メトキシブタノール 20部
(S-3)3-エトキシプロピオン酸エチル 20部
(S-4)n-酢酸ブチル 20部
【0208】
(染料溶液a-2,3の製造)
染料溶液a-1と同様にして、着色剤(染料2、染料3)を用いてそれぞれ染料溶液a-2,a-3を調製した。
【0209】
<色素誘導体>
下記の色素誘導体(以下、誘導体ともいう)を使用した。
【0210】
【化18】
【0211】
【化19】
【0212】
(樹脂型分散剤溶液(B-1)の製造)
ガス導入管、温度計、コンデンサー、攪拌機を備えた反応容器に、3-メルカプト-1,2-プロパンジオールを6部、ピロメリット酸二無水物を9.7部、シクロヘキサノンを23.5部、モノ-n-ブチル錫(IV)オキシドを0.01部、それぞれ仕込み、窒素ガスで置換した。反応容器内を100℃に加熱して、7時間反応させた。酸価の測定で97%以上の酸無水物がハーフエステル化していることを確認した後、系内の温度を70℃に冷却し、メチルメタクリレート80部、ヒドロキシエチルメタクリレート20部を仕込み、2,2’-アゾビスイソブチロニトリル0.1部をシクロヘキサノン26.2部に溶解した溶液を添加して、10時間反応した。不揮発分測定により重合が95%進行したことを確認し反応を終了した。反応終了後、PGMAcにて不揮発分を40%に調整し、酸価43mgKOH/g、質量平均分子量9500の樹脂型分散剤溶液(B-1)を得た。
【0213】
(樹脂型分散剤溶液(B-2)の製造)
ガス導入管、温度、コンデンサー、攪拌機を備えた反応容器に、メタクリル酸10部、メチルメタクリレート100部、i-ブチルメタクリレート70部、ベンジルメタクリレート20部、PGMAc50部を仕込み、窒素ガスで置換した。反応容器内を50℃に加熱撹拌し、3-メルカプト-1,2-プロパンジオール12部を添加した。90℃に昇温し、2,2’-アゾビスイソブチロニトリル0.1部をPGMAc90部に加えた溶液を添加しながら7時間反応した。不揮発分測定により95%が反応したことを確認した。ピロメリット酸無水物19部、PGMAc50部、シクロヘキサノン50部、触媒として1,8-ジアザビシクロ-[5.4.0]-7-ウンデセン0.4部を追加し、100℃で7時間反応させた。酸価の測定で98%以上の酸無水物がハーフエステル化していることを確認し反応を終了し、不揮発分を40%となるようPGMAcを加えて希釈し、酸価70mgKOH/g、質量平均分子量8500の樹脂型分散剤溶液(B-2)を得た。
【0214】
(樹脂型分散剤溶液(B-3)の製造)
ガス導入管、温度計、コンデンサー、攪拌機を備えた反応容器に、1-ドデカノール62.6部、ε-カプロラクトン287.4部、触媒としてモノブチルスズ(IV)オキシド0.1部を仕込み、窒素ガスで置換した後、120℃で4時間加熱、撹拌した。不揮発分測定により98%が反応したことを確認したのち、無水ピロメリット酸73.3部を加え、120℃で2時間反応させた。酸価の測定で98%以上の酸無水物がハーフエステル化していることを確認し反応を終了した。PGMAcで不揮発分調整することにより不揮発分40%の樹脂型分散剤溶液(B-3)を得た。得られた分散剤は常温で白色固形であり、酸価は49mgKOH/g、質量平均分子量5000であった。
【0215】
<バインダ樹脂(C)液の製造例>
<バインダ樹脂(C1:非感光性樹脂)の製造>
(バインダ樹脂(C1-1)液の調製)
セパラブル4口フラスコに温度計、冷却管、窒素ガス導入管、滴下管および撹拌装置を 取り付けた反応容器にPGMAc196部を仕込み、80℃に昇温し、反応容器内を窒素置換した後、滴下管より、n-ブチルメタクリレート37.2部、2-ヒドロキシエチルメタクリレート12.9部、メタクリル酸12.0部、パラクミルフェノールエチレンオキサイド変性アクリレート(東亞合成社製「アロニックスM110」)20.7部、2,2’-アゾビスイソブチロニトリル1.1部の混合物を2時間かけて滴下した。滴下終了後、更に3時間反応を継続し、アクリル樹脂の溶液を得た。室温まで冷却した後、樹脂溶液約2部をサンプリングして180℃、20分間加熱乾燥して不揮発分を測定し、先に合成した樹脂溶液に不揮発分が20%になるようにPGMAcを添加してバインダ樹脂(C1-1)液を調製した。質量平均分子量(Mw)は26000であった。
【0216】
(バインダ樹脂(C1-2)液の調製)
撹拌機、温度計、還流冷却管、滴下ロート及び窒素導入管を備えたフラスコ内を窒素雰囲気とし、PGMAc210部を入れ、撹拌しながら100℃まで昇温した。次いで、ベンジルメタクリレート106部、アクリル酸22部及びジシクロペンタニルメタクリレート(日立化成社製FA-513M)22部をPGMAc215部に溶解させ、さらに2,2’-アゾビスイソブチロニトリル3.6部を溶解させて調製した溶液を、フラスコ内に滴下し、100℃で5時間撹拌し続けることにより、アクリル樹脂の溶液を得た。室温まで冷却した後、樹脂溶液約2部をサンプリングして180℃、20分間加熱乾燥して不揮発分を測定し、先に合成した樹脂溶液に不揮発分が20%になるようにPGMAcを添加してバインダ樹脂を調製し、質量平均分子量(Mw)10000の樹脂(C1-2)溶液を得た。
【0217】
(バインダ樹脂(C1-M)液の調製)
バインダ樹脂(C1-1)液とバインダ樹脂(C1-2)液を同量混合・撹拌してバインダ樹脂(C1-M)液を調整した。
【0218】
<バインダ樹脂(C2:感光性樹脂)の製造例>
(バインダ樹脂(C2-1)液の調製)
セパラブル4口フラスコに温度計、冷却管、窒素ガス導入管、滴下管および撹拌装置を取り付けた反応容器にPGMAc207部を仕込み、80℃に昇温し、反応容器内を窒素置換した後、滴下管より、メタクリル酸20部、パラクミルフェノールエチレンオキサイド変性アクリレート(東亜合成社製アロニックスM110)20部、メタクリル酸メチル45部、2-ヒドロキシエチルメタクリレート8.5部、及び2,2'-アゾビスイソブチロニトリル1.33部の混合物を2時間かけて滴下した。滴下終了後、更に3時間反応を継続し、共重合体樹脂溶液を得た。次に得られた共重合体溶液全量に対して、窒素ガスを停止し乾燥空気を1時間注入しながら攪拌したのちに、室温まで冷却した後、2-メタクリロイルオキシエチルイソシアネート(昭和電工社製カレンズMOI)6.5部、ラウリン酸ジブチル錫0.08部、PGMAc26部の混合物を70℃で3時間かけて滴下した。滴下終了後、更に1時間反応を継続し、アクリル樹脂の溶液を得た。室温まで冷却した後、樹脂溶液約2部をサンプリングして180℃、20分間加熱乾燥して不揮発分を測定し、先に合成した樹脂溶液に不揮発分が20%になるようにPGMAcを添加してバインダ樹脂(C2-1)を調製した。質量平均分子量(Mw)は18000であった。
【0219】
(バインダ樹脂(C2-2)液の調製)
撹拌機、温度計、還流冷却管、滴下ロートおよび窒素導入管を備えたフラスコに、PGMAc333部を導入し、フラスコ内雰囲気を空気から窒素にした後、100℃に昇温後、ベンジルメタクリレート70.5部(0.40モル)、グリシジルメタクリレート71.1部(0.50モル)、トリシクロデカン骨格のモノメタクリレート(日立化成社製FA-513M)22.0部(0.10モル)および、PGMAc164部からなる混合物にアゾビスイソブチロニトリル3.6部を添加した溶液を滴下ロートから2時間かけてフラスコに滴下し、さらに100℃で5時間撹拌し続けた。次に、フラスコ内雰囲気を窒素から空気にし、メタクリル酸43.0部[0.5モル、(本反応に用いたグリシジルメタクリレートのグリシジル基に対して100モル%)]、トリスジメチルアミノメチルフェノール0.9部およびハイドロキノン0.145部をフラスコ内に投入し、110℃で6時間反応を続け不揮発分酸価が1mgKOH/gとなったところで反応を終了した。次に、テトラヒドロフタル無水フタル酸60.9部(0.40モル)、トリエチルアミン0.8部を加え、120℃で3.5時間反応させ酸価80mgKOH/gの感光性透明樹脂溶液を得た。室温まで冷却した後、感光性透明樹脂溶液約2部をサンプリングして180℃、20分加熱乾燥して不揮発分を測定し、先に合成した感光性透明樹脂溶液に不揮発分が20質量%になるようにPGMAcを添加してバインダ樹脂(C2-2)液を調製した。質量平均分子量(Mw)は12,000であった。
【0220】
(バインダ樹脂(C2-3)液の調整)
撹拌機、温度計、還流冷却管、滴下ロートおよび窒素導入管を備えたフラスコに、PGMAc182部を導入し、フラスコ内雰囲気を空気から窒素にした後、100℃に昇温後、ベンジルメタクリレート70.5部(0.40モル)、メタクリル酸43.0部(0.5モル)、トリシクロデカン骨格のモノメタクリレート(日立化成社製FA-513M)22.0部(0.10モル)およびPGMAc136部からなる混合物にアゾビスイソブチロニトリル3.6部を添加した溶液を滴下ロートから2時間かけてフラスコに滴下し、さらに100℃で5時間撹拌し続けた。次に、フラスコ内雰囲気を窒素から空気にし、グリシジルメタクリレート35.5部[0.25モル、(本反応に用いたメタクリル酸のカルボキシル基に対して50モル%)]、トリスジメチルアミノメチルフェノール0.9部およびハイドロキノン0.145部をフラスコ内に投入し、110℃で6時間反応を続け、酸価が79mgKOH/gの感光性透明樹脂溶液を得た。室温まで冷却した後、感光性透明樹脂溶液約2部をサンプリングして180℃、20分加熱乾燥して不揮発分を測定し、先に合成した感光性透明樹脂溶液に不揮発分が20質量%になるようにPGMAcを添加してバインダ樹脂(C2-3)液を調製した。質量平均分子量(Mw)は13,000であった。
【0221】
(バインダ樹脂(C2-4)液の調製)
反応槽として冷却管を付けたセパラブルフラスコを準備し、他方、単量体滴下槽として、ジメチル-2,2’-[オキシビス(メチレン)]ビス-2-プロペノエート40部、メタクリル酸40部、メタクリル酸メチル120部、t-ブチルパーオキシ-2-エチルヘキサノエート(日本油脂社製「パーブチルO」)4部、PGMAc40部をよく攪拌混合したものを準備し、連鎖移動剤滴下槽として、n-ドデカンチオール8部、PGMAc32部をよく攪拌混合したものを準備した。
反応槽にPGMAc395部を仕込み、窒素置換した後、攪拌しながらオイルバスで加熱して反応槽の温度を90℃まで昇温した。反応槽の温度が90℃に安定してから、単量体滴下槽および連鎖移動剤滴下槽から滴下を開始した。滴下は、温度を90℃に保ちながら、それぞれ135分間かけて行った。滴下が終了してから60分後に昇温を開始して反応槽を110 ℃ にした。3時間110℃を維持した後、セパラブルフラスコにガス導入管を付け、酸素/窒素=5/95(体積比)混合ガスのバブリングを開始した。次いで、反応槽に、メタクリル酸グリシジル70部、2,2’-メチレンビス(4-メチル-6-t-ブチルフェノール)0.4部、トリエチルアミン0.8部を仕込み、そのまま110℃ で12時間反応させた。その後、PGMAc150部を加えて室温まで冷却し、樹脂溶液約2gをサンプリングして180℃、20分加熱乾燥して不揮発分を測定し、先に合成した樹脂溶液に不揮発分が20質量%になるようにPGMAcを添加してバインダ樹脂(C2-4)液を得た。樹脂の質量平均分子量(Mw)は18000 、不揮発分当たりの酸価は2mgKOH/gであった。
【0222】
(バインダ樹脂(C2-M)液の調製)
バインダ樹脂(C2-1)~(C2-4)液の4種類を同量混合・撹拌してバインダ樹脂(B2-M)液を調整した。
【0223】
<着色組成物(単色)の製造方法>
[製造例1]
(着色組成物(R-1)の作製)
下記の混合物を均一になるように攪拌混合した後、直径0.5mmのジルコニアビーズを用いて、アイガーミル(アイガージャパン社製「ミニモデルM-250 MKII」)で3時間分散した後、孔径5.0μmのフィルタで濾過し、不揮発成分が20.0質量%の着色組成物(R-1)を作製した。
顔料(A1-1) :14.0部
樹脂型分散剤溶液(B-1不揮発分40%) : 3.0部
バインダ樹脂溶液(C1-M:不揮発分20%) :24.0部
溶剤(S) :59.0部
【0224】
[製造例2~47]
(着色組成物(R-2)~(R-47)の作製)
表3に記載した通りの材料種、質量に変更した以外は、製造例1と同様に着色組成物(R-2)~(R-47)を作製した。
【0225】
【表3】
【0226】
<着色組成物(色材混合)の製造方法>
[製造例101]
(着色組成物(X-1)の作製)
以下の原料を混合、攪拌し、孔径1.0μmのフィルタで濾過して着色組成物(X-1)を得た。
着色組成物溶液(R-1:不揮発分20%) :78.0部
バインダ樹脂溶液(C1-M:不揮発分20%) : 8.0部
溶剤(S) :14.0部
【0227】
[製造例102~152]
(着色組成物(X-2~52)の作製)
表4に記載した通りの材料種、質量に変更した以外は、製造例101と同様に着色組成物(X-2~52)を作製した。
【0228】
【表4-1】
【0229】
【表4-2】
【0230】
<感光性着色組成物の製造方法>
[実施例1]
(感光性着色組成物(Y-1))
以下の原料を混合、攪拌し、孔径1.0μmのフィルタで濾過して感光性着色組成物(Y-1)を得た。
着色組成物(X-1:不揮発分17.2%) :50.0部
バインダ樹脂溶液(C2-M:不揮発分20%) :15.0部
熱硬化性化合物(BE-1) :1.0部
熱硬化性化合物(BE-2) :1.0部
光重合性単量体(D1-1) :3.0部
光重合開始剤(E1-1) :1.2部
光重合開始剤(E2-1) :0.69部
増感剤(F) :0.2部
チオール系連鎖移動剤(G) :0.4部
重合禁止剤(H-1) :0.01部
紫外線吸収剤(I) :0.1部
酸化防止剤(J) :0.1部
レベリング剤(K:不揮発分3%) :1.0部
貯蔵安定剤(L) :0.1部
シランカップリング剤(M) :0.2部
溶剤(S) :26.0部
【0231】
[実施例2~78、比較例1~4]
(感光性着色組成物(Y-2~82)の作製)
表5に記載した通りの材料種、質量に変更した以外は、実施例1と同様に行い感光性着色組成物(Y-2~82)をそれぞれ作製した。なお、本明細書で実施例53、55および63は、参考例である。
【0232】
【表5-1】
【0233】
【表5-2】
【0234】
<熱硬化性化合物(BE)>
・エポキシ化合物(BE-1)
(BE-1-1)2,2‘-ビス(ヒドロキシメチル)-1-ブタノールの1,2-
エポキシ-4-(2-オキシラニル)シクロヘキサン付加物
[EHPE-3150(ダイセル社製)]、
(BE-1-2)ソルビトールのグリシジルエーテル化エポキシ化合物
[デナコールEX611(ナガセケムテックス社製)]、
(BE-1-3)イソシアヌル酸トリグリシジル
(BE-1-1)~(BE-1-3)をそれぞれ同量混合し、エポキシ化合物(BE-1)とした。
【0235】
・オキセタン化合物(BE-2):
3-エチル-3-[(3-エチルオキセタン-3-イル)メトキシメチル]オキセタン
[アロンオキセタンOXT-221(東亞合成社製)]
【0236】
<光重合性化合物(D)>
(D1-1)下記の方法で調整した。
四つ口フラスコ内に、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート210部、ヘキサメチレンジイソシアネート34部、N,N-ジメチルベンジルアミン0.5部を仕込み、50~70℃の温度で8時間反応させ、IRにより2180cm-のイソシアネートの吸収の消失を確認した。ついで、メルカプトプロピオン酸21部、4-メトキシフェノール0.6部を仕込み、50~60℃の温度で6時間反応を行い、ウレタン系多官能単量体である下記化学式(12)で示すカルボキシル基含有多官能性単量体(D1-1)を得た。
【0237】
化学式(12)
【化20】
【0238】
(D1-2)下記の方法で調整した。
四つ口フラスコ内に、ジペンタエリスリトールのヘキサアクリレート/ペンタアクリレート混合物582部、ヘキサメチレンジイソシアネート36部、N,N-ジメチルベンジルアミン0.5部を仕込み、50~70℃の温度で8時間反応させ、ウレタン系多官能単量体である光重合性化合物(D1-2)を得た。
【0239】
(D1-3)下記の方法で調整した。
四つ口フラスコ内に、ペンタエリスリトールトリアクリレート 432部、ヘキサメチレンジイソシアネート84部を仕込み、60℃で8時間反応させ、ウレタン系多官能単量体である光重合性化合物(D1-3)を含む生成物を得た。
【0240】
(D1-4)ジペンタエリスリトールのヘキサアクリレート/ペンタアクリレート混合物と上記光重合性化合物(D1-1)を同量混合したもの。
(D2)下記「D2-1~5」をそれぞれ同量にて混合し、光重合性化合物(D2)とした。
「D2-1」トリメチロールプロパントリアクリレート
[アロニックスM309(東亞合成社製)]
「D2-2」ジペンタエリスリトールペンタ及びヘキサアクリレート
[アロニックスM402(東亞合成社製)]
「D2-3」多塩基酸性アクリルオリゴマー
[アロニックスM520(東亞合成社製)]
「D2-4」カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート
[KAYARAD DPCA-30(日本化薬社製)]
「D2-5」2官能のビスフェノールA型(メタ)アクリレート
[ABE-300(新中村化学社製)]
「D2-6」エトキシ化イソシアヌル酸トリアクリレート
[A-9300(新中村化学社製)]
【0241】
<光重合開始剤(E1-1)>
1-〔4-(フェニルチオ)フェニル〕-オクタン-1-オン-2-オンオキシム-O-ベンゾエート[イルガキュアOXE01(BASFジャパン社製)]
<光重合開始剤(E1-2)>
1-〔9-エチル-6-(2-メチルベンゾイル)-9.H.-カルバゾール-3-イル〕-エタン-1-オンオキシム-O-アセテート[イルガキュアOXE02(BASFジャパン社製)]
<光重合開始剤(E1-3)>
化学式(5-1)で示す化合物
<光重合開始剤(E1-4)>
化学式(6-1)で示す化合物
<光重合開始剤E2-1~E2-4>
上記の光重合開始剤E2-1~E2-4は、以下の方法により合成した。
【0242】
<光重合開始剤(E2-1)の合成>
(ステップ1)
窒素気流中、塩化アルミニウム12.60部(95ミリモル)と、1,2-ジクロロエタン126部と、N-エチル-3-ニトロ-カルバゾール53ミリモルとを、氷冷した反応容器に投入した。反応温度を5℃以下に保持したまま、この混合液に、4-(2-メトキシ-1-メチル-エトキシ)-2-メチル-ベンゾイルクロライド64ミリモルを徐々に滴下した。滴下終了後、この混合液を、20℃にて4時間攪拌した。その後、反応液を氷水に注いで油性相と水性相とに分離させ、この油性相を構成している液を、硫酸マグネシウムを用いて乾燥させた。次いで、この液から、濾過によって乾燥剤を除去し、更に、蒸留によって溶媒を除去した。以上のようにして、アシル体を得た。
【0243】
(ステップ2)
窒素気流中、上記のアシル体20ミリモルと、塩酸ヒドロキシルアミン2.1部(30ミリモル)と、ジメチルホルムアミド16.9部とを、反応容器に投入した。この混合液を80℃で1時間攪拌した後、室温に冷却して油性相と水性相とに分離させた。この油性相を構成している液から蒸留によって溶媒を除去し、次いで、この蒸留残渣に、酢酸ブチル25.4部と無水酢酸2.45部(24ミリモル)とを加えた。この混合液を90℃で1時間攪拌した後、室温に冷却し、5%水酸化ナトリウム水溶液で中和させた。続いて、これを、油水分離に供し、油性相を構成している液から蒸留によって溶媒を除去し、更に、酢酸エチルを溶媒として用いた再結晶を行った。以上のようにして、光重合開始剤(E2-1)を得た。
【0244】
<光重合開始剤(E2-2)の合成>
(ステップ1)
窒素気流中、塩化アルミニウム12.60部(95ミリモル)と、1,2-ジクロロエタン126部と、N-(2-エチル-ヘキシル)-3-ニトロカルバゾール化合物53ミリモルとを、氷冷した反応容器に投入した。反応温度を5℃以下に保持したまま、この混合液に、4-(2-メトキシ-1-メチル-エトキシ)-2-メチル-ベンゾイルクロライド64ミリモルを徐々に滴下した。滴下終了後、この混合液を、20℃にて4時間攪拌した。その後、反応液を氷水に注いで油性相と水性相とに分離させ、この油性相を構成している液を、硫酸マグネシウムを用いて乾燥させた。この液から、濾過によって乾燥剤を除去し、更に、蒸留によって溶媒を除去した。以上のようにして、アシル体を得た。
【0245】
(ステップ2)
窒素気流中、上記のアシル体20ミリモルと、塩酸ヒドロキシルアミン2.1部(30ミリモル)と、ジメチルホルムアミド16.9部とを、反応容器に投入した。この混合液を80℃で1時間攪拌した後、室温に冷却して油性相と水性相とに分離させた。この油性相を構成している液から蒸留によって溶媒を除去し、次いで、この蒸留残渣に、酢酸ブチル25.4部と無水酢酸2.45部(24ミリモル)とを加えた。この混合液を90℃で1時間攪拌した後、室温に冷却し、5%水酸化ナトリウム水溶液で中和させた。続いて、これを、油水分離に供し、油性相を構成している液から蒸留によって溶媒を除去し、更に、酢酸エチルを溶媒として用いた再結晶を行った。以上のようにして、光重合開始剤(E2-2)を得た。
【0246】
<光重合開始剤(E2-3)の合成>
(ステップ1)
窒素気流中、塩化アルミニウム12.60部(95ミリモル)と、1,2-ジクロロエタン126部と、N-エチル-3-ニトロカルバゾール化合物53ミリモルとを、氷冷した反応容器に投入した。反応温度を5℃以下に保持したまま、この混合液に、4-(エトキシメチル)-2-メチル-ベンゾイルクロライド64ミリモルを徐々に滴下した。滴下終了後、この混合液を、20℃にて4時間攪拌した。その後、反応液を氷水に注いで油性相と水性相とに分離させ、この油性相を構成している液を、硫酸マグネシウムを用いて乾燥させた。この液から、濾過によって乾燥剤を除去し、更に、蒸留によって溶媒を除去した。以上のようにして、アシル体を得た。
【0247】
(ステップ2)
窒素気流中、上記のアシル体20ミリモルと、塩酸ヒドロキシルアミン2.1部(30ミリモル)と、ジメチルホルムアミド16.9部とを、反応容器に投入した。この混合液を80℃で1時間攪拌した後、室温に冷却して油性相と水性相とに分離させた。この油性相を構成している液から蒸留によって溶媒を除去し、次いで、この蒸留残渣に、酢酸ブチル25.4部と無水酢酸2.45部(24ミリモル)とを加えた。この混合液を90℃で1時間攪拌した後、室温に冷却し、5%水酸化ナトリウム水溶液で中和させた。続いて、これを、油水分離に供し、油性相を構成している液から蒸留によって溶媒を除去し、更に、酢酸エチルを溶媒として用いた再結晶を行った。以上のようにして、光重合開始剤(E2-3)を得た。
【0248】
<光重合開始剤(E2-4)の合成>
(ステップ1)
窒素気流中、塩化アルミニウム12.60部(95ミリモル)と、1,2-ジクロロエタン126部と、N-(2-エチル-ヘキシル)-3-ニトロカルバゾール化合物53ミリモルとを、氷冷した反応容器に投入した。反応温度を5℃以下に保持したまま、この混合液に、4-(2-メトキシ-1-メチル-エトキシ)-2-メチル-ベンゾイルクロライド64ミリモルを徐々に滴下した。滴下終了後、この混合液を、20℃にて4時間攪拌した。その後、反応液を氷水に注いで油性相と水性相とに分離させ、この油性相を構成している液を、硫酸マグネシウムを用いて乾燥させた。この液から、濾過によって乾燥剤を除去し、更に、蒸留によって溶媒を除去した。以上のようにして、アシル体を得た。
(ステップ2)
窒素気流中、上記のアシル体20ミリモルと、塩酸ヒドロキシルアミン2.1部(30ミリモル)と、ジメチルホルムアミド16.9部とを、反応容器に投入した。この混合液を80℃で1時間攪拌した後、室温に冷却して油性相と水性相とに分離させた。この油性相を構成している液から蒸留によって溶媒を除去し、次いで、この蒸留残渣に、酢酸ブチル25.4部とプロピオン酸無水物3.12部(24ミリモル)とを加えた。この混合液を90℃で1時間攪拌した後、室温に冷却し、5%水酸化ナトリウム水溶液で中和させた。続いて、これを、油水分離に供し、油性相を構成している液から蒸留によって溶媒を除去し、更に、酢酸エチルを溶媒として用いた再結晶を行った。以上のようにして、光重合開始剤(E2-4)を得た。
【0249】
【化21】
【0250】
<光重合開始剤E2-5~E2-8>
[光重合開始剤(E2-5)の合成]
N-ベンゾフェノイルカルバゾール100.0部をクロロホルム1000mlに溶解し、さらに塩化アルミニウム85.0部を添加して0℃にて攪拌下、プロピオニルクロリド 32.0部をクロロホルム500mlに溶解した溶液を2時間かけて滴下した。滴下終了後、25℃で4時間攪拌した。反応液を氷水2000部にあけ、クロロホルム2000mLにて抽出した。有機層を硫酸マグネシウムにて乾燥し、乾燥剤をろ別した後、残留物をクロロホルム/メタノールで再結晶を行うことにより、中間体化合物(a1)を113.0部得た。次に、化合物(a1)100.0部と、テトラヒドロフラン1000mlと濃塩酸500mlの混合溶液に溶解したところに、室温で攪拌下、亜硝酸tert-ブチル38.4部を1時間かけて滴下した。滴下終了後、室温で5時間攪拌した。反応液を氷水1600mlに注ぎ入れ、クロロホルム1600mlで抽出した。有機層を水洗(500ml×3回)し、硫酸マグネシウムにて乾燥し、乾燥剤をろ過して溶媒を溜去し、残留物をn-ヘキサンで洗浄することにより、前駆体化合物(b1)99.8部を得た。次に、化合物(b1)30.0部を酢酸エチル300ml中で攪拌したところに、無水酢酸6.3部、酢酸ナトリウム10.6部を加えて、3時間加熱還流した。その後、反応液を氷水500ml中に注ぎ、組成生物を酢酸エチルで抽出し、有機層を水洗(300ml×3回)し、硫酸マグネシウムで乾燥後、乾燥剤をろ過して溶媒を溜去し、残留物を酢酸エチル-ヘキサンで再結晶して、光重合開始剤(E2-5)31.4部を得た。
【0251】
光重合開始剤(E2-5)
【化22】
【0252】
[光重合開始剤(E2-6)の合成]
N-ベンゾフェノイルカルバゾール100.0部をクロロホルム1000mlに溶解し、さらに塩化アルミニウム84.0部を添加して0℃にて攪拌下、ブタノイルクロリド 36.8部をクロロホルム500mlに溶解した溶液を2時間かけて滴下した。滴下終了後、25℃で4時間攪拌した。反応液を氷水2000部にあけ、クロロホルム2000mLにて抽出した。有機層を硫酸マグネシウムにて乾燥し、乾燥剤をろ別した後、残留物をクロロホルム/メタノールで再結晶を行うことにより、中間体化合物(a2)を109.3部得た。次に、化合物(a2)100.0部と、テトラヒドロフラン1000mlと濃塩酸500mlの混合溶液に溶解したところに、室温で攪拌下、亜硝酸tert-ブチル43.1部を1時間かけて滴下した。滴下終了後、室温で5時間攪拌した。反応液を氷水1600mlに注ぎ入れ、クロロホルム1600mlで抽出した。有機層を水洗(500ml×3回)し、硫酸マグネシウムにて乾燥し、乾燥剤をろ過して溶媒を溜去し、残留物をn-ヘキサンで洗浄することにより、前駆体化合物(b2)89.3部を得た。次に、化合物(b2)30.0部を酢酸エチル300ml中で攪拌したところに、無水酢酸6.1部、酢酸ナトリウム10.3部を加えて、3時間加熱還流した。その後、反応液を氷水500ml中に注ぎ、組成生物を酢酸エチルで抽出し、有機層を水洗(300ml×3回)し、硫酸マグネシウムで乾燥後、乾燥剤をろ過して溶媒を溜去し、残留物を酢酸エチル-ヘキサンで再結晶して、光重合開始剤(E2-6)30.0部を得た。
【0253】
光重合開始剤(E2-6)
【化23】
【0254】
[光重合開始剤(E2-7)の合成]
N-(p-ニトロフェニル)カルバゾール100.0部をクロロホルム1000mlに溶解し、さらに塩化アルミニウム101.8部を添加して0℃にて攪拌下、ブタノイルクロリド 44.3部をクロロホルム500mlに溶解した溶液を2時間かけて滴下した。滴下終了後、25℃で4時間攪拌した。反応液を氷水2000部にあけ、クロロホルム2000mLにて抽出した。有機層を硫酸マグネシウムにて乾燥し、乾燥剤をろ別した後、残留物をクロロホルム/メタノールで再結晶を行うことにより、中間体化合物(a3)を113.6部得た。次に、化合物(a3)100.0部と、テトラヒドロフラン1000mlと濃塩酸500mlの混合溶液に溶解したところに、室温で攪拌下、亜硝酸tert-ブチル43.1部を1時間かけて滴下した。滴下終了後、室温で5時間攪拌した。反応液を氷水1600mlに注ぎ入れ、クロロホルム1500mlで抽出した。有機層を水洗(500ml×3回)し、硫酸マグネシウムにて乾燥し、乾燥剤をろ過して溶媒を溜去し、残留物をn-ヘキサンで洗浄することにより、前駆体化合物(b3)107.2部を得た。次に、化合物(b3)50.0部を酢酸エチル500ml中で攪拌したところに、無水酢酸19.9部、酢酸ナトリウム11.7部を加えて、3時間加熱還流した。その後、反応液を氷水500ml中に注ぎ、組成生物を酢酸エチルで抽出し、有機層を水洗(500ml×3回)し、硫酸マグネシウムで乾燥後、乾燥剤をろ過して溶媒を溜去し、残留物を酢酸エチル-ヘキサンで再結晶して、光重合開始剤(E2-7)57.6部を得た。
【0255】
光重合開始剤(E2-7)
【化24】
【0256】
[光重合開始剤(E2-8)の合成]
N-ベンゾフェノイル-1,3-ジメチル-カルバゾール100.0部をクロロホルム1000mlに溶解し、さらに塩化アルミニウム78.6部を添加して0℃にて攪拌下、プロピオニルクロリド29.6部をクロロホルム500mlに溶解した溶液を2時間かけて滴下した。滴下終了後、25℃で4時間攪拌した。反応液を氷水2000部にあけ、クロロホルム2000mLにて抽出した。有機層を硫酸マグネシウムにて乾燥し、乾燥剤をろ別した後、残留物をクロロホルム/メタノールで再結晶を行うことにより、中間体化合物(a4)を111.8部得た。次に、化合物(a4)100.0部と、テトラヒドロフラン1000mlと濃塩酸500mlの混合溶液に溶解したところに、室温で攪拌下、亜硝酸tert-ブチル35.7部を1時間かけて滴下した。滴下終了後、室温で5時間攪拌した。反応液を氷水1600mlに注ぎ入れ、クロロホルム1600mlで抽出した。有機層を水洗(500ml×3回)し、硫酸マグネシウムにて乾燥し、乾燥剤をろ過して溶媒を溜去し、残留物をn-ヘキサンで洗浄することにより、前駆体化合物(b4)98.3部を得た。次に、化合物(b4)30.0部を酢酸エチル300ml中で攪拌したところに、無水酢酸5.9部、酢酸ナトリウム10.0部を加えて、3時間加熱還流した。その後、反応液を氷水500ml中に注ぎ、組成生物を酢酸エチルで抽出し、有機層を水洗(300ml×3回)し、硫酸マグネシウムで乾燥後、乾燥剤をろ過して溶媒を溜去し、残留物を酢酸エチル-ヘキサンで再結晶して、光重合開始剤(E2-8)31.2部を得た
【0257】
光重合開始剤(E2-8)
【化25】
【0258】
<光重合開始剤(E3-1、E3-2)>
(E3-1)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]-1-ブタノン
[イルガキュア379(BASFジャパン社製)]
(E3-2)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ン-1-オン
[イルガキュア907(BASFジャパン社製)]
【0259】
<光重合開始剤(E3-M)>
(E3-1)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]-1-ブタノン
[Omnirad 379EG(IGM Resins社製)]
(E3-2)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ン-1-オン
[Omnirad 907(IGM Resins社製)]
(E3-3)2,4,6-トリメチルベンゾイルージフェニルーホスフィンオキサイド
[Omnirad TPO(IGM Resins社製)]
(E3-4)2,2’-ビス(o-クロロフェニル)-4,5,4’,5’-テトラフェニル-1,2’-ビイミダゾール
[ビイミダゾール(黒金化成社製)]
(E3-5)p-ジメチルアミノアセトフェノン
[DMA(ダイキファイン社製)]
(E3-6)1-[4-(2-ヒドロキシエトキシ)-フェニル] -2-ヒドロキシ-2-メチル-1-プロパン-1-オン
[Omnirad 2959(IGM Resins社製)]
(E3-7)ビス(2,4,6-トリメチルベンゾイル)-フェニルホスフィンオキサイド
[Omnirad 819(IGM Resins社製)
以上、(E3-1)~(E3-7)をそれぞれ同量にて混合し、光重合開始剤(E3-M)とした。
【0260】
<増感剤(F)>
(F-1)2,4-ジエチルチオキサントン
[カヤキュアDETX-S(日本化薬社製)]
(F-2)4,4’-ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン
[CHEMARK DEABP(Chemark Chemical社製)]
以上、(F-1)(F-2)をそれぞれ同量にて混合し、増感剤(F)とした。
【0261】
<チオール系連鎖移動剤(G)>
(G-1)トリメチロールエタントリス(3-メルカプトブチレート)
[TEMB(昭和電工社製)]
(G-2)トリメチロールプロパントリス(3-メルカプトブチレート)
[TPMB(昭和電工社製)]
(G-3)ペンタエリスリトールテトラキス(3-メルカプトプロピオネート)
[PEMP(堺化学工業社製)]
(G-4)トリメチロールプロパントリス(3-メルカプトプロピオネート)
[TMMP(堺化学工業社製)]
(G-5)トリス[(3-メルカプトプロピオニルオキシ)-エチル]-イソシアヌレート
[TEMPIC(堺化学工業社製)]
以上、(G-1)~(G-5)をそれぞれ同量にて混合し、チオール系連鎖移動剤(G)とした。
【0262】
<重合禁止剤(H)>
(H-1)メチルヒドロキノン
(H-2)3-メチルカテコール
(H-3)t-ブチルヒドロキノン
(H-M)(H-1)~(H-3)をそれぞれ同量にて混合し、重合禁止剤(H-M)とした。
【0263】
<紫外線吸収剤(I)>
(I-1)2-[4-[(2-ヒドロキシ-3-(ドデシルおよびトリデシル)オキシプロピル)オキシ]-2-ヒドロキシフェニル]-4,6-ビス(2,4-ジメチルフェニル)-1,3,5-トリアジン
[TINUVIN400(BASFジャパン社製)]
(I-2)2-(2H-ベンゾトリアゾール-2-イル)-4,6-ビス(1-メチル-1-フェニルエチル)フェノール
[TINUVIN900(BASFジャパン社製)]
以上、(I-1)~(I-2)をそれぞれ同量にて混合し、紫外線吸収剤(I)とした。
【0264】
<酸化防止剤(J)>
(J-1)ペンタエリスリトールテトラキス[3-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート
(J-2)3,3'-チオジプロパン酸ジオクタデシル
(J-3)トリス[2,4-ジ-(t)-ブチルフェニル]ホスフィン
(J-4)ビス(2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジル)セバケート
(J-5)サリチル酸p-オクチルフェニル
以上、(J-1)~(J-5)をそれぞれ同量にて混合し、酸化防止剤(J)とした。
【0265】
<レベリング剤(K)>
ビックケミー社製「BYK-330 」 1部、
DIC社製「メガファックF-551」 1部、
花王社製「エマルゲン103」 1部
をPGMAc97部に溶解させた混合溶液。
【0266】
<貯蔵安定剤(L)>
(L-1)2,6-ビス(1,1-ジメチルエチル)-4-メチルフェノール
(本州化学工業社製「BHT」)
(L-2)トリフェニルホスフィン
(北興化学工業社製「TPP」)
以上、(L-1)~(L-2)をそれぞれ同量にて混合し、貯蔵安定剤(L)とした。
【0267】
<密着向上剤:シランカップリング剤(M)>
(M-1)3-グリシドキシプロピルトリエトキシシラン
[信越シリコーン シランカップリング剤KBM-403(信越化学工業社製)]
(M-2)3-メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン
[信越シリコーン シランカップリング剤KBE-503(信越化学工業社製)]
(M-3)N-2-(アミノエチル)-3-アミノプロピルトリメトキシシラン
[信越シリコーン シランカップリング剤KBM-603(信越化学工業社製)]
(M-4)3-メルカプトプロピルトリメトキシシラン
[信越シリコーン シランカップリング剤KBM-803(信越化学工業社製)]
以上、(M-1)~(M-4)をそれぞれ同量にて混合し、シランカップリング剤(M)とした。
【0268】
<感光性着色組成物の評価>
感度、塗膜異物の各試験を下記の方法で行った。試験の結果を表6に示す。評価基準は次の通りである。
〇:良好
△:実用可能
×:実用には適さない
【0269】
得られた感光性着色組成物をスピンコート法により縦10cm×横10cmのガラス基板に塗工した後、クリーンオーブン中70℃で15分間加温して溶剤を除去し、約2μmの被膜を得た。次いで、このガラス基板を室温に冷却後、超高圧水銀ランプを用い、100μm幅(ピッチ200μm)および25μm幅(ピッチ50μm)ストライプパターンのフォトマスクを介して、露光量を15、20、50mJ/cm2に変えた基板をそれぞれ作製した。その後、この基板を23℃の炭酸ナトリウム水溶液を用いてスプレー現像した後、イオン交換水で洗浄、風乾し、クリーンオーブン中230℃で30分間加熱してフィルタセグメントを作製した。スプレー現像は、それぞれの感光性着色組成物での被膜について、現像残りなくなるパターン形成可能な最短時間で行い、これを適正現像時間とした。なお、塗膜の膜厚は、Dektak 3030(日本真空技術社製)を用いて行った。
【0270】
[感度評価]
得られたフィルタセグメントの100μmフォトマスク部分でのパタ-ンの厚みを測定し、塗工直後厚みに対して90%以上となる最小露光量を評価した。最小露光量が小さい程、高感度で良好な感光性着色組成物と評価する。評価基準は以下の通りである。
○:20mJ/cm2未満
△:20mJ/cm2以上50mJ/cm2未満
×:50mJ/cm2以上
【0271】
<パターン形状評価>
[直線性評価]
50mJ/cm2の紫外線を露光で得られたフィルタセグメントの100μmフォトマスク部分でのパタ-ンの直線性を光学顕微鏡を用いて観察して評価した。評価基準は以下の通りである。
○:直線性良好
△:部分的に直線性不良(欠けがわずかにある)
×:直線性不良
【0272】
[断面形状評価]
50mJ/cm2の紫外線を露光で得られたフィルタセグメントの100μmフォトマスク部分でのパタ-ンの断面について、電子顕微鏡を用いて観察して評価を行った。評価基準は以下の通りである。なお、ターン断面は順テーパーが良好である。
〇:断面がなだらかな順テーパー形状
△:断面が順テーパー形状
×:断面が逆テーパー形状
【0273】
<密着性>
得られた感光性着色組成物を、100mm×100mm、0.7mm厚のガラス基板(基板1)上、及びTFT方式液晶駆動用基板の表面に窒化ケイ素膜を形成した基板(基板2)上に、スピンコーターを用いて加熱乾燥後の膜厚が3μmになる回転数で塗布した。減圧乾燥後、超高圧水銀ランプを用い、直径3~30μmの正六角形ホールと25μmの細線を含むフォトマスクを介して積算光量50mJ/cm、照度30mW/cmで紫外線露光を行った。その後、0.04質量%水酸化カリウム水溶液を現像液として用い、塗膜の未露光部分がなくなった所からさらに40秒間現像し、パターンを形成させた。その後、230℃で60分加熱乾燥し評価基板を作成した。
次いで、形成されたフィルタセグメントの25μmフォトマスク部分でのパターンについて、光学顕微鏡を用いて観察して評価を行った。評価のランクは次の通りである。この塗膜の密着性について、目視により下記の基準で評価した。
〇:パターンハガレが全く認められない。
△:パターンハガレがわずかに認められる。
×:パターンハガレが多く認められる。
【0274】
【表6】
【符号の説明】
【0275】
10 液晶表示装置
11 透明基板
12 TFTアレイ
13 透明電極層
14 配向層
15 偏光板
21 透明基板
22 カラーフィルタ
23 透明電極層
24 配向層
25 偏光板
30 バックライトユニット
31 白色LED光源
LC 液晶
図1