JP2008158124A - カラーフィルタ用着色組成物およびカラーフィルタ - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、流動性および塗膜形成後の耐熱性に優れたカラーフィルタ用着色組成物、および耐熱性に優れたカラーフィルタの提供を目的とする。
【解決手段】イソシアネート基を３つ以上有するポリイソシアネート（ａ１）、水酸基含有（メタ）アクリレート（ａ２）及び酸性基含有ポリオール（ａ３）を原料として反応してなる酸性基含有ウレタン（メタ）アクリレート系樹脂［Ａ］と、特定の塩基性基を有する顔料誘導体、トリアジン誘導体、アントラキノン誘導体およびアクリドン誘導体からなる群の中から選ばれる少なくとも一種の塩基性基含有誘導体と、顔料と、モノマーを服務顔料担体とを含むカラーフィルタ用着色組成物、および該着色組成物から形成されるフィルタセグメントを具備するカラーフィルタ。
【選択図】なし

Description

本発明は、カラー液晶表示装置、カラー撮像管素子等に用いられるカラーフィルタの製造に使用されるカラーフィルタ用着色組成物およびこれを用いて形成されるカラーフィルタに関する。

カラーフィルタは、ガラス等の透明な基板の表面に２種以上の異なる色相の微細な帯（ストライプ）状のフィルタセグメントを平行または交差して配置したもの、あるいは微細なフィルタセグメントを縦横一定の配列で配置したものからなっている。フィルタセグメントは、数ミクロン〜数１００ミクロンと微細であり、しかも色相毎に所定の配列で整然と配置されている。一般的に、カラー液晶表示装置では、カラーフィルタの上に液晶を駆動させるための透明電極が蒸着あるいはスパッタリングにより形成され、さらにその上に液晶を一定方向に配向させるための配向膜が形成されている。これらの透明電極および配向膜の性能を充分に得るには、その形成を一般に２００℃以上、好ましくは２３０℃以上の高温で行う必要がある。

このため、現在、カラーフィルタの製造方法としては、耐光性、耐熱性に優れる顔料を着色剤とする顔料分散法と呼ばれる方法が主流となっており、主に下記の２通りの方法でカラーフィルタが製造されている。第１の方法では，感光性透明樹脂溶液中に顔料を分散したもの（顔料レジスト）をガラス等の透明基板に塗布し、乾燥により溶剤を除去した後、一つのフィルタ色のパターン露光を行い、次いで未露光部を現像工程で除去して１色目のパターンを形成、必要に応じて加熱等の処理を加えた後、同様の操作を全フィルタ色について順次繰り返すことによりカラーフィルタを製造することができる。

第２の方法では、透明樹脂溶液中に顔料を分散したものをガラス等の透明基板に塗布し、乾燥により溶剤を除去した後、その塗膜上にポジ型レジスト等のレジストを塗布し、一つのフィルタ色のパターン露光を行い、現像してレジストパターンを形成し、これをエッチングレジストとして、レジストパターンの付着していない顔料分散塗膜をエッチング液で除去し，レジスト塗膜を剥離して１色目のパターンを形成、必要により加熱等の処理を加えた後、同様の操作を全フィルタ色について順次繰り返すことによりカラーフィルタを製造することができる。なお、レジストの現像と顔料分散塗膜のエッチングを同時に行うこともできる。

一般に、微細な顔料粒子をワニスのような着色料担体に分散させ、安定な分散体を得ることは難しく、分散体は、往々にして経時で顔料粒子の凝集などにより高粘度化し、チキソトロピック性を示すようになる。このような組成物の粘度上昇、流動性不良は、製造作業上の問題や製品価値に種々の問題を引き起こす。例えば、カラーフィルタのフィルタセグメントの形成は、一般にモノマーおよび樹脂を含む担体に顔料が分散されている着色組成物をガラス基板上にスピンコートすることで行われているが、高粘度、流動性不良の着色組成物を用いるとスピンコート性不良、レベリング不良などにより、膜厚の均一な塗膜を得ることができず好ましくない。

詳細には、顔料分散体の粘度はズリ速度に依存し、スピンコートしたときの膜厚は粘度に比例するため、透明基板の中心部と外周部で塗布時の顔料レジストの粘度が同一である必要がある。基板に顔料レジストをディスペンスして回転させたときの顔料レジストの見かけ粘度は、中心部は周速が遅いため、ズリ速度が低いときの粘度に近くなる。したがってチキソトロピック性のある顔料レジストでは、ズリ速度の小さい中心部では見かけ粘度が高くなり、逆に外周部では見かけ粘度は低くなってしまう。カラーフィルタは基板内で均一な膜厚が要求されるため、顔料レジストはズリ速度の大小に関わらず粘度が一定な流動性、すなわちニュートニアン流動である必要がある。以上のような問題点を解決するために、有機顔料を母体骨格として側鎖に酸性や塩基性の置換基を有する顔料誘導体を分散剤として混合し、顔料誘導体とワニス中の樹脂成分との相互作用により顔料分散を安定化する方法が知られている（例えば、特許文献１〜５参照）。

しかし、カラーフィルタ用着色組成物には種々の樹脂が用いられているため、顔料誘導体と着色組成物中の樹脂が常に有効に作用するとは限らず、上記の方法では、一部の樹脂系を除いて満足な効果が得られていないのが実情である。また、顔料誘導体の中には、顔料と比較して耐熱性が劣る傾向のあるものがあり、カラーフィルタ製造時に、かかる耐熱性が劣る顔料誘導体を含む着色組成物を使用することは問題となる場合があった。つまり、従来の技術では、着色組成物の流動性確保と塗膜形成後の耐熱性維持の双方を両立することは困難であった。
特公昭４１−２４６６号公報 米国特許第２８５５４０３号公報 特開昭６３−３０５１７３号公報 特開平１−２４７４６８号公報 特開平３−２６７６７号公報

そこで、本発明は、流動性に優れ、塗膜形成後に耐熱性を維持するカラーフィルタ用着色組成物を提供することを目的とする。

本発明者らは、上記課題を解決するべく鋭意研究を重ねた結果、微細な顔料粒子を酸性基含有ウレタン（メタ）アクリレート系樹脂［Ａ］と、特定の塩基性基を有する顔料誘導体、アントラキノン誘導体、アクリドン誘導体またはトリアジン誘導体と共に、モノマーを含む顔料担体に分散させることにより、低粘度、高流動性で、ガラス基板上に塗工後は耐熱性に優れた塗膜を形成し得るカラーフィルタ用着色組成物が得られることを見出し、本発明に至った。

すなわち本発明は、イソシアネート基を３つ以上有するポリイソシアネート（ａ１）、水酸基含有（メタ）アクリレート（ａ２）および酸性基含有ポリオール（ａ３）を反応してなる、二重結合当量が１５０〜４００であり、かつ、重量平均分子量が３，０００〜１００，０００である酸性基含有ウレタン（メタ）アクリレート系樹脂［Ａ］と、
顔料と、
塩基性基を有する顔料誘導体、塩基性基を有するアントラキノン誘導体、塩基性基を有するアクリドン誘導体および塩基性基を有するトリアジン誘導体からなる群の中から選ばれる少なくとも１種の塩基性基含有誘導体であって、塩基性基が下記一般式（１）、（２）、（３）および（４）で示される群から選ばれる少なくとも１つの塩基性基を有する塩基性基含有誘導体と、
モノマーを含む顔料担体と、を含むカラーフィルタ用着色組成物に関する。

式（１）

式（２）

式（３）

式（４）

式（５）

式（６）

（式中、Ｘ、Ｘ¹、Ｘ²は、−ＳＯ₂−、−ＣＯ−、−ＣＨ₂ＮＨＣＯＣＨ₂−、−ＣＨ₂−または直接結合を表す。
ｍは、１〜１０の整数を表す。
Ｒ¹ 、Ｒ² は、それぞれ独立に、置換されていてもよい、アルキル基、アルケニル基、フェニル基、またはＲ¹とＲ²とが一体となって形成した複素環を表す。ただし、前記複素環は、さらなる窒素、酸素または硫黄原子を含んでいてもよい。
Ｒ³ は、置換されていてもよい、アルキル基、アルケニル基またはフェニル基を表す。
Ｒ⁴ 、Ｒ⁵ 、Ｒ⁶、Ｒ⁷は、それぞれ独立に、水素原子、置換されていてもよい、アルキル基、アルケニル基またはフェニル基を表す。
Ｙは、−ＮＲ⁸−Ｚ−ＮＲ⁹−または直接結合を表す。
Ｒ⁸、Ｒ⁹は、それぞれ独立に、水素原子、置換されていてもよい、アルキル基、アルケニル基またはフェニル基を表す。
Ｚは、置換されていてもよい、アルキレン基、アルケニレン基、またはフェニレン基を表す。
Ｐは、式（５）で示される置換基または式（６）で示される置換基を表す。
Ｑは、水酸基、アルコキシル基、式（５）で示される置換基または式（６）で示される置換基を表す。）
さらに本発明は、ポリイソシアネート（ａ１）が、ジイソシアネートの３量体であることを特徴とする上記カラーフィルタ用着色組成物に関する。

さらに本発明は、ポリイソシアネート（ａ１）が、イソホロンジイソシアネートの３量体であることを特徴とする上記カラーフィルタ用着色組成物に関する。

さらに本発明は、酸性基含有ウレタン（メタ）アクリレート系樹脂［Ａ］の不揮発成分中における、ポリイソシアネート（ａ１）由来の割合が、２５重量％〜６０重量％であることを特徴とする上記カラーフィルタ用着色組成物に関する。

さらに本発明は、水酸基含有（メタ）アクリレート（ａ２）が、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレートおよび／またはジペンタエリスリトールペンタ（メタ）アクリレートであることを特徴とする上記カラーフィルタ用着色組成物に関する。

さらに本発明は、酸性基含有ポリオール（ａ３）が、ジメチロールブタン酸またはジメチロールプロピオン酸であることを特徴とする上記カラーフィルタ用着色組成物に関する。

さらに本発明は、酸性基含有ウレタン（メタ）アクリレート系樹脂［Ａ］が、ポリイソシアネート（ａ１）と水酸基含有（メタ）アクリレート（ａ２）の反応生成物に、酸性基含有ポリオール（ａ３）を反応させてなることを特徴とする上記カラーフィルタ用着色組成物に関する。

さらに本発明は、顔料担体が、さらに樹脂を含むことを特徴とする上記カラーフィルタ用着色組成物に関する。

さらに本発明は、上記カラーフィルタ用着色組成物から形成されるフィルタセグメントを具備することを特徴とするカラーフィルタに関する。

本発明の着色組成物は、流動性に優れており、製造、塗膜形成時においては作業性に優れ、塗工基板上に均一な塗膜を形成させることができる。また、本発明の着色組成物は耐熱性に優れていることから、これを用いてフィルタセグメントを形成することにより、耐熱性に優れたカラーフィルタを得ることができる。

まず、本発明のカラーフィルタ用着色組成物に含まれるウレタン（メタ）アクリレート系樹脂について説明する。本発明の着色組成物は、酸性基含有ウレタン（メタ）アクリレート系樹脂［Ａ］を含むことを特徴とする。酸性基含有ウレタン（メタ）アクリレート系樹脂［Ａ］は、イソシアネート基を３つ以上有するポリイソシアネート（ａ１）、水酸基含有（メタ）アクリレート（ａ２）および酸性基含有ポリオール（ａ３）を反応することで得ることができる。

酸性基含有ウレタン（メタ）アクリレート系樹脂［Ａ］の原料となるイソシアネート基を３つ以上有するポリイソシアネート（ａ１）としては、分子中に３つ以上のイソシアネート基を有する化合物であれば、特に限定されることなく、例えば、芳香族ポリイソシアネ−ト、脂肪族ポリイソシアネ−ト、芳香脂肪族ポリイソシアネ−ト、脂環族ポリイソシアネ−ト等が挙げられる。

前記ポリイソシアネート（ａ１）は、下記に示すジイソシアネートのトリメチロ−ルプロパンアダクト体、水と反応したビュウレット体、イソシアヌレ−ト環を有する３量体であることが好ましい。

ジイソシアネートとしては、芳香族ジイソシアネ−ト、脂肪族ジイソシアネ−ト、芳香脂肪族ジイソシアネ−ト、脂環族ジイソシアネ−ト等を挙げることができる。

芳香族ジイソシアネ−トとしては、例えば１，３−フェニレンジイソシアネ−ト、４，４’−ジフェニルジイソシアネ−ト、１，４−フェニレンジイソシアネ−ト、４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネ−ト、２，４−トリレンジイソシアネ−ト、２，６−トリレンジイソシアネ−ト、４，４’−トルイジンジイソシアネ−ト、２，４，６−トリイソシアネ−トトルエン、１，３，５−トリイソシアネ−トベンゼン、ジアニシジンジイソシアネ−ト、４，４’−ジフェニルエ−テルジイソシアネ−ト、４，４’，４”−トリフェニルメタントリイソシアネ−トの等を挙げることができる。

脂肪族ジイソシアネ−トとしては、例えばトリメチレンジイソシアネ−ト、テトラメチレンジイソシアネ−ト、ヘキサメチレンジイソシアネ−ト、ペンタメチレンジイソシアネ−ト、１，２−プロピレンジイソシアネ−ト、２，３−ブチレンジイソシアネ−ト、１，３−ブチレンジイソシアネ−ト、ドデカメチレンジイソシアネ−ト、２，４，４−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネ−ト等を挙げることができる。

芳香脂肪族ジイソシアネ−トとしては、例えばω，ω’−ジイソシアネ−ト−１，３−ジメチルベンゼン、ω，ω’−ジイソシアネ−ト−１，４−ジメチルベンゼン、ω，ω’−ジイソシアネ−ト−１，４−ジエチルベンゼン、１，４−テトラメチルキシリレンジイソシアネ−ト、１，３−テトラメチルキシリレンジイソシアネ−ト等を挙げることができる。

脂環族ジイソシアネ−トとしては、例えば３−イソシアネ−トメチル−３，５，５−トリメチルシクロヘキシルイソシアネ−ト、１，３−シクロペンタンジイソシアネ−ト、１，３−シクロヘキサンジイソシアネ−ト、１，４−シクロヘキサンジイソシアネ−ト、メチル−２，４−シクロヘキサンジイソシアネ−ト、メチル−２，６−シクロヘキサンジイソシアネ−ト、４，４’−メチレンビス（シクロヘキシルイソシアネ−ト）、１，３−ビス（イソシアネ−トメチル）シクロヘキサン、１，４−ビス（イソシアネ−トメチル）シクロヘキサン等を挙げることができる。

上記のうち顔料分散後の粘度を考慮すると、脂肪族ポリイソシアネ−ト、芳香脂肪族ポリイソシアネ−ト、脂環族ポリイソシアネ−トが好ましく、さらには脂環族ポリイソシアネ−ト、特にイソホロンジイソシアネートの３量体が好ましい。

本発明では、酸性基含有ウレタン（メタ）アクリレート系樹脂［Ａ］の不揮発成分中における、ポリイソシアネート（ａ１）由来の割合が、２５重量％〜６０重量％であることが好ましい。２５重量％未満では充分な顔料吸着能がないため顔料分散性が悪くなる場合があり、６０重量％を越えると、顔料吸着能が高すぎることにより充分な立体反発効果が得られず、顔料分散性は却って低下する場合がある。

本発明の着色組成物に含まれる酸性基含有ウレタン（メタ）アクリレート系樹脂［Ａ］の原料となる水酸基含有（メタ）アクリレート（ａ２）について説明する。水酸基含有（メタ）アクリレート（ａ２）としては、分子中に１個以上の水酸基を有する（メタ）アクリレート化合物であれば、特に限定されることなく、例えば、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ペンタ（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、２−ヒドロキシブチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシエチルアクリロイルホスフェート、４−ヒドロキシブチル（メタ）アクリレート、２−（メタ）アクリロイロキシエチル−２−ヒドロキシプロピルフタレート、グリセリンジ（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシ−３−アクリロイロキシプロピル（メタ）アクリレート、カプロラクトン変性２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、シクロヘキサンジメタノールモノ（メタ）アクリレート等が挙げられる。中でも、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ペンタ（メタ）アクリレートが好ましい。

本発明の酸性基含有ウレタン（メタ）アクリレート系樹脂［Ａ］は、二重結合当量が１５０〜４００であることが好ましい。１５０未満の樹脂は合成が困難である場合があり、４００を越えると、二重結合の導入量が減ることにより硬化が充分でない場合がある。

本発明の着色組成物に含まれる酸性基含有ウレタン（メタ）アクリレート系樹脂［Ａ］の原料となる酸性基含有ポリオール（ａ３）について説明する。酸性基含有ポリオール（ａ３）としては、分子中に１個以上のカルボキシル基及び２個以上の水酸基を有する化合物であれば、特に限定されることなく、具体的には、２，２−ビス（ヒドロキシメチル）酪酸［ジメチロールブタン酸］、２，２−ビス（ヒドロキシメチル）プロピオン酸［ジメチロールプロピオン酸］、２，２−ビス（ヒドロキシエチル）プロピオン酸、２，２−ビス（ヒドロキシプロピル）プロピオン酸、酒石酸、ジヒドロキシメチル酢酸、ビス（４−ヒドロキシフェニル）酢酸、４，４−ビス（ｐ−ヒドロキシフェニル）ペンタン酸、２，４−ジヒドロキシ安息香酸、３，５−ジヒドロキシ安息香酸、ホモゲンチジン酸等が挙げられる。好適には、２，２−ビス（ヒドロキシメチル）酪酸［ジメチロールブタン酸］、２，２−ビス（ヒドロキシメチル）プロピオン酸［ジメチロールプロピオン酸］、２，２−ビス（ヒドロキシエチル）プロピオン酸、２，２−ビス（ヒドロキシプロピル）プロピオン酸が用いられる。中でも、ジメチロールブタン酸、ジメチロールプロピオン酸が好ましい。

また、有機合成により得られる酸性基含有ポリオールを用いてもよい。例えば、酸無水物と多官能アルコールの反応から得られる酸性基含有ポリオールである。酸無水物としては、分子内に１個の酸無水物基を有する化合物と分子内に２個以上の酸無水物基を有する化合物を用いることができる。これらは単独でも併用でもよい。

分子内に１個の酸無水物基を有する化合物としては、無水コハク酸、無水イタコン酸、無水マレイン酸、無水グルタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、テトラヒドロ無水フタル酸等の脂肪族環状酸無水物、無水フタル酸、イサト酸無水物、ジフェン酸無水物などの芳香族環状酸無水物、これらに飽和または不飽和脂肪族炭化水素基、アリール基、ハロゲン基、ヘテロ環基などを結合せしめた誘導体などを使用することができる。

分子内に２個以上の酸無水物基を有する化合物としては、テトラカルボン酸二無水物、ヘキサカルボン酸三無水物、ヘキサカルボン酸ニ無水物、無水マレイン酸共重合樹脂などの多価カルボン酸無水物類を使用することができる。さらに詳しく例示すると、テトラカルボン酸二無水物としては、無水ピロメリット酸、ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、オキシジフタル酸二無水物、ジフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物、ジフェニルスルフィドテトラカルボン酸二無水物、ブタンテトラカルボン酸二無水物、ペリレンテトラカルボン酸二無水物、ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、新日本理化株式会社製「リカシッドＴＭＴＡ−Ｃ」、「リカシッドＭＴＡ−１０」、「リカシッドＭＴＡ−１５」、「リカシッドＴＭＥＧシリーズ」、「リカシッドＴＤＡ」などを使用できる。

多官能アルコールとしては、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、トリメチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、ペンタンジオール、ネオペンチルグリコール、ヘキサメチレングリコール、ドデカメチレングリコールなどの脂肪族グリコール類、シクロヘキサンジメタノールなどの脂環族グリコール類、１，３−ビス（２−ヒドロキシエトキシ）ベンゼン、１，２−ビス（２−ヒドロキシエトキシ）ベンゼン、１，４−ビス（２−ヒドロキシエトキシ）ベンゼンなどの芳香族基を含むグリコール類、ビスフェノール類、ハイドロキノン、２，２−ビス（４−β−ヒドロキシエトキシフェニル）プロパンなどの芳香族ジオール類を使用できる。さらに、多官能アルコールとしては、３個以上のヒドロキシ基を有する多官能アルコールから導かれる単位を含有していてもよく、たとえばグリセリン、１，１，１−トリメチロールエタン、１，１，１−トリメチロールプロパン、１，１，１−トリメチロールメタン、ペンタエリスリトールなどを使用できる。また、これらの多官能アルコールを２種以上併用することもできる。

本発明では、上記の酸性基含有ポリオールを単独、または併用で使用できる。

本発明の着色組成物に含まれる酸性基含有ウレタン（メタ）アクリレート系樹脂［Ａ］の製造に際しては、必要に応じて、上記（ａ１）、（ａ２）および（ａ３）の必須成分以外に、他の複数個の活性水素を含有する化合物、例えばポリオールが反応させられてもよい。具体的には、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、ブチレングリコール、１，３−ブタンジオール、１，４−ブタンジオール、ポリブチレングリコール、３−メチル−１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、１，９−ノナンジオール、シクロヘキサンジメタノール、水素添加ビスフェノールＡ、ポリカプロラクトンジオール、トリメチロールエタン、ポリトリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ポリトリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ポリペンタエリスリトール、ソルビトール、マンニトール、アラビトール、キシリトール、ガラクチトール、グリセリン、ポリグリセリン、ポリテトラメチレングリコール等の多価アルコール類；ポリエチレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイド、エチレンオキサイド／プロピレンオキサイドのブロック共重合体またはランダム共重合体等のポリエーテルポリオール類；該多価アルコール又はポリエーテルポリオールと無水マレイン酸、マレイン酸、フマール酸、無水イタコン酸、イタコン酸、アジピン酸、イソフタル酸等の多塩基酸との縮合物であるポリエステルポリオール類；カプロラクトン変性ポリテトラメチレンポリオール等のカプロラクトン変性ポリオール、ポリオレフィン系ポリオール、水添ポリブタジエンポリオール等のポリブタジエン系ポリオール等のポリオールが挙げられる。

また、本発明の着色組成物に含まれる酸性基含有ウレタン（メタ）アクリレート系樹脂［Ａ］の製造に際しては、必要に応じて、上記（ａ１）、（ａ２）および（ａ３）の必須成分以外に、ジイソシアネートが反応させられてもよい。具体的には、前述した芳香族ジイソシアネート、脂肪族ジイソシアネート、芳香脂肪族ジイソシアネート、脂環族ジイソシアネート等が挙げられる。

本発明の着色組成物に含まれる酸性基含有ウレタン（メタ）アクリレート系樹脂［Ａ］の酸価は１０〜１００であることが好ましく、２０〜９０であることがさらに好ましく、３０〜８０であることが特に好ましい。酸価が１０より小さいと、充分な顔料吸着能がないため顔料分散性が悪くなる場合があり、また１００を超えると顔料吸着能が高すぎることにより充分な立体反発効果が得られず、顔料分散性は却って低下する場合がある。

また、本発明の着色組成物に含まれる酸性基含有ウレタン（メタ）アクリレート系樹脂［Ａ］の重量平均分子量（ＧＰＣ測定によるポリスチレン換算値）は、３０００〜１０００００であることが好ましく、３０００〜５００００であることがさらに好ましく、３０００〜３００００であることが特に好ましい。重量平均分子量が３０００より小さい場合は、充分な立体反発効果が保てないため顔料分散性が悪く、また１０００００を超える場合は顔料の粒子間架橋などにより顔料分散性は低下する。

本発明の着色組成物に含まれる酸性基含有ウレタン（メタ）アクリレート系樹脂［Ａ］の製造に用いられる触媒としては、公知の触媒を使用することができる。例えば３級アミン系化合物、有機金属系化合物等が挙げられる。３級アミン系化合物としては、例えばトリエチルアミン、トリエチレンジアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルベンジルアミン、Ｎ−メチルモルホリン、１，８−ジアザビシクロ−［５．４．０］−７−ウンデセン、１，５−ジアザビシクロ−［４．３．０］−５−ノネン等が挙げられる。

有機金属系化合物としては錫系化合物、非錫系化合物を挙げることができる。錫系化合物としては、例えばジブチル錫ジクロライド、ジブチル錫オキサイド、ジブチル錫ジブロマイド、ジブチル錫ジマレエート、ジブチル錫ジラウレート、ジブチル錫ジアセテート、ジブチル錫スルファイド、トリブチル錫スルファイド、トリブチル錫オキサイド、トリブチル錫アセテート、トリエチル錫エトキサイド、トリブチル錫エトキサイド、ジオクチル錫オキサイド、トリブチル錫クロライド、トリブチル錫トリクロロアセテート、２−エチルヘキサン酸錫等が挙げられる。非錫系化合物としては、例えばジブチルチタニウムジクロライド、テトラブチルチタネ−ト、ブトキシチタニウムトリクロライドなどのチタン系、オレイン酸鉛、２−エチルヘキサン酸鉛、安息香酸鉛、ナフテン酸鉛などの鉛系、２−エチルヘキサン酸鉄、鉄アセチルアセトネ−トなどの鉄系、安息香酸コバルト、２−エチルヘキサン酸コバルトなどのコバルト系、ナフテン酸亜鉛、２−エチルヘキサン酸亜鉛などの亜鉛系、ナフテン酸ジルコニウムなどが挙げられる。これらは単独使用、もしくは併用することもできる。

本発明の着色組成物に含まれる酸性基含有ウレタン（メタ）アクリレート系樹脂［Ａ］はこれまで挙げた原料のみで製造することも可能であるが、高粘度になり反応が不均一になるなどの問題から溶剤を用いるのが好ましい。使用される溶剤としては、公知のものを使用できる。例えば、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、酢酸エチル、酢酸ブチル、トルエン、キシレン、アセトニトリル等が挙げられる。本発明の着色組成物に含まれる酸性基含有ウレタン（メタ）アクリレート系樹脂［Ａ］を得る反応の温度は、４０〜１２０℃が好ましい。さらに好ましくは５０〜１００℃である。

本発明の着色組成物に含まれる酸性基含有ウレタン（メタ）アクリレート系樹脂［Ａ］の製造方法としては、ポリイソシアネート（ａ１）、水酸基含有（メタ）アクリレート（ａ２）、酸性基含有ポリオール（ａ３）および必要に応じて加えられるポリマージオールやジイソシアネートを反応させる方法であれば、特に限定されず、公知の方法で製造できる。例えば、全原料を一括混合して反応させる方法、ポリイソシアネート（ａ１）と水酸基含有（メタ）アクリレート（ａ２）との反応生成物に、酸性基含有ポリオール（ａ３）や、必要に応じてポリオールおよび／またはジイソシアネートを反応させる方法などが挙げられる。特に後者の合成方法が好ましい。

本発明の着色組成物に含まれる顔料としては、有機または無機の顔料を、単独でまたは２種類以上混合して用いることができる。顔料は、発色性が高く、かつ耐熱性の高い顔料、特に耐熱分解性の高い顔料が好ましく、通常は有機顔料が用いられる。以下に、本発明の着色組成物に使用可能な有機顔料の具体例を、カラーインデックス番号で示す。

赤色フィルタセグメントを形成するための赤色着色組成物には、例えばＣ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ ７、９、１４、４１、４８：１、４８：２、４８：３、４８：４、８１：１、８１：２、８１：３、９７、１２２、１２３、１４６、１４９、１６８、１７７、１７８、１８０、１８４、１８５、１８７、１９２、２００、２０２、２０８、２１０、２１５、２１６、２１７、２２０、２２３、２２４、２２６、２２７、２２８、２４０、２４６、２５４、２５５、２６４、２７２等の赤色顔料を用いることができる。赤色組成物には、黄色顔料、オレンジ顔料を併用することができる。

イエロー色フィルタセグメントを形成するためのイエロー色着色組成物には、例えばＣ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ １、２、３、４、５、６、１０、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、２０、２４、３１、３２、３４、３５、３５：１、３６、３６：１、３７、３７：１、４０、４２、４３、５３、５５、６０、６１、６２、６３、６５、７３、７４、７７、８１、８３、８６、９３、９４、９５、９７、９８、１００、１０１、１０４、１０６、１０８、１０９、１１０、１１３、１１４、１１５、１１６、１１７、１１８、１１９、１２０、１２３、１２５、１２６、１２７、１２８、１２９、１３７、１３８、１３９、１４７、１４８、１５０、１５１、１５２、１５３、１５４、１５５、１５６、１６１、１６２、１６４、１６６、１６７、１６８、１６９、１７０、１７１、１７２、１７３、１７４、１７５、１７６、１７７、１７９、１８０、１８１、１８２、１８５、１８７、１８８、１９３、１９４、１９９等の黄色顔料を用いることができる。

オレンジ色フィルタセグメントを形成するためのオレンジ色着色組成物には、例えばＣ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｏｒａｎｇｅ ３６、４３、５１、５５、５９、６１等のオレンジ色顔料を用いることができる。

緑色フィルタセグメントを形成するための緑色着色組成物には、例えばＣ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｇｒｅｅｎ ７、１０、３６、３７等の緑色顔料を用いることができる。緑色組成物には黄色顔料を併用することができる。

青色フィルタセグメントを形成するための青色着色組成物には、例えばＣ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌｕｅ １５、１５：１、１５：２、１５：３、１５：４、１５：６、１６、２２、６０、６４等の青色顔料を用いることができる。青色組成物には、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｖｉｏｌｅｔ １、１９、２３、２７、２９、３０、３２、３７、４０、４２、５０等の紫色顔料を併用することができる。

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には、例えばＣ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌｕｅ １５：１、１５：２、１５：４、１５：３、１５：６、１６、８１等の青色顔料を用いることができる。

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．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｖｉｏｌｅｔ １、１９、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ １４４、１４６、１７７、１６９、８１等の紫色顔料および赤色顔料を用いることができる。マゼンタ色組成物には、黄色顔料を併用することができる。

また、無機顔料としては、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、チタンブラック、合成鉄黒、カーボンブラック等が挙げられる。無機顔料は、彩度と明度のバランスを取りつつ良好な塗布性、感度、現像性等を確保するために、有機顔料と組み合わせて用いられる。本発明の着色組成物には、調色のため、耐熱性を低下させない範囲内で染料を含有させることができる。

本発明に含まれる塩基性基を有する顔料誘導体、塩基性基を有するアントラキノン誘導体、塩基性基を有するアクリドン誘導体または塩基性基を有するトリアジン誘導体は、下記一般式（１）、（２）、（３）および（４）で示される群から選ばれる少なくとも１つの置換基を有するものである。

式（１）

式（２）

式（３）

式（４）

Ｘ、Ｘ¹、Ｘ²は、−ＳＯ₂−、−ＣＯ−、−ＣＨ₂ＮＨＣＯＣＨ₂−、−ＣＨ₂−または直接結合を表す。

ｍは、１〜１０の整数を表す。

Ｒ¹ 、Ｒ² は、それぞれ独立に、置換されていてもよい、アルキル基、アルケニル基、フェニル基、またはＲ¹とＲ²とが一体となって形成した複素環を表す。ただし、前記複素環は、さらなる窒素、酸素または硫黄原子を含んでいてもよい。アルキル基およびアルケニル基の炭素数は１〜１０が好ましい。

Ｒ³ は、置換されていてもよい、アルキル基、アルケニル基またはフェニル基を表す。アルキル基およびアルケニル基の炭素数は１〜１０が好ましい。
Ｒ⁴ 、Ｒ⁵ 、Ｒ⁶、Ｒ⁷は、それぞれ独立に、水素原子、置換されていてもよい、アルキル基、アルケニル基またはフェニル基を表す。アルキル基およびアルケニル基の炭素数は１〜５が好ましい。

Ｙは、−ＮＲ⁸−Ｚ−ＮＲ⁹−または直接結合を表す。

Ｒ⁸、Ｒ⁹は、それぞれ独立に、水素原子、置換されていてもよい、アルキル基、アルケニル基またはフェニル基を表す。アルキル基およびアルケニル基の炭素数は１〜５が好ましい。

Ｚは、置換されていてもよい、アルキレン基、アルケニレン基、またはフェニレン基を表す。アルキル基およびアルケニル基の炭素数は１〜８が好ましい。

Ｐは、式（５）で示される置換基または式（６）で示される置換基を表す。

Ｑは、水酸基、アルコキシル基、式（５）で示される置換基または式（６）で示される置換基を表す。

式（５）

式（６）

上記一般式中のＲ¹〜Ｒ⁹におけるアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基などが挙げられる。また、アルケニル基としては、ビニル基、プロペニル基などが挙げられる。

上記一般式中のＺにおけるアルキレン基としては、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基などが挙げられる。また、アルケニレン基としては、ビニレン基、プロペニレン基などが挙げられる。

上記一般式中のＱにおけるアルコキシル基としては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基などが挙げられる。

また、置換されてもよい官能基とは、ハロゲン基、シアノ基、アルコキシル基、アミノ基、水酸基、ニトロ基、エポキシ基などが挙げられる。

式（１）〜式（６）で示される置換基を形成するために使用されるアミン成分としては、例えば、ジメチルアミン、ジエチルアミン、Ｎ，Ｎ−エチルイソプロピルアミン、Ｎ，Ｎ−エチルプロピルアミン、Ｎ，Ｎ−メチルブチルアミン、Ｎ，Ｎ−メチルイソブチルアミン、Ｎ，Ｎ−ブチルエチルアミン、Ｎ，Ｎ−ｔｅｒｔ−ブチルエチルアミン、ジイソプロピルアミン、ジプロピルアミン、Ｎ，Ｎ−ｓｅｃ−ブチルプロピルアミン、ジブチルアミン、ジ−ｓｅｃ−ブチルアミン、ジイソブチルアミン、Ｎ，Ｎ−イソブチル−ｓｅｃ−ブチルアミン、ジアミルアミン、ジイソアミルアミン、ジヘキシルアミン、ジ（２−エチルへキシル）アミン、ジオクチルアミン、Ｎ，Ｎ−メチルオクタデシルアミン、ジデシルアミン、ジアリルアミン、Ｎ，Ｎ−エチル−１，２−ジメチルプロピルアミン、Ｎ，Ｎ−メチルヘキシルアミン、ジオレイルアミン、ジステアリルアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノメチルアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチルアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノアミルアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノブチルアミン、Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノエチルアミン、Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノプロピルアミン、Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノヘキシルアミン、Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノブチルアミン、Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノペンチルアミン、Ｎ，Ｎ−ジプロピルアミノブチルアミン、Ｎ，Ｎ−ジブチルアミノプロピルアミン、Ｎ，Ｎ−ジブチルアミノエチルアミン、Ｎ，Ｎ−ジブチルアミノブチルアミン、Ｎ，Ｎ−ジイソブチルアミノペンチルアミン、Ｎ，Ｎ−メチルーラウリルアミノプロピルアミン、Ｎ，Ｎ−エチルーヘキシルアミノエチルアミン、Ｎ，Ｎ−ジステアリルアミノエチルアミン、Ｎ，Ｎ−ジオレイルアミノエチルアミン、Ｎ，Ｎ−ジステアリルアミノブチルアミン、ピペリジン、２−ピペコリン、３−ピペコリン、４−ピペコリン、２，４−ルペチジン、２，６−ルペチジン、３，５−ルペチジン、３−ピペリジンメタノール、ピペコリン酸、イソニペコチン酸、イソニコペチン酸メチル、イソニコペチン酸エチル、２−ピペリジンエタノール、ピロリジン、３−ヒドロキシピロリジン、Ｎ−アミノエチルピペリジン、Ｎ−アミノエチル−４−ピペコリン、Ｎ−アミノエチルモルホリン、Ｎ−アミノプロピルピペリジン、Ｎ−アミノプロピル−２−ピペコリン、Ｎ−アミノプロピル−４−ピペコリン、Ｎ−アミノプロピルモルホリン、Ｎ−メチルピペラジン、Ｎ−ブチルピペラジン、Ｎ−メチルホモピペラジン、１−シクロペンチルピペラジン、１−アミノ−４−メチルピペラジン、１−シクロペンチルピペラジン等が挙げられる。

塩基性基を有する顔料誘導体に含まれる有機色素は、例えば、ジケトピロロピロール系色素、アゾ、ジスアゾ、ポリアゾ等のアゾ系色素、フタロシアニン系色素、ジアミノジアントラキノン、アントラピリミジン、フラバントロン、アントアントロン、インダントロン、ピラントロン、ビオラントロン等のアントラキノン系色素、キナクリドン系色素、ジオキサジン系色素、ペリノン系色素、ペリレン系色素、チオインジゴ系色素、イソインドリン系色素、イソインドリノン系色素、キノフタロン系色素、スレン系色素、金属錯体系色素等の色素である。また、塩基性基を有するアントラキノン誘導体および塩基性基を有するアクリドン誘導体は、メチル基、エチル基等のアルキル基、アミノ基、ニトロ基、水酸基またはメトキシ基、エトキシ基等のアルコキシ基または塩素等のハロゲン等の置換基を有していてもよい。

また、塩基性基を有するトリアジン誘導体に含まれるトリアジンは、メチル基、エチル基等のアルキル基、アミノ基、またはジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、ジブチルアミノ基等のアルキルアミノ基、ニトロ基、水酸基、またはメトキシ基、エトキシ基、ブトキシ基等のアルコキシ基、塩素等のハロゲン、またはメチル基、メトキシ基、アミノ基、ジメチルアミノ基、水酸基等で置換されていてもよいフェニル基、またはメチル基、エチル基、メトキシ基、エトキシ基、アミノ基、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、ニトロ基、水酸基等で置換されていてもよいフェニルアミノ基等の置換基を有していてもよい１，３，５−トリアジンである。

本発明に含まれる塩基性基を有する顔料誘導体、アントラキノン誘導体およびアクリドン誘導体は、種々の合成経路で合成することができる。例えば、有機色素、アントラキノンもしくはアクリドンに式（７）〜式（１０）で示される置換基を導入した後、上記置換基と反応して式（１）〜式（４）で示される置換基を形成するアミン成分、例えば、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピルアミン、Ｎ−メチルピペラジン、ジエチルアミンまたは４−［４−ヒドロキシ−６−［３−（ジブチルアミノ）プロピルアミノ］−１，３，５−トリアジン−２−イルアミノ］アニリン等を反応させることによって得られる。

式（７） −ＳＯ₂Ｃｌ
式（８） −ＣＯＣｌ
式（９） −ＣＨ₂ＮＨＣＯＣＨ₂Ｃｌ
式（１０） −ＣＨ₂Ｃｌ

また、有機色素がアゾ系色素である場合は、式（１）〜式（４）で示される置換基をあらかじめジアゾ成分またはカップリング成分に導入し、その後カップリング反応を行うことによってアゾ系顔料誘導体を製造することもできる。

本発明に含まれる塩基性基を有するトリアジン誘導体は、種々の合成経路で合成することができる。例えば、塩化シアヌルを出発原料とし、塩化シアヌルの少なくとも１つの塩素に式（１）〜式（４）で示される置換基を形成するアミン成分、例えば、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピルアミンまたはＮ−メチルピペラジン等を反応させ、次いで塩化シアヌルの残りの塩素と種々のアミンまたはアルコール等を反応させることによって得られる。

特定の塩基性基を有する誘導体の具体例を以下に示すが、これらに限定されるわけではない。これらの誘導体は、単独または２種類以上を混合して用いることができる。

本発明の着色組成物に含まれる酸性基含有ウレタン（メタ）アクリレート系樹脂［Ａ］の配合量は、顔料を基準として０．０１〜４０重量％であることが好ましく、塩基性基含有誘導体の含有量は、顔料を基準として０．００１〜４０重量％であることが好ましい。また、必要により各種溶剤、樹脂、添加剤、分散剤等を混合してもよい。

本発明の着色組成物に含まれる顔料担体は、モノマーおよび必要に応じて樹脂により構成される。モノマーとしては、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、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、ト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、ペンタエリスリトールトリ（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、トリシクロデカニル（メタ）アクリレート、エステルアクリレート、メラミン（メタ）アクリレート、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およ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、これらを単独でまたは２種類以上混合して用いることができる。

樹脂は、可視光領域の４００〜７００ｎｍの全波長領域において透過率が好ましくは８０％以上、より好ましくは９５％以上の透明樹脂である。透明樹脂には、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、および感光性樹脂が含まれ、これらを単独でまたは２種類以上混合して用いることができる。熱可塑性樹脂としては、例えば、ブチラール樹脂、スチレンーマレイン酸共重合体、塩素化ポリエチレン、塩素化ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリ酢酸ビニル、ポリウレタン系樹脂、フェノール樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル系樹脂、アルキッド樹脂、スチレン樹脂、ポリアミド樹脂、ゴム系樹脂、環化ゴム、セルロース類、ポリブタジエン、ポリイミド樹脂等が挙げられる。また、熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、ロジン変性マレイン酸樹脂、ロジン変性フマール酸樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂等が挙げられる。

感光性樹脂としては、水酸基、カルボキシル基、アミノ基等の反応性の置換基を有する線状高分子に、イソシアネート基、アルデヒド基、エポキシ基等の反応性置換基を有する（メタ）アクリル化合物やケイヒ酸を反応させて、（メタ）アクリロイル基、スチリル基等の光架橋性基を該線状高分子に導入した樹脂が用いられる。また、スチレン−無水マレイン酸共重合体やα−オレフィン無水マレイン酸共重合体等の酸無水物を含む線状高分子をヒドロキシアルキル（メタ）アクリレート等の水酸基を有する（メタ）アクリル化合物によりハーフエステル化したものも用いられる。

本発明の着色組成物には、該組成物を紫外線照射により硬化するときには、光開始剤等が添加される。光開始剤としては、４−フェノキシジクロロアセトフェノン、４−ｔ−ブチル−ジクロロアセトフェノン、ジエトキシアセトフェノン、１−（４−イソプロピルフェニル）−２−ヒドロキシ−２−メチルプロパン−１−オン、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、２−ベンジル−２−ジメチルアミノ−１−（４−モルフォリノフェニル）−ブタン−１−オン等のアセトフェノン系光開始剤、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンジルジメチルケタール等のベンゾイン系光開始剤、ベンゾフェノン、ベンゾイル安息香酸、ベンゾイル安息香酸メチル、４−フェニルベンゾフェノン、ヒドロキシベンゾフェノン、アクリル化ベンゾフェノン、４−ベンゾイル−４’−メチルジフェニルサルファイド等のベンゾフェノン系光開始剤、チオキサンソン、２−クロルチオキサンソン、２−メチルチオキサンソン、イソプロピルチオキサンソン、２，４−ジイソプロピルチオキサンソン等のチオキサンソン系光開始剤、２，４，６−トリクロロ−ｓ−トリアジン、２−フェニル−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２−（ｐ−メトキシフェニル）−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２−（ｐ−トリル）−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２−ピペニル−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２，４−ビス（トリクロロメチル）−６−スチリル−ｓ−トリアジン、２−（ナフト−１−イル）−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２−（４−メトキシ−ナフト−１−イル）−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２，４−トリクロロメチル−（ピペロニル）−６−トリアジン、２，４−トリクロロメチル（４’−メトキシスチリル）−６−トリアジン等のトリアジン系光開始剤およびボレート系光開始剤、カルバゾール系光開始剤、イミダゾール系光開始剤等が用いられる。

これらの光開始剤は、単独であるいは２種以上混合して用いるが、増感剤として、α−アシロキシムエステル、アシルフォスフィンオキサイド、メチルフェニルグリオキシレート、ベンジル、９，１０−フェナンスレンキノン、カンファーキノン、エチルアンスラキノン、４，４’−ジエチルイソフタロフェノン、３，３’，４，４’−テトラ（ｔ−ブチルパーオキシカルボニル）ベンゾフェノン、４，４’−ジエチルアミノベンゾフェノン等の化合物を併用することもできる。

本発明の着色組成物は、溶剤現像型あるいはアルカリ現像型着色レジスト材の形態で調整することができる。着色レジスト材は、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂または感光性樹脂とモノマーを含む顔料担体中に顔料を分散させたものであり、顔料または２種以上の顔料からなる顔料組成物を、必要に応じて光開始剤と共に、顔料担体中に、三本ロールミル、二本ロールミル、サンドミル、ニーダー、アトライター等の各種分散手段を用いて微細に分散して製造することができる。また、本発明の着色組成物は、数種類の顔料を別々に顔料担体に分散したものを混合して製造することもできる。

本発明の着色組成物は、遠心分離、焼結フィルタ、メンブレンフィルタ等の手段にて、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以上の粗大粒子および混入した塵の除去を行うことが好ましい。顔料を顔料担体中に分散する際には、適宜、樹脂型顔料分散剤、界面活性剤等の分散助剤を用いることができる。分散助剤は、顔料の分散に優れ、分散後の顔料の再凝集を防止する効果が大きいので、分散助剤を用いて顔料を顔料担体中に分散してなる着色組成物を用いた場合には、透明性に優れたカラーフィルタが得られる。

上記樹脂型顔料分散剤は、顔料に吸着する性質を有する顔料親和性部位と、顔料担体と相溶性のある部位とを有し、顔料に吸着して顔料の顔料担体への分散を安定化する働きをするものである。樹脂型顔料分散剤として具体的には、ポリウレタン、ポリアクリレートなど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などが用いられる。また、（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、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドンなど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、エチレンオキサイド／プロピレンオキサイド付加物等が用いられる。これらは、単独でまたは２種以上を混合して用いることができる。

上記界面活性剤としては、ラウリル硫酸ソーダ、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩、ドデシルベンゼンスルホン酸ソーダ、スチレン−アクリル酸共重合体のアルカリ塩、ステアリン酸ナトリウム、アルキルナフタリンスルホン酸ナトリウム、アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウム、ラウリル硫酸モノエタノールアミン、ラウリル硫酸トリエタノールアミン、ラウリル硫酸アンモニウム、ステアリン酸モノエタノールアミン、ステアリン酸ナトリウム、ラウリル硫酸ナトリウム、スチレン−アクリル酸共重合体のモノエタノールアミンなどのアニオン性界面活性剤；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ラウリルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート、ポリエチレングリコールモノラウレートなどのノニオン性界面活性剤；アルキル４級アンモニウム塩やそれらのエチレンオキサイド付加物などのカオチン性界面活性剤；アルキルジメチルアミノ酢酸ベタインなどのアルキルベタイン、アルキルイミダゾリンなどの両性界面活性剤が挙げられ、これらは単独でまたは２種以上を混合して用いることができる。

本発明の着色組成物には、顔料を充分に顔料担体中に分散させ、ガラス基板等の透明基板上に乾燥膜厚が０．２〜５μｍとなるように塗布してフィルタセグメントを形成することを容易にするために溶剤を含有させることができる。溶剤としては、例えばシクロヘキサノン、エチルセロソルブアセテート、ブチルセロソルブアセテート、１−メトキシ−２−プロピルアセテート、ジエチレングリコールジメチルエーテル、エチルベンゼン、エチレングリコールジエチルエーテル、キシレン、エチルセロソルブ、メチル−ｎアミルケトン、プロピレングリコールモノメチルエーテルトルエン、メチルエチルケトン、酢酸エチル、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、ブタノール、イソブチルケトン、石油系溶剤等が挙げられ、これらを単独でもしくは混合して用いる。

また、本発明の着色組成物には、組成物の経時粘度を安定化させるために貯蔵安定剤を含有させることができる。貯蔵安定剤としては、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。顔料は、着色組成物中に１．５〜７重量％の割合で含有されることが好ましい。また、顔料は、最終フィルタセグメント中に好ましくは１０〜４０重量％、より好ましくは２０〜４０重量％の割合で含有され、その残部は、顔料担体により提供される樹脂質バインダーから実質的になる。

本発明のカラーフィルタは、少なくとも１つの赤色フィルタセグメント、少なくとも１つの緑色フィルタセグメント、および少なくとも１つの青色フィルタセグメントを具備、または少なくとも１つのマゼンタ色フィルタセグメント、少なくとも１つのシアン色フィルタセグメント、および少なくとも１つのイエロー色フィルタセグメントを具備し、ここで、少なくとも１つのフィルタセグメントは、本発明の着色組成物を用いて形成される。

本発明のカラーフィルタは、フォトリソグラフィー法により、本発明の着色組成物を用いて透明基板上に各色のフィルタセグメントを形成することにより製造することができる。透明基板としては、ガラス板や、ポリカーボネート、ポリメタクリル酸メチル、ポリエチレンテレフタレートなどの樹脂板が用いられる。

フォトリソグラフィー法による各色フィルタセグメントを形成は、下記の方法で行う。すなわち、上記溶剤現像型あるいはアルカリ現像型着色レジスト材として調製した着色組成物を、透明基板上に、スプレーコートやスピンコート、スリットコート、ロールコート等の塗布方法により、乾燥膜厚が０．２〜５μｍとなるように塗布する。必要により乾燥された膜には、この膜と接触あるいは非接触状態で設けられた所定のパターンを有するマスクを通して紫外線露光を行う。その後、溶剤またはアルカリ現像液に浸漬するか、もしくはスプレーなどにより現像液を噴霧して未硬化部を除去し所望のパターンを形成したのち、同様の操作を他色について繰り返してカラーフィルタを製造することができる。さらに、着色レジスト材の重合を促進するため、必要に応じて加熱を施すこともできる。フォトリソグラフィー法によれば、印刷法より精度の高いカラーフィルタが製造できる。

現像に際しては、アルカリ現像液として炭酸ナトリウム、水酸化ナトリウム等の水溶液が使用され、ジメチルベンジルアミン、トリエタノールアミン等の有機アルカリを用いることもできる。また、現像液には、消泡剤や界面活性剤を添加することもできる。なお、紫外線露光感度を上げるために、上記着色レジスト材を塗布乾燥後、水溶性あるいはアルカリ可溶性樹脂、例えばポリビニルアルコールや水溶性アクリル樹脂等を塗布乾燥し酸素による重合阻害を防止する膜を形成した後、紫外線露光を行うこともできる。

本発明のカラーフィルタは、フォトリソグラフィー法の他に、電着法、転写法などにより製造することができる。なお、電着法は、透明基板上に形成した透明導電膜を利用して、コロイド粒子の電気泳動により各色フィルタセグメントを透明導電膜の上に電着形成することでカラーフィルタを製造する方法である。また、転写法は剥離性の転写ベースシートの表面に、あらかじめカラーフィルタ層を形成しておき、このカラーフィルタ層を所望の透明基板に転写させる方法である。

以下に、本発明を実施例に基づいて説明するが、本発明はこれによって限定されるものではない。なお、実施例および比較例中、「部」とは「重量部」、「％」とは「重量％」を意味する。まず、実施例および比較例に用いたアクリル樹脂溶液、酸性基含有ウレタン（メタ）アクリレート系樹脂溶液の調整について説明する。樹脂の分子量は、ＧＰＣ（ゲルパーミエーションクロマトグラフィ）により測定したポリスチレン換算の重量平均分子量である。

［製造例１］
（酸性基含有ウレタン（メタ）アクリレート系樹脂溶液１の調製）
撹拌機、還流冷却管、ガス導入管、温度計、滴下ロートを備えた４口フラスコに、商品名ビスコート＃３００（ペンタエリスリトールトリアクリレート、大阪有機化学工業株式会社）１７３．７部、ジメチロールブタン酸（ＤＭＢＡ、日本化成株式会社製）４８．２部、スピログリコール（日本ヒドラジン工業株式会社）３０．２部、ＤＭ Ｚ ４４７０ＢＡ（イソホロンジイソシアネートのイソシアヌレート体７０％品、住友バイエルウレタン株式会社）１９７．４部、イソホロンジイソシアネート（ＩＰＤＩ、デグサジャパン株式会社製）５０．５部、シクロヘキサノン ５００．０部を仕込み、徐々に昇温し、９０℃にて反応させ、ＩＲにてイソシアネート基に基づく２２７０ｃｍ^-1のピークの消失を確認した後、４０℃まで冷却し、ポリウレタン溶液（Ｕ−１）を得た。

［製造例２、４、５］
（酸性基含有ウレタン（メタ）アクリレート系樹脂溶液２、４および５の調製）
製造例１と同様にして、表１に記載のポリウレタン溶液（Ｕ）を合成し、（Ｕ−２）、（Ｕ−４）および（Ｕ−５）を得た。

［製造例３］
（酸性基含有ウレタン（メタ）アクリレート系樹脂溶液３の調製）
撹拌機、還流冷却管、ガス導入管、温度計、滴下ロートを備えた４口フラスコに、商品名ビスコート＃３００ １７３．７部、ＤＭ Ｚ ４４７０ ＢＡ １９７．４部、シクロヘキサン３５０．０ｇを８０℃にて１時間反応させた後、さらにＩＰＤＩ ５０．５部、ＤＭＢＡ ４８．２部、スピログリコール ３０．２部、シクロヘキサノン １５０．０部を仕込み、徐々に昇温し、９０℃にて反応させ、ＩＲにてイソシアネート基に基づく２２７０ｃｍ^-1のピークの消失を確認した後、４０℃まで冷却し、ポリウレタン溶液（Ｕ−３）を得た。

［製造例６］
（アクリル樹脂溶液の調製、顔料担体樹脂）
反応容器にシクロヘキサノン４５０部を入れ、容器に窒素ガスを注入しながら８０℃に加熱して、同温度で下記モノマーおよび熱重合開始剤の混合物を１時間かけて滴下して重合反応を行った。

メタクリル酸 ２０．０部、メチルメタクリレート １０．０部、ｎ−ブチルメタクリレート ５５．０部、２−ヒドロキシエチルメタクリレート １５．０部、２，２’−アゾビスイソブチロニトリル ４．０部を滴下した。滴下終了後、８０℃で３時間反応させた。さらに、２，２’−アゾビスイソブチロニトリル１．０部をシクロヘキサノン５０部に溶解させたものを添加し、８０℃で１時間反応を続けて、アクリル樹脂の溶液を得た。アクリル樹脂の重量平均分子量は、４００００であった。室温まで冷却した後、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％になるようにシクロヘキサノンを添加してアクリル樹脂溶液を調製した。

ビスコート＃３００：ペンタエリスリトールトリアクリレート（大阪有機化学工業株式会社製）
ベンジルアルコール：和光純薬株式会社製
ＤＭＢＡ：ジメチロールブタン酸（日本化成株式会社製）
スピログリコール：（日本ヒドラジン工業株式会社製）
Ｃ−１０１５Ｎ：２官能ポリカーボネートポリオール、商品名クラレポリオールＣ−１０１５Ｎ（株式会社クラレ製）
ＩＰＤＩ：イソホロンジイソシアネート（デグサジャパン株式会社製）
ＤＭＺ ４４７０ ＢＡ：イソホロンジイソシアネートのイソシアヌレート体７０％品（酢酸ブチル溶液、住友バイエルウレタン株式会社製）
アノン：シクロヘキサノン

［実施例１］
ε型銅フタロシアニン顔料（Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌｕｅ １５：６）１０．０部（ＢＡＳＦ製「ヘリオゲンブルーＬ−６７００Ｆ」）、フタロシアニン系顔料誘導体（誘導体４８）１．０部、ウレタン樹脂溶液［Ａ］（Ｕ−１）１．０部、アクリル樹脂溶液４０．０部、 シクロヘキサノン４８．０部の混合物を均一に撹拌混合した後、直径１ｍｍのガラスビーズを用いて、サンドミルで５時間分散した後、５μｍのフィルタで濾過し銅フタロシアニン分散体を作製した。

ついで、上記銅フタロシアニン分散体４５．０部、アクリル樹脂溶液１５．０部、トリメチロールプロパントリアクリレート５．６部（新中村化学社製「ＮＫエステルＡＴＭＰＴ」）、光開始剤（チバガイギー社製「イルガキュアー９０７」）２．０部、増感剤（保土ヶ谷化学社製「ＥＡＢ−Ｆ」）０．２部、シクロヘキサノン３２．２部の混合物を均一になるように攪拌混合した後、１μｍのフィルタで濾過して、青色着色組成物（レジスト材）を得た。

［実施例２〜５および比較例１〜６］
下記表２に示す割合で配合し、実施例１と同様にしてまず顔料分散体を作成後、さらに各色着色組成物（レジスト材）を得た。

青用顔料：ε型銅フタロシアニン顔料（Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌｕｅ １５：６）（ＢＡＳＦ製「ヘリオゲンブルーＬ−６７００Ｆ」）
青用誘導体：フタロシアニン顔料誘導体（誘導体４８）
紫用顔料：ジオキサジンバイオレット顔料（Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｖｉｏｌｅｔ ２３）（東洋インキ製造社製「リオノゲンバイオレットＲＬ」）
紫用誘導体：ジオキザジン系顔料誘導体（誘導体４９）
赤用顔料：ジケトピロロピロール系顔料（Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ ２５４）８．３３部（チバガイギー社製「イルガフォーレッドＢ−ＣＦ」）、アントラキノン系顔料（Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ １７７）１．３３部（チバガイギー社製「クロモフタールレッドＡ２Ｂ」）、アントラキノン系顔料（Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ １９９）０．３４部（チバガイギー社製「クロモフタールエローＧＴ-ＡＤ」）
赤用誘導体：アントラキノン誘導体（誘導体４）
黄用顔料：イソインドリン系顔料（Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ １３９）（ＢＡＳＦ社製「パリオトールエローＤ１８１９」
黄用誘導体：トリアジン誘導体（誘導体４４）
モノマー：トリメチロールプロパントリアクリレート（新中村化学社製「ＮＫエステルＡＴＭＰＴ」）
光開始剤：チバガイギー社製「イルガキュアー９０７」
増感剤：保土ヶ谷化学社製「ＥＡＢ−Ｆ」
溶剤：シクロヘキサノン

本発明のレジスト剤の性能を評価するために、得られた塗料の粘度をＥ型粘度計（１０ｒｐｍ時、２５℃）で測定した。粘度は低いほど良好である。また１００ｒｐｍ時の粘度も求め、ＴＩ値（＝１０ｒｐｍ時の粘度／１００ｒｐｍ時の粘度、２５℃）を求めた。ＴＩ値は１に近いほどニュートニアン流体を示し、良好である。

また、得られたレジスト材を、１００ｍｍ×１００ｍｍ、１．１ｍｍ厚のガラス基板上に、スピンコーターを用いて塗布し、塗布基板を得た。次に、７０℃で２０分乾燥後、超高圧水銀ランプを用いて、積算光量１５０ｍＪで紫外線露光を行った。塗布基板は２３０℃で２０分間加熱したもの、さらに２６０℃で１時間加熱したものを用意し、Ｃ光源を用いた顕微分光光度計（オリンパス光学社製「ＯＳＰ−ＳＰ１００」）による色度測定によって、色差（ΔＥ）を算出し、耐熱性評価を行った。結果を表３に示す。

表３に示すように、本発明のカラーフィルタ用着色組成物である実施例１〜５は、粘度特性が良好で、さらに耐熱性が優れたものであったのに対し、比較例１〜３の二重結合当量の高い、または重量平均分子量の高いウレタン樹脂［Ａ］を使用した比較例１〜５は、粘度または耐熱性において不良であった。

Claims (9)

1. イソシアネート基を３つ以上有するポリイソシアネート（ａ１）、水酸基含有（メタ）アクリレート（ａ２）および酸性基含有ポリオール（ａ３）を反応してなる、二重結合当量が１５０〜４００であり、かつ、重量平均分子量が３，０００〜１００，０００である酸性基含有ウレタン（メタ）アクリレート系樹脂［Ａ］と、
   顔料と、
   塩基性基を有する顔料誘導体、塩基性基を有するアントラキノン誘導体、塩基性基を有するアクリドン誘導体および塩基性基を有するトリアジン誘導体からなる群の中から選ばれる少なくとも１種の塩基性基含有誘導体であって、塩基性基が下記一般式（１）、（２）、（３）および（４）で示される群から選ばれる少なくとも１つの塩基性基を有する塩基性基含有誘導体と、
   モノマーを含む顔料担体と、を含むカラーフィルタ用着色組成物。
   式（１）
   

   

   式（２）
   

   

   
   式（３）
   

   

   式（４）
   

   

   式（５）
   

   

   式（６）
   

   

   （式中、Ｘ、Ｘ¹、Ｘ²は、−ＳＯ₂−、−ＣＯ−、−ＣＨ₂ＮＨＣＯＣＨ₂−、−ＣＨ₂−または直接結合を表す。
   ｍは、１〜１０の整数を表す。
   Ｒ¹ 、Ｒ² は、それぞれ独立に、置換されていてもよい、アルキル基、アルケニル基、フェニル基、またはＲ¹とＲ²とが一体となって形成した複素環を表す。ただし、前記複素環は、さらなる窒素、酸素または硫黄原子を含んでいてもよい。
   Ｒ³ は、置換されていてもよい、アルキル基、アルケニル基またはフェニル基を表す。
   Ｒ⁴ 、Ｒ⁵ 、Ｒ⁶、Ｒ⁷は、それぞれ独立に、水素原子、置換されていてもよい、アルキル基、アルケニル基またはフェニル基を表す。
   Ｙは、−ＮＲ⁸−Ｚ−ＮＲ⁹−または直接結合を表す。
   Ｒ⁸、Ｒ⁹は、それぞれ独立に、水素原子、置換されていてもよい、アルキル基、アルケニル基またはフェニル基を表す。
   Ｚは、置換されていてもよい、アルキレン基、アルケニレン基、またはフェニレン基を表す。
   Ｐは、式（５）で示される置換基または式（６）で示される置換基を表す。
   Ｑは、水酸基、アルコキシル基、式（５）で示される置換基または式（６）で示される置換基を表す。）
2. ポリイソシアネート（ａ１）が、ジイソシアネートの３量体であることを特徴とする請求項１記載のカラーフィルタ用着色組成物。
3. ポリイソシアネート（ａ１）が、イソホロンジイソシアネートの３量体であることを特徴とする請求項１または２記載のカラーフィルタ用着色組成物。
4. 酸性基含有ウレタン（メタ）アクリレート系樹脂［Ａ］の不揮発成分中における、ポリイソシアネート（ａ１）由来の割合が、２５重量％〜６０重量％であることを特徴とする請求項１〜３いずれか記載のカラーフィルタ用着色組成物。
5. 水酸基含有（メタ）アクリレート（ａ２）が、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレートおよび／またはジペンタエリスリトールペンタ（メタ）アクリレートであることを特徴とする請求項１〜４いずれか記載のカラーフィルタ用着色組成物。
6. 酸性基含有ポリオール（ａ３）が、ジメチロールブタン酸またはジメチロールプロピオン酸であることを特徴とする請求項１〜５いずれか記載のカラーフィルタ用着色組成物。
7. 酸性基含有ウレタン（メタ）アクリレート系樹脂［Ａ］が、ポリイソシアネート（ａ１）と水酸基含有（メタ）アクリレート（ａ２）の反応生成物に、酸性基含有ポリオール（ａ３）を反応させてなることを特徴とする請求項１〜６いずれか記載のカラーフィルタ用着色組成物。
8. 顔料担体が、さらに樹脂を含むことを特徴とする請求項１〜７いずれか記載のカラーフィルタ用着色組成物。
9. 請求項１〜８いずれか記載のカラーフィルタ用着色組成物から形成されるフィルタセグメントを具備することを特徴とするカラーフィルタ。