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JP2011178865A - 分散組成物及びその製造方法、着色硬化性組成物、カラーフィルタ及びその製造方法、固体撮像素子、並びに液晶表示装置 - Google Patents

分散組成物及びその製造方法、着色硬化性組成物、カラーフィルタ及びその製造方法、固体撮像素子、並びに液晶表示装置 Download PDF

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JP2011178865A
JP2011178865A JP2010043451A JP2010043451A JP2011178865A JP 2011178865 A JP2011178865 A JP 2011178865A JP 2010043451 A JP2010043451 A JP 2010043451A JP 2010043451 A JP2010043451 A JP 2010043451A JP 2011178865 A JP2011178865 A JP 2011178865A
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慎一 漢那
Susumu Yoshikawa
将 吉川
Yoshihiko Fujie
賀彦 藤江
Junichi Ito
純一 伊藤
Seiichi Suzuki
成一 鈴木
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Abstract

【課題】分散性及び分散安定性に優れ、耐光性に優れた分散組成物及びその製造方法を提供する。
【解決手段】有機顔料と、高分子分散剤と、前記有機顔料と異なる母体骨格を有し、前記有機顔料の表面に吸着していない染料と、溶剤とを含み、前記有機顔料は前記染料存在下で分散されて含有された分散組成物である。前記染料は、一般式(I)で表される化合物が金属原子又は金属化合物に配位した錯体が好ましい〔R〜R:H、置換基;R:H、ハロゲン原子、アルキル基、アリール基、ヘテロ環基〕。

【選択図】なし

Description

本発明は、顔料及び染料を含有する分散組成物及びその製造方法、並びにこれを用いた着色硬化性組成物、カラーフィルタ及びその製造方法、固体撮像素子、液晶表示装置に関する。
液晶表示装置や固体撮像素子(CCD、CMOS等)に用いられるカラーフィルタの作製に用いられる着色組成物を調製する方法の1つとして、顔料分散法が知られている。
この顔料分散法は、顔料を種々の感光性組成物に分散させた着色硬化性組成物を用いてフォトリソ法によってカラーフィルタを作製する方法である。これは、フォトリソ法によってパターニングするため、位置精度が高く、大画面、高精細のカラーフィルタを作製するのに好適な方法とされている。顔料分散法によりカラーフィルタを作製する場合、着色硬化性組成物をスピンコーターやロールコーター等により塗布して塗膜を形成し、該塗膜を露光、現像することにより着色パターンが形成され、この操作を各色毎に繰り返し行なうことでカラーフィルタが得られる。着色硬化性組成物としては、例えば、フタロシアニン系顔料を含有するカラーフィルタ用青色着色硬化性組成物が知られている(例えば、特許文献1参照)。
顔料を用いたカラーフィルタを設けて液晶表示装置や固体撮像素子等を作製する場合、コントラストや解像度の向上の観点から、より微小な粒子サイズの顔料が求められるようになっている。顔料の微細化が不充分であると、顔料により光が散乱、吸収されて光透過率が低下し、コントラストの低下あるいは色ムラを生じやすく、パターン露光時には硬化感度が低下してしまう。
特に固体撮像素子用のカラーフィルタにおいては、近年さらなる高精細化が望まれている。従来から行なわれている顔料分散法では、解像度を更に向上させることが困難な状況、つまり顔料の粗大粒子の影響で色ムラが発生する等の問題がある。そのため、顔料分散法は、固体撮像素子のような画素サイズが0.9〜3.0μm角となるような微細パターンが要求される用途には適さなかった。
このような状況に対応して、従来から顔料に代えて染料を使用する技術が提案されている。しかしながら、染料は、一般に顔料に比べて耐光性、耐熱性に劣ることが知られている。また、染料は、着色硬化性組成物に対する溶解性が低く、液状調製物や塗布膜の状態では経時での安定性が低く、染料が析出してしまうと問題もある。
このような状況に対して、ジピロメテン系化合物を含む染料とフタロシアニン染料とを併用した着色硬化性組成物が提案されており、保存安定性、耐光性に優れたカラーフィルタが得られるとされている(例えば、特許文献2参照)。
また、染料と顔料とを組み合わせた着色硬化性組成物も開示されている(例えば、特許文献3参照)。
特開2001−33616号公報 特開2008−292970号公報 特開2009−86375号公報
しかしながら、染料と顔料とを用いた着色硬化性組成物の調製方法や液性状については、これまで充分に考慮されていないのが実情である。
顔料及び染料を用いて着色のある組成物を調製する場合、顔料と染料とを混合することが一般に行なわれている。この場合、顔料と染料とを混合する方法としては、顔料を分散した顔料分散物に粉体の染料を直接混合して組成物とする方法が考えられる。この方法では、組成物中の固形分濃度が高い場合や顔料に対する染料の質量比率が大きい場合には、粉体の染料を直接顔料分散液に添加すると、添加後の攪拌溶解工程で染料を溶剤に溶解させる過程で顔料の分散状態が変化し、顔料の分散性、分散安定性が劣化してしまう傾向がある。
また、顔料分散液に粉体の染料を直接添加する方法では、粉体である染料の溶解に長時間を要したり、完全に染料が溶解しないことがあり、溶解したことの確認が難しいといった懸念がある。このことは、製造上も支障がある。
また、あらかじめ顔料を分散して顔料分散液としておき、これに染料を加えて調製する場合、染料が混ざり難い傾向がある。このような着色液では、着色組成物や着色膜を形成したときに耐光性に劣るといった課題がある。
本発明は、上記に鑑みなされたものであり、分散性及び分散安定性に優れ、耐光性に優れた分散組成物及びその製造方法、経時安定性及び耐光性に優れた着色硬化性組成物、色純度が高く色ムラが抑えられており、耐光性に優れたカラーフィルタ及びその製造方法、並びに解像度が高く長期耐久性を有する固体撮像素子及び液晶表示装置を提供することを目的とし、該目的を達成することを課題とする。
前記課題を達成するための具体的手段は以下の通りである。
<1> 有機顔料と、高分子分散剤と、前記有機顔料と異なる母体骨格を有し、前記有機顔料の表面に吸着していない染料と、溶剤とを含み、前記有機顔料は前記染料存在下で分散されて含有された分散組成物である。
<2> 前記有機顔料が、フタロシアニン系顔料である前記<1>に記載の分散組成物である。
<3> 前記染料は、下記一般式(I)で表される化合物が金属原子又は金属化合物に配位した錯体である前記<1>又は前記<2>に記載の分散組成物である。

前記一般式(I)において、R、R、R、R、R、及びRは、各々独立に水素原子又は置換基を表し、Rは水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アリール基、又はヘテロ環基を表す。
<4> 前記金属原子又は金属化合物は、Fe、Zn、Co、V=O、及びCuから選ばれる少なくとも1つである前記<1>〜前記<3>のいずれか1つに記載の分散組成物である。
<5> 前記高分子分散剤が、下記一般式(II)又は(III)で表される構造単位の群から選択される少なくとも1種の構造単位を含む前記<1>〜前記<4>のいずれか1つに記載の分散組成物である。

前記一般式(II)及び(III)において、R、R、R、R、R、及びRは、各々独立に水素原子又は1価の有機基を表す。X及びXは、各々独立に−CO−、−C(=O)O−、−CONH−、−OC(=O)−、又はフェニレン基を表す。L及びLは、各々独立に単結合又は2価の有機連結基を表す。A及びAは、各々独立に1価の有機基を表す。m及びnは、各々独立に2〜8の整数を表し、p及びqは各々独立に1〜100の整数を表す。
<6> 前記<1>〜前記<5>のいずれか1つに記載の分散組成物と、重合開始剤と、重合性化合物とを含有する着色硬化性組成物である。
<7> 有機顔料と、高分子分散剤と、前記有機顔料と異なる母体骨格を有し、前記有機顔料の表面に吸着していない染料と、溶剤とを、前記有機顔料を少なくとも染料の存在下で分散させる過程を設けて混合することにより分散組成物を作製する分散組成物の製造方法である。
<8> 前記過程は、少なくとも前記溶剤及び前記染料を含む染料溶液に前記有機顔料を加えて分散を行なう前記<7>に記載の分散組成物の製造方法である。
<9> 前記過程は、少なくとも前記溶剤と前記染料と前記有機顔料とを混合した後に分散させる前記<7>に記載の分散組成物の製造方法である。
<10> 支持体上に前記<6>に記載の着色硬化性組成物を塗布し、着色層を形成する工程と、形成された前記着色層をマスクを通してパターン状に露光し、現像して着色領域を形成する工程と、を有するカラーフィルタの製造方法である。
<11> 前記<10>に記載のカラーフィルタの製造方法により形成された着色領域を有するカラーフィルタである。
<12> 前記<11>に記載のカラーフィルタを備えた固体撮像素子である。
<13> 前記<11>に記載のカラーフィルタを備えた液晶表示装置である。
本発明によれば、分散性及び分散安定性に優れ、耐光性に優れた分散組成物及びその製造方法、並びに経時安定性及び耐光性に優れた着色硬化性組成物を提供することができる。また、
本発明によれば、色純度が高く色ムラが抑えられており、耐光性に優れたカラーフィルタ及びその製造方法、並びに解像度が高く長期耐久性を有する固体撮像素子及び液晶表示装置を提供することができる。
以下、本発明の分散組成物及びその製造方法、着色硬化性組成物、カラーフィルタ及びその製造方法、固体撮像素子、並びに液晶表示装置について詳細に説明する。
<分散組成物及びその製造方法>
本発明の分散組成物は、有機顔料と、高分子分散剤と、前記有機顔料と異なる母体骨格を有し、前記有機顔料の表面に吸着していない染料と、溶剤とを含み、有機顔料を染料存在下で分散させて構成したものである。
本発明においては、着色剤として有機顔料と染料とを含む組成に調製する場合に、有機顔料を染料の存在下で分散させることで、顔料分散後に染料を加える場合に比べ、染料と顔料の分散均一性が高まる結果、染料/顔料間でのエネルギー移動等が発現しやすくなり、褪色が緩和され、光耐性の高い組成物が得られる。
本発明の分散組成物において、「有機顔料を染料存在下で分散」とは、有機顔料が分散される溶剤に染料が含まれている状態での分散をいう。本発明においては、少なくとも染料の存在下で有機顔料を分散させる過程を有している方法により分散組成物の作製が可能であり、具体的には、溶剤に染料を予め加えて染料溶液とした後にこの染料溶液に有機顔料を後添して分散する方法、あるいは溶剤に染料と有機顔料とを同じタイミングで加え、有機顔料の分散処理を染料と共に行なう方法のいずれにより分散組成物を作製してもよい。
本発明においては、染料と顔料粒子とを近づけて存在させて褪色をより緩和する観点から、有機顔料の分散に先立ち染料を溶剤に加えて染料溶液を調製し、染料溶液に有機顔料を分散させる場合が好ましい。分散方法等の詳細については、後述する。
−有機顔料−
本発明の分散組成物は、有機顔料の少なくとも一種(以下、単に顔料ともいう。)を含有する。顔料としては、従来公知の種々の無機顔料又は有機顔料を用いることができる。
顔料は、無機顔料、有機顔料を問わず、高透過率であることが好ましいことを考慮すると、できるだけ粒子径が小さく微少な粒子サイズの顔料を選択することが好ましい。特にハンドリング性をも考慮すると、好ましくは平均一次粒子径0.01μm〜0.3μm、より好ましくは0.01μm〜0.15μmの顔料である。粒径が前記範囲内であると、透過率が高く、色特性が良好であると共に、高いコントラストのカラーフィルタを形成するのに有効である。
平均一次粒子径は、SEMあるいはTEMで観察し、粒子が凝集していない部分で粒子サイズを100個計測し、平均値を算出することによって求める。
無機顔料としては、金属酸化物、金属錯塩等で示される金属化合物を挙げることができ、具体的には、鉄、コバルト、アルミニウム、カドミウム、鉛、銅、チタン、マグネシウム、クロム、亜鉛、アンチモン等の金属酸化物、及び前記金属の複合酸化物を挙げることができる。
前記有機顔料としては、例えば、
C.I.Pigment Red 1,2,3,4,5,6,7,9,10,14,17,22,23,31,38,41,48:1,48:2,48:3,48:4,49,49:1,49:2,52:1,52:2,53:1,57:1,60:1,63:1,66,67,81:1,81:2,81:3,83,88,90,105,112,119,122,123,144,146,149,150,155,166,168,169,170,171,172,175,176,177,178,179,184,185,187,188,190,200,202,206,207,208,209,210,216,220,224,226,242,246,254,255,264,270,272,279、
C.I.Pigment Yellow 1,2,3,4,5,6,10,11,12,13,14,15,16,17,18,20,24,31,32,34,35,35:1,36,36:1,37,37:1,40,42,43,53,55,60,61,62,63,65,73,74,77,81,83,86,93,94,95,97,98,100,101,104,106,108,109,110,113,114,115,116,117,118,119,120,123,125,126,127,128,129,137,138,139,147,148,150,151,152,153,154,155,156,161,162,164,166,167,168,169,170,171,172,173,174,175,176,177,179,180,181,182,185,187,188,193,194,199,213,214
C.I.Pigment Orange 2,5,13,16,17:1,31,34,36,38,43,46,48,49,51,52,55,59,60,61,62,64,71,73、
C.I.Pigment Green 7,10,36,37、
C.I.Pigment Blue 1,2,15,15:1,15:2,15:3,15:4,15:6,16,22,60,64,66,79,79のCl置換基をOHに変更したもの、80、
C.I.Pigment Violet 1,19,23,27,32,37,42、
C.I.Pigment Brown 25,28、
C.I.Pigment Black 1,7、等を挙げることができる。
これらの中で好ましく用いることができる顔料として、以下のものを挙げることができる。但し、本発明においては、これらに限定されるものではない。
C.I.Pigment Yellow 11,24,108,109,110,138,139,150,151,154,167,180,185,
C.I.Pigment Orange 36,71,
C.I.Pigment Red 122,150,171,175,177,209,224,242,254,255,264,
C.I.Pigment Violet 19,23,32,
C.I.Pigment Blue 15:1,15:3,15:6,16,22,60,66,
C.I.Pigment Green 7,36,37;
C.I.Pigment Black 1,7
−顔料の微細化−
顔料には、必要に応じて、微細でかつ整粒化された有機顔料を用いることができる。顔料の微細化は、顔料と水溶性有機溶剤と水溶性無機塩類と共に、高粘度な液状組成物を調製し、湿式粉砕装置等を使用して、応力を付加して摩砕する工程を経ることで達成される。
顔料の微細化工程に使用される水溶性有機溶剤としては、メタノール、エタノール、イソプロパノール、n−プロパノール、イソブタノール、n−ブタノール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、ジエチレングリコールモノメチルエーテール、ジエチレングリコールモノエチルエーテール、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコール、プロピレンゴリコールモノメチルエーテルアセテート等を挙げることができる。
また、少量用いることで顔料に吸着して、廃水中に流失しない限りにおいては、水溶性は低いか、あるいは水溶性を有しない他の溶剤、例えば、ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、クロロベンゼン、ニトロベンゼン、アニリン、ピリジン、キノリン、テトラヒドロフラン、ジオキサン、酢酸エチル、酢酸イソプロピル、酢酸ブチル、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、ノナン、デカン、ウンデカン、ドデカン、シクロヘキサン、メチルシクロヘササン、ハロゲン化炭化水素、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、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、N−メチルピロリドン等を用いてもよい。
顔料の微細化工程に使用する溶剤は、1種のみでもよく、必要に応じて2種類以上を混合して使用してもよい。
顔料の微細化工程に使用される水溶性無機塩としては、塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化カルシウム、塩化バリウム、硫酸ナトリウム等が挙げられる。
微細化工程における水溶性無機塩の使用量は顔料の1〜50質量倍であり、多い方が摩砕効果はあるが、より好ましい量は生産性の点で1〜10質量倍である。また、水分が1%以下の無機塩類を用いることが好ましい。
微細化工程における水溶性有機溶剤の使用量は、顔料100質量部に対して50質量部から300質量部の範囲であり、好ましくは100質量部から200質量部の範囲である。
顔料の微細化工程における湿式粉砕装置の運転条件については特に制限はないが、粉砕メディアによる磨砕を効果的に進行させるため、装置がニーダーの場合の運転条件は、装置内のブレードの回転数は、10〜200rpmが好ましく、また2軸の回転比が相対的に大きいほうが摩砕効果が大きく好ましい。運転時間は乾式粉砕時間と併せて1時間〜8時間が好ましく、装置の内温は50〜150℃が好ましい。また粉砕メディアである水溶性無機塩は粉砕粒度が5〜50μmで粒子径の分布がシャープで、且つ球形が好ましい。
顔料の分散組成物中における含有量としては、分散組成物の全固形分(質量)に対して、10〜60質量%が好ましく、15〜50質量%がより好ましい。顔料の含有量が前記範囲内であると、色濃度が充分で優れた色特性を確保するのに有効である。
−高分子分散剤−
本発明の分散組成物は、高分子分散剤の少なくとも一種を含有する。
本発明の分散組成物は、下記一般式(II)又は下記一般式(III)で表される構造単位の少なくとも1種と、酸基を有する構造単位の少なくとも1種と、を有する高分子化合物(以下、「特定重合体」ということがある。)を含有することが好ましい。

前記一般式(II)及び(II)中、R〜Rは各々独立に水素原子又は1価の有機基を表し、X及びXは各々独立に−CO−、−C(=O)O−、−CONH−、−OC(=O)−又はフェニレン基を表し、L及びLは各々独立に単結合又は2価の有機連結基を表し、A及びAは各々独立に1価の有機基を表し、m及びnは各々独立に2〜8の整数を表し、p及びqは各々独立に1〜100の整数を表す。
(一般式(II)又は一般式(III)で表される構造単位)
前記一般式(II)又は一般式(III)で表される構造単位は、(A)高分子化合物において繰り返し単位として含まれる。
前記一般式(II)及び一般式(III)において、R〜Rは各々独立に、水素原子又は1価の有機基を表す。1価の有機基としては、置換もしくは無置換のアルキル基が好ましい。アルキル基としては、炭素数1〜12のアルキル基が好ましく、炭素数1〜8のアルキル基がより好ましく、炭素数1〜4のアルキル基が特に好ましい。
アルキル基が置換基を有する場合、該置換基としては、例えば、ヒドロキシ基、アルコキシ基(好ましくは炭素数1〜5、より好ましくは炭素数1〜3がより好ましい。)メトキシ基、エトキシ基、シクロヘキシロキシ基等が挙げられる。
好ましいアルキル基として、具体的には、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、n−ブチル基、i−ブチル基、t−ブチル基、n−ヘキシル基、シクロヘキシル基、2−ヒドロキシエチル基、3−ヒドロキシプロピル基、2−ヒドロキシプロピル基、2−メトキシエチル基が挙げられる。
、R、R、及びRとしては、水素原子が好ましく、R及びRとしては、水素原子又はメチル基が、顔料表面への吸着効率の点から最も好ましい。
及びXは各々独立に、−CO−、−C(=O)O−、−CONH−、−OC(=O)−、又はフェニレン基を表す。中でも、−C(=O)O−、−CONH−、フェニレン基が、顔料への吸着性の観点で好ましく、−C(=O)O−が最も好ましい。
及びLは各々独立に、単結合又は2価の有機連結基を表す。2価の有機連結基としては、置換もしくは無置換のアルキレン基や、該アルキレン基とヘテロ原子又はヘテロ原子を含む部分構造とからなる2価の有機連結基が好ましい。ここで、アルキレン基としては、炭素数1〜12のアルキレン基が好ましく、炭素数1〜8のアルキレン基が更に好ましく、炭素数1〜4のアルキレン基が特に好ましい。また、ヘテロ原子を含む部分構造におけるヘテロ原子としては、例えば、酸素原子、窒素原子、硫黄原子があげられ、中でも、酸素原子、窒素原子が好ましい。
好ましいアルキレン基として、具体的には、例えば、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、トリメチレン基、テトラメチレン基が挙げられる。
アルキレン基が置換基を有する場合、該置換基としては、例えば、ヒドロキシ基等が挙げられる。
2価の有機連結基としては、前記のアルキレン基の末端に、−C(=O)−、−OC(=O)−、−NHC(=O)−から選ばれるヘテロ原子又はヘテロ原子を含む部分構造を有し、該ヘテロ原子又はヘテロ原子を含む部分構造を介して、隣接した酸素原子と連結したものが、顔料への吸着性の点から好ましい。
及びAは各々独立に、1価の有機基を表す。1価の有機基としては、置換もしくは非置換のアルキル基、又は、置換もしくは非置換のアリール基が好ましい。
好ましいアルキル基の例としては、炭素原子数が1から20までの直鎖状、分岐状、及び環状のアルキル基を挙げることができ、その具体例としては、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、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、ヘキサデシル基、オクタデシル基、エイコシル基、イソプロピル基、イソブチル基、s−ブチル基、t−ブチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、1−メチルブチル基、イソヘキシル基、2−エチルヘキシル基、2−メチルヘキシル基、シクロヘキシル基、シクロペンチル基、2−ノルボルニル基を挙げることができる。
置換アルキル基の置換基としては、水素を除く1価の非金属原子団の基が用いられ、好ましい例としては、ハロゲン原子(−F、−Br、−Cl、−I)、ヒドロキシル基、アルコキシ基、アリーロキシ基、メルカプト基、アルキルチオ基、アリールチオ基、アルキルジチオ基、アリールジチオ基、アミノ基、N−アルキルアミノ基、N,N−ジアルキルアミノ基、N−アリールアミノ基、N,N−ジアリールアミノ基、N−アルキル−N−アリールアミノ基、アシルオキシ基、カルバモイルオキシ基、N−アルキルカルバモイルオキシ基、N−アリールカルバモイルオキシ基、N,N−ジアルキルカルバモイルオキシ基、N,N−ジアリールカルバモイルオキシ基、N−アルキル−N−アリールカルバモイルオキシ基、アルキルスルホキシ基、アリールスルホキシ基、アシルオキシ基、アシルチオ基、アシルアミノ基、N−アルキルアシルアミノ基、N−アリールアシルアミノ基、ウレイド基、N’−アルキルウレイド基、N’,N’−ジアルキルウレイド基、N’−アリールウレイド基、N’,N’−ジアリールウレイド基、N’−アルキル−N’−アリールウレイド基、N−アルキルウレイド基、N−アリールウレイド基、N’−アルキル−N−アルキルウレイド基、N’−アルキル−N−アリールウレイド基、N’,N’−ジアルキル−N−アルキルウレイド基、N’,N’−ジアルキル−N−アリールウレイド基、N’−アリール−N−アルキルウレイド基、N’−アリール−N−アリールウレイド基、N’,N’−ジアリール−N−アルキルウレイド基、N’,N’−ジアリール−N−アリールウレイド基、N’−アルキル−N’−アリール−N−アルキルウレイド基、N’−アルキル−N’−アリール−N−アリールウレイド基、アルコキシカルボニルアミノ基、アリーロキシカルボニルアミノ基、N−アルキル−N−アルコキシカルボニルアミノ基、N−アルキル−N−アリーロキシカルボニルアミノ基、N−アリール−N−アルコキシカルボニルアミノ基、N−アリール−N−アリーロキシカルボニルアミノ基、ホルミル基、アシル基、カルボキシル基、アルコキシカルボニル基、アリーロキシカルボニル基、カルバモイル基、N−アルキルカルバモイル基、N,N−ジアルキルカルバモイル基、N−アリールカルバモイル基、N,N−ジアリールカルバモイル基、N−アルキル−N−アリールカルバモイル基、アルキルスルフィニル基、アリールスルフィニル基、アルキルスルホニル基、アリールスルホニル基、スルホ基(−SOH)及びその共役塩基基(以下、スルホナト基と称す)、アルコキシスルホニル基、アリーロキシスルホニル基、スルフィナモイル基、N−アルキルスルフィナモイル基、N,N−ジアルキルスルフィナモイル基、N−アリールスルフィナモイル基、N,N−ジアリールスルフィナモイル基、N−アルキル−N−アリールスルフィナモイル基、スルファモイル基、N−アルキルスルファモイル基、N,N−ジアルキルスルファモイル基、N−アリールスルファモイル基、N,N−ジアリールスルファモイル基、N−アルキル−N−アリールスルファモイル基、ホスホノ基(−PO)及びその共役塩基基(以下、ホスホナト基と称す)、ジアルキルホスホノ基(−PO(alkyl))、ジアリールホスホノ基(−PO(aryl))、アルキルアリールホスホノ基(−PO(alkyl)(aryl))、モノアルキルホスホノ基(−POH(alkyl))及びその共役塩基基(以後、アルキルホスホナト基と称す)、モノアリールホスホノ基(−POH(aryl))及びその共役塩基基(以後、アリールホスホナト基と称す)、ホスホノオキシ基(−OPO)及びその共役塩基基(以後、ホスホナトオキシ基と称す)、ジアルキルホスホノオキシ基(−OPO(alkyl))、ジアリールホスホノオキシ基(−OPO(aryl))、アルキルアリールホスホノオキシ基(−OPO(alkyl)(aryl))、モノアルキルホスホノオキシ基(−OPOH(alkyl))及びその共役塩基基(以後、アルキルホスホナトオキシ基と称す)、モノアリールホスホノオキシ基(−OPOH(aryl))及びその共役塩基基(以後、アリールホスホナトオキシ基と称す)、シアノ基、ニトロ基、アリール基、ヘテロアリール基、アルケニル基、アルキニル基、シリル基が挙げられる。
これらの置換基における、アルキル基の具体例としては、前述のアルキル基が挙げられ、これらは更に置換基を有していてもよい。
置換基としては、アルコキシ基、アリーロキシ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、N,N−ジアルキルアミノ基、N,N−ジアリールアミノ基、N−アルキル−N−アリールアミノ基、アシルオキシ基、アリール基、ヘテロアリール基、アルケニル基、アルキニル基、シリル基が、分散安定性の点から好ましい。
アリール基の具体例としては、フェニル基、ビフェニル基、ナフチル基、トリル基、キシリル基、メシチル基、クメニル基、クロロフェニル基、ブロモフェニル基、クロロメチルフェニル基、ヒドロキシフェニル基、メトキシフェニル基、エトキシフェニル基、フェノキシフェニル基、アセトキシフェニル基、ベンゾイロキシフェニル基、メチルチオフェニル基、フェニルチオフェニル基、メチルアミノフェニル基、ジメチルアミノフェニル基、アセチルアミノフェニル基、カルボキシフェニル基、メトキシカルボニルフェニル基、エトキシフェニルカルボニル基、フェノキシカルボニルフェニル基、N−フェニルカルバモイルフェニル基、フェニル基、シアノフェニル基、スルホフェニル基、スルホナトフェニル基、ホスフォノフェニル基、ホスフォナトフェニル基等を挙げることができる。
及びAとしては、分散安定性及び現像性の点から、炭素原子数1から20までの直鎖状、炭素原子数3から20までの分岐状、ならびに炭素原子数5から20までの環状のアルキル基が好ましく、炭素原子数4から15までの直鎖状、炭素原子数4から15までの分岐状、ならびに炭素原子数6から10までの環状のアルキル基がより好ましく、炭素原子数6から10までの直鎖状、炭素原子数6から12までの分岐状のアルキル基が更に好ましい。
m及びnは各々独立に、2〜8の整数を表す。分散安定性及び現像性の点から、m及びnは4〜6が好ましく、5が最も好ましい。
p及びqは各々独立に、1〜100の整数を表す。pの異なるもの、qの異なるものが2種以上、混合されてもよい。p及びqは、分散安定性及び現像性の点から、5〜60が好ましく、5〜40がより好ましく、5〜20が更に好ましい。
本発明における特定重合体は、前記一般式(II)で表される構造単位の少なくとも1種又は前記一般式(III)で表される構造単位の少なくとも1種を含み、あるいは前記一般式(II)で表される構造単位の少なくとも1種及び前記一般式(III)で表される構造単位の少なくとも1種を含む。ここで、前記一般式(II)及び(III)においては、以下の組み合わせが特に好ましい態様である。すなわち、R、R、R、及びRは水素原子が好ましく、R及びRは水素原子又はメチル基が好ましい。X及びXは−C(=O)O−が好ましい。L及びLは、炭素数1〜4のアルキレン基の末端に、−C(=O)−、−OC(=O)−、−NHC(=O)−から選ばれるヘテロ原子又はヘテロ原子を含む部分構造を有し、該ヘテロ原子又はヘテロ原子を含む部分構造を介して、隣接した酸素原子と連結した2価の有機連結基が好ましい。m及びnは5が好ましく、p及びqは5〜20が好ましい。
本発明における特定重合体としては、分散安定性の点から、前記一般式(II)で表される構造単位の少なくとも1種を含むものが好ましい。
また、前記一般式(II)で表される構造単位としては、下記一般式(II)−2で表される構造単位であることがより好ましい。
前記一般式(II)−2中、R〜Rは各々独立に水素原子又は1価の有機基を表し、Laは炭素数2〜10のアルキレン基を表し、Lbは−C(=O)−又は−NHC(=O)−を表し、Aは1価の有機基を表し、mは2〜8の整数を表し、pは1〜100の整数を表す。
〜R、Aで表される1価の有機基、並びにm、pの詳細及び好ましい態様は、前記一般式(II)における場合と同様である。
Laは、炭素数2〜8のアルキレン基がより好ましく、炭素数2〜4のアルキレン基が更に好ましい。具体的には、例えば、エチレン基、プロピレン基、トリメチレン基、テトラメチレン基が挙げられる。アルキレン基が置換基を有する場合、該置換基としては、例えば、ヒドロキシ基等が挙げられる。
前記一般式(II)、(III)又は(II)−2で表される構造単位は、それぞれ、下記一般式(i)、(ii)又は(i)−2で表される単量体を重合あるいは共重合することにより、高分子化合物の繰り返し単位として導入される。

前記一般式(i)、(ii)及び(i)−2中、R〜Rは各々独立に水素原子又は1価の有機基を表し、X及びXは各々独立に−CO−、−C(=O)O−、−CONH−、−OC(=O)−又はフェニレン基を表し、L及びLは各々独立に単結合又は2価の有機連結基を表し、Laは炭素数2〜10のアルキレン基を表し、Lbは−C(=O)−又は−NHC(=O)−を表し、A及びAは各々独立に1価の有機基を表し、m及びnは各々独立に2〜8の整数を表し、p及びqは各々独立に1〜100の整数を表す。
〜R、X及びX、L及びL、A及びA、m及びn、p及びqは、前記一般式(II)、(III)及び(II)−2と同義である。
以下、一般式(i)、(ii)又は(i)−2で表される単量体の好ましい具体例〔単量体(A−1)〜(A−24)〕を挙げるが、本発明はこれらに限定されるものではない。





本発明における特定重合体は、前記一般式(II)又は(III)で表される構造単位の少なくとも1種を含み、1種のみ含むものであってもよいし、2種以上を含んでもよい。
また、特定重合体において、前記一般式(II)又は(III)で表される構造単位の含有量は、特に制限はないが、重合体に含有される全構造単位を100質量%とした場合に、顔料の分散性及び現像性を両立する点で、前記構造単位を5質量%以上含有することが好ましく、30質量%以上含有することがより好ましく、40質量%〜60質量%含有することが更に好ましい。
(酸基を有する構造単位)
本発明における特定重合体は、酸基を有する構造単位(酸基含有構造単位)を含む。酸基含有構造単位の酸基は、顔料あるいは顔料誘導体に対して吸着基として働く。
本発明における酸基含有構造単位において、酸基としては、pKa10以下の酸基が好ましい。pKa10以下の酸基の具体例としては、例えば、スルホン酸基、リン酸基、カルボン酸基、フェノール基などが挙げられる。この中でも、顔料分散性と現像性を両立する観点から、カルボン酸基が最も好適に用いられる。
本発明における酸基含有構造単位では、酸基は直接、特定重合体の主鎖に結合していてもよく、連結鎖を介して特定重合体の主鎖に結合していてもよい。
特定重合体の主鎖と酸基とを連結する連結鎖としては、芳香環、エーテル基、エステル基、アミド基、ウレア基及び/又はウレタン基から選択される官能基を含む連結基であることが好ましい。前記官能基はそれ自体が顔料へ吸着性を示すため、酸基含有構造単位において、前記官能基が酸基と近い位置にあると、顔料あるいは顔料誘導体に対する吸着性を増す効果があると考えられる。
ここで、特定重合体の主鎖とは、ポリマーを合成する際に重合により連結した部位をいい、例えば、メタクリル酸エステルを重合したポリマーであれば、メタクリル部位が重合により連結したアルキレン部位をいう。
また、前記の連結基は、複数種の連結基を組み合わせて用いることができる。例えば、芳香環とエーテル基、芳香環とエステル基、芳香環とウレア基、エーテル基とウレア基、芳香環とエーテル基とウレア基等を組み合わせて用いることができる。
本発明の分散組成物が顔料としてチタンブラックを含む場合、チタンブラックは窒素原子を有するため、特定重合体の連結基として水素結合性官能基が好ましく用いられ、具体的には、アミド基、ウレア基、ウレタン基が好ましく用いられる。
また、本発明における酸基含有構造単位に用いられる連結基としては、芳香環を導入することが好ましい。連結鎖が芳香環を有することで、通常のアルキル鎖などに比べて、立体障害によりポリマーの絡まりを低減でき、芳香環が主鎖部からポリマーの外へ向きやすくなるので、顔料の分散性を向上させることができる。
ここで、芳香環とは、π電子をもつ原子が環状に並んだ構造を表し、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環などのヘテロ原子を含まない環や、ピリジン環、ピロール環、フラン環、カルバゾール環、チオフェン環などのヘテロ原子を含む環など各種用いることができる。そのなかでも、汎用性の高いベンゼン環、ナフタレン環、ピリジン環を好適に用いることができ、ベンゼン環をより好適に用いることができ、下記の式(2)で表される構造であることがより好ましい。

前記式(2)中、Yは特定重合体の主鎖との連結基を表し、Sは酸性官能基を表す。Rは水素原子、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアリール基、置換基を有していてもよいアルコキシ基、置換基を有していてもよいアリールオキシ基、置換基を有していてもよいヘテロアリールオキシ基、置換基を有していてもよいアルキルオキシカルボニル基、置換基を有していてもよいアリールオキシカルボニル基、置換基を有していてもよいアルキルアミド基、置換基を有していてもよいアリールアミド基、ハロゲン基、ニトロ基を表す。また、nは0から4の整数を表し、mは1から5の整数を表す。
前記式(2)中、Yは特定重合体の主鎖との連結基を表す。連結基の構造として特に限定はないが、酸基のpKaを下げる観点から、電子求引性基でベンゼン環と主鎖とが連結されていることが好ましく、エステル基、アミド基、スルホンアミド基、などで連結されていることがさらに好ましく、エステル基で連結されていることがより好ましい。
Yの好ましい具体例を下記に示すが、Yはこれらの構造に限定されるわけではない。Xは特定重合体の主鎖と結合する部位を表し、Zはベンゼン環と結合する部位を表す。


前記式(2)中、Rは水素原子、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアリール基、置換基を有していてもよいアルコキシ基、置換基を有していてもよいアリールオキシ基、置換基を有していてもよいヘテロアリールオキシ基、置換基を有していてもよいアルキルオキシカルボニル基、置換基を有していてもよいアリールオキシカルボニル基、置換基を有していてもよいアルキルアミド基、置換基を有していてもよいアリールアミド基、ハロゲン基、ニトロ基を表す。酸基のpKaを下げる観点から、水素原子か電子求引性基で置換されていることが好ましく、水素原子、置換基を有していてもよいアルキルオキシカルボニル基、置換基を有していてもよいアリールオキシカルボニル基、置換基を有していてもよいアルキルアミド基、置換基を有していてもよいアリールアミド基、ハロゲン基、ニトロ基、カルボキシル基が好ましく、水素原子、置換基を有していてもよいアルキルオキシカルボニル基、置換基を有していてもよいアリールオキシカルボニル基がよりさらに好ましい。
本発明における酸基含有構造単位は、酸基としてカルボン酸基を有する構造単位(以下、「カルボン酸基含有構造単位」ということがある。)が好ましい。より好ましくは、水素原子を除く原子の数が4個以上である原子団から構成される連結鎖を介して、特定重合体の主鎖に結合するカルボン酸基を有する構造単位である。
前記カルボン酸基含有構造単位においては、カルボン酸基が連結鎖を介して主鎖に結合していることにより、カルボン酸基部分のフレキシビリティが高まり、より効率的に、顔料あるいは顔料誘導体と相互作用することが可能となる。また、カルボン酸基は現像性基としても働くため、フレキシビリティが高くなることにより、現像性も向上する。この点において、連結鎖は長い方が好ましい。
一方、連結鎖が長すぎると、ポリマー中に導入できるカルボン酸基含有構造単位の数が少なくなるので、引いては、ポリマー中に導入できるカルボン酸基の数が少なくなる。
前記のことから、カルボン酸基含有構造単位においては、主鎖とカルボン酸基とを連結する連結鎖が、水素原子を除く原子の数が4個から100個である原子団から構成されていることが好ましく、より好ましくは、水素原子を除く原子の数が6個から60個である原子団から構成されていることであり、さらに好ましくは、水素原子を除く原子の数が8個から20個である原子団から構成されていることである。
前記カルボン酸基含有構造単位では、特定重合体の主鎖とカルボン酸基とを連結する連結鎖の好ましい態様は、既述の酸基含有構造単位における連結鎖と同様であり、また、連結鎖として複数種の連結基を組み合わせて用いることができることも同様である。
前記カルボン酸基含有構造単位に用いられる連結基としては、既述の酸基含有構造単位と同様、芳香環を導入することが好ましく、芳香環の好ましい態様も同様である。
前記カルボン酸基含有構造単位の部分構造としては、下記の式(1)で表される構造であることがより好ましい。

前記式(1)中、Y、R、及びnは、前記式(2)と同義である。カルボン酸基は、ベンゼン環から連結基を介して導入されていてもよい。
前記式(1)で表される部分構造の具体例を以下に示すが、該部分構造はこれらの具体例に限定されるわけではない。Xは主鎖との結合部位を表す。


前記カルボン酸基含有構造単位においては、前記連結鎖が、芳香環を有し、水素原子を除く原子の数が6個以上60個以下である原子団から構成されることが好ましい。より好ましくは、前記芳香環がベンゼン環であり、該ベンゼン環を介して又はエステル結合で主鎖に結合している連結鎖である。
本発明における特定重合体において、前記カルボン酸基含有構造単位の含有量は、着色領域を形成する場合の現像液中での析出物の生成抑制という点で、50mgKOH/g以上が好ましい。顔料の1次粒子の凝集体である2次凝集体の生成を効果的に抑制、あるいは、2次凝集体の凝集力を効果的に弱めるためには、カルボン酸基含有構造単位の含有量は、50mgKOH/g〜200mgKOH/gであることが好ましい。
(他の構造単位)
本発明における特定重合体は、顔料への吸着性を高める目的で、顔料に吸着し得る官能基を有する単量体をさらに共重合した高分子化合物であることが好ましい。
酸基以外に、顔料に吸着し得る官能基を有する単量体としては、具体的には、有機色素構造あるいは複素環構造を有するモノマー、塩基性窒素原子を有するモノマー、イオン性基を有するモノマーなどを挙げることができる。中でも、顔料への吸着力の点で、有機色素構造あるいは複素環構造を有するモノマーが好ましい。
顔料に吸着し得る官能基を有する単量体(モノマー)は、分散する顔料の種類に応じて、適宜選択することができ、これらは単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
本発明における特定重合体は、その効果を損なわない範囲において、更に、共重合可能なビニルモノマーに由来する構造単位を含んでいてもよい。
ここで使用可能なビニルモノマーとしては、特に制限されないが、例えば、(メタ)アクリル酸エステル類、クロトン酸エステル類、ビニルエステル類、マレイン酸ジエステル類、フマル酸ジエステル類、イタコン酸ジエステル類、(メタ)アクリルアミド類、ビニルエーテル類、ビニルアルコールのエステル類、スチレン類、(メタ)アクリロニトリルなどが好ましい。このようなビニルモノマーの具体例としては、例えば以下のような化合物が挙げられる。なお、本明細書において「アクリル、メタクリル」のいずれかあるいは双方を示す場合「(メタ)アクリル」と記載することがある。
(メタ)アクリル酸エステル類の例としては、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸n−プロピル、(メタ)アクリル酸イソプロピル、(メタ)アクリル酸n−ブチル、(メタ)アクリル酸イソブチル、(メタ)アクリル酸t−ブチル、(メタ)アクリル酸n−ヘキシル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸t−ブチルシクロヘキシル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸t−オクチル、(メタ)アクリル酸ドデシル、(メタ)アクリル酸オクタデシル、(メタ)アクリル酸アセトキシエチル、(メタ)アクリル酸フェニル、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸2−メトキシエチル、(メタ)アクリル酸2−エトキシエチル、(メタ)アクリル酸2−(2−メトキシエトキシ)エチル、(メタ)アクリル酸3−フェノキシ−2−ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸ベンジル、(メタ)アクリル酸ジエチレングリコールモノメチルエーテル、(メタ)アクリル酸ジエチレングリコールモノエチルエーテル、(メタ)アクリル酸トリエチレングリコールモノメチルエーテル、(メタ)アクリル酸トリエチレングリコールモノエチルエーテル、(メタ)アクリル酸ポリエチレングリコールモノメチルエーテル、(メタ)アクリル酸ポリエチレングリコールモノエチルエーテル、(メタ)アクリル酸β−フェノキシエトキシエチル、(メタ)アクリル酸ノニルフェノキシポリエチレングリコール、(メタ)アクリル酸ジシクロペンテニル、(メタ)アクリル酸ジシクロペンテニルオキシエチル、(メタ)アクリル酸トリフロロエチル、(メタ)アクリル酸オクタフロロペンチル、(メタ)アクリル酸パーフロロオクチルエチル、(メタ)アクリル酸ジシクロペンタニル、(メタ)アクリル酸トリブロモフェニル、(メタ)アクリル酸トリブロモフェニルオキシエチルなどが挙げられる。
クロトン酸エステル類の例としては、クロトン酸ブチル、及びクロトン酸ヘキシル等が挙げられる。
ビニルエステル類の例としては、ビニルアセテート、ビニルプロピオネート、ビニルブチレート、ビニルメトキシアセテート、及び安息香酸ビニルなどが挙げられる。
マレイン酸ジエステル類の例としては、マレイン酸ジメチル、マレイン酸ジエチル、及びマレイン酸ジブチルなどが挙げられる。
フマル酸ジエステル類の例としては、フマル酸ジメチル、フマル酸ジエチル、及びフマル酸ジブチルなどが挙げられる。
イタコン酸ジエステル類の例としては、イタコン酸ジメチル、イタコン酸ジエチル、及びイタコン酸ジブチルなどが挙げられる。
(メタ)アクリルアミド類としては、(メタ)アクリルアミド、N−メチル(メタ)アクリルアミド、N−エチル(メタ)アクリルアミド、N−プロピル(メタ)アクリルアミド、N−イソプロピル(メタ)アクリルアミド、N−n−ブチルアクリル(メタ)アミド、N−t−ブチル(メタ)アクリルアミド、N−シクロヘキシル(メタ)アクリルアミド、N−(2−メトキシエチル)(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジエチル(メタ)アクリルアミド、N−フェニル(メタ)アクリルアミド、N−ベンジル(メタ)アクリルアミド、(メタ)アクリロイルモルホリン、ジアセトンアクリルアミドなどが挙げられる。
ビニルエーテル類の例としては、メチルビニルエーテル、ブチルビニルエーテル、ヘキシルビニルエーテル、及びメトキシエチルビニルエーテルなどが挙げられる。
スチレン類の例としては、スチレン、メチルスチレン、ジメチルスチレン、トリメチルスチレン、エチルスチレン、イソプロピルスチレン、ブチルスチレン、ヒドロキシスチレン、メトキシスチレン、ブトキシスチレン、アセトキシスチレン、クロロスチレン、ジクロロスチレン、ブロモスチレン、クロロメチルスチレン、酸性物質により脱保護可能な基(例えばt−Bocなど)で保護されたヒドロキシスチレン、ビニル安息香酸メチル、及びα−メチルスチレンなどが挙げられる。
本願発明の(A)高分子化合物(特定重合体)の具体例としては、以下の例示化合物1〜例示化合物35が挙げられる。







本発明における特定重合体の好ましい分子量は、重量平均分子量(Mw)で5000〜100000の範囲、数平均分子量(Mn)で2500〜50000の範囲である。重量平均分子量(Mw)で10000〜50000の範囲、数平均分子量(Mn)で5000〜30000の範囲であることがより好ましい。特に、重量平均分子量(Mw)で20000〜40000の範囲、数平均分子量(Mn)で5000〜20000の範囲であることが最も好ましい。
すなわち、顔料の1次粒子の凝集体である2次凝集体を効果的にほぐし、あるいは、再凝集を効果的に弱める観点からは、特定重合体の重量平均分子量(Mw)は1000以上であることが好ましい。また、着色組成物を含有する着色感光性組成物によりカラーフィルタを製造する際の現像性の観点からは、特定重合体の重量平均分子量(Mw)は50000以下であることが好ましい。
本発明における特定重合体は、通常のラジカル重合法によって製造することができる。
一般的には、懸濁重合法あるいは溶液重合法などを用いる。このような特定重合体を合成する際に用いられる溶媒としては、例えば、エチレンジクロリド、シクロヘキサノン、メチルエチルケトン、アセトン、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、2−メトキシエチルアセテート、1−メトキシ−2−プロパノール、1−メトキシ−2−プロピルアセテート、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、トルエン、酢酸エチル、乳酸メチル、乳酸エチルなどが挙げられる。これらの溶媒は単独あるいは2種以上混合してもよい。なお、ラジカル重合の際、ラジカル重合開始剤を使用することができ、また、更に連鎖移動剤(例:2−メルカプトエタノール及びドデシルメルカプタン)を使用することができる。
特定重合体の分散組成物中における含有量は、顔料:特定重合体(質量比)=1:0.1〜1:2の範囲が好ましく、より好ましくは1:0.2〜1:1の範囲であり、更に好ましくは1:0.4〜1:0.7の範囲である。
また、顔料誘導体を含有することができる。
顔料誘導体とは、有機顔料の側鎖に酸性基、塩基性基、芳香族基を置換基として導入した化合物である。
前記特定重合体(高分子分散剤)と親和性のある部位を有する顔料誘導体を顔料の表面に吸着させ、これを特定重合体の吸着点として用いることで、顔料を微細な粒子として着色組成物中に分散させることができる。また、その再凝集をも防止することができる。つまり、顔料誘導体は顔料表面を改質することで、本発明における特定重合体のような高分子分散剤の吸着を促進させる効果を有する。
本発明における特定重合体は酸基を有していることから、顔料誘導体として塩基性基を有する塩基性顔料誘導体を用いることにより、さらに顔料の分散性が向上し、微細な顔料を効果的に分散することができる。そして、塩基性顔料誘導体を含有する着色組成物を用いることで、さらに色濃度ムラが小さく色特性に優れたカラーフィルタを形成することができる。
顔料誘導体は、有機顔料を母体骨格とし、側鎖に酸性基や塩基性基、芳香族基を置換基として導入した化合物である。母体骨格となる有機顔料は、具体的には、キナクリドン系顔料、フタロシアニン系顔料、アゾ系顔料、キノフタロン系顔料、イソインドリン系顔料、イソインドリノン系顔料、キノリン顔料、ジケトピロロピロール顔料、ベンゾイミダゾロン顔料等が挙げられる。また、母体骨格としては、一般に、色素と呼ばれていないナフタレン系、アントラキノン系、トリアジン系、キノリン系等の淡黄色の芳香族多環化合物も含まれる。
顔料誘導体としては、特開平11−49974号公報、同平11−189732号公報、同平10−245501号公報、同2006−265528号公報、同平8−295810号公報、同平11−199796号公報、同2005−234478号公報、同2003−240938号公報、同2001−356210号公報等に記載されているものを使用できる。
本発明の分散組成物中に顔料誘導体を使用する場合、その使用量としては、顔料に対し1質量%〜80質量%の範囲にあることが好ましく、3質量%〜65質量%の範囲にあることがより好ましく、5質量%〜50質量%の範囲にあることが特に好ましい。含有量がこの範囲内であると、粘度を低く抑えながら、顔料の分散を良好に行えると共に、分散後の分散安定性を向上させることができる。そして、この着色組成物をカラーフィルタの製造に適用することで、透過率が高く、優れた色特性を有し、高いコントラストのカラーフィルタを得ることができる。
本発明の効果を損なわない範囲において、必要に応じて、本発明における特定重合体の他に、他の高分子化合物を同時に使用してもよい。他の高分子化合物としては、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用いられる。
天然樹脂としてはロジンが代表的であり、変性天然樹脂としては、ロジン誘導体、繊維素誘導体、ゴム誘導体、タンパク誘導体及びそれらのオリゴマーが挙げられる。合成樹脂としては、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、マレイン酸樹脂、ブチラール樹脂、ポリエステル樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、ポリウレタン樹脂等が挙げられる。天然樹脂で変性された合成樹脂としては、ロジン変性マレイン酸樹脂、ロジン変性フェノール樹脂等が挙げられる。
合成樹脂としては、ポリアミドアミンとその塩、ポリカルボン酸とその塩、高分子量不飽和酸エステル、ポリウレタン、ポリエステル、ポリ(メタ)アクリレート、(メタ)アクリル系共重合体、ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物が挙げられる。
−染料−
本発明の分散組成物は、前記有機顔料と異なる母体骨格を有し、前記有機顔料の表面に吸着していない染料の少なくとも一種を含有する。
母体骨格とは、化合物が色を呈するために必要な分子構造(発色団)のことをいう。母体骨格は、染料化合物中において連続する不飽和結合により構成された構造部分(共役系)であり、例えば、芳香族、>C=C<、>C=O、>C=N−、>N=N<、−N=O、等が連結した構造部分である。具体的には、例えば後述するようにキナクリドン系顔料、フタロシアニン系顔料、アゾ系顔料等の有機顔料が母体骨格となる。
本発明における染料は、分散組成物中で有機顔料の表面に吸着して存在しないものである。ここで、「有機顔料の表面に吸着していない」とは、有機顔料と染料の1:1混合物を10質量%濃度で溶剤に溶解させたときに、400nm〜700nmの範囲において溶液の上澄み部分が3%を超える透過率を示すことをいう。すなわち、一般に顔料が分散された分散液には分散剤などの顔料誘導体も含まれることが多く、顔料誘導体は有機顔料を母体骨格として側鎖に酸性基や塩基性基、芳香族基を置換基として導入した化合物であるが、本発明の分散組成物において有機顔料及び高分子分散剤とは別に染料を含んでおり、本発明にいう染料には、顔料に吸着する分散剤などの顔料誘導体は含まれない。
染料としては、上記のように有機顔料に吸着するものでないこと以外は特に制限はなく、従来よりカラーフィルタ用途として用いられている公知の染料を使用できる。例えば、特開昭64−90403号公報、特開昭64−91102号公報、特開平1−94301号公報、特開平6−11614号公報、特許第2592207号、米国特許第4,808,501号明細書、米国特許第5,667,920号明細書、米国特許第5,059,500号明細書、特開平5−333207号公報、特開平6−35183号公報、特開平6−51115号公報、特開平6−194828号公報、特開平8−211599号公報、特開平4−249549号公報、特開平10−123316号公報、特開平11−302283号公報、特開平7−286107号公報、特開2001−4823号公報、特開平8−15522号公報、特開平8−29771号公報、特開平8−146215号公報、特開平11−343437号公報、特開平8−62416号公報、特開2002−14220号公報、特開2002−14221号公報、特開2002−14222号公報、特開2002−14223号公報、特開平8−302224号公報、特開平8−73758号公報、特開平8−179120号公報、特開平8−151531号公報等に記載の色素が挙げられる。
好ましい染料の化学構造としては、ピラゾールアゾ系、アニリノアゾ系、トリフェニルメタン系、アントラキノン系、アンスラピリドン系、ベンジリデン系、オキソノール系、ピラゾロトリアゾールアゾ系、ピリドンアゾ系、シアニン系、フェノチアジン系、ピロロピラゾールアゾメチン系、キサンテン系、フタロシアニン系、ペンゾピラン系、インジゴ系等の染料が挙げられる。
本発明における染料としては、分光特性や耐熱性の点で、下記一般式(I)で表される化合物が金属原子又は金属化合物に配位した錯体(以下、「特定錯体」ともいう。)が好ましい。
一般式(I)中、R、R、R、R、R、及びRは、各々独立に、水素原子、又は置換基を表し、Rは水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アリール基、又はヘテロ環基を表す。
一般式(I)においてR〜Rで表される置換基は、以下に示されるような1価の基(以下、列記した一価の基の群を「置換基R」と総称する場合がある。)が挙げられる。
すなわち、ハロゲン原子(例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子)、アルキル基(好ましくは炭素数1〜48、より好ましくは炭素数1〜24の、直鎖、分岐鎖、又は環状のアルキル基で、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、t−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、2−エチルヘキシル基、ドデシル基、ヘキサデシル基、シクロプロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、1−ノルボルニル基、1−アダマンチル基)、アルケニル基(好ましくは炭素数2〜48、より好ましくは炭素数2〜18のアルケニル基で、例えば、ビニル基、アリル基、3−ブテン−1−イル基)、アリール基(好ましくは炭素数6〜48、より好ましくは炭素数6〜24のアリール基で、例えば、フェニル基、ナフチル基)、ヘテロ環基(好ましくは炭素数1〜32、より好ましくは炭素数1〜18のヘテロ環基で、例えば、2−チエニル基、4−ピリジル基、2−フリル基、2−ピリミジニル基、1−ピリジル基、2−ベンゾチアゾリル基、1−イミダゾリル基、1−ピラゾリル基、ベンゾトリアゾール−1−イル基)、シリル基(好ましくは炭素数3〜38、より好ましくは炭素数3〜18のシリル基で、例えば、トリメチルシリル基、トリエチルシリル基、トリブチルシリル基、t−ブチルジメチルシリル基、t−ヘキシルジメチルシリル基)、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、アルコキシ基(好ましくは炭素数1〜48、より好ましくは炭素数1〜24のアルコキシ基で、例えば、メトキシ基、エトキシ基、1−ブトキシ基、2−ブトキシ基、イソプロポキシ基、t−ブトキシ基、ドデシルオキシ基、また、シクロアルキルオキシ基であれば、例えば、シクロペンチルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基)、アリールオキシ基(好ましくは炭素数6〜48、より好ましくは炭素数6〜24のアリールオキシ基で、例えば、フェノキシ基、1−ナフトキシ基)、ヘテロ環オキシ基(好ましくは炭素数1〜32、より好ましくは炭素数1〜18のヘテロ環オキシ基で、例えば、1−フェニルテトラゾール−5−オキシ基、2−テトラヒドロピラニルオキシ基)、シリルオキシ基(好ましくは炭素数1〜32、より好ましくは炭素数1〜18のシリルオキシ基で、例えば、トリメチルシリルオキシ基、t−ブチルジメチルシリルオキシ基、ジフェニルメチルシリルオキシ基)、アシルオキシ基(好ましくは炭素数2〜48、より好ましくは炭素数2〜24のアシルオキシ基で、例えば、アセトキシ基、ピバロイルオキシ基、ベンゾイルオキシ基、ドデカノイルオキシ基)、アルコキシカルボニルオキシ基(好ましくは炭素数2〜48、より好ましくは炭素数2〜24のアルコキシカルボニルオキシ基で、例えば、エトキシカルボニルオキシ基、t−ブトキシカルボニルオキシ基、また、シクロアルキルオキシカルボニルオキシ基であれば、例えば、シクロヘキシルオキシカルボニルオキシ基)、アリールオキシカルボニルオキシ基(好ましくは炭素数7〜32、より好ましくは炭素数7〜24のアリールオキシカルボニルオキシ基で、例えば、フェノキシカルボニルオキシ基)、カルバモイルオキシ基(好ましくは炭素数1〜48、よりこの好ましくは炭素数1〜24のカルバモイルオキシ基で、例えば、N,N−ジメチルカルバモイルオキシ基、N−ブチルカルバモイルオキシ基、N−フェニルカルバモイルオキシ基、N−エチル−N−フェニルカルバモイルオキシ基)、スルファモイルオキシ基(好ましくは炭素数1〜32、より好ましくは炭素数1〜24のスルファモイルオキシ基で、例えば、N,N−ジエチルスルファモイルオキシ基、N−プロピルスルファモイルオキシ基)、アルキルスルホニルオキシ基(好ましくは炭素数1〜38、より好ましくは炭素数1〜24のアルキルスルホニルオキシ基で、例えば、メチルスルホニルオキシ基、ヘキサデシルスルホニルオキシ基、シクロヘキシルスルホニルオキシ基)、
アリールスルホニルオキシ基(好ましくは炭素数6〜32、より好ましくは炭素数6〜24のアリールスルホニルオキシ基で、例えば、フェニルスルホニルオキシ基)、アシル基(好ましくは炭素数1〜48、より好ましくは炭素数1〜24のアシル基で、例えば、ホルミル基、アセチル基、ピバロイル基、ベンゾイル基、テトラデカノイル基、シクロヘキサノイル基)、アルコキシカルボニル基(好ましくは炭素数2〜48、より好ましくは炭素数2〜24のアルコキシカルボニル基で、例えば、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、オクタデシルオキシカルボニル基、シクロヘキシルオキシカルボニル基、2,6−ジ−tert−ブチル−4−メチルシクロヘキシルオキシカルボニル基)、アリールオキシカルボニル基(好ましくは炭素数7〜32、より好ましくは炭素数7〜24のアリールオキシカルボニル基で、例えば、フェノキシカルボニル基)、カルバモイル基(好ましくは炭素数1〜48、より好ましくは炭素数1〜24のカルバモイル基で、例えば、カルバモイル基、N,N−ジエチルカルバモイル基、N−エチル−N−オクチルカルバモイル基、N,N−ジブチルカルバモイル基、N−プロピルカルバモイル基、N−フェニルカルバモイル基、N−メチルN−フェニルカルバモイル基、N,N−ジシクロへキシルカルバモイル基)、アミノ基(好ましくは炭素数32以下、より好ましくは炭素数24以下のアミノ基で、例えば、アミノ基、メチルアミノ基、N,N−ジブチルアミノ基、テトラデシルアミノ基、2−エチルへキシルアミノ基、シクロヘキシルアミノ基)、アニリノ基(好ましくは炭素数6〜32、より好ましくは6〜24のアニリノ基で、例えば、アニリノ基、N−メチルアニリノ基)、ヘテロ環アミノ基(好ましくは炭素数1〜32、より好ましくは1〜18のヘテロ環アミノ基で、例えば、4−ピリジルアミノ基)、カルボンアミド基(好ましくは炭素数2〜48、より好ましくは2〜24のカルボンアミド基で、例えば、アセトアミド基、ベンズアミド基、テトラデカンアミド基、ピバロイルアミド基、シクロヘキサンアミド基)、ウレイド基(好ましくは炭素数1〜32、より好ましくは炭素数1〜24のウレイド基で、例えば、ウレイド基、N,N−ジメチルウレイド基、N−フェニルウレイド基)、イミド基(好ましくは炭素数36以下、より好ましくは炭素数24以下のイミド基で、例えば、N−スクシンイミド基、N−フタルイミド基)、アルコキシカルボニルアミノ基(好ましくは炭素数2〜48、より好ましくは炭素数2〜24のアルコキシカルボニルアミノ基で、例えば、メトキシカルボニルアミノ基、エトキシカルボニルアミノ基、t−ブトキシカルボニルアミノ基、オクタデシルオキシカルボニルアミノ基、シクロヘキシルオキシカルボニルアミノ基)、アリールオキシカルボニルアミノ基(好ましくは炭素数7〜32、より好ましくは炭素数7〜24のアリールオキシカルボニルアミノ基で、例えば、フェノキシカルボニルアミノ基)、スルホンアミド基(好ましくは炭素数1〜48、より好ましくは炭素数1〜24のスルホンアミド基で、例えば、メタンスルホンアミド基、ブタンスルホンアミド基、ベンゼンスルホンアミド基、ヘキサデカンスルホンアミド基、シクロヘキサンスルホンアミド基)、スルファモイルアミノ基(好ましくは炭素数1〜48、より好ましくは炭素数1〜24のスルファモイルアミノ基で、例えば、N、N−ジプロピルスルファモイルアミノ基、N−エチル−N−ドデシルスルファモイルアミノ基)、アゾ基(好ましくは炭素数1〜32、より好ましくは炭素数1〜24のアゾ基で、例えば、フェニルアゾ基、3−ピラゾリルアゾ基)、
アルキルチオ基(好ましくは炭素数1〜48、より好ましくは炭素数1〜24のアルキルチオ基で、例えば、メチルチオ基、エチルチオ基、オクチルチオ基、シクロヘキシルチオ基)、アリールチオ基(好ましくは炭素数6〜48、より好ましくは炭素数6〜24のアリールチオ基で、例えば、フェニルチオ基)、ヘテロ環チオ基(好ましくは炭素数1〜32、より好ましくは炭素数1〜18のヘテロ環チオ基で、例えば、2−ベンゾチアゾリルチオ基、2−ピリジルチオ基、1−フェニルテトラゾリルチオ基)、アルキルスルフィニル基(好ましくは炭素数1〜32、より好ましくは炭素数1〜24のアルキルスルフィニル基で、例えば、ドデカンスルフィニル基)、アリールスルフィニル基(好ましくは炭素数6〜32、より好ましくは炭素数6〜24のアリールスルフィニル基で、例えば、フェニルスルフィニル基)、アルキルスルホニル基(好ましくは炭素数1〜48、より好ましくは炭素数1〜24のアルキルスルホニル基で、例えば、メチルスルホニル基、エチルスルホニル基、プロピルスルホニル基、ブチルスルホニル基、イソプロピルスルホニル基、2−エチルヘキシルスルホニル基、ヘキサデシルスルホニル基、オクチルスルホニル基、シクロヘキシルスルホニル基)、アリールスルホニル基(好ましくは炭素数6〜48、より好ましくは炭素数6〜24のアリールスルホニル基で、例えば、フェニルスルホニル基、1−ナフチルスルホニル基)、スルファモイル基(好ましくは炭素数32以下、より好ましくは炭素数24以下のスルファモイル基で、例えば、スルファモイル基、N,N−ジプロピルスルファモイル基、N−エチル−N−ドデシルスルファモイル基、N−エチル−N−フェニルスルファモイル基、N−シクロヘキシルスルファモイル基)、スルホ基、ホスホニル基(好ましくは炭素数1〜32、より好ましくは炭素数1〜24のホスホニル基で、例えば、フェノキシホスホニル基、オクチルオキシホスホニル基、フェニルホスホニル基)、ホスフィノイルアミノ基(好ましくは炭素数1〜32、より好ましくは炭素数1〜24のホスフィノイルアミノ基で、例えば、ジエトキシホスフィノイルアミノ基、ジオクチルオキシホスフィノイルアミノ基)を表す。
上述した1価の基が更に置換可能な基である場合には、上述した各基のいずれかによって更に置換されていてもよい。なお、2個以上の置換基を有している場合には、それらの置換基は同一であっても異なっていてもよい。
一般式(I)において、RとR、RとR、RとR、及びRとRは、各々独立に、互いに結合して5員、6員、又は7員の環を形成していてもよい。なお、形成される環としては、飽和環、又は不飽和環がある。この5員、6員、又は7員の飽和環、又は不飽和環としては、例えば、ピロール環、フラン環、チオフェン環、ピラゾール環、イミダゾール環、トリアゾール環、オキサゾール環、チアゾール環、ピロリジン環、ピペリジン環、シクロペンテン環、シクロヘキセン環、ベンゼン環、ピリジン環、ピラジン環、ピリダジン環が挙げられ、好ましくは、ベンゼン環、ピリジン環が挙げられる。
なお、形成される5員、6員、及び7員の環が、更に置換可能な基である場合には、前記置換基Rのいずれかで置換されていてもよく、2個以上の置換基で置換されている場合には、それらの置換基は同一であっても異なっていてもよい。
また、一般式(I)において、Rがハロゲン原子、アルキル基、アリール基、又はヘテロ環基である場合、これらの好ましい範囲は、前述のR〜Rとしてのハロゲン原子、アルキル基、アリール基、又はヘテロ環基の好ましい範囲と同様である。
一般式(I)において、前記R及びRとしては、上記の中でも、アルキルアミノ基、アリールアミノ基、カルボンアミド基、ウレイド基、イミド基、アルコキシカルボニルアミノ基、スルホンアミド基が好ましく、カルボンアミド基、ウレイド基、アルコキシカルボニルアミノ基、スルホンアミド基がより好ましく、カルボンアミド基、ウレイド基、アルコキシカルボニルアミノ基、スルホンアミド基が更に好ましく、カルボンアミド基、ウレイド基が特に好ましい。
一般式(I)において、前記R及びRとしては、上記の中でも、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、カルバモイル基、アルキルスルホニル基、アリールスルホニル基、ニトリル基、イミド基、カルバモイルスルホニル基が好ましく、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、カルバモイル基、アルキルスルホニル基、ニトリル基、イミド基、カルバモイルスルホニル基がより好ましく、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、カルバモイル基、ニトリル基、イミド基、カルバモイルスルホニル基が更に好ましく、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、カルバモイル基が特に好ましい。
一般式(I)において、前記R及びRとしては、上記の中でも、置換又は無置換のアルキル基、置換又は無置換のアリール基、置換又は無置換のヘテロ環基が好ましく、更に好ましくは置換又は無置換のアルキル基、置換又は無置換のアリール基である。
一般式(I)において、R及びRがアルキル基を表す場合の、該アルキル基としては、好ましくは、炭素数1〜12の直鎖、分岐鎖、又は環状の置換又は無置換のアルキル基であり、より具体的には、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、シクロプロピル基、n−ブチル基、i−ブチル基、t−ブチル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、及び、ベンジル基が挙げられ、より好ましくは炭素数1〜12の分岐鎖、又は環状の置換又は無置換のアルキル基であり、より具体的には、例えば、イソプロピル基、シクロプロピル基、i−ブチル基、t−ブチル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基が挙げられ、更に好ましくは、炭素数1〜12の2級又は3級の置換又は無置換のアルキル基であり、より具体的には、例えば、イソプロピル基、シクロプロピル基、i−ブチル基、t−ブチル基、シクロブチル基、シクロヘキシル基が挙げられる。
一般式(I)において、R及びRがアリール基を表す場合の、該アリール基としては、好ましくは、置換又は無置換のフェニル基、置換又は無置換のナフチル基が挙げられ、より好ましくは置換又は無置換のフェニル基である。
及びRがヘテロ環基を表す場合の、該ヘテロ環基としては、好ましくは、置換又は無置換の2−チエニル基、置換又は無置換の4−ピリジル基、置換又は無置換の3−ピリジル基、置換又は無置換の2−ピリジル基、置換又は無置換の2−フリル基、置換又は無置換の2−ピリミジニル基、置換又は無置換の2−ベンゾチアゾリル基、置換又は無置換の1−イミダゾリル基、置換又は無置換の1−ピラゾリル基、置換又は無置換のベンゾトリアゾール−1−イル基が挙げられ、より好ましくは置換又は無置換の2−チエニル基、置換又は無置換の4−ピリジル基、置換又は無置換の2−フリル基、置換又は無置換の2−ピリミジニル基、置換又は無置換の1−ピリジル基が挙げられる。
次に、特定錯体を構成する金属原子又は金属化合物について説明する。
金属又は金属化合物としては、錯体を形成可能な金属原子又は金属化合物であればいずれであってもよく、2価の金属原子、2価の金属酸化物、2価の金属水酸化物、又は2価の金属塩化物が含まれる。例えば、Zn、Mg、Si、Sn、Rh、Pt、Pd、Mo、Mn、Pb、Cu、Ni、Co、Fe等の他に、AlCl、InCl、FeCl、TiCl、SnCl、SiCl、GeClなどの金属塩化物、TiO、VO等の金属酸化物、Si(OH)等の金属水酸化物も含まれる。
これらの中でも、錯体の安定性、分光特性、耐熱、耐光性、及び製造適性等の観点から、Fe、Zn、Mg、Si、Pt、Pd、Mo、Mn、Cu、Ni、Co、TiO、又はVOが好ましく、Fe、Zn、Mg、Si、Pt、Pd、Cu、Ni、Co、又はVOが更に好ましく、Fe、Zn、Cu、Co、又はVO(V=O)が最も好ましい。
前記一般式(I)で表される化合物が金属原子又は金属化合物に配位した特定錯体において、好ましい態様を以下に示す。すなわち、
一般式(I)において、R及びRが、各々独立に、水素原子、アルキル基、アルケニル基、アリール基、ヘテロ環基、シリル基、ヒドロキシル基、シアノ基、アルコキシ基、アリールオキシ基、ヘテロ環オキシ基、アシル基、アルコキシカルボニル基、カルバモイル基、アミノ基、アニリノ基、ヘテロ環アミノ基、カルボンアミド基、ウレイド基、イミド基、アルコキシカルボニルアミノ基、アリールオキシカルボニルアミノ基、スルホンアミド基、アゾ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、ヘテロ環チオ基、アルキルスルホニル基、アリールスルホニル基、又はホスフィノイルアミノ基で表され、R及びRが、各々独立に、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アルケニル基、アリール基、ヘテロ環基、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、アルコキシ基、アリールオキシ基、ヘテロ環オキシ基、アシル基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、カルバモイル基、イミド基、アルコキシカルボニルアミノ基、スルホンアミド基、アゾ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、ヘテロ環チオ基、アルキルスルホニル基、アリールスルホニル基、又はスルファモイル基で表され、R及びRが、各々独立に、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アルケニル基、アリール基、ヘテロ環基、シリル基、ヒドロキシル基、シアノ基、アルコキシ基、アリールオキシ基、ヘテロ環オキシ基、アシル基、アルコキシカルボニル基、カルバモイル基、アニリノ基、カルボンアミド基、ウレイド基、イミド基、アルコキシカルボニルアミノ基、スルホンアミド基、アゾ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、ヘテロ環チオ基、アルキルスルホニル基、アリールスルホニル基、スルファモイル基、又はホスフィノイルアミノ基で表され、Rが、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アリール基、又はヘテロ環基で表され、金属原子又は金属化合物が、Zn、Mg、Si、Pt、Pd、Mo、Mn、Cu、Ni、Co、TiO、又はVOで表される態様が挙げられる。
本発明における特定錯体のより好ましい態様を以下に示す。すなわち、
前記一般式(I)において、R及びRが、各々独立に、水素原子、アルキル基、アルケニル基、アリール基、ヘテロ環基、シアノ基、アシル基、アルコキシカルボニル基、カルバモイル基、アミノ基、ヘテロ環アミノ基、カルボンアミド基、ウレイド基、イミド基、アルコキシカルボニルアミノ基、アリールオキシカルボニルアミノ基、スルホンアミド基、アゾ基、アルキルスルホニル基、アリールスルホニル基、又はホスフィノイルアミノ基で表され、R及びRが、各々独立に、アルキル基、アルケニル基、アリール基、ヘテロ環基、シアノ基、ニトロ基、アシル基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、カルバモイル基、イミド基、アルキルスルホニル基、アリールスルホニル基、又はスルファモイル基で表され、R及びRが、各々独立に、水素原子、アルキル基、アルケニル基、アリール基、ヘテロ環基、シアノ基、アシル基、アルコキシカルボニル基、カルバモイル基、カルボンアミド基、ウレイド基、イミド基、アルコキシカルボニルアミノ基、スルホンアミド基、アルキルチオ基、アリールチオ基、ヘテロ環チオ基、アルキルスルホニル基、アリールスルホニル基、又はスルファモイル基で表され、Rが、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アリール基、又はヘテロ環基で表され、金属原子又は金属化合物が、Zn、Mg、Si、Pt、Pd、Cu、Ni、Co、又はVOで表される態様が挙げられる。
一般式(I)で表される化合物が金属原子又は金属化合物に配位した錯体において特に好ましい態様を以下に示す。
すなわち、一般式(I)中、R及びRが、各々独立に、水素原子、アルキル基、アリール基、ヘテロ環基、アミノ基、ヘテロ環アミノ基、カルボンアミド基、ウレイド基、イミド基、アルコキシカルボニルアミノ基、スルホンアミド基、アゾ基、アルキルスルホニル基、アリールスルホニル基、又はホスフィノイルアミノ基で表され、R及びRが、各々独立に、アルキル基、アリール基、ヘテロ環基、シアノ基、アシル基、アルコキシカルボニル基、カルバモイル基、アルキルスルホニル基、又はアリールスルホニル基で表され、R及びRが、各々独立に、水素原子、アルキル基、アリール基、又はヘテロ環基で表され、Rが、水素原子、アルキル基、アリール基、又はヘテロ環基で表され、金属原子又は金属化合物が、Zn、Cu、Co、又はVOで表される態様が挙げられる。
特に、一般式(I)において、R及びRがそれぞれフェニル基であることが、堅牢性に優れる点から、好ましい。この理由としては、(1)R及びRがそれぞれフェニル基であることで、この化合物の分光が長波長化し、例えばフタロシアニン系顔料と併用するときにその分光と重なり(550nm付近)が大きくなり、エネルギー移動がし易くなるため、(2)立体的に嵩高い置換基の存在によりこの化合物自身の堅牢性が高まるため、と考えられる。
また、一般式(I)において、R及び/又はRが、2,6−ジ−tert−ブチル−4−メチルシクロヘキシルオキシカルボニル基であることが、溶剤溶解性に優れる点から、好ましい。
(一般式(II−1)で表される化合物)
本発明における特定錯体としては、下記一般式(II−1)で表される化合物であることが好ましい例の1つである。

上記一般式(II−1)中、R〜Rは、各々独立に、水素原子、又は置換基を表す。Rは、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アリール基、又はヘテロ環基を表す。Maは、金属原子、又は金属化合物を表し、Xは、Maの電荷を中和するために必要な基を表し、Xは、Maに結合可能な基を表す。なお、XとXとは互いに結合して5員、6員、又は7員の環を形成していてもよい。
一般式(II−1)中のR〜Rは、一般式(I)中のR〜Rと同義であり、好ましい態様も同様である。
一般式(II−1)中のMaは、金属原子又は金属化合物を表し、前述した特定錯体を構成する金属原子又は金属化合物と同義であり、その好ましい範囲も同様である。
一般式(II−1)中のRは、一般式(I)中のRと同義であり、好ましい態様も同様である。
一般式(II−1)におけるXは、Maに結合可能な基であればいずれであってもよく、水、アルコール類(例えば、メタノール、エタノール、プロパノール)等、更に「金属キレート」[1]坂口武一・上野景平著(1995年 南江堂)、同[2](1996年)、同[3](1997年)等、に記載の化合物に由来する基が挙げられる。中でも、製造の点で、水、カルボン酸化合物、アルコール類が好ましく、水、カルボン酸化合物がより好ましい。
一般式(II−1)に置けるXは、Maの電荷を中和するために必要な基を表し、例えば、ハロゲン原子、水酸基、カルボン酸基、燐酸基、スルホン酸基等が挙げられ、中でも、製造の点で、ハロゲン原子、水酸基、カルボン酸基、スルホン酸基が好ましく、水酸基、カルボン酸基がより好ましい。
一般式(II−1)におけるXとXとは互いに結合してMaと共に5員、6員、又は7員の環を形成してもよい。形成される5員、6員、及び7員の環は、飽和環であっても不飽和環であってもよい。また、5員、6員、及び7員の環は、炭素原子及び水素原子のみで構成されていてもよい、窒素原子、酸素原子、及び硫黄原子から選ばれる原子を少なくとも1個有するヘテロ環であってもよい。
(一般式(II−2)で表される化合物)
本発明における特定錯体としては、下記一般式(II−2)で表される化合物であることが好ましい例の1つである。

上記一般式(II−2)中、R〜R、及びR〜R13は、各々独立に、水素原子、又は置換基を表す。R、及びR14は、各々独立に、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アリール基、又はヘテロ環基を表す。Maは、金属原子、又は金属化合物を表す。
一般式(II−2)中のR〜Rは、一般式(I)中のR〜Rと同義であり、好ましい態様も同様である。
一般式(II−2)中のR〜R13で表される置換基は、一般式(I)で表される化合物のR〜Rで表される置換基と同義であり、その好ましい態様も同様である。一般式(II−2)で表される化合物のR〜R13で表される置換基が更に置換可能な基である場合には、前述した置換基Rのいずれかで置換されていてもよく、2個以上の置換基で置換されている場合には、それらの置換基は同一であっても異なっていてもよい。
一般式(II−2)中のRは、一般式(I)中のRと同義であり、好ましい態様も同様である。
一般式(II−2)中のR14は、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アリール基、又はヘテロ環基を表し、R14の好ましい範囲は、前記Rの好ましい範囲と同様である。R14が更に置換可能な基である場合には、前述した置換基Rのいずれかで置換されていてもよく、2個以上の置換基で置換されている場合には、それらの置換基は同一であっても異なっていてもよい。
一般式(II−2)中のMaは、金属又は金属化合物を表し、前述した特定錯体を構成する金属原子又は金属化合物と同義であり、その好ましい範囲も同様である。
一般式(II−2)中のRとR、RとR10、R11とR12、R12とR13は、各々独立に、互いに結合して5員、6員、又は7員の飽和環、或いは不飽和環を形成していてもよい。形成される飽和環、又は不飽和環としては、RとR、RとR、RとR、及びRとRで形成される飽和環、又は不飽和環と同義であり、好ましい例も同様である。
(一般式(III)で表される化合物)
本発明における特定錯体としては、下記一般式(II−3)で表される化合物であることが好ましい例の1つである。

上記一般式(II−3)中、R〜Rは、各々独立に、水素原子、又は置換基を表す。Rは、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アリール基、又はヘテロ環基を表す。Maは、金属原子、又は金属化合物を表し、Xは、NR(Rは、水素原子、アルキル基、アルケニル基、アリール基、ヘテロ環基、アシル基、アルキルスルホニル基、アリールスルホニル基を表す。)、窒素原子、酸素原子、又は硫黄原子を表し、Xは、NRa(Raは水素原子、アルキル基、アルケニル基、アリール基、ヘテロ環基、アシル基、アルキルスルホニル基、又はアリールスルホニル基を表す。)、酸素原子、又は硫黄原子を表し、Yは、NRc(Rcは水素原子、アルキル基、アルケニル基、アリール基、ヘテロ環基、アシル基、アルキルスルホニル基、又はアリールスルホニル基を表す。)、窒素原子、又は炭素原子を表し、Yは、窒素原子、又は炭素原子を表し、R及びRは、各々独立に、アルキル基、アルケニル基、アリール基、ヘテロ環基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アルキルアミノ基、アリールアミノ基、又はヘテロ環アミノ基を表す。RとYとは互いに結合して5員、6員、又は7員の環を形成していてもよく、RとYとは互いに結合して5員、6員、又は7員の環を形成していてもよい。XはMaと結合可能な基を表し、aは0、1、又は2を表す。
一般式(II−3)中のR〜R、及びRは、一般式(I)中のR〜R、及びRと同義であり、好ましい態様も同様である。
一般式(II−3)中のMaは、金属又は金属化合物を表し、前述した特定錯体を構成する金属原子又は金属化合物と同義であり、その好ましい範囲も同様である。
一般式(II−3)中、R及びRは、各々独立に、アルキル基(好ましくは炭素数1〜36、より好ましくは1〜12の直鎖、分岐鎖、又は環状のアルキル基で、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、イソブチル基、t−ブチル基、ヘキシル基、2−エチルヘキシル基、ドデシル基、シクロプロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、1−アダマンチル基)、アルケニル基(好ましくは炭素数2〜24、より好ましくは2〜12のアルケニル基で、例えば、ビニル基、アリル基、3−ブテン−1−イル基)、アリール基(好ましくは炭素数6〜36、より好ましくは6〜18のアリール基で、例えば、フェニル基、ナフチル基)、ヘテロ環基(好ましくは炭素数1〜24、より好ましくは1〜12のヘテロ環基で、例えば、2−チエニル基、4−ピリジル基、2−フリル基、2−ピリミジニル基、1−ピリジル基、2−ベンゾチアゾリル基、1−イミダゾリル基、1−ピラゾリル基、ベンゾトリアゾール−1−イル基)、アルコキシ基(好ましくは炭素数1〜36、より好ましくは1〜18のアルコキシ基で、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロピルオキシ基、ブトキシ基、ヘキシルオキシ基、2−エチルヘキシルオキシ基、ドデシルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基)、アリールオキシ基(好ましくは炭素数6〜24、より好ましくは1〜18のアリールオキシ基で、例えば、フェノキシ基、ナフチルオキシ基)、アルキルアミノ基(好ましくは炭素数1〜36、より好ましくは1〜18のアルキルアミノ基で、例えば、メチルアミノ基、エチルアミノ基、プロピルアミノ基、ブチルアミノ基、ヘキシルアミノ基、2−エチルヘキシルアミノ基、イソプロピルアミノ基、t−ブチルアミノ基、t−オクチルアミノ基、シクロヘキシルアミノ基、N,N−ジエチルアミノ基、N,N−ジプロピルアミノ基、N,N−ジブチルアミノ基、N−メチル−N−エチルアミノ基)、アリールアミノ基(好ましくは炭素数6〜36、より好ましくは6〜18のアリールアミノ基で、例えば、フェニルアミノ基、ナフチルアミノ基、N,N−ジフェニルアミノ基、N−エチル−N−フェニルアミノ基)、又はヘテロ環アミノ基(好ましくは炭素数1〜24、より好ましくは1〜12のヘテロ環アミノ基で、例えば、2−アミノピロール基、3−アミノピラゾール基、2−アミノピリジン基、3−アミノピリジン基)を表す。
一般式(II−3)中、R及びR表されるアルキル基、アルケニル基、アリール基、ヘテロ環基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アルキルアミノ基、アリールアミノ基、又はヘテロ環アミノ基が、更に置換可能な基である場合には、前記置換基Rのいずれかで置換されていてもよく、2個以上の置換基で置換されている場合には、それらの置換基は同一であっても異なっていてもよい。
一般式(II−3)中、Xは、NR、窒素原子、酸素原子、又は硫黄原子を表し、Xは、NRa、酸素原子、又は硫黄原子を表し、RとRaはそれぞれ独立に、水素原子、アルキル基(好ましくは炭素数1〜36、より好ましくは1〜12の直鎖、分岐鎖、又は環状のアルキル基で、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、イソブチル基、t−ブチル基、ヘキシル基、2−エチルヘキシル基、ドデシル基、シクロプロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、1−アダマンチル基)、アルケニル基(好ましくは炭素数2〜24、より好ましくは2〜12のアルケニル基で、例えば、ビニル基、アリル基、3−ブテン−1−イル基)、アリール基(好ましくは炭素数6〜36、より好ましくは6〜18のアリール基で、例えば、フェニル基、ナフチル基)、ヘテロ環基(好ましくは炭素数1〜24、より好ましくは1〜12のヘテロ環基で、例えば、2−チエニル基、4−ピリジル基、2−フリル基、2−ピリミジニル基、1−ピリジル基、2−ベンゾチアゾリル基、1−イミダゾリル基、1−ピラゾリル基、ベンゾトリアゾール−1−イル基)、アシル基(好ましくは炭素数1〜24、より好ましくは2〜18のアシル基で、例えば、アセチル基、ピバロイル基、2−エチルヘキシル基、ベンゾイル基、シクロヘキサノイル基)、アルキルスルホニル基(好ましくは炭素数1〜24、より好ましくは1〜18のアルキルスルホニル基で、例えば、メチルスルホニル基、エチルスルホニル基、イソプロピルスルホニル基、シクロヘキシルスルホニル基)、アリールスルホニル基(好ましくは炭素数6〜24、より好ましくは6〜18のアリールスルホニル基で、例えば、フェニルスルホニル基、ナフチルスルホニル基)を表す。
前記RとRaのアルキル基、アルケニル基、アリール基、ヘテロ環基、アシル基、アルキルスルホニル基、アリールスルホニル基は、更に、前記置換基Rのいずれかで置換されていてもよく、複数の置換基で置換されている場合には、それらの置換基は同一であっても異なっていてもよい。
一般式(II−3)中、Yは、NRc、窒素原子、又は炭素原子を表し、Yは、窒素原子、又は炭素原子を表し、Rcは、前記XにおけるRと同義である。
一般式(II−3)中、RとYとが互いに結合して、R、Y、及び炭素原子と共に5員環(例えば、シクロペンタン、ピロリジン、テトラヒドロフラン、ジオキソラン、テトラヒドロチオフェン、ピロール、フラン、チオフェン、インドール、ベンゾフラン、ベンゾチオフェン)、6員環(例えば、シクロヘキサン、ピペリジン、ピペラジン、モルホリン、テトラヒドロピラン、ジオキサン、ペンタメチレンスルフィド、ジチアン、ベンゼン、ピペリジン、ピペラジン、ピリダジン、キノリン、キナゾリン)、又は7員環(例えば、シクロヘプタン、ヘキサメチレンイミン)を形成してもよい。
一般式(II−3)中、RとYとが互いに結合して、R、Y、及び炭素原子と共に5員、6員、又は7員の環を形成していてもよい。形成される5員、6員、及び7員の環は、前記のRとY及び炭素原子で形成される環中の1個の結合が二重結合に変化した環が挙げられる。
一般式(II−3)中、RとY、及びRとYが結合して形成される5員、6員、及び7員の環が、更に置換可能な環である場合には、前記置換基Rのいずれかで説明した基で置換されていてもよく、2個以上の置換基で置換されている場合には、それらの置換基は同一であっても異なっていてもよい。
一般式(II−3)中、XはMaと結合可能な基を表し、前記一般式(II−1)におけるXと同様な基が挙げられる。
aは0、1、又は2を表す。
一般式(II−3)で表される化合物の好ましい態様を以下に示す。
即ち、R〜R、R、及びMaは、それぞれ、一般式(I)で表される化合物と金属原子又は金属化合物とを含む錯体の好ましい態様であり、XはNR(Rは水素原子、アルキル基)、窒素原子、又は酸素原子であり、XはNRa(Raは水素原子、アルキル基、ヘテロ環基)、又は酸素原子であり、YはNRc(Rcは水素原子、又はアルキル基)、窒素原子、又は炭素原子であり、Yは窒素原子、又は炭素原子であり、Xは酸素原子を介して結合する基であり、R及びRは、それぞれ独立に、アルキル基、アリール基、ヘテロ環基、アルコキシ基、又はアルキルアミノ基を表すか、RとYとが互いに結合して5員又は6員環を形成し、RとYとが互いに結合して5員、6員環を形成する、aは0又は1で表される態様である。
一般式(II−3)で表される化合物のより好ましい態様を以下に示す。
即ち、R〜R、R、Maはそれぞれ、一般式(I)で表される化合物と金属原子又は金属化合物とを含む錯体の好ましい態様であり、X及びXは、酸素原子であり、YはNHであり、Yは窒素原子であり、Xは酸素原子を介して結合する基であり、R及びRは、それぞれ独立に、アルキル基、アリール基、ヘテロ環基、アルコキシ基、又はアルキルアミノ基を表すか、RとYとが互いに結合して5員又は6員環を形成し、RとYとが互いに結合して5員、6員環を形成する、aは0又は1で表される態様である。
以下、本発明における特定錯体の具体例を示す。但し、本発明は、これらに限定されるものではない。


































また、本発明における特定錯体としては、前記一般式(I)で表される化合物におけるR〜Rが、少なくとも下記置換基a(好ましくは下記置換基a及び下記置換基b)で置換された錯体Aであることも好ましい。
置換基a … 末端にエチレン性不飽和結合を有する基(より好ましくは、末端にアクリロイル基又はメタアクリロイル基を有する基)
置換基b … 末端に−COM基(Mは、水素原子、−CO の電荷を中和するのに必要な有機塩基若しくは金属原子、又は単なるアニオン(即ちCOMはCO を表す))を有する基
また、本発明における特定錯体としては、前記一般式(II−3)で表される化合物におけるR〜R、R、Rが、少なくとも上記置換基a(好ましくは上記置換基a及び上記置換基b)で置換された錯体Bであることも好ましい。
また、本発明における染料としては、上記錯体A又は上記錯体Bを重合させて得られた色素多量体であってもよい。また、上記錯体A又は上記錯体Bと、他のモノマー成分(例えば、アクリル酸、メタクリル酸、等)と、を共重合させて得られた色素多量体であってもよい。
前記錯体Bとしては、下記一般式(IV)で表される化合物が好ましい。
前記一般式(I)で表される化合物としては、下記一般式(IV)で表される化合物であることが好ましい。

一般式(IV)中、R〜Rは各々独立に、水素原子又は置換基を表し、Rは、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アリール基、又はヘテロ環基を表し、R10及びR11は、各々独立に、アルキル基、アルケニル基、アリール基、ヘテロ環基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アミノ基、アニリノ基、又はヘテロ環アミノ基を表す。但し、R〜R、R10、R11のいずれかの置換基が2価の連結基となって−L−又は−L−と結合しているか、R〜R、R10、R11のいずれかの置換基が単結合となって、−L−又は−L−が直接ジピロメテン骨格に置換している。Maは、金属又は金属化合物を表す。Xは、Maの電荷の中和に必要な基を表し、rは0又は1を表す。X、Xは各々独立に、NR(Rは水素原子、アルキル基、アルケニル基、アリール基、ヘテロ環基、アシル基、アルキルスルホニル基又はアリールスルホニル基を表す)、窒素原子、酸素原子、又は硫黄原子を表し、Y及びYは各々独立に、NR(Rは、水素原子、アルキル基、アルケニル基、アリール基、ヘテロ環基、アシル基、アルキルスルホニル基又はアリールスルホニル基を表す)、又は酸素原子を表し、R10とYは、互いに結合して、5員、6員又は7員の環を形成していてもよく、R11とYとが互いに結合して5員、6員又は7員の環を形成していてもよい。Mは、水素原子、−CO の電荷を中和するのに必要な有機塩基若しくは金属原子、又は単なるアニオン(即ちCOMはCO を表す)を表し、Lは、単結合又は(m+1)価の連結基を表す。mは1、2又は3を表し、pは1又は2を表す。Rは水素原子又はメチル基を表し、Qは酸素原子又はNR(Rは、水素原子、アルキル基、アルケニル基、アリール基、ヘテロ環基、アシル基、アルキルスルホニル基又はアリールスルホニル基を表す)を表す。Lは単結合又は(n+1)価の連結基を表し、nは1、2又は3を表し、qは1又は2を表す。pが2のとき、複数の{(L)−(COM)m}は同一でも異なっていてもよい。qが2のとき、複数の{(L)−(Q−COC(R)=CH)n}は同一でも異なっていてもよい。mが2又は3のとき、複数の(COM)は同一でも異なっていてもよい。nが2又は3のとき、複数の(Q−COC(R)=CH)は同一でも異なっていてもよい。
一般式(IV)中、R〜Rは、一般式(I)におけるR〜Rとそれぞれ同義であり、好適な範囲も同様である。
一般式(IV)中、Rは、一般式(I)におけるRと同義であり、好適な範囲も同様である。
一般式(IV)中、R10及びR11は、各々独立に、アルキル基、アルケニル基、アリール基、ヘテロ環基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アミノ基、アニリノ基、又はヘテロ環アミノ基を表す。
これらのなかでも前記R10及びR11としては、アルキル基、アルケニル基、アリール基、ヘテロ環基、アルコキシ基、アリールオキシ基、又はヘテロ環アミノ基が好ましく、アルキル基、アルケニル基、アルコキシ基、又はアリールオキシ基がより好ましい。
但し、一般式(IV)中、R〜R、R10、R11のいずれかの置換基が2価の連結基となって−L−又は−L−と結合しているか、R〜R、R10、R11のいずれかの置換基が単結合となって、−L−又は−L−が直接ジピロメテン骨格に置換している。
一般式(IV)において、−L−が結合する部位は、合成適合性の観点で、R、R、R10及びR11の少なくとも1つであることがより好ましく、R10及びR11の少なくとも1つであることが更に好ましい。
一般式(IV)において、−L−が結合する部位は、合成適合性の観点で、R、R、R10及びR11の少なくとも1つであることがより好ましく、R10及びR11の少なくとも1つであることが更に好ましい。
一般式(IV)中、Ma、X、rは、それぞれ一般式(II−3)におけるMa、X、aと同義であり、好適な範囲も同様である。
一般式(IV)中、X及びXは各々独立に、NR(Rは水素原子、アルキル基、アルケニル基、アリール基、ヘテロ環基、アシル基、アルキルスルホニル基又はアリールスルホニル基を表す)、窒素原子、酸素原子、又は硫黄原子を表す。
これらのなかでも前記X及びXとしては、NR(Rは水素原子、アルキル基、又はアルケニル基を表す)、窒素原子、酸素原子、又は硫黄原子が好ましく、NR(Rは水素原子を表す)、窒素原子、酸素原子、又は硫黄原子がより好ましい。
一般式(IV)中、Y及びYは各々独立に、NR(Rは、水素原子、アルキル基、アルケニル基、アリール基、ヘテロ環基、アシル基、アルキルスルホニル基又はアリールスルホニル基を表す)、又は酸素原子を表す。
これらのなかでも前記Y及びYとしては、NR(Rは水素原子、アルキル基、又はアルケニル基を表す)又は酸素原子が好ましく、NR(Rは水素原子を表す)又は酸素原子がより好ましい。
一般式(IV)中、R10とYは、互いに結合して、5員、6員又は7員の環を形成していてもよく、R11とYとが互いに結合して5員、6員又は7員の環を形成していてもよい。これらの5員、6員又は7員の環としては、上記で説明した環が挙げられる。
前記一般式(IV)中、Lは、単結合又は(m+1)価の連結基を表す。
で表される(m+1)価の連結基としては、炭素数1〜10のアルキル基(以下、Lの基の例示では、当該基から水素原子が1個〜m個外れた基を意味する。例えば、アルキル基と例示した場合には、2価のアルキレン基(m=1)、3価のアルカントリイル基(m=2)、4価のアルカンテトライル基(m=3)を含むものとする。)、炭素数6〜12のアリール基、炭素数1〜10のアルキルチオエーテル基、炭素数6〜12のアリールチオエーテル基、炭素数1〜10のアルキルエーテル基、炭素数6〜12のアリールエーテル基、炭素数1〜10のアルキルアミノ基、炭素数6〜12のアリールアミノ基、炭素数1〜10のアルキルアミド基、炭素数6〜12のアリールアミド基、炭素数1〜10のアルキルカルバモイル基、炭素数6〜12のアリールカルバモイル基、炭素数1〜10のアルキルスルホンアミド基、炭素数6〜12のアリールスルホンアミド基、炭素数1〜10のアルキルスルファモイル基、炭素数6〜12のアリールスルファモイル基であり、具体的には以下のような例が挙げられる。




としてより好適には、下記連結基のいずれか1つである。

上記連結基中、*は−COOMとの連結位置を表し、**はR〜Rのいずれかの置換基を介して又は直接にジピロメテン骨格と連結する位置を表す。
前記一般式(IV)中、mは1、2又は3を表し、好適には、1又は2であり、より好適には、2である。
前記一般式(IV)中、pは1又は2を表し、好適には、1である。
前記一般式(IV)中、Rは水素原子又はメチル基を表す。
前記一般式(IV)中、Qは酸素原子又はNR(Rは、水素原子、アルキル基、アルケニル基、アリール基、ヘテロ環基、アシル基、アルキルスルホニル基又はアリールスルホニル基を表す)を表す。
前記一般式(IV)中、Lは単結合又は(n+1)価の連結基を表す。
で表される(n+1)価の連結基としては、炭素数1〜10のアルキル基、炭素数6〜12のアリール基、炭素数1〜10のアルキルチオエーテル基、炭素数6〜12のアリールチオエーテル基、炭素数1〜10のアルキルエーテル基、炭素数6〜12のアリールエーテル基、炭素数1〜10のアルキルアミノ基、炭素数6〜12のアリールアミノ基、炭素数1〜10のアルキルアミド基、炭素数6〜12のアリールアミド基、炭素数1〜10のアルキルカルバモイル基、炭素数6〜12のアリールカルバモイル基、炭素数1〜10のアルキルスルホンアミド基、炭素数6〜12のアリールスルホンアミド基、炭素数1〜10のアルキルスルファモイル基、炭素数6〜12のアリールスルファモイル基であり、具体的には以下のような例が挙げられる。



上記連結基中、*は−Q−との連結位置を表し、**はR〜Rのいずれかの置換基を介して又は直接にジピロメテン骨格と連結する位置を表す。
前記一般式(IV)中、nは1、2又は3を表し、好適には、2又は3であり、より好適には2である。
前記一般式(IV)中、qは1又は2を表し、好適には1である。
前記一般式(IV)において、pが2のとき、複数の{(L)−(COM)m}は同一でも異なっていてもよい。また、qが2のとき、複数の{(L)−(Q−COC(R)=CH)n}は同一でも異なっていてもよい。mが2又は3のとき、複数の(COM)は同一でも異なっていてもよい。nが2又は3のとき、複数の(Q−COC(R)=CH)は同一でも異なっていてもよい。
前記一般式(IV)において、−(L)−(COM)で表される基としては、好適には、下記置換基である。

上記置換基中、**はR〜Rのいずれかの置換基を介して又は直接にジピロメテン骨格と連結する位置を表す。
前記一般式(IV)において、−(L)−(Q−COC(R)=CH)nで表される基としては、好適には、下記置換基である。






上記置換基中、**はR〜Rのいずれかの置換基を介して又は直接にジピロメテン骨格と連結する位置を表す。
前記一般式(IV)で表される化合物の好ましい置換基の組み合わせについては、これらの置換基の少なくとも1つが前記の好ましい基である化合物が好ましく、より多くの種々の置換基が前記好ましい基である化合物がより好ましく、全ての置換基が前記好ましい基である化合物が最も好ましい。
以下に、前記一般式(IV)で表される化合物の具体例を示すが、本発明はこれらに限定されるものではない。













前記例示化合物の中でも、現像性の観点からは、例示化合物a−5〜a−8、a−13〜a−48、b−5〜b−8、b−13〜b−48、c−5〜c−8、c−13〜c−48が好ましく、b−5〜b−8、b−13〜b−48、c−5〜c−8、c−13〜c−48、d−1、d−2がより好ましい。
これらの色素化合物は、特開2008−292970号公報などに記載の方法に準じて容易に合成することができる。また、後述の実施例における合成例を参照し、原料化合物を選択することにより、同様にして合成することができる。
本発明における特定錯体のモル吸光係数は、膜厚の観点から、できるだけ高いほうが好ましい。また、最大吸収波長λmaxは、色純度向上の観点から、520nm〜580nmが好ましく、530nm〜570nmが更に好ましい。なお、最大吸収波長、及びモル吸光係数は、分光光度計UV−2400PC(島津製作所社製)により測定されるものである。
本発明における特定錯体の融点は、溶解性の観点から高過ぎない方がよい。
本発明における特定錯体は、米国特許第4,774,339号明細書、同第5,433,896号明細書、特開2001−240761号公報、同2002−155052号公報、特許第3614586号、Aust.J.Chem, 1965, 11, 1835-1845、J.H.Boger et al, Heteroatom Chemistry,Vol.1,No.5,389(1990)等に記載の方法で合成することができる。
本発明における特定錯体の合成方法について、具体的には、特開2008−292970号公報の段落〔0131〕〜〔0157〕に記載の方法を適用することができる。
染料としては、前記特定錯体のほか、さらに他の構造の染料を含有することが可能である。この場合、特定錯体以外の構造の染料を2種以上併用してもよい。
〜顔料と染料との調合〜
有機顔料及び染料の好ましい組み合わせについて説明する。顔料と染料とを種々組み合わせて含有することにより、目的の色相及び色純度の実現が可能である。以下、組み合わせの具体例を示す。
−赤色−
アントラキノン系顔料、ペリレン系顔料、ジケトピロロピロール系顔料、ジスアゾ系黄色顔料、イソインドリン系黄色顔料、キノフタロン系黄色顔料のいずれかと、アニリンアゾ系染料、チアゾールアゾ系染料、アントラキノン系染料、アントラピリドン系染料、アジン系染料、キノフタロン系染料、ピラゾロトリアゾール系染料、ピリドンアゾ系染料、及びメチン系染料のいずれかと、を組み合わせることが好ましい。より好ましい組み合わせとしては、C.I.ピグメント・レッド177、C.I.ピグメント・レッド155、C.I.ピグメント・レッド224、及びC.I.ピグメント・レッド254から選ばれる少なくとも1種と、キノフタロン系染料、ピラゾロトリアゾール系染料、ピリドンアゾ系染料、及びメチン系染料から選ばれる少なくとも1種の組み合わせ、C.I.ピグメント・イエロー83、C.I.ピグメント・イエロー139、及びC.I.ピグメント・レッド177から選ばれる少なくとも1種と、アニリンアゾ系染料、チアゾールアゾ系染料、アントラキノン系染料、及びアントラピリドン系染料から選ばれる少なくとも1種との組み合わせが挙げられる。
顔料と染料との質量比(顔料:染料)は、100:20〜100:500の範囲が好ましく、100:30〜100:100の範囲がより好ましい。この範囲において、400nm〜500nmの光透過率を抑え、色純度の向上が図れ、かつ充分な発色力が達成される。
−緑色−
ハロゲン化フタロシアニン系顔料、ジスアゾ系黄色顔料、キノフタロン系黄色顔料、アゾメチン系黄色、イソインドリン系黄色顔料のいずれかと、フタロシアニン系染料、キノフタロン系染料、ピラゾロトリアゾール系染料、ピリドンアゾ系染料、メチン系染料のいずれかとを組み合わせて用いることが好ましい。より好ましい組み合わせとしては、C.I.ピグメントグリーン7、C.I.ピグメントグリーン36、C.I.ピグメントグリーン37、及びC.I.ピグメントグリーン58から選ばれる少なくとも1種と、キノフタロン系染料、ピラゾロトリアゾール系染料、ピリドンアゾ系染料、及びメチン系染料から選ばれる少なくとも1種との組み合わせ、C.I.ピグメントイエロー83、C.I.ピグメントイエロー138、C.I.ピグメントイエロー139、C.I.ピグメントイエロー150、C.I.ピグメントイエロー180、及びC.I.ピグメントイエロー185から選ばれる少なくとも1種と、キノフタロン系染料、ピラゾロトリアゾール系染料、ピリドンアゾ系染料、及びメチン系染料から選ばれる少なくとも1種との組み合わせである。特に好ましくは、C.I.ピグメントグリーン36、又はC.I.ピグメントグリーン58と、キノフタロン系染料、ピラゾロトリアゾール系染料、ピリドンアゾ系染料、及びメチン系染料から選ばれる少なくとも1種との組み合わせである。
顔料と染料との質量比(顔料:染料)は、100:20〜100:500の範囲が好ましく、100:30〜100:100の範囲がより好ましい。この範囲において、400nm〜450nm及び650nm〜700nmの光透過率を抑え、色純度の向上が図れ、かつ充分な発色力が達成される。
−青色−
フタロシアニン系顔料、及びジオキサジン系紫色顔料から選ばれる少なくとも1種と、フタロシアニン系染料、及びピロメテン系染料から選ばれる少なくとも1種との組み合わせが好ましい。特に好適な例として、C.I.ピグメントブルー15:6、又はC.I.ピグメントバイオレット23のいずれかと、ピロメテン系染料との混合を挙げることができる。
顔料と染料との質量比(顔料:染料)は、100:20〜100:500の範囲が好ましく、100:30〜100:100の範囲がより好ましい。この範囲において、500nm〜700nmの光透過率を抑え、色純度の向上が図れ、かつ充分な発色力が達成される。
特に好ましい組み合わせとして、染料が前記した一般式(I)で表される化合物は金属原子又は金属化合物に配位した特定錯体であって、有機顔料がフタロシアニン系顔料である場合である。
−フタロシアニン系顔料−
フタロシアニン系顔料としては、フタロシアニン骨格を有する顔料であれば特に制限はない。また、フタロシアニン系顔料に含まれる中心金属としては、フタロシアニン骨格を構成できる金属であればよく、特に限定されない。その中でも、中心金属としては、マグネシウム、チタン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、アルミニウムが好ましく用いられる。
前記フタロシアニン系顔料の例としては、C.I.ピグメントブルー15,C.I.ピグメントブルー15:1,C.I.ピグメントブルー15:2,C.I.ピグメントブルー15:3,C.I.ピグメントブルー15:4,C.I.ピグメントブルー15:5,C.I.ピグメントブルー15:6,C.I.ピグメントブルー16,C.I.ピグメントブルー17:1,C.I.ピグメントブルー75,C.I.ピグメントブルー79、C.I.ピグメントグリーン7,C.I.ピグメントグリーン36,C.I.ピグメントグリーン37、クロロアルミニウムフタロシアニン、ヒドロキシアルミニウムフタロシアニン、アルミニウムフタロシアニンオキシド、亜鉛フタロシアニンが挙げられる。中でも、耐光性と着色力との点から、C.I.ピグメントブルー15、C.I.ピグメントブルー15:6、ピグメントブルー15:1,C.I.ピグメントブルー15:2が好ましく、特に、C.I.ピグメントブルー15:6が好ましい。
フタロシアニン系顔料の分散組成物中における含有量は、組成物の全固形分に対して、10〜60質量%が好ましく、20〜60質量%がより好ましく、35〜50質量%が最も好ましい。また、前記特定錯体と前記フタロシアニン系顔料との含有比としては、フタロシアニン系顔料:特定錯体=100:20〜100:500が好ましく、100:25〜100:300がより好ましく、100:30〜100:100が更に好ましい。
複数の種類の染料を用いて分散組成物を調製する場合は、染料毎に別々に染料溶液を調製しておき、その各々に顔料を混合して一旦分散組成物を得た後、さらにこれらの分散組成物を混合して最終的な分散組成物を調製するようにしてもよい。
染料(特定錯体を含む)は、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。また、特定錯体と他の構造の染料とを併用してもよい。
染料の分散組成物中における含有量は、分子量及びモル吸光係数によって異なるが、分散組成物の全固形分量に対して、5質量%〜100質量%が好ましく、15質量%〜100質量%がより好ましく、50質量%〜100質量%が最も好ましい。染料量が前記範囲であると、顔料を分散させて分散組成物としたときの分散安定性が良好となる。
−溶剤−
本発明の分散組成物は、溶剤の少なくとも一種を含有する。
溶剤としては、染料を溶解できるものであれば、いかなる有機溶剤でもよい。着色硬化性組成物を調製するために後述する顔料分散液と混合するので、顔料分散液に用いている有機溶剤と類似の構造の有機溶剤が好ましく、同一の溶剤であることがより好ましい。
染料溶液に用いる有機溶剤の例としては、エステル類として、例えば、酢酸エチル、酢酸−n−ブチル、酢酸イソブチル、ギ酸アミル、酢酸イソアミル、酢酸イソブチル、プロピオン酸ブチル、酪酸イソプロピル、酪酸エチル、酪酸ブチル、乳酸メチル、乳酸エチル、オキシ酢酸アルキルエステル類(例:オキシ酢酸メチル、オキシ酢酸エチル、オキシ酢酸ブチル(具体的には、メトキシ酢酸メチル、メトキシ酢酸エチル、メトキシ酢酸ブチル、エトキシ酢酸メチル、エトキシ酢酸エチル等が挙げられる。))、3−オキシプロピオン酸アルキルエステル類(例:3−オキシプロピオン酸メチル、3−オキシプロピオン酸エチル等(具体的には、3−メトキシプロピオン酸メチル、3−メトキシプロピオン酸エチル、3−エトキシプロピオン酸メチル、3−エトキシプロピオン酸エチル等が挙げられる。))、2−オキシプロピオン酸アルキルエステル類(例:2−オキシプロピオン酸メチル、2−オキシプロピオン酸エチル、2−オキシプロピオン酸プロピル等(具体的には、2−メトキシプロピオン酸メチル、2−メトキシプロピオン酸エチル、2−メトキシプロピオン酸プロピル、2−エトキシプロピオン酸メチル、2−エトキシプロピオン酸エチル等が挙げられる。))、2−オキシ−2−メチルプロピオン酸メチル、2−オキシ−2−メチルプロピオン酸エチル(具体的には、2−メトキシ−2−メチルプロピオン酸メチル、2−エトキシ−2−メチルプロピオン酸エチル等が挙げられる。)、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、ピルビン酸プロピル、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、2−オキソブタン酸メチル、2−オキソブタン酸エチル等が挙げられる。
また、エーテル類としては、例えば、ジエチレングリコールジメチルエーテル、テトラヒドロフラン、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、メチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテート、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノプロピルエーテルアセテート等が挙げられる。
ケトン類としては、例えば、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、2−ヘプタノン、3−ヘプタノン等が挙げられる。
芳香族炭化水素類としては、例えば、トルエン、キシレン等が好適に挙げられる。
これらの中で、シクロヘキサノン、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、及びエチルラクテートからなる群から選ばれる1種又は2種以上であるのが、染料の溶解性や、後述のように着色硬化性組成物を調製して塗布する場合の塗布性の観点で好ましい
これらの有機溶剤は、前述の染料の溶解性、及び染料溶液に添加されるその他の成分を含む場合はその溶解性、着色硬化性組成物の塗布性などの観点から、2種以上を混合することも好ましい。この場合、特に好ましくは、3−エトキシプロピオン酸メチル、3−エトキシプロピオン酸エチル、エチルセロソルブアセテート、乳酸エチル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、酢酸ブチル、3−メトキシプロピオン酸メチル、2−ヘプタノン、シクロヘキサノン、エチルカルビトールアセテート、ブチルカルビトールアセテート、プロピレングリコールメチルエーテル、及びプロピレングリコールメチルエーテルアセテートから選択される2種以上で構成される混合溶液である。
溶剤の分散組成物中における含有量としては、分散組成物中の全固形分濃度が5質量%〜30質量%になる量が好ましく、10質量%〜20質量%になる量がより好ましい。この範囲とすることにより、染料の溶解性を良好に保てる。
−その他の成分−
本発明の分散組成物には、必要に応じて、更に公知の各種添加物、例えば、界面活性剤、酸化防止剤、pH調整剤、凝集防止剤等を配合することができる。
〜分散組成物の製造方法〜
本発明の分散組成物は、少なくとも染料の存在下で有機顔料を分散させる過程を設け、有機顔料と高分子分散剤と染料と溶剤とを混合し、有機顔料を分散させて製造される。分散組成物の製造は、各種の混合機、分散機を使用して混合分散する混合分散工程を経ることによって行なうことができる。混合分散工程は、混練分散とそれに続けて行なう微分散処理からなるのが好ましいが、混練分散を省略することも可能である。
本発明の分散組成物は、具体的には、高分子分散剤(特に本発明における特定重合体や顔料誘導体)、有機顔料、染料(特に本発明における特定錯体)、及び溶剤を用い、例えば、まず染料及び溶剤を混合して染料溶液を調製し、この染料溶液に高分子分散剤及び有機顔料と必要に応じて他の成分を加え、例えば縦型もしくは横型のサンドグラインダー、ピンミル、スリットミル、超音波分散機などの分散機を用いて、0.01mm〜1mmの粒子径のガラス、ジルコニア等でできたビーズで微分散処理を行なうことにより得ることができる。
染料溶液の調製の方法としては、染料に有機溶剤を投入して撹拌してもよいが、撹拌させている有機溶剤中に粉体の染料を投入する方法が、溶解が容易な点で好ましい。染料の投入方法は、全量を一括で投入してもよいが、分割して投入することが好ましい。また、事前に染料を少量の有機溶剤でスラリー状にして添加してもよい。
溶解の方法としては、上記の染料と有機溶剤を含む溶液を、棒状のもので撹拌しても、マグネチックスターラーを使用してもよく、また、プロペラ状の撹拌子を容器内で一定速度・一方向に回転させる通常の撹拌機で溶解すればよい。また、ミキサー、ディゾルバー等で剪断力をかけて溶解してもよい。必要によっては加温して溶解してもよい。
また、ビーズによる微分散を行なう前に、二本ロール、三本ロール、ボールミル、トロンミル、ディスパー、ニーダー、コニーダー、ホモジナイザー、ブレンダー、単軸もしくは2軸の押出機等を用いて、強い剪断力を与えながら混練分散処理を行なうことも可能である。なお、混練、分散についての詳細は、T.C.Patton著”Paint Flow and Pigment Dispersion”(1964年、John Wiley and Sons社刊)等に記載されており、本発明においてもここに記載の方法を適用することができる。
本発明において、「有機顔料を染料存在下で分散」させる場合、顔料と染料との間の量的関係については、特に制限はないが、耐候性の向上効果をより高める観点からは、分散させる有機顔料に対する比率が30質量%以上の染料を含む染料溶液に有機顔料を分散させることが好ましい。この比率の上限は、色相調整の点で150質量%が好ましい。中でも、前記比率としては、50〜100質量%がより好ましい。
<着色硬化性組成物>
本発明の着色硬化性組成物は、既述の本発明の分散組成物、すなわち染料存在下で分散含有された有機顔料、高分子分散剤、「有機顔料と異なる母体骨格を有し、前記有機顔料の表面に吸着していない染料」及び溶剤と、重合開始剤と、重合性化合物とを用いて構成されたものである。また、本発明の着色硬化性組成物は、必要に応じて、更に他の成分を用いて構成することができる。
なお、既述の本発明の分散組成物の詳細、並びに該分散組成物を構成する有機顔料、染料、高分子分散剤、及び溶剤の詳細及び好ましい態様について既述の通りである。
染料(前記本発明における特定錯体を含む)の着色硬化性組成物中における総濃度は、分子量及びモル吸光係数によって異なるが、該組成物の全固形成分に対して、0.5〜80質量%が好ましく、0.5〜70質量%がより好ましく、1〜70質量%が特に好ましい。染料量が前記範囲であると、顔料を分散させて分散組成物としたときの分散安定性が良好となる。
有機顔料の着色硬化性組成物中における濃度は、該組成物の全固形成分に対して、5〜30質量%が好ましく、7〜20質量%がより好ましく、8〜15質量%が特に好ましい。
高分子分散剤の着色硬化性組成物中における濃度は、該組成物の全固形成分に対して、1〜50質量%が好ましく、2〜30質量%がより好ましく、3〜10質量%が特に好ましい。
−重合開始剤−
本発明の着色硬化性組成物は、重合開始剤の少なくとも一種を含有する。
光重合開始剤は、後述の重合性化合物を重合させ得るものであれば、特に制限はなく、特性、開始効率、吸収波長、入手性、コスト等の観点で選ばれるのが好ましい。
光重合開始剤としては、例えば、ハロメチルオキサジアゾール化合物及びハロメチル−s−トリアジン化合物から選択される少なくとも1つの活性ハロゲン化合物、3−アリール置換クマリン化合物、ロフィン2量体、ベンゾフェノン化合物、アセトフェノン化合物及びその誘導体、シクロペンタジエン−ベンゼン−鉄錯体及びその塩、オキシム系化合物、等が挙げられる。光重合開始剤の具体例については、特開2004−295116号公報の段落〔0070〕〜〔0077〕に記載のものが挙げられる。中でも、重合反応が迅速である点等から、オキシム系化合物が好ましい。
前記オキシム系化合物(以下、オキシム系光重合開始剤ともいう。)としては、特に限定はなく、例えば、特開2000−80068号公報、WO02/100903A1、特開2001−233842号公報等に記載のオキシム系化合物が挙げられる。
具体的な例としては、2−(O−ベンゾイルオキシム)−1−[4−(フェニルチオ)フェニル]−1,2−ブタンジオン、2−(O−ベンゾイルオキシム)−1−[4−(フェニルチオ)フェニル]−1,2−ペンタンジオン、2−(O−ベンゾイルオキシム)−1−[4−(フェニルチオ)フェニル]−1,2−ヘキサンジオン、2−(O−ベンゾイルオキシム)−1−[4−(フェニルチオ)フェニル]−1,2−ヘプタンジオン、2−(O−ベンゾイルオキシム)−1−[4−(フェニルチオ)フェニル]−1,2−オクタンジオン、2−(O−ベンゾイルオキシム)−1−[4−(メチルフェニルチオ)フェニル]−1,2−ブタンジオン、2−(O−ベンゾイルオキシム)−1−[4−(エチルフェニルチオ)フェニル]−1,2−ブタンジオン、2−(O−ベンゾイルオキシム)−1−[4−(ブチルフェニルチオ)フェニル]−1,2−ブタンジオン、1−(O−アセチルオキシム)−1−[9−エチル−6−(2−メチルベンゾイル)−9H−カルバゾール−3−イル]エタノン、1−(O−アセチルオキシム)−1−[9−メチル−6−(2−メチルベンゾイル)−9H−カルバゾール−3−イル]エタノン、1−(O−アセチルオキシム)−1−[9−プロプル−6−(2−メチルベンゾイル)−9H−カルバゾール−3−イル]エタノン、1−(O−アセチルオキシム)−1−[9−エチル−6−(2−エチルベンゾイル)−9H−カルバゾール−3−イル]エタノン、1−(O−アセチルオキシム)−1−[9−エチル−6−(2−ブチルベンゾイル)−9H−カルバゾール−3−イル]エタノンなどが挙げられる。但し、これらに限定されるものではない。
これらのうち、より少ない露光量で形状(特に、固体撮像素子の場合はパターンの矩形性)の良好なパターンが得られる点で、2−(O−ベンゾイルオキシム)−1−[4−(フェニルチオ)フェニル]−1,2−オクタンジオン、1−(O−アセチルオキシム)−1−[9−エチル−6−(2−メチルベンゾイル)−9H−カルバゾール−3−イル]エタノン等のオキシム−O−アシル系化合物が特に好ましく、具体的には、例えば、CGI−124、CGI−242(以上、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製)等が挙げられる。
本発明においては、感度、径時安定性、後加熱時の着色の観点から、オキシム系化合物として、下記一般式(1)で表される化合物がより好ましい。

前記一般式(1)において、R及びXは、各々独立に、1価の置換基を表し、Aは、2価の有機基を表し、Arは、アリール基を表す。nは、1〜5の整数である。
一般式(1)におけるRとしては、高感度化の点から、アシル基が好ましく、具体的には、アセチル基、プロピオニル基、ベンゾイル基、トルイル基が好ましい。
一般式(1)におけるAとしては、感度を高め、加熱経時による着色を抑制する点から、無置換のアルキレン基、アルキル基(例えば、メチル基、エチル基、tert−ブチル基、ドデシル基)で置換されたアルキレン基、アルケニル基(例えば、ビニル基、アリル基)で置換されたアルキレン基、アリール基(例えば、フェニル基、p−トリル基、キシリル基、クメニル基、ナフチル基、アンスリル基、フェナントリル基、スチリル基)で置換されたアルキレン基が好ましい。
一般式(1)におけるArとしては、感度を高め、加熱経時による着色を抑制する点から、置換又は無置換のフェニル基が好ましい。置換フェニル基の場合、その置換基としては、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等のハロゲン基が好ましい。
一般式(1)におけるXとしては、溶剤溶解性と長波長領域の吸収効率向上の点から、置換基を有してもよいアルキル基、置換基を有してもよいアリール基、置換基を有してもよいアルケニル基、置換基を有してもよいアルキニル基、置換基を有してもよいアルコキシ基、置換基を有してもよいアリールオキシ基、置換基を有してもよいアルキルチオキシ基、置換基を有してもよいアリールチオキシ基、置換基を有してもよいアミノ基が好ましい。
また、一般式(1)におけるnは1〜2の整数が好ましい。
以下、一般式(1)で表される化合物の具体例を以下に示すが、本発明はこれらに限定されるものではない。

本発明の着色硬化性組成物には、上記の光重合開始剤のほかに、特開2004−295116号公報の段落〔0079〕に記載の他の公知の光重合開始剤を使用してもよい。
光重合開始剤は、1種単独で又は2種以上を組み合わせて含有することができる。
光重合開始剤の着色硬化性組成物中における含有量(2種以上の場合は総含有量)は、本発明の効果をより効果的に得る観点から、組成物の全固形分に対して、3〜20質量%が好ましく、4〜19質量%がより好ましく、5〜18質量%が特に好ましい。
−重合性化合物−
本発明の着色硬化性組成物は、重合性化合物の少なくとも一種を含有する。
重合性化合物としては、例えば、少なくとも1個のエチレン性不飽和二重結合を有する付加重合性化合物が挙げられる。具体的には、末端エチレン性不飽和結合を少なくとも1個、好ましくは2個以上有する化合物から選ばれる。このような化合物群は、当該産業分野において広く知られているものであり、本発明においてはこれらを特に限定なく用いることができる。これらは、例えば、モノマー、プレポリマー、すなわち2量体、3量体及びオリゴマー、又はそれらの混合物、並びにそれらの(共)重合体などの化学的形態のいずれであってもよい。
モノマー及びその(共)重合体の例としては、不飽和カルボン酸(例えば、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、イソクロトン酸、マレイン酸など)やそのエステル類、アミド類、並びにこれらの(共)重合体が挙げられ、好ましくは、不飽和カルボン酸と脂肪族多価アルコール化合物とのエステル、及び不飽和カルボン酸と脂肪族多価アミン化合物とのアミド類、並びにこれらの(共)重合体である。また、ヒドロキシル基やアミノ基、メルカプト基等の求核性置換基を有する不飽和カルボン酸エステルあるいはアミド類と、単官能もしくは多官能イソシアネート類あるいはエポキシ類との付加反応物や、単官能もしくは多官能のカルボン酸との脱水縮合反応物等も好適に使用される。また、イソシアネート基やエポキシ基等の親電子性置換基を有する不飽和カルボン酸エステルあるいはアミド類と、単官能もしくは多官能のアルコール類、アミン類、チオール類との付加反応物、更に、ハロゲン基やトシルオキシ基等の脱離性置換基を有する不飽和カルボン酸エステルあるいはアミド類と、単官能もしくは多官能のアルコール類、アミン類、チオール類との置換反応物も好適である。また、別の例として、上記の不飽和カルボン酸の代わりに、不飽和ホスホン酸、スチレン、ビニルエーテル等に置き換えた化合物群を使用することも可能である。
脂肪族多価アルコール化合物と不飽和カルボン酸とのエステルのモノマーの具体例としては、アクリル酸エステルとして、例えば、エチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、1,3−ブタンジオールジアクリレート、テトラメチレングリコールジアクリレート、プロピレングリコールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロールプロパントリ(アクリロイルオキシプロピル)エーテル、トリメチロールエタントリアクリレート、ヘキサンジオールジアクリレート、1,4−シクロヘキサンジオールジアクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、ペンタエリスリトールジアクリレート、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テトラアクリレート、ジペンタエリスリトールジアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ソルビトールトリアクリレート、ソルビトールテトラアクリレート、ソルビトールペンタアクリレート、ソルビトールヘキサアクリレート、トリ(アクリロイルオキシエチル)イソシアヌレート、ポリエステルアクリレートオリゴマー、イソシアヌール酸EO変性トリアクリレート等が挙げられる。
また、メタクリル酸エステルとして、例えば、テトラメチレングリコールジメタクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、ネオペンチルグリコールジメタクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、トリメチロールエタントリメタクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、1,3−ブタンジオールジメタクリレート、ヘキサンジオールジメタクリレート、ペンタエリスリトールジメタクリレート、ペンタエリスリトールトリメタクリレート、ペンタエリスリトールテトラメタクリレート、ジペンタエリスリトールジメタクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサメタクリレート、ソルビトールトリメタクリレート、ソルビトールテトラメタクリレート、ビス〔p−(3−メタクリルオキシ−2−ヒドロキシプロポキシ)フェニル〕ジメチルメタン、ビス−〔p−(メタクリルオキシエトキシ)フェニル〕ジメチルメタン等が挙げられる。
更に、イタコン酸エステルとして、例えば、エチレングリコールジイタコネート、プロピレングリコールジイタコネート、1,3−ブタンジオールジイタコネート、1,4−ブタンジオールジイタコネート、テトラメチレングリコールジイタコネート、ペンタエリスリトールジイタコネート、ソルビトールテトライタコネート等が、また、クロトン酸エステルとして、例えば、エチレングリコールジクロトネート、テトラメチレングリコールジクロトネート、ペンタエリスリトールジクロトネート、ソルビトールテトラジクロトネート等が、イソクロトン酸エステルとして、例えば、エチレングリコールジイソクロトネート、ペンタエリスリトールジイソクロトネート、ソルビトールテトライソクロトネート等が、また、マレイン酸エステルとして、例えば、エチレングリコールジマレート、トリエチレングリコールジマレート、ペンタエリスリトールジマレート、ソルビトールテトラマレート等が挙げられる。
その他のエステルの例として、例えば、特公昭51−47334号公報、特開昭57−196231号公報記載の脂肪族アルコール系エステル類や、特開昭59−5240号公報、特開昭59−5241号公報、特開平2−226149号公報に記載の芳香族系骨格を有するもの、特開平1−165613号公報に記載のアミノ基を含有するもの等も好適に用いられる。更に、前述のエステルモノマーは混合物としても使用することができる。
また、脂肪族多価アミン化合物と不飽和カルボン酸とのアミドのモノマーの具体例としては、メチレンビス−アクリルアミド、メチレンビス−メタクリルアミド、1,6−ヘキサメチレンビス−アクリルアミド、1,6−ヘキサメチレンビス−メタクリルアミド、ジエチレントリアミントリスアクリルアミド、キシリレンビスアクリルアミド、キシリレンビスメタクリルアミド等がある。
その他の好ましいアミド系モノマーの例としては、特公昭54−21726号公報に記載のシクロへキシレン構造を有すものを挙げることができる。
また、イソシアネートと水酸基の付加反応を用いて製造されるウレタン系付加重合性化合物も好適であり、そのような具体例としては、例えば、特公昭48−41708号公報中に記載の、1分子に2個以上のイソシアネート基を有するポリイソシアネート化合物に、下記一般式(A)で表される水酸基を含有するビニルモノマーを付加させた1分子中に2個以上の重合性ビニル基を含有するビニルウレタン化合物等が挙げられる。
CH=C(R)COOCHCH(R’)OH …(A)
〔一般式(A)中、R及びR’は、それぞれ独立に、H又はCHを表す。〕
本発明においては、上記の中でも特に、下記一般式で表されるジペンタエリスリトール骨格を持つ重合性モノマーが好ましい。下記一般式において、nは0〜14であり、mは1〜8である。一分子内に複数存在するR、Tは、各々同一であっても、異なっていてもよい。

これらの重合性化合物について、その構造、単独使用か併用か、添加量等の使用方法の詳細は、着色硬化性組成物の最終的な性能設計にあわせて任意に設定できる。例えば、感度の観点では、1分子あたりの不飽和基含量が多い構造が好ましく、多くの場合は2官能以上が好ましい。また、着色硬化膜の強度を高める観点では、3官能以上のものがよく、更に、異なる官能数・異なる重合性基(例えばアクリル酸エステル、メタクリル酸エステル、スチレン系化合物、ビニルエーテル系化合物)のものを併用することで、感度と強度の両方を調節する方法も有効である。また、着色硬化性組成物に含有される他の成分(例えば、光重合開始剤、顔料、染料、バインダーポリマー等)との相溶性、分散性に対しても、重合性化合物の選択・使用法は重要な要因であり、例えば、低純度化合物の使用や2種以上の併用により相溶性を向上させうることがある。また、支持体などの硬質表面との密着性を向上させる観点で特定の構造を選択することもあり得る。
着色硬化性組成物の全固形分中における重合性化合物の含有量(2種以上の場合は総含有量)としては、特に限定はなく、本発明の効果をより効果的に得る観点から、10質量%〜80質量%が好ましく、15質量%〜75質量%がより好ましく、20質量%〜60質量%が特に好ましい。
−他の成分−
本発明の着色硬化性組成物は、上述の各成分に加えて、本発明の効果を損なわない範囲で、更に、アルカリ可溶性バインダー、架橋剤などの他の成分を含んでいてもよい。
(アルカリ可溶性バインダー)
アルカリ可溶性バインダーは、アルカリ可溶性を有すること以外は特に限定はなく、好ましくは、耐熱性、現像性、入手性等の観点から選択することができる。
アルカリ可溶性バインダーとしては、線状有機高分子重合体であり、且つ、有機溶剤に可溶で、弱アルカリ水溶液で現像できるものが好ましい。このような線状有機高分子重合体としては、側鎖にカルボン酸を有するポリマー、例えば、特開昭59−44615号、特公昭54−34327号、特公昭58−12577号、特公昭54−25957号、特開昭59−53836号、特開昭59−71048号の各公報に記載されているような、メタクリル酸共重合体、アクリル酸共重合体、イタコン酸共重合体、クロトン酸共重合体、マレイン酸共重合体、部分エステル化マレイン酸共重合体等が挙げられ、同様に側鎖にカルボン酸を有する酸性セルロース誘導体が有用である。
上述したものの他、本発明におけるアルカリ可溶性バインダーとしては、水酸基を有するポリマーに酸無水物を付加させたもの等や、ポリヒドロキシスチレン系樹脂、ポリシロキサン系樹脂、ポリ(2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート)、ポリビニルピロリドンやポリエチレンオキサイド、ポリビニルアルコール、等も有用である。また、線状有機高分子重合体は、親水性を有するモノマーを共重合したものであってもよい。この例としては、アルコキシアルキル(メタ)アクリレート、ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート、グリセロール(メタ)アクリレート、(メタ)アクリルアミド、N−メチロールアクリルアミド、2級もしくは3級のアルキルアクリルアミド、ジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリレート、モルホリン(メタ)アクリレート、N−ビニルピロリドン、N−ビニルカプロラクタム、ビニルイミダゾール、ビニルトリアゾール、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、分岐もしくは直鎖のプロピル(メタ)アクリレート、分岐もしくは直鎖のブチル(メタ)アクリレート、又は、フェノキシヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、等が挙げられる。その他、親水性を有するモノマーとしては、テトラヒドロフルフリル基、燐酸基、燐酸エステル基、4級アンモニウム塩基、エチレンオキシ鎖、プロピレンオキシ鎖、スルホン酸基及びその塩由来の基、モルホリノエチル基等を含んでなるモノマー等も有用である。
また、アルカリ可溶性バインダーは、架橋効率を向上させるために、重合性基を側鎖に有してもよく、例えば、アリル基、(メタ)アクリル基、アリルオキシアルキル基等を側鎖に含有するポリマー等も有用である。上述の重合性基を含有するポリマーの例としては、市販品のKSレジスト−106(大阪有機化学工業(株)製)、サイクロマーPシリーズ(ダイセル化学工業(株)製)等が挙げられる。また、硬化皮膜の強度を上げるために、アルコール可溶性ナイロンや2,2−ビス−(4−ヒドロキシフェニル)−プロパンとエピクロルヒドリンとのポリエーテル等も有用である。
アルカリ可溶性バインダーとしては、下記一般式(E−1)で表される化合物(以下、「エーテルダイマー」ともいう。)を必須とする単量体成分を重合してなるポリマー(a)を、ポリマー成分として含むことも好ましい。

式(1)中、R及びRは、それぞれ独立して、水素原子又は置換基を有していてもよい炭素数1〜25の炭化水素基を表す。
これにより、本発明の着色硬化性組成物は、耐熱性とともに透明性にも極めて優れた硬化塗膜を形成しうる。前記エーテルダイマーを示す前記式(1)中、R及びRで表される置換基を有していてもよい炭素数1〜25の炭化水素基としては、特に制限はないが、例えば、メチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル、イソブチル、t−ブチル、t−アミル、ステアリル、ラウリル、2−エチルヘキシル等の直鎖状又は分岐状のアルキル基;フェニル等のアリール基;シクロヘキシル、t−ブチルシクロヘキシル、ジシクロペンタジエニル、トリシクロデカニル、イソボルニル、アダマンチル、2−メチル−2−アダマンチル等の脂環式基;1−メトキシエチル、1−エトキシエチル等のアルコキシで置換されたアルキル基;ベンジル等のアリール基で置換されたアルキル基;等が挙げられる。これらの中でも特に、メチル、エチル、シクロヘキシル、ベンジル等のような酸や熱で脱離しにくい1級又は2級炭素の置換基が耐熱性の点で好ましい。
前記エーテルダイマーの具体例としては、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、ジエチル−2,2’−[オキシビス(メチレン)]ビス−2−プロペノエート、ジ(n−プロピル)−2,2’−[オキシビス(メチレン)]ビス−2−プロペノエート、ジ(イソプロピル)−2,2’−[オキシビス(メチレン)]ビス−2−プロペノエート、ジ(n−ブチル)−2,2’−[オキシビス(メチレン)]ビス−2−プロペノエート、ジ(イソブチル)−2,2’−[オキシビス(メチレン)]ビス−2−プロペノエート、ジ(t−ブチル)−2,2’−[オキシビス(メチレン)]ビス−2−プロペノエート、ジ(t−アミル)−2,2’−[オキシビス(メチレン)]ビス−2−プロペノエート、ジ(ステアリル)−2,2’−[オキシビス(メチレン)]ビス−2−プロペノエート、ジ(ラウリル)−2,2’−[オキシビス(メチレン)]ビス−2−プロペノエート、ジ(2−エチルヘキシル)−2,2’−[オキシビス(メチレン)]ビス−2−プロペノエート、ジ(1−メトキシエチル)−2,2’−[オキシビス(メチレン)]ビス−2−プロペノエート、ジ(1−エトキシエチル)−2,2’−[オキシビス(メチレン)]ビス−2−プロペノエート、ジベンジル−2,2’−[オキシビス(メチレン)]ビス−2−プロペノエート、ジフェニル−2,2’−[オキシビス(メチレン)]ビス−2−プロペノエート、ジシクロヘキシル−2,2’−[オキシビス(メチレン)]ビス−2−プロペノエート、ジ(t−ブチルシクロヘキシル)−2,2’−[オキシビス(メチレン)]ビス−2−プロペノエート、ジ(ジシクロペンタジエニル)−2,2’−[オキシビス(メチレン)]ビス−2−プロペノエート、ジ(トリシクロデカニル)−2,2’−[オキシビス(メチレン)]ビス−2−プロペノエート、ジ(イソボルニル)−2,2’−[オキシビス(メチレン)]ビス−2−プロペノエート、ジアダマンチル−2,2’−[オキシビス(メチレン)]ビス−2−プロペノエート、ジ(2−メチル−2−アダマンチル)−2,2’−[オキシビス(メチレン)]ビス−2−プロペノエート等が挙げられる。これらの中でも特に、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、ジエチル−2,2’−[オキシビス(メチレン)]ビス−2−プロペノエート、ジシクロヘキシル−2,2’−[オキシビス(メチレン)]ビス−2−プロペノエート、ジベンジル−2,2’−[オキシビス(メチレン)]ビス−2−プロペノエートが好ましい。これらエーテルダイマーは、1種のみであってもよいし、2種以上であってもよい。前記一般式(E−1)で示される化合物由来の構造体は、その他の単量体を共重合させてもよい。
アルカリ可溶性バインダーとしては、エポキシ基を有するポリマーであることが好ましい。アルカリ可溶性バインダーにエポキシ基を導入するには、例えば、エポキシ基を有するモノマー(以下、「エポキシ基を導入するための単量体」ということがある。)を、単量体成分として重合すればよい。前記エポキシ基を有するモノマーとしては、例えば、グリシジル(メタ)アクリレート、3,4−エポキシシクロヘキシルメチル(メタ)アクリレート、o−(又はm−、又はp−)ビニルベンジルグリシジルエーテル等が挙げられる。これらエポキシ基を導入するための単量体は、1種のみであってもよいし、2種以上であってもよい。アルカリ可溶性バインダーを得る際の単量体成分が前記エポキシ基を導入するための単量体をも含む場合、その含有割合は、特に制限されないが、全単量体成分中5〜70重量%、好ましくは10〜60重量%であるのがよい。
アルカリ可溶性バインダーは、酸基を有するポリマーであることが好ましい。前記酸基としては、特に制限されないが、例えば、カルボキシル基、フェノール性水酸基、カルボン酸無水物基等が挙げられる。これら酸基は、1種のみであってもよいし、2種以上であってもよい。アルカリ可溶性バインダーに酸基を導入するには、例えば、酸基を有するモノマー及び/又は重合後に酸基を付与しうるモノマー(以下「酸基を導入するための単量体」と称することもある。)を、単量体成分として重合するようにすればよい。なお、重合後に酸基を付与しうるモノマーを単量体成分として酸基を導入する場合には、重合後に例えば後述するような酸基を付与するための処理が必要となる。前記酸基を有するモノマーとしては、例えば、(メタ)アクリル酸やイタコン酸等のカルボキシル基を有するモノマー、N−ヒドロキシフェニルマレイミド等のフェノール性水酸基を有するモノマー、無水マレイン酸、無水イタコン酸等のカルボン酸無水物基を有するモノマー等が挙げられるが、これらの中でも特に、(メタ)アクリル酸が好ましい。前記重合後に酸基を付与しうるモノマーとしては、例えば、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート等の水酸基を有するモノマー、グリシジル(メタ)アクリレート等のエポキシ基を有するモノマー、2−イソシアナートエチル(メタ)アクリレート等のイソシアネート基を有するモノマー等が挙げられる。これら酸基を導入するための単量体は、1種のみであってもよいし、2種以上であってもよい。
これら各種アルカリ可溶性バインダーの中でも、耐熱性の観点からは、ポリヒドロキシスチレン系樹脂、ポリシロキサン系樹脂、アクリル系樹脂、アクリルアミド系樹脂、アクリル/アクリルアミド共重合体樹脂が好ましく、現像性制御の観点からは、アクリル系樹脂、アクリルアミド系樹脂、アクリル/アクリルアミド共重合体樹脂がより好ましい。
前記アクリル系樹脂としては、ベンジル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリル酸、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリルアミド等から選ばれるモノマーからなる共重合体や、市販品のKSレジスト−106(大阪有機化学工業(株)製)、サイクロマーPシリーズ(ダイセル化学工業(株)製)等が好ましい。
アルカリ可溶性バインダーは、現像性、液粘度等の観点から、重量平均分子量(GPC法で測定されたポリスチレン換算値)が1000〜2×10の重合体が好ましく、2000〜1×10の重合体がより好ましく、5000〜5×10の重合体が特に好ましい。また、酸価としては50〜300mgKOH/gが好ましく、75〜200mgKOH/gがより好ましく、80〜160mgKOH/gが特に好ましい。酸価がこの範囲にあるとパターン形成時に現像残渣が残りにくく、且つ塗布均一性が良好となる。
(架橋剤)
本発明の着色硬化性組成物は、補足的に架橋剤を用い、硬化後の硬化膜の硬度をより高めることもできる。架橋剤としては、架橋反応により膜硬化を行なえるものであれば、特に限定はなく、例えば、(a)エポキシ樹脂、(b)メチロール基、アルコキシメチル基、及びアシロキシメチル基から選ばれる少なくとも1つの置換基で置換された、メラミン化合物、グアナミン化合物、グリコールウリル化合物又はウレア化合物、(c)メチロール基、アルコキシメチル基、及びアシロキシメチル基から選ばれる少なくとも1つの置換基で置換された、フェノール化合物、ナフトール化合物又はヒドロキシアントラセン化合物、が挙げられる。中でも、多官能エポキシ樹脂が好ましい。
架橋剤の具体例などの詳細については、特開2004−295116号公報の段落〔0134〕〜〔0147〕の記載を参照することができる。
(他の添加物)
着色硬化性組成物には、必要に応じて、各種添加物、例えば、充填剤、上記以外の高分子化合物、ノニオン系、カチオン系、アニオン系等の界面活性剤、密着促進剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、凝集防止剤等を配合することができる。これらの添加物としては、特開2004−295116号公報の段落〔0155〕〜〔0156〕に記載のものを挙げることができる。本発明の着色硬化性組成物においては、特開2004−295116号公報の段落〔0078〕に記載の増感剤や光安定剤、同公報の段落〔0081〕に記載の熱重合防止剤を含有することができる。
着色感光性組成物には、塗布性をより向上させる観点から、各種の界面活性剤を添加してもよい。界面活性剤としては、フッ素系界面活性剤、ノニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤、シリコーン系界面活性剤の各種界面活性剤を使用できる。
特にフッ素系界面活性剤を含有することで、塗布液としたときの液特性(特に、流動性)をより向上させ、塗布厚の均一性や省液性をより改善することができる。すなわち、フッ素系界面活性剤を含有する着色感光性組成物においては、被塗布面と塗布液との界面張力を低下させることにより被塗布面への濡れ性が改善され、被塗布面への塗布性が向上する。このため、少量の液量で数μm程度の薄膜を形成した場合であっても、厚みムラの小さい均一厚の膜形成をより好適に行える点で有効である。
フッ素系界面活性剤中のフッ素含有率は、3質量%〜40質量%が好適であり、より好ましくは5質量%〜30質量%であり、特に好ましくは7質量%〜25質量%である。フッ素含有率がこの範囲内であると、塗布厚均一性や省液性の点で効果的であり、組成物中への溶解性も良好である。
フッ素系界面活性剤としては、例えば、メガファックF171、同F172、同F173、同F176、同F177、同F141、同F142、同F143、同F144、同R30、同F437、同F479、同F482、同F780、同F781(以上、DIC(株)製)、フロラードFC430、同FC431、同FC171(以上、住友スリーエム(株)製)、サーフロンS−382、同SC−101、同SC−103、同SC−104、同SC−105、同SC1068、同SC−381、同SC−383、同S393、同KH−40(以上、旭硝子(株)製)、CW−1(ゼネカ社製)等が挙げられる。
シリコーン系界面活性剤としては、例えば、トーレシリコーン株式会社製のトーレシリコーンDC3PA、同SH7PA、同DC11PA、同SH21PA、同SH28PA、同SH29PA、同SH30PA、同SH8400、東芝シリコーン株式会社製のTSF−4440、TSF−4300、TSF−4445、TSF−444(4)(5)(6)(7)6、TSF−44 60、TSF−4452、信越シリコーン株式会社製のKP341、ビッグケミー社製のBYK323、BYK330等が挙げられる。
また、カチオン系界面活性剤として具体的には、フタロシアニン誘導体(市販品:EFKA−745、森下産業社製)、オルガノシロキサンポリマーKP341(信越化学工業社製)、(メタ)アクリル酸系(共)重合体ポリフローNo.75、No.90、No.95(共栄社油脂化学工業社製)、W001(裕商社製)等が挙げられる。
ノニオン系界面活性剤として具体的には、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリエチレングリコールジラウレート、ポリエチレングリコールジステアレート、ソルビタン脂肪酸エステル(BASF社製のプルロニックL10、L31、L61、L62、10R5、17R2、25R2、テトロニック304、701、704、901、904、150R1等が挙げられる。
更に、アニオン系界面活性剤として具体的には、W004、W005、W017(裕商社製)等が挙げられる。
また、非露光領域のアルカリ溶解性を促進し、着色硬化性組成物の現像性の更なる向上を図る場合には、該組成物に有機カルボン酸、好ましくは分子量1000以下の低分子量有機カルボン酸の添加を行なうことが好ましい。
具体的には、例えば、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸、ピバル酸、カプロン酸、ジエチル酢酸、エナント酸、カプリル酸等の脂肪族モノカルボン酸;シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ブラシル酸、メチルマロン酸、エチルマロン酸、ジメチルマロン酸、メチルコハク酸、テトラメチルコハク酸、シトラコン酸等の脂肪族ジカルボン酸;トリカルバリル酸、アコニット酸、カンホロン酸等の脂肪族トリカルボン酸;安息香酸、トルイル酸、クミン酸、ヘメリト酸、メシチレン酸等の芳香族モノカルボン酸;フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、トリメリト酸、トリメシン酸、メロファン酸、ピロメリト酸等の芳香族ポリカルボン酸;フェニル酢酸、ヒドロアトロパ酸、ヒドロケイ皮酸、マンデル酸、フェニルコハク酸、アトロパ酸、ケイ皮酸、ケイ皮酸メチル、ケイ皮酸ベンジル、シンナミリデン酢酸、クマル酸、ウンベル酸等のその他のカルボン酸が挙げられる。
本発明の着色硬化性組成物は、保存安定性、耐光性に優れた硬化膜を形成することができるため、液晶表示装置や固体撮像素子(例えばCCD、CMOS等)に用いられるカラーフィルタなどの着色画素形成用として、また、印刷インキ、インクジェットインキ、及び塗料などの作製用途として好適に用いることができる。特に、液晶表示装置及びCMOS等の固体撮像素子用の着色画素形成用途として好適に用いることができる。
〜着色硬化性組成物の調製〜
着色硬化性組成物は、上記のように調製した分散組成物と共に、重合開始剤及び重合性化合物と必要に応じて他の成分を加えることにより調製することができる。着色硬化性組成物は、好ましくは孔径0.01μm〜3.0μm、より好ましくは孔径0.05μm〜0.5μm程度のフィルタなどを用いて濾別した後、使用に供することができる。
本発明における着色硬化性組成物の固形分は、着色硬化性組成物全体に対して、13質量%から20質量%の範囲であることが好ましく、より好ましくは15質量%から20質量%の範囲である。この範囲にあれば、膜厚の制御性が良好である。
本発明の着色硬化性組成物に含まれる分散組成物の量としては、着色硬化性組成物の固形分に対して、顔料又は染料の含有量で10〜60質量%の範囲であることが好ましく、より好ましくは20〜58質量%の範囲である。分散組成物を前記配合量の範囲で含むことで、分散性、分散安定性が良好で、高いコントラストで色ムラがなく、薄層であっても良好な色相を有するカラーフィルタを形成しうる着色硬化性組成物を得ることができる。
<カラーフィルタ及びその製造方法>
本発明のカラーフィルタの製造方法は、支持体上に既述の本発明の着色硬化性組成物を塗布し、着色層を形成する工程(以下、工程(A)という。)と、工程Aで形成された着色層をマスクを通してパターン状に露光し、現像して着色領域を形成する工程(以下、工程(B)という。)とを設けて構成したものである。また、本発明のカラーフィルタの製造方法では、特に、工程(B)で形成された着色領域に対して紫外線を照射する工程(以下、工程(C)という。)と、工程(C)で紫外線が照射された着色領域に対して加熱処理を行なう工程(以下、工程(D)という。)とを更に設けて構成することができる。
以下、本発明のカラーフィルタの製造方法について具体的に説明する。
−工程(A)−
本発明のカラーフィルタの製造方法では、まず、支持体上に、既述の本発明の着色硬化性組成物を回転塗布、流延塗布、ロール塗布等の塗布方法により塗布して、着色層を形成し、その後、必要に応じて、予備硬化(プリベーク)を行ない、該着色層を乾燥させる。
支持体としては、例えば、液晶表示素子等に用いられるソーダガラス、ホウケイ酸ガラス(パイレックス(登録商標)ガラス)、石英ガラス、及びこれらに透明導電膜を付着させたものや、撮像素子等に用いられる光電変換素子基板、例えば、シリコン基板等や、相補性金属酸化膜半導体(CMOS)基板などが挙げられる。これらの基板は、各画素を隔離するブラックストライプが形成されている場合もある。また、これらの支持体上には、必要により、上部の層との密着改良、物質の拡散防止、あるいは表面の平坦化のために、下塗り層を設けてもよい。
なお、着色硬化性組成物を支持体上に回転塗布する際には、液の滴下量を低減のため、着色硬化性組成物の滴下に先立ち、適当な有機溶剤を滴下、回転させることにより、着色硬化性組成物の支持体への馴染みを良くすることができる。
前記プリベークの条件としては、ホットプレートやオーブンを用いて、70℃〜130℃で、0.5分間〜15分間程度加熱する条件が挙げられる。
着色硬化性組成物により形成される着色層の厚みは、目的に応じて適宜選択されるが、一般には0.2μm〜5.0μmであることが好ましく、0.3μm〜2.5μmであることが更に好ましく、0.3μm〜1.5μm最も好ましい。なお、ここでいう着色層の厚さは、プリベーク後の膜厚である。
−工程(B)−
続いて、本発明のカラーフィルタの製造方法では、支持体上に形成された着色層に対してマスクを通して露光が行なわれる。露光に適用し得る光もしくは放射線としては、g線、h線、i線、KrF光、ArF光が好ましく、特にi線が好ましい。照射光にi線を用いる場合、100mJ/cm〜10000mJ/cmの露光量で照射することが好ましい。
また、その他の露光光線としては、超高圧、高圧、中圧、低圧の各水銀灯、ケミカルランプ、カーボンアーク灯、キセノン灯、メタルハライド灯、可視及び紫外の各種レーザー光源、蛍光灯、タングステン灯、太陽光等も使用できる。
<レーザー光源を用いた露光工程>
本発明におけるレーザー光源を用いた露光方式では、光源として紫外光レーザーを用いることができる。レーザーは英語のLight Amplification by Stimulated Emission of Radiation(誘導放出により光の増幅)の頭文字である。反転分布をもった物質中でおきる誘導放出の現象を利用し、光波の増幅、発振によって干渉性と指向性が一層強い単色光を作り出す発振器および増幅器、励起媒体として結晶、ガラス、液体、色素、気体などがあり、これらの媒質から固体レーザー、液体レーザー、気体レーザー、半導体レーザーなどの公知の紫外光に発振波長を有するレーザーを用いることができる。その中でも、レーザーの出力および発振波長の観点から、固体レーザー、ガスレーザーが好ましい。
本発明に用いることのできる波長としては、300nm〜380nmの範囲である波長の範囲の紫外光レーザーが好ましく、さらに好ましくは300nm〜360nmの範囲の波長である紫外光レーザーがレジストの感光波長に合致しているという点で好ましい。
具体的には、特に出力が大きく、比較的安価な固体レーザーのNd:YAGレーザーの第三高調波(355nm)や、エキシマレーザーのXeCl(308nm)、XeF(353nm)を好適に用いることができる。
被露光物(パターン)の露光量としては、1mJ/cm〜100mJ/cmの範囲であり、1mJ/cm〜50mJ/cmの範囲がより好ましい。露光量がこの範囲であると、パターン形成の生産性の点で好ましい。
本発明に使用可能な露光装置としては、特に制限はないが市販されているものとしては、Callisto(ブイテクノロジー株式会社製)やEGIS(ブイテクノロジー株式会社製)やDF2200G(大日本スクリーン株式会社製などが使用可能である。また上記以外の装置も好適に用いられる。
また、発光ダイオード(LED)及びレーザーダイオード(LD)を活性放射線源として用いることが可能である。特に、紫外線源を要する場合、紫外LED及び紫外LDを使用することができる。例えば、日亜化学工業(株)は、主放出スペクトルが365nmと420nmとの間の波長を有する紫色LEDを上市している。更に一層短い波長が必要とされる場合、米国特許第6,084,250号明細書は、300nmと370nmとの間に中心付けされた活性放射線を放出し得るLEDを開示している。また、他の紫外LEDも、入手可能であり、異なる紫外線帯域の放射を照射することができる。本発明で特に好ましい活性放射線源は、UV−LEDであり、特に好ましくは、340〜370mにピーク波長を有するUV−LEDである。
紫外光レーザーは平行度が良好なので、露光の際にマスクを使用せずとも、パターン露光ができる。しかし、マスクを用いてパターンを露光した場合、さらにパターンの直線性が高くなるのでより好ましい。
露光した着色層は、次の現像処理前にホットプレートやオーブンを用いて、70℃〜180℃で0.5分間〜15分間程度、加熱することができる。また、露光は、着色層中の色材の酸化褪色を抑制するために、チャンバー内に窒素ガスを流しながら行なうことができる。
続いて、露光後の着色層に対して現像液で現像を行なう。これにより、ネガ型もしくはポジ型の着色領域(レジストパターン)を形成することができる。
現像液は、着色層の未硬化部(未露光部)を溶解し、硬化部(露光部)を溶解しないものであれば、種々の有機溶剤の組み合わせやアルカリ性水溶液を用いることができる。現像液がアルカリ性水溶液である場合、アルカリ濃度が好ましくはpH11〜13、更に好ましくはpH11.5〜12.5となるように調整するのがよい。特に、テトラエチルアンモニウムヒドロキシドを、濃度が0.001質量%〜10質量%、好ましくは0.01質量%〜5質量%となるように調整したアルカリ性水溶液を現像液として用いることができる。
現像時間は、30秒〜300秒が好ましく、更に好ましくは30秒〜120秒である。現像温度は、20℃〜40℃が好ましく、更に好ましくは23℃である。
現像は、パドル方式、シャワー方式、スプレー方式等で行なうことができる。
また、アルカリ性水溶液を用いて現像した後は、水で洗浄することが好ましい。洗浄方式も、目的に応じて適宜選択されるが、シリコンウエハ基板等の支持体を回転数10rpm〜500rpmで回転させつつ、その回転中心の上方より純水を噴出ノズルからシャワー状に供給してリンス処理を行なうことができる。
その後、必要に応じて、現像により形成された着色領域に対し後加熱及び/又は後露光を行ない、着色領域の硬化を促進させることもできる。
−工程(C)−
本発明のカラーフィルタの製造方法では、着色硬化性組成物から形成された着色領域(画素)に対して、紫外線照射による後露光を行なうことで、隣接する画素や、積層された上下層への色移りを効果的に抑制することができる。この色移りは、本発明の着色硬化性組成物のように、色材として特定錯体のような染料を用いた場合に発生する特有の問題であり、この色移りは、以下のような紫外線照射による後露光により低減させることができる。
(紫外線照射による後露光)
紫外線照射による後露光では、前述のようにして現像処理を行なった後の着色領域に、現像前の露光処理における露光量[mJ/cm]の10倍以上の照射光量[mJ/cm]の紫外光(UV光)を照射することが好ましい。なお、現像処理と後述の工程(D)による加熱処理との間に、現像後の着色領域に紫外光(UV光)を所定時間、照射することにより、後に加熱された際に色移りするのを効果的に防止でき、耐光性が向上する。
紫外光を照射する光源としては、例えば、超高圧水銀灯、高圧水銀灯、低圧水銀灯、DEEP UVランプなどを用いることができる。中でも、照射される紫外光中に275nm以下の波長光を含み、かつ、275nm以下の波長光の照射照度[mW/cm]が紫外光中の全波長光の積分照射照度に対して5%以上である光を照射できるものが好ましい。紫外光中の275nm以下の波長光の照射照度を5%以上とすることで、隣接する画素間や上下層への色移りの抑制効果及び耐光性の向上効果をより高めることができる。
この点から、紫外線照射による後露光は、前述の工程(B)における露光に用いられるi線等の輝線などの光源と異なる光源、具体的には、高圧水銀灯、低圧水銀灯などを用いて行なうことが好ましい。中でも、前記同様の理由から、275nm以下の波長光の照射照度[mW/cm]は、紫外光中の全波長光の積分照射照度に対して7%以上が好ましい。また、275nm以下の波長光の照射照度の上限は、25%以下が望ましい。
なお、積分照射照度とは、分光波長ごとの照度(単位面積を単位時間に通過する放射エネルギー;[mW/m])を縦軸とし、光の波長[nm]を横軸とした曲線を引いた場合に照射光に含まれる各波長光の照度の和(面積)をいう。
紫外光の照射は、前述の工程(B)における露光時の露光量の10倍以上の照射光量[mJ/cm]として行なうことが好ましい。本工程(C)での照射光量が、前述の工程(B)における露光時の露光量の10倍未満であると、隣接する画素間や上下層間における色移りを防止できず、また、耐光性も悪化する場合がある。
中でも、紫外光の照射光量は、前述の工程(B)における露光時の露光量の12倍以上200倍以下が好ましく、15倍以上100倍以下がより好ましい。
この場合、照射される紫外光における積分照射照度が200mW/cm以上であることが好ましい。積分照射照度が200mW/cm以上であると、隣接する画素間や上下層への色移りの抑制効果及び耐光性の向上効果をより効果的に高めることができる。中でも、250mW/cm〜2000mW/cmが好ましく、300mW/cm〜1000mW/cmがより好ましい。
−工程(D)−
紫外線照射による後露光が行なわれた着色領域に対しては、加熱処理を行なうことが好ましい。形成された着色領域を加熱(いわゆるポストベーク)することにより、着色領域を更に硬化させることができる。この加熱処理は、例えば、ホットプレート、各種ヒーター、オーブンなどにより行なうことができる。
加熱処理の際の温度としては、100℃〜300℃であることが好ましく、更に好ましくは、150℃〜250℃である。また、加熱時間は、30秒〜30000秒が好ましく、更に好ましくは、60秒〜1000秒である。
本発明のカラーフィルタの製造方法においては、前述の工程(C)のような紫外線照射による後露光の代わりに、g線、h線、i線、KrF、ArF、電子線、X線等による後露光を行なってもよい。これらの手段による後露光の場合には、照射時間としては、10秒〜180秒、好ましくは20秒〜120秒、更に好ましくは30秒〜60秒である。
また、本発明のカラーフィルタの製造方法においては、前記工程(C)のような紫外線照射による後露光を行なわず、前記工程(D)のような後露光のみを行なってもよい。
更に、後露光と後加熱とはいずれを先に行なってもよいが、後加熱に先立って後露光を実施することが好ましい。後露光で硬化を促進させることにより、後加熱過程でみられる着色領域の熱ダレ(矩形パターンの球形化)やすそ引き(パターン下層部のリフロー化)による形状の変形を抑止するためである。
このようにして形成された着色領域(着色パターン)は、カラーフィルタの着色画素を構成することになる。
複数の色相の画素を有するカラーフィルタの作製においては、前述の工程(A)、工程(B)、更に、必要に応じて、工程(C)や工程(D)を所望の色数に合わせて繰り返せばよい。なお、単色の着色層の形成、露光、現像が終了する毎に(1色毎に)、前述の工程(C)及び/又は工程(D)を行なってもよいし、所望の色数の全ての着色層の形成、露光、現像が終了した後に、一括して前述の工程(C)及び/又は工程(D)を行なってもよい。
本発明に係る着色硬化性組成物が、例えば、塗布装置吐出部のノズル、塗布装置の配管部、塗布装置内等に付着した場合でも、公知の洗浄液を用いて容易に洗浄除去することができる。この場合、より効率の良い洗浄除去を行うためには、前掲の本発明に係る着色硬化性組成物に含まれる溶剤を洗浄液として用いることが好ましい。
また、特開平7−128867号公報、特開平7−146562号公報、特開平8−278637号公報、特開2000−273370号公報、特開2006−85140号公報、特開2006−291191号公報、特開2007−2101号公報、特開2007−2102号公報、特開2007−281523号公報などに記載の洗浄液も本発明に係る着色硬化性組成物の洗浄除去用の洗浄液として好適に用いることができる。
上記のうち、アルキレングリコールモノアルキルエーテルカルボキシレート及びアルキレングリコールモノアルキルエーテルが好ましい。これら溶剤は、一種単独で用いても2種以上を混合して用いてもよい。2種以上を混合する場合、水酸基を有する溶剤と水酸基を有しない溶剤とを混合することが好ましい。水酸基を有する溶剤と水酸基を有しない溶剤との質量比は、1/99〜99/1、好ましくは10/90〜90/10、更に好ましくは20/80〜80/20である。プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)とプロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)の混合溶剤で、その比率が60/40であることが特に好ましい。
なお、着色硬化性組成物に対する洗浄液の浸透性を向上させるために、洗浄液には前掲の本組成物に関する界面活性剤を添加してもよい。
本発明のカラーフィルタの製造方法により得られたカラーフィルタ(本発明のカラーフィルタ)は、本発明の着色硬化性組成物を用いていることから、耐光性に優れたものとなる。
そのため、本発明のカラーフィルタは、液晶表示素子や、CCDイメージセンサー、CMOSイメージセンサー等の固体撮像素子及びこれを用いたカメラシステムに用いることができ、中でも、着色領域が微少サイズで薄膜に形成され、しかも良好な矩形の断面プロファイルが要求される固体撮像素子の用途、特に100万画素を超えるような高解像度のCCD素子やCMOS等の用途に好適である。
<固体撮像素子>
本発明の固体撮像素子は、本発明のカラーフィルタを備えたものである。本発明のカラーフィルタは、高い耐光性を有するものであり、このカラーフィルタを備えた固体撮像素子は優れた色再現性を得ることが可能となる。
固体撮像素子の構成としては、本発明のカラーフィルタを備え、固体撮像素子として機能する構成であれば特に制限はない。固体撮像素子の具体的構成として、例えば次の構成が挙げられる。すなわち、
支持体上に、CCDイメージセンサーやCMOSイメージセンサーの受光エリアを構成する複数のフォトダイオード及びポリシリコン等からなる転送電極を有し、その上に、本発明のカラーフィルタを設け、次いで、マイクロレンズを積層する構成である。
また、本発明のカラーフィルタを備えるカメラシステムは、色材の光褪色性の観点から、カメラレンズやIRカット膜が、ダイクロコートされたカバーガラス、マイクロレンズ等を備えており、その材料の光学特性は、400nm以下のUV光の一部又は全部を吸収するものであることが望ましい。また、カメラシステムの構造としては、色材の酸化褪色を抑止するため、カラーフィルタへの酸素透過性が低減されるような構造になっていることが好ましく、例えば、カメラシステムの一部又は全体が窒素ガスで封止されていることが好ましい。
<液晶表示装置>
本発明のカラーフィルタは、色相に優れ、且つ耐光性に優れた着色画素を有することから、特に液晶表示装置用のカラーフィルタとして好適である。このようなカラーフィルタを備えた液晶表示装置は、高品位の画像を表示することができる。
表示装置の定義や各表示装置の詳細については、例えば「電子ディスプレイデバイス(佐々木 昭夫著、(株)工業調査会 1990年発行)」、「ディスプレイデバイス(伊吹 順章著、産業図書(株)平成元年発行)」などに記載されている。また、液晶表示装置については、例えば「次世代液晶ディスプレイ技術(内田 龍男編集、(株)工業調査会 1994年発行)」に記載されている。本発明が適用できる液晶表示装置に特に制限はなく、例えば、上記の「次世代液晶ディスプレイ技術」に記載されている色々な方式の液晶表示装置に適用できる。
本発明のカラーフィルタは、中でも特に、カラーTFT方式の液晶表示装置に対して有効である。カラーTFT方式の液晶表示装置については、例えば「カラーTFT液晶ディスプレイ(共立出版(株)1996年発行)」に記載されている。更に、本発明はIPSなどの横電界駆動方式、MVAなどの画素分割方式などの視野角が拡大された液晶表示装置や、STN、TN、VA、OCS、FFS、及びR−OCB等にも適用できる。
また、本発明のカラーフィルタは、明るく高精細なCOA(Color-filter On Array)方式にも供することが可能である。COA方式の液晶表示装置にあっては、カラーフィルタ層に対する要求特性は、前述のような通常の要求特性に加えて、層間絶縁膜に対する要求特性、すなわち低誘電率及び剥離液耐性が必要とされることがある。本発明のカラーフィルタにおいては、染料存在下で有機顔料を分散させるものであり、褪色が緩和され、光耐性を高め得るものと考えられる。これによって、色純度が高く色ムラが抑えられており、耐光性に優れるので、解像度が高く長期耐久性に優れたCOA方式の液晶表示装置を提供することができる。なお、低誘電率の要求特性を満足するためには、カラーフィルタ層の上に樹脂被膜を設けてもよい。
さらに、COA方式により形成される着色層には、着色層上に配置されるITO電極と着色層の下方の駆動用基板の端子とを導通させるために、一辺の長さが1〜15μm程度の矩形のスルーホールあるいはコの字型の窪み等の導通路を形成する必要であり、導通路の寸法(即ち、一辺の長さ)を特に5μm以下にすることが好ましいが、本発明を用いることにより、5μm以下の導通路を形成することも可能である。これらの画像表示方式については、例えば、「EL、PDP、LCDディスプレイ−技術と市場の最新動向−(東レリサーチセンター調査研究部門 2001年発行)」の43ページなどに記載されている。
本発明の液晶表示装置は、本発明のカラーフィルタ以外に、電極基板、偏光フィルム、位相差フィルム、バックライト、スペーサ、視野角保障フィルムなど様々な部材から構成される。本発明のカラーフィルタは、これらの公知の部材で構成される液晶表示装置に適用することができる。これらの部材については、例えば、「'94液晶ディスプレイ周辺材料・ケミカルズの市場(島 健太郎 (株)シーエムシー 1994年発行)」、「2003液晶関連市場の現状と将来展望(下巻)(表 良吉(株)富士キメラ総研 2003年発行)」に記載されている。
バックライトに関しては、SID meeting Digest 1380(2005)(A.Konno et.al)や、月刊ディスプレイ 2005年12月号の18〜24ページ(島 康裕)、同25〜30ページ(八木 隆明)などに記載されている。
本発明のカラーフィルタを液晶表示装置に用いると、従来公知の冷陰極管の三波長管と組み合わせたときに高いコントラストを実現できるが、更に、赤、緑、青のLED光源(RGB−LED)をバックライトとすることによって輝度が高く、また、色純度の高い色再現性の良好な液晶表示装置を提供することができる。
以下、本発明を実施例により更に具体的に説明するが、本発明はその主旨を越えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。なお、特に断りのない限り、「部」は質量基準である。
(実施例1)
−分散組成物1の調製−
下記組成になるように、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートに染料を加え、ミックスローター(井内盛栄堂社製)を用いて常温で60分間、撹拌した後、これに、ピグメント・ブルー15:6と、顔料誘導体(I)とを混合し、ホモジナイザーを用いて回転数3000r.p.m.で3時間撹拌し、顔料及び染料を含有する分散組成物1を調製した。
<分散組成物1の組成>
・ピグメント・ブルー(Pigment Blue)15:6・・・95部
・下記の顔料誘導体(I)・・・10部
・染料(前記一般式(IV)で表される特定錯体の前記具体例a−1)・・・50部
・高分子分散剤(下記の例示化合物1の30%溶液)・・・125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・・・1130部
[顔料誘導体(I)の合成]-
特開2003−253078号公報の段落0056に記載の方法にしたがって、顔料誘導体(I)を合成した。下記構造式中のCuPcは、銅フタロシアニン残基を表す。

[高分子化合物(例示化合物1)の合成]
500mL三口フラスコに、ε−カプロラクトン600.0g、2−エチル−1−ヘキサノール22.8gを導入し、窒素を吹き込みながら、攪拌溶解した。モノブチル錫オキシド0.1gを加え、100℃に加熱した。8時間後、H-NMRにて、原料が消失したのを確認後、80℃まで冷却した。2,6−ジt−ブチル−4−メチルフェノール0.1gを添加した後、2−メタクリロイロキシエチルイソシアネート27.2gを添加した。5時間後、H-NMRにて原料が消失したのを確認後、室温まで冷却し、下記の構造式で表される固体状の前駆体M1を200g得た。下記の構造式中、nは20である。M1であることは、H-NMR、IR、質量分析により確認した。

前記前駆体M1を50.0g、フタル酸モノエチルメタクリレート50.0g、ドデシルメルカプタン2.3g及びプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート233.3gを、窒素置換した三口フラスコに導入し、攪拌機(新東科学(株)製スリーワンモータ)にて攪拌し、窒素をフラスコ内に流しながら加熱して75℃まで昇温した。これに、2,2−アゾビス(2−メチルプロピオン酸)ジメチル(和光純薬工業(株)製「V−601」)を0.2g加え、75℃にて2時間加熱攪拌を行なった。2時間後、さらにV−601を0.2g加え、3時加熱攪拌の後、下記構造の例示化合物1の30%溶液を得た。下記構造を持つ化合物であることは、H-NMR、IR、質量分析により確認した。なお、下記構造式中の「wt%」は質量基準である。
また、例示化合物1の重量平均分子量Mwは、35000であった。

−分散組成物2〜11の調製−
前記分散組成物1の調製において、組成中の成分を下記表1に示すように変更したこと以外は、分散組成物1の調製と同様にして、分散組成物2〜11を調製した。
前記表1中の顔料誘導体(II)〜(III)は、以下のようにして合成した。
[顔料誘導体(II)の合成]
特開2003−96056号公報の段落0114〜0117に記載の方法にしたがって、下記の顔料誘導体(II)を合成した。

[顔料誘導体(III)の合成]
特開2005−2186号公報の段落0055に記載の方法にしたがって、顔料誘導体(III)として、C.I.ピグメント・ブルー15:3のスルホン酸基含有誘導体を合成した。
−着色感光性組成物1の調製−
下記組成中の成分を混合し、撹拌することにより着色感光性組成物1を調製した。
<着色感光性組成物の組成>
・前記分散組成物1 ・・・1300部
・ジペンタエリスリトールペンタ・ヘキサアクリレート(光重合性化合物)・・・30部
・1−フェニル−1,2−プロパンジオン−2−(o−エトキシカルボニル)オキシム
(光重合開始剤) ・・・10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(溶剤)・・・150部
−着色感光性組成物2〜11の調製−
前記着色感光性組成物1の調製において、組成中の成分を下記表2に示すように変更したこと以外は、着色感光性組成物1の調製と同様にして、着色感光性組成物2〜11を調製した。
前記表2中の成分の詳細は、下記の通りである。
・イルガキュア OXE01:チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製
・W−A:グリセロールプロポキシレート
・W−B:フッ素系界面活性剤CW−1(ゼネカ社製)
−カラーフィルタの作製−
上記で得られた着色感光性組成物の各々を、乾燥後の膜厚が0.6μmになるようにガラス基板の上にスピンコーターを用いて塗布し、100℃で120秒間プリベークし、単色のカラーフィルタを作製した。
−耐光性の評価−
作製した単色のカラーフィルタに対して、キセノンランプにより10万luxで10時間、紫外線照射(100万lux・h相当)した。キセノンランプによる照射前後でのカラーフィルタの色差(ΔEab値)を測定し、耐光性の指標とした。なお、ΔEab値は、値の小さい方が耐光性が良好であることを示す。評価結果を下記表3に示す。
(比較例1)
−分散組成物12の調製−
下記組成の成分を混合し、ホモジナイザーを用いて回転数3000r.p.m.で3時間撹拌し、顔料を含む比較の分散組成物12を調製した。
<分散組成物12の組成>
・ピグメント・ブルー(Pigment Blue)15:6・・・95部
・前記顔料誘導体(I)・・・10部
・高分子分散剤(前記例示化合物1の30%溶液)・・・125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・・・1130部
−着色感光性組成物12の調製−
下記組成中の成分を混合、撹拌し、比較の着色感光性組成物12を調製した。
<着色感光性組成物12の組成>
・前記分散組成物1 ・・・1254部
・染料(前記一般式(IV)で表される特定錯体の前記具体例a−1)・・・46部
・ジペンタエリスリトールペンタ・ヘキサアクリレート(光重合性化合物)・・・30部
・1−フェニル−1,2−プロパンジオン−2−(o−エトキシカルボニル)オキシム
(光重合開始剤) ・・・10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(溶剤)・・・150部
−カラーフィルタの作製−
上記で得られた着色感光性組成物を、乾燥後の膜厚が0.6μmになるようにガラス基板の上にスピンコーターを用いて塗布し、100℃で120秒間プリベークし、比較用の単色のカラーフィルタを作製した。作製したカラーフィルタに対して、実施例1と同様にして耐光性の評価を行なった。評価結果を下記表3に示す。
(比較例2)
−分散組成物13の調製−
下記組成の成分を混合し、ホモジナイザーを用いて回転数3000r.p.m.で3時間撹拌し、顔料を含む比較の分散組成物13を調製した。
<分散組成物13の組成>
・ピグメント・ブルー(Pigment Blue)15:6・・・95部
・前記顔料誘導体(I)・・・10部
・高分子分散剤(前記例示化合物1の30%溶液)・・・125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・・・1130部
−着色感光性組成物13の調製−
下記組成中の成分を混合、撹拌し、比較の着色感光性組成物13を調製した。
<着色感光性組成物13の組成>
・前記分散組成物1 ・・・1020部
・染料(前記一般式(IV)で表される特定錯体の前記具体例a−1)・・・30部
・ジペンタエリスリトールペンタ・ヘキサアクリレート(光重合性化合物)・・・30部
・1−フェニル−1,2−プロパンジオン−2−(o−エトキシカルボニル)オキシム
(光重合開始剤) ・・・10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(溶剤)・・・150部
−カラーフィルタの作製−
上記で得られた着色感光性組成物を、乾燥後の膜厚が0.6μmになるようにガラス基板の上にスピンコーターを用いて塗布し、100℃で120秒間プリベークし、比較用の単色のカラーフィルタを作製した。作製したカラーフィルタに対して、実施例1と同様にして耐光性の評価を行なった。評価結果を下記表3に示す。
前記表3に示すように、実施例では、顔料分散液中に染料を添加するようにした比較例に比べ、耐光性に著しい向上効果が認められた。
(実施例2)
−分散組成物14の調製−
下記組成になるように、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートに染料を加え、ミックスローター(井内盛栄堂社製)を用いて常温で60分間、撹拌した後、これに、ピグメント・ブルー15:6と顔料誘導体(I)とを混合し、ホモジナイザーを用いて回転数3000r.p.m.で3時間撹拌し、顔料及び染料を含有する分散組成物14を調製した。
<分散組成物14の組成>
・ピグメント・ブルー(Pigment Blue)15:6 ・・・50部
・前記の顔料誘導体(I) ・・・5部
・染料(特定錯体の前記具体例III−47) ・・・40部
・高分子分散剤(下記の例示化合物1の30%溶液) ・・・100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 ・・・1275部
−着色感光性組成物14の調製−
下記組成中の成分を混合し、撹拌することにより着色感光性組成物14を調製した。
<着色感光性組成物14の組成>
・前記分散組成物14 ・・・1100部
・ジペンタエリスリトールペンタ・ヘキサアクリレート・・・100部
(光重合性化合物)
・前記開始剤1の化合物(光重合開始剤)・・・25部
・アルカリ可溶性樹脂(ベンジルメタクリレート/メタクリル酸)共重合体、mol比:70/30、Mw:10000 固形分30%溶液(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート))・・・205部
・界面活性剤(商品名:Megafac F-781F、DIC社製)・・・0.1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(溶剤)・・・120部
調製された着色感光性組成物14(カラーレジスト液)を、100mm×100mmのガラス基板(商品名:1737、コーニング社製)にスピンコーターにて、膜厚2.3μmとなるよう塗布した後、プリベーク(100℃のオーブンで80秒間乾燥)を施した。その後、塗膜の全面に200mJ/cm(照度20mW/cm)にて露光し、露光後の塗膜をアルカリ現像液CDK−1(富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ(株)製)の1%水溶液にて覆い、60秒間静止した。静止後、純水をシャワー状に散布して現像液を洗い流した。
露光及び現像が施された塗膜を220℃のオーブンで0.5時間加熱処理し(ポストベーク)、着色フィルタ基板(カラーフィルタ)を作製した。
次に、この着色フィルタ基板をキセノンランプ12万luxで40時間照射(480万lux・h相当)した。キセノンランプ照射の前後での単色のカラーフィルタの色差(ΔEab値)を測定し、耐光性の指標とした。なお、ΔEab値の小さい方が、耐光性が良好である。結果を下記表6に示す。
−着色感光性組成物15〜19の調製−
前記分散組成物14の調製において、染料III−47を下記表4に示す染料に代えたこと以外は、分散組成物14の調製と同様にして、分散組成物15〜19を調製した。更に、前記着色感光性組成物14の調製において、分散組成物14をそれぞれ上記の分散組成物15〜19に代え、着色感光性組成物14の調製と同様にして、着色感光性組成物15〜19を調製した。
着色感光性組成物15〜19を用い、前記同様に着色フィルタ基板(カラーフィルタ)を作製し、評価した。結果を下記表6に示す。
(実施例3)
−分散組成物20の調製−
下記組成になるように、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートに染料を加え、ミックスローター(井内盛栄堂社製)を用いて常温で60分間、撹拌した後、これに、ピグメント・ブルー15:6と、顔料誘導体(I)とを混合し、ホモジナイザーを用いて回転数3000r.p.m.で3時間撹拌し、顔料及び染料を含有する分散組成物20を調製した。
<分散組成物20の組成>
・ピグメント・ブルー(Pigment Blue)15:6・・・35部
・前記の顔料誘導体(I)・・・3部
・染料(特定錯体の前記具体例III−47)・・・28部
・高分子分散剤(下記の例示化合物1の30%溶液)・・・70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 ・・・1334部
−着色感光性組成物20の調製−
下記組成中の成分を混合し、撹拌することにより着色感光性組成物20を調製した。
<着色感光性組成物20の組成>
・前記分散組成物20 ・・・1100部
・ジペンタエリスリトールペンタ・ヘキサアクリレート(光重合性化合物)・・100部
・前記開始剤1の化合物(光重合開始剤)・・・35部
・アルカリ可溶性樹脂(ベンジルメタクリレート/メタクリル酸)共重合体、mol比:70/30、Mw:10000 固形分30%溶液(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート))・・・240部
・界面活性剤(商品名:Megafac F-781F、DIC社製)・・・0.1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(溶剤)・・・75部
得られた着色感光性組成物20(カラーレジスト液)を、100mm×100mmのガラス基板(商品名:1737、コーニング社製)にスピンコーターにて、膜厚3.5μmとなるように塗布した後、プリベーク(100℃のオーブンで80秒間乾燥)を施した。
その後、基板全面にレーザー露光装置としてEGIS(ブイテクノロジー(株)、YAGレーザーの第3高調波、波長355nm、パルス幅6nsec)を用い、感光性樹脂組成物の膜表面に対し、約1mJ/cmのパルス照射を60回行なった。その後、露光後の塗膜をアルカリ現像液CDK−1(富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ(株)製)の1%水溶液にて覆い、60秒間静止した。静止後、純水をシャワー状に散布して現像液を洗い流した。
露光及び現像が施された塗膜を220℃のオーブンで0.5時間加熱処理し(ポストベーク)、着色フィルタ基板(カラーフィルタ)を作製した。
次に、この着色フィルタ基板をキセノンランプ12万luxで40時間照射(480万lux・h相当)した。キセノンランプ照射の前後での単色のカラーフィルタの色差(ΔEab値)を測定し、耐光性の指標とした。なお、ΔEab値の小さい方が、耐光性が良好である。結果を表6に示す。
−着色感光性組成物21〜25の調製−
前記分散組成物20の調製において、染料III−47を下記表5に示す染料に代えたこと以外は、分散組成物20の調製と同様にして、分散組成物21〜25を調製した。更に、前記着色感光性組成物20の調製において、分散組成物20をそれぞれ上記の分散組成物21〜25に代え、着色感光性組成物20の調製と同様にして、着色感光性組成物21〜25を調製した。
着色感光性組成物21〜25を用い、前記同様に着色フィルタ基板(カラーフィルタ)を作製し、評価した。結果を下記表6に示す。

(比較例3)
−分散組成物26の調製−
下記組成の成分を混合し、ホモジナイザーを用いて回転数3000r.p.m.で3時間撹拌し、顔料を含む比較の分散組成物26を調製した。
<分散組成物26の組成>
・ピグメント・ブルー(Pigment Blue)15:6・・・50部
・前記の顔料誘導体(I)・・・5部
・高分子分散剤(下記の例示化合物1の30%溶液)・・・100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・・・1275部
−着色感光性組成物26の調製−
下記組成中の成分を混合し、撹拌することにより着色感光性組成物26を調製した。
<着色感光性組成物26の組成>
・前記分散組成物26 ・・・1070部
・染料(特定錯体の前記具体例III−47)・・・30部
・ジペンタエリスリトールペンタ・ヘキサアクリレート(光重合性化合物)・・100部
・前記開始剤1の化合物(光重合開始剤)・・・25部
・アルカリ可溶性樹脂(ベンジルメタクリレート/メタクリル酸)共重合体、mol比:70/30、Mw:10000 固形分30%溶液(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート))・・・205部
・界面活性剤(商品名:Megafac F-781F、DIC社製)・・・0.1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(溶剤)・・・120部
得られた着色感光性組成物26(カラーレジスト液)を、100mm×100mmのガラス基板(商品名:1737、コーニング社製)にスピンコーターにて、膜厚2.3μmとなるように塗布した後、プリベーク(100℃のオーブンで80秒間乾燥)を施した。その後、塗膜の全面に200mJ/cm(照度20mW/cm)にて露光し、露光後の塗膜をアルカリ現像液CDK−1(富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ(株)製)の1%水溶液にて覆い、60秒間静止した。静止後、純水をシャワー状に散布して現像液を洗い流した。
露光及び現像が施された塗膜を220℃のオーブンで0.5時間加熱処理し(ポストベーク)、着色フィルタ基板(カラーフィルタ)を作製した。
次に、この着色フィルタ基板をキセノンランプ12万luxで40時間照射(480万lux・h相当)した。キセノンランプ照射の前後での単色のカラーフィルタの色差(ΔEab値)を測定し、耐光性の指標とした。なお、ΔEab値の小さい方が、耐光性が良好である。結果を表6に示す。
(比較例4)
−分散組成物27の調製−
下記組成の成分を混合し、ホモジナイザーを用いて回転数3000r.p.m.で3時間撹拌し、顔料を含む比較の分散組成物27を調製した。
<分散組成物27の組成>
・ピグメント・ブルー(Pigment Blue)15:6・・・35部
・前記の顔料誘導体(I) ・・・3部
・高分子分散剤(下記の例示化合物1の30%溶液) ・・・70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・・・1334部
−着色感光性組成物27の調製−
下記組成中の成分を混合し、撹拌することにより着色感光性組成物27を調製した。
<着色感光性組成物27の組成>
・前記分散組成物27 ・・・1079部
・染料(特定錯体の前記具体例III−47)・・・21部
・ジペンタエリスリトールペンタ・ヘキサアクリレート(光重合性化合物)・・100部
・前記開始剤1の化合物(光重合開始剤)・・・35部
・アルカリ可溶性樹脂(ベンジルメタクリレート/メタクリル酸)共重合体、mol比:70/30、Mw:10000 固形分30%溶液(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート))・・・240部
・界面活性剤(商品名:Megafac F-781F、DIC社製)・・・0.1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(溶剤)・・・75部
得られた着色感光性組成物27(カラーレジスト液)を、100mm×100mmのガラス基板(商品名:1737、コーニング社製)にスピンコーターにて、膜厚3.5μmとなるように塗布した後、プリベーク(100℃のオーブンで80秒間乾燥)を施した。その後、基板全面にレーザー露光装置としてEGIS(ブイテクノロジー(株)、YAGレーザーの第3高調波、波長355nm、パルス幅6nsec)を用い、感光性樹脂組成物の膜表面に対し、約1mJ/cmのパルス照射を60回行なった。その後、露光後の塗膜をアルカリ現像液CDK−1(富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ(株)製)の1%水溶液にて覆い、60秒間静止した。静止後、純水をシャワー状に散布して現像液を洗い流した。
露光及び現像が施された塗膜を220℃のオーブンで0.5時間加熱処理し(ポストベーク)、着色フィルタ基板(カラーフィルタ)を作製した。
次に、この着色フィルタ基板をキセノンランプ12万luxで40時間照射(480万lux・h相当)した。キセノンランプ照射の前後での単色のカラーフィルタの色差(ΔEab値)を測定し、耐光性の指標とした。なお、ΔEab値の小さい方が、耐光性が良好である。結果を表6に示す。

Claims (13)

  1. 有機顔料と、高分子分散剤と、前記有機顔料と異なる母体骨格を有し、前記有機顔料の表面に吸着していない染料と、溶剤とを含み、前記有機顔料は前記染料存在下で分散されて含有された分散組成物。
  2. 前記有機顔料が、フタロシアニン系顔料である請求項1に記載の分散組成物。
  3. 前記染料は、下記一般式(I)で表される化合物が金属原子又は金属化合物に配位した錯体である請求項1又は請求項2に記載の分散組成物。


    〔一般式(I)中、R、R、R、R、R、及びRは、各々独立に水素原子又は置換基を表し、Rは水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アリール基、又はヘテロ環基を表す。〕
  4. 前記金属原子又は金属化合物は、Fe、Zn、Co、V=O、及びCuから選ばれる少なくとも1つである請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の分散組成物。
  5. 前記高分子分散剤が、下記一般式(II)又は(III)で表される構造単位の群から選択される少なくとも1種の構造単位を含む請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の分散組成物。


    〔一般式(II)及び(III)中、R、R、R、R、R、及びRは、各々独立に水素原子又は1価の有機基を表す。X及びXは、各々独立に−CO−、−C(=O)O−、−CONH−、−OC(=O)−、又はフェニレン基を表す。L及びLは、各々独立に単結合又は2価の有機連結基を表す。A及びAは、各々独立に1価の有機基を表す。m及びnは、各々独立に2〜8の整数を表し、p及びqは各々独立に1〜100の整数を表す。〕
  6. 請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載の分散組成物と、重合開始剤と、重合性化合物とを含有する着色硬化性組成物。
  7. 有機顔料と、高分子分散剤と、前記有機顔料と異なる母体骨格を有し、前記有機顔料の表面に吸着していない染料と、溶剤とを、前記有機顔料を少なくとも染料の存在下で分散させる過程を設けて混合することにより分散組成物を作製する分散組成物の製造方法。
  8. 前記過程は、少なくとも前記溶剤及び前記染料を含む染料溶液に前記有機顔料を加えて分散を行なう請求項7に記載の分散組成物の製造方法。
  9. 前記過程は、少なくとも前記溶剤と前記染料と前記有機顔料とを混合した後に分散させる請求項7に記載の分散組成物の製造方法。
  10. 支持体上に請求項6に記載の着色硬化性組成物を塗布し、着色層を形成する工程と、
    形成された前記着色層をマスクを通してパターン状に露光し、現像して着色領域を形成する工程と、
    を有するカラーフィルタの製造方法。
  11. 請求項10に記載のカラーフィルタの製造方法により形成された着色領域を有するカラーフィルタ。
  12. 請求項11に記載のカラーフィルタを備えた固体撮像素子。
  13. 請求項11に記載のカラーフィルタを備えた液晶表示装置。
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