KR20130054156A

KR20130054156A - 착색 경화성 수지 조성물

Info

Publication number: KR20130054156A
Application number: KR1020120127260A
Authority: KR
Inventors: 야스유키 기류
Original assignee: 스미또모 가가꾸 가부시키가이샤
Priority date: 2011-11-15
Filing date: 2012-11-12
Publication date: 2013-05-24
Also published as: JP2013104002A; CN103105735A; TW201326317A

Abstract

본 발명은, 착색제, 수지, 중합성 화합물, 중합 개시제, 불소계 계면활성제 및 용제를 포함하고, 착색제가 염료를 포함하며, 용제가 젖산에틸을 포함하고, 불소계 계면활성제의 함유량이 착색 경화성 수지 조성물의 총량에 대하여 0.01 질량% 이상 0.1 질량% 이하인 착색 경화성 수지 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.

Description

착색 경화성 수지 조성물{COLORED CURABLE RESIN COMPOSITION}

본 발명은 착색 경화성 수지 조성물에 관한 것이다.

착색 경화성 수지 조성물은, 액정 표시 패널, 일렉트로루미네선스 패널, 플라즈마 디스플레이 패널 등의 표시 장치에 사용되는 컬러 필터의 제조에 이용되고 있다. 이러한 착색 경화성 수지 조성물로는, 불소계 계면활성제 및 용제로서 4-히드록시-4-메틸-2-펜타논과 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트를 포함하는 착색 경화성 수지 조성물이 알려져 있다(JP2010-244027-A). 또한, 용제로서 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노메틸에테르 및 젖산에틸을 포함하는 착색 경화성 수지 조성물이 알려져 있다(JP2010-211198-A).

스핀 코트법 및 슬릿 앤드 스핀법 등, 기판을 회전시켜 도포하는 방법에 의해 착색 경화성 수지 조성물을 도포하면, 기판 중심부는, 원하는 막 두께를 갖는 조성물층이 형성되지만, 기판의 외주 가장자리는 막 두께가 두꺼운 부분, 소위 비드가 형성되는 경우가 있다. 비드는, 다음 공정의 열처리나 기판의 반송 중에 작은 비늘 모양으로 박리되고, 이것이 장치 내의 먼지 발생의 원인이 되거나, 기판 상에 형성되는 컬러 필터 표면에 부착되거나 한다. 이 때문에, 유기 용제에 비드를 용해시켜 제거하는 EBR(에지 비드 린스) 처리가 행해지고 있다. 형성된 조성물층에 있어서 비드의 폭이 넓으면, 기판에 형성된 조성물층 중 넓은 면적을 EBR 처리로 제거해야만 하여, 기판의 유효 면적이 좁아진다고 하는 문제가 있었다.

종래부터 알려진 상기한 착색 경화성 수지 조성물은, 이 착색 경화성 수지 조성물로 형성되는 조성물층의 비드 폭을 반드시 충분히 좁힐 수 없는 경우가 있었다.

본 발명은 이하의 발명을 포함한다.

[1] 착색제, 수지, 중합성 화합물, 중합 개시제, 불소계 계면활성제 및 용제를 포함하고,

착색제가 염료를 포함하며,

용제가 젖산에틸을 포함하고,

불소계 계면활성제의 함유량이 착색 경화성 수지 조성물의 총량에 대하여 0.01 질량% 이상 0.1 질량% 이하인 착색 경화성 수지 조성물.

[2] 용제의 함유량이 착색 경화성 수지 조성물의 총량에 대하여 70 질량% 이상 95 질량% 이하인 [1]에 기재된 착색 경화성 수지 조성물.

[3] 착색제가 안료를 더 포함하는 [1] 또는 [2]에 기재된 착색 경화성 수지 조성물.

[4] [1] 내지 [3] 중 어느 하나에 기재된 착색 경화성 수지 조성물에 의해 형성되는 컬러 필터.

[5] [4]에 기재된 컬러 필터를 포함하는 표시 장치.

본 발명의 착색 경화성 수지 조성물에 따르면, 비드 폭이 좁은 조성물층을 형성할 수 있다.

본 발명의 착색 경화성 수지 조성물은, 착색제(A), 수지(B), 중합성 화합물(C), 중합 개시제(D), 불소계 계면활성제(F) 및 용제(E)를 포함한다.

착색제(A)는 염료(A1)를 포함한다.

용제(E)는 젖산에틸을 포함한다.

본 발명의 착색 경화성 수지 조성물은 필요에 따라 중합 개시 조제(D1)를 포함하여도 좋다.

본 명세서에 있어서, 각 성분으로 예시하는 화합물은, 특별히 거절이 없는 한, 단독으로 사용하거나 또는 복수 종을 조합하여 사용할 수 있다.

<착색제(A)>

착색제(A)는 염료(A1)를 포함하고, 안료(A2)를 더 포함하는 것이 바람직하다.

염료(A1)는 특별히 한정되지 않고 공지된 염료를 사용할 수 있으며, 예컨대, 용제 염료, 산성 염료, 직접 염료, 매염 염료 등을 들 수 있다. 염료로는 예컨대 컬러 인덱스(The Society of Dyers and Colourists 출판)에서 염료로 분류되어 있는 화합물이나, 염색 노트(시키센샤)에 기재되어 있는 공지된 염료를 들 수 있다. 또한, 화학 구조에 따르면, 아조 염료, 시아닌 염료, 트리페닐메탄 염료, 프탈로시아닌 염료, 안트라퀴논 염료, 나프토퀴논 염료, 퀴논이민 염료, 메틴 염료, 아조메틴 염료, 스쿠아릴륨 염료, 아크리딘 염료, 스티릴 염료, 쿠마린 염료, 퀴놀린 염료 및 니트로 염료 등을 들 수 있다. 이들 중, 유기 용제 가용성 염료가 바람직하다.

구체적으로는, C.I. 솔벤트 옐로우 4(이하, C.I. 솔벤트 옐로우의 기재를 생략하고, 번호만으로 기재함), 14, 15, 23, 24, 38, 62, 63, 68, 82, 94, 98, 99, 117, 162, 163, 167, 189;

C.I. 솔벤트 레드 45, 49, 111, 125, 130, 143, 145, 146, 150, 151, 155, 168, 169, 172, 175, 181, 207, 218, 222, 227, 230, 245, 247;

C.I. 솔벤트 오렌지 2, 7, 11, 15, 26, 56, 77, 86;

C.I. 솔벤트 바이올렛 11, 13, 14, 26, 31, 36, 37, 38, 45, 47, 48, 51, 59, 60;

C.I. 솔벤트 블루 4, 5, 14, 18, 35, 36, 37, 45, 58, 59, 59:1, 63, 67, 68, 69, 70, 78, 79, 83, 90, 94, 97, 98, 100, 101, 102, 104, 105, 111, 112, 122, 128, 132, 136, 139;

C.I. 솔벤트 그린 1, 3, 4, 5, 7, 28, 29, 32, 33, 34, 35 등의 C.I. 솔벤트 염료,

C.I. 애시드 옐로우 1, 3, 7, 9, 11, 17, 23, 25, 29, 34, 36, 38, 40, 42, 54, 65, 72, 73, 76, 79, 98, 99, 111, 112, 113, 114, 116, 119, 123, 128, 134, 135, 138, 139, 140, 144, 150, 155, 157, 160, 161, 163, 168, 169, 172, 177, 178, 179, 184, 190, 193, 196, 197, 199, 202, 203, 204, 205, 207, 212, 214, 220, 221, 228, 230, 232, 235, 238, 240, 242, 243, 251;

C.I. 애시드 레드 1, 4, 8, 14, 17, 18, 26, 27, 29, 31, 33, 34, 35, 37, 40, 42, 44, 50, 51, 52, 57, 66, 73, 76, 80, 87, 88, 91, 92, 94, 95, 97, 98, 103, 106, 111, 114, 129, 133, 134, 138, 143, 145, 150, 151, 155, 158, 160, 172, 176, 182, 183, 195, 198, 206, 211, 215, 216, 217, 227, 228, 249, 252, 257, 258, 260, 261, 266, 268, 270, 274, 277, 280, 281, 289, 308, 312, 315, 316, 339, 341, 345, 346, 349, 382, 383, 388, 394, 401, 412, 417, 418, 422, 426;

C.I. 애시드 오렌지 6, 7, 8, 10, 12, 26, 50, 51, 52, 56, 62, 63, 64, 74, 75, 94, 95, 107, 108, 169, 173;

C.I. 애시드 바이올렛 6B, 7, 9, 17, 19, 30, 34, 102;

C.I. 애시드 블루 1, 7, 9, 15, 18, 22, 23, 25, 27, 29, 40, 41, 42, 43, 45, 51, 54, 59, 60, 62, 70, 72, 74, 78, 80, 82, 83, 86, 87, 90, 92, 93, 96, 100, 102, 103, 104, 112, 113, 117, 120, 126, 127, 129, 130, 131, 138, 140, 142, 143, 147, 150, 151, 154, 158, 161, 166, 167, 168, 170, 171, 175, 182, 183, 184, 187, 192, 199, 203, 204, 205, 210, 229, 234, 236, 242, 243, 256, 259, 267, 278, 280, 285, 290, 296, 315, 324:1, 335, 340;

C.I. 애시드 그린 1, 3, 5, 9, 16, 25, 27, 28, 41, 50, 58, 63, 65, 80, 104, 105, 106, 109 등의 C.I. 애시드 염료,

C.I. 다이렉트 옐로우 2, 33, 34, 35, 38, 39, 43, 47, 50, 54, 58, 68, 69, 70, 71, 86, 93, 94, 95, 98, 102, 108, 109, 129, 136, 138, 141;

C.I. 다이렉트 레드 79, 82, 83, 84, 91, 92, 96, 97, 98, 99, 105, 106, 107, 172, 173, 176, 177, 179, 181, 182, 184, 204, 207, 211, 213, 218, 220, 221, 222, 232, 233, 234, 241, 243, 246, 250;

C.I. 다이렉트 오렌지 26, 34, 39, 41, 46, 50, 52, 56, 57, 61, 64, 65, 68, 70, 96, 97, 106, 107;

C.I. 다이렉트 바이올렛 47, 52, 54, 59, 60, 65, 66, 79, 80, 81, 82, 84, 89, 90, 93, 95, 96, 103, 104;

C.I. 다이렉트 블루 1, 2, 6, 8, 15, 22, 25, 40, 41, 57, 71, 76, 77, 78, 80, 81, 84, 85, 86, 90, 93, 94, 95, 97, 98, 99, 100, 101, 106, 107, 108, 109, 113, 114, 115, 117, 119, 120, 137, 149, 150, 153, 155, 156, 158, 159, 160, 161, 162, 163, 164, 165, 166, 167, 168, 170, 171, 172, 173, 188, 189, 190, 192, 193, 194, 195, 196, 198, 199, 200, 201, 202, 203, 207, 209, 210, 212, 213, 214, 222, 225, 226, 228, 229, 236, 237, 238, 242, 243, 244, 245, 246, 247, 248, 249, 250, 251, 252, 256, 257, 259, 260, 268, 274, 275, 293;

C.I. 다이렉트 그린 25, 27, 31, 32, 34, 37, 63, 65, 66, 67, 68, 69, 72, 77, 79, 82 등의 C.I. 다이렉트 염료,

C.I. 디스퍼스 옐로우 51, 54, 76;

C.I. 디스퍼스 바이올렛 26, 27;

C.I. 디스퍼스 블루 1, 14, 56, 60 등의 C.I. 디스퍼스 염료,

C.I. 베이식 레드 1, 10;

C.I. 베이식 블루 1, 3, 5, 7, 9, 19, 21, 22, 24, 25, 26, 28, 29, 40, 41, 45, 47, 54, 58, 59, 60, 64, 65, 66, 67, 68;

C.I. 베이식 그린 1 등의 C.I. 베이식 염료,

C.I. 리액티브 옐로우 2, 76, 116;

C.I. 리액티브 오렌지 16;

C.I. 리액티브 레드 36 등의 C.I. 리액티브 염료,

C.I. 모던트 옐로우 5, 8, 10, 16, 20, 26, 30, 31, 33, 42, 43, 45, 56, 61, 62, 65;

C.I. 모던트 레드 1, 2, 3, 4, 9, 11, 12, 14, 17, 18, 19, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 30, 32, 33, 36, 37, 38, 39, 41, 43, 45, 46, 48, 53, 56, 63, 71, 74, 85, 86, 88, 90, 94, 95;

C.I. 모던트 오렌지 3, 4, 5, 8, 12, 13, 14, 20, 21, 23, 24, 28, 29, 32, 34, 35, 36, 37, 42, 43, 47, 48;

C.I. 모던트 바이올렛 1, 2, 4, 5, 7, 14, 22, 24, 30, 31, 32, 37, 40, 41, 44, 45, 47, 48, 53, 58;

C.I. 모던트 블루 1, 2, 3, 7, 8, 9, 12, 13, 15, 16, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 26, 30, 31, 32, 39, 40, 41, 43, 44, 48, 49, 53, 61, 74, 77, 83, 84;

C.I. 모던트 그린 1, 3, 4, 5, 10, 15, 19, 26, 29, 33, 34, 35, 41, 43, 53 등의 C.I. 모던트 염료,

C.I. 배트 그린 1 등의 C.I. 배트 염료 등을 들 수 있다.

이들 염료는, 원하는 컬러 필터의 분광 스펙트럼에 맞춰 적절하게 선택하면 된다.

염료(A1)로는 크산텐 염료(Aa)가 바람직하다.

크산텐 염료(Aa)는 분자 내에 크산텐 골격을 갖는 화합물을 포함하는 염료이다. 크산텐 염료(Aa)로는 예컨대 C.I. 애시드 레드 51(이하, C.I. 애시드 레드의 기재를 생략하고, 번호만으로 기재함. 다른 것도 동일함), 52, 87, 91, 92, 94, 95, 98, 289, 388, C.I. 애시드 바이올렛 9, 30, 102, C.I. 베이식 레드 1(로다민 6G), 2, 3, 4, 8, C.I. 베이식 레드 10(로다민 B), 11, C.I. 베이식 바이올렛 10, 11, 25, C.I. 솔벤트 레드 218, C.I. 모던트 레드 27, C.I. 리액티브 레드 36(로즈벵갈 B), 술포로다민 G, JP2010-32999-A에 기재된 크산텐 염료 및 JP4492760-B 공보에 기재된 크산텐 염료 등을 들 수 있다. 유기 용제에 용해하는 것이 바람직하다.

이들 중에서도, 크산텐 염료(Aa)로는 화학식 (1a)로 표시되는 화합물(이하, 「화합물 (1a)」라고 하는 경우가 있음)을 포함하는 염료가 바람직하다. 화합물 (1a)를 사용하는 경우, 크산텐 염료(Aa) 중의 화합물 (1a)의 함유량은 50 질량% 이상이 바람직하고, 보다 바람직하게는 70 질량% 이상, 더욱 바람직하게는 90 질량% 이상이다. 특히, 크산텐 염료(Aa)로서 화합물 (1a)만을 사용하는 것이 바람직하다.

[화학식 (1a)에서, R¹∼R⁴는 각각 독립적으로 수소 원자, -R⁸ 또는 치환기를 갖고 있어도 좋은 탄소수 6∼10의 1가의 방향족 탄화수소기를 나타낸다. R¹ 및 R²는 질소 원자와 함께 질소 원자를 포함하는 고리를 형성하여도 좋고, R³ 및 R⁴는 질소 원자와 함께 질소 원자를 포함하는 고리를 형성하여도 좋다.

R⁵는 -OH, -SO₃ ^-, -SO₃H, -SO₃ ^-Z⁺, -CO₂H, -CO₂ ^-Z⁺, -CO₂R⁸, -SO₃R⁸ 또는 -SO₂NR⁹R¹⁰을 나타낸다.

R⁶ 및 R⁷은 각각 독립적으로 수소 원자 또는 탄소수 1∼6의 알킬기를 나타낸다.

m은 0∼5의 정수를 나타낸다. m이 2 이상의 정수인 경우, 복수의 R⁵는 동일하거나 상이하다.

a는 0 또는 1의 정수를 나타낸다.

X는 할로겐 원자를 나타낸다.

R⁸은 탄소수 1∼20의 1가의 포화 탄화수소기를 나타내고, 이 포화 탄화수소기에 포함되는 수소 원자는 할로겐 원자로 치환되어 있어도 좋다.

Z⁺는 ⁺N(R¹¹)₄, Na⁺ 또는 K⁺를 나타낸다.

R⁹ 및 R¹⁰은 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환기를 갖고 있어도 좋은 탄소수 1∼20의 1가의 포화 탄화수소기를 나타내고, R⁹ 및 R¹⁰은 서로 결합하여 질소 원자와 함께 3∼10원환의 질소 함유 복소환을 형성하고 있어도 좋다.

R¹¹은 각각 독립적으로 수소 원자, 탄소수 1∼20의 1가의 포화 탄화수소기 또는 탄소수 7∼10의 아랄킬기를 나타낸다.]

R¹∼R⁴를 나타내는 탄소수 6∼10의 1가의 방향족 탄화수소기로는 예컨대 페닐기, 톨루일기, 크실릴기, 메시틸기, 프로필페닐기 및 부틸페닐기를 들 수 있다.

R¹∼R⁴를 나타내는 탄소수 6∼10의 1가의 방향족 탄화수소기는, 이 방향족 탄화수소기에 포함되는 수소 원자가 할로겐 원자, -R⁸, -OH, -OR⁸, -SO₃ ^-, -SO₃H, -SO₃ ^-Z⁺, -CO₂H, -CO₂R⁸, -SR⁸, -SO₂R⁸, -SO₃R⁸ 또는 -SO₂NR⁹R¹⁰으로 치환되어 있어도 좋다. 이들 치환기 중에서도, -SO₃ ^-, -SO₃H, -SO₃ ^-Z⁺ 및 -SO₂NR⁹R¹⁰으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상이 바람직하고, -SO₃ ^-Z⁺ 및 -SO₂NR⁹R¹⁰으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상이 보다 바람직하다. 이 경우의 -SO₃ ^-Z⁺로는 -SO₃ ^- ⁺N(R¹¹)₄가 바람직하다. R¹∼R⁴가 이들 기라면, 화합물 (1a)를 포함하는 착색 경화성 수지 조성물은, 이물의 발생이 적고, 또한 내열성이 우수한 컬러 필터를 형성할 수 있다.

R¹ 및 R²는 질소 원자와 함께 질소 원자를 포함하는 고리를 형성하여도 좋고, R³ 및 R⁴는 질소 원자와 함께 질소 원자를 포함하는 고리를 형성하여도 좋다. 이 질소 원자를 포함하는 고리로는 예컨대 이하의 것을 들 수 있다.

R⁸∼R¹¹을 나타내는 탄소수 1∼20의 1가의 포화 탄화수소기로는 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기, 펜틸기, 헥실기, 헵틸기, 옥틸기, 노닐기, 데실기, 도데실기, 헥사데실기, 이코실기 등의 직쇄형 알킬기; 이소프로필기, 이소부틸기, 이소펜틸기, 네오펜틸기, 2-에틸헥실기 등의 분지쇄형 알킬기; 시클로프로필기, 시클로펜틸기, 시클로헥실기, 시클로헵틸기, 시클로옥틸기, 트리시클로데실기 등의 탄소수 3∼20의 지환식 포화 탄화수소기를 들 수 있다.

-OR⁸로는 예컨대 메톡시기, 에톡시기, 프로폭시기, 부톡시기, 펜틸옥시기, 헥실옥시기, 헵틸옥시기, 옥틸옥시기, 2-에틸헥실옥시기 및 이코실옥시기를 들 수 있다.

-CO₂R⁸로는 예컨대 메톡시카르보닐기, 에톡시카르보닐기, 프로폭시카르보닐기, tert-부톡시카르보닐기, 헥실옥시카르보닐기 및 이코실옥시카르보닐기를 들 수 있다.

-SR⁸로는 예컨대 메틸술파닐기, 에틸술파닐기, 부틸술파닐기, 헥실술파닐기, 데실술파닐기 및 이코실술파닐기를 들 수 있다.

-SO₂R⁸로는 예컨대 메틸술포닐기, 에틸술포닐기, 부틸술포닐기, 헥실술포닐기, 데실술포닐기 및 이코실술포닐기를 들 수 있다.

-SO₃R⁸로는 예컨대 메톡시술포닐기, 에톡시술포닐기, 프로폭시술포닐기, tert-부톡시술포닐기, 헥실옥시술포닐기 및 이코실옥시술포닐기를 들 수 있다.

-SO₂NR⁹R¹⁰으로는 예컨대 술파모일기;

N-메틸술파모일기, N-에틸술파모일기, N-프로필술파모일기, N-이소프로필술파모일기, N-부틸술파모일기, N-이소부틸술파모일기, N-sec-부틸술파모일기, N-tert-부틸술파모일기, N-펜틸술파모일기, N-(1-에틸프로필)술파모일기, N-(1,1-디메틸프로필)술파모일기, N-(1,2-디메틸프로필)술파모일기, N-(2,2-디메틸프로필)술파모일기, N-(1-메틸부틸)술파모일기, N-(2-메틸부틸)술파모일기, N-(3-메틸부틸)술파모일기, N-시클로펜틸술파모일기, N-헥실술파모일기, N-(1,3-디메틸부틸)술파모일기, N-(3,3-디메틸부틸)술파모일기, N-헵틸술파모일기, N-(1-메틸헥실)술파모일기, N-(1,4-디메틸펜틸)술파모일기, N-옥틸술파모일기, N-(2-에틸헥실)술파모일기, N-(1,5-디메틸)헥실술파모일기, N-(1,1,2,2-테트라메틸부틸)술파모일기 등의 N-1 치환 술파모일기;

N,N-디메틸술파모일기, N,N-에틸메틸술파모일기, N,N-디에틸술파모일기, N,N-프로필메틸술파모일기, N,N-이소프로필메틸술파모일기, N,N-tert-부틸메틸술파모일기, N,N-부틸에틸술파모일기, N,N-비스(1-메틸프로필)술파모일기, N,N-헵틸메틸술파모일기 등의 N,N-2 치환 술파모일기 등을 들 수 있다.

또한, R⁹ 및 R¹⁰을 나타내는 탄소수 1∼20의 1가의 포화 탄화수소기는, 이 포화 탄화수소기에 포함되는 수소 원자가 -OH 또는 할로겐 원자로 치환되어 있어도 좋고, 상기 포화 탄화수소기에 포함되는 -CH₂-는 -O-, -CO-, -NH- 또는 -NR⁸-로 치환되어 있어도 좋다.

R⁹ 및 R¹⁰은 서로 결합하여 질소 원자와 함께 3∼10원환의 질소 함유 복소환을 형성하고 있어도 좋다. 이 복소환으로는 예컨대 이하의 것을 들 수 있다.

R⁶ 및 R⁷을 나타내는 탄소수 1∼6의 알킬기로는 상기에서 예를 든 직쇄형 알킬기 및 분지쇄형 알킬기 중, 탄소수 1∼6인 것을 들 수 있다.

R¹¹을 나타내는 탄소수 7∼10의 아랄킬기로는 벤질기, 페닐에틸기 및 페닐부틸기 등을 들 수 있다.

Z⁺는 ⁺N(R¹¹)₄, Na⁺ 또는 K⁺이며, 바람직하게는 ⁺N(R¹¹)₄이다.

상기 ⁺N(R¹¹)₄로는 4개의 R¹¹ 중, 2개 이상이 탄소수 5∼20의 1가의 포화 탄화수소기인 것이 바람직하다. 또한, 4개의 R¹¹의 합계 탄소수는 20∼80이 바람직하고, 20∼60이 보다 바람직하다. 화합물 (1a) 중에 ⁺N(R¹¹)₄가 존재하는 경우, R¹¹이 이들 기라면, 화합물 (1a)를 포함하는 착색 경화성 수지 조성물은, 이물이 적은 컬러 필터를 형성할 수 있다.

m은 1∼4가 바람직하고, 1 또는 2가 보다 바람직하다.

크산텐 염료(Aa)로는 화학식 (2a)로 표시되는 화합물(이하, 「화합물 (2a)」라고 하는 경우가 있음)을 포함하는 염료가 보다 바람직하다. 화합물 (2a)를 사용하는 경우, 크산텐 염료(Aa) 중의 화합물 (2a)의 함유량은 50 질량% 이상이 바람직하고, 보다 바람직하게는 70 질량% 이상, 더욱 바람직하게는 90 질량% 이상이다.

[화학식 (2a)에서, R²¹∼R²⁴는 각각 독립적으로 수소 원자, -R²⁶ 또는 치환기를 갖고 있어도 좋은 탄소수 6∼10의 1가의 방향족 탄화수소기를 나타낸다.

R²¹ 및 R²²는 질소 원자와 함께 질소 원자를 포함하는 고리를 형성하여도 좋고, R²³ 및 R²⁴는 질소 원자와 함께 질소 원자를 포함하는 고리를 형성하여도 좋다.

R²⁵는 -SO₃ ^-, -SO₃H, -SO₃ ^-Z1⁺ 또는 -SO₂NHR²⁶을 나타낸다.

m1은 0∼5의 정수를 나타낸다. m1이 2 이상의 정수인 경우, 복수의 R²⁵는 동일하거나 상이하다.

a1은 0 또는 1의 정수를 나타낸다.

X1은 할로겐 원자를 나타낸다.

R²⁶은 탄소수 1∼20의 1가의 포화 탄화수소기를 나타낸다.

Z1⁺는 ⁺N(R²⁷)₄, Na⁺ 또는 K⁺를 나타낸다.

R²⁷은 각각 독립적으로 탄소수 1∼20의 1가의 포화 탄화수소기 또는 벤질기를 나타낸다.]

R²¹∼R²⁴를 나타내는 탄소수 6∼10의 1가의 방향족 탄화수소기로는 상기 R¹∼R⁴에서 방향족 탄화수소기로서 예를 든 것과 동일한 기를 들 수 있다. 이 방향족 탄화수소기에 포함되는 수소 원자는 -SO₃ ^-, -SO₃H, -SO₃ ^-Z1⁺, -SO₃R²⁶ 또는 -SO₂NHR²⁶으로 치환되어 있어도 좋다.

R²¹∼R²⁴의 조합으로는 바람직하게는 R²¹ 및 R²³이 수소 원자이고, R²² 및 R²⁴가 탄소수 6∼10의 1가의 방향족 탄화수소기로서, 이 방향족 탄화수소기에 포함되는 수소 원자가 -SO₃ ^-, -SO₃H, -SO₃ ^-Z1⁺, -SO₃R²⁶ 또는 -SO₂NHR²⁶으로 치환되어 있는 것이 바람직하다. 더욱 바람직한 조합은, R²¹ 및 R²³이 수소 원자이고, R²² 및 R²⁴가 탄소수 6∼10의 1가의 방향족 탄화수소기로서, 이 방향족 탄화수소기에 포함되는 수소 원자는 -SO₃ ^-Z1⁺ 또는 -SO₂NHR²⁶으로 치환되어 있는 것이다.

또한, R²¹ 및 R²²가 질소 원자와 함께 질소 원자를 포함하는 지방족 복소환을 형성하고, 또한 R²³ 및 R²⁴가 질소 원자와 함께 질소 원자를 포함하는 지방족 복소환을 형성하는 것이 바람직하다.

R²¹∼R²⁴가 이들 기라면, 화합물 (2a)를 포함하는 착색 경화성 수지 조성물은, 내열성이 우수한 컬러 필터를 형성할 수 있다.

상기 지방족 복소환으로는 예컨대 하기의 것을 들 수 있다.

R²⁶ 및 R²⁷을 나타내는 탄소수 1∼20의 1가의 포화 탄화수소기로는 R⁸∼R¹¹에서 포화 탄화수소기로서 예를 든 것과 동일한 기를 들 수 있다.

R²¹∼R²⁴가 -R²⁶인 경우의 -R²⁶은 각각 독립적으로 메틸기 또는 에틸기인 것이 바람직하다. 또한, -SO₃R²⁶ 및 -SO₂NHR²⁶에 있어서의 R²⁶으로는 탄소수 3∼20의 분지쇄형 알킬기가 바람직하고, 탄소수 6∼12의 분지쇄형 알킬기가 보다 바람직하며, 2-에틸헥실기가 더욱 바람직하다. R²⁶이 이들 기라면, 화합물 (2a)를 포함하는 착색 경화성 수지 조성물은, 이물의 발생이 적은 컬러 필터를 형성할 수 있다.

Z1⁺는 ⁺N(R²⁷)₄, Na⁺ 또는 K⁺이며, 바람직하게 ⁺N(R²⁷)₄이다.

상기 ⁺N(R²⁷)₄로는 4개의 R²⁷ 중 2개 이상이 탄소수 5∼20의 1가의 포화 탄화수소기인 것이 바람직하다. 또한, 4개의 R²⁷의 합계 탄소수는 20∼80이 바람직하고, 20∼60이 보다 바람직하다. 화합물 (2a) 중에 ⁺N(R²⁷)₄가 존재하는 경우, R²⁷이 이들 기인 화합물 (2a)를 포함하는 착색 경화성 수지 조성물은, 이물의 발생이 적은 컬러 필터를 형성할 수 있다.

m1은 1∼4가 바람직하고, 1 또는 2가 보다 바람직하다.

화합물 (2a)로는 예컨대 화학식 (1-1) 내지 화학식 (1-25)로 표시되는 화합물을 들 수 있다. 또한, 화학식에서, R²⁶은 탄소수 1∼20의 1가의 포화 탄화수소기를 나타내고, 바람직하게는 탄소수 6∼12의 분지쇄형 알킬기, 더욱 바람직하게는 2-에틸헥실기이다. 이들 중에서도, C.I. 애시드 레드 289의 술폰아미드화물, C.I. 애시드 레드 289의 4급 암모늄염, C.I. 애시드 바이올렛 102의 술폰아미드화물 또는 C.I. 애시드 바이올렛 102의 제4급 암모늄염이 바람직하다. 이러한 화합물로는 예컨대 화학식 (1-1) 내지 화학식 (1-8), 화학식 (1-11) 또는 화학식 (1-12)로 표시되는 화합물 등을 들 수 있다.

또한, 크산텐 염료(Aa)로는 화학식 (3a)로 표시되는 화합물(이하 「화합물 (3a)」라고 하는 경우가 있음)을 포함하는 염료도 보다 바람직하다. 화합물 (3a)를 사용하는 경우, 크산텐 염료(Aa) 중의 화합물 (3a)의 함유량은 50 질량% 이상이 바람직하고, 보다 바람직하게는 70 질량% 이상, 더욱 바람직하게는 90 질량% 이상이다.

[화학식 (3a)에서, R³¹ 및 R³²는 서로 독립적으로 탄소수 1∼4의 알킬기를 나타낸다.

R³³ 및 R³⁴는 서로 독립적으로 탄소수 1∼4의 알킬기, 탄소수 1∼4의 알킬술파닐기 또는 탄소수 1∼4의 알킬술포닐기를 나타낸다.

R³¹ 및 R³³은 질소 원자와 함께 질소 원자를 포함하는 고리를 형성하여도 좋고, R³² 및 R³⁴는 질소 원자와 함께 질소 원자를 포함하는 고리를 형성하여도 좋다.

p 및 q는 서로 독립적으로 0∼5의 정수를 나타낸다. p가 2 이상인 경우, 복수의 R³³은 동일하여도 좋고, 상이하여도 좋으며, q가 2 이상인 경우, 복수의 R³⁴는 동일하여도 좋고, 상이하여도 좋다.]

R³¹, R³², R³³ 및 R³⁴를 나타내는 탄소수 1∼4의 알킬기로는 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기, 이소프로필기, 이소부틸기, sec-부틸기, tert-부틸기 등을 들 수 있다.

R³³ 및 R³⁴를 나타내는 탄소수 1∼4의 알킬술파닐기로는 메틸술파닐기, 에틸술파닐기, 프로필술파닐기, 부틸술파닐기, 이소프로필술파닐기 등을 들 수 있다.

R³³ 및 R³⁴를 나타내는 탄소수 1∼4의 알킬술포닐기로는 메틸술포닐기, 에틸술포닐기, 프로필술포닐기, 부틸술포닐기, 이소프로필술포닐기 등을 들 수 있다.

R³¹ 및 R³²는 서로 독립적으로 탄소수 1∼3의 알킬기인 것이 바람직하다. R³³ 및 R³⁴는 탄소수 1∼4의 알킬기가 바람직하고, 메틸기가 보다 바람직하다.

p 및 q는 서로 독립적으로 0∼2의 정수가 바람직하고, 1 또는 2가 보다 바람직하다.

화합물 (3a)로는 예컨대 각각 화학식 (1-26) 내지 화학식 (1-35)로 표시되는 화합물을 들 수 있다. 그 중에서도 유기 용매에의 용해성이 우수하다는 점에서 화학식 (1-26) 내지 화학식 (1-32)로 표시되는 화합물이 바람직하다.

크산텐 염료(Aa)는 시판되고 있는 크산텐 염료[예컨대, 츄가이카세이(주) 제조의 「Chugai Aminol Fast Pink R-H/C」, 타오카카가쿠고교(주) 제조의 「Rhodamin 6G」]를 이용할 수 있다. 또한, 시판되고 있는 크산텐 염료를 출발 원료로 하여 일본 특허 공개 제2010-32999호 공보를 참고로 합성할 수도 있다.

안료(A2)로는 특별히 한정되지 않고 공지된 안료를 사용할 수 있으며, 예컨대 컬러 인덱스(The Society of Dyers and Colourists 출판)에서 피그먼트로 분류되어 있는 화합물을 들 수 있다.

안료로는 예컨대 C.I. 피그먼트 옐로우 1, 3, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 20, 24, 31, 53, 83, 86, 93, 94, 109, 110, 117, 125, 128, 137, 138, 139, 147, 148, 150, 153, 154, 166, 173, 180, 185, 194, 214, 219 등의 황색 안료;

C.I. 피그먼트 오렌지 13, 31, 36, 38, 40, 42, 43, 51, 55, 59, 61, 64, 65, 71, 73 등의 오렌지색 안료;

C.I. 피그먼트 레드 9, 97, 105, 122, 123, 144, 149, 166, 168, 175, 176, 177, 180, 192, 209, 215, 216, 224, 242, 254, 255, 264, 265 등의 적색 안료;

C. I. 피그먼트 블루 15, 15:3, 15:4, 15:6, 60, 80 등의 청색 안료;

C.I. 피그먼트 바이올렛 1, 19, 23, 29, 32, 36, 38 등의 바이올렛색 안료;

C.I. 피그먼트 그린 7, 36, 58 등의 녹색 안료;

C.I. 피그먼트 브라운 23, 25 등의 브라운색 안료;

C.I. 피그먼트 블랙 1, 7 등의 흑색 안료 등을 들 수 있다.

안료로는 C.I. 피그먼트 블루 15, 15:3, 15:4, 15:6, 60 등의 청색 안료 및 C.I. 피그먼트 바이올렛 1, 19, 23, 29, 32, 36, 38 등의 바이올렛색 안료가 바람직하고, C.I. 피그먼트 블루 15:3, 15:6 및 C.I. 피그먼트 바이올렛 23이 보다 바람직하며, C.I 피그먼트 블루 15:6이 보다 바람직하다. 상기한 안료를 포함함으로써, 투과 스펙트럼의 최적화가 용이하고, 컬러 필터의 내광성 및 내약품성이 양호해진다.

안료(A2)는 필요에 따라 로진 처리, 산성기 또는 염기성기가 도입된 안료 유도체 등을 이용한 표면 처리, 고분자 화합물 등에 의한 안료 표면에의 그라프트 처리, 황산 미립화법 등에 의한 미립화 처리, 또는 불순물을 제거하기 위한 유기 용제나 물 등에 의한 세정 처리, 이온성 불순물의 이온 교환법 등에 의한 제거 처리 등이 행해져 있어도 좋다.

안료(A2)는, 입경이 균일한 것이 바람직하다. 안료 분산제를 함유시켜 분산 처리를 행함으로써, 안료가 용액 속에서 균일하게 분산된 상태의 안료 분산액을 얻을 수 있다.

상기한 안료 분산제로는 예컨대 양이온계, 음이온계, 비이온계, 양성(兩性), 폴리에스테르계, 폴리아민계, 아크릴계 등의 계면활성제 등을 들 수 있다. 이들 안료 분산제는 단독으로 사용하여도 좋고, 2종 이상을 조합하여 사용하여도 좋다. 안료 분산제로는 상품명으로 KP[신에츠카가쿠고교(주) 제조], 플로렌[쿄에이샤카가쿠(주) 제조], 솔스퍼스[제네카(주) 제조], EFKA(CIBA사 제조), 아지스퍼[아지노모토 파인테크노(주) 제조], Disperbyk(비크케미사 제조) 등을 들 수 있다.

안료 분산제를 사용하는 경우, 그 사용량은 안료(A2)에 대하여 바람직하게는 1 질량% 이상 100 질량% 이하이며, 보다 바람직하게는 5 질량% 이상 50 질량% 이하이다. 안료 분산제의 사용량이 상기한 범위에 있으면, 균일한 분산 상태의 안료 분산액을 얻을 수 있는 경향이 있다.

안료(A2)를 포함하는 경우, 염료(A1)와 안료(A2)의 함유량 비율은 질량 기준으로 1:99∼99:1이 바람직하고, 1:99∼70:30이 보다 바람직하며, 2:98∼50:50이 더욱 바람직하다. 이러한 비율로 함으로써, 투과 스펙트럼의 최적화가 용이해지고, 얻어지는 컬러 필터는, 콘트라스트, 명도, 내열성 및 내약품성이 우수한 경향이 있다.

특히, 착색제(A)로는 크산텐 염료(Aa)와 청색 안료를 포함하는 착색제가 바람직하고, 크산텐 염료(Aa)와 C.I. 피그먼트 블루 15:6을 포함하는 착색제가 보다 바람직하다. 크산텐 염료(Aa)와 청색 안료의 함유량 비율은 질량 기준으로 1:99∼70:30이 바람직하고, 2:98∼50:50이 보다 바람직하다.

착색제(A)의 함유량은 고형분의 총량에 대하여 바람직하게는 5∼60 질량%이고, 보다 바람직하게는 8∼50 질량%이며, 더욱 바람직하게는 10∼40 질량%이다. 착색제(A)의 함유량이 상기한 범위 내에 있으면, 컬러 필터로 했을 때의 색농도가 충분하고, 또한 조성물 중에 수지(B)나 중합성 화합물(C)을 필요량 함유시킬 수 있기 때문에, 기계적 강도가 충분한 컬러 필터를 형성할 수 있다.

여기서, 본 명세서에 있어서의 「고형분의 총량」이란, 본 발명의 착색 경화성 수지 조성물의 총량에서 용제의 함유량을 뺀 양을 말한다. 고형분의 총량 및 이것에 대한 각 성분의 함유량은 예컨대 액체 크로마토그래피 또는 가스 크로마토그래피 등의 공지된 분석 수단으로 측정할 수 있다.

<수지(B)>

수지(B)는 특별히 한정되지 않지만, 알칼리 가용성 수지인 것이 바람직하다. 수지(B)로는 예컨대 이하의 수지[K1]∼수지[K6] 등을 들 수 있다.

수지[K1] 불포화 카르복실산 및 불포화 카르복실산 무수물로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 1종(a)(이하 「(a)」라고 하는 경우가 있음)과, 탄소수 2∼4의 환상 에테르 구조와 에틸렌성 불포화 결합을 갖는 단량체(b)(이하 「(b)」라고 하는 경우가 있음)와의 공중합체;

수지[K2] (a)와 (b)와, (a)와 공중합 가능한 단량체(c)(단, (a) 및 (b)와는 상이함)(이하 「(c)」라고 하는 경우가 있음)와의 공중합체;

수지[K3] (a)와 (c)와의 공중합체;

수지[K4] (a)와 (c)와의 공중합체에 (b)를 반응시킨 수지;

수지[K5] (b)와 (c)와의 공중합체에 (a)를 반응시킨 수지;

수지[K6] (b)와 (c)와의 공중합체에 (a)를 반응시키고, 카르복실산 무수물을 더 반응시킨 수지.

(a)로는 구체적으로 예컨대 아크릴산, 메타크릴산, 크로톤산, o-, m-, p-비닐안식향산 등의 불포화 모노카르복실산류;

말레산, 푸마르산, 시트라콘산, 메사콘산, 이타콘산, 3-비닐프탈산, 4-비닐프탈산, 3,4,5,6-테트라히드로프탈산, 1,2,3,6-테트라히드로프탈산, 디메틸테트라히드로프탈산, 1,4-시클로헥센디카르복실산 등의 불포화 디카르복실산류;

메틸-5-노르보르넨-2,3-디카르복실산, 5-카르복시비시클로[2.2.1]헵트-2-엔, 5,6-디카르복시비시클로[2.2.1]헵트-2-엔, 5-카르복시-5-메틸비시클로[2.2.1]헵트-2-엔, 5-카르복시-5-에틸비시클로[2.2.1]헵트-2-엔, 5-카르복시-6-메틸비시클로[2.2.1]헵트-2-엔, 5-카르복시-6-에틸비시클로[2.2.1]헵트-2-엔 등의 카르복시기를 함유하는 비시클로 불포화 화합물류;

무수 말레산, 시트라콘산 무수물, 이타콘산 무수물, 3-비닐프탈산 무수물, 4-비닐프탈산 무수물, 3,4,5,6-테트라히드로프탈산 무수물, 1,2,3,6-테트라히드로프탈산 무수물, 디메틸테트라히드로프탈산 무수물, 5,6-디카르복시비시클로[2.2.1]헵트-2-엔 무수물 등의 불포화 디카르복실산류 무수물;

호박산모노[2-(메트)아크릴로일옥시에틸], 프탈산모노[2-(메트)아크릴로일옥시에틸] 등의 2가 이상의 다가 카르복실산의 불포화 모노[(메트)아크릴로일옥시알킬]에스테르류;

α-(히드록시메틸)아크릴산과 같은 동일 분자 중에 히드록시기 및 카르복시기를 함유하는 불포화 아크릴산류 등을 들 수 있다.

이들 중, 공중합 반응성의 점이나 알칼리 수용액에의 용해성의 점에서, 아크릴산, 메타크릴산, 무수 말레산 등이 바람직하다.

한편, 본 명세서에 있어서 「(메트)아크릴로일」이란, 아크릴로일 및 메타크릴로일로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 나타낸다. 「(메트)아크릴산」 및 「(메트)아크릴레이트」 등의 표기도 같은 의미를 갖는다.

(b)는 예컨대 탄소수 2∼4의 환상 에테르 구조(예컨대, 옥시란환, 옥세탄환 및 테트라히드로푸란환으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상)와 에틸렌성 불포화 결합을 갖는 중합성 화합물이다. (b)는 탄소수 2∼4의 환상 에테르 구조와 (메트)아크릴로일옥시기를 갖는 단량체가 바람직하다.

또한, 본 명세서에 있어서 「(메트)아크릴산」이란, 아크릴산 및 메타크릴산으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 나타낸다. 「(메트)아크릴로일」 및 「(메트)아크릴레이트」 등의 표기도 같은 의미를 갖는다.

(b)로는 예컨대 옥시라닐기와 에틸렌성 불포화 결합을 갖는 단량체(b1)(이하 「(b1)」이라고 하는 경우가 있음), 옥세타닐기와 에틸렌성 불포화 결합을 갖는 단량체(b2)(이하 「(b2)」라고 하는 경우가 있음), 테트라히드로푸릴기와 에틸렌성 불포화 결합을 갖는 단량체(b3)(이하 「(b3)」이라고 하는 경우가 있음) 등을 들 수 있다.

(b1)은 예컨대 직쇄형 또는 분지쇄형의 불포화 지방족 탄화수소가 에폭시화된 구조를 갖는 단량체(b1-1)(이하 「(b1-1)」이라고 하는 경우가 있음) 및 불포화 지환식 탄화수소가 에폭시화된 구조를 갖는 단량체(b1-2)(이하 「(b1-2)」라고 하는 경우가 있음)를 들 수 있다.

(b1-1)로는 예컨대 글리시딜(메트)아크릴레이트, β-메틸글리시딜(메트)아크릴레이트, β-에틸글리시딜(메트)아크릴레이트, 글리시딜비닐에테르, o-비닐벤질글리시딜에테르, m-비닐벤질글리시딜에테르, p-비닐벤질글리시딜에테르, α-메틸-o-비닐벤질글리시딜에테르, α-메틸-m-비닐벤질글리시딜에테르, α-메틸-p-비닐벤질글리시딜에테르, 2,3-비스(글리시딜옥시메틸)스티렌, 2,4-비스(글리시딜옥시메틸)스티렌, 2,5-비스(글리시딜옥시메틸)스티렌, 2,6-비스(글리시딜옥시메틸)스티렌, 2,3,4-트리스(글리시딜옥시메틸)스티렌, 2,3,5-트리스(글리시딜옥시메틸)스티렌, 2,3,6-트리스(글리시딜옥시메틸)스티렌, 3,4,5-트리스(글리시딜옥시메틸)스티렌 및 2,4,6-트리스(글리시딜옥시메틸)스티렌 등을 들 수 있다.

(b1-2)로는 예컨대 비닐시클로헥센모노옥사이드, 1,2-에폭시-4-비닐시클로헥산[예컨대, 셀록사이드 2000; 다이셀카가쿠고교(주) 제조], 3,4-에폭시시클로헥실메틸(메트)아크릴레이트[예컨대, 사이클로머 A400; 다이셀카가쿠고교(주) 제조], 3,4-에폭시시클로헥실메틸(메트)아크릴레이트[예컨대, 사이클로머 M100; 다이셀카가쿠고교(주) 제조], 화학식 (I)로 표시되는 화합물 및 화학식 (II)로 표시되는 화합물 등을 들 수 있다.

[화학식 (I) 및 화학식 (II)에서, R^b1 및 R^b2는 수소 원자 또는 탄소수 1∼4의 알킬기를 나타내고, 상기 알킬기에 포함되는 수소 원자는 히드록시기로 치환되어 있어도 좋다.

X^b1 및 X^b2는 단결합, -R^b3-, *-R^b3-O-, *-R^b3-S- 또는 *-R^b3-NH-를 나타낸다.

R^b3은 탄소수 1∼6의 알칸디일기를 나타낸다.

*는 O와의 결합수를 나타낸다.]

탄소수 1∼4의 알킬기로는 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, sec-부틸기, tert-부틸기 등을 들 수 있다.

수소 원자가 히드록시로 치환된 알킬기로는 히드록시메틸기, 1-히드록시에틸기, 2-히드록시에틸기, 1-히드록시프로필기, 2-히드록시프로필기, 3-히드록시프로필기, 1-히드록시-1-메틸에틸기, 2-히드록시-1-메틸에틸기, 1-히드록시부틸기, 2-히드록시부틸기, 3-히드록시부틸기, 4-히드록시부틸기 등을 들 수 있다.

R^b1 및 R^b2로는 바람직하게는 수소 원자, 메틸기, 히드록시메틸기, 1-히드록시에틸기 및 2-히드록시에틸기이며, 보다 바람직하게는 수소 원자 및 메틸기이다.

알칸디일기로는 메틸렌기, 에틸렌기, 프로판-1,2-디일기, 프로판-1,3-디일기, 부탄-1,4-디일기, 펜탄-1,5-디일기, 헥산-1,6-디일기 등을 들 수 있다.

X^b1 및 X^b2로는 바람직하게는 단결합, 메틸렌기, 에틸렌기, *-CH₂-O- 및 *-CH₂CH₂-O-이며, 보다 바람직하게는 단결합 및 *-CH₂CH₂-O-이다(*는 O와의 결합수를 나타냄).

화학식 (I)로 표시되는 화합물로는 화학식 (I-1) 내지 화학식 (I-15) 중 어느 하나로 표시되는 화합물 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 화학식 (I-1), 화학식 (I-3), 화학식 (I-5), 화학식 (I-7), 화학식 (I-9) 또는 화학식 (I-11) 내지 화학식 (I-15)로 표시되는 화합물이 바람직하고, 화학식 (I-1), 화학식 (I-7), 화학식 (I-9) 또는 화학식 (I-15)로 표시되는 화합물이 보다 바람직하다.

화학식 (II)로 표시되는 화합물로는 화학식 (II-1) 내지 화학식 (II-15) 중 어느 하나로 표시되는 화합물 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 화학식 (II-1), 화학식 (II-3), 화학식 (II-5), 화학식 (II-7), 화학식 (II-9) 또는 화학식 (II-11) 내지 화학식 (II-15)로 표시되는 화합물이 바람직하고, 화학식 (II-1), 화학식 (II-7), 화학식 (II-9) 또는 화학식 (II-15)로 표시되는 화합물이 보다 바람직하다.

화학식 (I)로 표시되는 화합물 및 화학식 (II)로 표시되는 화합물은 각각 단독으로 사용하여도 좋고, 임의의 비율로 혼합하여 사용하여도 좋다. 혼합하여 사용하는 경우, 화학식 (I)로 표시되는 화합물 및 화학식 (II)로 표시되는 화합물의 함유 비율은 몰 기준으로 바람직하게는 5:95∼95:5, 보다 바람직하게는 10:90∼90:10, 더욱 바람직하게는 20:80∼80:20이다.

(b2)로는 옥세타닐기와 (메트)아크릴로일옥시기를 갖는 단량체가 보다 바람직하다. (b2)로는 3-메틸-3-메타크릴로일옥시메틸옥세탄, 3-메틸-3-아크릴로일옥시메틸옥세탄, 3-에틸-3-메타크릴로일옥시메틸옥세탄, 3-에틸-3-아크릴로일옥시메틸옥세탄, 3-메틸-3-메타크릴로일옥시에틸옥세탄, 3-메틸-3-아크릴로일옥시에틸옥세탄, 3-에틸-3-메타크릴로일옥시에틸옥세탄 및 3-에틸-3-아크릴로일옥시에틸옥세탄 등을 들 수 있다.

(b3)으로는 테트라히드로푸릴기와 (메트)아크릴로일옥시기를 갖는 단량체가 보다 바람직하다. (b3)으로는 구체적으로 테트라히드로푸르푸릴아크릴레이트[예컨대, 비스코트 V#150, 오사카유키카가쿠고교(주) 제조] 및 테트라히드로푸르푸릴메타크릴레이트 등을 들 수 있다.

얻어지는 컬러 필터의 내열성, 내약품성 등의 신뢰성을 보다 높일 수 있다는 점에서 (b)는 (b1)인 것이 바람직하다. 또한, 착색 경화성 수지 조성물의 보존 안정성이 우수하다고 하는 점에서 (b1-2)가 보다 바람직하다.

(c)로는 예컨대 메틸(메트)아크릴레이트, 에틸(메트)아크릴레이트, n-부틸(메트)아크릴레이트, sec-부틸(메트)아크릴레이트, tert-부틸(메트)아크릴레이트, 2-에틸헥실(메트)아크릴레이트, 도데실(메트)아크릴레이트, 라우릴(메트)아크릴레이트, 스테아릴(메트)아크릴레이트, 시클로펜틸(메트)아크릴레이트, 시클로헥실(메트)아크릴레이트, 2-메틸시클로헥실(메트)아크릴레이트, 트리시클로[5.2.1.0^2.6]데칸-8-일(메트)아크릴레이트(해당 기술분야에서는 관용명으로서 「디시클로펜타닐(메트)아크릴레이트」라고 불리고 있음. 또한, 「트리시클로데실(메트)아크릴레이트」라고 하는 경우가 있음), 트리시클로[5.2.1.0^2.6]데센-8-일(메트)아크릴레이트(해당 기술분야에서는 관용명으로서 「디시클로펜테닐(메트)아크릴레이트」라고 불리고 있음), 디시클로펜타닐옥시에틸(메트)아크릴레이트, 이소보르닐(메트)아크릴레이트, 아다만틸(메트)아크릴레이트, 알릴(메트)아크릴레이트, 프로파르길(메트)아크릴레이트, 페닐(메트)아크릴레이트, 나프틸(메트)아크릴레이트 및 벤질(메트)아크릴레이트 등의 (메트)아크릴산에스테르류;

2-히드록시에틸(메트)아크릴레이트 및 2-히드록시프로필(메트)아크릴레이트 등의 히드록시기 함유 (메트)아크릴산에스테르류;

말레산디에틸, 푸마르산디에틸 및 이타콘산디에틸 등의 디카르복실산디에스테르;

비시클로[2.2.1]헵트-2-엔, 5-메틸비시클로[2.2.1]헵트-2-엔, 5-에틸비시클로[2.2.1]헵트-2-엔, 5-히드록시비시클로[2.2.1]헵트-2-엔, 5-히드록시메틸비시클로[2.2.1]헵트-2-엔, 5-(2'-히드록시에틸)비시클로[2.2.1]헵트-2-엔, 5-메톡시비시클로[2.2.1]헵트-2-엔, 5-에톡시비시클로[2.2.1]헵트-2-엔, 5,6-디히드록시비시클로[2.2.1]헵트-2-엔, 5,6-디(히드록시메틸)비시클로[2.2.1]헵트-2-엔, 5,6-디(2'-히드록시에틸)비시클로[2.2.1]헵트-2-엔, 5,6-디메톡시비시클로[2.2.1]헵트-2-엔, 5,6-디에톡시비시클로[2.2.1]헵트-2-엔, 5-히드록시-5-메틸비시클로[2.2.1]헵트-2-엔, 5-히드록시-5-에틸비시클로[2.2.1]헵트-2-엔, 5-히드록시메틸-5-메틸비시클로[2.2.1]헵트-2-엔, 5-tert-부톡시카르보닐비시클로[2.2.1]헵트-2-엔, 5-시클로헥실옥시카르보닐비시클로[2.2.1]헵트-2-엔, 5-페녹시카르보닐비시클로[2.2.1]헵트-2-엔, 5,6-비스(tert-부톡시카르보닐)비시클로[2.2.1]헵트-2-엔 및 5,6-비스(시클로헥실옥시카르보닐)비시클로[2.2.1]헵트-2-엔 등의 비시클로 불포화 화합물류;

N-페닐말레이미드, N-시클로헥실말레이미드, N-벤질말레이미드, N-숙신이미딜-3-말레이미드 벤조에이트, N-숙신이미딜-4-말레이미드 부틸레이트, N-숙신이미딜-6-말레이미드 카프로에이트, N-숙신이미딜-3-말레이미드 프로피오네이트 및 N-(9-아크리디닐)말레이미드 등의 디카르보닐이미드 유도체류;

스티렌, α-메틸스티렌, m-메틸스티렌, p-메틸스티렌, 비닐톨루엔, p-메톡시스티렌, 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴, 염화비닐, 염화비닐리덴, 아크릴아미드, 메타크릴아미드, 아세트산비닐, 1,3-부타디엔, 이소프렌 및 2,3-디메틸-1,3-부타디엔 등을 들 수 있다.

이들 중, 공중합 반응성 및 내열성의 점에서, 스티렌, 비닐톨루엔, N-페닐말레이미드, N-시클로헥실말레이미드 및 N-벤질말레이미드 등이 바람직하다.

수지[K1]에 있어서, 각각에 유래하는 구조 단위의 비율은 수지[K1]를 구성하는 전체 구조 단위 중,

(a)에 유래하는 구조 단위; 2∼60 몰%

(b)에 유래하는 구조 단위; 40∼98 몰%인 것이 바람직하고,

(a)에 유래하는 구조 단위; 10∼50 몰%

(b)에 유래하는 구조 단위; 50∼90 몰%인 것이 보다 바람직하다.

수지[K1]의 구조 단위의 비율이 상기한 범위에 있으면, 착색 경화성 수지 조성물의 보존 안정성, 착색 패턴을 형성할 때의 현상성 및 얻어지는 착색 패턴의 내용제성이 우수한 경향이 있다.

수지[K1]는, 예컨대 문헌 「고분자합성의 실험법」(오츠 타카유키 지음, 핫코쇼(주) 화학동인 제1판 제1쇄 1972년 3월 1일 발행)에 기재된 방법 및 이 문헌에 기재된 인용문헌을 참고로 하여 제조할 수 있다.

구체적으로는, (a) 및 (b)의 소정량, 중합 개시제 및 용제 등을 반응 용기 속에 넣어, 예컨대 질소에 의해 산소를 치환함으로써, 탈산소 분위기로 하고, 교반하면서 가열 및 보온하는 방법을 들 수 있다. 한편, 여기서 사용되는 중합 개시제 및 용제 등은 특별히 한정되지 않고, 해당 분야에서 통상 사용되고 있는 것을 사용할 수 있다. 예컨대 중합 개시제로는 아조 화합물[2,2'-아조비스이소부티로니트릴, 2,2'-아조비스(2,4-디메틸발레로니트릴) 등]이나 유기 과산화물(벤조일퍼옥사이드 등)을 들 수 있으며, 용제로는 각 모노머를 용해시키는 것이면 되고, 착색 경화성 수지 조성물에 이용되는 후술하는 용제 등을 들 수 있다.

한편, 얻어진 공중합체는 반응 후의 용액을 그대로 사용하여도 좋고, 농축 혹은 희석한 용액을 사용하여도 좋으며, 재침전 등의 방법으로 고체(분체)로서 취출한 것을 사용하여도 좋다. 특히, 이 중합할 때에 용제로서 본 발명의 착색 경화성 수지 조성물에 이용하는 용제를 사용함으로써, 반응 후의 용액을 그대로 사용할 수 있어, 제조 공정을 간략화할 수 있다.

수지[K2]에 있어서, 각각에 유래하는 구조 단위의 비율은 수지[K2]를 구성하는 전체 구조 단위 중,

(a)에 유래하는 구조 단위; 2∼45 몰%

(b)에 유래하는 구조 단위; 2∼95 몰%

(c)에 유래하는 구조 단위; 1∼65 몰%인 것이 바람직하고,

(a)에 유래하는 구조 단위; 5∼40 몰%

(b)에 유래하는 구조 단위; 5∼80 몰%

(c)에 유래하는 구조 단위; 5∼60 몰%인 것이 보다 바람직하다.

수지[K2]의 구조 단위의 비율이 상기한 범위에 있으면, 착색 경화성 수지 조성물의 보존 안정성, 착색 패턴을 형성할 때의 현상성 및 얻어지는 착색 패턴의 내용제성, 내열성 및 기계 강도가 우수한 경향이 있다.

수지[K2]는 예컨대 수지[K1]의 제조 방법으로서 기재한 방법과 동일하게 제조할 수 있다.

수지[K3]에 있어서, 각각에 유래하는 구조 단위의 비율은 수지[K3]를 구성하는 전체 구조 단위 중,

(a)에 유래하는 구조 단위; 2∼60 몰%

(c)에 유래하는 구조 단위; 40∼98 몰%인 것이 바람직하고,

(a)에 유래하는 구조 단위; 10∼50 몰%

(c)에 유래하는 구조 단위: 50∼90 몰%인 것이 보다 바람직하다.

수지[K3]는 예컨대 수지[K1]의 제조 방법으로서 기재한 방법과 동일하게 제조할 수 있다.

수지[K4]는 (a)와 (c)와의 공중합체를 얻어, (b)가 갖는 탄소수 2∼4의 환상 에테르를 (a)가 갖는 카르복실산 및/또는 카르복실산 무수물에 부가시킴으로써 제조할 수 있다.

우선 (a)와 (c)와의 공중합체를 수지[K1]의 제조 방법으로서 기재한 방법과 동일하게 제조한다. 이 경우, 각각에 유래하는 구조 단위의 비율은 수지[K3]에서 예를 든 것과 같은 비율인 것이 바람직하다.

이어서, 상기 공중합체 중의 (a)에 유래하는 카르복실산 및/또는 카르복실산 무수물의 일부에, (b)가 갖는 탄소수 2∼4의 환상 에테르를 반응시킨다.

(a)와 (c)와의 공중합체의 제조에 이어서, 플라스크 안의 분위기를 질소에서 공기로 치환하고, (b), 카르복실산 또는 카르복실산 무수물과 환상 에테르와의 반응 촉매[예컨대 트리스(디메틸아미노메틸)페놀 등] 및 중합 금지제(예컨대 하이드로퀴논 등) 등을 플라스크 안에 넣어, 예컨대 60℃∼130℃에서 1∼10시간 동안 반응함으로써, 수지[K4]를 제조할 수 있다.

(b)의 사용량은 (a) 100 몰에 대하여 5∼80 몰이 바람직하고, 보다 바람직하게는 10∼75 몰이다. 이 범위로 함으로써, 착색 경화성 수지 조성물의 보존 안정성, 패턴을 형성할 때의 현상성 및 얻어지는 패턴의 내용제성, 내열성, 기계 강도 및 감도의 밸런스가 양호해지는 경향이 있다. 환상 에테르의 반응성이 높아, 미반응의 (b)가 잔존하기 어렵기 때문에, 수지[K4]에 이용하는 (b)로는 (b1)이 바람직하고, (b1-1)이 더욱 바람직하다.

상기 반응 촉매의 사용량은 (a), (b) 및 (c)의 합계량 100 질량부에 대하여 0.001∼5 질량부가 바람직하다. 상기 중합 금지제의 사용량은 (a), (b) 및 (c)의 합계량 100 질량부에 대하여 0.001∼5 질량부가 바람직하다.

주입 방법, 반응 온도 및 시간 등의 반응 조건은 제조 설비나 중합에 의한 발열량 등을 고려하여 적절하게 조정할 수 있다. 또한, 중합 조건과 마찬가지로, 제조 설비나 중합에 의한 발열량 등을 고려하여, 주입 방법이나 반응 온도를 적절하게 조정할 수 있다.

수지[K5]는 제1 단계로서 전술한 수지[K1]의 제조 방법과 동일하게 하여, (b)와 (c)와의 공중합체를 얻는다. 상기와 마찬가지로, 얻어진 공중합체는 반응 후의 용액을 그대로 사용하여도 좋고, 농축 혹은 희석한 용액을 사용하여도 좋으며, 재침전 등의 방법으로 고체(분체)로서 취출한 것을 사용하여도 좋다.

(b) 및 (c)에 유래하는 구조 단위의 비율은, 상기한 공중합체를 구성하는 전체 구조 단위의 합계 몰수에 대하여, 이하의 범위에 있는 것이 바람직하다.

(b)에 유래하는 구조 단위; 5∼95 몰%

(c)에 유래하는 구조 단위; 5∼95 몰%인 것이 바람직하고,

(b)에 유래하는 구조 단위; 10∼90 몰%

(c)에 유래하는 구조 단위; 10∼90 몰%인 것이 보다 바람직하다.

또한, 수지[K4]의 제조 방법과 동일한 조건으로, (b)와 (c)와의 공중합체가 갖는 (b)에 유래하는 환상 에테르에, (a)가 갖는 카르복실산 또는 카르복실산 무수물을 반응시킴으로써 수지[K5]를 얻을 수 있다.

상기한 공중합체에 반응시키는 (a)의 사용량은 (b) 100 몰에 대하여 5∼80 몰이 바람직하다. 환상 에테르의 반응성이 높아, 미반응의 (b)가 잔존하기 어렵기 때문에, 수지[K5]에 이용하는 (b)로는 (b1)이 바람직하고, (b1-1)이 더욱 바람직하다.

수지[K6]는 수지[K5]에 카르복실산 무수물을 더 반응시킨 수지이다.

환상 에테르와 카르복실산 또는 카르복실산 무수물과의 반응에 의해 발생하는 히드록시기에 카르복실산 무수물을 반응시킨다.

카르복실산 무수물로는 무수 말레산, 시트라콘산 무수물, 이타콘산 무수물, 3-비닐프탈산 무수물, 4-비닐프탈산 무수물, 3,4,5,6-테트라히드로프탈산 무수물, 1,2,3,6-테트라히드로프탈산 무수물, 디메틸테트라히드로프탈산 무수물, 5,6-디카르복시비시클로[2.2.1]헵트-2-엔 무수물(하이믹산 무수물) 등을 들 수 있다. 카르복실산 무수물의 사용량은 (a)의 사용량 1 몰에 대하여 0.5∼1 몰이 바람직하다.

수지(B)로는, 구체적으로 3,4-에폭시시클로헥실메틸(메트)아크릴레이트/(메트)아크릴산 공중합체, 3,4-에폭시트리시클로[5.2.1.0^2.6]데실아크릴레이트/(메트)아크릴산 공중합체 등의 수지[K1]; 글리시딜(메트)아크릴레이트/벤질(메트)아크릴레이트/(메트)아크릴산 공중합체, 글리시딜(메트)아크릴레이트/스티렌/(메트)아크릴산 공중합체, 3,4-에폭시트리시클로[5.2.1.0^2.6]데실아크릴레이트/(메트)아크릴산/N-시클로헥실말레이미드 공중합체, 3,4-에폭시트리시클로[5.2.1.0^2.6]데실아크릴레이트/(메트)아크릴산/비닐톨루엔 공중합체, 3-메틸-3-(메트)아크릴로일옥시메틸옥세탄/(메트)아크릴산/스티렌 공중합체 등의 수지[K2]; 벤질(메트)아크릴레이트/(메트)아크릴산 공중합체, 스티렌/(메트)아크릴산 공중합체 등의 수지[K3]; 벤질(메트)아크릴레이트/(메트)아크릴산 공중합체에 글리시딜(메트)아크릴레이트를 부가시킨 수지, 트리시클로데실(메트)아크릴레이트/스티렌/(메트)아크릴산 공중합체에 글리시딜(메트)아크릴레이트를 부가시킨 수지, 트리시클로데실(메트)아크릴레이트/벤질(메트)아크릴레이트/(메트)아크릴산 공중합체에 글리시딜(메트)아크릴레이트를 부가시킨 수지 등의 수지[K4]; 트리시클로데실(메트)아크릴레이트/글리시딜(메트)아크릴레이트의 공중합체에 (메트)아크릴산을 반응시킨 수지, 트리시클로데실(메트)아크릴레이트/스티렌/글리시딜(메트)아크릴레이트의 공중합체에 (메트)아크릴산을 반응시킨 수지 등의 수지[K5]; 트리시클로데실(메트)아크릴레이트/글리시딜(메트)아크릴레이트의 공중합체에 (메트)아크릴산을 반응시킨 수지에 테트라히드로프탈산 무수물을 더 반응시킨 수지 등의 수지[K6] 등을 들 수 있다.

그 중에서도, 수지(B)로는 수지[K1], 수지[K2] 및 수지[K3]가 바람직하다.

수지(B)의 폴리스티렌 환산의 중량 평균 분자량은 바람직하게는 3,000∼100,000이고, 보다 바람직하게는 5,000∼50,000이며, 더욱 바람직하게는 5,000∼30,000이다. 분자량이 상기한 범위에 있으면, 도막 경도가 향상되어, 잔막율도 높고, 미노광부의 현상액에 대한 용해성이 양호하여, 해상도가 향상되는 경향이 있다.

수지(B)의 분자량 분포[중량 평균 분자량(Mw)/수 평균 분자량(Mn)]는, 바람직하게는 1.1∼6이며, 보다 바람직하게는 1.2∼4이다.

수지(B)의 산가는 바람직하게는 50∼170 mg-KOH/g이며, 보다 바람직하게는 60∼150 mg-KOH/g, 더욱 바람직하게는 70∼135 mg-KOH/g이다. 여기서 산가는 수지 1 g을 중화하는 데에 필요한 수산화칼륨의 양(mg)으로서 측정되는 값이며, 예컨대 수산화칼륨 수용액을 사용하여 적정(適定)함으로써 구할 수 있다.

수지(B)의 함유량은, 고형분의 총량에 대하여 바람직하게는 7∼65 질량%이며, 보다 바람직하게는 13∼60 질량%이고, 더욱 바람직하게는 17∼55 질량%이다. 수지(B)의 함유량이 상기한 범위에 있으면, 착색 패턴의 해상도 및 착색 패턴의 잔막율이 향상되는 경향이 있다.

<중합성 화합물(C)>

중합성 화합물(C)은 열 혹은 중합 개시제(D)로부터 발생하는 활성 라디칼 및/또는 산에 의해 중합할 수 있는 화합물이며, 예컨대 중합성의 에틸렌성 불포화 결합을 갖는 화합물 등을 들 수 있고, 바람직하게는 (메트)아크릴산에스테르 화합물이다.

그 중에서도, 중합성 화합물(C)로는 에틸렌성 불포화 결합을 3개 이상 갖는 중합성 화합물인 것이 바람직하다. 이러한 중합성 화합물로는 예컨대 트리메틸올프로판트리(메트)아크릴레이트, 펜타에리스리톨트리(메트)아크릴레이트, 펜타에리스리톨테트라(메트)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨펜타(메트)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨헥사(메트)아크릴레이트, 트리펜타에리스리톨옥타(메트)아크릴레이트, 트리펜타에리스리톨헵타(메트)아크릴레이트, 테트라펜타에리스리톨데카(메트)아크릴레이트, 테트라펜타에리스리톨노나(메트)아크릴레이트, 트리스(2-(메트)아크릴로일옥시에틸)이소시아누레이트, 에틸렌글리콜 변성 펜타에리스리톨테트라(메트)아크릴레이트, 에틸렌글리콜 변성 디펜타에리스리톨헥사(메트)아크릴레이트, 프로필렌글리콜 변성 펜타에리스리톨테트라(메트)아크릴레이트, 프로필렌글리콜 변성 디펜타에리스리톨헥사(메트)아크릴레이트, 카프로락톤 변성 펜타에리스리톨테트라(메트)아크릴레이트, 카프로락톤 변성 디펜타에리스리톨헥사(메트)아크릴레이트 등을 들 수 있다.

그 중에서도 디펜타에리스리톨펜타(메트)아크릴레이트 및 디펜타에리스리톨헥사(메트)아크릴레이트가 바람직하다.

중합성 화합물(C)의 중량 평균 분자량은 바람직하게는 150 이상 2,900 이하, 보다 바람직하게는 250∼1,500 이하이다.

중합성 화합물(C)의 함유량은 고형분의 총량에 대하여 7∼65 질량%인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 13∼60 질량%이며, 더욱 바람직하게는 17∼55 질량%이다. 중합성 화합물(C)의 함유량이 상기한 범위에 있으면, 착색 패턴의 잔막율 및 내약품성이 향상되는 경향이 있다.

<중합 개시제(D)>

중합 개시제(D)는 광이나 열의 작용에 의해 활성 라디칼, 산 등을 발생시키며, 중합을 시작할 수 있는 화합물이라면 특별히 한정되지 않고, 공지된 중합 개시제를 사용할 수 있다.

중합 개시제(D)로는 알킬페논 화합물, 트리아진 화합물, 아실포스핀옥사이드 화합물, O-아실옥심 화합물 및 비이미다졸 화합물 등을 들 수 있다.

O-아실옥심 화합물은 화학식 (d1)로 표시되는 부분 구조를 갖는 화합물이다.

이하, *는 결합수를 나타낸다.

O-아실옥심 화합물로는 N-벤조일옥시-1-(4-페닐술파닐페닐)부탄-1-온-2-이민, N-벤조일옥시-1-(4-페닐술파닐페닐)옥탄-1-온-2-이민, N-벤조일옥시-1-(4-페닐술파닐페닐)-3-시클로펜틸프로판-1-온-2-이민, N-아세톡시-1-[9-에틸-6-(2-메틸벤조일)-9H-카르바졸-3-일]에탄-1-이민, N-아세톡시-1-[9-에틸-6-{2-메틸-4-(3,3-디메틸-2,4-디옥사시클로펜타닐메틸옥시)벤조일}-9H-카르바졸-3-일]에탄-1-이민, N-아세톡시-1-[9-에틸-6-(2-메틸벤조일)-9H-카르바졸-3-일]-3-시클로펜틸프로판-1-이민, N-벤조일옥시-1-[9-에틸-6-(2-메틸벤조일)-9H-카르바졸-3-일]-3-시클로펜틸프로판-1-온-2-이민 등을 들 수 있다. 이르가큐어(등록상표) OXE01, OXE02(이상, BASF사 제조), N-1919(ADEKA사 제조) 등의 시판품을 사용하여도 좋다.

알킬페논 화합물은, 화학식 (d2)로 표시되는 부분 구조 또는 화학식 (d3)으로 표시되는 부분 구조를 갖는 화합물이다. 이들 부분 구조에 있어서의 벤젠환은 치환기를 갖고 있어도 좋다.

화학식 (d2)로 표시되는 부분 구조를 갖는 화합물로는 2-메틸-2-모르폴리노-1-(4-메틸술파닐페닐)프로판-1-온, 2-디메틸아미노-1-(4-모르폴리노페닐)-2-벤질부탄-1-온, 2-(디메틸아미노)-2-[(4-메틸페닐)메틸]-1-[4-(4-모르폴리닐)페닐]부탄-1-온 등을 들 수 있다. 이르가큐어(등록상표) 369, 907 및 379(이상, BASF사 제조) 등의 시판품을 사용하여도 좋다.

화학식 (d3)으로 표시되는 부분 구조를 갖는 화합물로는 2-히드록시-2-메틸-1-페닐프로판-1-온, 2-히드록시-2-메틸-1-[4-(2-히드록시에톡시)페닐]프로판-1-온, 1-히드록시시클로헥실페닐케톤, 2-히드록시-2-메틸-1-(4-이소프로페닐페닐)프로판-1-온의 올리고머 및 α,α-디에톡시아세토페논, 벤질디메틸케탈 등을 들 수 있다.

감도의 점에서, 알킬페논 화합물로는 화학식 (d2)로 표시되는 부분 구조를 갖는 화합물이 바람직하다.

트리아진 화합물로는 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-(4-메톡시페닐)-1,3,5-트리아진, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-(4-메톡시나프틸)-1,3,5-트리아진, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-피페로닐-1,3,5-트리아진, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-(4-메톡시스티릴)-1,3,5-트리아진, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-[2-(5-메틸푸란-2-일)에테닐]-1,3,5-트리아진, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-[2-(푸란-2-일)에테닐]-1,3,5-트리아진, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-[2-(4-디에틸아미노-2-메틸페닐)에테닐]-1,3,5-트리아진 및 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-[2-(3,4-디메톡시페닐)에테닐]-1,3,5-트리아진 등을 들 수 있다.

아실포스핀옥사이드 화합물로는 2,4,6-트리메틸벤조일디페닐포스핀옥사이드 등을 들 수 있다. 이르가큐어(등록상표) 819(BASF사 제조) 등의 시판품을 사용하여도 좋다.

비이미다졸 화합물로는 2,2'-비스(2-클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐비이미다졸, 2,2'-비스(2,3-디클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐비이미다졸(예컨대, JPH06-75372-A, JPH06-75373-A 등 참조), 2,2'-비스(2-클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐비이미다졸, 2,2'-비스(2-클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라(알콕시페닐)비이미다졸, 2,2'-비스(2-클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라(디알콕시페닐)비이미다졸, 2,2'-비스(2-클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라(트리알콕시페닐)비이미다졸(예컨대, JPS48-38403-B, JPS62-174204-A 등 참조) 및 4,4'5,5'- 위치의 페닐기가 카르보알콕시기에 의해 치환되어 있는 이미다졸 화합물(예컨대, JPH07-10913-A 등 참조) 등을 들 수 있다.

또한, 중합 개시제(D)로는 벤조인, 벤조인메틸에테르, 벤조인에틸에테르, 벤조인이소프로필에테르, 벤조인이소부틸에테르 등의 벤조인 화합물; 벤조페논, o-벤조일안식향산메틸, 4-페닐벤조페논, 4-벤조일-4'-메틸디페닐술파이드, 3,3',4,4'-테트라(tert-부틸퍼옥시카르보닐)벤조페논, 2,4,6-트리메틸벤조페논 등의 벤조페논 화합물; 9,10-페난트렌퀴논, 2-에틸안트라퀴논, 캄파퀴논 등의 퀴논 화합물; 10-부틸-2-클로로아크리돈, 벤질, 페닐글리옥실산메틸, 티타노센 화합물 등을 들 수 있다. 이들은 후술하는 중합 개시 조제(D1)(특히 아민류)와 조합하여 사용하는 것이 바람직하다.

산 발생제로는 4-히드록시페닐디메틸술포늄 p-톨루엔술포네이트, 4-히드록시페닐디메틸술포늄헥사플루오로안티모네이트, 4-아세톡시페닐디메틸술포늄 p-톨루엔술포네이트, 4-아세톡시페닐 메틸 벤질술포늄헥사플루오로안티모네이트, 트리페닐술포늄 p-톨루엔술포네이트, 트리페닐술포늄헥사플루오로안티모네이트, 디페닐요오드늄 p-톨루엔술포네이트, 디페닐요오드늄헥사플루오로안티모네이트 등의 오늄염류나, 니트로벤질토실레이트류, 벤조인토실레이트류 등을 들 수 있다.

중합 개시제(D)로는 알킬페논 화합물, 트리아진 화합물, 아실포스핀옥사이드 화합물, O-아실옥심 화합물 및 비이미다졸 화합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 중합 개시제가 바람직하고, O-아실옥심 화합물을 포함하는 중합 개시제가 보다 바람직하며, O-아실옥심 화합물 및 알킬페논 화합물을 포함하는 중합 개시제가 더욱 바람직하다.

중합 개시제(D)의 함유량은 수지(B) 및 중합성 화합물(C)의 합계량 100 질량부에 대하여 바람직하게는 0.1∼40 질량부이고, 보다 바람직하게는 5∼35 질량부이며, 더욱 바람직하게는 10∼30 질량부이다. 중합 개시제(D)의 함유량이 상기한 범위에 있으면, 고감도화하여 노광 시간이 단축되는 경향이 있기 때문에 생산성이 향상된다.

중합 개시제(D)와 함께 중합 개시 조제(D1)를 더 포함하고 있어도 좋다. 중합 개시 조제(D1)는 중합 개시제에 의해 중합이 시작된 광중합성 화합물의 중합을 촉진시키기 위해서 사용되는 화합물 혹은 증감제이다.

중합 개시 조제(D1)로는 아민 화합물, 알콕시안트라센 화합물, 티오크산톤 화합물 및 카르복실산 화합물 등을 들 수 있다.

아민 화합물로는 트리에탄올아민, 메틸디에탄올아민, 트리이소프로판올아민, 4-디메틸아미노안식향산메틸, 4-디메틸아미노안식향산에틸, 4-디메틸아미노안식향산이소아밀, 안식향산2-디메틸아미노에틸, 4-디메틸아미노안식향산2-에틸헥실, N,N-디메틸파라톨루이딘, 4,4'-비스(디메틸아미노)벤조페논(통칭 미힐러 케톤), 4,4'-비스(디에틸아미노)벤조페논, 4,4'-비스(에틸메틸아미노)벤조페논 등을 들 수 있고, 그 중에서도 4,4'-비스(디에틸아미노)벤조페논이 바람직하다. EAB-F[호도가야카가쿠고교(주) 제조] 등의 시판품을 사용하여도 좋다.

알콕시안트라센 화합물로는 9,10-디메톡시안트라센, 2-에틸-9,10-디메톡시안트라센, 9,10-디에톡시안트라센, 2-에틸-9,10-디에톡시안트라센, 9,10-디부톡시안트라센 및 2-에틸-9,10-디부톡시안트라센 등을 들 수 있다.

티오크산톤 화합물로는 2-이소프로필티오크산톤, 4-이소프로필티오크산톤, 2,4-디에틸티오크산톤, 2,4-디클로로티오크산톤 및 1-클로로-4-프로폭시티오크산톤 등을 들 수 있다.

카르복실산 화합물로는 페닐술파닐아세트산, 메틸페닐술파닐아세트산, 에틸페닐술파닐아세트산, 메틸에틸페닐술파닐아세트산, 디메틸페닐술파닐아세트산, 메톡시페닐술파닐아세트산, 디메톡시페닐술파닐아세트산, 클로로페닐술파닐아세트산, 디클로로페닐술파닐아세트산, N-페닐글리신, 페녹시아세트산, 나프틸티오아세트산, N-나프틸글리신, 나프톡시아세트산 등을 들 수 있다.

중합 개시 조제(D1)로는 티오크산톤 화합물이 바람직하다.

이들 중합 개시 조제(D1)를 사용하는 경우, 그 사용량은 수지(B) 및 중합성 화합물(C)의 합계량 100 질량부에 대하여 바람직하게는 0.1∼30 질량부, 보다 바람직하게는 1∼20 질량부이다. 중합 개시 조제(D1)의 양이 이 범위에 있으면, 더욱 고감도로 착색 패턴을 형성할 수 있어, 컬러 필터의 생산성이 향상되는 경향이 있다.

<용제(E)>

용제(E)는 젖산에틸을 포함한다.

젖산에틸의 함유량은, 용제(E)의 총량에 대하여 50 질량%를 초과하고 100 질량% 이하가 바람직하며, 보다 바람직하게는 55 질량% 이상 90 질량% 이하이다. 젖산에틸의 함유량이 상기한 범위 내에 있으면, 본 발명의 착색 경화성 수지 조성물로 형성된 조성물층의 비드 폭을 좁일 수 있다.

용제(E)는 젖산에틸 이외의 용제를 포함하여도 좋다. 이 용제로는 특별히 한정되지 않고, 해당 분야에서 통상 사용되는 용제를 사용할 수 있다. 예컨대, 에스테르 용제(분자 내에 -COO-를 포함하고, -O-를 포함하지 않는 용제), 에테르 용제(분자 내에 -O-를 포함하고, -COO-를 포함하지 않는 용제), 에테르에스테르 용제(분자 내에 -COO-와 -O-를 포함하는 용제), 케톤 용제(분자 내에 -CO-를 포함하고, -COO-를 포함하지 않는 용제), 알코올 용제, 방향족 탄화수소 용제, 아미드 용제, 디메틸술폭시드 등 중에서 선택하여 사용할 수 있다.

에스테르 용제로는 젖산메틸, 젖산부틸, 2-히드록시이소부탄산메틸, 아세트산에틸, 아세트산n-부틸, 아세트산이소부틸, 포름산펜틸, 아세트산이소펜틸, 프로피온산부틸, 부티르산이소프로필, 부티르산에틸, 부티르산부틸, 피루브산메틸, 피루브산에틸, 피루브산프로필, 아세토아세트산메틸, 아세토아세트산에틸, 시클로헥산올아세테이트, γ-부티로락톤 등을 들 수 있다.

에테르 용제로는 에틸렌글리콜모노메틸에테르, 에틸렌글리콜모노에틸에테르, 에틸렌글리콜모노프로필에테르, 에틸렌글리콜모노부틸에테르, 디에틸렌글리콜모노메틸에테르, 디에틸렌글리콜모노에틸에테르, 디에틸렌글리콜모노부틸에테르, 프로필렌글리콜모노메틸에테르, 프로필렌글리콜모노에틸에테르, 프로필렌글리콜모노프로필에테르, 프로필렌글리콜모노부틸에테르, 3-메톡시-1-부탄올, 3-메톡시-3-메틸부탄올, 테트라히드로푸란, 테트라히드로피란, 1,4-디옥산, 디에틸렌글리콜디메틸에테르, 디에틸렌글리콜디에틸에테르, 디에틸렌글리콜메틸에틸에테르, 디에틸렌글리콜디프로필에테르, 디에틸렌글리콜디부틸에테르, 아니솔, 페네톨, 메틸아니솔 등을 들 수 있다.

에테르에스테르 용제로는 메톡시아세트산메틸, 메톡시아세트산에틸, 메톡시아세트산부틸, 에톡시아세트산메틸, 에톡시아세트산에틸, 3-메톡시프로피온산메틸, 3-메톡시프로피온산에틸, 3-에톡시프로피온산메틸, 3-에톡시프로피온산에틸, 2-메톡시프로피온산메틸, 2-메톡시프로피온산에틸, 2-메톡시프로피온산프로필, 2-에톡시프로피온산메틸, 2-에톡시프로피온산에틸, 2-메톡시-2-메틸프로피온산메틸, 2-에톡시-2-메틸프로피온산에틸, 3-메톡시부틸아세테이트, 3-메틸-3-메톡시부틸아세테이트, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노프로필에테르아세테이트, 디프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 에틸렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 에틸렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 디에틸렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 디에틸렌글리콜모노부틸에테르아세테이트 등을 들 수 있다.

케톤 용제로는 4-히드록시-4-메틸-2-펜타논, 아세톤, 2-부타논, 2-헵타논, 3-헵타논, 4-헵타논, 4-메틸-2-펜타논, 시클로펜타논, 시클로헥사논, 이소포론 등을 들 수 있다.

알코올 용제로는 메탄올, 에탄올, 프로판올, 부탄올, 헥산올, 시클로헥산올, 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜 및 글리세린 등을 들 수 있다.

방향족 탄화수소 용제로는 벤젠, 톨루엔, 크실렌, 메시틸렌 등을 들 수 있다.

아미드 용제로는 N,N-디메틸포름아미드, N,N-디메틸아세트아미드, N-메틸피롤리돈 등을 들 수 있다.

상기한 용제 중, 도포성, 건조성의 점에서, 1 atm에 있어서의 비점이 120℃ 이상 180℃ 이하인 유기 용제가 바람직하다. 이러한 용제로는 에틸렌글리콜모노부틸에테르, 프로필렌글리콜모노메틸에테르, 젖산에틸, 3-에톡시프로피온산에틸, 에틸렌글리콜모노메틸에테르, 디에틸렌글리콜모노메틸에테르, 디에틸렌글리콜모노에틸에테르 및 4-히드록시-4-메틸-2-펜타논이 바람직하고, 에틸렌글리콜모노부틸에테르 및 프로필렌글리콜모노메틸에테르가 보다 바람직하다.

용제(E)의 함유량은 착색 경화성 수지 조성물의 총량에 대하여 바람직하게는 70 질량% 이상 95 질량% 이하이고, 보다 바람직하게는 75 질량% 이상 90 질량% 이하이며, 더욱 바람직하게는 76 질량% 이상 82 질량% 이하이다. 다시 말하면, 착색 경화성 수지 조성물의 고형분은 바람직하게는 5 질량% 이상 30 질량% 이하, 보다 바람직하게는 10 질량% 이상 25 질량% 이하이며, 더욱 바람직하게는 18 질량% 이상 24 질량% 이하이다. 용제(E)의 함유량이 상기한 범위 내에 있으면, 본 발명의 착색 경화성 수지 조성물로 형성된 조성물층의 비드 폭을 좁힐 수 있다. 또한, 도포시의 평탄성이 양호해지고, 또한 컬러 필터를 형성했을 때에 색농도가 부족하지 않기 때문에 표시 특성이 양호해지는 경향이 있다.

<불소계 계면활성제(F)>

불소계 계면활성제(F)로는 분자 내에 플루오로카본쇄를 갖는 계면활성제 등을 들 수 있다. 이들은 측쇄에 중합성기를 갖고 있어도 좋다.

분자 내에 플루오로카본쇄를 갖는 계면활성제로는 예컨대 플루오라드(등록상표) FC430, 플루오라드 FC431[스미토모쓰리엠(주) 제조], 메가팩(등록상표) F142D, 메가팩 F171, 메가팩 F172, 메가팩 F173, 메가팩 F177, 메가팩 F183, 메가팩 F554, 메가팩 R30, 메가팩 RS-718-K[DIC(주) 제조], 에프톱(등록상표) EF301, 에프톱 EF303, 에프톱 EF351, 에프톱 EF352[미쓰비시 머트리얼 덴시카세이(주) 제조], 서프론(등록상표) S381, 서프론 S382, 서프론 SC101, 서프론 SC105[아사히가라스(주) 제조] 및 E5844[(주)다이킨파인케미컬 겐큐쇼 제조) 등을 들 수 있다.

또한, 메가팩(등록상표) R08, 메가팩 BL20, 메가팩 F475, 메가팩 F477 및 메가팩 F443[DIC(주) 제조] 등의 분자 내에 실록산 결합 및 플루오로카본쇄를 갖는 계면활성제도 들 수 있다.

불소계 계면활성제(F)의 함유량은 착색 경화성 수지 조성물의 총량에 대하여 바람직하게는 0.01 질량% 이상 0.1 질량% 이하이고, 바람직하게는 0.02 질량% 이상 0.8 질량% 이하이며, 보다 바람직하게는 0.02 질량% 이상 0.7 질량% 이하이다. 또한, 이 함유량에, 상기 안료 분산제의 함유량은 포함되지 않는다. 불소계 계면활성제(F)의 함유량이 상기한 범위에 있으면, 본 발명의 착색 경화성 수지 조성물로 형성된 조성물층의 비드 폭을 좁힐 수 있다.

<그 밖의 성분>

본 발명의 착색 경화성 수지 조성물은 필요에 따라 충전제, 다른 고분자 화합물, 밀착촉진제, 산화방지제, 광안정제, 연쇄이동제 등, 해당 기술분야에서 공지된 첨가제를 포함하여도 좋다.

<착색 경화성 수지 조성물의 제조 방법>

본 발명의 착색 경화성 수지 조성물은, 예컨대 착색제(A), 수지(B), 중합성 화합물(C), 중합 개시제(D) 및 불소계 계면활성제(F)와, 필요에 따라 사용되는 중합 개시 조제(D1) 및 기타 성분을 용제(E)와 혼합함으로써 조제할 수 있다.

안료(A2)를 포함하는 경우, 안료(A2)를 미리 용제(E)와 혼합하고, 안료의 평균 입자경이 0.2 ㎛ 이하 정도가 될 때까지 비드 밀 등을 사용하여 분산시키는 것이 바람직하다. 이 때, 필요에 따라 상기 안료 분산제, 수지(B)의 일부 또는 전부를 배합하여도 좋다. 얻어진 안료 분산액에, 수지(B)의 나머지와 중합성 화합물(C) 및 필요에 따라 사용되는 중합 개시제(D), 용제(E)의 나머지, 불소계 계면활성제(F)와 기타 성분 등을 소정의 농도가 되도록 혼합함으로써, 원하는 착색 경화성 수지 조성물을 조제할 수 있다.

염료(A1)는 미리 용제에 용해시켜 용액을 조제하는 것이 바람직하다. 이 용액은 구멍 직경 0.01∼1 ㎛ 정도의 필터로 여과하는 것이 바람직하다.

상기한 바와 같이 혼합하여 조제된 착색 경화성 수지 조성물은 구멍 직경 0.01∼10 ㎛ 정도의 필터로 여과하는 것이 바람직하다.

<컬러 필터의 제조 방법>

본 발명의 착색 경화성 수지 조성물로 컬러 필터의 착색 패턴을 제조하는 방법으로는 포토리소그래프법, 잉크젯법, 인쇄법 등을 들 수 있다. 그 중에서도 포토리소그래프법이 바람직하다. 포토리소그래프법은 상기 착색 경화성 수지 조성물을 기판에 도포하고, 건조시켜 조성물층을 형성하고, 포토마스크를 통해 상기 조성물층을 노광하여 현상하는 방법이다. 포토리소그래프법에 있어서, 노광할 때에 포토마스크를 이용하지 않음으로써, 및/또는 현상하지 않음으로써, 상기 조성물층의 경화물인 착색 도막을 형성할 수 있다.

제작하는 컬러 필터의 막 두께는, 특별히 한정되지 않고, 목적이나 용도 등에 따라 적절하게 조정할 수 있으며, 예컨대, 0.1∼30 ㎛, 바람직하게는 0.1∼20 ㎛, 더욱 바람직하게는 0.5∼6 ㎛이다.

기판으로는 석영 유리, 붕규산 유리, 알루미나규산염 유리, 표면을 실리카 코트한 소다라임 유리 등의 유리판이나, 폴리카보네이트, 폴리메타크릴산메틸, 폴리에틸렌테레프탈레이트 등의 수지판, 실리콘, 상기 기판 상에 알루미늄, 은, 은/구리/팔라듐 합금 박막 등을 형성한 것이 이용된다. 이들 기판 상에는 별도의 컬러 필터층, 수지층, 트랜지스터, 회로 등이 형성되어 있어도 좋다.

포토리소그래프법에 의한 각 색 화소의 형성은 공지 또는 관용의 장치나 조건으로 행할 수 있다. 예컨대, 하기와 같이 하여 제작할 수 있다.

우선, 착색 경화성 수지 조성물을 기판 상에 도포하고, 가열 건조(프리베이크) 및/또는 감압 건조시킴으로써 용제 등의 휘발 성분을 제거하여 건조시켜, 평활한 조성물층을 얻는다.

도포 방법으로서는 스핀 코트법, 슬릿 코트법, 슬릿 앤드 스핀 코트법 등을 들 수 있다. 특히, 본 발명의 착색 경화성 수지 조성물은, 스핀 코트법, 슬릿 앤드 스핀 코트법 등의 기판을 고속 회전시키는 도포 방법에 이용하면, 비드 폭이 좁은 조성물층을 형성할 수 있기 때문에 유용하다.

가열 건조를 행하는 경우의 온도는, 30℃∼120℃가 바람직하고, 50℃∼110℃가 보다 바람직하다. 또한, 가열 시간으로는 10초간∼60분간인 것이 바람직하고, 30초간∼30분간인 것이 보다 바람직하다.

감압 건조를 행하는 경우는, 50∼150 Pa의 압력 하에 20℃∼25℃의 온도 범위에서 행하는 것이 바람직하다.

조성물층의 막 두께는, 특별히 한정되지 않고, 목적으로 하는 컬러 필터의 막 두께에 따라 적절하게 선택하면 된다.

이어서, 조성물층은, 원하는 착색 패턴을 형성하기 위한 포토마스크를 통해 노광된다. 상기 포토마스크 상의 패턴은 특별히 한정되지 않고, 목적으로 하는 용도에 따른 패턴이 이용된다.

노광에 이용되는 광원으로는 250∼450 ㎚ 파장의 광을 발생하는 광원이 바람직하다. 예컨대, 350 ㎚ 미만의 광을, 이 파장 영역을 컷트하는 필터를 사용하여 컷트하거나, 436 ㎚ 부근, 408 ㎚ 부근, 365 ㎚ 부근의 광을, 이들의 파장 영역을 취출하는 밴드패스 필터를 사용하여 선택적으로 취출하거나 하여도 좋다. 구체적으로는, 수은등, 발광 다이오드, 메탈할라이드 램프, 할로겐 램프 등을 들 수 있다.

노광면 전체에 균일하게 평행 광선을 조사하거나, 포토마스크와 기재와의 정확한 위치맞춤을 행할 수 있기 때문에, 마스크 얼라이너 및 스테퍼 등의 노광 장치를 사용하는 것이 바람직하다.

노광 후의 조성물층을 현상액에 접촉시켜 현상함으로써, 기판 상에 착색 패턴이 형성된다. 현상에 의해, 조성물층의 미노광부가 현상액에 용해되어 제거된다. 현상액으로는 예컨대 수산화칼륨, 탄산수소나트륨, 탄산나트륨, 수산화테트라메틸암모늄 등의 알칼리성 화합물의 수용액이 바람직하다. 이들 알칼리성 화합물의 수용액 중의 농도는, 바람직하게는 0.01∼10 질량%이며, 보다 바람직하게는 0.03∼5 질량%이다. 또한, 현상액은 계면활성제를 포함하고 있어도 좋다.

현상 방법은 퍼들법, 디핑법 및 스프레이법 등의 어느 것이라도 좋다. 또한, 현상시에 기판을 임의의 각도로 기울여도 좋다.

현상 후에는 수세하는 것이 바람직하다.

또한, 얻어진 착색 패턴에 포스트베이크를 행하는 것이 바람직하다. 포스트베이크 온도는 150℃∼250℃가 바람직하고, 160℃∼235℃가 보다 바람직하다. 포스트베이크 시간은 1∼120분간이 바람직하고, 10∼60분간이 보다 바람직하다.

이렇게 하여 얻어진 착색 패턴 및 착색 도막은 컬러 필터로서 유용하며, 이 컬러 필터는 표시 장치(예컨대, 액정 표시 장치, 유기 EL 장치 등), 전자 페이퍼, 고체 촬상 소자 등에 이용되는 컬러 필터로서 유용하다.

실시예

이어서 실시예를 들어 본 발명을 더욱 구체적으로 설명한다. 예에서, 함유량 내지 사용량을 나타내는 % 및 부는 특별히 기재하지 않는 한, 질량 기준이다.

[합성예 1]

냉각관 및 교반 장치를 구비한 플라스크에, 화학식 (A1-1a)로 표시되는 화합물 및 화학식 (A1-1b)로 표시되는 화합물의 혼합물(상품명 Chugai Aminol Fast Pink R; 츄가이카세이 제조)을 15부, 클로로포름 150부 및 N,N-디메틸포름아미드 8.9부를 투입하여, 교반 하에 20℃ 이하를 유지하면서 염화티오닐 10.9부를 적하하여 첨가하였다. 적하 종료 후, 50℃로 승온하고, 동 온도에서 5시간 동안 유지하여 반응시키고, 그 후 20℃로 냉각시켰다. 냉각 후의 반응 용액을 교반 하에 20℃ 이하로 유지하면서, 2-에틸헥실아민 12.5부 및 트리에틸아민 22.1부의 혼합액을 적하하여 첨가하였다. 그 후, 동 온도에서 5시간 동안 교반하여 반응시켰다. 이어서 얻어진 반응 혼합물을 회전 증발기로 용매를 증류 제거한 후, 메탄올을 소량 첨가하여 격렬하게 교반하였다. 이 혼합물을 이온교환수 375부의 혼합액 속에 교반하면서 첨가하여 결정을 석출시켰다. 석출된 결정을 여과 분별하여, 이온 교환수로 잘 세정하고, 60℃에서 감압 건조시켜 염료 A1-1[화학식 (A1-1-1) 내지 화학식 (A1-1-8)로 표시되는 화합물의 혼합물) 11.3부를 얻었다.

[합성예 2]

환류 냉각기, 적하 깔때기 및 교반기를 구비한 플라스크 안에 질소를 0.02 ℓ/분으로 흐르게 하여 질소 분위기로 하고, 젖산에틸 220부를 넣어 교반하면서 70℃까지 가열하였다. 이어서, 메타크릴산 84부와, 3,4-에폭시트리시클로[5.2.1.0^2.6]데실아크릴레이트[화학식 (I-1)로 표시되는 화합물 및 화학식 (II-1)로 표시되는 화합물을, 몰비로, 50:50으로 혼합] 336부를, 젖산에틸 140부에 용해하여 용액을 조제하고, 이 용액을, 적하 깔때기를 사용하여 4시간에 걸쳐 70℃로 보온한 플라스크 안에 적하하였다. 한편, 중합 개시제 2,2'-아조비스(2,4-디메틸발레로니트릴) 30부를 젖산에틸 95부에 용해시킨 용액을, 다른 적하 깔때기를 사용하여 4시간에 걸쳐 플라스크 안에 적하하였다. 중합 개시제 용액의 적하가 종료된 후, 4시간 동안, 70℃로 유지하고, 그 후 실온까지 냉각시켜 중량 평균 분자량(Mw) 8.0×10³, 분자량 분포가 2.5, 고형분이 48%, 고형분 환산의 산가는 104 mg-KOH/g인 수지 B1 용액을 얻었다. 수지 B1은 하기의 구조 단위를 갖는다.

[합성예 3]

교반기, 온도계, 환류 냉각관, 적하 깔때기 및 질소 도입관을 구비한 플라스크에, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 210부를 도입하여, 플라스크 안의 분위기를 공기에서 질소로 하였다. 그 후, 100℃로 승온하여, 벤질메타크릴레이트 70.5부(0.40몰), 메타크릴산 43.0부(0.5몰), 디시클로펜타닐메타크릴레이트[판크릴 FA-513M; 히타치카세이(주) 제조] 22.0부(0.10 몰) 및 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 215부로 이루어진 혼합물에 2,2'-아조비스이소부티로니트릴 3.6부를 첨가한 용액을 적하하여, 100℃에서 계속해서 더 교반하였다.

이어서, 플라스크 내의 분위기를 질소에서 공기로 하고, 글리시딜메타크릴레이트 35.5부[0.25몰, (본 반응에 사용한 메타크릴산의 카르복시기에 대하여 50 몰%)], 트리스(디메틸아미노메틸)페놀 0.9부 및 히드로퀴논 0.145부를 플라스크 내에 투입하여, 110℃에서 반응을 계속하고, 중량 평균 분자량(Mw)이 3.0×10⁴, 고형분이 29%, 고형분 환산의 산가가 79 mgKOH/g의 수지 B2 용액을 얻었다. 수지 B2는 하기의 구조 단위를 갖는다.

합성예에서 얻어진 수지의 중량 평균 분자량(Mw) 및 수 평균 분자량(Mn)의 측정은 GPC법을 이용하여 이하의 조건으로 행하였다.

장치; K2479[(주)시마즈세이사꾸쇼 제조]

칼럼; SHIMADZU Shim-pack GPC-80M

칼럼 온도; 40℃

용매; THF(테트라히드로푸란)

유속; 1.0 ㎖/min

검출기; RI

교정용 표준 물질; TSK STANDARD POLYSTYRENE F-40, F-4, F-288, A-2500, A-500[도소(주) 제조]

상기에서 얻어진 폴리스티렌 환산의 중량 평균 분자량 및 수 평균 분자량의 비(Mw/Mn)를 분자량 분포로 하였다.

실시예 1

[착색 경화성 수지 조성물의 조제]

안료(A2): C.I. 피그먼트 블루 15:6 40.2부

아크릴계 안료 분산제 27부

용제(E): 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 158부

용제(E): 젖산에틸 70부

에틸렌글리콜모노부틸에테르 40부

를 혼합하여, 비드 밀을 사용하여 안료를 충분히 분산시키고, 계속해서,

염료(A1): 염료 A1 7.1부

수지(B): 수지 B1(고형분 환산) 48부

중합성 화합물(C): 디펜타에리스리톨헥사아크릴레이트

[카야라드(등록상표) DPHA: 니혼카야쿠(주) 제조] 44부

중합 개시제(D): N-벤조일옥시-1-(4-페닐술파닐페닐)옥탄-1-온-2-이민(이르가큐어(등록상표) OXE 01; BASF사 제조; O-아실옥심 화합물) 6.2부

중합 개시제(D): 2-메틸-2-모르폴리노-1-(4-메틸술파닐페닐)프로판-1-온(이르가큐어(등록상표) 907; BASF사 제조; 알킬페논 화합물) 2.1부

중합 개시 조제(D1): 2,4-디에틸티오크산톤[카야큐어(등록상표) DETX-S; 니혼카야쿠(주) 제조; 티오크산톤 화합물) 5.2부

용제(E): 젖산에틸 473부

용제(E): 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 80부

불소계 계면활성제(F): 메가팩(등록상표) F554[DIC(주) 제조] 0.036부

를 혼합하여 착색 경화성 수지 조성물 1을 얻었다.

실시예 2

[착색 경화성 수지 조성물의 조제]

불소계 계면활성제(F)의 사용량을 0.027부 바꾸는 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 착색 경화성 수지 조성물 2를 얻었다.

실시예 3

[착색 경화성 수지 조성물의 조제]

불소계 계면활성제(F)의 사용량을 0.054부로 바꾸는 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 착색 경화성 수지 조성물 3을 얻었다.

실시예 4

[착색 경화성 수지 조성물의 조제]

불소계 계면활성제(F)의 사용량을 0.072부로 바꾸는 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 착색 경화성 수지 조성물 4를 얻었다.

실시예 5

[착색 경화성 수지 조성물의 조제]

젖산에틸 473부를 409부로 바꾸고, 또한 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 80부를 54부로 바꾸는 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 착색 경화성 수지 조성물 5를 얻었다.

실시예 6

[착색 경화성 수지 조성물의 조제]

젖산에틸 473부를 509부로 바꾸고, 또한 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 80부를 97부로 바꾸는 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 착색 경화성 수지 조성물 6을 얻었다.

비교예 1

[착색 경화성 수지 조성물의 조제]

C.I. 피그먼트 블루 15:6 20부

아크릴계 안료 분산제 5부

프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 142부

염료 A1 3.5부

수지 B1(고형분 환산) 31부

디펜타에리스리톨헥사아크릴레이트[카야라드(등록상표) DPHA; 니혼카야쿠(주) 제조] 31부

N-벤조일옥시-1-(4-페닐술파닐페닐)옥탄-1-온-2-이민[이르가큐어 (등록상표) OXE 01: BASF사 제조] 9.3부

젖산에틸 170부

프로필렌글리콜모노메틸에테르 255부

를 혼합하여 착색 경화성 수지 조성물 H1을 얻었다.

비교예 2

[착색 경화성 수지 조성물의 조제]

C.I. 피그먼트 블루 15:6 30부

아크릴계 안료 분산제 10부

프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 230부

염료 A1 5부

수지 B2 용액 160부

디펜타에리스리톨헥사아크릴레이트[카야라드(등록상표) DPHA; 니혼카야쿠(주) 제조] 46부

N-벤조일옥시-1-(4-페닐술파닐페닐)옥탄-1-온-2-이민[이르가큐어(등록상표) OXE01; BASF사 제조] 14부

4-히드록시-4-메틸-2-펜타논 510부

메가팩 F554[DIC(주) 제조] 0.03부

를 혼합하여 착색 경화성 수지 조성물 H2를 얻었다.

[비드 폭의 측정]

1변이 3인치인 정사각형 유리 기판(이글 2000; 코닝사 제조) 상에 포스트베이크한 후의 막 두께가 2.8 ㎛가 되도록 착색 경화성 수지 조성물을 스핀 코트법에 의해 도포하고, 다음에 클린 오븐 안에서, 100℃로 3분간 프리베이크하여 조성물층을 형성하였다. 방냉 후, 노광기[TME-150RSK; 탑콘(주) 제조]를 사용하여, 대기 분위기 하, 150 mJ/㎠의 노광량(365 ㎚)으로 광조사하였다. 계속해서, 오븐 안에서, 220℃로 20분간 가열하여 착색 도막이 형성된 평가용 기판을 제작하였다.

평가용 기판의 단부에서 중심을 향해 단부로부터 1 ㎝ 내측 부분까지의 막 두께를, 막 두께 측정 장치[DEKTAK3; 니혼신쿠기쥬쯔(주) 제조]를 사용하여 연속적으로 측정하였다. 막 두께가 최대가 되는 위치와 평가용 기판 단부와의 거리가 0.9 ㎜ 이하인 경우를 ◎, 0.9 ㎜를 초과하고 1.2 ㎜ 이하인 경우를 ○, 1.2 ㎜를 초과하는 경우를 ×로 하였다. 포스트베이크한 후의 착색 도막으로 측정한 비드 폭이 좁으면, 프리베이크 후의 조성물층에 있어서도 비드 폭이 좁다고 할 수 있다. 결과를 표 1에 나타낸다.

[착색 패턴의 제작]

1변이 2인치인 정사각형 유리 기판(이글 XG; 코닝사 제조) 상에 착색 경화성 수지 조성물을 스핀 코트법으로 도포한 후, 100℃에서 3분간 프리베이크하여 조성물층을 형성하였다. 냉각시킨 후, 조성물층이 형성된 기판과 패턴을 갖는 석영 유리제 포토마스크와의 간격을 100 ㎛로 하고, 노광기[TME-150RSK; 탑콘(주) 제조]를 사용하여 대기 분위기 하, 150 mJ/㎠의 노광량(365 nm 기준)으로 광조사하였다. 또한, 포토마스크로는 100 ㎛ 라인 앤드 스페이스 패턴이 형성된 마스크를 사용하였다. 광조사 후, 비이온계 계면활성제 0.12%와 수산화칼륨 0.04%를 포함하는 수계 현상액에 노광 후의 조성물층을 23℃로 60초간 침지하여 현상하고, 수세 후, 오븐 안에서, 220℃로 40분간 포스트베이크를 행하여 착색 패턴을 얻었다.

[막 두께 측정]

얻어진 착색 패턴에 대해서, 막 두께를, 막 두께 측정 장치[DEKTAK3; 니혼신쿠기쥬쯔(주) 제조]를 사용하여 측정하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.

[색도 평가]

얻어진 착색 패턴에 대해서, 측색기[OSP-SP-200; 올림푸스(주) 제조]를 사용하여 분광을 측정하고, C 광원의 특성 함수를 이용하여 CIE의 XYZ 표색계에 있어서의 xy 색도 좌표(x, y)와 3자극값 Y를 측정하였다. Y의 값이 클수록 명도가 높은 것을 나타낸다. 결과를 표 1에 나타낸다.

실시예의 착색 경화성 수지 조성물에 따르면, 비드 폭이 좁은 조성물층을 형성할 수 있는 것이 확인되었다. 이것으로부터, 본 발명의 착색 경화성 수지 조성물에 따르면, 높은 수율로 컬러 필터를 제조할 수 있다.

Claims

착색제, 수지, 중합성 화합물, 중합 개시제, 불소계 계면활성제 및 용제를 포함하고,
착색제가 염료를 포함하며,
용제가 젖산에틸을 포함하고,
불소계 계면활성제의 함유량이 착색 경화성 수지 조성물의 총량에 대하여 0.01 질량% 이상 0.1 질량% 이하인 착색 경화성 수지 조성물.
제1항에 있어서, 용제의 함유량이 착색 경화성 수지 조성물의 총량에 대하여 70 질량% 이상 95 질량% 이하인 착색 경화성 수지 조성물.
제1항 또는 제2항에 있어서, 착색제가 안료를 더 포함하는 착색 경화성 수지 조성물.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 기재된 착색 경화성 수지 조성물에 의해 형성되는 컬러 필터.
제4항에 기재된 컬러 필터를 포함하는 표시 장치.