JP2019014807A - 着色組成物、着色硬化膜、並びにカラーフィルタ、表示素子、受光素子及び発光素子 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明の課題は、耐熱性に優れる画素を形成可能な染料含有着色組成物を提供することにある。さらに、本発明の課題は、該着色組成物を用いて形成された着色硬化膜、該着色硬化膜を具備するカラーフィルタ、表示素子、受光素子及び発光素子を提供することにある。【解決手段】（Ａ）下記式（１）で表される構造を有する染料を含む着色剤、（Ｂ）バインダー樹脂及び（Ｃ）重合性化合物を含有し、着色剤の合計含有量が着色組成物の全固形分に対して１０〜７０質量％である、着色組成物。【選択図】なし

Description

本発明は、着色組成物、着色硬化膜、並びにカラーフィルタ、表示素子、受光素子及び発光素子に関わり、より詳しくは、透過型あるいは反射型のカラー液晶表示素子、固体撮像素子、有機ＥＬ表示素子、電子ペーパー等に用いられる着色硬化膜の形成に用いられる着色組成物、当該着色組成物の硬化物である着色硬化膜、並びに当該着色硬化膜を具備するカラーフィルタ、表示素子、発光素子及び受光素子に関する。

カラーフィルタの製造方法としては、例えば、インクジェット方式、電着法、印刷法、フォトリソグラフィ法等が知られているが、近年ではフォトリソグラフィ法が主流となっている。フォトリソグラフィ法によりカラーフィルタを製造する場合、例えば、基板上に着色感光性組成物を塗布して塗膜を形成した後、所定の開口パターンを有するフォトマスクを介して放射線を露光し、次いで現像して未露光部分を溶解除去することにより、パターンを形成する方法が採用されている（特許文献１）。そして、パターン形成後は、耐熱性や耐溶剤性、基板への密着性、電気特性等の信頼性を確保するために、２００℃を超える温度で３０〜６０分程度ポストベークすることにより、塗膜の硬化を促進させるのが通常である。

特開平２−１４４５０２号公報

近年、カラーフィルタは、液晶表示素子（ＬＣＤ）用途においてモニタのみならずテレビへと用途が拡大する傾向にある。この用途拡大の傾向に伴い、カラーフィルタには、色度、コントラスト等において高度の色特性が要求されている。また、イメージセンサ（固体撮像素子）用途のカラーフィルタにおいても、色ムラの低減、色分解能の向上など色特性の更なる向上が求められている。しかしながら、着色剤として顔料を使用すると、顔料の粗大粒子による散乱の発生や、保存安定性不良による粘度上昇等の問題が起きやすく、コントラスト及び輝度を更に向上させることに限界があった。そこで、着色剤として染料を使用すれば、染料自体の色純度やその色相の鮮やかさにより、画像表示させたときの色相や輝度が高められ、また粗大粒子がなくなるため、コントラストの向上に有効であると考えられる。

しかしながら、染料は一般に耐熱性に劣るため、染料を含有する着色組成物を用いて形成された塗膜を、２００℃を超えるポストベーク温度で加熱することが困難である。このため、染料を用いながらも耐熱性に優れる着色組成物の開発が求められている。

本発明の課題は、耐熱性に優れる画素を形成可能な染料含有着色組成物を提供することにある。さらに、本発明の課題は、該着色組成物を用いて形成された着色硬化膜、該着色硬化膜を具備するカラーフィルタ、表示素子、受光素子及び発光素子を提供することにある。

かかる実情に鑑み、本発明者らは鋭意研究を行ったところ、特定の構造を有する染料を含有させることにより、耐熱性に優れる画素を形成できることを見出し、本発明を完成するに至った。

即ち、本発明は、（Ａ）下記式（１）で表される構造を有する染料を含む着色剤、（Ｂ）バインダー樹脂及び（Ｃ）重合性化合物を含有し、着色剤の合計含有量が着色組成物の全固形分に対して１０〜７０質量％である、着色組成物を提供するものである。

〔式（１）において、
Ａ^１〜Ａ^３は、相互に独立に、−ＣＨ＝又は−Ｎ＝を示し、
Ｚ^１〜Ｚ^１２は、相互に独立に、−Ｒ、ハロゲン原子、−ＣＲ_３、−ＯＲ、−ＳＯ_２Ｒ、−ＳＯ_３Ｒ、−ＳＯ_２ＮＲ_２、−ＮＲ_２、−ＳＲ、−ＣＯ_２Ｒ又は−ＣＯＮＲ_２を示し、Ｚ^１〜Ｚ^４、Ｚ^５〜Ｚ^８及びＺ^９〜Ｚ^１２の隣接した基は、一体となって環構造を形成しても良く、
Ｘはアニオンを示し、
Ｒは水素原子又は置換若しくは非置換の炭化水素基を示す。〕
本発明はまた、上記着色組成物の硬化物である硬化膜、並びに当該硬化膜を具備する、カラーフィルタ、表示素子、受光素子及び発光素子を提供するものである。ここで、「硬化膜」とは、表示素子や固体撮像素子に用いられる各色画素、保護膜、ブラックマトリックス、スペーサー、絶縁膜等を意味する。

本発明の着色組成物を用いれば、耐熱性に優れる画素を形成することができる。したがって本発明の着色組成物は、カラー液晶表示素子用カラーフィルタ、固体撮像素子の色分解用カラーフィルタ、有機ＥＬ表示素子用カラーフィルタ、電子ペーパー用カラーフィルタを始めとする各種のカラーフィルタの作製に極めて好適に使用できる。

以下、本発明について詳細に説明する。
〔着色組成物〕
以下、本発明の着色組成物の構成成分について詳細に説明する。
（Ａ）着色剤
本発明の着色組成物は着色剤として、中心がホウ素原子である、前記式（１）で表される構造を有する染料（以下、「本着色剤」とも称する。）を含有する。なお、本明細書において「染料」とは、９０ｍＬの２５℃シクロヘキサノンに１．０ｇ以上溶解する化合物であるものとする。

式（１）において、Ａ^１〜Ａ^３は、相互に独立に、−ＣＨ＝又は−Ｎ＝を示すが、−Ｎ＝が好ましい。なおＡ^１〜Ａ^３が全て−ＣＨ＝である場合、式（１）で表される構造を有する染料はサブポルフィリン染料であり、Ａ^１〜Ａ^３が全て−Ｎ＝である場合、式（１）で表される構造を有する染料はサブフタロシアニン染料である。

Ｚ^１〜Ｚ^１２に係るハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が挙げられる。中でも、耐熱性の観点からは、フッ素原子、塩素原子が好ましく、塩素原子がより好ましい。

Ｚ^１〜Ｚ^１２が−Ｒ、−ＣＲ_３、−ＯＲ、−ＳＯ_２Ｒ、−ＳＯ_３Ｒ、−ＳＯ_２ＮＲ_２、−ＮＲ_２、−ＳＲ、−ＣＯ_２Ｒ又は−ＣＯＮＲ_２である場合のＲは、水素原子又は置換若しくは非置換の炭化水素基である。以下、かかる炭化水素基について説明する。

炭化水素基としては、脂肪族炭化水素基、脂環式炭化水素基、芳香族炭化水素基等を挙げることができる。ここで、本明細書において「脂環式炭化水素基」とは、環状構造を有さない脂肪族炭化水素基を除く概念である。また、本明細書において「脂環式炭化水素基」、「芳香族炭化水素基」とは、環構造のみからなる基だけでなく、当該環構造に更に２価の脂肪族炭化水素基が置換した基をも包含する概念であり、その構造中に少なくとも脂環式炭化水素又は芳香族炭化水素を含んでいればよい。

脂肪族炭化水素基としては、直鎖及び分岐鎖のいずれの形態でもよく、また飽和炭化水素基でも不飽和炭化水素基でもよい。脂肪族炭化水素基としては、例えば、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基が挙げられる。アルキル基としては、炭素数１〜２０のアルキル基が好ましく、炭素数１〜１０のアルキル基がより好ましく、炭素数１〜５のアルキル基が更に好ましい。アルキル基の具体例としては、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、sec−ブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、２−エチルヘキシル基、デシル基、ドデシル基等が挙げられる。また、アルケニル基としては、炭素数２〜２０のアルケニル基が好ましく、炭素数２〜１５のアルケニル基が好ましく、炭素数２〜１０のアルケニル基が更に好ましい。アルケニル基の具体例としては、エチニル基、１−プロピニル基、１−ブチニル基、１−ペンチニル基、３−ペンチニル基、１−ヘキシニル基、２−エチル-２−ブチニル基、２−オクチニル基、（４−エチニル）−５−ヘキシニル基、２−デシニル基等を挙げることができる。また、アルキニル基としては、炭素数２〜２０のアルキニル基が好ましく、炭素数２〜１０のアルキニル基が好ましく、炭素数２〜５のアルキニル基が更に好ましい。アルキニル基の具体例としては、例えば、エチニル基、１−プロピニル基、１−ブチニル基、１−ペンチニル基、３−ペンチニル基、１−ヘキシニル基、２−エチル-２−ブチニル基、２−オクチニル基、（４−エチニル）−５−ヘキシニル基、２−デシニル基等を挙げることができる。

脂環式炭化水素基としては、飽和でも不飽和でもよく、また脂環式炭化水素基の炭素数は３〜３０が好ましく、３〜１２がより好ましい。脂環式炭化水素基としては、例えば、シクロアルキル基、シクロアルケニル基、縮合多環炭化水素基、橋かけ環炭化水素基、スピロ炭化水素基、環状テルペン炭化水素基等を挙げることができる。シクロアルキル基の具体例としては、例えば、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、ｔ−ブチルシクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基等が挙げられる。シクロアルケニル基の具体例としては、例えば、１−シクロヘキセニル基等を挙げることができる。また、縮合多環炭化水素基の具体例としては、例えば、トリシクロデカニル基、デカヒドロ−２−ナフチル基、アダマンチル基等が挙げられ、橋かけ環炭化水素基の具体例としては、例えば、トリシクロ［５．２．１．０^2,6］デカン−８−イル基、ペンタシクロペンタデカニル基、イソボニル基、ジシクロペンテニル基、トリシクロペンテニル基等を挙げることができる。更に、スピロ炭化水素基の具体例としては、例えば、スピロ［３，４］ヘプタン、スピロ[３，４]オクタンから水素原子を１つ除いた１価の基等が挙げられ、環状テルペン炭化水素基の具体例としては、例えば、ｐ−メンタン、ツジャン、カラン等から水素原子を１つ除いた１価の基等を挙げることができる。

芳香族炭化水素基としては、単環式芳香族炭化水素環でも、多環式芳香族炭化水素環でもよく、炭素数は６〜３０が好ましく、６〜２０が更に好ましい。ここで、本明細書において「アリール基」とは、単環〜３環式芳香族炭化水素基をいい、例えば、フェニル基、ベンジル基、ｏ−トリル基、ｍ−トリル基、ｐ−トリル基、キシリル基、ナフチル基、アントリル基、フェナントリル基、アズレニル基、９−フルオレニル基等を挙げることができる。

また、炭化水素基は置換基を有していてもよい。置換基としては、例えば、ハロ基、ニトロ基、炭素数１〜６のアルコキシ基等が挙げられる。ハロ基の具体例としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が挙げられる。アルコキシ基としては、炭素数１〜６のアルコキシ基が好ましく、その具体例としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、ｎ−プロポキシ基、イソプロポキシ基、ｎ−ブトキシ基、ｔｅｒｔ−ブトキシ基、ｓｅｃ−ブトキシ基等が挙げられる。なお、置換基の位置及び数は任意であり、置換基を２以上有する場合、当該置換基は同一でも異なっていてもよい。

Ｚ^１〜Ｚ^４、Ｚ^５〜Ｚ^８及びＺ^９〜Ｚ^１２の隣接した基が、一体となって環構造を形成する形態としては、例えば下記の構造が挙げられる。なお下記構造式におけるＹ^１〜Ｙ^８は、水素原子又は有機基を示し、かかる有機基としては、炭化水素基、ハロ基、ニトロ基、炭素数１〜６のアルコキシ基等が挙げられる。これらの具体的態様は上述と同様である。

このようなＺ^１〜Ｚ^１２の中でも、耐熱性の観点から、水素原子、ハロゲン原子、−ＯＲ、−ＳＯ_２Ｒ、−ＳＲ又は−ＣＯ_２Ｒが好ましく、水素原子、塩素原子、−ＯＲがより好ましい。また−ＯＲにおけるＲとしては芳香族炭化水素基が好ましい。具体的態様は上述の通りであるが、ｔｅｒｔ−ブチル基を有するフェニル基が更に好ましく、ｔｅｒｔ−ブチルフェニル基、ジ（ｔｅｒｔ−ブチル）フェニル基が特に好ましい。

Ｘに係るアニオンとしては、例えば、フッ素アニオン、塩素アニオン、臭素アニオン、ヨウ素アニオン、過塩素酸アニオン、チオシアン酸アニオン、六フッ化リンアニオン、六フッ化アンチモンアニオン、四フッ化ホウ素アニオン等の無機系アニオン；酢酸アニオン、安息香酸アニオン等のカルボン酸アニオン；ベンゼンスルホン酸アニオン、トルエンスルホン酸アニオン、トリフルオロメタンスルホン酸アニオン等の有機スルホン酸アニオン；オクチルリン酸アニオン、ドデシルリン酸アニオン、オクタデシルリン酸アニオン、フェニルリン酸アニオン；ノニルフェニルリン酸アニオン等の有機リン酸アニオン；フェノラート、４−（（メタ）アクリロイルオキシ）フェノラート、２，４−ジ−ｔ−ブチルフェノラート、４−カルボキシフェノラート、１−メチルピリジン−１−イウム−３−オラート等のフェノラートアニオン（フェノール又はフェノール誘導体の共役塩基）等が挙げられる。中でも、フッ素アニオン、塩素アニオン、臭素アニオン、ヨウ素アニオン、過塩素酸アニオン、カルボン酸アニオン、リン酸アニオン、フェノラートアニオンが好ましく、過塩素酸アニオン、カルボン酸アニオン有機スルホン酸アニオン、フェノラートアニオンが更に好ましい。

本着色剤は、前述のようなＸが１価のアニオンである態様だけでなく、Ｘを中心として２〜６個の発色団が結合した構造であってもよい。この場合、Ｘは２〜６価のアニオンであり、例えば２，５−ジ−ｔ−ブチル−１，４−ジフェノラート等の２価のフェノラートアニオンが例示される。またこの場合、２〜６個の発色団は、同一でも異なっていてもよい。従って、前記式（１）のＸに係るアニオンは１〜６価であり、中でも１〜２価のアニオンであることが好ましい。

前記式（１）で表される構造を有する染料としては、例えば下記構造を有する化合物が例示できる。

本発明の着色組成物には本着色剤以外の他の着色剤を含有することができ、本着色剤以外の有機顔料、無機顔料、染料を例示することができる。

有機顔料としては、例えば、カラーインデックス（Ｃ．Ｉ．；Ｔｈｅ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｏｆ Ｄｙｅｒｓ ａｎｄ Ｃｏｌｏｕｒｉｓｔｓ 社発行）においてピグメントに分類されている化合物を挙げることができ、中でも、下記のようなカラーインデックス（Ｃ．Ｉ．）番号が付されているものを好ましく用いることができる。
Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１６６、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１７７、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２２４、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２４２、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２５４、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２６４、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２６９、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２７９等の赤色顔料；
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５８、Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン５９、Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン６２、Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン６３等の緑色顔料；
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７９、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー８０等の青色顔料；
Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー８３、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１２９、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１７９、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１８０、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１８５、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー２１１、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー２１５、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー２３１等の黄色顔料；
Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ３８等の橙色顔料；
Ｃ．Ｉ．ピグメントバイオレット１９、Ｃ．Ｉ．ピグメントバイオレット２３、Ｃ．Ｉ．ピグメントバイオレット２９等の紫色顔料。

このほか、特表２０１１−５２３４３３号公報の式（Ｉｃ）で表されるブロモ化ジケトピロロピロール顔料も好ましく用いることができる。

また、無機顔料としては、カーボンブラック、チタンブラック等を挙げることができる。その他、特開２００１−０８１３４８号公報、特開２０１０−０２６３３４号公報、特開２０１０−２３７３８４号公報、特開２０１０−２３７５６９号公報、特開２０１１−００６６０２号公報、特開２０１１−１４５３４６号公報等に記載のレーキ顔料を挙げることができる。

本発明においては、顔料を、再結晶法、再沈殿法、溶剤洗浄法、昇華法、真空加熱法又はこれらの組み合わせにより精製して使用することもできる。また、顔料は、所望により、その粒子表面を樹脂で改質して使用してもよい。また、有機顔料は、いわゆるソルトミリングにより、一次粒子を微細化して使用することができる。ソルトミリングの方法としては、例えば、特開平０８−１７９１１１号公報に開示されている方法を採用することができる。

染料としては特に限定されるものではなく、例えば、カラーインデックス（Ｃ．Ｉ．；Ｔｈｅ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｏｆ Ｄｙｅｒｓ ａｎｄ Ｃｏｌｏｕｒｉｓｔｓ 社発行）においてダイ（Ｄｙｅ）に分類されている化合物の他、公知の染料を用いることができる。このような染料としては、発色団の構造面からは、例えば、トリアリールメタン染料、シアニン染料、キサンテン染料、アントラキノン染料、アゾ染料、ジピロメテン染料、キノフタロン染料、クマリン染料、ピラゾロン染料、キノリン染料、ニトロ染料、キノンイミン染料、フタロシアニン染料、スクアリリウム染料等を挙げることができる。中でも、中でも、耐熱性の観点から、トリアリールメタン染料、シアニン染料、キサンテン染料、アントラキノン染料、ジピロメテン染料、フタロシアニン染料が好ましい。

また、（Ａ）着色剤として顔料を使用する場合、更に公知の分散剤及び分散助剤を含有することもできる。例えば、ウレタン系分散剤、ポリエチレンイミン系分散剤、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル系分散剤、ポリオキシアルキレンアルキルフェニルエーテル系分散剤、ポリ（アルキレングリコール）ジエステル系分散剤、ソルビタン脂肪酸エステル系分散剤、ポリエステル系分散剤、（メタ）アクリル系分散剤等が挙げられ、市販品として、例えば、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−２０００、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−２００１、ＢＹＫ−ＬＰＮ６９１９、ＢＹＫ−ＬＰＮ２１１１６（以上、ビックケミー（ＢＹＫ）社製）等の（メタ）アクリル系分散剤、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１６１、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１６２、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１６５、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１６７、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１７０、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１８２（以上、ビックケミー（ＢＹＫ）社製）、ソルスパース７６５００（ルーブリゾール（株）社製）等のウレタン系分散剤、ソルスパース２４０００（ルーブリゾール（株）社製）等のポリエチレンイミン系分散剤、アジスパーＰＢ８２１、アジスパーＰＢ８２２、アジスパーＰＢ８８０、アジスパーＰＢ８８１（以上、味の素ファインテクノ（株）社製）の他、ＢＹＫ−ＬＰＮ２１３２４（ビックケミー（ＢＹＫ）社製）等のポリエステル系分散剤を挙げることができる。

また、分散剤として、置換アミノアルキル（メタ）アクリレートを含む単量体の重合体を用いてもよく、置換アミノアルキル（メタ）アクリレート以外の他の共重合可能なエチレン性不飽和単量体として、アルキル（メタ）アクリレート、ヒドロキシルアルキル（メタ）アクリレート、アリール（メタ）アクリレート、芳香族ビニル化合物から選ばれる少なくとも１種を含有していてもよい。かかる共重合体は、ブロック共重合体でも、ランダム共重合体でもよい。

本発明において、分散剤は、１種又は２種以上を含有することができる。

また、顔料誘導体としては、例えば、銅フタロシアニン、ジケトピロロピロール、キノフタロンのスルホン酸誘導体等を挙げることができる。

本発明の着色組成物において、（Ａ）着色剤の合計含有量は、当該着色組成物の全固形分に対して１０〜７０質量％であることを要するが、通常は１５〜６５質量％であり、２０〜６０質量％が好ましく、２５〜５５質量％がより好ましく、３０〜５０質量％が更に好ましい。ここでいう全固形分とは、後述する溶媒以外の成分の合計量を指す。
また本着色剤の含有割合は、（Ａ）着色剤の合計含有量に対して１〜８０質量％が好ましく、３〜６０質量％が好ましく、５〜４０質量％がより好ましい。

また本発明の着色組成物は、カラーフィルタに用いられる赤色画素又は青色画素の形成用として好ましく用いることができる。従って、本発明の着色組成物が本着色剤以外の他の着色剤を含有する場合、更に赤色顔料、青色顔料、黄色顔料及び紫色顔料よりなる群から選ばれる少なくとも１種の顔料を含むことが好ましく、赤色画素形成用の場合は赤色顔料及び黄色顔料から選ばれる少なくとも１種の顔料を含むことがより好ましく、青色画素形成用の場合は青色顔料及び紫色顔料から選ばれる少なくとも１種の顔料を含むことがより好ましい。

（Ｂ）バインダー樹脂
着色組成物にはバインダー樹脂を含有する。バインダー樹脂は特に限定されるものではないが、カルボキシル基、フェノール性水酸基等の酸性官能基を有する樹脂であることが好ましい。中でも、カルボキシル基を有する重合体（以下、「カルボキシル基含有重合体」とも称する。）が好ましく、１個以上のカルボキシル基を有するエチレン性不飽和単量体（以下、「不飽和単量体（ｂ１）」とも称する。）と他の共重合可能なエチレン性不飽和単量体（以下、「不飽和単量体（ｂ２）」とも称する。）との共重合体がより好ましい。

不飽和単量体（ｂ１）としては、例えば、（メタ）アクリル酸、マレイン酸、無水マレイン酸、こはく酸モノ〔２−（メタ）アクリロイロキシエチル〕、ω−カルボキシポリカプロラクトンモノ（メタ）アクリレート、ｐ−ビニル安息香酸等を挙げることができる。

不飽和単量体（ｂ１）は、１種又は２種以上を混合して使用することができる。

また、不飽和単量体（ｂ２）としては、例えば、
Ｎ−フェニルマレイミド、Ｎ−シクロヘキシルマレイミドの如きＮ−置換マレイミド；
スチレン、α−メチルスチレン、ｐ−ヒドロキシスチレン、ｐ−ヒドロキシ−α−メチルスチレン、ｐ−ビニルベンジルグリシジルエーテル、アセナフチレンの如き芳香族ビニル化合物；
メチル（メタ）アクリレート、ｎ−ブチル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、アリル（メタ）アクリレート、ベンジル（メタ）アクリレート、トリル（メタ）アクリレート、ポリエチレングルコール（重合度２〜１０）メチルエーテル（メタ）アクリレート、ポリプロピレングルコール（重合度２〜１０）メチルエーテル（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコール（重合度２〜１０）モノ（メタ）アクリレート、ポリプロピレングリコール（重合度２〜１０）モノ（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、イソボルニル（メタ）アクリレート、トリシクロ［５．２．１．０^2,6］デカン−８−イル（メタ）アクリレート、ジシクロペンテニル（メタ）アクリレート、グリセロールモノ（メタ）アクリレート、４−ヒドロキシフェニル（メタ）アクリレートの如き（メタ）アクリル酸エステル；
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、特開２０１３−２０３９５５号公報の段落〔００７６〕〜〔００８０〕に記載の化合物、３−〔（メタ）アクリロイルオキシメチル〕オキセタン、３−〔（メタ）アクリロイルオキシメチル〕−３−エチルオキセタンの如き含酸素飽和ヘテロ環基を有する（メタ）アクリレート
シクロヘキシルビニルエーテル、イソボルニルビニルエーテル、トリシクロ［５．２．１．０^2,6］デカン−８−イルビニルエーテル、ペンタシクロペンタデカニルビニルエーテル、３−（ビニルオキシメチル）−３−エチルオキセタンの如きビニルエーテル；
ポリスチレン、ポリメチル（メタ）アクリレート、ポリ−ｎ−ブチル（メタ）アクリレート、ポリシロキサンの如き重合体分子鎖の末端にモノ（メタ）アクリロイル基を有するマクロモノマー等を挙げることができる。

不飽和単量体（ｂ２）は、１種又は２種以上を混合して使用することができる。

バインダー樹脂の酸価は、好ましくは１０〜２００ｍｇＫＯＨ／ｇ、より好ましくは３０〜２７０ｍｇＫＯＨ／ｇ、更に好ましくは５０〜２５０ｍｇＫＯＨ／ｇである。ここで、「酸価」とは、バインダー樹脂の固形分１ｇを中和するのに必要なＫＯＨのｍｇ数を表す。

本発明において、バインダー樹脂は、１種又は２種以上を混合して使用することができる。

また、バインダー樹脂は、重量平均分子量（Ｍｗ）が、通常１，０００〜１００，０００、好ましくは３，０００〜５０，０００である。更に、バインダー樹脂の重量平均分子量（Ｍｗ）と、数平均分子量（Ｍｎ）との比（Ｍｗ／Ｍｎ）は、好ましくは１．０〜５．０、より好ましくは１．０〜３．０である。ここでいう、Ｍｗ、Ｍｎは、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（溶出溶媒：テトラヒドロフラン）で測定したポリスチレン換算の重量平均分子量、数平均分子量をいう。

バインダー樹脂の含有量は、（Ａ）着色剤１００質量部に対して、通常１０〜１，０００質量部、好ましくは２０〜５００質量部である。

（Ｃ）重合性化合物
本発明において重合性化合物とは、２個以上の重合可能な基を有する化合物をいう。重合可能な基としては、例えば、エチレン性不飽和基、オキシラニル基、オキセタニル基、Ｎ−アルコキシメチルアミノ基等を挙げることができる。本発明において、（Ｃ）重合性化合物としては、２個以上の（メタ）アクリロイル基を有する化合物、又は２個以上のＮ−アルコキシメチルアミノ基を有する化合物が好ましい。（Ｃ）重合性化合物は、１種又は２種以上を混合して使用することができる。

２個以上の（メタ）アクリロイル基を有する化合物の具体例としては、脂肪族ポリヒドロキシ化合物と（メタ）アクリル酸との反応物〔多官能（メタ）アクリレート〕、カプロラクトン変性された多官能（メタ）アクリレート、アルキレンオキサイド変性された多官能（メタ）アクリレート、水酸基を有する（メタ）アクリレートと多官能イソシアネートとの反応物〔多官能ウレタン（メタ）アクリレート〕、水酸基を有する（メタ）アクリレートと酸無水物との反応物〔カルボキシル基を有する多官能（メタ）アクリレート〕等を挙げることができる。

ここで、脂肪族ポリヒドロキシ化合物としては、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコールの如き２価の脂肪族ポリヒドロキシ化合物；グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトールの如き３価以上の脂肪族ポリヒドロキシ化合物を挙げることができる。上記水酸基を有する（メタ）アクリレートとしては、例えば、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパンジ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ（メタ）アクリレート、グリセロールジメタクリレート等を挙げることができる。上記多官能イソシアネートとしては、例えば、トリレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、ジフェニルメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート等を挙げることができる。酸無水物としては、例えば、無水こはく酸、無水マレイン酸、無水グルタル酸、無水イタコン酸、無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸の如き二塩基酸の無水物、無水ピロメリット酸、ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物の如き四塩基酸二無水物を挙げることができる。

また、カプロラクトン変性された多官能（メタ）アクリレートとしては、例えば、特開平１１−４４９５５号公報の段落〔００１５〕〜〔００１８〕に記載されている化合物を挙げることができる。上記アルキレンオキサイド変性された多官能（メタ）アクリレートとしては、エチレンオキサイド及びプロピレンオキサイドから選ばれる少なくとも１種により変性されたビスフェノールＡジ（メタ）アクリレート、エチレンオキサイド及びプロピレンオキサイドから選ばれる少なくとも１種により変性されたイソシアヌル酸トリ（メタ）アクリレート、エチレンオキサイド及びプロピレンオキサイドから選ばれる少なくとも１種により変性されたトリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、エチレンオキサイド及びプロピレンオキサイドから選ばれる少なくとも１種により変性されたペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、エチレンオキサイド及びプロピレンオキサイドから選ばれる少なくとも１種により変性されたペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、エチレンオキサイド及びプロピレンオキサイドから選ばれる少なくとも１種により変性されたジペンタエリスリトールペンタ（メタ）アクリレート、エチレンオキサイド及びプロピレンオキサイドから選ばれる少なくとも１種により変性されたジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート等を挙げることができる。

また、２個以上のＮ−アルコキシメチルアミノ基を有する化合物としては、例えば、メラミン構造、ベンゾグアナミン構造、ウレア構造を有する化合物等を挙げることができる。なお、メラミン構造、ベンゾグアナミン構造とは、１以上のトリアジン環又はフェニル置換トリアジン環を基本骨格として有する化学構造をいい、メラミン、ベンゾグアナミン又はそれらの縮合物をも含む概念である。２個以上のＮ−アルコキシメチルアミノ基を有する化合物の具体例としては、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’，Ｎ’’，Ｎ’’−ヘキサ（アルコキシメチル）メラミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラ（アルコキシメチル）ベンゾグアナミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラ（アルコキシメチル）グリコールウリル等を挙げることができる。

これらの重合性化合物のうち、３価以上の脂肪族ポリヒドロキシ化合物と（メタ）アクリル酸との反応物〔多官能（メタ）アクリレート〕、カプロラクトン変性された多官能（メタ）アクリレート、多官能ウレタン（メタ）アクリレート、カルボキシル基を有する多官能（メタ）アクリレート、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’，Ｎ’’，Ｎ’’−ヘキサ（アルコキシメチル）メラミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラ（アルコキシメチル）ベンゾグアナミンが好ましい。３価以上の脂肪族ポリヒドロキシ化合物と（メタ）アクリル酸との反応物〔多官能（メタ）アクリレート〕の中では、トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレートが、カルボキシル基を有する多官能（メタ）アクリレートの中では、ペンタエリスリトールトリアクリレートと無水こはく酸との反応物、ジペンタエリスリトールペンタアクリレートと無水こはく酸との反応物が、着色層の強度が高く、着色層の表面平滑性に優れ、かつ硬化膜の耐熱性及び基板密着性が高められるだけでなく、塗膜異物の発生し難い点で特に好ましい。

本発明における（Ｃ）重合性化合物の含有量は、（Ａ）着色剤１００質量部に対して、１０〜１，０００質量部が好ましく、２０〜８００質量部がより好ましく、１００〜５００質量部が更に好ましい。このような態様とすることで、耐熱性に優れた画素、あるいは遮光性に優れるブラックマトリックス、ブラックスペーサーを形成することができる。また、硬化膜の耐熱性及び基板密着性が高められるだけでなく、塗膜異物の発生を効果的に抑制することができる。

光重合開始剤
本発明の着色組成物には、光重合開始剤を含有することができる。これにより、着色組成物に感放射線性を付与することができる。本発明に用いる光重合開始剤は、可視光線、紫外線、遠紫外線、電子線、Ｘ線等の放射線の露光により、（Ｃ）重合性化合物の重合を開始しうる活性種を発生する化合物である。光重合開始剤は、１種又は２種以上を混合して使用することができる。

このような光重合開始剤としては、例えば、チオキサントン系化合物、アセトフェノン系化合物、ビイミダゾール系化合物、トリアジン系化合物、Ｏ−アシルオキシム系化合物、オニウム塩系化合物、ベンゾイン系化合物、ベンゾフェノン系化合物、α−ジケトン系化合物、多核キノン系化合物、ジアゾ系化合物、イミドスルホナート系化合物、オニウム塩系化合物等を挙げることができる。中でも、チオキサントン系化合物、アセトフェノン系化合物、ビイミダゾール系化合物、トリアジン系化合物及びＯ−アシルオキシム系化合物よりなる群から選ばれる少なくとも１種が好ましい。

本発明における好ましい光重合開始剤のうち、チオキサントン系化合物の具体例としては、チオキサントン、２−クロロチオキサントン、２−メチルチオキサントン、２−イソプロピルチオキサントン、４−イソプロピルチオキサントン、２，４−ジクロロチオキサントン、２，４−ジメチルチオキサントン、２，４−ジエチルチオキサントン、２，４−ジイソプロピルチオキサントン等を挙げることができる。

また、アセトフェノン系化合物の具体例としては、２−メチル−１−〔４−（メチルチオ）フェニル〕−２−モルフォリノプロパン−１−オン、２−ベンジル−２−ジメチルアミノ−１−（４−モルフォリノフェニル）ブタン−１−オン、２−（４−メチルベンジル）−２−（ジメチルアミノ）−１−（４−モルフォリノフェニル）ブタン−１−オン等を挙げることができる。

また、ビイミダゾール系化合物の具体例としては、２，２'−ビス（２−クロロフェニル）−４，４'，５，５'−テトラフェニル−１，２'−ビイミダゾール、２，２'−ビス（２，４−ジクロロフェニル）−４，４'，５，５'−テトラフェニル−１，２'−ビイミダゾール、２，２'−ビス（２，４，６−トリクロロフェニル）−４，４'，５，５'−テトラフェニル−１，２'−ビイミダゾール等を挙げることができる。

なお、光重合開始剤としてビイミダゾール系化合物を用いる場合、水素供与体を併用することが、感度を改良することができる点で好ましい。ここでいう「水素供与体」とは、露光によりビイミダゾール系化合物から発生したラジカルに対して、水素原子を供与することができる化合物を意味する。水素供与体としては、例えば、２−メルカプトベンゾチアゾール、２−メルカプトベンゾオキサゾール等のメルカプタン系水素供与体；４，４’−ビス（ジメチルアミノ）ベンゾフェノン、４，４’−ビス（ジエチルアミノ）ベンゾフェノン等のアミン系水素供与体を挙げることができる。本発明において、水素供与体は、１種又は２種以上を混合して使用することができるが、１種以上のメルカプタン系水素供与体と１種以上のアミン系水素供与体とを組み合わせて使用することが、さらに感度を改良することができる点で好ましい。

また、トリアジン系化合物の具体例としては、例えば、特公昭５７−６０９６号公報、特開２００３−２３８８９８号公報の段落〔００６３〕〜〔００６５〕に記載の化合物を挙げることができる。

また、Ｏ−アシルオキシム系化合物の具体例としては、１，２−オクタンジオン，１−〔４−（フェニルチオ）フェニル〕−，２−（Ｏ−ベンゾイルオキシム）、エタノン，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］−，１−（Ｏ−アセチルオキシム）、エタノン，１−〔９−エチル−６−（２−メチル−４−テトラヒドロフラニルメトキシベンゾイル）−９Ｈ−カルバゾール−３−イル〕−，１−（Ｏ−アセチルオキシム）、エタノン，１−〔９−エチル−６−｛２−メチル−４−（２，２−ジメチル−１，３−ジオキソラニル）メトキシベンゾイル｝−９Ｈ−カルバゾール−３−イル〕−，１−（Ｏ−アセチルオキシム）等を挙げることができる。Ｏ−アシルオキシム系化合物の市販品としては、ＮＣＩ−８３１、ＮＣＩ−９３０（以上、株式会社ＡＤＥＫＡ社製）、ＯＸＥ−０３、ＯＸＥ−０４（以上、ＢＡＳＦ社製）等を使用することもできる。

本発明において、アセトフェノン系化合物等のビイミダゾール系化合物以外の光重合開始剤を用いる場合には、増感剤を併用することもできる。このような増感剤としては、例えば、４，４’−ビス（ジメチルアミノ）ベンゾフェノン、４，４’−ビス（ジエチルアミノ）ベンゾフェノン、４−ジエチルアミノアセトフェノン、４−ジメチルアミノプロピオフェノン、４−ジメチルアミノ安息香酸エチル、４−ジメチルアミノ安息香酸２−エチルヘキシル、２，５−ビス（４−ジエチルアミノベンザル）シクロヘキサノン、７−ジエチルアミノ−３−（４−ジエチルアミノベンゾイル）クマリン、４−（ジエチルアミノ）カルコン等を挙げることができる。

本発明において、光重合開始剤の含有量は、（Ｃ）重合性化合物１００質量部に対して、０．０１〜１２０質量部が好ましく、１〜１００質量部が更に好ましい。このような態様とすることで、塗膜異物の発生の抑制だけでなく、硬化性、被膜特性（耐熱性、基板密着性）を良好にすることができる。

溶媒
本発明の着色組成物は、上記（Ａ）〜（Ｃ）成分、並びに任意的に加えられる他の成分を含有するものであるが、通常、有機溶媒を配合して液状組成物として調製される。

有機溶媒としては、着色組成物を構成する（Ａ）〜（Ｃ）成分や他の成分を分散又は溶解し、かつこれらの成分と反応せず、適度の揮発性を有するものである限り、適宜に選択して使用することができる。溶媒は、１種又は２種以上を混合して使用することができる。

このような有機溶媒のうち、例えば、
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、エチレングリコールモノ−ｎ−プロピルエーテル、エチレングリコールモノ−ｎ−ブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノ−ｎ−プロピルエーテル、ジエチレングリコールモノ−ｎ−ブチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、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エチルエーテル、プロピレングリコールモノ−ｎ−プロピルエーテル、プロピレングリコールモノ−ｎ−ブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノ−ｎ−プロピルエーテル、ジプロピレングリコールモノ−ｎ−ブチルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、トリプロピレングリコールモノエチルエーテル等の（ポリ）アルキレングリコールモノアルキルエーテル；

乳酸メチル、乳酸エチル等の乳酸アルキルエステル；
メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、イソプロパノール、イソブタノール、ｔ−ブタノール、オクタノール、２−エチルヘキサノール、シクロヘキサノール等の（シクロ）アルキルアルコール；
ジアセトンアルコール等のケトアルコール；

エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチ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、ジプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、３−メトキシブチルアセテート、３−メチル−３−メトキシブチルアセテート等の（ポリ）アルキレングリコールモノアルキルエーテルアセテート；
ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、テトラヒドロフラン等の環状エーテル；
メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、２−ヘプタノン、３−ヘプタノン等のケトン；
プロピレングリコールジアセテート、１，３−ブチレングリコールジアセテート、１，６−ヘキサンジオールジアセテート等のジアセテート；
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、エトキシ酢酸エチル、３−メチル−３−メトキシブチルプロピオネート等のアルコキシカルボン酸エステル；
酢酸エチル、酢酸ｎ−プロピル、酢酸ｉ−プロピル、酢酸ｎ−ブチル、酢酸ｉ−ブチル、ぎ酸ｎ−アミル、酢酸ｉ−アミル、プロピオン酸ｎ−ブチル、酪酸エチル、酪酸ｎ−プロピル、酪酸ｉ−プロピル、酪酸ｎ−ブチル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、ピルビン酸ｎ−プロピル、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、２−オキソブタン酸エチル等の脂肪酸アルキルエステル；
トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素；
Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチルピロリドン等のアミド又はラクタム等を挙げることができる。

これらの溶媒のうち、溶解性、顔料分散性、塗布性等の観点から、（ポリ）アルキレングリコールモノアルキルエーテル及び（ポリ）アルキレングリコールモノアルキルエーテルアセテートから選択される少なくとも１種が好ましい。

溶媒の含有量は、特に限定されるものではないが、着色組成物の溶媒を除いた各成分の合計濃度が、５〜５０質量％となる量が好ましく、１０〜４０質量％となる量がより好ましい。このような態様とすることにより、分散性、安定性の良好な着色剤分散液、並びに塗布性の良好な着色組成物を得ることができる。

添加剤
本発明の着色組成物は、必要に応じて、種々の添加剤を含有することもできる。
添加剤としては、例えば、ガラス、アルミナ等の充填剤；ポリビニルアルコール、ポリ（フロオロアルキルアクリレート）類等の高分子化合物；フッ素系界面活性剤、シリコーン系界面活性剤等の界面活性剤；ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリス（２−メトキシエトキシ）シラン、Ｎ−（２−アミノエチル）−３−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、Ｎ−（２−アミノエチル）−３−アミノプロピルトリメトキシシラン、３−アミノプロピルトリエトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、２−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、３−クロロプロピルメチルジメトキシシラン、３−クロロプロピルトリメトキシシラン、３−メタクリロイロキシプロピルトリメトキシシラン、３−メルカプトプロピルトリメトキシシラン等の密着促進剤；２，２−チオビス（４−メチル−６−ｔ−ブチルフェノール）、２，６−ジ−ｔ−ブチルフェノール等の酸化防止剤；２−（３−ｔ−ブチル−５−メチル−２−ヒドロキシフェニル）−５−クロロベンゾトリアゾール、アルコキシベンゾフェノン類等の紫外線吸収剤；ポリアクリル酸ナトリウム等の凝集防止剤；マロン酸、アジピン酸、イタコン酸、シトラコン酸、フマル酸、メサコン酸、２−アミノエタノール、３−アミノ−１−プロパノール、５−アミノ−１−ペンタノール、３−アミノ−１，２−プロパンジオール、２−アミノ−１，３−プロパンジオール、４−アミノ−１，２−ブタンジオール等の残渣改善剤；こはく酸モノ〔２−（メタ）アクリロイロキシエチル〕、フタル酸モノ〔２−（メタ）アクリロイロキシエチル〕、ω−カルボキシポリカプロラクトンモノ（メタ）アクリレート等の現像性改善剤等を挙げることができる。

〔着色硬化膜及びその形成方法〕
本発明の着色硬化膜は、本発明の着色組成物を用いて形成することができ、具体的には、表示素子や固体撮像素子に用いられるカラーフィルタの各色画素、ブラックマトリックス、ブラックスペーサー、赤外線カットフィルタ等を意味する。

以下、表示素子や固体撮像素子を構成するカラーフィルタに用いられる着色硬化膜及びその形成方法について説明する。

カラーフィルタを製造する方法としては、第一に次の方法が挙げられる。まず、基板の表面上に、必要に応じて、画素を形成する部分を区画するように遮光層（ブラックマトリックス）を形成する。次いで、この基板上に、例えば、赤色の本発明の感放射線性着色組成物の液状組成物を塗布したのち、プレベークを行って溶媒を蒸発させ、塗膜を形成する。次いで、この塗膜にフォトマスクを介して露光したのち、アルカリ現像液を用いて現像して、塗膜の未露光部を溶解除去する。その後、ポストベークすることにより、赤色の画素パターン（着色硬化膜）が所定の配列で配置された画素アレイを形成する。

次いで、緑色又は青色の各感放射線性着色組成物を用い、上記と同様にして、各感放射線性着色組成物の塗布、プレベーク、露光、現像及びポストベークを行って、緑色の画素アレイ及び青色の画素アレイを同一基板上に順次形成する。これにより、赤色、緑色及び青色の三原色の画素アレイが基板上に配置されたカラーフィルタが得られる。但し、本発明においては、各色の画素を形成する順序は、上記のものに限定されない。

ブラックマトリックスは、スパッタや蒸着により成膜したクロム等の金属薄膜を、フォトリソグラフィー法を利用して所望のパターンとすることにより形成することができるが、黒色の着色剤が分散された感放射線性着色組成物を用いて、上記画素の形成の場合と同様にして形成することもできる。

基板としては、例えば、ガラス、シリコン、ポリカーボネート、ポリエステル、芳香族ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリイミド等を挙げることができる。

また、これらの基板には、所望により、シランカップリング剤等による薬品処理、プラズマ処理、イオンプレーティング、スパッタリング、気相反応法、真空蒸着等の適宜の前処理を施しておくこともできる。

着色組成物を基板に塗布する際には、スプレー法、ロールコート法、回転塗布法（スピンコート法）、スリットダイ塗布法（スリット塗布法）、バー塗布法等の適宜の塗布法を採用することができるが、特に、スピンコート法、スリットダイ塗布法を採用することが好ましい。

プレベークは、通常７０〜１１０℃で１〜１０分程度である。

塗布厚さは、乾燥後の膜厚として、通常、０．６〜８μｍ、好ましくは１．２〜５μｍである。

画素及びブラックマトリックスから選ばれる少なくとも１種を形成する際に使用される放射線の光源としては、例えば、キセノンランプ、ハロゲンランプ、タングステンランプ、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、メタルハライドランプ、中圧水銀灯、低圧水銀灯等のランプ光源やアルゴンイオンレーザー、ＹＡＧレーザー、ＸｅＣｌエキシマーレーザー、窒素レーザー等のレーザー光源等を挙げることができる。露光光源として、紫外線ＬＥＤを使用することもできる。波長は、１９０〜４５０ｎｍの範囲にある放射線が好ましい。

放射線の露光量は、一般的には１０〜１０，０００Ｊ／ｍ²が好ましい。

また、アルカリ現像液としては、例えば、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド、コリン、１，８−ジアザビシクロ−［５．４．０］−７−ウンデセン、１，５−ジアザビシクロ−［４．３．０］−５−ノネン等の水溶液が好ましい。

アルカリ現像液には、例えば、メタノール、エタノール等の水溶性有機溶剤や界面活性剤等を適量添加することもできる。なお、アルカリ現像後は、通常、水洗する。

現像処理法としては、シャワー現像法、スプレー現像法、ディップ（浸漬）現像法、パドル（液盛り）現像法等を適用することができる。現像条件は、常温で５〜３００秒が好ましい。

ポストベークの条件は、通常１８０〜２８０℃で１０〜６０分程度である。

このようにして形成された画素の膜厚は、通常０．５〜５μｍ、好ましくは１．０〜３μｍである。

また、カラーフィルタを製造する第二の方法として、特開平７−３１８７２３号公報、特開２０００−３１０７０６号公報等に開示されている、インクジェット方式により各色の画素を得る方法を採用することができる。この方法においては、まず、基板の表面上に、遮光機能も兼ねた隔壁を形成する。次いで、形成された隔壁内に、例えば、赤色の熱硬化性着色組成物の液状組成物を、インクジェット装置により吐出したのち、プレベークを行って溶媒を蒸発させる。次いで、この塗膜を必要に応じて露光したのち、ポストベークすることにより硬化させ、赤色の画素パターンを形成する。

次いで、緑色又は青色の各熱硬化性着色組成物を用い、上記と同様にして、緑色の画素パターン及び青色の画素パターンを同一基板上に順次形成する。これにより、赤色、緑色及び青色の三原色の画素パターンが基板上に配置されたカラーフィルタが得られる。但し、本発明においては、各色の画素を形成する順序は、上記のものに限定されない。

なお、隔壁は、遮光機能のみならず、区画内に吐出された各色の熱硬化性着色組成物が混色しないための機能も果たしているため、上記した第一の方法で使用されるブラックマトリックスに比べ、膜厚が厚い。したがって、隔壁は、通常、黒色感放射線性組成物を用いて形成される。

カラーフィルタを形成する際に使用される基板や放射線の光源、また、プレベークやポストベークの方法や条件は、上記した第一の方法と同様である。このようにして、インクジェット方式により形成された画素の膜厚は、隔壁の高さと同程度である。

このようにして得られた画素パターン上に、必要に応じて保護膜を形成した後、透明導電膜をスパッタリングにより形成する。透明導電膜を形成した後、更にスペーサーを形成してカラーフィルタとすることもできる。スペーサーは、通常、感放射線性組成物を用いて形成されるが、遮光性を有するスペーサー（ブラックスペーサー）とすることもできる。この場合、黒色の着色剤が分散された感放射線性着色組成物が用いられるが、本発明の着色組成物は、かかるブラックスペーサーの形成にも好適に使用することができる。

本発明の着色組成物は、上記カラーフィルタに用いられる各色画素、ブラックマトリックス、ブラックスペーサー等のいずれの着色硬化膜の形成においても、好適に用いることができる。

このようにして形成された本発明の着色硬化膜を有するカラーフィルタは、輝度及び色純度が極めて高いため、カラー液晶表示素子、カラー撮像管素子、カラーセンサー、有機ＥＬ表示素子、電子ペーパー等に極めて有用である。

〔カラーフィルタ〕
本発明のカラーフィルタは、本発明の着色硬化膜を具備するものである。具体的には、カラーフィルタに用いられる各色画素、ブラックマトリックス、ブラックスペーサー等の部材として本発明の着色硬化膜を具備するものであれば良い。

〔表示素子〕
本発明の表示素子は、本発明の着色硬化膜を具備するものである。
表示素子としては、カラー液晶表示素子、有機ＥＬ表示素子、電子ペーパー等を挙げることができる。本発明の着色硬化膜を具備するカラー液晶表示素子は、透過型でも反射型でもよく、適宜の構造を採ることができる。例えば、カラーフィルタを、薄膜トランジスター（ＴＦＴ）が配置された駆動用基板とは別の基板上に形成して、駆動用基板とカラーフィルタを形成した基板とが、液晶層を介して対向した構造を採ることができ、さらに薄膜トランジスター（ＴＦＴ）が配置された駆動用基板の表面上にカラーフィルタを形成した基板と、ＩＴＯ（錫をドープした酸化インジュウム）電極を形成した基板とが、液晶層を介して対向した構造を採ることもできる。後者の構造は、開口率を格段に向上させることができ、明るく高精細な液晶表示素子が得られるという利点を有する。なお、後者の構造を採用する場合、ブラックマトリックスやスペーサーは、カラーフィルタを形成した基板側、ＩＴＯ電極を形成した基板側のどちらに形成されていてもよい。また、薄膜トランジスター（ＴＦＴ）が配置された駆動用基板を構成する層間絶縁膜として、本発明の着色硬化膜を適用することもできる。

〔受光素子〕
本発明の受光素子は、本発明の着色硬化膜を具備するものである。
本発明の受光素子は適宜の構造を採り得るが、例えば、本発明の着色硬化膜を固体撮像素子を構成するカラーフィルタとし、それをフォトダイオードと組み合わせることで、固体撮像素子等の撮像素子を構成することができる。また、本発明の着色硬化膜を赤外光透過フィルタとして使用し、それをフォトダイオードと組み合わせることで、赤外光検出用画素を構成することができる。

〔発光素子〕
本発明の発光素子は、本発明の着色硬化膜を具備するものである。
本発明の発光素子は適宜の構造を採り得るが、例えば、透明電極からなる陽極の透明導電層と、発光層と、金属電極からなる陰極層を積層した構造を有する有機ＥＬ発光素子において、発光波長選択部材として本発明の着色硬化膜を利用するものである。発光層は、本発明の着色組成物を用い、上述した本発明の着色硬化膜の形成方法にしたがって形成することができる。

以下、実施例を挙げて、本発明の実施の形態をさらに具体的に説明する。但し、本発明は、下記実施例に限定されるものではない。
本実施例で用いる染料（ａ−１）〜（ａ−５）の構造は下記の通りであり、いずれも本着色剤である。また染料（ａ−１）〜（ａ−５）はいずれも、９０ｍＬの２５℃シクロヘキサノンに１．０ｇ以上溶解する。

＜本着色剤の合成＞
合成例１
染料（ａ−１）を、下記のスキームに従い合成した。

はじめに、米国特許第９，５８１，７２９号明細書のＳｙｎｔｈｅｓｉｓ Ｅｘａｍｐｌｅ１の記載に従って、３，５，６−トリクロロ−４−（２，４−ジ−ｔ−ブチルフェノキシ）フタロニトリルを含む前駆体（ａ−１）を合成した。

次に、反応容器に前駆体（ａ−１）１．０ｇ、o-ジクロロベンゼン３０ｍＬ、１．０Ｍ三塩化ほう素／ヘプタン溶液０．７６５ｍＬを加え、窒素気流下にて１．５時間撹拌還流を行った。反応終了後、容器を室温まで放冷し、溶媒を減圧除去した。残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製し、溶液を減圧濃縮後、メタノールにより再結晶を行い、染料（ａ−１）を得た。

合成例２
染料（ａ−２）を下記のスキームに従い合成した。

反応容器にクロロほう素サブフタロシアニン１．０ｇ、p-ヒドロキシフェニルメタクリレート１．７６ｇ、トルエン１０ｍＬを加え、窒素気流下にて１６時間撹拌還流を行った。反応終了後、容器を室温まで放冷し、溶媒を減圧除去した。残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製し、溶液を減圧濃縮後、メタノールにより再結晶を行い、染料（ａ−２）を得た。

合成例３
合成例２において、p-ヒドロキシフェニルメタクリレートに代えて２，４−ジ−ｔ−ブチルフェノールを用いた以外は合成例２と同様にして、染料（ａ−３）を得た。

合成例４
合成例２において、p-ヒドロキシフェニルメタクリレートに代えて２，５−ジ−ｔ−ブチルヒドロキノンを用いた以外は合成例２と同様にして、染料（ａ−４）を得た。

合成例５
染料（ａ−５）を、Organic Letters, 2015, vol.17, p.4722-4725を参考に合成した。

＜（Ｂ）バインダー樹脂の合成＞
合成例６
冷却管と攪拌機を備えたフラスコに、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート１００質量部を仕込んで窒素置換した。８０℃に加熱して、同温度で、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート１００質量部、メタクリル酸２０質量部、スチレン１０質量部、ベンジルメタクリレート５質量部、２−ヒドロキシエチルメタクリレート１５質量部、２−エチルヘキシルメタクリレート２３質量部、Ｎ−フェニルマレイミド１２質量部、こはく酸モノ（２−アクリロイロキシエチル）１５質量部及び２，２'−アゾビス（２，４−ジメチルバレロニトリル）６質量部の混合溶液を１時間かけて滴下し、この温度を保持して２時間重合した。その後、反応溶液の温度を１００℃に昇温させ、さらに１時間重合することにより、バインダー樹脂溶液（固形分濃度３３質量％）を得た。得られたバインダー樹脂は、Ｍｗが１２，２００、Ｍｎが６，５００であった。このバインダー樹脂を「バインダー樹脂（Ｂ１）」とする。

＜染料溶液の調製及び評価＞
調製例１
染料（ａ−１）１０質量部と、溶媒としてシクロヘキサノン９０質量部とを混合し、染料溶液（ａ−１）を調製した。

調製例２〜５
調製例１において染料（ａ−１）に代えて、染料（ａ−２）〜染料（ａ−５）を用いた以外は、調製例１と同様にして染料溶液（ａ−２）〜染料溶液（ａ−５）を調製した。

調製例６
調製例１において、染料（ａ−１）に代えてＲｈｏｄａｍｉｎｅ Ｂを用いた以外は調製例１と同様にして染料溶液（ａ−６）を調製した。

調製例７
調製例１において、染料（ａ−１）に代えてＣ．Ｉ．Ｂａｓｉｃ Ｒｅｄ １２を用いた以外は調製例１と同様にして染料溶液（ａ−７）を調製した。

調製例８
調製例１において、染料（ａ−１）に代えてＣ．Ｉ．Ｓｏｌｖｅｎｔ Ｏｒａｎｇｅ ６２を用いた以外は調製例１と同様にして染料溶液（ａ−８）を調製した。

＜顔料分散液の調製＞
調製例９
着色剤としてＣ．Ｉ．ピグメントレッド２５４を１２質量部、分散剤としてＢＹＫ−ＬＰＮ２１１１６（ビックケミー（ＢＹＫ）社製）（固形分濃度４０質量％）３．８質量部、バインダー樹脂（Ｂ１）溶液０．８質量部、溶媒としてプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート８３．４質量部を用いて、ビーズミルにより処理して、顔料分散液（Ａ−１）を調製した。

調製例１０
着色剤として、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２５４に代えて、特表２０１１−５２３４３３号公報の式（Ｉｃ）で表されるブロモ化ジケトピロロピロール顔料を用いた以外は、調製例９と同様にして顔料分散液（Ａ−２）を調製した。

調製例１１
着色剤として、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２５４に代えて、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１３９を用いた以外は、調製例９と同様にして顔料分散液（Ａ−３）を調製した。

＜着色組成物の調製及び評価＞
実施例１
顔料分散液（Ａ−１）６０．０質量部、染料溶液（ａ−１）８．０質量部、バインダー樹脂としてバインダー樹脂（Ｂ１）溶液（固形分濃度３３質量％）１５．０質量部、重合性化合物として東亞合成株式会社製Ｍ−４０２（ジペンタエリスリトールヘキサアクリレートとジペンタエリスリトールペンタアクリレートの混合物）３．６質量部、光重合開始剤としてＮＣＩ−９３０（株式会社ＡＤＥＫＡ製）０．６質量部、界面活性剤としてメガファックＦ−５５４（ＤＩＣ株式会社製）０．４質量部、及び溶媒としてプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートを混合して、固形分濃度２０質量％の着色組成物（１）を調製した。着色組成物（１）に含まれる着色剤の合計含有量は、当該着色組成物の全固形分に対して約４３質量％である。
得られた着色組成物を、ガラス基板上に、スピンコーターを用いて塗布した後、８０℃のホットプレートで１０分間プレベークを行って膜厚の異なる３枚の塗膜を形成した。

次いで、この基板を室温に冷却したのち、高圧水銀ランプを用い、フォトマスクを介さずに、塗膜に３６５ｎｍ、４０５ｎｍ及び４３６ｎｍの各波長を含む放射線を２，０００Ｊ／ｍ^２の露光量で露光した。このようにして、基板上に青色の評価用硬化膜を形成した。

耐熱性の評価
硬化膜が形成された基板を、２３０℃のクリーンオーブン内で１時間ポストベークした。ポストベーク前後の基板について、色差（ΔＥａｂ＊）を測定した。そして、ΔＥａｂ＊が１．５未満の場合を「◎」、１．５以上３．０未満の場合を「○」、３．０以上５．０未満の場合を「△」、５．０以上の場合を「×」として評価した。評価結果を表１に示す。

実施例２
顔料分散液（Ａ−１）５６．６質量部、染料溶液（ａ−１）８．０質量部、染料溶液（ａ−８）４．０質量部、バインダー樹脂としてバインダー樹脂（Ｂ１）溶液（固形分濃度３３質量％）１５．３質量部、架橋剤として東亞合成株式会社製Ｍ−４０２（ジペンタエリスリトールヘキサアクリレートとジペンタエリスリトールペンタアクリレートの混合物）３．６質量部、光重合開始剤としてＮＣＩ−９３０（株式会社ＡＤＥＫＡ製）０．６質量部、界面活性剤としてメガファックＦ−５５４（ＤＩＣ株式会社製）０．４質量部、及び溶媒としてプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートを混合して、固形分濃度２０質量％の着色組成物（２）を調製した。着色組成物（２）に含まれる着色剤の合計含有量は、当該着色組成物の全固形分に対して約４３質量％である。
次いで、着色組成物（１）に代えて着色組成物（２）を用いた以外は実施例１と同様にして評価を行った。評価結果を表１に示す。

実施例３〜６
実施例２において、染料溶液（ａ−１）に代えて染料溶液（ａ−２）〜（ａ−５）を用いた以外は実施例２と同様にして、着色組成物（３）〜（６）を調製した。
次いで、着色組成物（１）に代えて着色組成物（３）〜（６）を用いた以外は実施例１と同様にして評価を行った。評価結果を表１に示す。着色組成物（３）〜（６）に含まれる着色剤の合計含有量はいずれも、当該着色組成物の全固形分に対して約４３質量％である。

実施例７
実施例２において顔料分散液（Ａ−１）に代えて、顔料分散液（Ａ−２）を用いた以外は、実施例２と同様にして着色組成物（７）を調製した。着色組成物（７）に含まれる着色剤の合計含有量は、当該着色組成物の全固形分に対して約４３質量％である。
次いで、着色組成物（１）に代えて着色組成物（７）を用いた以外は実施例１と同様にして評価を行った。評価結果を表１に示す。

実施例８
顔料分散液（Ａ−２）２８．３質量部、顔料分散液（Ａ−３）９．９質量部、染料溶液（ａ−１）１６．０質量部、染料溶液（ａ−８）７．９質量部、バインダー樹脂としてバインダー樹脂（Ｂ１）溶液１８．６質量部、架橋剤として東亞合成株式会社製Ｍ−４０２（ジペンタエリスリトールヘキサアクリレートとジペンタエリスリトールペンタアクリレートの混合物）４．３質量部、光重合開始剤としてＮＣＩ−９３０（株式会社ＡＤＥＫＡ製）０．７質量部、界面活性剤としてメガファックＦ−５５４（ＤＩＣ株式会社製）０．５質量部、及び溶媒としてプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートを混合して、固形分濃度２０質量％の着色組成物（８）を調製した。着色組成物（８）に含まれる着色剤の合計含有量は、当該着色組成物の全固形分に対して約３６質量％である。
次いで、着色組成物（１）に代えて着色組成物（８）を用いた以外は実施例１と同様にして評価を行った。評価結果を表１に示す。

比較例１〜２
実施例２において、染料溶液（ａ−２）に代えて染料溶液（ａ−６）〜（ａ−７）を用いた以外は実施例２と同様にして、着色組成物（９）〜（１０）を調製した。
次いで、着色組成物（１）に代えて着色組成物（９）〜（１０）を用いた以外は実施例１と同様にして評価を行った。評価結果を表１に示す。

Claims (8)

1. （Ａ）下記式（１）で表される構造を有する染料を含む着色剤、（Ｂ）バインダー樹脂及び（Ｃ）重合性化合物を含有し、着色剤の合計含有量が着色組成物の全固形分に対して１０〜７０質量％である、着色組成物。
   
   
   〔式（１）において、
   Ａ^１〜Ａ^３は、相互に独立に、−ＣＨ＝又は−Ｎ＝を示し、
   Ｚ^１〜Ｚ^１２は、相互に独立に、−Ｒ、ハロゲン原子、−ＣＲ_３、−ＯＲ、−ＳＯ_２Ｒ、−ＳＯ_３Ｒ、−ＳＯ_２ＮＲ_２、−ＮＲ_２、−ＳＲ、−ＣＯ_２Ｒ又は−ＣＯＮＲ_２を示し、Ｚ^１〜Ｚ^４、Ｚ^５〜Ｚ^８及びＺ^９〜Ｚ^１２の隣接した基は、一体となって環構造を形成しても良く、
   Ｘはアニオンを示し、
   Ｒは水素原子又は置換若しくは非置換の炭化水素基を示す。〕
2. 更に赤色顔料、青色顔料、黄色顔料及び紫色顔料よりなる群から選ばれる少なくとも１種の顔料を含む、請求項１に記載の着色組成物。
3. カラーフィルタの画素形成用である、請求項１又は２に記載の着色組成物。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の着色組成物の硬化物である着色硬化膜。
5. 請求項４に記載の着色硬化膜を具備するカラーフィルタ。
6. 請求項４に記載の着色硬化膜を具備する表示素子。
7. 請求項４に記載の着色硬化膜を具備する受光素子。
8. 請求項４に記載の着色硬化膜を具備する発光素子。