JP4210460B2 - 顔料分散剤、顔料分散組成物、着色コーティング組成物及びカラーフィルター - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、顔料分散剤、当該顔料分散剤を用いて調製した顔料分散組成物及び光硬化性着色組成物、及び、当該光硬化性着色組成物を用いて作製したカラーフィルターに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、パーソナルコンピューターなどのフラットディスプレーとして、カラー液晶表示装置が急速に普及してきている。一般にカラー液晶表示装置（１０１）は、図１に示すように、カラーフィルター１とＴＦＴ基板等の電極基板２とを対向させて１〜１０μｍ程度の間隙部３を設け、当該間隙部３内に液晶化合物Ｌを充填し、その周囲をシール材４で密封した構造をとっている。カラーフィルター１は、透明基板５上に、画素間の境界部を遮光するために所定のパターンに形成されたブラックマトリックス層６と、各画素を形成するために複数の色（通常、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３原則）を所定順序に配列した画素部７と、保護膜８と、透明電極膜９とが、透明基板に近い側からこの順に積層された構造をとっている。また、カラーフィルター１及びこれと対向する電極基板２の内面側には配向膜１０が設けられる。さらに間隙部３には、カラーフィルター１と電極基板２の間のセルギャップを一定且つ均一に維持するために、スペーサーとして一定粒子径を有するパール１１が分散されている。そして、各色に着色された画素それぞれ又はカラーフィルターの背後にある液晶層の光透過率を制御することによってカラー画像が得られる。
【０００３】
スペーサーとして図１に示したような微粒子状のパール１１を分散させる場合には、当該パールは、ブラックマトリックス層６の背後であるか画素の背後であるかは関係なく、ランダムに分散する。パールが表示領域すなわち画素部に配置された場合、パールの部分をバックライトの光が透過し、また、パール周辺の液晶の配向が乱れ、表示画像の品位を著しく低下させる。そこで図２に示すように、パールを分散させるかわりに、カラーフィルターの内面側であってブラックマトリックス層６が形成されている位置と重り合う領域に、セルギャップに対応する高さを有する柱状スペーサー１２を形成することが行われるようになってきた。
【０００４】
上記の画素部７及びブラックマトリックス層６は、所定のパターンを有する着色層であり、いわゆる顔料分散法によって形成することができる。顔料分散法によれば、着色剤である顔料と、アルカリ可溶の光硬化性樹脂を含有する光硬化性着色組成物の塗工液を透明基板上に塗布し、得られた塗膜を所定のパターン状に露光して硬化させ、アルカリ現像することによって、微細パターンの着色層を形成することができる。
【０００５】
顔料分散法によって鮮明な色調と高い着色力を得るためには、顔料粒子を微細化するのが有効である。しかし、顔料を微細化し過ぎると、塗工液に調製した時の分散性及び分散安定性が悪くなり、顔料の凝集や粘度の上昇を招き易くなる。その結果、着色層に充分な鮮明性や着色力を付与できなくなる、着色層の透明性が悪くなる、塗工性が悪くなって塗膜を均一な厚さに形成し難くなる、或いは、ポットライフが短くなって取り扱いにくくなるなどの問題を生じる。
【０００６】
光硬化性着色組成物中に顔料と共に分散剤を配合することによって顔料の分散性を向上させることができる。しかし、光硬化性着色組成物中に分散剤を多量に添加すると、カラーフィルターを製造するための加熱工程において分散剤が黄変して輝度の低下を招いたり、アルカリ可溶の光硬化性樹脂の濃度が希釈されて感度低下、硬化不良、塗膜強度低下、現像性不足等の問題を生じる。従って、分散剤には、比較的少量でも顔料を充分に分散できるように、優れた分散性を有することが求められる。
【０００７】
カラーフィルター用の光硬化性着色組成物中に顔料を分散させるための分散剤として、種々のグラフトポリマーを用いる試みが行われている。特開平９−１４６２７２号公報には、グラフト部分に特定の酸性基を有するグラフトポリマーからなる分散剤、感放射線性化合物及び顔料を含有する感放射線性組成物が開示されている。特開平９−１７１２５２号公報には、エーテル型マクロモノマーによりグラフト部分が形成されたグラフトポリマーからなる分散剤、感放射線性化合物及び顔料を含有する感放射線性組成物が開示されている。特開平９−１７１２５３号公報には、ポリエステル型マクロモノマーによりグラフト部分が形成されたグラフトポリマーからなる分散剤、感放射線性化合物及び顔料を含有する感放射線性組成物が開示されている。
【０００８】
また、特開平１０−３３９９４９号公報には、主鎖部分に窒素原子を有するグラフトポリマーからなる分散剤、顔料、酸性基を有するバインダーポリマー及び多官能モノマーを含有する着色感光性組成物が開示されている。しかしながら、窒素含有基として環状イミド基は開示されておらず実施例に開示されたグラフトポリマーでは分散が困難な顔料も多い。
【０００９】
また、特表平１０−５０４４６号公報には、グラフト部分がポリエステルであり、主鎖部に環状イミドを含むグラフトポリマーの顔料分散剤が記載されている。しかし、グラフト部のポリエステルがポリカプロラクトンセグメントを含む場合、ポリカプロラクトンの融点が６０℃と低く、このグラフトポリマーを顔料分散剤として使用した着色コーティング組成物から形成する塗膜の硬度が低くなることがある。また、この特表平１０−５０４４６号に記載のグラフトポリマーは、着色コーティング組成物のバインダー成分としてアクリル系ポリマーを使用した場合に相溶性が不十分な場合がある。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記実状を鑑みて成し遂げられたものであり、その第一の目的は、溶剤中に当該溶剤に対して不溶性又は難溶性の顔料を良好に分散させることができる顔料分散剤を提供することにある。
【００１１】
本発明の第二の目的は、溶剤中に顔料を良好に分散させ得ると共に、コーティング組成物の光硬化性や硬化後被膜の強度、密着性、アルカリ現像性等にも優れた顔料分散剤を提供することにある。
【００１２】
本発明の第三の目的は、上記本発明に係る顔料分散剤又は顔料分散組成物を用いて、分散性の良好な着色コーティング組成物、その中でも特にカラーフィルターの細部を形成するための光硬化性着色組成物を提供することにある。
【００１３】
本発明の第四の目的は、上記本発明に係る光硬化性着色組成物を用いて画素部やブラックマトリックス等の着色層を形成したカラーフィルターを提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための本発明に係る顔料分散剤は、ＳＰ値が１１．０以上下記式１で表されるイミド基を有するモノマー単位を含有する第一セグメントとＳＰ値が９．５以下の第二セグメントとを備え、前記第一セグメント又は第二セグメントのうちの一方が主鎖を構成し、他方がグラフト部分を構成するグラフトポリマーからなることを特徴とする有機溶剤系の顔料分散剤である。
【００１５】
【化４】
【００１６】
（式中、Ｒ 1 は水素又はメチル基を表し、Ｒ 2 は、―［（Ｒ ４ ）ｍ―（ＯＲ ５ ）ｎ］―を表す。ここで、Ｒ 4 及びＲ 5 は炭素数１〜６のアルキレン基又は環状炭化水素基を表し、ランダムに配列していても良く、ｍは０又は１、ｎは０〜６の整数である。Ｒ 3 は下記式２ａ乃至２ｈのいずれかで表される基である。
【００１７】
【化５】
【００１８】
ここで、Ｒ 6 及びＲ 7 は、それぞれ独立した炭素数４以下のアルキル基であるか、又は、どちらか一方が水素原子で他方が炭素数４以下のアルキル基であるか、又は互いに一つとなって炭素−炭素結合のみからなる環状構造を形成する基である。Ｒ ８ は―ＣＨ ２ ―、―ＣＨ（ＣＨ ３ ）―、―Ｃ（ＣＨ ３ ） ２ ―、―ＣＨ ２ ＣＨ ２ ―、―ＣＨ＝ＣＨ―、又は、―ＣＨ ２ ＣＨ（ＣＨ ３ ）―を表す。Ｘは、―［Ｃ（＝Ｏ）］ｑ―、又は、―［Ｃ（＝Ｏ）―ＮＨ］ｒ―を表す。ｑ及びｒは０又は１である。）
【００１９】
上記第一セグメント及び第二セグメントのＳＰ値が上記範囲外である場合には、顔料を安定に分散させることができない。
【００２０】
このグラフトポリマーの第一セグメント、第二セグメントの一方は粒子吸着部として機能し、他方は溶剤に対して親和性の高い外殻形成部として機能する。しかも、第一セグメント又は第二セグメントの一方がグラフトポリマーの主鎖を構成し、かつ、他方がグラフト部分を構成し、ポリマー分子中における第一セグメントと第二セグメントの位置が明確に分かれているので、粒子表面にはグラフトポリマーが整然と吸着する。
【００２１】
従って、本発明に係る顔料分散剤を顔料と共に溶剤中に共存させると、顔料粒子の周囲に多量の立体障害部が形成され、顔料粒子相互の凝集が阻止され、顔料を良好に分散させることができる。
【００２２】
上記グラフトポリマーは、第一セグメント中にイミド基のような窒素原子含有基を有するため、粒子表面に対する第一セグメントの吸着性がさらに向上し、分散剤の吸着量を増加させて分散性を向上できる。同様の観点から、第一セグメントは、さらにピロリジノニル基、アミド基、又は、ピリジル基を含有することが好ましい。
【００２３】
上記グラフトポリマーの一形態としては、末端にエチレン性不飽和結合を有する重合性ポリマー及びエチレン性不飽和結合を有するモノマーからそれぞれ誘導される単位が連結した分子構造を有する共重合体であり、前記重合性ポリマーの骨格が、アルキル（メタ）アクリレート及び芳香族ビニル化合物の中から選ばれるモノマーを含む１種又は２種以上を重合させてなるポリマー構造のものがある。
【００２４】
前記第二セグメントの質量割合が５０〜９０質量％であることが好ましい。また、上記グラフトポリマーの第一セグメント及び／又は前記第二セグメントは酸性基を有していてもよい。第一又は第二セグメントに適量の酸性基を導入することによって、グラフトポリマーにアルカリ可溶性を付与することができる。
【００２５】
前記式１で表されるモノマー単位が、下記式６で表されるモノマー単位であることが特に好ましい。第一セグメントが式６で表されるモノマー単位を有する場合には、環状イミド基自体が光硬化反応により架橋結合を形成して架橋密度を向上させ、また、環状イミド基を保持しているアルキレン基が適度な長さであることから、グラフトポリマーの吸着性を向上させることができる。
【００２６】
【化６】
【００２７】
（式中、Ｒ9及びＲ10は、Ｒ6及びＲ7とそれぞれ同じであり、Ｒ11はＲ1と同じであり、Ｒ12は炭素数１〜６のアルキレン基である。）
次に、本発明に係る顔料分散組成物は、少なくとも、顔料、上記本発明に係る顔料分散剤、及び、ＳＰ値が８〜１０の有機溶剤を含有するものである。この顔料分散組成物は、顔料分散性に優れた塗工液を調製するための予備調製物として用いられる。顔料や顔料分散剤を、バインダー成分と共に希釈溶剤中に直接添加して混合すると、充分な分散性が得られない場合がある。これに対して、本発明に係る顔料分散組成物にバインダー成分や他の成分を混合するか、或いは、本発明に係る顔料分散組成物、バインダー成分、及び他の成分を固形分濃度を調節するための溶剤（希釈溶剤）に添加することによって、顔料分散性に優れた塗工液を容易に調製することができる。
【００２８】
上記顔料分散組成物の顔料としては、フタロシアニン系顔料又はキノフタロン系顔料が好ましく用いられる。
【００２９】
次に、本発明に係る着色コーティング組成物は、少なくとも、顔料、上記本発明に係る顔料分散剤、バインダー成分、及び、必要に応じて他の成分を含有するものである。この着色コーティング組成物は顔料分散性及び塗工適性に優れており、これを何らかの支持体に塗布して塗膜を形成し、乾燥させ、必要に応じて光や熱等により反応硬化させることによって、鮮明な色調と高い着色力を有する均一な着色塗膜を形成することができる。
【００３０】
上記着色コーティング組成物は、バインダー成分として光重合性モノマー及び／又はオリゴマーを含有すると共に、光重合開始剤を含有することが好ましい。かかる組成とすることによって、膜強度及び塗工適性に優れた光硬化性着色コーティング組成物が得られる。
【００３１】
さらに、上記光重合性モノマー及び／又はオリゴマーと共に、アルカリ可溶性バインダーポリマーを組み合わせて用いる場合には、成膜性、製版性、膜強度等の諸点において優れた塗膜が容易に得られる。
【００３２】
上記着色コーティング組成物の顔料としては、フタロシアニン系顔料又はキノフタロン系顔料が好ましく用いられる。
【００３３】
本発明に係る着色コーティング組成物は、カラーフィルターの着色層のような細部、特に画素やブラックマトリックスを形成するのに適しており、鮮明且つ着色濃度が高いカラーフィルター及び当該カラーフィルターを用いた高画質の液晶パネルが得られる。
【００３４】
【発明の実施の形態】
以下において本発明を詳しく説明する。なお、本明細書中において（メタ）アクリルはアクリル及びメタクリルを表し、（メタ）アクリレートはアクリレート及びメタクリレートを表し、（メタ）アクリロイルはアクリロイル及びメタクリロイルを表す。
【００３５】
先ず、本発明に係る顔料分散剤について説明する。本発明に係る顔料分散剤は、ＳＰ値（溶解度パラメータ）が１１．０以上の第一セグメントとＳＰ値が９．５以下の第二セグメントとを備え、前記第一セグメント又は第二セグメントのうちの一方が主鎖を構成し、他方がグラフト部分を構成するグラフトポリマーからなることを特徴とする、有機溶剤系の顔料分散剤である。
【００３６】
上記第一セグメント及び第二セグメントのＳＰ値が上記範囲外である場合には、顔料を安定に分散させることができない。
【００３７】
ＳＰ値は物質同士の相溶性、非相溶性を示す指標であり、混合される２つの物質間でＳＰ値の差が小さければ相溶性、溶解性が大きく、易溶性となり、一方、その差が大きければ相溶性、溶解性が小さく、難溶性乃至不溶性となる。
【００３８】
ＳＰ値の測定方法や計算方法は幾つかあるが、本発明においては、Michael M. Collman, John F. Graf, Paul C. Painter (Pensylvania State Univ.)が書いた、"Specific Interactions and the Miscibility of Polymer Blends" (1991), Technomic Publishing Co. Inc.に記載されている計算方法を用いる。但し、‐ＣＯＯＨ基と‐ＯＨ基については記載がないため、R. F. Fedorsが書いたPolymer Engineering and Science, 14(2), 147(1974)に記載の値を用いる。
【００３９】
有機溶剤中に顔料と共に本発明に係る顔料分散剤を共存させると、第一セグメントと第二セグメントのＳＰ値の差が大きいため、第一セグメント、第二セグメントの一方は溶剤に対して難溶性の粒子吸着部として機能し、他方は溶剤に対して親和性の高い外殻形成部として機能する。
【００４０】
しかも、第一セグメント、第二セグメントの一方がグラフトポリマーの主鎖を構成し、かつ、他方がグラフト部分を構成し、ポリマー分子中における第一セグメントと第二セグメントの位置が明確に分かれているので、粒子表面にはグラフトポリマーが整然と吸着し、顔料粒子の周囲には多量の立体障害部が形成される。その結果、溶剤中で顔料粒子同士が接近又は接触しても立体障害部の作用により反発し合って凝集が防止され、顔料の分散性が向上する。
【００４１】
特にＳＰ値が８〜１０の有機溶剤を本発明の顔料分散剤と共存させた場合、ＳＰ値１１．０以上の第一セグメントが顔料吸着部、ＳＰ値９．５以下の第二セグメントが立体障害部として機能する。
【００４２】
本発明のグラフトポリマーは、第一セグメント又は第二セグメントのいずれかが主鎖部分を構成し、他方がグラフト部分を構成していればよい。顔料吸着性の第一セグメントが主鎖を構成し、溶剤親和性の第二セグメントがグラフト部分を構成するグラフトポリマーを用いる場合には、図３に示すように主鎖が顔料表面に吸着し、グラフト部分が顔料粒子の周囲に立体障害部として機能する外殻を形成する。一方、顔料吸着性の第一セグメントがグラフト部分を構成し、溶剤親和性の第二セグメントが主鎖を構成するグラフトポリマーを用いる場合には、図４に示すようにグラフト部分が顔料表面に吸着し、主鎖が顔料粒子の周囲に外殻を形成し、その結果、グラフト部分の外側を主鎖で包み込んだ立体障害部が形成される。
【００４３】
上記したように、本発明の顔料分散剤として用いるグラフトポリマーは、第一セグメントと第二セグメントがそれぞれ主鎖及びグラフト部分に明確に振り分けられている限り、第一セグメントが主鎖を構成し、第二セグメントがグラフト部分を構成する構造をとるものであっても良いし、その逆に、第一セグメントがグラフト部分を構成し、第二セグメントが主鎖を構成する構造をとるものであっても良い。
【００４４】
しかしながら、顔料吸着性の第一セグメントが主鎖を構成し、溶剤親和性の第二セグメントがグラフト部分を構成するグラフトポリマーを用いるほうが好ましい。なぜなら、これとは逆に顔料吸着性の第一セグメントがグラフト部分を構成する場合には、一つのグラフトポリマー中の複数のグラフト部分が別々の顔料に吸着し、複数の顔料を結びつける役目を果たしてしまい、かえって分散を阻害する可能性があるからである。
【００４５】
第一セグメント及び第二セグメントのＳＰ値は、各セグメントのポリマー鎖を形成するモノマー単位を適切に選択し、必要に応じて２種以上のモノマー単位を適切な共重合比で組み合わせることによって調節できる。また、第一セグメント及び第二セグメントは、ＳＰ値を考慮して選ばれたモノマーと共に、ＳＰ値以外の物性や化学反応性を付加するモノマーを組み合わせて共重合させて形成してもよい。
【００４６】
特に本発明においては、第一セグメント及び第二セグメントが以下に例示するエチレン性不飽和結合を有するモノマーのうちから選ばれる少なくとも１種又は２種以上を（共）重合させたポリマー構造を有するのが好ましい。
【００４７】
エチレン性不飽和結合を有するモノマーとしては、（メタ）アクリル酸アルキルエステル（例、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、ｎ−ブチル（メタ）アクリレート及びｉ−ブチル（メタ）アクリレート）、（メタ）アクリル酸アルキルアリールエステル（例、ベンジル（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（例、ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート及びヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート）、グリシジル（メタ）アクリレート、カルボン酸ビニルエステル（例、酢酸ビニル及びプロピオン酸ビニル）、シアン化ビニル（例、（メタ）アクリロニトリル及びα−クロロアクリロニトリル）、芳香族ビニル化合物（例、スチレン、α−メチルスチレン及びビニルトルエン）、ビニル基含有複素環化合物（例、Ｎ−ビニルピロリドン、ビニルピリジン、ビニルイミダゾール）、不飽和カルボン酸（例、（メタ）アクリル酸、クロトン酸、マレイン酸、フマル酸）、不飽和カルボン酸アミノアルキルエステル（例、２−アミノエチル（メタ）アクリレート、２−ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレート）、不飽和アミド（例、（メタ）アクリルアミド、α−クロロアクリルアミド）等を例示することができる。
【００４８】
この場合、グラフトポリマー全体としては、末端にエチレン性不飽和結合を有する重合性ポリマーとエチレン性不飽和結合を有するモノマーからそれぞれ誘導される単位が連結した分子構造を有する共重合体となる。
【００４９】
第一セグメント及び第二セグメントが（メタ）アクリル系モノマー、又はスチレン（置換基を有していてもよい）から誘導される構成単位を主体として構成されるポリマー鎖である場合には、良好な耐熱性を有し、また、感光性、アルカリ可溶性或いはその他の官能基を導入しやすいという利点がある。
【００５０】
第一セグメントを構成するモノマーとしては、例えば、グリセロールモノメタクリレート［ホモポリマーのＳＰ値：１２．７（以下カッコ内は同様）］、ヒドロキシエチルアクリレート［１２．２］、ヒドロキシエチルメタクリレート［１１．３］、ヒドロキシプロピルアクリレート［１１．１］等のヒドロキシル基含有モノマー、アクリル酸［１２．６］、メタクリル酸［１１．１］等のカルボキシル基含有モノマー、ビニルフタルイミド［１４．２］、ビニルサクシンイミド［１３．９］、Ｎ‐フェニルマレイミド［１３．６］、１，２，３，６−テトラヒドロフタルイミドアクリレート［１３．３］、フタルイミドエチルアクリレート［１２．９］、３，４，５，６−テトラヒドロフタルイミドエチルアクリレート［１２．１］、ジメチルマレイミドエチルアクリレート［１１．７］、３，４，５，６−テトラヒドロフタルイミドプロピルアクリレート［１１．７］、３，４，５，６−テトラヒドロフタルイミドエチルメタアクリレート［１１．６］、ヘキサヒドロフタルイミドエチルアクリレート［１１．５］、３，４，５，６−テトラヒドロフタルイミドブチルアクリレート［１１．４］、３，４，５，６−テトラヒドロフタルイミドヘキシルアクリレート［１１．１］等のイミド基含有モノマー、Ｎ‐ビニルピロリドン等のピロリジノニル基含有モノマー、アクリルアミド［１４．５］、メタクリルアミド［１２．６］等のアミド基含有モノマー、Ｎ‐アクリル−２−オキサゾリドン［１４．０］等のオキサゾリドニル基含有モノマー等を用いることができる。ＳＰ値が１１．０以上のモノマーに、ＳＰ値が１１．０未満のモノマーを比較的少量だけ混合するのであれば、得られる共重合体のＳＰ値は１１．０以上となり得る。セグメントのＳＰ値が１１．０以上になるならば、ホモポリマーのＳＰ値が１１．０未満であるモノマー（例えば、アクリロイルモルフォリン［１０．９］、４‐ビニルピリジン［１０．３］、ベンジルメタクリレート［９．８］、ジメチルアクリルアミド［９．７］、ビニルアセトアミド［１０．５］、ジメチルアミノエチルメタクリレート［８．６］、アルキル（メタ）アクリレート等）を共重合しても構わない。
【００５１】
第二セグメントを構成するモノマーとしては、例えば、メチルメタクリレート［９．１］、ｎ‐ブチルメタクリレート［８．７］、２−エチルヘキシルメタクリレート［８．５］、エチルアクリレート［９．３］等の（メタ）アクリレートや、スチレン［９．５］等が挙げられる。ＳＰ値が９．５以下のモノマーに、ＳＰ値が９．５よりも大きいモノマーを比較的少量だけ混合するのであれば、得られる共重合体のＳＰ値は９．５以下となり得る。セグメントのＳＰ値が９．５以下になるならば、ホモポリマーのＳＰ値が９．５よりも大きいモノマー（例えば、メタクリル酸［１１．１］、アクリル酸［１２．６］、ヒドロキシエチルアクリレート［１２．２］、ヒドロキシエチルメタクリレート［１１．３］等）を共重合しても構わない。
【００５２】
（メタ）アクリル系モノマーは、良好な耐熱性を有しているので黄変を生じにくく、また、感光性、アルカリ可溶性或いはその他の官能基を導入しやすいという利点がある。
【００５３】
グラフトポリマーの第一セグメント及び／又は第二セグメントは、カルボキシル基、リン酸基、スルホン酸基、フェノール性水酸基等の酸性基、好ましくはカルボキシル基を有していてもよい。第一又は第二セグメントに適量の酸性基を導入することによって、グラフトポリマーにアルカリ可溶性を付与することができる。酸性基含有単位をグラフトポリマーの分子構造中に導入するモノマー（酸性基含有モノマー）としては、酸性基と共に、ポリマー鎖連結を形成するためのエチレン性不飽和結合を有する化合物を使用することができる。そのような酸性基含有モノマーとしては、（メタ）アクリル酸を例示することができる。また、ヒドロキシル基とエチレン性不飽和結合を有する化合物をモノマーとして用いてポリマーに導入後、ジカルボン酸無水物を反応させることによりポリマー中にカルボキシル基を導入することができる。
【００５４】
また、グラフトポリマーの第一セグメント及び／又は第二セグメント中にヒドロキシル基やカルボキシル基を導入しておくと、これらの官能基を足場としてグラフトポリマー上に（メタ）アクリロイルオキシアルキルイソシアネートに代表されるエチレン性不飽和結合含有イソシアネート化合物、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アルキル（メタ）アクリレートに代表されるエチレン性不飽和結合含有エポキシ化合物を付加し、エチレン性不飽和結合を導入することができる。このようなエチレン性不飽和結合を有するグラフトポリマーは重合反応性を有するので、これを反応硬化性のバインダー成分と混合する場合には、硬化感度を向上させることができる。
【００５５】
また、顔料吸着部となる第一セグメントは、ＳＰ値が１１．０以上に調節されていると共に窒素原子を含有するモノマー単位を有している場合には、一層優れた顔料吸着性を発揮する。窒素含有単位を形成し得る窒素原子含有モノマーとしては、ビニルフタルイミド、ビニルサクシンイミド、Ｎ‐フェニルマレイミド、フタルイミドエチル（メタ）アクリレート、テトラヒドロフタルイミドエチル（メタ）アクリレート、ジメチルマレイミドエチル（メタ）アクリレート等のイミド基含有モノマー、Ｎ‐ビニルピロリドン等のピロリジノニル基含有モノマー、メタクリルアミド、ビニルアセトアミド、ジメチルアクリルアミド等のアミド基含有モノマー、Ｎ‐アクリル−２−オキサゾリドン等のオキサゾリドニル基含有モノマー、アクリロイルモルフォリン等のモルホリノ基含有モノマー、４−ビニルピリジン等のピリジル基含有モノマー、ジメチルアミノエチルメタクリレート等のアミノ基含有モノマーが挙げられる。
【００５６】
第一セグメントは、これらの窒素含有単位の中でもイミド基、ピロリジノニル基、アミド基又はピリジル基を含有するモノマー単位を有することが好ましく、特に、下記式１で表される構造をもつ環状イミド基含有単位を有することが好ましい。
【００５７】
【化７】
【００５８】
（式中、Ｒ1は水素又はメチル基を表し、Ｒ2は、―［（Ｒ4）ｍ―（ＯＲ5）ｎ］―を表す。ここで、Ｒ4及びＲ5は炭素数１〜６のアルキレン基又は環状炭化水素基を表し、ランダムに配列していても良く、ｍは０又は１、ｎは０〜６の整数である。Ｒ3は下記式２ａ乃至２ｈのいずれかで表される基である。
【００５９】
【化８】
【００６０】
ここで、Ｒ6及びＲ7は、それぞれ独立した炭素数４以下のアルキル基であるか、又は、どちらか一方が水素原子で他方が炭素数４以下のアルキル基であるか、又は互いに一つとなって炭素−炭素結合のみからなる環状構造を形成する基である。Ｒ8は―ＣＨ2―、―ＣＨ（ＣＨ3）―、―Ｃ（ＣＨ3）2―、―ＣＨ2ＣＨ2―、―ＣＨ＝ＣＨ―、又は、―ＣＨ2ＣＨ（ＣＨ3）―を表す。Ｘは、―［Ｃ（＝Ｏ）］ｑ―、又は、―［Ｃ（＝Ｏ）―ＮＨ］ｒ―を表す。ｑ及びｒは０又は１である。）
第一セグメントの分子構造中に環状イミド基含有単位を導入するために使用されるモノマーとしては、環状イミド基と共に、ポリマー鎖連結を形成するためのエチレン性不飽和結合を有する下記式３で表される化合物を使用することができる。
【００６１】
【化９】
【００６２】
（式中、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3及びＸは、式１と同じである。）
上記式３で表される環状イミド基含有モノマーの具体例としては、以下のようなものを例示することができる。
【００６３】
【化１０】
【００６４】
【化１１】
【００６５】
本発明に係る顔料分散剤を用いて光硬化性のコーティング組成物を調製する場合には、環状イミド基含有単位が下記式４で表される環状イミド基を有していることが好ましい。
【００６６】
【化１２】
【００６７】
（式中、Ｒ9及びＲ10は、式１のＲ6及びＲ7とそれぞれ同じである。）
式４で表される環状イミド基は、バインダー成分のエチレン性不飽和結合と光重合反応を起こしたり、式４の環状イミド基同士で光二量化反応を起こすことにより架橋結合を形成するので、光硬化反応を促進させ、架橋密度を向上させることができる。
【００６８】
式４で表される環状イミド基の具体例としては、下記式式５ａ乃至式５ｃで表されるものが挙げられ、その中でも式５ｂの３，４，５，６−テトラヒドロフタルイミド環が好ましい。
【００６９】
【化１３】
【００７０】
式４で表される環状イミド基を有する構成単位の中でも、下記式６で表されるものが好ましい。
【００７１】
【化１４】
【００７２】
（式中、Ｒ9及びＲ10は、Ｒ6及びＲ7とそれぞれ同じであり、Ｒ11はＲ1と同じであり、Ｒ12は炭素数１〜６のアルキレン基である。）
式６で表される構成単位は、環状イミド基を保持しているアルキレン基Ｒ12が適度な長さであることから、当該環状イミド基が顔料粒子の表面に容易に接近し吸着できると共に、顔料に吸着するポリマーの空間的密度も高く、グラフトポリマーの吸着性を向上させることができる。
【００７３】
窒素含有基を有するモノマー単位は、第一セグメントを構成する全モノマー単位の合計量を基準とする仕込み量換算で３０〜１００質量％以上の割合で含有させることが好ましい。
【００７４】
また、第一セグメントが式４で表される環状イミド基を備える環状イミド基含有単位を含有している場合には、さらにアルコール性水酸基を備えた構成単位（アルコール性水酸基含有単位）を含有していてもよい。アルコール性水酸基は電子引き抜き効果により環状イミド基の光重合反応性を高める。これらのアルコール性水酸基含有単位は、第一又は第二セグメントのどちらに存在していても良いが、環状イミド基含有単位と共に第一セグメントに存在していることが好ましい。ポリマーの分子構造中にアルコール性水酸基含有単位を導入するためのモノマーとしては、アルコール性水酸基と共に、ポリマー鎖連結を形成するためのエチレン性不飽和結合を有する化合物を使用することができる。また、アルコール性水酸基は、環状イミド基含有単位中に含まれていてもよい。
【００７５】
アルコール性水酸基を導入するためのモノマーとしては、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、４−ヒドロキシブチル（メタ）アクリレート等のヒドロキシアルキル（メタ）アクリレートを例示することができる。
【００７６】
上記グラフトポリマーは、重合性ポリマー（マクロモノマー）末端のエチレン性不飽和結合と、モノマーのエチレン性不飽和結合とを重合させることにより形成できる。得られたグラフトポリマーの主鎖骨格は、重合性ポリマー末端のエチレン性不飽和結合とモノマーのエチレン性不飽和結合の重合によって成長したポリマー鎖によって形成され、グラフト部分は重合性ポリマーから誘導されたポリマー鎖によって形成される。
【００７７】
重合性ポリマーは、グラフトポリマーのグラフト部分を構成すべきポリマー鎖の部分と、その末端のエチレン性不飽和結合を有する基からなる。重合性ポリマーのポリマー鎖部分は、ＳＰ値が１１．０以上（すなわち第一セグメント）となるように又はＳＰ値が９．５以下（すなわち第二セグメント）となるように考慮して選ばれた１種又は２種以上のモノマーを単独重合或いは共重合させることによって形成できる。
【００７８】
一方、重合性ポリマー末端のエチレン性不飽和結合含有基としては、（メタ）アクリロイル基又はビニル基が好ましく、特に（メタ）アクリロイル基が好ましい。エチレン性不飽和結合を有する基は、重合性ポリマーの片末端にのみ有するのが好ましい。
【００７９】
重合性ポリマーを製造するには、リビング重合法や、連鎖移動剤を用いるラジカル重合法がよく知られている。ラジカル重合法の方が、モノマーの自由度が大きい点で利用しやすい。例えば、メルカプトプロピオン酸のような、カルボキシル基を有する連鎖移動剤の存在下でモノマーをラジカル重合することにより、片末端にカルボキシル基を有するポリマーが得られる。このポリマーにグリシジルメタクリレートを付加すると、片末端にメタクリロイル基を有するポリマー、すなわち重合性ポリマーが得られる。
【００８０】
上記重合性ポリマーと上記モノマーを溶剤中でラジカル重合させることにより、本発明の分散剤として用い得るグラフトポリマーを合成することができる。すなわち、ＳＰ値が９．５以下の重合性ポリマーと、ＳＰ値が１１．０以上となるように選ばれた１種又は２種以上のモノマーとをラジカル重合させることによって、主鎖部分が第一セグメント（ＳＰ値が１１．０以上）及びグラフト部分が第二セグメント（ＳＰ値が９．５以下）により構成されたグラフトポリマーが得られる。また、ＳＰ値が１１．０以上の重合性ポリマーと、ＳＰ値が９．５以下となるように選ばれた１種又は２種以上のモノマーとをラジカル重合させることによって、主鎖部分が第二セグメント（ＳＰ値が９．５以下）及びグラフト部分が第一セグメント（ＳＰ値が１１．０以上）により構成されたグラフトポリマーが得られる。
【００８１】
上記グラフトポリマーの中でも好ましいものとしては、主鎖部分が、ＳＰ値１１．０以上であるモノマーとして、ビニルフタルイミド［１４．２］、３，４，５，６−テトラヒドロフタルイミドエチルアクリレート［１２．１］、３，４，５，６−テトラヒドロフタルイミドプロピルアクリレート［１１．７］、３，４，５，６−テトラヒドロフタルイミドエチルメタクリレート［１１．６］等の環状イミド基含有モノマー、ビニルピロリドン［１１．９］等のピロリジノニル基含有モノマー、メタクリルアミド［１２．６］等のアミド含有モノマーの１種又は２種以上に、必要に応じて４−ビニルピリジン［１０．３］等のピリジル基含有モノマーを共重合させた（共）重合させた第一セグメントにより構成され、一方、グラフト部分が、アルキル（メタ）アクリレート及び芳香族ビニル化合物の中から選ばれるＳＰ値９．５以下であるモノマーの１種又は２種以上に、必要に応じて他のモノマーをさらに加えて（共）重合させたグラフト部分により構成された共重合組成をもつグラフトポリマーを例示できる。
【００８２】
重合性ポリマーとモノマーをラジカル重合させる際の溶剤としては一般的な有機溶剤が使用可能である。
【００８３】
例えば、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素類；メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類；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、プロピレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル等の（ポリ）アルキレングリコールモノアルキルエーテル類；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、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類；３−エトキシプロピオン酸エチル、酢酸エチル、酢酸ｎ−プロピル、酢酸ｎ−ブチル等の他のエステル類；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ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン等の他のエーテル類；エタノール、プロパノール、ブタノール、ヘキサノール、シクロヘキサノール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、グリセリン等のアルコール類、等が挙げられる。顔料分散性の点からは（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類、（ポリ）アルキレングリコールモノアルキルエーテル類が好ましい。
【００８４】
この合成反応には、一般的なアゾ系開始剤や、過酸化物系開始剤が使用可能であり、必要に応じて、２−メルカプタンエタノールやドデシルメルカプタン等の連鎖移動剤を使用し、重合温度は通常、５０〜２００℃とする。
【００８５】
このようにして得られたグラフトポリマーには、その後、必要に応じて、主鎖又はグラフト部分に残された官能基を足場として、エチレン性不飽和結合を導入することができる。
【００８６】
グラフトポリマー中の主鎖部分とグラフト部分のサイズ及び量的関係は分散性能に影響するので、適切な範囲に調節するのが好ましい。グラフトポリマー全体のゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）によるポリスチレン換算の重量平均分子量を５０００〜５００００に調節すると共に、グラフト部分を構成する重合性ポリマーのＧＰＣによるポリスチレン換算の数平均分子量を１０００〜１００００に調節することによって、分散性能を向上させることができる。
【００８７】
また、グラフトポリマー中に占める第二セグメントの質量割合は５０〜９０質量％の範囲が好ましい。第二セグメントの質量割合が５０質量％より少ないと、立体障害層となる第二セグメント量が少ないため顔料凝集を抑制しきれず、第二セグメントの質量割合が９０質量％より多いと、顔料に対する吸着部となる第一セグメントが少なく顔料分散性が悪化する。
【００８８】
このようなグラフトポリマーが顔料分散剤として用いることができ、特に、有機溶剤ベースの顔料分散組成物を調製するのに好適に用いられる。
【００８９】
次に、本発明に係る顔料分散組成物について説明する。本発明に係る顔料分散組成物は、少なくとも、顔料、上記本発明に係る顔料分散剤、及び、有機溶剤を含有するものである。
【００９０】
本発明に係る分散剤により分散させる顔料は特に限定されず、種々の有機又は無機顔料を用いることができる。有機顔料の具体例としては、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（Pigment）に分類されている化合物、すなわち、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挙げることができる。C.I.ピグメントイエロー１、C.I.ピグメントイエロー３、C.I.ピグメントイエロー１２、C.I.ピグメントイエロー１３、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、C.I.ピグメントイエロー１８５等のイエロー系ピグメント；C.I.ピグメントレッド１、C.I.ピグメントレッド２、C.I.ピグメントレッド３、C.I.ピグメントレッド１７７、C.I.ピグメントレッド２５４等のレッド系ピグメント；及び、C.I.ピグメントブルー１５、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１５：６等のブルー系ピグメント；C.I.ピグメントグリーン７、C.I.ピグメントグリーン３６等のグリーン系ピグメント；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２３：１９など。
【００９１】
また、前記無機顔料の具体例としては、酸化チタン、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、亜鉛華、硫酸鉛、黄色鉛、亜鉛黄、べんがら（赤色酸化鉄(III)）、カドミウム赤、群青、紺青、酸化クロム緑、コバルト緑、アンバー、チタンブラック、合成鉄黒、カーボンブラック等を挙げることができる。本発明において顔料は、単独でまたは２種以上を混合して使用することができる。
【００９２】
これらの顔料のなかでも、本発明に係る分散剤は、C.I.ピグメントブルー１５、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１５：６、C.I.ピグメントグリーン７、C.I.ピグメントグリーン３６等のフタロシアニン系顔料、或いは、C.I.ピグメントイエロー１３８等のキノフタロン系顔料に対して優れた分散性を付与することができる。本発明に係る分散剤として用いるグラフトポリマーの顔料吸着部である第一セグメントが窒素含有基を有する場合には、フタロシアニン系顔料及びキノフタロン系顔料の分散性が特に向上する。
【００９３】
上記顔料１００質量部に対して、本発明に係る顔料分散剤を通常は５〜１５０質量部、好ましくは２０〜８０質量部の割合で配合することによって、優れた顔料分散性が得られる。
【００９４】
また本発明に係る顔料分散剤は単独で使用できるが、他の分散剤と併用しても良い。その場合、本発明に係る顔料分散剤と他の分散剤（本発明に係る顔料分散剤／他の分散剤）との重量比が、一般に９９：１〜１０：９０の範囲、好ましくは９９：１〜３０：７０で使用される。
【００９５】
他の分散剤としては、ポリマー系としては、例えばポリアクリル酸等の不飽和カルボン酸の共重合体のアミン塩、アンモニウム塩又はアルキルアミン塩類；ポリウレタン類；不飽和ポリアミド類；ポリシロキサン類；長鎖ポリアミノアミドリン酸塩類；ポリ（低級アルキレンイミン）と遊離カルボキシル基含有ポリエステルとの反応により得られるアミドやそれらの塩類等を挙げることができ、商品名では、Disperbyk−１０１、−１３０、−１４０、−１６０、−１６１、−１６２、−１６３、−１６４、−１６５、−１６６、−１７０、−１７１、−１８２、−２０００、−２００１（ビックケミー・ジャパン（株）製）、ＥＦＫＡ−４７、−４８、−４９、−１００、同−４００、−４５０（EFKA CHEMICALS社製）、ソルスパース12000、13240、17000、20000、24000ＧＲ、27000（ゼネカ（株）製）、アジスパーＰＢ７１１、８２１、８２２（味の素ファインテクノ（株）製）等を挙げることができる。また、前記以外の分散剤としては、ポリオキシエチレンアルキルエーテル類；ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル類；ポリエチレングリコールジエステル類；ソルビタン脂肪酸エステル類；脂肪酸変性ポリエステル類；３級アミン変性ポリウレタン類；ポリエチレンイミン類を挙げることができる。
【００９６】
顔料分散組成物を調製するための溶剤（分散溶剤）としては、有機溶剤が好ましく用いられる。有機溶剤としては、後述する着色コーティング組成物を調製するために希釈溶剤として用いられる有機溶剤を用いることができる。有機溶剤としてはＳＰ値が８〜１０の範囲の有機溶剤が好ましく、例として以下の溶剤が挙げられる。シクロヘキサン［８．０］、酢酸ブチル［８．５］、酢酸エチル［８．７］、トルエン［８．９］、キシレン［８．９］、メチルエチルケトン［９．１］、アセトン［９．４］、ジオキサン［９．４］、メトキシブチルアセテート［８．６］、ジエチレングリコールジメチルエーテル［８．６］、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート［８．７］、エトキシプロピオン酸エチル［８．８］、３−メトキシ−１−ブタノール［９．６］、シクロヘキサノン［９．９］。なかでも、メトキシブチルアセテート［８．６］、ジエチレングリコールジメチルエーテル［８．6］、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート［８．７］を用いるのが特に好ましい。
【００９７】
また、顔料分散のための有機溶剤は水を全く又は少量しか含有していないことが好ましく、具体的には、その含水量は１０質量％未満が好ましく、５質量％未満がさらに好ましく、実質的に０質量％であることが理想的である。
【００９８】
上記分散溶剤は、顔料１００質量部に対して通常は１００〜１０００質量部、好ましくは２００〜９００質量部の割合で用いる。
【００９９】
本発明にかかる顔料分散組成物は、上記の顔料、顔料分散剤、及び、必要に応じてその他の成分を、任意の順序で溶剤に混合し、ニーダー、ロールミル、アトライタ、スーパーミル、ディゾルバ、ホモミキサー、サンドミル等の公知の分散機を用いて分散させることによって調製することができる。具体的には、分散剤を溶解させた溶液に顔料を添加した後、ボールミル又はビーズを分散メディアとして用いる各種のサンドミル例えばダイノミルを用いて分散を行う方法、顔料と分散剤を二本ロール等を用いてよく混練し、その後得られたチップに溶剤を加えてさらにサンドミルで分散を行う方法などを例示することができる。
【０１００】
このようにして、顔料粒子の分散性に優れた顔料分散組成物が得られる。この顔料分散組成物は、顔料分散性に優れた塗工液を調製するための予備調製物として用いられる。顔料や顔料分散剤を、バインダー成分と共に希釈溶剤中に直接添加して混合すると、充分な分散性が得られない場合がある。これに対して、本発明に係る顔料分散組成物にバインダー成分や他の成分を混合するか、或いは、本発明に係る顔料分散組成物、バインダー成分、及び他の成分を固形分濃度を調節するための溶剤（希釈溶剤）に添加することによって、顔料分散性に優れた塗工液を容易に調製することができる。本発明に係る顔料分散組成物を用いて得られた塗工液は、インキや塗料等の様々な分野で着色塗膜を形成することができるが、特に、カラーフィルターの画素やブラックマトリックスのような着色層等を形成するのに好適に用いることができる。
【０１０１】
次に、本発明に係る着色コーティング組成物について説明する。本発明に係る着色コーティング組成物は、少なくとも、顔料、上記本発明に係る顔料分散剤、バインダー成分、及び、必要に応じて他の成分を含有することを特徴とするものであり、これらの各成分が溶剤に溶解又は分散されていればよい。
【０１０２】
本発明に係る着色コーティング組成物に配合される顔料としては、上述した顔料分散組成物に配合できるものと同じものを用いることができ、顔料と顔料分散剤の配合割合も顔料分散組成物を調製する場合と同様に、顔料１００質量部に対して、本発明に係る分散剤を通常は５〜１５０質量部、好ましくは２０〜８０質量部の割合で配合することによって、優れた顔料分散性が得られる。
【０１０３】
バインダー成分は、本発明に係る着色コーティング組成物に成膜性や被塗工面に対する密着性を付与するための成分である。バインダー成分としては、重合性又は非重合性のバインダーポリマー、及び、重合性のモノマー及び／又はオリゴマーを用いることができる。
【０１０４】
バインダー成分のうち、バインダーポリマーは既に分子量が大きいので、成膜性や製版性を付与するのに大きく貢献する。バインダーポリマーは重合性のものでも非重合性のものでも使用できるが、重合性バインダーポリマーを用いる方が好ましい。重合性バインダーポリマーを用いる場合には、塗膜を反応硬化させて膜強度を上げることができる。カルボキシル基やリン酸基等の酸性基を有するアルカリ可溶性バインダーポリマーをバインダー成分として用いる場合には、塗膜をアルカリ現像することができる。
【０１０５】
バインダー成分のうち、重合性のモノマー及びオリゴマーは塗膜中の架橋密度を高めて膜強度を向上させる効果があるほか、分子量が小さいので流動性が高い成分であり、コーティング組成物の塗工適性を向上させる効果もある。また、バインダー成分として液状の重合性モノマー及び／又はオリゴマーを比較的多量に用いる場合には、モノマー及びオリゴマーが希釈溶剤として機能し、溶剤を用いなくても他の固形成分を溶解又は分散させることが可能であり、溶剤を含有していない液状のコーティング組成物を調製することも可能である。
【０１０６】
バインダー成分として、一分子中に２個以上の重合性基を有する多官能の重合性バインダーポリマー、モノマー又はオリゴマーを用いる場合には高い架橋密度が得られ、十分な硬化性を示すので好ましい。
【０１０７】
バインダー成分の重合性基の反応形式は特に限定されず、例えば、反応エネルギーの点では光重合又は熱重合のいずれに属するものであってもよいし、活性種の点ではラジカル重合、カチオン重合、アニオン重合のいずれに属するものであってもよい。具体的には、バインダー成分が重合性基としてエチレン性不飽和結合を有する場合には光ラジカル重合及び熱ラジカル重合が可能であり、バインダー成分が重合性官能基としてエポキシ基を有する場合には熱硬化及び光カチオン重合が可能である。
【０１０８】
ここで、非重合性バインダーポリマーとしては、例えば一般のフェノール樹脂、アルキド樹脂、ビニル樹脂、ポリアミド樹脂、アクリル樹脂等が挙げられる。具体的には以下のエチレン性不飽和モノマーの１種または２種以上からなる（共）重合体を挙げることができる。
【０１０９】
アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、α−クロルアクリル酸、エタクリル酸、けい皮酸等の不飽和モノカルボン酸類；マレイン酸、無水マレイン酸、フマル酸等の不飽和ジカルボン酸（無水物）類；こはく酸モノ（２−アクリロイルオキシエチル）、フタル酸モノ（２−アクリロイルオキシエチル）等のカルボキシル基含有不飽和モノマー。
【０１１０】
スチレン、α−メチルスチレン、ｐ−メトキシスチレン等の芳香族ビニル化合物；メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、ｎ−プロピル（メタ）アクリレート、ｉ−プロピル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、アリル（メタ）アクリレート、フェニル（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、ベンジル（メタ）アクリレート、２−メトキシエチル（メタ）アクリレート、イソボルニル（メタ）アクリレート、ジシクロペンタジエニル（メタ）アクリレート等の不飽和カルボン酸エステル類；２−アミノエチル（メタ）アクリレート等の不飽和カルボン酸アミノアルキルエステル類；酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル、安息香酸ビニル等のカルボン酸ビニルエステル類；ビニルメチルエーテル等の不飽和エーテル類；アクリルアミド、メタクリルアミド、マレイミド、Ｎ−フェニルマレイミド、Ｎ−シクロヘキシルマレイミド等の不飽和アミドあるいは不飽和イミド類；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、ポリシリコーン等の重合体分子鎖の末端にモノアクリロイル基あるいはモノメタクリロイル基を有するマクロモノマー類等。
【０１１１】
より具体的には、メタクリル酸／ベンジルメタクリレート共重合体、メタクリル酸／ベンジルメタクリレート／スチレン共重合体、ベンジルメタクリレート／スチレン共重合体、ベンジルメタクリレートマクロモノマー／スチレン共重合体、ベンジルメタクリレート／スチレンマクロモノマー共重合体などを例示することができる。
【０１１２】
アルカリ可溶性バインダーポリマーとしては、前記カルボキシル基含有不飽和モノマーと他の共重合可能なエチレン性不飽和モノマーとからなるモノマー混合物の共重合体が好ましく、例えば、上記具体例のうち、メタクリル酸／ベンジルメタクリレート共重合体、及び、メタクリル酸／ベンジルメタクリレート／スチレン共重合体を挙げることができる。
【０１１３】
また、光重合性のバインダー成分としては、エチレン性不飽和結合を含有するモノマー、オリゴマー又はポリマーが好ましく用いられる。光ラジカル重合性基としてのエチレン性不飽和結合を有するバインダー成分は、可視光、又は、紫外線や電子線のような電離放射線、その他の放射線の照射により直接、又は開始剤の作用を受けて間接的に重合反応を生じるものであり、パターン露光による選択的硬化と有機溶剤又はアルカリ液による現像により、精密なパターンを容易に形成できるので好ましく用いられる。
【０１１４】
エチレン性不飽和結合を含有するモノマー又はオリゴマーとして具体的には、次のような多官能アクリレート系のモノマー又はオリゴマー、すなわち、エチレングリコール、プロピレングリコール等のアルキレングリコールの（メタ）アクリレート類；ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等のポリアルキレングリコールの（メタ）アクリレート類；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等の３価以上の多価アルコールのポリ（メタ）アクリレート類や、それらのジカルボン酸変性物；ポリエステル、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、アルキド樹脂、シリコーン樹脂、スピラン樹脂等のオリゴ（メタ）アクリレート類；両末端ヒドロキシポリ−１，３−ブタジエン、両末端ヒドロキシポリイソプレン、両末端ヒドロキシポリカプロラクトン等の両末端ヒドロキシル化重合体のジ（メタ）アクリレート類のほか、トリス〔２−（メタ）アクリロイロキシエチル〕フォスフェート等を挙げることができる。
【０１１５】
さらに具体的には、エチレングリコール（メタ）アクリレート、ジエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、プロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、ジプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ポリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、ヘキサンジ（メタ）アクリレート、ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート、グリセリンジ（メタ）アクリレート、グリセリントリ（メタ）アクリレート、グリセリンテトラ（メタ）アクリレート、テトラトリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、１，４−ブタンジオ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、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトール（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート等を例示することができる。
【０１１６】
これらのうち、３価以上の多価アルコールのポリ（メタ）アクリレート類やそれらのジカルボン酸変性物が好ましく、具体的には、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート等を例示できる。
【０１１７】
エチレン性不飽和結合を含有するポリマーとしては、カルボキシル基やヒドロキシル基等の官能基を有する非重合性ポリマーに、（メタ）アクリロイルオキシアルキルイソシアネートに代表されるエチレン性不飽和結合含有イソシアネート化合物、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アルキル（メタ）アクリレートに代表されるエチレン性不飽和結合含有エポキシ化合物を付加させてエチレン性不飽和結合を導入した共重合体を用いることができる。
【０１１８】
エチレン性不飽和結合を含有するバインダー成分の中でもアルカリ可溶性のものとしては、（メタ）アクリル酸等のカルボキシル基を有するアクリル系モノマーを単量体単位として用いた共重合体が好ましく用いられる。
【０１１９】
上記のバインダー成分は、夫々単独で用いても良いし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【０１２０】
バインダー成分として光重合性モノマー及び／又はオリゴマーを含有すると共に、光重合開始剤をさらに含有することが好ましい。かかる組成とすることによって、膜強度及び塗工適性に優れた光硬化性着色コーティング組成物が得られる。さらに、重合性又は非重合性のバインダーポリマーと重合性のモノマー及び／又はオリゴマーを組み合わせて用いる場合には、成膜性、製版性、膜強度等の諸点において優れた塗膜が容易に得られる。
【０１２１】
光重合性バインダー成分は、着色コーティング組成物の全固形分中の１０〜５０質量％であることが好ましい。
【０１２２】
エチレン性不飽和結合を有する光硬化性バインダー成分を用いる場合には、通常、光ラジカル重合開始剤を添加する。
【０１２３】
光ラジカル開始剤としては、例えば、ビイミダゾール系化合物、ベンゾイン系化合物、アセトフェノン系化合物、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、キサントン系化合物、チオキサントン系化合物、トリアジン系化合物、ケタール系化合物、アゾ系化合物、過酸化物、２，３−ジアルキルジオン系化合物、ジスルフィド系化合物、チウラム化合物類、フルオロアミン系化合物などが用いられる。
【０１２４】
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'−テトラキス（４−エトキシカルボニルフェニル）−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'−テトラキス（４−エトキシカルボニルフェニル）−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'−テトラキス（４−エトキシカルボニルフェニル）−１，２'−ビイミダゾール、２，２'−ビス（２−ブロモフェニル）−４，４'，５，５'−テトラキス（４−エトキシカルボニルフェニル）−１，２'−ビイミダゾール、２，２'−ビス（２，４−ジブロモフェニル）−４，４'，５，５'−テトラキス（４−エトキシカルボニルフェニル）−１，２'−ビイミダゾール、２，２'−ビス（２，４，６−トリブロモフェニル）−４，４'，５，５'−テトラキス（４−エトキシカルボニルフェニル）−１，２'−ビイミダゾール、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、２，２'−ビス（２−ブロモフェニル）−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−ジブロモフェニル）−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−トリブロモフェニル）−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。
【０１２５】
開始剤としてビイミダゾール系化合物を用いる場合、下記する水素供与体を併用することが、感度をさらに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、メルカプタン系化合物、アミン系化合物等が好ましい。前記メルカプタン系化合物は、ベンゼン環あるいは複素環を母核とし、該母核に直接結合したメルカプト基を１個以上、好ましくは１〜３個、さらに好ましくは１〜２個有する化合物（以下「メルカプタン系水素供与体」という。）からなる。このようなメルカプタン系水素供与体の具体例としては、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、２−メルカプトベンゾイミダゾール、２，５−ジメルカプト−１，３，４−チアジアゾール、２−メルカプト−２，５−ジメチルアミノピリジン等が挙げることができる。これらのメルカプタン系水素供与体のうち、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が好ましい。
【０１２６】
また、前記アミン系化合物は、ベンゼン環あるいは複素環を母核とし、該母核に直接結合したアミノ基を１個以上、好ましくは１〜３個、さらに好ましくは１〜２個有する化合物（以下「アミン系水素供与体」という。）からなる。このようなアミン系水素供与体の具体例としては、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、エチル−４−ジメチルアミノベンゾエート、ｉ−プロピル−４−ジメチルアミノベンゾエート、４−ジメチルアミノ安息香酸、４−ジメチルアミノベンゾニトリル等が挙げることができる。
【０１２７】
水素供与体は、単独でまたは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、形成された画素が現像時に基板から脱落し難く、また画素強度および感度も高い点で好ましい。また、メルカプト基とアミノ基とを同時に有する水素供与体も好適に使用できる。
【０１２８】
前記ベンゾイン系化合物の具体例としては、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインｉ−プロピルエーテル、ベンゾインｉ−ブチルエーテル、２−ベンゾイル安息香酸メチル等を挙げることができる。
【０１２９】
前記アセトフェノン系化合物の具体例としては、、１−（４−ドデシルフェニル）−２−ヒドロキシ−２−メチルプロパン−１−オン、２，２−ジメトキシ−２−フェニルアセトフェノン、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−オン、１−（４'−ｉ−プロピルフェニル）−２−ヒドロキシ−２−メチルプロパン−１−オン、４−（２'−ヒドロキシエトキシ）フェニル（２−ヒドロキシ−２−プロピル）ケトン、２，２−ジメトキシアセトフェノン、２，２−ジエトキシアセトフェノン、２−メチル−１−（４'−メチルチオフェニル）−２−モルフォリノプロパン−１−オン、２−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、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、２，２−ジメトキシ−１，２−ジフェニルエタン−１−オン等を挙げることができる。
【０１３０】
前記ベンゾフェノン系化合物の具体例としては、ベンジルジメチルケトン、ベンゾフェノン、４，４'−ビス（ジメチルアミノ）ベンゾフェノン、４，４'−ビス（ジエチルアミノ）ベンゾフェノン等を挙げることができる。
【０１３１】
前記α−ジケトン系化合物の具体例としては、ジアセチル、ジベンゾイル、メチルベンゾイルホルメート等を挙げることができる。
【０１３２】
前記多核キノン系化合物の具体例としては、アントラキノン、２−エチルアントラキノン、２−ｔ−ブチルアントラキノン、１，４−ナフトキノン等を挙げることができる。
【０１３３】
前記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、２，４−ジエチルチオキサントン、２−クロロチオキサントン等を挙げることができる。
【０１３４】
前記トリアジン系化合物の具体例としては、１，３，５−トリス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、１，３−ビス（トリクロロメチル）−５−（２'−クロロフェニル）−ｓ−トリアジン、１，３−ビス（トリクロロメチル）−５−（４'−クロロフェニル）−ｓ−トリアジン、１，３−ビス（トリクロロメチル）−５−（２'−メトキシフェニル）−ｓ−トリアジン、１，３−ビス（トリクロロメチル）−５−（４'−メトキシフェニル）−ｓ−トリアジン、２−（２'−フリルエチリデン）−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２−（４'−メトキシスチリル）−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２−（３'，４'−ジメトキシスチリル）−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２−（４'−メトキシナフチル）−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２−（２'−ブロモ−４'−メチルフェニル）−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２−（２'−チオフェニルエチリデン）−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン等を挙げることができる。
【０１３５】
これらのうちでも、１−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン、２−ベンジル−２−ジメチルアミノ−１−（４’−モルフォリノフェニル）ブタン−１−オン、及び、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−オンは、少量でも電離放射線の照射による重合反応を開始し促進するので、本発明において好ましく用いられる。これらは、いずれか一方を単独で、又は、両方を組み合わせて用いることができる。
【０１３６】
光ラジカル重合開始剤を用いる場合には、バインダー成分１００質量部に対して、光ラジカル重合開始剤を通常は１〜２００質量部の割合で配合する。
【０１３７】
また、熱重合性のバインダー成分としてはエポキシ樹脂が好ましく、例えば、次に示すようなエチレン性不飽和結合とエポキシ基を含有するモノマーの１種または２種以上を重合させた単独重合体または共重合体を用いることができる：アクリル酸グリシジル、メタクリル酸グリシジル、α−エチルアクリル酸グリシジル、α−ｎ−プロピルアクリル酸グリシジル、α−ｎ−ブチルアクリル酸グリシジル、アクリル酸−３，４−エポキシブチル、メタクリル酸−３，４−エポキシブチル、メタクリル酸−４，５−エポキシペンチル、アクリル酸−６，７−エポキシヘプチル、メタクリル酸−６，７−エポキシヘプチル、α−エチルアクリル酸−６，７−エポキシヘプチルなどの（メタ）アクリレート類；ｏ−ビニルフェニルグリシジルエーテル、ｍ−ビニルフェニルグリシジルエーテル、ｐ−ビニルフェニルグリシジルエーテル、ｏ−ビニルベンジルグリシジルエーテル、ｍ−ビニルベンジルグリシジルエーテル、ｐ−ビニルベンジルグリシジルエーテルなどのビニルグリシジルエーテル類；２，３−ジグリシジルオキシスチレン、３，４−ジグリシジルオキシスチレン、２，４−ジグリシジルオキシスチレン、３，５−ジグリシジルオキシスチレン、２，６−ジグリシジルオキシスチレン、５−ビニルピロガロールトリグリシジルエーテル、４−ビニルピロガロールトリグリシジルエーテル、ビニルフロログリシノールトリグリシジルエーテル、２，３−ジヒドロキシメチルスチレンジグリシジルエーテル、３，４−ジヒドロキシメチルスチレンジグリシジルエーテル、２，４−ジヒドロキシメチルスチレンジグリシジルエーテル、３，５−ジヒドロキシメチルスチレンジグリシジルエーテル、２，６−ジヒドロキシメチルスチレンジグリシジルエーテル、２，３，４−トリヒドロキシメチルスチレントリグリシジルエーテル、及び、１，３，５−トリヒドロキシメチルスチレントリグリシジルエーテル。
【０１３８】
エポキシ樹脂は市販品の中から選択、入手することも可能であり、例えば、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂としてエピコート１００１、１００２、１００３、１００４、１００７、１００９、１０１０（油化シェル製）など、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂としてエピコート８０７（油化シェル製）など、フェノールノボラック型エポキシ樹脂としてＥＰＰＮ２０１、２０２（日本化薬製）、エピコート１５４（油化シェル製）など、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂としてＥＯＣＮ１０２、１０３Ｓ、１０４Ｓ、１０２０、１０２５、１０２７（日本化薬製）、エピコート１８０Ｓ（油化シェル製）などを例示できる。
【０１３９】
バインダー成分としてエポキシ樹脂を用いる場合には、通常、全固形分中の１０〜５０質量％程度の割合とする。
【０１４０】
エポキシ樹脂と組み合わされる硬化剤としては、多価カルボン酸無水物または多価カルボン酸を用いることができる。
【０１４１】
多価カルボン酸無水物の具体例としては、無水フタル酸、無水イタコン酸、無水コハク酸、無水シトラコン酸、無水ドデセニルコハク酸、無水トリカルバリル酸、無水マレイン酸、無水ヘキサヒドロフタル酸、無水ジメチルテトラヒドロフタル酸、無水ハイミック酸、無水ナジン酸などの脂肪族または脂環族ジカルボン酸無水物；１，２，３，４−ブタンテトラカルボン酸二無水物、シクロペンタンテトラカルボン酸二無水物などの脂肪族多価カルボン酸二無水物；無水ピロメリット酸、無水トリメリット酸、無水ベンゾフェノンテトラカルボン酸などの芳香族多価カルボン酸無水物；エチレングリコールビストリメリテイト、グリセリントリストリメリテイトなどのエステル基含有酸無水物を挙げることができ、特に好ましくは、芳香族多価カルボン酸無水物を挙げることができる。また、市販のカルボン酸無水物からなるエポキシ樹脂硬化剤も好適に用いることができる。
【０１４２】
また、本発明に用いられる多価カルボン酸の具体例としては、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ブタンテトラカルボン酸、マレイン酸、イタコン酸などの脂肪族多価カルボン酸；ヘキサヒドロフタル酸、１，２−シクロヘキサンジカルボン酸、１，２，４−シクロヘキサントリカルボン酸、シクロペンタンテトラカルボン酸などの脂肪族多価カルボン酸、およびフタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ピロメリット酸、トリメリット酸、１，４，５，８−ナフタレンテトラカルボン酸、ベンゾフェノンテトラカルボン酸などの芳香族多価カルボン酸を挙げることができ、好ましくは芳香族多価カルボン酸を挙げることができる。
【０１４３】
これら多価カルボン酸無水物および多価カルボン酸は、１種単独でも２種以上の混合でも用いることができる。硬化剤の配合量は、エポキシ樹脂１００質量部当たり、通常は１〜１００質量部の範囲とする。
【０１４４】
本発明に係る着色コーティング組成物は、必須成分として、上記顔料、分散剤及びバインダー成分を含有するが、さらに必要に応じて、塗工液に調製するための溶剤、重合開始剤、増感剤、硬化剤、紫外線遮断剤、紫外線吸収剤、表面調整剤（レベリング剤）、或いは、その他の成分を配合しても良い。
【０１４５】
着色コーティング組成物のバインダー成分として液状のモノマー及び／又はオリゴマーを比較的多量に用いる場合には、当該モノマー及び／又はオリゴマーが液状媒体としても機能し得るので、溶剤を用いなくても固形成分を溶解、分散、又は希釈して塗工液の状態に調製できる場合がある。従って、本発明において溶剤は必ずしも必要ではないが、固形成分を溶解分散し、濃度を調整して、塗工適性に優れた塗工液を調製するために溶剤（希釈溶剤）を使用する場合が多い。
【０１４６】
予備調製物である顔料分散組成物を調製するための分散溶剤は、顔料分散性だけを考慮して選択できるが、着色コーティング組成物を調製するための希釈溶剤は、顔料分散性と共に、バインダー成分や重合開始剤の溶解性又は分散性、分散溶剤との相溶性、塗工の均一性、塗工後の易乾燥性等を考慮して選択する必要がある。希釈溶剤としては、例えば、メチルアルコール、エチルアルコール、Ｎ−プロピルアルコール、ｉ−プロピルアルコールなどのアルコール系溶剤；メトキシアルコール、エトキシアルコールなどのセロソルブ系溶剤；メトキシエトキシエタノール、エトキシエトキシエタノールなどのカルビトール系溶剤；酢酸エチル、酢酸ブチル、メトキシプロピオン酸メチル、エトキシプロピオン酸エチル、乳酸エチルなどのエステル系溶剤；アセトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノンなどのケトン系溶剤；メトキシエチルアセテート、エトキシエチルアセテート、エチルセロソルブアセテートなどのセロソルブアセテート系溶剤；メトキシエトキシエチルアセテート、エトキシエトキシエチルアセテートなどのカルビトールアセテート系溶剤；ジエチルエーテル、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ジメチルエーテル、テトラヒドロフランなどのエーテル系溶剤；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−メチルピロリドンなどの非プロトン性アミド溶剤；γ−ブチロラクトンなどのラクトン系溶剤；ベンゼン、トルエン、キシレン、ナフタレンなどの不飽和炭化水素系溶剤；Ｎ−ヘプタン、Ｎ−ヘキサン、Ｎ−オクタンなどの飽和炭化水素系溶剤などの有機溶剤を例示することができる。
【０１４７】
これらの溶剤の中では、メトキシエチルアセテート、エトキシエチルアセテート、エチルセロソルブアセテートなどのセロソルブアセテート系溶剤；メトキシエトキシエチルアセテート、エトキシエトキシエチルアセテートなどのカルビトールアセテート系溶剤；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ジメチルエーテル、プロピレングリコールジエチルエーテルなどのエーテル系溶剤；メトキシプロピオン酸メチル、エトキシプロピオン酸エチル、乳酸エチルなどのエステル系溶剤が特に好適に用いられる。
【０１４８】
特に好ましくは、酢酸−３−メトキシブチル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールジメチルエーテル又はこれらを混合したものを使用することができる。
【０１４９】
希釈のための有機溶剤は、分散溶剤と同様に、ＳＰ値が８〜１０の範囲のものを用いるのが特に好ましい。また、希釈のための有機溶剤は、分散溶剤と同様に、水を全く又は少量しか含有していないことが好ましく、具体的には、その含水量は１０質量％未満が好ましく、５質量％未満がさらに好ましく、実質的に０質量％であることが理想的である。
【０１５０】
このような希釈溶剤を用いて、固形分濃度を１０〜７０質量％に調節することによって、塗工適性に優れた着色コーティング組成物が得られる。なお、本発明において固形分とは、希釈溶剤及び分散溶剤を除く全ての配合成分のことであり、液状のモノマーやオリゴマーも希釈溶剤又は分散溶剤で溶解又は分散すべき固形分に含まれる。
【０１５１】
本発明に係る着色コーティング組成物は、顔料、分散剤等の配合成分を、液状媒体としても機能するバインダー成分である液状モノマー及び／又はオリゴマーに混合するか、又は、これらの配合成分を希釈溶剤に直接混合し、公知の分散機を用いて分散させることによって調製しても良い。しかし、全ての配合成分を単純に混合するだけの方法や、全ての配合成分を希釈溶剤に直接投入して分散させる方法では、顔料を充分に分散させることができない場合がある。また、全ての配合成分を希釈溶剤に直接混合して分散させる方法を行うためには、顔料分散性に優れていて分散溶剤として適していると同時に、バインダー成分の溶解性や易乾燥性にも優れていて希釈溶剤としても適している溶剤を選択する必要があるが、そのような溶剤を選択することは必ずしも容易でない。
【０１５２】
これに対して、上述した本発明に係る顔料分散組成物を用いる方法によれば、顔料分散性に優れた着色コーティング組成物を容易に得ることができる。この方法では、顔料と分散剤を分散溶剤に混合、分散させることにより、本発明に係る顔料分散組成物を予め調製する。一方、これとは別に、バインダー成分、重合開始剤及び他の成分を希釈溶剤に混合し、溶解又は分散させることにより、クリアレジスト液を調製する。そして、得られた顔料分散組成物とクリアレジスト液を混合し、必要に応じて分散処理を行うことによって、顔料分散性に優れた着色コーティング組成物が容易に得られる。この方法によれば、分散溶剤及び希釈溶剤を別々に選択できるので、溶剤選択の幅も広がる。
【０１５３】
このようにして得られた本発明に係る着色コーティング組成物は顔料分散性及び塗工適性に優れており、これを何らかの支持体に塗布して塗膜を形成し、乾燥させ、必要に応じて光や熱等により反応硬化させることによって、鮮明な色調と高い着色力を有する均一な着色塗膜を形成することができる。得られた着色塗膜は、バインダー成分の乾燥固化又は反応硬化によって形成されたバインダー中に顔料が均一に分散された構造を有している。
【０１５４】
光硬化性バインダー成分を含有する着色コーティング組成物を用いる場合には、当該着色コーティング組成物を支持体に塗布して塗膜を形成し、乾燥させた後、当該塗膜に光線を照射することにより、塗膜中のバインダー成分を重合させて架橋結合のネットワークを形成し、塗膜を硬化させることができる。
【０１５５】
特に、本発明の着色コーティング組成物に光重合性バインダー成分を用いると共に、分散剤として第一セグメント上に式４で表される環状イミド基を有するグラフトポリマーを組み合わせて用い、好ましくは光重合開始剤をさらに添加する場合には、光照射を行う時に、光重合性バインダー成分が重合するだけでなく、第一セグメント上の環状イミド基が光重合性バインダー成分と重合したり、環状イミド基同士で二量化反応を起こすので、光硬化反応が促進して硬化スピードが速くなり、架橋密度が高くなって塗膜の硬度、強度、密着性等の物性が向上する。
【０１５６】
硬化反応に用いる光線としては、紫外線や電離放射線のような放射線又は可視光の中から、バインダー成分の重合反応を引き起こす波長を有するものを適宜選んで用いる。硬化に必要な照射エネルギーは、通常、１０〜５００ｍJ／ｃｍ2程度である。
【０１５７】
このような光硬化性の着色コーティング組成物の塗膜に、光線を所定のパターン状に照射することにより塗膜の一部を選択的に硬化させた後、有機溶剤やアルカリ液で現像することにより、所定パターンの着色塗膜が得られる。塗膜の表面にレーザー光を照射するか、又は、マスクを介して光線を照射することによって、塗膜の所定位置を選択的に露光、硬化させることができる。また、カルボキシル基のような酸性基を有する光硬化性バインダー成分を用いる場合には、アルカリ現像が可能であり、有機溶剤を用いて現像する場合と比べて環境衛生上好ましい。
【０１５８】
本発明に係る着色コーティング組成物は、特に、カラーフィルターの着色層、すなわち、画素やブラックマトリックスを形成するのに適している。
【０１５９】
カラーフィルターは、透明基板に所定のパターンで形成されたブラックマトリックスと、当該ブラックマトリックス上に所定のパターンで形成した画素部と、当該画素部を覆うように形成された保護膜を備えている。保護膜上に必要に応じて液晶駆動用の透明電極が形成される場合もある。また、ブラックマトリックス層が形成された領域に合わせて、透明電極板上若しくは画素部上若しくは保護膜上に柱状スペーサーが形成される場合もある。
【０１６０】
画素部は赤色パターン、緑色パターン及び青色パターンがモザイク型、ストライプ型、トライアングル型、４画素配置型等の所望の形態で配列されてなり、ブラックマトリックスは各着色パターンの間及び画素部形成領域の外側の所定領域に設けられている。画素部は様々な方法で形成できるが、上記本発明に係る着色コーティング組成物を用いて顔料分散法により形成するのが好ましい。すなわち、光硬化性バインダー成分を含有する着色コーティング組成物を透明基板の一面側に塗布し、紫外線等の光線を所定のパターン状に照射し、アルカリ現像後、クリーンオーブン等で加熱してポストベークすることにより画素部を形成できる。画素部は、通常、１〜３μｍ程度の厚さに形成する。
【０１６１】
ブラックマトリックスは、顔料分散法、印刷法、クロム蒸着等、種々の方法により形成されるが、画素部と同様に、上記本発明に係る着色コーティング組成物を用いる顔料分散法により形成することも可能である。この場合、黒色顔料と光硬化性バインダー成分を含有する着色コーティング組成物を調製し、画素部を形成するのと同様にして選択的露光と現像を行うことで、ブラックマトリックスが得られる。この方法においては、ブラックマトリックスを通常、０．８〜１．５μｍ程度の厚さに形成する。
【０１６２】
保護膜は、光又は熱硬化性を有する透明樹脂組成物の塗工液を、保護膜用塗工液としては、例えば特開２００１−１０６７６５号公報に記載の硬化性樹脂組成物が挙げられる。硬化性樹脂組成物の塗工膜は、フォトマスクを介して紫外線を照射することにより露光され、アルカリ現像後、クリーンオーブン等でポストベークされて保護膜となる。
【０１６３】
保護膜上の透明電極は、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ）等、およびそれらの合金等を用いて、スパッタリング法、真空蒸着法、ＣＶＤ法等の一般的な方法により形成され、必要に応じてフォトレジストを用いたエッチング又は治具の使用により所定のパターンとしたものである。この透明電極の厚みは２０〜５００ｎｍ程度、好ましくは１００〜３００ｎｍ程度とすることできる。
【０１６４】
透明電極上の柱状スペーサーも、上記特開２００１−１０６７６５の硬化性樹脂組成物をスピンコーター、ロールコーター、スプレイ、印刷等の方法により塗布し、フォトマスクを介する紫外線照射により露光し、アルカリ現像後、クリーンオーブン等でポストベークすることにより形成できる。柱状スペーサーは、例えば、５μｍ程度の高さに形成される。
【０１６５】
このようにして製造されたカラーフィルターの内面側に配向膜を形成し、電極基板と対向させ、間隙部に液晶を満たして密封することにより、液晶パネルが得られる。
【０１６６】
なお、本発明に係るカラーフィルターを液晶表示装置用カラーフィルターを代表例として説明したが、本発明は、他方式の表示装置用のカラーフィルター、例えばＥＬ（エレクトロルミネッセンス）デバイスのカラーフィルターにも適用可能である。ＥＬデバイスは、ＲＧＢ各色のＥＬ素子をマトリックス状に配列し、各色の発光を制御すればフルカラー表示可能であるが、ＥＬ素子の光取り出し側（鑑賞者側）にカラーフィルターを配置することにより、発色光を変調させて表示性能を向上させることができ、またカラーフィルターがＥＬ素子を外部光から保護して長寿命化に貢献する等の効果も得られる。
【０１６７】
【実施例】
Ａ．参考例
下記参考例において、枝部マクロモノマーを合成した。
【０１６８】
（参考例１）：ＭＭＡ系マクロモノマーの合成
メルカプトプロピオン酸（ＭＰＡ）１質量部、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡ）５０質量部、メチルメタクリレート（ＭＭＡ）３０質量部、を反応フラスコに仕込んだ。この混合物を９３℃に加熱・攪拌した後、窒素気流下で、一方の供給口よりアゾビスメチルイソブチロニトリル（ＡＢＮ−Ｅ）１．０質量部、ＰＧＭＥＡ５０質量部の混合液を４時間かけて、他方の供給口よりＭＭＡ７０質量部、ＭＰＡ２質量部の混合液を２時間かけて連続供給し、重合した。その後、さらに４時間加熱して計８時間で重合を完結した。酸価０．１３８ｍｅｑ／ｇで片末端にカルボキシル基を有するポリマーを得た。
【０１６９】
空気バブリングに切り替えて、引き続き、グリシジルメタクリレート（ＧＭＡ）４．４２質量部（酸分に対し１１０モル％）、メトキシフェノール（ＭＱ）０．０５質量部、ジメチルベンジルアミン（ＤＭＢＡ）３質量部、ＰＧＭＥＡ１０質量部を仕込み、１１０℃で８時間、加熱攪拌した。酸価０．００２ｍｅｑ／ｇとなり、カルボキシル基の反応率が９８％以上であることが確認され、片末端にＧＭＡが付加したＰＭＭＡマクロモノマーが得られた。数平均分子量（Ｍｎ）＝３，０００、重量平均分子量（Ｍｗ）＝６，３００であった。この溶液にＰＧＭＥＡを加えて固形分５０質量％に調整した。
【０１７０】
（参考例２）：ＥＨＭＡ系カルボキシル基含有マクロモノマーの合成
参考例１のＭＭＡ３０質量部を、２−エチルヘキシルメタクリレート（ＥＨＭＡ）２８質量部とヒドロキシエチルメタクリレート（ＨＥＭＡ）２質量部に置き換えた。また連続供給するＭＭＡ７０質量部をＥＨＭＡ質量部４２質量部とＨＥＭＡ１２質量部に置き換えた。その他は参考例１と同様にして、片末端にＧＭＡが付加したマクロモノマーが得られた。
【０１７１】
さらにこのマクロモノマー液に無水コハク酸１０．７質量部を加え、１１０℃で３時間攪拌した。無水コハク酸はマクロモノマーと反応して、セグメント中にカルボキシル基が導入された。得られたマクロモノマーは、数平均分子量（Ｍｎ）＝３，１００、重量平均分子量（Ｍｗ）＝６，２００であった。この溶液にＰＧＭＥＡを加えて固形分５０質量％に調整した。
【０１７２】
（参考比較例１）：ＭＭＡ系カルボキシル基含有マクロモノマーの合成
参考例１のＭＭＡ３０質量部を、ＭＭＡ３０質量部とヒドロキシエチルメタクリレート（ＨＥＭＡ）３質量部に置き換えた。また連続供給するＭＭＡ７０質量部をＭＭＡ４０質量部とＨＥＭＡ１７質量部に置き換えた。その他は参考例１と同様にして、片末端にＧＭＡが付加したマクロモノマーが得られた。
【０１７３】
さらにこのマクロモノマー液に無水コハク酸１５．２質量部を加え、１１０℃で３時間攪拌した。無水コハク酸はマクロモノマーと反応して、セグメント中にカルボキシル基が導入された。得られたマクロモノマーは、数平均分子量（Ｍｎ）＝３，１００、重量平均分子量（Ｍｗ）＝６，３００であった。この溶液にＰＧＭＥＡを加えて固形分５０質量％に調整した。
【０１７４】
Ｂ．合成例
下記合成例及び合成比較例において、グラフトポリマーを合成した。各合成例の仕込み量を第１表、第２表にまとめた。
【０１７５】
（合成例１）
参考例１のマクロモノマー溶液３０質量部、メルカプトエタノール０．５質量部、ＰＧＭＥＡ４０質量部、ビニルフタルイミド２０質量部、４−ビニルピリジン１０質量部を反応フラスコに仕込んだ。この混合物を、８５℃に加熱・攪拌し、窒素気流下で、供給口より、参考例１のマクロモノマー溶液１１０質量部、ＡＢＮ−Ｅ０．３質量部、メルカプトエタノール０．５質量部、ＰＧＭＥＡ１２０質量部の混合液を２時間かけて供給した。続けてＡＢＮ−Ｅ０．４質量部、ＰＧＭＥＡ２０質量部の混合液を１時間かけて供給した。その後、さらに２時間加熱して計５時間で重合を完結した。得られたグラフトポリマー溶液は透明液であった。また重量平均分子量は、１０，２００であった。最後にＰＧＭＥＡを加えて固形分２０質量％に調整した。
【０１７６】
また、幹セグメントのＳＰ値は１２．６と計算され、枝セグメントのＳＰ値は９．１と計算された。
【０１７７】
（合成例２〜７）
第１表の仕込み量に従い、合成例１と同様に重合を行い、得られた重合液にＰＧＭＥＡを加えて固形分２０質量％に濃度調整した。
【０１７８】
（合成比較例１〜３）
第２表の仕込み量に従い、合成例１と同様に重合を行い、重合液にＰＧＭＥＡを加えて固形分２０質量％に濃度調整した。
【０１７９】
【表１】
【０１８０】
【表２】
【０１８１】
＊１：ＴＨＰＩ−ＡＡ（３，４，５，６−テトラヒドロフタルイミドエチルアクリレート）
＊２：連続仕込み１を２時間かけて供給後、連続仕込み２を２時間かけて供給する。
＊３：マクロモノマー溶液の固形分濃度は５０質量％である。
＊４：比較例のグラフトポリマーの幹部及び枝部については、ＳＰ値が１１．０以上であるか或いは９．５以上であるかに拘わらず、幹部及び枝部のうちＳＰ値が大きい方を第一セグメントとし、ＳＰ値が小さい方を第二セグメントとした。
【０１８２】
Ｃ．実施例
下記合成例で得られたグラフトポリマーを用いて顔料分散組成物、着色コーティング組成物、及び、カラーフィルターを作製し、評価した。
【０１８３】
（実施例１）：緑色顔料分散組成物の調製
分散剤として合成例１で得られたグラフトポリマー溶液を含む下記成分を混合し、直径０．３ｍｍのジルコニアビーズを用いビーズミルで、１時間分散して、緑色顔料組成物１を作製した。
＜緑色顔料分散組成物１の組成＞
・Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン３６： １５質量部
・合成例１のグラフトポリマー溶液（固形分２０質量％）： ３０質量部
・ＰＧＭＥＡ： ５５質量部
（実施例２〜７）：緑色顔料分散組成物の調製
実施例１において、前記合成例１のグラフトポリマー溶液を合成例２〜７のグラフトポリマー溶液に変更したこと以外は実施例１と同様にして緑色顔料分散組成物２〜６を作製した。
（実施例８）：黄色顔料分散組成物の調製
実施例１において、配合成分を下記組成に変更したこと以外は実施例１と同様にして、分散剤として合成例１で得られたグラフトポリマー溶液を用いた黄色顔料分散組成物１を作製した。
＜黄色顔料分散組成物１の組成＞
・Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー １３８： １０質量部
・合成例１のグラフトポリマー溶液（固形分２０質量％）： ３０質量部
・ＰＧＭＥＡ： ６０質量部
（実施例９〜１３）：黄色顔料分散組成物の調製
実施例８において、前記合成例１のグラフトポリマー溶液を合成例２〜６のグラフトポリマー溶液に変更したこと以外は実施例８と同様にして黄色顔料組成物２〜６を作製した。
【０１８４】
（実施例１４）：青色顔料分散組成物の調製
実施例１において、配合成分を下記組成に変更したこと以外は実施例１と同様にして、分散剤として合成例４で得られたグラフトポリマー溶液を用いた青色顔料分散組成物４を作製した。
＜青色顔料分散組成物１の組成＞
・Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン１５：６： １５質量部
・合成例４のグラフトポリマー溶液（固形分２０質量％）： ３０質量部
・ＰＧＭＥＡ： ５５質量部
（実施例１５）：青色顔料分散組成物の調製
実施例１４において、前記合成例４のグラフトポリマー溶液を合成例６のグラフトポリマー溶液に変更したこと以外は実施例１４と同様にして青色顔料組成物６を作製した。
【０１８５】
（比較例１）
実施例１において、前記合成例１のグラフトポリマー溶液を合成比較例１のグラフトポリマー溶液に変更したこと以外は実施例１と同様にして緑色顔料組成物Ｃ１を作製した。
【０１８６】
（比較例２〜３）
実施例１において、前記合成例１のグラフトポリマー溶液を合成比較例２〜３のグラフトポリマー溶液に変更したこと以外は実施例１と同様にして緑色顔料組成物Ｃ２〜Ｃ３を作製した。
【０１８７】
（比較例４）
実施例８において、前記合成例１のグラフトポリマー溶液を合成比較例１のグラフトポリマー溶液に変更したこと以外は実施例８と同様にして黄色顔料組成物Ｃ１を作製した。
【０１８８】
（比較例５）
実施例８において、前記合成例１のグラフトポリマー溶液を合成比較例２のグラフトポリマー溶液に変更したこと以外は実施例８と同様にして黄色顔料組成物Ｃ２を作製した。
【０１８９】
（比較例６）
実施例１４において、前記合成例４のグラフトポリマー溶液を合成比較例１のグラフトポリマー溶液に変更したこと以外は実施例１４と同様にして青色顔料組成物Ｃ１を作製した。
【０１９０】
（比較例７）
実施例１４において、前記合成例４のグラフトポリマー溶液を合成比較例２のグラフトポリマー溶液に変更したこと以外は実施例１４と同様にして青色顔料組成物Ｃ２を作製した。
【０１９１】
（顔料分散組成物の評価）
実施例１〜１５及び比較例１〜７で得られた各顔料分散液を希釈し、粒度分析計（日機装（株）製マイクロトラック９３４０ＵＰＡ）にて分散液中の顔料の５０％粒子径を測定し、分散能を評価した。結果を第３表に示す。
【０１９２】
【表３】
【０１９３】
（実施例１６）：着色コーティング組成物の作製
下記成分を室温で攪拌、混合し、着色コーティング組成物１を調製した。
＜着色コーティング組成物１の組成＞
・実施例１の緑色顔料分散組成物１： ３０．０質量部
・実施例８の黄色顔料分散組成物１： ３０．０質量部
・メタクリル酸／ベンジルメタクリレート重合体（モル比：３０／７０、重量平均分子量：２万、固形分４０質量％のＰＧＭＥＡ溶液）：１６．０質量部
・ジペンタエリスリトールペンタアクリレート：４．０質量部
・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：２．０質量部
・２，２’−ビス（ｏ−クロロフェニル）−４，５，４'、５’−テトラフェニル−１，２’−ビイミダゾール：１．０質量部
・シクロヘキサノン：１７．０質量部
（実施例１７〜２１、比較例８〜９）
実施例１６において、実施例１の緑色顔料分散組成物１及び実施例８の黄色顔料分散組成物１を、第５表に示す緑色及び黄色顔料分散組成物に変更した以外は実施例１６と同様にして、着色コーティング組成物２〜６、Ｃ１〜Ｃ２を作製した。
【０１９４】
（着色コーティング組成物の評価）
実施例１６〜２１及び比較例８〜９で得られた着色コーティング組成物について、塗膜のコントラスト、感度（最低硬化露光量）及び現像性（最短抜け時間）を評価した。試験方法を以下に説明すると共に、評価結果を第４表に示す。
【０１９５】
（１）塗膜のコントラスト
ガラス基板上に着色コーティング組成物をスピンコーターで塗布（膜厚１．５μｍ）した後、９０℃で３分間ホットプレートにより乾燥した（膜厚１．５μｍ）。次いで、得られた塗膜に超高圧水銀ランプを用いて８０ｍＪ／ｃｍ2まで紫外線を照射した。次いで、当該塗膜を０．０５質量％水酸化カリウム水溶液中で現像し、２００℃のクリーンオーブン内で３０分間加熱を行い硬化膜を作製した。
【０１９６】
得られた硬化膜サンプルを２枚の偏光板の間に置き、偏光軸が平行の時と垂直の時の透過光量をそれぞれ測定し、その比をコントラスト比とした。
【０１９７】
（２）感度の評価
１０ｃｍ画のガラス基板上に、各実施例又は比較例で得られた着色コーティング組成物をスピンコーター（ＭＩＫＡＳＡ製、形式１Ｈ−ＤＸ２）により、塗布、乾燥した。この塗布膜をホットプレート上で９０℃、３分間加熱した。加熱後、塗布膜から１００μｍの距離にフォトマスクを配置して２．０ｋＷの超高圧水銀ランプを装着したＵＶアライナー（大日本スクリーン製、形式ＭＡ １２００）によって２０〜１００ｍＪ／ｃｍ2の強度（４０５ｎｍ照度換算）で紫外線を照射した。
【０１９８】
紫外線の照射後、寸法が約１ｍｍ×３ｍｍの矩形状に塗布膜を削り取ってガラス基板を部分的に露出させ、触針式表面粗度測定装置（日本アネルバ（株）製、Ｄｅｋｔａｋ １６００）により各照射領域の膜厚を測定し、現像前膜厚とした。
【０１９９】
次いで、塗布膜の露光部に０．０５質量％の水酸化カリウム水溶液をスピン現像機（Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｒｏｃｅｓｓ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＩＮＫ、ＭＯＤＥＬ：９１５）にて６０秒間散布し、未露光部を溶解、除去し、残った露光部を純水で６０秒間水洗することにより現像した。現像後、露光部の膜をクリーンオーブン（忍足研究所（株）製、ＳＣＯＶ−２５０ Ｈｙ−Ｓｏ）により、２００℃で３０分間加熱した。そして、得られた膜の膜厚を、前述したのと同じ方法で測定し、最終硬化後膜厚とした。
【０２００】
このようにして測定された現像前膜厚と最終硬化後膜厚とから次式に従って、残膜率を計算した。
【０２０１】
残膜率（％）＝（最終硬化後膜厚（μｍ）÷現像前膜厚（μｍ））×１００
一方、リファレンス残膜率を、次のようにして決定した。先ず、塗布膜の全面に１００ｍＪ／ｃｍ2の強度で露光したこと以外はサンプルと同じ方法で、着色コーティング組成物の完全露光膜厚を測定した。次に、１００ｍＪ／ｃｍ2露光した塗布膜を現像はせずに、サンプルと同じ方法で加熱だけした後、得られた膜の膜厚を前述したのと同じ方法で測定し、現像工程無しの最終膜厚とした。そして、測定された完全露光膜厚と現像工程無しの最終膜厚とから次式に従って、リファレンス残膜率を計算した。
【０２０２】
リファレンス残膜率（％）＝（現像工程無しの最終膜厚（μｍ）÷完全露光膜厚（μｍ））×１００
このようにして算出された残膜率が誤差範囲１％としてリファレンス残膜率と等しくなった最も小さい露光量を、着色コーティング組成物の最低露光量と決定した。
【０２０３】
（３）現像性の評価
ガラス基板上に着色コーティング組成物をスピンコーターで塗布した後、８０℃で３分間ホットプレートに乾燥した（膜厚２μｍ）。次いで、得られた塗膜を０．０５質量％水酸化カリウム水溶液中で現像し、当該塗膜が現像液により溶解し始める時間を最短現像時間（最短抜け時間）として決定した。
【０２０４】
【表４】
【０２０５】
【発明の効果】
以上に述べたように、本発明に係る顔料分散剤は、ＳＰ値（溶解度パラメータ）が１１．０以上の第一セグメントとＳＰ値が９．５以下の第二セグメントとを備え、前記第一セグメント又は第二セグメントのうちの一方が主鎖を構成し、他方がグラフト部分を構成するグラフトポリマーからなる有機溶剤系の顔料分散剤である。ＳＰ値が８〜１０の有機溶媒中では、このグラフトポリマーの第一セグメントは粒子吸着部として機能し、第二セグメントは溶剤に対して親和性の大きい外殻形成部として機能する。しかも、粒子吸着部として機能する第一セグメント又は外殻形成部として機能する第二セグメントの一方がグラフトポリマーの主鎖を構成し、且つ、他方がグラフト部分を構成し、グラフトポリマー分子中における第一セグメントと第二セグメントの位置が明確に分かれているので、粒子表面にはグラフトポリマーが整然と吸着する。
【０２０６】
従って、本発明に係る顔料分散剤を顔料と共に溶剤中に共存させると、顔料粒子の周囲に多量の立体障害部が形成され、顔料粒子相互の凝集が阻止され、顔料を良好に分散させることができる。
【０２０７】
粒子吸着部である第一セグメントがイミド基、ピロリジノニル基、アミド基又はピリジル基等の窒素原子含有基を有する場合には、顔料表面に対する第一セグメントの吸着性がさらに向上するので、分散剤の吸着量を増加させて分散性を向上できる。
【０２０８】
特に、本発明に係る顔料分散剤を用いて光硬化性のコーティング組成物を調製する場合には、第一セグメントが窒素含有基として式４で表される環状イミド基を有していることが好ましく、当該式４の環状イミド基自体が光硬化反応により架橋結合を形成して架橋密度を向上させる。
【０２０９】
また、式４で表される環状イミド基を有するモノマー単位の中でも、下記式６で表されるモノマー単位は、環状イミド基を保持しているアルキレン基が適度な長さであることから、グラフトポリマーの吸着性を向上させることができる。
【０２１０】
次に、本発明に係る顔料分散組成物は、少なくとも、顔料、上記本発明に係る顔料分散剤、及び、ＳＰ値が８〜１０の有機溶剤を含有するものである。この顔料分散組成物は、顔料分散性に優れた塗工液を調製するための予備調製物として用いられる。顔料や顔料分散剤を、バインダー成分と共に希釈溶剤中に直接添加して混合すると、充分な分散性が得られない場合がある。これに対して、本発明に係る顔料分散組成物にバインダー成分や他の成分を混合するか、或いは、本発明に係る顔料分散組成物、バインダー成分、及び他の成分を固形分濃度を調節するための溶剤（希釈溶剤）に添加することによって、顔料分散性に優れた塗工液を容易に調製することができる。本発明に係る顔料分散組成物を用いて得られた塗工液は、様々な分野で着色塗膜を形成することができるが、特に、カラーフィルターの画素やブラックマトリックスのような着色層等を形成するのに好適に用いることができる。
【０２１１】
次に、本発明に係る着色コーティング組成物は、少なくとも、顔料、上記本発明に係る顔料分散剤、バインダー成分、及び、必要に応じて他の成分を含有するものである。この着色コーティング組成物は顔料分散性及び塗工適性に優れており、これを何らかの支持体に塗布して塗膜を形成し、乾燥させ、必要に応じて光や熱等により反応硬化させることによって、鮮明な色調と高い着色力を有する均一な着色塗膜を形成することができる。
【０２１２】
光硬化性バインダー成分を含有する着色コーティング組成物を用いる場合には、当該着色コーティング組成物を支持体に塗布して塗膜を形成し、乾燥し、所定パターン状に光線を照射し、有機溶剤やアルカリ液で現像することにより、所定パターンの着色塗膜が得られる。また、カルボキシル基のような酸性基を有する光硬化性バインダー成分を用いる場合には、アルカリ現像が可能であり、有機溶剤を用いて現像する場合と比べて環境衛生上好ましい。
【０２１３】
本発明に係る着色コーティング組成物は、種々の着色塗膜を形成するのに利用できるが、特に、カラーフィルターの着色層、すなわち、画素やブラックマトリックス等の細部を形成するのに適しており、鮮明且つ着色濃度が高いカラーフィルター及び当該カラーフィルターを用いた高画質の液晶パネルが得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】液晶パネルの一例についての模式的断面図である。
【図２】液晶パネルの別の例についての模式的断面図である。
【図３】第一セグメントが主鎖を構成し、第二セグメントがグラフト部分を構成するグラフトポリマーからなる分散剤が顔料表面に吸着した状態を模式的に示す図である。
【図４】第一セグメントがグラフト部分を構成し、第二セグメントが主鎖を構成するグラフトポリマーからなる分散剤が顔料表面に吸着した状態を模式的に示す図である。
【符号の説明】
１…カラーフィルター
２…電極基板
３…間隙部
４…シール材
５…透明基板
６…ブラックマトリックス層
７（７Ｒ、７Ｇ、７Ｂ）…着色層
８…保護膜
９…透明電極膜
１０…配向膜
１１…パール
１２…柱状スペーサー
【発明の属する技術分野】
本発明は、顔料分散剤、当該顔料分散剤を用いて調製した顔料分散組成物及び光硬化性着色組成物、及び、当該光硬化性着色組成物を用いて作製したカラーフィルターに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、パーソナルコンピューターなどのフラットディスプレーとして、カラー液晶表示装置が急速に普及してきている。一般にカラー液晶表示装置（１０１）は、図１に示すように、カラーフィルター１とＴＦＴ基板等の電極基板２とを対向させて１〜１０μｍ程度の間隙部３を設け、当該間隙部３内に液晶化合物Ｌを充填し、その周囲をシール材４で密封した構造をとっている。カラーフィルター１は、透明基板５上に、画素間の境界部を遮光するために所定のパターンに形成されたブラックマトリックス層６と、各画素を形成するために複数の色（通常、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３原則）を所定順序に配列した画素部７と、保護膜８と、透明電極膜９とが、透明基板に近い側からこの順に積層された構造をとっている。また、カラーフィルター１及びこれと対向する電極基板２の内面側には配向膜１０が設けられる。さらに間隙部３には、カラーフィルター１と電極基板２の間のセルギャップを一定且つ均一に維持するために、スペーサーとして一定粒子径を有するパール１１が分散されている。そして、各色に着色された画素それぞれ又はカラーフィルターの背後にある液晶層の光透過率を制御することによってカラー画像が得られる。
【０００３】
スペーサーとして図１に示したような微粒子状のパール１１を分散させる場合には、当該パールは、ブラックマトリックス層６の背後であるか画素の背後であるかは関係なく、ランダムに分散する。パールが表示領域すなわち画素部に配置された場合、パールの部分をバックライトの光が透過し、また、パール周辺の液晶の配向が乱れ、表示画像の品位を著しく低下させる。そこで図２に示すように、パールを分散させるかわりに、カラーフィルターの内面側であってブラックマトリックス層６が形成されている位置と重り合う領域に、セルギャップに対応する高さを有する柱状スペーサー１２を形成することが行われるようになってきた。
【０００４】
上記の画素部７及びブラックマトリックス層６は、所定のパターンを有する着色層であり、いわゆる顔料分散法によって形成することができる。顔料分散法によれば、着色剤である顔料と、アルカリ可溶の光硬化性樹脂を含有する光硬化性着色組成物の塗工液を透明基板上に塗布し、得られた塗膜を所定のパターン状に露光して硬化させ、アルカリ現像することによって、微細パターンの着色層を形成することができる。
【０００５】
顔料分散法によって鮮明な色調と高い着色力を得るためには、顔料粒子を微細化するのが有効である。しかし、顔料を微細化し過ぎると、塗工液に調製した時の分散性及び分散安定性が悪くなり、顔料の凝集や粘度の上昇を招き易くなる。その結果、着色層に充分な鮮明性や着色力を付与できなくなる、着色層の透明性が悪くなる、塗工性が悪くなって塗膜を均一な厚さに形成し難くなる、或いは、ポットライフが短くなって取り扱いにくくなるなどの問題を生じる。
【０００６】
光硬化性着色組成物中に顔料と共に分散剤を配合することによって顔料の分散性を向上させることができる。しかし、光硬化性着色組成物中に分散剤を多量に添加すると、カラーフィルターを製造するための加熱工程において分散剤が黄変して輝度の低下を招いたり、アルカリ可溶の光硬化性樹脂の濃度が希釈されて感度低下、硬化不良、塗膜強度低下、現像性不足等の問題を生じる。従って、分散剤には、比較的少量でも顔料を充分に分散できるように、優れた分散性を有することが求められる。
【０００７】
カラーフィルター用の光硬化性着色組成物中に顔料を分散させるための分散剤として、種々のグラフトポリマーを用いる試みが行われている。特開平９−１４６２７２号公報には、グラフト部分に特定の酸性基を有するグラフトポリマーからなる分散剤、感放射線性化合物及び顔料を含有する感放射線性組成物が開示されている。特開平９−１７１２５２号公報には、エーテル型マクロモノマーによりグラフト部分が形成されたグラフトポリマーからなる分散剤、感放射線性化合物及び顔料を含有する感放射線性組成物が開示されている。特開平９−１７１２５３号公報には、ポリエステル型マクロモノマーによりグラフト部分が形成されたグラフトポリマーからなる分散剤、感放射線性化合物及び顔料を含有する感放射線性組成物が開示されている。
【０００８】
また、特開平１０−３３９９４９号公報には、主鎖部分に窒素原子を有するグラフトポリマーからなる分散剤、顔料、酸性基を有するバインダーポリマー及び多官能モノマーを含有する着色感光性組成物が開示されている。しかしながら、窒素含有基として環状イミド基は開示されておらず実施例に開示されたグラフトポリマーでは分散が困難な顔料も多い。
【０００９】
また、特表平１０−５０４４６号公報には、グラフト部分がポリエステルであり、主鎖部に環状イミドを含むグラフトポリマーの顔料分散剤が記載されている。しかし、グラフト部のポリエステルがポリカプロラクトンセグメントを含む場合、ポリカプロラクトンの融点が６０℃と低く、このグラフトポリマーを顔料分散剤として使用した着色コーティング組成物から形成する塗膜の硬度が低くなることがある。また、この特表平１０−５０４４６号に記載のグラフトポリマーは、着色コーティング組成物のバインダー成分としてアクリル系ポリマーを使用した場合に相溶性が不十分な場合がある。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記実状を鑑みて成し遂げられたものであり、その第一の目的は、溶剤中に当該溶剤に対して不溶性又は難溶性の顔料を良好に分散させることができる顔料分散剤を提供することにある。
【００１１】
本発明の第二の目的は、溶剤中に顔料を良好に分散させ得ると共に、コーティング組成物の光硬化性や硬化後被膜の強度、密着性、アルカリ現像性等にも優れた顔料分散剤を提供することにある。
【００１２】
本発明の第三の目的は、上記本発明に係る顔料分散剤又は顔料分散組成物を用いて、分散性の良好な着色コーティング組成物、その中でも特にカラーフィルターの細部を形成するための光硬化性着色組成物を提供することにある。
【００１３】
本発明の第四の目的は、上記本発明に係る光硬化性着色組成物を用いて画素部やブラックマトリックス等の着色層を形成したカラーフィルターを提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための本発明に係る顔料分散剤は、ＳＰ値が１１．０以上下記式１で表されるイミド基を有するモノマー単位を含有する第一セグメントとＳＰ値が９．５以下の第二セグメントとを備え、前記第一セグメント又は第二セグメントのうちの一方が主鎖を構成し、他方がグラフト部分を構成するグラフトポリマーからなることを特徴とする有機溶剤系の顔料分散剤である。
【００１５】
【化４】
（式中、Ｒ 1 は水素又はメチル基を表し、Ｒ 2 は、―［（Ｒ ４ ）ｍ―（ＯＲ ５ ）ｎ］―を表す。ここで、Ｒ 4 及びＲ 5 は炭素数１〜６のアルキレン基又は環状炭化水素基を表し、ランダムに配列していても良く、ｍは０又は１、ｎは０〜６の整数である。Ｒ 3 は下記式２ａ乃至２ｈのいずれかで表される基である。
【００１７】
【化５】
ここで、Ｒ 6 及びＲ 7 は、それぞれ独立した炭素数４以下のアルキル基であるか、又は、どちらか一方が水素原子で他方が炭素数４以下のアルキル基であるか、又は互いに一つとなって炭素−炭素結合のみからなる環状構造を形成する基である。Ｒ ８ は―ＣＨ ２ ―、―ＣＨ（ＣＨ ３ ）―、―Ｃ（ＣＨ ３ ） ２ ―、―ＣＨ ２ ＣＨ ２ ―、―ＣＨ＝ＣＨ―、又は、―ＣＨ ２ ＣＨ（ＣＨ ３ ）―を表す。Ｘは、―［Ｃ（＝Ｏ）］ｑ―、又は、―［Ｃ（＝Ｏ）―ＮＨ］ｒ―を表す。ｑ及びｒは０又は１である。）
【００１９】
上記第一セグメント及び第二セグメントのＳＰ値が上記範囲外である場合には、顔料を安定に分散させることができない。
【００２０】
このグラフトポリマーの第一セグメント、第二セグメントの一方は粒子吸着部として機能し、他方は溶剤に対して親和性の高い外殻形成部として機能する。しかも、第一セグメント又は第二セグメントの一方がグラフトポリマーの主鎖を構成し、かつ、他方がグラフト部分を構成し、ポリマー分子中における第一セグメントと第二セグメントの位置が明確に分かれているので、粒子表面にはグラフトポリマーが整然と吸着する。
【００２１】
従って、本発明に係る顔料分散剤を顔料と共に溶剤中に共存させると、顔料粒子の周囲に多量の立体障害部が形成され、顔料粒子相互の凝集が阻止され、顔料を良好に分散させることができる。
【００２２】
上記グラフトポリマーは、第一セグメント中にイミド基のような窒素原子含有基を有するため、粒子表面に対する第一セグメントの吸着性がさらに向上し、分散剤の吸着量を増加させて分散性を向上できる。同様の観点から、第一セグメントは、さらにピロリジノニル基、アミド基、又は、ピリジル基を含有することが好ましい。
【００２３】
上記グラフトポリマーの一形態としては、末端にエチレン性不飽和結合を有する重合性ポリマー及びエチレン性不飽和結合を有するモノマーからそれぞれ誘導される単位が連結した分子構造を有する共重合体であり、前記重合性ポリマーの骨格が、アルキル（メタ）アクリレート及び芳香族ビニル化合物の中から選ばれるモノマーを含む１種又は２種以上を重合させてなるポリマー構造のものがある。
【００２４】
前記第二セグメントの質量割合が５０〜９０質量％であることが好ましい。また、上記グラフトポリマーの第一セグメント及び／又は前記第二セグメントは酸性基を有していてもよい。第一又は第二セグメントに適量の酸性基を導入することによって、グラフトポリマーにアルカリ可溶性を付与することができる。
【００２５】
前記式１で表されるモノマー単位が、下記式６で表されるモノマー単位であることが特に好ましい。第一セグメントが式６で表されるモノマー単位を有する場合には、環状イミド基自体が光硬化反応により架橋結合を形成して架橋密度を向上させ、また、環状イミド基を保持しているアルキレン基が適度な長さであることから、グラフトポリマーの吸着性を向上させることができる。
【００２６】
【化６】
（式中、Ｒ9及びＲ10は、Ｒ6及びＲ7とそれぞれ同じであり、Ｒ11はＲ1と同じであり、Ｒ12は炭素数１〜６のアルキレン基である。）
次に、本発明に係る顔料分散組成物は、少なくとも、顔料、上記本発明に係る顔料分散剤、及び、ＳＰ値が８〜１０の有機溶剤を含有するものである。この顔料分散組成物は、顔料分散性に優れた塗工液を調製するための予備調製物として用いられる。顔料や顔料分散剤を、バインダー成分と共に希釈溶剤中に直接添加して混合すると、充分な分散性が得られない場合がある。これに対して、本発明に係る顔料分散組成物にバインダー成分や他の成分を混合するか、或いは、本発明に係る顔料分散組成物、バインダー成分、及び他の成分を固形分濃度を調節するための溶剤（希釈溶剤）に添加することによって、顔料分散性に優れた塗工液を容易に調製することができる。
【００２８】
上記顔料分散組成物の顔料としては、フタロシアニン系顔料又はキノフタロン系顔料が好ましく用いられる。
【００２９】
次に、本発明に係る着色コーティング組成物は、少なくとも、顔料、上記本発明に係る顔料分散剤、バインダー成分、及び、必要に応じて他の成分を含有するものである。この着色コーティング組成物は顔料分散性及び塗工適性に優れており、これを何らかの支持体に塗布して塗膜を形成し、乾燥させ、必要に応じて光や熱等により反応硬化させることによって、鮮明な色調と高い着色力を有する均一な着色塗膜を形成することができる。
【００３０】
上記着色コーティング組成物は、バインダー成分として光重合性モノマー及び／又はオリゴマーを含有すると共に、光重合開始剤を含有することが好ましい。かかる組成とすることによって、膜強度及び塗工適性に優れた光硬化性着色コーティング組成物が得られる。
【００３１】
さらに、上記光重合性モノマー及び／又はオリゴマーと共に、アルカリ可溶性バインダーポリマーを組み合わせて用いる場合には、成膜性、製版性、膜強度等の諸点において優れた塗膜が容易に得られる。
【００３２】
上記着色コーティング組成物の顔料としては、フタロシアニン系顔料又はキノフタロン系顔料が好ましく用いられる。
【００３３】
本発明に係る着色コーティング組成物は、カラーフィルターの着色層のような細部、特に画素やブラックマトリックスを形成するのに適しており、鮮明且つ着色濃度が高いカラーフィルター及び当該カラーフィルターを用いた高画質の液晶パネルが得られる。
【００３４】
【発明の実施の形態】
以下において本発明を詳しく説明する。なお、本明細書中において（メタ）アクリルはアクリル及びメタクリルを表し、（メタ）アクリレートはアクリレート及びメタクリレートを表し、（メタ）アクリロイルはアクリロイル及びメタクリロイルを表す。
【００３５】
先ず、本発明に係る顔料分散剤について説明する。本発明に係る顔料分散剤は、ＳＰ値（溶解度パラメータ）が１１．０以上の第一セグメントとＳＰ値が９．５以下の第二セグメントとを備え、前記第一セグメント又は第二セグメントのうちの一方が主鎖を構成し、他方がグラフト部分を構成するグラフトポリマーからなることを特徴とする、有機溶剤系の顔料分散剤である。
【００３６】
上記第一セグメント及び第二セグメントのＳＰ値が上記範囲外である場合には、顔料を安定に分散させることができない。
【００３７】
ＳＰ値は物質同士の相溶性、非相溶性を示す指標であり、混合される２つの物質間でＳＰ値の差が小さければ相溶性、溶解性が大きく、易溶性となり、一方、その差が大きければ相溶性、溶解性が小さく、難溶性乃至不溶性となる。
【００３８】
ＳＰ値の測定方法や計算方法は幾つかあるが、本発明においては、Michael M. Collman, John F. Graf, Paul C. Painter (Pensylvania State Univ.)が書いた、"Specific Interactions and the Miscibility of Polymer Blends" (1991), Technomic Publishing Co. Inc.に記載されている計算方法を用いる。但し、‐ＣＯＯＨ基と‐ＯＨ基については記載がないため、R. F. Fedorsが書いたPolymer Engineering and Science, 14(2), 147(1974)に記載の値を用いる。
【００３９】
有機溶剤中に顔料と共に本発明に係る顔料分散剤を共存させると、第一セグメントと第二セグメントのＳＰ値の差が大きいため、第一セグメント、第二セグメントの一方は溶剤に対して難溶性の粒子吸着部として機能し、他方は溶剤に対して親和性の高い外殻形成部として機能する。
【００４０】
しかも、第一セグメント、第二セグメントの一方がグラフトポリマーの主鎖を構成し、かつ、他方がグラフト部分を構成し、ポリマー分子中における第一セグメントと第二セグメントの位置が明確に分かれているので、粒子表面にはグラフトポリマーが整然と吸着し、顔料粒子の周囲には多量の立体障害部が形成される。その結果、溶剤中で顔料粒子同士が接近又は接触しても立体障害部の作用により反発し合って凝集が防止され、顔料の分散性が向上する。
【００４１】
特にＳＰ値が８〜１０の有機溶剤を本発明の顔料分散剤と共存させた場合、ＳＰ値１１．０以上の第一セグメントが顔料吸着部、ＳＰ値９．５以下の第二セグメントが立体障害部として機能する。
【００４２】
本発明のグラフトポリマーは、第一セグメント又は第二セグメントのいずれかが主鎖部分を構成し、他方がグラフト部分を構成していればよい。顔料吸着性の第一セグメントが主鎖を構成し、溶剤親和性の第二セグメントがグラフト部分を構成するグラフトポリマーを用いる場合には、図３に示すように主鎖が顔料表面に吸着し、グラフト部分が顔料粒子の周囲に立体障害部として機能する外殻を形成する。一方、顔料吸着性の第一セグメントがグラフト部分を構成し、溶剤親和性の第二セグメントが主鎖を構成するグラフトポリマーを用いる場合には、図４に示すようにグラフト部分が顔料表面に吸着し、主鎖が顔料粒子の周囲に外殻を形成し、その結果、グラフト部分の外側を主鎖で包み込んだ立体障害部が形成される。
【００４３】
上記したように、本発明の顔料分散剤として用いるグラフトポリマーは、第一セグメントと第二セグメントがそれぞれ主鎖及びグラフト部分に明確に振り分けられている限り、第一セグメントが主鎖を構成し、第二セグメントがグラフト部分を構成する構造をとるものであっても良いし、その逆に、第一セグメントがグラフト部分を構成し、第二セグメントが主鎖を構成する構造をとるものであっても良い。
【００４４】
しかしながら、顔料吸着性の第一セグメントが主鎖を構成し、溶剤親和性の第二セグメントがグラフト部分を構成するグラフトポリマーを用いるほうが好ましい。なぜなら、これとは逆に顔料吸着性の第一セグメントがグラフト部分を構成する場合には、一つのグラフトポリマー中の複数のグラフト部分が別々の顔料に吸着し、複数の顔料を結びつける役目を果たしてしまい、かえって分散を阻害する可能性があるからである。
【００４５】
第一セグメント及び第二セグメントのＳＰ値は、各セグメントのポリマー鎖を形成するモノマー単位を適切に選択し、必要に応じて２種以上のモノマー単位を適切な共重合比で組み合わせることによって調節できる。また、第一セグメント及び第二セグメントは、ＳＰ値を考慮して選ばれたモノマーと共に、ＳＰ値以外の物性や化学反応性を付加するモノマーを組み合わせて共重合させて形成してもよい。
【００４６】
特に本発明においては、第一セグメント及び第二セグメントが以下に例示するエチレン性不飽和結合を有するモノマーのうちから選ばれる少なくとも１種又は２種以上を（共）重合させたポリマー構造を有するのが好ましい。
【００４７】
エチレン性不飽和結合を有するモノマーとしては、（メタ）アクリル酸アルキルエステル（例、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、ｎ−ブチル（メタ）アクリレート及びｉ−ブチル（メタ）アクリレート）、（メタ）アクリル酸アルキルアリールエステル（例、ベンジル（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（例、ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート及びヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート）、グリシジル（メタ）アクリレート、カルボン酸ビニルエステル（例、酢酸ビニル及びプロピオン酸ビニル）、シアン化ビニル（例、（メタ）アクリロニトリル及びα−クロロアクリロニトリル）、芳香族ビニル化合物（例、スチレン、α−メチルスチレン及びビニルトルエン）、ビニル基含有複素環化合物（例、Ｎ−ビニルピロリドン、ビニルピリジン、ビニルイミダゾール）、不飽和カルボン酸（例、（メタ）アクリル酸、クロトン酸、マレイン酸、フマル酸）、不飽和カルボン酸アミノアルキルエステル（例、２−アミノエチル（メタ）アクリレート、２−ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレート）、不飽和アミド（例、（メタ）アクリルアミド、α−クロロアクリルアミド）等を例示することができる。
【００４８】
この場合、グラフトポリマー全体としては、末端にエチレン性不飽和結合を有する重合性ポリマーとエチレン性不飽和結合を有するモノマーからそれぞれ誘導される単位が連結した分子構造を有する共重合体となる。
【００４９】
第一セグメント及び第二セグメントが（メタ）アクリル系モノマー、又はスチレン（置換基を有していてもよい）から誘導される構成単位を主体として構成されるポリマー鎖である場合には、良好な耐熱性を有し、また、感光性、アルカリ可溶性或いはその他の官能基を導入しやすいという利点がある。
【００５０】
第一セグメントを構成するモノマーとしては、例えば、グリセロールモノメタクリレート［ホモポリマーのＳＰ値：１２．７（以下カッコ内は同様）］、ヒドロキシエチルアクリレート［１２．２］、ヒドロキシエチルメタクリレート［１１．３］、ヒドロキシプロピルアクリレート［１１．１］等のヒドロキシル基含有モノマー、アクリル酸［１２．６］、メタクリル酸［１１．１］等のカルボキシル基含有モノマー、ビニルフタルイミド［１４．２］、ビニルサクシンイミド［１３．９］、Ｎ‐フェニルマレイミド［１３．６］、１，２，３，６−テトラヒドロフタルイミドアクリレート［１３．３］、フタルイミドエチルアクリレート［１２．９］、３，４，５，６−テトラヒドロフタルイミドエチルアクリレート［１２．１］、ジメチルマレイミドエチルアクリレート［１１．７］、３，４，５，６−テトラヒドロフタルイミドプロピルアクリレート［１１．７］、３，４，５，６−テトラヒドロフタルイミドエチルメタアクリレート［１１．６］、ヘキサヒドロフタルイミドエチルアクリレート［１１．５］、３，４，５，６−テトラヒドロフタルイミドブチルアクリレート［１１．４］、３，４，５，６−テトラヒドロフタルイミドヘキシルアクリレート［１１．１］等のイミド基含有モノマー、Ｎ‐ビニルピロリドン等のピロリジノニル基含有モノマー、アクリルアミド［１４．５］、メタクリルアミド［１２．６］等のアミド基含有モノマー、Ｎ‐アクリル−２−オキサゾリドン［１４．０］等のオキサゾリドニル基含有モノマー等を用いることができる。ＳＰ値が１１．０以上のモノマーに、ＳＰ値が１１．０未満のモノマーを比較的少量だけ混合するのであれば、得られる共重合体のＳＰ値は１１．０以上となり得る。セグメントのＳＰ値が１１．０以上になるならば、ホモポリマーのＳＰ値が１１．０未満であるモノマー（例えば、アクリロイルモルフォリン［１０．９］、４‐ビニルピリジン［１０．３］、ベンジルメタクリレート［９．８］、ジメチルアクリルアミド［９．７］、ビニルアセトアミド［１０．５］、ジメチルアミノエチルメタクリレート［８．６］、アルキル（メタ）アクリレート等）を共重合しても構わない。
【００５１】
第二セグメントを構成するモノマーとしては、例えば、メチルメタクリレート［９．１］、ｎ‐ブチルメタクリレート［８．７］、２−エチルヘキシルメタクリレート［８．５］、エチルアクリレート［９．３］等の（メタ）アクリレートや、スチレン［９．５］等が挙げられる。ＳＰ値が９．５以下のモノマーに、ＳＰ値が９．５よりも大きいモノマーを比較的少量だけ混合するのであれば、得られる共重合体のＳＰ値は９．５以下となり得る。セグメントのＳＰ値が９．５以下になるならば、ホモポリマーのＳＰ値が９．５よりも大きいモノマー（例えば、メタクリル酸［１１．１］、アクリル酸［１２．６］、ヒドロキシエチルアクリレート［１２．２］、ヒドロキシエチルメタクリレート［１１．３］等）を共重合しても構わない。
【００５２】
（メタ）アクリル系モノマーは、良好な耐熱性を有しているので黄変を生じにくく、また、感光性、アルカリ可溶性或いはその他の官能基を導入しやすいという利点がある。
【００５３】
グラフトポリマーの第一セグメント及び／又は第二セグメントは、カルボキシル基、リン酸基、スルホン酸基、フェノール性水酸基等の酸性基、好ましくはカルボキシル基を有していてもよい。第一又は第二セグメントに適量の酸性基を導入することによって、グラフトポリマーにアルカリ可溶性を付与することができる。酸性基含有単位をグラフトポリマーの分子構造中に導入するモノマー（酸性基含有モノマー）としては、酸性基と共に、ポリマー鎖連結を形成するためのエチレン性不飽和結合を有する化合物を使用することができる。そのような酸性基含有モノマーとしては、（メタ）アクリル酸を例示することができる。また、ヒドロキシル基とエチレン性不飽和結合を有する化合物をモノマーとして用いてポリマーに導入後、ジカルボン酸無水物を反応させることによりポリマー中にカルボキシル基を導入することができる。
【００５４】
また、グラフトポリマーの第一セグメント及び／又は第二セグメント中にヒドロキシル基やカルボキシル基を導入しておくと、これらの官能基を足場としてグラフトポリマー上に（メタ）アクリロイルオキシアルキルイソシアネートに代表されるエチレン性不飽和結合含有イソシアネート化合物、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アルキル（メタ）アクリレートに代表されるエチレン性不飽和結合含有エポキシ化合物を付加し、エチレン性不飽和結合を導入することができる。このようなエチレン性不飽和結合を有するグラフトポリマーは重合反応性を有するので、これを反応硬化性のバインダー成分と混合する場合には、硬化感度を向上させることができる。
【００５５】
また、顔料吸着部となる第一セグメントは、ＳＰ値が１１．０以上に調節されていると共に窒素原子を含有するモノマー単位を有している場合には、一層優れた顔料吸着性を発揮する。窒素含有単位を形成し得る窒素原子含有モノマーとしては、ビニルフタルイミド、ビニルサクシンイミド、Ｎ‐フェニルマレイミド、フタルイミドエチル（メタ）アクリレート、テトラヒドロフタルイミドエチル（メタ）アクリレート、ジメチルマレイミドエチル（メタ）アクリレート等のイミド基含有モノマー、Ｎ‐ビニルピロリドン等のピロリジノニル基含有モノマー、メタクリルアミド、ビニルアセトアミド、ジメチルアクリルアミド等のアミド基含有モノマー、Ｎ‐アクリル−２−オキサゾリドン等のオキサゾリドニル基含有モノマー、アクリロイルモルフォリン等のモルホリノ基含有モノマー、４−ビニルピリジン等のピリジル基含有モノマー、ジメチルアミノエチルメタクリレート等のアミノ基含有モノマーが挙げられる。
【００５６】
第一セグメントは、これらの窒素含有単位の中でもイミド基、ピロリジノニル基、アミド基又はピリジル基を含有するモノマー単位を有することが好ましく、特に、下記式１で表される構造をもつ環状イミド基含有単位を有することが好ましい。
【００５７】
【化７】
（式中、Ｒ1は水素又はメチル基を表し、Ｒ2は、―［（Ｒ4）ｍ―（ＯＲ5）ｎ］―を表す。ここで、Ｒ4及びＲ5は炭素数１〜６のアルキレン基又は環状炭化水素基を表し、ランダムに配列していても良く、ｍは０又は１、ｎは０〜６の整数である。Ｒ3は下記式２ａ乃至２ｈのいずれかで表される基である。
【００５９】
【化８】
ここで、Ｒ6及びＲ7は、それぞれ独立した炭素数４以下のアルキル基であるか、又は、どちらか一方が水素原子で他方が炭素数４以下のアルキル基であるか、又は互いに一つとなって炭素−炭素結合のみからなる環状構造を形成する基である。Ｒ8は―ＣＨ2―、―ＣＨ（ＣＨ3）―、―Ｃ（ＣＨ3）2―、―ＣＨ2ＣＨ2―、―ＣＨ＝ＣＨ―、又は、―ＣＨ2ＣＨ（ＣＨ3）―を表す。Ｘは、―［Ｃ（＝Ｏ）］ｑ―、又は、―［Ｃ（＝Ｏ）―ＮＨ］ｒ―を表す。ｑ及びｒは０又は１である。）
第一セグメントの分子構造中に環状イミド基含有単位を導入するために使用されるモノマーとしては、環状イミド基と共に、ポリマー鎖連結を形成するためのエチレン性不飽和結合を有する下記式３で表される化合物を使用することができる。
【００６１】
【化９】
（式中、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3及びＸは、式１と同じである。）
上記式３で表される環状イミド基含有モノマーの具体例としては、以下のようなものを例示することができる。
【００６３】
【化１０】
【化１１】
本発明に係る顔料分散剤を用いて光硬化性のコーティング組成物を調製する場合には、環状イミド基含有単位が下記式４で表される環状イミド基を有していることが好ましい。
【００６６】
【化１２】
（式中、Ｒ9及びＲ10は、式１のＲ6及びＲ7とそれぞれ同じである。）
式４で表される環状イミド基は、バインダー成分のエチレン性不飽和結合と光重合反応を起こしたり、式４の環状イミド基同士で光二量化反応を起こすことにより架橋結合を形成するので、光硬化反応を促進させ、架橋密度を向上させることができる。
【００６８】
式４で表される環状イミド基の具体例としては、下記式式５ａ乃至式５ｃで表されるものが挙げられ、その中でも式５ｂの３，４，５，６−テトラヒドロフタルイミド環が好ましい。
【００６９】
【化１３】
式４で表される環状イミド基を有する構成単位の中でも、下記式６で表されるものが好ましい。
【００７１】
【化１４】
（式中、Ｒ9及びＲ10は、Ｒ6及びＲ7とそれぞれ同じであり、Ｒ11はＲ1と同じであり、Ｒ12は炭素数１〜６のアルキレン基である。）
式６で表される構成単位は、環状イミド基を保持しているアルキレン基Ｒ12が適度な長さであることから、当該環状イミド基が顔料粒子の表面に容易に接近し吸着できると共に、顔料に吸着するポリマーの空間的密度も高く、グラフトポリマーの吸着性を向上させることができる。
【００７３】
窒素含有基を有するモノマー単位は、第一セグメントを構成する全モノマー単位の合計量を基準とする仕込み量換算で３０〜１００質量％以上の割合で含有させることが好ましい。
【００７４】
また、第一セグメントが式４で表される環状イミド基を備える環状イミド基含有単位を含有している場合には、さらにアルコール性水酸基を備えた構成単位（アルコール性水酸基含有単位）を含有していてもよい。アルコール性水酸基は電子引き抜き効果により環状イミド基の光重合反応性を高める。これらのアルコール性水酸基含有単位は、第一又は第二セグメントのどちらに存在していても良いが、環状イミド基含有単位と共に第一セグメントに存在していることが好ましい。ポリマーの分子構造中にアルコール性水酸基含有単位を導入するためのモノマーとしては、アルコール性水酸基と共に、ポリマー鎖連結を形成するためのエチレン性不飽和結合を有する化合物を使用することができる。また、アルコール性水酸基は、環状イミド基含有単位中に含まれていてもよい。
【００７５】
アルコール性水酸基を導入するためのモノマーとしては、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、４−ヒドロキシブチル（メタ）アクリレート等のヒドロキシアルキル（メタ）アクリレートを例示することができる。
【００７６】
上記グラフトポリマーは、重合性ポリマー（マクロモノマー）末端のエチレン性不飽和結合と、モノマーのエチレン性不飽和結合とを重合させることにより形成できる。得られたグラフトポリマーの主鎖骨格は、重合性ポリマー末端のエチレン性不飽和結合とモノマーのエチレン性不飽和結合の重合によって成長したポリマー鎖によって形成され、グラフト部分は重合性ポリマーから誘導されたポリマー鎖によって形成される。
【００７７】
重合性ポリマーは、グラフトポリマーのグラフト部分を構成すべきポリマー鎖の部分と、その末端のエチレン性不飽和結合を有する基からなる。重合性ポリマーのポリマー鎖部分は、ＳＰ値が１１．０以上（すなわち第一セグメント）となるように又はＳＰ値が９．５以下（すなわち第二セグメント）となるように考慮して選ばれた１種又は２種以上のモノマーを単独重合或いは共重合させることによって形成できる。
【００７８】
一方、重合性ポリマー末端のエチレン性不飽和結合含有基としては、（メタ）アクリロイル基又はビニル基が好ましく、特に（メタ）アクリロイル基が好ましい。エチレン性不飽和結合を有する基は、重合性ポリマーの片末端にのみ有するのが好ましい。
【００７９】
重合性ポリマーを製造するには、リビング重合法や、連鎖移動剤を用いるラジカル重合法がよく知られている。ラジカル重合法の方が、モノマーの自由度が大きい点で利用しやすい。例えば、メルカプトプロピオン酸のような、カルボキシル基を有する連鎖移動剤の存在下でモノマーをラジカル重合することにより、片末端にカルボキシル基を有するポリマーが得られる。このポリマーにグリシジルメタクリレートを付加すると、片末端にメタクリロイル基を有するポリマー、すなわち重合性ポリマーが得られる。
【００８０】
上記重合性ポリマーと上記モノマーを溶剤中でラジカル重合させることにより、本発明の分散剤として用い得るグラフトポリマーを合成することができる。すなわち、ＳＰ値が９．５以下の重合性ポリマーと、ＳＰ値が１１．０以上となるように選ばれた１種又は２種以上のモノマーとをラジカル重合させることによって、主鎖部分が第一セグメント（ＳＰ値が１１．０以上）及びグラフト部分が第二セグメント（ＳＰ値が９．５以下）により構成されたグラフトポリマーが得られる。また、ＳＰ値が１１．０以上の重合性ポリマーと、ＳＰ値が９．５以下となるように選ばれた１種又は２種以上のモノマーとをラジカル重合させることによって、主鎖部分が第二セグメント（ＳＰ値が９．５以下）及びグラフト部分が第一セグメント（ＳＰ値が１１．０以上）により構成されたグラフトポリマーが得られる。
【００８１】
上記グラフトポリマーの中でも好ましいものとしては、主鎖部分が、ＳＰ値１１．０以上であるモノマーとして、ビニルフタルイミド［１４．２］、３，４，５，６−テトラヒドロフタルイミドエチルアクリレート［１２．１］、３，４，５，６−テトラヒドロフタルイミドプロピルアクリレート［１１．７］、３，４，５，６−テトラヒドロフタルイミドエチルメタクリレート［１１．６］等の環状イミド基含有モノマー、ビニルピロリドン［１１．９］等のピロリジノニル基含有モノマー、メタクリルアミド［１２．６］等のアミド含有モノマーの１種又は２種以上に、必要に応じて４−ビニルピリジン［１０．３］等のピリジル基含有モノマーを共重合させた（共）重合させた第一セグメントにより構成され、一方、グラフト部分が、アルキル（メタ）アクリレート及び芳香族ビニル化合物の中から選ばれるＳＰ値９．５以下であるモノマーの１種又は２種以上に、必要に応じて他のモノマーをさらに加えて（共）重合させたグラフト部分により構成された共重合組成をもつグラフトポリマーを例示できる。
【００８２】
重合性ポリマーとモノマーをラジカル重合させる際の溶剤としては一般的な有機溶剤が使用可能である。
【００８３】
例えば、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素類；メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類；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、プロピレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル等の（ポリ）アルキレングリコールモノアルキルエーテル類；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、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類；３−エトキシプロピオン酸エチル、酢酸エチル、酢酸ｎ−プロピル、酢酸ｎ−ブチル等の他のエステル類；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ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン等の他のエーテル類；エタノール、プロパノール、ブタノール、ヘキサノール、シクロヘキサノール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、グリセリン等のアルコール類、等が挙げられる。顔料分散性の点からは（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類、（ポリ）アルキレングリコールモノアルキルエーテル類が好ましい。
【００８４】
この合成反応には、一般的なアゾ系開始剤や、過酸化物系開始剤が使用可能であり、必要に応じて、２−メルカプタンエタノールやドデシルメルカプタン等の連鎖移動剤を使用し、重合温度は通常、５０〜２００℃とする。
【００８５】
このようにして得られたグラフトポリマーには、その後、必要に応じて、主鎖又はグラフト部分に残された官能基を足場として、エチレン性不飽和結合を導入することができる。
【００８６】
グラフトポリマー中の主鎖部分とグラフト部分のサイズ及び量的関係は分散性能に影響するので、適切な範囲に調節するのが好ましい。グラフトポリマー全体のゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）によるポリスチレン換算の重量平均分子量を５０００〜５００００に調節すると共に、グラフト部分を構成する重合性ポリマーのＧＰＣによるポリスチレン換算の数平均分子量を１０００〜１００００に調節することによって、分散性能を向上させることができる。
【００８７】
また、グラフトポリマー中に占める第二セグメントの質量割合は５０〜９０質量％の範囲が好ましい。第二セグメントの質量割合が５０質量％より少ないと、立体障害層となる第二セグメント量が少ないため顔料凝集を抑制しきれず、第二セグメントの質量割合が９０質量％より多いと、顔料に対する吸着部となる第一セグメントが少なく顔料分散性が悪化する。
【００８８】
このようなグラフトポリマーが顔料分散剤として用いることができ、特に、有機溶剤ベースの顔料分散組成物を調製するのに好適に用いられる。
【００８９】
次に、本発明に係る顔料分散組成物について説明する。本発明に係る顔料分散組成物は、少なくとも、顔料、上記本発明に係る顔料分散剤、及び、有機溶剤を含有するものである。
【００９０】
本発明に係る分散剤により分散させる顔料は特に限定されず、種々の有機又は無機顔料を用いることができる。有機顔料の具体例としては、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（Pigment）に分類されている化合物、すなわち、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挙げることができる。C.I.ピグメントイエロー１、C.I.ピグメントイエロー３、C.I.ピグメントイエロー１２、C.I.ピグメントイエロー１３、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、C.I.ピグメントイエロー１８５等のイエロー系ピグメント；C.I.ピグメントレッド１、C.I.ピグメントレッド２、C.I.ピグメントレッド３、C.I.ピグメントレッド１７７、C.I.ピグメントレッド２５４等のレッド系ピグメント；及び、C.I.ピグメントブルー１５、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１５：６等のブルー系ピグメント；C.I.ピグメントグリーン７、C.I.ピグメントグリーン３６等のグリーン系ピグメント；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２３：１９など。
【００９１】
また、前記無機顔料の具体例としては、酸化チタン、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、亜鉛華、硫酸鉛、黄色鉛、亜鉛黄、べんがら（赤色酸化鉄(III)）、カドミウム赤、群青、紺青、酸化クロム緑、コバルト緑、アンバー、チタンブラック、合成鉄黒、カーボンブラック等を挙げることができる。本発明において顔料は、単独でまたは２種以上を混合して使用することができる。
【００９２】
これらの顔料のなかでも、本発明に係る分散剤は、C.I.ピグメントブルー１５、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１５：６、C.I.ピグメントグリーン７、C.I.ピグメントグリーン３６等のフタロシアニン系顔料、或いは、C.I.ピグメントイエロー１３８等のキノフタロン系顔料に対して優れた分散性を付与することができる。本発明に係る分散剤として用いるグラフトポリマーの顔料吸着部である第一セグメントが窒素含有基を有する場合には、フタロシアニン系顔料及びキノフタロン系顔料の分散性が特に向上する。
【００９３】
上記顔料１００質量部に対して、本発明に係る顔料分散剤を通常は５〜１５０質量部、好ましくは２０〜８０質量部の割合で配合することによって、優れた顔料分散性が得られる。
【００９４】
また本発明に係る顔料分散剤は単独で使用できるが、他の分散剤と併用しても良い。その場合、本発明に係る顔料分散剤と他の分散剤（本発明に係る顔料分散剤／他の分散剤）との重量比が、一般に９９：１〜１０：９０の範囲、好ましくは９９：１〜３０：７０で使用される。
【００９５】
他の分散剤としては、ポリマー系としては、例えばポリアクリル酸等の不飽和カルボン酸の共重合体のアミン塩、アンモニウム塩又はアルキルアミン塩類；ポリウレタン類；不飽和ポリアミド類；ポリシロキサン類；長鎖ポリアミノアミドリン酸塩類；ポリ（低級アルキレンイミン）と遊離カルボキシル基含有ポリエステルとの反応により得られるアミドやそれらの塩類等を挙げることができ、商品名では、Disperbyk−１０１、−１３０、−１４０、−１６０、−１６１、−１６２、−１６３、−１６４、−１６５、−１６６、−１７０、−１７１、−１８２、−２０００、−２００１（ビックケミー・ジャパン（株）製）、ＥＦＫＡ−４７、−４８、−４９、−１００、同−４００、−４５０（EFKA CHEMICALS社製）、ソルスパース12000、13240、17000、20000、24000ＧＲ、27000（ゼネカ（株）製）、アジスパーＰＢ７１１、８２１、８２２（味の素ファインテクノ（株）製）等を挙げることができる。また、前記以外の分散剤としては、ポリオキシエチレンアルキルエーテル類；ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル類；ポリエチレングリコールジエステル類；ソルビタン脂肪酸エステル類；脂肪酸変性ポリエステル類；３級アミン変性ポリウレタン類；ポリエチレンイミン類を挙げることができる。
【００９６】
顔料分散組成物を調製するための溶剤（分散溶剤）としては、有機溶剤が好ましく用いられる。有機溶剤としては、後述する着色コーティング組成物を調製するために希釈溶剤として用いられる有機溶剤を用いることができる。有機溶剤としてはＳＰ値が８〜１０の範囲の有機溶剤が好ましく、例として以下の溶剤が挙げられる。シクロヘキサン［８．０］、酢酸ブチル［８．５］、酢酸エチル［８．７］、トルエン［８．９］、キシレン［８．９］、メチルエチルケトン［９．１］、アセトン［９．４］、ジオキサン［９．４］、メトキシブチルアセテート［８．６］、ジエチレングリコールジメチルエーテル［８．６］、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート［８．７］、エトキシプロピオン酸エチル［８．８］、３−メトキシ−１−ブタノール［９．６］、シクロヘキサノン［９．９］。なかでも、メトキシブチルアセテート［８．６］、ジエチレングリコールジメチルエーテル［８．6］、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート［８．７］を用いるのが特に好ましい。
【００９７】
また、顔料分散のための有機溶剤は水を全く又は少量しか含有していないことが好ましく、具体的には、その含水量は１０質量％未満が好ましく、５質量％未満がさらに好ましく、実質的に０質量％であることが理想的である。
【００９８】
上記分散溶剤は、顔料１００質量部に対して通常は１００〜１０００質量部、好ましくは２００〜９００質量部の割合で用いる。
【００９９】
本発明にかかる顔料分散組成物は、上記の顔料、顔料分散剤、及び、必要に応じてその他の成分を、任意の順序で溶剤に混合し、ニーダー、ロールミル、アトライタ、スーパーミル、ディゾルバ、ホモミキサー、サンドミル等の公知の分散機を用いて分散させることによって調製することができる。具体的には、分散剤を溶解させた溶液に顔料を添加した後、ボールミル又はビーズを分散メディアとして用いる各種のサンドミル例えばダイノミルを用いて分散を行う方法、顔料と分散剤を二本ロール等を用いてよく混練し、その後得られたチップに溶剤を加えてさらにサンドミルで分散を行う方法などを例示することができる。
【０１００】
このようにして、顔料粒子の分散性に優れた顔料分散組成物が得られる。この顔料分散組成物は、顔料分散性に優れた塗工液を調製するための予備調製物として用いられる。顔料や顔料分散剤を、バインダー成分と共に希釈溶剤中に直接添加して混合すると、充分な分散性が得られない場合がある。これに対して、本発明に係る顔料分散組成物にバインダー成分や他の成分を混合するか、或いは、本発明に係る顔料分散組成物、バインダー成分、及び他の成分を固形分濃度を調節するための溶剤（希釈溶剤）に添加することによって、顔料分散性に優れた塗工液を容易に調製することができる。本発明に係る顔料分散組成物を用いて得られた塗工液は、インキや塗料等の様々な分野で着色塗膜を形成することができるが、特に、カラーフィルターの画素やブラックマトリックスのような着色層等を形成するのに好適に用いることができる。
【０１０１】
次に、本発明に係る着色コーティング組成物について説明する。本発明に係る着色コーティング組成物は、少なくとも、顔料、上記本発明に係る顔料分散剤、バインダー成分、及び、必要に応じて他の成分を含有することを特徴とするものであり、これらの各成分が溶剤に溶解又は分散されていればよい。
【０１０２】
本発明に係る着色コーティング組成物に配合される顔料としては、上述した顔料分散組成物に配合できるものと同じものを用いることができ、顔料と顔料分散剤の配合割合も顔料分散組成物を調製する場合と同様に、顔料１００質量部に対して、本発明に係る分散剤を通常は５〜１５０質量部、好ましくは２０〜８０質量部の割合で配合することによって、優れた顔料分散性が得られる。
【０１０３】
バインダー成分は、本発明に係る着色コーティング組成物に成膜性や被塗工面に対する密着性を付与するための成分である。バインダー成分としては、重合性又は非重合性のバインダーポリマー、及び、重合性のモノマー及び／又はオリゴマーを用いることができる。
【０１０４】
バインダー成分のうち、バインダーポリマーは既に分子量が大きいので、成膜性や製版性を付与するのに大きく貢献する。バインダーポリマーは重合性のものでも非重合性のものでも使用できるが、重合性バインダーポリマーを用いる方が好ましい。重合性バインダーポリマーを用いる場合には、塗膜を反応硬化させて膜強度を上げることができる。カルボキシル基やリン酸基等の酸性基を有するアルカリ可溶性バインダーポリマーをバインダー成分として用いる場合には、塗膜をアルカリ現像することができる。
【０１０５】
バインダー成分のうち、重合性のモノマー及びオリゴマーは塗膜中の架橋密度を高めて膜強度を向上させる効果があるほか、分子量が小さいので流動性が高い成分であり、コーティング組成物の塗工適性を向上させる効果もある。また、バインダー成分として液状の重合性モノマー及び／又はオリゴマーを比較的多量に用いる場合には、モノマー及びオリゴマーが希釈溶剤として機能し、溶剤を用いなくても他の固形成分を溶解又は分散させることが可能であり、溶剤を含有していない液状のコーティング組成物を調製することも可能である。
【０１０６】
バインダー成分として、一分子中に２個以上の重合性基を有する多官能の重合性バインダーポリマー、モノマー又はオリゴマーを用いる場合には高い架橋密度が得られ、十分な硬化性を示すので好ましい。
【０１０７】
バインダー成分の重合性基の反応形式は特に限定されず、例えば、反応エネルギーの点では光重合又は熱重合のいずれに属するものであってもよいし、活性種の点ではラジカル重合、カチオン重合、アニオン重合のいずれに属するものであってもよい。具体的には、バインダー成分が重合性基としてエチレン性不飽和結合を有する場合には光ラジカル重合及び熱ラジカル重合が可能であり、バインダー成分が重合性官能基としてエポキシ基を有する場合には熱硬化及び光カチオン重合が可能である。
【０１０８】
ここで、非重合性バインダーポリマーとしては、例えば一般のフェノール樹脂、アルキド樹脂、ビニル樹脂、ポリアミド樹脂、アクリル樹脂等が挙げられる。具体的には以下のエチレン性不飽和モノマーの１種または２種以上からなる（共）重合体を挙げることができる。
【０１０９】
アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、α−クロルアクリル酸、エタクリル酸、けい皮酸等の不飽和モノカルボン酸類；マレイン酸、無水マレイン酸、フマル酸等の不飽和ジカルボン酸（無水物）類；こはく酸モノ（２−アクリロイルオキシエチル）、フタル酸モノ（２−アクリロイルオキシエチル）等のカルボキシル基含有不飽和モノマー。
【０１１０】
スチレン、α−メチルスチレン、ｐ−メトキシスチレン等の芳香族ビニル化合物；メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、ｎ−プロピル（メタ）アクリレート、ｉ−プロピル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、アリル（メタ）アクリレート、フェニル（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、ベンジル（メタ）アクリレート、２−メトキシエチル（メタ）アクリレート、イソボルニル（メタ）アクリレート、ジシクロペンタジエニル（メタ）アクリレート等の不飽和カルボン酸エステル類；２−アミノエチル（メタ）アクリレート等の不飽和カルボン酸アミノアルキルエステル類；酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル、安息香酸ビニル等のカルボン酸ビニルエステル類；ビニルメチルエーテル等の不飽和エーテル類；アクリルアミド、メタクリルアミド、マレイミド、Ｎ−フェニルマレイミド、Ｎ−シクロヘキシルマレイミド等の不飽和アミドあるいは不飽和イミド類；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、ポリシリコーン等の重合体分子鎖の末端にモノアクリロイル基あるいはモノメタクリロイル基を有するマクロモノマー類等。
【０１１１】
より具体的には、メタクリル酸／ベンジルメタクリレート共重合体、メタクリル酸／ベンジルメタクリレート／スチレン共重合体、ベンジルメタクリレート／スチレン共重合体、ベンジルメタクリレートマクロモノマー／スチレン共重合体、ベンジルメタクリレート／スチレンマクロモノマー共重合体などを例示することができる。
【０１１２】
アルカリ可溶性バインダーポリマーとしては、前記カルボキシル基含有不飽和モノマーと他の共重合可能なエチレン性不飽和モノマーとからなるモノマー混合物の共重合体が好ましく、例えば、上記具体例のうち、メタクリル酸／ベンジルメタクリレート共重合体、及び、メタクリル酸／ベンジルメタクリレート／スチレン共重合体を挙げることができる。
【０１１３】
また、光重合性のバインダー成分としては、エチレン性不飽和結合を含有するモノマー、オリゴマー又はポリマーが好ましく用いられる。光ラジカル重合性基としてのエチレン性不飽和結合を有するバインダー成分は、可視光、又は、紫外線や電子線のような電離放射線、その他の放射線の照射により直接、又は開始剤の作用を受けて間接的に重合反応を生じるものであり、パターン露光による選択的硬化と有機溶剤又はアルカリ液による現像により、精密なパターンを容易に形成できるので好ましく用いられる。
【０１１４】
エチレン性不飽和結合を含有するモノマー又はオリゴマーとして具体的には、次のような多官能アクリレート系のモノマー又はオリゴマー、すなわち、エチレングリコール、プロピレングリコール等のアルキレングリコールの（メタ）アクリレート類；ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等のポリアルキレングリコールの（メタ）アクリレート類；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等の３価以上の多価アルコールのポリ（メタ）アクリレート類や、それらのジカルボン酸変性物；ポリエステル、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、アルキド樹脂、シリコーン樹脂、スピラン樹脂等のオリゴ（メタ）アクリレート類；両末端ヒドロキシポリ−１，３−ブタジエン、両末端ヒドロキシポリイソプレン、両末端ヒドロキシポリカプロラクトン等の両末端ヒドロキシル化重合体のジ（メタ）アクリレート類のほか、トリス〔２−（メタ）アクリロイロキシエチル〕フォスフェート等を挙げることができる。
【０１１５】
さらに具体的には、エチレングリコール（メタ）アクリレート、ジエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、プロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、ジプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ポリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、ヘキサンジ（メタ）アクリレート、ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート、グリセリンジ（メタ）アクリレート、グリセリントリ（メタ）アクリレート、グリセリンテトラ（メタ）アクリレート、テトラトリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、１，４−ブタンジオ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、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトール（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート等を例示することができる。
【０１１６】
これらのうち、３価以上の多価アルコールのポリ（メタ）アクリレート類やそれらのジカルボン酸変性物が好ましく、具体的には、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート等を例示できる。
【０１１７】
エチレン性不飽和結合を含有するポリマーとしては、カルボキシル基やヒドロキシル基等の官能基を有する非重合性ポリマーに、（メタ）アクリロイルオキシアルキルイソシアネートに代表されるエチレン性不飽和結合含有イソシアネート化合物、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アルキル（メタ）アクリレートに代表されるエチレン性不飽和結合含有エポキシ化合物を付加させてエチレン性不飽和結合を導入した共重合体を用いることができる。
【０１１８】
エチレン性不飽和結合を含有するバインダー成分の中でもアルカリ可溶性のものとしては、（メタ）アクリル酸等のカルボキシル基を有するアクリル系モノマーを単量体単位として用いた共重合体が好ましく用いられる。
【０１１９】
上記のバインダー成分は、夫々単独で用いても良いし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【０１２０】
バインダー成分として光重合性モノマー及び／又はオリゴマーを含有すると共に、光重合開始剤をさらに含有することが好ましい。かかる組成とすることによって、膜強度及び塗工適性に優れた光硬化性着色コーティング組成物が得られる。さらに、重合性又は非重合性のバインダーポリマーと重合性のモノマー及び／又はオリゴマーを組み合わせて用いる場合には、成膜性、製版性、膜強度等の諸点において優れた塗膜が容易に得られる。
【０１２１】
光重合性バインダー成分は、着色コーティング組成物の全固形分中の１０〜５０質量％であることが好ましい。
【０１２２】
エチレン性不飽和結合を有する光硬化性バインダー成分を用いる場合には、通常、光ラジカル重合開始剤を添加する。
【０１２３】
光ラジカル開始剤としては、例えば、ビイミダゾール系化合物、ベンゾイン系化合物、アセトフェノン系化合物、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、キサントン系化合物、チオキサントン系化合物、トリアジン系化合物、ケタール系化合物、アゾ系化合物、過酸化物、２，３−ジアルキルジオン系化合物、ジスルフィド系化合物、チウラム化合物類、フルオロアミン系化合物などが用いられる。
【０１２４】
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'−テトラキス（４−エトキシカルボニルフェニル）−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'−テトラキス（４−エトキシカルボニルフェニル）−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'−テトラキス（４−エトキシカルボニルフェニル）−１，２'−ビイミダゾール、２，２'−ビス（２−ブロモフェニル）−４，４'，５，５'−テトラキス（４−エトキシカルボニルフェニル）−１，２'−ビイミダゾール、２，２'−ビス（２，４−ジブロモフェニル）−４，４'，５，５'−テトラキス（４−エトキシカルボニルフェニル）−１，２'−ビイミダゾール、２，２'−ビス（２，４，６−トリブロモフェニル）−４，４'，５，５'−テトラキス（４−エトキシカルボニルフェニル）−１，２'−ビイミダゾール、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、２，２'−ビス（２−ブロモフェニル）−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−ジブロモフェニル）−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−トリブロモフェニル）−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。
【０１２５】
開始剤としてビイミダゾール系化合物を用いる場合、下記する水素供与体を併用することが、感度をさらに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、メルカプタン系化合物、アミン系化合物等が好ましい。前記メルカプタン系化合物は、ベンゼン環あるいは複素環を母核とし、該母核に直接結合したメルカプト基を１個以上、好ましくは１〜３個、さらに好ましくは１〜２個有する化合物（以下「メルカプタン系水素供与体」という。）からなる。このようなメルカプタン系水素供与体の具体例としては、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、２−メルカプトベンゾイミダゾール、２，５−ジメルカプト−１，３，４−チアジアゾール、２−メルカプト−２，５−ジメチルアミノピリジン等が挙げることができる。これらのメルカプタン系水素供与体のうち、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が好ましい。
【０１２６】
また、前記アミン系化合物は、ベンゼン環あるいは複素環を母核とし、該母核に直接結合したアミノ基を１個以上、好ましくは１〜３個、さらに好ましくは１〜２個有する化合物（以下「アミン系水素供与体」という。）からなる。このようなアミン系水素供与体の具体例としては、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、エチル−４−ジメチルアミノベンゾエート、ｉ−プロピル−４−ジメチルアミノベンゾエート、４−ジメチルアミノ安息香酸、４−ジメチルアミノベンゾニトリル等が挙げることができる。
【０１２７】
水素供与体は、単独でまたは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、形成された画素が現像時に基板から脱落し難く、また画素強度および感度も高い点で好ましい。また、メルカプト基とアミノ基とを同時に有する水素供与体も好適に使用できる。
【０１２８】
前記ベンゾイン系化合物の具体例としては、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインｉ−プロピルエーテル、ベンゾインｉ−ブチルエーテル、２−ベンゾイル安息香酸メチル等を挙げることができる。
【０１２９】
前記アセトフェノン系化合物の具体例としては、、１−（４−ドデシルフェニル）−２−ヒドロキシ−２−メチルプロパン−１−オン、２，２−ジメトキシ−２−フェニルアセトフェノン、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−オン、１−（４'−ｉ−プロピルフェニル）−２−ヒドロキシ−２−メチルプロパン−１−オン、４−（２'−ヒドロキシエトキシ）フェニル（２−ヒドロキシ−２−プロピル）ケトン、２，２−ジメトキシアセトフェノン、２，２−ジエトキシアセトフェノン、２−メチル−１−（４'−メチルチオフェニル）−２−モルフォリノプロパン−１−オン、２−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、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、２，２−ジメトキシ−１，２−ジフェニルエタン−１−オン等を挙げることができる。
【０１３０】
前記ベンゾフェノン系化合物の具体例としては、ベンジルジメチルケトン、ベンゾフェノン、４，４'−ビス（ジメチルアミノ）ベンゾフェノン、４，４'−ビス（ジエチルアミノ）ベンゾフェノン等を挙げることができる。
【０１３１】
前記α−ジケトン系化合物の具体例としては、ジアセチル、ジベンゾイル、メチルベンゾイルホルメート等を挙げることができる。
【０１３２】
前記多核キノン系化合物の具体例としては、アントラキノン、２−エチルアントラキノン、２−ｔ−ブチルアントラキノン、１，４−ナフトキノン等を挙げることができる。
【０１３３】
前記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、２，４−ジエチルチオキサントン、２−クロロチオキサントン等を挙げることができる。
【０１３４】
前記トリアジン系化合物の具体例としては、１，３，５−トリス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、１，３−ビス（トリクロロメチル）−５−（２'−クロロフェニル）−ｓ−トリアジン、１，３−ビス（トリクロロメチル）−５−（４'−クロロフェニル）−ｓ−トリアジン、１，３−ビス（トリクロロメチル）−５−（２'−メトキシフェニル）−ｓ−トリアジン、１，３−ビス（トリクロロメチル）−５−（４'−メトキシフェニル）−ｓ−トリアジン、２−（２'−フリルエチリデン）−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２−（４'−メトキシスチリル）−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２−（３'，４'−ジメトキシスチリル）−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２−（４'−メトキシナフチル）−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２−（２'−ブロモ−４'−メチルフェニル）−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２−（２'−チオフェニルエチリデン）−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン等を挙げることができる。
【０１３５】
これらのうちでも、１−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン、２−ベンジル−２−ジメチルアミノ−１−（４’−モルフォリノフェニル）ブタン−１−オン、及び、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−オンは、少量でも電離放射線の照射による重合反応を開始し促進するので、本発明において好ましく用いられる。これらは、いずれか一方を単独で、又は、両方を組み合わせて用いることができる。
【０１３６】
光ラジカル重合開始剤を用いる場合には、バインダー成分１００質量部に対して、光ラジカル重合開始剤を通常は１〜２００質量部の割合で配合する。
【０１３７】
また、熱重合性のバインダー成分としてはエポキシ樹脂が好ましく、例えば、次に示すようなエチレン性不飽和結合とエポキシ基を含有するモノマーの１種または２種以上を重合させた単独重合体または共重合体を用いることができる：アクリル酸グリシジル、メタクリル酸グリシジル、α−エチルアクリル酸グリシジル、α−ｎ−プロピルアクリル酸グリシジル、α−ｎ−ブチルアクリル酸グリシジル、アクリル酸−３，４−エポキシブチル、メタクリル酸−３，４−エポキシブチル、メタクリル酸−４，５−エポキシペンチル、アクリル酸−６，７−エポキシヘプチル、メタクリル酸−６，７−エポキシヘプチル、α−エチルアクリル酸−６，７−エポキシヘプチルなどの（メタ）アクリレート類；ｏ−ビニルフェニルグリシジルエーテル、ｍ−ビニルフェニルグリシジルエーテル、ｐ−ビニルフェニルグリシジルエーテル、ｏ−ビニルベンジルグリシジルエーテル、ｍ−ビニルベンジルグリシジルエーテル、ｐ−ビニルベンジルグリシジルエーテルなどのビニルグリシジルエーテル類；２，３−ジグリシジルオキシスチレン、３，４−ジグリシジルオキシスチレン、２，４−ジグリシジルオキシスチレン、３，５−ジグリシジルオキシスチレン、２，６−ジグリシジルオキシスチレン、５−ビニルピロガロールトリグリシジルエーテル、４−ビニルピロガロールトリグリシジルエーテル、ビニルフロログリシノールトリグリシジルエーテル、２，３−ジヒドロキシメチルスチレンジグリシジルエーテル、３，４−ジヒドロキシメチルスチレンジグリシジルエーテル、２，４−ジヒドロキシメチルスチレンジグリシジルエーテル、３，５−ジヒドロキシメチルスチレンジグリシジルエーテル、２，６−ジヒドロキシメチルスチレンジグリシジルエーテル、２，３，４−トリヒドロキシメチルスチレントリグリシジルエーテル、及び、１，３，５−トリヒドロキシメチルスチレントリグリシジルエーテル。
【０１３８】
エポキシ樹脂は市販品の中から選択、入手することも可能であり、例えば、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂としてエピコート１００１、１００２、１００３、１００４、１００７、１００９、１０１０（油化シェル製）など、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂としてエピコート８０７（油化シェル製）など、フェノールノボラック型エポキシ樹脂としてＥＰＰＮ２０１、２０２（日本化薬製）、エピコート１５４（油化シェル製）など、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂としてＥＯＣＮ１０２、１０３Ｓ、１０４Ｓ、１０２０、１０２５、１０２７（日本化薬製）、エピコート１８０Ｓ（油化シェル製）などを例示できる。
【０１３９】
バインダー成分としてエポキシ樹脂を用いる場合には、通常、全固形分中の１０〜５０質量％程度の割合とする。
【０１４０】
エポキシ樹脂と組み合わされる硬化剤としては、多価カルボン酸無水物または多価カルボン酸を用いることができる。
【０１４１】
多価カルボン酸無水物の具体例としては、無水フタル酸、無水イタコン酸、無水コハク酸、無水シトラコン酸、無水ドデセニルコハク酸、無水トリカルバリル酸、無水マレイン酸、無水ヘキサヒドロフタル酸、無水ジメチルテトラヒドロフタル酸、無水ハイミック酸、無水ナジン酸などの脂肪族または脂環族ジカルボン酸無水物；１，２，３，４−ブタンテトラカルボン酸二無水物、シクロペンタンテトラカルボン酸二無水物などの脂肪族多価カルボン酸二無水物；無水ピロメリット酸、無水トリメリット酸、無水ベンゾフェノンテトラカルボン酸などの芳香族多価カルボン酸無水物；エチレングリコールビストリメリテイト、グリセリントリストリメリテイトなどのエステル基含有酸無水物を挙げることができ、特に好ましくは、芳香族多価カルボン酸無水物を挙げることができる。また、市販のカルボン酸無水物からなるエポキシ樹脂硬化剤も好適に用いることができる。
【０１４２】
また、本発明に用いられる多価カルボン酸の具体例としては、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ブタンテトラカルボン酸、マレイン酸、イタコン酸などの脂肪族多価カルボン酸；ヘキサヒドロフタル酸、１，２−シクロヘキサンジカルボン酸、１，２，４−シクロヘキサントリカルボン酸、シクロペンタンテトラカルボン酸などの脂肪族多価カルボン酸、およびフタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ピロメリット酸、トリメリット酸、１，４，５，８−ナフタレンテトラカルボン酸、ベンゾフェノンテトラカルボン酸などの芳香族多価カルボン酸を挙げることができ、好ましくは芳香族多価カルボン酸を挙げることができる。
【０１４３】
これら多価カルボン酸無水物および多価カルボン酸は、１種単独でも２種以上の混合でも用いることができる。硬化剤の配合量は、エポキシ樹脂１００質量部当たり、通常は１〜１００質量部の範囲とする。
【０１４４】
本発明に係る着色コーティング組成物は、必須成分として、上記顔料、分散剤及びバインダー成分を含有するが、さらに必要に応じて、塗工液に調製するための溶剤、重合開始剤、増感剤、硬化剤、紫外線遮断剤、紫外線吸収剤、表面調整剤（レベリング剤）、或いは、その他の成分を配合しても良い。
【０１４５】
着色コーティング組成物のバインダー成分として液状のモノマー及び／又はオリゴマーを比較的多量に用いる場合には、当該モノマー及び／又はオリゴマーが液状媒体としても機能し得るので、溶剤を用いなくても固形成分を溶解、分散、又は希釈して塗工液の状態に調製できる場合がある。従って、本発明において溶剤は必ずしも必要ではないが、固形成分を溶解分散し、濃度を調整して、塗工適性に優れた塗工液を調製するために溶剤（希釈溶剤）を使用する場合が多い。
【０１４６】
予備調製物である顔料分散組成物を調製するための分散溶剤は、顔料分散性だけを考慮して選択できるが、着色コーティング組成物を調製するための希釈溶剤は、顔料分散性と共に、バインダー成分や重合開始剤の溶解性又は分散性、分散溶剤との相溶性、塗工の均一性、塗工後の易乾燥性等を考慮して選択する必要がある。希釈溶剤としては、例えば、メチルアルコール、エチルアルコール、Ｎ−プロピルアルコール、ｉ−プロピルアルコールなどのアルコール系溶剤；メトキシアルコール、エトキシアルコールなどのセロソルブ系溶剤；メトキシエトキシエタノール、エトキシエトキシエタノールなどのカルビトール系溶剤；酢酸エチル、酢酸ブチル、メトキシプロピオン酸メチル、エトキシプロピオン酸エチル、乳酸エチルなどのエステル系溶剤；アセトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノンなどのケトン系溶剤；メトキシエチルアセテート、エトキシエチルアセテート、エチルセロソルブアセテートなどのセロソルブアセテート系溶剤；メトキシエトキシエチルアセテート、エトキシエトキシエチルアセテートなどのカルビトールアセテート系溶剤；ジエチルエーテル、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ジメチルエーテル、テトラヒドロフランなどのエーテル系溶剤；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−メチルピロリドンなどの非プロトン性アミド溶剤；γ−ブチロラクトンなどのラクトン系溶剤；ベンゼン、トルエン、キシレン、ナフタレンなどの不飽和炭化水素系溶剤；Ｎ−ヘプタン、Ｎ−ヘキサン、Ｎ−オクタンなどの飽和炭化水素系溶剤などの有機溶剤を例示することができる。
【０１４７】
これらの溶剤の中では、メトキシエチルアセテート、エトキシエチルアセテート、エチルセロソルブアセテートなどのセロソルブアセテート系溶剤；メトキシエトキシエチルアセテート、エトキシエトキシエチルアセテートなどのカルビトールアセテート系溶剤；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ジメチルエーテル、プロピレングリコールジエチルエーテルなどのエーテル系溶剤；メトキシプロピオン酸メチル、エトキシプロピオン酸エチル、乳酸エチルなどのエステル系溶剤が特に好適に用いられる。
【０１４８】
特に好ましくは、酢酸−３−メトキシブチル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールジメチルエーテル又はこれらを混合したものを使用することができる。
【０１４９】
希釈のための有機溶剤は、分散溶剤と同様に、ＳＰ値が８〜１０の範囲のものを用いるのが特に好ましい。また、希釈のための有機溶剤は、分散溶剤と同様に、水を全く又は少量しか含有していないことが好ましく、具体的には、その含水量は１０質量％未満が好ましく、５質量％未満がさらに好ましく、実質的に０質量％であることが理想的である。
【０１５０】
このような希釈溶剤を用いて、固形分濃度を１０〜７０質量％に調節することによって、塗工適性に優れた着色コーティング組成物が得られる。なお、本発明において固形分とは、希釈溶剤及び分散溶剤を除く全ての配合成分のことであり、液状のモノマーやオリゴマーも希釈溶剤又は分散溶剤で溶解又は分散すべき固形分に含まれる。
【０１５１】
本発明に係る着色コーティング組成物は、顔料、分散剤等の配合成分を、液状媒体としても機能するバインダー成分である液状モノマー及び／又はオリゴマーに混合するか、又は、これらの配合成分を希釈溶剤に直接混合し、公知の分散機を用いて分散させることによって調製しても良い。しかし、全ての配合成分を単純に混合するだけの方法や、全ての配合成分を希釈溶剤に直接投入して分散させる方法では、顔料を充分に分散させることができない場合がある。また、全ての配合成分を希釈溶剤に直接混合して分散させる方法を行うためには、顔料分散性に優れていて分散溶剤として適していると同時に、バインダー成分の溶解性や易乾燥性にも優れていて希釈溶剤としても適している溶剤を選択する必要があるが、そのような溶剤を選択することは必ずしも容易でない。
【０１５２】
これに対して、上述した本発明に係る顔料分散組成物を用いる方法によれば、顔料分散性に優れた着色コーティング組成物を容易に得ることができる。この方法では、顔料と分散剤を分散溶剤に混合、分散させることにより、本発明に係る顔料分散組成物を予め調製する。一方、これとは別に、バインダー成分、重合開始剤及び他の成分を希釈溶剤に混合し、溶解又は分散させることにより、クリアレジスト液を調製する。そして、得られた顔料分散組成物とクリアレジスト液を混合し、必要に応じて分散処理を行うことによって、顔料分散性に優れた着色コーティング組成物が容易に得られる。この方法によれば、分散溶剤及び希釈溶剤を別々に選択できるので、溶剤選択の幅も広がる。
【０１５３】
このようにして得られた本発明に係る着色コーティング組成物は顔料分散性及び塗工適性に優れており、これを何らかの支持体に塗布して塗膜を形成し、乾燥させ、必要に応じて光や熱等により反応硬化させることによって、鮮明な色調と高い着色力を有する均一な着色塗膜を形成することができる。得られた着色塗膜は、バインダー成分の乾燥固化又は反応硬化によって形成されたバインダー中に顔料が均一に分散された構造を有している。
【０１５４】
光硬化性バインダー成分を含有する着色コーティング組成物を用いる場合には、当該着色コーティング組成物を支持体に塗布して塗膜を形成し、乾燥させた後、当該塗膜に光線を照射することにより、塗膜中のバインダー成分を重合させて架橋結合のネットワークを形成し、塗膜を硬化させることができる。
【０１５５】
特に、本発明の着色コーティング組成物に光重合性バインダー成分を用いると共に、分散剤として第一セグメント上に式４で表される環状イミド基を有するグラフトポリマーを組み合わせて用い、好ましくは光重合開始剤をさらに添加する場合には、光照射を行う時に、光重合性バインダー成分が重合するだけでなく、第一セグメント上の環状イミド基が光重合性バインダー成分と重合したり、環状イミド基同士で二量化反応を起こすので、光硬化反応が促進して硬化スピードが速くなり、架橋密度が高くなって塗膜の硬度、強度、密着性等の物性が向上する。
【０１５６】
硬化反応に用いる光線としては、紫外線や電離放射線のような放射線又は可視光の中から、バインダー成分の重合反応を引き起こす波長を有するものを適宜選んで用いる。硬化に必要な照射エネルギーは、通常、１０〜５００ｍJ／ｃｍ2程度である。
【０１５７】
このような光硬化性の着色コーティング組成物の塗膜に、光線を所定のパターン状に照射することにより塗膜の一部を選択的に硬化させた後、有機溶剤やアルカリ液で現像することにより、所定パターンの着色塗膜が得られる。塗膜の表面にレーザー光を照射するか、又は、マスクを介して光線を照射することによって、塗膜の所定位置を選択的に露光、硬化させることができる。また、カルボキシル基のような酸性基を有する光硬化性バインダー成分を用いる場合には、アルカリ現像が可能であり、有機溶剤を用いて現像する場合と比べて環境衛生上好ましい。
【０１５８】
本発明に係る着色コーティング組成物は、特に、カラーフィルターの着色層、すなわち、画素やブラックマトリックスを形成するのに適している。
【０１５９】
カラーフィルターは、透明基板に所定のパターンで形成されたブラックマトリックスと、当該ブラックマトリックス上に所定のパターンで形成した画素部と、当該画素部を覆うように形成された保護膜を備えている。保護膜上に必要に応じて液晶駆動用の透明電極が形成される場合もある。また、ブラックマトリックス層が形成された領域に合わせて、透明電極板上若しくは画素部上若しくは保護膜上に柱状スペーサーが形成される場合もある。
【０１６０】
画素部は赤色パターン、緑色パターン及び青色パターンがモザイク型、ストライプ型、トライアングル型、４画素配置型等の所望の形態で配列されてなり、ブラックマトリックスは各着色パターンの間及び画素部形成領域の外側の所定領域に設けられている。画素部は様々な方法で形成できるが、上記本発明に係る着色コーティング組成物を用いて顔料分散法により形成するのが好ましい。すなわち、光硬化性バインダー成分を含有する着色コーティング組成物を透明基板の一面側に塗布し、紫外線等の光線を所定のパターン状に照射し、アルカリ現像後、クリーンオーブン等で加熱してポストベークすることにより画素部を形成できる。画素部は、通常、１〜３μｍ程度の厚さに形成する。
【０１６１】
ブラックマトリックスは、顔料分散法、印刷法、クロム蒸着等、種々の方法により形成されるが、画素部と同様に、上記本発明に係る着色コーティング組成物を用いる顔料分散法により形成することも可能である。この場合、黒色顔料と光硬化性バインダー成分を含有する着色コーティング組成物を調製し、画素部を形成するのと同様にして選択的露光と現像を行うことで、ブラックマトリックスが得られる。この方法においては、ブラックマトリックスを通常、０．８〜１．５μｍ程度の厚さに形成する。
【０１６２】
保護膜は、光又は熱硬化性を有する透明樹脂組成物の塗工液を、保護膜用塗工液としては、例えば特開２００１−１０６７６５号公報に記載の硬化性樹脂組成物が挙げられる。硬化性樹脂組成物の塗工膜は、フォトマスクを介して紫外線を照射することにより露光され、アルカリ現像後、クリーンオーブン等でポストベークされて保護膜となる。
【０１６３】
保護膜上の透明電極は、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ）等、およびそれらの合金等を用いて、スパッタリング法、真空蒸着法、ＣＶＤ法等の一般的な方法により形成され、必要に応じてフォトレジストを用いたエッチング又は治具の使用により所定のパターンとしたものである。この透明電極の厚みは２０〜５００ｎｍ程度、好ましくは１００〜３００ｎｍ程度とすることできる。
【０１６４】
透明電極上の柱状スペーサーも、上記特開２００１−１０６７６５の硬化性樹脂組成物をスピンコーター、ロールコーター、スプレイ、印刷等の方法により塗布し、フォトマスクを介する紫外線照射により露光し、アルカリ現像後、クリーンオーブン等でポストベークすることにより形成できる。柱状スペーサーは、例えば、５μｍ程度の高さに形成される。
【０１６５】
このようにして製造されたカラーフィルターの内面側に配向膜を形成し、電極基板と対向させ、間隙部に液晶を満たして密封することにより、液晶パネルが得られる。
【０１６６】
なお、本発明に係るカラーフィルターを液晶表示装置用カラーフィルターを代表例として説明したが、本発明は、他方式の表示装置用のカラーフィルター、例えばＥＬ（エレクトロルミネッセンス）デバイスのカラーフィルターにも適用可能である。ＥＬデバイスは、ＲＧＢ各色のＥＬ素子をマトリックス状に配列し、各色の発光を制御すればフルカラー表示可能であるが、ＥＬ素子の光取り出し側（鑑賞者側）にカラーフィルターを配置することにより、発色光を変調させて表示性能を向上させることができ、またカラーフィルターがＥＬ素子を外部光から保護して長寿命化に貢献する等の効果も得られる。
【０１６７】
【実施例】
Ａ．参考例
下記参考例において、枝部マクロモノマーを合成した。
【０１６８】
（参考例１）：ＭＭＡ系マクロモノマーの合成
メルカプトプロピオン酸（ＭＰＡ）１質量部、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡ）５０質量部、メチルメタクリレート（ＭＭＡ）３０質量部、を反応フラスコに仕込んだ。この混合物を９３℃に加熱・攪拌した後、窒素気流下で、一方の供給口よりアゾビスメチルイソブチロニトリル（ＡＢＮ−Ｅ）１．０質量部、ＰＧＭＥＡ５０質量部の混合液を４時間かけて、他方の供給口よりＭＭＡ７０質量部、ＭＰＡ２質量部の混合液を２時間かけて連続供給し、重合した。その後、さらに４時間加熱して計８時間で重合を完結した。酸価０．１３８ｍｅｑ／ｇで片末端にカルボキシル基を有するポリマーを得た。
【０１６９】
空気バブリングに切り替えて、引き続き、グリシジルメタクリレート（ＧＭＡ）４．４２質量部（酸分に対し１１０モル％）、メトキシフェノール（ＭＱ）０．０５質量部、ジメチルベンジルアミン（ＤＭＢＡ）３質量部、ＰＧＭＥＡ１０質量部を仕込み、１１０℃で８時間、加熱攪拌した。酸価０．００２ｍｅｑ／ｇとなり、カルボキシル基の反応率が９８％以上であることが確認され、片末端にＧＭＡが付加したＰＭＭＡマクロモノマーが得られた。数平均分子量（Ｍｎ）＝３，０００、重量平均分子量（Ｍｗ）＝６，３００であった。この溶液にＰＧＭＥＡを加えて固形分５０質量％に調整した。
【０１７０】
（参考例２）：ＥＨＭＡ系カルボキシル基含有マクロモノマーの合成
参考例１のＭＭＡ３０質量部を、２−エチルヘキシルメタクリレート（ＥＨＭＡ）２８質量部とヒドロキシエチルメタクリレート（ＨＥＭＡ）２質量部に置き換えた。また連続供給するＭＭＡ７０質量部をＥＨＭＡ質量部４２質量部とＨＥＭＡ１２質量部に置き換えた。その他は参考例１と同様にして、片末端にＧＭＡが付加したマクロモノマーが得られた。
【０１７１】
さらにこのマクロモノマー液に無水コハク酸１０．７質量部を加え、１１０℃で３時間攪拌した。無水コハク酸はマクロモノマーと反応して、セグメント中にカルボキシル基が導入された。得られたマクロモノマーは、数平均分子量（Ｍｎ）＝３，１００、重量平均分子量（Ｍｗ）＝６，２００であった。この溶液にＰＧＭＥＡを加えて固形分５０質量％に調整した。
【０１７２】
（参考比較例１）：ＭＭＡ系カルボキシル基含有マクロモノマーの合成
参考例１のＭＭＡ３０質量部を、ＭＭＡ３０質量部とヒドロキシエチルメタクリレート（ＨＥＭＡ）３質量部に置き換えた。また連続供給するＭＭＡ７０質量部をＭＭＡ４０質量部とＨＥＭＡ１７質量部に置き換えた。その他は参考例１と同様にして、片末端にＧＭＡが付加したマクロモノマーが得られた。
【０１７３】
さらにこのマクロモノマー液に無水コハク酸１５．２質量部を加え、１１０℃で３時間攪拌した。無水コハク酸はマクロモノマーと反応して、セグメント中にカルボキシル基が導入された。得られたマクロモノマーは、数平均分子量（Ｍｎ）＝３，１００、重量平均分子量（Ｍｗ）＝６，３００であった。この溶液にＰＧＭＥＡを加えて固形分５０質量％に調整した。
【０１７４】
Ｂ．合成例
下記合成例及び合成比較例において、グラフトポリマーを合成した。各合成例の仕込み量を第１表、第２表にまとめた。
【０１７５】
（合成例１）
参考例１のマクロモノマー溶液３０質量部、メルカプトエタノール０．５質量部、ＰＧＭＥＡ４０質量部、ビニルフタルイミド２０質量部、４−ビニルピリジン１０質量部を反応フラスコに仕込んだ。この混合物を、８５℃に加熱・攪拌し、窒素気流下で、供給口より、参考例１のマクロモノマー溶液１１０質量部、ＡＢＮ−Ｅ０．３質量部、メルカプトエタノール０．５質量部、ＰＧＭＥＡ１２０質量部の混合液を２時間かけて供給した。続けてＡＢＮ−Ｅ０．４質量部、ＰＧＭＥＡ２０質量部の混合液を１時間かけて供給した。その後、さらに２時間加熱して計５時間で重合を完結した。得られたグラフトポリマー溶液は透明液であった。また重量平均分子量は、１０，２００であった。最後にＰＧＭＥＡを加えて固形分２０質量％に調整した。
【０１７６】
また、幹セグメントのＳＰ値は１２．６と計算され、枝セグメントのＳＰ値は９．１と計算された。
【０１７７】
（合成例２〜７）
第１表の仕込み量に従い、合成例１と同様に重合を行い、得られた重合液にＰＧＭＥＡを加えて固形分２０質量％に濃度調整した。
【０１７８】
（合成比較例１〜３）
第２表の仕込み量に従い、合成例１と同様に重合を行い、重合液にＰＧＭＥＡを加えて固形分２０質量％に濃度調整した。
【０１７９】
【表１】
【表２】
＊１：ＴＨＰＩ−ＡＡ（３，４，５，６−テトラヒドロフタルイミドエチルアクリレート）
＊２：連続仕込み１を２時間かけて供給後、連続仕込み２を２時間かけて供給する。
＊３：マクロモノマー溶液の固形分濃度は５０質量％である。
＊４：比較例のグラフトポリマーの幹部及び枝部については、ＳＰ値が１１．０以上であるか或いは９．５以上であるかに拘わらず、幹部及び枝部のうちＳＰ値が大きい方を第一セグメントとし、ＳＰ値が小さい方を第二セグメントとした。
【０１８２】
Ｃ．実施例
下記合成例で得られたグラフトポリマーを用いて顔料分散組成物、着色コーティング組成物、及び、カラーフィルターを作製し、評価した。
【０１８３】
（実施例１）：緑色顔料分散組成物の調製
分散剤として合成例１で得られたグラフトポリマー溶液を含む下記成分を混合し、直径０．３ｍｍのジルコニアビーズを用いビーズミルで、１時間分散して、緑色顔料組成物１を作製した。
＜緑色顔料分散組成物１の組成＞
・Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン３６： １５質量部
・合成例１のグラフトポリマー溶液（固形分２０質量％）： ３０質量部
・ＰＧＭＥＡ： ５５質量部
（実施例２〜７）：緑色顔料分散組成物の調製
実施例１において、前記合成例１のグラフトポリマー溶液を合成例２〜７のグラフトポリマー溶液に変更したこと以外は実施例１と同様にして緑色顔料分散組成物２〜６を作製した。
（実施例８）：黄色顔料分散組成物の調製
実施例１において、配合成分を下記組成に変更したこと以外は実施例１と同様にして、分散剤として合成例１で得られたグラフトポリマー溶液を用いた黄色顔料分散組成物１を作製した。
＜黄色顔料分散組成物１の組成＞
・Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー １３８： １０質量部
・合成例１のグラフトポリマー溶液（固形分２０質量％）： ３０質量部
・ＰＧＭＥＡ： ６０質量部
（実施例９〜１３）：黄色顔料分散組成物の調製
実施例８において、前記合成例１のグラフトポリマー溶液を合成例２〜６のグラフトポリマー溶液に変更したこと以外は実施例８と同様にして黄色顔料組成物２〜６を作製した。
【０１８４】
（実施例１４）：青色顔料分散組成物の調製
実施例１において、配合成分を下記組成に変更したこと以外は実施例１と同様にして、分散剤として合成例４で得られたグラフトポリマー溶液を用いた青色顔料分散組成物４を作製した。
＜青色顔料分散組成物１の組成＞
・Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン１５：６： １５質量部
・合成例４のグラフトポリマー溶液（固形分２０質量％）： ３０質量部
・ＰＧＭＥＡ： ５５質量部
（実施例１５）：青色顔料分散組成物の調製
実施例１４において、前記合成例４のグラフトポリマー溶液を合成例６のグラフトポリマー溶液に変更したこと以外は実施例１４と同様にして青色顔料組成物６を作製した。
【０１８５】
（比較例１）
実施例１において、前記合成例１のグラフトポリマー溶液を合成比較例１のグラフトポリマー溶液に変更したこと以外は実施例１と同様にして緑色顔料組成物Ｃ１を作製した。
【０１８６】
（比較例２〜３）
実施例１において、前記合成例１のグラフトポリマー溶液を合成比較例２〜３のグラフトポリマー溶液に変更したこと以外は実施例１と同様にして緑色顔料組成物Ｃ２〜Ｃ３を作製した。
【０１８７】
（比較例４）
実施例８において、前記合成例１のグラフトポリマー溶液を合成比較例１のグラフトポリマー溶液に変更したこと以外は実施例８と同様にして黄色顔料組成物Ｃ１を作製した。
【０１８８】
（比較例５）
実施例８において、前記合成例１のグラフトポリマー溶液を合成比較例２のグラフトポリマー溶液に変更したこと以外は実施例８と同様にして黄色顔料組成物Ｃ２を作製した。
【０１８９】
（比較例６）
実施例１４において、前記合成例４のグラフトポリマー溶液を合成比較例１のグラフトポリマー溶液に変更したこと以外は実施例１４と同様にして青色顔料組成物Ｃ１を作製した。
【０１９０】
（比較例７）
実施例１４において、前記合成例４のグラフトポリマー溶液を合成比較例２のグラフトポリマー溶液に変更したこと以外は実施例１４と同様にして青色顔料組成物Ｃ２を作製した。
【０１９１】
（顔料分散組成物の評価）
実施例１〜１５及び比較例１〜７で得られた各顔料分散液を希釈し、粒度分析計（日機装（株）製マイクロトラック９３４０ＵＰＡ）にて分散液中の顔料の５０％粒子径を測定し、分散能を評価した。結果を第３表に示す。
【０１９２】
【表３】
（実施例１６）：着色コーティング組成物の作製
下記成分を室温で攪拌、混合し、着色コーティング組成物１を調製した。
＜着色コーティング組成物１の組成＞
・実施例１の緑色顔料分散組成物１： ３０．０質量部
・実施例８の黄色顔料分散組成物１： ３０．０質量部
・メタクリル酸／ベンジルメタクリレート重合体（モル比：３０／７０、重量平均分子量：２万、固形分４０質量％のＰＧＭＥＡ溶液）：１６．０質量部
・ジペンタエリスリトールペンタアクリレート：４．０質量部
・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：２．０質量部
・２，２’−ビス（ｏ−クロロフェニル）−４，５，４'、５’−テトラフェニル−１，２’−ビイミダゾール：１．０質量部
・シクロヘキサノン：１７．０質量部
（実施例１７〜２１、比較例８〜９）
実施例１６において、実施例１の緑色顔料分散組成物１及び実施例８の黄色顔料分散組成物１を、第５表に示す緑色及び黄色顔料分散組成物に変更した以外は実施例１６と同様にして、着色コーティング組成物２〜６、Ｃ１〜Ｃ２を作製した。
【０１９４】
（着色コーティング組成物の評価）
実施例１６〜２１及び比較例８〜９で得られた着色コーティング組成物について、塗膜のコントラスト、感度（最低硬化露光量）及び現像性（最短抜け時間）を評価した。試験方法を以下に説明すると共に、評価結果を第４表に示す。
【０１９５】
（１）塗膜のコントラスト
ガラス基板上に着色コーティング組成物をスピンコーターで塗布（膜厚１．５μｍ）した後、９０℃で３分間ホットプレートにより乾燥した（膜厚１．５μｍ）。次いで、得られた塗膜に超高圧水銀ランプを用いて８０ｍＪ／ｃｍ2まで紫外線を照射した。次いで、当該塗膜を０．０５質量％水酸化カリウム水溶液中で現像し、２００℃のクリーンオーブン内で３０分間加熱を行い硬化膜を作製した。
【０１９６】
得られた硬化膜サンプルを２枚の偏光板の間に置き、偏光軸が平行の時と垂直の時の透過光量をそれぞれ測定し、その比をコントラスト比とした。
【０１９７】
（２）感度の評価
１０ｃｍ画のガラス基板上に、各実施例又は比較例で得られた着色コーティング組成物をスピンコーター（ＭＩＫＡＳＡ製、形式１Ｈ−ＤＸ２）により、塗布、乾燥した。この塗布膜をホットプレート上で９０℃、３分間加熱した。加熱後、塗布膜から１００μｍの距離にフォトマスクを配置して２．０ｋＷの超高圧水銀ランプを装着したＵＶアライナー（大日本スクリーン製、形式ＭＡ １２００）によって２０〜１００ｍＪ／ｃｍ2の強度（４０５ｎｍ照度換算）で紫外線を照射した。
【０１９８】
紫外線の照射後、寸法が約１ｍｍ×３ｍｍの矩形状に塗布膜を削り取ってガラス基板を部分的に露出させ、触針式表面粗度測定装置（日本アネルバ（株）製、Ｄｅｋｔａｋ １６００）により各照射領域の膜厚を測定し、現像前膜厚とした。
【０１９９】
次いで、塗布膜の露光部に０．０５質量％の水酸化カリウム水溶液をスピン現像機（Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｒｏｃｅｓｓ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＩＮＫ、ＭＯＤＥＬ：９１５）にて６０秒間散布し、未露光部を溶解、除去し、残った露光部を純水で６０秒間水洗することにより現像した。現像後、露光部の膜をクリーンオーブン（忍足研究所（株）製、ＳＣＯＶ−２５０ Ｈｙ−Ｓｏ）により、２００℃で３０分間加熱した。そして、得られた膜の膜厚を、前述したのと同じ方法で測定し、最終硬化後膜厚とした。
【０２００】
このようにして測定された現像前膜厚と最終硬化後膜厚とから次式に従って、残膜率を計算した。
【０２０１】
残膜率（％）＝（最終硬化後膜厚（μｍ）÷現像前膜厚（μｍ））×１００
一方、リファレンス残膜率を、次のようにして決定した。先ず、塗布膜の全面に１００ｍＪ／ｃｍ2の強度で露光したこと以外はサンプルと同じ方法で、着色コーティング組成物の完全露光膜厚を測定した。次に、１００ｍＪ／ｃｍ2露光した塗布膜を現像はせずに、サンプルと同じ方法で加熱だけした後、得られた膜の膜厚を前述したのと同じ方法で測定し、現像工程無しの最終膜厚とした。そして、測定された完全露光膜厚と現像工程無しの最終膜厚とから次式に従って、リファレンス残膜率を計算した。
【０２０２】
リファレンス残膜率（％）＝（現像工程無しの最終膜厚（μｍ）÷完全露光膜厚（μｍ））×１００
このようにして算出された残膜率が誤差範囲１％としてリファレンス残膜率と等しくなった最も小さい露光量を、着色コーティング組成物の最低露光量と決定した。
【０２０３】
（３）現像性の評価
ガラス基板上に着色コーティング組成物をスピンコーターで塗布した後、８０℃で３分間ホットプレートに乾燥した（膜厚２μｍ）。次いで、得られた塗膜を０．０５質量％水酸化カリウム水溶液中で現像し、当該塗膜が現像液により溶解し始める時間を最短現像時間（最短抜け時間）として決定した。
【０２０４】
【表４】
【発明の効果】
以上に述べたように、本発明に係る顔料分散剤は、ＳＰ値（溶解度パラメータ）が１１．０以上の第一セグメントとＳＰ値が９．５以下の第二セグメントとを備え、前記第一セグメント又は第二セグメントのうちの一方が主鎖を構成し、他方がグラフト部分を構成するグラフトポリマーからなる有機溶剤系の顔料分散剤である。ＳＰ値が８〜１０の有機溶媒中では、このグラフトポリマーの第一セグメントは粒子吸着部として機能し、第二セグメントは溶剤に対して親和性の大きい外殻形成部として機能する。しかも、粒子吸着部として機能する第一セグメント又は外殻形成部として機能する第二セグメントの一方がグラフトポリマーの主鎖を構成し、且つ、他方がグラフト部分を構成し、グラフトポリマー分子中における第一セグメントと第二セグメントの位置が明確に分かれているので、粒子表面にはグラフトポリマーが整然と吸着する。
【０２０６】
従って、本発明に係る顔料分散剤を顔料と共に溶剤中に共存させると、顔料粒子の周囲に多量の立体障害部が形成され、顔料粒子相互の凝集が阻止され、顔料を良好に分散させることができる。
【０２０７】
粒子吸着部である第一セグメントがイミド基、ピロリジノニル基、アミド基又はピリジル基等の窒素原子含有基を有する場合には、顔料表面に対する第一セグメントの吸着性がさらに向上するので、分散剤の吸着量を増加させて分散性を向上できる。
【０２０８】
特に、本発明に係る顔料分散剤を用いて光硬化性のコーティング組成物を調製する場合には、第一セグメントが窒素含有基として式４で表される環状イミド基を有していることが好ましく、当該式４の環状イミド基自体が光硬化反応により架橋結合を形成して架橋密度を向上させる。
【０２０９】
また、式４で表される環状イミド基を有するモノマー単位の中でも、下記式６で表されるモノマー単位は、環状イミド基を保持しているアルキレン基が適度な長さであることから、グラフトポリマーの吸着性を向上させることができる。
【０２１０】
次に、本発明に係る顔料分散組成物は、少なくとも、顔料、上記本発明に係る顔料分散剤、及び、ＳＰ値が８〜１０の有機溶剤を含有するものである。この顔料分散組成物は、顔料分散性に優れた塗工液を調製するための予備調製物として用いられる。顔料や顔料分散剤を、バインダー成分と共に希釈溶剤中に直接添加して混合すると、充分な分散性が得られない場合がある。これに対して、本発明に係る顔料分散組成物にバインダー成分や他の成分を混合するか、或いは、本発明に係る顔料分散組成物、バインダー成分、及び他の成分を固形分濃度を調節するための溶剤（希釈溶剤）に添加することによって、顔料分散性に優れた塗工液を容易に調製することができる。本発明に係る顔料分散組成物を用いて得られた塗工液は、様々な分野で着色塗膜を形成することができるが、特に、カラーフィルターの画素やブラックマトリックスのような着色層等を形成するのに好適に用いることができる。
【０２１１】
次に、本発明に係る着色コーティング組成物は、少なくとも、顔料、上記本発明に係る顔料分散剤、バインダー成分、及び、必要に応じて他の成分を含有するものである。この着色コーティング組成物は顔料分散性及び塗工適性に優れており、これを何らかの支持体に塗布して塗膜を形成し、乾燥させ、必要に応じて光や熱等により反応硬化させることによって、鮮明な色調と高い着色力を有する均一な着色塗膜を形成することができる。
【０２１２】
光硬化性バインダー成分を含有する着色コーティング組成物を用いる場合には、当該着色コーティング組成物を支持体に塗布して塗膜を形成し、乾燥し、所定パターン状に光線を照射し、有機溶剤やアルカリ液で現像することにより、所定パターンの着色塗膜が得られる。また、カルボキシル基のような酸性基を有する光硬化性バインダー成分を用いる場合には、アルカリ現像が可能であり、有機溶剤を用いて現像する場合と比べて環境衛生上好ましい。
【０２１３】
本発明に係る着色コーティング組成物は、種々の着色塗膜を形成するのに利用できるが、特に、カラーフィルターの着色層、すなわち、画素やブラックマトリックス等の細部を形成するのに適しており、鮮明且つ着色濃度が高いカラーフィルター及び当該カラーフィルターを用いた高画質の液晶パネルが得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】液晶パネルの一例についての模式的断面図である。
【図２】液晶パネルの別の例についての模式的断面図である。
【図３】第一セグメントが主鎖を構成し、第二セグメントがグラフト部分を構成するグラフトポリマーからなる分散剤が顔料表面に吸着した状態を模式的に示す図である。
【図４】第一セグメントがグラフト部分を構成し、第二セグメントが主鎖を構成するグラフトポリマーからなる分散剤が顔料表面に吸着した状態を模式的に示す図である。
【符号の説明】
１…カラーフィルター
２…電極基板
３…間隙部
４…シール材
５…透明基板
６…ブラックマトリックス層
７（７Ｒ、７Ｇ、７Ｂ）…着色層
８…保護膜
９…透明電極膜
１０…配向膜
１１…パール
１２…柱状スペーサー
Claims (14)
- ＳＰ値が１１．０以上且つ下記式１で表されるイミド基を有するモノマー単位を含有する第一セグメントとＳＰ値が９．５以下の第二セグメントとを備え、前記第一セグメント又は第二セグメントのうちの一方が主鎖を構成し、他方がグラフト部分を構成するグラフトポリマーからなることを特徴とする、有機溶剤系の顔料分散剤。
- 前記第一セグメントが、さらに、ピロリジノニル基、アミド基又はピリジル基を含有する、請求項１に記載の顔料分散剤。
- 前記グラフトポリマーが、末端にエチレン性不飽和結合を有する重合性ポリマー及びエチレン性不飽和結合を有するモノマーからそれぞれ誘導される単位が連結した分子構造を有する共重合体であり、前記重合性ポリマーの骨格が、アルキル（メタ）アクリレート及び芳香族ビニル化合物の中から選ばれるモノマーを含む１種又は２種以上のモノマーを重合させてなるポリマーであることを特徴とする、請求項１又は２に記載の顔料分散剤。
- 前記第二セグメントの質量割合が５０〜９０質量％であることを特徴とする、請求項１乃至３いずれかに記載の顔料分散剤。
- 前記第一セグメント及び／又は前記第二セグメントが酸性基を有することを特徴とする、請求項１乃至４いずれかに記載の顔料分散剤。
- 前記式１で表されるモノマー単位が、下記式６で表されるモノマー単位であることを特徴とする、請求項１乃至５いずれかに記載の顔料分散剤。
- 少なくとも、顔料、前記請求項１乃至６いずれかに記載の顔料分散剤、及び、ＳＰ値が８〜１０の有機溶剤を含有することを特徴とする顔料分散組成物。
- 前記顔料がフタロシアニン系顔料又はキノフタロン系顔料であることを特徴とする、請求項７に記載の顔料分散組成物。
- 少なくとも、顔料、前記請求項１乃至６いずれかに記載の顔料分散剤、及び、バインダー成分を含有することを特徴とする、着色コーティング組成物。
- 前記バインダー成分として光重合性モノマー及び／又はオリゴマーを含有すると共に、光重合開始剤を含有することを特徴とする、請求項９に記載の着色コーティング組成物。
- 前記バインダー成分として、さらに、アルカリ可溶性バインダーポリマーを含有することを特徴とする、請求項１０に記載の着色コーティング組成物。
- 前記顔料がフタロシアニン系顔料又はキノフタロン系顔料であることを特徴とする、請求項９乃至１１いずれかに記載の着色コーティング組成物。
- カラーフィルターの細部を形成するために用いられることを特徴とする、請求項９乃至１２いずれかに記載の着色コーティング組成物。
- 透明基板と、当該透明基板上に形成された着色層とを備え、前記着色層が前記請求項９乃至１３いずれかに記載の着色コーティング組成物を硬化させて形成したものであることを特徴とする、カラーフィルター。
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