JP2004109989A - 光硬化性組成物、それを用いたlcd用構成部品並びに固体撮像素子用構成部品及びそれらの製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】 優れた光硬化性(熱硬化が不要)と現像性を有し、塗布性、塗膜の均一性、省液性に優れ、しかも透過率が向上する、光硬化性組成物、それを用いたLCD用構成部品並びに固体撮像素子用構成部品及びそれらの製造方法を提供すること。
【解決手段】 アルカリ可溶光硬化性樹脂、光硬化性モノマー、光重合開始剤、及び、溶剤を含有し、前記アルカリ可溶光硬化性樹脂が特定の構造単位を特定モル比率含有する特定分子構造の共重合体である光硬化性組成物。
【選択図】 なし

Description

 本発明は、液晶表示素子や固体撮像素子における下塗り層(スペーサー)、平坦化層(保護層)あるいはコンタクトホールを作製するのに好適な光硬化性組成物、それを用いたLCD用構成部品並びに固体撮像素子用構成部品及びそれらの製造方法に関するものである。
 液晶表示素子には、通常、液晶層を一定膜厚にするために、カラーフィルターとアレイ基板との間にスペーサーが設けられている。このスペーサーは、従来ポリメチルメタクリレート、球形シリカ等からなる球形の粒子が液晶層の中に混入される形で形成され、それによって3〜10μmの隙間を確保している。
 この球形の粒子は液晶層内で移動するため、液晶層を指などで押すとその移動のため隙間が変動し、液晶の厚みが変化してしまう。これにより、液晶表示の色が滲んだり、画像が歪んだりすることがあった。
 上記問題を解決するために、球形の粒子に代わり、感光性樹脂組成物でスペーサーを形成することが提案されている。即ち、カラーフィルター形成用の感光性着色組成物層の一部を厚くしてスペーサーの代わりに用いることができるが、顔料の入った着色組成物層では、カラーフィルターと同時に形成できるが、硬化のために露光量が多く必要となったり、着色組成物層の底部が十分に硬化しないなどの問題点があった。また、顔料が高価であり、更に顔料分散液を得る工程が必要となり、製造コストが高くなった。このため、上記スペーサーを形成するための透明な感光性組成物の開発が必要であった。
 固体撮像素子用構成部品としては、カラーフィルター以外に、シリコンウエハー上にカラーフィルター層の密着性を向上させるための透明樹脂下塗り層(スペーサー)や、カラーフィルターの表面に塗布してその表面を平坦化するための平坦化層(保護層)等を設けることができる。従来の固体撮像素子用構成部品であるこれらの下塗り層や平坦化層の素材は、体積収縮が少ない、硬化被膜作成の工程が簡単であるなどの理由から、エポキシ樹脂のような熱硬化性のものが多く使われている。しかしながら、熱硬化性樹脂は黄変しやすく光学的な問題があった。また、熱による硬化が必要であるために、工程に時間を要するという問題があった。
 一方、特許文献1(特開平7−248625号公報)には、液晶ディスプレイの層間絶縁膜、保護膜などの永久膜を形成するための感放射線性組成物として、不飽和カルボン酸とエポキシ基含有重合性化合物との共重合体を用いたものが開示されている。しかしながら、この技術では、必要な物性を得るためには感光層を設けた後、熱による硬化を必要とするため、通常の工程では時間を要するものであった。また、アルカリ現像性を付与するためにカルボン酸もしくはこれに代わる酸成分を相当量必要とするためにエポキシ環が反応し保存中に増粘、固化してしまうという欠点を有していた。
 また、特許文献2(特開平11−323057号公報)及び特許文献3(特開2002−20442号公報)には、LCD用のスペーサー用放射線硬化性組成物が開示されている。前者は、特定の(メタ)アクリレート系化合物を2種類用いたものであり、後者は、特定の(メタ)アクリロイル基含量及び酸価を有する(メタ)アクリレート系化合物を用いたものである。
 これらの技術は、熱硬化が不要なため、光硬化性に優れるものの、この技術でも現像性、塗布性等に改善の余地があった。具体的には、現像域(現像ラチチュード)が狭く、生産適正の劣るものであり、また解像度が悪く所望の大きさの形成ができなかった。更には、現像後の塗布ムラや塗布の厚みムラが依然としてあるため、スペーサーとしての機能が不十分なものであった。
 更には、特許文献4(特開平10−204321号公報)には、遮光性、密着性、抵抗率に優れるブラックマトリックスを簡便に製造することを目的として、高分子化合物、分散助剤及び2種以上の金属酸化物からなる複合金属酸化物顔料を含有することを特徴とする黒色顔料組成物が記載されており、その高分子化合物として、(メタ)アクリル酸系の共重合体が開示されている。しかしながら、この技術においても、現像性、塗布性、塗布膜均一性等が十分なものではなかった。
特開平7−248625号公報 特開平11−323057号公報 特開2002−20442号公報 特開平10−204321号公報
 本発明は、上記の従来技術の諸欠点を改良するためになされたもので、その目的は、優れた光硬化性と現像性を有し、塗布性、塗布膜均一性、省液性に優れ、しかも透過率が向上する、光硬化性組成物、それを用いたLCD用構成部品並びに固体撮像素子用構成部品及びそれらの製造方法を提供することである。
 本発明者らは、種々検討の結果、上記目的は、特定のアルカリ可溶光硬化性樹脂を使用することにより達成されることを見出した。
 即ち、
 (1) アルカリ可溶光硬化性樹脂、光硬化性モノマー、光重合開始剤、及び、溶剤を含む光硬化性組成物において、該アルカリ可溶光硬化性樹脂が下記構造単位を含む化合物(1−1)、化合物(1−2)及び化合物(1−3)から選択された少なくとも1種の共重合体であることを特徴とする光硬化性組成物。
化合物(1−1):下記構造単位(a1)、(a2)、(b1)、(b2)、(c1)、及び(d)
化合物(1−2):下記構造単位(a1)、(a2)、(b1)、(b2)、(c2)、及び(d)
化合物(1−3):下記構造単位(a1)、(a2)、(b1)、(b2)、(c3)、(c4)、及び(d)
Figure 2004109989
 上記化合物(1−1)〜(1−3)における上記各構造単位の構成比率は、モル%で、a1とa2は合計で10〜70%、b1とb2は合計で5〜40%、c1は5〜40%、c2は5〜40%、c3とc4は合計で5〜40%、dは5〜30%であり、
1は、炭素数1〜18のアルキル基、フェニル基、炭素数1〜4のアルキル基又はアルコキシル基で置換されたフェニル基、炭素数7〜12のアリール基、又は炭素数7〜12のアラルキル基を表し、
2及びR4はそれぞれ独立して、炭素数1〜18のアルキレン基、炭素数1〜4のアルキル基を置換基として含むフェニルカルバミン酸エステル、又は炭素数3〜18の脂環式基を有するカルバミン酸エステルを表し、
3は、炭素数2〜16の直鎖もしくは分岐のアルキレン基を表し、
5は、炭素数1〜4のアルキル基を表し、
lは、2〜30の整数を表し、
mは、0又は1〜20の整数を表し、
nは、2〜20の整数を表し、
Xは、下記一般式(1)〜(9)から選択された基を示す。
Figure 2004109989
 (2) 前記アルカリ可溶光硬化性樹脂が、(メタ)アクリロイル基を0.1〜5.0meq/g含有し、かつ酸価が20〜200である、上記(1)に記載の光硬化性組成物。
 (3) 前記アルカリ可溶光硬化性樹脂の質量平均分子量Mwが、5,000〜30,000である、上記(1)又は(2)に記載の光硬化性組成物。
 (4) 更に、着色剤を含有する、上記(1)〜(3)のいずれかに記載の光硬化性組成物。
 (5) 上記(1)〜(4)のいずれかに記載の光硬化性組成物から製造されてなるLCD用構成部品。
 (6) 上記(1)〜(4)のいずれかに記載の光硬化性組成物から製造されてなる固体撮像素子用構成部品。
 (7) 少なくとも、上記(1)〜(5)のいずれかに記載の光硬化性組成物をスリット塗布する塗膜形成工程、該塗膜形成工程を経て得られた塗膜にパターン状に光照射する光硬化処理工程、及び該光硬化処理工程の後にアルカリ現像液を用いるアルカリ現像工程を含むLCD用構成部品又は固体撮像素子用構成部品の製造方法。
 本発明の光硬化性組成物は、アルカリ可溶光硬化性樹脂として特定の構造単位を特定の構成比率含有する特定の分子構造の共重合体を使用する点に特徴がある。上述した本発明の目的を達成する上で、上記構造単位中、特にc1、c2、及びdが重要である。構造単位c1及びc2は、アルカリ可溶光硬化性樹脂分子鎖の側鎖にアクリロイル基を存在させることにより、優れた光硬化性を実現することができ、光硬化後の熱硬化を必要としないという利点をもたらす。また、構造単位dはアルカリ可溶光硬化性樹脂分子鎖の側鎖にエチレンオキサイド鎖及び/またはプロピレンオキサイド基を導入することにより、光硬化性組成物の塗布液としての流動性を改良することができ、塗布性、塗布膜均一性、省液性などを大きく改良することができ、特にスリット塗布に対する適性が優れている。
 このような本発明の特徴を利用することにより、LCD用構成部品として、下塗り層(スペーサー)、コンタクトホール形成層、層間絶縁層、平坦化層(保護層)、散乱層などが、また固体撮像素子(イメージセンサ)用として、スペーサー、平坦化層等の形成が容易になり、かつ、その特性を優れたものにすることができる。
 さらに、本発明の光硬化性組成物中に有機顔料、無機顔料、各種染料、カーボンブラックなどの着色剤を含有させてカラーフィルター用に使用しても、良好な特性のカラーフィルターを得ることができる。特に、本発明の光硬化性組成物は、塗布液としての流動特性、レベリング性が優れており、スリット塗布適性が良好で大面積の塗布が可能であり、TV用途などの大画面のLCD用として特性の優れたカラーフィルターや、CCD等の固体撮像素子(イメージセンサ)用の構成部品を得ることができる。
 本発明の光硬化性組成物は、優れた光硬化性(熱硬化が不要)と現像性を有し、塗布性、塗布膜均一性、省液性に優れ、しかも透過率にも優れる。
 従って、本発明の組成物から、優れたLCD用構成部品並びに固体撮像素子(イメージセンサ)用構成部品を容易に得ることが可能である。
 以下、本発明の光硬化性組成物に用いられる配合成分、該組成物の使用方法について説明する。
 本発明の光硬化性組成物は、アルカリ可溶光硬化性樹脂、光硬化性モノマー、光重合開始剤、及び、溶剤を必須成分として構成される。
〔I〕 アルカリ可溶光硬化性樹脂
 本発明の組成物に用いられるアルカリ可溶光硬化性樹脂は、下記構造単位を含む化合物(1−1)、化合物(1−2)及び化合物(1−3)から選択された少なくとも1種の共重合体である。
化合物(1−1):下記構造単位(a1)、(a2)、(b1)、(b2)、(c1)、及び(d)
化合物(1−2):下記構造単位(a1)、(a2)、(b1)、(b2)、(c2)、及び(d)
化合物(1−3):下記構造単位(a1)、(a2)、(b1)、(b2)、(c3)、(c4)、及び(d)
Figure 2004109989
 上記化合物(1−1)〜(1−3)における上記各構造単位の構成比率は、モル比で、a1とa2は合計で10〜70%、b1とb2は合計で5〜40%、c1は5〜40%、c2は5〜40%、c3とc4は合計で5〜40%、dは5〜30%であり、
Rは水素原子又はメチル基を表し、
1は、炭素数1〜18のアルキル基、フェニル基、炭素数1〜4のアルキル基又はアルコキシル基で置換されたフェニル基、炭素数7〜12のアリール基、又は炭素数7〜12のアラルキル基を表し、
2及びR4はそれぞれ独立して、炭素数1〜18のアルキレン基、炭素数1〜4のアルキル基を置換基として含むフェニルカルバミン酸エステル、又は炭素数3〜18の脂環式基を有するカルバミン酸エステルを表し、
3は、炭素数2〜16の直鎖もしくは分岐のアルキレン基を表し、
5は、炭素数1〜4のアルキル基を表し、
lは、2〜30の整数を表し、
mは、0又は1〜20の整数を表し、
nは、2〜20の整数を表し、
Xは、下記一般式(1)〜(9)から選択された基を示す。
Figure 2004109989
 本発明における化合物(1−1)、化合物(1−2)、化合物(1−3)については、一部構造単位(a1)、同(a2)、同(b1)、同(b2)、同(d)を共重合後に付加反応を行い構造単位(b2)の一部を構造単位(c1)〜(c4)とすることで完成される。
 例えば、化合物(1−1)であれば、構造単位(a1)、同(a2)、同(b1)、同(b2)及び同(d)の共重合体を合成し、その後、構造単位(b2)の成分の一部に対してイソシアネート基を有するアクリレート化合物を付加させることで得られる。
 また、化合物(1−2)であれば、構造単位(a1)、同(a2)、同(b1)、同(b2)及び同(d)の共重合体を合成し、その後、構造単位(b2)の成分の一部に対してエポキシ基を有するアクリレート化合物を付加させることで得られる。
 さらに、化合物(1−3)であれば、構造単位(a1)、同(a2)、同(b1)、同(b2)及び同(d)の共重合体を合成し、その後、構造単位(b2)の成分の一部に対して一般式(1)〜(9)から選択された基を付加させることで得られる。
 以下に各構造単位について詳細に説明する。
 R1は、炭素数1〜18のアルキル基、フェニル基、炭素数1〜4のアルキル基又はアルコキシル基で置換されたフェニル基、炭素数7〜12のアリール基、又は炭素数7〜12のアラルキル基を表す。
 炭素数1〜18のアルキル基は、直鎖状、分岐状、環状のいずれであってもよく、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、i−プロピル基、ブチル基、i−ブチル基、t−ブチル基、アミル基、i−アミル基、t−アミル基、ヘキシル基、シクロヘキシル基、オクチル基、2−エチルヘキシル基等が挙げられる。好ましくは炭素数1〜8のアルキル基である。
 フェニル基の置換基としての、炭素数1〜4のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、i−プロピル基、ブチル基、i−ブチル基、t−ブチル基等が挙げられ、フェニル基の置換基としての炭素数1〜4のアルコキシル基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、iso−プロポキシ基、ブトキシ基、i−ブトキシ基、t−ブトキシ基等が挙げられる。
 炭素数7〜12のアリール基としては、置換基を有していてもよく、例えばフェニル基、トリル基、ジメチルフェニル基、2,4,6−トリメチルフェニル基、ナフチル基等が挙げられる。
 炭素数7〜12のアラルキル基としては、置換基を有していてもよく、例えばベンジル基、フェネチル基、ナフチルメチル基等が挙げられる。
 R2及びR4はそれぞれ独立して、炭素数1〜18のアルキレン基、炭素数1〜4のアルキル基を置換基として含むフェニルカルバミン酸エステル、又は炭素数3〜18の脂環式基を有するカルバミン酸エステルを表す。
 炭素数1〜18のアルキレン基としては、直鎖状及び分岐状アルキレン基を挙げることができ、例えば、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ヘキシレン基、オクチレン基等が挙げられる。好ましくは、炭素数4〜8のアルキレン基である。
 炭素数1〜4のアルキル基を含むフェニルカルバミン酸エステル、又は炭素数3〜18の脂環式基を有するカルバミン酸エステルの、各エステルとしては炭素数1〜6のアルキルエステルが挙げられる。
 R3が表す、炭素数2〜16の直鎖もしくは分岐のアルキレン基としては、直鎖状及び分岐状アルキレン基を挙げることができ、例えば、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ヘキシレン基、オクチレン基等が挙げられる。好ましくは、炭素数4〜8のアルキレン基である。
 R5が表す、炭素数1〜4のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、i−プロピル基、ブチル基、i−ブチル基、t−ブチル基等が挙げられる。
 lは、2〜30の整数を表し、好ましくは2〜10の整数である。mは、0又は1〜20の整数を表し、好ましくは0又は1〜2の整数である。nは、2〜20の整数を表し、好ましくは2〜6の整数である。
 Xは、上記一般式(1)〜(9)から選択された基を示す。中でも一般式(1)及び(2)が好ましい。
 本発明においては、上記化合物(1−1)〜(1−3)における上記各構造単位の構成比率は、モル%で、a1とa2は合計で10〜70%、好ましくは15〜60%、b1とb2は合計で5〜40%、好ましくは15〜30%、c1は5〜40%、好ましくは10〜20%、c2は5〜40%、好ましくは10〜20%、c3とc4は合計で5〜40%、好ましくは10〜20%、dは5〜30%、好ましくは10〜20%である。
 本発明において、アルカリ可溶光硬化性樹脂は、(メタ)アクリロイル基を好ましくは0.1〜5.0meq/g、より好ましくは0.5〜3.0meq/g、特に好ましくは0.8〜2.0meq/g含有する。また、アルカリ可溶光硬化性樹脂の酸価は、20〜200であるのが好ましく、より好ましくは25〜100であり、特に好ましくは30〜80である。
 本発明のアルカリ可溶光硬化性樹脂の質量平均分子量Mwは、5,000〜30,000であるのが好ましく、より好ましくは7,000〜15,000、特に好ましくは8,000〜12,000である。
 本発明の組成物において、アルカリ可溶光硬化性樹脂の含有量は、限定されるものではないが、着色剤を含有する場合は、全固形分中好ましくは5〜55質量%、より好ましくは15〜45質量%であり、また、着色剤を含有しない場合は、全固形分中好ましくは20〜70質量%、より好ましくは30〜60質量%である。
〔II〕着色剤
 本発明のアルカリ可溶光硬化性組成物にさらに着色剤を含有させることにより、液晶表示装置や固体撮像素子(イメージセンサ)用のカラーフィルターの光硬化膜を得ることができる。使用できる着色剤としては、種々の顔料、染料を一種又は二種以上混合して用いることができる。
 本発明に用いることができる顔料としては、従来公知の種々の無機顔料または有機顔料を用いることができる。また、顔料は、無機顔料であれ有機顔料であれ、高透過率であることが好ましいことを考慮すると、なるべく細かいものの使用がよいが、ハンドリング性をも考慮すると、好ましくは平均粒子径0.01μm〜0.1μm、より好ましくは0.01μm〜0.05μmの顔料が用いられる。無機顔料としては、金属酸化物、金属錯塩等で示される金属化合物であり、具体的には鉄、コバルト、アルミニウム、カドミウム、鉛、銅、チタン、マグネシウム、クロム、亜鉛、アンチモン等の金属酸化物、および前記金属の複合酸化物を挙げることができる。
 有機顔料としては、
 C.I.Pigment Yellow 11, 24, 31, 53, 83, 93, 99, 108, 109, 110, 138, 139, 147, 150, 151, 154, 155, 167, 180, 185, 199, ;
 C.I.Pigment Orange 36, 38, 43, 71;
 C.I.Pigment Red 81, 105, 122, 149, 150, 155, 171, 175, 176, 177,209, 220, 224, 242, 254, 255, 264, 270;
 C.I.Pigment Violet 19, 23, 32, 39;
 C.I.Pigment Blue 1, 2, 15, 15:1, 15:3, 15:6, 16, 22, 60, 66;
 C.I.Pigment Green 7, 36, 37;
 C.I.Pigment Brown 25, 28;
 C.I.Pigment Black 1, 7;
 カーボンブラック等を挙げることができる。
 本発明では、特に顔料の構造式中に塩基性のN原子をもつものを好ましく用いることができる。これら塩基性のN原子をもつ顔料は本発明の組成物中で良好な分散性を示す。その原因については十分解明されていないが、光硬化性モノマーと顔料の親和性の良さが影響しているものと推定される。
 本願発明において好ましく用いることができる顔料として、以下のものを挙げることができるが、これらに限定されない。
 C.I.Pigment Yellow 11, 24, 108, 109, 110, 138, 139, 150, 151, 154, 167, 180, 185,
 C.I.Pigment Orange 36, 71,
 C.I.Pigment Red 122, 150, 171, 175, 177, 209, 224, 242, 254, 255, 264,
 C.I.Pigment Violet 19, 23, 32,
 C.I.Pigment Blue 15:1, 15:3, 15:6, 16, 22, 60, 66,
 C.I.Pigment Black 1
 これら有機顔料は、単独もしくは色純度を上げるため種々組合せて用いる。具体例を以下に示す。赤の顔料としては、アントラキノン系顔料、ペリレン系顔料、ジケトピロロピロール系顔料単独またはそれらの少なくとも一種とジスアゾ系黄色顔料、イソインドリン系黄色顔料、キノフタロン系黄色顔料またはペリレン系赤色顔料との混合などが用いられる。例えばアントラキノン系顔料としては、C.I.ピグメントレッド177、ペリレン系顔料としては、C.I.ピグメントレッド155、C.I.ピグメントレッド224、ジケトピロロピロール系顔料としては、C.I.ピグメントレッド254が挙げられ、色再現性の点でC.I.ピグメントイエロー83またはC.I.ピグメントイエロー139との混合が好ましい。赤色顔料と黄色顔料の質量比は、100:5〜100:50が好ましい。100:5以上とすることで400nmから500nmの光透過率を抑えることが出来、色純度を上げることが可能となるため好ましい。また100:50以下にすることで主波長が短波長寄りになり、NTSC目標色相からのずれが殆ど見られなくなり好ましい。特に、100:10〜100:30の範囲が最適である。赤色顔料同士の組み合わせの場合は、色度に併せて調整する。
 緑の顔料としては、ハロゲン化フタロシアニン系顔料単独またはジスアゾ系黄色顔料、キノフタロン系黄色顔料、アゾメチン系黄色顔料またはイソインドリン系黄色顔料との混合が用いられ例えばC.I.ピグメントグリーン7、36、37と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またはC.I.ピグメントイエロー185との混合が好ましい。緑顔料と黄色顔料の質量比は、100:5〜100:150が好ましい。100:5以上とすることで400nmから450nmの光透過率を抑えることが出来、色純度を上げることが可能となるため好ましい。また100:150以下にすることで、主波長が長波長寄りになり、NTSC目標色相からのずれが殆ど見られなくなり好ましい。より好ましい質量比は100:30〜100:120の範囲である。
 青の顔料としては、フタロシアニン系顔料単独またはジオキサジン系紫色顔料との混合が用いられ、例えばC.I.ピグメントブルー15:6とC.I.ピグメントバイオレット23との混合が好ましい。青色顔料と紫色顔料の質量比は、100:0〜100:30が好ましく、より好ましくは100:10以下である。
 更に上記の顔料をアクリル系樹脂、マレイン酸系樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニルコポリマーおよびエチルセルロース樹脂等に微分散させた粉末状加工顔料を用いることにより分散性および分散安定性の良好な顔料含有感光樹脂を得ることが出来る。
 ブラックマトリックス用の顔料としては、カーボンブラック、チタンカーボン、酸化鉄などが単独でまたは混合して用いられる。中でも、カーボンブラックとチタンカーボンを混合して用いる場合、その混合比は質量比で、100:0から100:60の範囲が分散安定性において好ましい。
 以下に顔料の処理法について説明する。一般に、これら顔料は合成後、種々の方法で乾燥を経て供給される。通常は水媒体から乾燥させて粉末体として供給されるが、水が乾燥するには大きな蒸発潜熱を必要とするため、乾燥して粉末とさせるには大きな熱エネルギーを与える。そのため、顔料は一次粒子が集合した凝集体(二次粒子)を形成しているのが普通である。
 この様な凝集体を形成している顔料を微粒子に分散するのは容易ではない。そのため顔料をあらかじめ種々の樹脂で処理しておくことが好ましい。これら樹脂として、前述のアルカリ可溶性樹脂を挙げることができる。処理の方法としては、フラッシング処理やニーダー、エクストルーダー、ボールミル、2本または3本ロールミル等による混練方法がある。このうち、フラッシング処理や2本または3本ロールミルによる混練法が微粒子化に好適である。
 フラッシング処理は通常、顔料の水分散液と水と混和しない溶媒に溶解した樹脂溶液を混合し、水媒体中から有機媒体中に顔料を抽出し、顔料を樹脂で処理する方法である。この方法によれば、顔料の乾燥を経ることがないので、顔料の凝集を防ぐことができ、分散が容易となる。2本または3本ロールミルによる混練では、顔料と樹脂または樹脂の溶液を混合した後、高いシェア(せん断力)をかけながら、顔料と樹脂を混練することによって、顔料表面に樹脂をコーティングすることによって、顔料を処理する方法である。この過程で凝集していた顔料粒子はより低次の凝集体から一次粒子にまで分散される。
 また、本発明においては、あらかじめアクリル樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル樹脂、マレイン酸樹脂、エチルセルロース樹脂、ニトロセルロース樹脂等で処理した加工顔料も都合良く用いることができる。本発明において、上記の種々の樹脂で処理された加工顔料の形態としては、樹脂と顔料が均一に分散している粉末、ペースト状、ペレット状、ペースト状が好ましい。また、樹脂がゲル化した不均一な塊状のものは好ましくない。この様にして得られた着色分散体は、光硬化性モノマーと混合され、光硬化性組成物として供される。
 本発明の光硬化性組成物の全固形分中の着色剤含有率は特に限定されるものではないが、好ましくは30〜60質量%である。
 本発明において、顔料の分散性を向上させる目的で従来公知の顔料分散剤や界面活性剤を添加することが出来る。これらの分散剤としては、多くの種類の化合物が用いられるが、例えば、フタロシアニン誘導体(市販品EFKA−745(エフカ社製))、ソルスパース5000(ゼネカ製);オルガノシロキサンポリマーKP341(信越化学工業製)、(メタ)アクリル酸系(共)重合体ポリフローNo.75、No.90、No.95(共栄社油脂化学工業製)、W001(裕商製)等のカチオン系界面活性剤;ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリエチレングリコールジラウレート、ポリエチレングリコールジステアレート、ソルビタン脂肪酸エステル等のノニオン系界面活性剤;W004、W005、W017(裕商製)等のアニオン系界面活性剤;EFKA−46、EFKA−47、EFKA−47EA、EFKAポリマー100、EFKAポリマー400、EFKAポリマー401、EFKAポリマー450(以上森下産業製
)、ディスパースエイド6、ディスパースエイド8、ディスパースエイド15、ディスパースエイド9100(サンノプコ製)等の高分子分散剤;ソルスパース3000、5000、9000、12000、13240、13940、17000、24000、26000、28000などの各種ソルスパース分散剤(ゼネカ株式会社製);アデカプルロニックL31,F38,L42,L44,L61,L64,F68,L72,P95,F77,P84,F87、P94,L101,P103,F108、L121、P−123(旭電化製)およびイソネットS−20(三洋化成製)が挙げられる。
 本発明で使用できる染料は、特に制限はなく、従来カラーフィルター用として公知の染料が使用できる。例えば、特開昭64−90403号公報、特開昭64−91102号公報、特開平1−94301号公報、特開平6−11614号公報、特登2592207号、米国特許第4,808,501号明細書、米国特許第5,667,920号明細書、米国特許第5,059,500号明細書、特開平5−333207号公報、特開平6−35183号公報、特開平6−51115号公報、特開平6−194828号公報、特開平8−211599号公報、特開平4−249549号公報、特開平10−123316号公報、特開平11−302283号公報、特開平7−286107号公報、特開2001−4823号公報、特開平ー94821号公報、特開平8−15522号公報、特開平8−29771号公報、特開平8−146215号公報、特開平11−343437号公報、特開平8−62416号公報、特開2002−14220号公報、特開2002−14221号公報、特開2002−14222号公報、特開2002−14223号公報、特開平8−302224号公報、特開平8−73758号公報、特開平8−179120号公報、特開平8−151531号公報等に開示されている色素が使用できる。化学構造としては、ピラゾールアゾ系、アニリノ
アゾ系、トリフェニルメタン系、アントラキノン系、アンスラピリドン系、ベンジリデン系、オキソノール系、ピラゾロトリアゾールアゾ系、ピリドンアゾ系、シアニン系、フェノチアジン系、ピロロピラゾールアゾメチン系、キサンテン系、フタロシアニン系、ベンゾピラン系、インジゴ系、等の染料が使用できる。
 また、水またはアルカリ現像を行うレジスト系の場合、現像によりバインダーおよび/または染料を完全に除去するという観点では、酸性染料および/または、その誘導体が好適に使用できる場合がある。
 その他、直接染料、塩基性染料、媒染染料、酸性媒染染料、アゾイック染料、分散染料、油溶染料、食品染料、および/または、これらの誘導体等も有用に使用することが出来る。
 上記酸性染料について説明する。上記酸性染料は、スルホン酸やカルボン酸等の酸性基を有するものであれば特に限定されないが、有機溶剤や現像液に対する溶解性、塩基性化合物との塩形成性、吸光度、硬化性組成物中の他の成分との相互作用、耐光性、耐熱性等の必要とされる性能の全てを考慮して選択される。
 酸性染料の誘導体としては、スルホン酸やカルボン酸等の酸性基を有する酸性染料の無機塩、酸性染料と含窒素化合物との塩、酸性染料のスルホンアミド体等が使用でき、硬化性組成物溶液として溶解させることが出来るものであれば特に限定されないが、有機溶剤や現像液に対する溶解性、吸光度、硬化性組成物中の他の成分との相互作用、耐光性、耐熱性等の必要とする性能の全てを考慮して選択される。
 酸性染料と含窒素化合物との塩について説明する。酸性染料と含窒素化合物とを塩形成する方法は、酸性染料の溶解性改良(有機溶剤への溶解性付与)や耐熱性および耐光性改良に効果的な場合がある。
 酸性染料と塩を形成する含窒素化合物および酸性染料とアミド結合を形成する含窒素化合物について説明する。含窒素化合物は、塩またはアミド化合物の有機溶剤や現像液に対する溶解性、塩形成性、染料の吸光度・色価、硬化性組成物中の他の成分との相互作用、着色剤としての耐熱性および耐光性等の全てを勘案して選択される。吸光度・色価の観点のみで選択すると、上記含窒素化合物はできるだけ分子量の低いものがこのましく、そのなかで、分子量300以下であることが好ましく、分子量280以下であることがより好ましく、分子量250以下であることが特に好ましい。
 酸性染料と含窒素化合物との塩における含窒素化合物/酸性染料のモル比(以下nという。)について説明する。nは酸性染料分子と対イオンであるアミン化合物とのモル比率を決定する値であり、酸性染料−アミン化合物の塩形成条件によって自由に選択することができる。具体的には、酸性染料中の酸の官能基数の0<n≦5の間の数値が実用上多く用いられ、有機溶剤や現像液に対する溶解性、塩形成性、吸光度、硬化性組成物中の他の成分との相互作用、耐光性、耐熱性等、必要とする性能の全てを考慮して選択される。吸光度のみの観点で選択すると、上記nは0<n≦4.5の間の数値をとることが好ましく、0<n≦4の間の数値をとることがさらに好ましく、0<n≦3.5の間の数値をとることが特に好ましい。
 次に有機溶剤可溶性染料の使用濃度について説明する。本発明の着色剤含有硬化性組成物の全固形成分中の溶剤可溶性染料の濃度は、染料によりことなるが、0.5〜80質量%が好ましく、0.5〜60質量%がより好ましく、0.5〜50質量%が特に好ましい。
〔III〕光硬化性モノマー
 次に、本発明の組成物において用いられる光硬化性モノマーについて説明する。
 上記光硬化性モノマーとしては、少なくとも1個の付加重合可能なエチレン基を有し、常圧下で100℃以上の沸点を持つエチレン性不飽和基を持つ化合物が好ましく、なかでも、4官能以上のアクリレート化合物がより好ましい。
 上記少なくとも1個の付加重合可能なエチレン性不飽和基をもち、沸点が常圧で100℃以上の化合物としては、ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート等の単官能のアクリレートやメタアクリレート;ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールエタントリ(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、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、ヘキサンジオール(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(アクリロイルオキシプロピル)エーテル、トリ(アクリロイロキシエチル)イソシアヌレート、グリセリンやトリメチロールエタン等の多官能アルコールにエチレンオキサイドやプロピレンオキサイドを付加させた後(メタ)アクリレート化したもの、ペンタエリスリトール又はジペンタエリスリトールのポリ(メタ)アクリレート化したもの、特公昭48−41708号、特公昭50−6034号、特開昭51−37193号各公報に記載されているようなウレタンアクリレート類、特開昭48−6
4183号、特公昭49−43191号、特公昭52−30490号各公報に記載されているポリエステルアクリレート類、エポキシ樹脂と(メタ)アクリル酸の反応生成物であるエポキシアクリレート類等の多官能のアクリレートやメタアクリレートを挙げることが出来る。更に、日本接着協会誌Vol.20、No.7、300〜308頁に光硬化性モノマー及びオリゴマーとして紹介されているものも使用できる。
 また、上記した多官能アルコールにエチレンオキサイドやプロピレンオキサイドを付加させた後(メタ)アクリレート化した化合物が、特開平10−62986号公報に一般式(1)及び(2)としてその具体例と共に記載されており、これらも光硬化性モノマーとして用いることができる。
 なかでも、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)アクリレートおよびこれらのアクリロイル基が、エチレングリコール、プロピレングリコール残基を介している構造が好ましい。これらのオリゴマータイプも使用される。これらの光硬化性モノマーは1種単独でまたは2種以上を組み合わせて使用することができる。これらの光硬化性モノマーの使用量は、組成物の全固形分中好ましくは20〜200質量%、より好ましくは50〜120質量%である。
〔IV〕光重合開始剤
 光重合開始剤としては、ハロメチルオキサジアゾールやハロメチル−s−トリアジン等の活性ハロゲン化合物、3−アリール置換クマリン化合物、少なくとも一種のロフィン2量体等を挙げることができる。
 ハロメチルオキサジアゾールやハロメチル−s−トリアジン等の活性ハロゲン化合物の内、ハロメチルオキサジアゾール化合物としては、特公昭57−6096号公報に記載の下記一般式VIIIで示される2−ハロメチル−5−ビニル−1,3,4−オキサジアゾール化合物が挙げられる。
Figure 2004109989
 一般式VIII中:
 Wは、置換された又は無置換のアリール基を、Xは水素原子、アルキル基又はアリール基を表す。
 Yは、弗素原子、塩素原子又は臭素原子を表す。
 nは、1〜3の整数を表す。
 一般式VIIIの具体的な化合物としては、2−トリクロロメチル−5−スチリル−1,3,4−オキサジアゾール、2−トリクロロメチル−5−(p−シアノスチリル)−1,3,4−オキサジアゾール、2−トリクロロメチル−5−(p−メトキシスチリル)−1,3,4−オキサジアゾール等が挙げられる。
 ハロメチル−s−トリアジン系化合物としては、特公昭59−1281号公報に記載の下記一般式IXに示されるビニル−ハロメチル−s−トリアジン化合物、特開昭53−133428号公報に記載の下記一般式Xに示される2−(ナフト−1−イル)−4,6−ビス−ハロメチル−s−トリアジン化合物及び下記一般式XIで示される4−(p−アミノフェニル)−2,6−ジ−ハロメチル−s−トリアジン化合物が挙げられる。
Figure 2004109989
 一般式IX中:
 Qは、Br又はClを表す。
 Pは、−CQ3(Qは上記と同義である)、−NH2、−NHR、−N(R)2、又は−OR(ここで、Rはフェニル又はアルキル基を示す)を表す。
 Wは、置換されていてもよい芳香族基、置換されていてもよい複素環式基、又は下記一般式IXAで表される一価の基を表す。
Figure 2004109989
 一般式IXA中、Zは−O−又は−S−であり、Rは上記と同義である。
Figure 2004109989
 一般式X中:
 Xは、Br又はClを表す。
 m、nは0〜3の整数である。
 R'は、下記一般式XAで示され基を表す。
Figure 2004109989
(上記一般式XA中、R1は水素原子又はORc(Rc はアルキル、シクロアルキル、アルケニル、アリール基)、R2はCl,Br、アルキル、アルケニル、アリール、又はアルコキシ基を表す。)
Figure 2004109989
 一般式XI中:
 R1、R2は、同一または異なって、水素原子、アルキル基、置換アルキル基、アリール基、置換アリール基、下記一般式XIA又はXIBで示される基を表す。
 R3、R4は、同一または異なって、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ基を表す。
 X、Yは、同一または異なって、Cl又はBrを表す。
 m、nは、同一または異なって、0、1又は2を表す。
Figure 2004109989
 一般式XIA及びXIB中、R5、R6、R7は、アルキル基、置換アルキル基、アリール基、置換アリール基を表す。置換アルキル基及び置換アリール基における置換基の例としては、フェニル基等のアリール基、ハロゲン原子、アルコキシ基、カルボアルコキシ基、カルボアリールオキシ基、アシル基、ニトロ基、ジアルキルアミノ基、スルホニル誘導体等が挙げられる。
 一般式XIにおいて、R1とR2がそれらと結合している窒素原子と共に非金属原子からなる異節環を形成してもよく、その場合、異節環としては下記に示されるものが挙げられる。
Figure 2004109989
 一般式IXの具体的な例としては、2,4−ビス(トリクロロメチル)−6−p−メトキシスチリル−s−トリアジン、2,4−ビス(トリクロロメチル)−6−(1−p−ジメチルアミノフェニル−1,3−ブタジエニル)−s−トリアジン、2−トリクロロメチル−4−アミノ−6−p−メトキシスチリル−s−トリアジン等が挙げられる。
 一般式Xの具体的な例としては、2−(ナフト−1−イル)−4,6−ビス−トリクロロメチル−s−トリアジン、2−(4−メトキシ−ナフト−1−イル)−4,6−ビス−トリクロロメチル−s−トリアジン、2−(4−エトキシ−ナフト−1−イル)−4,6−ビス−トリクロロメチル−s−トリアジン、2−(4−ブトキシ−ナフト−1−イル)−4,6−ビス−トリクロロメチル−s−トリアジン、2−〔4−(2−メトキシエチル)−ナフト−1−イル〕−4,6−ビス−トリクロロメチル−s−トリアジン、2−〔4−(2−エトキシエチル)−ナフト−1−イル〕−4,6−ビス−トリクロロメチル−s−トリアジン、2−〔4−(2−ブトキシエチル)−ナフト−1−イル〕−4,6−ビス−トリクロロメチル−s−トリアジン、2−(2−メトキシ−ナフト−1−イル)−4,6−ビス−トリクロロメチル−s−トリアジン、2−(6−メトキシ−5−メチル−ナフト−2−イル)−4,6−ビス−トリクロロメチル−s−トリアジン、2−(6−メトキシ−ナフト−2−イル)−4,6−ビス−トリクロロメチル−s−トリアジン、2−(5−メトキシ−ナフト−1−イル)−4,6−ビス−トリクロロメチル−s−トリアジン、2−(4,7−ジメトキシ−ナフト−1−イル)−4,6−ビス−トリクロロメチル−s−トリアジン、2−(6−エトキシ−ナフト−2−イル)−4,6−ビス−トリクロロメチル−s−トリアジン、2−(4,5−ジメトキシ−ナフト−1−イル)−4,6−ビス−トリクロロメチル−s−トリアジン等が挙げられる。
 一般式XIの具体例としては、4−〔p−N,N−ジ(エトキシカルボニルメチル)アミノフェニル〕−2,6−ジ(トリクロロメチル)−s−トリアジン、4−〔o−メチル−p−N,N−ジ(エトキシカルボニルメチル)アミノフェニル〕−2,6−ジ(トリクロロメチル)−s−トリアジン、4−〔p−N,N−ジ(クロロエチル)アミノフェニル〕−2,6−ジ(トリクロロメチル)−s−トリアジン、4−〔o−メチル−p−N,N−ジ(クロロエチル)アミノフェニル〕−2,6−ジ(トリクロロメチル)−s−トリアジン、4−(p−N−クロロエチルアミノフェニル)−2,6−ジ(トリクロロメチル)−s−トリアジン、4−(p−N−エトキシカルボニルメチルアミノフェニル)−2,6−ジ(トリクロロメチル)−s−トリアジン、4−〔p−N,N−ジ(フェニル)アミノフェニル〕−2,6−ジ(トリクロロメチル)−s−トリアジン、4−(p−N−クロロエチルカルボニルアミノフェニル)−2,6−ジ(トリクロロメチル)−s−トリアジン、4−〔p−N−(p−メトキシフェニル)カルボニルアミノフェニル〕2,6−ジ(トリクロロメチル)−s−トリアジン、4−〔m−N,N−ジ(エトキシカルボニルメチル)アミノフェニル〕−2,6−ジ(トリクロロメチル)−s−トリアジン、4−〔m−ブロモ−p−N,N−ジ(エトキシカルボニルメチル)アミノフェニル〕−2,6−ジ(トリクロロメチル)−s−トリアジン、4−〔m−クロロ−p−N,N−ジ(エトキシカルボニルメチル)アミノフェニル〕−2,6−ジ(トリクロロメチル)−s−トリアジン、4−〔m−フロロ−p−N,N−ジ(エトキシカルボニルメチル)アミノフェニル〕−2,6−ジ(トリクロロメチル)−s−トリアジン、4−〔o−ブロモ−p−N,N−ジ(エトキシカルボニルメチル)アミノフェニル〕−2,6−ジ(トリクロロメチル)−s−トリアジン、4−〔o−クロロ−p−N,N−ジ(エトキシカルボニルメチル)アミノフェニル−2,6−ジ(トリクロロメチル)−s−トリアジン、4−〔o−フロロ−p−N,N−ジ(エトキシカルボニルメチル)アミノフェニル〕−2,6−ジ(トリクロロメチル)−s−トリアジン、4−〔o−ブロモ−p−N,N−ジ(クロロエチル)アミノフェニル〕−2,6−ジ(トリクロロメチル)−s−トリアジン、4−〔o−クロロ−p−N,N−ジ(クロロエチル)アミノフェニル〕−2,6−ジ(トリクロロメチル)−s−トリアジン、4−〔o−フロロ−p−N,N−ジ(クロロエチル)アミノフェニル〕−2,6−ジ(トリクロロメチル)−s−トリアジン、4−〔m−ブロモ−p−N,N−ジ(クロロエチル)アミノフェニル〕−2,6−ジ(トリクロロメチル)−s−トリアジン、4−〔m−クロロ−p−N,N−ジ(クロロエチル)アミノフェニル〕−2,6−ジ(トリクロロメチル)−s−トリアジン、4−〔m−フロロ−p−N,N−ジ(クロロエチル)アミノフェニル〕−2,6−ジ(トリクロロメチル)−s−トリアジン、4−(m−ブロモ−p−N−エトキシカルボニルメチルアミノフェニル)−2,6−ジ(トリクロロメチル)−s−トリアジン、4−(m−クロロ−p−N−エトキシカルボニルメチルアミノフェニル)−2,6−ジ(トリクロロメチル)−s−トリアジン、4−(m−フロロ−p−N−エトキシカルボニルメチルアミノフェニル)−2,6−ジ(トリクロロメチル)−s−トリアジン、4−(o−ブロモ−p−N−エトキシカルボニルメチルアミノフェニル)−2,6−ジ(トリクロロメチル)−s−トリアジン、4−(o−クロロ
−p−N−エトキシカルボニルメチルアミノフェニル)−2,6−ジ(トリクロロメチル)−s−トリアジン、4−(o−フロロ−p−N−エトキシカルボニルメチルアミノフェニル)−2,6−ジ(トリクロロメチル)−s−トリアジン、4−(m−ブロモ−p−N−クロロエチルアミノフェニル)−2,6−ジ(トリクロロメチル)−s−トリアジン、4−(m−クロロ−p−N−クロロエチルアミノフェニル)−2,6−ジ(トリクロロメチル)−s−トリアジン、4−(m−フロロ−p−N−クロロエチルアミノフェニル)−2,6−ジ(トリクロロメチル)−s−トリアジン、4−(o−ブロモ−p−N−クロロエチルアミノフェニル)−2,6−ジ(トリクロロメチル)−s−トリアジン、4−(o−クロロ−p−N−クロロエチルアミノフェニル)−2,6−ジ(トリクロロメチル)−s−トリアジン、4−(o−フロロ−p−N−クロロエチルアミノフェニル)−2,6−ジ(トリクロロメチル)−s−トリアジン、等が挙げられる。
 これら開始剤には以下の増感剤を併用することができる。その具体例として、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾイン、9−フルオレノン、2−クロロ−9−フルオレノン、2−メチル−9−フルオレノン、9−アントロン、2−ブロモ−9−アントロン、2−エチル−9−アントロン、9,10−アントラキノン、2−エチル−9,10−アントラキノン、2−t−ブチル−9,10−アントラキノン、2,6−ジクロロ−9,10−アントラキノン、キサントン、2−メチルキサントン、2−メトキシキサントン、2−メトキシキサントン、チオキサントン、ベンジル、ジベンザルアセトン、p−(ジメチルアミノ)フェニルスチリルケトン、p−(ジメチルアミノ)フェニル−p−メチルスチリルケトン、ベンゾフェノン、p−(ジメチルアミノ)ベンゾフェノン(またはミヒラーケトン)、p−(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン、ベンゾアントロン等や特公昭51−48516号公報記載のベンゾチアゾール系化合物が挙げられる。
 又、上記3−アリール置換クマリン化合物は、例えば下記一般式XIIで示される化合物である。
Figure 2004109989
 R8は水素原子、炭素数1〜8のアルキル基、炭素数6〜10のアリール基(好ましくは水素原子、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基)を、R9は水素原子、炭素数1〜8のアルキル基、炭素数6〜10のアリール基、下記一般式XIIAで示される基(好ましくはメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、一般式XIIAで示される基、特に好ましくは一般式XIIAで示される基)を表す。
Figure 2004109989
 R10、R11はそれぞれ水素原子、炭素数1〜8のアルキル基(例えばメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、オクチル基)、炭素数1〜8のハロアルキル基(例えばクロロメチル基、フロロメチル基、トリフロロメチル基など)、炭素数1〜8のアルコキシ基(例えばメトキシ基、エトキシ基、ブトキシ基)、置換されてもよい炭素数6〜10のアリール基(例えばフェニル基)、アミノ基、−N(R16)(R17)、ハロゲン原子(例えばCl、Br,F)を表す。好ましくは水素原子、メチル基、エチル基、メトキシ基、フェニル基、−N(R16)(R17)、Clである。
 R12は、置換されてもよい炭素数6〜16のアリール基(例えばフェニル基、ナフチル基、トリル基、クミル基)を表す。置換基としてはアミノ基、−N(R16)(R17)、炭素数1〜8のアルキル基(例えばメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、オクチル基)、炭素数1〜8のハロアルキル基(例えばクロロメチル基、フロロメチル基、トリフロロメチル基など)、炭素数1〜8のアルコキシ基(例えばメトキシ基、エトキシ基、ブトキシ基)、ヒドロキシ基、シアノ基、ハロゲン原子(例えばCl、Br,F)が挙げられる。
 R13、R14、R16、R17は、同一または異なって、それぞれ水素原子、炭素数1〜8のアルキル基(例えばメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、オクチル基)を表す。R13とR14及びR16とR17は、互いに結合し窒素原子とともに複素環(例えばピペリジン環、ピペラジン環、モルホリン環、ピラゾール環、ジアゾール環、トリアゾール環、ベンゾトリアゾール環等)を形成してもよい。
 R15は、水素原子、炭素数1〜8のアルキル基(例えばメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、オクチル基)、炭素数1〜8のアルコキシ基(例えばメトキシ基、エトキシ基、ブトキシ基)、置換されてもよい炭素数6〜10のアリール基(例えばフェニル基)、アミノ基、N(R16)(R17)、ハロゲン原子(例えばCl、Br,F)を表す。Zbは=O、=Sあるいは=C(R18)(R19)を表す。好ましくは=O、=S、=C(CN)2であり、特に好ましくは=Oである。R18、R19は、同一または異なって、シアノ基、−COOR20、−COR21を表す。R20、R21はそれぞれ炭素数1〜8のアルキル基(例えばメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、オクチル基)、炭素数1〜8のハロアルキル基(例えばクロロメチル基、フロロメチル基、トリフロロメチル基など)、置換されてもよい炭素数6〜10のアリール基(例えばフェニル基)を表す。
 特に好ましい3−アリール置換クマリン化合物は一般式XIIIで示される{(s−トリアジン−2−イル)アミノ}−3−アリールクマリン化合物類である。
Figure 2004109989
 一般式XIII中、R12〜R15は前記と同義である。
 ロフィン二量体は2個のロフィン残基からなる2,4,5−トリフェニルイミダゾリル二量体を意味し、その基本構造を下記に示す。
Figure 2004109989
 その具体例としては、2−(o−クロルフェニル)−4,5−ジフェニルイミダゾリル二量体、2−(o−フルオロフェニル)−4,5−ジフェニルイミダゾリル二量体、2−(o−メトキシフェニル)−4,5−ジフェニルイミダゾリル二量体、2−(p−メトキシフェニル)−4,5−ジフェニルイミダゾリル二量体、2−(p−ジメトキシフェニル)−4,5−ジフェニルイミダゾリル二量体、2−(2,4−ジメトキシフェニル)−4,5−ジフェニルイミダゾリル二量体、2−(p−メチルメルカプトフェニル)−4,5−ジフェニルイミダゾリル二量体等が挙げられる。
 本発明では、以上の開始剤の他に他の公知のものも使用することができる。
 例えば、米国特許第2,367,660号明細書に開示されているビシナールポリケトルアルドニル化合物、米国特許第2,367,661号および第2,367,670号明細書に開示されているα−カルボニル化合物、米国特許第2,448,828号明細書に開示されているアシロインエーテル、米国特許第2,722,512号明細書に開示されているα−炭化水素で置換された芳香族アシロイン化合物、米国特許第3,046,127号および第2,951,758号明細書に開示されている多核キノン化合物、米国特許第3,549,367号明細書に開示されているトリアリルイミダゾールダイマー/p−アミノフェニルケトンの組合せ、特公昭51−48516号公報に開示されているベンゾチアゾール系化合物/トリハロメチール−s−トリアジン系化合物等が挙げられる。
 また、旭電化(株)製アデカオプトマーSP−150、同151、同170、同171、同N−1717、同N1414等も重合開始剤として使用できる。
 開始剤の使用量は、光硬化性組成物の全固形分の0.1〜10.0質量%が好ましく、より好ましくは0.5〜5.0質量%である。開始剤の使用量が上記範囲であれば、重合が上手く進み、強固な膜強度が得られる。
〔V〕溶剤
 本発明の光硬化性組成物を調製する際に使用する溶剤としては、エステル類、例えば酢酸エチル、酢酸−n−ブチル、酢酸イソブチル、ギ酸アミル、酢酸イソアミル、酢酸イソブチル、プロピオン酸ブチル、酪酸イソプロピル、酪酸エチル、酪酸ブチル、アルキルエステル類、乳酸メチル、乳酸エチル、オキシ酢酸メチル、オキシ酢酸エチル、オキシ酢酸ブチル、メトキシ酢酸メチル、メトキシ酢酸エチル、メトキシ酢酸ブチル、エトキシ酢酸メチル、エトキシ酢酸エチル、3−オキシプロピオン酸メチル、3−オキシプロピオン酸エチルなどの3−オキシプロピオン酸アルキルエステル類;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、2−オキシプロピオン酸メチル、2−オキシプロピオン酸エチル、2−オキシプロピオン酸プロピル、2−メトキシプロピオン酸メチル、2−メトキシプロピオン酸エチル、2−メトキシプロピオン酸プロピル、2−エトキシプロピオン酸メチル、2−エトキシプロピオン酸エチル、2−オキシ−2−メチルプロピオン酸メチル、2−オキシ−2−メチルプロピオン酸エチル、2−メトキシ−2−メチルプロピオン酸メチル、2−エトキシ−2−メチルプロピオン酸エチル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、ピルビン酸プロピル、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、2−オキソブタン酸メチル、2−オキソブタン酸エチル等;エーテル類、例えばジエチレングリコールジメチルエーテル、テトラヒドロフラン、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、メチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテート、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールプロピルエーテルアセテート等;ケトン類、例えばメチルエチルケトン、シクロヘキサノン、2−ヘプタノン、3−ヘプタノン等;芳香族炭化水素類、例えばトルエン、キシレシ等が挙げられる。
 これらのうち、3−エトキシプロピオン酸メチル、3−エトキシプロピオン酸エチル、エチルセロソルブアセテート、乳酸エチル、ジエチレングリコールジメテルエーテル、酢酸ブチル、3−メトキシプロピオン酸メチル、2−ヘプタノン、シクロヘキサノン、エチルカルビトールアセテート、ブチルカルビトールアセテート、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート等が好ましく用いられる。
 これらの溶剤は、単独で用いてもあるいは2種以上組み合わせて用いてもよい。
〔VI〕フッ素系化合物
 本発明の光硬化性組成物には、更に下記の式(XIV)で表されるフッ素系化合物を含有させることにより、光硬化性組成物の塗布膜の表面平滑性を高めることができる。
   C817SO2N(R1)CH2CH2O(CH2CH2O)n2   (XIV)
式(XIV)中、R1及びR2は各々水素原子または炭素数1〜4のアルキル基を表し、nは2〜30の整数を表す。
 式(XIV)において、好ましくはR1はメチル基、エチル基またはiso-プロピル基であり、R2は水素原子である。nの好ましい範囲は10〜25であり、特に好ましい範囲は10〜20である。
 本発明の組成物中にさらに上記式(XIV)で表されるフッ素系化合物を含有させることにより、組成物の液特性はさらに改良される。すなわち、塗布液としての流動性が良くなり、塗布工程で使用されるスピンコーターのノズルや配管、またスリット塗布で使用されるスリットやスリットヘッド、及び各種塗布装置の容器中での塗布液の付着性が改良され、汚れとして残る残渣を殆どなくすことができるので、塗布液の切り替え時に洗浄に要する洗浄液の量や作業時間を軽減でき、工程適性が改良される。尚、上記フッ素系化合物は、本発明の組成物中でノニオン系の界面活性剤として作用しているものと考えられる。
 本発明において式(XIV)で表されるフッ素系化合物の添加量としては、全塗布溶液に対し好ましくは0.01〜2.0質量%であり、より好ましくは0.05〜1.0質量%である。
 上記式(XIV)で表されるフッ素系化合物としては、例えば、大日本インキ化学工業(株)製 メガファック F−141(n=5)、F−142(n=10)、F−143(n=15)、F−144(n=20)を挙げることができる。
 また、本発明の組成物には、上記フッ素系化合物以外の界面活性剤を本発明の目的の達成を損なわない範囲で、通常フッ素系化合物100質量部に対して同量以下の配合ができる。
 配合することができる界面活性剤としては、多くの種類の化合物を用いることができるが、例えば、フタロシアニン誘導体(市販品EFKA−745(森下産業製));オルガノシロキサンポリマーKP341(信越化学工業製)、(メタ)アクリル酸系(共)重合体ポリフローNo.75、No.90、No.95(共栄社油脂化学工業製)、W001(裕商製)等のカチオン系界面活性剤;ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリエチレングリコールジラウレート、ポリエチレングリコールジステアレート、ソルビタン脂肪酸エステル等のノニオン系界面活性剤;エフトップEF301、EF303、EF352(新秋田化成製)、メガファックF171、F72、F173(大日本インキ化学工業製)、フロラードFC430、FC431(住友スリーエム製)、アサヒガードAG710、サーフロンS382、SC−101、SC−102、SC−103、SC−104、SC−105、SC−1068(旭硝子製)等のフッ素系界面活性剤:W004、W005、W017(裕商製)等のアニオン系界面活性剤;EFKA−46、EFKA−47、EFKA−47EA、EFKAポリマー100、EFKAポリマー400、EFKAポリマー401、EFKAポリマー450(以上森下産業製)、ディスパースエイド6、ディスパースエイド8、ディスパースエイド15、ディスパースエイド9100(サンノブコ製)等の高分子分散剤;ソルスパース3000、5000、9000、12000、13240、13940、17000、24000、26000、28000などの各種ソルスパース分散剤(ゼネカ株式会社製);アデカプルロニックL31、F38、L42、L44、L61、L64、F68、L72、P95、F77、P84、F87、P94、L101、P103、F108、L121、P−123(旭電化製)およびイソネットS−20(三洋化成製)が挙げられる。
 これらの化合物は、顔料の分散剤として用いられることが多い。
〔VII〕その他の成分
 本発明の組成物には、必要に応じて各種添加物、例えば充填剤、上記アルカリ可溶光硬化性樹脂以外の高分子化合物、上記以外の界面活性剤、密着促進剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、凝集防止剤等を配合することかできる。
 これらの添加物の具体例としては、ガラス、アルミナ等の充填剤;イタコン酸共重合体、クロトン酸共重合体、マレイン酸共重合体、部分エステル化マレイン酸共重合体、酸性セルロース誘導体、水酸基を有するポリマーに酸無水物を付加させたもの、アルコール可溶性ナイロン、ビスフェノールAとエピクロルヒドリンから形成されたフェノキシ樹脂などのアルカリ可溶の樹脂;ノニオン系、カチン系、アニオン系等の界面活性剤;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等の紫外線吸収剤;およびポリアクリル酸ナトリウム等の凝集防止剤を挙げることができる。
 また、放射線未照射部のアルカリ溶解性を促進し、本発明の組成物の現像性の更なる向上を図る場合には、本発明の組成物に有機カルボン酸、好ましくは分子量1000以下の低分子量有機カルボン酸の添加を行うことができる。具体的には、例えばギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸、ピバル酸、カプロン酸、ジエチル酢酸、エナント酸、カプリル酸等の脂肪族モノカルボン酸;シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ブラシル酸、メチルマロン酸、エチルマロン酸、ジメチルマロン酸、メチルコハク酸、テトラメチルコハク酸、シトラコン酸等の脂肪族ジカルボン酸;トリカルバリル酸、アコニット酸、カンホロン酸等の脂肪族トリカルボン酸;安息香酸、トルイル酸、クミン酸、ヘメリト酸、メシチレン酸等の芳香族モノカルボン酸;フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、トリメリト酸、トリメシン酸、メロファン酸、ピロメリト酸等の芳香族ポリカルボン酸;フェニル酢酸、ヒドロアトロパ酸、ヒドロケイ皮酸、マンデル酸、フェニルコハク酸、アトロパ酸、ケイ皮酸、ケイ皮酸メチル、ケイ皮酸ベンジル、シンナミリデン
酢酸、クマル酸、ウンベル酸等のその他のカルボン酸が挙げられる。
 本発明の組成物には以上の他に、更に、熱重合防止剤を加えておくことが好ましく、例えば、ハイドロキノン、p−メトキシフェノール、ジ−t−ブチル−p−クレゾール、ピロガロール、t−ブチルカテコール、ベンゾキノン、4,4′−チオビス(3−メチル−6−t−ブチルフェノール)、2,2'−メチレンビス(4−メチル−6−t−ブチルフェノール)、2−メルカプトベンゾイミダゾール等が有用である。
〔VIII〕本発明の組成物の使用方法
 本発明の光硬化性組成物は、アルカリ可溶光硬化性樹脂、光硬化性モノマー、光重合開始剤をさらに必要に応じて用いられるその他の添加剤を溶剤と混合し各種の混合機、分散機を使用して混合分散することによって調製することができる。
 本発明の光硬化性組成物は、基板に回転塗布、流延塗布、スリット塗布、ロール塗布等の塗布方法により塗布、乾燥して感放射線性層を形成し、所定のマスクパターンを介して露光し、現像液で現像することによって、着色されたパターンを形成する。中でも、スリット塗布は、高速で、大面積の被塗布物への塗布が可能であるという利点を有する。本発明の光硬化性組成物は、このスリット塗布適性に優れており、高速塗布しても液切れを起さずに膜厚が均一な塗布膜を大面積で得ることができる。
 前記スリット塗布は、幅(数十ミクロン)、長さ(塗布領域の一辺)となる隙間(slit)を持つ塗出治具(slit head)と、基板との間隔を数十ミクロン設け、slitからレジストを塗り出し、slit headを移動させて基板にレジストを塗りつける方法であり、前記回転塗布等と比較して、塗布液量が少量(回転塗布の1/10)で、目的の塗膜を形成でき、膜厚分布も回転塗布と同等の性能を持つという特徴を有する。塗布液量が少なくて済むので製造のコストダウンが可能となる。更に、スリット塗布では基板の中心部分も均一な塗布膜が得られるという回転塗布等の他の塗布方法には無い利点を有する。
 本発明においては、上記した光硬化性組成物から製造されてなるLCD用構成部品、並びに、固体撮像素子(イメージセンサ)用構成部品が提供される。
 LCD用構成部品としては、例えば、スペーサー、コンタクトホール形成層、層間絶縁膜、平坦化層、散乱層などが挙げられる。
 固体撮像素子用構成部品としては、カラーフィルター、シリコンウェハー上にカラーフィルターの密着性を向上させるために設ける透明樹脂下塗り層(スペーサー)、カラーフィルターの表面に塗布してその表面を平坦化するための平坦化層(保護層)等が挙げられる。
 また、本発明においては、LCD用構成部品及び固体撮像素子用構成部品の製造方法も提供される。即ち、本発明の製造方法は、少なくとも、上記した光硬化性組成物をスリット塗布する塗膜形成工程、及び、該塗膜形成工程を経て得られた塗膜に光照射する光硬化処理工程を含むことを特徴とする。
 光硬化処理工程に使用される光源としては、特にg線、h線、i線等の紫外線が好ましく用いられる。
 より好ましい製造方法は、少なくとも、上記した光硬化性組成物をスリット塗布する塗膜形成工程、及び、該塗膜形成工程を経て得られた塗膜に光照射する光硬化処理工程の後に、現像液で現像することによって、(着色された)パターンを形成する方法である。
 本発明の組成物をLCDのスペーサー形成用として用いる場合には、アレイ基板とカラーフィルター基板との間に設けることができる。具体的には、(1)アレイ基板のITO電極層の上に設ける場合、(2)カラーフィルター基板の着色層の上に設ける場合、(3)アレイ基板側とカラーフィルター基板側からの両方から設ける場合がある。また、ポリイミド等の配向膜(配向膜はカラーフィルター着色層の上に設けられる)の上に設けることもできる。
 また、本発明の組成物をLCDの平坦化層形成用として用いる場合には、カラーフィルターの保護層としては、カラーフィルター着色層の上に設ける。また、配向膜の上に設けることもできる。
LCD用アレイ基板、CF基板の一部に導電性を付与するために保護層にホールを開けることが必要なシステムがある。その場合、本発明の組成物で層を形成した後、露光工程でホールに該当する部分を非露光とし、現像処理によって非露光部を除く。この場合、露光は、ステッパー露光が好ましいが、プロキシミティー露光でもよい。そうすることにより、半導体用レジストよりもなだらかな傾斜の裾を持ったホールを形成でき、パネル形成で液晶の注入がスムーズに実施できる。
 固体撮像素子用構成部品としては、シリコンウエハー上にカラーフィルター層の密着性を向上させるための透明樹脂下塗り層(スペーサー)や、カラーフィルターの表面に塗布してその表面を平坦化するための平坦化層(保護層)等を設けることができる。これらの下塗り層あるいは平坦化層に本発明の組成物を使用することができる。本発明の組成物は、例えば、i線、h線などの放射線照射により硬化可能であり、カラーフィルター層の密着性の向上のための、下塗り層あるいは平坦化層として使用できる。
 本発明において、硬化性組成物層の乾燥膜厚としては、下塗り層(スペーサー)の場合には、1〜50μmが好ましく、より好ましくは1.0〜20μm、更に好ましくは1.5〜10μmであり、平坦化層の場合には0.1〜3μmが好ましく、より好ましくは0.2〜1.5μmであり、コンタクトホール用の場合には0.1〜6.0μmが好ましく、より好ましくは0.2〜3.0μmである。
 スペーサーのパターンの形態としては、ドット状、ストライプ状、碁盤目状等が挙げられ、そのピッチとしては、カラーフィルターに合わせたものが合理的であり、この整数倍は好ましい。その形状としては、四角柱、円柱、楕円柱、四角錐、断面が台形状の四角台、あるいはこれらの多角形でもよい。
 基板としては、カラーフィルター基板や、例えば液晶表示素子等に用いられるソーダガラス、無アルカリガラス、パイレックスガラス、石英ガラスおよびこれらに透明導電膜を付着させたものや、固体撮像素子等に用いられる光電変換素子基板、例えばシリコン基板等が挙げられる。これらの基板は、一般的には各画素を隔離するブラックストライプが形成されている。
 現像液としては、放射線未照射部の感放射線性層を溶解し、一方放射線照射部を溶解しないものであればいかなるものも用いることができる。具体的には種々の有機溶剤の組み合わせやアルカリ性の水溶液を用いることができる。有機溶剤としては、本発明の組成物を調製する際に使用される前述の溶剤が挙げられる。
 アルカリとしては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム,硅酸ナトリウム、メタ硅酸ナトリウム、アンモニア水、エチルアミン、ジエチルアミン、ジメチルエタノールアミン、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド、コリン、ピロール、ピペリジン等のアルカリ性化合物を、濃度が0.001〜10質量%、好ましくは0.01〜1質量%となるように溶解したアルカリ性水溶液が使用される。なお、このようなアルカリ性水溶液からなる現像液を使用した場合には、一般に、現像後、水で洗浄する。
 以下、本発明を実施例により更に具体的に説明するが、本発明は以下の実施例によって限定されるものではない。
(実施例1)
<アルカリ可溶光硬化性樹脂の合成>
 還流冷却器、温度計、窒素ガス導入管および攪拌装置を取り付けた5つ口フラスコに、ベンジルメタクリレート45質量部、スチレン27質量部、メタクリル酸18質量部、ヒドロキシエチルメタクリレート63質量部、メトキシポリエチレングリコールモノメタクリレート27質量部、エトキシプロピオン酸エチル280質量部、及びシクロヘキサノン140質量部を入れた。重合開始剤としてアゾイソブチロニトリルを添加し、80℃、8時間加熱攪拌して重合を完結させた。更に、ヘキサメチレンジイソシアネートのヒドロキシエチルアクリレートのモノ付加体を64質量部投入し、60℃、8時間加熱攪拌して、アルカリ可溶光硬化性樹脂を得た。得られた樹脂の(メタ)アクリロイル基当量は1.73meq/g、酸価は51、質量平均分子量Mwは11,500であった。
<光硬化性組成物の調製>
 下記各成分を攪拌混合し、光硬化性組成物(レジスト液)を調製した。
・上記で得たアルカリ可溶光硬化性樹脂溶液        60質量部
・ジペンタエリスリトールペンタヘキサアクリレート
 (光硬化性モノマー)                 20質量部
・4−[o−ブロモ−p−N,N−ジ(エトキシカルボニル)アミノフェニル]
 2、6−ジ(トリクロロメチル)−S−トリアジン
 (光重合開始剤)                    0.5質量部
・エチルエトキシプロピオネート(溶剤)        195質量部
・メガファック F−144
 (大日本インキ化学工業(株)製、フッ素系界面活性剤)  0.01質量部
(実施例2〜19及び比較例1〜7)
 実施例1において、アルカリ可溶光硬化性樹脂を表1に記載されたものに変更した以外は同様にして合成を行い、実施例1と同一の条件で光硬化性組成物を調製した。
Figure 2004109989
Figure 2004109989
Figure 2004109989
Figure 2004109989
<光硬化性組成物の評価>
 上記各実施例・比較例で得られた光硬化性組成物に関して、下記の方法で、スリット塗布適性、塗膜厚均一性、及び現像ラチチュードについて評価した。
(1)スリット塗布適性:
 360nm×465mmのガラス基板上に、上記調製した光硬化性組成物をスリット幅300mm、クリアランス100μm、吐出量20cc/minでスリット塗布し、スリット塗布限界速度を測定した。
(2)塗膜厚均一性:
 360mm×465mmのガラス基板上に、上記調製した光硬化性組成物をスリット塗布を行い、塗布基板の中央部から、対角線方向に縁から30mm内側の部分までの膜厚を測定した。塗布厚みムラを下式で表し、%で表示した。
 厚みムラ(%)=(中央部の厚み−縁部30mm内側の厚み)/中央部の厚み×100
上記厚みムラを塗膜厚均一性の評価とした。
(3)現像ラチチュード:
 上記のように調製した光硬化性組成物を上記のようにスリット塗布した後、10cm×10cm角サイズに切り出し、オーブンで90℃60秒間プリベークした。次いで、一片10μmのドットが存在するマスクを用いて200mj/cm2のプロキシミティー露光(照度:20mW/cm2;プロキシミティーギャップ:100μm)をし、アルカリ現像液CD(富士フイルムアーチ(株)製)の10%希釈液で30℃で現像した。現像時間は10〜200秒まで10秒刻みで実施した。10μm正方形のパターンが残存する現像秒数を現像ラチチュードとして表わした。
 以上の結果を表2に示す。
Figure 2004109989
 表2から明らかなように、本発明の光硬化性組成物は、比較例と比べて塗膜厚均一性および現像ラチチュードにおいて優れた特性を示した。特に、塗布限界速度と現像ラチチュードの両方を満足するものは実施例の中にしか見出せない。
(実施例20)
<LCD用構成部品の製造>
 実施例1の光硬化性組成物を用いて、以下のようにしてLCD用スペーサーを製造した。
 100mm×100mmのガラス基板上に、実施例1で得られた組成物をスピナーを用いて中央滴下して塗布した。次いで、オーブンで90℃で60秒間プリベーク処理を施し、80μm×200μmに1個の割合で10μm角ドットが存在するマスクを通して、200mj/cm2のプロキシミティー露光(照度は20mW/cm2、プロキシミティーギャップは100μm)を行い、次いでアルカリ現像液CD(富士フイルムアーチ(株)製)の10%希釈液で30℃で現像、水洗リンスした。その後、230℃、30分間オーブンにてポストベーク処理し、高さ5μmの柱状スペーサーを作成した。
(比較例8)
 実施例20において、光硬化性組成物を比較例7のものに変更した以外は、実施例20と同一の条件で高さ5μmの柱状スペーサーを作成した。
 上記実施例20及び比較例8の柱状スペーサーのマスク寸法再現性及び押し込み変位量を下記方法によって評価した。
(1)マスク寸法再現性:
 マスク寸法に対し、現像適性時間で得られたスペーサーの大きさで評価した。スペーサーの大きさがマスク寸法に近いほどマスク寸法再現性は良好である。
(2)押し込み変位量:
 上記プロセスを通して得られた基板上のパターン個別に超微小硬度計DUH−200(島津製作所製)で荷重をかけて押し込み変位量を測定した。押し込み変位量の測定温度は室温(25℃)で、圧力ヘッドはダイヤモンド製の円錐台形(加圧部は直径50μmの平面)、試験加重は2gであった。
Figure 2004109989
 表3から明らかなように、本発明の光硬化性組成物を用いて得られた柱状スペーサーは、パターン寸法の点でマスク寸法を忠実に再現し、また、押し込み変位量も大きくなった。
(実施例21)
 <固体撮像素子(イメージセンサ)用構成部品の製造>
 実施例1の光硬化性組成物を下塗層として用いて、以下のようにして固体撮像素子(イメージセンサ)用構成部品であるカラーフィルターを製造した。
 1)下塗層付きシリコンウェハ基板の作製
 6インチのシリコンウェハをオーブンで200℃×30分加熱処理した。次いで、実施例1の光硬化性組成物を該シリコンウェハ上に乾燥膜厚が2.0μmになるように塗布し、オーブンで220℃×1時間加熱乾燥させて、下塗層付きシリコンウェハ基板を得た。
 2)カラーフィルター層の作成
 上記で得られた下塗層付きシリコンウェハ基板の下塗層上に着色感光液(富士フイルムアーチ(株)製 SR−3000L)をスピンコートし、ホットプレートで100℃×120秒加熱処理(プリベーク)して、乾燥膜厚が1.0μmになるようにした。さらに、I線ステッパ露光装置FPA−3000i5+(キャノン(株)製 )を使用して、3.0μmのislandパターンマスクを通して、40〜520mJ/cm2の露光量で照射した。
 露光後、現像液CD−2000(富士フイルムアーチ(株)製)を60質量%の濃度になるように水で希釈して使用し、スピン・シャワー現像機(DW−30型((株)ケミトロニクス製))で、23℃でパドル現像を行った。この基板を回転させ、上方より純水をシャワー状に供給し、リンス処理した後、スプレー乾燥した。さらにホットプレートにより200℃×5分で加熱処理(ポストベーク)して、カラーフィルターを作成した。
(比較例9)
 実施例21において、下塗層を設けずに同様に、カラーフィルターを作成した。
 上記実施例21及び比較例9のカラーフィルターの現像性を下記方法によって評価した。
 現像時間を30秒から100秒まで、10秒刻みにパターンが形成されているか、光学顕微鏡(500倍)で観察し、その写真を撮影した。
 その結果、実施例21では、30秒から100秒までパターンの形成が確認できたが、下塗層を設けなかった比較例9では、30秒、40秒ではパターンが形成ができたが、50秒では欠落していた。

Claims (7)

  1.  アルカリ可溶光硬化性樹脂、光硬化性モノマー、光重合開始
    剤、及び、溶剤を含む光硬化性組成物において、該アルカリ可溶光硬化性樹脂が下記構造単位を含む化合物(1−1)、化合物(1−2)及び化合物(1−3)から選択された少なくとも1種の共重合体であることを特徴とする光硬化性組成物。
    化合物(1−1):下記構造単位(a1)、(a2)、(b1)、(b2)、(c1)、及び(d)
    化合物(1−2):下記構造単位(a1)、(a2)、(b1)、(b2)、(c2)、及び(d)
    化合物(1−3):下記構造単位(a1)、(a2)、(b1)、(b2)、(c3)、(c4)、及び(d)
    Figure 2004109989
     上記化合物(1−1)〜(1−3)における上記各構造単位の構成比率は、モル%で、a1とa2は合計で10〜70%、b1とb2は合計で5〜40%、c1は5〜40%、c2は5〜40%、c3とc4は合計で5〜40%、dは5〜30%であり、
    Rは水素原子又はメチル基を表し、
    1は、炭素数1〜18のアルキル基、フェニル基、炭素数1〜4のアルキル基又はアルコキシル基で置換されたフェニル基、炭素数7〜12のアリール基、又は炭素数7〜12のアラルキル基を表し、
    2及びR4はそれぞれ独立して、炭素数1〜18のアルキレン基、炭素数1〜4のアルキル基を置換基として含むフェニルカルバミン酸エステル、又は炭素数3〜18の脂環式基を有するカルバミン酸エステルを表し、
    3は、炭素数2〜16の直鎖もしくは分岐のアルキレン基を表し、
    5は、炭素数1〜4のアルキル基を表し、
    lは、2〜30の整数を表し、
    mは、0又は1〜20の整数を表し、
    nは、2〜20の整数を表し、
    Xは、下記一般式(1)〜(9)から選択された基を示す。
    Figure 2004109989
  2.  前記アルカリ可溶光硬化性樹脂が、(メタ)アクリロイル基を0.1〜5.0meq/g含有し、かつ酸価が20〜200である、請求項1に記載の光硬化性組成物。
  3.  前記アルカリ可溶光硬化性樹脂の質量平均分子量Mwが、5,000〜30,000である、請求項1又は請求項2に記載の光硬化性組成物。
  4.  更に、着色剤を含有する、請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の光硬化性組成物。
  5.  請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の光硬化性組成物から製造されてなるLCD用構成部品。
  6.  請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の光硬化性組成物から製造されてなる固体撮像素子用構成部品。
  7.  少なくとも、請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の光硬化性組成物をスリット塗布する塗膜形成工程、該塗膜形成工程を経て得られた塗膜にパターン状に光照射する光硬化処理工程、及び該光硬化処理工程の後にアルカリ現像液を用いるアルカリ現像工程を含むLCD用構成部品又は固体撮像素子用構成部品の製造方法。
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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006276847A (ja) * 2005-03-02 2006-10-12 Jsr Corp 感放射線性樹脂組成物および液晶表示素子用スペーサー
JP2007025535A (ja) * 2005-07-21 2007-02-01 Fujifilm Electronic Materials Co Ltd 光硬化性樹脂組成物、光硬化性着色樹脂組成物及びカラーフィルタ
WO2007089054A1 (en) * 2006-01-31 2007-08-09 Optron-Tec Co., Ltd. Protective glass complex and method of manufacturing the same
JP2008503789A (ja) * 2004-07-05 2008-02-07 エルジー・ケム・リミテッド パターンドスぺーサを備えるディスプレイパネル
JP2008081737A (ja) * 2006-08-31 2008-04-10 Sanyo Chem Ind Ltd 光学シート用活性エネルギー線硬化型樹脂組成物
JP2008268884A (ja) * 2007-03-28 2008-11-06 Fujifilm Corp 着色硬化性樹脂組成物、着色パターン形成方法、着色パターン、カラーフィルタの製造方法、カラーフィルタ、及び液晶表示素子
JP2014172925A (ja) * 2013-03-06 2014-09-22 Dic Corp 活性エネルギー線硬化型水性樹脂組成物
JP2015172742A (ja) * 2014-02-18 2015-10-01 旭硝子株式会社 ネガ型感光性樹脂組成物、樹脂硬化膜、隔壁および光学素子

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100679328B1 (ko) * 2004-09-07 2007-02-07 세끼스이화인켐 주식회사 고개구율 액정표시소자의 유기절연막 형성용 양성레지스트 조성물
TWI415904B (zh) * 2006-06-02 2013-11-21 Fujifilm Corp 顏料分散組成物、光硬化性組成物、使用它所製造之彩色濾光片及彩色濾光片之製法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11209554A (ja) 1998-01-28 1999-08-03 Dainippon Printing Co Ltd 光重合性顔料分散剤、感光性着色組成物及び遮光層用組成物

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008503789A (ja) * 2004-07-05 2008-02-07 エルジー・ケム・リミテッド パターンドスぺーサを備えるディスプレイパネル
US9152041B2 (en) 2004-07-05 2015-10-06 Lg Chem, Ltd. Display panel including patterned spacer
JP2006276847A (ja) * 2005-03-02 2006-10-12 Jsr Corp 感放射線性樹脂組成物および液晶表示素子用スペーサー
JP4706847B2 (ja) * 2005-03-02 2011-06-22 Jsr株式会社 感放射線性樹脂組成物および液晶表示素子用スペーサー
JP2007025535A (ja) * 2005-07-21 2007-02-01 Fujifilm Electronic Materials Co Ltd 光硬化性樹脂組成物、光硬化性着色樹脂組成物及びカラーフィルタ
JP4652164B2 (ja) * 2005-07-21 2011-03-16 富士フイルム株式会社 光硬化性樹脂組成物、光硬化性着色樹脂組成物及びカラーフィルタ
WO2007089054A1 (en) * 2006-01-31 2007-08-09 Optron-Tec Co., Ltd. Protective glass complex and method of manufacturing the same
JP2008081737A (ja) * 2006-08-31 2008-04-10 Sanyo Chem Ind Ltd 光学シート用活性エネルギー線硬化型樹脂組成物
JP2008268884A (ja) * 2007-03-28 2008-11-06 Fujifilm Corp 着色硬化性樹脂組成物、着色パターン形成方法、着色パターン、カラーフィルタの製造方法、カラーフィルタ、及び液晶表示素子
KR101519428B1 (ko) 2007-03-28 2015-05-12 후지필름 가부시키가이샤 착색 경화성 수지 조성물, 착색 패턴 형성방법, 착색 패턴,컬러필터의 제조방법, 컬러필터, 및 액정표시소자
JP2014172925A (ja) * 2013-03-06 2014-09-22 Dic Corp 活性エネルギー線硬化型水性樹脂組成物
JP2015172742A (ja) * 2014-02-18 2015-10-01 旭硝子株式会社 ネガ型感光性樹脂組成物、樹脂硬化膜、隔壁および光学素子

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