JP2006002010A - 保護膜用熱硬化性組成物およびその硬化塗膜 - Google Patents

Abstract

【課題】 液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイなどに用いられるカラーフィルターの保護膜に適した透明性、密着性、耐熱性、および耐黄変性に優れ、かつアウトガスの発生が少ない保護膜用熱硬化性組成物およびその硬化塗膜を提供すること。
【解決手段】 本発明の保護膜用熱硬化性組成物は、イソシアヌル酸骨格を持つ多官能アクリレートを有機溶剤で溶解してなることを特徴とし、より好ましい態様としては、前記イソシアヌル酸骨格を持つ多官能アクリレートがトリス（アクリロキシエチル）イソシアヌレートである。
【選択図】 なし

Description

本発明は、保護膜用熱硬化性組成物およびその硬化塗膜に関し、具体的には、液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイなどの光学素子に用いられるカラーフィルターの保護膜に適した透明性、密着性、耐熱性、及び耐黄変性に優れ、かつ硬化塗膜のアウトガス発生が少ない保護膜用熱硬化性組成物及びその硬化塗膜に関する。

一般に、カラーフィルターは、カラー液晶ディスプレイや色変換法による有機ＥＬディスプレイなどに必須の部材であり、近年、ディスプレイが大型化、高精細化、多様化するに伴いカラーフィルターに対する要求特性は高度なものになってきている。
例えば、色変換法による有機ＥＬディスプレイにおけるカラーフィルターは、青色または白色に発光する１種類の発光材料と、その発光材料の光を吸収して可視光域の蛍光を発する、ガラス等の透明基板上に形成された蛍光材料の着色層で構成され、通常、着色層の保護のために保護膜が形成される。

この保護膜に要求される特性としては、透明性（可視光波長領域の透過性）、基材に対する密着性、耐熱性などが挙げられる。

このような保護膜の要求特性に対し、従来、アクリル樹脂やメラミン樹脂、ポリイミド樹脂等の材料が保護膜の材料として提案されている（特許文献１〜５参照）。しかしながら、上述した全ての要求特性を満足するようなバランスのとれた材料は未だに提案されていないのが実情である。
例えば、保護膜材料に通常用いられているアクリル樹脂は、透明性には優れているが耐熱性が不十分である。
メラミン樹脂を用いた保護膜材料は、耐熱性には優れているがガラス基板との密着性が悪く、基板やフィルター上でハジキを生じやすいという問題点がある。
ポリイミド樹脂を用いた保護膜材料は、耐熱性には優れる反面、透明性が不十分な上に樹脂の保存安定性に欠ける点や、溶解性が悪く、使用できる有機溶剤がカラーフィルターを侵すという問題点がある。

また、エポキシ基を有するアクリル樹脂や、エポキシ樹脂とｏ−クレゾールノボラック系硬化剤を材料として用いた保護膜が検討されているが、かかる材料は、密着性が不十分であったり、あるいは、後工程の高温化傾向に伴い、熱により黄変化するといった問題点がある。
さらには、上記黄変化を解消すべく、硬化剤に多価カルボン酸およびその酸無水物を使用する検討もなされている。しかしながら、その反応性、吸湿性の点から保存安定性に問題があり、また、溶解する有機溶剤が限られており、その溶剤の安全性に問題があるといった課題が残されている。

特開２００１−１９４７９７号公報（特許請求の範囲） 特開２００１−３３０７２１号公報（特許請求の範囲） 特開平５−１４０２７４号公報（特許請求の範囲） 特開平５−０９３０４７号公報（特許請求の範囲） 特開２０００−２４８０５２号公報（特許請求の範囲）

本発明の目的は、液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイなどに用いられるカラーフィルターの保護膜に適した透明性、密着性、耐熱性、および耐黄変性に優れ、かつアウトガスの発生が少ない保護膜用熱硬化性組成物およびその硬化塗膜を提供することにある。

発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意検討し、耐熱性と密着性を満足させるためにイソシアヌル酸骨格に着目し、同時に透明性を満足させる化合物として有機溶剤に可溶性であるイソシアヌル酸骨格を持つ多官能アクリレートに着目した。その結果、このイソシアヌル酸骨格を持つ多官能アクリレートを有機溶剤にて溶解してなる保護膜用熱硬化性組成物が、硬化塗膜の透明性、密着性、耐熱性、および耐黄変性に優れ、かつアウトガスの発生が少ないことを見出し、カラーフィルター保護膜の材料として好適であることを突き止め、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明の第一の態様としては、イソシアヌル酸骨格を持つ多官能アクリレートを有機溶剤にて溶解してなることを特徴としており、より好ましい態様としては、前記イソシアヌル酸骨格を持つ多官能アクリレートがトリス（アクリロキシエチル）イソシアヌレートである。
本発明の第二の態様としては、前記保護膜用熱硬化性組成物を、熱硬化して得られる硬化塗膜である。

本発明の熱硬化性組成物によれば、透明性、密着性、耐熱性、および耐黄変性に優れ、かつアウトガスの発生が少ないので、液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイなどに用いられるカラーフィルターの保護膜として好適な材料を提供することができる。特に、色変換法有機ＥＬディスプレイに用いられるカラーフィルターの保護膜として本発明の熱硬化性樹脂組成物を用いれば、輝度寿命の長い有機ＥＬディスプレイを安価に作製することが可能となる。

本発明の保護膜用熱硬化性組成物は、イソシアヌル酸骨格を持つ多官能アクリレートを有機溶剤で溶解してなる点に最大の特徴がある。
これにより、基材上に均一に塗布して硬化させた硬化塗膜は、粒状化合物が存在しないことからその透明性に優れる他、密着性、耐熱性および耐黄変性にも優れ、かつアウトガスの発生が少ない保護膜となる。従って、本発明によれば、液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイなどに用いられるカラーフィルターの保護膜に適した材料を提供することができる。

このような本発明の保護膜用熱硬化性組成物を構成するイソシアヌル酸骨格を持つ多官能アクリレートとしては、例えば、トリス（アクリロキシエチル）イソシアヌレート、トリス（メタアクリロキシエチル）イソシアヌレート、ビス（アクリロキシエチル）イソシアヌレート、ビス（メタアクリロキシエチル）イソシアヌレート、ビス（アクリロキシエチル）イソシアヌレートのカプロラクトン変性アクリレート、ビス（アクリロキシエチル）イソシアヌレートのカプロラクトン変性メタクリレート、ビス（メタアクリロキシエチル）イソシアヌレートのカプロラクトン変性アクリレート、ビス（メタアクリロキシエチル）イソシアヌレートのカプロラクトン変性メタアクリレートが挙げられる。なお、これらの多官能アクリレートは、単独でまたは２種類以上組み合わせて用いることができる。

また、本発明の熱硬化性組成物を構成する有機溶剤としては、塗布する基材を傷めない溶剤であれば用いることができる。例えばメチルエチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類；トルエン、キシレン、テトラメチルベンゼン等の芳香族炭化水素類；セロソルブ、メチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、カルビトール、メチルカルビトール、ブチルカルビトール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールジエチルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル等のグリコールエーテル類；酢酸エチル、酢酸ブチル、乳酸ブチル、セロソルブアセテート、ブチルセロソルブアセテート、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モノメチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、炭酸プロピレン等のエステル類；オクタン、デカン等の脂肪族炭化水素類；石油エーテル、石油ナフサ、ソルベントナフサ等の石油系溶剤など、公知慣用の有機溶剤が挙げられる。これらの有機溶剤は、単独でまたは２種類以上組み合わせて用いることができる。

また、本発明の熱硬化性組成物は、硬化塗膜のアウトガス発生をより少なくするために、さらにノボラック型エポキシ樹脂などの多官能エポキシ樹脂や多官能オキセタン樹脂などを他の要求特性を悪化させない程度に添加することができる。

なお、本発明の熱硬化性組成物は、必要に応じて各種添加剤を配合することができる。例えば、ポリアミド樹脂や微粉シリカ、有機ベントナイトなどの公知慣用の増粘剤；シリコーン系やフッ素系、共重合樹脂系などの消泡剤および／またはレベリング剤；シランカップリング剤；フタル酸ジ−２−エチルヘキシルやフタル酸ジノニル、アジピン酸ジオクチルなどの可塑剤；テトラブロムビスフェノールＡなどの臭素化合物やリン酸エステルなどの難燃剤；脂肪酸エステルや脂肪酸アミドなどの帯電防止剤、のような公知慣用の添加剤類を配合することができる。

以上説明したような各成分を配合して得られる本発明の熱硬化性組成物は、撹拌機または分散機、例えばディゾルバーやロールミル、サンドミル、ボールミルのような分散機を使用して均一になるまで、混合、分散される。

このようにして調製した熱硬化性組成物は、例えばスピンコート法やスクリーン印刷法、ロールコート法、バーコート法、ディップコート法、カーテンコート法等の塗布方法にて、基材上に塗布し、必要に応じて、６０〜１２０℃の温度で仮乾燥して有機溶剤を除去し、その後、例えば１００〜２００℃の温度で熱硬化することにより、カラーフィルター用保護膜となる硬化塗膜を形成する。

以下、実施例を示して本発明についてより具体的に説明するが、本発明が下記実施例に限定されるものではないことはもとよりである。なお、以下において特に断りのない限り、「部」は質量部を意味するものとする。

表１に示す組成にて各成分を、ディゾルバーを用いて混合して均一に分散させた後、希釈溶剤にて粘度調整を行い、熱硬化性組成物を得た。次に、このようにして得られた熱硬化性組成物を、硬化後の塗膜厚が１０μｍになるように、ガラス基板上にスピンコート塗布し、８０℃で３０分間乾燥した後、２００℃で１時間加熱硬化して硬化塗膜を得た。

このようにして得られた硬化塗膜について、透明性、密着性、耐熱性およびアウトガスの発生について評価した。その評価結果を表２に示す。

この表に示す結果から明らかなように、イソシアヌル酸骨格を持つ多官能アクリレートを有機溶剤にて溶解してなる本発明の保護膜用熱硬化性組成物によれば、硬化塗膜の透明性、密着性、および耐熱性に優れ、かつアウトガスの発生が少ないことがわかる。

なお、その評価方法は以下のとおりである。
（１）透明性
得られた硬化塗膜の４００〜８００ｎｍにおける透過率を、紫外可視近赤外分光光度計を用いて測定し、以下の基準にて評価した。なお、リファレンスにはガラス基板を使用した。
○：全波長領域で透過率９７％以上。
△：全波長領域で透過率９５％以上。
×：一部の波長域で、透過率９５％未満となる波長領域がある。

（２）密着性
得られた硬化塗膜にセロハンテープを貼り付け、そのテープを剥がして塗膜状態を目視にて観察し、以下の基準にて評価した。
○：硬化塗膜に剥がれ無し。
×：硬化塗膜に剥がれ有り。

（３）耐熱性
得られた硬化塗膜を２００℃の熱風循環式乾燥炉に６０分間静置し、塗膜の変色、塗膜の割れ、剥離等、外観上の変化の有無を目視にて確認し、以下の基準にて評価した。
○：硬化塗膜に異常無し。
×：硬化塗膜の外観に変色、割れ、剥離等の異常あり。

（４）アウトガスの発生
得られた硬化塗膜を削り取り、セイコーインスツルメンツ社製ＴＧ／ＤＴＡを用いて、２００℃×６０分後の重量減少率（％）を測定し、アウトガスの発生について評価した。

（５）ガラス転移点
銅箔上に塗布し得られた硬化塗膜を剥がし、フィルム状にした硬化塗膜のガラス転移点を、セイコーインスツルメンツ社製ＤＭＳを使用して測定した。

Claims (3)

1. イソシアヌル酸骨格を持つ多官能アクリレートを有機溶剤で溶解してなる保護膜用熱硬化性組成物。
2. 前記イソシアヌル酸骨格を持つ多官能アクリレートが、トリス（アクロキシエチル）イソシアヌレートである請求項１に記載の保護膜用熱硬化性組成物。
3. 前記請求項１または２に記載の保護膜用熱硬化性組成物を、熱硬化して得られる透明硬化塗膜。