JP2008157995A - 硬化性組成物、カラーフィルタ用硬化性組成物、カラーフィルタ、及びカラーフィルタの製造方法 - Google Patents
硬化性組成物、カラーフィルタ用硬化性組成物、カラーフィルタ、及びカラーフィルタの製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2008157995A JP2008157995A JP2006343253A JP2006343253A JP2008157995A JP 2008157995 A JP2008157995 A JP 2008157995A JP 2006343253 A JP2006343253 A JP 2006343253A JP 2006343253 A JP2006343253 A JP 2006343253A JP 2008157995 A JP2008157995 A JP 2008157995A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- group
- curable composition
- compound
- color filter
- mass
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- XZKKTJTUSSPYHQ-PAMGWAGSSA-N C(/C=C/c(cc1)ccc1Sc1ccccc1)=C/c1nc(cccc2)c2[s]1 Chemical compound C(/C=C/c(cc1)ccc1Sc1ccccc1)=C/c1nc(cccc2)c2[s]1 XZKKTJTUSSPYHQ-PAMGWAGSSA-N 0.000 description 1
- UPFNFOLRWJEYBA-UHCVSURGSA-N C/C(/c(cc1)ccc1N(c1ccccc1)c(cc1)ccc1-c1ccc2[s]c(/C=C/C=C/c(c(SC)c3)ccc3SC)nc2c1)=C\C=C\c1nc(cccc2)c2[s]1 Chemical compound C/C(/c(cc1)ccc1N(c1ccccc1)c(cc1)ccc1-c1ccc2[s]c(/C=C/C=C/c(c(SC)c3)ccc3SC)nc2c1)=C\C=C\c1nc(cccc2)c2[s]1 UPFNFOLRWJEYBA-UHCVSURGSA-N 0.000 description 1
- MESMBONDAQBJBG-PIHCAMFYSA-N CC(C)COc(c(OC)cc(/C=C/C=C/c1nc(cccc2)c2[s]1)c1)c1OC Chemical compound CC(C)COc(c(OC)cc(/C=C/C=C/c1nc(cccc2)c2[s]1)c1)c1OC MESMBONDAQBJBG-PIHCAMFYSA-N 0.000 description 1
- AEINTPCYTAWDPM-VDESZNBCSA-N CSc1ccc(/C=C/C=C/c2nc(CCC=C3)c3[s]2)cc1 Chemical compound CSc1ccc(/C=C/C=C/c2nc(CCC=C3)c3[s]2)cc1 AEINTPCYTAWDPM-VDESZNBCSA-N 0.000 description 1
- JKQHLIMWOUASAT-LZSLGQGWSA-N Oc1ccc(/C=C/C=C/c2nc(cccc3)c3[s]2)cc1 Chemical compound Oc1ccc(/C=C/C=C/c2nc(cccc3)c3[s]2)cc1 JKQHLIMWOUASAT-LZSLGQGWSA-N 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Materials For Photolithography (AREA)
- Furan Compounds (AREA)
- Heterocyclic Carbon Compounds Containing A Hetero Ring Having Nitrogen And Oxygen As The Only Ring Hetero Atoms (AREA)
- Optical Filters (AREA)
- Liquid Crystal (AREA)
- Heterocyclic Compounds Containing Sulfur Atoms (AREA)
- Plural Heterocyclic Compounds (AREA)
Abstract
【課題】高感度で硬化しうる硬化性組成物、及び着色剤を高濃度に含有する場合であっても、高感度で硬化し、良好な着色パターン形成性を有し、支持体との密着性に優れた着色パターンを形成しうるカラーフィルタ用硬化性組成物、解像力及び支持体との密着性に優れた着色パターンを備えたカラーフィルタ、及び、該カラーフィルタを高い生産性で製造しうる製造方法を提供する。
【解決手段】下記一般式(I)で表される化合物と、光重合開始剤と、重合性化合物と、を含有することを特徴とする硬化性組成物。
[一般式(I)中、R1〜R7は、各々独立に水素原子、又は一価の置換基を表す。nは0〜5の整数を表す。Xは酸素原子、硫黄原子、又はNR8を表し、R8は、一価の置換基を表す。YはCR9、又は窒素原子を表し、R9は、水素原子、又は一価の置換基を表す。二重結合に関する幾何異性体については、どちらかに限定されるものではない。]
【選択図】なし
【解決手段】下記一般式(I)で表される化合物と、光重合開始剤と、重合性化合物と、を含有することを特徴とする硬化性組成物。
[一般式(I)中、R1〜R7は、各々独立に水素原子、又は一価の置換基を表す。nは0〜5の整数を表す。Xは酸素原子、硫黄原子、又はNR8を表し、R8は、一価の置換基を表す。YはCR9、又は窒素原子を表し、R9は、水素原子、又は一価の置換基を表す。二重結合に関する幾何異性体については、どちらかに限定されるものではない。]
【選択図】なし
Description
本発明は、液晶表示素子(LCD)や固体撮像素子(CCD、CMOSなど)等に用いられるカラーフィルタ用硬化性組成物、カラーフィルタ、及びその製造方法に関する。
カラーフィルタは液晶ディスプレイに不可欠な構成部品である。
液晶ディスプレイは、表示装置としてCRTと比較すると、コンパクトであり、且つ、性能面では同等以上であることから、テレビ画面、パソコン画面、その他の表示装置としてCRTに置き換わりつつある。また、近年では、液晶ディスプレイの開発の動向は、画面が比較的小面積であった従来のモニター用途から、画面が大型で高度な画質が求められるTV用途に向かいつつある。
液晶ディスプレイは、表示装置としてCRTと比較すると、コンパクトであり、且つ、性能面では同等以上であることから、テレビ画面、パソコン画面、その他の表示装置としてCRTに置き換わりつつある。また、近年では、液晶ディスプレイの開発の動向は、画面が比較的小面積であった従来のモニター用途から、画面が大型で高度な画質が求められるTV用途に向かいつつある。
TV用途の液晶ディスプレイでは、従来のモニター用途のものに比し、より高度な画質が求められている。すなわち、コントラスト及び色純度の向上である。コントラスト向上のため、カラーフィルタの作製用の硬化性組成物に関しては、使用する着色剤(有機顔料等)の粒子サイズとして、より微小なものが求められている。
また、色純度向上のため、カラーフィルタ作製用の硬化性組成物の固形分中に占める着色剤(有機顔料)の含有率としては、より高いものが求められている。
また、色純度向上のため、カラーフィルタ作製用の硬化性組成物の固形分中に占める着色剤(有機顔料)の含有率としては、より高いものが求められている。
一方、固体撮像素子用のカラーフィルタにおいては、更なる高精細化が望まれている。しかし、従来の顔料分散系を適用した硬化性組成物では、顔料が比較的粗大な粒子であるために色ムラが発生する等の問題があり、解像度の更なる向上を図ることは困難で、固体撮像素子のように微細パターンが要求される用途には適さなかった。そこで、着色剤として顔料の代わりに有機溶剤可溶性の染料を用いる技術が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
また、固体撮像素子用途のカラーフィルタについても、着色パターンの薄膜化が求められており、従来と同じ色濃度で薄膜化するためには、カラーフィルタ作製用の硬化性組成物中における着色剤の含有率を高くすることが要求される。
また、固体撮像素子用途のカラーフィルタについても、着色パターンの薄膜化が求められており、従来と同じ色濃度で薄膜化するためには、カラーフィルタ作製用の硬化性組成物中における着色剤の含有率を高くすることが要求される。
以上のように、液晶ディスプレイ用、固体撮像素子用いずれの場合においても、カラーフィルタ作製用の硬化性組成物は着色剤を含有するため、該硬化性組成物を硬化させるために必要な成分である光重合開始剤及び光重合性モノマーの含有量が制限されてしまい、強度が不充分になる、あるいは、硬化性が不充分で基材となる硬質表面との密着性が充分に得られない、などの問題があった。
さらに、近年、基板サイズの拡大に伴い、現像工程において現像液中でも長時間パターン形状を維持し、パターンに欠けや剥がれのない、高感度な硬化性組成物が求められている。
さらに、近年、基板サイズの拡大に伴い、現像工程において現像液中でも長時間パターン形状を維持し、パターンに欠けや剥がれのない、高感度な硬化性組成物が求められている。
カラーフィルタ作製用の硬化性組成物に関しては、該組成物を基板上に塗布し、露光硬化させる際に、塗布膜底部付近においても硬化反応を充分に達成できる感度のより高い光重合開始剤の開発が試みられている。
従来、カラーフィルタ作製用の硬化性組成物としては、例えば、カルボキシル基を含有するバインダーポリマーとペンタエリスリトールヘキサアクリレート等の多官能性アクリレートと、光重合開始剤とを組合せた感放射線性組成物が用いられており、このような感放射線性組成物における高感度の光重合開始剤として、2,2’−ビス(2−クロロフェニル)−4,4’,5,5’−テトラフェニルビイミダゾール、2,2’−ビス(2,3−ジクロロフェニル)−4,4’,5,5’−テトラフェニルビイミダゾール等が提案されている(例えば、特許文献2及び3参照)。
従来、カラーフィルタ作製用の硬化性組成物としては、例えば、カルボキシル基を含有するバインダーポリマーとペンタエリスリトールヘキサアクリレート等の多官能性アクリレートと、光重合開始剤とを組合せた感放射線性組成物が用いられており、このような感放射線性組成物における高感度の光重合開始剤として、2,2’−ビス(2−クロロフェニル)−4,4’,5,5’−テトラフェニルビイミダゾール、2,2’−ビス(2,3−ジクロロフェニル)−4,4’,5,5’−テトラフェニルビイミダゾール等が提案されている(例えば、特許文献2及び3参照)。
また、硬化性組成物に適用しうる光重合開始剤としては、印刷版やフォトレジストに使用される感放射性組成物に適用しうる光重合開始剤として、2,2’−ビス(2−クロロフェニル)−4,4’,5,5’−テトラフェニルビイミダゾール、2,2’−ビス(2−クロロフェニル)−4,4’,5,5’−テトラ(アルコキシフェニル)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(ジアルコキシフェニル)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(トリアルコキシフェニル)ビイミダゾール等が提案されている(例えば、特許文献4及び5参照)。
しかしながら、上記のいずれの硬化性組成物についても、感度は未だ満足できるレベルになく、硬化させるに際して高エネルギーの放射線を照射する必要がある。このような硬化性組成物を用いてカラーフィルタの着色パターンを形成した場合、照射量が不足すると、パターンの欠落や欠損、残膜率の悪化あるいは画素強度の低下等の問題を招来する。
以上のように、着色剤を高濃度に含有する場合であっても、高感度で硬化し、良好なパターン形成性を有するカラーフィルタ用硬化性組成物が望まれているが、未だ提供されていないのが現状である。
特開平2−127602号公報
特開平6−75372号公報
特開平6−75373号公報等
特公昭48−38403号公報
特開昭62−174204号公報
以上のように、着色剤を高濃度に含有する場合であっても、高感度で硬化し、良好なパターン形成性を有するカラーフィルタ用硬化性組成物が望まれているが、未だ提供されていないのが現状である。
本発明は、前記従来における問題点に鑑み成されたものであり、以下の目的を達成することを課題とする。
即ち、本発明の目的は、高感度で硬化しうる硬化性組成物、及び着色剤を高濃度に含有する場合であっても、高感度で硬化し、良好な着色パターン形成性を有し、支持体との密着性に優れた着色パターンを形成しうるカラーフィルタ用硬化性組成物を提供することにある。
さらに、本発明の他の目的は、本発明の硬化性組成物を用いてなる、解像力及び支持体との密着性に優れた着色パターンを備えたカラーフィルタ、及び、該カラーフィルタを高い生産性で製造しうる製造方法を提供することにある。
即ち、本発明の目的は、高感度で硬化しうる硬化性組成物、及び着色剤を高濃度に含有する場合であっても、高感度で硬化し、良好な着色パターン形成性を有し、支持体との密着性に優れた着色パターンを形成しうるカラーフィルタ用硬化性組成物を提供することにある。
さらに、本発明の他の目的は、本発明の硬化性組成物を用いてなる、解像力及び支持体との密着性に優れた着色パターンを備えたカラーフィルタ、及び、該カラーフィルタを高い生産性で製造しうる製造方法を提供することにある。
本発明者は、鋭意研究を行った結果、特定の化合物を含有するからカラーフィルタ用硬化性組成物により、前記課題を解決しうることを見出し本発明を完成するに至った。即ち、前記課題を解決するための手段は、以下の通りである。
<1> 下記一般式(I)で表される化合物と、光重合開始剤と、重合性化合物と、を含有することを特徴とする硬化性組成物。
一般式(I)中、R1、R2及びR3は、各々独立に水素原子、又は一価の置換基を表し、R4、R5、R6、及びR7は、各々独立に水素原子、又は一価の置換基を表す。nは0〜5の整数を表し、nが2以上の整数である場合、複数存在するR1はそれぞれ同一であっても異なっていてもよい。Xは酸素原子、硫黄原子、又はNR8を表し、R8は、一価の置換基を表す。YはCR9、又は窒素原子を表し、R9は、水素原子、又は一価の置換基を表す。二重結合に関するシス−トランス異性体については、シス型、又はトランス型のどちらかに限定されるものではない。
<2> 着色剤を含有することを特徴とする<1>に記載の硬化性組成物。
<3> 前記光重合開始剤がビイミダゾール系化合物であることを特徴とする<1>又は<2>に記載の硬化性組成物。
<4> チオール化合物を含有することを特徴とする<1>乃至<3>のいずれか1つに記載の硬化性組成物。
<5> <2>乃至<4>のいずれか1つに記載の硬化性組成物を含有することを特徴とするカラーフィルタ用硬化性組成物。
<6> 支持体上に、<5>に記載のカラーフィルタ用硬化性組成物を用いてなる着色パターンを有することを特徴とするカラーフィルタ。
<7> 支持体上に、<5>に記載のカラーフィルタ用硬化性組成物を塗布して着色硬化性組成物層を形成する工程と、該着色硬化性組成物層をマスクを介して露光する工程と、露光後の該着色硬化性組成物層を現像して着色パターンを形成する工程と、を含むことを特徴とするカラーフィルタの製造方法。
<3> 前記光重合開始剤がビイミダゾール系化合物であることを特徴とする<1>又は<2>に記載の硬化性組成物。
<4> チオール化合物を含有することを特徴とする<1>乃至<3>のいずれか1つに記載の硬化性組成物。
<5> <2>乃至<4>のいずれか1つに記載の硬化性組成物を含有することを特徴とするカラーフィルタ用硬化性組成物。
<6> 支持体上に、<5>に記載のカラーフィルタ用硬化性組成物を用いてなる着色パターンを有することを特徴とするカラーフィルタ。
<7> 支持体上に、<5>に記載のカラーフィルタ用硬化性組成物を塗布して着色硬化性組成物層を形成する工程と、該着色硬化性組成物層をマスクを介して露光する工程と、露光後の該着色硬化性組成物層を現像して着色パターンを形成する工程と、を含むことを特徴とするカラーフィルタの製造方法。
本発明によれば、高感度で硬化しうる硬化性組成物、及び着色剤を高濃度に含有する場合であっても、高感度で硬化し、良好な着色パターン形成性を有し、支持体との密着性に優れた着色パターンを形成しうるカラーフィルタ用硬化性組成物を提供することができる。
また、本発明によれば、本発明のカラーフィルタ用硬化性組成物を用いることで、解像力及び支持体との密着性に優れた着色パターンを備えたカラーフィルタ、及び、該カラーフィルタを高い生産性で製造しうる製造方法を提供することができる。
また、本発明によれば、本発明のカラーフィルタ用硬化性組成物を用いることで、解像力及び支持体との密着性に優れた着色パターンを備えたカラーフィルタ、及び、該カラーフィルタを高い生産性で製造しうる製造方法を提供することができる。
以下、本発明のカラーフィルタ用硬化性組成物、該カラーフィルタ用硬化性組成物を用いてなるカラーフィルタ及びその製造方法について詳細に説明する。
[硬化性組成物、カラーフィルタ用硬化性組成物]
本発明のカラーフィルタ用硬化性組成物は、(A)下記一般式(I)で表される化合物と、(B)光重合開始剤と、(C)重合性化合物と、を含有することを特徴とする。
本発明のカラーフィルタ用硬化性組成物は、(A)下記一般式(I)で表される化合物と、(B)光重合開始剤と、(C)重合性化合物と、を含有することを特徴とする。
一般式(I)中、R1、R2及びR3は、各々独立に水素原子、又は一価の置換基を表し、R4、R5、R6、及びR7は、各々独立に水素原子、又は一価の置換基を表す。nは0〜5の整数を表し、nが2以上の整数である場合、複数存在するR1はそれぞれ同一であっても異なっていてもよい。Xは酸素原子、硫黄原子、又はNR8を表し、R8は、一価の置換基を表す。YはCR9、又は窒素原子を表し、R9は、水素原子、又は一価の置換基を表す。二重結合に関するシス−トランス異性体については、シス型、又はトランス型のどちらかに限定されるものではない。
以下、本発明の硬化性組成物、及びカラーフィルタ用硬化性組成物に含有される各成分について順次説明する。
以下、本発明の硬化性組成物、及びカラーフィルタ用硬化性組成物に含有される各成分について順次説明する。
<(A)一般式(I)で表される化合物>
本発明の硬化性組成物は、下記一般式(I)で表される化合物を含有する。
本発明の硬化性組成物は、下記一般式(I)で表される化合物を含有する。
一般式(I)中、R1、R2及びR3は、各々独立に水素原子、又は一価の置換基を表し、R4、R5、R6、及びR7は、各々独立に水素原子、又は一価の置換基を表す。nは0〜5の整数を表し、nが2以上の整数である場合、複数存在するR1はそれぞれ同一であっても異なっていてもよい。Xは酸素原子、硫黄原子、又はNR8を表し、R8は、一価の置換基を表す。YはCR9、又は窒素原子を表し、R9は、水素原子、又は一価の置換基を表す。二重結合に関するシス−トランス異性体については、シス型、又はトランス型のどちらかに限定されるものではない。
一般式(I)で表される化合物は増感剤として作用するものであり、その作用機構は未だ明確ではないが、硬化性組成物にこれらの化合物を含有することにより、照射された活性放射線の吸収効率が向上し、組成物の硬化感度が向上するものと考えられる。また、一般式(I)で表される化合物は、活性放射線、特に紫外線を吸収したエネルギー的に高い状態に励起することができるため、重合開始剤へ効率よく電子移動又はエネルギー移動が行われ重合開始剤の活性重合開始種が効率よく生成することで、硬化性組成物の硬化反応を高感度化することができるものと考えられる。
一般式(I)で表される化合物について詳細に説明する。なお、以下においては、一般式(I)で表される化合物を、適宜「特定増感剤」と称する。
一般式(I)中のR1、R2、及びR3は、各々独立に一価の置換基を表し、nが2以上である場合、複数存在するR1はそれぞれ同じであっても異なっていてもよい。
nが2以上である場合、複数存在するR1同士が互いに結合して環を形成してもよい。また、R2、及びR3は、互いに結合して環を形成しても良い。R1、R2、及び/又はR3は、R4、R5、R6及びR7の少なくとも1つと互いに結合して環を形成してもよい。
一般式(I)中のR1、R2、及びR3としては水素原子、又は一価の置換基を表すが、一価の置換基としては、例えば、ハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子)、アルキル基(シクロアルキル基、ビシクロアルキル基、トリシクロアルキル基を含む)、アルケニル基(シクロアルケニル基、ビシクロアルケニル基を含む)、アルキニル基、アリール基、複素環基(「ヘテロ環基」ともいう。)、シアノ基、ヒドロキシル基、ニトロ基、カルボキシル基、アルコキシ基、アリールオキシ基、シリルオキシ基、ヘテロ環オキシ基、アシルオキシ基、カルバモイルオキシ基、アルコキシカルボニルオキシ基、アリールオキシカルボニルオキシ基、アミノ基(ジアルキルアミノ基、アルキルアミノ基、ジアリールアミノ基、アリールアミノ基、アニリノ基を含む)、アンモニオ基、アシルアミノ基、アミノカルボニルアミノ基、アルコキシカルボニルアミノ基、アリールオキシカルボニルアミノ基、スルファモイルアミノ基、アルキル及びアリールスルホニルアミノ基、メルカプト基、アルキルチオ基、アリールチオ基、ヘテロ環チオ基、スルファモイル基、スルホ基、アルキル及びアリールスルフィニル基、アルキル及びアリールスルホニル基、アシル基、アリールオキシカルボニル基、アルコキシカルボニル基、カルバモイル基、アリール及びヘテロ環アゾ基、イミド基、ホスフィノ基、ホスフィニル基、ホスフィニルオキシ基、ホスフィニルアミノ基、ホスホノ基、シリル基、ヒドラジノ基、ウレイド基、ボロン酸基(−B(OH)2)、ホスファト基(−OPO(OH)2)、スルファト基(−OSO3H)、等が挙げられる。
一般式(I)中のR1、R2、及びR3として好ましくは、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基(シクロアルキル基、ビシクロアルキル基、トリシクロアルキル基を含む)、アルケニル基(シクロアルケニル基、ビシクロアルケニル基を含む)、アルキニル基、アリール基、シアノ基、ヒドロキシル基、カルボキシル基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アシルオキシ基、カルバモイルオキシ基、アミノ基(ジアルキルアミノ基、アルキルアミノ基、ジアリールアミノ基、アリールアミノ基を含む)、アシルアミノ基、アミノカルボニルアミノ基、アルコキシカルボニルアミノ基、アリールオキシカルボニルアミノ基、スルファモイルアミノ基、アルキル若しくはアリールスルホニルアミノ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、スルファモイル基、アルキル及びアリールスルホニル基、アリールオキシカルボニル基、アルコキシカルボニル基、カルバモイル基、イミド基、シリル基、又は、ウレイド基、が挙げられる。
一般式(I)中のR1、R2、及びR3として更に好ましくは、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基(シクロアルキル基、ビシクロアルキル基、トリシクロアルキル基を含む)、アルコキシ基、アリールオキシ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、又は、アミノ基(ジアルキルアミノ基、アルキルアミノ基、ジアリールアミノ基、アリールアミノ基を含む)が挙げられる。
一般式(I)中のR1、R2、及びR3が一価の置換基を表す場合、さらに置換基を有していてもよい。
一般式(I)中のnが2以上の整数である場合に複数存在するR1同士は、互いに結合して環(例えば、芳香族、又は非芳香族の炭化水素環、複素環、及びこれらがさらに組み合わされて形成される多環縮合環等)を形成することができる。また、一般式(I)中のR2、及びR3は、互いに結合して環(芳香族、又は非芳香族の炭化水素環、又は複素環。これらは、さらに組み合わされて多環縮合環)を形成することができる。形成しうる環として具体的には、例えば、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、フェナントレン環、フルオレン環、トリフェニレン環、ナフタセン環、ビフェニル環、ピロール環、フラン環、チオフェン環、イミダゾール環、オキサゾール環、チアゾール環、ピリジン環、ピラジン環、ピリミジン環、ピリダジン環、インドリジン環、インドール環、ベンゾフラン環、ベンゾチオフェン環、イソベンゾフラン環、キノリジン環、キノリン環、フタラジン環、ナフチリジン環、キノキサリン環、キナゾリン環、イソキノリン環、カルバゾール環、フェナントリジン環、アクリジン環、フェナントロリン環、チアントレン環、クロメン環、キサンテン環、フェノキサチイン環、フェノチアジン環、フェナジン環が挙げられる。
これらの中で、好ましくは、ベンゼン環、インドール環、イミダゾール環、カルバゾール環、が挙げられる。
これらの中で、好ましくは、ベンゼン環、インドール環、イミダゾール環、カルバゾール環、が挙げられる。
一般式(I)中のR4、R5、R6、及びR7は、各々独立に水素原子、又は一価の置換基を表し、R4、R5、R6、及びR7は、互いに結合して環を形成してもよい。また、R4、R5、R6、及びR7は、R1、R2、及びはR3のいずれか1以上と互いに結合して環を形成してもよい。
一般式(I)中のR4、R5、R6、及びR7としては、例えば、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基(シクロアルキル基、ビシクロアルキル基、トリシクロアルキル基を含む)、アルケニル基(シクロアルケニル基、ビシクロアルケニル基を含む)、アルキニル基、アリール基、複素環基(ヘテロ環基と言ってもよい)、シアノ基、ヒドロキシル基、ニトロ基、カルボキシル基、アルコキシ基、アリールオキシ基、シリルオキシ基、ヘテロ環オキシ基、アシルオキシ基、カルバモイルオキシ基、アルコキシカルボニルオキシ基、アリールオキシカルボニルオキシ基、アミノ基(アニリノ基を含む)、アンモニオ基、アシルアミノ基、アミノカルボニルアミノ基、アルコキシカルボニルアミノ基、アリールオキシカルボニルアミノ基、スルファモイルアミノ基、アルキル及びアリールスルホニルアミノ基、メルカプト基、アルキルチオ基、アリールチオ基、ヘテロ環チオ基、スルファモイル基、スルホ基、アルキル及びアリールスルフィニル基、アルキル及びアリールスルホニル基、アシル基、アリールオキシカルボニル基、アルコキシカルボニル基、カルバモイル基、アリール及びヘテロ環アゾ基、イミド基、ホスフィノ基、ホスフィニル基、ホスフィニルオキシ基、ホスフィニルアミノ基、ホスホノ基、シリル基、ヒドラジノ基、ウレイド基、ボロン酸基(−B(OH)2)、ホスファト基(−OPO(OH)2)、スルファト基(−OSO3H)、等が挙げられる。
一般式(I)中のR4、R5、R6、及びR7としては、例えば、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基(シクロアルキル基、ビシクロアルキル基、トリシクロアルキル基を含む)、アルケニル基(シクロアルケニル基、ビシクロアルケニル基を含む)、アルキニル基、アリール基、複素環基(ヘテロ環基と言ってもよい)、シアノ基、ヒドロキシル基、ニトロ基、カルボキシル基、アルコキシ基、アリールオキシ基、シリルオキシ基、ヘテロ環オキシ基、アシルオキシ基、カルバモイルオキシ基、アルコキシカルボニルオキシ基、アリールオキシカルボニルオキシ基、アミノ基(アニリノ基を含む)、アンモニオ基、アシルアミノ基、アミノカルボニルアミノ基、アルコキシカルボニルアミノ基、アリールオキシカルボニルアミノ基、スルファモイルアミノ基、アルキル及びアリールスルホニルアミノ基、メルカプト基、アルキルチオ基、アリールチオ基、ヘテロ環チオ基、スルファモイル基、スルホ基、アルキル及びアリールスルフィニル基、アルキル及びアリールスルホニル基、アシル基、アリールオキシカルボニル基、アルコキシカルボニル基、カルバモイル基、アリール及びヘテロ環アゾ基、イミド基、ホスフィノ基、ホスフィニル基、ホスフィニルオキシ基、ホスフィニルアミノ基、ホスホノ基、シリル基、ヒドラジノ基、ウレイド基、ボロン酸基(−B(OH)2)、ホスファト基(−OPO(OH)2)、スルファト基(−OSO3H)、等が挙げられる。
一般式(I)中のR4、R5、R6、及びR7として好ましくは、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基(シクロアルキル基、ビシクロアルキル基、トリシクロアルキル基を含む)、アルケニル基(シクロアルケニル基、ビシクロアルケニル基を含む)、アルキニル基、アリール基、シアノ基、ヒドロキシル基、カルボキシル基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アシルオキシ基、カルバモイルオキシ基、アシルアミノ基、アミノカルボニルアミノ基、アルコキシカルボニルアミノ基、アリールオキシカルボニルアミノ基、スルファモイルアミノ基、アルキル及びアリールスルホニルアミノ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、スルファモイル基、アルキル若しくはアリールスルホニル基、アリールオキシカルボニル基、アルコキシカルボニル基、カルバモイル基、イミド基、シリル基、又は、ウレイド基が挙げられる。
一般式(I)中のR4、R5、R6、及びR7として更に好ましくは、水素原子、又はアルキル基(シクロアルキル基、ビシクロアルキル基、トリシクロアルキル基を含む)が挙げられる。
一般式(I)中のR4、R5、R6、及びR7は、互いに結合して環(芳香族、又は非芳香族の炭化水素環、又は複素環。これらは、さらに組み合わされて多環縮合環)を形成することができる。
また、一般式(I)中のR4、R5、R6、及びR7は、一般式(I)中のR1、R2、及び/又はR3と互いに結合して環(芳香族、又は非芳香族の炭化水素環、又は複素環。これらは、さらに組み合わされて多環縮合環)を形成することができる。形成しうる環として具体的には、例えば、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、フェナントレン環、フルオレン環、トリフェニレン環、ナフタセン環、ビフェニル環、ピロール環、フラン環、チオフェン環、イミダゾール環、オキサゾール環、チアゾール環、ピリジン環、ピラジン環、ピリミジン環、ピリダジン環、インドリジン環、インドール環、ベンゾフラン環、ベンゾチオフェン環、イソベンゾフラン環、キノリジン環、キノリン環、フタラジン環、ナフチリジン環、キノキサリン環、キナゾリン環、イソキノリン環、カルバゾール環、フェナントリジン環、アクリジン環、フェナントロリン環、チアントレン環、クロメン環、キサンテン環、フェノキサチイン環、フェノチアジン環、フェナジン環)、等が挙げられる。
これらの中で、好ましくはフラン環、チオフェン環、イミダゾール環が挙げられ、更に好ましくは、フラン環が挙げられる。
また、一般式(I)中のR4、R5、R6、及びR7は、一般式(I)中のR1、R2、及び/又はR3と互いに結合して環(芳香族、又は非芳香族の炭化水素環、又は複素環。これらは、さらに組み合わされて多環縮合環)を形成することができる。形成しうる環として具体的には、例えば、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、フェナントレン環、フルオレン環、トリフェニレン環、ナフタセン環、ビフェニル環、ピロール環、フラン環、チオフェン環、イミダゾール環、オキサゾール環、チアゾール環、ピリジン環、ピラジン環、ピリミジン環、ピリダジン環、インドリジン環、インドール環、ベンゾフラン環、ベンゾチオフェン環、イソベンゾフラン環、キノリジン環、キノリン環、フタラジン環、ナフチリジン環、キノキサリン環、キナゾリン環、イソキノリン環、カルバゾール環、フェナントリジン環、アクリジン環、フェナントロリン環、チアントレン環、クロメン環、キサンテン環、フェノキサチイン環、フェノチアジン環、フェナジン環)、等が挙げられる。
これらの中で、好ましくはフラン環、チオフェン環、イミダゾール環が挙げられ、更に好ましくは、フラン環が挙げられる。
一般式(I)中のR4、R5、R6、及びR7で表される一価の置換基は、導入可能な場合には、さらに置換基を有していてもよい。
一般式(I)中のXは、酸素原子、硫黄原子、又はNR8を表し、R8は一価の置換基を表す。一般式(I)中のYは、CR9、又は窒素原子を表し、R9は水素原子、又は一価の置換基を表す。R8、又はR9が一価の置換基を表す場合、前記R1、R2及びR3に記載した一価の置換基と同様の置換基を表す。
一般式(I)中のX、Yとして、好ましくは、Xが、酸素原子、又は硫黄原子であり、Yが、CR9、又は窒素原子であることが挙げられる。
一般式(I)中のX、Yとして、好ましくは、Xが、酸素原子、又は硫黄原子であり、Yが、CR9、又は窒素原子であることが挙げられる。
一般式(I)で表される化合物としては、R1が、アルキル基(シクロアルキル基、ビシクロアルキル基、トリシクロアルキル基を含む)、アルコキシ基、アミノ基(ジアルキルアミノ基、アルキルアミノ基、ジアリールアミノ基、アリールアミノ基を含む)、アルキルチオ基、アリールチオ基から選ばれる一価の置換基であり、且つ、R2、及びR3が、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基(シクロアルキル基、ビシクロアルキル基、トリシクロアルキル基を含む)、アルコキシ基、アミノ基(ジアルキルアミノ基、アルキルアミノ基、ジアリールアミノ基、アリールアミノ基を含む)、アルキルチオ基、アリールチオ基であるか、又は、R2とR3とが互いに結合して環を形成する場合には、ベンゼン環を形成する態様が挙げられる。また、さらに、R4、R5、R6、及びR7が、それぞれ独立に、水素原子、又はアルキル基であり、nが0〜3の整数であり、nが1で、且つR1とR5とが互いに結合して環を形成する場合、フラン環であり、nが2で、且つR1同士が互いに結合して環を形成する場合、インドール環であり、Xが、NR8(R8:水素原子、メチル基、エチル基)、酸素原子、又は硫黄原子であり、YがCH、又は窒素原子であることが好ましい。
一般式(I)で表される化合物として、さらに好ましくは、R1がアミノ基(ジアルキルアミノ基、アルキルアミノ基、ジアリールアミノ基、アリールアミノ基を含む)であり、nが2で、且つR1同士が環を形成する場合はインドール環であり、R2、及びR3が、水素原子であり、R2とR3が結合して環を形成する場合はベンゼン環であり、R4、R5、R6、及びR7が、それぞれ独立に、水素原子、又はアルキル基であり、nが1〜2の整数であり、Xが酸素原子、又は硫黄原子であり、YがCH、又は窒素原子であることが挙げられる。
一般式(I)で表される化合物としては、波長365nmにおけるモル吸光係数εが500mol−1・L・cm−1以上であることが好ましく、波長365nmにおけるεが3000mol−1・L・cm−1以上であることがより好ましく、波長365nmにおけるεが3000mol−1・L・cm−1以上であることがより好ましく、波長365nmにおけるεが20000mol−1・L・cm−1以上であることが最も好ましい。各波長でのモル吸光係数εの値が上記範囲であると、光吸収効率の観点から感度向上効果が高く好ましい。
一般式(I)で表される化合物の好ましい具体例(例示化合物1〜例示化合物188)を以下に例示するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
なお、本明細書においては、化学式は簡略構造式により記載することもあり、特に元素や置換基の明示がない実線等は、炭化水素基を表す。また、下記具体例において、Meはメチル基を表す。
なお、本明細書においては、化学式は簡略構造式により記載することもあり、特に元素や置換基の明示がない実線等は、炭化水素基を表す。また、下記具体例において、Meはメチル基を表す。
本発明の硬化性組成物において、一般式(I)で表される化合物(特定増感剤)は、1種単独で用いても、2種以上を併用してもよい。なお、放射線に対する良好な感度を得るため、後述する(B)光重合開始剤と適宜組み合わせて用いる。
本発明の硬化性組成物における特定増感剤の含有量は、硬化性組成物の全固形分中、0.1質量%〜20質量%が好ましく、0.2質量%〜20質量%が更に好ましい。
<(B)光重合開始剤>
本発明の硬化性組成物は光重合開始剤を含有する。
本発明における(B)光重合開始剤は、光により分解し、後述する(B)重合性化合物の重合を開始、促進する化合物であり、波長300〜500nmの領域に吸収を有するものであることが好ましい。また、(B)光重合開始剤は、単独で、又は2種以上を併用して用いることができる。
本発明の硬化性組成物は光重合開始剤を含有する。
本発明における(B)光重合開始剤は、光により分解し、後述する(B)重合性化合物の重合を開始、促進する化合物であり、波長300〜500nmの領域に吸収を有するものであることが好ましい。また、(B)光重合開始剤は、単独で、又は2種以上を併用して用いることができる。
本発明における(B)光重合開始剤としては、例えば、有機ハロゲン化化合物、オキシジアゾール化合物、カルボニル化合物、ケタール化合物、ベンゾイン化合物、アクリジン化合物、有機過酸化化合物、アゾ化合物、クマリン化合物、アジド化合物、メタロセン化合物、ビイミダゾール系化合物、有機ホウ酸化合物、ジスルホン酸化合物、オキシムエステル化合物、オニウム塩化合物、アシルホスフィン(オキシド)化合物が挙げられる。
有機ハロゲン化化合物としては、具体的には、若林等、「Bull Chem.Soc Japan」42、2924(1969)、米国特許第3,905,815号明細書、特公昭46−4605号、特開昭48−36281号、特開昭55−32070号、特開昭60−239736号、特開昭61−169835号、特開昭61−169837号、特開昭62−58241号、特開昭62−212401号、特開昭63−70243号、特開昭63−298339号、M.P.Hutt“Jurnal of Heterocyclic Chemistry”1(No3),(1970)」筆に記載の化合物が挙げられ、特に、トリハロメチル基が置換したオキサゾール化合物、s−トリアジン化合物が挙げられる。
s−トリアジン化合物として、より好適には、すくなくとも一つのモノ、ジ、又はトリハロゲン置換メチル基がs−トリアジン環に結合したs−トリアジン誘導体、具体的には、例えば、2,4,6−トリス(モノクロロメチル)−s−トリアジン、2,4,6−トリス(ジクロロメチル)−s−トリアジン、2,4,6−トリス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−メチル−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2―n−プロピル−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(α,α,β−トリクロロエチル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−フェニル−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(p−メトキシフェニル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(3,4−エポキシフェニル)−4、6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(p−クロロフェニル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−〔1−(p−メトキシフェニル)−2,4−ブタジエニル〕−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−スチリル−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(p−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−(p−i−プロピルオキシスチリル)−4、6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(p−トリル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(4−ナトキシナフチル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−フェニルチオ−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−ベンジルチオ−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2,4,6−トリス(ジブロモメチル)−s−トリアジン、2,4,6−トリス(トリブロモメチル)−s−トリアジン、2−メチル−4,6−ビス(トリブロモメチル)−s−トリアジン、2−メトキシ−4,6−ビス(トリブロモメチル)−s−トリアジン等が挙げられる。
オキシジアゾール化合物としては、2−トリクロロメチル−5−スチリル−1,3,4−オキソジアゾール、2−トリクロロメチル−5−(シアノスチリル)−1,3,4−オキソジアゾール、2−トリクロロメチル−5−(ナフト−1−イル)−1,3,4−オキソジアゾール、2−トリクロロメチル−5−(4−スチリル)スチリル−1,3,4−オキソジアゾールなどが挙げられる。
カルボニル化合物としては、ベンゾフェノン、ミヒラーケトン、2−メチルベンゾフェノン、3−メチルベンゾフェノン、4−メチルベンゾフェノン、2−クロロベンゾフェノン、4−ブロモベンゾフェノン、2−カルボキシベンゾフェノン等のベンゾフェノン誘導体、2,2−ジメトキシ−2−フェニルアセトフェノン、2,2−ジエトキシアセトフェノン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、α−ヒドトキシ−2−メチルフェニルプロパノン、1−ヒドロキシ−1−メチルエチル−(p−イソプロピルフェニル)ケトン、1−ヒドロキシ−1−(p−ドデシルフェニル)ケトン、2−メチルー(4’−(メチルチオ)フェニル)−2−モルホリノ−1−プロパノン、1,1,1−トリクロロメチル−(p−ブチルフェニル)ケトン、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−4−モルホリノブチロフェノン等のアセトフェノン誘導体、チオキサントン、2−エチルチオキサントン、2−イソプロピルチオキサントン、2−クロロチオキサントン、2,4−ジメチルチオキサントン、2,4−ジエチルチオキサントン、2,4−ジイソプロピルチオキサントン等のチオキサントン誘導体、p−ジメチルアミノ安息香酸エチル、p−ジエチルアミノ安息香酸エチル等の安息香酸エステル誘導体等を挙げることができる。
ケタール化合物としては、ベンジルメチルケタール、ベンジル−β−メトキシエチルエチルアセタールなどを挙げることができる。
ベンゾイン化合物としてはmベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル、ベンゾインメチルエーテル、メチルo−ベンゾイルベンゾエートなどを挙げることができる。
アクリジン化合物としては、9−フェニルアクリジン、1,7−ビス(9−アクリジニル)ヘプタンなどを挙げることができる。
有機過酸化化合物としては、例えば、トリメチルシクロヘキサノンパーオキサイド、アセチルアセトンパーオキサイド、1,1−ビス(tert−ブチルパーオキシ)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、1,1−ビス(tert−ブチルパーオキシ)シクロヘキサン、2,2−ビス(tert−ブチルパーオキシ)ブタン、tert−ブチルハイドロパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド、ジイソプロピルベンゼンハイドロパーオキサイド、2,5−ジメチルヘキサン−2,5−ジハイドロパーオキサイド、1,1,3,3−テトラメチルブチルハイドロパーオキサイド、tert−ブチルクミルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、2,5−ジメチル−2,5−ジ(tert−ブチルパーオキシ)ヘキサン、2,5−オキサノイルパーオキサイド、過酸化こはく酸、過酸化ベンゾイル、2,4−ジクロロベンゾイルパーオキサイド、ジイソプロピルパーオキシジカーボネート、ジ−2−エチルヘキシルパーオキシジカーボネート、ジ−2−エトキシエチルパーオキシジカーボネート、ジメトキシイソプロピルパーオキシカーボネート、ジ(3−メチル−3−メトキシブチル)パーオキシジカーボネート、tert−ブチルパーオキシアセテート、tert−ブチルパーオキシピバレート、tert−ブチルパーオキシネオデカノエート、tert−ブチルパーオキシオクタノエート、tert−ブチルパーオキシラウレート、ターシルカーボネート、3,3’,4,4’−テトラ−(t−ブチルパーオキシカルボニル)ベンゾフェノン、3,3’,4,4’−テトラ−(t−ヘキシルパーオキシカルボニル)ベンゾフェノン、3,3’,4,4’−テトラ−(p−イソプロピルクミルパーオキシカルボニル)ベンゾフェノン、カルボニルジ(t−ブチルパーオキシ二水素二フタレート)、カルボニルジ(t−ヘキシルパーオキシ二水素二フタレート)等が挙げられる。
アゾ化合物としては、例えば、特開平8−108621号公報に記載のアゾ化合物等を挙げることができる。
クマリン化合物としては、例えば、3−メチル−5−アミノ−((s−トリアジン−2−イル)アミノ)−3−フェニルクマリン、3−クロロ−5−ジエチルアミノ−((s−トリアジン−2−イル)アミノ)−3−フェニルクマリン、3−ブチル−5−ジメチルアミノ−((s−トリアジン−2−イル)アミノ)−3−フェニルクマリン等を挙げることができる。
アジド化合物としては、米国特許第2848328号明細書、米国特許第2852379号明細書ならびに米国特許第2940853号明細書に記載の有機アジド化合物、2,6−ビス(4−アジドベンジリデン)−4−エチルシクロヘキサノン(BAC−E)等が挙げられる。
メタロセン化合物としては、特開昭59−152396号公報、特開昭61−151197号公報、特開昭63−41484号公報、特開平2−249号公報、特開平2−4705号公報、特開平5−83588号公報記載の種々のチタノセン化合物、例えば、ジ−シクロペンタジエニル−Ti−ビス−フェニル、ジ−シクロペンタジエニル−Ti−ビス−2,6−ジフルオロフェニ−1−イル、ジ−シクロペンタジエニル−Ti−ビス−2,4−ジ−フルオロフェニ−1−イル、ジ−シクロペンタジエニル−Ti−ビス−2,4,6−トリフルオロフェニ−1−イル、ジ−シクロペンタジエニル−Ti−ビス−2,3,5,6−テトラフルオロフェニ−1−イル、ジ−シクロペンタジエニル−Ti−ビス−2,3,4,5,6−ペンタフルオロフェニ−1−イル、ジ−メチルシクロペンタジエニル−Ti−ビス−2,6−ジフルオロフェニ−1−イル、ジ−メチルシクロペンタジエニル−Ti−ビス−2,4,6−トリフルオロフェニ−1−イル、ジ−メチルシクロペンタジエニル−Ti−ビス−2,3,5,6−テトラフルオロフェニ−1−イル、ジ−メチルシクロペンタジエニル−Ti−ビス−2,3,4,5,6−ペンタフルオロフェニ−1−イル、特開平1−304453号公報、特開平1−152109号公報記載の鉄−アレーン錯体等が挙げられる。
ビイミダゾール系化合物としては、例えば、ヘキサアリールビイミダゾール化合物等が好ましい。
ヘキサアリールビイミダゾール化合物としては、例えば、特公平6−29285号公報、米国特許第3,479,185号、同第4,311,783号、同第4,622,286号等の各明細書に記載の種々の化合物、具体的には、2,2’−ビス(o−クロロフェニル)−4,4’,5,5’−テトラフェニルビイミダゾール、2,2’−ビス(o−ブロモフェニル))4,4’,5,5’−テトラフェニルビイミダゾール、2,2’−ビス(o,p−ジクロロフェニル)−4,4’,5,5’−テトラフェニルビイミダゾール、2,2’−ビス(o−クロロフェニル)−4,4’,5,5’−テトラ(m−メトキシフェニル)ビイジダゾール、2,2’−ビス(o,o’−ジクロロフェニル)−4,4’,5,5’−テトラフェニルビイミダゾール、2,2’−ビス(o−ニトロフェニル)−4,4’,5,5’−テトラフェニルビイミダゾール、2,2’−ビス(o−メチルフェニル)−4,4’,5,5’−テトラフェニルビイミダゾール、2,2’−ビス(o−トリフルオロフェニル)−4,4’,5,5’−テトラフェニルビイミダゾール等が挙げられる。
ヘキサアリールビイミダゾール化合物としては、例えば、特公平6−29285号公報、米国特許第3,479,185号、同第4,311,783号、同第4,622,286号等の各明細書に記載の種々の化合物、具体的には、2,2’−ビス(o−クロロフェニル)−4,4’,5,5’−テトラフェニルビイミダゾール、2,2’−ビス(o−ブロモフェニル))4,4’,5,5’−テトラフェニルビイミダゾール、2,2’−ビス(o,p−ジクロロフェニル)−4,4’,5,5’−テトラフェニルビイミダゾール、2,2’−ビス(o−クロロフェニル)−4,4’,5,5’−テトラ(m−メトキシフェニル)ビイジダゾール、2,2’−ビス(o,o’−ジクロロフェニル)−4,4’,5,5’−テトラフェニルビイミダゾール、2,2’−ビス(o−ニトロフェニル)−4,4’,5,5’−テトラフェニルビイミダゾール、2,2’−ビス(o−メチルフェニル)−4,4’,5,5’−テトラフェニルビイミダゾール、2,2’−ビス(o−トリフルオロフェニル)−4,4’,5,5’−テトラフェニルビイミダゾール等が挙げられる。
有機ホウ酸塩化合物としては、例えば、特開昭62−143044号、特開昭62−150242号、特開平9−188685号、特開平9−188686号、特開平9−188710号、特開2000−131837、、特開2002−107916、特許第2764769号、特願2000−310808号、等の各公報、及び、Kunz,Martin“Rad Tech’98.Proceeding April 19−22,1998,Chicago”等に記載される有機ホウ酸塩、特開平6−157623号公報、特開平6−175564号公報、特開平6−175561号公報に記載の有機ホウ素スルホニウム錯体或いは有機ホウ素オキソスルホニウム錯体、特開平6−175554号公報、特開平6−175553号公報に記載の有機ホウ素ヨードニウム錯体、特開平9−188710号公報に記載の有機ホウ素ホスホニウム錯体、特開平6−348011号公報、特開平7−128785号公報、特開平7−140589号公報、特開平7−306527号公報、特開平7−292014号公報等の有機ホウ素遷移金属配位錯体等が具体例として挙げられる。
ジスルホン酸化合物としては、特開昭61−166544号公報、特願2001−132318号明細書等記載される化合物等が挙げられる。
オキシムエステル化合物としては、J.C.S. Perkin II (1979 )1653−1660)、J.C.S. Perkin II (1979)156−162、Journal of Photopolymer Science and Technology(1995)202−232、特開2000−66385号公報記載の化合物、特開2000−80068号公報、特表2004−534797号公報記載の化合物等が挙げられる。
オニウム塩化合物としては、例えば、S.I.Schlesinger,Photogr.Sci.Eng.,18,387(1974)、T.S.Bal et al,Polymer,21,423(1980)に記載のジアゾニウム塩、米国特許第4,069,055号明細書、特開平4−365049号等に記載のアンモニウム塩、米国特許第4,069,055号、同4,069,056号の各明細書に記載のホスホニウム塩、欧州特許第104、143号、米国特許第339,049号、同第410,201号の各明細書、特開平2−150848号、特開平2−296514号の各公報に記載のヨードニウム塩などが挙げられる。
本発明に好適に用いることのできるヨードニウム塩は、ジアリールヨードニウム塩であり、安定性の観点から、アルキル基、アルコキシ基、アリールオキシ基等の電子供与性基で2つ以上置換されていることが好ましい。
本発明に好適に用いることのできるスルホニウム塩としては、欧州特許第370,693号、同390,214号、同233,567号、同297,443号、同297,442号、米国特許第4,933,377号、同161,811号、同410,201号、同339,049号、同4,760,013号、同4,734,444号、同2,833,827号、独国特許第2,904,626号、同3,604,580号、同3,604,581号の各明細書に記載のスルホニウム塩が挙げられ、安定性の感度点から好ましくは電子吸引性基で置換されていることが好ましい。電子吸引性基としては、ハメット値が0より大きいことが好ましい。好ましい電子吸引性基としては、ハロゲン原子、カルボン酸などが挙げられる。
また、その他の好ましいスルホニウム塩としては、トリアリールスルホニウム塩の1つの置換基がクマリン、アントアキノン構造を有し、300nm以上に吸収を有するスルホニウム塩が挙げられる。別の好ましいスルホニウム塩としては、トリアリールスルホニウム塩が、アリロキシ基、アリールチオ基を置換基に有する300nm以上に吸収を有するスルホニウム塩が挙げられる。
また、その他の好ましいスルホニウム塩としては、トリアリールスルホニウム塩の1つの置換基がクマリン、アントアキノン構造を有し、300nm以上に吸収を有するスルホニウム塩が挙げられる。別の好ましいスルホニウム塩としては、トリアリールスルホニウム塩が、アリロキシ基、アリールチオ基を置換基に有する300nm以上に吸収を有するスルホニウム塩が挙げられる。
また、オニウム塩化合物としては、J.V.Crivello et al,Macromolecules,10(6),1307(1977)、J.V.Crivello et al,J.Polymer Sci.,Polymer Chem.Ed.,17,1047(1979)に記載のセレノニウム塩、C.S.Wen et al,Teh,Proc.Conf.Rad.Curing ASIA,p478 Tokyo,Oct(1988)に記載のアルソニウム塩等のオニウム塩等が挙げられる。
アシルホスフィン(オキシド)化合物としては、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製のイルガキュア819、ダロキュア4265、ダロキュアTPOなどが挙げられる。
本発明に用いられる(B)光重合開始剤としては、高感度化の観点から、トリハロメチルトリアジン系化合物、ビイミダゾール系化合物、オキシム系化合物からなる群より選ばれる少なくとも一種の化合物が最も好ましく、ビイミダゾール系化合物が特に好ましい。
本発明の硬化性組成物に含有される(B)光重合開始剤の含有量は、硬化性組成物の全固形分に対し0.1質量%〜50質量%であることが好ましく、より好ましくは0.1質量%〜30質量%、特に好ましくは0.3質量%〜20質量%である。この範囲で、良好な感度とパターン形成性が得られる。
本発明の硬化性組成物に含有される(B)光重合開始剤と(A)特定増感剤との組み合わせとしては、(B)光重合開始剤がトリハロメチルトリアジン系化合物の場合、(A)特定増感剤である一般式(I)で表される化合物中のR1がジフェニルアミノ基であり、R2、及びR3が水素原子であり、Xが酸素、若しくは、硫黄原子であり、YがCH基であり、R4、R5、R6、及びR7が水素原子であることが好ましい。
(B)光重合開始剤がビイミダゾール系化合物の場合、(A)特定増感剤である一般式(I)で表される化合物中のR1がジフェニルアミノ基であり、R2、及びR3が水素原子であり、Xが酸素、若しくは、硫黄原子であり、YがCH基であり、R4、R5、R6、及びR7が水素原子であることが好ましい組み合わせとして挙げられる。
(B)光重合開始剤がオキシム系化合物の場合、(A)特定増感剤である一般式(I)で表される化合物中のR1がジフェニルアミノ基であり、R2、及びR3が水素原子であり、Xが酸素、若しくは、硫黄原子であり、YがCH基であり、R4、R5、R6、及びR7が水素原子であることが好ましい組み合わせとして挙げられる。
(B)光重合開始剤がビイミダゾール系化合物の場合、(A)特定増感剤である一般式(I)で表される化合物中のR1がジフェニルアミノ基であり、R2、及びR3が水素原子であり、Xが酸素、若しくは、硫黄原子であり、YがCH基であり、R4、R5、R6、及びR7が水素原子であることが好ましい組み合わせとして挙げられる。
(B)光重合開始剤がオキシム系化合物の場合、(A)特定増感剤である一般式(I)で表される化合物中のR1がジフェニルアミノ基であり、R2、及びR3が水素原子であり、Xが酸素、若しくは、硫黄原子であり、YがCH基であり、R4、R5、R6、及びR7が水素原子であることが好ましい組み合わせとして挙げられる。
また、本発明においては、開始剤の分解効率の観点から、(B)光重合開始剤と、(A)特定増感剤との質量比〔(B)/(A)〕が、0.1以上10以下であることが好ましく、0.3以上5以下であることがより好ましく、0.5以上3以下であることが更に好ましい。
<(C)重合性化合物>
本発明に用いることができる重合性化合物は、少なくとも一個のエチレン性不飽和二重結合を有する付加重合性化合物であり、末端エチレン性不飽和結合を少なくとも1個、好ましくは2個以上有する化合物から選ばれる。このような化合物群は当該産業分野において広く知られるものであり、本発明においてはこれらを特に限定無く用いることができる。これらは、例えばモノマー、プレポリマー、すなわち2量体、3量体及びオリゴマー、又はそれらの混合物ならびにそれらの共重合体などの化学的形態をもつ。モノマー及びその共重合体の例としては、不飽和カルボン酸(例えば、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、イソクロトン酸、マレイン酸など)や、そのエステル類、アミド類が挙げられ、好ましくは、不飽和カルボン酸と脂肪族多価アルコール化合物とのエステル、不飽和カルボン酸と脂肪族多価アミン化合物とのアミド類が用いられる。また、ヒドロキシル基やアミノ基、メルカプト基等の求核性置換基を有する不飽和カルボン酸エステル或いはアミド類と単官能若しくは多官能イソシアネート類或いはエポキシ類との付加反応物、及び単官能若しくは、多官能のカルボン酸との脱水縮合反応物等も好適に使用される。また、イソシアネート基や、エポキシ基等の親電子性置換基を有する不飽和カルボン酸エステル或いはアミド類と単官能若しくは多官能のアルコール類、アミン類、チオール類との付加反応物、更にハロゲン基や、トシルオキシ基等の脱離性置換基を有する不飽和カルボン酸エステル或いはアミド類と単官能若しくは多官能のアルコール類、アミン類、チオール類との置換反応物も好適である。また、別の例として、上記の不飽和カルボン酸の代わりに、不飽和ホスホン酸、スチレン、ビニルエーテル等に置き換えた化合物群を使用することも可能である。
本発明に用いることができる重合性化合物は、少なくとも一個のエチレン性不飽和二重結合を有する付加重合性化合物であり、末端エチレン性不飽和結合を少なくとも1個、好ましくは2個以上有する化合物から選ばれる。このような化合物群は当該産業分野において広く知られるものであり、本発明においてはこれらを特に限定無く用いることができる。これらは、例えばモノマー、プレポリマー、すなわち2量体、3量体及びオリゴマー、又はそれらの混合物ならびにそれらの共重合体などの化学的形態をもつ。モノマー及びその共重合体の例としては、不飽和カルボン酸(例えば、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、イソクロトン酸、マレイン酸など)や、そのエステル類、アミド類が挙げられ、好ましくは、不飽和カルボン酸と脂肪族多価アルコール化合物とのエステル、不飽和カルボン酸と脂肪族多価アミン化合物とのアミド類が用いられる。また、ヒドロキシル基やアミノ基、メルカプト基等の求核性置換基を有する不飽和カルボン酸エステル或いはアミド類と単官能若しくは多官能イソシアネート類或いはエポキシ類との付加反応物、及び単官能若しくは、多官能のカルボン酸との脱水縮合反応物等も好適に使用される。また、イソシアネート基や、エポキシ基等の親電子性置換基を有する不飽和カルボン酸エステル或いはアミド類と単官能若しくは多官能のアルコール類、アミン類、チオール類との付加反応物、更にハロゲン基や、トシルオキシ基等の脱離性置換基を有する不飽和カルボン酸エステル或いはアミド類と単官能若しくは多官能のアルコール類、アミン類、チオール類との置換反応物も好適である。また、別の例として、上記の不飽和カルボン酸の代わりに、不飽和ホスホン酸、スチレン、ビニルエーテル等に置き換えた化合物群を使用することも可能である。
脂肪族多価アルコール化合物と不飽和カルボン酸とのエステルのモノマーの具体例としては、アクリル酸エステルとして、エチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、1,3−ブタンジオールジアクリレート、テトラメチレングリコールジアクリレート、プロピレングリコールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、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、トリメチロールエタントリアクリレート、ヘキサンジオールジアクリレート、1,4−シクロヘキサンジオールジアクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、ペンタエリスリト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、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールジアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ソルビトールトリアクリレート、ソルビトールテトラアクリレート、ソルビトールペンタアクリレート、ソルビトールヘキサアクリレート、トリ(アクリロイルオキシエチル)イソシアヌレート、ポリエステルアクリレートオリゴマー、イソシアヌール酸EO変性トリアクリレート等がある。
メタクリル酸エステルとしては、テトラメチレングリコールジメタクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、ネオペンチルグリコールジメタクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、トリメチロールエタントリメタクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、1,3−ブタンジオールジメタクリレート、ヘキサンジオールジメタクリレート、ペンタエリスリトールジメタクリレート、ペンタエリスリトールトリメタクリレート、ペンタエリスリトールテトラメタクリレート、ジペンタエリスリトールジメタクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサメタクリレート、ソルビトールトリメタクリレート、ソルビトールテトラメタクリレート、ビス〔p−(3−メタクリルオキシ−2−ヒドロキシプロポキシ)フェニル〕ジメチルメタン、ビス−〔p−(メタクリルオキシエトキシ)フェニル〕ジメチルメタン等がある。
イタコン酸エステルとしては、エチレングリコールジイタコネート、プロピレングリコールジイタコネート、1,3−ブタンジオールジイタコネート、1,4−ブタンジオールジイタコネート、テトラメチレングリコールジイタコネート、ペンタエリスリトールジイタコネート、ソルビトールテトライタコネート等がある。クロトン酸エステルとしては、エチレングリコールジクロトネート、テトラメチレングリコールジクロトネート、ペンタエリスリトールジクロトネート、ソルビトールテトラジクロトネート等がある。イソクロトン酸エステルとしては、エチレングリコールジイソクロトネート、ペンタエリスリトールジイソクロトネート、ソルビトールテトライソクロトネート等がある。マレイン酸エステルとしては、エチレングリコールジマレート、トリエチレングリコールジマレート、ペンタエリスリトールジマレート、ソルビトールテトラマレート等がある。
その他のエステルの例として、例えば、特公昭51−47334、特開昭57−196231記載の脂肪族アルコール系エステル類や、特開昭59−5240、特開昭59−5241、特開平2−226149記載の芳香族系骨格を有するもの、特開平1−165613記載のアミノ基を含有するもの等も好適に用いられる。更に、前述のエステルモノマーは混合物としても使用することができる。
また、脂肪族多価アミン化合物と不飽和カルボン酸とのアミドのモノマーの具体例としては、メチレンビス−アクリルアミド、メチレンビス−メタクリルアミド、1,6−ヘキサメチレンビス−アクリルアミド、1,6−ヘキサメチレンビス−メタクリルアミド、ジエチレントリアミントリスアクリルアミド、キシリレンビスアクリルアミド、キシリレンビスメタクリルアミド等がある。その他の好ましいアミド系モノマーの例としては、特公昭54−21726記載のシクロへキシレン構造を有すものを挙げることができる。
また、イソシアネートと水酸基の付加反応を用いて製造されるウレタン系付加重合性化合物も好適であり、そのような具体例としては、例えば、特公昭48−41708号公報中に記載されている1分子に2個以上のイソシアネート基を有するポリイソシアネート化合物に、下記一般式(A)で示される水酸基を含有するビニルモノマーを付加させた1分子中に2個以上の重合性ビニル基を含有するビニルウレタン化合物等が挙げられる。
CH2=C(R4)COOCH2CH(R5)OH 一般式(A)
(ただし、一般式(A)中、R4、及びR5は、H、又はCH3を示す。)
(ただし、一般式(A)中、R4、及びR5は、H、又はCH3を示す。)
また、特開昭51−37193号、特公平2−32293号、特公平2−16765号に記載されているようなウレタンアクリレート類や、特公昭58−49860号、特公昭56−17654号、特公昭62−39417号、特公昭62−39418号記載のエチレンオキサイド系骨格を有するウレタン化合物類も好適である。更に、特開昭63−277653号、特開昭63−260909号、特開平1−105238号に記載される、分子内にアミノ構造やスルフィド構造を有する付加重合性化合物類を用いることによっては、非常に感光スピードに優れた光重合性組成物を得ることができる。
その他の例としては、特開昭48−64183号、特公昭49−43191号、特公昭52−30490号、各公報に記載されているようなポリエステルアクリレート類、エポキシ樹脂と(メタ)アクリル酸を反応させた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クリレートを挙げることができる。また、特公昭46−43946号、特公平1−40337号、特公平1−40336号記載の特定の不飽和化合物や、特開平2−25493号記載のビニルホスホン酸系化合物等も挙げることができる。また、ある場合には、特開昭61−22048号記載のペルフルオロアルキル基を含有する構造が好適に使用される。更に日本接着協会誌vol.20、No.7、300〜308ページ(1984年)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することができる。
これらの付加重合性化合物について、その構造、単独使用か併用か、添加量等の使用方法の詳細は、硬化性組成物の最終的な性能設計にあわせて任意に設定できる。例えば、次のような観点から選択される。
感度の点では1分子あたりの不飽和基含量が多い構造が好ましく、多くの場合、2官能以上が好ましい。また、硬化膜の強度を高くするためには、3官能以上のものがよく、更に、異なる官能数・異なる重合性基(例えばアクリル酸エステル、メタクリル酸エステル、スチレン系化合物、ビニルエーテル系化合物)のものを併用することで、感度と強度の両方を調節する方法も有効である。
また、硬化性組成物に含有される他の成分(例えば、光重合開始剤、着色剤(顔料、染料)等、バインダーポリマー等)との相溶性、分散性に対しても、付加重合化合物の選択・使用法は重要な要因であり、例えば、低純度化合物の使用や、2種以上の併用により相溶性を向上させうることがある。また、基板等との密着性を向上させる目的で特定の構造を選択することもあり得る。
感度の点では1分子あたりの不飽和基含量が多い構造が好ましく、多くの場合、2官能以上が好ましい。また、硬化膜の強度を高くするためには、3官能以上のものがよく、更に、異なる官能数・異なる重合性基(例えばアクリル酸エステル、メタクリル酸エステル、スチレン系化合物、ビニルエーテル系化合物)のものを併用することで、感度と強度の両方を調節する方法も有効である。
また、硬化性組成物に含有される他の成分(例えば、光重合開始剤、着色剤(顔料、染料)等、バインダーポリマー等)との相溶性、分散性に対しても、付加重合化合物の選択・使用法は重要な要因であり、例えば、低純度化合物の使用や、2種以上の併用により相溶性を向上させうることがある。また、基板等との密着性を向上させる目的で特定の構造を選択することもあり得る。
本発明の硬化性組成物における重合性化合物の含有量は、硬化性組成物の全固形分中、10質量%〜80質量%が好ましく、20質量%〜70質量%がより好ましく、30質量%〜60質量%が更に好ましい。
<(D)着色剤>
本発明の硬化性組成物は、カラーフィルタ用硬化性組成物として用いる場合、着色剤を含有することが好ましい。
本発明の硬化性組成物に含有されうる着色剤には特に制限はなく、従来公知の種々の染料や顔料を1種又は2種以上混合して用いることができる。該着色剤としては、耐光性の観点から、顔料であることが好ましい。
本発明の硬化性組成物は、カラーフィルタ用硬化性組成物として用いる場合、着色剤を含有することが好ましい。
本発明の硬化性組成物に含有されうる着色剤には特に制限はなく、従来公知の種々の染料や顔料を1種又は2種以上混合して用いることができる。該着色剤としては、耐光性の観点から、顔料であることが好ましい。
本発明の硬化性組成物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、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好ましく、ハンドリング性をも考慮すると、上記顔料の平均粒子径は、0.01μm〜0.1μmが好ましく、0.01μm〜0.05μmがより好ましい。また、上記無機顔料としては、金属酸化物、金属錯塩等で示される金属化合物を挙げることができ、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、例えば、
C.I.ピグメント イエロー 11, 24, 31, 53, 83, 93, 99, 108, 109, 110, 138, 139, 147, 150, 151, 154, 155, 167, 180, 185, 199, ;
C.I.ピグメント オレンジ36, 38, 43, 71;
C.I.ピグメント レッド81, 105, 122, 149, 150, 155, 171, 175, 176, 177,209, 220, 224, 242, 254, 255, 264, 270;
C.I.ピグメント バイオレット 19, 23, 32, 39;
C.I.ピグメント ブルー 1, 2, 15, 15:1, 15:3, 15:6, 16, 22, 60, 66;
C.I.ピグメント グリーン 7, 36, 37;
C.I.ピグメント ブラウン 25, 28;
C.I.ピグメント ブラック 1, 7;
カーボンブラック等を挙げることができる。
C.I.ピグメント イエロー 11, 24, 31, 53, 83, 93, 99, 108, 109, 110, 138, 139, 147, 150, 151, 154, 155, 167, 180, 185, 199, ;
C.I.ピグメント オレンジ36, 38, 43, 71;
C.I.ピグメント レッド81, 105, 122, 149, 150, 155, 171, 175, 176, 177,209, 220, 224, 242, 254, 255, 264, 270;
C.I.ピグメント バイオレット 19, 23, 32, 39;
C.I.ピグメント ブルー 1, 2, 15, 15:1, 15:3, 15:6, 16, 22, 60, 66;
C.I.ピグメント グリーン 7, 36, 37;
C.I.ピグメント ブラウン 25, 28;
C.I.ピグメント ブラック 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、感光性重合成分と顔料との親和性の良さが影響しているものと推定される。
本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。但し本発明は、これらに限定されるものではない。
C.I.ピグメント イエロー 11, 24, 108, 109, 110, 138, 139, 150, 151, 154, 167, 180, 185,
C.I.ピグメント オレンジ36, 71,
C.I.ピグメント レッド 122, 150, 171, 175, 177, 209, 224, 242, 254, 255, 264,
C.I.ピグメント バイオレット 19, 23, 32,
C.I.ピグメント ブルー 15:1, 15:3, 15:6, 16, 22, 60, 66,
C.I.ピグメント ブラック 1
C.I.ピグメント オレンジ36, 71,
C.I.ピグメント レッド 122, 150, 171, 175, 177, 209, 224, 242, 254, 255, 264,
C.I.ピグメント バイオレット 19, 23, 32,
C.I.ピグメント ブルー 15:1, 15:3, 15:6, 16, 22, 60, 66,
C.I.ピグメント ブラック 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ことができる。上記組合せの具体例を以下に示す。例えば、赤の顔料として、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、の混合などを用いることができる。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が挙げられ、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が挙げられ、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139との混合が好ましい。また、赤色顔料と黄色顔料との質量比は、100:5〜100:50が好ましい。100:4以下では400nmから500nmの光透過率を抑えることが困難で色純度を上げることが出来ない場合がある。また100:51以上では主波長が短波長よりになり、NTSC目標色相からのずれが大きくなる場合がある。特に、上記質量比としては、100:10〜100:30の範囲が最適である。尚、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ことができる。
また、緑の顔料としては、ハロゲン化フタロシアニン系顔料を単独で、または、これと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若しくはイソインドリン系黄色顔料との混合を用いることができる。例えば、このような例としては、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。緑顔料と黄色顔料との質量比は、100:5〜100:150が好ましい。上記質量比が100:5未満では400nm〜450nmの光透過率を抑えることが困難となり色純度を上げることが出来ない場合がある。また100:150を越えると主波長が長波長よりになりNTSC目標色相からのずれが大きくなる場合がある。上記質量比としては100:30〜100:120の範囲が特に好ましい。
青の顔料としては、フタロシアニン系顔料を単独で、若しくはこれとジオキサジン系紫色顔料との混合を用いることができる。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との質量比は、100:0〜100:30が好ましく、より好ましくは100:10以下である。
また、ブラックマトリックス用の顔料としては、カーボン、チタンカーボン、酸化鉄、酸化チタン単独または混合が用いられ、カーボンとチタンカーボンとの組合せが好ましい。また、カーボンとチタンカーボンとの質量比は、100:0〜100:60の範囲が好ましい。100:61以上では、分散安定性が低下する場合がある。
本発明において、着色剤が染料である場合には、組成物中に均一に溶解して硬化性組成物を得ることができる。
本発明の硬化性組成物に含有される着色剤として使用できる染料は、特に制限はなく、従来カラーフィルタ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。
本発明の硬化性組成物に含有される着色剤として使用できる染料は、特に制限はなく、従来カラーフィルタ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、キサテン系、フタロシアニン系、ペンゾピラン系、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、現像により光未照射部のバインダーおよび/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できる。
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できる。
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、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。
以下に酸性染料の具体例を挙げるが、これらに限定されるものではない。例えば、
acid alizarin violet N;acid black 1,2,24,48;acid blue 1,7,9,15,18,23,25,27,29,40,45,62,70,74,80,83,86,87,90,92,103,112,113,120,129,138,147,158,171,182,192,243,324:1;acid chrome violet K;acid Fuchsin;acid green 1,3,5,9,16,25,27,50;acid orange 6,7,8,10,12,50,51,52,56,63,74,95;acid red 1,4,8,14,17,18,26,27,29,31,34,35,37,42,44,50,51,52,57,66,73,80,87,88,91,92,94,97,103,111,114,129,133,134,138,143,145,150,151,158,176,183,198,211,215,216,217,249,252,257,260,266,274;acid violet 6B,7,9,17,19;acid yellow 1,3,7,9,11,17,23,25,29,34,36,42,54,72,73,76,79,98,99,111,112,114,116,184,243;Food Yellow 3;およびこれらの染料の誘導体が挙げられる。
以下に酸性染料の具体例を挙げるが、これらに限定されるものではない。例えば、
acid alizarin violet N;acid black 1,2,24,48;acid blue 1,7,9,15,18,23,25,27,29,40,45,62,70,74,80,83,86,87,90,92,103,112,113,120,129,138,147,158,171,182,192,243,324:1;acid chrome violet K;acid Fuchsin;acid green 1,3,5,9,16,25,27,50;acid orange 6,7,8,10,12,50,51,52,56,63,74,95;acid red 1,4,8,14,17,18,26,27,29,31,34,35,37,42,44,50,51,52,57,66,73,80,87,88,91,92,94,97,103,111,114,129,133,134,138,143,145,150,151,158,176,183,198,211,215,216,217,249,252,257,260,266,274;acid violet 6B,7,9,17,19;acid yellow 1,3,7,9,11,17,23,25,29,34,36,42,54,72,73,76,79,98,99,111,112,114,116,184,243;Food Yellow 3;およびこれらの染料の誘導体が挙げられる。
この中でも酸性染料としては、acid black 24;acid blue 23,25,29,62,80,86,87,92,138,158,182,243,324:1;acid orange 8,51,56,63,74;acid red 1,4,8,34,37,42,52,57,80,97,114,143,145,151,183,217;acid violet 7;acid yellow 17,25,29,34,42,72,76,99,111,112,114,116,184,243;acidgreen 25等の染料およびこれらの染料の誘導体が好ましい。
また、上記以外の、アゾ系、キサンテン系、フタロシアニン系の酸性染料も好ましく、C.I.Solvent Blue 44、38;C.I.Solvent orange 45;Rhodamine B、Rhodamine 110等の酸性染料およびこれらの染料の誘導体も好ましく用いられる。
また、上記以外の、アゾ系、キサンテン系、フタロシアニン系の酸性染料も好ましく、C.I.Solvent Blue 44、38;C.I.Solvent orange 45;Rhodamine B、Rhodamine 110等の酸性染料およびこれらの染料の誘導体も好ましく用いられる。
なかでも、(D)着色剤としては、トリアリルメタン系、アントラキノン系、アゾメチン系、ベンジリデン系、オキソノール系、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、ピラゾールアゾ系、アニリノアゾ系、ピラゾロトリアゾールアゾ系、ピリドンアゾ系、アンスラピリドン系から選ばれる着色剤であることが好ましい。
本発明において使用しうる着色剤は、染料、若しくは、平均粒径r(単位nm)は、20≦r≦300、好ましくは125≦r≦250、特に好ましくは30≦r≦200を満たす顔料が望ましい。このような平均粒径rの顔料を用いることにより、高コントラスト比であり、かつ高光透過率の赤色および緑色の画素を得ることができる。ここでいう「平均粒径」とは、顔料の一次粒子(単微結晶)が集合した二次粒子についての平均粒径を意味する。
また、本発明において使用しうる顔料の二次粒子の粒径分布(以下、単に「粒径分布」という。)は、(平均粒径±100)nmに入る二次粒子が全体の70質量%以上、好ましくは80質量%以上であることが望ましい。
また、本発明において使用しうる顔料の二次粒子の粒径分布(以下、単に「粒径分布」という。)は、(平均粒径±100)nmに入る二次粒子が全体の70質量%以上、好ましくは80質量%以上であることが望ましい。
前記した平均粒径および粒径分布を有する顔料は、市販の顔料を、場合により使用される他の顔料(平均粒径は通常、300nmを越える。)と共に、好ましくは分散剤および溶媒と混合した顔料混合液として、例えばビーズミル、ロールミル等の粉砕機を用いて、粉砕しつつ混合・分散することにより調製することができる。このようにして得られる顔料は、通常、顔料分散液の形態をとる。
本発明の硬化性組成物に含有される(D)着色剤の含有量としては、硬化性組成物の全固形分中、25質量%〜95質量%であることが好ましく、30質量%〜90質量%がより好ましく、40質量%〜80質量%が更に好ましい。
着色剤が少なすぎると、本発明の硬化性組成物によりカラーフィルタを作製した際に、適度な色度が得られなくなる傾向がある。一方、多すぎると光硬化が充分に進まず膜としての強度が低下したり、また、アルカリ現像の際の現像ラチチュードが狭くなる傾向があるが、本発明に係る特定増感剤は光吸収効率が高いことから、硬化性組成物中に着色剤を高濃度に含有する場合であっても、顕著に感度向上効果が発揮される。
着色剤が少なすぎると、本発明の硬化性組成物によりカラーフィルタを作製した際に、適度な色度が得られなくなる傾向がある。一方、多すぎると光硬化が充分に進まず膜としての強度が低下したり、また、アルカリ現像の際の現像ラチチュードが狭くなる傾向があるが、本発明に係る特定増感剤は光吸収効率が高いことから、硬化性組成物中に着色剤を高濃度に含有する場合であっても、顕著に感度向上効果が発揮される。
本発明の硬化性組成物は、以上説明した(A)特定増感剤、(B)光重合開始剤、(C)重合性化合物、及び(D)着色剤と共に、必要に応じて以下に詳述する任意成分をさらに含有してもよい。以下、本発明の硬化性組成物が含有しうる任意成分について説明する。
<(E)分散剤>
本発明の硬化性組成物が(D)着色剤として顔料を含有する場合、該顔料の分散性を向上させる観点から、(E)分散剤を添加することが好ましい。
本発明の硬化性組成物が(D)着色剤として顔料を含有する場合、該顔料の分散性を向上させる観点から、(E)分散剤を添加することが好ましい。
本発明に用いうる分散剤(顔料分散剤)としては、高分子分散剤〔例えば、ポリアミドアミンとその塩、ポリカルボン酸とその塩、高分子量不飽和酸エステル、変性ポリウレタン、変性ポリエステル、変性ポリ(メタ)アクリレート、(メタ)アクリル系共重合体、ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物〕、および、ポリオキシエチレンアルキルリン酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルアミン、アルカノールアミン、顔料誘導体等を挙げることができる。
高分子分散剤は、その構造からさらに直鎖状高分子、末端変性型高分子、グラフト型高分子、ブロック型高分子に分類することができる。
高分子分散剤は、その構造からさらに直鎖状高分子、末端変性型高分子、グラフト型高分子、ブロック型高分子に分類することができる。
高分子分散剤は顔料の表面に吸着し、再凝集を防止する様に作用する。そのため、顔料表面へのアンカー部位を有する末端変性型高分子、グラフト型高分子、ブロック型高分子が好ましい構造として挙げることができる。一方で、顔料誘導体は顔料表面を改質することで、高分子分散剤の吸着を促進させる効果を有する。
本発明に用いうる顔料分散剤の具体例としては、BYK Chemie社製「Disperbyk−101(ポリアミドアミン燐酸塩)、107(カルボン酸エステル)、110(酸基を含む共重合物)、130(ポリアミド)、161、162、163、164、165、166、170(高分子共重合物)」、「BYK−P104、P105(高分子量不飽和ポリカルボン酸)、EFKA社製「EFKA4047、4050、4010、4165(ポリウレタン系)、EFKA4330、4340(ブロック共重合体)、4400、4402(変性ポリアクリレート)、5010(ポリエステルアミド)、5765(高分子量ポリカルボン酸塩)、6220(脂肪酸ポリエステル)、6745(フタロシアニン誘導体)、6750(アゾ顔料誘導体)」、味の素ファンテクノ社製「アジスパーPB821、PB822」、共栄社化学社製「フローレンTG−710(ウレタンオリゴマー)」、「ポリフローNo.50E、No.300(アクリル系共重合体)」、楠本化成社製「ディスパロンKS−860、873SN、874、#2150(脂肪族多価カルボン酸)、#7004(ポリエーテルエステル)、DA−703−50、DA−705、DA−725」、花王社製「デモールRN、N(ナフタレンスルホン酸ホルマリン重縮合物)、MS、C、SN−B(芳香族スルホン酸ホルマリン重縮合物)」、「ホモゲノールL−18(高分子ポリカルボン酸)」、「エマルゲン920、930、935、985(ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル)」、「アセタミン86(ステアリルアミンアセテート)」、ルーブリゾール社製「ソルスパース5000(フタロシアニン誘導体)、22000(アゾ顔料誘導体)、13240(ポリエステルアミン)、3000、17000、27000(末端部に機能部を有する高分子)、24000、28000、32000、38500(グラフト型高分子)」、日光ケミカル者製「ニッコールT106(ポリオキシエチレンソルビタンモノオレート)、MYS−IEX(ポリオキシエチレンモノステアレート)」等が挙げられる。
これらの分散剤は、単独で使用してもよく、2種以上を組み合わせて使用してもよい。本発明においては、特に、顔料誘導体と高分子分散剤とを組み合わせて使用することが好ましい。
本発明における分散剤の含有量としては、顔料に対して、1質量%〜80質量%であることが好ましく、5質量%〜70質量%がより好ましく、10質量%〜60質量%が更に好ましい。
具体的には、高分子分散剤を用いる場合であれば、その使用量としては、顔料に対して、5質量%〜100質量%の範囲が好ましく、10質量%〜80質量%の範囲がより好ましい。また、顔料誘導体を使用する場合であれば、その使用量としては、顔料に対し1質量%〜30質量%の範囲にあることが好ましく、3質量%〜20質量%の範囲にあることがより好ましく、5質量%〜15質量%の範囲にあることが特に好ましい。
具体的には、高分子分散剤を用いる場合であれば、その使用量としては、顔料に対して、5質量%〜100質量%の範囲が好ましく、10質量%〜80質量%の範囲がより好ましい。また、顔料誘導体を使用する場合であれば、その使用量としては、顔料に対し1質量%〜30質量%の範囲にあることが好ましく、3質量%〜20質量%の範囲にあることがより好ましく、5質量%〜15質量%の範囲にあることが特に好ましい。
本発明において、着色剤としての顔料と分散剤とを用いる場合、硬化感度、色濃度の観点から、着色剤及び分散剤の含有量の総和が、硬化性組成物を構成する全固形分に対して30質量%以上90質量%以下であることが好ましく、40質量%以上85質量%以下であることがより好ましく、50質量%以上80質量%以下であることがさらに好ましい。
<(F)バインダーポリマー>
本発明の硬化性組成物においては、皮膜特性向上などの目的で、必要に応じて、さらにバインダーポリマーを使用することができる。バインダーとしては線状有機ポリマーを用いることが好ましい。このような「線状有機ポリマー」としては、公知のものを任意に使用できる。好ましくは水現像あるいは弱アルカリ水現像を可能とするために、水あるいは弱アルカリ水に可溶性又は膨潤性である線状有機ポリマーが選択される。線状有機ポリマーは、皮膜形成剤としてだけでなく、水、弱アルカリ水あるいは有機溶剤現像剤としての用途に応じて選択使用される。例えば、水可溶性有機ポリマーを用いると水現像が可能になる。このような線状有機ポリマーとしては、側鎖にカルボン酸基を有するラジカル重合体、例えば特開昭59−44615号、特公昭54−34327号、特公昭58−12577号、特公昭54−25957号、特開昭54−92723号、特開昭59−53836号、特開昭59−71048号に記載されているもの、すなわち、カルボキシル基を有するモノマーを単独あるいは共重合させた樹脂、酸無水物を有するモノマーを単独あるいは共重合させ酸無水物ユニットを加水分解もしくはハーフエステル化もしくはハーフアミド化させた樹脂、エポキシ樹脂を不飽和モノカルボン酸および酸無水物で変性させたエポキシアクリレート等が挙げられる。カルボキシル基を有するモノマーとしては、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、マレイン酸、フマル酸、4-カルボキシルスチレン等があげられ、酸無水物を有するモノマーとしては、無水マレイン酸等が挙げられる。
また同様に側鎖にカルボン酸基を有する酸性セルロース誘導体がある。この他に水酸基を有する重合体に環状酸無水物を付加させたものなどが有用である。
本発明の硬化性組成物においては、皮膜特性向上などの目的で、必要に応じて、さらにバインダーポリマーを使用することができる。バインダーとしては線状有機ポリマーを用いることが好ましい。このような「線状有機ポリマー」としては、公知のものを任意に使用できる。好ましくは水現像あるいは弱アルカリ水現像を可能とするために、水あるいは弱アルカリ水に可溶性又は膨潤性である線状有機ポリマーが選択される。線状有機ポリマーは、皮膜形成剤としてだけでなく、水、弱アルカリ水あるいは有機溶剤現像剤としての用途に応じて選択使用される。例えば、水可溶性有機ポリマーを用いると水現像が可能になる。このような線状有機ポリマーとしては、側鎖にカルボン酸基を有するラジカル重合体、例えば特開昭59−44615号、特公昭54−34327号、特公昭58−12577号、特公昭54−25957号、特開昭54−92723号、特開昭59−53836号、特開昭59−71048号に記載されているもの、すなわち、カルボキシル基を有するモノマーを単独あるいは共重合させた樹脂、酸無水物を有するモノマーを単独あるいは共重合させ酸無水物ユニットを加水分解もしくはハーフエステル化もしくはハーフアミド化させた樹脂、エポキシ樹脂を不飽和モノカルボン酸および酸無水物で変性させたエポキシアクリレート等が挙げられる。カルボキシル基を有するモノマーとしては、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、マレイン酸、フマル酸、4-カルボキシルスチレン等があげられ、酸無水物を有するモノマーとしては、無水マレイン酸等が挙げられる。
また同様に側鎖にカルボン酸基を有する酸性セルロース誘導体がある。この他に水酸基を有する重合体に環状酸無水物を付加させたものなどが有用である。
アルカリ可溶性樹脂を共重合体として用いる場合、共重合させる化合物として、先にあげたモノマー以外の他のモノマーを用いることもできる。他のモノマーの例としては、下記(1)〜(13)の化合物が挙げられる。
(1)2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシプロピルアクリレート、3−ヒドロキシプロピルアクリレート、4−ヒドロキシブチルアクリレート、2−ヒドロキシエチルメタクリレート、2−ヒドロキシプロピルメタクリレート、3−ヒドロキシプロピルメタクリレート、4−ヒドロキシブチルメタクリレート等の脂肪族水酸基を有するアクリル酸エステル類、及びメタクリル酸エステル類。
(2)アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸アミル、アクリル酸ヘキシル、アクリル酸2-エチルヘキシル、アクリル酸オクチル、アクリル酸ベンジル、アクリル酸−2−クロロエチル、グリシジルアクリレート、3,4−エポキシシクロヘキシルメチルアクリレート、ビニルアクリレート、2−フェニルビニルアクリレート、1−プロペニルアクリレート、アリルアクリレート、2−アリロキシエチルアクリレート、プロパルギルアクリレート等のアルキルアクリレート。
(2)アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸アミル、アクリル酸ヘキシル、アクリル酸2-エチルヘキシル、アクリル酸オクチル、アクリル酸ベンジル、アクリル酸−2−クロロエチル、グリシジルアクリレート、3,4−エポキシシクロヘキシルメチルアクリレート、ビニルアクリレート、2−フェニルビニルアクリレート、1−プロペニルアクリレート、アリルアクリレート、2−アリロキシエチルアクリレート、プロパルギルアクリレート等のアルキルアクリレート。
(3)メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸アミル、メタクリル酸ヘキシル、メタクリル酸2-エチルヘキシル、メタクリル酸シクロヘキシル、メタクリル酸ベンジル、メタクリル酸−2−クロロエチル、グリシジルメタクリレート、3,4−エポキシシクロヘキシルメチルメタクリレート、ビニルメタクリレート、2−フェニルビニルメタクリレート、1−プロペニルメタクリレート、アリルメタクリレート、2−アリロキシエチルメタクリレート、プロパルギルメタクリレート等のアルキルメタクリレート。
(4)アクリルアミド、メタクリルアミド、N−メチロールアクリルアミド、N−エチルアクリルアミド、N−ヘキシルメタクリルアミド、N−シクロヘキシルアクリルアミド、N−ヒドロキシエチルアクリルアミド、N−フェニルアクリルアミド、N−ニトロフェニルアクリルアミド、N−エチル−N−フェニルアクリルアミド、ビニルアクリルアミド、ビニルメタクリルアミド、N,N−ジアリルアクリルアミド、N,N−ジアリルメタクリルアミド、アリルアクリルアミド、アリルメタクリルアミド等のアクリルアミド若しくはメタクリルアミド。
(4)アクリルアミド、メタクリルアミド、N−メチロールアクリルアミド、N−エチルアクリルアミド、N−ヘキシルメタクリルアミド、N−シクロヘキシルアクリルアミド、N−ヒドロキシエチルアクリルアミド、N−フェニルアクリルアミド、N−ニトロフェニルアクリルアミド、N−エチル−N−フェニルアクリルアミド、ビニルアクリルアミド、ビニルメタクリルアミド、N,N−ジアリルアクリルアミド、N,N−ジアリルメタクリルアミド、アリルアクリルアミド、アリルメタクリルアミド等のアクリルアミド若しくはメタクリルアミド。
(5)エチルビニルエーテル、2−クロロエチルビニルエーテル、ヒドロキシエチルビニルエーテル、プロピルビニルエーテル、ブチルビニルエーテル、オクチルビニルエーテル、フェニルビニルエーテル等のビニルエーテル類。
(6)ビニルアセテート、ビニルクロロアセテート、ビニルブチレート、安息香酸ビニル等のビニルエステル類。
(7)スチレン、α−メチルスチレン、メチルスチレン、クロロメチルスチレン、p−アセトキシスチレン等のスチレン類。
(8)メチルビニルケトン、エチルビニルケトン、プロピルビニルケトン、フェニルビニルケトン等のビニルケトン類。
(9)エチレン、プロピレン、イソブチレン、ブタジエン、イソプレン等のオレフィン類。
(6)ビニルアセテート、ビニルクロロアセテート、ビニルブチレート、安息香酸ビニル等のビニルエステル類。
(7)スチレン、α−メチルスチレン、メチルスチレン、クロロメチルスチレン、p−アセトキシスチレン等のスチレン類。
(8)メチルビニルケトン、エチルビニルケトン、プロピルビニルケトン、フェニルビニルケトン等のビニルケトン類。
(9)エチレン、プロピレン、イソブチレン、ブタジエン、イソプレン等のオレフィン類。
(10)N−ビニルピロリドン、アクリロニトリル、メタクリロニトリル等。
(11)マレイミド、N−アクリロイルアクリルアミド、N−アセチルメタクリルアミド、N−プロピオニルメタクリルアミド、N−(p−クロロベンゾイル)メタクリルアミド等の不飽和イミド。
(12)α位にヘテロ原子が結合したメタクリル酸系モノマー。例えば、特願2001−115595号明細書、特願2001−115598号明細書等に記載されている化合物を挙げる事ができる。
(11)マレイミド、N−アクリロイルアクリルアミド、N−アセチルメタクリルアミド、N−プロピオニルメタクリルアミド、N−(p−クロロベンゾイル)メタクリルアミド等の不飽和イミド。
(12)α位にヘテロ原子が結合したメタクリル酸系モノマー。例えば、特願2001−115595号明細書、特願2001−115598号明細書等に記載されている化合物を挙げる事ができる。
これらの中で、側鎖にアリル基やビニルエステル基とカルボキシル基を有する(メタ)アクリル樹脂及び特開2000−187322号公報、特開2002−62698号公報に記載されている側鎖に二重結合を有するアルカリ可溶性樹脂や、特開2001−242612号公報に記載されている側鎖にアミド基を有するアルカリ可溶性樹脂が膜強度、感度、現像性のバランスに優れており、好適である。
また、特公平7−12004号、特公平7−120041号、特公平7−120042号、特公平8−12424号、特開昭63−287944号、特開昭63−287947号、特開平1−271741号、特願平10−116232号等に記載される酸基を含有するウレタン系バインダーポリマーや、特開2002−107918に記載される酸基と二重結合を側鎖に有するウレタン系バインダーポリマーは、非常に、強度に優れるので、耐刷性・低露光適性の点で有利である。
また、欧州特許993966、欧州特許1204000、特開2001−318463等に記載の酸基を有するアセタール変性ポリビニルアルコール系バインダーポリマーは、膜強度、現像性のバランスに優れており、好適である。
さらにこの他に水溶性線状有機ポリマーとして、ポリビニルピロリドンやポリエチレンオキサイド等が有用である。また硬化皮膜の強度を上げるためにアルコール可溶性ナイロンや2,2−ビス−(4−ヒドロキシフェニル)−プロパンとエピクロロヒドリンのポリエーテル等も有用である。
また、欧州特許993966、欧州特許1204000、特開2001−318463等に記載の酸基を有するアセタール変性ポリビニルアルコール系バインダーポリマーは、膜強度、現像性のバランスに優れており、好適である。
さらにこの他に水溶性線状有機ポリマーとして、ポリビニルピロリドンやポリエチレンオキサイド等が有用である。また硬化皮膜の強度を上げるためにアルコール可溶性ナイロンや2,2−ビス−(4−ヒドロキシフェニル)−プロパンとエピクロロヒドリンのポリエーテル等も有用である。
本発明で使用しうるバインダーポリマーの重量平均分子量としては、好ましくは5、000以上であり、さらに好ましくは1万〜30万の範囲であり、数平均分子量については好ましくは1、000以上であり、さらに好ましくは2、000〜25万の範囲である。多分散度(重量平均分子量/数平均分子量)は1以上が好ましく、さらに好ましくは1.1〜10の範囲である。
これらのバインダーポリマーは、ランダムポリマー、ブロックポリマー、グラフトポリマー等いずれでもよい。
これらのバインダーポリマーは、ランダムポリマー、ブロックポリマー、グラフトポリマー等いずれでもよい。
本発明で用いうるバインダーポリマーは、従来公知の方法により合成できる。合成する際に用いられる溶媒としては、例えば、テトラヒドロフラン、エチレンジクロリド、シクロヘキサノン、メチルエチルケトン、アセトン、メタノール、エタノール、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、2−メトキシエチルアセテート、ジエチレングリコールジメチルエーテル、1−メトキシ−2−プロパノール、1−メトキシ−2−プロピルアセテート、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、トルエン、酢酸エチル、乳酸メチル、乳酸エチル、ジメチルスルホキシド、水等が挙げられる。これらの溶媒は単独で又は2種以上混合して用いられる。
本発明において用いうるバインダーポリマーを合成する際に用いられるラジカル重合開始剤としては、アゾ系開始剤、過酸化物開始剤等公知の化合物が挙げられる。
本発明において用いうるバインダーポリマーを合成する際に用いられるラジカル重合開始剤としては、アゾ系開始剤、過酸化物開始剤等公知の化合物が挙げられる。
<(G)共増感剤>
本発明の硬化性組成物は、共増感剤を含有することも好ましい。本発明において共増感剤は、増感色素や開始剤の活性放射線に対する感度を一層向上させる、あるいは酸素による重合性化合物の重合阻害を抑制する等の作用を有する。
この様な共増感剤の例としては、アミン類、例えばM. R. Sanderら著「Journal of Polymer Society」第10巻3173頁(1972)、特公昭44−20189号公報、特開昭51−82102号公報、特開昭52−134692号公報、特開昭59−138205号公報、特開昭60−84305号公報、特開昭62−18537号公報、特開昭64−33104号公報、Research Disclosure 33825号記載の化合物等が挙げられ、具体的には、トリエタノールアミン、p−ジメチルアミノ安息香酸エチルエステル、p−ホルミルジメチルアニリン、p−メチルチオジメチルアニリン等が挙げられる。
本発明の硬化性組成物は、共増感剤を含有することも好ましい。本発明において共増感剤は、増感色素や開始剤の活性放射線に対する感度を一層向上させる、あるいは酸素による重合性化合物の重合阻害を抑制する等の作用を有する。
この様な共増感剤の例としては、アミン類、例えばM. R. Sanderら著「Journal of Polymer Society」第10巻3173頁(1972)、特公昭44−20189号公報、特開昭51−82102号公報、特開昭52−134692号公報、特開昭59−138205号公報、特開昭60−84305号公報、特開昭62−18537号公報、特開昭64−33104号公報、Research Disclosure 33825号記載の化合物等が挙げられ、具体的には、トリエタノールアミン、p−ジメチルアミノ安息香酸エチルエステル、p−ホルミルジメチルアニリン、p−メチルチオジメチルアニリン等が挙げられる。
共増感剤の別の例としては、チオール及びスルフィド類、例えば、特開昭53−702号公報、特公昭55−500806号公報、特開平5−142772号公報記載のチオール化合物、特開昭56−75643号公報のジスルフィド化合物等が挙げられる。
これらのチオール類は、前記(A)特定増感剤と前記(B)光重合開始剤との好ましい組み合わせにさらに含有することにより、増感色素や開始剤の活性放射線に対する感度を一層向上させ、酸素による重合性化合物の重合阻害を抑制する等の作用を有する。
以下にチオール化合物について詳述する。
これらのチオール類は、前記(A)特定増感剤と前記(B)光重合開始剤との好ましい組み合わせにさらに含有することにより、増感色素や開始剤の活性放射線に対する感度を一層向上させ、酸素による重合性化合物の重合阻害を抑制する等の作用を有する。
以下にチオール化合物について詳述する。
−チオール化合物−
本発明の硬化性組成物は、共増感剤として、チオール化合物を含有することが好ましい。本発明の硬化性組成物に含有しうるチオール化合物としては、下記一般式(IV)で表される化合物が好ましい。
本発明の硬化性組成物は、共増感剤として、チオール化合物を含有することが好ましい。本発明の硬化性組成物に含有しうるチオール化合物としては、下記一般式(IV)で表される化合物が好ましい。
一般式(IV)中、Xは、硫黄原子、酸素原子又は−N(R43)を表し、R43は、水素原子炭素数1〜5のアルキル基、又は炭素数6〜13のアリール基を表す。R41及びR42は、水素原子、炭素数1〜5のアルキル基、炭素数1〜3のヒドロキシアルキル基、炭素数1〜8のアルコキシ基で置換されていてもよいフェニル基、ニトロ基、炭素数1〜8のアルキル基を有するアルコキシカルボニル基、フェノキシカルボニル基、アセチル基、又はカルボキシル基を表し、また、R41、R42及びこれらが結合している二重結合を併せてベンゼン環を形成してもよく、R41及びR42が結合している二重結合は、水素添加されていてもよい。
また、チオール化合物としては、例えば、特開昭53−702号公報、特公昭55−500806号公報、特開平5−142772号公報に記載のチオール化合物に記載の化合物が挙げられる。
更に、チオール化合物は、下記一般式(V)で表される化合物であることが好ましい。共増感剤は、増感剤や開始剤の活性放射線に対する感度を一層向上させる、あるいは酸素による重合性化合物の重合阻害を抑制する等の作用を有する。
更に、チオール化合物は、下記一般式(V)で表される化合物であることが好ましい。共増感剤は、増感剤や開始剤の活性放射線に対する感度を一層向上させる、あるいは酸素による重合性化合物の重合阻害を抑制する等の作用を有する。
一般式(V)中、Rは、アルキル基、又はアリール基を表し、Aは、N=C−Nと共にヘテロ環を形成する原子団を表す。
一般式(V)において、Rは、アルキル基、又はアリール基を表す。
前記アルキル基としては、炭素原子数が1から20までの直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基を挙げることができ、炭素原子数1から12までの直鎖状、炭素原子数3から12までの分岐状、並びに炭素原子数5から10までの環状のアルキル基がより好ましい。
その具体例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、ヘキサデシル基、オクタデシル基、エイコシル基、イソプロピル基、イソブチル基、s−ブチル基、t−ブチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、1−メチルブチル基、イソヘキシル基、2−エチルヘキシル基、2−メチルヘキシル基、シクロヘキシル基、シクロペンチル基、2−ノルボルニル基等を挙げることができる。
前記アルキル基としては、炭素原子数が1から20までの直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基を挙げることができ、炭素原子数1から12までの直鎖状、炭素原子数3から12までの分岐状、並びに炭素原子数5から10までの環状のアルキル基がより好ましい。
その具体例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、ヘキサデシル基、オクタデシル基、エイコシル基、イソプロピル基、イソブチル基、s−ブチル基、t−ブチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、1−メチルブチル基、イソヘキシル基、2−エチルヘキシル基、2−メチルヘキシル基、シクロヘキシル基、シクロペンチル基、2−ノルボルニル基等を挙げることができる。
前記アリール基としては、単環構造のものに加え、1個から3個のベンゼン環が縮合環を形成したもの、ベンゼン環と5員不飽和環が縮合環を形成したものなどを挙げることができ、具体例としては、フェニル基、ナフチル基、アントリル基、フェナントリル基、インデニル基、アセナブテニル基、フルオレニル基等を挙げることができ、これらの中では、フェニル基、ナフチル基がより好ましい。
これらのアルキル基やアリール基は、更に置換基を有していてもよく、導入しうる置換基としては、炭素原子数1〜20の直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基、炭素原子数2〜20の直鎖状、分岐状又は環状のアルケニル基、炭素原子数2〜20のアルキニル基、炭素原子数6〜20のアリール基、炭素原子数1〜20のアシルオキシ基、炭素原子数2〜20のアルコキシカルボニルオキシ基、炭素原子数7〜20のアリールオキシカルボニルオキシ基、炭素原子数1〜20のカルバモイルオキシ基、炭素原子数1〜20のカルボンアミド基、炭素原子数1〜20のスルホンアミド基、炭素原子数1〜20のカルバモイル基、スルファモイル基、炭素原子数1〜20の置換スルファモイル基、炭素原子数1〜20のアルコキシ基、炭素原子数6〜20のアリールオキシ基、炭素原子数7〜20のアリールオキシカルボニル基、炭素原子数2〜20のアルコキシカルボニル基、炭素原子数1〜20のN−アシルスルファモイル基、炭素原子数1〜20のN−スルファモイルカルバモイル基、炭素原子数1〜20のアルキルスルホニル基、炭素原子数6〜20のアリールスルホニル基、炭素原子数2〜20のアルコキシカルボニルアミノ基、炭素数7〜20のアリールオキシカルボニルアミノ基、アミノ基、炭素原子数1〜20の置換アミノ基、炭素原子数1〜20のイミノ基、炭素原子数3〜20のアンモニオ基、カルボキシル基、スルホ基、オキシ基、メルカプト基、炭素数1〜20のアルキルスルフィニル基、炭素原子数6〜20のアリールスルフィニル基、炭素原子数1〜20のアルキルチオ基、炭素原子数6〜20のアリールチオ基、炭素原子数1〜20のウレイド基、炭素原子数2〜20のヘテロ環基、炭素原子数1〜20のアシル基、スルファモイルアミノ基、炭素原子数1〜2の置換スルファモイルアミノ基、炭素原子数2〜20のシリル基、イソシアネート基、イソシアニド基、ハロゲン原子(例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子等)、シアノ基、ニトロ基、オニウム基等が挙げられる。
また、一般式(V)において、Aは、N=C−Nと共にヘテロ環を形成する原子団を表す。
この原子団を構成する原子としては、炭素原子、窒素原子、水素原子、硫黄原子、セレン原子等が挙げられる。
なお、AとN=C−Nとで形成されるヘテロ環は、更に置換基を有していてもよく、導入しうる置換基としては、上記アルキル基やアリール基に導入可能な置換基と同様のものが挙げられる。
この原子団を構成する原子としては、炭素原子、窒素原子、水素原子、硫黄原子、セレン原子等が挙げられる。
なお、AとN=C−Nとで形成されるヘテロ環は、更に置換基を有していてもよく、導入しうる置換基としては、上記アルキル基やアリール基に導入可能な置換基と同様のものが挙げられる。
また、チオール化合物として、より好ましくは、下記一般式(VI)又は一般式(VII)で表される化合物である。
一般式(VI)中、R1は、アリール基を表し、Xは、水素原子、ハロゲン原子、アルコキシ基、アルキル基、又はアリール基を表す。
一般式(VII)中、R2は、アルキル基、又はアリール基を表し、Xは、水素原子、ハロゲン原子、アルコキシ基、アルキル基、又はアリール基を表す。
一般式(VI)及び(VII)におけるハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が好ましい。
一般式(VI)及び(VII)におけるアルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、プロピルオキシ基、イソプロピルオキシ基、ブチルオキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、ドデシルオキシ基、ベンジルオキシ基、アリルオキシ基、フェネチルオキシ基、カルボキシエチルオキシ基、メトキシカルボニルエチルオキシ基、エトキシカルボニルエチルオキシ基、メトキシエトキシ基、フェノキシエトキシ基、メトキシエトキシエトキシ基、エトキシエトキシエトキシ基、モルホリノエトキシ基、モルホリノプロピルオキシ基、アリロキシエトキシエトキシ基、フェノキシ基、トリルオキシ基、キシリルオキシ基、メシチルオキシ基、クメチルオキシ基、メトキシフェニルオキシ基、エトキシフェニルオキシ基、クロロフェニルオキシ基、ブロモフェニルオキシ基、アセチルオキシ基、ベンゾイルオキシ基、ナフチルオキシ基等が挙げられる。
一般式(VI)及び(VII)におけるアルキル基は、一般式(V)のRで表されるアルキル基と同義であり、その好ましい範囲も同様である。
また、一般式(VI)及び(VII)におけるアリール基は、一般式(V)のRで表されるアリール基と同義であり、その好ましい範囲も同様である。
また、一般式(VI)及び(VII)におけるアリール基は、一般式(V)のRで表されるアリール基と同義であり、その好ましい範囲も同様である。
一般式(VI)及び(VII)における各基は、更に置換基を有していてもよく、その置換基としては、一般式(V)のRで表されるアルキル基やアリール基に導入可能な置換基として挙げられているものと同様である。
一般式(VI)及び(VII)中、Xは、水素原子であることが、PGMEA溶解性の観点でより好ましい。
一般式(VI)中、R1は、フェニル基であることが、感度とPGMEA溶解性の観点で最も好ましい。
一般式(VII)中、R2は、メチル基、エチル基、フェニル基、ベンジル基であることが、感度とPGMEA溶解性の観点でより好ましい。
一般式(VI)中、R1は、フェニル基であることが、感度とPGMEA溶解性の観点で最も好ましい。
一般式(VII)中、R2は、メチル基、エチル基、フェニル基、ベンジル基であることが、感度とPGMEA溶解性の観点でより好ましい。
一般式(VI)及び(VII)の中で、PGMEA溶解性の観点で、一般式(VII)で表される化合物が最も好ましい。
以下、本発明に用いうるチオール化合物の好ましい具体例を示すが、本発明はこれらに限定されるものではない。
なお、本明細書においては、化学式は簡略構造式により記載することもあり、特に元素や置換基の明示がない実線等は、炭化水素基を表す。また、下記具体例において、Meはメチル基を表す。
なお、本明細書においては、化学式は簡略構造式により記載することもあり、特に元素や置換基の明示がない実線等は、炭化水素基を表す。また、下記具体例において、Meはメチル基を表す。
これらチオール化合物のPGMEA溶媒に対する溶解度は、塗膜均一性の観点から20g/L以上であることが好ましく、より好ましくは20g/L以上〜50g/L以下であり、更に好ましくは20g/L以上〜40g/L以下である。
−溶解度測定方法−
本明細書において、チオール化合物の溶解度は、以下のように定義する
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)溶媒5mLに特定チオール化合物を加え、25℃で1時間攪拌したときに特定チオール化合物が溶けなくなる直前の量を溶解度とした。
−溶解度測定方法−
本明細書において、チオール化合物の溶解度は、以下のように定義する
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)溶媒5mLに特定チオール化合物を加え、25℃で1時間攪拌したときに特定チオール化合物が溶けなくなる直前の量を溶解度とした。
これらのチオール化合物は、J.Appl.Chem.,34、2203−2207(1961)に記載の方法で合成することができる。
チオール化合物は、1種単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
チオール化合物を併用する場合、前記した一般式のいずれかで表される化合物のみを2種以上併用してもよいし、異なる一般式で表される化合物を併用してもよい(例えば、一般式(VI)で表される化合物から選択される化合物と、一般式(VII)で表される化合物から選択される化合物とを併用する態様。)。
チオール化合物を併用する場合、前記した一般式のいずれかで表される化合物のみを2種以上併用してもよいし、異なる一般式で表される化合物を併用してもよい(例えば、一般式(VI)で表される化合物から選択される化合物と、一般式(VII)で表される化合物から選択される化合物とを併用する態様。)。
また、共増感剤の別の例としては、アミノ酸化合物(例、N−フェニルグリシン等)、特公昭48−42965号公報記載の有機金属化合物(例、トリブチル錫アセテート等)、特公昭55−34414号公報記載の水素供与体、特開平6−308727号公報記載のイオウ化合物(例、トリチアン等)等が挙げられる。
これら共増感剤の含有量は、重合成長速度と連鎖移動のバランスによる硬化速度の向上の観点から、硬化性組成物の全固形分の質量に対し、0.1質量%〜30質量%の範囲が好ましく、0.5質量%〜25質量%の範囲がより好ましく、0.5質量%〜20質量%の範囲が更に好ましい。
また、共増感剤として好適使用することができるチオール化合物を含有する場合、その含有量としては、重合成長速度と連鎖移動のバランスによる硬化速度の向上の観点から、硬化性組成物の全固形分の質量に対し、0.5質量%〜30質量%の範囲が好ましく、1質量%〜25質量%の範囲がより好ましく、3質量%〜20質量%の範囲が更に好ましい。
また、共増感剤として好適使用することができるチオール化合物を含有する場合、その含有量としては、重合成長速度と連鎖移動のバランスによる硬化速度の向上の観点から、硬化性組成物の全固形分の質量に対し、0.5質量%〜30質量%の範囲が好ましく、1質量%〜25質量%の範囲がより好ましく、3質量%〜20質量%の範囲が更に好ましい。
<(H)他の増感剤>
本発明の硬化性組成物には、本発明の効果を損ねない範囲で、ラジカル開始剤のラジカル発生効率の向上、感光波長の長波長化の目的で、特定増感剤以外の(H)他の増感剤を含有していてもよい。
本発明に用いることができる他の増感剤としては、ラジカル開始剤に対し、電子移動機構又はエネルギー移動機構で増感させるものが好ましい。
本発明に用いることができる他の増感剤としては、以下に列挙する化合物類に属しており、且つ300nm〜450nmの波長領域に吸収波長を有するものが挙げられる。
好ましい他の増感剤の例としては、以下の化合物類に属しており、かつ330nmから450nm域に吸収波長を有するものを挙げることができる。
本発明の硬化性組成物には、本発明の効果を損ねない範囲で、ラジカル開始剤のラジカル発生効率の向上、感光波長の長波長化の目的で、特定増感剤以外の(H)他の増感剤を含有していてもよい。
本発明に用いることができる他の増感剤としては、ラジカル開始剤に対し、電子移動機構又はエネルギー移動機構で増感させるものが好ましい。
本発明に用いることができる他の増感剤としては、以下に列挙する化合物類に属しており、且つ300nm〜450nmの波長領域に吸収波長を有するものが挙げられる。
好ましい他の増感剤の例としては、以下の化合物類に属しており、かつ330nmから450nm域に吸収波長を有するものを挙げることができる。
他の増感剤としては、例えば、多核芳香族類(例えば、フェナントレン、アントラセン、ピレン、ペリレン、トリフェニレン、9,10−ジアルコキシアントラセン)、キサンテン類(例えば、フルオレッセイン、エオシン、エリスロシン、ローダミンB、ローズベンガル)、チオキサントン類(イソプロピルチオキサントン、ジエチルチオキサントン、クロロチオキサントン)、シアニン類(例えばチアカルボシアニン、オキサカルボシアニン)、メロシアニン類(例えば、メロシアニン、カルボメロシアニン)、フタロシアニン類、チアジン類(例えば、チオニン、メチレンブルー、トルイジンブルー)、アクリジン類(例えば、アクリジンオレンジ、クロロフラビン、アクリフラビン)、アントラキノン類(例えば、アントラキノン)、スクアリウム類(例えば、スクアリウム)、クマリン類(例えば、7−ジエチルアミノ−4−メチルクマリン)、ケトクマリン、フェノチアジン類、フェナジン類、スチリルベンゼン類、アゾ化合物、ジフェニルメタン、トリフェニルメタン、ジスチリルベンゼン類、カルバゾール類、ポルフィリン、スピロ化合物、キナクリドン、インジゴ、スチリル、ピリリウム化合物、ピロメテン化合物、ピラゾロトリアゾール化合物、ベンゾチアゾール化合物、バルビツール酸誘導体、チオバルビツール酸誘導体、アセトフェノン、ベンゾフェノン、チオキサントン、ミヒラーズケトンなどの芳香族ケトン化合物、N−アリールオキサゾリジノンなどのヘテロ環化合物などが挙げられる。
<(I)重合禁止剤>
本発明においては、硬化性組成物の製造中あるいは保存中において重合可能なエチレン性不飽和二重結合を有する化合物の不要な熱重合を阻止するために少量の熱重合防止剤を添加することが望ましい。
本発明に用いうる熱重合防止剤としては、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)、N−ニトロソフェニルヒドロキシアミン第一セリウム塩等が挙げられる。
本発明においては、硬化性組成物の製造中あるいは保存中において重合可能なエチレン性不飽和二重結合を有する化合物の不要な熱重合を阻止するために少量の熱重合防止剤を添加することが望ましい。
本発明に用いうる熱重合防止剤としては、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)、N−ニトロソフェニルヒドロキシアミン第一セリウム塩等が挙げられる。
熱重合防止剤の添加量は、全組成物の質量に対して約0.01質量%〜約5質量%が好ましい。また必要に応じて、酸素による重合阻害を防止するためにベヘン酸やベヘン酸アミドのような高級脂肪酸誘導体等を添加して、塗布後の乾燥の過程で感光層の表面に偏在させてもよい。高級脂肪酸誘導体の添加量は、全組成物の約0.5質量%〜約10質量%が好ましい。
<(J)密着向上剤>
本発明においては、基材である硬質表面(基板)との密着性を向上させるために、密着向上剤を添加するのが好ましい。密着向上剤としては、シラン系カップリング剤、チタンカップリング剤等が挙げられる。
本発明においては、基材である硬質表面(基板)との密着性を向上させるために、密着向上剤を添加するのが好ましい。密着向上剤としては、シラン系カップリング剤、チタンカップリング剤等が挙げられる。
シラン系カップリング剤としては、例えば、γ−(2−アミノエチル)アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−(2−アミノエチル)アミノプロピルジメトキシシラン、β−(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、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、γ−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−アクリロキシプロピルトリエトキシシラン、γ−イソシアネートプロピルトリメトキシシラン、γ−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン、N−β−(N−ビニルベンジルアミノエチル)−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン・塩酸塩、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、アミノシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、γ−クロロプロピルトリメトキシシラン、ヘキサメチルジシラザン、γ−アニリノプロピルトリメトキシシラン、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(β−メトキシエトキシ)シラン、オクタデシルジメチル[3−(トリメトキシシリル)プロピル]アンモニウムクロライド、γ−クロロプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、メチルトリクロロシラン、ジメチルジクロロシラン、トリメチルクロロシラン、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、ビスアリルトリメトキシシラン、テトラエトキシシラン、ビス(トリメトキシシリル)ヘキサン、フェニルトリメトキシシラン、N-(3−アクリロキシ-2−ヒドロキシプロピル)−3−アミノプロピルトリエトキシシラン、N-(3−メタクリロキシ-2−ヒドロキシプロピル)−3−アミノプロピルトリエトキシシラン、(メタクリロキシメチル)メチルジエトキシシラン、(アクリロキシメチル)メチルジメトキシシラン、等が挙げられる。
中でも、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、γ−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−アクリロキシプロピルトリエトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、が好ましく、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランが最も好ましい。
中でも、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、γ−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−アクリロキシプロピルトリエトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、が好ましく、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランが最も好ましい。
密着向上剤の添加量は、硬化性組成物の全固形分中0.5質量%〜30質%が好ましく、0.7質量%〜20質%がより好ましい。
<その他の添加剤>
さらに、本発明においては、硬化皮膜の物性を改良するために無機充填剤や、可塑剤、感光層表面のインク着肉性を向上させうる感脂化剤等の公知の添加剤を加えてもよい。
可塑剤としては例えばジオクチルフタレート、ジドデシルフタレート、トリエチレングリコールジカプリレート、ジメチルグリコールフタレート、トリクレジルホスフェート、ジオクチルアジペート、ジブチルセバケート、トリアセチルグリセリン等があり、結合剤を使用した場合、エチレン性不飽和二重結合を有する化合物と結合剤との合計質量に対し10質量%以下添加することができる。
さらに、本発明においては、硬化皮膜の物性を改良するために無機充填剤や、可塑剤、感光層表面のインク着肉性を向上させうる感脂化剤等の公知の添加剤を加えてもよい。
可塑剤としては例えばジオクチルフタレート、ジドデシルフタレート、トリエチレングリコールジカプリレート、ジメチルグリコールフタレート、トリクレジルホスフェート、ジオクチルアジペート、ジブチルセバケート、トリアセチルグリセリン等があり、結合剤を使用した場合、エチレン性不飽和二重結合を有する化合物と結合剤との合計質量に対し10質量%以下添加することができる。
<希釈剤>
本発明の硬化性組成物は、カラーフィルタの製造に際し支持体上に塗布する際には、種々の有機溶剤に溶かして使用に供されてもよい。
ここで使用する有機溶剤としては、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサン、酢酸エチル、エチレンジクロライド、テトラヒドロフラン、トルエン、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、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モノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、アセチルアセトン、シクロヘキサノン、ジアセトンアルコール、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールエチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノイソプロピルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、3−メトキシプロパノール、メトキシメトキシエタノール、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、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、3−メトキシプロピルアセテート、N,N−ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、γ−ブチロラクトン、乳酸メチル、乳酸エチルなどがある。
これらの溶媒は、単独あるいは混合して使用することができる。有機溶剤中の固形分の濃度は、2質量%〜60質量%であることが好ましい。
本発明の硬化性組成物は、カラーフィルタの製造に際し支持体上に塗布する際には、種々の有機溶剤に溶かして使用に供されてもよい。
ここで使用する有機溶剤としては、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサン、酢酸エチル、エチレンジクロライド、テトラヒドロフラン、トルエン、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、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モノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、アセチルアセトン、シクロヘキサノン、ジアセトンアルコール、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールエチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノイソプロピルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、3−メトキシプロパノール、メトキシメトキシエタノール、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、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、3−メトキシプロピルアセテート、N,N−ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、γ−ブチロラクトン、乳酸メチル、乳酸エチルなどがある。
これらの溶媒は、単独あるいは混合して使用することができる。有機溶剤中の固形分の濃度は、2質量%〜60質量%であることが好ましい。
本発明の硬化性組成物、及びカラーフィルタ用硬化性組成物は高感度で硬化し、かつ、保存安定性も良好である。また、硬化性組成物を適用する基板などの硬質材料表面への高い密着性を示す。
[カラーフィルタ及びその製造方法]
次に、本発明のカラーフィルタ及びその製造方法について説明する。
本発明のカラーフィルタは、支持体上に、本発明のカラーフィルタ用硬化性組成物を用いてなる着色パターンを有することを特徴とする。
以下、本発明のカラーフィルタについて、その製造方法(本発明のカラーフィルタの製造方法)を通じて詳述する。
次に、本発明のカラーフィルタ及びその製造方法について説明する。
本発明のカラーフィルタは、支持体上に、本発明のカラーフィルタ用硬化性組成物を用いてなる着色パターンを有することを特徴とする。
以下、本発明のカラーフィルタについて、その製造方法(本発明のカラーフィルタの製造方法)を通じて詳述する。
本発明のカラーフィルタの製造方法は、支持体上に、本発明のカラーフィルタ用硬化性組成物を塗布して着色硬化性組成物層を形成する工程(以下、適宜「着色硬化性組成物層形成工程」と略称する。)と、前記着色硬化性組成物層をマスクを介して露光する工程(以下、適宜「露光工程」と略称する。)と、露光後の前記硬化性組成物層を現像して着色パターンを形成する工程(以下、適宜「現像工程」と略称する。)と、を含むことを特徴とする。
具体的には、本発明のカラーフィルタ用硬化性組成物を、直接又は他の層を介して支持体(基板)上に塗布して、光重合性組成物層を形成し(着色硬化性組成物層形成工程)、所定のマスクパターンを介して露光し、光照射された塗布膜部分だけを硬化させ(露光工程)、現像液で現像することによって(現像工程)、各色(3色あるいは4色)の画素からなるパターン状皮膜を形成し、本発明のカラーフィルタを製造することができる。
以下、本発明の製造方法における各工程について説明する。
以下、本発明の製造方法における各工程について説明する。
<着色硬化性組成物層形成工程>
着色硬化性組成物層形成工程では、支持体上に、本発明のカラーフィルタ用硬化性組成物を塗布して着色硬化性組成物層を形成する。
着色硬化性組成物層形成工程では、支持体上に、本発明のカラーフィルタ用硬化性組成物を塗布して着色硬化性組成物層を形成する。
本工程に用いうる支持体としては、例えば、液晶表示素子等に用いられるソーダガラス、パイレックス(登録商標)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、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や、相補性金属酸化膜半導体(CMOS)等が挙げられる。これらの基板は、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場合もある。
また、これらの支持体上には、必要により、上部の層との密着改良、物質の拡散防止或いは基板表面の平坦化のために下塗り層を設けてもよい。
また、これらの支持体上には、必要により、上部の層との密着改良、物質の拡散防止或いは基板表面の平坦化のために下塗り層を設けてもよい。
支持体上への本発明のカラーフィルタ用硬化性組成物の塗布方法としては、スリット塗布、インクジェット法、回転塗布、流延塗布、ロール塗布、スクリーン印刷法等の各種の塗布方法を適用することができる。
カラーフィルタ用硬化性組成物の塗布膜厚としては、0.1μm〜10μmが好ましく、0.2μm〜5μmがより好ましく、0.2μm〜3μmがさらに好ましい。
支持体上に塗布されたカラーフィルタ用硬化性組成物は、通常、70℃〜110℃で2分〜4分程度の条件下で乾燥され、着色硬化性組成物層が形成される。
<露光工程>
露光工程では、前記カラーフィルタ用着色硬化性組成物層形成工程において形成されたカラーフィルタ用着色硬化性組成物層をマスクを介して露光し、光照射された塗布膜部分だけを硬化させる。
露光は放射線の照射により行うことが好ましく、露光に際して用いることができる放射線としては、特に、g線、i線等の紫外線が好ましく用いられ、高圧水銀灯がより好まれる。照射強度は5mJ〜1500mJが好ましく10mJ〜1000mJがより好ましく、10mJ〜800mJが最も好ましい。
露光工程では、前記カラーフィルタ用着色硬化性組成物層形成工程において形成されたカラーフィルタ用着色硬化性組成物層をマスクを介して露光し、光照射された塗布膜部分だけを硬化させる。
露光は放射線の照射により行うことが好ましく、露光に際して用いることができる放射線としては、特に、g線、i線等の紫外線が好ましく用いられ、高圧水銀灯がより好まれる。照射強度は5mJ〜1500mJが好ましく10mJ〜1000mJがより好ましく、10mJ〜800mJが最も好ましい。
<現像工程>
露光工程に次いで、アルカリ現像処理(現像工程)を行い、露光工程における光未照射部分をアルカリ水溶液に溶出させる。これにより、光硬化した部分だけが残る。
現像液としては、下地の回路などにダメージを起さない、有機アルカリ現像液が望ましい。現像温度としては通常20℃〜30℃であり、現像時間は20秒〜90秒である。
露光工程に次いで、アルカリ現像処理(現像工程)を行い、露光工程における光未照射部分をアルカリ水溶液に溶出させる。これにより、光硬化した部分だけが残る。
現像液としては、下地の回路などにダメージを起さない、有機アルカリ現像液が望ましい。現像温度としては通常20℃〜30℃であり、現像時間は20秒〜90秒である。
現像液に用いるアルカリとしては、例えば、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、1,8−ジアザビシクロ−[5、4、0]−7− ウンデセンなどの有機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%となるように純水で希釈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、一般に現像後純水で洗浄(リンス)する。
なお、本発明の製造方法においては、上述した、カラーフィルタ用硬化性組成物層形成工程、露光工程、及び現像工程を行った後に、必要により、形成された着色パターンを加熱及び/又は露光により硬化する硬化工程を含んでいてもよい。
以上説明した、着色硬化性組成物層形成工程、露光工程、及び現像工程(更に、必要により硬化工程)を所望の色相数だけ繰り返すことにより、所望の色相よりなるカラーフィルタが作製される。
本発明のカラーフィルタは、前記本発明のカラーフィルタ用硬化性組成物を用いているため、形成された着色パターンが支持体基板との高い密着性を示し、硬化した組成物は耐現像性に優れるため、露光感度に優れ、露光部の基板との密着性が良好であり、かつ、所望の断面形状を与える高解像度のパターンを形成することができる。従って、液晶表示素子やCCD等の固体撮像素子に好適に用いることができ、特に100万画素を超えるような高解像度のCCD素子やCMOS等に好適である。本発明のカラーフィルタは、例えば、CCDを構成する各画素の受光部と集光するためのマイクロレンズとの間に配置されるカラーフィルタとして用いることができる。
また、本発明の硬化性組成物は、高感度で硬化し高強度の皮膜を形成しうるため、親水性の支持体上に適用して平版印刷版の画像部を形成する場合にも好適に用いることができる。本発明の硬化性組成物は、活性放射線により高感度で硬化し、支持体との密着性やパターン形成性に優れた画像を形成することができる。
以下、本発明を実施例により更に具体的に説明するが、以下の実施例に限定されるものではない。なお、特に断りのない限り、「%」「部」は質量基準である。
<特定増感剤の合成>
特定増感剤である特定化合物(A−1)〜特定化合物(A−6)を、以下に示す合成例1〜合成例6によりそれぞれ合成した。以下に特定化合物(A−1)〜特定化合物(A−6)の合成例を記載する。
特定増感剤である特定化合物(A−1)〜特定化合物(A−6)を、以下に示す合成例1〜合成例6によりそれぞれ合成した。以下に特定化合物(A−1)〜特定化合物(A−6)の合成例を記載する。
(合成例1)
上記ホスホニウム塩(8.00g、12.0mmol)をTHF(テトラヒドロフラン)20mlに溶解し、0℃に冷却後ソジウムメトキサイドの28w%メタノール溶液(SM−28)(2.31、11.4mmol)g滴下した。室温で1時間攪拌後、3−(2−フリル)アクロレイン(1.47g、12.0mmol)のTHF溶液を滴下し、8時間反応させた。反応終了後、ろ過し、得られた結晶をメタノールリスラリーにより精製し、特定化合物(A−1)(収量2.19g、収率50%)を得た。特定化合物(A−1)の1H−NMRチャートを図1に示す。
上記ホスホニウム塩(8.00g、12.0mmol)をTHF(テトラヒドロフラン)20mlに溶解し、0℃に冷却後ソジウムメトキサイドの28w%メタノール溶液(SM−28)(2.31、11.4mmol)g滴下した。室温で1時間攪拌後、3−(2−フリル)アクロレイン(1.47g、12.0mmol)のTHF溶液を滴下し、8時間反応させた。反応終了後、ろ過し、得られた結晶をメタノールリスラリーにより精製し、特定化合物(A−1)(収量2.19g、収率50%)を得た。特定化合物(A−1)の1H−NMRチャートを図1に示す。
(合成例2)
特定化合物(A−1)で使用したホスホニウム塩を上記ホスホニウム塩に変更した以外は特定化合物(A−1)の合成方法と同様の方法で特定化合物(A−2)(収量1.58g、収率49%)を得た。
特定化合物(A−1)で使用したホスホニウム塩を上記ホスホニウム塩に変更した以外は特定化合物(A−1)の合成方法と同様の方法で特定化合物(A−2)(収量1.58g、収率49%)を得た。
(合成例3)
特定化合物(A−1)で使用した3−(2−フリル)アクロレインを3−(2−チエニル)アクロレインに変更した以外は特定化合物(A−1)の合成方法と同様の方法で特定化合物(A−3)(収量2.06、収率45%)を得た。特定化合物(A−3)の1H−NMRチャートを図2に示す。
特定化合物(A−1)で使用した3−(2−フリル)アクロレインを3−(2−チエニル)アクロレインに変更した以外は特定化合物(A−1)の合成方法と同様の方法で特定化合物(A−3)(収量2.06、収率45%)を得た。特定化合物(A−3)の1H−NMRチャートを図2に示す。
(合成例4)
500ml三口フラスコに前記ホスホニウム塩B(34.2mmol)、THF(100ml)を加え氷浴上で撹拌した。そこへNaH(51.3mmol)/THF(40ml)をゆっくりと加え、添加終了後氷浴上で15分間撹拌し、その後室温に戻した。そこへα−メチルシンナムアルデヒド(34.2mmol)を加え、3時間加熱還流させた。その後、氷水に投入したところ固体が析出し、ろ過を行い、さらにメタノールリスラリーを行うことで特定化合物(A−4)を得た。収率は40%であった。
500ml三口フラスコに前記ホスホニウム塩B(34.2mmol)、THF(100ml)を加え氷浴上で撹拌した。そこへNaH(51.3mmol)/THF(40ml)をゆっくりと加え、添加終了後氷浴上で15分間撹拌し、その後室温に戻した。そこへα−メチルシンナムアルデヒド(34.2mmol)を加え、3時間加熱還流させた。その後、氷水に投入したところ固体が析出し、ろ過を行い、さらにメタノールリスラリーを行うことで特定化合物(A−4)を得た。収率は40%であった。
(合成例5)
特定化合物(A−1)で使用した3−(2−フリル)アクロレインを3−(2−ベンゾチアゾール)アクロレインに変更した以外は特定化合物(A−1)の合成方法と同様の方法で特定化合物(A−5)(収量2.59g, 収率50%)を得た。
特定化合物(A−1)で使用した3−(2−フリル)アクロレインを3−(2−ベンゾチアゾール)アクロレインに変更した以外は特定化合物(A−1)の合成方法と同様の方法で特定化合物(A−5)(収量2.59g, 収率50%)を得た。
(合成例6)
特定化合物(A−1)で使用したホスホニウム塩を下記ホスホニウム塩に変更した以外は特定化合物(A−1)の合成方法と同様の方法で特定化合物(A−6)(収量1.89g、収率50%)を得た。
特定化合物(A−1)で使用したホスホニウム塩を下記ホスホニウム塩に変更した以外は特定化合物(A−1)の合成方法と同様の方法で特定化合物(A−6)(収量1.89g、収率50%)を得た。
上記のように合成した特定増感剤を下記表1に記載する。下記表1に示した増感剤を用いて硬化性組成物、及びカラーフィルタ用硬化性組成物を調製した。詳細を後述する。
以下、本発明の硬化性組成物を実施例により更に具体的に説明するが、本発明はその主旨を越えない限り以下の実施例に限定されるものではない。
[実施例1]
ここでは、平版印刷版形成用として用いる硬化性組成物を調製した例を挙げて説明する。
ここでは、平版印刷版形成用として用いる硬化性組成物を調製した例を挙げて説明する。
〔1.硬化性組成物の調製〕
下記組成を混合して硬化性組成物を調製した。
・(B)光重合開始剤:UVI−6992(ダウケミカル製) 0.08mmol
・(A)特定増感剤:前記特定化合物(A−1) 0.08mmol
・(C)重合性化合物:ペンタエリスリトールテトラアクリレート 1g
・ポリメチルメタクリレート 1g
(Aldrich社製試薬、分子量c.a.996000)
・溶剤:シクロヘキサノン 16g
下記組成を混合して硬化性組成物を調製した。
・(B)光重合開始剤:UVI−6992(ダウケミカル製) 0.08mmol
・(A)特定増感剤:前記特定化合物(A−1) 0.08mmol
・(C)重合性化合物:ペンタエリスリトールテトラアクリレート 1g
・ポリメチルメタクリレート 1g
(Aldrich社製試薬、分子量c.a.996000)
・溶剤:シクロヘキサノン 16g
〔2.硬化性組成物層の形成〕
上記により得られた硬化性組成物を、550mm×650mmのガラス基板にスピンコーターにて塗工した後、40℃で10分間乾燥し、1.5μmの膜厚の塗工膜を形成した。
上記により得られた硬化性組成物を、550mm×650mmのガラス基板にスピンコーターにて塗工した後、40℃で10分間乾燥し、1.5μmの膜厚の塗工膜を形成した。
〔3.硬化性組成物層の感度の評価〕
前記塗工膜上に21√2ステップタブレット(大日本スクリーン社製グレイスケールフィルム)を置き、ウシオ電機社製500mWの高圧水銀ランプの光を熱線カットフィルターを介して30秒間露光した後、トルエン中に60秒間含浸させて現像処理を行い、ステップタブレットに対応した完全に硬化して不溶化した段数を感度段数として評価した。この感度段数が大きいほど硬化感度が良好で、高強度の膜が形成される。結果を表2に示す。
前記塗工膜上に21√2ステップタブレット(大日本スクリーン社製グレイスケールフィルム)を置き、ウシオ電機社製500mWの高圧水銀ランプの光を熱線カットフィルターを介して30秒間露光した後、トルエン中に60秒間含浸させて現像処理を行い、ステップタブレットに対応した完全に硬化して不溶化した段数を感度段数として評価した。この感度段数が大きいほど硬化感度が良好で、高強度の膜が形成される。結果を表2に示す。
[実施例2〜実施例11、比較例1〜比較例9]
実施例1で調整した硬化性組成物の(A)特定増感剤、及び(B)光重合性化合物を下記表2に記載した化合物及び添加量に置き換えた以外は実施例1と同様にして硬化性組成物を調製し、感度段数を評価した。結果を表2に示す。
実施例1で調整した硬化性組成物の(A)特定増感剤、及び(B)光重合性化合物を下記表2に記載した化合物及び添加量に置き換えた以外は実施例1と同様にして硬化性組成物を調製し、感度段数を評価した。結果を表2に示す。
表2中のUVI−6992、Irugacure OXE−01、化合物E、LD−5、化合物Iは、以下に示す構造を有する。また、
表2より、特定増感剤を用いた本発明の硬化性組成物は、特定増感剤を用いていない比較例より感度段数が高く、耐現像性に優れるため密着性も良好であることがわかった。
[実施例12]
ここでは、液晶表示素子用途のカラーフィルタ形成用として着色剤(顔料)を含有する着色硬化性組成物を調整した例を挙げて説明する。
ここでは、液晶表示素子用途のカラーフィルタ形成用として着色剤(顔料)を含有する着色硬化性組成物を調整した例を挙げて説明する。
〔1.着色硬化性組成物の調製〕
1−1.顔料分散液(P1)の調製
顔料として、C.I.ピグメントグリーン36とC.I.ピグメントイエロー219との30/70(質量比)混合物40質量部、分散剤としてBYK2001(Disperbyk :ビックケミー(BYK)社製、固形分濃度45.1質量%)10質量部(固形分換算約4.51質量部)、および溶媒として3−エトキシプロピオン酸エチル150質量部からなる混合液を、ビーズミルにより15時間混合・分散して、顔料分散液(P1)を調製した。
得られた顔料分散液(P1)について、顔料の平均粒径を動的光散乱法により測定したところ、200nmであった。
1−1.顔料分散液(P1)の調製
顔料として、C.I.ピグメントグリーン36とC.I.ピグメントイエロー219との30/70(質量比)混合物40質量部、分散剤としてBYK2001(Disperbyk :ビックケミー(BYK)社製、固形分濃度45.1質量%)10質量部(固形分換算約4.51質量部)、および溶媒として3−エトキシプロピオン酸エチル150質量部からなる混合液を、ビーズミルにより15時間混合・分散して、顔料分散液(P1)を調製した。
得られた顔料分散液(P1)について、顔料の平均粒径を動的光散乱法により測定したところ、200nmであった。
1−2.着色硬化性組成物A−1(塗布液)の調製
下記組成A−1の成分を混合して溶解し着色硬化性組成物A−1を調製した。
<組成A−1>
・顔料分散液(P1) 600質量部
・(F)バインダーポリマー:アルカリ可溶性樹脂
(ベンジルメタクリレート/メタクリル酸/ヒドロキシエチル
メタクリレート共重合体、mol比:80/10/10、
Mw:10000) 200質量部
・(C)重合性化合物:ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート 60質量部
・(B)光重合開始剤:
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(D1) 60質量部
・(A)特定増感剤:特定化合物(A−1) 40質量部
・(G)共増感剤:2−メルカプトベンゾイミダゾール(F1) 40質量部
・界面活性剤:(商品名:テトラニック150R1、BASF社) 1質量部
・溶媒:プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 1000質量部
・γ−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン 5質量部
下記組成A−1の成分を混合して溶解し着色硬化性組成物A−1を調製した。
<組成A−1>
・顔料分散液(P1) 600質量部
・(F)バインダーポリマー:アルカリ可溶性樹脂
(ベンジルメタクリレート/メタクリル酸/ヒドロキシエチル
メタクリレート共重合体、mol比:80/10/10、
Mw:10000) 200質量部
・(C)重合性化合物:ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート 60質量部
・(B)光重合開始剤:
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(D1) 60質量部
・(A)特定増感剤:特定化合物(A−1) 40質量部
・(G)共増感剤:2−メルカプトベンゾイミダゾール(F1) 40質量部
・界面活性剤:(商品名:テトラニック150R1、BASF社) 1質量部
・溶媒:プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 1000質量部
・γ−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン 5質量部
〔2.カラーフィルタの作製〕
2−1.硬化性組成物層の形成
上記により得られた顔料を含有する着色硬化性組成物A−1をレジスト溶液として、550mm×650mmのガラス基板に下記条件でスリット塗布した後、10分間そのままの状態で待機させ、新しいガラス基板に塗布し、真空乾燥とプレベーク(prebake)(100℃80秒)を施して着色硬化性組成物塗布膜(着色硬化性組成物層)を形成した。
(スリット塗布条件)
塗布ヘッド先端の開口部の間隙: 50μm
塗布速度: 100mm/秒
基板と塗布ヘッドとのクリヤランス: 150μm
塗布厚(乾燥厚): 2μm
塗布温度: 23℃
2−1.硬化性組成物層の形成
上記により得られた顔料を含有する着色硬化性組成物A−1をレジスト溶液として、550mm×650mmのガラス基板に下記条件でスリット塗布した後、10分間そのままの状態で待機させ、新しいガラス基板に塗布し、真空乾燥とプレベーク(prebake)(100℃80秒)を施して着色硬化性組成物塗布膜(着色硬化性組成物層)を形成した。
(スリット塗布条件)
塗布ヘッド先端の開口部の間隙: 50μm
塗布速度: 100mm/秒
基板と塗布ヘッドとのクリヤランス: 150μm
塗布厚(乾燥厚): 2μm
塗布温度: 23℃
2−2.露光、現像
その後、2.5kWの超高圧水銀灯を用いて着色硬化性組成物塗布膜をパターン状に露光し、露光後、塗布膜の全面を有機系現像液(商品名:CD、富士フイルムアーチ(株)製)の10%水溶液で被い、60秒間静止した。
その後、2.5kWの超高圧水銀灯を用いて着色硬化性組成物塗布膜をパターン状に露光し、露光後、塗布膜の全面を有機系現像液(商品名:CD、富士フイルムアーチ(株)製)の10%水溶液で被い、60秒間静止した。
2−3.加熱処理
静止後、純水をシャワー状に噴射して現像液を洗い流し、かかる光硬化処理及び現像処理を施した塗布膜を220℃のオーブンにて1時間加熱した(ポストベーク)。これにより、ガラス基板上に着色パターンを形成しカラーフィルタを得た。
静止後、純水をシャワー状に噴射して現像液を洗い流し、かかる光硬化処理及び現像処理を施した塗布膜を220℃のオーブンにて1時間加熱した(ポストベーク)。これにより、ガラス基板上に着色パターンを形成しカラーフィルタを得た。
〔3.性能評価〕
上記で調製された着色硬化性組成物A−1(塗布液)の保存安定性、及び該着色硬化性組成物A−1を用いてガラス基板上に形成された着色硬化性組成物塗布膜(着色層)の露光感度、基板密着性、現像性、さらに、着色パターンの断面形状を下記のようにして評価した。結果を表3に示す。
上記で調製された着色硬化性組成物A−1(塗布液)の保存安定性、及び該着色硬化性組成物A−1を用いてガラス基板上に形成された着色硬化性組成物塗布膜(着色層)の露光感度、基板密着性、現像性、さらに、着色パターンの断面形状を下記のようにして評価した。結果を表3に示す。
3−1.着色硬化性組成物A−1の保存安定性
着色硬化性組成物塗布液を室温で1ケ月保存した後、異物の析出度合いを目視により下記判定基準に従って評価した。
<判定基準>
○:析出は認められなかった。
△:僅かに析出が認められた。
×:析出が認められた。
着色硬化性組成物塗布液を室温で1ケ月保存した後、異物の析出度合いを目視により下記判定基準に従って評価した。
<判定基準>
○:析出は認められなかった。
△:僅かに析出が認められた。
×:析出が認められた。
3−2.塗布膜(着色層)の露光感度
着色硬化性組成物A−1(塗布液)をガラス基板上に塗布後乾燥して膜厚1.0μmとした。スピンコート条件は300rpmで5秒の後、800rpmで20秒とし、乾燥条件は100℃で80秒とした。次に、線幅2.0μmのテスト用のフォトマスクを用い、10〜1600mJ/cm2の種々の露光量で露光した。次に、60%CD−2000(富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ社製)現像液を使用して、25℃、60秒間の条件で現像した。その後、流水で20秒間リンスした後、スプレー乾燥しパターニングを完了した。露光工程において光が照射された領域の現像後の膜厚が、露光前の膜厚100%に対して95%以上であった最小の露光量を露光感度として評価した。露光感度の値が小さいほど感度が高いことを示す。
着色硬化性組成物A−1(塗布液)をガラス基板上に塗布後乾燥して膜厚1.0μmとした。スピンコート条件は300rpmで5秒の後、800rpmで20秒とし、乾燥条件は100℃で80秒とした。次に、線幅2.0μmのテスト用のフォトマスクを用い、10〜1600mJ/cm2の種々の露光量で露光した。次に、60%CD−2000(富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ社製)現像液を使用して、25℃、60秒間の条件で現像した。その後、流水で20秒間リンスした後、スプレー乾燥しパターニングを完了した。露光工程において光が照射された領域の現像後の膜厚が、露光前の膜厚100%に対して95%以上であった最小の露光量を露光感度として評価した。露光感度の値が小さいほど感度が高いことを示す。
3−3.現像性、パターン断面形状、基板密着性
前記パターニング後のガラス基板を、200℃で5分間加熱した後、基板表面および断面形状を光学顕微鏡およびSEM写真観察により通常の方法で確認することにより、現像性、基板密着性、パターン断面形状、の評価を行った。評価方法の詳細は以下の通りである。
前記パターニング後のガラス基板を、200℃で5分間加熱した後、基板表面および断面形状を光学顕微鏡およびSEM写真観察により通常の方法で確認することにより、現像性、基板密着性、パターン断面形状、の評価を行った。評価方法の詳細は以下の通りである。
<現像性>
露光工程において、光が照射されなかった領域(未露光部)の残渣の有無を観察し、現像性を評価した。
○:未露光部には、残渣がまったく確認されなかった。
△:未露光部に、残渣がわずかに確認されたが、実用上問題のない程度であった。
×:未露光部に、残渣が著しく確認された。
露光工程において、光が照射されなかった領域(未露光部)の残渣の有無を観察し、現像性を評価した。
○:未露光部には、残渣がまったく確認されなかった。
△:未露光部に、残渣がわずかに確認されたが、実用上問題のない程度であった。
×:未露光部に、残渣が著しく確認された。
<基板密着性>
基板密着性の評価として、パターン欠損が発生しているか否かを観察した。これらの評価項目については、下記基準に基づいて評価を行った
○:パターン欠損がまったく観察されなかった。
△:パターン欠損がほとんど観察されなかったが、一部分欠損が観察された。
×:パターン欠損が著しく観察された。
基板密着性の評価として、パターン欠損が発生しているか否かを観察した。これらの評価項目については、下記基準に基づいて評価を行った
○:パターン欠損がまったく観察されなかった。
△:パターン欠損がほとんど観察されなかったが、一部分欠損が観察された。
×:パターン欠損が著しく観察された。
<パターン断面形状>
形成されたパターンの断面形状を観察した。パターン断面形状は順テーパーが最も好ましく、矩形が次に好ましい。逆テーパーは好ましくない。
形成されたパターンの断面形状を観察した。パターン断面形状は順テーパーが最も好ましく、矩形が次に好ましい。逆テーパーは好ましくない。
[実施例13〜実施例21]
実施例12において、着色硬化性組成物A−1中の特定増感剤、光重合開始剤、及び共増感剤を、下記表3に示されるものに置き換えた以外は、すべて実施例12と同様にして、着色硬化性組成物A−2〜A−10を調製し、これを用いてなる着色パターンを有するカラーフィルタを得た。さらに、実施例12と同様の評価を行った。結果を表3に示す。
実施例12において、着色硬化性組成物A−1中の特定増感剤、光重合開始剤、及び共増感剤を、下記表3に示されるものに置き換えた以外は、すべて実施例12と同様にして、着色硬化性組成物A−2〜A−10を調製し、これを用いてなる着色パターンを有するカラーフィルタを得た。さらに、実施例12と同様の評価を行った。結果を表3に示す。
[比較例10]
実施例12において、着色硬化性組成物A−1を、下記着色硬化性組成物B−1に変更した以外は、すべて実施例12と同様にして、比較用着色硬化性組成物B−1を調製すると共に、着色パターンを形成してカラーフィルタを得た。さらに、実施例12と同様の評価を行った。結果を表3に示す。
実施例12において、着色硬化性組成物A−1を、下記着色硬化性組成物B−1に変更した以外は、すべて実施例12と同様にして、比較用着色硬化性組成物B−1を調製すると共に、着色パターンを形成してカラーフィルタを得た。さらに、実施例12と同様の評価を行った。結果を表3に示す。
<着色硬化性組成物B−1>
・顔料分散液(P1) 600質量部
・(F)バインダーポリマー:アルカリ可溶性樹脂
(ベンジルメタクリレート/メタクリル酸/ヒドロキシエチル
メタクリレート共重合体、mol比:80/10/10、
Mw:10000、) 200質量部
・(C)重合性化合物:ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート 60質量部
・(B)光重合開始剤:1−〔4−(フェニルチオ)フェニル〕−2
−(O−ベンゾイルオキシム)(D2) 140質量部
・溶媒:プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 1000質量部
・界面活性剤(商品名:テトラニック150R1、BASF社) 1質量部
・顔料分散液(P1) 600質量部
・(F)バインダーポリマー:アルカリ可溶性樹脂
(ベンジルメタクリレート/メタクリル酸/ヒドロキシエチル
メタクリレート共重合体、mol比:80/10/10、
Mw:10000、) 200質量部
・(C)重合性化合物:ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート 60質量部
・(B)光重合開始剤:1−〔4−(フェニルチオ)フェニル〕−2
−(O−ベンゾイルオキシム)(D2) 140質量部
・溶媒:プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 1000質量部
・界面活性剤(商品名:テトラニック150R1、BASF社) 1質量部
[比較例11〜比較例14]
実施例12において調製した着色硬化性組成物A−1において、特定増感剤、光重合開始剤、及び共増感剤を、下記表3に示される比較化合物、光重合開始剤、及び共増感剤に置き換えた以外は、すべて実施例12と同様にして、比較用着色硬化性組成物B−2〜B−5を調製し、これを用いてなる着色パターンを有するカラーフィルタを得た。さらに、実施例12と同様の評価を行った。結果を表3に示す。
実施例12において調製した着色硬化性組成物A−1において、特定増感剤、光重合開始剤、及び共増感剤を、下記表3に示される比較化合物、光重合開始剤、及び共増感剤に置き換えた以外は、すべて実施例12と同様にして、比較用着色硬化性組成物B−2〜B−5を調製し、これを用いてなる着色パターンを有するカラーフィルタを得た。さらに、実施例12と同様の評価を行った。結果を表3に示す。
表3に示される、光重合開始剤D1〜D3、共増感剤F1〜F3は、以下に示す化合物である。
D1: 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
D2: 1−〔4−(フェニルチオ)フェニル〕−2−(O−ベンゾイルオキシム)
D3: 4−ベンズオキソラン−2,6−ジ(トリクロロメチル)−s−トリアジン
F1: 2−メルカプトベンゾイミダゾール
F2: 2−メルカプトベンゾチアゾール
F3: 4、4’−ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン
また、特定化合物(A−1)〜特定化合物(A−6)、及び比較化合物1〜比較化合物4は、表1に記載の化合物である。
D1: 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
D2: 1−〔4−(フェニルチオ)フェニル〕−2−(O−ベンゾイルオキシム)
D3: 4−ベンズオキソラン−2,6−ジ(トリクロロメチル)−s−トリアジン
F1: 2−メルカプトベンゾイミダゾール
F2: 2−メルカプトベンゾチアゾール
F3: 4、4’−ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン
また、特定化合物(A−1)〜特定化合物(A−6)、及び比較化合物1〜比較化合物4は、表1に記載の化合物である。
表3の結果から、特定増感剤(特定化合物(A−1)〜特定化合物(A−6))を含有する各実施例の着色硬化性組成物は、その溶液状態において保存安定性に優れたものであることがわかる。また、この着色硬化性組成物を用いて、支持体上で着色パターンを形成した場合には、特定増感剤を含有しないか、或いは、特定増感剤に代えて比較化合物1〜4を用いた各比較例に対して、露光感度が高く、現像性に優れると共に、基板密着性、パターン断面形状の何れにも優れたカラーフィルタが得られていることがわかる。
[実施例22]
以下、固体撮像素子用途のカラーフィルタ形成用として着色剤(染料)を含有する硬化性組成物を調整した例を挙げて説明する。
以下、固体撮像素子用途のカラーフィルタ形成用として着色剤(染料)を含有する硬化性組成物を調整した例を挙げて説明する。
〔1.レジスト液の調製〕
下記組成の成分を混合して溶解し、レジスト液を調製した。
−レジスト液の組成−
・プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 19.20質量部
(PGMEA)
・乳酸エチル 36.67質量部
・樹脂 30.51質量部
〔メタクリル酸ベンジル/メタクリル酸/メタクリル酸
−2−ヒドロキシエチル共重合体(モル比=60/22/18)
の40%PGMEA溶液〕
・ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート 12.20質量部
・重合禁止剤(p−メトキシフェノール) 0.0061質量部
・フッ素系界面活性剤 0.83質量部
(F−475、大日本インキ化学工業(株)製)
・光重合開始剤 0.586質量部
(TAZ−107(トリハロメチルトリアジン系の光重合開始剤)、みどり化学社製)
下記組成の成分を混合して溶解し、レジスト液を調製した。
−レジスト液の組成−
・プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 19.20質量部
(PGMEA)
・乳酸エチル 36.67質量部
・樹脂 30.51質量部
〔メタクリル酸ベンジル/メタクリル酸/メタクリル酸
−2−ヒドロキシエチル共重合体(モル比=60/22/18)
の40%PGMEA溶液〕
・ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート 12.20質量部
・重合禁止剤(p−メトキシフェノール) 0.0061質量部
・フッ素系界面活性剤 0.83質量部
(F−475、大日本インキ化学工業(株)製)
・光重合開始剤 0.586質量部
(TAZ−107(トリハロメチルトリアジン系の光重合開始剤)、みどり化学社製)
〔2.下塗り層付シリコンウエハ基板の作製〕
6inchシリコンウエハをオーブン中で200℃のもと30分加熱処理した。次いで、このシリコンウエハ上に前記レジスト液を乾燥膜厚が2μmになるように塗布し、更に220℃のオーブン中で1時間加熱乾燥させて下塗り層を形成し、下塗り層付シリコンウエハ基板を得た。
6inchシリコンウエハをオーブン中で200℃のもと30分加熱処理した。次いで、このシリコンウエハ上に前記レジスト液を乾燥膜厚が2μmになるように塗布し、更に220℃のオーブン中で1時間加熱乾燥させて下塗り層を形成し、下塗り層付シリコンウエハ基板を得た。
〔3.着色硬化性組成物C−1の調製〕
下記組成C−1の化合物を混合して溶解し、着色硬化性組成物C−1を調製した。
<着色硬化性組成物C−1>
・シクロヘキサノン(溶剤) 80質量部
・(D)着色剤:C.I.Acid Blue 108 7.5質量部
・(D)着色剤:C.I.ソルベントイエロー162 2.5質量部
・(C)重合性化合物:テトラエリスリトールトリアクリレートと
ジペンタエリスリトールヘキサアクリレートと
の3:7の混合物 7.0質量部
・(B)光重合開始剤: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(D1) 1質量部
・(A)特定増感剤:特定化合物(A−1) 0.7質量部
・(G)共増感剤:2−メルカプトベンゾチアゾール(F2) 0.8質量部
・グリセロールプロポキシレート 0.5質量部
(数平均分子量Mn:1500、モル吸光係数ε=0、無色化合物)
下記組成C−1の化合物を混合して溶解し、着色硬化性組成物C−1を調製した。
<着色硬化性組成物C−1>
・シクロヘキサノン(溶剤) 80質量部
・(D)着色剤:C.I.Acid Blue 108 7.5質量部
・(D)着色剤:C.I.ソルベントイエロー162 2.5質量部
・(C)重合性化合物:テトラエリスリトールトリアクリレートと
ジペンタエリスリトールヘキサアクリレートと
の3:7の混合物 7.0質量部
・(B)光重合開始剤: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(D1) 1質量部
・(A)特定増感剤:特定化合物(A−1) 0.7質量部
・(G)共増感剤:2−メルカプトベンゾチアゾール(F2) 0.8質量部
・グリセロールプロポキシレート 0.5質量部
(数平均分子量Mn:1500、モル吸光係数ε=0、無色化合物)
〔4.着色硬化性組成物C−1(塗布液)の保存安定性評価〕
着色硬化性組成物C−1を室温で1ケ月保存した後、異物の析出度合いを目視により下記判定基準に従って評価した。結果を下記表4に示す。
<判定基準>
○:析出は認められなかった。
△:僅かに析出が認められた。
×:析出が認められた。
着色硬化性組成物C−1を室温で1ケ月保存した後、異物の析出度合いを目視により下記判定基準に従って評価した。結果を下記表4に示す。
<判定基準>
○:析出は認められなかった。
△:僅かに析出が認められた。
×:析出が認められた。
〔5.着色硬化性組成物C−1によるカラーフィルタの作製及び評価〕
前記3.で調製した着色感光性樹脂組成物C−1を、前記2.で得られた下塗り層付シリコンウエハ基板の下塗り層上に塗布し、光硬化性の塗布膜を形成した。そして、この塗布膜の乾燥膜厚が0.9μmになるように、100℃のホットプレートを用いて120秒間加熱処理(プリベーク)を行なった。
次いで、i線ステッパー露光装置FPA−3000i5+(Canon(株)製)を使用して365nmの波長でパターンが2μm四方のIslandパターンマスクを通して10〜1600mJ/cm2の露光量で照射した。
その後、照射された塗布膜が形成されているシリコンウエハ基板をスピン・シャワー現像機(DW−30型、(株)ケミトロニクス製)の水平回転テーブル上に載置し、CD−2000(富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ(株)製)を用いて23℃で60秒間パドル現像を行ない、シリコンウエハ基板に着色パターンを形成した。
前記3.で調製した着色感光性樹脂組成物C−1を、前記2.で得られた下塗り層付シリコンウエハ基板の下塗り層上に塗布し、光硬化性の塗布膜を形成した。そして、この塗布膜の乾燥膜厚が0.9μmになるように、100℃のホットプレートを用いて120秒間加熱処理(プリベーク)を行なった。
次いで、i線ステッパー露光装置FPA−3000i5+(Canon(株)製)を使用して365nmの波長でパターンが2μm四方のIslandパターンマスクを通して10〜1600mJ/cm2の露光量で照射した。
その後、照射された塗布膜が形成されているシリコンウエハ基板をスピン・シャワー現像機(DW−30型、(株)ケミトロニクス製)の水平回転テーブル上に載置し、CD−2000(富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ(株)製)を用いて23℃で60秒間パドル現像を行ない、シリコンウエハ基板に着色パターンを形成した。
着色パターンが形成されたシリコンウエハ基板を真空チャック方式で前記水平回転テーブルに固定し、回転装置によって該シリコンウエハ基板を回転数50r.p.m.で回転させつつ、その回転中心の上方より純水を噴出ノズルからシャワー状に供給してリンス処理を行ない、その後スプレー乾燥した。
<露光感度>
露光工程において光が照射された領域の現像後の膜厚が、露光前の膜厚100%に対して95%以上であった最小の露光量を露光感度として評価した。露光感度の値が小さいほど感度が高いことを示す。またその際の、測長SEM「S−9260A」(日立ハイテクノロジーズ(株)製)を用いて、着色パターンのサイズを測定した。パターンサイズが2μmに近いほど、硬化性が充分で感度が良好であることを示す。
測定評価の結果を下記表4に示す。
露光工程において光が照射された領域の現像後の膜厚が、露光前の膜厚100%に対して95%以上であった最小の露光量を露光感度として評価した。露光感度の値が小さいほど感度が高いことを示す。またその際の、測長SEM「S−9260A」(日立ハイテクノロジーズ(株)製)を用いて、着色パターンのサイズを測定した。パターンサイズが2μmに近いほど、硬化性が充分で感度が良好であることを示す。
測定評価の結果を下記表4に示す。
<基板密着性>
基板密着性の評価として、パターン欠損が発生しているか否かを観察した。これらの評価項目については、下記基準に基づいて評価を行った。結果を下記表4に示す。
○:パターン欠損がまったく観察されなかった。
△:パターン欠損がほとんど観察されなかったが、一部分欠損が観察された。
×:パターン欠損が著しく観察された。
基板密着性の評価として、パターン欠損が発生しているか否かを観察した。これらの評価項目については、下記基準に基づいて評価を行った。結果を下記表4に示す。
○:パターン欠損がまったく観察されなかった。
△:パターン欠損がほとんど観察されなかったが、一部分欠損が観察された。
×:パターン欠損が著しく観察された。
<パターン断面形状>
形成されたパターンの断面形状を観察した。パターン断面形状は順テーパーが最も好ましく、矩形が次に好ましい。逆テーパーは好ましくない。結果を下記表4に示す。
形成されたパターンの断面形状を観察した。パターン断面形状は順テーパーが最も好ましく、矩形が次に好ましい。逆テーパーは好ましくない。結果を下記表4に示す。
[実施例23〜実施例30]
実施例22において、着色感光性樹脂組成物C−1の調製に用いた組成C−1中の特定増感剤、光重合開始剤、共増感剤を、下記表4に示すようにそれぞれ変更した以外は、実施例22と同様にして、着色感光性樹脂組成物C−2〜C−9を調製すると共に、着色パターンの形成、及び評価を行なった。結果を下記表4に示す。
実施例22において、着色感光性樹脂組成物C−1の調製に用いた組成C−1中の特定増感剤、光重合開始剤、共増感剤を、下記表4に示すようにそれぞれ変更した以外は、実施例22と同様にして、着色感光性樹脂組成物C−2〜C−9を調製すると共に、着色パターンの形成、及び評価を行なった。結果を下記表4に示す。
[実施例31]
実施例22において、着色硬化性組成物C−1を、下記着色硬化性組成物D−1に変更した以外は、実施例22と同様にして、着色感光性樹脂組成物D−1を調製すると共に、着色パターンの形成、及び評価を行なった。結果を下記表4に示す。
実施例22において、着色硬化性組成物C−1を、下記着色硬化性組成物D−1に変更した以外は、実施例22と同様にして、着色感光性樹脂組成物D−1を調製すると共に、着色パターンの形成、及び評価を行なった。結果を下記表4に示す。
<着色硬化性組成物D−1>
・シクロヘキサノン 80質量部
・(D)着色剤:C.I.PigmentRed 254 6.0質量部
・(D)着色剤:C.I.PigmentYellow 139 4.0質量部
・(C)重合性化合物:ラジカル重合性モノマー 7.0質量部
〔下記の例示化合物(M−2)とジペンタエリスリトールヘキサアクリレートとの3:7の混合物〕
・(B)光重合開始剤:ラジカル発生剤 1質量部
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(D1)
・(G)共増感剤:2−メルカプトベンゾチアゾール(F2) 0.7質量部
・(A)特定増感剤:特定化合物(A−1) 0.8質量部
・グリセロールプロポキシレート(数平均分子量Mn:1500) 0.5質量部
例示化合物(M−2):テトラメチロールプロパントリアクリレート
・シクロヘキサノン 80質量部
・(D)着色剤:C.I.PigmentRed 254 6.0質量部
・(D)着色剤:C.I.PigmentYellow 139 4.0質量部
・(C)重合性化合物:ラジカル重合性モノマー 7.0質量部
〔下記の例示化合物(M−2)とジペンタエリスリトールヘキサアクリレートとの3:7の混合物〕
・(B)光重合開始剤:ラジカル発生剤 1質量部
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(D1)
・(G)共増感剤:2−メルカプトベンゾチアゾール(F2) 0.7質量部
・(A)特定増感剤:特定化合物(A−1) 0.8質量部
・グリセロールプロポキシレート(数平均分子量Mn:1500) 0.5質量部
例示化合物(M−2):テトラメチロールプロパントリアクリレート
[実施例32、実施例33、比較例21]
実施例31において、着色感光性樹脂組成物D−1の調製に用いた組成D−1中の特定増感剤、光重合開始剤、共増感剤を、下記表4に示すようにそれぞれ変更した以外は、実施例31と同様にして、着色感光性樹脂組成物D−2、D−3、及びH−1を調製すると共に、着色パターンの形成、及び評価を行なった。結果を下記表4に示す。
実施例31において、着色感光性樹脂組成物D−1の調製に用いた組成D−1中の特定増感剤、光重合開始剤、共増感剤を、下記表4に示すようにそれぞれ変更した以外は、実施例31と同様にして、着色感光性樹脂組成物D−2、D−3、及びH−1を調製すると共に、着色パターンの形成、及び評価を行なった。結果を下記表4に示す。
[比較例15]
実施例22において、着色硬化性組成物C−1を、下記着色硬化性組成物E−1に変更した以外は、実施例22と同様にして、着色感光性樹脂組成物E−1を調製すると共に、着色パターンの形成、及び評価を行なった。結果を下記表4に示す。
実施例22において、着色硬化性組成物C−1を、下記着色硬化性組成物E−1に変更した以外は、実施例22と同様にして、着色感光性樹脂組成物E−1を調製すると共に、着色パターンの形成、及び評価を行なった。結果を下記表4に示す。
<組成E−1>
・シクロヘキサノン 80質量部
・(D)着色剤:C.I.Acid Blue 108 7.5質量部
・(D)着色剤:C.I.ソルベントイエロー 162 2.5質量部
・(C)重合性化合物:ラジカル重合性モノマー 7.0質量部
〔前記例示化合物(M−2)とジペンタエリスリトールヘキサアクリレートとの3:7の混合物〕
・(B)光重合開始剤: 2.5質量部
(CGI−124、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製;
オキシム系光重合開始剤)
・グリセロールプロポキシレート(数平均分子量Mn:1500) 0.5質量部
・シクロヘキサノン 80質量部
・(D)着色剤:C.I.Acid Blue 108 7.5質量部
・(D)着色剤:C.I.ソルベントイエロー 162 2.5質量部
・(C)重合性化合物:ラジカル重合性モノマー 7.0質量部
〔前記例示化合物(M−2)とジペンタエリスリトールヘキサアクリレートとの3:7の混合物〕
・(B)光重合開始剤: 2.5質量部
(CGI−124、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製;
オキシム系光重合開始剤)
・グリセロールプロポキシレート(数平均分子量Mn:1500) 0.5質量部
[比較例20]
実施例22において、着色硬化性組成物C−1を、下記着色硬化性組成物F−1に変更した以外は、実施例22と同様にして、着色感光性樹脂組成物F−1を調製すると共に、着色パターンの形成、及び評価を行なった。結果を下記表4に示す。
実施例22において、着色硬化性組成物C−1を、下記着色硬化性組成物F−1に変更した以外は、実施例22と同様にして、着色感光性樹脂組成物F−1を調製すると共に、着色パターンの形成、及び評価を行なった。結果を下記表4に示す。
<組成F−1>
・シクロヘキサノン 80質量部
・(D)着色剤:C.I.PigmentRed 254 6.0質量部
・(D)着色剤:C.I.PigmentYellow 139 4.0質量部
・(C)重合開始剤:ラジカル重合性モノマー 7.0質量部
〔前記例示化合物(M−2)とジペンタエリスリトールヘキサアクリレートとの3:7の混合物〕
・(B)光重合開始剤: 2.5質量部
(CGI−124、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製;
オキシム系光重合開始剤)
・グリセロールプロポキシレート 0.5質量部
(数平均分子量Mn:1500、モル吸光係数ε=0、本発明に係る無色化合物)
・シクロヘキサノン 80質量部
・(D)着色剤:C.I.PigmentRed 254 6.0質量部
・(D)着色剤:C.I.PigmentYellow 139 4.0質量部
・(C)重合開始剤:ラジカル重合性モノマー 7.0質量部
〔前記例示化合物(M−2)とジペンタエリスリトールヘキサアクリレートとの3:7の混合物〕
・(B)光重合開始剤: 2.5質量部
(CGI−124、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製;
オキシム系光重合開始剤)
・グリセロールプロポキシレート 0.5質量部
(数平均分子量Mn:1500、モル吸光係数ε=0、本発明に係る無色化合物)
[比較例16〜比較例19]
実施例22において、着色硬化性組成物C−1の調製に用いた組成C−1を、下記表4に示した組成に変更した以外は、すべて実施例22と同様にして、着色硬化性組成物G−1〜G−4を調製すると共に、着色パターンを形成してカラーフィルタを得た。さらに、実施例22と同様の評価を行った。結果を表4に示す。
実施例22において、着色硬化性組成物C−1の調製に用いた組成C−1を、下記表4に示した組成に変更した以外は、すべて実施例22と同様にして、着色硬化性組成物G−1〜G−4を調製すると共に、着色パターンを形成してカラーフィルタを得た。さらに、実施例22と同様の評価を行った。結果を表4に示す。
表4に示される、光重合開始剤D1〜D3、共増感剤F2、F3は、前記表2で示した化合物である。また、特定化合物(A−1)〜特定化合物(A−6)、比較化合物1〜4は、前記表1で示した化合物である。
表4の結果から、特定増感剤(特定化合物(A−1)〜特定化合物(A−6))を含有する実施例の各着色硬化性組成物は、その溶液状態において保存安定性に優れ、支持体上で画像形成した場合においても、特定増感剤を含有しないか、或いは、特定増感剤に置き換えて比較化合物1〜比較化合物4を用いた各比較例、及び特定増感剤が含有しない各比較例との対比において、露光感度が高く、基板密着性、パターン断面形状の何れにも優れていることがわかる。
Claims (7)
- 下記一般式(I)で表される化合物と、光重合開始剤と、重合性化合物と、を含有することを特徴とする硬化性組成物。
- 着色剤を含有することを特徴とする請求項1に記載の硬化性組成物。
- 前記光重合開始剤がビイミダゾール系化合物であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の硬化性組成物。
- チオール化合物を含有することを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の硬化性組成物。
- 請求項2乃至請求項4のいずれか1項に記載の硬化性組成物を含有することを特徴とするカラーフィルタ用硬化性組成物。
- 支持体上に、請求項5に記載のカラーフィルタ用硬化性組成物を用いてなる着色パターンを有することを特徴とするカラーフィルタ。
- 支持体上に、請求項5に記載のカラーフィルタ用硬化性組成物を塗布して着色硬化性組成物層を形成する工程と、該着色硬化性組成物層をマスクを介して露光する工程と、露光後の該着色硬化性組成物層を現像して着色パターンを形成する工程と、を含むことを特徴とするカラーフィルタの製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006343253A JP2008157995A (ja) | 2006-12-20 | 2006-12-20 | 硬化性組成物、カラーフィルタ用硬化性組成物、カラーフィルタ、及びカラーフィルタの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006343253A JP2008157995A (ja) | 2006-12-20 | 2006-12-20 | 硬化性組成物、カラーフィルタ用硬化性組成物、カラーフィルタ、及びカラーフィルタの製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2008157995A true JP2008157995A (ja) | 2008-07-10 |
Family
ID=39659003
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2006343253A Pending JP2008157995A (ja) | 2006-12-20 | 2006-12-20 | 硬化性組成物、カラーフィルタ用硬化性組成物、カラーフィルタ、及びカラーフィルタの製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2008157995A (ja) |
-
2006
- 2006-12-20 JP JP2006343253A patent/JP2008157995A/ja active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5344790B2 (ja) | 硬化性組成物、カラーフィルタ及びその製造方法 | |
JP5339781B2 (ja) | 着色硬化性組成物、カラーフィルタ、及び、固体撮像素子 | |
JP5213375B2 (ja) | 顔料分散液、硬化性組成物、それを用いるカラーフィルタ及び固体撮像素子 | |
JP4832973B2 (ja) | カラーフィルタ用硬化性組成物、カラーフィルタ、及びその製造方法 | |
JP4969189B2 (ja) | 固体撮像素子用途のカラーフィルタ形成用の硬化性組成物、固体撮像素子用途のカラーフィルタ及びその製造方法 | |
JP5178081B2 (ja) | カラーフィルタ形成用硬化性組成物、これを用いたカラーフィルタ及びその製造方法、並びに固体撮像素子 | |
JP5196738B2 (ja) | カラーフィルタ用着色硬化性組成物、カラーフィルタ、及びその製造方法 | |
JP2008083090A (ja) | 硬化性組成物、カラーフィルタおよびその製造方法 | |
JP2008032860A (ja) | 硬化性組成物、カラーフィルタ、及びその製造方法 | |
JP5132160B2 (ja) | 硬化性組成物、カラーフィルタ、カラーフィルタの製造方法、及びグラフトポリマー | |
KR101398503B1 (ko) | 화합물, 감광성 조성물, 경화성 조성물, 컬러 필터용 경화성 조성물, 컬러 필터, 및 그 제조 방법 | |
JP5586828B2 (ja) | 顔料分散組成物、硬化性組成物、並びにカラーフィルタ及びその製造方法 | |
JP5523655B2 (ja) | 顔料分散組成物、硬化性組成物、並びにカラーフィルタ及びその製造方法 | |
JP5191201B2 (ja) | カラーフィルタ用着色硬化性組成物、カラーフィルタ、及びその製造方法 | |
JP4805077B2 (ja) | カラーフィルタ用感光性組成物、カラーフィルタ、及びその製造方法 | |
JP2010113034A (ja) | 硬化性組成物、カラーフィルタ、その製造方法及び固体撮像素子 | |
JP4805018B2 (ja) | 光重合性組成物、カラーフィルタ、及びその製造方法 | |
JP5105867B2 (ja) | 硬化性組成物、カラーフィルタ及びその製造方法 | |
JP2008065161A (ja) | カラーフィルタ用硬化性組成物、カラーフィルタ、及びその製造方法 | |
JP4912770B2 (ja) | カラーフィルタ用硬化性組成物、カラーフィルタ、及びその製造方法 | |
JP5013831B2 (ja) | カラーフィルタ用硬化性組成物、カラーフィルタ、及びその製造方法 | |
JP2008197285A (ja) | カラーフィルタ用硬化性組成物 | |
JP2011118060A (ja) | 顔料分散液、着色硬化性組成物、カラーフィルタ、カラーフィルタの製造方法、及び固体撮像素子 | |
JP2008058525A (ja) | カラーフィルタ用硬化性組成物、カラーフィルタ、及びその製造方法 | |
JP2008056617A (ja) | 化合物、感光性組成物、硬化性組成物、カラーフィルタ用硬化性組成物、カラーフィルタ、及びカラーフィルタの製造方法 |