JP2017122204A - 着色樹脂組成物 - Google Patents
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Abstract
【課題】耐熱性、耐溶剤性が良好な着色パターンを形成することができる着色樹脂組成物の提供。【解決手段】重合性モノマー(A)、着色剤(B)、溶剤(C)、及びバインダー樹脂(D)を含有し、重合性モノマー(A)が、下式で表される化合物を含む着色樹脂組成物。全固形分中の重合性モノマー(A)の割合が1〜60質量%着色剤(B)の割合が0.1〜80質量%である着色樹脂組成物。【選択図】なし
Description
本発明は、着色樹脂組成物に関する。
着色硬化性樹脂組成物は、液晶表示装置、エレクトロルミネッセンス表示装置及びプラズマディスプレイ等の表示装置に使用されるカラーフィルタの製造に用いられている。着色硬化性樹脂組成物を用いてカラーフィルタを製造する方法としては、基板上に、着色感放射線性組成物を塗布して乾燥し、乾燥塗膜を所望のパターン形状に放射線を照射(以下、「露光」という。)した後、現像することにより各色の画素を得る方法(例えば、特許文献1及び2)が知られている。しかしながら、これらの着色硬化性樹脂組成物により形成されるカラーフィルタは、耐熱性、耐溶剤性において必ずしも十分に満足できるものではなかった。
本発明の課題は、耐熱性、耐溶剤性が良好な着色パターンを形成することができる着色樹脂組成物を提供することにある。
本発明者等は、鋭意検討を重ねた結果、着色樹脂組成物に特定の重合性モノマーを含有させることで、上記課題を解決しうることを見出して、本発明に到達した。
即ち、本発明は以下の通りである。
即ち、本発明は以下の通りである。
[1] 重合性モノマー(A)、着色剤(B)、溶剤(C)、及びバインダー樹脂(D)を含有し、重合性モノマー(A)が、下記式(1)で表される化合物を含む着色樹脂組成物。
(1)
(式(1)において、複数のR1及びR2は同一または異なってよい。R1は水素原子、炭素数1〜10のアルキル基を示し、nは0〜15の整数を示し、R2は水素原子またはメチル基を示し、R3は水素原子、炭素数1〜10のアルキル基、または式(2)で表される構造を示す。)
(2)
(式(2)において、R2は、上記式(1)と同義である。破線は結合部分を示す。)
(式(1)において、複数のR1及びR2は同一または異なってよい。R1は水素原子、炭素数1〜10のアルキル基を示し、nは0〜15の整数を示し、R2は水素原子またはメチル基を示し、R3は水素原子、炭素数1〜10のアルキル基、または式(2)で表される構造を示す。)
(式(2)において、R2は、上記式(1)と同義である。破線は結合部分を示す。)
[2] 全固形分中の重合性モノマー(A)の割合が1〜60質量%、着色剤(B)の割合が0.1〜80質量部である[1]に記載の着色樹脂組成物。
[3] 前記重合性モノマー(A)がエチレン性不飽和結合を3つ以上有する重合性化合物を含有する[1]又は[2]に記載の着色樹脂組成物。
[4] 更に、重合開始剤(E)を含有する、[1]〜[3]のいずれかに記載の着色樹脂組成物。
[5] [1]〜[4]のいずれかに記載の着色樹脂組成物を硬化した硬化物。
[6] [5]に記載の硬化物を含有するカラーフィルタ。
本発明の着色樹脂組成物を用いれば、耐熱性、耐溶剤性が良好な着色パターンを有するカラーフィルタを得ることができる。
本発明の着色樹脂組成物は、カラー液晶表示素子用カラーフィルタ、固体撮像素子の色分解用カラーフィルタ、有機EL表示素子用カラーフィルタ、電子ペーパー用カラーフィルタを始めとする各種のカラーフィルタに極めて好適に使用することができる。
本発明の着色樹脂組成物は、カラー液晶表示素子用カラーフィルタ、固体撮像素子の色分解用カラーフィルタ、有機EL表示素子用カラーフィルタ、電子ペーパー用カラーフィルタを始めとする各種のカラーフィルタに極めて好適に使用することができる。
以下に、本発明の構成要件及び実施の形態等について詳細に説明するが、発明の効果を奏する限りにおいて実施形態を適宜変更することができる。
尚、本発明において「(メタ)アクリル」等は「アクリル及びメタクリルのうち少なくとも一つ」、「(メタ)アクリレート」等は、「アクリレート及びメタクリレートのうち少なくとも一つ」等を意味する。
例えば「(メタ)アクリル酸」は「アクリル酸及びメタクリル酸のうち少なくとも一つ」を意味する。
尚、本発明において「(メタ)アクリル」等は「アクリル及びメタクリルのうち少なくとも一つ」、「(メタ)アクリレート」等は、「アクリレート及びメタクリレートのうち少なくとも一つ」等を意味する。
例えば「(メタ)アクリル酸」は「アクリル酸及びメタクリル酸のうち少なくとも一つ」を意味する。
また、「全固形分」とは、着色樹脂組成物に含まれる、後記する溶剤成分以外の全成分を意味するものとする。
本発明において、特に断りの無い限り、重量平均分子量とは、GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)によるポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)を意味する。「C.I.」は、カラーインデックス(C.I.)を意味する。
本発明において、特に断りの無い限り、重量平均分子量とは、GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)によるポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)を意味する。「C.I.」は、カラーインデックス(C.I.)を意味する。
本発明において、「芳香族環」とは「芳香族炭化水素環」及び「芳香族複素環」の双方を意味する。
本発明の着色樹脂組成物(以下、単に「本発明の着色樹脂組成物」称する場合がある)は、重合性モノマー(A)、着色剤(B)、溶剤(C)、及びバインダー樹脂(D)を含有する。
[重合性モノマー(A)について]
重合性モノマー(A)とは重合性の化合物(1)単体又は化合物(1)と後述するその他の重合性モノマーを含む混合物である。
重合性モノマー(A)とは重合性の化合物(1)単体又は化合物(1)と後述するその他の重合性モノマーを含む混合物である。
(式(1)において、複数のR1及びR2は同一または異なってよい。R1は水素原子、炭素数1〜10のアルキル基を示し、nは0〜15の整数を示し、R2は水素原子またはメチル基を示し、R3は水素原子、炭素数1〜10のアルキル基、または式(2)で表される構造を示す。)
(式(2)において、R2は、上記式(1)と同義である。破線は結合部分を示す。)
(分子量)
本発明のおける化合物(1)の分子量は、通常250〜1000、耐熱性及び溶解性の観点から好ましくは300〜800である。
本発明のおける化合物(1)の分子量は、通常250〜1000、耐熱性及び溶解性の観点から好ましくは300〜800である。
(化合物(1)の合成方法)
化合物(1)は、例えば、公知の方法(I)または(II)に従って合成することが可能である。
(I)アダマンタンカルボン酸化合物を酸クロリド化した後、ヒドロキシル基を有する多官能(メタ)アクリル化合物(例えば、ペンタエリスリトールトリアクリレート)とエステル化反応する方法。
(II)アダマンタンカルボン酸化合物と多官能アルコール(例えば、ペンタエリスリトール)を触媒存在下でエステル化反応させた後、(メタ)アクリル酸化と反応する方法。
化合物(1)は、例えば、公知の方法(I)または(II)に従って合成することが可能である。
(I)アダマンタンカルボン酸化合物を酸クロリド化した後、ヒドロキシル基を有する多官能(メタ)アクリル化合物(例えば、ペンタエリスリトールトリアクリレート)とエステル化反応する方法。
(II)アダマンタンカルボン酸化合物と多官能アルコール(例えば、ペンタエリスリトール)を触媒存在下でエステル化反応させた後、(メタ)アクリル酸化と反応する方法。
[その他の重合性モノマー]
その他の重合性モノマーは化合物(1)以外の重合可能な低分子化合物であり、二重結合を有する化合物であればば特に制限はない。
その他の重合性モノマーとして、反応性の点から好ましくはエチレン性二重結合を少なくとも1つ有する付加重合可能な化合物である。
その他の重合性モノマーは化合物(1)以外の重合可能な低分子化合物であり、二重結合を有する化合物であればば特に制限はない。
その他の重合性モノマーとして、反応性の点から好ましくはエチレン性二重結合を少なくとも1つ有する付加重合可能な化合物である。
エチレン性不飽和結合を1つ有する重合性化合物としては、例えば、ノニルフェニルカ
ルビトールアクリレート、2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピルアクリレート、2−
エチルヘキシルカルビトールアクリレート、2−ヒドロキシエチルアクリレート、N−ビニルピロリドンが挙げられる。
ルビトールアクリレート、2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピルアクリレート、2−
エチルヘキシルカルビトールアクリレート、2−ヒドロキシエチルアクリレート、N−ビニルピロリドンが挙げられる。
エチレン性不飽和結合を2つ有する重合性化合物としては、例えば、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、3−メチルペンタンジオールジ(メタ)アクリレートが挙げられる。
しかしながら、その他の重合性モノマーは耐熱性向上の観点からエチレン性不飽和結合を3つ以上有する重合性化合物が好ましい。
このような重合性化合物としては、例えば、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、トリペンタエリスリトールオクタ(メタ)アクリレート、トリペンタエリスリトールヘプタ(メタ)アクリレート、テトラペンタエリスリトールデカ(メタ)アクリレート、テトラペンタエリスリトールノナ(メタ)アクリレート、トリス(2−(メタ)アクリロイルオキシエチル)イソシアヌレートが挙げられ、中でも、入手が用意である点からジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート及びジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレートが好ましい。
また、重合性モノマー(A)中の化合物(1)の割合は20質量%以上が好ましい。
このような重合性化合物としては、例えば、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、トリペンタエリスリトールオクタ(メタ)アクリレート、トリペンタエリスリトールヘプタ(メタ)アクリレート、テトラペンタエリスリトールデカ(メタ)アクリレート、テトラペンタエリスリトールノナ(メタ)アクリレート、トリス(2−(メタ)アクリロイルオキシエチル)イソシアヌレートが挙げられ、中でも、入手が用意である点からジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート及びジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレートが好ましい。
また、重合性モノマー(A)中の化合物(1)の割合は20質量%以上が好ましい。
重合性モノマー(A)の含有量は、全固形分中、通常1〜60質量%、光硬化性の観点より好ましくは1〜50質量%、特に好ましくは1〜40質量%であり、カラーフィルタ膜形成時の耐熱性及び耐溶剤性が良好となる。
[着色剤(B)]
本発明における着色剤(B)としては着色性を有すれば特に限定されるものではなく、カラーフィルタの用途に応じて色彩や材質を適宜選択することができる。具体的には、着色剤として、顔料、染料及び天然色素を使用することができるが、カラーフィルタには高い色純度、輝度、コントラスト等が求められることから、顔料及び染料が好ましい。
本発明における着色剤(B)としては着色性を有すれば特に限定されるものではなく、カラーフィルタの用途に応じて色彩や材質を適宜選択することができる。具体的には、着色剤として、顔料、染料及び天然色素を使用することができるが、カラーフィルタには高い色純度、輝度、コントラスト等が求められることから、顔料及び染料が好ましい。
上記顔料としては、通常の顔料を使用することができ、例えば赤色顔料、緑色顔料、黄色顔料、紫色顔料、オレンジ顔料、ブラウン顔料が挙げられる。これらは単独又は複数を混合して用いることができる。
顔料としては、有機系顔料又は無機系顔料が挙げられ、有機顔料の具体例としてはアゾ系、キナクリドン系、ベンツイミダゾロン系、イソインドリノン系、ジオキサジン系、インダンスレン系、ペリレン系の有機顔料が挙げられ、無機顔料としては、硫酸バリウム、硫酸鉛、酸化チタン、黄色鉛、ベンガラ、酸化クロムが挙げられる。
尚、本発明に使用できる顔料の好ましい具体例を下記にピグメントナンバーで示すが、これら例示によって限定されるものではない。
尚、本発明に使用できる顔料の好ましい具体例を下記にピグメントナンバーで示すが、これら例示によって限定されるものではない。
赤色顔料としては、好ましくはC.I.ピグメントレッド48:1、122、168、177、202、206、207、209、224、242、254である。
緑色顔料としては、好ましくはC.I.ピグメントグリーン7、36、58である。
黄色顔料としては、好ましくはC.I.ピグメントイエロー83、117、129、138、139、154、155、180、185である。
青色顔料としては、好ましくはC.I.ピグメントブルー15、15:1、15:2、15:3、15:4、15:6である。
紫色顔料としては、好ましくはC.I.ピグメントバイオレット19、23であり、更に好ましくはC.I.ピグメントバイオレット23である。
オレンジ顔料としては、好ましくはC.I.ピグメントオレンジ38、71である。
本発明において着色剤として顔料を使用する場合、必要に応じて、分散剤、分散助剤と共に使用することができる。
上記分散剤としては、例えば、カチオン系、アニオン系、ノニオン系の適宜の分散剤を使用することができるが、分散性に優れ、容易に入手できるという理由からポリマー分散剤が好ましい。具体的には、アクリル系共重合体、ポリウレタン、ポリエステル、ポリエチレンイミン、ポリアリルアミンを挙げることができる。
上記分散剤としては、例えば、カチオン系、アニオン系、ノニオン系の適宜の分散剤を使用することができるが、分散性に優れ、容易に入手できるという理由からポリマー分散剤が好ましい。具体的には、アクリル系共重合体、ポリウレタン、ポリエステル、ポリエチレンイミン、ポリアリルアミンを挙げることができる。
また、本発明の顔料分散液を使用し、着色樹脂組成物を調製してカラーフィルタの樹脂ブラックマトリックスを形成してもよく、その場合には、黒色顔料を使用することができる。尚、黒色顔料は、単独で使用してもよく、赤色、緑色、青色の顔料を混合して使用してもよい。又、無機顔料であっても有機顔料であってもよい。
染料としては、通常の染料を使用できるが、分散性の点から好ましい具体例としてアゾ系染料、アントラキノン系染料、フタロシアニン系染料、キノンイミン系染料、キノリン系染料、ニトロ系染料、カルボニル系染料、メチン系染料、シアニン系染料、トリアリールメタン系染料が挙げられる
アゾ系染料としては、例えば、C.I.アシッドイエロー11、C.I.アシッドオレンジ7、C.I.アシッドレッド37、C.I.アシッドレッド180、C.I.アシッドブルー29、C.I.ダイレクトレッド28、C.I.ダイレクトレッド83、C.I.ダイレクトイエロー12、C.I.ダイレクトオレンジ26、C.I.ダイレクトグリーン28、C.I.ダイレクトグリーン59、C.I.リアクティブイエロー2、C.I.リアクティブレッド17、C.I.リアクティブレッド120、C.I.リアクティブブラック5、C.I.ディスパースオレンジ5、C.I.ディスパースレッド58、C.I.ディスパースブルー165、C.I.ベーシックブルー41、C.I.ベーシックレッド18、C.I.モルダントレッド7、C.I.モルダントイエロー5、C.I.モルダントブラック7が挙げられる。
アントラキノン系染料としては、例えば、C.I.バットブルー4、C.I.アシッドブルー40、C.I.アシッドグリーン25、C.I.リアクティブブルー19、C.I.リアクティブブルー49、C.I.ディスパースレッド60、C.I.ディスパースブルー56、C.I.ディスパースブルー60が挙げられる。
フタロシアニン系染料としては、例えば、C.I.パッドブルー5が、キノンイミン系染料として、例えば、C.I.ベーシックブルー3、C.I.ベーシックブルー9が挙げられる。
キノリン系染料としては、例えば、C.I.ソルベントイエロー33、C.I.アシッドイエロー3、C.I.ディスパースイエロー64が挙げられる。
ニトロ系染料としては、例えば、C.I.アシッドイエロー1、C.I.アシッドオレンジ3、C.I.ディスパースイエロー42が挙げられる。
また、トリアリールメタン系染料としては、例えば、国際公開第2009/107734号に記載のものが挙げられる。
シアニン系染料としては、例えば、特開2008−242324号、特開2009−235392号公報に記載のものが挙げられる。
本発明における着色剤(B)の含有量は、全固形分に対し、通常0.1〜80質量%、好ましくは0.5〜70質量%、より好ましくは1.0〜60質量%である。着色剤(B)の含有量をこの範囲にすることにより、色濃度に対する膜厚が大きくなり過ぎず、液晶セル化の際のギャップ制御等に悪影響を及ぼすことなく、且つ十分な画像形成性が得られる。また、更に顔料の分散状態も維持され、凝集や沈降が生じにくいことから増粘や輝度・コントラストの低下などといった問題を解消することができる。
[溶剤(C)]
溶剤(C)は、当該分野で通常使用される有機溶剤であり、エステル溶剤(分子内に−COO−を含み、−O−を含まない溶剤)、エーテル溶剤(分子内に−O−を含み、−COO−を含まない溶剤)、エーテルエステル溶剤(分子内に−COO−と−O−とを含む溶剤)、ケトン溶剤(分子内に−CO−を含み、−COO−を含まない溶剤)、アルコール溶剤(分子内にOHを含み、−O−、−CO−及び−COO−を含まない溶剤)、芳香族炭化水素溶剤、アミド溶剤、ジメチルスルホキシドが挙げられる。
溶剤(C)は、当該分野で通常使用される有機溶剤であり、エステル溶剤(分子内に−COO−を含み、−O−を含まない溶剤)、エーテル溶剤(分子内に−O−を含み、−COO−を含まない溶剤)、エーテルエステル溶剤(分子内に−COO−と−O−とを含む溶剤)、ケトン溶剤(分子内に−CO−を含み、−COO−を含まない溶剤)、アルコール溶剤(分子内にOHを含み、−O−、−CO−及び−COO−を含まない溶剤)、芳香族炭化水素溶剤、アミド溶剤、ジメチルスルホキシドが挙げられる。
溶剤(C)の好ましい具体例としては、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、乳酸エチル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、3−エトキシプロピオン酸エチル、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ブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、3−メトキシブチルアセテート、3−メトキシ−1−ブタノール、4−ヒドロキシ−4−メチル−2−ペンタノン、N,N−ジメチルホルムアミド、N−メチルピロリドンが挙げられ、溶解性、着色剤の分散性の点から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メチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールメチルエーテルアセテート、乳酸エチル、3−メトキシブチルアセテート、3−メトキシ−1−ブタノール、3−エトキシプロピオン酸エチル、N−メチルピロリドンがより好ましく、これらの溶剤は単独で用いても2種以上を併用しても良い。
溶剤(C)の含有量は、着色硬化性樹脂組成物の総量に対して、60〜95質量%であり、好ましくは70〜92質量%である。つまり、着色硬化性樹脂組成物の固形分は、5〜40質量%、好ましくは8〜30質量%である。
溶剤(C)の含有量が前記の範囲にあると、塗布時の平坦性が良好になり、またカラーフィルタを形成した際に色濃度が不足しないために表示特性が良好となる。
溶剤(C)の含有量が前記の範囲にあると、塗布時の平坦性が良好になり、またカラーフィルタを形成した際に色濃度が不足しないために表示特性が良好となる。
[バインダー樹脂(D)]
本発明におけるバインダー樹脂(D)はアルカリ溶液へ可溶な樹脂であり、基板や着色樹脂組成物の塗膜周辺に設置される材料の劣化を低減できるという理由からカルボキシル基、フェノール性水酸基等の酸性官能基を有する樹脂であることが好ましい。特に反応性の点からカルボキシル基を有する重合体(以下、「カルボキシル基含有重合体」とも称する。)が好ましく、例えば、1個以上のカルボキシル基を有するエチレン性不飽和単量体(以下、「不飽和単量体(d1)」とも称する。)と他の共重合可能なエチレン性不飽和単量体(以下、「不飽和単量体(d2)」とも称する。)との共重合体を挙げることができる。本発明において、バインダー樹脂は単独で又は2種以上を混合して使用することができる。
本発明におけるバインダー樹脂(D)はアルカリ溶液へ可溶な樹脂であり、基板や着色樹脂組成物の塗膜周辺に設置される材料の劣化を低減できるという理由からカルボキシル基、フェノール性水酸基等の酸性官能基を有する樹脂であることが好ましい。特に反応性の点からカルボキシル基を有する重合体(以下、「カルボキシル基含有重合体」とも称する。)が好ましく、例えば、1個以上のカルボキシル基を有するエチレン性不飽和単量体(以下、「不飽和単量体(d1)」とも称する。)と他の共重合可能なエチレン性不飽和単量体(以下、「不飽和単量体(d2)」とも称する。)との共重合体を挙げることができる。本発明において、バインダー樹脂は単独で又は2種以上を混合して使用することができる。
上記不飽和単量体(d1)としては、例えば、(メタ)アクリル酸、マレイン酸、無水マレイン酸、こはく酸モノ〔2−(メタ)アクリロイロキシエチル〕、ω−カルボキシポリカプロラクトンモノ(メタ)アクリレート、p−ビニル安息香酸を挙げることができる。これらの不飽和単量体(d1)は、単独で又は2種以上を混合して使用することができる。
上記不飽和単量体(d2)としては、例えば、N−フェニルマレイミド、N−シクロヘキシルマレイミド等のN−位置換マレイミド、芳香族ビニル化合物、(メタ)アクリル酸エステル、ビニルエーテル、重合体分子鎖の末端にモノ(メタ)アクリロイル基を有するマクロモノマー(例えばポリスチレン)を挙げることができる。これらの不飽和単量体(d2)は、単独で又は2種以上を混合して使用することができる。
不飽和単量体(d1)と不飽和単量体(d2)の共重合体において、該共重合体中の不飽和単量体(d1)の共重合割合は、好ましくは5〜50質量%、更に好ましくは10〜40質量%である。このような範囲で共重合させることにより、アルカリ現像性及び保存安定性に優れた着色樹脂組成物を得ることができる。
本発明におけるバインダー樹脂は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(以下、GPCと略す。)(溶出溶媒:テトラヒドロフラン)で測定したポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)が、通常1,000〜100,000、好ましくは3,000〜50,000である。このような態様とすることで、被膜の残膜率、パターン形状、耐熱性、電気特性、解像度がより一層高められ、また塗布時の乾燥異物の発生を高水準で抑制することができる。
また、本発明におけるバインダー樹脂の重量平均分子量(Mw)と、数平均分子量(Mn)との比(Mw/Mn)は、好ましくは1.0〜5.0、より好ましくは1.0〜3.0である。なお、ここでいう、Mnは、GPC(溶出溶媒:テトラヒドロフラン)で測定
したポリスチレン換算の数平均分子量をいう。
したポリスチレン換算の数平均分子量をいう。
本発明におけるバインダー樹脂は、公知の方法により製造することができるが、例えば、特開2003−222717号公報、特開2006−259680号公報、及び国際公開第07/029871号パンフレットに開示されている方法により、その構造やMw、Mw/Mnを制御することができる。
本発明において、バインダー樹脂の含有量は、着色剤(B)100質量部に対して、通常10〜1,000質量部、好ましくは20〜500質量部である。このような態様とすることで、アルカリ現像性、着色樹脂組成物の保存安定性、色度特性をより一層高めることができる。
[重合開始剤(E)]
重合開始剤(E)は、光や熱の作用により活性ラジカル、酸等を発生し、重合を開始しうる化合物であり、公知の重合開始剤を用いることができる。また重合開始剤は単独で又は2種以上を混合して使用することができる。
重合開始剤(E)は、光や熱の作用により活性ラジカル、酸等を発生し、重合を開始しうる化合物であり、公知の重合開始剤を用いることができる。また重合開始剤は単独で又は2種以上を混合して使用することができる。
重合開始剤としては、反応性の点から光重合開始剤が好ましく、具体例としてはチオキサントン系化合物、アセトフェノン系化合物、ビイミダゾール系化合物、トリアジン系化合物、及びO−アシルオキシム系化合物が挙げられる。
チオキサントン系化合物の具体例としては、チオキサントン、2−クロロチオキサントン、2−メチルチオキサントン、2−イソプロピルチオキサントン、4−イソプロピルチオキサントン、2,4−ジクロロチオキサントン、2,4−ジメチルチオキサントン、2,4−ジエチルチオキサントン、2,4−ジイソプロピルチオキサントンが挙げられる。
アセトフェノン系化合物の具体例としては、2−メチル−1−〔4−(メチルチオ)フェニル〕−2−モルフォリノプロパン−1−オン、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)ブタン−1−オン、2−(4−メチルベンジル)−2−(ジメチルアミノ)−1−(4−モルフォリノフェニル)ブタン−1−オンが挙げられる。
ビイミダゾール系化合物の具体例としては、2,2'−ビス(2−クロロフェニル)−4,4',5,5'−テトラフェニル−1,2'−ビイミダゾール、2,2'−ビス(2,4−ジクロロフェニル)−4,4',5,5'−テトラフェニル−1,2'−ビイミダゾール、2,2'−ビス(2,4,6−トリクロロフェニル)−4,4',5,5'−テトラフェニル−1,2'−ビイミダゾールが挙げられる。
なお、光重合開始剤としてビイミダゾール系化合物を用いる場合、水素供与体を用いることが、感度の点で好ましい。ここでいう「水素供与体」とは、露光によりビイミダゾール系化合物から発生したラジカルに対して、水素原子を供与することができる化合物を意味し、例えば、2−メルカプトベンゾチアゾール、2−メルカプトベンゾオキサゾール等のメルカプタン系水素供与体、4,4'−ビス(ジメチルアミノ)ベンゾフェノン、4,4'−ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン等のアミン系水素供与体を挙げることができる。本発明において、水素供与体は、単独で又は2種以上を混合して使用することができる。特に1種以上のメルカプタン系水素供与体と1種以上のアミン系水素供与体とを組み合わせて使用することが、さらに感度を改良することができる点で好ましい。
トリアジン系化合物の具体例としては、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−〔2−(5−メチルフラン−2−イル)エテニル〕−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−〔2−(フラン−2−イル)エテニル〕−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−〔2−(4−ジエチルアミノ−2−メチルフェニル)エテニル〕−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−〔2−(3,4−ジメトキシフェニル)エテニル〕−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(4−メトキシフェニル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(4−エトキシスチリル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(4−n−ブトキシフェニル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン等のハロメチル基を有するトリアジン系化合物を挙げることができる。
O−アシルオキシム系化合物の具体例としては、1,2−オクタンジオン,1−〔4−(フェニルチオ)フェニル〕−,2−(O−ベンゾイルオキシム)、エタノン,1−[9−エチル−6−(2−メチルベンゾイル)−9H−カルバゾール−3−イル]−,1−(O−アセチルオキシム)、エタノン,1−〔9−エチル−6−(2−メチル−4−テトラヒドロフラニルメトキシベンゾイル)−9H−カルバゾール−3−イル〕−,1−(O−アセチルオキシム)、エタノン,1−〔9−エチル−6−{2−メチル−4−(2,2−ジメチル−1,3−ジオキソラニル)メトキシベンゾイル}−9H−カルバゾール−3−イル〕−,1−(O−アセチルオキシム)を挙げることができる。O−アシルオキシム系化合物の市販品としては、NCI−831、NCI−930(以上、株式会社ADEKA社製)、DFI−020、DFI−091(以上、ダイトーケミックス株式会社製)を使用することもできる。
本発明において、アセトフェノン系化合物等のビイミダゾール系化合物以外の光重合開始剤を用いる場合には、増感剤を併用することもできる。このような増感剤としては、例えば、4,4'−ビス(ジメチルアミノ)ベンゾフェノン、4,4'−ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン、4−ジエチルアミノアセトフェノン、4−ジメチルアミノプロピオフェノン、4−ジメチルアミノ安息香酸エチル、4−ジメチルアミノ安息香酸2−エチルヘキシル、2,5−ビス(4−ジエチルアミノベンザル)シクロヘキサノン、7−ジエチルアミノ−3−(4−ジエチルアミノベンゾイル)クマリン、4−(ジエチルアミノ)カルコンを挙げることができる。
本発明において、重合開始剤(E)の含有量は、重合性モノマー(A)100質量部に対して、0.01〜120質量部が好ましく、特に1〜100質量部が好ましい。このような態様とすることで、硬化性、被膜特性をより一層高めることができる。
<その他の成分>
本発明の着色硬化性樹脂組成物は、必要に応じて、重合開始助剤、レベリング剤、充填剤、他の高分子化合物、密着促進剤、光安定剤、連鎖移動剤等、当該技術分野で公知の添加剤を含んでもよい。
本発明の着色硬化性樹脂組成物は、必要に応じて、重合開始助剤、レベリング剤、充填剤、他の高分子化合物、密着促進剤、光安定剤、連鎖移動剤等、当該技術分野で公知の添加剤を含んでもよい。
<着色硬化性樹脂組成物の製造方法>
本発明の着色硬化性樹脂組成物は、例えば、重合性モノマー(A)、着色剤(B)、溶剤(C)、バインダー樹脂(D)及び必要に応じて用いられる、重合開始剤(E)及びその他の成分を混合することにより調製できる。
着色剤(B)が顔料を含む場合、予め溶剤(C)の一部又は全部と混合し、顔料の平均粒子径が0.2ビーズミルなどを用いて分散させることが好ましい。
この際、必要に応じて前記顔料分散剤、バインダー樹脂(D)の一部又は全部を配合してもよい。このようにして得られた顔料分散液に、残りの成分を、所定の濃度となるように混合することにより、目的の着色硬化性樹脂組成物を調製できる。
また、着色剤(B)が染料を含む場合、予め溶剤(C)の一部又は全部に溶解させて溶液を調製することが好ましい。該溶液を、孔径0.01〜1μm程度のフィルタでろ過し、混合後の着色硬化性樹脂組成物を、孔径0.01〜10μm程度のフィルタでろ過する。
本発明の着色硬化性樹脂組成物は、例えば、重合性モノマー(A)、着色剤(B)、溶剤(C)、バインダー樹脂(D)及び必要に応じて用いられる、重合開始剤(E)及びその他の成分を混合することにより調製できる。
着色剤(B)が顔料を含む場合、予め溶剤(C)の一部又は全部と混合し、顔料の平均粒子径が0.2ビーズミルなどを用いて分散させることが好ましい。
この際、必要に応じて前記顔料分散剤、バインダー樹脂(D)の一部又は全部を配合してもよい。このようにして得られた顔料分散液に、残りの成分を、所定の濃度となるように混合することにより、目的の着色硬化性樹脂組成物を調製できる。
また、着色剤(B)が染料を含む場合、予め溶剤(C)の一部又は全部に溶解させて溶液を調製することが好ましい。該溶液を、孔径0.01〜1μm程度のフィルタでろ過し、混合後の着色硬化性樹脂組成物を、孔径0.01〜10μm程度のフィルタでろ過する。
<カラーフィルタの製造方法>
本発明の着色硬化性樹脂組成物から着色パターンを製造する方法としては、フォトリソグラフ法、インクジェット法、及び印刷法が挙げられ、中でもフォトリソグラフ法が好ましい。フォトリソグラフ法は、前記着色硬化性樹脂組成物を基板に塗布し、乾燥させて着色樹脂組成物層を形成し、フォトマスクを介して該着色樹脂組成物層を露光して、現像する方法である。フォトリソグラフ法において、露光の際にフォトマスクを用いないこと、及び/又は現像しないことにより、上記着色樹脂組成物層の硬化物である着色塗膜を形成することができる。このように形成した着色パターンや着色塗膜が本発明のカラーフィルタである。
作製するカラーフィルタの膜厚は、特に限定されず、目的や用途等に応じて適宜調整することができ、例えば、0.1〜30μm、好ましくは0.1〜20μm、さらに好ましくは0.5〜6μmである。
本発明の着色硬化性樹脂組成物から着色パターンを製造する方法としては、フォトリソグラフ法、インクジェット法、及び印刷法が挙げられ、中でもフォトリソグラフ法が好ましい。フォトリソグラフ法は、前記着色硬化性樹脂組成物を基板に塗布し、乾燥させて着色樹脂組成物層を形成し、フォトマスクを介して該着色樹脂組成物層を露光して、現像する方法である。フォトリソグラフ法において、露光の際にフォトマスクを用いないこと、及び/又は現像しないことにより、上記着色樹脂組成物層の硬化物である着色塗膜を形成することができる。このように形成した着色パターンや着色塗膜が本発明のカラーフィルタである。
作製するカラーフィルタの膜厚は、特に限定されず、目的や用途等に応じて適宜調整することができ、例えば、0.1〜30μm、好ましくは0.1〜20μm、さらに好ましくは0.5〜6μmである。
基板としては、石英ガラス、ホウケイ酸ガラス、アルミナケイ酸塩ガラス、表面をシリカコートしたソーダライムガラスなどのガラス板や、ポリカーボネート、ポリメタクリル酸メチル、ポリエチレンテレフタレートなどの樹脂板、シリコン、及びこれらの上面にアルミニウム、銀、銀/銅/パラジウム合金薄膜を形成したものが用いられる。これらの基板上には、別のカラーフィルタ層、樹脂層、トランジスタ、回路等が形成されていてもよい。
フォトリソグラフ法による各色画素の形成は、公知又は慣用の装置や条件で行うことができる。例えば、着色硬化性樹脂組成物を基板上に塗布し、加熱乾燥(プリベーク)及び/又は減圧乾燥することにより溶剤等の揮発成分を除去して乾燥させ、平滑な着色樹脂組成物層を得る。
塗布方法としては、スピンコート法、スリットコート法、スリット アンド スピンコート法が挙げられる。
加熱乾燥を行う場合の温度は、残溶媒を低減させることに加え、着色樹脂組成物への過剰な熱履歴を避けるという理由から30〜120℃が好ましく、50〜110℃がより好ましい。また加熱時間としては、10秒間〜60分間であることが好ましく、30秒間〜30分間であることがより好ましい。
減圧乾燥を行う場合は、50〜150Paの圧力下、20〜25℃の温度範囲で行うことが好ましい。
着色樹脂組成物層の膜厚は、特に限定されず、目的とするカラーフィルタの膜厚に応じて適宜選択すればよい。
塗布方法としては、スピンコート法、スリットコート法、スリット アンド スピンコート法が挙げられる。
加熱乾燥を行う場合の温度は、残溶媒を低減させることに加え、着色樹脂組成物への過剰な熱履歴を避けるという理由から30〜120℃が好ましく、50〜110℃がより好ましい。また加熱時間としては、10秒間〜60分間であることが好ましく、30秒間〜30分間であることがより好ましい。
減圧乾燥を行う場合は、50〜150Paの圧力下、20〜25℃の温度範囲で行うことが好ましい。
着色樹脂組成物層の膜厚は、特に限定されず、目的とするカラーフィルタの膜厚に応じて適宜選択すればよい。
次に、着色樹脂組成物層は、目的の着色パターンを形成するためのフォトマスクを介して露光される。該フォトマスク上のパターンは特に限定されず、目的とする用途に応じたパターンが用いられる。
露光に用いられる光源としては、250〜450nmの波長の光を発生する光源が好ましく具体的には、光源としては、水銀灯、発光ダイオード、メタルハライドランプ、ハロゲンランプが挙げられる。
露光面全体に均一に平行光線を照射したり、フォトマスクと着色樹脂組成物層が形成された基板との正確な位置合わせを行うことができるため、マスクアライナ及びステッパ等の露光装置を使用することが好ましい。
露光に用いられる光源としては、250〜450nmの波長の光を発生する光源が好ましく具体的には、光源としては、水銀灯、発光ダイオード、メタルハライドランプ、ハロゲンランプが挙げられる。
露光面全体に均一に平行光線を照射したり、フォトマスクと着色樹脂組成物層が形成された基板との正確な位置合わせを行うことができるため、マスクアライナ及びステッパ等の露光装置を使用することが好ましい。
露光後の着色樹脂組成物層を現像液に接触させて現像することにより、基板上に着色パターンが形成される。現像により、着色樹脂組成物層の未露光部が現像液に溶解して除去される。現像方法は、パドル法、ディッピング法及びスプレー法等のいずれでもよく現像後は、水洗することが好ましい。
残存の揮発成分を低減させるという理由からさらに、得られた着色パターンに、ポストベークを行うことが好ましい。ポストベーク温度は、150〜250℃が好ましく、160〜235℃がより好ましい。ポストベーク時間は、1〜120分間が好ましく、10〜60分間がより好ましい。
本発明の着色樹脂組成物を用いることにより、高明度なカラーフィルタを製造できる。該カラーフィルタは、表示装置(例えば、液晶表示装置、有機EL装置、電子ペーパー等)及び固体撮像素子に用いられるカラーフィルタとして有用である。
次に、実施例及び比較例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、発明の効果を奏する限りにおいて実施形態を適宜変更することができる。
尚、下記実施例において「部」は「質量部」を表わす。
尚、下記実施例において「部」は「質量部」を表わす。
<重合性モノマー(A)の合成>
[合成例1]
[ペンタエリスリトールトリアクリレートモノ(1−アダマンタンカルボキシレート)(A−1)の製造]
(3)
攪拌機、温度計、滴下ロートを備えた丸底フラスコに、1−アダマンタンカルボン酸50部、フェノチアジン0.05部、N−ニトロソフェニルヒドロキシルアミンアルミニウム塩0.025部を加え、フラスコ内を窒素置換した後、1,2−ジクロロエタン250部を加えて撹拌した。そして滴下ロートに塩化チオニル43部を入れ、反応液温度20〜35℃になるように30分かけて滴下した。室温で5時間攪拌したのち、反応容器内を減圧して溶媒を留去し、1−アダマンタンカルボン酸クロリドを得た。
次に反応容器に1,2−ジクロロエタン250部、ペンタエリスリトールトリアクリレート91部、ピリジン29部を加えた。室温で24時間攪拌した後、クロロホルム250部を加え、10%炭酸ナトリウム水溶液200部、5%硫酸水溶液200部、イオン交換水200部で順次洗浄した。
得られた有機層を減圧下に溶媒を留去し、濃縮物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(酢酸エチル/ヘキサン=10/1)にて精製することにより、表記化合物102部(A−1)を白色固体として得た。収率は80.0%(1−アダマンタンカルボン酸基準)であった。
[合成例1]
[ペンタエリスリトールトリアクリレートモノ(1−アダマンタンカルボキシレート)(A−1)の製造]
攪拌機、温度計、滴下ロートを備えた丸底フラスコに、1−アダマンタンカルボン酸50部、フェノチアジン0.05部、N−ニトロソフェニルヒドロキシルアミンアルミニウム塩0.025部を加え、フラスコ内を窒素置換した後、1,2−ジクロロエタン250部を加えて撹拌した。そして滴下ロートに塩化チオニル43部を入れ、反応液温度20〜35℃になるように30分かけて滴下した。室温で5時間攪拌したのち、反応容器内を減圧して溶媒を留去し、1−アダマンタンカルボン酸クロリドを得た。
次に反応容器に1,2−ジクロロエタン250部、ペンタエリスリトールトリアクリレート91部、ピリジン29部を加えた。室温で24時間攪拌した後、クロロホルム250部を加え、10%炭酸ナトリウム水溶液200部、5%硫酸水溶液200部、イオン交換水200部で順次洗浄した。
得られた有機層を減圧下に溶媒を留去し、濃縮物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(酢酸エチル/ヘキサン=10/1)にて精製することにより、表記化合物102部(A−1)を白色固体として得た。収率は80.0%(1−アダマンタンカルボン酸基準)であった。
[合成例2]
[ペンタエリスリトールトリアクリレートモノ(3、5−ジメチル−1−アダマンタンカルボキシレート)(A−2)の製造]
(4)
1−アダマンタンカルボン酸の代わりに、3,5−ジメチル−1−アダマンタンカルボン酸57部を使用する以外は合成例1と同様の操作を行い、表記化合物102部(A−2)を無色透明液体として得た。収率は72.0%(3,5−ジメチル−1−アダマンタンカルボン酸基準)であった。
[ペンタエリスリトールトリアクリレートモノ(3、5−ジメチル−1−アダマンタンカルボキシレート)(A−2)の製造]
1−アダマンタンカルボン酸の代わりに、3,5−ジメチル−1−アダマンタンカルボン酸57部を使用する以外は合成例1と同様の操作を行い、表記化合物102部(A−2)を無色透明液体として得た。収率は72.0%(3,5−ジメチル−1−アダマンタンカルボン酸基準)であった。
[合成例3]
[トリメチロールプロパンジアクリレートモノ(1−アダマンタンカルボキシレート)(A−3)の製造]
(5)
ペンタエリスリトールトリアクリレートの代わりに、トリメチロールプロパンジアクリレート74部を使用する以外は合成例1と同様の操作を行い、表記化合物92部(A−3)を白色固体として得た。収率は82.0%(1−アダマンタンカルボン酸基準)であった。
[トリメチロールプロパンジアクリレートモノ(1−アダマンタンカルボキシレート)(A−3)の製造]
ペンタエリスリトールトリアクリレートの代わりに、トリメチロールプロパンジアクリレート74部を使用する以外は合成例1と同様の操作を行い、表記化合物92部(A−3)を白色固体として得た。収率は82.0%(1−アダマンタンカルボン酸基準)であった。
<着色剤(B)と共に使用する分散剤の合成>
[合成例4]
攪拌機、温度計、滴下ロート、冷却管を備えた1Lの丸底フラスコに、テトラヒドロフラン316部、キシレン0.4部、1−メトキシ−1−トリメチルシロキシ−2−メチルプロペン4.1部、テトラブチルアンモニウムクロリドの1Mアセトニトリル溶液0.1部を加えた。そこにメタクリル酸メチル(MMA)91部を20分間に添加した。また、MMAの添加開始と同時にTHF2.6部とテトラブチルアンモニウムクロリドの1Mアセトニトリル溶液0.35部を2時間かけて添加した。次いで、メタクリル酸2−N,N‐ジメチルアミノエチル(DMEAMA)29部を10分間で添加した。DMEAMAの添加後、MMA91部を20分間で添加した。2度目のMMA添加後、1時間で反応溶液にエタノール5部を加え、この溶液をヘプタン700部に添加し、固体を析出させた。析出した固体をろ過別したのち、ヘプタン300部で洗浄し、減圧乾燥し3級アミノ基を有するメタクリル系共重合体(b−1)を合成した。得られた共重合体の重量平均分子量Mwは8000、分子量分布 Mw/Mnは1.3であった。
[合成例4]
攪拌機、温度計、滴下ロート、冷却管を備えた1Lの丸底フラスコに、テトラヒドロフラン316部、キシレン0.4部、1−メトキシ−1−トリメチルシロキシ−2−メチルプロペン4.1部、テトラブチルアンモニウムクロリドの1Mアセトニトリル溶液0.1部を加えた。そこにメタクリル酸メチル(MMA)91部を20分間に添加した。また、MMAの添加開始と同時にTHF2.6部とテトラブチルアンモニウムクロリドの1Mアセトニトリル溶液0.35部を2時間かけて添加した。次いで、メタクリル酸2−N,N‐ジメチルアミノエチル(DMEAMA)29部を10分間で添加した。DMEAMAの添加後、MMA91部を20分間で添加した。2度目のMMA添加後、1時間で反応溶液にエタノール5部を加え、この溶液をヘプタン700部に添加し、固体を析出させた。析出した固体をろ過別したのち、ヘプタン300部で洗浄し、減圧乾燥し3級アミノ基を有するメタクリル系共重合体(b−1)を合成した。得られた共重合体の重量平均分子量Mwは8000、分子量分布 Mw/Mnは1.3であった。
<顔料分散液の調製>
[合成例5]
着色剤(B)として顔料C.I.ピグメントブルー15 5部、分散剤として合成例4の共重合体(b−1)を1部、溶媒としてプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート24部を、ビーズミルにより12時間混合・分散して、顔料分散液(B−1)を調製した。
[合成例5]
着色剤(B)として顔料C.I.ピグメントブルー15 5部、分散剤として合成例4の共重合体(b−1)を1部、溶媒としてプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート24部を、ビーズミルにより12時間混合・分散して、顔料分散液(B−1)を調製した。
<バインダー樹脂(D)の合成>
[合成例6]
冷却管と攪拌機を備えたフラスコに、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート50部を仕込んで窒素置換した。80℃に加熱して、同温度で、プロピレングリ
コールモノメチルエーテルアセテート50部、メタクリル酸10部、スチレン5部、ベンジルメタクリレート2.5部、2−ヒドロキシエチルメタクリレート7.5部、2−エチルヘキシルメタクリレート11.5部、N−フェニルマレイミド6部及びこはく酸モノ(2−アクリロイロキシエチル)7.5部及び2,2'−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)3質量部の混合溶液を2時間かけて各々滴下し、この温度を保持して1時間重合した。その後、反応溶液の温度を90℃に昇温させ、さらに1時間重合することにより、樹脂(D−1)溶液(固形分濃度=33質量%)を得た。得られた樹脂(D−1)は、Mw=10500、Mn=5900、Mw/Mn=1.78であった。
[合成例6]
冷却管と攪拌機を備えたフラスコに、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート50部を仕込んで窒素置換した。80℃に加熱して、同温度で、プロピレングリ
コールモノメチルエーテルアセテート50部、メタクリル酸10部、スチレン5部、ベンジルメタクリレート2.5部、2−ヒドロキシエチルメタクリレート7.5部、2−エチルヘキシルメタクリレート11.5部、N−フェニルマレイミド6部及びこはく酸モノ(2−アクリロイロキシエチル)7.5部及び2,2'−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)3質量部の混合溶液を2時間かけて各々滴下し、この温度を保持して1時間重合した。その後、反応溶液の温度を90℃に昇温させ、さらに1時間重合することにより、樹脂(D−1)溶液(固形分濃度=33質量%)を得た。得られた樹脂(D−1)は、Mw=10500、Mn=5900、Mw/Mn=1.78であった。
<着色硬化性樹脂組成物の調製>
[実施例1]
合成例1のモノマー(A−1)4.5部、顔料分散液(B−1)30部、バインダー樹脂(D−1)9部、光重合開始剤として2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)ブタン−1−オン1.3部と4,4’−ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン0.3部及び溶剤(C)としてプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートを23.5部混合して、着色硬化性樹脂組成物(S−1)を調製した。
[実施例1]
合成例1のモノマー(A−1)4.5部、顔料分散液(B−1)30部、バインダー樹脂(D−1)9部、光重合開始剤として2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)ブタン−1−オン1.3部と4,4’−ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン0.3部及び溶剤(C)としてプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートを23.5部混合して、着色硬化性樹脂組成物(S−1)を調製した。
[実施例2]
モノマー(A−1)の代わりにモノマー(A−2)を使用する以外は実施例1と同様の操作を行い、着色硬化性樹脂組成物(S−2)を調製した。
モノマー(A−1)の代わりにモノマー(A−2)を使用する以外は実施例1と同様の操作を行い、着色硬化性樹脂組成物(S−2)を調製した。
[実施例3]
モノマー(A−1)の代わりにモノマー(A−3)を使用する以外は実施例1と同様の操作を行い、着色硬化性樹脂組成物(S−3)を調製した。
モノマー(A−1)の代わりにモノマー(A−3)を使用する以外は実施例1と同様の操作を行い、着色硬化性樹脂組成物(S−3)を調製した。
[比較例1]
モノマー(A−1)の代わりにジペンタエリスリトールヘキサアクリレートを使用する以外は実施例1と同様の操作を行い、着色硬化性樹脂組成物(S−4)を調製した。
モノマー(A−1)の代わりにジペンタエリスリトールヘキサアクリレートを使用する以外は実施例1と同様の操作を行い、着色硬化性樹脂組成物(S−4)を調製した。
[比較例2]
モノマー(A−1)の代わりに1,3−アダマンタンジアクリレートを使用する以外は実施例1と同様の操作を行い、着色硬化性樹脂組成物(S−5)を調製した。
モノマー(A−1)の代わりに1,3−アダマンタンジアクリレートを使用する以外は実施例1と同様の操作を行い、着色硬化性樹脂組成物(S−5)を調製した。
<着色硬化性樹脂組成物の評価>
[実施例1]
<着色パターンの形成>
着色硬化性樹脂組成物(S−1)を、ガラス基板上に、スピンコーターを用いて塗布した後、90℃のホットプレートで4分間プレベークを行って、塗膜を形成した。
次いで、この基板を室温に冷却したのち、基板上の塗膜に、高圧水銀ランプを用い、フォトマスクを介さずに365nm、405nm及び436nmの各波長を含む放射線を2、000J/m2の露光量で露光した。その後、基板上の塗膜を23℃の0.04%水酸化カリウム水溶液水に24℃で60秒間浸漬し、水洗後、オーブン中、230℃で30分間ポストベークを行い、着色パターンを得た。
[実施例1]
<着色パターンの形成>
着色硬化性樹脂組成物(S−1)を、ガラス基板上に、スピンコーターを用いて塗布した後、90℃のホットプレートで4分間プレベークを行って、塗膜を形成した。
次いで、この基板を室温に冷却したのち、基板上の塗膜に、高圧水銀ランプを用い、フォトマスクを介さずに365nm、405nm及び436nmの各波長を含む放射線を2、000J/m2の露光量で露光した。その後、基板上の塗膜を23℃の0.04%水酸化カリウム水溶液水に24℃で60秒間浸漬し、水洗後、オーブン中、230℃で30分間ポストベークを行い、着色パターンを得た。
<現像耐性の評価>
上記<着色パターンの形成>において、現像前後での膜厚比(現像前の膜厚×100/現像後の膜厚)が95%以上である場合をA、膜厚比が95%未満90%以上あるいは、塗膜の一部に剥離が認められる場合をBとして評価した。
上記<着色パターンの形成>において、現像前後での膜厚比(現像前の膜厚×100/現像後の膜厚)が95%以上である場合をA、膜厚比が95%未満90%以上あるいは、塗膜の一部に剥離が認められる場合をBとして評価した。
<耐溶剤性の評価>
上記<着色パターンの形成>において、2,000J/m2で露光量した基板を、60℃のN−メチルピロリドンに30分間浸漬した。その結果、浸漬後に塗膜の剥離がなく、且つ浸漬後のN−メチルピロリドンが全く着色しなかった場合をA、浸漬後に塗膜の剥離がないものの浸漬後のN−メチルピロリドンが若干着色した場合をB、浸漬後に塗膜の剥離が観察されると共に浸漬後のN−メチルピロリドンが着色した場合をCとして評価した。
上記<着色パターンの形成>において、2,000J/m2で露光量した基板を、60℃のN−メチルピロリドンに30分間浸漬した。その結果、浸漬後に塗膜の剥離がなく、且つ浸漬後のN−メチルピロリドンが全く着色しなかった場合をA、浸漬後に塗膜の剥離がないものの浸漬後のN−メチルピロリドンが若干着色した場合をB、浸漬後に塗膜の剥離が観察されると共に浸漬後のN−メチルピロリドンが着色した場合をCとして評価した。
<耐熱性の評価>
上記<着色パターンの形成>において、ポストベーク前後での膜厚比(ポストベーク前の膜厚×100/ポストベーク後の膜厚)が95%以上である場合をA、膜厚比が95%未満90%以上である場合をB、90%未満である場合をCとして評価した。
上記<着色パターンの形成>において、ポストベーク前後での膜厚比(ポストベーク前の膜厚×100/ポストベーク後の膜厚)が95%以上である場合をA、膜厚比が95%未満90%以上である場合をB、90%未満である場合をCとして評価した。
[実施例2〜3、比較例1〜2]
実施例1において、着色樹脂組成物(S−1)に代えて表1に示す着色樹脂組成物を用いた以外は、実施例1と同様にして評価を行った。評価結果を表1に示す。
実施例1において、着色樹脂組成物(S−1)に代えて表1に示す着色樹脂組成物を用いた以外は、実施例1と同様にして評価を行った。評価結果を表1に示す。
Claims (6)
- 重合性モノマー(A)、着色剤(B)、溶剤(C)、及びバインダー樹脂(D)を含有し、重合性モノマー(A)が、下記式(1)で表される化合物を含む着色樹脂組成物。
(式(1)において、複数のR1及びR2は同一または異なってよい。R1は水素原子、炭素数1〜10のアルキル基を示し、nは0〜15の整数を示し、R2は水素原子またはメチル基を示し、R3は水素原子、炭素数1〜10のアルキル基、または式(2)で表される構造を示す。)
(式(2)において、R2は、上記式(1)と同義である。破線は結合部分を示す。) - 全固形分中の重合性モノマー(A)の割合が1〜60質量%、着色剤(B)の割合が0.1〜80質量部である請求項1に記載の着色樹脂組成物。
- 前記重合性モノマー(A)がエチレン性不飽和結合を3つ以上有する重合性化合物を含有する請求項1又は2に記載の着色樹脂組成物。
- 更に、重合開始剤(E)を含有する、請求項1〜3のいずれか一項に記載の着色樹脂組成物。
- 請求項1〜4のいずれか一項に記載の着色樹脂組成物を硬化した硬化物。
- 請求項5に記載の硬化物を含有するカラーフィルタ。
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WO2019098222A1 (ja) * | 2017-11-16 | 2019-05-23 | 住友化学株式会社 | 青色硬化性樹脂組成物、青色カラーフィルタ及びそれを含む表示装置 |
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