JP4839545B2 - カラーフィルタ用感放射線性組成物、カラーフィルタおよびカラー液晶表示素子 - Google Patents
カラーフィルタ用感放射線性組成物、カラーフィルタおよびカラー液晶表示素子 Download PDFInfo
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、透過型あるいは反射型のカラー液晶表示素子、カラー撮像管素子等に用いられるカラーフィルタを形成するためのカラーフィルタ用感放射線性組成物、該組成物から形成されたカラーフィルタ、および該カラーフィルタを具備するカラー液晶表示素子に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、感放射線性組成物を用いてカラーフィルタを製造するに当たっては、基板上あるいは予め所望のパターンの遮光層を形成した基板上に、感放射線性組成物を塗布、乾燥したのち、乾燥した塗膜を所望のパターンに露光して、現像することにより、各色の画素を得ている。
しかし、このようにして製造されたカラーフィルタには、現像時に、未露光部の基板上あるいは遮光層上に残渣や地汚れを生じる場合がある。
このような残渣や地汚れの生成を回避するためには、現像液の吐出圧を上げることが効果的ではあるが、その一方でパターンの欠けや剥がれが発生する弊害が現れるため、現像液の吐出圧を上げても、パターンの欠けや剥がれが生じない材料が求められるようになってきた。
ところで、特開平10−73713号公報に、アルカリ可溶性もしくはアルカリ膨潤性のポリマー、活性線照射重合開始剤、熱架橋剤(ブロックイソシアナート基、アルコキシ基やアシロキシ基を2つ以上有する化合物)、顔料および溶媒を必須成分とし、かつカップリング剤としてアルコキシアルミニウムとアルコキシチタン類等とを含むカラーフィルタ用感光性組成物が記載されており、該組成物は基板との接着性が良好で、現像時間の許容範囲が広いとされている。しかし該公報では、基板上等の残渣や地汚れと現像時の吐出圧との関連については検討されていない。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、優れた現像耐性を有するカラーフィルタ用感放射線性組成物、より具体的には、現像液の吐出圧を上げても、パターンに欠けおよび剥がれを生じることがなく、未露光部の基板上および遮光層上に残渣および地汚れが発生するのを防止しうるカラーフィルタ用感放射線性組成物を提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明によれば、前記課題は、第一に、
(A)有機顔料あるいは染料の群から選ばれる着色剤、(B)アルカリ可溶性樹脂、(C)多官能性モノマー、(D)光重合開始剤、(E)下記式(1)で表される化合物(以下、「化合物(1)」という。)および/または式(2)で表される化合物(以下、「化合物(2)」という。)、並びに(F)溶媒を含有することを特徴とするカラーフィルタ用感放射線性組成物(以下、「カラーフィルタ用感放射線性組成物(II) 」ともいう。)
【0006】
【化4】
〔式(1)において、各R1 は相互に独立に、水素原子を除く原子数が1〜35の1価の有機基または水酸基を示し、式(2)において、各R2 は相互に独立に、炭素数1〜30のアルコキシル基、炭素数6〜30のアリール基、炭素数6〜30のアリーロキシ基または水酸基を示す。〕、
によって達成される。
【0007】
また、本発明によれば、前記課題は、第二に、
(A)着色剤、(B)アルカリ可溶性樹脂、(C)多官能性モノマー、(D)光重合開始剤、(E)化合物(1)および/または化合物(2)、(F)溶媒、並びに(G)下記式(3)で表される化合物(以下、「化合物(3)」という。)を含有することを特徴とするカラーフィルタ用感放射線性組成物(以下、「カラーフィルタ用感放射線性組成物(III)」ともいう。)
【0008】
【化5】
〔式(3)において、各R3 は相互に独立に、水素原子を除く原子数が1〜35の1価の有機基を示すか、あるいはいずれか2個のR3 が相互に結合して水素原子を除く原子数が1〜10の2価の有機基を形成している。〕、
によって達成される。
【0009】
さらに、本発明によれば、前記課題は、第三に、
(A)着色剤、(B)アルカリ可溶性樹脂、(C)多官能性モノマー、(D)光重合開始剤、(H)下記式(4)で表される化合物(以下、「化合物(4)」という。)、並びに(F)溶媒を含有することを特徴とするカラーフィルタ用感放射線性組成物(以下、「カラーフィルタ用感放射線性組成物(IV) 」ともいう。)
【0010】
【化6】
〔式(4)において、各R4 は相互に独立に、水素原子を除く原子数が1〜35の1価の有機基を示すか、あるいはいずれか2個のR4 が相互に結合して水素原子を除く原子数が1〜10の2価の有機基を形成しており、各R5 は相互に独立に、水素原子を除く原子数が1〜35の1価の有機基または水酸基を示すか、あるいは1個のR5 が1個のR6 と相互に結合して水素原子を除く原子数が1〜10の2価の有機基を形成しており、各R6 は相互に独立に、水素原子を除く原子数が1〜35の1価の有機基または水酸基を示すか、あるいは1個のR6 が1個のR5 と相互に結合して水素原子を除く原子数が1〜10の2価の有機基を形成している。〕
、によって達成される。
【0011】
以下では、カラーフィルタ用感放射線性組成物(II)、カラーフィルタ用感放射線性組成物(III)およびカラーフィルタ用感放射線性組成物(IV)のうちの少なくとも1つを含めたとき、「本発明のカラーフィルタ用感放射線性組成物」ともいう。
【0012】
以下に、本発明について詳細に説明する。
(A)着色剤
本発明における着色剤は、色調が特に限定されるものではなく、得られるカラーフィルタの用途に応じて適宜選定される。
また、カラーフィルタ用感放射線性組成物(II) における着色剤は、有機顔料あるいは染料の群から選ばれるものであり、カラーフィルタ用感放射線性組成物(III)およびカラーフィルタ用感放射線性組成物(IV) における着色剤は、有機顔料、無機顔料、染料あるいは天然色素のいずれでもよいが、カラーフィルタには高精細な発色と耐熱性が求められることから、本発明における着色剤としては、発色性が高く、かつ耐熱性の高い着色剤、特に耐熱分解性の高い着色剤が好ましく、特に好ましくは有機顔料が用いられる。
【0013】
前記有機顔料としては、例えば、カラーインデックス(C.I.;The Society of Dyers and Colourists 社発行) においてピグメント(Pigment)に分類されている化合物、具体的には、下記のようなカラーインデックス(C.I.)番号が付されているものを挙げることができる。
C.I.ピグメントイエロー12、C.I.ピグメントイエロー13、C.I.ピグメントイエロー14、C.I.ピグメントイエロー17、C.I.ピグメントイエロー20、C.I.ピグメントイエロー24、C.I.ピグメントイエロー31、C.I.ピグメントイエロー55、C.I.ピグメントイエロー83、C.I.ピグメントイエロー93、C.I.ピグメントイエロー109、C.I.ピグメントイエロー110、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153、C.I.ピグメントイエロー154、C.I.ピグメントイエロー155、C.I.ピグメントイエロー166、C.I.ピグメントイエロー168、C.I.ピグメントイエロー180、C.I.ピグメントイエロー185、C.I.ピグメントイエロー211;
C.I.ピグメントオレンジ36、C.I.ピグメントオレンジ43、C.I.ピグメントオレンジ51、C.I.ピグメントオレンジ61、C.I.ピグメントオレンジ71;
C.I.ピグメントレッド9、C.I.ピグメントレッド97、C.I.ピグメントレッド122、C.I.ピグメントレッド123、C.I.ピグメントレッド149、C.I.ピグメントレッド168、C.I.ピグメントレッド176、C.I.ピグメントレッド177、C.I.ピグメントレッド180、C.I.ピグメントレッド209、C.I.ピグメントレッド215、C.I.ピグメントレッド224、C.I.ピグメントレッド242、C.I.ピグメントレッド254;
C.I.ピグメントバイオレット19、ピグメントバイオレット23、ピグメントバイオレット29;
C.I.ピグメントブルー15、C.I.ピグメントブルー60、C.I.ピグメントブルー15:3、C.I.ピグメントブルー15:4、C.I.ピグメントブルー15:6;
C.I.ピグメントグリーン7、C.I.ピグメントグリーン36、C.I.ピグメントグリーン136、C.I.ピグメントグリーン210;
C.I.ピグメントブラウン23、C.I.ピグメントブラウン25;
C.I.ピグメントブラック1、C.I.ピグメントブラック7。
これらの有機顔料は、単独でまたは2種以上を混合して使用することができる。
また、前記有機顔料は、例えば、硫酸再結晶法、溶剤洗浄法や、これらの組み合わせ等により精製して使用することができる。
【0014】
また、前記無機顔料の具体例としては、酸化チタン、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、亜鉛華、硫酸鉛、黄色鉛、亜鉛黄、べんがら(赤色酸化鉄(III))、カドミウム赤、群青、紺青、酸化クロム緑、コバルト緑、アンバー、チタンブラック、合成鉄黒、カーボンブラック等を挙げることができる。
これらの無機顔料は、単独でまたは2種以上を混合して使用することができる。
本発明において、前記各顔料は、所望により、その粒子表面をポリマーで改質して使用することができる。顔料の粒子表面を改質するポリマーとしては、例えば、特開平8−259876号公報等に記載されたポリマーや、市販の各種の顔料分散用のポリマーまたはオリゴマー等を挙げることができる。
【0015】
カラーフィルタ用感放射線性組成物(II) における着色剤としては、赤色有機顔料あるいは緑色有機顔料を含むものが好ましく、またカラーフィルタ用感放射線性組成物(III)およびカラーフィルタ用感放射線性組成物(IV) における着色剤としては、赤色顔料あるいは緑色顔料を含むものが好ましく、赤色有機顔料あるいは緑色有機顔料を含むものがさらに好ましい。
本発明において、赤色有機顔料を含む着色剤としては、場合によりC.I.ピグメントイエロー139と混合された、C.I.ピグメントレッド177、C.I.ピグメントレッド224およびC.I.ピグメントレッド254の群から選ばれる少なくとも1種を含むものが特に好ましく、緑色有機顔料を含む着色剤としては、場合によりC.I.ピグメントイエロー83、C.I.ピグメントイエロー138およびC.I.ピグメントイエロー150の群から選ばれる少なくとも1種と混合された、C.I.ピグメントグリーン7およびC.I.ピグメントグリーン36の群から選ばれる少なくとも1種を含むものが特に好ましい。
また、本発明における着色剤が青色有機顔料を含むときは、場合によりC.I.ピグメントバイオレット17およびC.I.ピグメントバイオレット23の群から選ばれる少なくとも1種と混合された、C.I.ピグメントブルー15:6を含む着色剤が好ましい。
【0016】
赤色有機顔料を含む着色剤、緑色有機顔料を含む着色剤および青色有機顔料を含む着色剤中の有機顔料の含有率は、各着色剤の色調、得られるカラーフィルタの用途等に応じて変わるが、それぞれ、通常、10〜100重量%、好ましくは20〜100重量%、さらに好ましくは30〜100重量%、特に好ましくは50〜100重量%である。
【0017】
また、本発明における着色剤は、所望により、分散剤と共に使用することができる。
前記分散剤としては、例えば、カチオン系、アニオン系、ノニオン系、両性、シリコーン系、フッ素系等の界面活性剤を挙げることができる。
前記界面活性剤の具体例としては、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル等のポリオキシエチレンアルキルエーテル類;ポリオキシエチレン n−オクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレン n−ノニルフェニルエーテル等のポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル類;ポリエチレングリコールジラウレート、ポリエチレングリコールジステアレート等のポリエチレングリコールジエステル類;ソルビタン脂肪酸エステル類;脂肪酸変性ポリエステル類;3級アミン変性ポリウレタン類;ポリエチレンイミン類等のほか、以下商品名で、KP(信越化学工業(株)製)、ポリフロー(共栄社化学(株)製)、エフトップ(トーケムプロダクツ社製)、メガファック(大日本インキ化学工業(株)製)、フロラード(住友スリーエム(株)製)、アサヒガード、サーフロン(以上、旭硝子(株)製)、Disperbyk-101、同103、同107、同110、同111、同115、同130、同160、同161、同162、同163、同164、同165、同166、同170、同180、同182、同2000、同2001(以上、ビックケミー・ジャパン(株)製)、ソルスパースS5000、同S12000、同S13240、同S13940、同S17000、同S20000、同S22000、同S24000、同S24000GR、同S26000、同S27000、同S28000(以上、アビシア(株)製)、EFKA46、同47、同48、同745、同4540、同4550、同6750、EFKA LP4008、同4009、同4010、同4015、同4050、同4055、同4560、同4800、EFKA Polymer400、同401、同402、同403、同450、同451、同453(以上、エフカケミカルズ(株)製)等を挙げることができる。
これらの界面活性剤は、単独でまたは2種以上を混合して使用することができる。
【0018】
本発明における顔料分散剤の使用量は、各着色剤中の全顔料成分100重量部に対して、通常、1〜50重量部、好ましくは3〜30重量部である。この場合、顔料分散剤の使用量が1重量部未満では、顔料の分散性が低下する傾向があり、一方50重量部を超えると、アルカリ現像液に対する溶解性が低下する傾向がある。
【0019】
本発明のカラーフィルタ用感放射線性組成物においては、着色剤中の顔料成分(カラーフィルタ用感放射線性組成物(II) の場合、好ましくは緑色有機顔料および/または青色有機顔料。カラーフィルタ用感放射線性組成物(III)およびカラーフィルタ用感放射線性組成物(IV) の場合、好ましくは緑色顔料および/または青色顔料、さらに好ましくは緑色有機顔料および/または青色有機顔料。)は、さらに、スルホン酸基を有する銅フタロシアニン誘導体からなる顔料分散助剤(以下、「銅フタロシアニン系顔料分散助剤」という。)により分散されていることが望ましい。
銅フタロシアニン系顔料分散助剤は、緑色有機顔料ないし緑色顔料を含む着色剤あるいは青色有機顔料ないし青色顔料を含む着色剤を用いたカラーフィルタ用感放射線性組成物において、前記顔料分散剤と協働して、各着色剤中の顔料成分の良好な分散性を確保し、それにより表示パネルとしたときに焼き付き等の表示不良が発生することがないカラーフィルタ用感放射線性組成物をもたらす成分である。
銅フタロシアニン系顔料分散助剤の市販品には、例えばSolsperse 12000(ゼネカ社製)があり、これを使用することができる。
【0020】
緑色有機顔料ないし緑色顔料を含む着色剤あるいは青色有機顔料ないし青色顔料を含む着色剤を用いた本発明のカラーフィルタ用感放射線性組成物において、銅フタロシアニン系顔料分散助剤の使用量は、各着色剤中の全顔料成分100重量部に対して、好ましくは0.01〜10重量部、さらに好ましくは0.05〜5重量部である。この場合、銅フタロシアニン系顔料分散助剤の使用量が0.01重量部未満では、顔料成分の分散性の改良効果が低下する傾向があり、一方10重量部を超えると、形成した画素の色純度が不十分となるおそれがある。
また、赤色有機顔料ないし赤色顔料(好ましくは赤色有機顔料)を含む着色剤を用いた本発明のカラーフィルタ用感放射線性組成物においても、該赤色有機顔料ないし赤色顔料を、さらに、銅フタロシアニン系顔料分散助剤により分散させることができ、この場合の銅フタロシアニン系顔料分散助剤の使用量は、着色剤中の全顔料成分100重量部に対して、通常、50重量部以下、好ましくは30重量部以下である。
【0021】
(B)アルカリ可溶性樹脂
本発明におけるアルカリ可溶性樹脂としては、(A)着色剤に対してバインダーとして作用し、かつカラーフィルタ製造時の現像処理工程において用いられるアルカリ現像液に可溶性である限り、適宜のポリマーを使用することができる。
このようなアルカリ可溶性樹脂としては、例えば、カルボキシル基、フェノール性水酸基等の酸性官能基を含有する樹脂を挙げることができる。
アルカリ可溶性樹脂のうち、カルボキシル基含有アルカリ可溶性樹脂としては、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モノマー(以下、単に「カルボキシル基含有不飽和モノマー」という。)の(共)重合体を挙げることができる。
前記カルボキシル基含有不飽和モノマーの(共)重合体としては、特にカルボキシル基含有不飽和モノマーと他の共重合可能な不飽和モノマー(以下、単に「他の不飽和モノマー」という。)とからなるモノマー混合物の共重合体(以下、「カルボキシル基含有共重合体(イ)」という。)が好ましい。
【0022】
前記カルボキシル基含有不飽和モノマーとしては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、α−クロルアクリル酸、けい皮酸等の不飽和モノカルボン酸類;マレイン酸、無水マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、無水イタコン酸、シトラコン酸、無水シトラコン酸、メサコン酸等の不飽和ジカルボン酸(無水物)類;3価以上の不飽和多価カルボン酸(無水物)類;こはく酸モノ(2−アクリロイルオキシエチル)、こはく酸モノ(2−メタクリロイルオキシエチル)、フタル酸モノ(2−アクリロイルオキシエチル)、フタル酸モノ(2−メタクリロイルオキシエチル)等の非重合性ジカルボン酸のモノ〔2−(メタ)アクリロイルオキシエチル)エステル類や、ω−カルボキシポリカプロラクトンモノアクリレート、ω−カルボキシポリカプロラクトンモノメタクリレート等を挙げることができる。
これらのカルボキシル基含有不飽和モノマーのうち、こはく酸モノ(2−アクリロイルオキシエチル)およびフタル酸モノ(2−アクリロイルオキシエチル)は、それぞれM−5300およびM−5400の商品名(東亜合成(株)製)で市販されている。
前記カルボキシル基含有不飽和モノマーは、単独でまたは2種以上を混合して使用することができる。
【0023】
また、他の不飽和モノマーとしては、例えば、
スチレン、α−メチルスチレン、o−ビニルトルエン、m−ビニルトルエン、p−ビニルトルエン、o−クロルスチレン、m−クロルスチレン、p−クロルスチレン、o−メトキシスチレン、m−メトキシスチレン、p−メトキシスチレン、o−ビニルベンジルメチルエーテル、m−ビニルベンジルメチルエーテル、p−ビニルベンジルメチルエーテル、o−ビニルベンジルグリシジルエーテル、m−ビニルベンジルグリシジルエーテル、p−ビニルベンジルグリシジルエーテル等の芳香族ビニル化合物;
インデン、1−メチルインデン等のインデン類;
【0024】
メチルアクリレート、メチルメタクリレート、エチルアクリレート、エチルメタクリレート、n−プロピルアクリレート、n−プロピルメタクリレート、i−プロピルアクリレート、i−プロピルメタクリレート、n−ブチルアクリレート、n−ブチルメタクリレート、i−ブチルアクリレート、i−ブチルメタクリレート、sec−ブチルアクリレート、sec−ブチルメタクリレート、t−ブチルアクリレート、t−ブチルメタクリレート、2−ヒドロキシエチルアクリレート、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アクリレート、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アクリレート、3−ヒドロキシプロピルメタクリレート、2−ヒドロキシブチルアクリレート、2−ヒドロキシブチルメタクリレート、3−ヒドロキシブチルアクリレート、3−ヒドロキシブチルメタクリレート、4−ヒドロキシブチルアクリレート、4−ヒドロキシブチルメタクリレート、アリルアクリレート、アリルメタクリレート、ベンジルアクリレート、ベンジルメタクリレート、シクロヘキシルアクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、フェニルアクリレート、フェニルメタクリレート、2−メトキシエチルアクリレート、2−メトキシエチルメタクリレート、2−フェノキシエチルアクリレート、2−フェノキシエチルメタクリレート、メトキシジエチレングリコールアクリレート、メトキシジエチレングリコールメタクリレート、メトキシトリエチレングリコールアクリレート、メトキシトリエチレングリコールメタクリレート、メトキシプロピレングリコールアクリレート、メトキシプロピレングリコールメタクリレート、メトキシジプロピレングリコールアクリレート、メトキシジプロピレングリコールメタクリレート、イソボルニルアクリレート、イソボルニルメタクリレート、トリシクロ[ 5.2.1.02,6 ] デカン−8−イルアクリレート、トリシクロ[ 5.2.1.02,6 ] デカン−8−イルメタクリレート、2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピルアクリレート、2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピルメタクリレート、グリセロールモノアクリレート、グリセロールモノメタクリレート等の不飽和カルボン酸エステル類;
【0025】
2−アミノエチルアクリレート、2−アミノエチルメタクリレート、2−ジメチルアミノエチルアクリレート、2−ジメチルアミノエチルメタクリレート、2−アミノプロピルアクリレート、2−アミノプロピルメタクリレート、2−ジメチルアミノプロピルアクリレート、2−ジメチルアミノプロピルメタクリレート、3−アミノプロピルアクリレート、3−アミノプロピルメタクリレート、3−ジメチルアミノプロピルアクリレート、3−ジメチルアミノプロピルメタクリレート等の不飽和カルボン酸アミノアルキルエステル類;
グリシジルアクリレート、グリシジルメタクリレート等の不飽和カルボン酸グリシジルエステル類;
酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル、安息香酸ビニル等のカルボン酸ビニルエステル類;
ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、アリルグリシジルエーテル、メタリルグリシジルエーテル等の不飽和エーテル類;
アクリロニトリル、メタクリロニトリル、α−クロロアクリロニトリル、シアン化ビニリデン等のシアン化ビニル化合物;
【0026】
アクリルアミド、メタクリルアミド、α−クロロアクリルアミド、N−(2−ヒドロキシエチル)アクリルアミド、N−(2−ヒドロキシエチル)メタクリルアミド、N−メチロールアクリルアミド、N−メチロールメタクリルアミド等の不飽和アミド類;
マレイミド、N−シクロヘキシルマレイミド、N−フェニルマレイミド等の不飽和イミド類;
1,3−ブタジエン、イソプレン、クロロプレン等の脂肪族共役ジエン類;
ポリスチレン、ポリメチルアクリレート、ポリメチルメタクリレート、ポリ−n−ブチルアクリレート、ポリ−n−ブチルメタクリレート、ポリシロキサン等の重合体分子鎖の末端にモノアクリロイル基あるいはモノメタクリロイル基を有するマクロモノマー類
等を挙げることができる。
これらの他の不飽和モノマーは、単独でまたは2種以上を混合して使用することができる。
【0027】
カルボキシル基含有共重合体(イ)としては、(a)アクリル酸および/またはメタクリル酸を必須とし、場合により、こはく酸モノ(2−アクリロイルオキシエチル)、こはく酸モノ(2−メタクリロイルオキシエチル)、ω−カルボキシポリカプロラクトンモノアクリレートおよびω−カルボキシポリカプロラクトンモノメタクリレートの群から選ばれる少なくとも1種をさらに含有するカルボキシル基含有不飽和モノマーと、(b)スチレン、メチルアクリレート、メチルメタクリレート、2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシエチルメタクリレート、アリルアクリレート、アリルメタクリレート、ベンジルアクリレート、ベンジルメタクリレート、グリセロールモノアクリレート、グリセロールモノメタクリレート、N−フェニルマレイミド、ポリスチレンマクロモノマーおよびポリメチルメタクリレートマクロモノマーの群から選ばれる少なくとも1種の他の不飽和モノマーとの共重合体(以下、「カルボキシル基含有共重合体(イ−1)」という。)が好ましい。
【0028】
カルボキシル基含有共重合体(イ−1) の具体例としては、
(メタ)アクリル酸/メチル(メタ)アクリレート共重合体、
(メタ)アクリル酸/ベンジル(メタ)アクリレート共重合体、
(メタ)アクリル酸/スチレン/メチル(メタ)アクリレート共重合体、
(メタ)アクリル酸/スチレン/ベンジル(メタ)アクリレート共重合体、
(メタ)アクリル酸/メチル(メタ)アクリレート/ポリスチレンマクロモノマー共重合体、
(メタ)アクリル酸/メチル(メタ)アクリレート/ポリメチルメタクリレートマクロモノマー共重合体、
(メタ)アクリル酸/2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート/ベンジル(メタ)アクリレート共重合体、
(メタ)アクリル酸/ベンジル(メタ)アクリレート/ポリスチレンマクロモノマー共重合体、
(メタ)アクリル酸/ベンジル(メタ)アクリレート/ポリメチルメタクリレートマクロモノマー共重合体、
(メタ)アクリル酸/2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート/ベンジル(メタ)アクリレート/ポリスチレンマクロモノマー共重合体、
(メタ)アクリル酸/2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート/ベンジル(メタ)アクリレート/ポリメチルメタクリレートマクロモノマー共重合体、
(メタ)アクリル酸/スチレン/ベンジル(メタ)アクリレート/N−フェニルマレイミド共重合体、
(メタ)アクリル酸/スチレン/ベンジル(メタ)アクリレート/グリセロールモノ(メタ)アクリレート/N−フェニルマレイミド共重合体、
【0029】
(メタ)アクリル酸/こはく酸モノ〔2−(メタ)アクリロイロキシエチル〕/スチレン/ベンジル(メタ)アクリレート/N−フェニルマレイミド共重合体、
(メタ)アクリル酸/こはく酸モノ〔2−(メタ)アクリロイロキシエチル〕/スチレン/アリル(メタ)アクリレート/N−フェニルマレイミド共重合体、
(メタ)アクリル酸/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/スチレン/ベンジル(メタ)アクリレート/グリセロールモノ(メタ)アクリレート/N−フェニルマレイミド共重合体、
(メタ)アクリル酸/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/スチレン/ベンジル(メタ)アクリレート/グリセロールモノ(メタ)アクリレート/N−フェニルマレイミド共重合体、
(メタ)アクリル酸/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/スチレン/アリル(メタ)アクリレート/グリセロールモノ(メタ)アクリレート/N−フェニルマレイミド共重合体
等を挙げることができる。
【0030】
これらのカルボキシル基含有共重合体(イ−1)のうち、特に、メタクリル酸/ベンジルメタクリレート共重合体、メタクリル酸/2−ヒドロキシエチルメタクリレート/ベンジルメタクリレート共重合体、メタクリル酸/ベンジルメタクリレート/ポリスチレンマクロモノマー共重合体、メタクリル酸/ベンジルメタクリレート/ポリメチルメタクリレートマクロモノマー共重合体、メタクリル酸/スチレン/ベンジルメタクリレート/N−フェニルマレイミド共重合体、メタクリル酸/2−ヒドロキシエチルメタクリレート/ベンジルメタクリレート/ポリスチレンマクロモノマー共重合体、メタクリル酸/2−ヒドロキシエチルメタクリレート/ベンジルメタクリレート/ポリメチルメタクリレートマクロモノマー共重合体、メタクリル酸/スチレン/ベンジルメタクリレート/グリセロールモノメタクリレート/N−フェニルマレイミド共重合体、メタクリル酸/こはく酸モノ(2−アクリロイロキシエチル)/スチレン/ベンジルメタクリレート/N−フェニルマレイミド共重合体、メタクリル酸/こはく酸モノ(2−アクリロイルオキシエチル)/スチレン/ベンジルメタクリレート/N−フェニルマレイミド共重合体等が好ましい。
【0031】
カルボキシル基含有共重合体(イ)におけるカルボキシル基含有不飽和モノマーの共重合割合は、通常、5〜50重量%、好ましくは10〜40重量%である。この場合、カルボキシル基含有不飽和モノマーの共重合割合が5重量%未満では、得られる感放射線性組成物のアルカリ現像液に対する溶解性が低下する傾向があり、一方50重量%を超えると、アルカリ現像液による現像時に、形成された画素の基板からの脱落や画素表面の膜荒れを来たしやすくなる傾向がある。
カルボキシル基含有不飽和モノマーを前記特定の共重合割合で含有するカルボキシル基含有共重合体(イ)は、アルカリ現像液に対して優れた溶解性を有するものであり、当該共重合体をバインダーとして用いた感放射線性組成物は、アルカリ現像液による現像後に未溶解物が残存することが極めて少なく、基板上の画素を形成する部分以外の領域における地汚れ、膜残り等が発生し難く、しかも該組成物から得られる画素は、アルカリ現像液に過剰に溶解することがなく、基板に対して、優れた密着性を有し、基板から脱落するおそれもないものとなる。
カルボキシル基含有共重合体(イ)のゲルパーミエーションクロマトグラフィー(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重量平均分子量(以下、「Mw」という。)は、好ましくは3,000〜300,000、さらに好ましくは5,000〜100,000である。
【0032】
また、遊離カルボキシル基を有するポリエステル樹脂を、アルカリ可溶性樹脂として使用することもできる。
このようなポリエステル樹脂としては、ポリ乳酸が好ましい。
前記ポリ乳酸のMwは、通常、3,000〜300,000、好ましくは5,000〜100,000である。
また、フェノール性水酸基含有アルカリ可溶性樹脂としては、例えば、フェノール性水酸基含有芳香族ビニル化合物の(共)重合体、フェノールノボラック樹脂等を挙げることができる。
前記フェノール性水酸基含有芳香族ビニル化合物としては、例えば、o−ヒドロキシスチレン、m−ヒドロキシスチレン、p−ヒドロキシスチレン、o−ヒドロキシ−α−メチルスチレン、m−ヒドロキシ−α−メチルスチレン、p−ヒドロキシ−α−メチルスチレン等を挙げることができる。
これらのフェノール性水酸基含有芳香族ビニル化合物は、単独でまたは2種以上を混合して使用することができる。
前記フェノール性水酸基含有ビニル芳香族化合物は、場合により、1種以上の他の共重合可能な不飽和モノマー、例えば前記他の不飽和モノマーと共重合させることができる。
【0033】
また、前記フェノールノボラック樹脂に使用されるフェノール類としては、例えば、o−クレゾール、m−クレゾール、p−クレゾール、2,3−キシレノール、2,4−キシレノール、2,5−キシレノール、3,4−キシレノール、3,5−キシレノール、 2,3,5−トリメチルフェノール、3,4,5−トリメチルフェノール等を挙げることができ、アルデヒド類としては、例えば、ホルムアルデヒド、トリオキサン、パラホルムアルデヒド、ベンズアルデヒド、アセトアルデヒド、プロピルアルデヒド、フェニルアセトアルデヒド、グリオキサール、グルタルアルデヒド、テレフタルアルデヒド、イソフタルアルデヒド等を挙げることができる。
これらのフェノール類およびアルデヒド類は、それぞれ単独でまたは2種以上を混合して使用することができる。
フェノール性水酸基含有芳香族ビニル化合物の(共)重合体のMwは、好ましくは1,000〜150,000、さらに好ましくは3,000〜100,000である。
また、フェノールノボラック樹脂のMwは、好ましくは1,000〜150,000、さらに好ましくは1,500〜80,000である。
【0034】
本発明において、アルカリ可溶性樹脂は、単独でまたは2種以上を混合して使用することができる。
本発明におけるアルカリ可溶性樹脂の使用量は、(A)着色剤100重量部に対して、通常、10〜1,000重量部、好ましくは20〜500重量部である。この場合、アルカリ可溶性樹脂の使用量が10重量部未満では、例えば、アルカリ現像性が低下したり、画素が形成される部分以外の領域での地汚れや膜残りが発生するおそれがあり、一方1,000重量部を超えると、相対的に着色剤濃度が低下するため、薄膜として目的とする色濃度を達成することが困難となる場合がある。
【0035】
(C)多官能性モノマー
本発明における多官能性モノマーは、2個以上の重合性不飽和結合を有する化合物である。
多官能性モノマーとしては、例えば、
エチレングリコール、プロピレングリコール等のアルキレングリコールのジアクリレートまたはジメタクリレート類;
ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等のポリアルキレングリコールのジアクリレートまたはジメタクリレート類;
グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール等の3価以上の多価アルコールのポリアクリレートまたはポリメタクリレート類やそれらのジカルボン酸変性物;
ポリエステル、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、アルキド樹脂、シリコーン樹脂、
スピラン樹脂等のオリゴアクリレートまたはオリゴメタクリレート類;
両末端ヒドロキシポリ−1,3−ブタジエン、両末端ヒドロキシポリイソプレン、両末端ヒドロキシポリカプロラクトン等の両末端ヒドロキシル化重合体のジアクリレートまたはジメタクリレート類のほか、
トリス(2−アクリロイロキシエチル)フォスフェート、トリス(2−メタクリロイロキシエチル)フォスフェート
等を挙げることができる。
【0036】
これらの多官能性モノマーのうち、3価以上の多価アルコールのポリアクリレートまたはポリメタクリレート類やそれらのジカルボン酸変性物、具体的には、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メタクリレート、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トリメタクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、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ペンタアクリレート、ジペンタエリスリトールペンタメタクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサメタクリレート、下記式(5)
【0037】
【化7】
で表される化合物、下記式(6)
【0038】
【化8】
【0039】
で表される化合物等が好ましく、特に、トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレートおよびジペンタエリスリトールヘキサアクリレートが、画素強度が高く、画素表面の平滑性に優れ、かつ未露光部の基板上および遮光層上に地汚れ、膜残り等を発生し難い点で好ましい。
前記多官能性モノマーは、単独でまたは2種以上を混合して使用することができる。
【0040】
本発明における多官能性モノマーの使用量は、(B)アルカリ可溶性樹脂100重量部に対して、通常、5〜500重量部、好ましくは20〜300重量部である。この場合、多官能性モノマーの使用量が5重量部未満では、画素の強度や表面平滑性が低下する傾向があり、一方500重量部を超えると、例えば、アルカリ現像性が低下したり、未露光部の基板上あるいは遮光層上に地汚れ、膜残り等が発生しやすくなる傾向がある。
【0041】
本発明においては、多官能性モノマーの一部を、1個の重合性不飽和結合を有する単官能性モノマーで置き換えることもできる。
前記単官能性モノマーとしては、例えば、前記(B)アルカリ可溶性樹脂について例示したカルボキシル基含有不飽和モノマー、他の不飽和モノマーのほか、N−ビニルサクシンイミド、N−ビニルピロリドン、N−ビニルフタルイミド、N−ビニル−2−ピペリドン、N−ビニル−ε−カプロラクタム、N−ビニルピロール、N−ビニルピロリジン、N−ビニルイミダゾール、N−ビニルイミダゾリジン、N−ビニルインドール、N−ビニルインドリン、N−ビニルベンズイミダゾ−ル、N−ビニルカルバゾール、N−ビニルピペリジン、N−ビニルピペラジン、N−ビニルモルホリン、N−ビニルフェノキサジン等のN−ビニル誘導体類;N−(メタ)アクリロイルモルフォリンや、市販品として、M−5300、M−5400、M−5600(商品名、東亞合成(株)製)等を挙げることができる。
これらの単官能性モノマーは、単独でまたは2種以上を混合して使用することができる。
単官能性モノマーの使用割合は、多官能性モノマーと単官能性モノマーの合計に対して、通常、90重量%以下、好ましくは50重量%以下である。この場合、単官能性モノマーの使用割合が90重量%を超えると、画素の強度や表面平滑性が低下する傾向がある。
【0042】
(D)光重合開始剤
本発明における光重合開始剤は、可視光線、紫外線、遠紫外線、電子線、X線等の露光により、前記(C)多官能性モノマーおよび場合により使用される単官能性モノマーの重合を開始しうる活性種を発生することができる化合物からなる。
このような光重合開始剤としては、ビイミダゾール系化合物、ベンゾイン系化合物、アセトフェノン系化合物、ベンゾフェノン系化合物、α−ジケトン系化合物、多核キノン系化合物、キサントン系化合物、ジアゾ系化合物、トリアジン系化合物等を挙げることができる。
【0043】
前記ビイミダゾール系化合物の具体例としては、
2,2’−ビス(2−クロロフェニル)−4,4’,5,5’−テトラキス(4−エトキシカルボニルフェニル)−1,2’−ビイミダゾール、
2,2’−ビス(2,4−ジクロロフェニル)−4,4’,5,5’−テトラフェニル−1,2’−ビイミダゾール、
2,2’−ビス(2,4,6−トリクロロフェニル)−4,4’,5,5’−テトラフェニル−1,2’−ビイミダゾール、
2,2’−ビス(2−ブロモフェニル)−4,4’,5,5’−テトラキス(4−エトキシカルボニルフェニル)−1,2’−ビイミダゾール、
2,2’−ビス(2,4−ジブロモフェニル)−4,4’,5,5’−テトラフェニル−1,2’−ビイミダゾール、
2,2’−ビス(2,4,6−トリブロモフェニル)−4,4’,5,5’−テトラフェニル−1,2’−ビイミダゾール
等を挙げることができる。
これらのビイミダゾール系化合物は、溶剤に対する溶解性に優れ、未溶解物、析出物等の異物を生じることがなく、しかも感度が高く、少ないエネルギー量の露光により硬化反応を十分進行させるとともに、コントラストが高く、未露光部で硬化反応が生じることがないため、露光後の塗膜は、アルカリ現像液に対して不溶性の硬化部分と、アルカリ現像液に対して高い溶解性を有する未硬化部分とに明確に区分され、パターンの欠落、欠損やアンダーカットのない優れたカラーフィルタを形成することができる。
【0044】
また、前記ベンゾイン系化合物としては、例えば、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル、メチル−2−ベンゾイルベンゾエート等を挙げることができる。
前記アセトフェノン系化合物としては、例えば、2,2−ジメトキシ−2−フェニルアセトフェノン、1−フェニル−2−ヒドロキシ−2−メチルプロパン−1−オン、1−(4−i−プロピルフェニル)−2−ヒドロキシ−2−メチルプロパン−1−オン、4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル−(2−ヒドロキシ−2−プロピル)ケトン、2,2−ジメトキシアセトフェノン、2,2−ジエトキシアセトフェノン、2−メチル−(4−メチルチオフェニル)−2−モルフォリノ−1−プロパン−1−オン、1−(4−モルフォリノフェニル)−2−ベンジル−2−ジメチルアミノブタン−1−オン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、4−アジドアセトフェノン、4−アジドベンザルアセトフェノン等を挙げることができる。
前記ベンゾフェノン系化合物としては、例えば、ベンゾフェノン、4,4’−ビス(ジメチルアミノ)ベンゾフェノン、4,4’−ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン、3,3−ジメチル−4−メトキシベンゾフェノン等を挙げることができる。
【0045】
前記α−ジケトン系化合物としては、例えば、ジアセチル、ジベンゾイル、メチルベンゾイルホルメート等を挙げることができる。
前記多核キノン系化合物としては、例えば、アントラキノン、2−エチルアントラキノン、2−t−ブチルアントラキノン、1,4−ナフトキノン等を挙げることができる。
前記キサントン系化合物としては、例えば、キサントン、チオキサントン、2,4−ジエチルチオキサントン、2−クロロチオキサントン等を挙げることができる。
前記ジアゾ系化合物としては、例えば、4−ジアゾジフェニルアミン、4−ジアゾ−4’−メトキシジフェニルアミン、4−ジアゾ−3−メトキシジフェニルアミン等を挙げることができる。
前記トリアジン系化合物としては、例えば、2−(2−フリルエチリデン)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(3,4−ジメトキシスチリル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(4−メトキシナフチル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(2−ブロモ−4−メチルフェニル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(2−チオフェニルエチリデン)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン等を挙げることができる。
さらに、前記以外の光重合開始剤として、4−アジドベンズアルデヒド、アジドピレン、ビス(2,6−ジメトキシベンゾイル)−2,4,4−トリメチルペンチルフォスフィンオキサイド、N−フェニルチオアクリドン、トリフェニルピリリウムパークロレート等を使用することもできる。
【0046】
本発明において、光重合開始剤は、単独でまたは2種以上を混合して使用することができる。
本発明における光重合開始剤の使用量は、(C)多官能性モノマーと場合により使用される単官能性モノマーとの合計100重量部に対して、通常、0.01〜200重量部、好ましくは1〜120重量部、さらに好ましくは1〜50重量部である。この場合、光重合開始剤の使用量が0.01重量部未満では、露光による硬化が不十分となり、画素パターンに欠落、欠損やアンダーカットを生じるおそれがあり、一方200重量部を超えると、形成された画素が現像時に基板から脱落しやすく、また画素が形成される部分以外の領域で地汚れ、膜残り等を生じやすくなる。
【0047】
さらに、本発明においては、前記光重合開始剤と共に、増感剤、硬化促進剤、高分子光架橋・増感剤等を1種以上併用することもできる。
前記増感剤としては、例えば、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)カルコン等を挙げることができる。
これらの増感剤は、単独でまたは2種以上を混合して使用することができる。
また、前記硬化促進剤としては、例えば、2−メルカプトベンゾイミダゾール、2−メルカプトベンゾチアゾール、2−メルカプトベンゾオキサゾール、2,5−ジメルカプト−1,3,4−チアジアゾール、2−メルカプト−4,6−ジメチルアミノピリジン等の連鎖移動剤を挙げることができる。
これらの硬化促進剤は、単独でまたは2種以上を混合して使用することができる。
また、前記高分子光架橋・増感剤は、露光により架橋剤および/または増感剤として作用しうる少なくとも1種の官能基を主鎖および/または側鎖中に有する高分子化合物であり、その例としては、4−アジドベンズアルデヒドとポリビニルアルコールとの縮合物、4−アジドベンズアルデヒドとフェノールノボラック樹脂との縮合物、けい皮酸4−アクリロイルフェニルの(共)重合体、1,4−ポリブタジエン、1,2−ポリブタジエン等を挙げることができる。
これらの高分子光架橋・増感剤は、単独でまたは2種以上を混合して使用することができる。
本発明における増感剤、硬化促進剤および高分子光架橋・増感剤の合計使用量は、光重合開始剤100重量部に対して、通常、300重量部以下、好ましくは5〜200重量部、さらに好ましくは10〜100重量部である。
【0048】
(E)化合物(1)および化合物(2)
化合物(1)において、R1 の水素原子を除く原子数が1〜35の1価の有機基としては、例えば、
メチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、i−ブチル基、sec−ブチル基、t−ブチル基、n−ヘキシル基、n−オクチル基、n−デシル基、n−ドデシル基、n−トリデシル基等の炭素数1〜30のアルキル基;
メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、i−プロポキシ基、n−ブトキシ基、i−ブトキシ基、sec−ブトキシ基、t−ブトキシ基、n−ヘキシルオキシ基、n−オクチルオキシ基、n−デシルオキシ基、n−ドデシルオキシ基、n−トリデシルオキシ基等の炭素数1〜30のアルコキシル基;
【0049】
フェニル基、トリル基(具体的には、o−トリル基、m−トリル基、p−トリル基)、キシリル基(具体的には、2,3−ジメチルフェニル基、2,4−ジメチルフェニル基、2,5−ジメチルフェニル基、2,6−ジメチルフェニル基、3,4−ジメチルフェニル基、3,5−ジメチルフェニル基等)、o−クメニル基、m−クメニル基、p−クメニル基、o−アミノフェニル基、m−アミノフェニル基、p−アミノフェニル基、o−ブロモフェニル基、m−ブロモフェニル基、p−ブロモフェニル基、ペンタフルオロフェニル基、4−ビフェニル基、o−クミルフェニル基、m−クミルフェニル基、p−クミルフェニル基、o−〔p−(α,α−ジメチルベンジル)フェニル基、m−〔p−(α,α−ジメチルベンジル)フェニル基、p−〔p−(α,α−ジメチルベンジル)フェニル基、α−ナフチル基、β−ナフチル基等の炭素数6〜30のアリール基;
フェノキシ基、トリルオキシ基(具体的には、o−トリルオキシ基、m−トリルオキシ基、p−トリリオキシ基)、キシリルオキシ基(具体的には、2,3−ジメチルフェニルオキシ基、2,4−ジメチルフェニルオキシ基、2,5−ジメチルフェニルオキシ基、2,6−ジメチルフェニルオキシ基、3,4−ジメチルフェニルオキシ基、3,5−ジメチルフェニルオキシ基等)、o−ブロモフェノキシ基、m−ブロモフェノキシ基、p−ブロモフェノキシ基、o−クミルフェノキシ基、m−クミルフェノキシ基、p−クミルフェノキシ基、o−アミノフェノキシ基、m−アミノフェノキシ基、p−アミノフェノキシ基、ペンタフルオロフェノキシ基、4−ビフェニルオキシ基、α−ナフトキシ基、β−ナフトキシ基等の炭素数6〜30のアリーロキシ基
等を挙げることができる。
また、化合物(2)において、R 2 の炭素数1〜30のアルコキシル基、炭素数6〜30のアリール基および炭素数6〜30のアリーロキシ基としては、例えば、前記した化合物(1)におけるR 1 のそれぞれ炭素数1〜30のアルコキシル基、炭素数6〜30のアリール基および炭素数6〜30のアリーロキシ基について例示した基と同様のものを挙げることができる。
【0050】
(G)化合物(3)
化合物(3)において、R3 の水素原子を除く原子数が1〜35の1価の有機基としては、例えば、
メチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、i−ブチル基、sec−ブチル基、t−ブチル基、n−ヘキシル基、n−オクチル基、n−デシル基、n−ドデシル基、n−トリデシル基等の炭素数1〜30のアルキル基;
アセチル基、オキシアセチル基、プロピオニル基、ブチリル基、ヘキサノイル基、オクタノイル基、バレリル基、イソバレリル基、ラウロイル基、イソラウロイル基、パルミトイル基、イソパルミトイル基、ステアロイル基、イソステアロイル基、アクリロイル基、メタクリロイル基等の炭素数2〜30のアシル基;
【0051】
フェニル基、トリル基(具体的には、o−トリル基、m−トリル基、p−トリル基)、キシリル基(具体的には、2,3−ジメチルフェニル基、2,4−ジメチルフェニル基、2,5−ジメチルフェニル基、2,6−ジメチルフェニル基、3,4−ジメチルフェニル基、3,5−ジメチルフェニル基等)、o−クメニル基、m−クメニル基、p−クメニル基、o−アミノフェニル基、m−アミノフェニル基、p−アミノフェニル基、o−ブロモフェニル基、m−ブロモフェニル基、p−ブロモフェニル基、ペンタフルオロフェニル基、4−ビフェニル基、o−クミルフェニル基、m−クミルフェニル基、p−クミルフェニル基、o−〔p−(α,α−ジメチルベンジル)フェニル基、m−〔p−(α,α−ジメチルベンジル)フェニル基、p−〔p−(α,α−ジメチルベンジル)フェニル基、α−ナフチル基、β−ナフチル基等の炭素数6〜30のアリール基;
アミノメチル基、2−アミノエチル基、N−(アミノメチル)アミノメチル基、N−(2−アミノエチル)−2−アミノエチル基、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基等の炭素数1〜10のアミノ基含有アルキル基または炭素数1〜10のアルキルアミノ基;
【0052】
ベンゼンスルホニル基、o−トルエンスルホニル基、m−トルエンスルホニル基、p−トルエンスルホニル基、o−n−ドデシルベンゼンスルホニル基、m−n−ドデシルベンゼンスルホニル基、p−n−ドデシルベンゼンスルホニル基等の有機スルホニル基;
−P(O)(OC2 H5)2 、−P(O)(OC3 H7)2 、−P(O)(OC4 H9)2 、
−P(O)(OC6 H13)2、−P(O)(OC8 H17)2、
−P(O)(OC8 H17)−O−P(O)(OH)(OC8 H17)、
−P(O) −O−P(O)(OC2 H5)2 等のリン酸もしくはピロリン酸のジエステル残基や、
2,2−ジ(ビニルオキシメチル)ブチル基、2,2−ジ(アリルオキシメチル)ブチル基
等を挙げることができる。
【0053】
また、2個のR3 が相互に結合して形成した水素原子を除く原子数が1〜10の2価の有機基としては、例えば、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、トリメチレン基、テトラメチレン基、ビニレン基、プロペニレン基等を挙げることができる。
なお、化合物(3)は、場合により、カラーフィルタ用感放射線性組成物(IV) に配合することもできる。
【0054】
(H)化合物(4)
化合物(4)において、R4 の水素原子を除く原子数が1〜35の1価の有機基としては、例えば、前記化合物(3)のR3 について例示したものと同様の基等を挙げることができる。
【0055】
また、2個のR4 が相互に結合して形成した水素原子を除く原子数が1〜10の2価の有機基としては、例えば、前記化合物(3)における2個のR3 が相互に結合して形成した水素原子を除く原子数が1〜10の2価の有機基について例示したものと同様の基等を挙げることができる。
【0056】
また、R5 およびR6 の水素原子を除く原子数が1〜35の1価の有機基としては、例えば、前記化合物(1)のR1 および化合物(2)のR2 について例示したものと同様の基等を挙げることができる。
また、1個のR5 と1個のR6 とが相互に結合して形成した水素原子を除く原子数が1〜10の2価の有機基としては、例えば、前記化合物(3)における2個のR3 が相互に結合して形成した水素原子を除く原子数が1〜10の2価の有機基について例示したものと同様の基等を挙げることができる。
なお、化合物(4)は、場合により、カラーフィルタ用感放射線性組成物(II)やカラーフィルタ用感放射線性組成物(III)に配合することもできる。
【0057】
カラーフィルタ用感放射線性組成物(II)およびカラーフィルタ用感放射線性組成物(III)において、好ましい化合物(1)としては、トリアリールホスファイト類を挙げることができ、特に好ましくはトリフェニルホスファイト、トリトリルホスファイト、トリキシリルホスファイトである。
また、カラーフィルタ用感放射線性組成物(II)およびカラーフィルタ用感放射線性組成物(III)において、好ましい化合物(2 )としては、トリアリールホスフィンオキシド類を挙げることができ、特に好ましくはトリフェニルホスフィンオキシド、トリトリルホスフィンオキシド、トリキシリルホスフィンオキシドである。
【0058】
また、カラーフィルタ用感放射線性組成物(III)において、特に好ましい化合物(3)の具体例としては、下記式(3-1) 〜式(3-11)で表される化合物等を挙げることができる。
【0059】
【化9】
【0060】
【化10】
【0061】
【化11】
【0062】
【化12】
【0063】
【化13】
【0064】
【化14】
【0065】
【化15】
【0066】
【化16】
【0067】
【化17】
【0068】
【化18】
【0069】
【化19】
【0070】
また、カラーフィルタ用感放射線性組成物(IV) において、特に好ましい化合物(4)の具体例としては、下記式(4-1) 〜式(4-4) で表される化合物等を挙げることができる。
【0071】
【化20】
【0072】
【化21】
【0073】
【化22】
【0074】
【化23】
【0075】
カラーフィルタ用感放射線性組成物(II)における化合物(1)および化合物(2)の合計使用量は、(C)多官能性モノマーと場合により使用される単官能性モノマーとの合計100重量部に対して、通常、0.002〜10重量部、好ましくは0.004〜1重量部、さらに好ましくは0.01〜0.1重量部である。この場合、前記合計使用量が0.002重量部未満では、現像液の吐出圧を上げた場合、現像後にパターンの欠けや剥がれを生じるおそれがあり、一方10重量部を超えると、画素が形成される部分以外の領域で、地汚れ、膜残り等を生じるおそれがある。
【0076】
カラーフィルタ用感放射線性組成物(III)における化合物(1)、化合物(2)および化合物(3)の合計使用量は、(C)多官能性モノマーと場合により使用される単官能性モノマーとの合計100重量部に対して、通常、0.002〜10重量部、好ましくは0.004〜1重量部、さらに好ましくは0.01〜0.1重量部である。この場合、前記合計使用量が0.002重量部未満では、現像液の吐出圧を上げた場合、現像後にパターンの欠けや剥がれを生じるおそれがあり、一方10重量部を超えると、画素が形成される部分以外の領域で、地汚れ、膜残り等を生じるおそれがある。
【0077】
カラーフィルタ用感放射線性組成物(IV) における化合物(4)の使用量は、(C)多官能性モノマーと場合により使用される単官能性モノマーとの合計100重量部に対して、通常、0.002〜10重量部、好ましくは0.004〜1重量部、さらに好ましくは0.01〜0.1重量部である。この場合、化合物(4)の使用量が0.002重量部未満では、現像液の吐出圧を上げた場合、現像後にパターンの欠けや剥がれを生じるおそれがあり、一方10重量部を超えると、画素が形成される部分以外の領域で、地汚れ、膜残り等を生じるおそれがある。
【0078】
(F)溶媒
本発明における溶媒としては、前記(A)〜(H)成分や、所望により配合される添加剤成分を分散または溶解し、かつこれらの成分と反応せず、適度の揮発性を有するものである限り、適宜に選択して使用することができる。
このような溶媒としては、例えば、
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モノ−n−プロピルエーテル、エチレングリコールモノ−n−ブチルエーテル等のグリコールエーテル類;
エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノ−n−プロピルエーテルアセテート、エチレングリコールモノ−n−ブチルエーテルアセテート等のエチレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類;
ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノ−n−プロピルエーテル、ジエチレングリコールモノ−n−ブチルエーテル等のジエチレングリコールモノアルキルエーテル類;
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート等のプロピレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類;
ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、テトラヒドロフラン等の他のエーテル類;
【0079】
メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、2−ヘプタノン、3−ヘプタノン、シクロヘキサノン等のケトン類;
2−ヒドロキシプロピオン酸メチル、2−ヒドロキシプロピオン酸エチル等の乳酸アルキルエステル類;
2−ヒドロキシ−2−メチルプロピオン酸エチル、3−メトキシプロピオン酸メチル、3−メトキシプロピオン酸エチル、3−エトキシプロピオン酸メチル、3−エトキシプロピオン酸エチル、エトキシ酢酸エチル、ヒドロキシ酢酸エチル、2−ヒドロキシ−3−メチルブタン酸メチル、3−メチル−3−メトキシブチルアセテート、3−メチル−3−メトキシブチルプロピオネート、酢酸エチル、酢酸n−プロピル、酢酸n−ブチル、酢酸i−ブチル、ぎ酸n−アミル、酢酸i−アミル、プロピオン酸n−ブチル、酪酸エチル、酪酸n−プロピル、酪酸i−プロピル、酪酸n−ブチル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、ピルビン酸n−プロピル、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、2−オキソブタン酸エチル等の他のエステル類;
トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類
等を挙げることができる。
これらの溶媒は、単独でまたは2種以上を混合して使用することができる。
【0080】
さらに、前記溶媒と共に、ベンジルエチルエーテル、ジ−n−ヘキシルエーテル、アセトニルアセトン、イソホロン、カプロン酸、カプリル酸、1−オクタノール、1−ノナノール、ベンジルアルコール、酢酸ベンジル、安息香酸エチル、しゅう酸ジエチル、マレイン酸ジエチル、γ−ブチロラクトン、炭酸エチレン、炭酸プロピレン、エチレングリコールモノフェニルエーテルアセテート等の高沸点溶媒を併用することもできる。
これらの高沸点溶媒は、単独でまたは2種以上を混合して使用することができる。
【0081】
前記溶媒のうち、溶解性、顔料分散性、塗布性等の観点から、エチ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、ジエチレングリコールジメチルエーテル、シクロヘキサノン、2−ヘプタノン、3−ヘプタノン、2−ヒドロキシプロピオン酸エチル、3−メトキシプロピオン酸エチル、3−エトキシプロピオン酸メチル、3−エトキシプロピオン酸エチル、3−メチル−3−メトキシブチルプロピオネート、酢酸n−ブチル、酢酸i−ブチル、ぎ酸n−アミル、酢酸i−アミル、プロピオン酸n−ブチル、酪酸エチル、酪酸i−プロピル、酪酸n−ブチル、ピルビン酸エチル等が好ましく、また高沸点溶媒としては、γ−ブチロラクトン等が好ましい。
溶媒の使用量は、(B)アルカリ可溶性樹脂100重量部に対して、通常、100〜10,000重量部、好ましくは500〜5,000重量部である。
【0082】
添加剤
さらに、本発明のカラーフィルタ用感放射線性組成物には、場合により、種々の添加剤を配合することもできる。
前記添加剤としては、例えば、ガラス、アルミナ等の充填剤;ポリビニルアルコール、ポリエチレングリコールモノアルキルエーテル類、ポリ(フロロアルキルアクリレート)類等の高分子化合物;ノニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤等の界面活性剤;ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリス(2−メトキシエトキシ)シラン、N−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、3−クロロプロピルメチルジメトキシシラン、3−クロロプロピルトリメトキシシラン、3−メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン等の密着促進剤;2,2−チオビス(4−メチル−6−t−ブチルフェノール)、2,6−ジ−t−ブチルフェノール等の酸化防止剤;2−(3−t−ブチル−5−メチル−2−ヒドロキシフェニル)−5−クロロベンゾトリアゾール、アルコキシベンゾフェノン類等の紫外線吸収剤;ポリアクリル酸ナトリウム等の凝集防止剤等を挙げることができる。
【0083】
本発明のカラーフィルタ用感放射線性組成物を調製する際の、(A)〜(D)および(F)成分と、(E)成分もしくは該成分および(G)成分、あるいは(H)成分との混合は、各成分を適宜の順に添加して実施することができるが、予め(A)成分を、必要に応じて顔料分散剤や銅フタロシアニン系顔料分散助剤を添加して、適量の(F)成分と混合し、例えばサンドミルにて分散化処理を行って、各色の着色ペーストを調製しておき、これらを残りの成分と混合することが好ましい。
【0084】
カラーフィルタの形成方法
次に、本発明のカラーフィルタ用感放射線性組成物を用いて、カラーフィルタを形成する方法について説明する。
基板の表面上に、必要に応じて、画素を形成する部分を区画するように遮光層を形成し、この基板上に、例えば赤色の着色剤が分散された感放射線性組成物を塗布したのち、プレベークを行って溶剤を蒸発させ、塗膜を形成する。次いで、この塗膜にフォトマスクを介して放射線を露光したのち、アルカリ現像液を用いて現像して、塗膜の未露光部を溶解除去し、その後ポストベークすることにより、赤色の画素パターンが所定の配列で配置された画素アレイを形成する。
また、緑色または青色の着色剤が分散された各感放射線性組成物を用い、前記と同様にして、塗布、プレベーク、露光および現像を行い、その後ポストベークを行って、緑色の画素アレイおよび青色の画素アレイを同一基板上に形成することにより、赤色、緑色および青色の三原色の画素アレイが基板上に配置されたカラーフィルタを得る。但し、カラーフィルタを形成する際の各色の画素パターンの形成順序は、前記に限定されるものではない。
【0085】
カラーフィルタを形成する際に使用される基板としては、例えば、ガラス、シリコン、ポリカーボネート、ポリエステル、芳香族ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリイミド等を挙げることができる。これらの基板には、所望により、シランカップリング剤等による薬品処理、プラズマ処理、イオンプレーティング、スパッタリング、気相反応法、真空蒸着等の適宜の前処理を施しておくこともできる。
感放射線性組成物を基板に塗布する際には、回転塗布、流延塗布、ロール塗布等の適宜の塗布法を採用することができる。
塗布厚さは、乾燥後の膜厚として、通常、0.1〜10μm、好ましくは0.2〜5.0μm、特に好ましくは0.2〜3.0μmである。
カラーフィルタを作製する際に使用される放射線としては、例えば、可視光線、紫外線、遠紫外線、電子線、X線等を使用することができるが、波長が190〜450nmの範囲にある放射線が好ましい。
放射線の露光量は、好ましくは10〜10,000J/m2 である。
【0086】
また、前記アルカリ現像液としては、例えば、炭酸ナトリウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド、コリン、1,8−ジアザビシクロ−[5.4.0]−7−ウンデセン、1,5−ジアザビシクロ−[4.3.0]−5−ノネン等の水溶液が好ましい。
前記アルカリ現像液のpHは、好ましくは10.0〜13.0である。
前記アルカリ現像液には、例えばメタノール、エタノール等の水溶性有機溶剤や界面活性剤等を適量添加することもできる。なお、アルカリ現像後は、通常、水洗する。
現像処理法としては、シャワー現像法、スプレー現像法、ディップ(浸漬)現像法、パドル(液盛り)現像法等を適用することができ、現像条件は、常温で5〜300秒が好ましい。
【0087】
カラーフィルタを形成する際の現像時には、未露光部の基板上あるいは遮光層上に残渣や地汚れを生じるおそれがある。このような残渣や地汚れの発生を防止するためには、例えばシャワー現像法等の、現像液をある程度高い圧力で吐出できる現像法が適しており、さらには現像液の吐出圧を、好ましくは0.3MPa以上に上げることが極めて効果的である。しかし、従来のカラーフィルタ用感放射線性組成物では、その硬化物を高い現像耐性を有するものとするためには露光量をかなり上げる必要があり、生産性の面で問題があった。また露光量を上げない場合には、パターンの欠けや剥がれが発生する弊害が現れるため、現像液の吐出圧を0.2MPa以下に下げざるをえず、残渣や地汚れの発生を防止することが困難であった。
【0088】
これに対して、本発明のカラーフィルタ用感放射線性組成物は、通常の露光量でも、その硬化物が吐出圧0.3MPa以上の現像耐性を有するものである。ここでいう「吐出圧0.3MPa以上の現像耐性を有する」とは、現像液を0.3MPa以上の吐出圧で吐出させて現像しても、パターンの欠けおよび剥がれを生じることがないことを意味する。なお、本発明のカラーフィルタ用感放射線性組成物も、露光量を上げることにより、その硬化物の現像耐性をさらに高めることができるのは当然である。
ここで、本発明のカラーフィルタ用感放射線性組成物の露光量と現像耐性との関係をより具体的に例示すると、露光量が3,000J/m2 以下、好ましくは2,000J/m2 以下、さらに好ましくは1,000J/m2 以下、特に好ましくは500J/m2 以下のとき、現像耐性が0.3MPa以上、好ましくは0.4MPa以上となる特性を有する。この場合、3,000J/m2 の露光量を超えて露光するのは、露光時間が長くなり、生産性が低下する。
したがって、本発明のカラーフィルタ用感放射線性組成物は、カラーフィルタを形成する際に、パターンに欠けおよび剥がれを生じることなく、未露光部の基板上および遮光層上に残渣および地汚れが発生するのを有効に防止することができる。
本発明のカラーフィルタ用感放射線性組成物を用いてカラーフィルタを形成する際の現像時の操作条件は、ノズル径が通常3mm程度、現像時間が通常1分間程度である。
【0089】
さらに、本発明のカラーフィルタ用感放射線性組成物は、基板への密着性および硬化物の強度と靱性が高く、パターンの欠けや剥がれが極めて発生し難いという優れた特性を有しており、パターンの欠けおよび剥がれを生じることなく、未露光部の基板上および遮光層上に残渣および地汚れが発生するのを極めて有効に防止することができる。
なお、本発明のカラーフィルタ用感放射線性組成物に対する現像液の吐出圧の上限は、組成物の具体的組成等によって変わり一概には言えないが、通常、10MPa程度である。
本発明のカラーフィルタ用感放射線性組成物から形成されたカラーフィルタは、例えば、透過型あるいは反射型のカラー液晶表示装置、カラー撮像管素子、カラーセンサー等に極めて有用である。
【0090】
【発明の実施の形態】
【0091】
カラーフィルタ用感放射線性組成物(II) は、前記(A)〜(F)成分を含有し、カラーフィルタ用感放射線性組成物(III)は、前記(A)〜(F)および(G)成分を含有し、カラーフィルタ用感放射線性組成物(IV) は、前記(A)〜(D)、(F)および(H)成分を含有するが、各カラーフィルタ用感放射線性組成物の好ましい実施の形態をより具体的に示すと、下記(i) 〜(iii)のとおりである。
【0092】
(i) (B)成分が、アルカリ可溶性樹脂(イ)、さらに好ましくはアルカリ可溶性樹脂(イ−1)、特に好ましくはメタクリル酸/ベンジルメタクリレート共重合体、メタクリル酸/2−ヒドロキシエチルメタクリレート/ベンジルメタクリレート共重合体、メタクリル酸/ベンジルメタクリレート/ポリスチレンマクロモノマー共重合体、メタクリル酸/ベンジルメタクリレート/ポリメチルメタクリレートマクロモノマー共重合体、メタクリル酸/スチレン/ベンジルメタクリレート/N−フェニルマレイミド共重合体、メタクリル酸/2−ヒドロキシエチルメタクリレート/ベンジルメタクリレート/ポリスチレンマクロモノマー共重合体、メタクリル酸/2−ヒドロキシエチルメタクリレート/ベンジルメタクリレート/ポリメチルメタクリレートマクロモノマー共重合体、メタクリル酸/スチレン/ベンジルメタクリレート/グリセロールモノメタクリレート/N−フェニルマレイミド共重合体、メタクリル酸/こはく酸モノ(2−アクリロイロキシエチル)/スチレン/ベンジルメタクリレート/N−フェニルマレイミド共重合体およびメタクリル酸/こはく酸モノ(2−アクリロイルオキシエチル)/スチレン/ベンジルメタクリレート/N−フェニルマレイミド共重合体の群から選ばれる少なくとも1種であるカラーフィルタ用感放射線性組成物。
【0093】
(ii) (C)成分が、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、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ペンタアクリレート、ジペンタエリスリトールペンタメタクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサメタクリレート、こはく酸変性ジペンタエリスリトールテトラアクリレート、こはく酸変性ジペンタエリスリトールテトラメタクリレート、こはく酸変性ジペンタエリスリトールペンタアクリレートおよびこはく酸変性ジペンタエリスリトールペンタメタクリレートの群、特に好ましくは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ペンタアクリレートおよびジペンタエリスリトールヘキサアクリレートの群から選ばれる少なくとも1種である前記(i) のカラーフィルタ用感放射線性組成物。
(iii) (A)成分中に、カラーフィルタ用感放射線性組成物(II) の場合、赤色有機顔料、あるいは緑色有機顔料を含み、またカラーフィルタ用感放射線性組成物(III)およびカラーフィルタ用感放射線性組成物(IV) の場合、赤色顔料、さらに好ましくは赤色有機顔料、あるいは緑色顔料、さらに好ましくは緑色有機顔料を含む、前記(i) または(ii)のカラーフィルタ用感放射線性組成物。
【0094】
また、本発明の好ましいカラーフィルタは、
(iv) 前記(i)、(ii)または(iii)のカラーフィルタ用感放射線性組成物から形成されたカラーフィルタ、
からなる。
さらに、本発明の好ましいカラー液晶表示素子は、
(v) 前記(iv) のカラーフィルタを具備してなるカラー液晶表示素子、
からなる。
【0095】
以下、実施例を挙げて、本発明の実施の形態をさらに具体的に説明する。但し、本発明は、これらの実施例に何ら制約されるものではない。
ここで、部は重量基準である。
【実施例】
試験例
〈顔料分散ペーストの調製〉
下記に示す顔料、顔料分散剤、顔料分散助剤および溶媒を調合し、サンドミルにて分散化処理を行って、赤色、緑色および青色の各顔料分散ペーストを調製した。
【0096】
赤色顔料分散ペースト
・顔料(部)
C.I.ピグメントレッド254 (10)
C.I.ピグメントイエロー139 ( 2)
・顔料分散剤(部)
エフカケミカルズ(株)製EFKA -47 ( 4)
・溶剤(部)
3−エトキシプロピオン酸エチル (60)
【0097】
緑色顔料分散ペースト
・顔料(部)
C.I.ピグメントグリーン36 ( 5)
C.I.ピグメントグリーン7 ( 2)
C.I.ピグメントイエロー150 ( 3)
C.I.ピグメントイエロー138 ( 3)
・顔料分散剤(部)
ビッグケミー・ジャパン(株)製Disperbyk-170 ( 4)
・顔料分散助剤(部)
ゼネカ社製Solsperse 12000 ( 1)
・溶剤(部)
3−エトキシプロピオン酸エチル (60)
【0098】
〈樹脂組成物の調製〉
前記顔料分散ペーストとは別に、下記の成分を混合して、着色剤を含有しない樹脂組成物(α)を調製した。
(B)アルカリ可溶性樹脂
・メタクリル酸/2−ヒドロキシエチルメタクリレート/ベンジルメタクリレ
ート共重合体(共重合重量比=15/15/70、Mw=28,000)
60部
(C)多官能モノマー
・ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート 30部
・ペンタエリスリトールテトラアクリレート 30部
(D)光重合開始剤
・1−(4−モルフォリノフェニル)−2−ベンジル−2−ジメチルアミノブ
タン−1−オン 25部
・2,2’−ビス(2−クロロフェニル)−4,4’,5,5’−テトラキス
(4−エトキシカルボニルフェニル)−1,2’−ビイミダゾール 2部
・4,4’−ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン 2部
・2−メルカプトベンゾフェノン 1部
(F)溶媒
・3−エトキシプロピオン酸エチル 800部
・シクロヘキサノン 200部
【0099】
実施例1
前記赤色顔料分散ペースト300部、樹脂組成物(α)1,000部および(E)成分としてトリフェニルホスファイト2.4部を混合して、カラーフィルタ用感放射性組成物(I) (以下、「組成物(I-1)」という。)を調製した。
次いで、組成物(I-1)を、コーニング社製#1737ガラス基板にスピンコーターを用いて塗布したのち、80℃のクリーンオーブン内で10分間プレベークを行って、膜厚2.0μmの塗膜を得た。その後、この基板を365nm、405nmおよび436nmの各波長を含む高圧水銀ランプを用い、1L/3Sマスクを介して500J/m2 の露光量で露光した。その後、ジェイエスアール(株)製濃縮アルカリ現像液CD−150CR(商品名)を超純水で100倍に稀釈した現像液を用い、現像液の吐出させるノズル径を3mm、現像液の吐出圧を0.4 MPaに設定して、シャワー現像を1分間行った。その後、超純水を吐出圧0.2MPaで吐出させて基板を洗浄して、パターンを形成した。
得られた基板を100倍の光学顕微鏡にて観察したところ、パターンには欠けおよび剥がれが観察されず、かつ未露光部の基板上に地汚れも観察されなかった。
【0100】
実施例2
前記緑色顔料分散ペースト300部、樹脂組成物(α)1,000部および(E)成分としてトリフェニルホスファイト2.4部を混合して、カラーフィルタ用感放射性組成物(I) (以下、「組成物(I-2) 」という。)を調製した。
次いで、組成物(I-2) を用い実施例1と同様にしてパターンを形成したのち、得られた基板を100倍の光学顕微鏡にて観察したところ、パターンには欠けおよび剥がれが観察されず、かつ未露光部の基板上に地汚れも観察されなかった。
【0101】
実施例3
前記赤色顔料分散ペースト300部、樹脂組成物(α)1,000部、(E)成分としてトリフェニルホスファイト2.4部および(G)成分として前記式(3-2)で表される化合物2.4部を混合して、カラーフィルタ用感放射性組成物(II)(以下、「組成物(II-1) 」という。)を調製した。
次いで、組成物(II-1) を用い実施例1と同様にしてパターンを形成したのち、得られた基板を100倍の光学顕微鏡にて観察したところ、パターンには欠けおよび剥がれが観察されず、かつ未露光部の基板上に地汚れも観察されなかった。
【0102】
実施例4
前記赤色顔料分散ペースト300部、樹脂組成物(α)1,000部および(H)成分として前記式(4-1) で表される化合物2.4部を混合して、カラーフィルタ用感放射性組成物(III)(以下、「組成物(III-1)」という。)を調製した。
次いで、組成物(III-1)を用い実施例1と同様にしてパターンを形成したのち、得られた基板を100倍の光学顕微鏡にて観察したところ、パターンには欠けおよび剥がれが観察されず、かつ未露光部の基板上に地汚れも観察されなかった。
【0103】
実施例5
前記緑色顔料分散ペースト300部、樹脂組成物(α)1,000部および(H)成分として前記式(4-1) で表される化合物2.4部を混合して、カラーフィルタ用感放射性組成物(III)(以下、「組成物(III-2)」という。)を調製した。
次いで、組成物(III-2)を用い実施例1と同様にしてパターンを形成したのち、得られた基板を100倍の光学顕微鏡にて観察したところ、パターンには欠けおよび剥がれが観察されず、かつ未露光部の基板上に地汚れも観察されなかった。
【0104】
比較例1〜2
(E)成分であるトリフェニルホスファイトを添加しない以外は、それぞれ実施例1および実施例2と同様にしてパターンを形成した。
得られた各基板を100倍の光学顕微鏡にて観察したところ、未露光部の基板上に地汚れが観察されなかったが、パターンに多くの欠けが観察された。
【0105】
比較例3〜4
現像液の吐出圧をそれぞれ0.2MPaに下げた以外は、比較例1〜2と同様にしてパターンを形成した。
得られた各基板を100倍の光学顕微鏡にて観察したところ、パターンに欠けや剥がれが観察されなかったが、未露光部の基板上に地汚れが観察された。
【0106】
参考例1〜5
現像液の吐出圧を0.2MPaに下げた以外は、それぞれ実施例1〜5と同様にしてパターンを形成した。
得られた各基板を100倍の光学顕微鏡にて観察したところ、パターンには欠けや剥がれが観察されなかったが、未露光部の基板上に地汚れが観察された。
【0107】
【発明の効果】
本発明のカラーフィルタ用感放射線性組成物は、パターンの欠けおよび剥がれを生じることなく、未露光部の基板上および遮光層上に残渣および地汚れが発生するのを有効に防止することができ、高品質のカラーフィルタを効率よく形成することができる。
Claims (5)
- (A)着色剤、(B)アルカリ可溶性樹脂、(C)多官能性モノマー、(D)光重合開始剤、(E)下記式(1)で表される化合物および/または下記式(2)で表される化合物、(F)溶媒、並びに(G)下記式(3)で表される化合物を含有することを特徴とするカラーフィルタ用感放射線性組成物。
- (A)着色剤、(B)アルカリ可溶性樹脂、(C)多官能性モノマー、(D)光重合開始剤、(H)下記式(4)で表される化合物、並びに(F)溶媒を含有することを特徴とするカラーフィルタ用感放射線性組成物。
- 請求項1〜3のいずれかに記載のカラーフィルタ用感放射線性組成物から形成されてなるカラーフィルタ。
- 請求項4に記載のカラーフィルタを具備してなるカラー液晶表示素子。
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