JP7491436B2 - 感光性着色組成物、カラーフィルタ、および液晶表示装置 - Google Patents
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Description
前記感光性着色組成物の不揮発分100質量%中に着色剤(A)を40~70質量%含有し、
着色剤(A)は、有機顔料を含有し、
バインダ樹脂(B)が、酸価100~300mgKOH/gで重量平均分子量が2,000~20,000の感光性樹脂(B1)を含み、
重合性化合物(C)が、2つの重合性不飽和基を有する脂環式化合物(C-1)を含む。
前記感光性着色組成物の不揮発分100質量%中に着色剤(A)を40~70質量%含有し、
バインダ樹脂(B)が、酸価100~300mgKOH/gで重量平均分子量が2,00~20,000の感光性樹脂(B1)を含み、
重合性化合物(C)が2つの重合性不飽和基を有する脂環式化合物(C-1)を含む。
着色剤(A)は、顔料、染料を含む。顔料は、有機顔料、無機顔料が挙げられる。顔料は、発色性が高く、且つ耐熱性の高い顔料、特に耐熱分解性の高い顔料が好ましく、通常は有機顔料が用いられる。以下、有機顔料の具体例を、カラーインデックス番号で示す。
の観点からC.I.ピグメントレッド48:1、122、177、224、242、269、254、291、295、296が好ましく、C.I.ピグメントレッド177、254、291、295、296がより好ましい。
好ましくはC.I.ピグメントイエロー138、139、150、185特開2012-226110号公報に記載された顔料を使用することが出来る。
本明細書で着色剤(A)は、アルミニウムフタロシアニン顔料(A1)を含有することが好ましい。
アルミニウムフタロシアニン顔料(A1)は、例えば、特開2017-111398号公報に記載された公知の顔料である。本明細書では、アルミニウムフタロシアニン顔料(A1)を使用することで、光学特性が良好なカラーフィルタを形成できる。
着色剤(A)が有機顔料である場合は、微細化処理を行った後、他の原料と混合することが好ましい。微細化処理の方法は、例えば、湿式磨砕、乾式磨砕、溶解析出法等が挙げられる。これらの中でも湿式磨砕の1種であるニーダー法によるソルトミリング処理等が好ましい。微細化処理後の有機顔料の平均一次粒子径は、10~80nmが好ましく、15~70nmがより好ましい。適度な粒子径により分散性がより向上し、被膜のコントラスト比がより向上する。なお、平均一次粒子径は、TEM(透過型電子顕微鏡)の拡大画像から任意に選択した約20個の粒子の平均値である。なお、粒子の縦軸長さと横軸長さがある場合、縦軸長さを使用する。
アンバー、合成鉄黒等が挙げられる。無機顔料は、彩度と明度のバランスを取りつつ良好な塗布性、感度、現像性等を確保するために、有機顔料と組合せて用いられる。
染料は、例えば、酸性染料、直接染料、塩基性染料、造塩染料、油溶性染料、分散染料、反応染料、媒染染料、建染染料、硫化染料等が挙げられる。また、染料の誘導体や、染料をレーキ化したレーキ顔料も挙げられる。
感光性着色組成物は、必要に応じて色素誘導体を使用できる。色素誘導体は、有機色素残基に酸性基、塩基性基、中性基などを有する化合物である。色素誘導体は、例えば、スルホ基、カルボキシ基、またはリン酸基などの酸性置換基を有する化合物、ならびにこれらのアミン塩、スルホンアミド基、または末端に3級アミノ基などの塩基性置換基を有する化合物、フェニル基やフタルイミドアルキル基などの中性置換基を有する化合物が挙げ
られる。
有機色素は、例えばジケトピロロピロール系顔料、アントラキノン系顔料、キナクリドン系顔料、ジオキサジン系顔料、ペリノン系顔料、ペリレン系顔料、チアジンインジゴ系顔料、トリアジン系顔料、ベンズイミダゾロン系顔料、ベンゾイソインドール等のインドール系顔料、イソインドリン系顔料、イソインドリノン系顔料、キノフタロン系顔料、ナフトール系顔料、スレン系顔料、金属錯体系顔料、アゾ、ジスアゾ、ポリアゾ等のアゾ系顔料等が挙げられる。
待ち時間(PCD:Post Coating Delay)や露光から熱処理までの待ち時間(PED:Post Exposure Delay)に対するパターン形状などの安定性・特性依存性や、線幅感度安定性が向上する。また顔料表面が色素誘導体および樹脂型分散剤で吸着・被覆されることで、塗膜を加熱焼成した際の顔料の凝集や昇華による結晶析出を抑制できる。さらに現像時間ばらつきや現像残渣も抑制できる。
感光性着色組成物は、樹脂型分散剤を含有できる。樹脂型分散剤は、着色剤(A)に吸着する着色剤親和性部位と、着色剤以外の成分と親和性が高く、着色剤(A)分散粒子同士を立体反発させる緩和部位とを有する。
樹脂型分散剤は、例えば、ポリウレタン等のウレタン系分散剤、ポリアクリレート等のポリカルボン酸エステル、不飽和ポリアミド、ポリカルボン酸、ポリカルボン酸(部分)アミン塩、ポリカルボン酸アンモニウム塩、ポリカルボン酸アルキルアミン塩、ポリシロキサン、長鎖ポリアミノアマイドリン酸塩、水酸基含有ポリカルボン酸エステルや、これらの変性物、ポリ(低級アルキレンイミン)と遊離のカルボキシ基を有するポリエステルとの反応により形成されたアミドやその塩等の油性分散剤、(メタ)アクリル酸-スチレン共重合体、(メタ)アクリル酸-(メタ)アクリル酸エステル共重合体、スチレン-マレイン酸共重合体、ポリビニルアルコ-ル、ポリビニルピロリドン等の水溶性樹脂や水溶性高分子化合物、ポリエステル系、変性ポリアクリレート系、エチレンオキサイド/プロピレンオキサイド付加化合物、リン酸エステル系等が挙げられる。
また、塩基性官能基を有する高分子分散剤は、窒素原子含有グラフト共重合体、側鎖に3級アミノ基、4級アンモニウム塩基、含窒素複素環などを含む官能基を有する、窒素原子含有アクリル系ブロック共重合体やウレタン系高分子分散剤等が挙げられる。
バインダ樹脂(B)は、400~700nmの全波長領域において透過率が80%以上の樹脂である。なお、透過率は、95%以上が好ましい。バインダ樹脂(B)は硬化性の面でいうと、例えば、熱エネルギーによる熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂が挙げられる。これらの樹脂は、それぞれ重合性不飽和基を有し活性エネルギー線により硬化する活性エネルギー線硬化性樹脂、重合性不飽和基有しない樹脂であってもよい。
(I)エポキシ基含有樹脂中のエポキシ基と、カルボキシ基含有単量体との生成物に多塩基酸無水物を反応させてなるアルカリ可溶性樹脂。
(II)カルボキシ基含有樹脂中のカルボキシ基と、エポキシ基含有単量体との反応物であるアルカリ可溶性樹脂。
(I)の感光性樹脂(B1)は、樹脂が有するエポキシ基と、カルボキシ基含有単量体との反応により生成した水酸基に多塩基酸無水物を反応させる方法で合成できる。
また(メタ)アクリルアミド、N,N-ジメチル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジエチル(メタ)アクリルアミド、N-イソプロピル(メタ)アクリルアミド、ダイアセトン(メタ)アクリルアミド、又はアクリロイルモルホリン等の(メタ)アクリルアミド類スチレン、又はα-メチルスチレン等のスチレン類、エチルビニルエーテル、n-プロピルビニルエーテル、イソプロピルビニルエーテル、n-ブチルビニルエーテル、又はイソブチルビニルエーテル等のビニルエーテル類、酢酸ビニル、又はプロピオン酸ビニル等の脂肪酸ビニル類等が挙げられる。
ドフェニル)メタン、N,N’-1,3-フェニレンジマレイミド、N,N’-1,4-フェニレンジマレイミド、N-(1-ピレニル)マレイミド、N-(2,4,6-トリクロロフェニル)マレイミド、N-(4-アミノフェニル)マレイミド、N-(4-ニトロフェニル)マレイミド、N-ベンジルマレイミド、N-ブロモメチル-2,3-ジクロロマレイミド、N-スクシンイミジル-3-マレイミドベンゾエート、N-スクシンイミジル-3-マレイミドプロピオナート、N-スクシンイミジル-4-マレイミドブチラート、N-スクシンイミジル-6-マレイミドヘキサノアート、N-[4-(2-ベンゾイミダゾリル)フェニル]マレイミド、9-マレイミドアクリジン等のN-置換マレイミド類
、EO変性クレゾールアクリレート、n-ノニルフェノキシポリエチレングリコールアクリレート、フェノキシエチルアクリレート、エトキシ化フェニルアクリレート、フェノールのエチレンオキサイド(EO)変性(メタ)アクリレート、パラクミルフェノールのEO又はプロピレンオキサイド(PO)変性(メタ)アクリレート、ノニルフェノールのEO変性(メタ)アクリレート、ノニルフェノールのPO変性(メタ)アクリレート等が挙げられる。
(II)の感光性樹脂(B1)は、樹脂が有するカルボキシ基と、エポキシ基含有単量体を反応させる方法で合成できる。
バインダ樹脂(B)は、感光性樹脂(B1)以外の樹脂(以下、その他樹脂という)を併用できる。その他樹脂は、重合性不飽和基を有しないアルカリ可溶性樹脂、重合性不飽和基を有するアルカリ可溶性樹脂、アルカリ可溶性を有しない熱可塑性樹脂が挙げられる。
ロヘキサンジメタノールモノ(メタ)アクリレート等のヒドロキシアルキルメタアクリレート類が挙げられる。また、ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートに、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、及び/又はブチレンオキシド等を付加重合させたポリエーテルモノ(メタ)アクリレートや、ポリγ-バレロラクトン、ポリε-カプロラクトン、及び/又はポリ12-ヒドロキシステアリン酸等を付加したポリエステルモノ(メタ)アクリレートも挙げられる。塗膜異物抑制の観点から、2-ヒドロキシエチルメタアクリレート、又はグリセロールモノ(メタ)アクリレートが好ましく、また感度の点からは2個以上6個以下の水酸基を有するものを使用することが感度の点から好ましく、グリセロールモノ(メタ)アクリレートがさらに好ましい。
られる。
感光性着色組成物は、さらに熱硬化性樹脂を含有できる。
熱硬化性樹脂は、例えば、エポキシ樹脂、オキセタン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、ロジン変性マレイン酸樹脂、ロジン変性フマル酸樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、およびフェノール樹脂が挙げられる。これらの中でもエポキシ樹脂、オキセタン樹脂が好ましく、エポキシ樹脂(E1)がより好ましい。
エポキシ樹脂(E1)は、例えば、ビスフェノール類(ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールS、ビフェノール、ビスフェノールAD等)、フェノール類(フェノール、アルキル置換フェノール、芳香族置換フェノール、ナフトール、アルキル置換ナフトール、ジヒドロキシベンゼン、アルキル置換ジヒドロキシベンゼン、ジヒドロキシナフタレン等)と各種アルデヒド(ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、アルキルアルデヒド、ベンズアルデヒド、アルキル置換ベンズアルデヒド、ヒドロキシベンズアルデヒド、ナフトアルデヒド、グルタルアルデヒド、フタルアルデヒド、クロトンアルデヒド、シンナムアルデヒド等)との重縮合物、フェノール類と各種ジエン化合物(ジシクロペンタジエン、テルペン類、ビニルシクロヘキセン、ノルボルナジエン、ビニルノルボルネン、テトラヒドロインデン、ジビニルベンゼン、ジビニルビフェニル、ジイソプロペニルビフェニル、ブタジエン、イソプレン等)との重合物、フェノール類とケトン類(アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、アセトフェノン、ベンゾフェノン等)との重縮合物、フェノール類と芳香族ジメタノール類(ベンゼンジメタノール、α,α,α’,α’-ベンゼンジメタノール、ビフェニルジメタノール、α,α,α’,α’-ビフェニルジメタノール等)との重縮合物、フェノール類と芳香族ジクロロメチル類(α,α’-ジクロロキシレン、ビスクロロメチルビフェニル等)との重縮合物、ビスフェノール類と各種アルデヒドの重縮合物、アルコール類等をグリシジル化したグリシジルエーテル系エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、複素環式エポキシ樹脂、脂肪族エポキシ樹脂、
グリシジルアミン系エポキシ樹脂、グリシジルエステル系エポキシ樹脂等が挙げられる。
重合性化合物(C)は、2つの重合性不飽和基を有する脂環式化合物(C-1)(以下、脂環式化合物(C-1)という)を含む。これにより、現像速度がより向上する。
脂環式化合物(C-1)は、下記一般式(1)で示す単量体が挙げられる。
一般式(1)中、R1及びR2は、それぞれ独立に水素原子又はメチル基を示し、Xは、ジシクロペンタニル構造又はジシクロペンテニル構造を有する2価の連結基を示し、R3及びR4は、それぞれ独立に炭素数1~4のアルキレン基を示し、n及びmは、それぞれ独立に0~2の整数を示し、p及びqはそれぞれ独立に0以上の整数を示し、p+q=0~10となるように選択される。
重合性化合物は、酸基を有する光重合性単量体を含有できる。酸基は、スルホン酸基、カルボキシ基、リン酸基等が挙げられる。
ンタメタクリレート等のモノヒドロキシオリゴアクリレート又はモノヒドロキシオリゴメタクリレート類と、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、フタル酸等のジカルボン酸類との遊離カルボキシ基含有モノエステル化物;プロパン-1,2,3-トリカルボン酸(トリカルバリル酸)、ブタン-1,2,4-トリカルボン酸、ベンゼン-1,2,3-トリカルボン酸、ベンゼン-1,3,4-トリカルボン酸、ベンゼン-1,3,5-トリカルボン酸等のトリカルボン酸類と、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等のモノヒドロキシモノアクリレート又はモノヒドロキシモノメタクリレート類との遊離カルボキシ基含有オリゴエステル化物等が挙げられる。
重合性化合物は、重合性不飽和基とウレタン結合を有する単量体を含有できる。前記単量体は、例えば、水酸基含有(メタ)アクリレートに多官能イソシアネートを反応させて得られる多官能ウレタンアクリレートや、アルコールに多官能イソシアネートを反応させ、さらに水酸基含有(メタ)アクリレートを反応させて得られる多官能ウレタンアクリレート等が挙げられる。
光重合開始剤(D)は、例えば、4-フェノキシジクロロアセトフェノン、4-t-ブチル-ジクロロアセトフェノン、ジエトキシアセトフェノン、1-(4-イソプロピルフェニル)-2-ヒドロキシ-2-メチルプロパン-1-オン、1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、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-(ジメチルアミノ)-1-[4-(4-モルホリノ)フェニル]-2-(フェニルメチル)-1-ブタノン、又は2-(ジメチルアミノ)-2-[(4-メチルフェニル)メチル]-1-[4-(4-モルホリニル)フェニル]-1-ブタノン等のアセトフェノン系化合物;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、又はベンジルジメチルケタール等のベンゾイン系化合物;ベンゾフェノン、ベンゾイル安息香酸、ベンゾイル安息香酸メチル、4-フェニルベンゾフェノン、ヒドロキシベンゾフェノン、アクリル化ベンゾフェノ
ン、4-ベンゾイル-4’-メチルジフェニルサルファイド、又は3,3’,4,4’-テトラ(t-ブチルパーオキシカルボニル)ベンゾフェノン等のベンゾフェノン系化合物;チオキサントン、2-クロルチオキサントン、2-メチルチオキサントン、イソプロピルチオキサントン、2,4-ジイソプロピルチオキサントン、又は2,4-ジエチルチオキサントン等のチオキサントン系化合物;2,4,6-トリクロロ-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-(p-トリル)-4,6-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン、2-ピペロニル-4,6-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン、2,4-ビス(トリクロロメチル)-6-スチリル-s-トリアジン、2-(ナフト-1-イル)-4,6-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン、2-(4-メトキシ-ナフト-1-イル)-4,6-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン、2,4-トリクロロメチル-(ピペロニル)-6-トリアジン、又は2,4-トリクロロメチル-(4’-メトキシスチリル)-6-トリアジン等のトリアジン系化合物;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)〕、又はエタノン,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)等のオキシムエステル系化合物;ビス(2,4,6-トリメチルベンゾイル)フェニルホスフィンオキサイド、又はジフェニル-2,4,6-トリメチルベンゾイルホスフィンオキサイド等のホスフィン系化合物;9,10-フェナンスレンキノン、カンファーキノン、エチルアントラキノン等のキノン系化合物;ボレート系化合物;カルバゾール系化合物;イミダゾール系化合物;あるいは、チタノセン系化合物等が挙げられる。これらの中でも、オキシムエステル系化合物が好ましい。
オキシムエステル系化合物は、紫外線を吸収することによってオキシムのN-O結合の解裂がおこり、イミニルラジカルとアルキロキシラジカルを生成する。これらのラジカルは更に分解することにより活性の高いラジカルを生成するため、少ない露光量でパターンを形成させることができる。感光性着色組成物の着色剤濃度が高い場合、塗膜の紫外線透過率が低くなり塗膜の硬化度が低くなることがあるが、オキシムエステル系化合物は高い量子効率を持つため好適に使用される。
感光性着色組成物は、増感剤を含有できる。増感剤は、例えば、カルコン誘導体、ジベンザルアセトン等に代表される不飽和ケトン類、ベンジルやカンファーキノン等に代表される1,2-ジケトン誘導体、ベンゾイン誘導体、フルオレン誘導体、ナフトキノン誘導体、アントラキノン誘導体、キサンテン誘導体、チオキサンテン誘導体、キサントン誘導体、チオキサントン誘導体、クマリン誘導体、ケトクマリン誘導体、シアニン誘導体、メロシアニン誘導体、オキソノ-ル誘導体等のポリメチン色素、アクリジン誘導体、アジン誘導体、チアジン誘導体、オキサジン誘導体、インドリン誘導体、アズレン誘導体、アズ
レニウム誘導体、スクアリリウム誘導体、ポルフィリン誘導体、テトラフェニルポルフィリン誘導体、トリアリールメタン誘導体、テトラベンゾポルフィリン誘導体、テトラピラジノポルフィラジン誘導体、フタロシアニン誘導体、テトラアザポルフィラジン誘導体、テトラキノキサリロポルフィラジン誘導体、ナフタロシアニン誘導体、サブフタロシアニン誘導体、ピリリウム誘導体、チオピリリウム誘導体、テトラフィリン誘導体、アヌレン誘導体、スピロピラン誘導体、スピロオキサジン誘導体、チオスピロピラン誘導体、金属アレーン錯体、有機ルテニウム錯体、又はミヒラーケトン誘導体、α-アシロキシエステル、アシルフォスフィンオキサイド、メチルフェニルグリオキシレート、ベンジル、9,10-フェナンスレンキノン、カンファーキノン、エチルアンスラキノン、4,4’-ジエチルイソフタロフェノン、3,3’又は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、4,4’-ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン等が挙げられる。これらの中でもチオキサントン誘導体、ミヒラーケトン誘導体、カルバゾール誘導体が好ましい。具体的な化合物では、2,4-ジエチルチオキサントン、2-クロロチオキサントン、2,4-ジクロロチオキサントン、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、1-クロロ-4-プロポキシチオキサントン、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、4,4’-ビス(エチルメチルアミノ)ベンゾフェノン、N-エチルカルバゾール、3-ベンゾイル-N-エチルカルバゾール、3,6-ジベンゾイル-N-エチルカルバゾール等が好ましい。
感光性着色組成物は、チオール系連鎖移動剤を含有できる。チオール系連鎖移動剤は光重合開始剤と併用することで光照射後のラジカル重合過程において、連鎖移動剤として機能し、酸素による重合阻害を受けにくいチイルラジカルが発生することで光感度が向上する。
感光性着色組成物は、重合禁止剤を含有できる。これによりフォトリソグラフィー法の露光時にマスクの回折光による感光を抑制できるため、所望の形状のパターンが得やすくなる。
感光性着色組成物は、紫外線吸収剤(F)を含有できる。紫外線吸収剤(F)は、紫外線吸収機能を有する化合物であり、例えば、ベンゾトリアゾール系化合物、トリアジン系化合物、ベンゾフェノン系化合物、サリチル酸エステル系化合物、シアノアクリレート系化合物、及びサリシレート系化合物などが挙げられる。これらの中でも良好なパターン形状が得られる面でベンゾトリアゾール系化合物が好ましい。
-2H-ベンゾトリアゾール、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、2-(2'-ヒドロキシ-5'-t-オクチルフェニル)ベンゾトリアゾール、5%の2-メトキシ-1-メチルエチルアセテートと95%の
ベンゼンプロパン酸,3-(2H-ベンゾトリアゾール-2-イル)-(1,1-ジメチルエチル)-4-ヒドロキシ,C7-9側鎖及び直鎖アルキルエステルの混合物、2-(2H-ベンゾトリアゾール-2-イル)-4,6-ビス(1-メチル-1-フェニルエチル)フェノール、2-(2H-ベンゾトリアゾール-2-イル)-6-(1-メチル-1-フェニルエチル)-4-(1,1,3,3-テトラメチルブチル)フェノール、メチル
3-(3-(2H-ベンゾトリアゾール-2-イル)-5-t-ブチル-4-ヒドロキ
シフェニル)プロピオネート/ポリエチレングリコール300の反応生成物、2-(2H-ベンゾトリアゾール-2-イル)-4-(1,1,3,3-テトラメチルブチル)フェノール、2,2’-メチレンビス[6-(2H-ベンゾトリアゾール-2-イル)-4-(1,1,3,3-テトラメチルブチル)フェノール]、2-(2H-ベンゾトリアゾール-2-イル)-p-クレゾール、2-(5-クロロ-2H-ベンゾトリアゾール-2-イル)-6-t-ブチル-4-メチルフェノール、2-(3,5-ジ-t-アミル-2-ヒドロキシフェニル)ベンゾトリアゾール、2-[2-ヒドロキシ-5-[2-(メタクリロイルオキシ)エチル]フェニル]-2H-ベンゾトリアゾール、オクチル-3-[3-tert-ブチル-4-ヒドロキシ-5-(5-クロロ-2H-ベンゾトリアゾール-2-イル)フェニル]プロピオネート、2-エチルヘキシル-3-[3-tert-ブチル-4-ヒドロキシ-5-(5-クロロ-2H-ベンゾトリアゾール-2-イル)フェニル]プロピオネートが挙げられる。また、ベンゾトリアゾール構造を有するオリゴマータイプ及びポリマータイプの化合物等も挙げられる。
感光性着色組成物は、酸化防止剤を含有できる。酸化防止剤は、光重合開始剤(D)や熱硬化性樹脂(E)を含有する場合、被膜が、熱硬化やITOアニール時の熱工程での酸化による黄変を防止できる。これにより被膜の透過率を向上できる。
感光性着色組成物は、レベリング剤を含有できる。これにより基材への塗工性、被膜の乾燥性が向上する。レベリング剤は、例えば、シリコーン系界面活性剤、フッ素系界面活性剤、ノニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、アニオン性界面活性剤等が挙げられる。
感光性着色組成物は、貯蔵安定剤を含有できる。これにより粘度の経時変化を抑制できる。貯蔵安定剤は、例えば、ベンジルトリメチルクロライド、ジエチルヒドロキシアミンなどの4級アンモニウムクロライド、乳酸、シュウ酸などの有機酸およびそのメチルエーテル、t-ブチルピロカテコール、テトラエチルホスフィン、テトラフェニルフォスフィンなどの有機ホスフィン、亜リン酸塩等が挙げられる。
感光性着色組成物は、貯蔵安定剤を含有できる。これにより基材への密着性より向上し、幅の狭いパターン形状が得やすくなる。密着向上剤は、シランカップリング剤等が好ましい。
シシラン等の(メタ)アクリルシラン類、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-グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、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エトキシシラン、3-グリシドキシプロピルトリエトキシシラン等のエポキシシラン類、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-トリエトキシシリル-N-(1,3-ジメチル-ブチリデン)プロピルアミン、N-フェニル-3-アミノプロピルトリメトキシシラン、N-(ビニルベンジル)-2-アミノエチル-3-アミノプロピルトリメトキシシランの塩酸塩等のアミノシラン類、3-メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、3-メルカプトプロピルトリメトキシシラン等のメルカプト類、p-スチリルトリメトキシシラン等のスチリル類、3-ウレイドプロピルトリエトキシシラン等のウレイド類、ビス(トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィド等のスルフィド類、3-イソシアネートプロピルトリエトキシシラン等のイソシアネート類などのシランカップリング剤が挙げられる。
感光性着色組成物は、溶剤を含有できる。カラーフィルタ用被膜を形成する場合、厚さ0.2~5μm程度の乾燥被膜を形成するための粘度調整に使用する。
感光性着色組成物は、例えば、着色剤(A)、分散剤、および溶剤等を使用して分散処理を行い着色剤(A)分散体を作製する。次いで、着色剤(A)分散体、バインダ樹脂(B)、光重合性化合物(D)、および光重合性開始剤(E)を混合して作製できる。分散処
理の際、色素誘導体等の分散助剤を併用すると着色剤(A)をより微細に分散できる、また、着色剤(A)が、染料や無機顔料等溶剤への溶解性が高い場合、分散処理を必要としない場合がある。着色剤(A)を2種類以上併用する場合、着色剤(A)分散体は、別個に着色剤(A)を使用、または、複数の着色剤(A)を併用してもよい。なお、各材料を配合するタイミングが任意であることはいうまでもない。
感光性着色組成物は、本明細書では、着色剤(A)分散体の段階、または感光性着色組成物を作製してから、含有する粗大粒子を除去することが好ましい。これにより、被膜から異物を除去できるため微細なパターンを形成し易くなる。
前記除去は、例えば、遠心分離、焼結フィルタ、メンブレンフィルタ等の方法で行うことが好ましい。これにより5μm以上の粗大粒子、好ましくは1μm以上の粗大粒子、さらに好ましくは0.5μm以上の粗大粒子等の異物を除去できる。このように感光性着色組成物は、実質的に0.5μm以上の粒子を含まないことが好ましく、0.3μm以下を含まないことが好ましい。
本明細書でカラーフィルタは、基材(透明基板ともいう)、および感光性着色組成物から形成されるフィルタセグメントを備える。カラーフィルタセグメント(以下、フィルタセグメントともいう)は、使用する着色剤(A)の種類を適宜選択することで、赤色フィルタセグメント、緑色フィルタセグメント、および青色フィルタセグメントを有することが好ましい。また、カラーフィルタは、前記フィルタセグメントに代えて、マゼンタ色フィルタセグメント、シアン色フィルタセグメント、黄色フィルタセグメントを有することができる。なお、透明基板に代えて反射基板を使用できる。透明基板は、例えば、ガラス基板が挙げられる。反射基板は、例えばアルミ電極や金属薄膜を反射面として使用する基板が挙げられる。
カラーフィルタは、まず基材上にブラックマトリクスを形成し、次いでフィルタセグメントを形成することが好ましい。なお、基材上に薄膜トランジスター(TFT)をあらかじめ形成してからブラックマトリクスを形成することができる。
ブラックマトリクスは、例えば、クロムやクロム/酸化クロムの多層膜、窒化チタニウムなどの無機膜や、遮光剤を分散した樹脂膜が挙げられる。
印刷法は、印刷インキとして調製した感光性着色組成物の印刷と乾燥を繰り返すだけでパターン形成ができるため、カラーフィルタの製造法としては、低コストで量産性に優れている。さらに、印刷技術の発展により高い寸法精度及び平滑度を有する微細パターンの印刷を行うことができる。印刷を行うためには、印刷の版上にて、あるいはブランケット上にてインキが乾燥、固化しないような組成とすることが好ましい。また、印刷機上でのインキの流動性の制御も重要であり、分散剤や体質顔料によるインキ粘度の調整を行うこ
ともできる。
本明細書の液晶表示装置は、カラーフィルタを備える。
液晶表示装置は、本発明のカラーフィルタと、光源とを具備する。光源は、例えば、冷陰極管(CCFL),白色LEDが挙げられるが、本発明においては赤の再現領域が広がるという点で、白色LEDを使用することが好ましい。図1は、本発明のカラーフィルタを備えた液晶表示装置10の概略断面図である。図1に示す装置10は、離間対向して配置された一対の透明基板11および21を備え、それらの間には、液晶LCが封入される。
Birefringence)等の駆動モードに応じて配向される。第1の透明基板11の内面には、
TFT(薄膜トランジスター)アレイ12が形成されており、その上には例えばITOからなる透明電極層13が形成されている。透明電極層13の上には、配向層14が設けられている。また、透明基板11の外面には、偏光板15が形成されている。
樹脂の数平均分子量(Mn)、質量平均分子量(Mw)は、RI検出器を装備したゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)で測定した。装置としてHLC-8220GPC(東ソー社製)を用い、分離カラムを2本直列に繋ぎ、両方の充填剤には「TSK-GEL SUPER HZM-N」を2連でつなげて使用し、オーブン温度40℃、溶離液としてTHF溶液を用い、流速0.35ml/minで測定した。サンプルは1w
t%の上記溶離液からなる溶剤に溶解し、20マイクロリットル注入した。分子量はいずれもポリスチレン換算値である。
樹脂溶液0.5~1gに、アセトン80ml及び水10mlを加えて攪拌して均一に溶解させ、0.1mol/LのKOH水溶液を滴定液として、自動滴定装置(「COM-555」平沼産業製)を用いて滴定し、樹脂溶液の酸価(mgKOH/g)を測定した。そして、樹脂溶液の酸価と樹脂溶液の不揮発分濃度から、樹脂の不揮発分あたりの酸価を算出した。
特開2017-111398号公報の実施例に準じて下記化学式(51)~化学式(55)の微細化顔料(A1-1)~(A1-5)を作製した。
特開2012-226110号公報の実施例に従って下記化学式(56)~化学式(58
)で示すキノフタロン顔料の微細化顔料(A-6)~(A-8)を作成した。以下に、その構造を示す。
キノフタロン系黄色顔料C.I.ピグメントイエロー138(PY138)(BASFジャパン社製「パリオトールイエローK0960-HD」)100部、塩化ナトリウム700部、およびジエチレングリコール180部をステンレス製1ガロンニーダー(井上製作所製)に仕込み、80℃で6時間混練した。この混合物を温水2000部に投入し、80℃に加熱しながら1時間攪拌してスラリ-状とし、濾過、水洗をくりかえして食塩および溶剤を除いた後、80℃で一昼夜乾燥し、95部の微細化顔料(A-9)を得た。
イソインドリン系黄色顔料C.I.pigment yellow 139(BASFジャパン社製「イルガフォアイエロー 2R-CF」)100部、塩化ナトリウム1600部、及びジエチレングリコール190部をステンレス製1ガロンニーダーに仕込み、60℃で10時間混練した。つぎにこの混合物を3リットールの温水に投入し、約80℃に加熱しながらハイスピ-ドミキサ-で約1時間攪拌してスラリ-状とし、濾過、水洗をくりかえして塩化ナトリウム及び溶剤を除いた後、80℃で1昼夜乾燥し、微細化顔料(A-10)を得た。
金属錯体系黄色顔料(C.I.pigment yellow 150、ランクセス社製
「Yellow Pigment E4GN」)100部、塩化ナトリウム1600部、及びジエチレングリコール190部をステンレス製1ガロンニーダー(井上製作所社製)に仕込み、60℃で10時間混練した。つぎにこの混合物を3リットールの温水に投入し、約80℃に加熱しながらハイスピ-ドミキサ-で約1時間攪拌してスラリ-状とし、濾過、水洗をくりかえして塩化ナトリウム及び溶剤を除いた後、80℃で1昼夜乾燥し、微細化顔料(A-11)を得た。平均一次粒子径は36.6nmであった。
イソインドリン系黄色顔料C.I.Pigment Yellow 185(BASFジャパン社製「パリオトールエローD1155」):500部、塩化ナトリウム:500部、およびジエチレングリコール:250部をステンレス製1ガロンニーダーに仕込み、120℃で8時間混練した。次にこの混練物を5リットールの温水に投入し、70℃に加熱しながら1時間攪拌してスラリ-状とし、濾過、水洗を繰り返して塩化ナトリウム及びジエチレングリコールを除いた後、80℃で一昼夜乾燥し、微細化顔料(A-12)を得た。
(樹脂型分散剤溶液の製造)
ガス導入管、コンデンサ-、攪拌翼、及び温度計を備え付けた反応槽に、無水トリメリット酸3部、3-メルカプト-1,2-プロパンジオール1部、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテ-ト50部、ジメチルベンジルアミン0.1部を仕込んだ。窒素ガスで置換した後、反応容器内を120℃に加熱し4時間反応させ、次いで80℃で2時間反応させた。さらにターシャリーブチルアクリレート30部、ETERNACOLL O
XMA(メタクリル酸(3-エチルオキセタン-3-イル)メチル 、宇部興産社製)20部
、メタクリル酸5部、エチルアクリレート40部、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテ-ト10部を仕込み、反応容器内を80℃に保ちながら2,2’-アゾビスイソブチロニトリル0.2部を15回に分けて30分ごとに添加した。最終添加カラー1時間後に不揮発分測定を行い、単量体の95%が反応したコートを確認した。不揮発分測定で不揮発分20%となるようプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテ-トを加えて希釈し、不揮発分当たりの酸価51mgKOH/g、重量平均分子量(Mw)24,000のカルボキシ基を有する樹脂型分散剤溶液を得た。
(バインダ樹脂(B-1)溶液の調製)
セパラブル4口フラスコに温度計、冷却管、窒素ガス導入管、滴下管および撹拌装置を取り付けた反応容器にPGMEA100部を仕込み、80℃に昇温し、反応容器内を窒素置換した後、滴下管より、ベンジルメタクリレート50部、メタクリル酸12部、メタクリル酸メチル20部、及び2,2’-アゾビスイソブチロニトリル1.5部の混合物を2時間かけて滴下した。滴下終了後、2,2’-アゾビスイソブチロニトリル1.0部をプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート40部に溶解させたものを添加し、その後3時間、同じ温度で攪拌を続けて、共重合体を得た。室温まで冷却した後、不揮発分が40質量%になるようにPGMEAを添加して重合性不飽和基を有しないバインダ樹脂(B-1)溶液を調製した。なお、バインダ樹脂(B-1)は、不揮発分酸価95mgKOH/g、質量平均分子量(Mw)9,000であった。
撹拌機、温度計、還流冷却管、滴下ロートおよび窒素導入管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333gを導入し、フラスコ内雰囲気を空気から窒素にした後、100℃に昇温後、ベンジルメタクリレート70.5g(0.40モル)、グリシジルメタクリレート71.1g(0.50モル)、トリシクロデカン骨格のモノメタクリレート(日立化成社製FA-513M)22.0g(0.10モル)および、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート164gからなる混合物にアゾビスイソブチロニトリル3.6gを添加した溶液を滴下ロートから2時間かけてフラスコに滴下し、さらに100℃で5時間撹拌し続けた。次に、フラスコ内雰囲気を窒素から空気にし、メタクリル酸43.0g[0.50モル、(本反応に用いたグリシジルメタクリレートのグリシジル基に対して100モル%)]、トリスジメチルアミノメチルフェノール0.9gおよびハイドロキノン0.145gをフラスコ内に投入し、110℃で6時間反応を続け不揮発分酸価が1mgKOH/gとなったところで反応を終了した。次に、テトラヒドロ無水フタル酸60.9g(0.40モル)、トリエチルアミン0.8gを加え、120℃で3.5時間反応させ感光性樹脂溶液を得た。室温まで冷却した後、感光性樹脂溶液約2gをサンプリングして180℃、20分加熱乾燥して不揮発分を測定し、先に合成した感光性樹脂溶液に不揮発分が20質量%になるよう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を添加して感光性樹脂(B-2)液を調製した。なお、バインダ樹脂(B-2)は、不揮発分酸価80mgKOH/g、質量平均分子量(Mw)12,000であった。
撹拌機、温度計、還流冷却管、滴下ロートおよび窒素導入管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333gを導入し、フラスコ内雰囲気を空気から窒素にした後、100℃に昇温後、ベンジルメタクリレート52.9g(0.30モル)、グリシジルメタクリレート85.3g(0.60モル)、トリシクロデカン骨格のモノメタクリレート(日立化成社製FA-513M)22.0g(0.10モル)および、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート164gからなる混合物にアゾ
ビスイソブチロニトリル3.6gを添加した溶液を滴下ロートから2時間かけてフラスコに滴下し、さらに100℃で5時間撹拌し続けた。次に、フラスコ内雰囲気を窒素から空気にし、メタクリル酸51.7g[0.60モル、(本反応に用いたグリシジルメタクリレートのグリシジル基に対して100モル%)]、トリスジメチルアミノメチルフェノール0.9gおよびハイドロキノン0.145gをフラスコ内に投入し、110℃で6時間反応を続け不揮発分酸価が1mgKOH/gとなったところで反応を終了した。次に、無水コハク酸55.0g(0.55モル)、トリエチルアミン0.8gを加え、120℃で3.5時間反応させ感光性樹脂溶液を得た。室温まで冷却した後、感光性樹脂溶液約2gをサンプリングして180℃、20分加熱乾燥して不揮発分を測定し、先に合成した感光性樹脂溶液に不揮発分が20質量%になるよう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を添加して感光性樹脂(B1-1)液を調製した。なお、バインダ樹脂(B1-1)は、不揮発分酸価112mgKOH/g、質量平均分子量(Mw)12,000であった。
撹拌機、温度計、還流冷却管、滴下ロートおよび窒素導入管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333gを導入し、フラスコ内雰囲気を空気から窒素にした後、100℃に昇温後、ベンジルメタクリレート17.6g(0.10モル)、グリシジルメタクリレート120.8g(0.85モル)、トリシクロデカン骨格のモノメタクリレート(日立化成社製FA-513M)11.0g(0.05モル)および、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート164gからなる混合物にアゾビスイソブチロニトリル3.6gを添加した溶液を滴下ロートから2時間かけてフラスコに滴下し、さらに100℃で5時間撹拌し続けた。次に、フラスコ内雰囲気を窒素から空気にし、メタクリル酸73.2g[0.85モル、(本反応に用いたグリシジルメタクリレートのグリシジル基に対して100モル%)]、トリスジメチルアミノメチルフェノール0.9gおよびハイドロキノン0.145gをフラスコ内に投入し、110℃で6時間反応を続け不揮発分酸価が1mgKOH/gとなったところで反応を終了した。次に、無水コハク酸80.0g(0.80モル)、トリエチルアミン0.8gを加え、120℃で3.5時間反応させ感光性樹脂溶液を得た。室温まで冷却した後、感光性樹脂溶液約2gをサンプリングして180℃、20分加熱乾燥して不揮発分を測定し、先に合成した感光性樹脂溶液に不揮発分が20質量%になるよう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を添加して感光性樹脂(B1-2)液を調製した。なお、バインダ樹脂(B1-2)は、不揮発分酸価145mgKOH/g、質量平均分子量(Mw)12,000であった。
撹拌機、温度計、還流冷却管、滴下ロートおよび窒素導入管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182gを導入し、フラスコ内雰囲気を空気から窒素にした後、100℃に昇温後、ベンジルメタクリレート70.5g(0.40モル)、メタクリル酸43.0g(0.5モル)、トリシクロデカン骨格のモノメタクリレート(日立化成社製FA-513M)22.0g(0.10モル)およびプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート136gからなる混合物にアゾビスイソブチロニトリル3.6gを添加した溶液を滴下ロートから2時間かけてフラスコに滴下し、さらに100℃で5時間撹拌し続けた。次に、フラスコ内雰囲気を窒素から空気にし、グリシジルメタクリレート14.2g[0.10モル、(本反応に用いたメタクリル酸のカルボキシ基に対して20モル%)]、トリスジメチルアミノメチルフェノール0.9gおよびハイドロキノン0.145gをフラスコ内に投入し、110℃で6時間反応を続け感光性樹脂溶液を得た。室温まで冷却した後、感光性樹脂溶液約2gをサンプリングして180℃、20分加熱乾燥して不揮発分を測定し、先に合成した感光性樹脂溶液に不揮発分が20質量%になるよう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を添加して感光
性樹脂(B1-3)液を調製した。なお、バインダ樹脂(B1-3)は、不揮発分酸価146mgKOH/g、質量平均分子量(Mw)13,000であった。
[製造例1]
(着色組成物(R-1)の作製)
下記の混合物を均一になるように攪拌混合した後、直径0.5mmのジルコニアビーズを用いて、アイガ-ミル(アイガ-ジャパン社製「ミニモデルM-250 MKII」)で3時間分散した後、孔径5.0μmのフィルタで濾過し、不揮発成分が24.3質量%の着色組成物(R-1)を作製した。
顔料(A1-1) :20.5部
樹脂型分散剤溶液(不揮発分30%) :2.0部
バインダ樹脂溶液(B-1:不揮発分20%) :16.0部
溶剤(N-M) :61.5部
「N1」PGMAc 30部
「N2」シクロヘキサノン 30部
「N3」3-エトキシプロピオン酸エチル 10部
「N4」プロピレングリコールモノメチルエーテル 10部
「N5」シクロヘキサノールアセテ-ト 10部
「N6」ジプロプレングリコールメチルエーテルアセテ-ト 10部
(着色組成物(R-2)~(R-14)の作製)
表1に記載した通りの材料種、質量に変更した以外は、製造例1と同様に着色組成物(R-2)~(R-14)を作製した。
[製造例101]
(着色組成物(X-1)の作製)
以下の原料を混合、攪拌し、孔径1.0μmのフィルタで濾過して着色組成物(X-1)を得た。
着色組成物溶液(R-1:不揮発分24.3%) :63部
着色組成物溶液(R-7:不揮発分24.3%) :35部
バインダ樹脂溶液(B-1:不揮発分20%) :1部
溶剤(N-M) :1部
(着色組成物(X-2~13)の作製)
表2に記載した通りの材料種、質量に変更した以外は、製造例101と同様に着色組成物(X-2~13)を作製した。
[実施例1]
(感光性着色組成物(Y-1))
以下の原料を混合、攪拌し、孔径1.0μmのフィルタで濾過して感光性着色組成物(Y
-1)を得た。
着色組成物溶液(X-1:不揮発分24.0%) :50.0部
バインダ樹脂溶液(B1-1:不揮発分20%) :7.0部
熱硬化性樹脂溶液(E-1:エポキシ40%) :0.8部
光重合性化合物(C-M) :1.0部
光重合性化合物(C-1-1) :2.2部
光重合性開始剤(D-M) :1.89部
増感剤(G-M) :0.2部
チオール系連鎖移動剤(H-M) :0.4部
重合禁止剤(I-M) :0.01部
紫外線吸収剤(F-1) :0.1部
酸化防止剤(J-M) :0.1部
レベリング剤(K-M:不揮発分3%) :1.0部
貯蔵安定剤(L-M) :0.1部
密着向上剤((M-M) :0.2部
溶剤(N-M) :35.0部
(感光性着色組成物(Y-2)~(Y-31)の作製)
実施例1の着色組成物およびバインダ樹脂溶液の種類を表3-1、表3-2に記載した通りに変更した以外は、実施例1と同様に行い感光性着色組成物(Y-2)~(Y-31)をそれぞれ作製した。
(C-M)以下、「C1」~「C7」をそれぞれ同量にて混合し、光重合性化合物(C-M)とした。
「C1」トリメチロールプロパントリアクリレート
[アロニックスM309(東亞合成社製)]
「C2」ジペンタエリスリトールペンタ及びヘキサアクリレート
[アロニックスM402(東亞合成社製)]
「C3」多塩基酸性アクリルオリゴマ-
[アロニックスM520(東亞合成社製)]
「C4」カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート
[KAYARAD DPCA-30(日本化薬社製)]
内容量が1リットール5つ口反応容器に、ペンタエリスリトールトリアクリレート(432部、ヘキサメチレンジイソシアネート84部を仕込み、60℃で8時間反応させ、(メタ)アクリロイル基を有する多官能ウレタンアクリレート「C5」を含む生成物を得た。生成物中、多官能ウレタンアクリレート「C5」の占める割合は、70質量%であり、残部を他の光重合性単量体で占めている。なお、IR分析により反応生成物中にイソシアネート基が存在しないコートを確認した。
[NKエステルABE-300(新中村化学社製)]
「C7」エトキシ化イソシアヌル酸トリアクリレート
[NKエステルA-9300(新中村化学社製)]
<2つの重合性不飽和基を有する脂環式化合物(C-1)>
(C-1-1)トリシクロデカンジメタノールジアクリレート
[NKエステルA-DCP(新中村化学社製)]
(C-1-2)トリシクロデカンジメタノールジメタクリレート
[NKエステルDCP(新中村化学社製)]
(D-M)以下、「D1」~「D8」をそれぞれ同量にて混合し、光重合開始剤(D-M)とした。
「D1」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
[Omnirad 907(IGM Resins社製)]
「D2」2-(ジメチルアミノ)-2-[(4-メチルフェニル)メチル]-1-[4-(4-モルホリニル)フェニル]-1-ブタノン
[Omnirad 379EG(IGM Resins社製)]
(D3)2,4,6-トリメチルベンゾイル-ジフェニル-ホスフィンオキサイド
[Omnirad TPO(IGM Resins社製)]
「D4」2,2’-ビス(o-クロロフェニル)-4,5,4’,5’-テトラフェニル-1,2’-ビイミダゾール
[ビイミダゾール(黒金化成社製)]
「D5」p-ジメチルアミノアセトフェノン
[DMA(ダイキファイン社製)]
「D6」エタン-1-オン,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)
[イルガキュアOXE02(BASFジャパン社製)]
「D7」1-[4-(2-ヒドロキシエトキシ)-フェニル]-2-ヒドロキシ-2-メチル
-1-プロパン-1-オン
[Omnirad 2959(IGM Resins社製)]
「D8」ビス(2,4,6-トリメチルベンゾイル)-フェニルフォスフィンオキサイド
[Omnirad 819(IGM Resins社製)]
2,2'-ビス(ヒドロキシメチル)-1-ブタノールの1,2-エポキシ-4-(2-オキシラニル)シクロヘキサン付加物(ダイセル社製:EHPE3150、エポキシ当量17
0~190g/eq)をPIGMAcに溶解し不揮発分40%に調整し、熱硬化性化合物(E-1)溶液とした。
(F-1):2-(5-クロロ-2-ベンゾトリアゾリル)-6-tert-ブチル-p-クレゾール
[TINUVIN326(BASFジャパン社製)]
(F-2)2-(2H-ベンゾトリアゾール2-イル)-4,6-ビス(1-メチル-1-フェニルエチル)フェノール
[TINUVIN900(BASFジャパン社製)]
(G-M)以下、「G1」「G2」をそれぞれ同量にて混合し、増感剤(G-M)とした。
「G1」2,4-ジエチルチオキサントン
[カヤキュアDETX-S(日本化薬社製)]
「G2」4,4’-ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン
[CHEMARK DEABP(Chemark Chemical社製)]
(H-M)以下、「H1」~「H5」をそれぞれ同量にて混合し、チオール系連鎖移動剤(H-M)とした。
「H1」トリメチロールエタントリス(3-メルカプトブチレート)
[TEMB(昭和電工社製)]
「H2」トリメチロールプロパントリス(3-メルカプトブチレート)
[TPMB(昭和電工社製)]
「H3」ペンタエリスリトールテトラキス(3-メルカプトプロピオネート)
[PEMP(堺化学工業社製)]
「H4」トリメチロールプロパントリス(3-メルカプトプロピオネート)
[TMMP(堺化学工業社製)]
「H5」トリス[(3-メルカプトプロピオニルオキシ)-エチル]-イソシアヌレート
[TEMPIC(堺化学工業社製)]
(I-M)以下、「I1」~「I3」をそれぞれ同量にて混合し、重合禁止剤(I-M)とした。
「I1」3-メチルカテコール
「I2」メチルヒドロキノン
「I3」t-ブチルヒドロキノン
(J-M)以下、「J1」~「J5」をそれぞれ同量にて混合し、酸化防止剤(J-M)
とした。
「J1」ペンタエリスリトールテトラキス[3-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート
「J2」3,3'-チオジプロパン酸ジオクタデシル
「J3」トリス[2,4-ジ-(t)-ブチルフェニル]ホスフィン
「J4」ビス(2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジル)セバケ-ト
「J5」サリチル酸p-オクチルフェニル
ビックケミ-社製「BYK-330 」 1部、
DIC社製「メガファックF-551」 1部、および
花王社製「エマルゲン103」 1部をPGMAc97部に溶解させた混合溶液。
(L-M)以下、「L1」と「L2」をそれぞれ同量にて混合し、貯蔵安定剤(L-M)とした。
「L1」2,6-ビス(1,1-ジメチルエチル)-4-メチルフェノール
(本州化学工業社製「BHT」)
「L2」トリフェニルホスフィン
(北興化学工業社製「TPP」)
(M-M)以下、「M1」~「M4」をそれぞれ同量にて混合し、シランカップリング剤(M-M)とした。
「M1」3-グリシドキシプロピルトリエトキシシラン
[信越シリコ-ン シランカップリング剤KBM-403(信越化学工業社製)]
「M2」3-メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン
[信越シリコ-ン シランカップリング剤KBE-503(信越化学工業社製)]
「M3」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
[信越シリコ-ン シランカップリング剤KBM-603(信越化学工業社製)]
「M4」3-メルカプトプロピルトリメトキシシラン
[信越シリコ-ン シランカップリング剤KBM-803(信越化学工業社製)]
以下の通り感光性樹脂組成物(Y-2~31)をそれぞれ評価した。結果を表4に示す。
評価ランクの意味は、以下の通り。
◎:極めて良好
〇:良好
△:実用可能
×:実用には適さない
感光性樹脂組成物を、100mm×100mm、0.7mm厚のガラス基板(コーニング社製ガラス イーグル2000)に、ガラス基板上に、スピンコーターを用いて乾燥膜厚
が2.4μmとなるように回転塗工し、90℃で120秒間プリベークを行った。次いで、この基板を室温に冷却後、23℃の0.04%水酸化カリウム水溶液を用いてスプレー現像し、イオン交換水で洗浄して風乾した。得られた基板を光学顕微鏡で観察し、残存したストライプパターンの最小線幅を確認した。
◎:10μm以下の細線が残存している
○:10μm以下の細線が残存していないが、30μm以下の細線が残存している
△:30μm以下の細線が残存していないが、50μm以下の細線が残存している
×:50μm以下の細線が残存していない
感光性樹脂組成物を、100mm×100mm、0.7mm厚のガラス基板(コーニング社製ガラス イーグル2000)に、ガラス基板上に、スピンコーターを用いて乾燥膜
厚が2.4μmとなるように回転塗工し、90℃で120秒間プリベークを行った。次いで、この基板を室温に冷却後、23℃の0.04%炭酸ナトリウム水溶液を用いてスプレー現像し、塗厚が溶解してなくなるまでの時間を測定し、感光性樹脂組成物の現像速度を評価した。評価のランクは次の通りである。
◎:20秒未満
○:20秒以上、30秒未満
△:30秒以上、40秒未満
×:40秒以上
得られた感光性着色組成物をスピンコート法により縦10cm×横10cmのガラス基板に塗工した後、クリーンオーブン中70℃で15分間加温して溶剤を除去し、約2μm
の被膜を得た。次いで、このガラス基板を室温に冷却後、超高圧水銀ランプを用い、100μm幅(ピッチ200μm)および25μm幅(ピッチ50μm)ストライプパターンのフォトマスクを介して紫外線を露光した。その後、この基板を23℃の炭酸ナトリウム水溶液を用いてスプレー現像した後、イオン交換水で洗浄、風乾し、クリーンオーブン中230℃で30分間加熱してフィルタセグメントを作製した。スプレー現像は、それぞれの感光性着色組成物での被膜について、現像残りなくなるパターン形成可能な最短時間で行い、これを適正現像時間とした。なお、塗膜の膜厚は、Dektak3030(日本真空
技術社製)を用いて行った。
[直線性評価]
得られたフィルタセグメントの100μmフォトマスク部分でのパタ-ンの直線性を光
学顕微鏡を用いて観察して評価した。評価基準は以下の通りである。
○:直線性良好
△:部分的に直線性不良(欠けがわずかにある)
×:直線性不良
得られたフィルタセグメントの100μmフォトマスク部分でのパタ-ンの断面につい
て、電子顕微鏡を用いて観察して評価を行った。評価基準は以下の通りである。なお、ターン断面は順テーパーが良好である。
〇:断面がなだらかな順テーパー形状
△:断面が順テーパー形状
×:断面が逆テーパー形状
11 透明基板
12 TFTアレイ
13 透明電極層
14 配向層
15 偏光板
21 透明基板
22 カラーフィルタ
23 透明電極層
24 配向層
25 偏光板
30 バックライトユニット
31 白色LED光源
LC 液晶
Claims (5)
- 着色剤(A)、バインダ樹脂(B)、重合性化合物(C)、および光重合開始剤(D)を含む感光性着色組成物であって、
前記感光性着色組成物の不揮発分100質量%中に着色剤(A)を40~70質量%含有し、
着色剤(A)は、アルミニウムフタロシアニン顔料(A1)を含有し、
バインダ樹脂(B)が、酸価100~300mgKOH/gで重量平均分子量が2,000~20,000の感光性樹脂(B1)を含み、
重合性化合物(C)が、2つの重合性不飽和基を有する脂環式化合物(C-1)を含む、感光性着色組成物。 - 感光性樹脂(B1)が、下記(I)および(II)から選択される側鎖にカルボキシ基および重合性不飽和基を有するアルカリ可溶性樹脂を含む、請求項1に記載の感光性着色組成物。
(I)エポキシ基含有樹脂中のエポキシ基と、カルボキシ基含有単量体との生成物に多塩基酸無水物を反応させてなるアルカリ可溶性樹脂。
(II)カルボキシ基含有樹脂中のカルボキシ基と、エポキシ基含有単量体との反応物であるアルカリ可溶性樹脂。 - さらに紫外線吸収剤(F)を含む、請求項1または2に記載の感光性着色組成物。
- 基材、および請求項1~3いずれか1項に記載の感光性着色組成物から形成されてなるフィルタセグメントを備える、カラーフィルタ。
- 請求項4に記載のカラーフィルタを備える、液晶表示装置。
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