JP2003035815A - カラーフィルター用組成物及びカラーフィルター - Google Patents
カラーフィルター用組成物及びカラーフィルターInfo
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Abstract
良好なカラーフィルター組成物と、このカラーフィルタ
ー用組成物を用いて製造された色純度の高いカラーフィ
ルターを提供する。 【解決手段】 (1)分散剤、(2)バインダ樹脂及び
(3)顔料を含むカラーフィルター用組成物。分散剤
は、側鎖に4級アンモニウム塩基を有するAブロック
と、4級アンモニウム塩基を有さないBブロックからな
るA−Bブロック共重合体及び/又はB−A−Bブロッ
ク共重合体である。バインダ樹脂は、230℃で30分
間熱処理した後の膜厚が2.0μmとなるような膜厚で
塗布した塗布膜の、450nmにおける光透過率T
0(%)と、該塗布膜を230℃で30分間熱処理した
後の450nmにおける光透過率T1(%)との差が1
(%)以下である。
Description
固体撮像素子と組み合わせて用いるカラーフィルター
と、その製造に用いるカラーフィルター用組成物に関す
る。
像素子等に用いられるカラーフィルターは染色法、印刷
法、電着法、顔料分散法などにより、ガラス等の透明基
板上に赤、緑、青等の微細な画素を形成したものであ
る。
晶表示装置用カラーフィルターの製造では、生産性が高
くかつ微細加工性に優れる点から、顔料を分散した感光
性樹脂による製造法(顔料分散法)が主流となってい
る。これは、例えば感光性樹脂に顔料を分散した組成物
をガラス等の透明基板上に塗布し、形成した塗膜にフォ
トマスクを介して放射線照射による露光を行い、未露光
部を有機又は無機の現像液で現像処理することにより除
去してパターンを形成するものである。
背面に光源(バックライト)を設け、その透過光により
表示する透過型カラー液晶表示装置が一般的であり、カ
ラーフィルターとしては赤(R)、緑(G)及び青
(B)の三原色に寄る加法混色タイプが一般的である。
近年、カラー液晶表示装置は、従来のノートパソコン用
以外に、モニター用途へも急速に展開しており、カラー
フィルターにもより一層の高明度化、高色純度化が求め
られている。
にITO電極を設ける必要があり、この工程では約20
0℃以上という高温にさらされる。また配向膜形成時に
も200℃以上の高温にさらされる。しかし、カラーフ
ィルターの画素を形成する材料として耐熱性に劣るもの
が使用されていた場合、このような高温プロセス後に画
像が黄変し、色純度が低下するという問題があった。
ーの画像を形成する場合には、一般に顔料分散剤が組成
物中に配合使用されている。例えば、ポリウレタン系高
分子分散剤や、特開平11−1515号公報等に記載さ
れた、吸着基としてアルキルアミノ基又はイミダゾール
基を有するアクリル樹脂系高分子分散剤は、顔料分散性
に優れたものとして知られている。
耐熱性が不充分であり、上述の高温プロセスや、フォト
リソ工程による画像形成後の熱処理工程にて黄変する場
合がある。
リウレタン系高分子分散剤より耐熱性に優れている。中
でも、末端にイミダゾール基を有する分散剤は、顔料へ
の吸着力が強く分散性も高いが、他の吸着基を有するア
クリル樹脂系高分子分散剤と比較して、若干耐熱性に劣
る傾向があった。また、末端にアルキルアミノ基を有す
るアクリル樹脂系高分子分散剤の場合は、熱により黄変
する傾向はないものの、顔料への吸着力が不充分であ
り、分散性がやや劣る傾向があった。
変に起因する色純度の低下は、いずれの色の画像でも問
題であるが、特に青色画素で目立つため、大きな問題と
なる。
は先に、4級アンモニウム塩を含有する分散剤を使用し
たカラーフィルター用組成物を提案した(特願2001
−14803。以下「先願」と称す。)。係る分散剤を
使用すれば、高い耐熱性と分散性を併せ持ち、しかも、
アルカリ性水溶液からなる現像液で現像可能なカラーフ
ィルター用組成物が提供される。
者らの検討によれば、上記4級アンモニウム塩を含有す
る分散剤を使用したカラーフィルター用組成物は、現像
性に劣ることが判明した。この原因は定かではないが、
アルカリ現像液自体が濃いイオン濃度であることが一因
であると推定される。現像性を向上させるためには、例
えば、上記アンモニウム塩を含有する分散剤の使用量を
減らすことも考えられるが、この場合は分散性そのもの
が低下する結果につながることとなる。
耐熱性と優れた分散性に加え、現像性も良好なカラーフ
ィルター組成物と、このカラーフィルター用組成物を用
いて製造された色純度の高いカラーフィルターを提供す
ることを目的とする。
ー用組成物は、(1)分散剤、(2)バインダ樹脂、及
び(3)顔料を含むカラーフィルター用組成物であっ
て、該分散剤が、側鎖に4級アンモニウム塩基を有する
Aブロックと、4級アンモニウム塩基を有さないBブロ
ックとからなる、A−Bブロック共重合体及び/又はB
−A−Bブロック共重合体であり、かつ、該バインダ樹
脂は、230℃で30分間熱処理した後の膜厚が2.0
μmとなるような膜厚で塗布した塗布膜の、450nm
における光透過率T0(%)と、該塗布膜を230℃で
30分間熱処理した後の450nmにおける光透過率T
1(%)との差が1(%)以下であることを特徴とす
る。
の、4級アンモニウム塩基を有する特定構造のブロック
共重合体と、高い耐熱性を有するバインダ樹脂とを併用
することにより、上記課題を解決できることを見出し
た。本発明で用いる分散剤は、4級アンモニウム塩基を
有することにより高い耐熱性を有し、さらに特定構造の
ブロック共重合構造であるため高い顔料分散性を発揮す
る。このような分散剤は現像性に劣るが、これに耐熱性
バインダ樹脂を併せ用いることにより、高い現像性をも
実現することが可能となる。
で30分間熱処理した後の膜厚が2.0μmとなるよう
な膜厚で塗布した塗布膜について、熱処理前に測定した
波長450nmの光透過率T0(%)に対して、230
℃で30分間熱処理した後に測定した波長450nmの
光透過率T1(%)の低下の程度が1%以下、即ち、T
0−T1≦1%の耐熱性に優れたものであり、現像性の
改善に有効である。以下、この低下の程度を「熱処理前
後の光透過率差」と称す場合がある。
厚2.0μmとなるような塗布膜を形成することは困難
であることから、熱処理前後の光透過率差の測定に際し
ては、熱処理後の膜厚が2.0μm前後の塗布膜を複数
個作成し、熱処理前及び後の光透過率差を熱処理後の膜
厚のグラフより熱処理後膜厚2.0μmの値に換算して
熱処理前後の光透過率差を求めることが好ましい。
を有する酸性基含有樹脂を含むことが好ましい。
ブロック共重合体を、(組成物中の酸性基のmol濃度)
/(ブロック共重合体が有する4級アンモニウム塩基の
mol濃度)の値が0.1〜100となる量、含有するこ
とが好ましい。
アンモニウム塩基の量は0.1〜10mmolであること
が好ましい。
る4級アンモニウム塩基としては、−N+R1R2R3・Y
-基(R1、R2及びR3は、各々独立に、水素原子、又は
置換されていてもよい環状若しくは鎖状の炭化水素基を
表すか、R1、R2及びR3のうち2つ以上が互いに結合
して環状構造を形成する。Y-は対アニオンを表す。)
が好ましく、特にAブロックは、下記一般式(I)で示
される部分構造を含有することが好ましい。
に、水素原子、又は置換されていてもよい環状若しくは
鎖状の炭化水素基を表すか、R1、R2及びR3のうち2
つ以上が互いに結合して環状構造を形成する。R4は水
素原子又はメチル基を表す。Xは2価の連結基を表し、
Y-は対アニオンを表す。)
下記一般式(II)で示される部分構造を含有することが
好ましい。
す。R6は置換基を有していてもよい環状又は鎖状のア
ルキル基、置換基を有していてもよいアリル基、又は置
換基を有していてもよいアラルキル基を表す。)
してエチレン性二重結合を有する化合物を重合可能な基
を有する化合物としてさらに含有させることが好まし
い。
200mg−KOH/gであるもの、好ましくは側鎖に
カルボキシル基を有するアクリル系樹脂、側鎖にエチレ
ン性二重結合を有するアクリル系樹脂が好ましい。
有するマレイミド系樹脂を含むことが好ましく、このよ
うなマレイミド系樹脂としては、好ましくは下記一般式
(III)で示される構成単位よりなる重合体が挙げられ
る。
は水素原子又は炭素数1〜3のアルキル基を表す。)
で示される構成単位よりなる重合体であっても良い。
R13は水素原子又は炭素数1〜3のアルキル基を表
す。)
10〜75重量%であることが好ましく、また、分散剤
の含有量は顔料100重量部に対して1〜30重量部で
あることが好ましい。
に、このような本発明のカラーフィルター用組成物を用
いて形成された画像を有するものである。
(1)分散剤、(2)バインダ樹脂、及び(3)顔料を
含み、分散剤として、4級アンモニウム塩基を有するA
ブロックと、4級アンモニウム塩基を有さないBブロッ
クからなるA−Bブロック共重合体及び/又はB−A−
Bブロック共重合体を使用することにより、高い耐熱性
と分散性を両立させ、かつ他成分との反応による着色を
防ぎ、このような分散剤と共に、熱処理前後の光透過率
差が1(%)以下という耐熱性に優れたバインダ樹脂を
併用することにより、良好な現像性を得る。
物の各構成成分について説明する。
級アンモニウム塩基、好ましくは−N+R1R2R3・Y-
(但し、R1、R2及びR3は、各々独立に、水素原子、
又は置換されていてもよい環状若しくは鎖状の炭化水素
基を表すか、R1、R2及びR3のうち2つ以上が互いに
結合して環状構造を形成する。Y-は対アニオンを表
す。)で表される4級アンモニウム塩基を有する。この
4級アンモニウム塩基は、直接主鎖に結合していても良
いが、2価の連結基を介して主鎖に結合していても良
い。
3のうち2つ以上が互いに結合して形成する環状構造と
しては、例えば5〜7員環の含窒素複素環単環又はこれ
らが2個縮合してなる縮合環が挙げられる。該含窒素複
素環は芳香性を有さないものが好ましく、飽和環であれ
ばより好ましい。具体的には、例えば下記のものが挙げ
られる。
ていてもよい。
より好ましいのは、置換基を有していてもよい炭素数1
〜3のアルキル基、又は置換基を有していてもよいフェ
ニル基である。
される部分構造を含有するものが好ましい。
に、水素原子、又は置換されていてもよい環状若しくは
鎖状の炭化水素基を表すか、R1、R2及びR3のうち2
つ以上が互いに結合して環状構造を形成する。R4は水
素原子又はメチル基を表す。Xは2価の連結基を表し、
Y-は対アニオンを表す。)
Xとしては、例えば、炭素数1〜10のアルキレン基、
アリーレン基、−CONH−R7−基、−COO−R8−
基(但し、R7及びR8は直接結合、炭素数1〜10のア
ルキレン基、又は炭素数1〜10のエーテル基(−R’
−O−R”−:R’及びR”は、各々独立にアルキレン
基)である)等が挙げられ、好ましくは−COO−R8
−基である。
l−、Br−、I−、ClO4 −、BF4 −、CH3COO
−、PF6 −等が挙げられる。
含有する部分構造は、1つのAブロック中に2種以上含
有されていてもよい。その場合、2種以上の4級アンモ
ニウム塩基含有部分構造は、該Aブロック中においてラ
ンダム共重合又はブロック共重合のいずれの態様で含有
されていてもよい。また、該4級アンモニウム塩基を含
有しない部分構造が、Aブロック中に含まれていてもよ
く、該部分構造の例としては、後述の(メタ)アクリル
酸エステル系モノマー由来の部分構造等が挙げられる。
かかる4級アンモニウム塩基を含まない部分構造の、A
ブロック中の含有量は、好ましくは0〜50重量%、よ
り好ましくは0〜20重量%であるが、かかる4級アン
モニウム塩基非含有部分構造はAブロック中に含まれな
いことが最も好ましい。
るBブロックとしては、例えば、スチレン、α−メチル
スチレンなどのスチレン系モノマー;(メタ)アクリル
酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリ
ル酸プロピル、(メタ)アクリル酸イソプロピル、(メ
タ)アクリル酸ブチル、グリシジル(メタ)アクリレー
ト、ベンジル(メタ)アクリレート、ヒドロキシエチル
(メタ)アクリレート、エチルアクリル酸グリシジル、
N,N−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレートな
どの(メタ)アクリル酸エステル系モノマー;(メタ)
アクリル酸クロライドなどの(メタ)アクリル酸塩系モ
ノマー;(メタ)アクリルアミド、N−メチロールアク
リルアミド、N,N−ジメチルアクリルアミド、N,N
−ジメチルアミノエチルアクリルアミドなどの(メタ)
アクリルアミド系モノマー;酢酸ビニル;アクリロニト
リル;アリルグリシジルエーテル、クロトン酸グリシジ
ルエーテル;N−メタクリロイルモルホリン、などのコ
モノマーを共重合させたポリマー構造が挙げられる。
される、(メタ)アクリル酸エステル系モノマー由来の
部分構造であることが好ましい。なお、本明細書におい
て、「(メタ)アクリル」、「(メタ)アクリレート」
等は、「アクリル又はメタクリル」、「アクリレート又
はメタクリレート」等を意味するものとし、例えば
「(メタ)アクリル酸」は「アクリル酸又はメタクリル
酸」を意味するものとする。
す。R6は置換基を有していてもよい環状又は鎖状のア
ルキル基、置換基を有していてもよいアリル基、又は置
換基を有していてもよいアラルキル基を表す。)
ー由来の部分構造は、1つのBブロック中に2種以上含
有されていてもよい。もちろん該Bブロックは、更にこ
れら以外の部分構造を含有していてもよい。2種以上の
モノマー由来の部分構造が、4級アンモニウム塩基を含
有しないBブロック中に存在する場合、各部分構造は該
Bブロック中においてランダム共重合又はブロック共重
合のいずれの態様で含有されていてもよい。Bブロック
中に上記(メタ)アクリル酸エステル系モノマー由来の
部分構造以外の部分構成を含有する場合、当該(メタ)
アクリル酸エステル系モノマー以外の部分構造の、Bブ
ロック中の含有量は、好ましくは0〜50重量%、より
好ましくは0〜20重量%であるが、かかる(メタ)ア
クリル酸エステル系モノマー以外の部分構造はBブロッ
ク中に含まれないことが最も好ましい。
ロックとBブロックとからなる、A−Bブロック又はB
−A−Bブロック共重合型高分子化合物であるが、この
ようなブロック共重合体は、例えば以下に示すリビング
重合法にて調製される。
法、カチオンリビング重合法、ラジカルリビング重合法
がある。アニオンリビング重合法は、重合活性種がアニ
オンであり、例えば下記スキームで示される。
ジカルであり、例えば下記スキームで示される。
際しては、特開平9−62002号公報や、P.Lutz, P.
Masson et al, Polym. Bull. 12, 79 (1984), B.C.Ande
rson, G.D.Andrews et al, Macromolecules, 14, 1601
(1981), K.Hatada, K.Ute,etal, Polym. J. 17, 977(19
85), 18, 1037(1986), 右手浩一、畑田耕一、高分子加
工、36, 366(1987),東村敏延、沢本光男、高分子論文
集、46, 189(1989), M.Kuroki, T.Aida, J. Am. Chem.
Sic, 109, 4737(1987)、相田卓三、井上祥平、有機合成
化学、43, 300(1985), D.Y.Sogoh, W.R.Hertler et al,
Macromolecules,20, 1473(1987)などに記載の公知の方
法を採用することができる。
重合体であっても、B−A−Bブロック共重合体であっ
ても、その共重合体を構成するAブロック/Bブロック
比は1/99〜80/20、特に5/95〜60/40
(重量比)であることが好ましく、この範囲外では、良
好な耐熱性と分散性を兼備することができない場合があ
る。
体、B−A−Bブロック共重合体1g中の4級アンモニ
ウム塩基の量は、通常0.1〜10mmolであることが
好ましく、この範囲外では、良好な耐熱性と分散性を兼
備することができない場合がある。
は、通常、製造過程で生じたアミノ基が含有される場合
があるが、そのアミン価は1〜100mg−KOH/g
程度である。なお、アミン価は、塩基性アミノ基を酸に
より中和滴定し、酸価に対応させてKOHのmg数で表
した値である。
酸価の元となる酸性基の有無及び種類にもよるが、一般
に低い方が好ましく、通常10mg−KOH/g以下で
あり、その分子量は、ポリスチレン換算の重量平均で1
000〜100,000の範囲が好ましい。ブロック共
重合体の分子量が1000未満であると分散安定性が低
下し、100,000を超えると現像性、解像性が低下
する傾向にある。
処理した後の膜厚が2.0μmとなるような膜厚で塗布
した塗布膜について、熱処理前に測定した波長450n
mの光透過率T0(%)に対して、230℃で30分間
熱処理した後に測定した波長450nmの光透過率T1
(%)の低下の程度が1%以下、即ち、T0−T1≦1
%、好ましくは0.8(%)以下、より好ましくは0.
6(%)以下の、耐熱性に優れたものである。このよう
な耐熱性を有するバインダ樹脂を使用することによっ
て、例えば前記分散剤の使用量を減らすことができ、そ
の結果、高い現像性と高い分散性と高い耐熱性とを実現
することができる。
は、酸性基を有する酸性基含有樹脂を含むことが好まし
い。この酸性基含有樹脂の酸性基の代表例としては、カ
ルボキシル基が挙げられる。この酸性基の量は通常酸価
として組成物1g中、1〜1000mg−KOH/g、
特に5〜200mg−KOH/gであることが好まし
い。
率差を満足するものであれば特に制限は無く、具体的に
は、例えば下記の樹脂が挙げられ、これらの1種を単独
で、或いは2種以上を混合して用いることができる。バ
インダ樹脂は重合体に限らず、下記のポリマー成分を構
成するモノマーの2種以上からなる共重合体であっても
良い。 1)ポリオレフィン系ポリマー ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリイソブチレン等 2)ジエン系ポリマー ポリブタジエン、ポリイソプレン等 3)共役ポリエン構造を有するポリマー ポリアセチレン系ポリマー、ポリフェニレン系ポリマー
等 4)ビニルポリマー ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、酢酸ビニル、ポリビニ
ルアルコール、ポリアクリル酸、ポリアクリル酸エステ
ル、ポリアクリルアミド、ポリアクリロニトリル、ポリ
ビニルフェノール、ポリベンジルメタクリレート、ポリ
シクロヘキシルマレイミド等 5)ポリエーテル ポリフェニレンエーテル、ポリオキシラン、ポリオキセ
タン、ポリテトラヒドロフラン、ポリエーテルケトン、
ポリエーテルエーテルケトン、ポリアセタール等 6)フェノール樹脂 ノボラック樹脂、レゾール樹脂等 7)ポリエスエル ポリエチレンテレフタレート、ポリフェノールフタレイ
ンテレフタレート、ポリカーボネート、アルキッド樹
脂、不飽和ポリエステル樹脂等 8)ポリアミド ナイロン−6、ナイロン66、水溶性ナイロン、ポリフ
ェニレンアミド等 9)ポリペプチド ゼラチン、カゼイン等 10)エポキシ樹脂及びその変性物 ノボラックエポキシ樹脂、ビスフェノールエポキシ樹
脂、ノボラックエポキシアクリレート及び酸無水物によ
る変性樹脂等 11)その他 ポリウレタン、ポリイミド、メラミン樹脂、尿素樹脂、
ポリイミダゾール、ポリオキサゾール、ポリピロール、
ポリアニリン、ポリスルフィド、ポリスルホン、セルロ
ース類等
を満足する耐熱性は、樹脂の構成成分の種類や比率、分
子量を適宜選択することによって制御することができ
る。
ビニル、ポリスチレン、酢酸ビニル、ポリビニルアルコ
ール、ポリアクリル酸、ポリアクリルアミド、ポリアク
リロニトリル、ポリビニルフェノール、ポリベンジルメ
タクリレート、ポリシクロヘキシルマレイミド等のビニ
ルポリマー;ポリフェニレンエーテル、ポリオキシラ
ン、ポリオキセタン、ポリテトラヒドロフラン、ポリエ
ーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリアセ
タール等のポリエーテル樹脂、ポリエチレンテレフタレ
ート、ポリフェノールフタレインテレフタレート、ポリ
カーボネート、アルキッド樹脂、不飽和ポリエステル等
のポリエステル、ナイロン−6、ナイロン66、水溶性
ナイロン、ポリフェニレンアミド等のポリアミド、ノボ
ラックエポキシ樹脂、ビスフェノールエポキシ樹脂、ノ
ボラックエポキシアクリレート及び酸無水物による変性
樹脂等のエポキシ樹脂及びその変性物;ポリイミド;メ
ラミン樹脂等を挙げることができる。中でも好ましくは
ビニルポリマーである。
ド骨格を有するマレイミド樹脂、(メタ)アクリル酸骨
格を有する(メタ)アクリル系樹脂を挙げることができ
る。
(III)で示されるマレイミド類を構成単位として有す
る樹脂を挙げることができる。
好ましくは置換基を有していてもよいアルキル基、シク
ロアルキル基、アリール基を表す。R11は、さらに好ま
しくは、メチル基、エチル基、ブチル基等の炭素数1〜
6のアルキル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル
基、シクロヘプチル基等の炭素数5〜7のシクロアルキ
ル基、フェニル基、ナフチル基等のアリール基等の置換
基を表す。これらの好ましい例において、上記の置換基
は、例えば、アルキル基、水酸基、ハロゲン原子等を置
換基として有していてもよい。最も好ましくは、R
11は、置換基を有していてもよいアルキル基又はシクロ
アルキル基を表す。
チル基等の炭素数1〜3のアルキル基を表す。
ル酸、メタクリル酸、アクリル酸エステル、メタクリル
酸エステルを構成成分とする各種の樹脂を挙げることが
できるが、好ましくは、下記一般式(IV)で示される構
成単位を有する樹脂を挙げることができる。
基を表す。好ましくは、ベンジル基等の、フェニル基、
ナフタレン基等の芳香族環基で置換されたアルキル基
(アラルキル基)を挙げることができる。この芳香族環
基は、水素原子の一部または全部が他の置換基で置換さ
れていてもよい。
チル基等の炭素数1〜3のアルキル基を表す。
ち、水溶性でも親水性でもない樹脂は、組成物中に大量
に含有されることにより、該組成物のアルカリ現像性を
低下させる傾向にある。よって、このような樹脂は本発
明の性能を損なわない範囲で使用することとする。
を有する樹脂、特に側鎖に酸性基を有する樹脂は、該樹
脂を含有するカラーフィルター用組成物がアルカリ水溶
液にて現像可能となるため、公害防止の観点から好まし
い。
又はフェノール性水酸基が好ましく、特にカルボキシル
基が好ましい。カルボキシル基を有する樹脂、例えば、
アクリル酸(共)重合体、スチレン/無水マレイン酸樹
脂、ノボラックエポキシアクリレートの酸無水物変性樹
脂等は高アルカリ現像性なので好ましい。さらに、アク
リル系樹脂は現像性に優れている点で好ましく、様々な
モノマーを選択して種々の共重合体を得ることが可能な
ため、性能及び製造制御の観点からも好ましい。
には、カルボキシル基を有するアクリル樹脂として、例
えば、(メタ)アクリル酸、(無水)マレイン酸、クロ
トン酸、イタコン酸、フマル酸、などのカルボキシル基
を有するモノマーと、スチレン、α−メチルスチレン、
(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチ
ル、(メタ)アクリル酸プロピル、(メタ)アクリル酸
イソプロピル、(メタ)アクリル酸ブチル、酢酸ビニ
ル、アクリロニトリル、(メタ)アクリルアミド、グリ
シジル(メタ)アクリレート、アリルグリシジルエーテ
ル、エチルアクリル酸グリシジル、クロトン酸グリシジ
ルエーテル、(メタ)アクリル酸クロライド、ベンジル
(メタ)アクリレート、ヒドロキシエチル(メタ)アク
リレート、N−メチロールアクリルアミド、N,N−ジ
メチルアクリルアミド、N−メタクリロイルモルホリ
ン、N,N−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレー
ト、N,N−ジメチルアミノエチルアクリルアミド、な
どのコモノマーを、共重合させたポリマーが挙げられ
る。
(メタ)アクリル酸あるいは(メタ)アクリル酸アルキ
ルエーテルを含有するアクリル樹脂であり、さらに好ま
しくは(メタ)アクリル酸を含有するアクリル系樹脂、
特に好ましくは(メタ)アクリル酸とスチレン、マレイ
ミド類、及びベンジルメタクリレートからなる群から選
ばれる少なくとも一種とを含有するアクリル樹脂であ
る。
重結合を付加させることもできる。樹脂側鎖に二重結合
を付与することにより光硬化性が高まるため、解像性、
密着性をさらに向上させることができ好ましい。エチレ
ン性二重結合を導入する合成手段として、例えば、特公
昭50−34443号公報、特公昭50−34444号
公報などに記載の方法等が挙げられる。具体的には、カ
ルボキシル基や水酸基にグリシジル基、エポキシシクロ
ヘキシル基及び(メタ)アクリロイル基を併せ持つ化合
物やアクリル酸クロライドなどを反応させる方法が挙げ
られる。例えば、(メタ)アクリル酸グリシジル、アリ
ルグリシジルエーテル、α−エチルアクリル酸グリシジ
ル、クロトニルグリシジルエーテル、(イソ)クロトン
酸グリシジルエーテル、(3,4−エポキシシクロヘキ
シル)メチル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリル
酸クロライド、(メタ)アリルクロライドなどの化合物
を使用し、カルボキシル基や水酸基を有する樹脂に反応
させることにより側鎖に重合基を有する樹脂を得ること
ができる。特に、(3,4−エポキシシクロヘキシル)
メチル(メタ)アクリレートのような脂環式エポキシ化
合物を反応させた樹脂が好ましい。
(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)で測定し
た重量平均分子量として、通常5000以上、好ましく
は10000以上、より好ましくは12000以上であ
る。この重量平均分子量が小さ過ぎると均一な塗膜を得
るのが難しく、また、高い耐熱性を得ることが難しくな
る。ただし、重量平均分子量が過度に大きいと現像性が
低下する傾向があることから、通常100000以下で
あることが好ましい。
い含有量の範囲は前述の如く、酸価で1〜1000mg
−KOH/g、特に5〜200mg−KOH/gであ
る。酸価が小さいと、該バインダ樹脂自身がアルカリ現
像液に不溶となり、また、大き過ぎると感度が低下する
ことがある。
ではなく、通常カラーフィルター用組成物に使用できる
顔料であればよい。例えば、下記に示すカラーインデッ
クスのピグメントナンバーの顔料を用いることができ
る。
149、168、177、180、192、215、2
16、217、220、223、224、226、22
7、228、240 C.I.バイオレット顔料19、23、29、30、3
7、40、50 C.I.青;15、15:6、22、60、64、1
5:1、15:4、 C.I.緑;7、36 C.I.黒;7 C.I.黄色;20、24、86、93、109、11
0、117、125、137、138、139、14
7、148、153、154、166、168、 C.I.オレンジ;36、43、51、55、59、6
1、 C.I.バイオレット;19、23、29、30、3
7、40、50 C.I.茶:23、25、26
ブルー(42595)、オーラミンO(41000)、
カチロンブリリアントフラビン(ベーシック13)、ロ
ーダミン6GCP(45160)、ローダミンB(45
170)、サフラニンOK70:100(5024
0)、エリオグラウシンX(42080)、No.12
0/リオノールイエロー(21090)、リオノールイ
エローGRO(21090)、シムラーファーストイエ
ロー8GF(21105)、ベンジジンイエロー4T−
564D(21095)、シムラーファーストレッド4
015(12355)、リオノールレッド7B4401
(15850)、ファーストゲンブルーTGR−L(7
4160)、リオノールブルーSM(26150)、リ
オノールブルーES(ピグメントブルー15:6)、リ
オノーゲンレッドGD(ピグメントレッド168)、リ
オノールグリーン2YS(ピグメントグリーン36)等
が挙げられる(なお、上記の( )内の数字は、カラー
インデックス(C.I.)を意味する)。
も目立ち、問題になるのは青色画素である。例えばファ
ーストゲンブルーTGR−L(74160)、リオノー
ルブルーSM(26150)、リオノールブルーES
(ピグメントブルー15:6)などを使用した青色画素
の場合に、本発明の効果は最も顕著に現れる。
0.5μm以下に分散して用いるのが好ましい。
可能な基を有する化合物を含有させるのが好ましい。当
該重合可能な基を有する化合物としては、特に制限はな
く、例えば、前記バインダ樹脂にエチレン性二重結合を
付加させてこれを重合可能な基を有する化合物として用
いることもできるが、好ましくは、別途重合可能な基を
有する化合物を含有させるのが性能上好ましい。
有する化合物としては、特に制限はないが、光重合開始
剤の作用により硬化するモノマーが好ましい。該モノマ
ーとしては、光重合開始剤の発生するラジカルの作用に
よりラジカル重合するモノマー、及び光重合開始剤から
発生する酸の作用で付加縮合するモノマー等、公知のい
ずれのものも用い得る。
結合を有するモノマーが挙げられ、より具体的には、イ
ソブチル(メタ)アクリレート、t−ブチル(メタ)ア
クリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、セチル
(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレー
ト、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、イソボニル
(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレー
ト、2−メトキシエチル(メタ)アクリレート、3−メ
トキシブチル(メタ)アクリレート、エチルカルビトー
ル(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)ア
クリレート、テトラヒドロフリル(メタ)アクリレー
ト、フェノキシポリエチレングリコール(メタ)アクリ
レート、メトキシプロピレングリコール(メタ)アクリ
レート、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、
2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2−ア
クリロイルオキシエチルハイドロゲンフタレート、2−
アクリロイルオキシプロピルハイドロゲンフタレート、
2−アクリロイルオキシプロピルテトラヒドロハイドロ
ゲンフタレート、モルホリノエチル(メタ)アクリレー
ト、トリフルオロエチル(メタ)アクリレート、トリフ
ルオロエチル(メタ)アクリレート、テトラフルオロプ
ロピル(メタ)アクリレート、ヘキサフルオロプロピル
(メタ)アクリレート、オクタフルオロペンチル(メ
タ)アクリレート、ヘプタデカフルオロドデシル(メ
タ)アクリレート、トリメチルシロキシエチル(メタ)
アクリレート、1,4−ブタンジオールジ(メタ)アク
リレート、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリ
レート、1,9−ノナンジオールジ(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、
テトラエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ト
リプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、プロ
ピレングリコールジ(メタ)アクリレート、グリセリン
メタクリレートアクリレート、ビスフェノールA,エチ
レンオキサイド付加物ジ(メタ)アクリレート、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、トリメチロール
プロパンエチレンオキサイド付加トリ(メタ)アクリレ
ート、グリセリンプロピレンオキサイド付加トリ(メ
タ)アクリレート、トリス(メタ)アクリロイルオキシ
エチレンフォスフェート、ジペンタエリスリトールヘキ
サ(メタ)アクリレート、ノボラックエポキシの(メ
タ)アクリル酸変性物、ノボラックエポキシの(メタ)
アクリル酸及び酸無水物の変性物、N−ビニルピロリド
ン、N−ビニルカプロラクタム、アクリル化イソシアヌ
レート、ジペンタエリスリトールモノヒドロキシペンタ
(メタ)アクリレート、ウレタン(メタ)アクリレー
ト、不飽和ポリエステル(メタ)アクリレートなどが挙
げられる。これらのモノマーのなかではアクリルモノマ
ー、特に3個以上のエチレン性二重結合を有するアクリ
ルモノマーが好ましい。これらのモノマーは単独又は複
数組み合わせて使用される。
テルは、遊離酸の形で用いることにより、酸性基を有す
る化合物として用いることができる。
で付加縮合するモノマーとしては、メラミン、ベンゾグ
アナミン、グリコールウリルもしくは尿素にホルムアル
デヒドを作用させた化合物又はそれらのアルキル変性化
合物、エポキシ化合物及びレゾール化合物等の架橋作用
を有する化合物が挙げられる。具体的には、三井サイア
ナミド社のサイメル(登録商標)300、301、30
3、350、736、738、370、771、32
5、327、703、701、266、267、28
5、232、235、238、1141、272、25
4、202、1156、1158は、メラミンにホルム
アルデヒドを作用させた化合物又はそのアルキル変性物
の例である。サイメル(登録商標)1123、112
5、1128は、ベンゾグアナミンにホルムアルデヒド
を作用させた化合物又はそのアルキル変性物の例であ
る。サイメル(登録商標)1170、1171、117
4、1172はグリコールウリルにホルムアルデヒドを
作用させた化合物又はそのアルキル変性物の例である。
尿素にホルムアルデヒドを作用させた化合物又はそのア
ルキル変性物の例として三井サイアナミド社のUFR
(登録商標)65、300を挙げることができる。
ルトリスヒドロキシエチルイソシアヌレート、アリルグ
リシジルエーテル、エチルヘキシルグリシジルエーテ
ル、フェニルグリシジルエーテル、フェノールグリシジ
ルエーテル、ラウリルアルコールグリシジルエーテル、
アジピン酸グリシジルエーテル、フタル酸グリシジルエ
ーテル、ジブロモフェニルグリシジルエーテル、ジブロ
モネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、グリ
シジルフタルイミド、(ポリ)エチレングリコールグリ
シジルエーテル、ポリプロピレングリコールジグリシジ
ルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエー
テル、グリセリンポリグリシジルエーテル、トリメチロ
ールプロパンポリグリシジルエーテル、ブチルグリシジ
ルエーテル、ビスフェノールAジグリシジルエーテル、
トリフェニルメタントリグリシジルエーテル等を挙げる
ことができる。
中に−N(CH2OR''')2基を有する化合物(式中、
R'''は水素原子又はアルキル基を示す)が挙げられ
る。詳しくは、尿素あるいはメラミンにホルムアルデヒ
ドを作用させた化合物又はそのアルキル変性物が特に好
ましい。レゾール化合物の例として、群栄化学社製のP
P−3000s、PP−3000A、RP−2978、
SP−1974、SP−1975、SP−1976、S
P−1977、RP−3973等が挙げられる。
ニウム塩基を有するブロック共重合体からなる分散剤の
みを使用しても良いが、本発明のカラーフィルター用組
成物に含まれる分散剤の一部(通常50重量%以下)
を、本発明の効果を損なわない範囲で、その他の分散剤
に置き換えてもよい。
して高分子分散剤を用いると経時の分散安定性に優れる
ので好ましい。
ビック・ケミー社製のDisperbyk160、Di
sperbyk161、Disperbyk162、D
isperbyk163、Disperbyk164、
Disperbyk166;ゼネカ社製のSOLSPE
RSE20000、SOLSPERSE24000、S
OLSPERSE27000、SOLSPERSE28
000等(いずれも商品名)の市販品が挙げられる。
ダ樹脂として使用する場合、及び重合可能な基を有する
化合物として光重合開始剤の作用により硬化するモノマ
ーを使用した場合には、カラーフィルター用組成物中に
光重合開始剤を用いるのが好ましい。
のも用いることができ、紫外線によりエチレン性不飽和
基を重合させるラジカルを発生させることのできる化合
物及び紫外線により酸を発生させる化合物が挙げられ
る。
−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−(4−エトキ
シナフチル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s
−トリアジン、2−(4−エトキシカルボニルナフチ
ル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリア
ジンなどのハロメチル化トリアジン誘導体、ハロメチル
化オキサジアゾール誘導体、2−(o−クロロフェニ
ル)−4,5−ジフェニルイミダゾール2量体、2−
(o−クロロフェニル)−4,5−ビス(3'−メトキ
シフェニル)イミダゾール2量体、2−(o−フルオロ
フェニル)−4,5−ジフェニルイミダゾール2量体、
2−(o−メトキシフェニル)−4,5−ジフェニルイ
ミダゾール2量体、2−(o−メトキシフェニル)−
4,5−ジフェニルイミダゾール2量体などのイミダゾ
ール誘導体、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインフ
ェニルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル、ベン
ゾインイソプロピルエーテルなどのベンゾイン、ベンゾ
インアルキルエーテル類、2−メチルアントラキノン、
2−エチルアントラキノン、2−t−ブチルアントラキ
ノン、1−クロロアントラキノンなどのアントラキノン
誘導体、ベンズアンスロン誘導体、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など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−ヒドロキシ−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−(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)ケトンなどのアセトフェ
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
オキサントンなど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
エチルなどの安息香酸エステル誘導体、9−フェニルア
クリジン、9−(p−メトキシフェニル)アクリジンな
どのアクリジン誘導体、9,10−ジメチルベンズフェ
ナジンなどのフェナジン誘導体、ジ−シクロペンタジエ
ニル−Ti−ジ−クロライド、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−2,3,4,5,6−ペンタフルオロフ
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−2,4,
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−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−2,4−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−2,3,4,5,6−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−シクロペンタジエニル−Ti−2,6−ジ−フ
ルオロ−3−(ピル−1−イル)−フェニ−1−イルな
どのチタノセン誘導体等が挙げられる。
組み合わせて使用される。例えば、特公昭53−128
02号公報、特開平1−279903号公報、特開平2
−48664号公報、特開平4−164902号公報、
又は特開平6−75373号公報などに記載された、開
始剤の組み合わせが挙げられる。
における、各構成成分の配合割合について説明する。
好なアルカリ現像性を得るためには、(組成物中に含ま
れる酸性基のmol濃度)/(分散剤のブロック共重合体
が有する4級アンモニウム塩基のmol濃度)の値が0.
1〜100であることが好ましく、1〜30であればよ
り好ましい。この比が100を超えると、顔料分散性が
不十分となる場合があり、0.1未満であるとアルカリ
現像が困難になるおそれがある。
における、(1)分散剤の総配合量(4級アンモニウム
塩基を有するブロック共重合体からなる分散剤、及びそ
の他の分散剤の総量)は、(3)顔料に対して1〜30
重量%であることが好ましい。
は、特に、(2)バインダ樹脂が酸性基を有する耐熱性
樹脂であり、(4)重合可能な基を有する化合物が光重
合開始剤の作用により硬化するモノマーである光重合性
組成物が好ましい。このような組成物の場合には、組成
物中の全固形分100重量部に対して(2)バインダ樹
脂が5〜30重量部、(4)重合可能な基を有する化合
物が5〜30重量部、(3)顔料が10〜75重量部、
(1)分散剤((前記(5)のその他の分散剤を含む)
総配合量)が1〜20重量部、(6)光重合開始剤が
0.1〜20重量部であることが好ましい(ただし、
(1),(2),(3),(4),(6)の総量で10
0重量部とする。)。
(2)のバインダ樹脂の量が上記範囲未満であると、塗
膜形成が困難になる傾向があり、上記範囲を超えると得
られた塗膜の強度が不充分となる場合がある。
るモノマーの量が上記範囲未満であると、像露光された
画線部の架橋密度が十分でなくなり良好な画像が得られ
にくく、また上記範囲を超えると乾燥後のレジスト膜の
ベタつきが大きくなり作業性に劣る傾向がある。
あると色濃度が不十分となる場合があり、また上記範囲
を超えると顔料分散安定性、現像性、解像性、密着性が
低下する傾向がある。
散剤を含む)の添加量が、上記範囲未満であると十分な
顔料分散性が得られず、また上記範囲を超えると、相対
的に他の成分の割合が減って、色濃度、感度、成膜性等
が低下する。
囲未満であると十分な感度が得られない場合があり、ま
た上記範囲を超えると、ときに開始剤が感光液から析出
することがある。
には、上記(1)〜(6)成分以外に増感剤、塗布性改
良剤、重合禁止剤、可塑剤、難燃剤などを好適に添加す
ることができる。これらは単独もしくは数種併用するこ
とも可能である。また色材の一部として、染料を用いて
もかまわない。
て、固形分濃度が5〜50重量%、好ましくは10〜4
0重量%の範囲となるように調液して使用される。
散さることができ、取り扱い性が良いものであれば特に
限定されない。具体的にはメチルセロソルブ、エチルセ
ロソルブ、ブチルセロソルブ、ジエチレングリコールモ
ノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエ
ーテルアセテート(以下「PGMAc」と略記す
る。)、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケト
ン、シクロヘキサノン、トルエン、クロロホルム、ジク
ロロメタン、酢酸エチル、乳酸メチル、乳酸エチル、メ
タノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、テ
トラハイドロフラン等が挙げられるが、沸点が100〜
200℃の範囲が好ましく、より好ましくは120〜1
70℃の範囲のものである。
法に従って製造される。例えば分散剤、顔料及び有機溶
剤を分散処理することによりインキを調製し、更にバイ
ンダ樹脂、重合可能な基を有する化合物、及び光重合開
始剤等を配合、混合し均一な溶液とすることにより得ら
れる。
ー、サンドグラインダー、ボールミル、ロールミル、ス
トーンミル、ジェットミル、ホモジナイザー等を用いて
分散処理するのが好ましい。分散処理により顔料が微粒
子化されるためレジストの塗布特性の向上が達成され
る。
は、0.1mm〜数mm径のガラスビーズ又はジルコニ
アビーズを媒体として用いるのが好ましい。分散条件
は、通常、温度0〜100℃であり、好ましくは室温〜
80℃の範囲である。分散時間はインキの組成(色材、
溶剤、分散剤)及びサンドグラインダーの装置サイズ等
により適正時間が異なるため適宜調節する。
にバインダ樹脂、重合可能な基を有する化合物、光重合
開始剤、有機溶剤を配合して混合し、均一な溶液とす
る。
ダ樹脂を含有させることによって、本発明の効果をより
顕著に発揮させることができる。この場合、組成物中に
配合する全バインダ樹脂量のうちの10〜100重量%
程度をインキの調製段落で顔料や分散剤等と共に混合
し、残部を調製されたインキ、重合可能な基を有する化
合物、その他と混合するのが好ましい。
ミが混入することが多いため、得られた組成物はフィル
ター等により濾過処理するのが望ましい。
物を用いた画素の形成、及びこれを有する本発明のカラ
ーフィルターの製造方法について説明する。
板上に、上述した本発明のカラーフィルター用組成物を
スピナー、ワイヤーバー、フローコーター、ダイコータ
ー、ロールコーター、スプレー等の塗布装置を用いて塗
布する。組成物の塗布膜厚は通常0.5〜5μmであ
る。該組成物からなる塗布膜を乾燥した後、乾燥塗膜上
にフォトマスクを置き、該フォトマスクを介して画像露
光する。露光後、未露光の未硬化部分を現像にて除去す
ることにより、画素を形成する。必要に応じて、現像工
程後の画素に、熱硬化処理或いは光硬化処理を行っても
よい。
により、RGB画素が形成できる。この工程を繰り返す
ことにより、カラーフィルターを形成することができ
る。
ィルター用の透明基板であり、その材質は特に限定され
るものではない。例えば、ポリエチレンテレフタレート
等のポリエステルやポリプロピレン、ポリエチレン等の
ポリオレフィン等、ポリカーボネート、ポリメチルメタ
クリレート、ポリスルホンの熱可塑性プラスチックシー
ト、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリ(メタ)ア
クリル樹脂等の熱硬化性プラスチックシート、或いは各
種ガラス板等を挙げることができる。特に、耐熱性の点
からガラス板、耐熱性プラスチックが好ましい。
の物性を改良するために、予めコロナ放電処理やオゾン
処理を行っておいてもよく、またシランカップリング剤
やウレタンポリマー等の各種ポリマーの薄膜処理等を行
っておいてもよい。
は、ホットプレート、IRオーブン、コンベクションオ
ーブン等を用いることができる。好ましい乾燥条件は温
度40〜150℃、乾燥時間10秒〜60分の範囲であ
る。
は、例えば、キセノンランプ、ハロゲンランプ、タング
ステンランプ、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、メタルハラ
イドランプ、中圧水銀灯、低圧水銀灯等のランプ光源や
アルゴンイオンレーザー、YAGレーザー、エキシマー
レーザー、窒素レーザー等のレーザー光源等が挙げられ
る。特定波長の光のみを使用する場合には、光学フィル
ターを利用することもできる。
る能力のある溶剤であれば特に制限は受けないが、前述
したように、環境汚染、人体に対する有害性、火災危険
性などの点から、有機溶剤ではなく、アルカリ現像液を
使用するのが好ましい。
ば、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸カリウ
ム、炭酸水素カリウム、珪酸ナトリウム、珪酸カリウ
ム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等の無機アルカ
リ化合物、或いはジエタノールアミン、トリエチルアミ
ン、トリエタノールアミン、水酸化テトラアルキルアン
モニウム、テトラメチルアンモニウムヒドロキサイド等
の有機アルカリ化合物を含有した水溶液が挙げられる。
性剤、水溶性の有機溶剤、湿潤剤、水酸基又はカルボン
酸基を有する低分子化合物等を含有させることもでき
る。特に、界面活性剤は現像性、解像性、地汚れなどに
対して改良効果をもつものが多いため添加するのは好ま
しい。
ては、ナフタレンスルホン酸ナトリウム基、ベンゼンス
ルホン酸ナトリウム基を有するアニオン性界面活性剤、
ポリアルキレンオキシ基を有するノニオン性界面活性
剤、テトラアルキルアンモニウム基を有するカチオン性
界面活性剤等を挙げることができる。
が、通常、10〜50℃、好ましくは15〜45℃の現
像温度で、浸漬現像、スプレー現像、ブラシ現像、超音
波現像等の方法により行われる。
等の向上を図るため、現像工程後の画素に対して、熱硬
化処理又は光硬化処理を行うことが好ましく、特に熱硬
化処理を行うことが好ましい。この熱硬化処理は150
℃以上300℃未満で行うことが好ましい。この処理温
度が150℃未満では熱硬化が不十分なため、膜強度、
耐溶剤性及び耐アルカリ性等に問題が生じやすく、30
0℃以上では、過度の画素体積の収縮が起こり、基板に
対する密着性や精度に問題が生じる傾向がある。
挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はその
要旨を超えない限り以下の実施例に限定されるものでは
ない。
PC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)分析
によりポリスチレン換算で求めた。また、酸価はKOH
による中和滴定で測定した。
のスチレン・アクリル酸樹脂(共重合比スチレン:アク
リル酸=60:40(重量比))20g、p−メトキシ
フェノール0.2g、ドデシルトリメチルアンモニウム
クロリド0.2g、プロピレングリコールモノメチルエ
ーテルアセテート40gをフラスコに仕込み、(3,4
−エポキシシクロヘキシル)メチルアクリレート9.5
gを滴下し100℃の温度で30時間反応させた。反応
液を水に再沈殿、乾燥させて樹脂を得た。この樹脂の重
量平均分子量は10000であり、酸価は50mg−K
OH/gであった。
0のスチレン・アクリル酸樹脂(共重合比スチレン:ア
クリル酸=48:52(モル比))10g、p−メトキ
シフェノール0.05g、及びテトラエチルアンモニウ
ムクロライド0.015g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23.2gに溶解させた後、
3,4−エポキシシクロヘキシルメチルアクリレート
5.7gを滴下し、90℃で32時間反応させ、側鎖に
エチレン性不飽和結合を有するバインダ樹脂を得た。得
られたバインダ樹脂は、酸価が52mg−KOH/g、
重量平均分子量は28100であった。
(PGMEA)324.5g、1−メトキシ−2−プロ
パノール81.1g、開始剤2,2’−アソビス(2−
メチルブチロニトリル)(和光純薬社製商品名V−5
9)14.0gを1Lのセパラブルフラスコにとり、ス
リーワンモーターを用いて撹拌しながら、均一に溶解さ
せた後、窒素バブリングを30分間行った。その後、窒
素シールとし、オイルバスで加熱して30分で80℃ま
で昇温した。その後10分保持した後、あらかじめ調合
し、窒素バブリングを行っておいた、ベンジルメタクリ
レート88.1g、メチルメタクリレート60.1g、
ヒドロキシエチルメタクリレート32.6g、メタクリ
ル酸99gの混合液を3時間かけて滴下した。モノマー
滴下開始から5時間後、熱媒を89℃に昇温し、さらに
1時間後に99℃にした。さらに1時間撹拌を行い、反
応終了とした。このようにして得られた樹脂の重量平均
分子量は12000であった。
メタクリレート・ヒドロキシエチルメタクリレート・メ
タクリル酸樹脂溶液100g、p−メトキシフェノール
0.06g、トリフェニルホスフィン0.44gを20
0mLのセパラブルフラスコにとり、これにPGMEA
34.3gを加えた。これを撹拌をしながら、85℃で
加熱溶解した。溶解を確認した後、(3,4−エポキシ
シクロヘキシル)メチルアクリレート(ダイセル社製A
−200)23.2gを滴下した。反応液を85℃に保
ちながら、32時間撹拌して、反応させた。このように
して得られた光重合性バインダ樹脂の重量平均分子量は
15000、酸価は50mg−KOH/gであった。
48.4g、エタノール400g、2,2’−アゾビス
イソブチロニトリル2gを反応容器に仕込み、窒素雰囲
気下で78℃、5時間反応を行った後、反応液を水に注
ぎ、沈殿物を濾過、減圧乾燥して58gの共重合体を得
た。この共重合体の酸価は309mg−KOH/gであ
り、酸価から換算した組成比は、シクロヘキシルマレイ
ミド/アクリル酸=38/62(モル比)であった。ま
た、この共重合体の重量平均分子量8500であった。
ェノール0.015g、テトラエチルアンモニウムクロ
ライド0.05g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29.2gに溶解させ、(3,4−エ
ポキシシクロヘキシル)メチルアクリレート9.5gを
滴下し、90℃、32時間反応させ、側鎖に光重合性基
を有するアルカリ可溶性樹脂溶液を得た。このようにし
て得られたアルカリ可溶性樹脂の重量平均分子量は12
800であり、酸価は42mg−KOH/gであった。
重量%の濃度に溶解して塗布液を調製し、ガラス基板
(「AN635」旭硝子(株)製)にスピンコートした
後、乾燥温度70℃で1分間乾燥して塗布膜を形成し
た。
450nmの光透過率の測定(大気圧下)を行った。そ
の後、この塗布膜を230℃で30分間熱処理し、再度
光透過率の測定を行った。また、熱処理後の塗布膜の膜
厚を膜厚計(テンコール社製「αステップ500」)に
て測定した。
m近傍の範囲で複数回行ない、熱処理後の膜厚と熱処理
前後の光透過率差とのグラフから2.0μm時の値を求
め、結果を表1に示した。
光透過率差が1.1(%)であるのに対し、合成例2〜
4の樹脂の熱処理前後の光透過率差は0.6(%)以下
であり、耐熱性が良好であった。
インキ(株)製、リオノールブルーES)、高分子分散
剤及び溶剤を混合、攪拌し、ミルベースを作った。これ
をペイントシェーカーで、粒径0.5mmのジルコニア
ビーズを用い、室温で5時間分散処理して青色顔料分散
液を調製した。次いで残りの成分を加え、10μのメン
ブレンフィルターで濾過して青色レジストを調製した。
0.5〜5μmになる範囲で複数のガラス基板(「AN
635」旭硝子(株)製)にスピンコートし、乾燥温度
70℃で3分間乾燥した。
膜の色度測定(2度視野C光源、大気中)を行った。そ
の後、3kW超高圧水銀灯により適正露光(200mj
/cm2)で露光し、230℃で30分間熱処理を行
い、再度色度測定を行った。熱処理前後の青色膜のy値
=0.1270のY値を求めた。
にフォトマスクを介して3kW超高圧水銀灯により適正
露光(200mj/cm2)で露光した後、1重量%の
炭酸カリウムと4重量%のノニオン性界面活性剤(「エ
マルゲンA−60」花王(株)製)を含有する水溶液よ
りなる現像液を用い、27℃でシャワー現像し、純水に
て現像を停止し、水洗スプレーにてリンスした。この
際、未露光部が現像され始める時間(溶解時間)を観察
した。その後、230℃で30分間熱処理を行い、青色
画像を形成した。
(増粘の有(=×)無(=○))と共に表2に示した。
記の分散剤Aに変えたこと以外は比較例1と同様にして
青色レジストの調製、成膜及び評価を行い、結果を表2
に示した。表2より明らかなように、本比較例では、現
像性が悪化し、溶解時間が30秒から10分となった。
したこと以外は実施例1と同様にして分散を行ったとこ
ろ、分散液は1〜2時間で増粘し、分散不良となり評価
を行えなかった。
例2の耐熱性樹脂に変更し、そのうち23.5重量部を
予め青色顔料分散液中へ添加して10時間分散を行っ
た。その後、残りの6.5重量部を他の成分と共に添加
し、比較例1と同様にして青色レジストの調製、成膜及
び評価を行い、結果を表2に示した。
樹脂にそれぞれ変更したこと以外は実施例1と同様にし
て青色レジストの調製、成膜及び評価を行い、結果を表
2に示した。
性、耐熱性のいずれにも優れていることがわかる。
に、青、赤及び緑の顔料を含むレジストを用いて、実施
例1と同様に画像を形成することにより、カラーフィル
ターを製造することができる。
剤及びバインダ樹脂は、顔料分散性に優れる上に耐熱性
にも優れるため、このような分散剤及びバインダ樹脂を
用いた本発明のカラーフィルター用組成物によれば、優
れた現像性にて、熱などによる退色・変色などが少な
く、色純度の高いカラーフィルターを形成することがで
きる。
Claims (17)
- 【請求項1】 (1)分散剤、 (2)バインダ樹脂、及び (3)顔料を含むカラーフィルター用組成物であって、 該分散剤が、側鎖に4級アンモニウム塩基を有するAブ
ロックと、4級アンモニウム塩基を有さないBブロック
とからなる、A−Bブロック共重合体及び/又はB−A
−Bブロック共重合体であり、かつ、 該バインダ樹脂は、230℃で30分間熱処理した後の
膜厚が2.0μmとなるような膜厚で塗布した塗布膜
の、450nmにおける光透過率T0(%)と、該塗布
膜を230℃で30分間熱処理した後の450nmにお
ける光透過率T1(%)との差が1(%)以下であるこ
とを特徴とするカラーフィルター用組成物。 - 【請求項2】 前記バインダ樹脂が酸性基を有する酸性
基含有樹脂を含むことを特徴とする請求項1に記載のカ
ラーフィルター用組成物。 - 【請求項3】 前記ブロック共重合体を、(組成物中の
酸性基のmol濃度)/(ブロック共重合体が有する4級
アンモニウム塩基のmol濃度)の値が0.1〜100と
なる量で含有することを特徴とする請求項1又は2に記
載のカラーフィルター用組成物。 - 【請求項4】 前記ブロック共重合体1g中の4級アン
モニウム塩基の量が0.1〜10mmolであることを特
徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載のカラ
ーフィルター用組成物。 - 【請求項5】 前記ブロック共重合体のAブロックにお
ける4級アンモニウム塩基が、−N+R1R2R3・Y-基
(R1、R2及びR3は、各々独立に、水素原子、又は置
換されていてもよい環状若しくは鎖状の炭化水素基を表
すか、R1、R2及びR3のうち2つ以上が互いに結合し
て環状構造を形成する。Y-は対アニオンを表す。)で
あることを特徴とする請求項1ないし4のいずれかに記
載のカラーフィルター用組成物。 - 【請求項6】 前記ブロック共重合体のAブロックが、
下記一般式(I)で示される部分構造を含有することを
特徴とする請求項5に記載のカラーフィルター用組成
物。 【化1】 (式中、R1、R2及びR3は、各々独立に、水素原子、
又は置換されていてもよい環状若しくは鎖状の炭化水素
基を表すか、R1、R2及びR3のうち2つ以上が互いに
結合して環状構造を形成する。R4は水素原子又はメチ
ル基を表す。Xは2価の連結基を表し、Y-は対アニオ
ンを表す。) - 【請求項7】 前記ブロック共重合体のBブロックが、
下記一般式(II)で示される部分構造を含有することを
特徴とする請求項1ないし6のいずれかに記載のカラー
フィルター用組成物。 【化2】 (式中、R5は水素原子又はメチル基を表す。R6は置換
基を有していてもよい環状又は鎖状のアルキル基、置換
基を有していてもよいアリル基、又は置換基を有してい
てもよいアラルキル基を表す。) - 【請求項8】 さらに重合可能な基を有する化合物を有
し、前記重合可能な基を有する化合物が、重合可能な基
としてエチレン性二重結合を有する化合物であることを
特徴とする請求項1ないし7のいずれかに記載のカラー
フィルター用組成物。 - 【請求項9】 前記酸性基含有樹脂の酸価が5〜200
mg−KOH/gであることを特徴とする請求項2ない
し8のいずれかに記載のカラーフィルター用組成物。 - 【請求項10】 前記酸性基含有樹脂の酸価が、側鎖に
カルボキシル基を有するアクリル系樹脂であることを特
徴とする請求項2ないし9のいずれかに記載のカラーフ
ィルター用組成物。 - 【請求項11】 前記バインダ樹脂が、マレイミド骨格
を有するマレイミド系樹脂を含むことを特徴とする請求
項1ないし10のいずれかに記載のカラーフィルター用
組成物。 - 【請求項12】 前記マレイミド系樹脂が下記一般式
(III)で示される構成単位よりなる重合体であること
を特徴とする請求項11に記載のカラーフィルター用組
成物。 【化3】 (式中、R11は任意の置換基を表し、R12は水素原子又
は炭素数1〜3のアルキル基を表す。) - 【請求項13】 前記バインダ樹脂が下記一般式(IV)
で示される構成単位よりなる重合体であることを特徴と
する請求項11に記載のカラーフィルター用組成物。 【化4】 (式中、Arは芳香環を有する基を表し、R13は水素原
子又は炭素数1〜3のアルキル基を表す。) - 【請求項14】 前記バインダ樹脂が、側鎖にエチレン
性二重結合を有することを特徴とする請求項1ないし1
3のいずれかに記載のカラーフィルター用組成物。 - 【請求項15】 全固形分中の顔料濃度が10〜75重
量%であることを特徴とする請求項1ないし14のいず
れかに記載のカラーフィルター用組成物。 - 【請求項16】 前記分散剤の含有量が顔料100重量
部に対して1〜30重量部であることを特徴とする請求
項1ないし15のいずれかに記載のカラーフィルター用
組成物。 - 【請求項17】 透明基板上に請求項1ないし16のい
ずれかに記載のカラーフィルター用組成物を用いて形成
された画像を有することを特徴とするカラーフィルタ
ー。
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JP2001224761A JP2003035815A (ja) | 2001-07-25 | 2001-07-25 | カラーフィルター用組成物及びカラーフィルター |
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