JP2004280057A - Photosetting color resin composition and color filter using same - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a photosetting color resin composition which produces no development residue, which is improved in development characteristics as development margin and development latitude, and with which a color filter having excellent adhesiveness and solvent resistance can be obtained by thermosetting treatment (post bake) in a short time and/or at low temperature. <P>SOLUTION: The photosetting color resin composition containing a coloring agent, an alkali-soluble resin, a photopolymerizable monomer and a photopolymerization initiator has 10 to 70 mass% content of the coloring agent in the solid content of the resin composition and contains an imidazole silane compound. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は光硬化性着色樹脂組成物に関するものであり、詳しくは液晶表示素子(LCD)やCCD等のイメージセンサに用いられる、ブラックマトリクスを含むカラーフィルターを製造するのに好適な光硬化性着色樹脂組成物に関する。   The present invention relates to a photocurable colored resin composition, and more particularly, to a photocurable colored resin composition suitable for producing a color filter including a black matrix used for an image sensor such as a liquid crystal display (LCD) or a CCD. It relates to a resin composition.

カラーフィルターは、通常、着色剤、アルカリ可溶性樹脂、光重合性モノマー、光重合開始剤及び溶剤を主体とする光硬化性着色樹脂組成物を基板上に塗布、乾燥(プリベーク)、パターン露光、アルカリ現像、熱硬化処理(ポストベーク)の一連の工程により所定の画素パターンを形成し、該工程を赤(R)、緑(G)、青(B)などの各色毎に順次繰り返すことにより得られる。上記カラーフィルター製造工程における熱硬化処理(ポストベーク)は、その画素パターン膜を永久膜として耐久性と強度を付与するために行うものであり、膜組成物中の樹脂成分の硬化を熱により促進することにより、膜としての機械的強度、耐溶剤性、耐光性などの耐久性を高めることができる。
カラー液晶表示装置は、CRTと比較するとコンパクトで性能面では同等以上であり、テレビやパソコン画面、携帯電話の表示部、その他の表示装置として近年非常に躍進を遂げている。カラーフィルターはこのようなカラー液晶表示装置に不可欠な構成部品である。
The color filter is usually formed by applying a photocurable colored resin composition mainly composed of a colorant, an alkali-soluble resin, a photopolymerizable monomer, a photopolymerization initiator and a solvent onto a substrate, drying (prebaking), pattern exposure, alkali exposure. A predetermined pixel pattern is formed by a series of steps of development and heat curing (post-baking), and the steps are sequentially repeated for each color such as red (R), green (G), and blue (B). . The heat curing treatment (post-baking) in the above color filter manufacturing process is performed to impart durability and strength to the pixel pattern film as a permanent film, and heat is used to accelerate the curing of the resin component in the film composition. By doing so, durability such as mechanical strength, solvent resistance, and light resistance as a film can be increased.
A color liquid crystal display device is compact and has the same or better performance in comparison with a CRT, and has recently made a remarkable progress as a display unit of a television, a personal computer screen, a mobile phone, and other display devices. A color filter is an essential component of such a color liquid crystal display device.

一方、従来のカラー液晶表示装置では、通常、ガラス基板を使用しているため、光硬化性着色樹脂組成物との密着性が余り良くなく、アルカリ現像液による現像では現像時間が短すぎると残査が多くなる傾向があり、また現像時間が長すぎるとパターン剥れが生じやすくなるため、現状では非常に限られた現像時間範囲下で現像を行う必要があった。このため、現像時間のみならず、現像液濃度、温度の管理にも十分気をつけて細かく制御しないと一定のパターン形状が得られないという問題があった。
従って、現像時間の許容範囲をいかに広くするかがカラーフィルターの工程適正に大きく影響する。
On the other hand, in the conventional color liquid crystal display device, since a glass substrate is usually used, the adhesion to the photocurable colored resin composition is not very good. Inspection tends to increase, and if the development time is too long, pattern peeling is likely to occur. Therefore, at present, development must be performed within a very limited development time range. For this reason, there has been a problem in that a constant pattern shape cannot be obtained unless careful control is performed with careful attention to not only the development time but also the developer concentration and temperature.
Therefore, how to widen the allowable range of the developing time greatly affects the appropriateness of the process of the color filter.

また、被膜の密着性を改良するために、イミダゾールシラン化合物を用いることが知られているが、従来技術では密着性は良くなっても現像マージン(現像時間に対して線幅の変化が殆どない時間の長さ)や現像ラチチュード(現像時間に対する線幅変化の割合)等の現像特性と現像残渣との問題がトレードオフの関係にあるため有効なものではなかった。例えば、特許文献1(特開平10−186657号公報)にはフォトレジスト用途の樹脂膜の密着性の改良のために光硬化性組成物中にイミダゾールシランを含有させることが開示されているが、この組成物は着色成分を必須成分としておらず、染料や顔料を添加してもよいことが記載されてはいるが、フォトレジスト組成物の単なる色づけのために加える周知の技術として記載しているにすぎない。このように、着色成分を含有しない透明膜では、元来現像特性が良いため、現像特性に対するイミダゾールシランの添加効果は発揮されず、またこの効果に着目していなかった。   It is known to use an imidazole silane compound in order to improve the adhesion of the film. However, in the prior art, even if the adhesion is improved, the development margin (the line width hardly changes with the development time). This is not effective because there is a trade-off between development characteristics such as length of time) and development latitude (ratio of line width change to development time) and development residue. For example, Patent Document 1 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-186657) discloses that imidazole silane is contained in a photocurable composition in order to improve the adhesion of a resin film for a photoresist. Although it is described that this composition does not include a coloring component as an essential component and that a dye or a pigment may be added, it is described as a well-known technique for simply adding color to a photoresist composition. It's just As described above, since the transparent film containing no coloring component originally has good developing characteristics, the effect of adding imidazole silane on the developing characteristics was not exhibited, and no attention was paid to this effect.

また、近年、カラーフィルターの生産効率を上げるために、低温あるいは短時間で十分に熱硬化処理(ポストベーク)することが可能な光硬化性組成物の開発が望まれているが、これまで知られているカラーフィルター材料では、このような要望には応えることができなかった。特に、永久膜として耐久性の優れたカラーフィルターを得るためには最終工程で加熱により樹脂の熱硬化を促進させる必要があるが、従来のカラーフィルター用の硬化性組成物では、200℃以上の温度で、しかも少なくとも1時間近くもの処理を必要としていた。   In recent years, in order to increase the production efficiency of color filters, the development of a photocurable composition that can be sufficiently heat-cured (post-baked) at a low temperature or in a short time has been desired. Such color filter materials have not been able to meet such demands. In particular, in order to obtain a color filter having excellent durability as a permanent film, it is necessary to promote the thermosetting of the resin by heating in the final step. It required processing at temperature and for at least one hour.

前述のように、カラーフィルター用光硬化性組成物にあっては、耐久性に優れた永久塗膜を得るために熱硬化性の成分を必須としており、その成分としてエポキシ樹脂やメラミン樹脂が一般的であった。たとえば、特許第2937208号公報、特公平2−42371号公報、特開平6−1938号公報にはエポキシ樹脂を含有したカラーフィルター用光硬化性組成物が開示されている。
一方、レジスト材料分野では、硬化剤としてイミダゾールシラン化合物およびエポキシ樹脂組成物が知られている。たとえば、特許文献2(特開平9−12683号公報)、特許文献3(特開2001−187836号公報)、及び特許文献4(特開2002−128872号公報)には、イミダゾールシラン化合物を含むエポキシ樹脂組成物が開示されている。このうち、特許文献2では密着性が必要な接着剤、封止剤、塗料、積層材、成形材用途として、特許文献3では電子材料、塗料、プライマー、接着剤用途として、また特許文献4では半導体チップ等の封止剤用途として、それぞれ有用であることが開示されている。しかしながら、これらの特許文献のいずれもカラーフィルター用途に関する記載がない。
また、上記特許文献1には、イミダゾールシラン化合物を含む感光性樹脂組成物が開示されており、この組成物はレジスト材料用途として有用であることが開示されている。しかしながら、上記特許はプリント基板のメッキレジストに関し、イミダゾールシランを使用したレジスト材料は銅箔基板との密着性を向上させた光硬化性樹脂組成物であり、メッキが終わると使用済みのレジストは除去されて熱硬化することはない。したがって、組成物にはエポキシ樹脂のような熱硬化性樹脂を含んでいない。
As described above, in the photocurable composition for a color filter, a thermosetting component is essential to obtain a permanent coating film having excellent durability, and an epoxy resin or a melamine resin is generally used as the component. It was a target. For example, JP-A-2937208, JP-B-2-42371, and JP-A-6-1938 disclose a photocurable composition for a color filter containing an epoxy resin.
On the other hand, in the field of resist materials, imidazole silane compounds and epoxy resin compositions are known as curing agents. For example, Patent Document 2 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-12683), Patent Document 3 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-187836), and Patent Document 4 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-128872) disclose an epoxy containing an imidazole silane compound. A resin composition is disclosed. Among them, in Patent Document 2, it is used for adhesives, sealants, paints, laminates, and molding materials that require adhesion, in Patent Document 3, it is used for electronic materials, paints, primers, and adhesives. It is disclosed that each is useful as an encapsulant application for semiconductor chips and the like. However, none of these patent documents describes a color filter application.
Patent Document 1 discloses a photosensitive resin composition containing an imidazole silane compound, and discloses that this composition is useful as a resist material. However, the above patent relates to a plating resist for a printed circuit board, and a resist material using imidazole silane is a photocurable resin composition having improved adhesion to a copper foil substrate, and the used resist is removed after plating is completed. It does not heat set. Therefore, the composition does not include a thermosetting resin such as an epoxy resin.

以上のように、カラーフィルター用光硬化性組成物にあっては、プラスチック基板にも適用可能な低温での硬化処理が求められるようになっており、また、カラーフィルターに永久塗膜としての機械的強度と密着性や耐溶剤性の高い特性付与しつつ、基板面積の大型化、また量産化に対応して、生産効率を高めるために、より低温での熱硬化処理(ポストベーク)もしくは短時間での熱硬化処理(ポストベーク)が強く望まれるようになってきた。   As described above, in the photocurable composition for a color filter, a low-temperature curing treatment that can be applied to a plastic substrate has been required. In order to increase the substrate area and increase mass production while giving high strength, adhesiveness and solvent resistance, the heat curing process (post-bake) at a lower temperature or shorter Heat curing (post-baking) over time has been strongly desired.

特開平10−186657号公報JP-A-10-186657 特開平9−12683号公報JP-A-9-12683 特開2001−187836号公報JP 2001-187836 A 特開2002−128872号公報JP-A-2002-128872

本発明の目的は、現像残渣がなく、且つ現像マージン、現像ラチチュードの現像特性が改良された光硬化性着色樹脂組成物およびそれを用いたカラーフィルターを提供することにある。
本発明の他の目的は、短時間および/または低温での熱硬化処理(ポストベーク)で密着性、耐溶剤性に優れたカラーフィルターが得られる光硬化性着色樹脂組成物を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a photocurable colored resin composition having no development residue, improved development margin, and improved development latitude, and a color filter using the same.
Another object of the present invention is to provide a photocurable colored resin composition which can provide a color filter having excellent adhesiveness and solvent resistance in a short and / or low temperature heat curing treatment (post bake). is there.

本発明者らは鋭意研究を重ねた結果、カラーフィルター用着色剤含有光硬化性組成物にイミダゾールシラン化合物を添加することによって、優れた現像特性が得られることを見出し、また、さらに2官能以上のエポキシ化合物を含有させることにより、熱硬化性が改良されることを見出し、本発明を完成するに至った。
即ち、本発明によれば、下記構成の光硬化性着色樹脂組成物およびカラーフィルターが提供されて、上記目的が達成される。
As a result of intensive studies, the present inventors have found that excellent development characteristics can be obtained by adding an imidazole silane compound to a colorant-containing photocurable composition for a color filter, and furthermore, bifunctional or more. It has been found that the thermosetting property is improved by containing the epoxy compound of the present invention, and the present invention has been completed.
That is, according to the present invention, the photocurable colored resin composition and the color filter having the following constitutions are provided, and the above object is achieved.

1. 着色剤、アルカリ可溶性樹脂、光重合性モノマー、および光重合開始剤を含有する光硬化性着色樹脂組成物において、該光硬化性着色樹脂組成物の固形分中における該着色剤の含有量は10〜70質量%であり、且つイミダゾールシラン化合物を含有することを特徴とする光硬化性着色樹脂組成物。   1. In a photocurable colored resin composition containing a colorant, an alkali-soluble resin, a photopolymerizable monomer, and a photopolymerization initiator, the content of the colorant in the solid content of the photocurable colored resin composition is 10%. A photocurable colored resin composition, which is 70 to 70% by mass and contains an imidazole silane compound.

2. 前記イミダゾールシラン化合物は、下記一般式(I)で表されるイミダゾール系化合物と下記一般式(II)で表されるエポキシシラン系化合物との反応生成物であるイミダゾールシラン系化合物及び/またはその誘導体化合物である前記1に記載の光硬化性着色樹脂組成物。   2. The imidazole silane compound is a reaction product of an imidazole compound represented by the following general formula (I) and an epoxy silane compound represented by the following general formula (II) and / or a derivative thereof. 2. The photocurable colored resin composition according to the above item 1, which is a compound.

Figure 2004280057
Figure 2004280057

式中、R1は水素原子または炭素数1〜20のアルキル基を表し、R2及びR3はそれぞれ独立に、水素原子、ビニル基または炭素数1〜5のアルキル基を表す。 In the formula, R 1 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, and R 2 and R 3 each independently represent a hydrogen atom, a vinyl group or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.

Figure 2004280057
Figure 2004280057

式中、R4及びR5はそれぞれ独立に、炭素数1〜3のアルキル基を表し、mは1〜20の整数を表し、nは1〜3の整数を表す。 In the formula, R 4 and R 5 each independently represent an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, m represents an integer of 1 to 20, and n represents an integer of 1 to 3.

3. 前記イミダゾールシラン系化合物が下記一般式(1)〜(3)で表される化合物及び/またはその誘導体化合物の中から選ばれる少なくとも1種からなる前記1又は2に記載の光硬化性着色樹脂組成物。   3. 3. The photocurable colored resin composition according to the above item 1 or 2, wherein the imidazole silane-based compound comprises at least one selected from compounds represented by the following general formulas (1) to (3) and / or derivative compounds thereof. object.

Figure 2004280057
Figure 2004280057

式中、R1は水素原子又は炭素数1〜20のアルキル基を表し、R2は水素原子、ビニル基又は炭素数1〜5のアルキル基を表し、R3およびR4はそれぞれ独立に炭素数1〜3のアルキル基を表し、nは1〜3を表す。 In the formula, R 1 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, R 2 represents a hydrogen atom, a vinyl group or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and R 3 and R 4 each independently represent a carbon atom. Represents an alkyl group of Formulas 1 to 3, and n represents 1 to 3.

4. 前記着色剤が黒色系着色剤である前記1〜3の何れか1項に記載の光硬化性着色樹脂組成物。
5. 前記黒色系着色剤がカーボンブラックである前記4に記載の光硬化性着色樹脂組成物。
6. 2官能以上のエポキシ化合物を含有する前記1〜5の何れか1項に記載の光硬化性着色樹脂組成物。
7. 熱重合開始剤を含有する前記6に記載の光硬化性組成物。
8. 前記熱重合開始剤が有機過酸化物である前記7に記載の光硬化性着色樹脂組成物。
4. The photocurable colored resin composition according to any one of the above items 1 to 3, wherein the colorant is a black colorant.
5. 5. The photocurable colored resin composition according to the item 4, wherein the black colorant is carbon black.
6. The photocurable colored resin composition according to any one of the above items 1 to 5, which contains a bifunctional or higher epoxy compound.
7. 7. The photocurable composition according to the above item 6, which contains a thermal polymerization initiator.
8. 8. The photocurable colored resin composition according to the item 7, wherein the thermal polymerization initiator is an organic peroxide.

9. 前記有機過酸化物が下記一般式(III)で表されるベンゾフェノン系有機過酸化物である前記8に記載の光硬化性着色樹脂組成物。   9. 9. The photocurable colored resin composition according to the item 8, wherein the organic peroxide is a benzophenone-based organic peroxide represented by the following general formula (III).

Figure 2004280057
Figure 2004280057

式中、R1及びR2はそれぞれ独立に、炭素数1〜20のアルキル基又はアラルキル基を表し、R3及びR4はそれぞれ独立に、水素原子、カルボキシル基、炭素数1〜10のアルキル基、炭素数1〜10のアルコキシ基、炭素数1〜10のハロゲン化アルキル基、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基又は炭素数2〜20のジアルキルアミノ基を表し、qは0,1または2であり、rは1,2または3である。
10. 前記ベンゾフェノン系有機過酸化物が下記式(1)〜(5)の化合物の少なくとも1種である前記9に記載の光硬化性着色樹脂組成物。
In the formula, R 1 and R 2 each independently represent an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms or an aralkyl group, and R 3 and R 4 each independently represent a hydrogen atom, a carboxyl group, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms. Represents an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, a halogenated alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a halogen atom, a cyano group, a nitro group or a dialkylamino group having 2 to 20 carbon atoms, and q represents 0, 1 or 2 And r is 1, 2, or 3.
10. The photocurable colored resin composition according to the item 9, wherein the benzophenone-based organic peroxide is at least one compound of the following formulas (1) to (5).

Figure 2004280057
Figure 2004280057

11. 前記1〜10の何れか1項に記載の光硬化性着色樹脂組成物からなる塗布液を基板上に塗布し、製膜した後、フォトリソグラフィ法により露光、現像することによって単色のパターン形成をする工程を各色について繰り返すことによって作成されたカラーフィルター。   11. A coating liquid comprising the photocurable colored resin composition according to any one of 1 to 10 above, is applied on a substrate, and after forming a film, exposure and development are performed by a photolithography method to form a monochromatic pattern. A color filter created by repeating the process for each color.

本発明によれば、現像ラチチュードや現像マージンなどの現像特性が改良されるため、現像時の条件制約が大きく緩和され、現像可能時間、現像濃度、現像液温度などの管理において、従来よりも大幅に制限緩和されるとともに、現像における良品化率アップや、また、現像液の交換回数も減少することができ、コストダウンも可能となる。特に、塗布製膜された被膜中への露光光の透過が阻害されやすい黒色着色剤を用いた光硬化性着色樹脂組成物である場合、該被膜の光硬化が進行し難いので、本発明は大きな利点をもたらす。また、本発明によれば、低温あるいは短時間で十分に硬化することが可能な光硬化性組成物、更に低温で十分硬化することができ、プラスチック基板の使用に好適な、顔料分散系カラーフィルター用光硬化性組成物、及び、特に現状のガラス基板にカラーフィルターを形成する際には、短時間で熱処理ができ、カラーフィルター生産効率を著しく向上させることが出来る顔料分散系カラーフィルター用光硬化性組成物を提供できる。更に、カラーフィルタ製造上必要かつ最適な熱処理工程において種々の条件を選択できる。   According to the present invention, development characteristics such as development latitude and development margin are improved, so that conditions during development are greatly relaxed, and management of development time, development density, developer temperature, and the like is significantly larger than before. And the number of replacements of the developing solution can be reduced, and the cost can be reduced. In particular, in the case of a photocurable colored resin composition using a black colorant that is likely to inhibit the transmission of exposure light into the formed coating film, since the photocuring of the coating film does not easily progress, the present invention Brings great benefits. Further, according to the present invention, a photocurable composition which can be sufficiently cured at a low temperature or in a short time, a pigment dispersion color filter which can be sufficiently cured at a low temperature and is suitable for use on a plastic substrate Photo-curable composition, and especially photo-curing for pigment-dispersed color filters, which can be heat-treated in a short time when forming a color filter on the current glass substrate, and can significantly improve the color filter production efficiency Can be provided. Further, various conditions can be selected in a heat treatment step which is necessary and optimal for the production of a color filter.

以下、本発明の光硬化性着色樹脂組成物(以下、「光硬化性組成物」と略記する場合がある)に用いられる各成分と、該組成物を用いたカラーフィルターについて説明する。   Hereinafter, each component used in the photocurable colored resin composition of the present invention (hereinafter sometimes abbreviated as “photocurable composition”) and a color filter using the composition will be described.

[1.イミダゾールシラン化合物]
本発明の光硬化性組成物にはイミダゾールシラン化合物を含有することを特徴とする。イミダゾールシラン化合物としては、前記一般式(I)で表されるイミダゾール系化合物と前記一般式(II)で表されるエポキシシラン系化合物との反応生成物であるイミダゾールシラン系化合物及び/またはその誘導体化合物が好ましく用いられる。
イミダゾール系化合物、エポキシシラン系化合物およびイミダゾールシラン系化合物について以下に詳細に説明する。
[1. Imidazole silane compound]
The photocurable composition of the present invention is characterized by containing an imidazole silane compound. As the imidazole silane compound, an imidazole silane compound which is a reaction product of the imidazole compound represented by the general formula (I) and the epoxy silane compound represented by the general formula (II) and / or a derivative thereof Compounds are preferably used.
The imidazole-based compound, epoxysilane-based compound and imidazolesilane-based compound will be described in detail below.

(a)イミダゾール系化合物
本発明における前記一般式(I)で表されるイミダゾール系化合物としては、イミダゾール、2−アルキルイミダゾール、2,4―ジアルキルイミダゾール、4−ビニルイミダゾール等があり、これらのうち特に好ましいのは、2−アルキルイミダゾールでは、2−メチルイミダゾール、2−エチルイミダゾール、2−ウンデシルイミダゾール、2−ヘプタデシルイミダゾール等;また、2,4―ジアルキルイミダゾールでは、2−エチル―4―メチルイミダゾール等を挙げることができる。
(A) Imidazole compound The imidazole compound represented by the general formula (I) in the present invention includes imidazole, 2-alkylimidazole, 2,4-dialkylimidazole, 4-vinylimidazole and the like. Particularly preferred are 2-methylimidazole, 2-methylimidazole, 2-ethylimidazole, 2-undecylimidazole, 2-heptadecylimidazole and the like; and 2,4-dialkylimidazole, 2-ethyl-4-imidazole Methyl imidazole and the like can be mentioned.

(b)エポキシシラン系化合物
本発明における前記一般式(II)で表されるエポキシシラン系化合物としては、3−グリシドキシプロピルトリアルコキシシラン、3−グリシドキシプロピルジアルコキシアルキルシラン、3−グリシドキシプロピルアルコキシジアルキルシランがあり、これらのうち特に好ましいのは、3−グリシドキシプロピルトリアルコキシシランとしては、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トリエトキシシラン等、また3−グリシドキシプロピルジアルコキシアルキルシランとしては、3−グリシドキシプロピルジメトキシメチルシラン等、また3−グリシドキシプロピルアルコキシジアルキルシランとしては、3−グリシドキシプロピルエトキシジメチルシラン等を挙げることができる。
(B) Epoxysilane-based compound The epoxysilane-based compound represented by the general formula (II) in the present invention includes 3-glycidoxypropyl trialkoxysilane, 3-glycidoxypropyl dialkoxyalkylsilane, There are glycidoxypropylalkoxydialkylsilanes, and among these, particularly preferred are 3-glycidoxypropyltrialkoxysilanes such as 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane and 3-glycidoxypropyltriethoxysilane. Examples of 3-glycidoxypropyldialkoxyalkylsilane include 3-glycidoxypropyldimethoxymethylsilane, and examples of 3-glycidoxypropylalkoxydialkylsilane include 3-glycidoxypropylethoxydimethylsilane. Give be able to.

(c)イミダゾールシラン系化合物
本発明における前記一般式(I)で表されるイミダゾール系化合物と前記一般式(II)で表されるエポキシシラン系化合物との反応生成物であるイミダゾールシラン系化合物としては、具体的には、特公平7−68256号公報に記載されている下記式(1)〜(3)で表される化合物が挙げられる。
(C) Imidazole silane compound The imidazole silane compound which is a reaction product of the imidazole compound represented by the general formula (I) and the epoxy silane compound represented by the general formula (II) in the present invention. Specific examples thereof include compounds represented by the following formulas (1) to (3) described in JP-B-7-68256.

Figure 2004280057
Figure 2004280057

式中、R1は水素原子又は炭素数1〜20のアルキル基を表し、R2は水素原子、ビニル基又は炭素数1〜5のアルキル基を表し、R3およびR4はそれぞれ独立に炭素数1〜3のアルキル基を表し、nは1〜3を表す。 In the formula, R 1 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, R 2 represents a hydrogen atom, a vinyl group or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and R 3 and R 4 each independently represent a carbon atom. Represents an alkyl group of Formulas 1 to 3, and n represents 1 to 3.

本発明において使用することができるイミダゾールシラン系化合物としては、市販品として例えば、ジャパンエナジー(株)製イミダゾールシラン、IM−1000、IS−1000、YA−100、IC−100P、IA−100P等が挙げられる。これらの配合量は、固形分中に0.01質量%以上であることが好ましく、より好ましくは0.1〜1質量%である。   Examples of the imidazole silane-based compound that can be used in the present invention include commercially available products such as imidazole silane manufactured by Japan Energy Co., Ltd., IM-1000, IS-1000, YA-100, IC-100P, and IA-100P. No. The amount of these components is preferably 0.01% by mass or more, more preferably 0.1 to 1% by mass in the solid content.

[2.着色剤]
本発明に用いることができる着色剤としては、従来公知の種々の顔料、(絶縁性)カーボンブラック、染料を一種又は二種以上混合して用いることができる。
[2. Coloring agent]
As the coloring agent that can be used in the present invention, various kinds of conventionally known pigments, (insulating) carbon black, and dyes can be used alone or in combination of two or more.

本発明に用いることができる顔料としては、従来公知の種々の無機顔料または有機顔料を用いることができる。また、顔料は、無機顔料であれ有機顔料であれ、高透過率であることが好ましいことを考慮すると、なるべく細かいものの使用がよいが、ハンドリング性をも考慮すると、好ましくは平均粒子径0.01μm〜0.1μm、より好ましくは0.01μm〜0.05μmの顔料が用いられる。無機顔料としては、金属酸化物、金属錯塩等で示される金属化合物であり、具体的には鉄、コバルト、アルミニウム、カドミウム、鉛、銅、チタン、マグネシウム、クロム、亜鉛、アンチモン等の金属酸化物、および前記金属の複合酸化物を挙げることができる。   As the pigment that can be used in the present invention, various conventionally known inorganic or organic pigments can be used. Further, the pigment is preferably as fine as possible in consideration of the fact that it is preferable to have a high transmittance, whether it is an inorganic pigment or an organic pigment.However, in consideration of handling properties, the average particle diameter is preferably 0.01 μm. A pigment having a thickness of from 0.1 to 0.1 μm, more preferably from 0.01 to 0.05 μm, is used. Inorganic pigments include metal compounds represented by metal oxides, metal complex salts, and the like. Specifically, metal oxides such as iron, cobalt, aluminum, cadmium, lead, copper, titanium, magnesium, chromium, zinc, and antimony , And a composite oxide of the metal.

有機顔料としては、
C.I.Pigment Yellow 11, 24, 31, 53, 83, 93, 99, 108, 109, 110, 138, 139, 147, 150, 151, 154, 155, 167, 180, 185, 199, ;
C.I.Pigment Orange 36, 38, 43, 71;
C.I.Pigment Red 81, 105, 122, 149, 150, 155, 171, 175, 176, 177,209, 220, 224, 242, 254, 255, 264, 270;
C.I.Pigment Violet 19, 23, 32, 39;
C.I.Pigment Blue 1, 2, 15, 15:1, 15:3, 15:6, 16, 22, 60, 66;
C.I.Pigment Green 7, 36, 37;
C.I.Pigment Brown 25, 28;
C.I.Pigment Black 1, 7;
等を挙げることができる。
As organic pigments,
CIPigment Yellow 11, 24, 31, 53, 83, 93, 99, 108, 109, 110, 138, 139, 147, 150, 151, 154, 155, 167, 180, 185, 199,;
CIPigment Orange 36, 38, 43, 71;
CIPigment Red 81, 105, 122, 149, 150, 155, 171, 175, 176, 177,209, 220, 224, 242, 254, 255, 264, 270;
CIPigment Violet 19, 23, 32, 39;
CIPigment Blue 1, 2, 15, 15: 1, 15: 3, 15: 6, 16, 22, 60, 66;
CIPigment Green 7, 36, 37;
CIPigment Brown 25, 28;
CIPigment Black 1, 7;
And the like.

本発明では、特に顔料の構造式中に塩基性のN原子をもつものを好ましく用いることができる。これら塩基性のN原子をもつ顔料は本発明の組成物中で良好な分散性を示す。その原因については十分解明されていないが、感光性重合成分と顔料の親和性の良さが影響しているものと推定される。   In the present invention, particularly, those having a basic N atom in the structural formula of the pigment can be preferably used. These pigments having a basic N atom show good dispersibility in the composition of the present invention. Although the cause has not been sufficiently elucidated, it is presumed that the good affinity between the photosensitive polymerization component and the pigment has an influence.

前記各種顔料のうちでも、さらに本願発明において好ましく用いることができる顔料として、以下のものを挙げることができるが、これらに限定されない。   Among the various pigments, examples of the pigments that can be preferably used in the present invention include the following, but are not limited thereto.

C.I.Pigment Yellow 11, 24, 108, 109, 110, 138, 139, 150, 151, 154, 167, 180, 185,
C.I.Pigment Orange 36, 71,
C.I.Pigment Red 122, 150, 171, 175, 177, 209, 224, 242, 254, 255, 264,
C.I.Pigment Violet 19, 23, 32,
C.I.Pigment Blue 15:1, 15:3, 15:6, 16, 22, 60, 66,
C.I.Pigment Black 1
CIPigment Yellow 11, 24, 108, 109, 110, 138, 139, 150, 151, 154, 167, 180, 185,
CIPigment Orange 36, 71,
CIPigment Red 122, 150, 171, 175, 177, 209, 224, 242, 254, 255, 264,
CIPigment Violet 19, 23, 32,
CIPigment Blue 15: 1, 15: 3, 15: 6, 16, 22, 60, 66,
CIPigment Black 1

これら有機顔料は、単独もしくは色純度を上げるため種々組合せて用いる。具体例を以下に示す。赤の顔料としては、アントラキノン系顔料、ペリレン系顔料、ジケトピロロピロール系顔料単独またはそれらの少なくとも一種とジスアゾ系黄色顔料、イソインドリン系黄色顔料、キノフタロン系黄色顔料またはペリレン系赤色顔料との混合などが用いられる。例えばアントラキノン系顔料としては、C.I.ピグメントレッド177、ペリレン系顔料としては、C.I.ピグメントレッド155、C.I.ピグメントレッド224、ジケトピロロピロール系顔料としては、C.I.ピグメントレッド254が挙げられ、色再現性の点でC.I.ピグメントイエロー83またはC.I.ピグメントイエロー139との混合が好適である。赤色顔料と黄色顔料の質量比は、100:5から100:50が好適である。100:5以上とすることで400nmから500nmの光透過率を抑えることが出来、色純度を上げることが可能となる。また100:50以下にすることで主波長が短波長寄りになりNTSC目標色相からのずれを抑制できる。特に100:10より100:30の範囲が最適である。赤色顔料同士の組み合わせの場合は、色度に併せて調整する。   These organic pigments are used alone or in various combinations in order to increase color purity. Specific examples are shown below. As the red pigment, anthraquinone pigment, perylene pigment, diketopyrrolopyrrole pigment alone or at least one of them and a disazo yellow pigment, isoindoline yellow pigment, quinophthalone yellow pigment or perylene red pigment mixed with Are used. For example, as anthraquinone pigments, C.I. I. Pigment Red 177 and perylene pigments include C.I. I. Pigment Red 155, C.I. I. Pigment Red 224 and diketopyrrolopyrrole pigments include C.I. I. Pigment Red 254, and C.I. I. Pigment Yellow 83 or C.I. I. Pigment Yellow 139 is preferred. The mass ratio of the red pigment to the yellow pigment is preferably from 100: 5 to 100: 50. By setting the ratio to 100: 5 or more, the light transmittance from 400 nm to 500 nm can be suppressed, and the color purity can be increased. When the ratio is set to 100: 50 or less, the main wavelength is shifted to a short wavelength, and the deviation from the NTSC target hue can be suppressed. In particular, the range of 100: 10 to 100: 30 is optimal. In the case of a combination of red pigments, the adjustment is made according to the chromaticity.

緑の顔料としては、ハロゲン化フタロシアニン系顔料単独またはジスアゾ系黄色顔料、キノフタロン系黄色顔料、アゾメチン系黄色顔料またはイソインドリン系黄色顔料との混合が用いられ例えばC.I.ピグメントグリーン7、36、37とC.I.ピグメントイエロー83、C.I.ピグメントイエロー138、C.I.ピグメントイエロー139、C.I.ピグメントイエロー150、C.I.ピグメントイエロー180またはC.I.ピグメントイエロー185との混合が好適である。緑顔料と黄色顔料の質量比は、100:5〜100:150が好適である。100:5以上とすることで400nmから450nmの光透過率を抑えることが出来、色純度を上げることが可能となる。また100:150以下にすることで主波長が長波長よりになりNTSC目標色相からのずれを抑制できる。より好ましい質量比は100:30〜100:120の範囲である。   As the green pigment, a halogenated phthalocyanine pigment alone or a mixture with a disazo yellow pigment, a quinophthalone yellow pigment, an azomethine yellow pigment or an isoindoline yellow pigment is used. I. Pigment Green 7, 36, 37 and C.I. I. Pigment yellow 83, C.I. I. Pigment yellow 138, C.I. I. Pigment yellow 139, C.I. I. Pigment Yellow 150, C.I. I. Pigment Yellow 180 or C.I. I. Pigment Yellow 185 is preferred. The mass ratio of the green pigment to the yellow pigment is preferably 100: 5 to 100: 150. By setting the ratio to 100: 5 or more, the light transmittance from 400 nm to 450 nm can be suppressed, and the color purity can be increased. By setting the ratio to 100: 150 or less, the main wavelength becomes longer than the long wavelength, and the deviation from the NTSC target hue can be suppressed. A more preferred mass ratio is in the range of 100: 30 to 100: 120.

青の顔料としては、フタロシアニン系顔料単独またはジオキサジン系紫色顔料との混合が用いられ、例えばC.I.ピグメントブルー15:6とC.I.ピグメントバイオレット23との混合が好適である。青色顔料と紫色顔料の質量比は、100:0より100:30が好ましく、より好ましくは100:10以下である。   As the blue pigment, a phthalocyanine pigment alone or a mixture with a dioxazine purple pigment is used. I. Pigment Blue 15: 6 and C.I. I. Pigment violet 23 is preferred. The mass ratio of the blue pigment to the purple pigment is preferably from 100: 0 to 100: 30, and more preferably 100: 10 or less.

更に上記の顔料をアクリル系樹脂、マレイン酸系樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニルコポリマーおよびエチルセルロース樹脂等に微分散させた粉末状加工顔料を用いることにより分散性および分散安定性の良好な顔料含有感光樹脂を得ることが出来る。   Further, a pigment-containing photosensitive resin having good dispersibility and dispersion stability is obtained by using a powdery pigment obtained by finely dispersing the above pigment in an acrylic resin, a maleic acid resin, a vinyl chloride-vinyl acetate copolymer, an ethyl cellulose resin, or the like. Can be obtained.

また、ブラックマトリクス用着色剤としては、黒色系着色剤が使用され、例えば、カーボンブラック、チタンカーボン、酸化鉄、酸化チタン単独または混合が用いられ、カーボンとチタンカーボンの場合が好適である。質量比は、100:0から100:60の範囲が好適である。上記範囲内であれば良好な分散安定性が得られる。   As the colorant for the black matrix, a black colorant is used. For example, carbon black, titanium carbon, iron oxide, and titanium oxide are used alone or in combination, and the case of carbon and titanium carbon is preferable. The mass ratio is preferably in the range of 100: 0 to 100: 60. Within the above range, good dispersion stability can be obtained.

本発明に係る着色剤として用いることができるカーボンブラックとしては、例えば、三菱化学社製のカーボンブラック#2400、#2350、#2300、#2200、#1000、#980、#970、#960、#950、#900、#850、MCF88、#650、MA600、MA7、MA8、MA11、MA100、MA220、IL30B、IL31B、IL7B、IL11B、IL52B、#4000、#4010、#55、#52、#50、#47、#45、#44、#40、#33、#32、#30、#20、#10、#5、CF9、#3050、#3150、#3250、#3750、#3950、ダイヤブラックA、ダイヤブラックN220M、ダイヤブラックN234、ダイヤブラックI、ダイヤブラックLI、ダイヤブラックII、ダイヤブラックN339、ダイヤブラックSH、ダイヤブラックSHA、ダイヤブラックLH、ダイヤブラックH、ダイヤブラックHA、ダイヤブラックSF、ダイヤブラックN550M、ダイヤブラックE、ダイヤブラックG、ダイヤブラックR、ダイヤブラックN760M、ダイヤブラックLP。キャンカーブ社製のカーボンブラックサーマックスN990、N991、N907、N908、N990、N991、N908。旭カーボン社製のカーボンブラック旭#80、旭#70、旭#70L、旭F−200、旭#66、旭#66HN、旭#60H、旭#60U、旭#60、旭#55、旭#50H、旭#51、旭#50U、旭#50、旭#35、旭#15、アサヒサーマル、デグサ社製のカーボンブラックColorBlack Fw200、ColorBlack Fw2、ColorBlack Fw2V、ColorBlack Fw1、ColorBlack Fw18、ColorBlack S170、ColorBlack S160、SpecialBlack6、SpecialBlack5、SpecialBlack4、SpecialBlack4A、PrintexU、PrintexV、Printex140U、Printex140V等を挙げることができる。   Examples of the carbon black that can be used as the colorant according to the present invention include, for example, carbon blacks # 2400, # 2350, # 2300, # 2200, # 1000, # 980, # 970, # 960, and # 960 manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation. 950, # 900, # 850, MCF88, # 650, MA600, MA7, MA8, MA11, MA100, MA220, IL30B, IL31B, IL7B, IL11B, IL52B, # 4000, # 4010, # 55, # 52, # 50, # 47, # 45, # 44, # 40, # 33, # 32, # 30, # 20, # 10, # 5, CF9, # 3050, # 3150, # 3250, # 3750, # 3950, Diamond Black A , Diamond Black N220M, Diamond Black N234, Diamond Black I, Diamond Black LI Diamond Black II, Diamond Black N339, Diamond Black SH, Diamond Black SHA, Diamond Black LH, Diamond Black H, Diamond Black HA, Diamond Black SF, Diamond Black N550M, Diamond Black E, Diamond Black G, Diamond Black R, Diamond Black N760M, Diamond Black LP. Carbon black THERMAX N990, N991, N907, N908, N990, N991, N908 manufactured by Cancarb. Asahi Carbon Co., Ltd. Carbon Black Asahi # 80, Asahi # 70, Asahi # 70L, Asahi F-200, Asahi # 66, Asahi # 66HN, Asahi # 60H, Asahi # 60U, Asahi # 60, Asahi # 55, Asahi # 50H, Asahi # 51, Asahi # 50U, Asahi # 50, Asahi # 35, Asahi # 15, Asahi Thermal, Degussa Co., Ltd. S160, SpecialBlack6, SpecialBlack5, SpecialBlack4, SpecialBlack4A, PrintexU, PrintexV, Printex140U, Printex140 And the like can be given.

本発明における絶縁性カーボンブラックとは、例えば、カーボンブラック粒子表面に有機物が吸着、被覆または化学結合(グラフト化)していることなど、カーボンブラック粒子表面に有機化合物を有していることであり、そして、下記のような方法で粉末としての体積抵抗を測定した場合絶縁性を示すカーボンブラックのことである。   The insulating carbon black in the present invention means that an organic compound is present on the surface of the carbon black particle, for example, that an organic substance is adsorbed, coated or chemically bonded (grafted) on the surface of the carbon black particle. The carbon black shows insulating properties when its volume resistance as a powder is measured by the following method.

絶縁性カーボンブラックをベンジルメタクリレートとメタクリル酸がモル比で70:30の共重合体(質量平均分子量30,000)と20:80質量比となるように、プロピレングリコールモノメチルエーテル中に分散し塗布液を調製し、厚さ1.1mm、10cm×10cmのクロム基板上に塗布して乾燥膜厚3μmの塗膜を作製し、さらにその塗膜をオーブン中で200℃で1時間熱処理した後に、JISK6911に準拠している三菱化学(株)製高抵抗率計、ハイレスターUP(MCP−HT450)で印加して、体積抵抗値を23℃相対湿度65%の環境下で測定する。そして、この体積抵抗値として、106Ω・cm以上、より好ましくは108Ω・cm以上、特により好ましくは109Ω・cm以上を示す絶縁性カーボンブラックが好ましい。 Insulating carbon black is dispersed in propylene glycol monomethyl ether so as to have a copolymer of benzyl methacrylate and methacrylic acid in a molar ratio of 70:30 (mass average molecular weight of 30,000) in a molar ratio of 20:80 and a coating solution. Was prepared and applied on a chromium substrate having a thickness of 1.1 mm and 10 cm × 10 cm to form a coating film having a dry film thickness of 3 μm. The coating film was heat-treated in an oven at 200 ° C. for 1 hour, followed by JIS K6911 The volume resistivity is measured under an environment of 23 ° C. and 65% relative humidity by applying a high resistivity meter manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation and Hirester UP (MCP-HT450) conforming to the standard. Insulating carbon black having a volume resistance value of 10 6 Ω · cm or more, more preferably 10 8 Ω · cm or more, particularly preferably 10 9 Ω · cm or more is preferable.

絶縁性カーボンブラックとしては、例えば、特開平11−60988号公報、特開平11−60989号公報、特開平10−330643号公報、特開平11−80583号公報、特開平11−80584号公報、特開平9−124969号公報、特開平9−95625号公報で開示されている樹脂被覆カーボンブラックを使用することができる。   Examples of the insulating carbon black include, for example, JP-A-11-60988, JP-A-11-60989, JP-A-10-330643, JP-A-11-80583, JP-A-11-80584, Resin-coated carbon blacks disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication Nos. 9-124969 and 9-95625 can be used.

その他、カーボンブラックを適宜樹脂で被覆したものでよい。
カーボンブラックを樹脂(被覆樹脂)で被覆するには、カーボンブラックに被覆樹脂及び溶剤を加えてミルベースをつくり、それをフラッシング処理やニーダー、ボールミル、サンドミル、ビーズミル、2本又は3本ロールミル、エクストルーダー、ペイントシェーカー、超音波、ホモジナイザーなどの方法により分散処理を行う。これらの処理方法は2つ以上組合わせることも可能である。必要に応じてカーボンブラックを均一に分散させるため分散剤を用いることができる。
In addition, carbon black may be appropriately coated with a resin.
To coat carbon black with resin (coating resin), a coating base and a solvent are added to carbon black to prepare a mill base, which is then subjected to a flushing treatment, a kneader, a ball mill, a sand mill, a bead mill, a two or three roll mill, an extruder. Dispersion is performed by a method such as a paint shaker, ultrasonic wave, or a homogenizer. Two or more of these processing methods can be combined. If necessary, a dispersant can be used to uniformly disperse the carbon black.

被覆樹脂としては、例えば、以下のものを挙げることができる。
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(メタ)アクリル酸、ポリ(メタ)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)ポリエステル
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
Examples of the coating resin include the following.
1) Polyolefin-based polymer Polyethylene, polypropylene, polyisobutylene, etc. 2) Diene-based polymer Polybutadiene, polyisoprene, etc. 3) Polymer having conjugated polyene structure Polyacetylene-based polymer, polyphenylene-based polymer, etc. 4) Vinyl polymer polyvinyl chloride, polystyrene, vinyl acetate , Polyvinyl alcohol, poly (meth) acrylic acid, poly (meth) acrylate, polyacrylamide, polyacrylonitrile, polyvinyl phenol, etc. 5) polyether polyphenylene ether, polyoxirane, polyoxetane, polytetrahydrofuran, polyether ketone, polyether 6) Phenol resin, novolak resin, resol resin, etc. 7) Polyester Polyethylene terephthalate Rate, polyphenolphthalein terephthalate, polycarbonate, alkyd resin, unsaturated polyester resin, etc. 8) Polyamide nylon-6, nylon 66, water-soluble nylon, polyphenyleneamide, etc. 9) Polypeptide gelatin, casein, etc. 10) Epoxy resin and its modified products Novolak epoxy resin, bisphenol epoxy resin, novolak epoxy acrylate and modified resin with acid anhydride, etc. 11) Others polyurethane, polyimide, melamine resin, urea resin, polyimidazole, polyoxazole, polypyrrole, polyaniline, polysulfide, polysulfone, celluloses, etc.

より具体的にはカルボキシル基を含有するアクリル樹脂は、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、などの共重合成分を共重合させたポリマーが挙げられる。中でも好ましいものは、構成モノマーとして少なくとも(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)アクリル酸およびスチレンを含有するアクリル樹脂である。   More specifically, the acrylic resin containing a carboxyl group includes, for example, a monomer having a carboxyl group such as (meth) acrylic acid, (anhydride) maleic acid, crotonic acid, itaconic acid, fumaric acid, and styrene, α-methyl. Styrene, methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, propyl (meth) acrylate, isopropyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, vinyl acetate, acrylonitrile, (meth) acrylamide, glycidyl (meth) A) acrylate, allyl glycidyl ether, glycidyl ethyl acrylate, glycidyl crotonate, (meth) acrylic chloride, benzyl (meth) acrylate, hydroxyethyl (meth) acrylate, N-methylol acrylamide, N, N-dimethyl acrylia De, N- methacryloyl morpholine, N, N- dimethylaminoethyl (meth) acrylate, N, N- dimethylaminoethyl acrylamide, polymers obtained by copolymerizing copolymerizable component such as. Among them, preferred is an acrylic resin containing at least (meth) acrylic acid or an alkyl ether of (meth) acrylic acid as a constituent monomer, and more preferred is an acrylic resin containing (meth) acrylic acid and styrene.

また、これらの樹脂は樹脂側鎖にエチレン性二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るため好ましい。
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および(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)アクリレートを反応させた樹脂が好ましい。
These resins can also add an ethylenic double bond to the resin side chain. By imparting a double bond to the resin side chain, photocurability is enhanced, and therefore, resolution and adhesion can be further improved, which is preferable.
As a synthetic means for introducing an ethylenic double bond, for example, a method described in Japanese Patent Publication No. 50-34443, Japanese Patent Publication No. 50-34444 and the like can be mentioned.
Specifically, a method of reacting a compound having a glycidyl group, an epoxycyclohexyl group, and a (meth) acryloyl group with a carboxyl group or a hydroxyl group, an acrylic acid chloride, or the like is used. For example, glycidyl (meth) acrylate, allyl glycidyl ether, glycidyl α-ethyl acrylate, crotonyl glycidyl ether, glycidyl ether (iso) crotonate, (3,4-epoxycyclohexyl) methyl (meth) acrylate, (meth) By using a compound such as acrylic acid chloride or (meth) allyl chloride and reacting it with a resin having a carboxyl group or a hydroxyl group, a resin having a polymer group in the side chain can be obtained.
Particularly, a resin obtained by reacting (3,4-epoxycyclohexyl) methyl (meth) acrylate is preferable.

また、少なくとも下記一般式(X)で表されるモノマーと少なくとも酸性基を有するモノマー(上記した共重合成分を挙げることができる。)との共重合反応によって得られるポリマーも使用することができる。   Further, a polymer obtained by a copolymerization reaction of at least a monomer represented by the following general formula (X) and a monomer having at least an acidic group (the above-described copolymerization component can be exemplified) can also be used.

Figure 2004280057
Figure 2004280057

(式中、Rは水素原子又はメチル基を表し、R1〜R5 はそれぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、アルキル基及びアリール基から選ばれた基である。) (In the formula, R represents a hydrogen atom or a methyl group, and R 1 to R 5 are each independently a group selected from a hydrogen atom, a halogen atom, a cyano group, an alkyl group, and an aryl group.)

ここで、ハロゲン原子の具体例としては、Cl、Br、Iなどが挙げられる。
アルキル基としては、直鎖、分岐、又は環状であってもよく、メチル基、n−プロピル基、iso−プロピル基、tert−ブチル基などが挙げられ、炭素数1〜7のものが好ましい。アリール基としては、フェニル基、フリル基、ナフチル基などが挙げられる。
Here, specific examples of the halogen atom include Cl, Br, and I.
The alkyl group may be linear, branched, or cyclic, and includes a methyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, a tert-butyl group, and the like, and preferably has 1 to 7 carbon atoms. Examples of the aryl group include a phenyl group, a furyl group, and a naphthyl group.

また、下記のような樹脂も被覆樹脂として用いることができる。
線状有機高分子重合体で、有機溶剤に可溶で、弱アルカリ水溶液で現像できるものが好ましい。このような線状有機高分子重合体としては、樹脂側鎖または主鎖にカルボキシ基あるいはフェノール性水酸基等の酸性基を有するものがアルカリ現像可能なため、公害防止の観点から好ましい。特に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。側鎖にカルボン酸を有するポリマーとしては、例えば特開昭59−44615号公報、特公昭54−34327号公報、特公昭58−12577号公報、特公昭54−25957号公報、特開昭59−53836号公報、特開昭59−71048号公報に記載されているようなメタクリル酸共重合体、アクリル酸共重合体、イタコン酸共重合体、クロトン酸共重合体、マレイン酸共重合体、部分エステル化マレイン酸共重合体等があり、また同様に側鎖にカルボン酸を有する酸性セルロース誘導体がある。この他に水酸基を有するポリマーに酸無水物を付加させたものなども有用である。これらのなかでベンジル(メタ)アクリレート/(メタ)アクリル酸共重合体やベンジル(メタ)アクリレート/(メタ)アクリル酸/および他のモノマーとの多元共重合体も好適である。
この他に水溶性ポリマーとして、2−ヒドロキシエチルメタクリレート、ポリビニールピロリドンやポリエチレンオキサイド、ポリビニールアルコール等も有用である。また硬化皮膜の強度をあげるためにアルコール可溶性ナイロンや2,2−ビス−(4−ヒドロキシフェニル)−プロパンとエピクロルヒドリンのポリエーテルなども有用である。これらのポリマーは任意な量を混合させることができる。
The following resins can also be used as the coating resin.
A linear organic high molecular polymer that is soluble in an organic solvent and can be developed with a weak alkaline aqueous solution is preferable. As such a linear organic high molecular polymer, those having an acidic group such as a carboxy group or a phenolic hydroxyl group in a resin side chain or main chain can be alkali-developed, and are therefore preferable from the viewpoint of preventing pollution. In particular, a resin having a carboxyl group, for example, an acrylic acid (co) polymer, a styrene / maleic anhydride resin, an acid anhydride-modified resin of novolak epoxy acrylate, and the like are preferable because of high alkali developability. Examples of the polymer having a carboxylic acid in the side chain include JP-A-59-44615, JP-B-54-34327, JP-B-58-12577, JP-B-54-25957, and JP-A-59-45957. No. 53836, JP-A-59-71048, methacrylic acid copolymers, acrylic acid copolymers, itaconic acid copolymers, crotonic acid copolymers, maleic acid copolymers, There are esterified maleic acid copolymers and the like, and similarly, there are acidic cellulose derivatives having a carboxylic acid in the side chain. In addition, those obtained by adding an acid anhydride to a polymer having a hydroxyl group are also useful. Among these, a benzyl (meth) acrylate / (meth) acrylic acid copolymer and a multi-component copolymer with benzyl (meth) acrylate / (meth) acrylic acid / and other monomers are also suitable.
In addition, 2-hydroxyethyl methacrylate, polyvinylpyrrolidone, polyethylene oxide, polyvinyl alcohol, and the like are also useful as water-soluble polymers. In order to increase the strength of the cured film, alcohol-soluble nylon and polyether of 2,2-bis- (4-hydroxyphenyl) -propane and epichlorohydrin are also useful. These polymers can be mixed in any amount.

更には、下記1〜8として挙げたエポキシ樹脂も用いることができる。
1.グリシジルアミン型エポキシ樹脂
2.トリフェニルグリシジルメタン型エポキシ樹脂
3.テトラフェニルグリシジルメタン型エポキシ樹脂
4.アミノフェノール型エポキシ樹脂
5.ジアミドジフェニルメタン型エポキシ樹脂
6.フェノールノボラック型エポキシ樹脂
7.オルソクレゾール型エポキシ樹脂
8.ビスフェノールAノボラック型エポキシ樹脂
Furthermore, the epoxy resins listed as 1 to 8 below can also be used.
1. 1. Glycidylamine type epoxy resin 2. Triphenyl glycidyl methane type epoxy resin 3. tetraphenylglycidylmethane-type epoxy resin 4. Aminophenol type epoxy resin 5. Diamide diphenylmethane type epoxy resin 6. Phenol novolak type epoxy resin Orthocresol type epoxy resin8. Bisphenol A novolak type epoxy resin

上記の中で、被覆樹脂としては、種々のモノマーを選択し、溶解度と酸価をコントロールすることができることから、(メタ)アクリル酸と(メタ)アクリル酸エステルの共重合体が好ましい。   Among them, a copolymer of (meth) acrylic acid and (meth) acrylic acid ester is preferable as the coating resin because various monomers can be selected and the solubility and the acid value can be controlled.

これらの被覆樹脂のゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)で測定した質量平均分子量(重量平均分子量)Mwの好ましい範囲は1,000〜300,000であり、より好ましくは3,000〜150,000である。300,000以下とすることで良好な現像性が得られる。   The preferable range of the mass average molecular weight (weight average molecular weight) Mw of these coated resins measured by gel permeation chromatography (GPC) is 1,000 to 300,000, more preferably 3,000 to 150,000. . When the content is 300,000 or less, good developability is obtained.

上記有機顔料やカーボンブラックの分散には、通常分散剤が用いられる。分散剤には、上記被覆樹脂をそのまま用いるほか、後述するような分散剤が併用可能である。これらの分散剤は単独でも、また、複数組み合わせても使用可能である。分散処理によりカーボンブラック表面に樹脂が吸着されると同時にカーボンブラック粒子の凝集が破壊され粒径が微細化される。   For dispersing the organic pigment and carbon black, a dispersant is usually used. As the dispersant, the above-mentioned coating resin can be used as it is, or a dispersant as described later can be used in combination. These dispersants can be used alone or in combination of two or more. By the dispersion treatment, the resin is adsorbed on the carbon black surface, and at the same time, the aggregation of the carbon black particles is destroyed and the particle size is reduced.

本発明において、上記樹脂で被覆されたカーボンブラックの形態としては、粉末、ペースト状、ペレット状、ペースト状、シート状等が挙げられる。
樹脂で被覆されたカーボンブラックの好ましい平均粒径は0.003〜0.5μmの範囲であり、より好ましくは0.005〜0.3μmの範囲であり、これにより本発明の種々の効果、特に現像性と画像再現性が一層優れるようになる。
In the present invention, examples of the form of the carbon black coated with the resin include powder, paste, pellet, paste, and sheet.
The preferred average particle size of the carbon black coated with the resin is in the range of 0.003 to 0.5 μm, more preferably in the range of 0.005 to 0.3 μm, thereby providing various effects of the present invention, particularly, Developability and image reproducibility are further improved.

分散剤としては、BYK社製のAnti−Terra−U、Disperbyk−160、161、162、163、ZENECA社製のSolspers20000、24000GR、26000、28000、楠本化成社製のDA−703−50、NDC−8194 L、NDC−8203L、NDC−8257L、KS−860、花王社製のホモゲナールL−18、L−1820、L−95、L−100、日本ペイント社製のVP5000、グッドリッチ社製のE5703P、ユニオンカーバイド社製のVAGH、東洋紡社製のUR8200、日本ゼオン社製のMR113、等の公知の分散樹脂を使用することができる。   As dispersing agents, BY-K's Anti-Terra-U, Disperbyk-160, 161, 162, 163, ZENECA's Solspers 20000, 24000GR, 26000, 28000, Kusumoto Chemical's DA-703-50, NDC- 8194 L, NDC-8203L, NDC-8257L, KS-860, Kao's homogenal L-18, L-1820, L-95, L-100, Nippon Paint's VP5000, Goodrich's E5703P, Known dispersing resins such as VAGH manufactured by Union Carbide, UR8200 manufactured by Toyobo, and MR113 manufactured by Zeon Corporation can be used.

また、フタロシアニン誘導体(市販品EFKA−745(森下産業製));オルガノシロキサンポリマーKP341(信越化学工業製)、(メタ)アクリル酸系(共)重合体ポリフローNo.75、No.90、No.95(共栄社油脂化学工業製)、W001(裕商製)等のカチオン系界面活性剤;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、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、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、ソルビタン脂肪酸エステル等のノニオン系界面活性剤;エフトップEF301、EF303、EF352(新秋田化成製)、メガファックF171、F172、F173(大日本インキ製)、フロラードFC430、FC431(住友スリーエム製)、アサヒガードAG710、サーフロンS382、SC−101、SC−102、SC−103、SC−104、SC−105、SC−1068(旭硝子製)等のフッ素系界面活性剤;W004、W005、W017(裕商製)等のアニオン系界面活性剤;EFKA−46、EFKA−47、EFKA−47EA、EFKAポリマー100、EFKAポリマー400、EFKAポリマー401、EFKAポリマー450(以上森下産業製)、ディスパースエイド6、ディスパースエイド8、ディスパースエイド15、ディスパースエイド9100(サンノプコ製)等の高分子分散剤;ソルスパース3000、5000、9000、12000、13240、13940、17000、24000、26000、28000などの各種ソルスパース分散剤(ゼネカ株式会社製);アデカプルロニックL31,F38,L42,L44,L61,L64,F68,L72,P95,F77,P84,F87、P94,L101,P103,F108、L121、P−123(旭電化製)およびイソネットS−20(三洋化成製)等も挙げられる。   Further, a phthalocyanine derivative (commercially available EFKA-745 (manufactured by Morishita Sangyo)); an organosiloxane polymer KP341 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.); a (meth) acrylic acid (co) polymer polyflow No. 75, No. 90, No. Cationic surfactants such as 95 (manufactured by Kyoeisha Yushi Kagaku Kogyo) and W001 (manufactured by Yusho); polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene stearyl ether, polyoxyethylene oleyl ether, polyoxyethylene octyl phenyl ether, polyoxy Nonionic surfactants such as ethylene nonyl phenyl ether, polyethylene glycol dilaurate, polyethylene glycol distearate, and sorbitan fatty acid ester; F-top EF301, EF303, EF352 (manufactured by Shin-Akita Kasei), Megafac F171, 172, F173 (manufactured by Dainippon Ink), Florado FC430, FC431 (manufactured by Sumitomo 3M), Asahigard AG710, Surflon S382, SC-101, SC-102, SC-103, SC-104, SC-105, SC-1068 Anionic surfactants such as W004, W005 and W017 (manufactured by Yusho); EFKA-46, EFKA-47, EFKA-47EA, EFKA polymer 100, EFKA polymer 400; Polymer dispersants such as EFKA polymer 401, EFKA polymer 450 (manufactured by Morishita Sangyo), Disperse Aid 6, Disperse Aid 8, Disperse Aid 15, Disperse Aid 9100 (manufactured by San Nopco); Solsperse 3000, 5000, 9000 , 12000 Various sparse dispersants such as 13240, 13940, 17000, 24000, 26000 and 28000 (manufactured by Zeneca Corporation); Adecapluronic L31, F38, L42, L44, L61, L64, F68, L72, P95, F77, P84, F87, P94, L101, P103, F108, L121, P-123 (manufactured by Asahi Denka), and Isonet S-20 (manufactured by Sanyo Chemical) are also included.

本発明において、着色剤が染料である場合には、組成物中に均一に溶解して光硬化性組成物を得る。
本発明の組成物を構成する着色剤として使用できる染料は、特に制限はなく、従来カラーフィルター用として公知の染料が使用できる。例えば、特開昭64−90403号公報、特開昭64−91102号公報、特開平1−94301号公報、特開平6−11614号公報、特登2592207号、米国特許第4,808,501号明細書、米国特許第5,667,920号明細書、米国特許第5,059,500号明細書、特開平5−333207号公報、特開平6−35183号公報、特開平6−51115号公報、特開平6−194828号公報、特開平8−211599号公報、特開平4−249549号公報、特開平10−123316号公報、特開平11−302283号公報、特開平7−286107号公報、特開2001−4823号公報、特開平8−15522号公報、特開平8−29771号公報、特開平8−146215号公報、特開平11−343437号公報、特開平8−62416号公報、特開2002−14220号公報、特開2002−14221号公報、特開2002−14222号公報、特開2002−14223号公報、特開平8−302224号公報、特開平8−73758号公報、特開平8−179120号公報、特開平8−151531号公報等に開示されている色素が使用できる。
化学構造としては、ピラゾールアゾ系、アニリノアゾ系、トリフェニルメタン系、アントラキノン系、アンスラピリドン系、ベンジリデン系、オキソノール系、ピラゾロトリアゾールアゾ系、ピリドンアゾ系、シアニン系、フェノチアジン系、ピロロピラゾールアゾメチン系、キサテン系、フタロシアニン系、ペンゾピラン系、インジゴ系等の染料が使用できる。
In the present invention, when the coloring agent is a dye, it is uniformly dissolved in the composition to obtain a photocurable composition.
The dye that can be used as the colorant constituting the composition of the present invention is not particularly limited, and a dye that has been conventionally used for a color filter can be used. For example, JP-A-64-90403, JP-A-64-91102, JP-A-1-94301, JP-A-6-11614, JP-T-2592207, and U.S. Pat. No. 4,808,501 Specification, U.S. Pat. No. 5,667,920, U.S. Pat. No. 5,059,500, JP-A-5-333207, JP-A-6-35183, and JP-A-6-51115. JP-A-6-194828, JP-A-8-212599, JP-A-4-249549, JP-A-10-123316, JP-A-11-302283, JP-A-7-286107, JP-A-2001-4823, JP-A-8-15522, JP-A-8-29771, JP-A-8-146215, JP-A-11-3434 7, JP-A-8-62416, JP-A-2002-14220, JP-A-2002-14221, JP-A-2002-14222, JP-A-2002-14223, and JP-A-8-302224. Dyes disclosed in JP-A-8-73758, JP-A-8-179120, JP-A-8-151531, and the like can be used.
The chemical structure includes pyrazole azo, anilinoazo, triphenylmethane, anthraquinone, anthrapyridone, benzylidene, oxonol, pyrazolotriazole azo, pyridone azo, cyanine, phenothiazine, pyrrolopyrazole azomethine, Xathene-based, phthalocyanine-based, benzopyran-based and indigo-based dyes can be used.

本発明における光硬化性組成物中の着色剤の含有量は、溶剤成分を除く固形分中10〜70質量%であり、カラーフィルターの用途によって着色剤の含有量は異なる。例えば、携帯電話のような反射型と呼ばれるタイプは、着色剤含有量が20%程度で良いが、TV用やモニター用などの透過型と呼ばれるタイプは、年々高色度となり、着色剤含有量は25〜40%と高くなっている。特にブラックマトリックスとしての黒色は着色剤量が更に多くなるので、現像特性や、種々物理特性を満足することが難しくなる。   The content of the colorant in the photocurable composition in the present invention is 10 to 70% by mass in the solid content excluding the solvent component, and the content of the colorant varies depending on the use of the color filter. For example, a type called a reflection type such as a mobile phone may have a colorant content of about 20%, whereas a type called a transmission type for a TV or a monitor has a high chromaticity year by year, and the colorant content is high. Is as high as 25-40%. In particular, black as a black matrix has a larger amount of a coloring agent, so that it becomes difficult to satisfy development characteristics and various physical characteristics.

[3.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、酸価が30〜150mgKOH/gの範囲にあるアクリル系共重合体が好ましい。また、カラーフィルターやCCDに用いる場合には、アルカリ可溶性樹脂は変色性がなく、耐光性であるものが好ましい。
本発明の組成物では、好ましいアルカリ可溶性樹脂として、酸価が30〜150、好ましくは35〜120(mgKOH/gポリマー)の範囲であるアクリル系共重合体(以下、「アクリル系結着樹脂」ともいう」が用いられる。
[3. Alkali-soluble resin]
As the alkali-soluble resin in the present invention, an acrylic copolymer having an acid value in the range of 30 to 150 mgKOH / g is preferable. When used for a color filter or a CCD, it is preferable that the alkali-soluble resin has no discoloration and has light resistance.
In the composition of the present invention, as a preferable alkali-soluble resin, an acrylic copolymer having an acid value in the range of 30 to 150, preferably 35 to 120 (mg KOH / g polymer) (hereinafter referred to as “acrylic binder resin”) Also called. "

アクリル系結着樹脂は、上記の酸価を満たし、後記する溶剤に溶解し、かつ皮膜を形成して結着樹脂として機能するアクリル系共重合体であれば、特に制限されずに用いることができる。   The acrylic binder resin satisfies the above acid value, is dissolved in a solvent described below, and is not particularly limited as long as it is an acrylic copolymer that functions as a binder resin by forming a film. it can.

好ましいアクリル系結着樹脂の構成単位として、(メタ)アクリル酸と、共重合可能な他の単量体との共重合体が挙げられる。   As a preferable constitutional unit of the acrylic binder resin, a copolymer of (meth) acrylic acid and another copolymerizable monomer is exemplified.

(メタ)アクリル酸と共重合可能な他の単量体としては、アルキル(メタ)アクリレート、アリ−ル(メタ)アクリレートやビニル化合物等が挙げられる。ここで、アルキル基及びアリール基の水素原子は、置換基で置換されていてもよい。
上記アルキル(メタ)アクリレート及びアリ−ル(メタ)アクリレートの具体例としては、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、ペンチル(メタ)アクリレート、ヘキシル(メタ)アクリレート、オクチル(メタ)アクリレート、フェニル(メタ)アクリレート、ベンジルアクリレート、トリルアクリレート、ナフチルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート等を挙げることができる。
また、上記ビニル化合物としては、スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン、グリシジルメタクリレート、アクリロニトリル、ビニルアセテート、N−ビニルピロリドン、テトラヒドロフルフリルメタクリレート、ポリスチレンマクロモノマー、ポリメチルメタクリレートマクロモノマー等を挙げることができる。
特に好ましい共重合可能な他の単量体は、フェニル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート及びスチレンである。
これら共重合可能な他の単量体は、1種単独であるいは2種以上を組み合わせて用いることができる。
Other monomers copolymerizable with (meth) acrylic acid include alkyl (meth) acrylates, aryl (meth) acrylates and vinyl compounds. Here, the hydrogen atom of the alkyl group and the aryl group may be substituted with a substituent.
Specific examples of the alkyl (meth) acrylate and aryl (meth) acrylate include methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, propyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, isobutyl (meth) acrylate, Pentyl (meth) acrylate, hexyl (meth) acrylate, octyl (meth) acrylate, phenyl (meth) acrylate, benzyl acrylate, tolyl acrylate, naphthyl acrylate, cyclohexyl acrylate, and the like can be given.
Examples of the vinyl compound include styrene, α-methylstyrene, vinyltoluene, glycidyl methacrylate, acrylonitrile, vinyl acetate, N-vinylpyrrolidone, tetrahydrofurfuryl methacrylate, polystyrene macromonomer, polymethyl methacrylate macromonomer, and the like. it can.
Other particularly preferred copolymerizable monomers are phenyl (meth) acrylate, benzyl (meth) acrylate and styrene.
These other copolymerizable monomers can be used alone or in combination of two or more.

特に好ましいアクリル系結着樹脂は、(メタ)アクリル酸と、フェニル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、及びスチレンから選択される少なくとも1種の単量体との共重合体である。   A particularly preferred acrylic binder resin is a copolymer of (meth) acrylic acid and at least one monomer selected from phenyl (meth) acrylate, benzyl (meth) acrylate, and styrene.

アクリル系結着樹脂は、30〜150mgKOH/gの範囲の酸価を有することが好ましい。酸価を150以下とすることで、良好な現像適正範囲(現像ラチチュード)が得られる。一方、30以上とすることで、現像時間を許容範囲内にすることができる。
また、アクリル系結着樹脂の質量平均分子量Mw(GPC法で測定されたポリスチレン換算値)は、カラーレジストを塗布等の工程上使用しやすい粘度範囲を実現するために、また膜強度を確保するために、5,000〜100,000であることが好ましく、より好ましくは8,000〜50,000である。
The acrylic binder resin preferably has an acid value in the range of 30 to 150 mgKOH / g. By setting the acid value to 150 or less, a good development appropriate range (development latitude) can be obtained. On the other hand, by setting it to 30 or more, the development time can be set within an allowable range.
The mass average molecular weight Mw of the acrylic binder resin (in terms of polystyrene measured by the GPC method) is used to realize a viscosity range that can be easily used in a process such as application of a color resist, and also to secure film strength. Therefore, it is preferably from 5,000 to 100,000, and more preferably from 8,000 to 50,000.

アクリル系結着樹脂の酸価を上記で特定した範囲とするには、各単量体の共重合割合を適切に調整することに容易に行うことができる。
また、質量平均分子量の範囲を上記範囲とするには、単量体の共重合の際に、重合方法に応じた連鎖移動剤を適切な量使用することにより容易に行うことができる。
アクリル系結着樹脂は、例えばそれ自体公知のラジカル重合法により製造することができる。ラジカル重合法でアクリル系結着樹脂を製造する際の温度、圧力、ラジカル開始剤の種類及びその量、溶媒の種類等々の重合条件は、当業者であれば容易に設定することができるし、実験的に条件を知ることもできる。
In order to make the acid value of the acrylic binder resin fall within the range specified above, it is easy to appropriately adjust the copolymerization ratio of each monomer.
The range of the mass average molecular weight can be easily adjusted by using an appropriate amount of a chain transfer agent according to a polymerization method at the time of copolymerizing a monomer.
The acrylic binder resin can be produced, for example, by a radical polymerization method known per se. Polymerization conditions such as temperature, pressure, type and amount of radical initiator, type of solvent, and the like when producing an acrylic binder resin by a radical polymerization method can be easily set by those skilled in the art, It is also possible to know the conditions experimentally.

また、架橋効率を向上させるために、重合性基を側鎖に有してもよく、アリル基、(メタ)アクリル基、アリルオキシアルキル基等を側鎖に含有したポリマー等も本発明におけるアルカリ可溶性樹脂として有用である。これらの重合性基を含有するポリマーの例を以下に示すが、COOH基、OH基、アンモニウム基等の塩基のアルカリ可溶性基と炭素炭素不飽和結合が含まれていれば下記に限定されない。OH基を有する例えば2−ヒドロキシエチルアクリレートと、COOH基を含有する例えばメタクリル酸と、これらと共重合可能なアクリル系もしくはビニル系化合物等のモノマーとの共重合体に、OH基と反応性を有するエポキシ環と炭素炭素不飽和結合基を有する化合物、例えばグリシジルアクリレートのような化合物を反応させて得られる化合物等を使用できる。OHとの反応ではエポキシ環の他に酸無水物、イソシアネート基を有し、アクリロイル基を有する化合物も使用できる。また、特開平6−102669号公報や特開平6−1988号公報に開示されるエポキシ環を有する化合物にアクリル酸のような不飽和カルボン酸を反応させて得られる化合物に、飽和もしくは不飽和多塩基酸無水物を反応させて得られる反応物も使用できる。COOHのようなアルカリ可溶化基と炭素炭素不飽和基を併せ持つ化合物としては例えばダイヤナールNRシリーズ(三菱レイヨン株式会社製、酸価:25KOHmg/g、ポリアクリル(メタ)アクリレート)、Photomer 6173(COOH含有Polyurethane acrylic oligomer, Diamond Sharmrock Co., Ltd.製)、ビスコートR−264、KSレジスト106(いずれも大阪有機化学工業株式会社製)、サイクロマーPシリーズ、プラクセルCF200シリーズ(いずれもタイセル化学工業株式会社製)、Ebecry 13800(ダイセルユーシーピー株式会社製、酸価:25KOHmg/g、酸官能性エポキシアクリレート)などが挙げられる。   Further, in order to improve the crosslinking efficiency, a polymerizable group may be provided in the side chain, and a polymer containing an allyl group, a (meth) acryl group, an allyloxyalkyl group, or the like in the side chain may be an alkali in the present invention. Useful as a soluble resin. Examples of the polymer containing these polymerizable groups are shown below, but are not limited to the following, provided that they contain a base alkali-soluble group such as a COOH group, an OH group, and an ammonium group and a carbon-carbon unsaturated bond. A copolymer of, for example, 2-hydroxyethyl acrylate having an OH group, methacrylic acid having a COOH group, and a monomer such as an acrylic or vinyl compound copolymerizable therewith, has a reactivity with an OH group. A compound having an epoxy ring and a compound having a carbon-carbon unsaturated bond group, for example, a compound obtained by reacting a compound such as glycidyl acrylate can be used. In the reaction with OH, a compound having an acid anhydride and an isocyanate group in addition to the epoxy ring and having an acryloyl group can also be used. Further, a compound obtained by reacting an unsaturated carboxylic acid such as acrylic acid with a compound having an epoxy ring disclosed in JP-A-6-102669 or JP-A-6-1988 may be added to a saturated or unsaturated compound. A reaction product obtained by reacting a basic acid anhydride can also be used. Examples of a compound having both an alkali solubilizing group and a carbon-carbon unsaturated group such as COOH include, for example, Dianal NR series (manufactured by Mitsubishi Rayon Co., Ltd., acid value: 25 KOH mg / g, polyacryl (meth) acrylate), Photomer 6173 (COOH Polyurethane acrylic oligomer, Diamond Sharmrock Co., Ltd.), VISCOAT R-264, KS Resist 106 (all manufactured by Osaka Organic Chemical Industry Co., Ltd.), Cyclomer P series, Praxel CF200 series (all are stocks of Taicel Chemical Industry Co., Ltd.) And Ebecry 13800 (manufactured by Daicel UCP, Inc., acid value: 25 KOHmg / g, acid-functional epoxy acrylate) and the like.

これら各種の樹脂のなかで、本発明に用いるアルカリ可溶性樹脂としては、耐熱性の観点で、ポリヒドロキシスチレン系樹脂、ポリシロキサン系樹脂、アクリル系樹脂、アクリルアミド系樹脂、アクリル/アクリルアミド共重合体樹脂が好ましく、アクリル系樹脂、ポリヒドロキシスチレン系樹脂、ポリシロキサン系樹脂が更に好ましい。また、現像性制御の観点でアクリル系樹脂、アクリルアミド系樹脂、アクリル/アクリルアミド共重合体樹脂が好ましい。
上記アクリル系樹脂としてはベンジル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリル酸、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリルアミド等から選ばれるモノマーからなる共重合体、およびサイクロマーPシリーズ、プラクセル CF200シリーズ(いずれもタイセル化学工業株式会社製)、Ebecry 13800(ダイセルユーシーピー株式会社製)、ダイヤナールNRシリーズ(三菱レイヨン株式会社製)、ビスコートR−264、KSレジスト106(いずれも大阪有機化学工業株式会社製)等が好ましい。
また、硬化被膜の強度を上げるためにアルコール可溶性ナイロンや2,2−ビス−(4−ヒドロキシフェニル)プロパンとエピクロルヒドリンのポリエーテル等も有用である。
Among these various resins, the alkali-soluble resins used in the present invention include polyhydroxystyrene-based resins, polysiloxane-based resins, acrylic resins, acrylamide-based resins, and acrylic / acrylamide copolymer resins from the viewpoint of heat resistance. Are preferable, and acrylic resins, polyhydroxystyrene resins, and polysiloxane resins are more preferable. Further, from the viewpoint of developing property control, acrylic resins, acrylamide resins, and acryl / acrylamide copolymer resins are preferred.
Examples of the acrylic resin include a copolymer composed of a monomer selected from benzyl (meth) acrylate, (meth) acrylic acid, hydroxyethyl (meth) acrylate, (meth) acrylamide, and the like, as well as Cyclomer P series and Praxel CF200 series ( All are manufactured by Taicel Chemical Industries, Ltd.), Ebecry 13800 (manufactured by Daicel UCP), Dianar NR series (manufactured by Mitsubishi Rayon Co., Ltd.), Viscoat R-264, KS Resist 106 (all manufactured by Osaka Organic Chemical Industry Co., Ltd. Is preferred.
In order to increase the strength of the cured film, alcohol-soluble nylon, polyether of 2,2-bis- (4-hydroxyphenyl) propane and epichlorohydrin, and the like are also useful.

本発明の組成物中のアルカリ可溶性樹脂の量は、組成物の全固形分の5〜90質量%であることが好ましく、より好ましくは10〜60質量%である。上記範囲内において十分な膜強度および画像濃度が得られる。   The amount of the alkali-soluble resin in the composition of the present invention is preferably from 5 to 90% by mass, more preferably from 10 to 60% by mass of the total solids of the composition. Within the above range, sufficient film strength and image density can be obtained.

[4.光重合性モノマー、光重合開始剤および熱重合開始剤]
本発明の光硬化性組成物に用いられる光重合性モノマーとしては、少なくとも1個の付加重合可能なエチレン基を有する、常圧下で100℃以上の沸点を持つエチレン性不飽和基を持つ化合物が好ましい。
[4. Photopolymerizable monomer, photopolymerization initiator and thermal polymerization initiator]
As the photopolymerizable monomer used in the photocurable composition of the present invention, a compound having an ethylenically unsaturated group having at least one addition-polymerizable ethylene group and having a boiling point of 100 ° C. or more under normal pressure is used. preferable.

少なくとも1個の付加重合可能なエチレン性不飽和基をもち、沸点が常圧で100℃以上の化合物としては、ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート等の単官能のアクリレートやメタアクリレート;ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールエタントリ(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、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ヘキサ(メタ)アクリレート、ヘキサンジオール(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(アクリロイルオキシプロピル)エーテル、トリ(アクリロイロキシエチル)イソシアヌレート、グリセリンやトリメチロールエタン等の多官能アルコールにエチレンオキサイドやプロピレンオキサイドを付加させた後(メタ)アクリレート化したもの、ペンタエリスリトール又はジペンタエリスリトールのポリ(メタ)アクリレート化したもの、特公昭48−41708号公報、特公昭50−6034号公報、特開昭51−37193号公報等に記載されているようなウレタンアクリレート類、特開昭48−64183号公報、特公昭49−43191号公報、特公昭52−30490号各公報等に記載されているポリエステルアクリレート類、エポキシ樹脂と(メタ)アクリル酸の反応生成物であるエポキシアクリレート類等の多官能のアクリレートやメタアクリレートを挙げることが出来る。更に、日本接着協会誌Vol.20、No.7、300〜308頁に光硬化性モノマー及びオリゴマーとして紹介されているものも使用できる。   Compounds having at least one addition-polymerizable ethylenically unsaturated group and having a boiling point of 100 ° C. or higher at normal pressure include polyethylene glycol mono (meth) acrylate, polypropylene glycol mono (meth) acrylate, and phenoxyethyl (meth) Monofunctional acrylates and methacrylates such as acrylates; polyethylene glycol di (meth) acrylate, trimethylolethane tri (meth) acrylate, neopentyl glycol di (meth) acrylate, pentaerythritol tri (meth) acrylate, pentaerythritol tetra (meth) ) Acrylate, dipentaerythritol hexa (meth) acrylate, hexanediol (meth) acrylate, trimethylolpropane tri (acryloyloxypropyl) ether, tri (Acryloyloxyethyl) isocyanurate, polyfunctional alcohols such as glycerin and trimethylolethane, to which ethylene oxide or propylene oxide has been added and then (meth) acrylated, or pentaerythritol or dipentaerythritol poly (meth) acrylate Urethane acrylates described in JP-B-48-41708, JP-B-50-6034, JP-A-51-37193, etc .; JP-A-48-64183; Polyfunctional acrylates and methacrylates such as polyester acrylates described in JP-A-49-43191 and JP-B-52-30490, and epoxy acrylates which are reaction products of an epoxy resin and (meth) acrylic acid. To mention Come. Further, the Journal of the Adhesion Society of Japan Vol. 20, No. 7, pages 300 to 308 as photocurable monomers and oligomers can also be used.

また、上記した多官能アルコールにエチレンオキサイドやプロピレンオキサイドを付加させた後(メタ)アクリレート化した化合物が、特開平10−62986号公報に一般式(1)及び(2)としてその具体例と共に記載されており、これらも光重合性モノマーとして用いることができる。   Further, compounds obtained by adding ethylene oxide or propylene oxide to the above-mentioned polyfunctional alcohol and then (meth) acrylated are described in JP-A-10-62986 as general formulas (1) and (2) together with specific examples thereof. And these can also be used as photopolymerizable monomers.

これらの光重合性モノマーまたはオリゴマーは、前記光硬化性組成物が光の照射により接着性を有する塗膜を形成し得るならば,本発明の目的および効果を損なわない範囲で任意の割合で使用できる。使用量は、前記光硬化性組成物の全固形分の5〜90質量%、好ましくは10〜50質量%である。ここで、全固形分とは、組成物を構成する全成分から溶媒を除いた残りの成分をいう。   These photopolymerizable monomers or oligomers may be used in any proportion as long as the photocurable composition can form a coating film having adhesiveness by light irradiation, as long as the object and effects of the present invention are not impaired. it can. The amount used is 5 to 90% by mass, preferably 10 to 50% by mass of the total solids of the photocurable composition. Here, the total solid content refers to the remaining components excluding the solvent from all components constituting the composition.

次に、本発明における光硬化性組成物に含まれる光重合開始剤について説明する。
本発明において用いられる光重合開始剤としては、従来公知のものが使用できる。例えば、特公昭57−6096号公報等に記載のハロメチルオキサジアゾール化合物、特公昭59−1281号公報及び特開昭53−133428号公報等に記載のハロメチル−s−トリアジン等の活性ハロゲン化合物、米国特許第4318791号明細書及び欧州特許第88050A号明細書等に記載のケタール、アセタール、ベンゾインアルキルエーテル類等の芳香族カルボニル化合物、米国特許第4199420号明細書に記載のベンゾフェノン類等の芳香族ケトン化合物、フランス特許第2456741号明細書に記載の(チオ)キサントン類、アクリジン類化合物、特開平10−62986号公報に記載のクマリン類、ロフィンダイマー類化合物、特開平8−15521号公報に記載のスルホニウム有機硼素錯体等が挙げられる。
Next, the photopolymerization initiator contained in the photocurable composition of the present invention will be described.
As the photopolymerization initiator used in the present invention, conventionally known photopolymerization initiators can be used. For example, active halogen compounds such as halomethyl oxadiazole compounds described in JP-B-57-6096 and halomethyl-s-triazines described in JP-B-59-1281 and JP-A-53-133428. And aromatic carbonyl compounds such as ketals, acetals and benzoin alkyl ethers described in U.S. Pat. No. 4,318,791 and European Patent No. 88050A, and aromatic compounds such as benzophenones described in U.S. Pat. No. 4,199,420. Aromatic ketone compounds, (thio) xanthones and acridine compounds described in French Patent No. 2456741, coumarins and lophine dimer compounds described in JP-A-10-62986, and JP-A-8-15521. And the like sulfonium organic boron complexes described above.

具体的には、アセトフェノン系開始剤(例えば、2,2−ジエトキシアセトフェノン、p−ジメチルアミノアセトフェノン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニル−プロパン−1−オン、p−ジメチルアミノアセトフェノン、4’−イソプロピル−2−ヒドロキシ−2−メチル−プロピオフェノン等)、ケタール系開始剤(例えば、ベンジルジメチルケタール、ベンジル−β−メトキシエチルアセタール等)、ベンゾフェノン系開始剤(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、4,4’−ジクロロベンゾフェノン、1−ヒドロキシ−シクロヘキシルフェニルケトン、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)−ブタノン−1、2−トリル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)−ブタノン−1、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ノン−1等)、ベンゾイン系およびベンゾイル系開始剤(例えば、ベンゾインプロピルエーテル、ベンゾインブチルエーテル、ベンゾインメチルエーテル、メチル−o−ベンゾイルベンゾエート等)、キサントン系開始剤(ジエチルチオキサントン、ジイソプロピルチオキサントン、モノイソプロピルチオキサントン、クロロチオキサントン等)、トリアジン系開始剤(例えば、2,4−ビス(トリクロロメチル)−6−p−メトキシフェニル−s−トリアジン、2,4−ビス(トリクロロメチル)−6−p−メトキシスチリル−s−トリアジン、2,4−ビス(トリクロロメチル)−6−(1−p−ジメチルアミノフェニル)−1,3−ブタジエニル−s−トリアジン、2,4−ビス(トリクロロメチル)−6−ビフェニル−s−トリアジン、2,4−ビス(トリクロロメチル)−6−(p−メチルビフェニル)−s−トリアジン、p−ヒドロキシエトキシスチリル−2,6−ジ(トリクロロメチル)−s−トリアジン、メトキシスチリル−2,6−ジ(トリクロロメチル)−s−トリアジン、3,4−ジメトキシスチリル−2,6−ジ(トリクロロメチル)−s−トリアジン、4−ベンズオキソラン−2,6−ジ(トリクロロメチル)−s−トリアジン、4−(o−ブロモ−p−N,N−(ジエトキシカルボニルアミノ)フェニル)−2,6−ジ(クロロメチル)−s−トリアジン、4−(p−N,N−(ジエトキシカルボニルアミノ)フェニル)−2,6−ジ(クロロメチル)−s−トリアジン等)、ハロメチルオキサジアゾール系開始剤(例えば、2−トリクロロメチル−5−スチリル−1,3,4−オキソジアゾール、2−トリクロロメチル−5−(シアノスチリル)−1,3,4−オキソジアゾール、2−トリクロロメチル−5−(ナフト−1−イル)−1,3,4−オキソジアゾール、2−トリクロロメチル−5−(4−スチリル)スチリル−1,3,4−オキソジアゾール等)、アクリジン類開始剤(例えば、9−フェニルアクリジン、1,7−ビス(9−アクリジニル)ヘプタン等)、クマリン類開始剤(例えば、3−メチル−5−アミノ−((s−トリアジン−2−イル)アミノ)−3−フェニルクマリン、3−クロロ−5−ジエチルアミノ−((s−トリアジン−2−イル)アミノ)−3−フェニルクマリン、3−ブチル−5−ジメチルアミノ−((s−トリアジン−2−イル)アミノ)−3−フェニルクマリン等)、ロフィンダイマー類開始剤(例えば、2−(o−クロルフェニル)−4,5−ジフェニルイミダゾリル二量体、2−(o−フルオロフェニル)−4,5−ジフェニルイミダゾリル二量体、2−(o−メトキシフェニル)−4,5−ジフェニルイミダゾリル二量体、2−(2,4−ジメトキシフェニル)−4,5−ジフェニルイミダゾリル二量体等)、1−フェニル−1,2−プロパンジオン−2−(o−エトキシカルボニル)オキシム、o−ベンゾイル−4’−(ベンズメルカプト)ベンゾイル−ヘキシル−ケトキシム、2,4,6−トリメチルフェニルカルボニル−ジフェニルフォスフォニルオキサイド、ヘキサフルオロフォスフォロ−トリアルキルフェニルスルホニウム塩、2−メルカプトベンズイミダゾール、2,2’−ベンゾチアゾリルジサルファイド等が挙げられる。   Specifically, acetophenone-based initiators (for example, 2,2-diethoxyacetophenone, p-dimethylaminoacetophenone, 2-hydroxy-2-methyl-1-phenyl-propan-1-one, p-dimethylaminoacetophenone, 4′-isopropyl-2-hydroxy-2-methyl-propiophenone, etc.), ketal-based initiators (eg, benzyldimethylketal, benzyl-β-methoxyethylacetal, etc.), benzophenone-based initiators (eg, benzophenone, 4 , 4 '-(bisdimethylamino) benzophenone, 4,4'-(bisdiethylamino) benzophenone, 4,4'-dichlorobenzophenone, 1-hydroxy-cyclohexylphenylketone, 2-benzyl-2-dimethylamino-1- ( 4-morpholinophenyl)- Tanone-1,2-tolyl-2-dimethylamino-1- (4-morpholinophenyl) -butanone-1,2-methyl-1- [4- (methylthio) phenyl] -2-morpholinopropanone-1 ), Benzoin-based and benzoyl-based initiators (eg, benzoin propyl ether, benzoin butyl ether, benzoin methyl ether, methyl-o-benzoyl benzoate, etc.), xanthone-based initiators (diethylthioxanthone, diisopropylthioxanthone, monoisopropylthioxanthone, chlorothioxanthone, etc.) ), Triazine-based initiators (eg, 2,4-bis (trichloromethyl) -6-p-methoxyphenyl-s-triazine, 2,4-bis (trichloromethyl) -6-p-methoxystyryl-s-triazine , 2,4-bis (Trichloromethyl) -6- (1-p-dimethylaminophenyl) -1,3-butadienyl-s-triazine, 2,4-bis (trichloromethyl) -6-biphenyl-s-triazine, 2,4-bis (Trichloromethyl) -6- (p-methylbiphenyl) -s-triazine, p-hydroxyethoxystyryl-2,6-di (trichloromethyl) -s-triazine, methoxystyryl-2,6-di (trichloromethyl) -S-triazine, 3,4-dimethoxystyryl-2,6-di (trichloromethyl) -s-triazine, 4-benzoxolan-2,6-di (trichloromethyl) -s-triazine, 4- (o -Bromo-p-N, N- (diethoxycarbonylamino) phenyl) -2,6-di (chloromethyl) -s-triazine, 4- (p-N N- (diethoxycarbonylamino) phenyl) -2,6-di (chloromethyl) -s-triazine and the like, and a halomethyloxadiazole-based initiator (for example, 2-trichloromethyl-5-styryl-1,3) , 4-oxodiazole, 2-trichloromethyl-5- (cyanostyryl) -1,3,4-oxodiazole, 2-trichloromethyl-5- (naphth-1-yl) -1,3,4- Oxodiazole, 2-trichloromethyl-5- (4-styryl) styryl-1,3,4-oxodiazole, etc.), acridine initiators (for example, 9-phenylacridine, 1,7-bis (9- Acridinyl) heptane etc.), coumarin initiators (e.g., 3-methyl-5-amino-((s-triazin-2-yl) amino) -3-phenylcoumarin, 3-chloro) 5-diethylamino-((s-triazin-2-yl) amino) -3-phenylcoumarin, 3-butyl-5-dimethylamino-((s-triazin-2-yl) amino) -3-phenylcoumarin and the like , Lophine dimer initiators (eg, 2- (o-chlorophenyl) -4,5-diphenylimidazolyl dimer, 2- (o-fluorophenyl) -4,5-diphenylimidazolyl dimer, 2- ( o-methoxyphenyl) -4,5-diphenylimidazolyl dimer, 2- (2,4-dimethoxyphenyl) -4,5-diphenylimidazolyl dimer, etc., 1-phenyl-1,2-propanedione- 2- (o-ethoxycarbonyl) oxime, o-benzoyl-4 '-(benzamercapto) benzoyl-hexyl-ketoxime, 2,4,6-trime Examples include tylphenylcarbonyl-diphenylphosphonyl oxide, hexafluorophospho-trialkylphenylsulfonium salt, 2-mercaptobenzimidazole, 2,2'-benzothiazolyl disulfide, and the like.

本発明において、光重合開始剤の配合量は、組成物中の光重合性モノマーに対して0.5質量%〜60質量%が好ましく、より好ましくは1質量%〜50質量%である。開始剤の使用量を0.5質量%以上とすることで重合が適度に進み、また60質量%以下にすることで良好な膜強度が得られる。   In the present invention, the blending amount of the photopolymerization initiator is preferably from 0.5% by mass to 60% by mass, more preferably from 1% by mass to 50% by mass, based on the photopolymerizable monomer in the composition. When the amount of the initiator is 0.5% by mass or more, polymerization proceeds appropriately, and when the amount is 60% by mass or less, good film strength is obtained.

本発明における光硬化性組成物には、さらに熱重合開始剤を含有させることが好ましい。前記光重合開始剤が主に光硬化を開始させる効果を有するのに対して、熱重合開始剤は現像後のカラーフィルター用皮膜もしくは画素保護膜用皮膜を加熱硬化(ポストベーク)させるのに効果を有する熱重合のための重合開始剤である。
熱重合開始剤としては、有機過酸化物が好ましい。有機過酸化物の中でも下記一般式(III)で表わされるベンゾフェノン系有機過酸化物が特に好ましい。
It is preferable that the photocurable composition of the present invention further contains a thermal polymerization initiator. The photopolymerization initiator mainly has an effect of initiating photocuring, whereas the thermal polymerization initiator has an effect of heat-curing (post-baking) a color filter film or a pixel protective film after development. And a polymerization initiator for thermal polymerization.
As the thermal polymerization initiator, an organic peroxide is preferable. Among the organic peroxides, a benzophenone-based organic peroxide represented by the following general formula (III) is particularly preferred.

Figure 2004280057
Figure 2004280057

式中、R1及びR2はそれぞれ独立に、炭素数1〜20、好ましくは炭素数2〜15、より好ましくは炭素数4〜10のアルキル基又はアラルキル基を表し、特には過酸化物として安定な炭素原子を4〜10個有する3級アルキル基が最も好ましく、例えばt−ブチル基、1,1−ジメチルプロピル基、1,1−ジメチルブチル基、1,1−ジメチルペンチル基等が挙げられる。 In the formula, R 1 and R 2 each independently represent an alkyl group or an aralkyl group having 1 to 20 carbon atoms, preferably 2 to 15 carbon atoms, more preferably 4 to 10 carbon atoms, and particularly as a peroxide. A tertiary alkyl group having 4 to 10 stable carbon atoms is most preferable, and examples thereof include a t-butyl group, a 1,1-dimethylpropyl group, a 1,1-dimethylbutyl group, and a 1,1-dimethylpentyl group. Can be

3及びR4はそれぞれ独立に、水素原子、カルボキシル基、炭素数1〜10、好ましくは1〜5のアルキル基、炭素数1〜10、好ましくは炭素数1〜5のアルコキシ基、ハロゲン化アルキル基、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基又は炭素数2〜20のジアルキルアミノ基を表す。
アルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基等が挙げられる。
アルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基等が挙げられる。
ハロゲン化アルキル基としては、クロロメチル基、ジクロロメチル基、採りクロロメチル基、ブロモメチル基、ジブロモメチル基等が挙げられる。
ハロゲン原子としては、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素原子などが挙げられる。
ジアルキルアミノ基としては、N,N−ジメチルアミノ基、N,N−ジエチルアミノ基等が挙げられる。
qは、0、1または2であり、好ましくは2である。
rは1、2または3であり、好ましくは2である。
R 3 and R 4 are each independently a hydrogen atom, a carboxyl group, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, preferably 1 to 5 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, preferably 1 to 5 carbon atoms, Represents an alkyl group, a halogen atom, a cyano group, a nitro group or a dialkylamino group having 2 to 20 carbon atoms.
Examples of the alkyl group include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, and a butyl group.
Examples of the alkoxy group include a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group and a butoxy group.
Examples of the halogenated alkyl group include a chloromethyl group, a dichloromethyl group, a chloromethyl group, a bromomethyl group, and a dibromomethyl group.
Examples of the halogen atom include a fluorine, chlorine, bromine, iodine atom and the like.
Examples of the dialkylamino group include an N, N-dimethylamino group and an N, N-diethylamino group.
q is 0, 1 or 2, and preferably 2.
r is 1, 2 or 3, and preferably 2.

本発明で使用され得る一般式(III)のベンゾフェノン系化合物の具体例としては、限定されるものではないが、下記(1)〜(5)の化合物、3,3',4,4'−テトラ(イソプロピルクミルペルオキシカルボニル)ベンゾフェノン、3,3',4,4'−テトラ(p−メンチルペルオキシカルボニル)ベンゾフェノン、3,4,4'−トリ(t-ブチルペルオキシカルボニル)ベンゾフェノン、3,5,4'−トリ(t-ブチルペルオキシカルボニル)ベンゾフェノン、3,4,5−トリ(t-ブチルペルオキシカルボニル)ベンゾフェノン、2,3,4−トリ(t-ブチルペルオキシカルボニル)ベンゾフェノン、3,4,4'−トリ(t-アミルペルオキシカルボニル)ベンゾフェノン、3,4,4'−トリ(t-ヘキシルペルオキシカルボニル)ベンゾフェノン、3,4,4'−トリ(t-オクチルペルオキシカルボニル)ベンゾフェノン、3,4,4'−トリ(クミルペルオキシカルボニル)ベンゾフェノン、4−メトキシ−3',4',5'−トリ(t-ブチルペルオキシカルボニル)ベンゾフェノン、4−エトキシ−3',4',5'−トリ(t-ブチルペルオキシカルボニル)ベンゾフェノン、4−ジメチルアミノ−3',4',5'−トリ(t-ブチルペルオキシカルボニル)ベンゾフェノン、4−ジエチルアミノ−3',4',5'−トリ(t-ブチルペルオキシカルボニル)ベンゾフェノン、4−シアノ−3',4',5'−トリ(t-ブチルペルオキシカルボニル)ベンゾフェノン、4−メチル−3',4',5'−トリ(t-ブチルペルオキシカルボニル)ベンゾフェノン、4−エチル−3',4',5'−トリ(t-ブチルペルオキシカルボニル)ベンゾフェノン、4−シクロヘキシル−3',4',5'−トリ(t-ブチルペルオキシカルボニル)ベンゾフェノン、4−ニトロ−3',4',5'−トリ(t-ブチルペルオキシカルボニル)ベンゾフェノン、4−ジメチルアミノ−3',4'−ジ(t-ブチルペルオキシカルボニル)ベンゾフェノン、4−ジエチルアミノ−3',4'−ジ(t-ブチルペルオキシカルボニル)ベンゾフェノン、4−シアノ−3',4'−ジ(t-ブチルペルオキシカルボニル)ベンゾフェノン、4−メチル−3',4'−ジ(t-ブチルペルオキシカルボニル)ベンゾフェノン、4−エチル−3',4'−ジ(t-ブチルペルオキシカルボニル)ベンゾフェノン、4−シクロヘキシル−3',4'−ジ(t-ブチルペルオキシカルボニル)ベンゾフェノン、4−ニトロ−3',4'−ジ(t-ブチルペルオキシカルボニル)ベンゾフェノン等が挙げられる。   Specific examples of the benzophenone-based compound of the general formula (III) that can be used in the present invention are not limited, but the following compounds (1) to (5), 3,3 ′, 4,4′- Tetra (isopropylcumylperoxycarbonyl) benzophenone, 3,3 ′, 4,4′-tetra (p-menthylperoxycarbonyl) benzophenone, 3,4,4′-tri (t-butylperoxycarbonyl) benzophenone, 3,5 , 4′-tri (t-butylperoxycarbonyl) benzophenone, 3,4,5-tri (t-butylperoxycarbonyl) benzophenone, 2,3,4-tri (t-butylperoxycarbonyl) benzophenone, 3,4 4'-tri (t-amylperoxycarbonyl) benzophenone, 3,4,4'-tri (t-hexylperoxycarbonyl) Nzophenone, 3,4,4'-tri (t-octylperoxycarbonyl) benzophenone, 3,4,4'-tri (cumylperoxycarbonyl) benzophenone, 4-methoxy-3 ', 4', 5'-tri ( t-butylperoxycarbonyl) benzophenone, 4-ethoxy-3 ', 4', 5'-tri (t-butylperoxycarbonyl) benzophenone, 4-dimethylamino-3 ', 4', 5'-tri (t-butyl Peroxycarbonyl) benzophenone, 4-diethylamino-3 ′, 4 ′, 5′-tri (t-butylperoxycarbonyl) benzophenone, 4-cyano-3 ′, 4 ′, 5′-tri (t-butylperoxycarbonyl) benzophenone 4-methyl-3 ', 4', 5'-tri (t-butylperoxycarbonyl) benzophenone, 4-ethyl-3 ', 4', 5'-tri (T-butylperoxycarbonyl) benzophenone, 4-cyclohexyl-3 ′, 4 ′, 5′-tri (t-butylperoxycarbonyl) benzophenone, 4-nitro-3 ′, 4 ′, 5′-tri (t-butyl Peroxycarbonyl) benzophenone, 4-dimethylamino-3 ′, 4′-di (t-butylperoxycarbonyl) benzophenone, 4-diethylamino-3 ′, 4′-di (t-butylperoxycarbonyl) benzophenone, 4-cyano- 3 ′, 4′-di (t-butylperoxycarbonyl) benzophenone, 4-methyl-3 ′, 4′-di (t-butylperoxycarbonyl) benzophenone, 4-ethyl-3 ′, 4′-di (t- Butylperoxycarbonyl) benzophenone, 4-cyclohexyl-3 ', 4'-di (t-butylperoxycarbonyl) benzopheno , 4-nitro-3 ', 4'-di (t-butylperoxy carbonyl) benzophenone, and the like.

Figure 2004280057
Figure 2004280057

上記の中でも、特に上記(1)〜(5)の化合物が好ましい。
尚、これら化合物は、単独で又は2種以上組み合わせて使用することができる。
Among the above, the compounds (1) to (5) are particularly preferable.
These compounds can be used alone or in combination of two or more.

本発明において、熱重合開始剤の配合量は、組成物中の光重合性モノマーに対して0.5質量%〜20質量%が好ましく、より好ましくは1質量%〜15質量%である。   In the present invention, the blending amount of the thermal polymerization initiator is preferably from 0.5% by mass to 20% by mass, more preferably from 1% by mass to 15% by mass, based on the photopolymerizable monomer in the composition.

本発明においては、前記のベンゾフェノン系過酸化物の他にも、熱重合開始剤として他の有機過酸化物を使用することができる。ここで有機過酸化物とは、過酸化水素(H−O−O−H)の誘導体であり、分子内に−O−O−結合を持つ、上記一般式(III)以外の有機化合物を言う。
化学構造で分類すると、ケトンパーオキサイド、パーオキシケタール、ハイドロパーオキサイド、ジアルキルパーオキサイド、ジアシルパーオキサイド、パーオキシエステル、パーオキシジカーボネート等が挙げられる。これらの有機過酸化物の中でも、好ましくは分解温度がある程度高く常温では安定なもので、熱をかけると分解してラジカルを発生し、重合開始剤となる有機過酸化物である。
In the present invention, in addition to the above-mentioned benzophenone-based peroxide, other organic peroxides can be used as a thermal polymerization initiator. Here, the organic peroxide is a derivative of hydrogen peroxide (HOOH), and refers to an organic compound having a -OO- bond in a molecule other than the general formula (III). .
When classified by chemical structure, ketone peroxide, peroxyketal, hydroperoxide, dialkyl peroxide, diacyl peroxide, peroxyester, peroxydicarbonate and the like can be mentioned. Among these organic peroxides, organic peroxides which preferably have a relatively high decomposition temperature and are stable at room temperature, decompose when heated to generate radicals, and serve as a polymerization initiator.

このような有機過酸化物としては、ベンゾイルパーオキサイド、2,2−ビス(4,4−ジ−t−ブチルパーオキシシクロヘキシル)プロパン、1,1−ビス(t−ヘキシルパーオキシ)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、t−ブチル パーオキシベンゾエート、ジt−ブチル パーオキシベンゾエート、ジt−ブチル パーオキシイソフタレート、t−ブチル パーオキシアセテート、t−ヘキシル パーオキシベンゾエート、t−ブチル パーオキシ−3,5,5−トリメチルヘキサノエート、t−ブチル パーオキシラウレート、t−ブチル パーオキシイソプロピルモノカーボネート、t−ブチル パーオキシ−2−エチルヘキシルモノカーボネート、2,5−ジメチル−2,5−ビス(m−トルイルパーオキシ)ヘキサン、2,5−ジメチル−2,5−ビス(ベンゾイルパーオキシ)ヘキサン、t−ヘキシル パーオキシ イソプロピル モノカーボネート、t−ブチル パーオキシイソブチレート、1,1,3,3−テトラメチルブチル パーオキシ−2−エチルヘキサノエート、t−ヘキシル パーオキシイソプロピル モノカーボネート、2,5−ジメチル−2,5−ビス(2−エチルヘキノイル パーオキシ)ヘキサン、t−ブチル パーオキシ−2−エチルヘキサノエート、t−ブチル パーオキシ マレイックアシッド、シクロヘキサノン パーオキサイド、メチルアセトアセテート パーオキサイド、メチルヘキサノン パーオキサイド、アセチルアセトン パーオキサイド、1,1−ビス(t−ヘキシルプロキシ)−3,3,5−トリメチル シクロヘキサン、1,1−ビス(t−ヘキシルパーオキシ)シクロヘキサン、1,1−ビス(t−ブチルパーオキシ)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、1,1−ビス(t−ブチルパーオキシ)−2−メチルシクロヘキサン、1,1−ビス(t−ブチルパーオキシ)シクロヘキサン、2,2−ビス(t−ブチルパーオキシ)ブタン、2,2−ビス(4,4−ジ−t−ブチルパーオキシシクロヘキシル)プロパン、ジイソプロピルベンゼン ハイドロパーオキサイド、1,1,3,3−テトラメチルブチル ハイドロパーオキサイド、キュメン ハイドロパーオキサイド、t−ブチル ハイドロパーオキサイド等が挙げられ、これらの1種又は2種以上を組み合わせて使用することもできる。
有機過酸化物としては、下記一般式(A)で示される化合物が好ましい。
Such organic peroxides include benzoyl peroxide, 2,2-bis (4,4-di-t-butylperoxycyclohexyl) propane, 1,1-bis (t-hexylperoxy) -3, 3,5-trimethylcyclohexane, t-butyl peroxybenzoate, di-t-butyl peroxybenzoate, di-t-butyl peroxyisophthalate, t-butyl peroxyacetate, t-hexyl peroxybenzoate, t-butyl peroxy- 3,5,5-trimethylhexanoate, t-butyl peroxylaurate, t-butyl peroxyisopropyl monocarbonate, t-butyl peroxy-2-ethylhexyl monocarbonate, 2,5-dimethyl-2,5-bis (M-toluylperoxy) hexane, 2,5-di Tyl-2,5-bis (benzoylperoxy) hexane, t-hexyl peroxyisopropyl monocarbonate, t-butyl peroxyisobutyrate, 1,1,3,3-tetramethylbutyl peroxy-2-ethylhexanoate , T-hexyl peroxyisopropyl monocarbonate, 2,5-dimethyl-2,5-bis (2-ethylhexinoyl peroxy) hexane, t-butyl peroxy-2-ethylhexanoate, t-butyl peroxy maleic acid, cyclohexanone Peroxide, methyl acetoacetate peroxide, methylhexanone peroxide, acetylacetone peroxide, 1,1-bis (t-hexyl proxy) -3,3,5-trimethylcyclohexane, 1,1-bis (t- Xylperoxy) cyclohexane, 1,1-bis (t-butylperoxy) -3,3,5-trimethylcyclohexane, 1,1-bis (t-butylperoxy) -2-methylcyclohexane, 1,1- Bis (t-butylperoxy) cyclohexane, 2,2-bis (t-butylperoxy) butane, 2,2-bis (4,4-di-t-butylperoxycyclohexyl) propane, diisopropylbenzene hydroperoxide , 1,1,3,3-tetramethylbutyl hydroperoxide, cumene hydroperoxide, t-butyl hydroperoxide, and the like, and one or more of these can be used in combination.
As the organic peroxide, a compound represented by the following general formula (A) is preferable.

Figure 2004280057
Figure 2004280057

式(A)中、R1及びR2は、各々独立に、炭素数1から10のアルキル基を表す。
式(A)における、R1、R2の炭素数1〜10のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、n−ブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基、n−ヘプチル基、n−オクチル基、n−ノニル基、n−デカニル基、i−プロピル基、i−ブチル基、t−ブチル基、i−ペンチル基、t−ペンチル基、i−ヘキシル基、t−ヘキシル基、i−ヘプチル基、t−ヘプチル基、i−オクチル基、t−オクチル基、i−ノニル基、t−デカニル基等が挙げられる。
In the formula (A), R 1 and R 2 each independently represent an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms.
In the formula (A), examples of the alkyl group having 1 to 10 carbon atoms of R 1 and R 2 include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an n-butyl group, an n-pentyl group, and an n-hexyl group. , N-heptyl group, n-octyl group, n-nonyl group, n-decanyl group, i-propyl group, i-butyl group, t-butyl group, i-pentyl group, t-pentyl group, i-hexyl group , T-hexyl group, i-heptyl group, t-heptyl group, i-octyl group, t-octyl group, i-nonyl group, t-decanyl group and the like.

本発明においては、熱重合開始剤として有機過酸化物を2種以上含有することができる。
有機過酸化物の組成物中の含有量は、光硬化性組成物中の光重合性モノマーの量に対して、0.5〜20質量%であることが好ましく、より好ましくは1〜15質量%である。上記範囲内において、良好な保存安定性が得られる。
In the present invention, two or more organic peroxides can be contained as a thermal polymerization initiator.
The content of the organic peroxide in the composition is preferably 0.5 to 20% by mass, more preferably 1 to 15% by mass, based on the amount of the photopolymerizable monomer in the photocurable composition. %. Within the above range, good storage stability is obtained.

[5.2官能以上のエポキシ化合物]
本発明の光硬化性組成物には上記した成分に加えて、2官能以上のエポキシ化合物を含有することが好ましい。前記イミダゾールシラン化合物と2官能以上のエポキシ化合物とを組み合わせて用いることで、低温・短時間で硬化することが可能となり、さらに、基板との密着性や耐溶剤性にも優れる。特に、NMP(N−メチルピロリドン)のような極性溶媒の耐溶剤性に関して顕著な効果を奏するものである。
[5.2 functional or higher epoxy compound]
The photocurable composition of the present invention preferably contains a bifunctional or higher functional epoxy compound in addition to the above components. By using the imidazole silane compound and a bifunctional or more epoxy compound in combination, it is possible to cure at a low temperature and in a short time, and further, it is excellent in adhesion to a substrate and solvent resistance. In particular, it has a remarkable effect on the solvent resistance of a polar solvent such as NMP (N-methylpyrrolidone).

本発明の組成物に用いられる2官能以上のエポキシ化合物は、組成物中に含まれるカルボキシル基を有するアルカリ可溶性樹脂の塩基数に見合うエポキシ基数のエポキシ化合物を配合することが望ましい。   The bifunctional or more functional epoxy compound used in the composition of the present invention is desirably blended with an epoxy compound having an epoxy group number corresponding to the base number of the alkali-soluble resin having a carboxyl group contained in the composition.

本発明の光硬化性組成物におけるアルカリ可溶性樹脂の塩基当量と2官能以上のエポキシ化合物のエポキシ当量の比は、0.2〜6.0が好ましく、0.5〜3.5がより好ましい。また、架橋密度を上げることにより耐NMP性をさらに良好とすることができるため、多官能で官能基数が多いエポキシ化合物がより好ましい。なお、レッド(R)、グリーン(G)、ブルー(B)用カラーフィルター材料においては、耐熱変色の観点から、脂環式或いは脂肪族の多官能エポキシが望ましいが、ブラックマトリックス(BM)用のブラックにおいては、耐熱変色は問題とならないため、ノボラック型のような多官能エポキシでも良い。   The ratio of the base equivalent of the alkali-soluble resin to the epoxy equivalent of the bifunctional or higher epoxy compound in the photocurable composition of the present invention is preferably from 0.2 to 6.0, more preferably from 0.5 to 3.5. In addition, since the NMP resistance can be further improved by increasing the crosslink density, an epoxy compound having a multifunctional group and a large number of functional groups is more preferable. In the color filter materials for red (R), green (G), and blue (B), from the viewpoint of heat discoloration, an alicyclic or aliphatic polyfunctional epoxy is preferable, but for a black matrix (BM). In black, heat-resistant discoloration does not pose a problem, so a polyfunctional epoxy such as a novolak type may be used.

このようなエポキシ化合物としては、脂環式エポキシ化合物が好ましく、より好ましくは下記式で表される多官能脂環式エポキシ化合物である。   As such an epoxy compound, an alicyclic epoxy compound is preferable, and a polyfunctional alicyclic epoxy compound represented by the following formula is more preferable.

Figure 2004280057
Figure 2004280057

式中、R'は炭化水素Rから[−O−(A)m−H]nが置換したn個の水素原子を除いた残基を表す。Aは少なくとも1つのエポキシ基を有する下記構造の脂環式基を表す。mは1〜100を表す。nは1〜100を表す。但し、m×nは2〜100であり、複数のAは同じであっても異なっていてもよい。

Figure 2004280057
In the formula, R ′ represents a residue obtained by removing n hydrogen atoms substituted with [—O— (A) m —H] n from hydrocarbon R. A represents an alicyclic group having at least one epoxy group and having the following structure. m represents 1 to 100. n represents 1 to 100. However, m × n is 2 to 100, and a plurality of A may be the same or different.
Figure 2004280057

m×nは2〜100である。m×nが大きい場合、生産性やその光硬化性組成物の保存安定性に問題が生じる場合がある。好ましくは、mが2〜10、nは3〜6、m×nは6〜60であり、mが3〜6、nは3〜6、m×nは8〜36がより好ましく、m×nは8〜20が特に好ましい。
n個ある[−O−(A)m−H]におけるA及びmは同じでも異なっていてもよい。m×nとは、n個の異なっていてもよいmの合計(m1,m2,m3, ,,,, + mn)であり当該多官能脂環式エポキシ化合物が有するAの合計数を表す。
m × n is 2 to 100. When mxn is large, problems may occur in productivity and storage stability of the photocurable composition. Preferably, m is 2 to 10, n is 3 to 6, m × n is 6 to 60, m is 3 to 6, n is 3 to 6, and m × n is more preferably 8 to 36. n is particularly preferably from 8 to 20.
A and m in n [-O- (A) m -H] may be the same or different. m × n is the total of n (m 1 , m 2 , m 3 , ,,, + mn ) of m which may be different, and the total of A of the polyfunctional alicyclic epoxy compound. Represents a number.

Rの炭化水素としては、脂肪族炭化水素、芳香族炭化水素を挙げることができ、好ましくはアルカンである。Rとしての炭化水素は、[−O−(A)m−H]n以外に置換基を有していてもよい。このような置換基としては水酸基、カルボキシル基、ハロゲン、−CNなどが挙げられる。   Examples of the hydrocarbon of R include aliphatic hydrocarbons and aromatic hydrocarbons, and are preferably alkanes. The hydrocarbon as R may have a substituent other than [-O- (A) m-H] n. Examples of such a substituent include a hydroxyl group, a carboxyl group, halogen, and -CN.

上記の化合物は、例えば、アルコール類、フェノール類、カルボン酸類(R”−(OH)n、nは自然数、R"は一価の炭化水素基)などにおける活性水素を−(A)m−Hで置換したものである。
特公平7−119292号におけるように、Aの前駆体として、脂環を構成している隣り合う2つ炭素原子が同一の酸素原子に結合してエポキシ基を形成している化合物を、R”−(OH)nとの反応とともにエポキシ開環重合し、R[−O−(A)m−H]nを形成する方法に準じて合成することができる。
The above-mentioned compound is, for example, an active hydrogen in alcohols, phenols, carboxylic acids (R "-(OH) n, where n is a natural number, and R" is a monovalent hydrocarbon group) is-(A) m-H Is replaced by
As described in JP-B-7-119292, a compound in which two adjacent carbon atoms constituting an alicyclic ring are bonded to the same oxygen atom to form an epoxy group as a precursor of A is represented by R " The compound can be synthesized according to the method of forming R [-O- (A) m-H] n by ring-opening polymerization of epoxy with the reaction with-(OH) n.

上記におけるRは、好ましくは炭素数1〜10のアルカンである。
炭素数1〜10のアルカンとしては、例えば、メタン基、エタン、n−プロパン、n−ブタン、n−ペンタン、n−ヘキサン、n−ヘプタン、n−オクタン、n−ノナン、n−デカン、i−プロパン、i−ブタン、t−ブタン、i−ペンタン、t−ペンタン、i−ヘキサン、t−ヘキサン、i−ヘプタン、t−ヘプタン、i−オクタン、t−オクタン、i−ノナン、t−デカン等が挙げられる。
Rとして特に好ましくはメタン、エタン、n−ブタン、又はn−ペンタンである。
R in the above is preferably an alkane having 1 to 10 carbon atoms.
Examples of the alkane having 1 to 10 carbon atoms include methane, ethane, n-propane, n-butane, n-pentane, n-hexane, n-heptane, n-octane, n-nonane, n-decane, i -Propane, i-butane, t-butane, i-pentane, t-pentane, i-hexane, t-hexane, i-heptane, t-heptane, i-octane, t-octane, i-nonane, t-decane And the like.
R is particularly preferably methane, ethane, n-butane, or n-pentane.

上記一般式R'[−O−(A)m−H]nで示される化合物は、具体的に市販品として、ダイセル化学工業(株)製EHPE3150(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、m=5(平均)、n=3、m×n=15、エポキシ当量178g/eq)を挙げることができる。本発明の組成物においては、多官能脂環式エポキシ化合物を2種以上含有してもよい。   The compound represented by the above general formula R '[-O- (A) m-H] n is specifically commercially available as EHPE3150 (2,2-bis (hydroxymethyl) -1 manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd.). 1,2-epoxy-4- (2-oxiranyl) cyclohexane adduct of -butanol, m = 5 (average), n = 3, mxn = 15, epoxy equivalent 178 g / eq). The composition of the present invention may contain two or more polyfunctional alicyclic epoxy compounds.

本発明において用いられる多官能脂環式エポキシ化合物の官能基数としては、好ましくは4以上、より好ましくは6以上、特に好ましくは10以上である。   The number of functional groups of the polyfunctional alicyclic epoxy compound used in the present invention is preferably 4 or more, more preferably 6 or more, and particularly preferably 10 or more.

本発明の組成物中の上記2官能以上のエポキシ化合物の含有量としては、組成物の固形分の望ましくは1〜30質量%、更に望ましくは2〜25質量%、最も望ましくは5〜15質量%である。   The content of the bifunctional or higher epoxy compound in the composition of the present invention is preferably 1 to 30% by mass, more preferably 2 to 25% by mass, and most preferably 5 to 15% by mass of the solid content of the composition. %.

[6.溶剤]
本発明の光硬化性組成物を調製する際には、通常溶剤を使用する。
溶剤としては、例えば、エステル類、例えば酢酸エチル、酢酸−n−ブチル、酢酸イソブチル、ギ酸アミル、酢酸イソアミル、酢酸イソブチル、プロピオン酸ブチル、酪酸イソプロピル、酪酸エチル、酪酸ブチル、アルキルエステル類、乳酸メチル、乳酸エチル、オキシ酢酸メチル、オキシ酢酸エチル、オキシ酢酸ブチル、メトキシ酢酸メチル、メトキシ酢酸エチル、メトキシ酢酸ブチル、エトキシ酢酸メチル、エトキシ酢酸エチル、3−オキシプロピオン酸メチル、3−オキシプロピオン酸エチルなどの3−オキシプロピオン酸アルキルエステル類;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、2−オキシプロピオン酸メチル、2−オキシプロピオン酸エチル、2−オキシプロピオン酸プロピル、2−メトキシプロピオン酸メチル、2−メトキシプロピオン酸エチル、2−メトキシプロピオン酸プロピル、2−エトキシプロピオン酸メチル、2−エトキシプロピオン酸エチル、2−オキシ−2−メチルプロピオン酸メチル、2−オキシ−2−メチルプロピオン酸エチル、2−メトキシ−2−メチルプロピオン酸メチル、2−エトキシ−2−メチルプロピオン酸エチル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、ピルビン酸プロピル、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、2−オキソブタン酸メチル、2−オキソブタン酸エチル等;エーテル類、例えばジエチレングリコールジメチルエーテル、テトラヒドロフラン、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、メチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテート、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ブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールプロピルエーテルアセテート等;ケトン類、例えばメチルエチルケトン、シクロヘキサノン、2−ヘプタノン、3−ヘプタノン等;芳香族炭化水素類、例えばトルエン、キシレシ等が挙げられる。
[6. solvent]
In preparing the photocurable composition of the present invention, a solvent is usually used.
Examples of the solvent include esters such as ethyl acetate, n-butyl acetate, isobutyl acetate, amyl formate, isoamyl acetate, isobutyl acetate, butyl propionate, isopropyl butyrate, ethyl butyrate, butyl butyrate, alkyl esters, and methyl lactate. , Ethyl lactate, methyl oxyacetate, ethyl oxyacetate, butyl oxyacetate, methyl methoxyacetate, ethyl methoxyacetate, butyl methoxyacetate, methyl ethoxyacetate, ethyl ethoxyacetate, methyl 3-oxypropionate, ethyl 3-oxypropionate, etc. 3-methoxypropionate alkyl esters; methyl 3-methoxypropionate, ethyl 3-methoxypropionate, methyl 3-ethoxypropionate, ethyl 3-ethoxypropionate, methyl 2-oxypropionate, 2-oxyprop Ethyl pionate, propyl 2-oxypropionate, methyl 2-methoxypropionate, ethyl 2-methoxypropionate, propyl 2-methoxypropionate, methyl 2-ethoxypropionate, ethyl 2-ethoxypropionate, 2-oxy- Methyl 2-methylpropionate, ethyl 2-oxy-2-methylpropionate, methyl 2-methoxy-2-methylpropionate, ethyl 2-ethoxy-2-methylpropionate, methyl pyruvate, ethyl pyruvate, pyruvate Propyl, methyl acetoacetate, ethyl acetoacetate, methyl 2-oxobutanoate, ethyl 2-oxobutanoate, etc .; ethers such as diethylene glycol dimethyl ether, tetrahydrofuran, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol mono Tyl ether, methyl cellosolve acetate, ethyl cellosolve acetate, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monobutyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol ethyl ether acetate, propylene glycol propyl ether acetate, etc .; ketones such as methyl ethyl ketone, cyclohexanone, 2-heptanone, 3-heptanone and the like; aromatic hydrocarbons such as toluene, xylesi and the like.

これらのうち、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、エチルセロソルブアセテート、乳酸エチル、ジエチレングリコールジメテルエーテル、酢酸ブチル、3−メトキシプロピオン酸メチル、2−ヘプタノン、シクロヘキサノン、エチルカルビトールアセテート、ブチルカルビトールアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)等が好ましく用いられる。   Of these, methyl 3-ethoxypropionate, ethyl 3-ethoxypropionate, ethyl cellosolve acetate, ethyl lactate, diethylene glycol dimeter ether, butyl acetate, methyl 3-methoxypropionate, 2-heptanone, cyclohexanone, ethyl carbitol acetate Butyl carbitol acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA) and the like are preferably used.

これらの溶剤は、単独で用いてもあるいは2種以上組み合わせて用いてもよい。   These solvents may be used alone or in combination of two or more.

[7.その他の成分]
本発明の光硬化性組成物には、上記した成分の他に、必要に応じて各種添加物、例えば充填剤、上記アルカリ可溶性樹脂以外の高分子化合物、上記以外の界面活性剤、密着促進剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、凝集防止剤等を配合することかできる。
[7. Other ingredients]
In the photocurable composition of the present invention, in addition to the components described above, various additives as necessary, for example, a filler, a polymer compound other than the alkali-soluble resin, a surfactant other than the above, an adhesion promoter , An antioxidant, an ultraviolet absorber, an anti-agglomeration agent and the like.

これらの添加物の具体例としては、ガラス、アルミナ等の充填剤;
イタコン酸共重合体、クロトン酸共重合体、マレイン酸共重合体、部分エステル化マレイン酸共重合体、酸性セルロース誘導体、水酸基を有するポリマーに酸無水物を付加させたもの、アルコール可溶性ナイロン、ビスフェノールAとエピクロルヒドリンから形成されたフェノキシ樹脂などのアルカリ可溶の樹脂;ノニオン系、カチン系、アニオン系等の界面活性剤、具体的にはフタロシアニン誘導体(市販品EFKA−745(森下産業製));オルガノシロキサンポリマーKP341(信越化学工業製)、(メタ)アクリル酸系(共)重合体ポリフローNo.75、No.90、No.95(共栄社油脂化学工業製)、W001(裕商製)等のカチオン系界面活性剤;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、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、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、ソルビタン脂肪酸エステル(BASF社製 プルロニックL10、L31、L61、L62、10R5、17R2、25R2、テトロニック304、701、704、901、904、150R1等のノニオン系界面活性剤;W004、W005、W017(裕商製)等のアニオン系界面活性剤;EFKA−46、EFKA−47、EFKA−47EA、EFKAポリマー100、EFKAポリマー400、EFKAポリマー401、EFKAポリマー450(以上森下産業製)、ディスパースエイド6、ディスパースエイド8、ディスパースエイド15、ディスパースエイド9100(サンノプコ製)等の高分子分散剤;ソルスパース3000、5000、9000、12000、13240、13940、17000、24000、26000、28000などの各種ソルスパース分散剤(ゼネカ株式会社製);アデカプルロニックL31,F38,L42,L44,L61,L64,F68,L72,P95,F77,P84,F87、P94,L101,P103,F108、L121、P−123(旭電化製)およびイソネットS−20(三洋化成製);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等の紫外線吸収剤;および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。
Specific examples of these additives include fillers such as glass and alumina;
Itaconic acid copolymer, crotonic acid copolymer, maleic acid copolymer, partially esterified maleic acid copolymer, acidic cellulose derivative, polymer with hydroxyl group added with acid anhydride, alcohol-soluble nylon, bisphenol Alkali-soluble resins such as phenoxy resins formed from A and epichlorohydrin; surfactants such as nonionic, katin, and anionic surfactants, specifically, phthalocyanine derivatives (commercial product EFKA-745 (manufactured by Morishita Sangyo)); Organosiloxane polymer KP341 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), (meth) acrylic acid (co) polymer polyflow No. 75, No. 90, No. 95 (manufactured by Kyoeisha Yushi Kagaku Kogyo), W001 (manufactured by Yusho) Cationic surfactants: polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene stearyl ether , Polyoxyethylene oleyl ether, polyoxyethylene octyl phenyl ether, polyoxyethylene nonyl phenyl ether, polyethylene glycol dilaurate, polyethylene glycol distearate, sorbitan fatty acid ester (Pluronic L10, L31, L61, L62, 10R5, 17R2 manufactured by BASF) , 25R2, nonionic surfactants such as tetronic 304, 701, 704, 901, 904, 150R1; anionic surfactants such as W004, W005, W017 (manufactured by Yusho); EFKA-46, EFKA-47; EFKA-47EA, EFKA polymer 100, EFKA polymer 400, EFKA polymer 401, EFKA polymer 450 (all manufactured by Morishita Sangyo), Disperse Aid 6, Disperse Polymer dispersants such as C. 8, Disperse Aid 15, and Disperse Aid 9100 (manufactured by San Nopco); various dispersants such as Solsperse 3000, 5000, 9000, 12000, 13240, 13940, 17000, 24000, 26000, and 28000 ( Adeka Pluronic L31, F38, L42, L44, L61, L64, F68, L72, P95, F77, P84, F87, P94, L101, P103, F108, L121, P-123 (manufactured by Asahi Denka) And isonet S-20 (manufactured by Sanyo Chemical Industries); vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, vinyltris (2-methoxyethoxy) silane, N- (2-aminoethyl) -3-aminopropylmethyldimethoxysilane, N- ( 2-A Noethyl) -3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyl Adhesion promoters such as trimethoxysilane, 3-chloropropylmethyldimethoxysilane, 3-chloropropyltrimethoxysilane, 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane, and 3-mercaptopropyltrimethoxysilane; 2,2-thiobis (4- Antioxidants such as methyl-6-t-butylphenol) and 2,6-di-t-butylphenol; 2- (3-t-butyl-5-methyl-2-hydroxyphenyl) -5-chlorobenzotriazole, alkoxy UV absorbers such as benzophenone; And an anti-agglomeration agent such as sodium polyacrylate.

また、放射線未照射部のアルカリ溶解性を促進し、本発明の組成物の現像性の更なる向上を図る場合には、本発明の組成物に有機カルボン酸、好ましくは分子量1000以下の低分子量有機カルボン酸の添加を行うことができる。具体的には、例えばギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸、ピバル酸、カプロン酸、ジエチル酢酸、エナント酸、カプリル酸等の脂肪族モノカルボン酸;シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ブラシル酸、メチルマロン酸、エチルマロン酸、ジメチルマロン酸、メチルコハク酸、テトラメチルコハク酸、シトラコン酸等の脂肪族ジカルボン酸;トリカルバリル酸、アコニット酸、カンホロン酸等の脂肪族トリカルボン酸;安息香酸、トルイル酸、クミン酸、ヘメリト酸、メシチレン酸等の芳香族モノカルボン酸;フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、トリメリト酸、トリメシン酸、メロファン酸、ピロメリト酸等の芳香族ポリカルボン酸;フェニル酢酸、ヒドロアトロパ酸、ヒドロケイ皮酸、マンデル酸、フェニルコハク酸、アトロパ酸、ケイ皮酸、ケイ皮酸メチル、ケイ皮酸ベンジル、シンナミリデン酢酸、クマル酸、ウンベル酸等のその他のカルボン酸が挙げられる。   Further, in order to promote the alkali solubility of the non-irradiated portion and to further improve the developability of the composition of the present invention, the composition of the present invention may contain an organic carboxylic acid, preferably a low molecular weight of 1,000 or less. An organic carboxylic acid can be added. Specifically, for example, aliphatic monocarboxylic acids such as formic acid, acetic acid, propionic acid, butyric acid, valeric acid, pivalic acid, caproic acid, diethyl acetic acid, enanthic acid, caprylic acid; oxalic acid, malonic acid, succinic acid, glutaric acid Aliphatic dicarboxylic acids such as acids, adipic acid, pimelic acid, suberic acid, azelaic acid, sebacic acid, brassic acid, methylmalonic acid, ethylmalonic acid, dimethylmalonic acid, methylsuccinic acid, tetramethylsuccinic acid, citraconic acid; Aliphatic tricarboxylic acids such as carballylic acid, aconitic acid, and camphoronic acid; aromatic monocarboxylic acids such as benzoic acid, toluic acid, cumic acid, hemelitic acid, and mesitylene acid; phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, trimellitic acid, trimesin Aromatic polycarboxylic acids such as acid, melophanic acid and pyromellitic acid; phenylacetic acid, Doroatoropa acid, hydrocinnamic acid, mandelic acid, phenyl succinic acid, atropic acid, cinnamic acid, methyl cinnamate, benzyl cinnamate, cinnamylidene acetic acid, coumaric acid, other carboxylic acids such as umbellic acid.

本発明の光硬化性組成物には以上の各成分の他に、更に、樹脂組成物の常温あるいは冷蔵保管時の粘度経時変化を抑えるために重合防止剤を加えておくことが好ましく、例えば、ハイドロキノン、p−メトキシフェノール、ジ−t−ブチル−p−クレゾール、ピロガロール、t−ブチルカテコール、ベンゾキノン、4,4′−チオビス(3−メチル−6−t−ブチルフェノール)、2,2'−メチレンビス(4−メチル−6−t−ブチルフェノール)、2−メルカプトベンゾイミダゾール等が有用である。本発明の光硬化性組成物に熱重合防止剤を添加させることで、その保存安定性を改良することができる。重合防止剤の配合量としては、通常光重合性モノマーに対し、100ppm〜1質量%が好ましく、より好ましくは500ppm程度添加する。   In addition to the above components in the photocurable composition of the present invention, it is preferable to further add a polymerization inhibitor to suppress the change over time in viscosity of the resin composition at room temperature or during refrigerated storage, for example, Hydroquinone, p-methoxyphenol, di-t-butyl-p-cresol, pyrogallol, t-butylcatechol, benzoquinone, 4,4'-thiobis (3-methyl-6-t-butylphenol), 2,2'-methylenebis (4-methyl-6-t-butylphenol), 2-mercaptobenzimidazole and the like are useful. By adding a thermal polymerization inhibitor to the photocurable composition of the present invention, its storage stability can be improved. The compounding amount of the polymerization inhibitor is usually preferably from 100 ppm to 1% by mass, more preferably about 500 ppm, based on the photopolymerizable monomer.

[8.本発明の組成物の製造方法及び使用方法]
本発明の光硬化性組成物は、着色剤、アルカリ可溶性樹脂、光重合性モノマー、光重合開始剤、さらに必要に応じて用いられるその他の添加剤を溶剤と混合し各種の混合機、分散機を使用して混合分散することによって調製することができる。
尚、混合分散工程は、混練分散とそれに続けて行う微分散処理からなるのが好ましいが、混練分散を省略して、微分散処理のみとすることも可能である。
[8. Method for producing and using composition of the present invention]
The photo-curable composition of the present invention is prepared by mixing a colorant, an alkali-soluble resin, a photo-polymerizable monomer, a photo-polymerization initiator, and other additives used as necessary with a solvent, and mixing the various types of mixers and dispersers. Can be prepared by mixing and dispersing.
The mixing and dispersing step is preferably composed of kneading and dispersing and a fine dispersing process performed subsequently thereto, but it is also possible to omit the kneading and dispersing and to perform only the fine dispersing process.

混練分散工程では、原料の着色剤の粒子表面をビヒクルの樹脂成分を主体とした構成成分との濡れを促進し、着色剤粒子と空気の固体/気体界面から、着色剤粒子とビヒクル溶液の固体/溶液界面に変換する。
微分散工程では、ガラスやセラミックの微粒の分散用メディアと共に混合攪拌することにより、着色剤粒子を一次粒子に近い微小な状態にまで分散する。従って、混練分散工程では着色剤粒子表面が形成する界面を空気から溶液に変換する必要があるので、強い剪断力圧縮力が必要となり、それにふさわしい混練機、被混練物は高粘度のものが望ましく、一方、微分散工程では粒子を微小な状態にまで均一に安定に分布させることが必要となり、凝集している着色剤粒子に衝撃力と剪断力を不要するような分散機と、比較的低い被分散物は比較的低粘度であることが望ましい。
In the kneading and dispersing step, the surface of the colorant particles of the raw material is promoted to wet with a component mainly composed of the resin component of the vehicle, and the colorant particles and the solid of the vehicle solution are separated from the solid / gas interface between the colorant particles and air. / Convert to solution interface.
In the fine dispersion step, the colorant particles are dispersed into a minute state close to the primary particles by mixing and stirring with a dispersion medium of fine particles of glass or ceramic. Therefore, in the kneading and dispersing step, since it is necessary to convert the interface formed by the colorant particle surface from air to a solution, a strong shearing compressive force is required, and a suitable kneading machine and kneaded material preferably have high viscosity. On the other hand, in the fine dispersion step, it is necessary to uniformly and stably distribute the particles to a fine state, and a dispersing machine that does not require an impact force and a shear force on the aggregated colorant particles is relatively low. It is desirable that the dispersion has a relatively low viscosity.

本発明の光硬化性組成物を用いて、例えば、カラーフィルターを作成するための混練分散工程は、先ず有機顔料やカーボンブラック等の着色剤と分散剤若しくは表面処理剤、アルカリ可溶性樹脂及び溶剤で混練する。混練に使用する機械は二本ロール、三本ロール、ボールミル、トロンミル、ディスパー、ニーダー、コニーダー、ホモジナイザー、ブレンダー、単軸および2軸の押出機等であり、強い剪断力を与えながら分散する。次いで、溶剤及びアルカリ可溶性樹脂(混練工程で使用した残部)を加えて、主として縦型若しくは横型のサンドグラインダー、ピンミル、スリットミル、超音波分散機、高圧分散機等を使用し、0.1〜1mmの粒径のガラス、ジルコニア等でできたビーズで分散する。尚、この混練工程を省くことも可能である。その場合には、顔料と分散剤若しくは表面処理剤、アルカリ可溶性樹脂及び溶剤でビーズ分散を行う。この場合には混練工程での残りのアルカリ可溶性樹脂は分散の途中で添加することが好ましい。なお、他の分散手段で予備的に分散した後に、高圧分散機で着色剤粒子の分散をすることにより更なる微細化が可能である。特に、加圧された分散液を背圧する機構を有した高圧分散機では、着色剤の分散が進んでも分散液の粘度は高くならず、得られるものは流動性に優れ、塗布液としての塗布適正に優れている。
混練、分散についての詳細はT.C. Patton著"Paint Flow and Pigment Dispersion"(1964年 John Wiley and Sons社刊)等にも記載されている。
Using the photocurable composition of the present invention, for example, a kneading and dispersing step for preparing a color filter is first performed with a colorant such as an organic pigment or carbon black and a dispersant or a surface treatment agent, an alkali-soluble resin and a solvent. Knead. The machine used for kneading is a two-roll, three-roll, ball mill, tron mill, disper, kneader, co-kneader, homogenizer, blender, single-screw and twin-screw extruder, etc., and disperses while giving a strong shearing force. Next, a solvent and an alkali-soluble resin (the remainder used in the kneading step) are added, and a vertical or horizontal sand grinder, a pin mill, a slit mill, an ultrasonic disperser, a high-pressure disperser, or the like is used. Disperse with beads made of glass, zirconia or the like having a particle size of 1 mm. Incidentally, the kneading step can be omitted. In that case, beads are dispersed with a pigment and a dispersant or a surface treatment agent, an alkali-soluble resin and a solvent. In this case, the remaining alkali-soluble resin in the kneading step is preferably added during the dispersion. After preliminary dispersion by another dispersing means, the colorant particles can be further dispersed by a high-pressure disperser, whereby further fineness can be achieved. Particularly, in a high-pressure dispersing machine having a mechanism for back-pressure of a pressurized dispersion, even if the dispersion of the colorant proceeds, the viscosity of the dispersion does not increase, and the resulting product has excellent fluidity and is applied as a coating solution. Properly excellent.
The details of kneading and dispersion are described in "Paint Flow and Pigment Dispersion" by TC Patton (published by John Wiley and Sons, 1964).

本発明の光硬化性組成物は、直接または他の層を介して基板上に回転塗布(スピンコート)、スリット塗布、流延塗布、ロール塗布等の塗布方法により塗布、乾燥(プリベーク)して、硬化性組成物層を形成し、これをフォトリソグラフィー法により所定のマスクパターンを介して露光し、光照射された塗布膜部分だけを硬化させ、アルカリ現像液で現像することによって一色の着色パターン状被膜を形成し、この工程を各色(3色あるいは4色)について繰り返し行うことでカラーフィルターを製造することができる。   The photocurable composition of the present invention is applied and dried (prebaked) on a substrate by a coating method such as spin coating (spin coating), slit coating, casting coating, roll coating, or the like directly or via another layer. Forming a curable composition layer, exposing this through a predetermined mask pattern by photolithography, curing only the light-irradiated coating film portion, and developing with an alkali developer to form a one-color coloring pattern. A color filter can be manufactured by forming a film and repeating this process for each color (3 or 4 colors).

乾燥(プリベーク)は、ホットプレート、オーブン等で50℃〜140℃の温度で10〜300秒で行うことができる。
露光に際して用いることができる放射線としては、特にg線、i線等の紫外線が好ましく用いられる。
アルカリ現像処理を行うことにより、上記露光により光未照射部分をアルカリ水溶液に溶出させ、光硬化した部分だけが残る。現像液としては、光未照射部の感光性層を溶解し、一方光照射部を溶解しないものであればいかなるものも用いることができる。
次いで、余剰の現像液を洗浄除去し、乾燥を施した後に、50℃〜240℃の温度で加熱処理(ポストベーク)を行う。このように各色ごとに前記工程を順次繰り返して硬化皮膜を製造することができる。これによりカラーフィルターが得られる。
Drying (prebaking) can be performed on a hot plate, an oven, or the like at a temperature of 50C to 140C for 10 to 300 seconds.
As radiation that can be used for exposure, ultraviolet rays such as g-rays and i-rays are particularly preferably used.
By performing the alkali developing treatment, the unexposed portion is eluted into the aqueous alkali solution by the above exposure, and only the photocured portion remains. Any developer can be used as long as it dissolves the photosensitive layer in the non-light-irradiated part and does not dissolve the light-irradiated part.
Next, after the excess developer is removed by washing and drying, a heat treatment (post-bake) is performed at a temperature of 50 ° C to 240 ° C. In this manner, a cured film can be manufactured by sequentially repeating the above steps for each color. Thereby, a color filter is obtained.

なお、スリット塗布方式とは、特開平6−339656号公報及び特開平11−90295号公報等に開示されているように、幅数十ミクロンのスリット(間隙)をその先端に有する矩形基板の塗布幅に対応する長さの塗布ヘッドを基板とのクリアランス(間隙)を数10〜数100ミクロンに保持し、基板と塗布ヘッドを一定の相対速度を持たせて、所定の吐出量でスリットから供給される塗布液を基板上に塗布する方式である。スリット塗布方式は、スピンコートに比して液ロスが少ない、塗布液の飛び散りがなく洗浄処理が軽減され、飛び散った液成分の塗布膜への再混入がない、回転の立ち上げ停止時間がないのでタクトタイムが短縮化できる、大型の基板への塗布が容易である、等の数多くの利点を有しており、特に大型画面液晶表示装置用のカラーフィルターにおける塗布方式として今後期待されている。なお、前述の背圧機構を有する高圧分散処理した液は、着色剤粒子の分散単位が超微細化しているにもかかわらず、塗布液としての粘度が低く、液の流動特性に優れるので、上記スリット塗布に最適な光硬化性着色樹脂組成物とすることができる。   As disclosed in JP-A-6-339656 and JP-A-11-90295, a slit coating method is a method for coating a rectangular substrate having a slit (gap) having a width of several tens of microns at its tip. A coating head having a length corresponding to the width is maintained at a clearance (gap) of several tens to several hundreds of microns between the substrate and the substrate and the coating head at a constant relative speed and supplied from the slit at a predetermined discharge amount. This is a method of applying a coating solution to be applied onto a substrate. The slit coating method has less liquid loss than spin coating, there is no scattering of the coating liquid, the cleaning process is reduced, there is no re-mixing of the scattered liquid components into the coating film, and there is no rotation start stop time. Therefore, it has many advantages such as shortening of the tact time and easy application to a large-sized substrate, and it is expected to be applied as a coating method in a color filter for a large-screen liquid crystal display device in the future. The high-pressure dispersion liquid having the back pressure mechanism described above has a low viscosity as a coating liquid and excellent liquid flow properties, despite the fact that the dispersion units of the colorant particles are ultrafine, A photocurable colored resin composition optimal for slit coating can be obtained.

基板としては、例えば液晶表示素子等に用いられる無アルカリガラス、ソーダガラス、パイレックスガラス、石英ガラス及びこれらに透明導電膜を付着させたものや、固体撮像素子等に用いられる光電変換素子基板、例えばシリコン基板等が挙げられる。さらに、プラスチック基板も可能である。これらの基板上には、通常、各画素を隔離するブラックストライプが形成されている。   As the substrate, for example, alkali-free glass used for a liquid crystal display device or the like, soda glass, Pyrex glass, quartz glass and those obtained by attaching a transparent conductive film thereto, or a photoelectric conversion element substrate used for a solid-state imaging device, for example, A silicon substrate is exemplified. Furthermore, plastic substrates are also possible. On these substrates, black stripes for isolating each pixel are usually formed.

プラスチック基板の原材料としては、光学特性、耐熱性、機械的強度などの点から(1)アモルファスポリオレフィン、(2)ポリエーテルスルホン、(3)ポリグルタルイミド、(4)ポリカーボネート、(5)ポリエチレンテレフタレート、(6)ポリエチレンナフタレート、(7)ノルボルネンポリマー、(8)ビスアニリンフルオレンをジアミン成分としたポリイミド、(9)ビスフェノールフルオレンと2塩基酸からなるポリエステルなどが挙げられる。この中でも(2)ポリエーテルスルホン、(4)ポリカーボネート、(5)ポリエチレンテレフタレート、及び(7)ノルボルネンポリマーが好ましい。上記原材料は特にLCD用途において好ましい。
プラスチック基板に求められる特性としては、低熱膨張(カラーフィルター作成時の硬化処理に伴う表示精度の劣化防止)、ガスバリヤー性(液晶の安定性確保)、光透過率や光学等方性などの光学特性、表面平滑性などがある。熱膨張に関しては熱膨張係数が10-4以下であることが好ましい。
また、プラスチック基板にはその表面にガスバリヤー層及び/又は耐溶剤性層を有していることが好ましい。
Raw materials for the plastic substrate include (1) amorphous polyolefin, (2) polyether sulfone, (3) polyglutarimide, (4) polycarbonate, and (5) polyethylene terephthalate in terms of optical properties, heat resistance, mechanical strength, and the like. And (6) polyethylene naphthalate, (7) norbornene polymer, (8) polyimide containing bisaniline fluorene as a diamine component, and (9) polyester comprising bisphenol fluorene and a dibasic acid. Among them, (2) polyether sulfone, (4) polycarbonate, (5) polyethylene terephthalate, and (7) norbornene polymer are preferable. The above raw materials are particularly preferred for LCD applications.
The characteristics required of the plastic substrate include low thermal expansion (prevention of deterioration of display accuracy due to the curing process when creating color filters), gas barrier properties (ensure stability of liquid crystal), optical transmittance and optical isotropy. Properties, surface smoothness, etc. Regarding thermal expansion, the thermal expansion coefficient is preferably 10 -4 or less.
Further, the plastic substrate preferably has a gas barrier layer and / or a solvent-resistant layer on its surface.

本発明の光硬化性組成物の塗布厚み(乾燥後)は、一般的に0.3〜5.0μmであり、好ましくは0.5〜3.5μm、より好ましくは1.0〜2.5μmである。   The coating thickness (after drying) of the photocurable composition of the present invention is generally 0.3 to 5.0 μm, preferably 0.5 to 3.5 μm, more preferably 1.0 to 2.5 μm. It is.

現像液としては、本発明の光硬化性組成物を溶解し、一方放射線照射部を溶解しない組成物であればいかなるものも用いることができる。具体的には種々の有機溶剤の組合せやアルカリ性の水溶液を用いることができる。
有機溶剤としては、本発明の組成物を調製する際に使用される前述の溶剤が挙げられる。
現像温度としては通常20℃〜30℃であり、現像時間としては通常20〜90秒である。
Any developer can be used as long as it dissolves the photocurable composition of the present invention and does not dissolve the irradiated part. Specifically, a combination of various organic solvents or an alkaline aqueous solution can be used.
Examples of the organic solvent include the above-mentioned solvents used when preparing the composition of the present invention.
The development temperature is usually 20 ° C. to 30 ° C., and the development time is usually 20 to 90 seconds.

アルカリとしては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、硅酸ナトリウム、メタ硅酸ナトリウム、アンモニア水、エチルアミン、ジエチルアミン、ジメチルエタノールアミン、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド、コリン、ピロール、ピペリジン、1,8−ジアザビシクロ−[5,4,0]−7−ウンデセン等のアルカリ性化合物を、濃度が0.001〜10質量%、好ましくは0.01〜1質量%となるように溶解したアルカリ性水溶液が使用される。なお、このようなアルカリ性水溶液からなる現像液を使用した場合には、一般に、現像後、水で洗浄(リンス)する。   Examples of the alkali include sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, sodium hydrogen carbonate, sodium silicate, sodium metasilicate, aqueous ammonia, ethylamine, diethylamine, dimethylethanolamine, tetramethylammonium hydroxide, and tetraethylammonium hydroxy. , Choline, pyrrole, piperidine, an alkaline compound such as 1,8-diazabicyclo- [5,4,0] -7-undecene at a concentration of 0.001 to 10% by mass, preferably 0.01 to 1% by mass. An alkaline aqueous solution dissolved so as to be used is used. When a developer composed of such an alkaline aqueous solution is used, it is generally washed (rinsed) with water after development.

ポストベークは、硬化を完全なものとするための現像後の加熱処理であり、通常200℃〜220℃の熱硬化処理を行う。
このポストベーク処理は、現像後の塗布膜を、上記条件になるようにホットプレートやコンベクションオーブン(熱風循環式乾燥機)、遠赤外線加熱機、高周波加熱機等の加熱手段を用いて、連続式あるいはバッチ式で行うことができる。
通常のカラーフィルター製造工程においては、プリベークはホットプレートで2〜3分/1枚の処理で連続化されているが、熱硬化処理(ポストベーク)工程部分はホットプレートでも約10分/1枚程度の時間がかかるため、連続化にはホットプレートを何台も必要とし、非効率であるため、バッチ式の多段式コンベクションオーブンを使って熱硬化処理(ポストベーク)を行い、インライン化を達成している。(図1(a)参照。)しかしながら、この方法では、ラインの稼動開始時と稼動休止時のロスが大きい(途中で運転を止めると多段式オーブンに入っている硬化途中の塗布基板の硬化程度を管理できなくなる)ことや、多段式オーブン自体が非常に大きな熱エネルギーとスペースを費やしていることも問題である。本発明の光硬化性組成物を使用することにより、ポストペークをホットプレートを使って、プリベークと同じ速度での連続化(図1(b)参照。)、即時の稼動、休止が可能となり、また省スペース化、省エネルギー化が可能となる。
Post-baking is a heat treatment after development for complete curing, and is usually performed at 200 ° C. to 220 ° C.
This post-bake treatment is performed by heating the coated film after development using a heating means such as a hot plate, a convection oven (hot air circulation type dryer), a far-infrared heater, or a high-frequency heater so as to satisfy the above conditions. Alternatively, it can be performed in a batch system.
In the usual color filter manufacturing process, the pre-bake is made continuous by a process of 2 to 3 minutes / sheet on a hot plate, but the heat curing (post-bake) process part is about 10 minutes / sheet on a hot plate. Since it takes a long time, continuity requires a number of hot plates and is inefficient. Performing heat curing (post-baking) using a batch type multi-stage convection oven to achieve in-line operation are doing. However, in this method, the loss at the time of starting operation of the line and at the time of stopping the operation are large (when the operation is stopped halfway, the degree of curing of the coating substrate in the multistage oven during curing is low). And the multistage oven itself consumes a great deal of heat energy and space. By using the photocurable composition of the present invention, post-paking can be continued at the same speed as pre-baking using a hot plate (see FIG. 1 (b)), immediate operation and pause can be performed, and Space and energy can be saved.

本発明では、熱硬化を短時間あるいは比較的低温で熱処理し、物理的特性、化学的特性などの要求特性を満足する反応系として、カラーフィルター用の中のアルカリ可溶性樹脂に着目し、これと加熱により架橋できる反応性の高いエポキシ樹脂の選択と官能基数の最適化、さらには、エポキシ樹脂単独でも硬化促進作用のあるイミダゾールシランの添加により、種々の熱硬化反応を組み合わせている。即ち、従来よりも低温度での硬化が可能となり、これまで不可能だった150℃以下の熱処理を必要とするプラスチック基板への直接カラーフィルター化も可能となる。本発明の光硬化性着色樹脂組成物を使用すれば、従来プラスチック基板を採用する際に行われていた、一旦、ガラス基板上にカラーフィルターを形成させた後、プラスチック基板に転写する、というような複雑な工程を採用する必要はなく、直接プラスチック基板にカラーフィルターを作成することができる。また、通常のガラス基板のカラーフィルターでは高温での短時間硬化により、これまでの多段式コンベクションオーブンによるポストベークであれば、オーブン数を半分程度に減らし、省スペース化、省エネルギー化することが出来、あるいは熱効率の良い、遠赤外線加熱炉やホットプレートを使ってプリベークと同じ速度での連続化(図1(b)参照。)、即時の稼動、休止が可能となり、生産性の向上、歩留まりの向上が期待できる。   In the present invention, heat curing is carried out for a short time or at a relatively low temperature, and as a reaction system that satisfies required properties such as physical properties and chemical properties, attention is paid to an alkali-soluble resin in a color filter, and Various thermosetting reactions are combined by selecting a highly reactive epoxy resin that can be cross-linked by heating and optimizing the number of functional groups, and further by adding imidazole silane, which has a curing promoting action even with the epoxy resin alone. That is, curing can be performed at a lower temperature than in the past, and a color filter can be directly formed on a plastic substrate that requires a heat treatment at 150 ° C. or less, which has been impossible so far. If the photocurable colored resin composition of the present invention is used, which has been conventionally performed when a plastic substrate is employed, once a color filter is formed on a glass substrate, and then transferred to the plastic substrate, and so on. It is not necessary to employ complicated steps, and a color filter can be directly formed on a plastic substrate. In addition, ordinary glass substrate color filters can be cured at high temperatures for a short time, and if post-baking using a conventional multi-stage convection oven, the number of ovens can be reduced to about half, saving space and energy. Using a far-infrared heating furnace or hot plate with good thermal efficiency, continuation at the same speed as pre-bake (see Fig. 1 (b)), immediate operation and stoppage are possible, improving productivity and improving yield. Improvement can be expected.

カラーフィルター用各種構成部品としては、上記カラーフィルター本体(着色層)やブラックマトリクスの他にスペーサー、保護層、コンタクトホール形成層などにも適用できる。更に、本発明の光硬化性組成物は、上記カラーフィルター用各種構成部品以外にも、COB(チップオンボード)のポッティング用封止剤やLCD用シール剤としても用いることができる。   Various components for a color filter can be applied to a spacer, a protective layer, a contact hole forming layer, and the like in addition to the color filter body (colored layer) and the black matrix. Further, the photocurable composition of the present invention can be used as a potting sealant for COB (chip-on-board) and a sealant for LCD, in addition to the above various components for color filters.

本発明の光硬化性組成物を用いて得たカラーフィルター層上には、通常、オーバーコート層(平坦化層)が設けられる。オーバーコート層を形成する樹脂(OC剤)としては、アクリル系樹脂組成物、エポキシ樹脂組成物、ポリイミド樹脂組成物などが挙げられる。中でも、可視光領域での透明性で優れており、また、カラーフィルター用光硬化性組成物の樹脂成分が通常アクリル系樹脂を主成分としており、密着性に優れていることからアクリル系樹脂組成物が望ましい。特に、カラーフィルターで使用されるフォトレジスト用の光硬化性の(メタ)アクリル系樹脂であると、カラーフィルターの製造工程とのマッチングが良くなり、好ましい。   An overcoat layer (flattening layer) is usually provided on the color filter layer obtained by using the photocurable composition of the present invention. Examples of the resin (OC agent) forming the overcoat layer include an acrylic resin composition, an epoxy resin composition, and a polyimide resin composition. Among them, the acrylic resin composition is excellent in transparency in the visible light region, and the resin component of the photocurable composition for a color filter usually contains an acrylic resin as a main component and has excellent adhesion. Things are desirable. In particular, a photo-curable (meth) acrylic resin for a photoresist used in a color filter is preferable because it matches well with the color filter manufacturing process.

以下、本発明を実施例により更に具体的に説明するが、本発明は以下の実施例によっていささかも限定されて解釈されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention should not be construed as being limited in any way by the following examples.

〔実施例1〜10および比較例1〜4〕
試験片の準備:
a)下記表1の配合表に示した組成物を液晶パネル用無アルカリガラス(Corning1737)にスピンコーターで乾燥膜厚1.2μ mになるように塗布し、溶剤乾燥は90℃ホットプレートで120秒行った。
b)次いで、2.5kwの超高圧水銀灯を使用し、マスクを通して200mJ/cm2の紫外線を照射した。
c)次いで、富士フイルムアーチ(株)製有機アルカリ現像液CD−2000の10%希釈水溶液の26℃で30秒現像し、純水のリンスを20秒行い、乾燥した。
d)次いで、ポストベークとして熱風循環式乾燥機にて、110℃〜150℃、60分(低温硬化)及びホットプレートにて220℃、5秒〜30秒(迅速硬化)の条件でそれぞれ硬化したものを試験片とした。
[Examples 1 to 10 and Comparative Examples 1 to 4]
Test specimen preparation:
a) The composition shown in the composition table of Table 1 below was applied to an alkali-free glass for a liquid crystal panel (Corning 1737) by a spin coater so as to have a dry film thickness of 1.2 μm. Seconds went.
b) Then, ultraviolet rays of 200 mJ / cm 2 were irradiated through a mask using an ultra-high pressure mercury lamp of 2.5 kW.
c) Next, the film was developed at 26 ° C. for 30 seconds with a 10% diluted aqueous solution of an organic alkali developer CD-2000 manufactured by Fuji Film Arch Co., Ltd., rinsed with pure water for 20 seconds, and dried.
d) Next, post-baking was performed using a hot-air circulation dryer at 110 ° C. to 150 ° C. for 60 minutes (low-temperature curing) and a hot plate at 220 ° C. for 5 seconds to 30 seconds (rapid curing). These were used as test specimens.

硬化性、基板に対する密着性の判断:
a)硬化性の判断は、50℃のN−メチルピロリドン(以下NMPと略)中に10分間浸漬し、前後の色度変化を測定し、色差ΔE*abで表し、ΔE*ab≦3を問題ない範囲とした。
b)基板に対する密着性は前記NMP浸漬試験において、膜が基板にどの程度剥れずについているかを目視によって判断し、以下の評価を行った。
A:膜が全く剥れていない。
B:膜は剥れていないが一部浮き上がっている。
C:膜が50%程度剥れているが、色度変化は測定できる。
NG:膜が完全に剥れて色度測定が不可能。
なお、低温硬化性、密着性評価は実施例1〜9および比較例1〜4に関して、また迅速硬化性、密着性評価は実施例1、4、8〜9および比較例1〜4に関してのみ行った。
結果を下記表2および表3ならびに図2および図3に示す。
Determination of curability and adhesion to substrate:
a) The determination of the curability was performed by immersing in N-methylpyrrolidone (hereinafter abbreviated as NMP) for 10 minutes at 50 ° C., measuring the chromaticity change before and after, expressing the color difference ΔE * ab, and ΔE * ab ≦ 3. There was no problem.
b) In the NMP immersion test, the degree of adhesion of the film to the substrate was visually judged in the NMP immersion test, and the following evaluation was performed.
A: The film is not peeled at all.
B: The film is not peeled off but is partially raised.
C: About 50% of the film is peeled off, but the change in chromaticity can be measured.
NG: The film was completely peeled, and chromaticity measurement was impossible.
The low-temperature curability and adhesion evaluation were performed on Examples 1 to 9 and Comparative Examples 1 to 4, and the rapid curability and adhesion evaluation were performed only on Examples 1, 4, 8 to 9 and Comparative Examples 1 to 4. Was.
The results are shown in Tables 2 and 3 below and FIGS. 2 and 3.

Figure 2004280057
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Figure 2004280057
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Figure 2004280057
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表2および図2から、イミダゾールシラン系化合物を添加した効果は明らかであり、塗膜の硬化を大きく促進しており、添加量を少なくしてもその効果は殆ど低下しなかった。
なお、BTTBの添加効果は見られるものの、イミダゾールシランよりは小さく、例えば図3から明らかなように、実施例1で135℃×60分の硬化条件でΔE*ab≦3であった。また、実施例3と実施例9との比較から、選択する脂環式エポキシの官能基数は高い方が良いことがわかった。さらに、表3および図3から明らかなように、比較例3および比較例4において、イミダゾール、エポキシシランのそれぞれの単独添加による効果は殆ど見られなかった。
From Table 2 and FIG. 2, the effect of the addition of the imidazole silane-based compound is apparent, and the curing of the coating film is greatly promoted. Even if the addition amount is reduced, the effect hardly decreases.
Although the effect of adding BTTB was observed, it was smaller than that of imidazole silane. For example, as apparent from FIG. 3, ΔE * ab ≦ 3 under the curing condition of 135 ° C. × 60 minutes in Example 1. In addition, comparison between Example 3 and Example 9 showed that the higher the number of functional groups of the selected alicyclic epoxy, the better. Furthermore, as is clear from Table 3 and FIG. 3, in Comparative Examples 3 and 4, almost no effect was obtained by adding each of imidazole and epoxysilane alone.

また、表3および図3から、迅速硬化性についても低温硬化性と同様の結果が得られ、イミダゾールシランの硬化に及ぼす影響が非常に大きいことが判る。
図2および図3から、硬化性については、15官能脂環式エポキシ+イミダゾールシラン+BTTB > 15官能脂環式エポキシ+イミダゾールシラン > 4官能脂環式エポキシ+イミダゾールシラン > 15官能脂環式エポキシ+イミダゾール+BTTB > 15官能脂環式エポキシ+エポキシシラン+BTTB、の順に効果が認められた。
Also, from Table 3 and FIG. 3, it can be seen that the same result as that of the low-temperature curability was obtained for the rapid curability, and that the effect on the curing of imidazole silane was very large.
From FIG. 2 and FIG. 3, regarding the curability, 15-functional alicyclic epoxy + imidazole silane + BTTB> 15-functional alicyclic epoxy + imidazole silane> 4-functional alicyclic epoxy + imidazole silane> 15-functional alicyclic epoxy + The effect was recognized in the order of imidazole + BTTB> 15-functional alicyclic epoxy + epoxysilane + BTTB.

現像特性評価:
表1の配合表に示した組成物を、液晶パネル用無アルカリガラス(Corning1737)にスピンコーターで乾燥膜厚1.2μ mになるように塗布し、溶剤乾燥は120℃ホットプレートで120秒行った。次いで、HITACHI製露光機LE4000Aを用いて、赤色、緑色、青色は20μm線幅のマスクで、黒色は15μm線幅のマスクでProximity Gapを300μmとして100mJ/cmで露光(照度:20mW/cm)し、富士フイルムアーチ社製アルカリ現像液CDK−1の1.0%希釈現像液にて26℃で現像した。このときの現像マージンと現像ラチチュードを現像時間に対する線幅変化のグラフで表した。結果を表4および図4に示す。ここで、現像マージンとは現像時間に対する線幅変化のことであり、現像ラチチュードとはパターン発現からパタ−ン剥離までの時間である。また、図4は表4より主なものについてグラフ化したものである。
Development characteristics evaluation:
The composition shown in the composition table of Table 1 was applied to a non-alkali glass for a liquid crystal panel (Corning 1737) by a spin coater to a dry film thickness of 1.2 μm, and the solvent was dried on a hot plate at 120 ° C. for 120 seconds. Was. Then, using an exposure machine LE4000A manufactured by HITACHI, red, green, and blue were exposed with a mask having a line width of 20 μm and a black mask having a line width of 15 μm with a Proximity Gap of 300 μm and 100 mJ / cm 2 (illuminance: 20 mW / cm 2). ) And developed at 26 ° C. with a 1.0% diluted developing solution of alkali developing solution CDK-1 manufactured by Fuji Film Arch Co., Ltd. At this time, the development margin and the development latitude were represented by a graph of the line width change with respect to the development time. The results are shown in Table 4 and FIG. Here, the development margin is a change in the line width with respect to the development time, and the development latitude is a time from the appearance of the pattern to the peeling of the pattern. FIG. 4 is a graph of the main components from Table 4.

Figure 2004280057
Figure 2004280057

表4および図4から明らかなように、比較例は現像時間に対して線幅の一定となるところがなく、したがって一定の画像を得ることが困難であるのに対して、イミダゾールシランを添加した実施例は良好な現像特性を得ることができる。   As is clear from Table 4 and FIG. 4, the line width of the comparative example does not become constant with respect to the development time, so that it is difficult to obtain a constant image. In the example, good development characteristics can be obtained.

〔実施例11〕
下記組成の溶液を調液し、8時間攪拌することにより感光性樹脂溶液を得た。
<アルカリ可溶性樹脂>
・ベンジルメタクリレート/メタクリル酸共重合体 6.4g
(モル比70/30、質量平均分子量Mw約30,000)
<重合性モノマー>
・ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート 4g
<光重合開始剤A>
・2,4−ビス(トリクロロメチル)−6−[3−ブロモ−4−
[N,N−ビス(エトキシカルボニルメチル)アミノ]フェニル]
−1,3,5−トリアジン 1g
<光重合開始剤B>
・7−[L−4−クロロ−6−(ジエチルアミノ)−s−トリアジニル
(2)、1−アミノ]−3−フェニルクマリン 0.3g
<着色剤>
・カーボンブラック分散液(固形分)(*1) 9.7g
・プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 78.5g
・フッ素系非イオン性界面活性剤(*2) 0.02g
・ジャパンエナジー製イミダゾールシラン、IM−1000 0.1g
*1)キャボット社製リーガル(粒径:31nm、pH:9、DBP給油量:42ml/100gのカーボンを分散した分散液(カーボンの配合量は上記溶液中の固形分に対し45%))
*2)N−ブチルペルフルオロオクタンスルホンアミドエチルアクリレート60%とポリ(オキシアルキレン)アクリレート40%の共重合体
[Example 11]
A solution having the following composition was prepared and stirred for 8 hours to obtain a photosensitive resin solution.
<Alkali-soluble resin>
・ 6.4 g of benzyl methacrylate / methacrylic acid copolymer
(Molar ratio 70/30, mass average molecular weight Mw about 30,000)
<Polymerizable monomer>
・ Dipentaerythritol hexaacrylate 4g
<Photopolymerization initiator A>
-2,4-bis (trichloromethyl) -6- [3-bromo-4-
[N, N-bis (ethoxycarbonylmethyl) amino] phenyl]
-1,3,5-triazine 1g
<Photopolymerization initiator B>
-7- [L-4-chloro-6- (diethylamino) -s-triazinyl (2), 1-amino] -3-phenylcoumarin 0.3 g
<Colorant>
-Carbon black dispersion (solid content) (* 1) 9.7 g
・ 78.5 g of propylene glycol monomethyl ether acetate
・ Fluorine nonionic surfactant (* 2) 0.02g
・ Imidazole silane manufactured by Japan Energy, IM-1000 0.1g
* 1) Cabot Corporation legal (particle size: 31 nm, pH: 9, DBP lubrication amount: dispersion liquid in which carbon is dispersed at 42 ml / 100 g (compounding amount of carbon is 45% based on the solid content in the above solution))
* 2) Copolymer of 60% N-butyl perfluorooctanesulfonamidoethyl acrylate and 40% poly (oxyalkylene) acrylate

この感光性樹脂溶液に関して実施例1〜10と同様に現像を行い、現像特性を評価した。評価結果を表6および図5に示す。   The photosensitive resin solution was developed in the same manner as in Examples 1 to 10, and the developing characteristics were evaluated. The evaluation results are shown in Table 6 and FIG.

〔比較例5〕
イミダゾールシラン化合物(IM−1000)を用いなかった以外は実施例12と同様にしてブラックマトリクスを作製し、実施例11と同一の条件で評価した。
〔比較例6〕
イミダゾールシラン化合物(IM−1000)、0.1gの代わりに、信越化学工業株式会社製シランカップリング剤、KBM−403(3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン)を0.1g使用した以外は実施例11と同様にしてブラックマトリクスを作製し、実施例11と同一の条件で評価した。
〔比較例7〕
イミダゾールシラン化合物(IM−1000)、0.1gの代わりに、信越化学工業株式会社製シランカップリング剤、KBM−402(3−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン)を0.1g使用した以外は実施例12と同様にしてブラックマトリクスを作製し、実施例11と同一の条件で評価した。
[Comparative Example 5]
A black matrix was prepared in the same manner as in Example 12 except that the imidazole silane compound (IM-1000) was not used, and evaluated under the same conditions as in Example 11.
[Comparative Example 6]
Performed except that 0.1 g of a silane coupling agent, KBM-403 (3-glycidoxypropyltrimethoxysilane) manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. was used instead of the imidazole silane compound (IM-1000) and 0.1 g. A black matrix was prepared in the same manner as in Example 11, and evaluated under the same conditions as in Example 11.
[Comparative Example 7]
Except for using 0.1 g of the imidazole silane compound (IM-1000) and 0.1 g of a silane coupling agent, KBM-402 (3-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane) manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. A black matrix was prepared in the same manner as in Example 12, and evaluated under the same conditions as in Example 11.

〔比較例8〕
イミダゾールシラン化合物(IM−1000)、0.1gの代わりに、3−(メタクリロキシプロピル)トリメトキシシランを0.1g使用した以外は実施例12と同様にしてブラックマトリクスを作製し、実施例11と同一の条件で評価した。
〔比較例9〕
イミダゾールシラン化合物(IM−1000)、0.1gの代わりに、信越化学工業株式会社製シランカップリング剤、KBE−04(テトラエトキシシラン)を0.1g使用した以外は実施例11と同様にしてブラックマトリクスを作製し、実施例11と同一の条件で評価した。
〔比較例10〕
イミダゾールシラン化合物(IM−1000)、0.1gの代わりに、信越化学工業株式会社製シランカップリング剤、KBM−1003(ビニルトリエトキシシラン)を0.1g使用した以外は実施例11と同様にしてブラックマトリクスを作製し、実施例11と同一の条件で評価した。
実施例11および比較例5〜10の配合表を下記表5に、また結果を下記表6ならびに図5に示す。
[Comparative Example 8]
A black matrix was prepared in the same manner as in Example 12, except that 0.1 g of the imidazole silane compound (IM-1000) and 0.1 g of 3- (methacryloxypropyl) trimethoxysilane were used. The evaluation was performed under the same conditions.
[Comparative Example 9]
In the same manner as in Example 11, except that 0.1 g of the imidazole silane compound (IM-1000) and 0.1 g of a silane coupling agent manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., KBE-04 (tetraethoxysilane), were used. A black matrix was prepared and evaluated under the same conditions as in Example 11.
[Comparative Example 10]
In the same manner as in Example 11 except that 0.1 g of the imidazole silane compound (IM-1000) and 0.1 g of a silane coupling agent KBM-1003 (vinyltriethoxysilane) manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. were used. Then, a black matrix was prepared and evaluated under the same conditions as in Example 11.
The composition table of Example 11 and Comparative Examples 5 to 10 is shown in Table 5 below, and the results are shown in Table 6 below and FIG.

Figure 2004280057
Figure 2004280057

Figure 2004280057
Figure 2004280057

〔実施例12〕
(カラーフィルターの作製)
各色光硬化性組成物を下記のようにして調製した。
光硬化性赤色(R)組成物:実施例10の赤色組成物。
光硬化性緑色(G)組成物:実施例10において、着色剤として使用したC.I.ピグメントレッド254(PR254)/C.I.ピグメントイエロー139(質量比100/17.6)4.28部を、C.I.ピグメントグリーン36(PG36)/C.I.ピグメントイエロー150(PY150)(質量比100/58)5.79部に替えた以外は、実施例10と同様にして緑色光硬化性組成物を調製した。
光硬化性青色(B)組成物:実施例10において、着色剤として使用したC.I.ピグメントレッド254(PR254)/C.I.ピグメントイエロー139(質量比100/17.6)4.28部を、C.I.ピグメントブルー15:6(PB15:6)4.28部に替えた以外は、実施例10と同様にして青色光硬化性組成物を調製した。
光硬化性黒色組成物(ブラックマトリクス用光硬化性組成物):実施例11の黒色組成物。
[Example 12]
(Production of color filter)
Each color photocurable composition was prepared as follows.
Photocurable red (R) composition: Red composition of Example 10.
Photocurable green (G) composition: C.I. used as a colorant in Example 10. I. Pigment Red 254 (PR254) /C.I. I. Pigment Yellow 139 (mass ratio 100 / 17.6) 4.28 parts by C.I. I. Pigment Green 36 (PG36) /C.I. I. Pigment Yellow 150 (PY150) (mass ratio 100/58) A green light curable composition was prepared in the same manner as in Example 10, except that the composition was changed to 5.79 parts.
Photocurable blue (B) composition: C.I. used as a coloring agent in Example 10. I. Pigment Red 254 (PR254) /C.I. I. Pigment Yellow 139 (mass ratio 100 / 17.6) 4.28 parts by C.I. I. Pigment Blue 15: 6 (PB15: 6) A blue light-curable composition was prepared in the same manner as in Example 10, except that 4.28 parts were changed.
Photocurable black composition (photocurable composition for black matrix): Black composition of Example 11.

前記光硬化性黒色組成物を、液晶パネル用無アルカリガラス基板(Corning1737)を1質量%水酸化ナトリウム水溶液にて洗浄した基板、スピンコータを用いて乾燥膜厚1.1μmとなるように塗布した。120℃で120秒間溶剤乾燥後、HITACHI製露光機LE4000Aを用いて、15μm線幅のマスクを通して100mJ/cmで露光をし、富士フイルムアーチ(株)製アルカリ現像液CDK−1の1.0%現像液にて26℃で100秒間現像したところ、鮮明な黒色のパターン像(ブラックマトリクス)を得た。引き続き、流水で20秒間リンスした後、エアナイフで乾燥させ、熱風循環式乾燥機で220℃60分熱処理を行い、ブラックマトリクス基板とした。
次いで、これにマスクを上記ブラックマトリクスに対応した100μmのピクセルサイズのマスクを用い、赤色→緑色→青色の順で各色を順次塗布してパターン像を形成し、カラーフィルターを得た。
即ち、マスク以外はブラックマトリクス形成時と同じ装置、現像液を用い、上記光硬化性赤色組成物を乾燥膜厚1.2μmになるように塗布し、溶剤乾燥後100μmのピクセルサイズのマスクを通して100mJ/cmの露光をし、100秒間現像した。次いで220℃で60分熱処理を行い、赤色のパターン像(赤色画素)を形成した。同様に順次、緑色のパターン像(緑色画素)及び青色のパターン像(青色画素)についても同じマスクで位置をずらし、赤、緑、青と交互になるように露光し、現像条件は80秒〜120秒で安定した鮮明な画素を形成した。また、光学顕微鏡で観察したところ、画素の不具合、あるいは色の重なりや混色、脱色は見つからなかった。
The photocurable black composition was applied to a substrate obtained by washing a non-alkali glass substrate for a liquid crystal panel (Corning 1737) with a 1% by mass aqueous solution of sodium hydroxide, and a dry film thickness of 1.1 μm using a spin coater. After the solvent was dried at 120 ° C. for 120 seconds, exposure was performed at 100 mJ / cm 2 through a mask having a line width of 15 μm using an exposure machine LE4000A manufactured by HITACHI to obtain an alkaline developer CDK-1 manufactured by Fuji Film Arch Co., Ltd. %, A clear black pattern image (black matrix) was obtained. Subsequently, the substrate was rinsed with running water for 20 seconds, dried with an air knife, and heat-treated at 220 ° C. for 60 minutes with a hot air circulation type drier to obtain a black matrix substrate.
Next, using a mask having a pixel size of 100 μm corresponding to the above-mentioned black matrix, each color was sequentially applied in the order of red → green → blue to form a pattern image, thereby obtaining a color filter.
That is, the same photocurable red composition was applied to a dry film thickness of 1.2 μm using the same apparatus and developing solution as in the formation of the black matrix except for the mask, and after drying the solvent, 100 mJ was passed through a 100 μm pixel size mask. / Cm 2 and developed for 100 seconds. Next, heat treatment was performed at 220 ° C. for 60 minutes to form a red pattern image (red pixel). Similarly, the positions of the green pattern image (green pixel) and the blue pattern image (blue pixel) are shifted by the same mask, and exposure is performed alternately with red, green, and blue. A stable and clear pixel was formed in 120 seconds. Observation with an optical microscope revealed no defective pixels, or no color overlap, color mixing, or bleaching.

カラーフィルター製造工程における、多段式コンベクションオーブンのインライン化を表した模式図を示す。FIG. 2 is a schematic diagram showing in-line of a multistage convection oven in a color filter manufacturing process. 実施例および比較例組成物の低温硬化性への影響を示したグラフを示す図である。It is a figure which shows the graph which showed the influence on the low temperature curability of Example and the comparative example composition. 実施例および比較例組成物の迅速硬化性への影響を示したグラフを示す図である。It is a figure which shows the graph which showed the influence on the rapid curability of Example and the comparative example composition. 実施例および比較例組成物の現像性評価結果を示すグラフである。4 is a graph showing the evaluation results of the developability of the compositions of Examples and Comparative Examples. 実施例および比較例組成物の現像性評価結果を示すグラフである。4 is a graph showing the evaluation results of the developability of the compositions of Examples and Comparative Examples.

Claims (11)

着色剤、アルカリ可溶性樹脂、光重合性モノマー、および光重合開始剤を含有する光硬化性着色樹脂組成物において、該光硬化性着色樹脂組成物の固形分中における該着色剤の含有量が10〜70質量%であり、且つイミダゾールシラン化合物を含有することを特徴とする光硬化性着色樹脂組成物。   In a photocurable colored resin composition containing a colorant, an alkali-soluble resin, a photopolymerizable monomer, and a photopolymerization initiator, the content of the colorant in the solid content of the photocurable colored resin composition is 10%. A photocurable colored resin composition, which is 70 to 70% by mass and contains an imidazole silane compound. 前記イミダゾールシラン化合物は、下記一般式(I)で表されるイミダゾール系化合物と下記一般式(II)で表されるエポキシシラン系化合物との反応生成物であるイミダゾールシラン系化合物及び/またはその誘導体化合物である請求項1に記載の光硬化性着色樹脂組成物。
Figure 2004280057
式中、R1は水素原子または炭素数1〜20のアルキル基を表し、R2及びR3はそれぞれ独立に、水素原子、ビニル基または炭素数1〜5のアルキル基を表す。
Figure 2004280057
式中、R4及びR5はそれぞれ独立に、炭素数1〜3のアルキル基を表し、mは1〜20の整数を表し、nは1〜3の整数を表す。
The imidazole silane compound is a reaction product of an imidazole compound represented by the following general formula (I) and an epoxy silane compound represented by the following general formula (II) and / or a derivative thereof. The photocurable colored resin composition according to claim 1, which is a compound.
Figure 2004280057
In the formula, R 1 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, and R 2 and R 3 each independently represent a hydrogen atom, a vinyl group or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.
Figure 2004280057
In the formula, R 4 and R 5 each independently represent an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, m represents an integer of 1 to 20, and n represents an integer of 1 to 3.
前記イミダゾールシラン系化合物が下記一般式(1)〜(3)で表される化合物及び/またはその誘導体化合物の中から選ばれる少なくとも1種からなる請求項1又は2に記載の光硬化性着色樹脂組成物。
Figure 2004280057
式中、R1は水素原子又は炭素数1〜20のアルキル基を表し、R2は水素原子、ビニル基又は炭素数1〜5のアルキル基を表し、R3およびR4はそれぞれ独立に炭素数1〜3のアルキル基を表し、nは1〜3を表す。
The photocurable colored resin according to claim 1 or 2, wherein the imidazole silane-based compound is at least one selected from compounds represented by the following general formulas (1) to (3) and / or derivative compounds thereof. Composition.
Figure 2004280057
In the formula, R 1 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, R 2 represents a hydrogen atom, a vinyl group or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and R 3 and R 4 each independently represent a carbon atom. Represents an alkyl group of Formulas 1 to 3, and n represents 1 to 3.
前記着色剤が黒色系着色剤である請求項1〜3の何れか1項に記載の光硬化性着色樹脂組成物。   The photocurable colored resin composition according to any one of claims 1 to 3, wherein the colorant is a black colorant. 前記黒色系着色剤がカーボンブラックである請求項4に記載の光硬化性着色樹脂組成物。   The photocurable colored resin composition according to claim 4, wherein the black colorant is carbon black. 2官能以上のエポキシ化合物を含有する請求項1〜5の何れか1項に記載の光硬化性着色樹脂組成物。   The photocurable colored resin composition according to any one of claims 1 to 5, further comprising a bifunctional or higher epoxy compound. 熱重合開始剤を含有する請求項6に記載の光硬化性着色樹脂組成物。   The photocurable colored resin composition according to claim 6, further comprising a thermal polymerization initiator. 前記熱重合開始剤が有機過酸化物である請求項7に記載の光硬化性着色樹脂組成物。   The photocurable colored resin composition according to claim 7, wherein the thermal polymerization initiator is an organic peroxide. 前記有機過酸化物が下記一般式(III)で表されるベンゾフェノン系有機過酸化物である請求項8に記載の光硬化性着色樹脂組成物。
Figure 2004280057
式中、R1及びR2はそれぞれ独立に、炭素数1〜20のアルキル基又はアラルキル基を表し、R3及びR4はそれぞれ独立に、水素原子、カルボキシル基、炭素数1〜10のアルキル基、炭素数1〜10のアルコキシ基、炭素数1〜10のハロゲン化アルキル基、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基又は炭素数2〜20のジアルキルアミノ基を表し、qは0,1または2であり、rは1,2または3である。
The photocurable colored resin composition according to claim 8, wherein the organic peroxide is a benzophenone-based organic peroxide represented by the following general formula (III).
Figure 2004280057
In the formula, R 1 and R 2 each independently represent an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms or an aralkyl group, and R 3 and R 4 each independently represent a hydrogen atom, a carboxyl group, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms. Represents an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, a halogenated alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a halogen atom, a cyano group, a nitro group or a dialkylamino group having 2 to 20 carbon atoms, and q represents 0, 1 or 2 And r is 1, 2, or 3.
前記ベンゾフェノン系有機過酸化物が下記式(1)〜(5)の化合物の少なくとも1種である請求項9に記載の光硬化性着色樹脂組成物。
Figure 2004280057
The photocurable colored resin composition according to claim 9, wherein the benzophenone-based organic peroxide is at least one of compounds represented by the following formulas (1) to (5).
Figure 2004280057
請求項1〜10の何れか1項に記載の光硬化性着色樹脂組成物からなる塗布液を基板上に塗布し、製膜した後、フォトリソグラフィ法により露光、現像することによって単色のパターン形成をする工程を各色について繰り返すことによって作成されたカラーフィルター。   A coating liquid comprising the photocurable colored resin composition according to any one of claims 1 to 10, applied on a substrate, formed into a film, and then exposed and developed by photolithography to form a monochromatic pattern. A color filter created by repeating the process of performing for each color.
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