JP2010276704A - 感光性樹脂組成物、当該感光性樹脂組成物を用いたカラーフィルター及び当該カラーフィルターを用いた表示装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】少なくとも光硬化性樹脂成分、光重合開始剤、及び2次酸化防止剤を含み、且つ、前記2次酸化防止剤の含有量が、輝度評価試験において、輝度低下率が2次酸化防止剤非含有感光性樹脂組成物の輝度低下率未満であり、且つ、残膜率低下率評価試験において、残膜率低下率が15%未満となる感度を有する効果を奏する含有量であることを特徴とする、感光性樹脂組成物。
【選択図】図1
Description
一般にカラー液晶表示装置(101)は、図2に示すように、カラーフィルター1とTFT基板等の電極基板2とを対向させて1〜10μm程度の間隙部3を設け、当該間隙部3内に液晶化合物Lを充填し、その周囲をシール材4で密封した構造をとっている。カラーフィルター1は、透明基板5上に、着色層間の境界部を遮光するために所定のパターンに形成された遮光層(ブラックマトリックス層)6と、各画素を形成するために複数の色(通常、赤(R)、緑(G)、青(B)の3原色)を所定順序に配列した着色層7と、保護膜8と、透明電極膜9とが、透明基板に近い側からこの順に積層された構造をとっている。また、カラーフィルター1及びこれと対向する電極基板2の内面側には配向膜10が設けられる。さらに間隙部3には、カラーフィルター1と電極基板2の間のセルギャップを一定且つ均一に維持するために、スペーサーが設けられる。スペーサーとしては一定粒子径を有するビーズスペーサー11を分散したり、又は、図3に示すようにセルギャップに対応する高さを有する柱状スペーサー12を、カラーフィルターの内面側であって遮光層6が形成されている位置と重なり合う領域に形成したりする。そして、各色に着色された着色層それぞれ又はカラーフィルターの背後にある液晶層の光透過率を制御することによってカラー画像が得られる。
前記輝度を測定する工程は、具体的には、本発明に係る感光性樹脂組成物を用いて製造されたカラーフィルター(カラーフィルターの製造方法については後述する)の現像処理後、及びポストベイク後の着色層の輝度を、顕微分光光度計を用いて測定する工程のことをいう。
前記輝度低下率を算出・評価する工程は、具体的には、{([現像処理後の輝度]−[ポストベイク後の輝度])/[現像処理後の輝度]}×100(%)=輝度低下率(%)として、輝度低下率を算出する工程、及び、当該輝度低下率を輝度低下抑制効果評価基準によって評価する工程を有する。
なお、輝度低下抑制効果評価基準によって評価する工程においては、本発明に係る感光性樹脂組成物を用いて製造されたカラーフィルターの輝度低下率の値と、2次酸化防止剤非含有感光性樹脂組成物を用いて製造されたカラーフィルターの輝度低下率の値とを比較することによって評価を行う。
前記膜厚を測定する工程は、具体的には、本発明に係る感光性樹脂組成物を用いて製造されたカラーフィルターと、2次酸化防止剤非含有感光性樹脂組成物を用いて製造されたカラーフィルターについて、露光後、及びポストベイク後の着色層の各膜厚を、膜厚計を用いて測定する工程のことをいう。
前記残膜率低下率を算出・評価する工程は、具体的には、本発明に係る感光性樹脂組成物を用いて製造されたカラーフィルターと、2次酸化防止剤非含有感光性樹脂組成物を用いて製造されたカラーフィルターについて、それぞれ([ポストベイク後の着色層の膜厚]/[露光後の着色層の膜厚])×100(%)=残膜率(%)として、残膜率を算出する工程、及び、当該残膜率の値を用いて、{([2次酸化防止剤非含有感光性樹脂組成物を用いて製造されたカラーフィルターの残膜率]−[本発明に係る感光性樹脂組成物を用いて製造されたカラーフィルターの残膜率])/[2次酸化防止剤非含有感光性樹脂組成物を用いて製造されたカラーフィルターの残膜率]}×100(%)=残膜率低下率(%)として、残膜率低下率を算出する工程、及び、当該残膜率低下率を感度評価基準によって評価する工程を有する。なお、本発明に係る感光性樹脂組成物を用いて製造されたカラーフィルターの評価時の露光量と、2次酸化防止剤非含有感光性樹脂組成物を用いて製造されたカラーフィルターの評価時の露光量は、同等とする。
なお、前記膜厚を測定する工程において用いることのできる膜厚計としては、触針式膜厚計を例示することができるが、必ずしもこれに限られることはない。
本発明の感光性樹脂組成物の主な特徴の1つとして、2次酸化防止剤を含有することが挙げられる。
カラーフィルターを作製する工程における焼成等の加熱工程において、カラーフィルター内の感光性樹脂組成物が酸化を起こすことが、感光性樹脂組成物を劣化させ、ひいては、カラーフィルターの輝度向上を阻む主な原因になると考えられた。
光硬化性樹脂成分を有する感光性樹脂組成物は、ラジカルの適度な発生が光硬化に必要であることから、ラジカル自体を補足してしまうような、例えば、フェノール系酸化防止剤などの1次酸化防止剤を用いてしまうと、輝度低下低減のメリットと共に、感度が低下してしまうというデメリットも生じてしまう。また、硬化自体が十分に進行しないことにより、樹脂自体の劣化を促進し、輝度が低減してしまうというデメリットも共に生じる。
本発明の感光性樹脂組成物は、2次酸化防止剤を含有することによって、後述する過酸化物の分解を行うことにより、過酸化物のラジカルへの変換機構を阻害することができ、光硬化反応の進行を阻害すること無く、輝度の低下を低減させることを可能にする。
2次酸化防止剤は、分子量2500以下であることが好ましい。このように、適切な分子量を有する2次酸化防止剤を有することにより、加熱工程により生じる過酸化物を分解でき、したがって本発明の効果である輝度の低下の低減効果を得ることができる。
リン系酸化防止剤とは、少なくとも1つのリン原子上に、少なくとも1つのアルコキシ基又はアリールオキシ基を有する化学構造を有する酸化防止剤のことであり、具体的には、リン原子上に3つのアルコキシ基及び/又はアリールオキシ基を有する化学構造である亜リン酸トリエステル構造を有する酸化防止剤であることが好ましい。
硫黄系酸化防止剤とは、少なくとも1つの硫黄原子を有する化学構造を有する酸化防止剤のことであり、具体的には、当該硫黄原子上に2本のアルキル鎖が付加したチオエーテルであり、且つ、当該アルキル鎖上の1つ以上の水素原子の代わりに、脂肪酸エステルが置換している化学構造を有する酸化防止剤であることが好ましい。
なお、リン系酸化防止剤は、全固形分に対して0.05質量%以上含有することが特に好ましく、0.1質量%以上含有することが最も好ましい。また、リン系酸化防止剤は、全固形分に対して8質量%以下含有することが特に好ましく、5質量%以下含有することが最も好ましい。
なお、硫黄系酸化防止剤は、全固形分に対して0.05質量%以上含有することが特に好ましく、0.1質量%以上含有することが最も好ましい。また、硫黄系酸化防止剤は、全固形分に対して15質量%以下含有することが特に好ましく、10質量%以下含有することが最も好ましい。
なお、2次酸化防止剤の総量としては、光硬化性樹脂成分、光重合開始剤、顔料及び顔料分散剤の合計量に対して0.05質量%以上含有することが特に好ましく、0.1質量%以上含有することが最も好ましい。また、2次酸化防止剤の総量としては、光硬化性樹脂成分、光重合開始剤、顔料及び顔料分散剤の合計量に対して10質量%以下含有することが特に好ましく、8質量%以下含有することが最も好ましい。
さらに、2次酸化防止剤全体におけるリン系酸化防止剤の含有量が0.05質量%以上であることが特に好ましい。また、2次酸化防止剤全体におけるリン系酸化防止剤の含有量が8質量%以下含有することが特に好ましく、5質量%以下含有することが最も好ましい。
i)重合体
紫外線、電子線等の光により重合硬化させることができる光硬化性樹脂を含むバインダー形成系においては、成膜性や被塗工面に対する密着性を付与することを目的として比較的分子量の高い重合体を含むことが好ましい。ここでいう比較的分子量が高いとは、所謂モノマーやオリゴマーよりも分子量が高いことをいい、重量平均分子量5,000以上を目安にすることができる。比較的分子量の高い重合体としては、それ自体は重合反応性のない重合体、及び、それ自体が重合反応性を有する重合体のいずれを用いてもよく、また、2種以上を組み合わせて用いても良い。そして、比較的分子量の高い重合体を主体とし、必要に応じて、多官能のモノマーやオリゴマー、単官能のモノマーやオリゴマー、光により活性化する光重合開始材、及び、増感剤などを配合して、光硬化性バインダー形成系を構成する。
より具体的には、メタクリル酸/ベンジルメタクリレート共重合体、メタクリル酸/ベンジルメタクリレート/スチレン共重合体、ベンジルメタクリレート/スチレン共重合体、ベンジルメタクリレートマクロモノマー/スチレン共重合体、ベンジルメタクリレート/スチレンマクロモノマー共重合体などを例示することができる。
各種のエチレン性二重結合含有化合物は、それ自体が重合反応性を有し、光硬化性樹脂として利用できる。
それ自体が重合硬化できる重合性を有する比較的分子量の高い重合体を用いる場合にも、塗膜の強度や基盤に対する密着性を向上させるためには、多官能のモノマーやオリゴマーなどの多官能重合性成分を配合するのが好ましい。重合性を有する比較的分子量の高い重合体の分子は、比較的分子量の高い重合体同士で重合するだけでなく、多官能モノマー等の他の重合性成分とも重合してネットワークを形成し、硬化する。
塗工膜のネットワーク構造を形成する多官能重合性成分としては、2官能以上のモノマー又はオリゴマーを用いることができる。光硬化性樹脂に十分な膜強度や密着性を付与するために、通常は4官能以上のモノマーやオリゴマーが用いられている。
また、光硬化性バインダー形成系には、必要に応じて、単官能のモノマー、オリゴマーを配合してもよい。
単官能のモノマー、オリゴマーとしては、例えば、スチレン、酢酸ビニル等のビニルモノマーや、n−ヘキシルアクリレート、フェノキシエチルアクリレート等の単官能アクリルモノマーを例示することができる。
光硬化性バインダー形成系には、通常、使用する光源の波長に対して活性を有する光重合開始剤が配合される。光重合開始剤は、樹脂や多官能モノマーの反応形式の違い(例えばラジカル重合やカチオン重合など)や、各材料の種類を考慮して適宜選択されるが、例えば、1−ヒドロキシシクロヘキシル−フェニルケトン、2,2−ジメトキシ−1,2−ジフェニルエタン−1−オン、2−メチル−1−〔4−(メチルチオ)フェニル〕−2−モンフォリノプロパン−1−オン、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)−ブタン−1−オン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニル−プロパン−1−オン、1−〔4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル〕−2−ヒドロキシ−2−メチル−1−プロパン−1−オン、2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニル−フォスフィンオキサイド、ビスアシルフォスフィンオキサイド、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、2−イソプロピルチオキサントン、2,4−ジエチルチオキサントン、2−(3−ジメチルアミノ−2−ヒドロキシプロポキシ)−3,4−ジメチル−9H−チオキサントン−9−オンメソクロライド、ベンゾフェノン、o−ベンゾイル安息香酸メチル、4−ベンゾイル−4'−メチル−ジフェニルサルファイド、3,3',4,4'−テトラ(t−ブチルパーオキシカルボニル)、p−ジメチルアミノ安息香酸エチルエステル、p−ジメチルアミノ安息香酸イソアミルエステル、1,3,5−トリアクロイルヘキサヒドロ−s−トリアジン、2−〔2−(5−メチルフラン−2−イル)エテニル〕−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−〔2−(フラン−2−イル)エテニル〕−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、メチルベンゾイルホルメート、2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルフォスフィンオキサイドなどの光重合開始剤を用いることができる。本発明においては、市販の重合開始剤を用いることもでき、例えば、イルガキュア184、イルガキュア369、イルガキュア651、イルガキュア907(以上いずれも商品名。チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製)、ダロキュアー(商品名。メルク社製)、アデカ1717(商品名。旭電化工業株式会社製)等のケトン系化合物、および2,2'−ビス(o−クロロフェニル)−4,5,4'−テトラフェニル−1,2'ビイミダゾール(黒金化成株式会社製)等のビイミダゾール系化合物が好ましい。
また、硬化した感光性樹脂組成物層に十分な密着性、強度、硬度を付与するためには、顔料やその他の成分を含めた感光性樹脂組成物の固形分全量に占めるバインダー形成系成分の合計割合を30質量%以上とするのが好ましい。
本発明に用いる感光性樹脂組成物における着色剤としては、公知の有機着色剤及び無機着色剤の中から任意のものを選んで使用することができる。有機着色剤としては、例えば、染料、有機顔料、天然色素等を用いることができる。また、無機着色剤としては、例えば、無機顔料、体質顔料等を用いることができる。これらの中で有機顔料は、発色性が高く、耐熱性も高いので、好ましく用いられる。有機顔料としては、例えばカラーインデックス(C.I.;The Society of Dyers and Colourists 発行)においてピグメント(Pigment)に分類されている化合物、具体的には、下記のようなカラーインデックス(C.I.)番号が付されているものを挙げることができる。
本発明に用いる感光性樹脂組成物において、顔料は、感光性樹脂組成物中の光硬化性樹脂成分、光重合開始剤、顔料及び顔料分散剤の合計量に対して、通常は1〜60質量%、好ましくは15〜40質量%の割合で配合される。顔料が少なすぎると、感光性樹脂組成物を所定の膜厚(通常は0.1〜2.0μm)に塗布した際の透過濃度が十分でないおそれがある。また、顔料が多すぎると、感光性樹脂組成物を基板上へ塗布し硬化させた際の基板への密着性、硬化膜の表面荒れ、塗膜硬さ等の塗膜としての特性が不十分となるおそれがある。
顔料分散剤は、上記顔料を良好に分散させるために顔料分散液中に更に配合されることが好ましい。顔料分散剤としては、例えば、カチオン系、アニオン系、ノニオン系、両性、シリコーン系、フッ素系等の界面活性剤を使用できる。界面活性剤の中でも、次に例示するような高分子界面活性剤(高分子分散剤)が好ましい。また、溶剤に少量溶解するような顔料誘導体を顔料分散剤として用いてもよい。
本発明においては、市販の分散剤を用いることもでき、例えば、ソルスパース3000、5000、9000、12000、13240、13940、17000、20000、24000、26000、および28000等の各種ソルスパース分散剤(以上いずれも商品名。ゼネカ株式会社製)、ならびにDisperbyk111(商品名。ビックケミー・ジャパン株式会社製)が好ましい。
本発明において、カラーフィルター用顔料分散液には、顔料を分散させるために溶剤が含まれる。
本発明の顔料分散液に用いる溶剤としては、例えば、メチルアルコール、エチルアルコール、N−プロピルアルコール、i−プロピルアルコールなどのアルコール系溶剤;メトキシアルコール、エトキシアルコールなどのセロソルブ系溶剤;メトキシエトキシエタノール、エトキシエトキシエタノールなどのカルビトール系溶剤;酢酸エチル、酢酸ブチル、メトキシプロピオン酸メチル、エトキシプロピオン酸エチル、乳酸エチルなどのエステル系溶剤;アセトン、 メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、メチルエチルケトンなどのケトン系溶剤;メトキシエチルアセテート、メトキシプロピルアセテート、メトキシブチルアセテート、エトキシエチルアセテート、セロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテート、ブチルセロソルブアセテートなどのセロソルブアセテート系溶剤;カルビトールアセテート、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、メトキシエトキシエチルアセテート、エトキシエトキシエチルアセテートなどのカルビトールアセテート系溶剤;ジエチルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、テトラヒドロフラン、などのエーテル系溶剤;N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドンなどの非プロトン性アミド溶剤;γ−ブチロラクトンなどのラクトン系溶剤;ベンゼン、トルエン、キシレン、ナフタレンなどの不飽和炭化水素系溶剤;N−ヘプタン、N−ヘキサン、N−オクタンなどの飽和炭化水素系溶剤などの有機溶剤;プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、および3−メトキシブチルアセテート、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールジブチルエーテルなどの有機溶剤が挙げられる。中でも、本発明に用いる溶剤としては、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテル及び3−メトキシブチルアセテートよりなる群から選択される1種以上であることが、他の成分の溶解性や塗布適性の点から好ましい。
本発明において、顔料分散液は、以上のような溶剤を、当該溶剤を含む顔料分散液の全量に対して、通常は60〜85質量%の割合で用いて調製する。溶剤が少なすぎると、粘度が上昇し、顔料分散性や顔料分散経時安定性が低下しやすい。また、溶剤が多すぎると、顔料濃度が低下し、樹脂組成物を調製後目標とする色度座標に達成することが困難な場合がある。
本発明の感光性樹脂組成物には、必要に応じて、その他の添加剤を1種又は2種以上配合することができる。そのような添加剤としては、増感剤、硬化促進剤(連鎖移動剤)、分散助剤、充填剤、密着促進剤、紫外線吸収剤、凝集防止剤等を例示することができる。
このカラーフィルター103は、透明基板5に必要に応じて、所定のパターンで形成された遮光層6と、当該遮光層上に所定のパターンで形成した着色層7(7R,7G,7B)と、必要に応じて、当該着色層を覆うように形成された保護膜8を備えている。保護膜上に必要に応じて液晶駆動用の透明電極9が形成される場合もある。カラーフィルター103の最内面、この場合には透明電極上には、配向膜10が形成される。
遮光層の厚さは、適応するカラーフィルターにより異なり、0.5〜2.5μm程度とする。
着色層の厚さは、通常、0.5〜2.5μm程度とする。
保護膜を形成する場合の保護膜の厚さは、樹脂組成物の光透過率、カラーフィルターの表面状態等を考慮して設定し、例えば、0.1〜2.0μm程度とする。
(実施例1)
着色組成物の調製
顔料に配合するための硬化性樹脂組成物を以下の方法で調製した。重合槽中にメタクリル酸メチル(MMA)を63質量部、アクリル酸(AA)を12質量部、メタクリル酸−2−ヒドロキシエチル(HEMA)を6質量部、ジエチレングリコールジメチルエーテル(DMDG)を88質量部仕込み、攪拌し溶解させた後、2,2'−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)を7質量部添加し、均一に溶解させた。その後、窒素気流下、85℃で2時間攪拌し、更に100℃で1時間反応させた。得られた溶液に、更にメタクリル酸グリシジル(GMA)を7質量部、トリエチルアミンを0.4質量部、及びハイドロキノンを0.2質量部添加し、100℃で5時間攪拌し、共重合樹脂溶液(固形分50%)を得た。
共重合樹脂溶液(固形分50%)の組成
・メタクリル酸メチル(MMA)(株式会社クラレ製): 63質量部
・アクリル酸(AA)(日本触媒製): 12質量部
・メタクリル酸−2−ヒドロキシエチル(HEMA)(日本触媒製): 6質量部
・ジエチレングリコールジメチルエーテル(DMDG)(純正化学社製): 88質量部
・2,2'−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)(商品名:ABN−R、株式会社日本ファインケム社製): 7質量部
・メタクリル酸グリシジル(GMA)(日本油脂株式会社製): 7質量部
・トリエチルアミン(和光純薬社製): 0.4質量部
・ハイドロキノン(精工化学社製): 0.2質量部
硬化性樹脂組成物の組成
・上記共重合樹脂溶液(固形分50%): 16質量部
・ジペンタエリスリトールペンタアクリレート(商品名:SR399、サートマー社製):
24質量部
・オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂(商品名:エピコート180S70、油化シェルエポキシ社製): 4質量部
・2−メチル−1−(4−メチルチオフェニル)−2−モルフォリノプロパン−1−オン(商品名:イルガキュア907、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製): 4質量部
・ジエチレングリコールジメチルエーテル(純正化学社製): 52質量部
青色着色組成物の組成
・色材:C.I.ピグメントブルー15:6(商品名:Chromofine Blue5201A、大日精化工業製) 4質量部
・分散剤:Disperbyk111(商品名。ビックケミー・ジャパン社製) 1.6質量部
・上記硬化性樹脂組成物: 20.8質量部
・溶剤:3−メトキシブチルアセテート(ダイセル化学工業株式会社製)73.6質量部
また、下記表1に示すように、リン系2次酸化防止剤の一種である、6−[3−(3−t−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)プロポキシ]−2,4,8,10−テトラ−t−ブチルジベンズ[d,f][1,3,2]ジオキサフォスフェピン(商品名:SumilizerGP、住友化学製)を、光硬化性樹脂成分、光重合開始剤、顔料及び顔料分散剤の合計量に対して、1質量%加えた。
光硬化性樹脂成分、光重合開始剤、顔料、顔料分散剤、及び溶剤の各分量は実施例1と同様である。また、下記表1に示すように、硫黄系2次酸化防止剤の一種である、ジミリスチルチオジプロピオネート(商品名:Sumilizer TPM、住友化学製)を、光硬化性樹脂成分、光重合開始剤、顔料及び顔料分散剤の合計量に対して、5質量%加えた。
光硬化性樹脂成分、光重合開始剤、顔料、顔料分散剤、及び溶剤の各分量は実施例1と同様である。また、下記表1に示すように、リン系2次酸化防止剤の一種である、6−[3−(3−t−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)プロポキシ]−2,4,8,10−テトラ−t−ブチルジベンズ[d,f][1,3,2]ジオキサフォスフェピン(商品名:SumilizerGP、住友化学製)を、固形分全量に対して1質量%加えた。さらに、硫黄系酸化防止剤の一種である、ジミリスチルチオジプロピオネート(商品名:Sumilizer TPM、住友化学製)を、光硬化性樹脂成分、光重合開始剤、顔料及び顔料分散剤の合計量に対して、1質量%加えた。
光硬化性樹脂成分、光重合開始剤、顔料、顔料分散剤、及び溶剤の各分量は実施例1と同様である。また、下記表1に示すように、酸化防止剤は加えなかった。
光硬化性樹脂成分、光重合開始剤、顔料、顔料分散剤、及び溶剤の各分量は実施例1と同様である。また、下記表1に示すように、1次酸化防止剤の一種である、2,6−ジ−t−ブチル−p−クレゾールを、光硬化性樹脂成分、光重合開始剤、顔料及び顔料分散剤の合計量に対して、0.5質量%加えた。
光硬化性樹脂成分、光重合開始剤、顔料、顔料分散剤、及び溶剤の各分量は実施例1と同様である。また、下記表1に示すように、リン系2次酸化防止剤の一種である、6−[3−(3−t−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)プロポキシ]−2,4,8,10−テトラ−t−ブチルジベンズ[d,f][1,3,2]ジオキサフォスフェピン(商品名:SumilizerGP、住友化学製)を、光硬化性樹脂成分、光重合開始剤、顔料及び顔料分散剤の合計量に対して、0.005質量%加えた。
光硬化性樹脂成分、光重合開始剤、顔料、顔料分散剤、及び溶剤の各分量は実施例1と同様である。また、下記表1に示すように、リン系2次酸化防止剤の一種である、6−[3−(3−t−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)プロポキシ]−2,4,8,10−テトラ−t−ブチルジベンズ[d,f][1,3,2]ジオキサフォスフェピン(商品名:SumilizerGP、住友化学製)を、光硬化性樹脂成分、光重合開始剤、顔料及び顔料分散剤の合計量に対して、20質量%加えた。
光硬化性樹脂成分、光重合開始剤、顔料、顔料分散剤、及び溶剤の各分量は実施例1と同様である。また、下記表1に示すように、硫黄系2次酸化防止剤の一種である、ジミリスチルチオジプロピオネート(商品名:Sumilizer TPM、住友化学製)を、光硬化性樹脂成分、光重合開始剤、顔料及び顔料分散剤の合計量に対して、0.005質量%加えた。
光硬化性樹脂成分、光重合開始剤、顔料、顔料分散剤、及び溶剤の各分量は実施例1と同様である。また、下記表1に示すように、硫黄系2次酸化防止剤の一種である、ジミリスチルチオジプロピオネート(商品名:Sumilizer TPM、住友化学製)を、光硬化性樹脂成分、光重合開始剤、顔料及び顔料分散剤の合計量に対して、30質量%加えた。
光硬化性樹脂成分、光重合開始剤、顔料、顔料分散剤、及び溶剤の各分量は実施例1と同様である。また、下記表1に示すように、リン系2次酸化防止剤の一種である、6−[3−(3−t−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)プロポキシ]−2,4,8,10−テトラ−t−ブチルジベンズ[d,f][1,3,2]ジオキサフォスフェピン(商品名:SumilizerGP、住友化学製)を、固形分全量に対して0.005質量%加えた。さらに、硫黄系酸化防止剤の一種である、ジミリスチルチオジプロピオネート(商品名:Sumilizer TPM、住友化学製)を、光硬化性樹脂成分、光重合開始剤、顔料及び顔料分散剤の合計量に対して、0.002質量%加えた。
光硬化性樹脂成分、光重合開始剤、顔料、顔料分散剤、及び溶剤の各分量は実施例1と同様である。また、下記表1に示すように、リン系2次酸化防止剤の一種である、6−[3−(3−t−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)プロポキシ]−2,4,8,10−テトラ−t−ブチルジベンズ[d,f][1,3,2]ジオキサフォスフェピン(商品名:SumilizerGP、住友化学製)を、固形分全量に対して15質量%加えた。さらに、硫黄系酸化防止剤の一種である、ジミリスチルチオジプロピオネート(商品名:Sumilizer TPM、住友化学製)を、光硬化性樹脂成分、光重合開始剤、顔料及び顔料分散剤の合計量に対して、5質量%加えた。
上述した実施例1乃至3、及び、比較例1乃至8の感光性樹脂組成物(青色着色組成物)を用いた青色フィルターをそれぞれ作製した。
0.7mmのガラス基板(旭硝子株式会社製 AN材)にスピンコーターを用いて、上記感光性樹脂組成物(青色着色組成物)を塗布して、80℃で3分間プリベークし、塗膜を乾燥させた。さらに、次に乾燥塗膜に所定のマスクを用いて高圧水銀ランプにて200mJ/cm2で露光後、アルカリ現像を行ない、200℃で30分間ポストベイクして青色フィルターを作製した。
上述した実施例1乃至3、及び、比較例2及至8の感光性樹脂組成物(以下、これらをまとめて酸化防止剤含有感光性樹脂組成物ということがある。)を用いた青色フィルターについて、輝度評価試験及び残膜率低下率評価試験を行い、輝度低下抑制効果及び感度の評価を行った。なお、比較例1の感光性樹脂組成物は、酸化防止剤非含有感光性樹脂組成物として輝度低下率及び残膜率を測定し、酸化防止剤含有感光性樹脂組成物の輝度低下抑制効果の評価基準、及び当該組成物の残膜率低下率の算出に用いた。
カラーフィルターの輝度を測定する工程においては、実施例1乃至3、及び、比較例1乃至8の感光性樹脂組成物を用いて製造された青色フィルターの現像処理後、及びポストベイク後の輝度を顕微分光光度計(型番:OSP−SP200、オリンパス社製)を用いてそれぞれ測定した。
次に、輝度低下率を算出・評価する工程においては、{([現像処理後の輝度]−[ポストベイク後の輝度])/[現像処理後の輝度]}×100(%)=輝度低下率(%)として輝度低下率をそれぞれ算出し、且つ、当該輝度低下率を用いて、下記輝度低下抑制効果評価基準に基づいて評価した。
まず、カラーフィルター中の着色層の膜厚を測定する工程においては、実施例1乃至3、及び、比較例1乃至8の感光性樹脂組成物を用いて製造された青色フィルターの露光後とポストベイク後の青色着色層の膜厚を、触針式膜厚計(型番:P−15、ケー・エル・エーテンコール株式会社製)を用いてそれぞれ測定した。
次に、残膜率低下率を算出・評価する工程においては、酸化防止剤含有感光性樹脂組成物(実施例1乃至3、及び、比較例2乃至8)を用いて製造された青色フィルターと、酸化防止剤非含有感光性樹脂組成物(比較例1)を用いて製造された青色フィルターについて、それぞれ([ポストベイク後の着色層の膜厚]/[露光後の着色層の膜厚])×100(%)=残膜率(%)として、残膜率を算出した。さらに、当該残膜率の値を用いて、{([酸化防止剤非含有感光性樹脂組成物を用いて製造された青色フィルターの残膜率]−[酸化防止剤含有感光性樹脂組成物を用いて製造された青色フィルターの残膜率])/[酸化防止剤非含有感光性樹脂組成物を用いて製造された青色フィルターの残膜率]}×100(%)=残膜率低下率(%)として、残膜率低下率を算出し、且つ、当該残膜率低下率を用いて、下記感度評価基準に基づいてそれぞれ評価した。
輝度低下抑制効果及び感度の評価については以下に示す通り、○、×で評価した。なお、輝度低下抑制効果の評価基準は、酸化防止剤非含有感光性樹脂組成物である比較例1の輝度低下率(12%)を基準の1つとした。結果は上記表1に示した。
○:輝度低下率が12%未満
×:輝度低下率が12%以上
[感度評価基準]
○:残膜率低下率が15%未満
×:残膜率低下率が15%以上
上記表1に基づいて、まず、同一のリン系2次酸化防止剤をそれぞれ異なる添加率で用いた場合である実施例1、比較例3及び4、並びに、酸化防止剤を添加していない場合である比較例1について比較検討する。
リン系2次酸化防止剤の一種である6−[3−(3−t−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)プロポキシ]−2,4,8,10−テトラ−t−ブチルジベンズ[d,f][1,3,2]ジオキサフォスフェピン(以下、特に断りのない限りにおいて、リン系2次酸化防止剤と略す。)の添加率が0質量%、すなわち酸化防止剤無添加である場合(比較例1)、及び、当該添加率が0.005質量%である場合(比較例3)においては、輝度低下抑制効果の評価は×であった。これは、当該添加率が0.01質量%未満においては、2次酸化防止剤の添加率が低すぎることによって、本発明の効果である十分な輝度低下抑制効果が得られないことを示唆している。当該添加率が1質量%の場合(実施例1)においては、輝度低下抑制効果及び感度の評価はともに○である。しかし、当該添加率が20質量%の場合(比較例4)においては、感度の評価は×であった。これは、当該添加率が10質量%を超える値においては、2次酸化防止剤の添加率が高すぎることによって、カラーフィルターに必要なだけの感度が得られないことを示唆している。
硫黄系2次酸化防止剤の一種であるジミリスチルチオジプロピオネート(以下、特に断りのない限りにおいて、硫黄系2次酸化防止剤と略す。)の添加率が0質量%、すなわち酸化防止剤無添加である場合(比較例1)、及び、当該添加率が0.005質量%である場合(比較例5)においては、輝度低下抑制効果の評価は×であった。これは、当該添加率が0.01質量%未満においては、2次酸化防止剤の添加率が低すぎることによって、本発明の効果である十分な輝度低下抑制効果が得られないことを示唆している。当該添加率が5質量%の場合(実施例2)においては、輝度低下抑制効果及び感度の評価はともに○である。しかし、当該添加率が30質量%の場合(比較例6)においては、感度の評価は×であった。これは、当該添加率が20質量%を超える値においては、2次酸化防止剤の添加率が高すぎることによって、カラーフィルターに必要なだけの感度が得られないことを示唆している。
まず、リン系2次酸化防止剤(添加率:0.005質量%)と硫黄系2次酸化防止剤(添加率:0.002質量%)を併用した場合(比較例7)においては、輝度低下抑制効果の評価は×であった。これは、リン系2次酸化防止剤及び硫黄系2次酸化防止剤を併用した場合、これら2次酸化防止剤の添加率の合計が0.01質量%未満においては、2次酸化防止剤の添加率の合計が低すぎることによって、本発明の効果である十分な輝度低下抑制効果が得られないことを示唆している。また、本比較例7の結果は、リン系2次酸化防止剤及び硫黄系2次酸化防止剤を併用した場合には、リン系2次酸化防止剤の添加率が0.01質量%未満においては、リン系2次酸化防止剤の添加率が低すぎることによって、本発明の効果である十分な輝度低下抑制効果が得られないことを示唆している。
リン系2次酸化防止剤(添加率:1質量%)と硫黄系2次酸化防止剤(添加率:1質量%)を併用した場合(実施例3)は、輝度低下抑制効果及び感度の評価はともに○であった。しかし、リン系2次酸化防止剤(添加率:15質量%)と硫黄系2次酸化防止剤(添加率:5質量%)を併用した場合(比較例8)においては、感度の評価は×であった。
これは、リン系2次酸化防止剤及び硫黄系2次酸化防止剤を併用した場合、これら2次酸化防止剤の添加率の合計が15質量%を超える値においては、2次酸化防止剤の添加率が高すぎることによって、カラーフィルターに必要なだけの感度が得られないことを示唆している。また、本比較例8の結果は、リン系2次酸化防止剤及び硫黄系2次酸化防止剤を併用した場合には、リン系2次酸化防止剤の添加率が10質量%を超える値においては、2次酸化防止剤の添加率が高すぎることによって、カラーフィルターに必要なだけの感度が得られないことを示唆している。
2 電極基板
3 間隙部
4 シール材
5 透明基板
6 ブラックマトリックス層
7(7R、7G、7B) 着色層
8 保護膜
9 透明電極膜
10 配向膜
11 ビーズスペーサー
12 柱状スペーサー
101、102 カラー液晶表示装置
103 カラーフィルター
Claims (7)
- 少なくとも光硬化性樹脂成分、光重合開始剤、及び2次酸化防止剤を含み、且つ、
前記2次酸化防止剤の含有量が、輝度評価試験において、輝度低下率が2次酸化防止剤非含有感光性樹脂組成物の輝度低下率未満であり、且つ、残膜率低下率評価試験において、残膜率低下率が15%未満となる感度を有する効果を奏する含有量であることを特徴とする、感光性樹脂組成物。 - 前記2次酸化防止剤がリン系酸化防止剤及び/又は硫黄系酸化防止剤であることを特徴とする、請求項1に記載の感光性樹脂組成物。
- さらに、顔料、顔料分散剤、及び溶剤を含み、
前記光硬化性樹脂成分、前記光重合開始剤、前記顔料及び前記顔料分散剤の合計量に対して、前記リン系酸化防止剤を0.01〜10質量%含有することを特徴とする、請求項2に記載の感光性樹脂組成物。 - さらに、顔料、顔料分散剤、及び溶剤を含み、
前記光硬化性樹脂成分、前記光重合開始剤、前記顔料及び前記顔料分散剤の合計量に対して、前記硫黄系酸化防止剤を0.01〜20質量%含有することを特徴とする、請求項2に記載の感光性樹脂組成物。 - さらに、顔料、顔料分散剤、及び溶剤を含み、
前記光硬化性樹脂成分、前記光重合開始剤、前記顔料及び前記顔料分散剤の合計量に対して、前記リン系酸化防止剤及び硫黄系酸化防止剤を合計で0.01〜15質量%含有し、且つ、前記光硬化性樹脂成分、前記光重合開始剤、前記顔料及び前記顔料分散剤の合計量に対して、前記リン系酸化防止剤の含有量は0.01〜10質量%であることを特徴とする、請求項2に記載の感光性樹脂組成物。 - 基板の一面側に少なくとも請求項1乃至5のいずれか一項に記載の感光性樹脂組成物を硬化させた層を有することを特徴とする、カラーフィルター。
- 請求項6に記載のカラーフィルターを用いることを特徴とする、表示装置。
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