JP2011118367A - ブラックマトリックス用着色組成物 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】青色、紫色、黄色、赤色及び橙色の5色の有機顔料の中から選択された2色以上の有機顔料を組合せて疑似黒色化したブラックマトリックス用着色組成物において、更に、特定の顔料分散助剤を有する顔料分散剤、バインダー樹脂、並びに、有機溶剤を含有する事を特徴としている。
【選択図】なし
Description
しかし、TFTアレイ基盤側にブラックマトリックスが設けられた場合は、直接、ブラックマトリックスが画素電極及びTFTに接触するため、該ブラックマトリックスには、高絶縁性、低誘電率が要求される。
上記ブラックマトリックス用着色組成物において、青色の有機顔料に属する顔料がC.I.ピグメントブルー15:3、C.I.ピグメントブルー15:4、C.I.ピグメントブルー15:6及びC.I.ピグメントブルー60からなる群より選択される少なくとも1種であり、紫色の有機顔料に属する顔料がC.I.ピグメントバイオレット19及び/又はC.I.ピグメントバイオレット23であり、黄色の有機顔料に属する顔料がC.I.ピグメントイエロー83、C.I.ピグメントイエロー110、C.I.ピグメントイエロー128、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151、C.I.ピグメントイエロー154、C.I.ピグメントイエロー155、C.I.ピグメントイエロー180及びC.I.ピグメントイエロー181からなる群より選択される少なくとも1種であり、橙色の有機顔料に属する顔料がC.I.ピグメントオレンジ38、C.I.ピグメントオレンジ43、C.I.ピグメントオレンジ64、C.I.ピグメントオレンジ69、C.I.ピグメントオレンジ71及びC.I.ピグメントオレンジ73からなる群より選択される少なくとも1種であり、赤色の有機顔料に属する顔料がC.I.ピグメントレッド122、C.I.ピグメントレッド166、C.I.ピグメントレッド177、C.I.ピグメントレッド179、C.I.ピグメントレッド242、C.I.ピグメントレッド224、C.I.ピグメントレッド254、C.I.ピグメントレッド264及びC.I.ピグメントレッド272からなる群より選択される少なくとも1種であり、上記5色の有機顔料の中から2色以上の有機顔料が選択され、さらに選択された各色の有機顔料に属する1種以上の顔料を組合せて疑似黒色化したものであることが好ましい。
また、上記ブラックマトリックス用着色組成物において、青色の有機顔料に属する顔料がC.I.ピグメントブルー15:6であり、紫色の有機顔料に属する顔料がC.I.ピグメントバイオレット23であり、橙色の有機顔料に属する顔料がC.I.ピグメントオレンジ64であることが好ましい。
本発明の着色組成物は、有機顔料、顔料分散剤、顔料分散助剤、バインダー樹脂及び有機溶剤を含むものであり、以下、先ずその構成材料について説明する。
(有機顔料)
本発明における有機顔料としては、基本的に青色、紫色、黄色、赤色、橙色の5色の有機顔料の中から選択された色相のものを使用する。
本発明のブラックマトリックス用着色組成物では、上記5色の有機顔料の中から2色以上の有機顔料を組合せることにより、擬似黒色化された色相を有するものである。ここで「擬似黒色化された色相」とは、理想的には黒色であるが、液晶表示素子のカラーフィルターに用いられるブラックマトリックスとして許容される色相であれば良い。例えば、ブラックマトリックス自体に赤色の色相がみられる場合、画像表示装置上に形成される画像は赤みを帯びてしまうことになる。したがって、ブラックマトリックスとしては、余分な色みが付加されないよう、基本的には無彩色であることが必要となる。さらに、ブラックマトリックスから光が漏れると、画像のコントラストが低下することから、各色光を全て吸収するという点で、上記の通り黒色が理想的である。しかし、完全な無彩色でなくても、画像に余分な色みが付加されない色相の範囲であればよく、また、コントラストを維持するために必要な光を吸収できる色相は、擬似黒色化された色相の範囲に含まれるものである。
さらに、本発明において、上記「擬似黒色化された色相を有するブラックマトリックス用着色組成物」としては、具体的には、例えば、上記5色の有機顔料の中から2色以上の有機顔料を組合せて、後述するブラックマトリックス用レジスト組成物を調製したときに、該ブラックマトリックス用レジスト組成物を、スピンコーターにて膜厚1μmとなるようにガラス基板上に塗布し、ベタ部のみで形成したブラックレジストバターンについて、マクベス濃度計(TD−931、マクベス社製)を用いて測定した、光学濃度(OD値)が1.35以上であることが必要である。
(青色の有機顔料)/(黄色の有機顔料+橙色の有機顔料)/(赤色の有機顔料+紫色の有機顔料)=(30〜60%)/(25〜50%)/(5〜40%)
好ましい有機顔料としては、青色の有機顔料に属する顔料としては、C.I.ピグメントブルー15:3、C.I.ピグメントブルー15:4、C.I.ピグメントブルー15:6及びC.I.ピグメントブルー60からなる群より選択される少なくとも1種を挙げることができる。
紫色の有機顔料に属する顔料としては、C.I.ピグメントバイオレット19及び/又はC.I.ピグメントバイオレット23を挙げることができる。
黄色の有機顔料に属する顔料としては、C.I.ピグメントイエロー83、C.I.ピグメントイエロー110、C.I.ピグメントイエロー128、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151、C.I.ピグメントイエロー154、C.I.ピグメントイエロー155、C.I.ピグメントイエロー180及びC.I.ピグメントイエロー181からなる群より選択される少なくとも1種を挙げることができる。
橙色の有機顔料に属する顔料としては、C.I.ピグメントオレンジ38、C.I.ピグメントオレンジ43、C.I.ピグメントオレンジ64、C.I.ピグメントオレンジ69、C.I.ピグメントオレンジ71及びC.I.ピグメントオレンジ73からなる群より選択される少なくとも1種を挙げることができる。
赤色の有機顔料に属する顔料としては、C.I.ピグメントレッド122、C.I.ピグメントレッド166、C.I.ピグメントレッド177、C.I.ピグメントレッド179、C.I.ピグメントレッド242、C.I.ピグメントレッド224、C.I.ピグメントレッド254、C.I.ピグメントレッド264及びC.I.ピグメントレッド272からなる群より選択される少なくとも1種を挙げることができる。
本発明においては、これらの5色の有機顔料の中から2色以上が選択され、さらに選択された各色に属する1種以上の顔料を組合せて擬似黒色化したものであることが好ましい。
これらの有機顔料を用いた着色組成物は、色相及び光学濃度(OD値)に優れたものとなる。
本発明の着色組成物において、上記顔料分散剤は、上記有機顔料を分散させるために用いられる。
上記顔料分散剤としては、カラーフィルター用着色組成物で使用されている高分子顔料分散剤が使用でき、例えば、以下のものが挙げられる。
(1)ポリアミン化合物(例えば、ポリアリルアミン、ポリビニルアミン、ポリエチレンポリイミン等のポリ(低級アルキレンアミン)等)のアミノ基及び/又はイミノ基と、遊離のカルボキシル基を有するポリエステル、ポリアミド及びポリエステルアミドからなる群より選択される少なくとも1種との反応生成物(特開2001−59906号公報)、
(2)分子内にポリエステル側鎖、ポリエーテル側鎖及びポリアクリル側鎖からなる群より選択される少なくとも1種の側鎖を有するカルボジイミド系化合物(国際公開WO03/076527号公報、国際公開WO04/000950号公報)、
(3)ポリ(低級)アルキレンイミン、メチルイミノビスプロピルアミン等の低分子アミノ化合物と、遊離のカルボキシル基を有するポリエステルとの反応生成物(特開昭54−37082号公報、特開平01−311177号公報)、
(4)ポリイソシアネート化合物のイソシアネート基に、メトキシポリエチレングリコール等のアルコール類やカプロラクトンポリステル等の水酸基を1個有するポリエステル類、2〜3個のイソシアネート基反応性官能基を有する化合物、イソシアネート基反応性官能基と第3級アミノ基とを有する脂肪族又は複素環式炭化水素化合物を順次反応させてなる反応生成物(特開平02−612号公報)、
(5)アルコール性水酸基を有するアクリレートの重合物にポリイソシアネート化合物とアミノ基を有する炭化水素化合物とを反応させた反応生成物、
(6)低分子アミノ化合物にポリエーテル鎖を付加させてなる反応生成物、
(7)イソシアネート基を有する化合物にアミノ基を有する化合物を反応させてなる反応生成物(特開平04−210220号公報)、
(8)ポリエポキシ化合物に遊離のカルボキシル基を有する線状ポリマー及び2級アミノ基を1個有する有機アミン化合物を反応させた反応生成物(特開平09−87537号公報)、
(9)片末端にアミノ基と反応し得る官能基を有するポリカーボネート化合物とポリアミン化合物との反応生成物(特開09−194585号公報)、
(10)メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、プロピルメタクリレート、ブチルメタクリレート、ステアリルメタクリレート、ベンジルメタクリレート、メチルアクリレート、エチルアクリレート、プロピルアクリレート、ブチルアクリレート、ステアリルアクリレート、ベンジルアクリレート等のメタクリル酸エステル及びアクリル酸エステルから選択される少なくとも1種と、アクリルアミド、メタクリルアミド、N−メチロールアミド、ビニルイミダゾール、ビニルピリジン、アミノ基とポリカプロラクトン骨格を有するモノマー等の塩基性基含有重合性モノマーの少なくとも1種と、スチレン、スチレン誘導体、その他の重合性モノマーの少なくとも1種との共重合体(特開平01−164429号公報)、
(11)3級アミノ基、4級アンモニウム塩基等の塩基性基を有するブロックと塩基性官能基を有していないブロックとからなるアクリル系ブロック共重合体等(特開2005−55814号公報の明細書中に記載のアクリル系ブロック共重合体の説明欄等)、
(12)ポリアリルアミンにポリカーボネート化合物をマイケル付加反応させて得られる顔料分散剤(特開平09−194585号公報)、
(13)ポリブタジエン鎖と塩基性窒素含有基とをそれぞれ少なくとも1つ有するカルボジイミド系化合物(特開2006−257243号公報)、
(14)分子内にアミド基を有する側鎖と、塩基性窒素含有基とをそれぞれ少なくとも1つ有するカルボジイミド系化合物(特開2006−176657号公報)、
(15)エチレンオキサイド鎖とプロピレンオキサイド鎖を有する構成単位を有し、且つ四級化剤により四級化されたアミノ基を有するポリウレタン樹脂(特開平10−246812号公報、特願2008−16404号)、
(16)分子内にイソシアヌレート環を有するイソアネート化合物のイソシアネート基と、分子内に活性水素を有し、かつ、カルバゾール環及び/又はアゾベンゼン骨格を有する化合物の活性水素基とを反応させて得られる化合物であって、該化合物の分子内の、イソシアヌレート環を有するイソシアネート化合物に由来するイソシアネート基と、イソシアネート基と活性水素基との反応により生じたウレタン結合及び尿素結合との合計に対するカルバゾール環とアゾベンゼン骨格との数が15〜85%である顔料分散剤(特願2009−330836号)、
(17)顔料親和性基を有するセグメントとバインダー相溶性基を有するセグメントとからなるアクリル系ブロック共重合体(ビックケミー・ジャパン(株)ウェブページの技術資料の湿潤分散剤の欄参照)。
本発明の着色組成物において、上記顔料分散助剤は、上記有機顔料を分散させるために用いられる。
本発明における顔料分散助剤は、上記一般式(1)及び/又は(2)で表される化合物である。顔料分散時に、この顔料分散助剤と顔料分散剤とを併用することにより、着色組成物において、優れた流動性、分散安定性を得ることができる。また、上記着色組成物をブラックマトリックス用レジスト組成物として使用した場合、高い光学濃度を得ることが可能となる。
上記一般式(1)、(2)の「NR1R2R3R4」(M)に関して、R1、R2、R3及びR4は、同一若しくは異なって、他の置換基で置換されていてもよい炭素数1〜10の飽和若しくは不飽和の脂肪族炭化水素基、又は、他の置換基で置換されていてもよい炭素数6〜10の芳香族炭化水素基を表す。ここで、上記飽和若しくは不飽和の脂肪族炭化水素基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、s−ブチル基、t−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、デシル基等のアルキル基;ビニル基、アリル基、1−ブテニル基等のアルケニル基;エチニル基、プロピニル基等のアルキニル基等が挙げられる。上記芳香族炭化水素基としては、フェニル基、ナフチル基等が挙げられる。また、上記他の置換基としては、水酸基、ハロゲン、カルボキシル基、アミノ基、低級アルキル基(炭素数1〜5)等が挙げられる。
なお、上記R1、R2、R3及びR4は、1個が他の置換基で置換されていても、2個以上が他の置換基で置換されていてもよい。
更に、上記一般式(1)、(2)の「m」は1以上の整数である。
尚、有機顔料を分散させるために用いられる分散助剤としては、上記一般式(1)及び/又は(2)で表される化合物であるが、他の顔料分散助剤も併用可能である。例えば、青色顔料を使用する場合は、青色顔料の分散助剤としてフタロシアニン誘導体を使用し、他の色の有機顔料の分散助剤として上記一般式(1)及び/又は(2)で表される化合物を使用することもできる。
上記着色組成物において、上記バインダー樹脂としては、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、アルカリ可溶性樹脂、光重合性化合物(光重合性樹脂、光重合性不飽和結合を分子内に1個以上有するモノマー、オリゴマー等)等が挙げられる。これらは単独又は2種以上混合して用いることができる。
上記アルカリ可溶性樹脂については、後述のフォトリソグラフィー法のブラックマトリックス用レジスト組成物のところで詳述する。
本発明の着色組成物で使用する有機溶剤としては、具体的には、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノイソプロピルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、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、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、プロピレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル等のエーテル系有機溶剤;エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート等のエーテルエステル系有機溶剤;メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、2−ヘプタノン、δ−ブチロラクトン等のケトン系有機溶剤;2−ヒドロキシプロピオン酸メチル、2−ヒドロキシプロピオン酸エチル、2−ヒドロキシ−2−メチルプロピオン酸エチル、3−メチル−3−メトキシブチルプロピオネート、3−メトキシプロピオン酸メチル、3−メトキシプロピオン酸エチル、3−エトキシプロピオン酸メチル、3−エトキシプロピオン酸エチル、エトキシ酢酸エチル、ヒドロキシ酢酸エチル、蟻酸n−アミル等のエステル系有機溶剤;メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、ブタノール等のアルコール系溶剤;N−メチルピロリドン、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド等の含窒素系有機溶剤等を例示できる。これらは、単独で又は2種以上を混合して使用することができる。
着色組成物の製造法に応じて、光重合開始剤、熱重合禁止剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤等の各種添加剤を適宜使用することができる。上記光重合開始剤としては、例えば、後述するものを挙げることができる。
以上の材料を用いて着色組成物を製造する方法の例を説明する。
〔製造方法〕
(個々有機顔料を分散した後、疑似黒色化となるように有機顔料を混色)
有機顔料、顔料分散剤、顔料分散助剤、有機溶剤、必要に応じてバインダー樹脂、更に必要に応じて補色顔料、その他の添加剤からなる混合物を得る。得られた混合物を、ロールミル、ニーダー、高速攪拌装置、ビーズミル、ボールミル、サンドミル、超音波分散機、高圧分散機等の各種分散機を用いて、混練し、分散処理し、有機顔料分散組成物を得る。同様にして、他の有機顔料の顔料分散組成物を得る。
次いで、得られた各顔料分散組成物を疑似黒色化となるように配合し、必要に応じてバインダー樹脂、有機溶剤、その他の添加剤を加えて、高速撹拌機等の撹拌装置を用いて均一に混合した後、フィルターで濾過し、本発明の着色組成物を得る。上記製造方法において、バインダー樹脂は、顔料分散組成物の作製時に加えることができる。また、顔料分散組成物を作製後、着色組成物の作製時に加えることもできる。
各顔料を疑似黒色化となるように配合した混色有機顔料、顔料分散剤、顔料分散助剤、有機溶剤、必要に応じてバインダー樹脂、更に必要に応じて補色顔料、その他の添加剤からなる混合物を得る。得られた混合物を、ロールミル、ニーダー、高速攪拌装置、ビーズミル、ボールミル、サンドミル、超音波分散機、高圧分散機等の各種分散機を用いて、混練し、分散処理し、顔料分散組成物を得る。
次いで、得られた顔料分散組成物に、必要に応じてバインダー樹脂、有機溶剤、その他の添加剤を加えて、高速撹拌機等の撹拌装置を用いて均一に混合した後、フィルターで濾過し、本発明の着色組成物を得る。上記製造方法において、バインダー樹脂は、顔料分散組成物の作製時に加えることができる。また、顔料分散組成物を作製後、着色組成物の作製時に加えることもできる。
上記レジスト組成物としては、有機顔料として疑似黒色化した混色有機顔料、顔料分散剤、顔料分散助剤、バインダー樹脂、光重合開始剤及び有機溶剤から主として構成され、上記バインダー樹脂としてアルカリ可溶性樹脂及び光重合性化合物を含むものを挙げることができる。
(有機顔料)
有機顔料としての疑似黒色化した混色有機顔料は、上記着色組成物で記載したものと同じものを使用する。
有機顔料の使用量は、レジスト組成物の全固形分に対して質量分率で、使用する有機顔料の合計量で好ましくは20〜90質量%、より好ましくは40〜70質量%の範囲である。
顔料分散剤としては、上記着色組成物で記載したものと同じものを使用する。
上記レジスト組成物において、顔料分散剤の使用量は、使用する全有機顔料100質量部に対して、通常1〜200質量部が好ましく、より好ましくは1〜60質量部である。顔料分散助剤の使用量が1質量部未満では、顔料分散性が低下する場合がある。一方、使用する全有機顔料100質量部に対して、200質量部を超える場合は、現像性が低下するおそれがある。
顔料分散助剤としては、上記着色組成物で記載したものと同じものを使用する。
上記レジスト組成物において、顔料分散助剤の使用量は、使用する全有機顔料100質量部に対して、通常30質量部以下が好ましく、より好ましくは0.1〜20質量部の範囲である。顔料分散助剤の使用量が上記範囲を超えても、顔料分散効果がそれ以上向上されない傾向にある。
アルカリ可溶性樹脂としては、有機顔料に対してバインダーとして作用し、かつカラーフィルターを製造する際に、その現像処理工程において用いられる現像液、特に好ましくはアルカリ現像液に対して可溶性を有するものであれば、特に限定されるものではない。なかでも、カルボキシル基を有するアルカリ可溶性樹脂が好ましく、特に、1個以上のカルボキシル基を有するエチレン性不飽和単量体と他の共重合可能なエチレン性不飽和単量体との共重合体が好ましい。
なお、本発明書においては、酸価は理論酸価であり、カルボキシル基を有するエチレン性不飽和単量体とその使用量に基づいて算術的に求めた値をいう。
なお、上記アルカリ可溶性樹脂の重量平均分子量は、GPCに基づいて得られるポリスチレン換算の重量平均分子量である。本発明において、装置としてはWater 2690(ウォーターズ社製)、カラムとしては PLgel 5μ MIXED−D(Polymer Laboratories社製)を用いる。
光重合性化合物としては、光重合性不飽和結合を分子内に1個以上有するモノマー、オリゴマー等で、上記着色組成物で記載したものと同じものを使用する。
これらの光重合性化合物は、単独で又は2種以上を組合せて用いることができる。光重合性化合物の使用量は、上記レジスト組成物中の全固形分に対して質量分率で、好ましくは3〜50質量%の範囲である。
光重合開始剤としては特に限定されず、例えば、ベンゾフェノン、N,N′−テトラエチル−4,4′−ジアミノベンゾフェノン、4−メトキシ−4′−ジメチルアミノベンゾフェノン、ベンジル、2,2−ジエトキシアセトフェノン、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル、ベンジルジメチルケタール、α−ヒドロキシイソブチルフェノン、チオキサントン、2−クロロチオキサントン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、t−ブチルアントラキノン、1−クロロアントラキノン、2,3−ジクロロアントラキノン、3−クロル−2−メチルアントラキノン、2−エチルアントラキノン、1,4−ナフトキノン、1,2−ベンゾアントラキノン、1,4−ジメチルアントラキノン、2−フェニルアントラキノン、2−メチル−1[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルフォリノプロパン−1−オン、トリアジン系光重合開始剤等が挙げられる。これらは単独又は2種以上を併用して用いることができる。
上記光重合開始剤の使用量は、上記レジスト組成物中の全固形分に対して質量分率で、好ましくは1〜20質量%の範囲である。
上記レジスト組成物で使用する有機溶剤としては、好ましくは、常圧(1.013×102kPa)における沸点が100〜220℃のエステル系有機溶剤、エーテル系有機溶剤、エーテルエステル系有機溶剤、ケトン系有機溶剤、芳香族炭化水素系有機溶剤、含窒素系有機溶剤等を挙げることができる。沸点が220℃を超える有機溶剤を多量に含有していると、塗布形成された塗膜をプレベークする際に有機溶剤が充分に蒸発せずに乾燥塗膜内に残存し、乾燥塗膜の耐熱性が低下するおそれがある。また、沸点100℃未満の有機溶剤を多量に含有していると、ムラなく均一に塗布することが困難になり、表面平滑性に優れた塗膜が得られなくなるおそれがある。
好ましい溶剤としては、具体的には、上記の有機溶剤と同様のものが挙げられる。
上記レジスト組成物には、必要に応じて、熱重合禁止剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤等の各種添加剤を適宜使用することができる。
以上の材料を用いてレジスト組成物を製造する方法の例を説明する。
〔製造方法〕
(個々分散した後、所定の疑似黒色化となるように配合)
有機顔料、顔料分散剤、顔料分散助剤、有機溶剤、必要に応じてアルカリ可溶性樹脂、補色顔料、その他の添加剤からなる混合物を得る。得られた混合物を、ロールミル、ニーダー、高速攪拌装置、ビーズミル、ボールミル、サンドミル、超音波分散機、高圧分散機等の各種分散機を用いて、混練し、分散処理し、顔料分散組成物を得る。同様にして、他の有機顔料の顔料分散組成物を得る。
次いで、得られた各顔料分散組成物を疑似黒色化となるように配合し、光重合性化合物、光重合開始剤、必要に応じてアルカリ可溶性樹脂、有機溶剤、その他の添加剤を加えて、高速撹拌機等の撹拌装置を用いて均一に混合した後、フィルターで濾過し、レジスト組成物を得る。上記製造方法において、アルカリ可溶性樹脂は、顔料分散組成物の作製時に加えることができる。また、顔料分散組成物を作製後、レジスト組成物の作製時に加えることもできる。
各顔料を疑似黒色化となるように配合した混色有機顔料、顔料分散剤、顔料分散助剤、有機溶剤、必要に応じてアルカリ可溶性樹脂、更に必要に応じて補色顔料、その他の添加剤からなる混合物を得る。得られた混合物を、ロールミル、ニーダー、高速攪拌装置、ビーズミル、ボールミル、サンドミル、超音波分散機、高圧分散機等の各種分散機を用いて、混練し、分散処理し、顔料分散組成物を得る。
次いで、得られた顔料分散組成物に、光重合性化合物、光重合開始剤、必要に応じてアルカリ可溶性樹脂、有機溶剤、その他の添加剤を加えて、高速撹拌機等の撹拌装置を用いて均一に混合した後、フィルターで濾過し、レジスト組成物を得る。上記製造方法において、アルカリ可溶性樹脂は、着色組成物の作製時に加えることができる。また、着色組成物を作製後、レジスト組成物の作製時に加えることもできる。
P.Y.139(C.I.ピグメントイエロー139)
P.Y.83(C.I.ピグメントイエロー83)
P.O.64(C.I.ピグメントオレンジ64)
P.R.254(C.I.ピグメントレッド254)
P.V.23(C.I.ピグメントバイオレット23)
P.B.15:4(C.I.ピグメントブルー15:4)
P.B.15:6(C.I.ピグメントブルー15:6)
ソルスパース24000(会社名:アビシア社製)
BYK−LPN−21324(会社名:ビックケミー社製、顔料親和性基を有するセグメントとバインダー相溶性基を有するセグメントとからなるアクリル系ブロック共重合体)
顔料分散剤1
還流冷却管、窒素ガス導入管、攪拌棒、温度計を備えた四つ口フラスコに、片末端に水酸基を有する分子量2000のポリカプロラクトン220部、片末端に水酸基を有する分子量1000のポリエチレングリコール(商品名:ユニオックスM−1000 日油(株)製)54.6部、トルエンジイソシアネート系ポリイソシアネートの酢酸ブチル50%溶液(商品名:コロネート2030 日本ポリウレタン工業(株)製)179.1部を仕込み、約80℃で3時間保持してイソシアネート基と水酸基とを反応させた。次いで、これに3−アミノ−9−エチルカルバゾール35.9部を仕込み、約90℃で1時間保持してイソシアネート基とアミノ基とを反応させ、次いでプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート510gを仕込んで顔料分散剤1(固形分40%)を得た。
還流冷却管、窒素ガス導入管、攪拌棒、温度計を備えた四つ口フラスコに、片末端に水酸基を有する分子量2000のポリカプロラクトン220部、片末端に水酸基を有する分子量1000のポリエチレングリコール(商品名:ユニオックスM−1000 日油(株)製)54.6部、トルエンジイソシアネート系ポリイソシアネートの酢酸ブチル50%溶液(商品名:コロネート2030 日本ポリウレタン工業(株)製)172.3部を仕込み、約80℃で3時間保持してイソシアネート基と水酸基とを反応させた。次いで、これに4−アミノベンゼン332.4部を仕込み、約90℃で1時間保持してイソシアネート基とアミノ基とを反応させ、次いでプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート475gを仕込んで顔料分散剤2(固形分40%)を得た。
(顔料分散助剤1)
100ml三角フラスコに濃硫酸を30ml仕込み、マグネチックスターラーで攪拌しながらピグメントレッド2(上記式(3)及び/又は(4)で表される化合物)を10g投入し、室温で30分攪拌した。1Lビーカーに水50gと氷50gの混合物を入れ、上記の反応物をこの氷水中に注ぎ、マグネチックスターラーで30分攪拌した。これを減圧下で濾過・水洗し、得られた固体を乾燥させて、目的物(上記一般式(31)及び/又は(32)で表される化合物:M=H)12gを得た。
(顔料分散助剤2)
フタロシアニン誘導体(商品名:ソルスパース5000、会社名:アビシア社製)
BMM/MAA共重合体(ベンジルメタクリレート/メタクリル酸共重合体、理論酸価:120mgKOH/g、重量平均分子量:25,000)
<光重合性化合物>
DPEHA(ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート)
<光重合開始剤>
イルガキュア907(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製、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)
<有機溶剤>
PGMEA(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート)
<ブラックマトリックス用着色組成物>
表1の組成の混合物を、ビーズミルで、40〜50℃の温度で3時間混練し、実施例1〜10及び比較例1〜6にかかる着色組成物を得た。尚、組成を表す数値の単位は、質量部である。
<ブラックマトリックス用レジスト組成物>
上記着色組成物と他の材料とを表2の組成になるように高速攪拌機を用いて均一に混合した後、孔径3μmのフィルターでろ過し、実施例11〜20及び比較例7〜12のブラックマトリックス用レジスト組成物を得た。
尚、組成を表す数値の単位は、質量部である。
下記評価を行い、結果を表1及び表2に示した。
<流動性>
上記実施例、比較例の着色組成物及びレジスト組成物について、それぞれガラス瓶に採り、密栓し室温で1日保存した後、B型粘度計(トキメック社製)を用いて25℃における粘度[mPa・s]を測定し、流動性を評価した。
上記実施例、比較例の着色組成物及びレジスト組成物について、それぞれガラス瓶に採り、密栓し室温で1日保存した後の25℃の粘度[mPa・s]、40℃において7日保存した後の粘度[mPa・s]をB型粘度計(トキメック社製)を用いて測定した。分散安定性は、(40℃において7日保存した後の粘度)/(室温で1日保存した後の粘度)を求め、評価した。
各レジスト組成物をスピンコーターにて膜厚1μmとなるようにガラス基板上に塗布し、100℃で3分間プレベークした後、高圧水銀灯で露光し、更に230℃で30分間ポストベークを行い、ベタ部のみで形成されたブラックレジストパターンを得た。得られた各ベタ部のブラックレジストパターンの光学濃度(OD値)をマクベス濃度計(TD−931、商品名、マクベス社製)で測定した。
上記の方法で得られたブラックレジストパターンの表面抵抗値を抵抗測定器(R8340/8340A、商品名、アドバンテスト社製)で測定した。
上記の方法で得られたブラックレジストパターンの色相を目視にて観察し、色相を評価した。
Claims (6)
- 青色、紫色、黄色、赤色及び橙色の5色の有機顔料の中から選択された2色以上の有機顔料を組合せて疑似黒色化したブラックマトリックス用着色組成物において、
更に、顔料分散剤、下記一般式(1)及び/又は(2)で表される顔料分散助剤、バインダー樹脂、並びに、有機溶剤を含有する
ことを特徴とするブラックマトリックス用着色組成物。
- Xが2,5−ジクロロフェニル基であり、Yがフェニル基である請求項1記載のブラックマトリックス用着色組成物。
- 青色の有機顔料に属する顔料がC.I.ピグメントブルー15:3、C.I.ピグメントブルー15:4、C.I.ピグメントブルー15:6及びC.I.ピグメントブルー60からなる群より選択される少なくとも1種であり、
紫色の有機顔料に属する顔料がC.I.ピグメントバイオレット19及び/又はC.I.ピグメントバイオレット23であり、
黄色の有機顔料に属する顔料がC.I.ピグメントイエロー83、C.I.ピグメントイエロー110、C.I.ピグメントイエロー128、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151、C.I.ピグメントイエロー154、C.I.ピグメントイエロー155、C.I.ピグメントイエロー180及びC.I.ピグメントイエロー181からなる群より選択される少なくとも1種であり、
橙色の有機顔料に属する顔料がC.I.ピグメントオレンジ38、C.I.ピグメントオレンジ43、C.I.ピグメントオレンジ64、C.I.ピグメントオレンジ69、C.I.ピグメントオレンジ71及びC.I.ピグメントオレンジ73からなる群より選択される少なくとも1種であり、
赤色の有機顔料に属する顔料がC.I.ピグメントレッド122、C.I.ピグメントレッド166、C.I.ピグメントレッド177、C.I.ピグメントレッド179、C.I.ピグメントレッド242、C.I.ピグメントレッド224、C.I.ピグメントレッド254、C.I.ピグメントレッド264及びC.I.ピグメントレッド272からなる群より選択される少なくとも1種であり、
前記5色の有機顔料の中から2色以上の有機顔料が選択され、さらに選択された各色の有機顔料に属する1種以上の顔料を組合せて疑似黒色化した請求項1又は2記載のブラックマトリックス用着色組成物。 - 青色の有機顔料に属する顔料がC.I.ピグメントブルー15:3、C.I.ピグメントブルー15:4及びC.I.ピグメントブルー15:6からなる群より選択される少なくとも1種であり、
紫色の有機顔料に属する顔料がC.I.ピグメントバイオレット23であり、
黄色の有機顔料に属する顔料がC.I.ピグメントイエロー83及び/又はC.I.ピグメントイエロー139であり、
橙色の有機顔料に属する顔料がC.I.ピグメントオレンジ43及び/又はC.I.ピグメントオレンジ64であり、
赤色の有機顔料に属する顔料がC.I.ピグメントレッド254である
請求項3記載のブラックマトリックス用着色組成物。 - 青色の有機顔料と、黄色の有機顔料及び橙色の有機顔料から選ばれる少なくとも1種とを必須成分とした請求項1〜4のいずれかに記載のブラックマトリックス用着色組成物。
- 青色の有機顔料に属する顔料がC.I.ピグメントブルー15:6であり、
紫色の有機顔料に属する顔料がC.I.ピグメントバイオレット23であり、
橙色の有機顔料に属する顔料がC.I.ピグメントオレンジ64である
請求項3〜5のいずれかに記載のブラックマトリックス用着色組成物。
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