JP2014119739A - 着色組成物、カラーフィルタ、表示素子及びポリシロキサン - Google Patents

着色組成物、カラーフィルタ、表示素子及びポリシロキサン Download PDF

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Abstract

【課題】低露光量においても順テーパー形状で且つ耐溶剤性にも優れた画素及びブラックマトリックスを形成することができる着色組成物を提供すること。
【解決手段】(A)着色剤、(B)バインダー樹脂、(C)重合性化合物、及び(D)ポリシロキサンを含有する着色組成物であって、
前記(D)ポリシロキサンが前記(B)バインダー樹脂及び前記(C)重合性化合物から選ばれる少なくとも1種と反応する基と、炭素数5以上の鎖状の基とを有するものである、着色組成物。
【選択図】なし

Description

本発明は、着色組成物、カラーフィルタ及び表示素子に関わり、より詳しくは、透過型あるいは反射型のカラー液晶表示素子、固体撮像素子、有機EL表示素子、電子ペーパー等に用いられるカラーフィルタに有用な着色層の形成に用いられる着色組成物、当該着色組成物を用いて形成された着色層を備えるカラーフィルタ、並びに当該カラーフィルタを具備する表示素子に関する。
着色感放射線性組成物を用いてカラーフィルタを製造するに当たっては、基板上に、顔料分散型の着色感放射線性組成物を塗布して乾燥したのち、乾燥塗膜を所望のパターン形状に放射線を照射(以下、「露光」という。)し、現像することにより、各色の画素を得る方法(例えば、特許文献1〜2参照。)が知られている。また、カーボンブラックを分散させた光重合性組成物を利用してブラックマトリックスを形成する方法(例えば、特許文献3参照。)も知られている。さらに、顔料分散型の着色樹脂組成物を用いてインクジェット方式により各色の画素を得る方法(例えば、特許文献4参照。)も知られている。
特開平2−144502号公報 特開平3−53201号公報 特開平6−35188号公報 特開2000−310706号公報
近年におけるカラーフィルタの技術分野においては、露光量を下げてタクトタイムを短縮することが主流となっているのに加え、カラー液晶表示素子に対する高色純度化の要求に対応すべく、着色感放射線性組成物中に占める顔料の含有割合がますます高くなる傾向にある。このような状況下、従来公知の着色感放射線性組成物を用いて形成された画素パターンの断面形状が逆テーパー(オーバーハング)となることに起因して画素パターン上に形成されるITO等の透明電極が断線したり、画素の耐溶剤性が低下したりする等、様々な問題が顕在化している。しかしながら、これらの問題を解決する有効な手段は未だ見付かっていない。
そこで、本発明の課題は、低露光量においても順テーパー形状で且つ耐溶剤性にも優れた画素及びブラックマトリックスを形成することができる着色組成物を提供することにある。さらに、本発明の課題は、当該着色組成物を用いて形成された着色層を備えてなるカラーフィルタ、及び当該カラーフィルタを具備する表示素子を提供することにある。
本発明者らは、鋭意検討の結果、特定のポリシロキサンを用いることによって、上記課題を解決できることを見出した。
即ち、本発明は、(A)着色剤、(B)バインダー樹脂、(C)重合性化合物、及び(D)ポリシロキサンを含有する着色組成物であって、
(D)ポリシロキサンが(B)バインダー樹脂及び(C)重合性化合物から選ばれる少なくとも1種と反応する基と、炭素数5以上の鎖状の基とを有するものである、着色組成物を提供するものである。
また、本発明は、上記着色組成物を用いて形成された着色層を備えてなるカラーフィルタ、及び該カラーフィルタを具備する表示素子を提供するものである。ここで、「着色層」とは、カラーフィルタに用いられる各色画素、ブラックマトリックス、ブラックスペーサー等を意味する。
本発明の着色組成物を用いれば、低露光量においても順テーパー形状で且つ耐溶剤性にも優れた着色層を形成することができる。
しがたって、本発明の着色組成物は、カラー液晶表示素子用カラーフィルタ、固体撮像素子の色分解用カラーフィルタ、有機EL表示素子用カラーフィルタ、電子ペーパー用カラーフィルタを始めとする各種のカラーフィルタの作製に極めて好適に使用することができる。
基板上に形成された画素パターンにおけるテーパー角(θ)の説明図である。
以下、本発明について詳細に説明する。
着色組成物
以下、本発明の着色組成物の構成成分について詳細に説明する。
−(A)着色剤−
本発明における(A)着色剤としては特に限定されることなく使用することが可能であり、カラーフィルタ等の用途に応じて色彩や材質を適宜選択することができる。具体的には着色剤として顔料、染料及び天然色素を挙げることができ、これらは単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。中でも、輝度、コントラスト及び色純度の高い画素を得るという点から、顔料としては、有機顔料が好ましく、また染料としては、有機染料が好ましい。
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 社発行)においてピグメントに分類されている化合物が挙げられるが、中でも、特開2001−081348号公報、特開2010−026334号公報、特開2010−191304号公報、特開2010−237384号公報、特開2010−237569号公報、特開2011−006602号公報、特開2011−145346号公報等に記載のレーキ顔料、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224、C.I.ピグメントレッド242、C.I.ピグメントレッド254、C.I.ピグメントレッド264、C.I.ピグメントグリーン7、C.I.ピグメントグリーン36、C.I.ピグメントグリーン58、C.I.ピグメントブルー15:6、C.I.ピグメントブルー80、C.I.ピグメントイエロー83、C.I.ピグメントイエロー129、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、C.I.ピグメントイエロー185、C.I.ピグメントイエロー211、C.I.ピグメントイエロー215、C.I.ピグメントオレンジ38、C.I.ピグメントバイオレット23等のレーキ顔料以外の有機顔料が好ましい。また、レーキ顔料の中では、トリアリールメタン系レーキ顔料、キサンテン系レーキ顔料、アゾ系レーキ顔料が好ましく、トリアリールメタン系レーキ顔料およびキサンテン系レーキ顔料がより好ましい。
また、上記有機染料としては、キサンテン系染料、トリアリールメタン系染料、シアニン系染料、アントラキノン系染料、アゾ系染料等が好ましい。より具体的には、特開2010−32999号公報、特開2010−254964号公報、特開2011−138094号公報、国際公開第10/123071号パンフレット、特開2011−116803号公報、特開2011−117995号公報、特開2011−133844号公報、特開2011−174987号公報等に記載の有機染料を挙げることができる。
本発明において顔料及び染料は、それぞれ単独で又は2種以上を混合して使用することができる。
本発明においては、顔料を、再結晶法、再沈殿法、溶剤洗浄法、昇華法、真空加熱法又はこれらの組み合わせにより精製して使用することもできる。また、顔料は、所望により、その粒子表面を樹脂で改質して使用してもよい。顔料の粒子表面を改質する樹脂としては、例えば、特開2001−108817号公報に記載のビヒクル樹脂、又は市販の各種の顔料分散用の樹脂が挙げられる。カーボンブラック表面の樹脂被覆方法としては、例えば、特開平9−71733号公報、特開平9−95625号公報、特開平9−124969号公報等に記載の方法を採用することができる。また、有機顔料は、いわゆるソルトミリングにより、一次粒子を微細化して使用してもよい。ソルトミリングの方法としては、例えば、特開平08−179111号公報に開示されている方法を採用することができる。
また、本発明においては、顔料と共に、更に公知の分散剤及び分散助剤を含有せしめることもできる。公知の分散剤としては、例えば、ウレタン系分散剤、ポリエチレンイミン系分散剤、ポリオキシエチレンアルキルエーテル系分散剤、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル系分散剤、ポリエチレングリコールジエステル系分散剤、ソルビタン脂肪酸エステル系分散剤、ポリエステル系分散剤、アクリル系分散剤等が挙げられ、また分散助剤としては顔料誘導体等を挙げることができる。
このような分散剤は商業的に入手することができ、例えば、アクリル系分散剤として、Disperbyk−2000、Disperbyk−2001、BYK−LPN6919、BYK−LPN21116、BYK−LPN21324(以上、ビックケミー(BYK)社製)等、ウレタン系分散剤として、Disperbyk−161、Disperbyk−162、Disperbyk−165、Disperbyk−167、Disperbyk−170、Disperbyk−182(以上、ビックケミー(BYK)社製)、ソルスパース76500(ルーブリゾール(株)社製)等、ポリエチレンイミン系分散剤として、ソルスパース24000(ルーブリゾール(株)社製)等、ポリエステル系分散剤として、アジスパーPB821、アジスパーPB822、アジスパーPB880、アジスパーPB881(以上、味の素ファインテクノ株式会社製)等を、それぞれ挙げることができる。
また、上記顔料誘導体としては、具体的には、銅フタロシアニン、ジケトピロロピロール、キノフタロンのスルホン酸誘導体等を挙げることができる。
(A)着色剤の含有割合は、輝度が高く色純度に優れる画素、あるいは遮光性に優れるブラックマトリックスを形成する点から、通常、着色組成物の固形分中に5〜70質量%、好ましくは5〜60質量%である。ここで固形分とは、後述する溶媒以外の成分である。
−(B)バインダー樹脂−
本発明における(B)バインダー樹脂としては、特に限定されるものではないが、カルボキシ基、フェノール性水酸基等の酸性官能基を有する樹脂であることが好ましい。中でも、カルボキシ基を有する重合体(以下、「カルボキシ基含有重合体」とも称する。)が好ましく、例えば、1個以上のカルボキシ基を有するエチレン性不飽和単量体(以下、「不飽和単量体(b1)」とも称する。)と他の共重合可能なエチレン性不飽和単量体(以下、「不飽和単量体(b2)」とも称する。)との共重合体を挙げることができる。
上記不飽和単量体(b1)としては、例えば、(メタ)アクリル酸、マレイン酸、無水マレイン酸、こはく酸モノ〔2−(メタ)アクリロイロキシエチル〕、ω−カルボキシポリカプロラクトンモノ(メタ)アクリレート、p−ビニル安息香酸等を挙げることができる。
これらの不飽和単量体(b1)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。
また、上記不飽和単量体(b2)としては、例えば、
N−フェニルマレイミド、N−シクロヘキシルマレイミドの如きN−位置換マレイミド;
スチレン、α−メチルスチレン、p−ヒドロキシスチレン、p−ヒドロキシ−α−メチルスチレン、p−ビニルベンジルグリシジルエーテル、アセナフチレンの如き芳香族ビニル化合物;
メチル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、アリル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、ポリエチレングルコール(重合度2〜10)メチルエーテル(メタ)アクリレート、ポリプロピレングルコール(重合度2〜10)メチルエーテル(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコール(重合度2〜10)モノ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコール(重合度2〜10)モノ(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン−8−イル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニル(メタ)アクリレート、グリセロールモノ(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシフェニル(メタ)アクリレート、エチレンオキサイド及びプロピレンオキサイドから選ばれる少なくとも1種により変性されたパラクミルフェノール(メタ)アクリレート、エチレンオキサイド及びプロピレンオキサイドから選ばれる少なくとも1種により変性されたアルキル(メタ)アクリレート、グリシジル(メタ)アクリレート、3,4−エポキシシクロヘキシルメチル(メタ)アクリレート、3−〔(メタ)アクリロイルオキシメチル〕オキセタン、3−〔(メタ)アクリロイルオキシメチル〕−3−エチルオキセタンの如き(メタ)アクリル酸エステル;
シクロヘキシルビニルエーテル、イソボルニルビニルエーテル、トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン−8−イルビニルエーテル、ペンタシクロペンタデカニルビニルエーテル、3−(ビニルオキシメチル)−3−エチルオキセタンの如きビニルエーテル;
ポリスチレン、ポリメチル(メタ)アクリレート、ポリ−n−ブチル(メタ)アクリレート、ポリシロキサンの如き重合体分子鎖の末端にモノ(メタ)アクリロイル基を有するマクロモノマー等を挙げることができる。
これらの不飽和単量体(b2)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。
不飽和単量体(b1)と不飽和単量体(b2)の共重合体において、該共重合体中の不飽和単量体(b1)の共重合割合は、好ましくは5〜50質量%、更に好ましくは10〜40質量%である。このような範囲で不飽和単量体(b1)を共重合させることにより、アルカリ現像性及び保存安定性に優れた着色組成物を得ることができる。
不飽和単量体(b1)と不飽和単量体(b2)の共重合体の具体例としては、例えば、特開平7−140654号公報、特開平8−259876号公報、特開平10−31308号公報、特開平10−300922号公報、特開平11−174224号公報、特開平11−258415号公報、特開2000−56118号公報、特開2004−101728号公報等に開示されている共重合体を挙げることができる。
また、本発明においては、例えば、特開平5−19467号公報、特開平6−230212号公報、特開平7−207211号公報、特開平9−325494号公報、特開平11−140144号公報、特開2008−181095号公報等に開示されているように、側鎖に(メタ)アクリロイル基等の重合性不飽和結合を有するカルボキシ基含有重合体を、バインダー樹脂として使用することもできる。
本発明におけるバインダー樹脂は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(以下、「GPC」と略す。;溶出溶媒:テトラヒドロフラン)で測定したポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)が、通常1,000〜100,000、好ましくは3,000〜50,000である。このような態様とすることで、耐熱性、被膜特性、電気特性、パターン形状、解像度を良好にすることができる。
また、本発明におけるバインダー樹脂の重量平均分子量(Mw)と、数平均分子量(Mn)との比(Mw/Mn)は、好ましくは1.0〜5.0、より好ましくは1.0〜3.0である。なお、ここでいう、Mnは、GPC(溶出溶媒:テトラヒドロフラン)で測定したポリスチレン換算の数平均分子量をいう。
本発明におけるバインダー樹脂は、公知の方法により製造することができるが、例えば、特開2003−222717号公報、特開2006−259680号公報、国際公開第07/029871号パンフレット等に開示されている方法により、その構造やMw、Mw/Mnを制御することもできる。
本発明において、バインダー樹脂は単独で又は2種以上を混合して使用することができる。
本発明において、バインダー樹脂の含有量は、(A)着色剤100質量部に対して、通常10〜1,000質量部、好ましくは20〜500質量部である。このような態様とすることで、アルカリ現像性、保存安定性に優れるとともに、色濃度の良好な薄膜を得ることができる。
−(C)重合性化合物−
本発明において重合性化合物とは、2個以上の重合可能な基を有する化合物をいう。重合可能な基としては、例えば、エチレン性不飽和基、オキシラニル基、オキセタニル基、N−アルコキシメチルアミノ基等を挙げることができる。本発明において、重合性化合物としては、2個以上の(メタ)アクリロイル基を有する化合物、又は2個以上のN−アルコキシメチルアミノ基を有する化合物が好ましい。
2個以上の(メタ)アクリロイル基を有する化合物の具体例としては、脂肪族ポリヒドロキシ化合物と(メタ)アクリル酸を反応させて得られる多官能(メタ)アクリレート、カプロラクトン変性された多官能(メタ)アクリレート、アルキレンオキサイド変性された多官能(メタ)アクリレート、水酸基を有する(メタ)アクリレートと多官能イソシアネートを反応させて得られる多官能ウレタン(メタ)アクリレート、水酸基を有する(メタ)アクリレートと酸無水物を反応させて得られるカルボキシ基を有する多官能(メタ)アクリレート等を挙げることができる。
ここで、脂肪族ポリヒドロキシ化合物としては、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコールの如き2価の脂肪族ポリヒドロキシ化合物;グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトールの如き3価以上の脂肪族ポリヒドロキシ化合物を挙げることができる。上記水酸基を有する(メタ)アクリレートとしては、例えば、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンジ(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、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、グリセロールジメタクリレート等を挙げることができる。上記多官能イソシアネートとしては、例えば、トリレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、ジフェニルメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート等を挙げることができる。酸無水物としては、例えば、無水こはく酸、無水マレイン酸、無水グルタル酸、無水イタコン酸、無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸の如き二塩基酸の無水物、無水ピロメリット酸、ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物の如き四塩基酸二無水物を挙げることができる。
また、カプロラクトン変性された多官能(メタ)アクリレートとしては、例えば、特開平11−44955号公報の段落〔0015〕〜〔0018〕に記載されている化合物を挙げることができる。上記アルキレンオキサイド変性された多官能(メタ)アクリレートとしては、エチレンオキサイド及びプロピレンオキサイドから選ばれる少なくとも1種により変性されたビスフェノールAジ(メタ)アクリレート、エチレンオキサイド及びプロピレンオキサイドから選ばれる少なくとも1種により変性されたイソシアヌル酸トリ(メタ)アクリレート、エチレンオキサイド及びプロピレンオキサイドから選ばれる少なくとも1種により変性されたトリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、エチレンオキサイド及びプロピレンオキサイドから選ばれる少なくとも1種により変性されたペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、エチレンオキサイド及びプロピレンオキサイドから選ばれる少なくとも1種により変性されたペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、エチレンオキサイド及びプロピレンオキサイドから選ばれる少なくとも1種により変性されたジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、エチレンオキサイド及びプロピレンオキサイドから選ばれる少なくとも1種により変性されたジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート等を挙げることができる。
また、2個以上のN−アルコキシメチルアミノ基を有する化合物としては、例えば、メラミン構造、ベンゾグアナミン構造、ウレア構造を有する化合物等を挙げることができる。なお、メラミン構造、ベンゾグアナミン構造とは、1以上のトリアジン環又はフェニル置換トリアジン環を基本骨格として有する化学構造をいい、メラミン、ベンゾグアナミン又はそれらの縮合物をも含む概念である。2個以上のN−アルコキシメチルアミノ基を有する化合物の具体例としては、N,N,N',N',N’’,N’’−ヘキサ(アルコキシメチル)メラミン、N,N,N',N'−テトラ(アルコキシメチル)ベンゾグアナミン、N,N,N',N'−テトラ(アルコキシメチル)グリコールウリル等を挙げることができる。
これらの重合性化合物のうち、3価以上の脂肪族ポリヒドロキシ化合物と(メタ)アクリル酸を反応させて得られる多官能(メタ)アクリレート、カプロラクトン変性された多官能(メタ)アクリレート、多官能ウレタン(メタ)アクリレート、カルボキシ基を有する多官能(メタ)アクリレート、N,N,N',N',N’’,N’’−ヘキサ(アルコキシメチル)メラミン、N,N,N',N'−テトラ(アルコキシメチル)ベンゾグアナミンが好ましい。3価以上の脂肪族ポリヒドロキシ化合物と(メタ)アクリル酸を反応させて得られる多官能(メタ)アクリレートの中では、トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレートが、カルボキシ基を有する多官能(メタ)アクリレートの中では、ペンタエリスリトールトリアクリレートと無水こはく酸を反応させて得られる化合物、ジペンタエリスリトールペンタアクリレートと無水こはく酸を反応させて得られる化合物が、着色層の強度が高く、着色層の表面平滑性に優れ、かつ未露光部の基板上及び遮光層上に地汚れ、膜残り等を発生し難い点で特に好ましい。
本発明において、(C)重合性化合物は、単独で又は2種以上を混合して使用することができる。
本発明における(C)重合性化合物の含有量は、(A)着色剤100質量部に対して、10〜1,000質量部が好ましく、更に20〜700質量部、更に100〜500質量部、特に200〜400質量部が好ましい。このような態様とすることで、硬化性、アルカリ現像性を良好にすることができる。
−(D)ポリシロキサン−
本発明における(D)成分は、(B)バインダー樹脂及び(C)重合性化合物から選ばれる少なくとも1種と反応する基と、炭素数5以上の鎖状の基とを有するポリシロキサンである。
(D)ポリシロキサンが有する反応基としては(B)バインダー樹脂及び(C)重合性化合物のいずれかと反応可能な基であれば特に限定されるものではなく、例えば、環状エーテル基、エチレン性不飽和基、エピスルフィド基、カルボキシ基、ヒドロキシ基、スルファニル基、イソシアネート基、アミノ基、ウレイド基を挙げることができる。例えば、(D)ポリシロキサンが環状エーテル基を有する場合、前記(B)バインダー樹脂のカルボキシ基と反応することができる。また、(D)ポリシロキサンがエチレン性不飽和基やスルファニル基を有する場合、前記(C)重合性化合物のエチレン性不飽和基と反応することができる。
本発明における(D)ポリシロキサンとしては、少なくとも下記式(1)で表されるアルコキシシラン(以下、「アルコキシシラン(d1)」とも称する。)及び下記式(2)で表されるアルコキシシラン(以下、「アルコキシシラン(d2)」とも称する。)を反応させて得られるものが好ましい。

Si(R1)l(R2)m(OR3)n (1)
〔式(1)において、R1は環状エーテル基、エチレン性不飽和基、エピスルフィド基、カルボキシ基、ヒドロキシ基、スルファニル基、イソシアネート基、アミノ基、ウレイド基よりなる群から選ばれる少なくとも1種を有する基を示す。R2及びR3はR1とは異なる1価の有機基を示し、R2、R3は同一でも異なっていてもよい。lは1〜3の整数を示し、mは0〜2の整数を示し、nは1〜3の整数を示す。但し、l+m+n=4である。〕

Si(R4)x(R5)y(OR6)z (2)
〔式(2)において、R4は炭素数5以上の鎖状の基を示す。R5及びR6はR4とは異なる1価の有機基を示し、R5、R6は同一でも異なっていてもよい。xは1〜3の整数を示し、yは0〜2の整数を示し、zは1〜3の整数を示す。但し、x+y+z=4である。〕
1における環状エーテル基としては、例えば、オキシラニル基、オキセタニル基、テトラヒドロフラニル基等を挙げることができる。また、エチレン性不飽和基としては、例えば、(メタ)アクリロイル基、アリル基、ビニルフェニル基、ビニル基等を挙げることができる。
2及びR3における1価の有機基としては、1価の炭化水素基を挙げることができる。1価の炭化水素基としては、脂肪族炭化水素基、芳香族炭化水素基が好ましい。脂肪族炭化水素基としては、炭素数1〜12、更に炭素数1〜6のアルキル基が好ましく、直鎖及び分岐鎖状のいずれでもよい。具体的には、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、sec−ペンチル基、ネオペンチル基、n−ヘキシル基、n−ヘプチル基、n−オクチル基等を挙げることができる。また、芳香族炭化水素基としては、炭素数6〜14、更に炭素数6〜10のアリール基が好ましい。具体的には、フェニル基、ナフチル基、ビフェニル基、フルオレニル基、アントラセニル基等が挙げられる。
2における1価の有機基としては、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数6〜10のアリール基が好ましく、特にメチル基、エチル基、フェニル基が好ましい。
3における1価の有機基としては、炭素数1〜6のアルキル基が好ましく、特にメチル基、エチル基が好ましい。
lは1〜3の整数であるが、1又は2が好ましく、1がより好ましい。
mは0〜2の整数であるが、0又は1が好ましく、0がより好ましい。
nは1〜3の整数であるが、2又は3が好ましく、3がより好ましい。
l、m、nの組み合わせは、l=1、m=0、n=3であるか、又はl=1、m=1、n=2であることが好ましく、l=1、m=0、n=3がより好ましい。
なお、同一分子内にR1、R3及びR3がそれぞれ複数存在する場合、それらは個々に同一でも異なっていてもよい。
アルコキシシラン(d2)において、R4に係る炭素数5以上の鎖状の基としては、直鎖及び分岐鎖のいずれでもよく、また鎖の途中に炭素原子以外の原子を含んでいてもよい。分岐鎖の基の場合は、最長の鎖を構成する炭素数が5以上である場合、及び総炭素数が5以上である場合を包含するものとする。
このような炭素数5以上の鎖状の基としては、例えば、炭素数5以上の脂肪族炭化水素基;炭素数5以上の脂肪族炭化水素基の炭素−炭素結合間に、−O−、−CO−、−COO−、−OCO−、−S−、−SO2−、−OSO2−、−SO3−、−NR’−、−OSO2NR’−、−NR’SO2−、−CONR’−、−NHCOO−及び−NHCOS−よりなる群から選ばれる少なくとも1種の連結基(以下、「連結基α」とも称する。)を有する基;又はこれらの基の水素原子の一部がハロゲン原子、シアノ基、ホルミル基、スルホ基で置換された基を挙げることができる。なお、本発明において、連結基αを構成する炭素原子は、前述の鎖状の基の炭素数に含めるものとする。
前記ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子を挙げることができる。R’は、水素原子又は炭素数1〜20の脂肪族炭化水素基を示し、脂肪族炭化水素基は更にハロゲン原子で置換されていてもよい。
4における炭素数5以上の鎖状の基としては、炭素数5以上の脂肪族炭化水素基、炭素数5以上の脂肪族炭化水素基の炭素−炭素結合間に連結基αを有する基が好ましい。連結基αとしては、−O−、−CO−、−COO−、−OCO−、−NR’−及び−NHCOO−よりなる群から選ばれる少なくとも一種が好ましく、−O−、−COO−、−OCO−及び−NHCOO−よりなる群から選ばれる少なくとも1種がより好ましい。
炭素数5以上の脂肪族炭化水素基としては、炭素数5〜20のアルキル基が好ましく、直鎖及び分岐鎖のいずれでもよい。アルキル基の炭素数は6以上、更に7以上、更に8以上が好ましく、そして、18以下、更に16以下、更に14以下が好ましい。このようなアルキル基としては、ヘプチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、2−エチルヘキシル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、1−メチルデシル基、2−メチルデシル基、ドデシル基、1−メチルウンデシル基、1−エチルデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、tert−ドデシル基、ペンタデシル基、1−ヘプチルオクチル基、ヘキサデシル基、オクタデシル基、ドコサン−1−イル基、5−クロロペンチル基、6−ブロモヘキシル基、6−シアノヘキシル基等を挙げることができる。
炭素数5以上の脂肪族炭化水素基の炭素−炭素結合間に連結基αを有する基としては、ポリアルキレングリコール鎖を有する炭素数5以上の基が好ましく、ポリアルキレングリコール鎖を有する炭素数8以上の基が好ましく、ポリアルキレングリコール鎖を有する炭素数10以上の基が更に好ましい。ポリアルキレングリコール鎖としては、例えば、ポリエチレングリコール鎖、ポリプロピレングリコール鎖、ポリブチレングリコール鎖等を挙げることができる。また、ポリアルキレングリコール鎖は、異なる種類のポリアルキレングリコール鎖を組み合わせて構成されていてもよく、例えば、ポリエチレングリコール鎖とポリプロピレングリコール鎖とを有する炭素数5以上の基であってもよい。
R’に係る炭素数1〜20の脂肪族炭化水素基としては、炭素数1〜20のアルキル基が好ましく、具体的には、前述の炭素数5〜20の脂肪族炭化水素基と同様のものの他、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、sec−ブチル基、tert−ブチル基、2−クロロエチル基等を挙げることができる。中でも、炭素数1〜6のアルキル基が好ましく、炭素数1〜4のアルキル基がより好ましい。
xは1〜3の整数であるが、1又は2が好ましく、1がより好ましい。
yは0〜2の整数であるが、0又は1が好ましく、0がより好ましい。
zは1〜3の整数であるが、2又は3が好ましく、3がより好ましい。
x、y、zの組み合わせは、x=1、y=0、z=3であるか、又はx=1、y=1、z=2であることが好ましく、x=1、y=0、z=3がより好ましい。
なお、同一分子内にR4、R5及びR6がそれぞれ複数存在する場合、それらは個々に同一でも異なっていてもよい。
環状エーテル基を有するアルコキシシラン(d1)としては、オキシラニル基、オキセタニル基、テトラヒドロフラニル基を有するアルコキシシラン(d1)を挙げることができる。
オキシラニル基を有するアルコキシシラン(d1)の具体例としては、3−グリシドキシメチルトリアルコキシシラン、3−グリシドキシメチルメチルジアルコキシシラン、3−グリシドキシメチルエチルジアルコキシシラン、3−グリシドキシメチルフェニルジアルコキシシラン、3−グリシドキシエチルトリアルコキシシラン、3−グリシドキシエチルメチルジアルコキシシラン、3−グリシドキシエチルエチルジアルコキシシラン、3−グリシドキシエチルフェニルジアルコキシシラン、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メチルジアルコキシシラン、3−グリシドキシプロピルエチルジアルコキシシラン、3−グリシドキシプロピルフェニルジアルコキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)メチルトリアルコキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)メチルメチルジアルコキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)メチルエチルジアルコキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)メチルフェニルジアルコキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリアルコキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルメチルジアルコキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルエチルジアルコキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルフェニルジアルコキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)プロピルトリアルコキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)プロピルメチルジアルコキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)プロピルエチルジアルコキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)プロピルフェニルジアルコキシシラン等を挙げることができ、より具体的には特開2008−242078号公報の段落〔0077〕に記載のものが例示される。
オキセタニル基を有するアルコキシシラン(d1)の具体例としては、(オキセタン−3−イル)メチルトリアルコキシシラン、(オキセタン−3−イル)メチルメチルジアルコキシシラン、(オキセタン−3−イル)メチルエチルジアルコキシシラン、(オキセタン−3−イル)メチルフェニルジアルコキシシラン、(オキセタン−3−イル)エチルトリアルコキシシラン、(オキセタン−3−イル)エチルメチルジアルコキシシラン、(オキセタン−3−イル)エチルエチルジアルコキシシラン、(オキセタン−3−イル)エチルフェニルジアルコキシシラン、(オキセタン−3−イル)プロピルトリアルコキシシラン、(オキセタン−3−イル)プロピルメチルジアルコキシシラン、(オキセタン−3−イル)プロピルエチルジアルコキシシラン、(オキセタン−3−イル)プロピルフェニルジアルコキシシラン、(3−メチルオキセタン−3−イル)メチルトリアルコキシシラン、(3−メチルオキセタン−3−イル)メチルメチルジアルコキシシラン、(3−メチルオキセタン−3−イル)メチルエチルジアルコキシシラン、(3−メチルオキセタン−3−イル)メチルフェニルジアルコキシシラン、(3−メチルオキセタン−3−イル)エチルトリアルコキシシラン、(3−メチルオキセタン−3−イル)エチルメチルジアルコキシシラン、(3−メチルオキセタン−3−イル)エチルエチルジアルコキシシラン、(3−メチルオキセタン−3−イル)エチルフェニルジアルコキシシラン、(3−メチルオキセタン−3−イル)プロピルトリアルコキシシラン、(3−メチルオキセタン−3−イル)プロピルメチルジアルコキシシラン、(3−メチルオキセタン−3−イル)プロピルエチルジアルコキシシラン、(3−メチルオキセタン−3−イル)プロピルフェニルジアルコキシシラン、(3−エチルオキセタン−3−イル)メチルトリアルコキシシラン、(3−エチルオキセタン−3−イル)メチルメチルジアルコキシシラン、(3−エチルオキセタン−3−イル)メチルエチルジアルコキシシラン、(3−エチルオキセタン−3−イル)メチルフェニルジアルコキシシラン、(3−エチルオキセタン−3−イル)エチルトリアルコキシシラン、(3−エチルオキセタン−3−イル)エチルメチルジアルコキシシラン、(3−エチルオキセタン−3−イル)エチルエチルジアルコキシシラン、(3−エチルオキセタン−3−イル)エチルフェニルジアルコキシシラン、(3−エチルオキセタン−3−イル)プロピルトリアルコキシシラン、(3−エチルオキセタン−3−イル)プロピルメチルジアルコキシシラン、(3−エチルオキセタン−3−イル)プロピルエチルジアルコキシシラン、(3−エチルオキセタン−3−イル)プロピルフェニルジアルコキシシラン等を挙げることができ、より具体的には特開2008−242078号公報の段落〔0079〕に記載のものが例示される。
エチレン性不飽和基を有するアルコキシシラン(d1)としては、(メタ)アクリロイル基、アリル基、ビニルフェニル基、ビニル基を有するアルコキシシラン(d1)を挙げることができる。
(メタ)アクリロイル基を有するアルコキシシラン(d1)の具体例としては、3−(メタ)アクリロキシメチルトリアルコキシシラン、3−(メタ)アクリロキシメチルメチルジアルコキシシラン、3−(メタ)アクリロキシメチルエチルジアルコキシシラン、3−(メタ)アクリロキシメチルフェニルジアルコキシシラン、3−(メタ)アクリロキシエチルトリアルコキシシラン、3−(メタ)アクリロキシエチルメチルジアルコキシシラン、3−(メタ)アクリロキシエチルエチルジアルコキシシラン、3−(メタ)アクリロキシエチルフェニルジアルコキシシラン、3−(メタ)アクリロキシプロピルトリアルコキシシラン、3−(メタ)アクリロキシプロピルメチルジアルコキシシラン、3−(メタ)アクリロキシプロピルエチルジアルコキシシラン、3−(メタ)アクリロキシプロピルフェニルジアルコキシシラン等を挙げることができ、より具体的には特開2008−242078号公報の段落〔0081〕に記載のものが例示される。
アリル基を有するアルコキシシラン(d1)の具体例としては、アリルトリアルコキシシラン、アリルメチルジアルコキシシラン、アリルエチルジアルコキシシラン、アリルフェニルジアルコキシシラン等を挙げることができ、より具体的には特開2008−242078号公報の段落〔0080〕に記載のものが例示される。
ビニルフェニル基を有するアルコキシシラン(d1)の具体例としては、ビニルフェニルトリアルコキシシラン、ビニルフェニル(メチル)ジアルコキシシラン、ビニルフェニル(エチル)ジアルコキシシラン、ビニルフェニル(フェニル)ジアルコキシシラン等を挙げることができ、より具体的には特開2008−242078号公報の段落〔0088〕に記載のものが例示される。
ビニル基を有するアルコキシシラン(d1)の具体例としては、ビニルトリアルコキシシラン、ビニルメチルジアルコキシシラン、ビニルエチルジアルコキシシラン、ビニルフェニルジアルコキシシラン等を挙げることができ、より具体的には特開2008−242078号公報の段落〔0079〕に記載のものが例示される。
エピスルフィド基を有するアルコキシシラン(d1)の具体例としては、2,3−エピチオプロピルオキシメチルトリアルコキシシラン、2,3−エピチオプロピルオキシメチルメチルジアルコキシシラン、2,3−エピチオプロピルオキシメチルエチルジアルコキシシラン、2,3−エピチオプロピルオキシメチルフェニルジアルコキシシラン、2,3−エピチオプロピルオキシエチルトリアルコキシシラン、2,3−エピチオプロピルオキシエチルメチルジアルコキシシラン、2,3−エピチオプロピルオキシエチルエチルジアルコキシシラン、2,3−エピチオプロピルオキシエチルフェニルジアルコキシシラン、2,3−エピチオプロピルオキシプロピルトリアルコキシシラン、2,3−エピチオプロピルオキシプロピルメチルジアルコキシシラン、2,3−エピチオプロピルオキシプロピルエチルジアルコキシシラン、2,3−エピチオプロピルオキシプロピルフェニルジアルコキシシラン等を挙げることができ、より具体的には特開2008−242078号公報の段落〔0078〕に記載のものが例示される。
カルボキシ基を有するアルコキシシラン(d1)の具体例としては、カルボキシメチルトリアルコキシシラン、カルボキシメチルメチルジアルコキシシラン、カルボキシメチルエチルジアルコキシシラン、カルボキシメチルフェニルジアルコキシシラン、2−カルボキシエチルトリアルコキシシラン、2−カルボキシエチルメチルジアルコキシシラン、2−カルボキシエチルエチルジアルコキシシラン、2−カルボキシエチルフェニルジアルコキシシラン等を挙げることができ、より具体的には特開2008−242078号公報の段落〔0082〕に記載のものが例示される。
ヒドロキシ基を有するアルコキシシラン(d1)の具体例としては、ヒドロキシメチルトリアルコキシシラン、ヒドロキシメチルメチルジアルコキシシラン、ヒドロキシメチルエチルジアルコキシシラン、ヒドロキシメチルフェニルジアルコキシシラン、2−ヒドロキシエチルトリアルコキシシラン、2−ヒドロキシエチルメチルジアルコキシシラン、2−ヒドロキシエチルエチルジアルコキシシラン、2−ヒドロキシエチルフェニルジアルコキシシラン、3−ヒドロキシプロピルトリアルコキシシラン、3−ヒドロキシプロピルメチルジアルコキシシラン、3−ヒドロキシプロピルエチルジアルコキシシラン、3−ヒドロキシプロピルフェニルジアルコキシシラン、4−ヒドロキシ−(p−ヒドロキシフェニルカルボニルオキシ)ベンジルトリアルコキシシラン、4−ヒドロキシ−(p−ヒドロキシフェニルカルボニルオキシ)ベンジルメチルジアルコキシシラン、4−ヒドロキシ−(p−ヒドロキシフェニルカルボニルオキシ)ベンジルエチルジアルコキシシラン、4−ヒドロキシ−(p−ヒドロキシフェニルカルボニルオキシ)ベンジルフェニルジアルコキシシラン等を挙げることができ、より具体的には特開2008−242078号公報の段落〔0083〕に記載のものが例示される。
スルファニル基を有するアルコキシシラン(d1)の具体例としては、メルカプトメチルトリアルコキシシラン、メルカプトメチルメチルジアルコキシシラン、メルカプトメチルエチルジアルコキシシラン、メルカプトメチルフェニルジアルコキシシラン、2−メルカプトエチルトリアルコキシシラン、2−メルカプトエチルメチルジアルコキシシラン、2−メルカプトエチルエチルジアルコキシシラン、2−メルカプトエチルフェニルジアルコキシシラン、3−メルカプトプロピルトリアルコキシシラン、3−メルカプトプロピルメチルジアルコキシシラン、3−メルカプトプロピルエチルジアルコキシシラン、3−メルカプトプロピルフェニルジアルコキシシラン等を挙げることができ、より具体的には特開2008−242078号公報の段落〔0084〕に記載のものが例示される。
イソシアネート基を有するアルコキシシラン(d1)の具体例としては、イソシアネートメチルトリアルコキシシラン、イソシアネートメチルメチルジアルコキシシラン、イソシアネートメチルエチルジアルコキシシラン、イソシアネートメチルフェニルジアルコキシシラン、2−イソシアネートエチルトリアルコキシシラン、2−イソシアネートエチルメチルジアルコキシシラン、2−イソシアネートエチルエチルジアルコキシシラン、2−イソシアネートエチルフェニルジアルコキシシラン、3−イソシアネートプロピルトリアルコキシシラン、3−イソシアネートプロピルメチルジアルコキシシラン、3−イソシアネートプロピルエチルジアルコキシシラン、3−イソシアネートプロピルフェニルジアルコキシシラン等を挙げることができ、より具体的には特開2008−242078号公報の段落〔0085〕に記載のものが例示される。
アミノ基を有するアルコキシシラン(d1)の具体例としては、アミノメチルトリアルコキシシラン、アミノメチルメチルジアルコキシシラン、アミノメチルエチルジアルコキシシラン、アミノメチルフェニルジアルコキシシラン、2−アミノエチルトリアルコキシシラン、2−アミノエチルメチルジアルコキシラン、2−アミノエチルエチルジアルコキシラン、2−アミノエチルフェニルジアルコキシシラン、3−アミノプロピルトリアルコキシシラン、3−アミノプロピルメチルジアルコキシシラン、3−アミノプロピルエチルジアルコキシシラン、3−アミノプロピルフェニルジアルコキシシラン、N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルトリアルコキシシラン、N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルメチルジアルコキシシラン、N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルエチルジアルコキシシラン、N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルフェニルジアルコキシシラン、N−フェニル−3−アミノプロピルトリアルコキシシラン、N−フェニル−3−アミノプロピルメチルジアルコキシシラン、N−フェニル−3−アミノプロピルエチルジアルコキシシラン、N−フェニル−3−アミノプロピルフェニルジアルコキシシラン、3−トリアルコキシシリル−N−(1,3−ジメチル−ブチリデン)プロピルアミン等を挙げることができ、より具体的には特開2008−242078号公報の段落〔0086〕に記載のものが例示される。
ウレイド基を有するアルコキシシラン(d1)の具体例としては、イソシアネートメチルトリメトキシシラン、ウレイドメチルトリアルコキシシラン、ウレイドメチルメチルジアルコキシシラン、ウレイドメチルエチルジアルコキシシラン、ウレイドメチルフェニルジアルコキシシラン、2−ウレイドエチルトリアルコキシシラン、2−ウレイドエチルメチルジアルコキシシラン、2−ウレイドエチルフェニルジアルコキシシラン、3−ウレイドプロピルトリアルコキシシラン、3−ウレイドプロピルメチルジアルコキシシラン、3−ウレイドプロピルエチルジアルコキシシラン、3−ウレイドプロピルフェニルジアルコキシシラン等を挙げることができ、より具体的には特開2008−242078号公報の段落〔0087〕に記載のものが例示される。
これらアルコキシシラン(d1)のうち、環状エーテル基、エチレン性不飽和基、スルファニル基、イソシアネート基、アミノ基を有するアルコキシシランが好ましく、環状エーテル基、エチレン性不飽和基、スルファニル基を有するアルコキシシランがより好ましい。環状エーテル基を含有するアルコキシシラン(d1)の中では、オキシラニル基、オキセタニル基を含有するアルコキシシランが好ましく、オキシラニル基を有するアルコキシシランがより好ましい。エチレン性不飽和基を有するアルコキシシラン(d1)の中では、(メタ)アクリロイル基、ビニルフェニル基、ビニル基を含有するアルコキシシランが好ましく、(メタ)アクリロイル基を有するアルコキシシランがより好ましい。
前記オキシラニル基を有するアルコキシシラン(d1)の中では、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メチルジアルコキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリアルコキシシランがより好ましい。
前記(メタ)アクリロイル基を有するアルコキシシラン(d1)の中では、3−(メタ)アクリロキシプロピルトリアルコキシシランがより好ましい。
前記ビニルフェニル基を有するアルコキシシラン(d1)の中では、ビニルフェニルトリアルコキシシランがより好ましい。
前記ビニル基を有するアルコキシシラン(d1)の中では、ビニルトリアルコキシシランがより好ましい。
前記スルファニル基を有するアルコキシシラン(d1)の中では、3−メルカプトプロピルトリアルコキシシラン、3−メルカプトプロピルメチルジアルコキシシランがより好ましい。
前記イソシアネート基を有するアルコキシシラン(d1)の中では、3−イソシアネートプロピルトリアルコキシシランがより好ましい。
前記アミノ基を有するアルコキシシラン(d1)の中では、3−アミノプロピルトリアルコキシシラン、N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルトリアルコキシシラン、N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルメチルジアルコキシシラン、N−フェニル−3−アミノプロピルトリアルコキシシラン、3−トリアルコキシシリル−N−(1,3−ジメチル−ブチリデン)プロピルアミンがより好ましい。
前記ウレイド基を有するアルコキシシラン(d1)の中では、3−ウレイドプロピルトリアルコキシシランがより好ましい。
これらの中でも、特に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、3−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、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、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリエトキシシラン、(3−エチルオキセタン−3−イル)プロピルトリメトキシシラン、(3−エチルオキセタン−3−イル)プロピルトリエトキシシラン、3−(メタ)ア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、3−メルカプトプロピルトリエトキシシランが、バインダー樹脂及び重合性化合物より選ばれる少なくとも1種との反応性並びに保存安定性の点からとりわけ好ましい。
また、アルコキシシラン(d2)としては、ヘキシルトリメトキシシラン、下記式(3)で表されるアルコキシシランが好ましい。

11O−(CH2CH2O)p−CONH−R12−Si (OR6)3 (3)
〔式(3)において、R11は炭素数1〜12のアルキル基を示し、R12は炭素数2〜6のアルカンジイル基を示し、pは1〜6の整数を示し、R6は前記と同義である。〕
11は、炭素数1〜6のアルキル基が好ましく、具体例としては、前述と同様のものを挙げることができる。
12における炭素数2〜6のアルカンジイル基としては、例えば、エタン−1,1−ジイル基、エタン−1,2−ジイル基、プロパン−1,1−ジイル基、プロパン−1,2−ジイル基、プロパン−1,3−ジイル基、プロパン−2,2−ジイル基、ブタン−1,2−ジイル基、ブタン−1,3−ジイル基、ブタン−1,4−ジイル基、ペンタン−1,4−ジイル基、ペンタン−1,5−ジイル基、ヘキサン−1,5−ジイル基、ヘキサン−1,6−ジイル基等を挙げることができる。
pは、1〜3の整数が好ましい。
前記式(3)で表されるアルコキシシランとしては、具体的には、 (3−トリメトキシシリルプロピル)カルバミック酸−2−ブトキシエチルエステル、(3−トリメトキシシリルプロピル)カルバミック酸−2−(2−ブトキシエトキシ)エチルエステル、(3−トリメトキシシリルプロピル)カルバミック酸−2−[2−(2−ブトキシエトキシ)エトキシ]エチルエステル等を挙げることができる。
このようなアルコキシシラン(d2)は、公知の方法により製造することができる。
アルコキシシラン(d1)とアルコキシシラン(d2)との仕込み割合は、適宜選択可能であるが、アルコキシシラン(d1)の仕込み割合が、アルコキシシラン(d1)とアルコキシシラン(d2)との合計仕込み量に対して、30〜90モル%であることが好ましく、更に45〜85モル%、更に51〜80モル%、特に55〜70モル%が好ましい。このような態様とすることで、感度に優れる着色組成物が得られるとともに、耐溶剤性の良好な薄膜を得ることができる。
また、本発明における(D)ポリシロキサンは、アルコキシシラン(d1)及びアルコキシシラン(d2)由来の構造単位を有すれば、更にアルコキシシラン(d1)及びアルコキシシラン(d2)以外のアルコキシシラン(以下、「アルコキシシラン(d3)」とも称する。)由来の構造単位を有していてもよい。
このようなアルコキシシラン(d3)としては特に限定されるものではなく、例えば、単官能のアルコキシシラン;2官能のアルコキシシラン、3官能のアルコキシシラン、4官能のアルコキシシラン、6官能のアルコキシシランの如き2官能以上のアルコキシシランを挙げることができる。
単官能のアルコキシシランとしては、例えば、トリメチルメトキシシラン、トリメチルエトキシシラン、トリメチル−n−プロピルオキシシラン、ジメチル(エチル)エトキシシラン、ジメチル(シクロヘキシル)エトキシシランの如きトリアルキルモノアルコキシシラン;ジメチル(フェニル)エトキシシランの如きジアルキルモノアリールモノアルコキシシラン;メチル(ジフェニル)エトキシシランの如きモノアルキルジアリールモノアルコキシシラン;トリフェノキシエトキシシランの如きトリアリールオキシモノアルコキシシラン;メチル(ジフェノキシ)エトキシシランの如きモノアルキルジアリールオキシモノアルコキシシラン;フェニル(ジフェノキシ)エトキシシランの如きモノアリールジアリールオキシモノアルコキシシラン;ジメチル(フェノキシ)エトキシシランの如きジアルキルモノアリールオキシモノアルコキシシラン;ジフェニル(フェノキシ)エトキシシランの如きジアリールモノアリールオキシモノアルコキシシラン;メチル(フェニル)(フェノキシ)エトキシシランの如きモノアルキルモノアリールモノアリールオキシモノアルコキシシラン;トリヒドロキシメトキシシラン、トリヒドロキシエトキシシラン、トリヒドロキシ−n−プロピルオキシシランの如きトリヒドロキシモノアルコキシシランを挙げることができる。
2官能のアルコキシシランとしては、例えば、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジメチルジ−n−プロピルオキシシラン、メチル(エチル)ジエトキシシラン、メチル(シクロヘキシル)ジエトキシシランの如きジアルキルジアルコキシシラン;メチル(フェニル)ジエトキシシランの如きモノアルキルモノアリールジアルコキシシラン;ジフェニルジエトキシシランの如きジアリールジアルコキシシラン;ジフェノキシジエトキシシランの如きジアリールオキシジアルコキシシラン;メチル(フェノキシ)ジエトキシシランの如きモノアルキルモノアリールオキシジアルコキシシラン;フェニル(フェノキシ)ジエトキシシランの如きモノアリールモノアリールオキシジアルコキシシラン;ジヒドロキシジメトキシシラン、ジヒドロキシジエトキシシラン、ジヒドロキシジ−n−プロピルオキシシランの如きジヒドロキシジアルコキシシラン;メチル(ヒドロキシ)ジメトキシシランの如きモノアルキルモノヒドロキシジアルコキシシラン;フェニル(ヒドロキシ)ジメトキシシランの如きモノアリールモノヒドロキシジアルコキシシランを挙げることができる。
3官能のアルコキシシランとしては、例えば、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリ−n−プロピルオキシシラン、エチルトリエトキシシラン、シクロヘキシルトリエトキシシランの如きモノアルキルトリアルコキシシラン;フェニルトリエトキシシラン、ナフチルトリエトキシシラン、4−クロロフェニルトリエトキシシラン、4−シアノフェニルトリエトキシシラン、4−アミノフェニルトリエトキシシラン、4−ニトロフェニルトリエトキシシラン、4−メチルフェニルトリエトキシシラン、4−ヒドロキシフェニルトリエトキシシランの如きモノアリールトリアルコキシシラン;フェノキシトリエトキシシラン、ナフチルオキシトリエトキシシラン、4−クロロフェニルオキシトリエトキシシラン、4−シアノフェニルトリオキシエトキシシラン、4−アミノフェニルオキシトリエトキシシラン、4−ニトロフェニルオキシトリエトキシシラン、4−メチルフェニルオキシトリエトキシシラン、4−ヒドロキシフェニルオキシトリエトキシシランの如きモノアリールオキシトリアルコキシシラン;モノヒドロキシトリメトキシシラン、モノヒドロキシトリエトキシシラン、モノヒドロキシトリ−n−プロピルオキシシランの如きモノヒドロキシトリアルコキシシランを挙げることができる。
4官能のアルコキシシランとしては、例えば、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン(通称TEOS)、テトラ−n−プロピルオキシシラン、テトライソプロピルオキシシラン、テトラ−n−ブトキシシランの如きテトラアルコキシシランを挙げることができる。
6官能のアルコキシシランとしては、例えば、ビス(トリメトキシシリル)メタン、ビス(トリエトキシシリル)メタン、1,2−ビス(トリメトキシシリル)エタン、1,2−ビス(トリエトキシシリル)エタン、1,8−ビス(トリエトキシシリル)オクタンを挙げることができる。
これらのアルコキシシラン(d3)のうち、2官能以上のアルコキシシランが反応性の点で好ましく、更に3官能以上のアルコキシシランが好ましく、3官能のアルコキシシラン、4官能のアルコキシシラン、6官能のアルコキシシランが特に好ましい。
アルコキシシラン(d3)の使用量は、式(1)で表されるアルコキシシラン及び式(2)で表されるアルコキシシランの合計1モルに対して、通常0.001〜0.6モルであり、好ましくは0.005〜0.5モル、更に好ましくは0.01〜0.4モル、特に好ましくは0.02〜0.3モルである。
アルコキシシラン(d1)、アルコキシシラン(d2)、アルコキシシラン(d3)は、それぞれ単独で又は2種以上を混合して使用することができる。
(D)ポリシロキサンは、アルコキシシラン(d1)及びアルコキシシラン(d2)、所望によりアルコキシシラン(d3)を共加水分解縮合させて得ることができる。なお、共加水分解縮合物には、原料中の加水分解性基の全部が加水分解されたもののみならず、加水分解性基の一部が加水分解されずに残存するものも包含される。
加水分解反応は、好ましくは適当な溶媒中で行われる。このような溶媒としては、例えばメタノール、エタノール、n−プロパノール、イソプロピルアルコール、n−ブタノール、イソブチルアルコール、t−ブチルアルコール、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、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メチルエーテルアセテート、テトラヒドロフラン、ジオキサン、アセトニトリルの如き水溶性溶剤またはそれらの水溶液が挙げられる。
これらの水溶性溶剤は後の工程で除去されるので、メタノール、エタノール、n−プロパノール、イソプロピルアルコール、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、テトラヒドロフラン等の比較的沸点の低いものが好適であり、原料溶解性の点でアセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン類がさらに好ましく、最も好ましいのはメチルイソブチルケトンである。
加水分解反応は、好ましくは、酸触媒又は塩基触媒存在下で行われる。酸触媒としては、例えば、塩酸、硫酸、硝酸、蟻酸、シュウ酸、酢酸、トリフルオロ酢酸、トリフルオロメタンスルホン酸、酸性イオン交換樹脂、各種ルイス酸等を挙げることができる。塩基触媒としては、例えば、アンモニア、1級アミン類、2級アミン類、3級アミン類、ピリジン等の含窒素芳香族化合物、塩基性イオン交換樹脂、水酸化ナトリウム等の水酸化物、炭酸カリウム等の炭酸塩、酢酸ナトリウム等のカルボン酸塩、各種ルイス塩基等が挙げられる。
水の使用量、反応温度、反応時間は適宜設定することができるが、例えば、下記の条件を採用できる。
水の使用量は、アルコキシシラン(d1)中のアルコキシル基、アルコキシシラン(d2)中のアルコキシル基、及び任意で用いられるアルコキシシラン(d3)中のアルコキシル基の合計量1モルに対して、好ましくは2.0モル以下、より好ましくは1.5モル以下、更に好ましくは1モル以下、特に好ましくは0.9モル以下の量であって、好ましくは0.3モル以上、より好ましくは0.4モル以上、更に好ましくは0.5モル以上である。
反応温度は、好ましくは40〜200℃、より好ましくは50〜150℃である。
反応時間は、好ましくは30分〜24時間、より好ましくは1〜12時間である。
(D)ポリシロキサンのゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)によるポリスチレン換算重量平均分子量(以下、「Mw」ということがある。)は、通常500〜30,000、好ましくは1,000〜20,000、より好ましくは1,500〜10,000、更に好ましくは2,000〜7,000、特に好ましくは2,500〜5,000である。このような態様とすることにより、塗布性に優れるとともに、十分な密着性を発現することができる。
本発明の着色組成物において、(D)ポリシロキサンの含有量は、(B)バインダー樹脂と(C)重合性化合物の総量100質量部に対して、好ましくは0.5〜20質量部、より好ましくは1〜15質量部、さらに好ましくは2〜10質量部である。このような態様とすることにより、感度、耐溶剤性に優れるとともに、密着性に優れる順テーパー形状の画素を形成することが出来る。
また、本発明においては、(D)ポリシロキサンと共に、モノマー単位であるアルコキシシラン(d1)、アルコキシシラン(d2)、アルコキシシラン(d3)自体を、必要に応じて併用することができる。その使用量は、(B)バインダー樹脂と(C)重合性化合物の総量100質量部に対して、好ましくは1〜30質量部、より好ましくは2〜20質量部、さらに好ましくは3〜15質量部である。このような態様とすることにより、保存安定性の良好な着色組成物を調製することができ、また硬化性、耐溶剤性、密着性に優れる画素を形成することが出来る。
−光重合開始剤−
本発明の着色組成物には、光重合開始剤を含有せしめることができる。これにより、着色組成物に感放射線性を付与することができる。本発明に用いる光重合開始剤は、可視光線、紫外線、遠紫外線、電子線、X線等の放射線の露光により、上記重合性化合物の重合を開始しうる活性種を発生する化合物である。
このような光重合開始剤としては、例えば、チオキサントン系化合物、アセトフェノン系化合物、ビイミダゾール系化合物、トリアジン系化合物、O−アシルオキシム系化合物、オニウム塩系化合物、ベンゾイン系化合物、ベンゾフェノン系化合物、α−ジケトン系化合物、多核キノン系化合物、ジアゾ系化合物、イミドスルホナート系化合物等を挙げることができる。
本発明において、光重合開始剤は、単独で又は2種以上を混合して使用することができる。光重合開始剤としては、チオキサントン系化合物、アセトフェノン系化合物、ビイミダゾール系化合物、トリアジン系化合物、O−アシルオキシム系化合物の群から選ばれる少なくとも1種が好ましい。
本発明における好ましい光重合開始剤のうち、チオキサントン系化合物の具体例としては、チオキサントン、2−クロロチオキサントン、2−メチルチオキサントン、2−イソプロピルチオキサントン、4−イソプロピルチオキサントン、2,4−ジクロロチオキサントン、2,4−ジメチルチオキサントン、2,4−ジエチルチオキサントン、2,4−ジイソプロピルチオキサントン等を挙げることができる。
また、上記アセトフェノン系化合物の具体例としては、2−メチル−1−〔4−(メチルチオ)フェニル〕−2−モルフォリノプロパン−1−オン、2−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−(4−メチルベンジル)−2−(ジメチルアミノ)−1−(4−モルフォリノフェニル)ブタン−1−オン等を挙げることができる。
また、上記ビイミダゾール系化合物の具体例としては、2,2'−ビス(2−クロロフェニル)−4,4',5,5'−テトラフェニル−1,2'−ビイミダゾール、2,2'−ビス(2,4−ジクロロフェニル)−4,4',5,5'−テトラフェニル−1,2'−ビイミダゾール、2,2'−ビス(2,4,6−トリクロロフェニル)−4,4',5,5'−テトラフェニル−1,2'−ビイミダゾール等を挙げることができる。
なお、光重合開始剤としてビイミダゾール系化合物を用いる場合、水素供与体を併用することが、感度を改良することができる点で好ましい。ここでいう「水素供与体」とは、露光によりビイミダゾール系化合物から発生したラジカルに対して、水素原子を供与することができる化合物を意味する。水素供与体としては、例えば、2−メルカプトベンゾチアゾール、2−メルカプトベンゾオキサゾール等のメルカプタン系水素供与体、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)ベンゾフェノン等のアミン系水素供与体を挙げることができる。本発明において、水素供与体は、単独で又は2種以上を混合して使用することができるが、1種以上のメルカプタン系水素供与体と1種以上のアミン系水素供与体とを組み合わせて使用することが、さらに感度を改良することができる点で好ましい。
また、上記トリアジン系化合物の具体例としては、2,4,6−トリス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−メチル−4,6−ビス(トリクロロメチル)−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、2−〔2−(4−ジエチルアミノ−2−メチルフェニル)エテニル〕−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−〔2−(3,4−ジメトキシフェニル)エテニル〕−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(4−メトキシフェニル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(4−エトキシスチリル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(4−n−ブトキシフェニル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン等のハロメチル基を有するトリアジン系化合物を挙げることができる。
また、O−アシルオキシム系化合物の具体例としては、1,2−オクタンジオン,1−〔4−(フェニルチオ)フェニル〕−,2−(O−ベンゾイルオキシム)、エタノン,1−[9−エチル−6−(2−メチルベンゾイル)−9H−カルバゾール−3−イル]−,1−(O−アセチルオキシム)、エタノン,1−〔9−エチル−6−(2−メチル−4−テトラヒドロフラニルメトキシベンゾイル)−9H−カルバゾール−3−イル〕−,1−(O−アセチルオキシム)、エタノン,1−〔9−エチル−6−{2−メチル−4−(2,2−ジメチル−1,3−ジオキソラニル)メトキシベンゾイル}−9H−カルバゾール−3−イル〕−,1−(O−アセチルオキシム)等を挙げることができる。O−アシルオキシム系化合物の市販品としては、NCI−831、NCI−930(以上、株式会社ADEKA社製)等を使用することもできる。
本発明において、アセトフェノン系化合物等のビイミダゾール系化合物以外の光重合開始剤を用いる場合には、増感剤を併用することもできる。このような増感剤としては、例えば、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−ジエチルアミノアセトフェノン、4−ジメチルアミノプロピオフェノン、4−ジメチルアミノ安息香酸エチル、4−ジメチルアミノ安息香酸2−エチルヘキシル、2,5−ビス(4−ジエチルアミノベンザル)シクロヘキサノン、7−ジエチルアミノ−3−(4−ジエチルアミノベンゾイル)クマリン、4−(ジエチルアミノ)カルコン等を挙げることができる。
本発明において、光重合開始剤の含有量は、(C)重合性化合物100質量部に対して、0.01〜120質量部が好ましく、特に1〜100質量部が好ましい。この場合、光重合開始剤の含有量が少なすぎると、露光による硬化が不十分となるおそれがあり、一方多すぎると、形成された着色層が現像時に基板から脱落しやすくなる傾向がある。
−溶媒−
本発明の着色組成物は、上記(A)〜(D)成分、及び任意的に加えられる他の成分を含有するものであるが、通常、溶媒を配合して液状組成物として調製される。
上記溶媒としては、着色組成物を構成する(A)〜(D)成分や他の成分を分散又は溶解し、かつこれらの成分と反応せず、適度の揮発性を有するものである限り、適宜に選択して使用することができる。
このような溶媒のうち、例えば、
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−n−プロピルエーテル、エチレングリコールモノ−n−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、ジエチレングリコールモノ−n−プロピルエーテル、ジエチレングリコールモノ−n−ブチルエーテル、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、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−n−プロピルエーテル、プロピレングリコールモノ−n−ブチルエーテル、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、ジプロピレングリコールモノ−n−プロピルエーテル、ジプロピレングリコールモノ−n−ブチルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、トリプロピレングリコールモノエチルエーテル等の(ポリ)アルキレングリコールモノアルキルエーテル類;
乳酸メチル、乳酸エチル等の乳酸アルキルエステル類;
メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、イソプロパノール、イソブタノール、t−ブタノール、オクタノール、2−エチルヘキサノール、シクロヘキサノール等の(シクロ)アルキルアルコール類;
ジアセトンアルコール等のケトアルコール類;
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、ジエチレングリコールモノメ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、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、ジプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、3−メトキシブチルアセテート、3−メチル−3−メトキシブチルアセテート等の(ポリ)アルキレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類;
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、ジエチレングリコールジエチルエーテル、テトラヒドロフラン等の他のエーテル類;
メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、2−ヘプタノン、3−ヘプタノン等のケトン類;
プロピレングリコールジアセテート、1,3−ブチレングリコールジアセテート、1,6−ヘキサンジオールジアセテート等のジアセテート類;
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、エトキシ酢酸エチル、3−メチル−3−メトキシブチルプロピオネート等のアルコキシカルボン酸エステル類;
酢酸エチル、酢酸n−プロピル、酢酸i−プロピル、酢酸n−ブチル、酢酸i−ブチル、ぎ酸n−アミル、酢酸i−アミル、プロピオン酸n−ブチル、酪酸エチル、酪酸n−プロピル、酪酸i−プロピル、酪酸n−ブチル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、ピルビン酸n−プロピル、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、2−オキソブタン酸エチル等の他のエステル類;
トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類;
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−メチルピロリドン等のアミド又はラクタム類
等を挙げることができる。
これらの溶媒のうち、溶解性、顔料分散性、塗布性等の観点から、(ポリ)アルキレングリコールモノアルキルエーテル類、乳酸アルキルエステル類、(ポリ)アルキレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類、他のエーテル類、ケトン類、ジアセテート類、アルコキシカルボン酸エステル類、他のエステル類が好ましく、特に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、エチ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、3−メトキシブチルアセテート、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、シクロヘキサノン、2−ヘプタノン、3−ヘプタノン、1,3−ブチレングリコールジアセテート、1,6−ヘキサンジオールジアセテート、乳酸エチル、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、3−メチル−3−メトキシブチルプロピオネート、酢酸n−ブチル、酢酸i−ブチル、ぎ酸n−アミル、酢酸i−アミル、プロピオン酸n−ブチル、酪酸エチル、酪酸i−プロピル、酪酸n−ブチル、ピルビン酸エチル等が好ましい。
本発明において、溶媒は、単独で又は2種以上を混合して使用することができる。混合して使用する場合は、少なくとも(ポリ)アルキレングリコールモノアルキルエーテル類と(ポリ)アルキレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類、(ポリ)アルキレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類とアルコキシカルボン酸エステル類、(ポリ)アルキレングリコールモノアルキルエーテル類と(ポリ)アルキレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類とを混合して使用することが好ましい。
溶媒の含有量は、特に限定されるものではないが、着色組成物の溶媒を除いた各成分の合計濃度が、5〜50質量%となる量が好ましく、10〜40質量%となる量がより好ましい。このような態様とすることにより、分散性、安定性の良好な着色剤分散液、並びに塗布性、安定性の良好な着色組成物を得ることができる。
−添加剤−
本発明の着色組成物は、必要に応じて、種々の添加剤を含有することもできる。
添加剤としては、例えば、ガラス、アルミナ等の充填剤;ポリビニルアルコール、ポリ(フロオロアルキルアクリレート)類等の高分子化合物;フッ素系界面活性剤、シリコン系界面活性剤等の界面活性剤;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類等の紫外線吸収剤;ポリアクリル酸ナトリウム等の凝集防止剤;マロン酸、アジピン酸、イタコン酸、シトラコン酸、フマル酸、メサコン酸、2−アミノエタノール、3−アミノ−1−プロパノール、5−アミノ−1−ペンタノール、3−アミノ−1,2−プロパンジオール、2−アミノ−1,3−プロパンジオール、4−アミノ−1,2−ブタンジオール等の残渣改善剤;こはく酸モノ〔2−(メタ)アクリロイロキシエチル〕、フタル酸モノ〔2−(メタ)アクリロイロキシエチル〕、ω−カルボキシポリカプロラクトンモノ(メタ)アクリレート等の現像性改善剤等を挙げることができる。
本発明の着色組成物は、適宜の方法により調製することができ、その調製方法としては、例えば、特開2008−58642号公報、特開2010−132874号公報等に開示されている方法を挙げることができる。着色剤として染料と顔料の両方を使用する場合、特開2010−132874号公報に開示されているように、染料溶液を第1のフィルタに通した後、第1のフィルタを通過した染料溶液を、別途調製した顔料分散液等と混合し、得られた着色組成物を第2のフィルタに通すことにより調製する方法を採用することができる。また、染料と、上記(B)〜(D)成分、並びに必要に応じて使用する他の成分を溶媒に溶解し、得られた溶液を第1のフィルタに通した後、第1のフィルタを通過した溶液を、別途調製した顔料分散液と混合し、得られた着色組成物を第2のフィルタに通すことにより調製する方法を採用してもよい。また、染料溶液を第1のフィルタに通した後、第1のフィルタを通過した染料溶液と、上記(B)〜(D)成分、並びに必要に応じて使用する他の成分を混合・溶解し、得られた溶液を第2のフィルタに通し、更に第2のフィルタを通過した溶液を、別途調製した顔料分散液と混合し、得られた着色組成物を第3のフィルタに通すことにより調製する方法も採用することができる。
カラーフィルタ及びその製造方法
本発明のカラーフィルタは、本発明の着色組成物を用いて形成された着色層を備えるものである。
カラーフィルタを製造する方法としては、第一に次の方法が挙げられる。まず、基板の表面上に、必要に応じて、画素を形成する部分を区画するように遮光層(ブラックマトリックス)を形成する。次いで、この基板上に、例えば、青色の本発明の感放射線性着色組成物の液状組成物を塗布したのち、プレベークを行って溶媒を蒸発させ、塗膜を形成する。次いで、この塗膜にフォトマスクを介して露光したのち、アルカリ現像液を用いて現像して、塗膜の未露光部を溶解除去する。その後、ポストベークすることにより、青色の画素パターンが所定の配列で配置された画素アレイを形成する。
次いで、緑色又は赤色の各感放射線性着色組成物を用い、上記と同様にして、各感放射線性着色組成物の塗布、プレベーク、露光、現像及びポストベークを行って、緑色の画素アレイ及び赤色の画素アレイを同一基板上に順次形成する。これにより、青色、緑色及び赤色の三原色の画素アレイが基板上に配置されたカラーフィルタが得られる。但し、本発明においては、各色の画素を形成する順序は、上記のものに限定されない。また、カラーフィルタを製造する第一の方法においては、上記青色、緑色、赤色の画素アレイのいずれか1以上が、本発明の着色組成物を用いて形成された着色層であればよい。
また、ブラックマトリックスは、スパッタや蒸着により成膜したクロム等の金属薄膜を、フォトリソグラフィー法を利用して所望のパターンとすることにより形成することができるが、黒色の顔料が分散された感放射線性着色組成物を用いて、上記画素の形成の場合と同様にして形成することもできる。
カラーフィルタを形成する際に使用される基板としては、例えば、ガラス、シリコン、ポリカーボネート、ポリエステル、芳香族ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリイミド等を挙げることができる。
また、これらの基板には、所望により、シランカップリング剤等による薬品処理、プラズマ処理、イオンプレーティング、スパッタリング、気相反応法、真空蒸着等の適宜の前処理を施しておくこともできる。
感放射線性着色組成物を基板に塗布する際には、スプレー法、ロールコート法、回転塗布法(スピンコート法)、スリットダイ塗布法、バー塗布法等の適宜の塗布法を採用することができるが、特に、スピンコート法、スリットダイ塗布法を採用することが好ましい。
プレベークは、通常、減圧乾燥と加熱乾燥を組み合わせて行われる。減圧乾燥は、通常50〜200Paに到達するまで行う。また、加熱乾燥の条件は、通常70〜110℃で1〜10分程度である。
塗布厚さは、乾燥後の膜厚として、通常、0.6〜8μm、好ましくは1.2〜5μmである。
画素及びブラックマトリックスから選ばれる少なくとも1種を形成する際に使用される放射線の光源としては、例えば、キセノンランプ、ハロゲンランプ、タングステンランプ、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、メタルハライドランプ、中圧水銀灯、低圧水銀灯等のランプ光源やアルゴンイオンレーザー、YAGレーザー、XeClエキシマーレーザー、窒素レーザー等のレーザー光源等を挙げることができる。露光光源として、紫外線LEDを使用することもできる。波長は、190〜450nmの範囲にある放射線が好ましい。
放射線の露光量は、一般的には10〜10,000J/m2が好ましい。
また、上記アルカリ現像液としては、例えば、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド、コリン、1,8−ジアザビシクロ−[5.4.0]−7−ウンデセン、1,5−ジアザビシクロ−[4.3.0]−5−ノネン等の水溶液が好ましい。
アルカリ現像液には、例えば、メタノール、エタノール等の水溶性有機溶剤や界面活性剤等を適量添加することもできる。なお、アルカリ現像後は、通常、水洗する。
現像処理法としては、シャワー現像法、スプレー現像法、ディップ(浸漬)現像法、パドル(液盛り)現像法等を適用することができる。現像条件は、常温で5〜300秒が好ましい。
ポストベークの条件は、通常180〜280℃で10〜60分程度である。
このようにして形成された画素の膜厚は、通常0.5〜5μm、好ましくは1.0〜3μmである。
また、カラーフィルタを製造する第二の方法として、特開平7−318723号公報、特開2000−310706号公報等に開示されている、インクジェット方式により各色の画素を得る方法を採用することができる。この方法においては、まず、基板の表面上に、遮光機能も兼ねた隔壁を形成する。次いで、形成された隔壁内に、例えば、青色の本発明の熱硬化性着色組成物の液状組成物を、インクジェット装置により吐出したのち、プレベークを行って溶媒を蒸発させる。次いで、この塗膜を必要に応じて露光したのち、ポストベークすることにより硬化させ、青色の画素パターンを形成する。
次いで、緑色又は赤色の各熱硬化性着色組成物を用い、上記と同様にして、緑色の画素パターン及び赤色の画素パターンを同一基板上に順次形成する。これにより、青色、緑色及び赤色の三原色の画素パターンが基板上に配置されたカラーフィルタが得られる。但し、本発明においては、各色の画素を形成する順序は、上記のものに限定されない。また、カラーフィルタを製造する第二の方法においても、上記青色、緑色、赤色の画素アレイのいずれか1以上が、本発明の着色組成物を用いて形成された着色層であればよい。
なお、隔壁は、遮光機能のみならず、区画内に吐出された各色の熱硬化性着色組成物が混色しないための機能も果たしているため、上記した第一の方法で使用されるブラックマトリックスに比べ、膜厚が厚い。したがって、隔壁は、通常、黒色感放射線性組成物を用いて形成される。
カラーフィルタを形成する際に使用される基板や放射線の光源、また、プレベークやポストベークの方法や条件は、上記した第一の方法と同様である。このようにして、インクジェット方式により形成された画素の膜厚は、隔壁の高さと同程度である。
このようにして得られた画素パターン上に、必要に応じて保護膜を形成した後、透明導電膜をスパッタリングにより形成する。透明導電膜を形成した後、更にスペーサーを形成してカラーフィルタとすることもできる。スペーサーは、通常、感放射線性組成物を用いて形成されるが、遮光性を有するスペーサー(ブラックスペーサー)とすることもできる。この場合、黒色の着色剤が分散された着色感放射線性組成物が用いられるが、本発明の着色組成物は、かかるブラックスペーサーの形成にも好適に使用することができる。
このようにして得られる本発明のカラーフィルタは、輝度及び色純度が極めて高いため、カラー液晶表示素子、カラー撮像管素子、カラーセンサー、有機EL表示素子、電子ペーパー等に極めて有用である。
表示素子
本発明の表示素子は、本発明のカラーフィルタを具備するものである。表示素子としては、カラー液晶表示素子、有機EL表示素子、電子ペーパー等を挙げることができる。
本発明のカラーフィルタを具備するカラー液晶表示素子は、透過型でも反射型でもよく、適宜の構造を採ることができる。例えば、カラーフィルタを、薄膜トランジスター(TFT)が配置された駆動用基板とは別の基板上に形成して、駆動用基板とカラーフィルタを形成した基板とが、液晶層を介して対向した構造を採ることができ、さらに薄膜トランジスター(TFT)が配置された駆動用基板の表面上にカラーフィルタを形成した基板と、ITO(錫をドープした酸化インジュウム)電極あるいはIZO(酸価インジュウムと酸化亜鉛との混合物)電極を形成した基板とが、液晶層を介して対向した構造を採ることもできる。後者の構造は、開口率を格段に向上させることができ、明るく高精細な液晶表示素子が得られるという利点を有する。
本発明のカラーフィルタを具備するカラー液晶表示素子は、冷陰極蛍光管(CCFL:Cold Cathode Fluorescent Lamp)の他、白色LEDを光源とするバックライトユニットを具備することができる。白色LEDとしては、例えば、赤色LEDと緑色LEDと青色LEDを組み合わせて混色により白色光を得る白色LED、青色LEDと赤色LEDと緑色蛍光体を組み合わせて混色により白色光を得る白色LED、青色LEDと赤色発光蛍光体と緑色発光蛍光体を組み合わせて混色により白色光を得る白色LED、青色LEDとYAG系蛍光体の混色により白色光を得る白色LED、青色LEDと橙色発光蛍光体と緑色発光蛍光体を組み合わせて混色により白色光を得る白色LED、紫外線LEDと赤色発光蛍光体と緑色発光蛍光体と青色発光蛍光体を組み合わせて混色により白色光を得る白色LED等を挙げることができる。
本発明のカラーフィルタを具備するカラー液晶表示素子には、TN(Twisted Nematic)型、STN(Super Twisted Nematic)型、IPS(In−Planes Switching)型、VA(Vertical Alignment)型、OCB(Optically Compensated Birefringence)型等の適宜の液晶モードが適用できる。
また、本発明のカラーフィルタを具備する有機EL表示素子は、適宜の構造をとることが可能であり、例えば、特開平11−307242号公報に開示されている構造を挙げることができる。
また、本発明のカラーフィルタを具備する電子ペーパーは、適宜の構造をとることが可能であり、例えば、特開2007−41169号公報に開示されている構造を挙げることができる。
以下、実施例を挙げて、本発明の実施の形態をさらに具体的に説明する。但し、本発明は、下記実施例に限定されるものではない。
<バインダー樹脂の合成>
合成例1
冷却管と攪拌機を備えたフラスコに、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート100質量部を仕込んで窒素置換した。80℃に加熱して、同温度で、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート100質量部、メタクリル酸20質量部、スチレン10質量部、ベンジルメタクリレート5質量部、2−ヒドロキシエチルメタクリレート15質量部、2−エチルヘキシルメタクリレート23質量部、N−フェニルマレイミド12質量部、こはく酸モノ(2−アクリロイロキシエチル)15質量部及び2,2'−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)6質量部の混合溶液を1時間かけて滴下し、この温度を保持して2時間重合した。その後、反応溶液の温度を100℃に昇温させ、さらに1時間重合することにより、バインダー樹脂溶液(B−1)(固形分濃度33質量%)を得た。得られたバインダー樹脂は、Mwが12,200、Mnが6,500であった。
合成例2
冷却管と攪拌機を備えたフラスコに、シクロヘキサノン144質量部を仕込んで窒素置換した。80℃に加熱して、同温度で、シクロヘキサノン48質量部、メタクリル酸28.8質量部、メタクリル酸ブチル18質量部、メタクリル酸メチル18質量部、2−エチルヘキシルEO変性アクリレート(東亞合成株式会社製、M−120)18質量部、シクロヘキシルメタクリレート18質量部及びグリセロールメタクリレート37.2質量部の混合溶液、並びにシクロヘキサノン48質量部及び2,2'−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)8.4質量部の混合溶液を2時間かけて各々滴下し、この温度を保持して1時間重合した。その後、反応溶液の温度を90℃に昇温させ、さらに1時間重合を行った。次に、この溶液を室温まで冷却し、不揮発分が33質量%になるようシクロヘキサノンを加えることにより、樹脂(B2’)溶液を得た。得られた樹脂(B2’)は、Mw=10700、Mn=5600、Mw/Mn=1.91であった。
冷却管と攪拌機を備えたフラスコに、樹脂(B2’)溶液の全量を入れて溶液の温度を90℃に昇温させたのち、2−メタクリロイルオキシエチルイソシアネート(昭和電工株式会社製 カレンズMOI)34.3質量部(グリセロールメタクリレートのモル数に対して95モル%)及び4−メトキシフェノール0.36質量部の混合溶液を空気バブリング条件下、15分かけて滴下し、この温度を保持して1.5時間付加反応を行った。次に、この溶液を室温まで冷却し、不揮発分が36質量%になるようシクロヘキサノンを加えることにより、バインダー樹脂溶液(B−2)を得た。得られたバインダー樹脂は、Mw=12800、Mn=6000、Mw/Mn=2.13であった。
合成例3
冷却管と攪拌機を備えたフラスコに、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート100質量部を仕込んで窒素置換した。80℃に加熱して、同温度で、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート50質量部、メタクリル酸20質量部、スチレン12質量部、2−ヒドロキシエチルメタクリレート15質量部、2−エチルヘキシルメタクリレート28質量部、N−フェニルマレイミド15質量部、ベンジルメタクリレート10質量部及び2,2'−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)3質量部、ペンタエリスリトールテトラキス-3-メルカプトプロピオネート5質量部の混合溶液を2時間かけて滴下し、この温度を保持して1時間重合した。その後、反応溶液の温度を90℃に昇温させ、さらに1時間重合することにより、バインダー樹脂溶液(B−3)(固形分濃度40質量%)を得た。得られたバインダー樹脂は、Mw=9700、Mn=5700、Mw/Mn=1.70であった。
<分散剤の合成>
合成例1
冷却管と攪拌機を備えたフラスコに、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート70質量部、プロピレングリコールモノメチルエーテル30質量部を仕込んで窒素置換した後、80℃に加熱した。擬似ブロック重合体とするため、この温度で、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート25質量部、ブチルメタクリレート43質量、メチルメタクリレート15質量部の混合溶液を2時間かけて滴下した後、引き続いてプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート25質量部、こはく酸モノ(2−アクリロイロキシエチル)40質量部、ブチルメタクリレート2質量部の混合溶液を2時間かけて滴下した。なお、2,2'−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)7質量部は重合開始より4時間かけて滴下し、温度80℃を保持して更に1時間重合した。その後、反応温度を90℃に昇温し、さらに1時間重合することにより、分散剤樹脂溶液(β)(固形分濃度40%)を得た。得られた樹脂は、Mw=10200、Mn=5800、Mw/Mn=1.75であった。
<顔料誘導体の合成>
合成例1
特許2906833号明細書に記載の方法により、下記式で表される顔料誘導体(1)を合成した。
Figure 2014119739
合成例2
特開平3−26767号公報に記載の方法により、下記式で表される顔料誘導体(2)を合成した。
Figure 2014119739
<顔料分散液の調製>
調製例1
着色剤としてC.I.ピグメントレッド254とC.I.ピグメントレッド177との40/60(質量比)混合物13質量部、分散剤としてBYK−LPN21116( ビックケミー(BYK)社製)を11.2質量部(固形分濃度40質量%)、溶媒としてプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートを75.8質量部用いて、ビーズミルにより混合・分散して、赤色の顔料分散液(R1)を調製した。
調製例2
調製例1において、C.I.ピグメントレッド254に代えて下記式(I)で表されるジケトピロロピロール系顔料を用いた以外は調製例1と同様にして、赤色の顔料分散液(R2)を調製した。
Figure 2014119739
調製例3
着色剤としてC.I.ピグメントグリーン58とC.I.ピグメントイエロー138との70/30(質量比)混合物13質量部、分散剤としてBYK−LPN21116(ビックケミー(BYK)社製)を11.2質量部(固形分濃度40質量%)、溶媒としてプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートを75.8質量部用いて、ビーズミルにより混合・分散して、緑色の顔料分散液(G1)を調製した。
調製例4
着色剤として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90/10(質量比)混合物12質量部、分散剤としてBYK−LPN21116(ビックケミー(BYK)社製)を11.2質量部(固形分濃度40質量%)、溶媒としてプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートを76.8質量部用いて、ビーズミルにより混合・分散して、青色の顔料分散液(B1)を調製した。
調製例5
着色剤としてC.I.ピグメントレッド177を13.0質量部、顔料誘導体(1)2.00部、分散剤樹脂溶液(β)を13.75質量部、バインダー樹脂溶液(B−3)を13.75質量部、溶媒としてプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート56.5質量部とプロピレングリコールモノメチルエーテル1.50質量部を用いて、ビーズミルにより混合・分散して赤色の顔料分散液(R3)を調製した。
調製例6
調製例5において、C.I.ピグメントレッド177に代えてC.I.ピグメントレッド254を用い、顔料誘導体(1)に代えて顔料誘導体(2)を用いた以外は調製例5と同様にして、赤色の顔料分散液(R4)を調製した。
調製例7
着色剤としてC.I.ピグメントレッド177を13質量部、分散剤としてBYK−LPN21116(ビックケミー(BYK)社製)を11.5質量部(固形分濃度=40質量%)、バインダー樹脂溶液(B−3)を11.0質量部、溶媒としてプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート63.0質量部とプロピレングリコールモノメチルエーテル1.5質量部を用いて、ビーズミルにより混合・分散して赤色の顔料分散液(R5)を調製した。
調製例8
調製例7において、C.I.ピグメントレッド177に代えてC.I.ピグメントレッド254を用いた以外は調製例7と同様にして、赤色の顔料分散液(R6)を調製した。
<ポリシロキサンの合成>
合成例1
窒素雰囲気下、三つ口フラスコに3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン121質量部を仕込み、エトキシプロパノール100質量部を加えて溶解させ、得られた混合溶液をマグネチックスターラにより撹拌しながら70℃に加温した。この溶液に、1質量%のシュウ酸を含んだシュウ酸水溶液40.4質量部を添加し、70℃で3時間反応を行った。その後、減圧下で水、メタノール、エトキシプロパノールを留去することにより、ポリシロキサン(D−1)を得た。得られたポリシロキサンをGPC測定した結果、重量平均分子量は2,300であった。
合成例2
窒素雰囲気下、三つ口フラスコに3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン68.6質量部(60mol%)およびn−ヘキシルトリメトキシシラン48.1質量部(40mol%)を仕込み、エトキシプロパノール100質量部を加えて溶解させ、得られた混合溶液をマグネチックスターラにより撹拌しながら70℃に加温した。この溶液に、1質量%のシュウ酸を含んだシュウ酸水溶液38.2質量部を添加し、70℃で3時間反応を行った。その後、減圧下で水、メタノール、エトキシプロパノールを留去することにより、ポリシロキサン(D−2)を得た。得られたポリシロキサンをGPC測定した結果、重量平均分子量は2,100であった。
合成例3〜12
合成例2において、アルコキシシランの種類及び量、並びにシュウ酸水溶液の量を表1に示すように変更した以外は合成例2と同様にして、反応を行った。得られた化合物をポリシロキサン(D−3)〜(D−12)とする。
合成例13
合成例9において、アルコキシシラン及びシュウ酸水溶液の量を表1に示すように変更した以外は合成例9と同様にして、反応を行った。得られた化合物をポリシロキサン(D−13)とする。
Figure 2014119739
表1において、各成分は以下の通りである。
d1 :3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン
d2−1:n−ヘキシルトリメトキシシラン
d2−2:(3−トリメトキシシリルプロピル)カルバミック酸−2−ブトキシエチルエステル
d2−3:(3−トリメトキシシリルプロピル)カルバミック酸−2−(2−ブトキシエトキシ)エチルエステル
d2−4:(3−トリメトキシシリルプロピル)カルバミック酸−2−[2−(2−ブトキシエトキシ)エトキシ]エチルエステル
d3−1:テトラメトキシシラン
d3−2:1,2−ビス−トリメトキシシリルエタン
<着色組成物の調製及び評価>
比較例1
着色組成物の調製
顔料分散液(R1)100質量部、(B)バインダー樹脂としてバインダー樹脂溶液(B−1)40質量部、(C)重合性化合物としてジペンタエリスリトールヘキサアクリレートとジペンタエリスリトールペンタアクリレートの混合物(以下、「(C−1)」と称する、日本化薬株式会社製、商品名KAYARAD DPHA)を13質量部、(D)成分としてポリシロキサン(D−1)13質量部(固形分換算)、光重合開始剤として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−オンを10質量部、フッ素系界面活性剤としてメガファックF−554(DIC株式会社製)0.1質量部、および溶媒としてプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートを固形分濃度20質量%となるよう混合して、着色組成物(S−1)を調製した。
パターン形状の評価
得られた着色組成物(S−1)を、ガラス基板の表面上に、スピンコーターを用いて塗布したのち、90℃のホットプレートで4分間プレベークを行なって、膜厚2.0μmの塗膜を形成した。次いで、この基板を室温に冷却したのち、基板上の塗膜に、高圧水銀ランプを用い、フォトマスクを介して、400J/m2の露光量で露光した。その後、基板上の塗膜に、23℃の0.04質量%水酸化カリウム水溶液を1.5kgf/cm2の現像圧(ノズル径1mm)で60秒間吐出することによりシャワー現像を行なった。その後、超純水で洗浄して風乾した。更に、220℃で30分間ポストベークを行って、基板上に90μmのストライプ状画素パターンを形成した。次いで、得られた画素パターンの断面形状を走査型電子顕微鏡により観察し、図1に示すテーパー角θを測定した。このテーパー角が80度以上であると、透明電極膜が断線してしまうおそれがある。理想的なテーパー角は30〜70度である。テーパー角が30〜70度である場合を「○」、30度未満であるか71〜79度である場合を「△」、80度以上である場合を「×」として評価した。結果を表3に示す。
感度の評価
着色組成物(S−1)を、ガラス基板の表面上に、スピンコーターを用いて塗布したのち、90℃で2分間プレベークを行って、膜厚2.5μmの塗膜を形成した。その後、この基板を室温まで冷却し、基板上の塗膜に、高圧水銀ランプを用い、フォトマスクを介して、露光ギャップを200μmとし、600J/m2 の露光量で露光した。その後、基板上の塗膜に、23℃の0.04質量%水酸化カリウム水溶液を現像圧2kgf/cm2(ノズル径1mm)で吐出することにより、シャワー現像を50秒行ったのち、230℃で30分間ポストベークを行って、基板上に赤色のライン&スペースパターンが配列された画素アレイを形成した。スリット幅90μmのフォトマスクを介して形成された画素パターンの線幅を光学顕微鏡にて測定し、97μm以上である場合を「○」、93μm以上97μm未満である場合を「△」、93μm未満である場合を「×」として評価した。ここで、パターン線幅が広いほど、高感度であるといえる。結果を表3に示す。
耐溶剤性の評価
着色組成物(S−1)を、表面にナトリウムイオンの溶出を防止するSiO2膜が形成された直径4インチのソーダガラス基板上に、スピンコーターを用いて塗布したのち、ホットプレートにて90℃で1分間プレベークを行って、膜厚2.5μmの塗膜を形成した。次いで、この基板を室温に冷却したのち、高圧水銀ランプを用い、フォトマスクを介して、塗膜に365nm、405nmおよび436nmの各波長を含む放射線を600J/m2の露光量で露光した。その後、この基板に対して23℃の0.04質量%炭酸ナトリウム水溶液からなる現像液を現像圧1kgf/cm2(ノズル径1mm)で吐出することにより、シャワー現像を行ったのち、さらに230℃で20分間ポストベークを行って、基板上に200×200μmのドットパターンを形成した。
得られた基板を、25℃のN−メチルピロリドンにそれぞれ30分間浸漬し、浸漬前後のドットパターンを走査型電子顕微鏡で観察し、パターンに変化がなく、浸漬前後での膜厚比(浸漬後の膜厚×100/浸漬前の膜厚)が95%以上である場合を「○」、浸漬前後での膜厚比が95%未満であるか、あるいはパターンの一部に欠けが認められる場合を「△」、浸漬後にパターンが全て基板から剥がれる場合を「×」として、評価した。評価結果を表3に示す。
実施例1〜22及び比較例2〜5
比較例1において、各成分の種類及び量を表2に示すように変更した以外は比較例1と同様にして、固形分濃度20質量%の着色組成物(S−2)〜(S−27)を調製した。次いで、着色組成物(S−1)に代えて着色組成物(S−2)〜(S−27)を用いた以外は比較例1と同様にして、評価を行った。結果を表3に示す。なお、表2において、溶媒の「含有割合」は、着色組成物(S−1)〜(S−27)に含まれる溶媒中の各溶媒の含有割合を示すものである。
Figure 2014119739
表2において、各成分は以下の通りである。
C−1:ジペンタエリスリトールヘキサアクリレートとジペンタエリスリトールペンタアクリレートの混合物(日本化薬株式会社製、商品名KAYARAD DPHA)
C−2:ジペンタエリスリトールヘキサアクリレートとジペンタエリスリトールペンタアクリレートの混合物(日本化薬株式会社製、商品名KAYARAD(登録商標) MAX−3510)
E−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ン−1−オン
E−2:2−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(BASF社製、商品名イルガキュア369)
E−3:エタノン, 1−[9−エチル−6−(2−メチルベンゾイル)−9H−カルバゾール−3−イル]−, 1−(O−アセチルオキシム)(BASF社製、商品名イルガキュアOXE02)
F−1:メガファックF−554(DIC株式会社製)
G−1:プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート
G−2:3−エトキシプロピオン酸エチル
G−3:メトキシブチルアセテート
G−4:プロピレングリコールモノメチルエーテル
Figure 2014119739
1 テーパー角(θ)
2 画素パターン
3 基板
10 画素

Claims (6)

  1. (A)着色剤、(B)バインダー樹脂、(C)重合性化合物、及び(D)ポリシロキサンを含有する着色組成物であって、
    前記(D)ポリシロキサンが前記(B)バインダー樹脂及び前記(C)重合性化合物から選ばれる少なくとも1種と反応する基と、炭素数5以上の鎖状の基とを有するものである、着色組成物。
  2. 前記(B)バインダー樹脂及び前記(C)重合性化合物から選ばれる少なくとも1種と反応する基が、環状エーテル基、エチレン性不飽和基、エピスルフィド基、カルボキシ基、ヒドロキシ基、スルファニル基、イソシアネート基、アミノ基及びウレイド基よりなる群から選ばれる少なくとも1種である、請求項1に記載の着色組成物。
  3. 前記(D)ポリシロキサンが、少なくとも下記式(1)で表されるアルコキシシラン及び下記式(2)で表されるアルコキシシランを反応させて得られるものである、請求項1又は2に記載の着色組成物。

    Si(R1)l(R2)m(OR3)n (1)

    〔式(1)において、R1は環状エーテル基、エチレン性不飽和基、エピスルフィド基、カルボキシ基、ヒドロキシ基、スルファニル基、イソシアネート基、アミノ基、ウレイド基よりなる群から選ばれる少なくとも1種を有する基を示す。R2及びR3はR1とは異なる1価の有機基を示し、R2、R3は同一でも異なっていてもよい。lは1〜3の整数を示し、mは0〜2の整数を示し、nは1〜3の整数を示す。但し、l+m+n=4である。

    Si(R4)x(R5)y(OR6)z (2)

    〔式(2)において、R4は炭素数5以上の鎖状の基を示す。R5及びR6はR4とは異なる1価の有機基を示し、R5、R6は同一でも異なっていてもよい。xは1〜3の整数を示し、yは0〜2の整数を示し、zは1〜3の整数を示す。但し、x+y+z=4である。〕
  4. 請求項1〜3のいずれか1項に記載の着色組成物を用いて形成された着色層を備えてなるカラーフィルタ。
  5. 請求項4に記載のカラーフィルタを具備する表示素子。
  6. 環状エーテル基、エチレン性不飽和基、エピスルフィド基、カルボキシ基、ヒドロキシ基、スルファニル基、イソシアネート基、アミノ基及びウレイド基よりなる群から選ばれる少なくとも1種の基と、炭素数5以上の鎖状の基とを有することを特徴とする、ポリシロキサン。
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