JP2014142582A - 着色組成物、カラーフィルタ及び表示素子 - Google Patents

着色組成物、カラーフィルタ及び表示素子 Download PDF

Info

Publication number
JP2014142582A
JP2014142582A JP2013123861A JP2013123861A JP2014142582A JP 2014142582 A JP2014142582 A JP 2014142582A JP 2013123861 A JP2013123861 A JP 2013123861A JP 2013123861 A JP2013123861 A JP 2013123861A JP 2014142582 A JP2014142582 A JP 2014142582A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
group
mass
meth
parts
compound
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2013123861A
Other languages
English (en)
Other versions
JP6135314B2 (ja
Inventor
Seitaro Hattori
清太郎 服部
Yasuyuki Koga
康行 古賀
Masato Omote
真人 面手
Shinji Ayabe
真嗣 綾部
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JSR Corp
Original Assignee
JSR Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by JSR Corp filed Critical JSR Corp
Priority to JP2013123861A priority Critical patent/JP6135314B2/ja
Priority to TW102141179A priority patent/TWI595316B/zh
Priority to KR1020130151077A priority patent/KR102125291B1/ko
Publication of JP2014142582A publication Critical patent/JP2014142582A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6135314B2 publication Critical patent/JP6135314B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004Photosensitive materials
    • G03F7/027Non-macromolecular photopolymerisable compounds having carbon-to-carbon double bonds, e.g. ethylenic compounds
    • G03F7/032Non-macromolecular photopolymerisable compounds having carbon-to-carbon double bonds, e.g. ethylenic compounds with binders
    • G03F7/033Non-macromolecular photopolymerisable compounds having carbon-to-carbon double bonds, e.g. ethylenic compounds with binders the binders being polymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds, e.g. vinyl polymers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F265/00Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers of unsaturated monocarboxylic acids or derivatives thereof as defined in group C08F20/00
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09BORGANIC DYES OR CLOSELY-RELATED COMPOUNDS FOR PRODUCING DYES, e.g. PIGMENTS; MORDANTS; LAKES
    • C09B11/00Diaryl- or thriarylmethane dyes
    • C09B11/04Diaryl- or thriarylmethane dyes derived from triarylmethanes, i.e. central C-atom is substituted by amino, cyano, alkyl
    • C09B11/10Amino derivatives of triarylmethanes
    • C09B11/24Phthaleins containing amino groups ; Phthalanes; Fluoranes; Phthalides; Rhodamine dyes; Phthaleins having heterocyclic aryl rings; Lactone or lactame forms of triarylmethane dyes
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B1/00Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
    • G02B1/04Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements made of organic materials, e.g. plastics
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/20Filters
    • G02B5/201Filters in the form of arrays
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/0005Production of optical devices or components in so far as characterised by the lithographic processes or materials used therefor
    • G03F7/0007Filters, e.g. additive colour filters; Components for display devices
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004Photosensitive materials
    • G03F7/027Non-macromolecular photopolymerisable compounds having carbon-to-carbon double bonds, e.g. ethylenic compounds
    • G03F7/032Non-macromolecular photopolymerisable compounds having carbon-to-carbon double bonds, e.g. ethylenic compounds with binders

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Materials For Photolithography (AREA)
  • Optical Filters (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)

Abstract

【課題】現像時の現像残渣、及び画素等の着色パターンの欠けの発生、並びに着色パターンの直線性の悪化を抑制可能な着色組成物を提供すること。
【解決手段】(A)着色剤、(B)バインダー樹脂並びに(C)重合性化合物を含有する着色組成物であって、(C)重合性化合物として、(C1)3個以上の重合性不飽和基を有し、且つ3個以上の重合性不飽和基のうち少なくとも1個が下記式(1)で表される基である化合物と、(C2)2個以上の重合性不飽和基を有し、且つ2個以上の重合性不飽和基のうち少なくとも1個が下記式(2)で表される基である化合物とを含有することを特徴とする着色組成物。
Figure 2014142582

〔式中、R1及びR3は、相互に独立に、水素原子又はメチル基を示し、R2はエチレン基又はプロパンジイル基を示し、R4は炭素数1〜10のアルカンジイル基を示し、mは1〜12の整数を示し、nは1〜5の整数を示し、「*」は結合手であることを示す。〕
【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、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(特許文献1〜2)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(特許文献3)も知られている。さらに、着色熱硬化性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(特許文献4)も知られている。
近年、カラー液晶表示素子の高色純度化に伴い、上記着色組成物に含まれる着色剤の濃度がますます高くなる傾向にある。また、有機EL表示素子用のカラーフィルタを形成するための着色組成物においては、有機EL素子が発光する白色光のスペクトルとの関係から、所望の色調を再現するために、着色組成物に含まれる着色剤の濃度を非常に高くしなければならないのが実情である。そのため、現像時に未露光部の基板上に残渣や地汚れを生じる問題が顕著になっている。これに対し、特許文献5〜8では、現像残渣の発生を抑制するため、硬化成分としてアルキレンオキシ基を有する重合性化合物を用いることが提案されている。
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 特開2008−107773号公報 特開2009−109921号公報 特開2009−244748号公報 特開2009−244807号公報
上記アルキレンオキシ基を有する重合性化合物は、現像残渣を抑制するという意味においては確かに有用であるが、露光放射線の反射率が低いガラス基板上にシャワー現像により画素等の着色層が形成される、カラー液晶表示素子用カラーフィルタ或いは有機EL表示素子用カラーフィルタの製造においては、画素パターンが欠けたり、画素パターンの直線性が悪化したりする問題がある。なお、特許文献5〜8に開示されている固体撮像素子用カラーフィルタの製造においては、露光放射線の反射率が高いシリコンウエハ上にパドル(液盛り)現像により画素パターンが形成されるため、かかる問題は生じ難い。
したがって、本発明の課題は、現像時の現像残渣、及び画素等の着色パターンの欠けの発生、並びに着色パターンの直線性の悪化を抑制可能な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、鋭意検討した結果、特定の重合性化合物と併用することで、上記課題を解決することができることを見出した。
即ち、本発明は、(A)着色剤、(B)バインダー樹脂並びに(C)重合性化合物を含有する着色組成物であって、
(C)重合性化合物として、(C1)3個以上の重合性不飽和基を有し、且つ3個以上の重合性不飽和基のうち少なくとも1個が下記式(1)で表される基である化合物(以下、「重合性化合物(C1)」とも称する。)と、(C2)2個以上の重合性不飽和基を有し、且つ2個以上の重合性不飽和基のうち少なくとも1個が下記式(2)で表される基である化合物(以下、「重合性化合物(C2)」とも称する。)とを含有することを特徴とする着色組成物を提供するものである。
Figure 2014142582
〔式(1)において、R1は水素原子又はメチル基を示し、R2はエチレン基又はプロパンジイル基を示し、mは1〜12の整数を示し、「*」は結合手であることを示す。〕
Figure 2014142582
〔式(2)において、R3は水素原子又はメチル基を示し、R4は炭素数1〜10のアルカンジイル基を示し、nは1〜5の整数を示し、「*」は結合手であることを示す。〕
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てカラーフィルタを製造すれば、現像時の現像残渣、及び画素等の着色パターンの欠けの発生のみならず、着色パターンの直線性の悪化も抑制することができる。
したがって、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。
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説明する。
−(A)着色剤−
本発明における(A)着色剤としては、着色性を有すれば特に限定されるものではないが、カラーフィルタには高い色純度、輝度、コントラスト等が求められることから、顔料及び染料から選ばれる少なくとも1種が好ましい。
上記顔料としては、有機顔料、無機顔料のいずれでもよく、有機顔料の好ましい具体例としては、カラーインデックス(C.I.)名で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.ピグメントオレンジ38、C.I.ピグメントバイオレット23等を挙げることができる。無機顔料の好ましい具体例としては、カーボンブラック、チタンブラック等を挙げることができる。
顔料としてはレーキ顔料も好ましく、具体的には、トリアリールメタン系染料やキサンテン系染料をイソポリ酸やヘテロポリサン酸でレーキ化したものを挙げることができる。トリアリールメタン系レーキ顔料としては、例えば、特開2011−186043号公報等に開示されているものが挙げられ、またキサンテン系レーキ顔料としては、例えば、特開2010−191304号公報等に開示されているものを挙げることができる。
また、上記染料としては、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。
本発明において着色剤として顔料を使用する場合、所望により、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。また、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することができる。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。
(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、着色組成物の全固形分中に5〜70質量%、好ましくは5〜60質量%である。ここでいう「固形分」とは、後述する溶媒以外の成分である。
着色剤の含有割合が高くなると、現像時に残渣が発生しやすくなると共に、着色パターンが欠けたり、着色パターンの直線性が悪化したりする傾向にあるが、本発明の着色組成物を用いれば、着色剤の含有割合が着色組成物の全固形分中に30質量%以上と高濃度になる場合であっても、現像残渣や着色パターン欠けの発生及び着色パターンの直線性の悪化を抑制することができる。
特に緑色画素を形成するための緑色着色剤を含有する着色組成物においては、紫外領域にある露光放射線の透過率が本質的に低いことに加え、着色剤の含有割合が高くなる傾向にあることも相まって、現像残渣と着色パターンの直線性の両立が困難になる。本発明の着色組成物は、このような緑色組成物に適用することが特に好ましい。
本発明において着色剤として顔料を使用する場合、所望により、分散剤、分散助剤と共に使用することができる。上記分散剤としては、例えば、カチオン系、アニオン系、ノニオン系等の適宜の分散剤を使用することができるが、ポリマー分散剤が好ましい。具体的には、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)、ウレタン系分散剤として、Disperbyk−161、Disperbyk−162、Disperbyk−165、Disperbyk−167、Disperbyk−170、Disperbyk−182、Disperbyk−2164(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)、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)、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(味の素ファインテクノ株式会社製)等を挙げることができる。なお、分散剤の含有量は、本発明の目的を阻害しない範囲内で適宜決定することが可能である。
上記分散助剤としては、例えば、顔料誘導体を挙げることができ、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。なお、分散助剤の含有量は、本発明の目的を阻害しない範囲内で適宜決定することが可能である。
−(B)バインダー樹脂−
本発明の着色組成物における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、カルボキシル基、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、カルボキシル基を有する重合体(以下、「カルボキシル基含有重合体」という。)が好ましく、例えば、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(以下、「不飽和単量体(b1)」という。)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)」という。)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、パラクミルフェノールのエチレンオキサイド変性(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2002−296778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09−325494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ル基含有重合体を、バインダー樹脂として使用することもできる。
更に、本発明においては、例えば、グリシジル(メタ)アクリレート等のオキシラニル基を有する(メタ)アクリル酸エステルを含む不飽和単量体の共重合体を用い、これと不飽和単量体(b1)との反応により生じた水酸基に対して、更に多塩基酸無水物を反応させた共重合体をバインダー樹脂として使用してもよい。
このような多塩基酸無水物としては、例えば、
無水マレイン酸、無水フマル酸、無水シトラコン酸、無水メサコン酸、無水イタコン酸、テトラヒドロフタル酸無水物、メチルテトラヒドロフタル酸無水物、ヘキサヒドロフタル酸無水物、メチルヘキサヒドロフタル酸無水物、ハイミック酸無水物、フタル酸無水物、ナフタレン−2,3−ジカルボン酸無水物等の二塩基酸の無水物;
シクロヘキサン−1,2,4−トリカルボン酸無水物、トリメリット酸無水物等の三塩基酸以上の多塩基酸の一無水物;
シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、シクロペンタンテトラカルボン酸二無水物、シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物、ノルボルナンテトラカルボン酸二無水物、ピロメリット酸二無水物、ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、ジフェニルエーテ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、ナフタレン−1,4,5,8−テトラカルボン酸二無水物、ペリレン−3,4,9,10−テトラカルボン酸二無水物等の四塩基酸以上の多塩基酸の二無水物等を挙げることができる。
本発明におけるバインダー樹脂は、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により、残膜率、パターン形状、耐熱性、電気特性、解像度が良好な被膜を形成しやすくなり、またスリットノズル方式による塗布時に乾燥異物の発生も抑制することができる。
また、本発明におけるバインダー樹脂の重量平均分子量と、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(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。
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、10〜1,000質量部が好ましく、特に20〜500質量部が好ましい。このような態様とすることで、アルカリ現像性、着色組成物の保存安定性及び色度特性を良好にすることができる。
−(C)重合性化合物−
本発明において(C)重合性化合物は、上記重合性化合物(C1)と重合性化合物(C2)を併用することを特徴とする。フレキシブルで親水性の大きい重合性官能基を有する重合性化合物(C1)と、フレキシブルで親水性の小さい重合性官能基を有する重合性化合物(C2)を併用することにより、所望の効果が得られるものと考えられる。
先ず重合性化合物(C1)について説明する。
重合性化合物(C1)は、3個以上の重合性不飽和基を有し、且つ3個以上の重合性不飽和基のうち少なくとも1個が下記式(1)で表される基である化合物である限り特に限定されるものではない。なお、重合性化合物(C1)が下記式(1)で表される基を2個以上有する場合、各々の基においてR1、R2及びmは、同一であっても異なっていてもよい。
Figure 2014142582
〔式(1)において、R1は水素原子又はメチル基を示し、R2はエチレン基又はプロパンジイル基を示し、mは1〜12の整数を示し、「*」は結合手であることを示す。〕
上記式(1)において、R2に係るプロパンジイル基としては、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−ジイル基が挙げられ、中でも、プロパン−1,2−ジイル基が好ましい。
2としては、現像時の現像残渣や画素等の着色パターンが欠けの発生、着色パターンの直線性の悪化の抑制の観点から、エチレン基が好ましい。
重合性化合物(C1)としては、現像時の現像残渣や画素等の着色パターンが欠けの発生、着色パターンの直線性の悪化の抑制の観点から、下記式(1−1)〜(1−3)で表される化合物が好ましい。
Figure 2014142582
〔式(1−1)において、3個のX1のうち1個以上が上記式(1)で表される基であり、且つ残余が(メタ)アクリロイルオキシ基であり、式(1)中の各記号は、前記と同義である。〕
Figure 2014142582
〔式(1−2)において、4個のX2のうち1個以上が上記式(1)で表される基であり、且つ残余が(メタ)アクリロイルオキシ基又は水酸基であり、式(1)中の各記号は、前記と同義である。但し、上記式(1)で表される基の数をa1、(メタ)アクリロイルオキシ基の数をb1としたときに、a1+b1≧3である。〕
Figure 2014142582
〔式(1−3)において、6個のX3のうち1個以上が上記式(1)で表される基であり、且つ残余が(メタ)アクリロイルオキシ基又は水酸基であり、式(1)中の各記号は、前記と同義である。但し、上記式(1)で表される基の数をa2、(メタ)アクリロイルオキシ基の数をb2としたときに、a2+b2≧3である。〕
上記式(1−1)においては、各mの合計が、好ましくは1〜36の整数、より好ましくは2〜30の整数、より好ましくは2〜20の整数、更に好ましくは3〜10の整数となるように、上記式(1)で表される基を有することが好ましい。
上記式(1−2)においては、各mの合計が、好ましくは1〜48の整数、より好ましくは2〜40の整数、更に好ましくは2〜16の整数、更に好ましくは4〜8の整数となるように、上記式(1)で表される基を有することが好ましい。
上記式(1−3)においては、各mの合計が、好ましくは1〜72の整数、より好ましくは3〜60の整数、更に好ましくは3〜24の整数、更に好ましくは6〜12の整数となるように、上記式(1)で表される基を有することが好ましい。
上記式(1−1)で表される重合性化合物は、新中村化学工業(株)から市販されており、A−GLY−3E(上記式(1−1)において、各mの合計が3であり、R1が水素原子、R2がエチレン基である化合物)、A−GLY−6E(上記式(1−1)において、各mの合計が6であり、R1が水素原子、R2がエチレン基である化合物)、A−GLY−9E(上記式(1−1)において、各mの合計が9であり、R1が水素原子、R2がエチレン基である化合物)、A−GLY−20E(上記式(1−1)において、各mの合計が20であり、R1が水素原子、R2がエチレン基である化合物)等を挙げることができる。
上記式(1−2)で表される重合性化合物及び上記式(1−3)で表される重合性化合物は、日本化薬(株)から市販されており、KAYARAD RP−1040(上記式(1−2)において、a1+b1=4であり、各mの合計が4であり、R1が水素原子、R2がエチレン基である化合物が主成分)、KAYARAD DPEA−12(上記式(1−3)において、a2+b2=6であり、各mの合計が12であり、R1が水素原子、R2がエチレン基である化合物が主成分)等を挙げることができる。
本発明において、重合性化合物(C1)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。
次に重合性化合物(C2)について説明する。
重合性化合物(C2)は、2個以上の重合性不飽和基を有し、且つ2個以上の重合性不飽和基のうち少なくとも1個が下記式(2)で表される基である化合物である限り特に限定されるものではない。なお、重合性化合物(C2)が下記式(2)で表される基を2個以上有する場合、各々の基においてR3、R4及びnは、同一であっても異なっていてもよい。
Figure 2014142582
〔式(2)において、R3は水素原子又はメチル基を示し、R4は炭素数1〜10のアルカンジイル基を示し、nは1〜5の整数を示し、「*」は結合手であることを示す。〕
上記式(2)において、R4は炭素数1〜10のアルカンジイル基を示すが、炭素数4〜8のアルカンジイル基が好ましく、炭素数4〜6の直鎖状のアルカンジイル基、又は炭素数6〜8の分岐鎖状のアルカンジイル基がより好ましい。具体例としては、例えば、メチレン基、エチレン基、プロパン−1,3−ジイル基、ブタン−1,4−ジイル基、ペンタン−1,5−ジイル基、ヘキサン−1,6−ジイル基、2−メチルペンタン−1,5−ジイル基、4,4−ジメチルヘキサン−2,6−ジイル基、2,4−ジメチルヘキサン−2,6−ジイル基等が挙げられる。
また、上記式(2)において、nは1〜5の整数を示すが、着色組成物の硬化性を高める点から、1又は2であることが好ましい。なお、nが2以上である場合、複数あるR4は同一であっても異なっていてもよいが、同一であることが好ましい。
重合性化合物(C2)は、所望の効果を高める点から、上記式(2)で表される基を4個以上有する化合物であることが好ましく、特に上記式(2)で表される基を4〜6個有する化合物であることが好ましい。
このような重合性化合物(C2)としては、例えば、トリメチロールエタン、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、トリペンタエリスリトール、グリセリン、トリメチロールメラミン等の多価アルコールと、(メタ)アクリル酸及びラクトン類を反応させることにより得られる、多官能(メタ)アクリレートを挙げることができる。上記ラクトン類としては、例えば、α−アセトラクトン、β−プロピオラクトン、γ−ブチロラクトン、δ−バレロラクトン、ε−カプロラクトン、エナントラクトン、4−メチルカプロラクトン、3,5,5−トリメチルカプロラクトン、3,3,5−トリメチルカプロラクトン等を挙げることができる。本発明においては、下記式(2−1)で表される重合性化合物(C2)が、所望の効果を高めることができる点で好ましい。
Figure 2014142582
〔式(2−1)において、6個のRのうち1個以上が上記式(2)で表される基であり、且つ残余が下記式(3)で表される基若しくは水素原子であり、式(2)中の各記号は、前記と同義である。〕
Figure 2014142582
〔式(3)において、R5は水素原子又はメチル基を示し、「*」は結合手であることを示す。〕
上記式(2−1)においては、nは1〜3の整数が好ましく、1又は2が好ましい。また、各nの合計は2〜20の整数が好ましく、2〜15の整数がより好ましく、2〜12の整数が特に好ましい。
6個のRのうち1〜5個が上記式(2)で表される基であり、且つ残余が上記式(3)で表される基である場合、6個のRのうち、2〜5個が上記式(2)で表される基であり、且つ残余が上記式(3)で表される基であることが好ましく、4〜5個が上記式(2)で表される基であり、且つ残余が上記式(3)で表される基であることが特に好ましい。
上記式(2−1)で表される重合性化合物(C2)は、日本化薬(株)からKAYARAD DPCAシリーズとして市販されており、DPCA−20(上記式(2−1)において、6個のRのうち2個が上記式(2)で表される基であり、且つ4個が上記式(3)で表される基であり、nが1であり、R3及びR5が全て水素原子、R4がペンタン−1,5−ジイル基である化合物が主成分)、DPCA−30(上記式(2−1)において、6個のRのうち3個が上記式(2)で表される基であり、且つ3個が上記式(3)で表される基であり、nが1であり、R3及びR5が全て水素原子、R4がペンタン−1,5−ジイル基である化合物が主成分)、DPCA−60(上記式(2−1)において、6個のRがすべて上記式(2)で表される基であり、nが1であり、R3が全て水素原子、R4がペンタン−1,5−ジイル基である化合物が主成分)、DPCA−120(上記式(2−1)において、6個のRのうちすべてが上記式(2)で表される基であり、nが2であり、R3が全て水素原子、R4がペンタン−1,5−ジイル基である化合物が主成分)等を挙げることができる。
本発明において、重合性化合物(C2)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。
本発明においては、重合性化合物(C1)及び重合性化合物(C2)と共に、(C3)上記式(1)で表される基及び上記式(2)で表される基を何れも有さない多官能(メタ)アクリレート(以下、「重合性化合物(C3)」とも称する。)を併用することが好ましく、それにより所望の効果を更に高めることができる。重合性化合物(C3)としては、例えば、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、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ル基を有する多官能(メタ)アクリレート等を挙げることができる。
これらの重合性化合物(C3)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)アクリレートが好ましく、特にトリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレートが好ましい。
本発明において、重合性化合物(C3)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。
本発明においては、(C)重合性化合物として更に2個以上のエポキシ基を有する化合物、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等を用いることができ、それにより着色組成物の熱硬化性を高めることができる。
本発明における(C)重合性化合物の含有量は、(B)バインダー樹脂100質量部に対して、10〜1,000質量部が好ましく、特に20〜500質量部が好ましい。このような態様とすることで、硬化性、アルカリ現像性が良好になり、未露光部の基板上あるいは遮光層上に地汚れ、膜残り等の発生を抑制することができる。
本発明において、重合性化合物(C1)の含有量は、(B)バインダー樹脂100質量部に対して、1質量部以上が好ましく、10質量部以上がより好ましく、20質量部以上が特に好ましく、そして、150質量部以下が好ましく、100質量部以下がより好ましく、70質量部以下が特に好ましい。重合性化合物(C1)の含有量の範囲としては、(B)バインダー樹脂100質量部に対して、好ましくは1〜150質量部、より好ましくは10〜100質量部、特に好ましくは20〜70質量部である。
また、重合性化合物(C2)の含有量は、(B)バインダー樹脂100質量部に対して、1質量部以上が好ましく、10質量部以上がより好ましく、25質量部以上が特に好ましく、そして、99質量部以下が好ましく、80質量部以下がより好ましく、70質量部以下が特に好ましい。重合性化合物(C2)の含有量の範囲としては、(B)バインダー樹脂100質量部に対して、好ましくは1〜99質量部、より好ましくは10〜80質量部、特に好ましくは25〜70質量部である。
重合性化合物(C1)と重合性化合物(C2)の含有比率(質量比)は、好ましくは90:10〜10:90、より好ましくは75:25〜25:75、特に好ましくは60:40〜30:70である。
本発明において、重合性化合物(C3)を用いる場合、その含有量は、(B)バインダー樹脂100質量部に対して、好ましくは1〜99質量部、特に好ましくは5〜50質量部である。このような態様にすることにより、所望の効果をより高めることができる。
−(D)光重合開始剤−
本発明の着色組成物には、(D)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(D)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(C)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、オニウム塩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)の他、国際公開第08/078678号パンフレット、特開2011−132215号公報に記載されているオキシムエステル化合物等を挙げることができる。
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。このような態様とすることで、硬化性、被膜特性を良好にすることができる。
−(E)溶媒−
本発明の着色組成物は、上記(A)〜(C)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)〜(C)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。
このような溶媒としては、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、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。
溶媒の含有量は、特に限定されるものではないが、得られる着色組成物の塗布性、安定性等の観点から、当該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、特に10〜40質量%となる量が好ましい。
−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;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−メタクリロイ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;特開2008−242078号公報等に開示されている反応性官能基を有するシロキサンオリゴマー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、(A)〜(C)成分を、(E)溶媒や任意的に加えられる他の成分と共に、混合することにより調製することができる。(A)着色剤として顔料を使用する場合、顔料を(E)溶媒中、分散剤の存在下で、場合により(B)成分の一部と共に、例えばビーズミル、ロールミル等を用いて、粉砕しつつ混合・分散して顔料分散液とし、次いで、この顔料分散液に、(B)〜(C)成分と、必要に応じてさらに追加の溶媒や他の成分を添加し、混合することにより調製する方法が好ましい。
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、緑色の着色剤を含む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、緑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、赤色又は青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、赤色の画素アレイ及び青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、赤色、緑色及び青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、黒色の着色剤を含有する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。本発明の着色組成物は、このブラックマトリックスの形成にも好適に用いられる。
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。基板としてガラスを使用する場合、露光放射線の反射率が低いため、特に画素やブラックマトリックスのエッジ部分で十分な硬化反応が進まず、着色パターンが欠けたり、着色パターンの直線性が悪化したりし易くなる。本発明の感放射線性着色組成物を用いれば、かかる問題が生じ難い。
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/又はブラックマトリックス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、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。
上記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。シャワー現像法を適用する場合、現像圧を強く或いは現像時間を長くすれば、現像残渣は生じ難くなる一方、画素やブラックマトリックスのエッジが欠け易くなる傾向にある。また、これら着色パターンの直線性の良し悪しは、現像条件に極めて敏感である。特に着色組成物に含まれる着色剤の濃度が高くなると、現像残渣を生じず、画素パターンが欠けたり、画素パターンの直線性が悪化したりすることもない現像条件を見出すことが困難となる。本発明の感放射線性着色組成物を用いれば、シャワー現像法を採用した場合に、かかる問題が生じ難い。
ポストベークの条件は、通常120〜280℃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1〜3μm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、緑色の着色剤を含む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、緑色の画素パターンを形成する。
次いで、赤色又は青色の各熱硬化性着色組成物を用い、上記と同様にして、赤色の画素パターン及び青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、赤色、緑色及び青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、上記隔壁は、遮光機能のみならず、区画内に吐出された各色の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。本発明の着色組成物は、このブラックスペーサーの形成にも好適に用いられる。
このようにして得られる本発明のカラーフィルタは、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。本発明の着色組成物は、ガラス基板上にシャワー現像法により着色層が形成される、カラー液晶表示素子用のカラーフィルタ、又は有機EL表示素子用のカラーフィルタを製造するのに特に好適である。
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、適宜の構造をとることができる。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とることができ、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)電極を形成した基板とが、液晶層を介して対向した構造をとることもできる。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、適宜の構造を採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、適宜の構造を採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(B−1)溶液(固形分濃度約33質量%)を得た。得られたバインダー樹脂(B−1)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、商品名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、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、商品名カレンズ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。その後、この溶液を室温まで冷却し、固形分濃度が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(B−2)溶液を得た。得られたバインダー樹脂(B−2)は、Mw=12800、Mn=6000であり、ヨウ素価は36.0g/100g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132質量部を仕込んで窒素置換した。90℃に加熱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28質量部、トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン−8−イルアクリレート(日立化成株式会社、商品名FA−513AS)40質量部及びグリシジルメタクリレート60質量部の混合溶液、並びに2,2'−アゾビスバレロニトリル7質量部及びプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート40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、反応溶液を100℃に昇温させ、さらに1時間重合した。次に、メタクリル酸36質量部及びテトラブチルアンモニウムブロミド2質量部、4−メトキシフェノール0.35質量部及びプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート10質量部を仕込み、110℃にて5時間付加反応を行った。さらに、テトラヒドロ無水フタル酸(新日本理化工業株式会社、商品名リカシッドTH)48質量部を仕込み、100℃にて4時間付加反応を行った。この溶液を室温まで冷却し、固形分濃度が33質量%になるよう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加えることにより、バインダー樹脂(B−3)溶液を得た。得られたバインダー樹脂(B−3)は、Mw=12000、Mn=6600であった。
<顔料分散液の調製>
調製例1
(A)着色剤としてC.I.ピグメントレッド254を4質量部、C.I.ピグメントレッド177を15質量部、C.I.ピグメントイエロー150を1質量部、分散剤としてDisperbyk−2001(ビックケミー(BYK)社製、固形分濃度45.0質量%)を溶液で11質量部、および溶媒としてプロピレングリコールメチルエーテルアセテート69質量部を用いてなる混合液を、ビーズミルにより12時間混合・分散して、顔料分散液(A−1)を調製した。
調製例2
(A)着色剤としてC.I.ピグメントグリーン58を10質量部、C.I.ピグメントイエロー150を10質量部、分散剤としてDisperbyk−2001(ビックケミー(BYK)社製、固形分濃度45.0質量%)を溶液で11質量部、および溶媒としてプロピレングリコールメチルエーテルアセテート69質量部を用いてなる混合液を、ビーズミルにより12時間混合・分散して、顔料分散液(A−2)を調製した。
調製例3
(A)着色剤としてC.I.ピグメントグリーン58を15質量部、C.I.ピグメントイエロー138を5質量部、分散剤としてBYK−LPN−21116(ビックケミー(BYK)社製、固形分濃度40.0質量%)12.5質量部、および溶媒としてプロピレングリコールメチルエーテルアセテート67.5質量部を用いてなる混合液を、ビーズミルにより12時間混合・分散して、顔料分散液(A−3)を調製した。
調製例4
(A)着色剤としてC.I.ピグメントグリーン7を15質量部、C.I.ピグメントイエロー150を5質量部、分散剤としてDisperbyk−2001(ビックケミー(BYK)社製、固形分濃度45.0質量%)を溶液で11質量部、および溶媒としてプロピレングリコールメチルエーテルアセテート69質量部を用いてなる混合液を、ビーズミルにより12時間混合・分散して、顔料分散液(A−4)を調製した。
調製例5
(A)着色剤としてC.I.ピグメントブルー15:6を18質量部、C.I.ピグメントバイオレットを2質量部、分散剤としてBYK−LPN−21116(ビックケミー(BYK)社製、固形分濃度40.0質量%)12.5質量部、および溶媒としてプロピレングリコールメチルエーテルアセテート67.5質量部を用いてなる混合液を、ビーズミルにより12時間混合・分散して、顔料分散液(A−5)を調製した。
調製例6
(A)着色剤としてC.I.ピグメントグリーン7を12質量部、C.I.ピグメントイエロー129を8質量部、分散剤としてBYK−LPN−21116(ビックケミー(BYK)社製、固形分濃度40.0質量%)12.5質量部、および溶媒としてプロピレングリコールメチルエーテルアセテート67.5質量部を用いてなる混合液を、ビーズミルにより12時間混合・分散して、顔料分散液(A−6)を調製した。
調製例7
(A)着色剤としてC.I.ピグメントグリーン58を12質量部、C.I.ピグメントグリーン7を5質量部、C.I.ピグメントイエロー185を3質量部、分散剤としてBYK−LPN−21116(ビックケミー(BYK)社製、固形分濃度40.0質量%)12.5質量部、および溶媒としてプロピレングリコールメチルエーテルアセテート67.5質量部を用いてなる混合液を、ビーズミルにより12時間混合・分散して、顔料分散液(A−7)を調製した。
<着色組成物の調製及び評価>
実施例1
顔料分散液(A−1)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)70質量部、重合性化合物(C1)としてエチレンオキサイドオリゴマー変性ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート10質量部(日本化薬社製、商品名KAYARAD DPEA−12)、重合性化合物(C2)として、ε−カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(日本化薬社製、商品名KAYARAD DPCA−60)10質量部、(D)光重合開始剤として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(BASF社製、商品名IRGACURE369)11質量部、フッ素系界面活性剤としてDIC株式会社製メガファックF−554を0.2質量部、溶媒として3−メトキシブチルアセテートと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混合して、固形分濃度が15質量%の液状組成物(S−1)を調製した。この際、3−メトキシブチルアセテートの含有割合が、全溶媒中15質量%となるよう調整した。
液状組成物(S−1)を、ガラス基板上に、スリットコーターを用いて塗布したのち、90℃のホットプレートで100秒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(スリット幅90μm)を介して、塗膜に400J/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%水酸化カリウム水溶液を、現像圧110kPa、現像液流量1.2リットル/分の条件で60秒間吐出することにより、シャワー現像を行った。その後、この基板を超純水で洗浄し、風乾した後、さらに220℃のクリーンオーブン内で30分間ポストベークを行って、基板上にストライプ状画素パターンが配列された画素アレイを形成した。
基板上の画素パターンを光学顕微鏡にて観察し、未露光部の基板上の現像残渣の有無、及びパターンエッジの欠けの有無を確認し、下記の基準に基づいて評価した。評価結果を表1に示す。
現像残渣の評価基準
○:現像残渣が認められない
×:現像残渣が認められる
画素パターンの欠けの評価基準
○:画素パターンの欠けがゼロである
△:画素パターンの欠けが1個以上20個未満である
×:画素パターンの欠けが20個以上である
次に、基板上の画素パターンを電子顕微鏡にて観察し、画素パターンの直線性を下記の基準に基づいて評価した。評価結果を表1に示す。
直線性の評価基準
○:パターンエッジに微小な欠けも基板から浮いている部分も確認されない
△:パターンエッジに基板から浮いている部分は確認されないが、微小な欠けは確認される
×:パターンエッジに微小な欠けも基板から浮いている部分も認められる
実施例2〜26及び比較例1〜9
実施例1において、表1に示す顔料分散液、バインダー樹脂等に変更した以外は、実施例1と同様にして液状着色組成物(S−2)〜(S−35)を調製した。
次いで、液状組成物(S−1)に代えてそれぞれ液状着色組成物(S−2)〜(S−35)を用いた以外は、実施例1と同様にして評価を行った。評価結果を表1に示す。
Figure 2014142582
表1において、略号の意味は下記のとおりである。
C−1:上記式(1−3)において、a2+b2=6であり、各mの合計が12であり、R1が水素原子、R2がエチレン基である化合物(商品名KAYARAD DPEA−12、日本化薬社製)
C−2:上記式(2−1)において、6個のRがすべて上記式(2)で表される基であり、nが1であり、R3が全て水素原子、R4がペンタン−1,5−ジイル基である化合物(商品名KAYARAD DPCA−60、日本化薬社製)
C−3: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(商品名KAYARAD MAX−3510、日本化薬社製)
C−4:上記式(1−2)において、4個のX2が上記式(1)で表される基又はアクリロイルオキシ基であり、a2+b2=4であり、各mの合計が4であり、R1が水素原子、R2がエチレン基である化合物(KAYARAD RP−1040、日本化薬社製)
D−1:2−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(商品名IRGACURE369、BASF社製)
D−2: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)(商品名IRGACURE OX02、BASF社製)
D−3:4,4'−ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン
D−4:アデカアークルズNCI−831(株式会社ADEKA製、O−アシルオキシム系化合物)
E−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
E−2:3−メトキシブチルアセテート

Claims (6)

  1. (A)着色剤、(B)バインダー樹脂並びに(C)重合性化合物を含有する着色組成物であって、
    (C)重合性化合物として、(C1)3個以上の重合性不飽和基を有し、且つ3個以上の重合性不飽和基のうち少なくとも1個が下記式(1)で表される基である化合物と、(C2)2個以上の重合性不飽和基を有し、且つ2個以上の重合性不飽和基のうち少なくとも1個が下記式(2)で表される基である化合物とを含有することを特徴とする着色組成物。
    Figure 2014142582
    〔式(1)において、R1は水素原子又はメチル基を示し、R2はエチレン基又はプロパンジイル基を示し、mは1〜12の整数を示し、「*」は結合手であることを示す。〕
    Figure 2014142582
    〔式(2)において、R3は水素原子又はメチル基を示し、R4は炭素数1〜10のアルカンジイル基を示し、nは1〜5の整数を示し、「*」は結合手であることを示す。〕
  2. 前記(C2)2個以上の重合性不飽和基を有し、且つ2個以上の重合性不飽和基のうち少なくとも1個が上記式(2)で表される基である化合物の含有量が、前記(B)バインダー樹脂100質量部に対して1〜99質量部である、請求項1に記載の着色組成物。
  3. (C)重合性化合物として、更に(C3)前記式(1)で表される基及び前記式(2)で表される基を何れも有さない多官能(メタ)アクリレートを含有する、請求項1又は2に記載の着色組成物。
  4. 前記(C3)前記式(1)で表される基及び前記式(2)で表される基を何れも有さない多官能(メタ)アクリレートが下記の(i)〜(iii)から選ばれる少なくとも1種の化合物である、請求項3に記載の着色組成物。
    (i)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、
    (ii)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、
    (iii)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ル基を有する多官能(メタ)アクリレート
  5. 請求項1〜4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。
  6. 請求項5に記載のカラーフィルタを具備する表示素子。
JP2013123861A 2012-12-26 2013-06-12 着色組成物、カラーフィルタ及び表示素子 Active JP6135314B2 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013123861A JP6135314B2 (ja) 2012-12-26 2013-06-12 着色組成物、カラーフィルタ及び表示素子
TW102141179A TWI595316B (zh) 2012-12-26 2013-11-13 Coloring composition, color filter and display element
KR1020130151077A KR102125291B1 (ko) 2012-12-26 2013-12-06 착색 조성물, 컬러 필터 및 표시 소자

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012282909 2012-12-26
JP2012282909 2012-12-26
JP2013123861A JP6135314B2 (ja) 2012-12-26 2013-06-12 着色組成物、カラーフィルタ及び表示素子

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2014142582A true JP2014142582A (ja) 2014-08-07
JP6135314B2 JP6135314B2 (ja) 2017-05-31

Family

ID=51423895

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013123861A Active JP6135314B2 (ja) 2012-12-26 2013-06-12 着色組成物、カラーフィルタ及び表示素子

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP6135314B2 (ja)
KR (1) KR102125291B1 (ja)
TW (1) TWI595316B (ja)

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014134721A (ja) * 2013-01-11 2014-07-24 Mitsubishi Chemicals Corp カラーフィルタ用着色樹脂組成物、カラーフィルタ、液晶表示装置及び有機el表示装置
JP2015169880A (ja) * 2014-03-10 2015-09-28 東洋インキScホールディングス株式会社 固体撮像素子用着色組成物及びカラーフィルタ
WO2016075987A1 (ja) * 2014-11-14 2016-05-19 昭和電工株式会社 樹脂組成物、その製造方法、カラーフィルター及び画像表示素子
JP2016145977A (ja) * 2015-01-30 2016-08-12 住友化学株式会社 着色感光性樹脂組成物
JP2016145975A (ja) * 2015-01-30 2016-08-12 住友化学株式会社 着色感光性樹脂組成物
JPWO2016163540A1 (ja) * 2015-04-08 2017-11-02 旭化成株式会社 感光性樹脂組成物
JPWO2018021313A1 (ja) * 2016-07-29 2019-05-23 富士フイルム株式会社 着色組成物、カラーフィルタ、パターン形成方法、固体撮像素子、および、画像表示装置
US10854661B2 (en) 2015-01-21 2020-12-01 Jsr Corporation Solid-state imaging device, infrared-absorbing composition, and flattened-film-forming curable composition
US11073760B2 (en) * 2016-07-29 2021-07-27 Fujifilm Corporation Coloring composition, color filter, pattern forming method, solid-stage imaging element, and image display device
CN113474729A (zh) * 2019-02-28 2021-10-01 住友化学株式会社 青色着色固化性组合物
KR20230052225A (ko) 2021-10-12 2023-04-19 토요잉크Sc홀딩스주식회사 감광성 조성물, 그것을 이용한 경화막, 광학 필터, 화상 표시 장치 및 고체 촬상 소자
KR20230149728A (ko) 2022-04-20 2023-10-27 토요잉크Sc홀딩스주식회사 감광성 조성물, 광학 필터, 화상 표시 장치, 및 고체 촬상 소자
KR20230149727A (ko) 2022-04-20 2023-10-27 토요잉크Sc홀딩스주식회사 감광성 조성물, 광학 필터, 화상 표시 장치, 및 고체 촬상 소자

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009134078A (ja) * 2007-11-30 2009-06-18 Sumitomo Chemical Co Ltd 感光性樹脂組成物
JP2011012256A (ja) * 2009-06-04 2011-01-20 Fujifilm Corp インクセット、カラーフィルタおよびその製造方法、ならびにそれらを用いる液晶ディスプレイおよび画像表示デバイス
JP2012159651A (ja) * 2011-01-31 2012-08-23 Asahi Kasei E-Materials Corp 感光性樹脂組成物及びその用途
JP2012189994A (ja) * 2011-02-25 2012-10-04 Jsr Corp 画素パターンの形成方法、カラーフィルタ、表示素子及び着色感放射線性組成物
JP2012215843A (ja) * 2011-03-31 2012-11-08 Jsr Corp 画素パターンの形成方法、カラーフィルタ及び表示素子
JP2013061556A (ja) * 2011-09-14 2013-04-04 Asahi Kasei E-Materials Corp 感光性樹脂組成物
JP2014134721A (ja) * 2013-01-11 2014-07-24 Mitsubishi Chemicals Corp カラーフィルタ用着色樹脂組成物、カラーフィルタ、液晶表示装置及び有機el表示装置

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0812292B2 (ja) 1989-07-20 1996-02-07 凸版印刷株式会社 耐熱性カラーフィルターおよびその製造方法
JP2891418B2 (ja) 1988-11-26 1999-05-17 凸版印刷株式会社 カラーフィルターおよびその製造方法
JPH0635188A (ja) 1992-07-15 1994-02-10 Nippon Kayaku Co Ltd カラーフィルター用光重合組成物及びカラーフィルター
JP3940523B2 (ja) 1999-04-27 2007-07-04 セイコーエプソン株式会社 インクジェット方式カラーフィルタ用樹脂組成物、カラーフィルタおよびカラーフィルタの製造方法
JP5164409B2 (ja) 2006-09-28 2013-03-21 富士フイルム株式会社 光硬化性組成物、カラーフィルター及びその製造方法、並びに、固体撮像素子
JP2009109921A (ja) 2007-10-31 2009-05-21 Fujifilm Corp カラーフィルタ用光重合性組成物、カラーフィルタ及びその製造方法、並びに固体撮像素子
JP5073557B2 (ja) 2008-03-31 2012-11-14 富士フイルム株式会社 光硬化性組成物、カラーフィルター及びその製造方法、並びに、固体撮像素子
JP5137662B2 (ja) 2008-03-31 2013-02-06 富士フイルム株式会社 硬化性組成物、カラーフィルタ及びその製造方法、並びに固体撮像素子
JP5606868B2 (ja) * 2010-10-22 2014-10-15 富士フイルム株式会社 光重合性組成物、カラーフィルタ、その製造方法、及び、固体撮像素子
JP5623934B2 (ja) * 2011-02-08 2014-11-12 富士フイルム株式会社 着色組成物、着色感放射線性組成物、色素多量体の製造方法、インクジェット用インク、カラーフィルタ及びその製造方法、固体撮像素子、並びに表示装置
JP5283747B2 (ja) * 2011-02-09 2013-09-04 富士フイルム株式会社 着色感放射線性組成物、カラーフィルタ、その製造方法、固体撮像素子、及び液晶表示装置

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009134078A (ja) * 2007-11-30 2009-06-18 Sumitomo Chemical Co Ltd 感光性樹脂組成物
JP2011012256A (ja) * 2009-06-04 2011-01-20 Fujifilm Corp インクセット、カラーフィルタおよびその製造方法、ならびにそれらを用いる液晶ディスプレイおよび画像表示デバイス
JP2012159651A (ja) * 2011-01-31 2012-08-23 Asahi Kasei E-Materials Corp 感光性樹脂組成物及びその用途
JP2012189994A (ja) * 2011-02-25 2012-10-04 Jsr Corp 画素パターンの形成方法、カラーフィルタ、表示素子及び着色感放射線性組成物
JP2012215843A (ja) * 2011-03-31 2012-11-08 Jsr Corp 画素パターンの形成方法、カラーフィルタ及び表示素子
JP2013061556A (ja) * 2011-09-14 2013-04-04 Asahi Kasei E-Materials Corp 感光性樹脂組成物
JP2014134721A (ja) * 2013-01-11 2014-07-24 Mitsubishi Chemicals Corp カラーフィルタ用着色樹脂組成物、カラーフィルタ、液晶表示装置及び有機el表示装置

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014134721A (ja) * 2013-01-11 2014-07-24 Mitsubishi Chemicals Corp カラーフィルタ用着色樹脂組成物、カラーフィルタ、液晶表示装置及び有機el表示装置
JP2015169880A (ja) * 2014-03-10 2015-09-28 東洋インキScホールディングス株式会社 固体撮像素子用着色組成物及びカラーフィルタ
WO2016075987A1 (ja) * 2014-11-14 2016-05-19 昭和電工株式会社 樹脂組成物、その製造方法、カラーフィルター及び画像表示素子
US10854661B2 (en) 2015-01-21 2020-12-01 Jsr Corporation Solid-state imaging device, infrared-absorbing composition, and flattened-film-forming curable composition
JP2021120754A (ja) * 2015-01-30 2021-08-19 住友化学株式会社 着色感光性樹脂組成物
JP2016145975A (ja) * 2015-01-30 2016-08-12 住友化学株式会社 着色感光性樹脂組成物
JP2016145977A (ja) * 2015-01-30 2016-08-12 住友化学株式会社 着色感光性樹脂組成物
JPWO2016163540A1 (ja) * 2015-04-08 2017-11-02 旭化成株式会社 感光性樹脂組成物
JPWO2018021313A1 (ja) * 2016-07-29 2019-05-23 富士フイルム株式会社 着色組成物、カラーフィルタ、パターン形成方法、固体撮像素子、および、画像表示装置
US11073760B2 (en) * 2016-07-29 2021-07-27 Fujifilm Corporation Coloring composition, color filter, pattern forming method, solid-stage imaging element, and image display device
CN113474729A (zh) * 2019-02-28 2021-10-01 住友化学株式会社 青色着色固化性组合物
KR20230052225A (ko) 2021-10-12 2023-04-19 토요잉크Sc홀딩스주식회사 감광성 조성물, 그것을 이용한 경화막, 광학 필터, 화상 표시 장치 및 고체 촬상 소자
KR20230149728A (ko) 2022-04-20 2023-10-27 토요잉크Sc홀딩스주식회사 감광성 조성물, 광학 필터, 화상 표시 장치, 및 고체 촬상 소자
KR20230149727A (ko) 2022-04-20 2023-10-27 토요잉크Sc홀딩스주식회사 감광성 조성물, 광학 필터, 화상 표시 장치, 및 고체 촬상 소자

Also Published As

Publication number Publication date
KR20140083874A (ko) 2014-07-04
KR102125291B1 (ko) 2020-06-23
TWI595316B (zh) 2017-08-11
JP6135314B2 (ja) 2017-05-31
TW201426177A (zh) 2014-07-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6135314B2 (ja) 着色組成物、カラーフィルタ及び表示素子
JP6265093B2 (ja) 着色組成物、着色硬化膜、並びに表示素子及び固体撮像素子
JP5924089B2 (ja) 感放射線性着色組成物、カラーフィルタ及び表示素子
KR102587677B1 (ko) 착색제 분산액 및 그의 제조 방법, 착색 조성물 및 그의 제조 방법, 착색 경화막, 표시 소자 그리고 고체 촬상 소자
JP5659853B2 (ja) 着色組成物、カラーフィルタ及びカラー液晶表示素子
JP6248838B2 (ja) 着色組成物、着色硬化膜、並びに表示素子及び固体撮像素子
JP6206211B2 (ja) 着色組成物、着色硬化膜及び表示素子
JP6031807B2 (ja) 着色組成物、カラーフィルタ及び表示素子
WO2017057094A1 (ja) 着色組成物、着色硬化膜、並びに表示素子及び固体撮像素子
JP6183044B2 (ja) 硬化性組成物、硬化膜及び表示素子
JP5636675B2 (ja) カラーフィルタ用着色組成物、カラーフィルタ及びカラー液晶表示素子
JP6074949B2 (ja) 着色組成物、カラーフィルタ及び表示素子
JP6303936B2 (ja) 着色組成物、着色硬化膜及び表示素子
JP6459477B2 (ja) 着色組成物、着色硬化膜及び表示素子
JP5589436B2 (ja) カラーフィルタ用着色組成物、カラーフィルタ及びカラー液晶表示素子
JP5900203B2 (ja) 着色組成物、カラーフィルタ及び表示素子
JP6127497B2 (ja) 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
JP2015180712A (ja) 着色組成物、着色硬化膜、並びに表示素子及び固体撮像素子
JPWO2012005203A1 (ja) トリアリールメタン系着色剤、着色組成物、カラーフィルタ及び表示素子
JP2013227495A (ja) 着色組成物、カラーフィルタ及び表示素子
JP2017186523A (ja) 着色組成物、着色硬化膜、並びにカラーフィルタ、表示素子及び固体撮像素子
JP2016074773A (ja) 着色組成物、着色硬化膜、並びに表示素子及び固体撮像素子
JP6372243B2 (ja) 着色組成物、着色硬化膜及び表示素子
JP6658398B2 (ja) 着色組成物、着色硬化膜、並びにカラーフィルタ、表示素子及び受光素子
JP2016147977A (ja) 着色組成物、着色硬化膜、並びに固体撮像素子及び表示素子

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20160107

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20160912

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20160920

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20161104

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20170328

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20170410

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6135314

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250