JP2021096277A - 感光性着色組成物、カラーフィルタ、および画像表示装置 - Google Patents

感光性着色組成物、カラーフィルタ、および画像表示装置 Download PDF

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Abstract

【課題】加熱後に顔料由来の異物が生じ難いカラーフィルタが形成できるカラーフィルタ用感光性着色組成物、およびカラーフィルタの提供。【解決手段】着色剤(A)、分散剤(B)、重合性化合物(C)、光重合開始剤(D)、およびバインダ樹脂(E)を含み、重合性化合物(C)が、メルカプト基を有するカルボン酸化合物と、3〜6の重合性不飽和基を含有する重合性化合物との反応生成物である重合性化合物(C1)を含有する、感光性着色組成物。【選択図】なし

Description

本発明は、液晶表示装置、有機EL表示装置および固体撮像素子等に使用するカラーフィルタの形成に使用できる感光性着色組成物に関する。
液晶表示装置や固体撮像素子等で使用されるカラーフィルタの形成方法として、顔料を分散した感光性着色組成物をフォトリソグラフィー法で形成する方法が広く知られている。
カラーフィルタは、感光性着色組成物をガラス等の透明基板に塗布し、乾燥により溶剤を除去した後、1つ(1色)のフィルタセグメントのパターン露光を行い、次いで未露光部を現像工程で除去して1つのフィルタセグメントを形成し、必要に応じて加熱等の処理を加えた後、同様の操作を全色のフィルタセグメントについて順次繰り返すことで形成されている。
カラーフィルタは、3原色(赤・緑・青)のフィルタセグメントを基本構成としているところ、フィルタセグメントに使用する顔料は、赤色、緑色、青色顔料だけではなく、黄色顔料も併用して色調を調整することが一般的である。
特許文献1および2には、赤色、緑色、青色、および黄色顔料を使用したカラーフィルタ用着色組成物が開示されている。
特開2004−333817号公報 特開2009−149707号公報
画像表示装置の画質向上のためには、例えば、カラーフィルタを高精細化する必要がある。しかし、高精細化したカラーフィルタにバックライトを照射すると通過する光の量が減少し、輝度低下することでパネル全体が暗くなる。そのため、カラーレジストとしては明度の向上が求められている。
カラーフィルタの明度向上には、顔料の一次粒子径を出来る限り微細化して用いることが多い。しかし、微細化された顔料は、分子間水素結合によって結晶成長しやすいという性質を有する為、従来のカラーフィルタ用着色組成物は、カラーフィルタを形成する際の加熱工程において結晶化が進み、加熱後に異物として顕在化してしまう問題があった。
本発明は、加熱後、基板に顔料由来の異物が生じ難いカラーフィルタが形成できるカラーフィルタ用感光性着色組成物、およびカラーフィルタの提供を目的とする。
本発明の感光性着色組成物は、着色剤(A)、分散剤(B)、重合性化合物(C)、光重合開始剤(D)、およびバインダ樹脂(E)を含み、重合性化合物(C)が、メルカプト基を有するカルボン酸化合物と、3〜6の重合性不飽和基を含有する重合性化合物との反応生成物である重合性化合物(C1)を含有する。
上記の本発明によれば、加熱後、基板に顔料由来の異物が生じ難いカラーフィルタが形成できるカラーフィルタ用着色組成物、およびカラーフィルタを提供できる。
図1は、液晶表示装置の模式的断面図である。
本願明細書の用語を定義する。「(メタ)アクリロイル」、「(メタ)アクリル」、「(メタ)アクリル酸」、「(メタ)アクリレート」、又は「(メタ)アクリルアミド」と表記した場合には、特に説明がない限り、それぞれ、「アクリロイル及び/又はメタクリロイル」、「アクリル及び/又はメタクリル」、「アクリル酸及び/又はメタクリル酸」、「アクリレート及び/又はメタクリレート」、又は「アクリルアミド及び/又はメタクリルアミド」を表すものとする。本明細書に挙げる「C.I.」は、カラーインデックス(C.I.)を意味する。着色剤は、顔料および染料を含む。重合性不飽和基は、エチレン性不飽和基であり、例えば、ビニル基、(メタ)アクリロイル基等である。
本発明の感光性着色組成物は、着色剤(A)、分散剤(B)、重合性化合物(C)、光重合開始剤(D)、およびバインダ樹脂(E)を含み、重合性化合物(C)が、メルカプト基を有するカルボン酸化合物と、3〜6の重合性不飽和基を含有する重合性化合物との反応生成物である重合性化合物(C1)を含有する。
<着色剤(A)>
着色剤(A)は、有機顔料が好ましい。着色剤(A)は、染料や無機顔料を併用できる。以下、着色剤(A)の具体例を、カラーインデックス番号で示す。
赤色顔料は、例えば、C.I.ピグメントレッド1、2、3、4、5、6、7、8、9、12、14、15、16、17、21、22、23、31、32、37、38、41、47、48、48:1、48:2、48:3、48:4、49、49:1、49:2、50:1、52:1、52:2、53、53:1、53:2、53:3、57、57:1、57:2、58:4、60、63、63:1、63:2、64、64:1、68、69、81、81:1、81:2、81:3、81:4、83、88、90:1、101、101:1、104、108、108:1、109、112、113、114、122、123、144、146、147、149、151、166、168、169、170、172、173、174、175、176、177、178、179、181、184、185、187、188、190、193、194、200、202、206、207、208、209、210、214、216、220、221、224、230、231、232、233、235、236、237、238、239、242、243、245、247、249、250、251、253、254、255、256、257、258、259、260、262、263、264、265、266、267、268、269、270、271、272、273、274、275、276、277、278、279、280、281、282、283、284、285、286、287、291、295、296、特開2014−134712号公報に記載された顔料、特許第6368844号公報に記載された顔料等が挙げられる。これらの中でも、フィルタセグメントの耐熱性、耐光性、及び透過率の観点から、好ましくはC.I.ピグメントレッド48:1、122、177、224、242、269、254、291、295、296、特開2014−134712号公報に記載された顔料、特許第6368844号公報に記載された顔料であり、更に好ましくはC.I.ピグメントレッド177、254、291、295、296、特開2014−134712号公報に記載された顔料、特許第6368844号公報に記載された顔料である。
また赤色顔料は、C.I.ピグメントオレンジ36、38、43、51、55、59、61、71、又は73等の橙色顔料や黄色顔料を併用してもよい。
青色顔料は、例えばC.I.ピグメントブルー1、1:2、9、14、15、15:1、15:2、15:3、15:4、15:6、16、17、19、25、27、28、29、33、35、36、56、56:1、60、61、61:1、62、63、66、67、68、71、72、73、74、75、76、78、79等が挙げられる。これらの中でも、フィルタセグメントの耐熱性、耐光性、及び透過率の観点から、好ましくはC.I.ピグメントブルー15、15:1、15:2、15:3、15:4、又は15:6であり、更に好ましくはC.I.ピグメントブルー15:6である。また、紫色顔料を併用できる。
紫色顔料は、例えばC.I.ピグメントバイオレット1、1:1、2、2:2、3、3:1、3:3、5、5:1、14、15、16、19、23、25、27、29、31、32、37、39、42、44、47、49、50等が挙げられる。これらの中でも、フィルタセグメントの耐熱性、耐光性、及び透過率の観点から、好ましくはC.I.ピグメントバイオレット19、又は23であり、更に好ましくはC.I.ピグメントバイオレット23である。
緑色顔料は、例えばC.I.ピグメントグリーン1、2、4、7、8、10、13、14、15、17、18、19、26、36、37、45、48、50、51、54、55、58、59、62、63、特開2017−111398号公報に記載された顔料等が挙げられる。これらの中でも、透過率の観点から、好ましくはC.I.ピグメントグリーン36、58、59、62、63、特開2017−111398号公報に記載された顔料である。
また、緑色顔料は、黄色顔料を併用してもよい
黄色顔料は、例えば、C.I.ピグメントイエロー1、2、3、4、5、6、10、12、13、14、15、16、17、18、24、31、32、34、35、35:1、36、36:1、37、37:1、40、42、43、53、55、60、61、62、63、65、73、74、77、81、83、93、94、95、97、98、100、101、104、106、108、109、110、113、114、115、116、117、118、119、120、123、126、127、128、129、138、139、147、150、151、152、153、154、155、156、161、162、164、166、167、168、169、170、171、172、173、174、175、176、177、179、180、181、182、185、187、188、192、193、194、196、198、199、213、214、231、233、特開2012−226110号公報に記載された顔料等が挙げられる。好ましくはC.I.ピグメントイエロー138、139、150、185、231、233、特開2012−226110号公報に記載された顔料である。
シアン色顔料は、例えばC.I.ピグメントブルー15:1、15:2、15:4、15:3、15:6、16、81等の青色顔料等が挙げられる。
マゼンタ色顔料は、例えばC.I.ピグメントバイオレット1、19、C.I.ピグメントレッド144、146、177、169、81等の紫色顔料及び赤色顔料が挙げられる。マゼンタ色組成物には、黄色顔料を併用することができる。
無機顔料は、例えば、酸化チタン、硫酸バリウム、亜鉛華、硫酸鉛、黄色鉛、亜鉛黄、べんがら(赤色酸化鉄(III))、カドミウム赤、群青、紺青、酸化クロム緑、コバルト緑、アンバー、合成鉄黒等が挙げられる。
着色剤(A)は、単独または2種類以上を併用して使用できる。
<顔料の微細化>
着色剤(A)に有機顔料を使用する場合は、微細化処理を行った後、他の原料と混合することが好ましい。微細化処理の方法は、例えば、湿式磨砕、乾式磨砕、溶解析出法等が挙げられる。これらの中でも湿式磨砕の1種であるニーダー法によるソルトミリング処理等が好ましい。微細化処理後の有機顔料の平均一次粒子径は、10〜80nmが好ましく、15〜70nmがより好ましい。適度な粒子径により分散性がより向上し、被膜のコントラスト比がより向上する。なお、平均一次粒子径は、TEM(透過型電子顕微鏡)の拡大画像から任意に選択した約20個の粒子の平均値である。なお、粒子の縦軸長さと横軸長さがある場合、縦軸長さを使用する。
ソルトミリング処理とは、顔料と水溶性無機塩と水溶性有機溶剤との混合物を、例えば、ニーダー、2本ロールミル、3本ロールミル、ボールミル、アトライター、サンドミル、プラネタリー型ミキサー等のバッチ式又は連続式混練機を用いて、加熱しながら機械的に混練した後、水洗により水溶性無機塩と水溶性有機溶剤を除去する処理である。水溶性無機塩は、破砕助剤として働くものであり、ソルトミリング時に無機塩の硬度の高さを利用して顔料が破砕される。顔料をソルトミリング処理する際の条件を最適化することにより、一次粒子径が非常に微細であり、また、分布の幅がせまく、シャープな粒度分布をもつ顔料を得ることができる。
水溶性無機塩は、例えば塩化ナトリウム、塩化カリウム、硫酸ナトリウム等が挙げられる。これらの中でも、価格の点から塩化ナトリウム(食塩)が好ましい。水溶性無機塩の使用量は、処理効率と生産効率の両面から、顔料100質量部に対し、50〜2000質量部が好ましく、300〜1000質量部がより好ましい。
水溶性有機溶剤は、顔料及び水溶性無機塩を湿潤する。水溶性有機溶剤は、水に溶解(混和)し、水溶性無機塩を実質的に溶解しない化合物である。水溶性有機溶剤は、ソルトミリング時の温度上昇で揮発しにくい面で沸点120℃以上の高沸点溶剤が好ましい。水溶性有機溶剤は、例えば、2−メトキシエタノール、2−ブトキシエタノール、2−(イソペンチルオキシ)エタノール、2−(ヘキシルオキシ)エタノール、ジエチレングリコール、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、トリエチレングリコール、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、液状のポリエチレングリコール、1−メトキシ−2−プロパノール、1−エトキシ−2−プロパノール、ジプロピレングリコール、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、液状のポリプロピレングリコール等が挙げられる。水溶性有機溶剤の使用量は、顔料100質量部に対し、5〜1000質量部が好ましく、50〜500質量部がより好ましい。
ソルトミリング処理の際、必要に応じて樹脂を添加できる。樹脂は、例えば、天然樹脂、変性天然樹脂、合成樹脂、天然樹脂で変性された合成樹脂等が挙げられる。樹脂は、室温で固体であり、水不溶性であることが好ましく、かつ水溶性有機溶剤に一部可溶であることがより好ましい。樹脂の使用量は、顔料100質量部に対し、5〜200質量部が好ましい。
<染料>
染料は、例えば、酸性染料、直接染料、塩基性染料、造塩染料、油溶性染料、分散染料、反応染料、媒染染料、建染染料、硫化染料等が挙げられる。また、染料の誘導体や、染料をレーキ化したレーキ顔料も挙げられる。
また、染料は、スルホン酸やカルボン酸等の酸性基を有する酸性染料、酸性染料の無機塩;酸性染料と、四級アンモニウム塩化合物、三級アミン化合物、二級アミン化合物、または一級アミン化合物との造塩化合物;アミノ基を有する樹脂成分と酸性染料等の造塩化合物;酸性染料とオニウム塩基を有する化合物との造塩化合物等が挙げられる。なお、オニウム塩基を有する化合物は、側鎖にカチオン性基を有する樹脂が好ましい。
塩基性染料は、有機酸、もしくは過塩素酸、またはこれらの金属塩との造塩化合物が挙げられる。造塩化合物の中でも塩基性染料の造塩化合物は、各種耐性、顔料との相溶性に優れているために好ましい。
染料の化学構造は、例えば、アゾ系染料、ジスアゾ系染料、アゾメチン系染料(インドアニリン系染料、インドフェノール系染料など)、ジピロメテン系染料、キノン系染料(ベンゾキノン系染料、ナフトキノン系染料、アントラキノン系染料、アントラピリドン系染料など)、カルボニウム系染料(ジフェニルメタン系染料、トリフェニルメタン系染料、キサンテン系染料、アクリジン系染料など)、キノンイミン系染料(オキサジン系染料、チアジン系染料など)、アジン系染料、ポリメチン系染料(オキソノール系染料、メロシアニン系染料、アリーリデン系染料、スチリル系染料、シアニン系染料、スクアリリウム系染料、クロコニウム系染料など)、キノフタロン系染料、フタロシアニン系染料、サブフタロシアニン系染料、ペリノン系染料、インジゴ系染料、チオインジゴ系染料、キノリン系染料、ニトロ系染料、ニトロソ系染料、ローダミン系染料等が挙げられる。これらの中でも、色相、色分離性、色むらなどの色特性の観点から、アゾ系染料、キサンテン系染料、シアニン系染料、トリフェニルメタン系染料、アントラキノン系染料、ジピロメテン系染料、スクアリリウム系染料、キノフタロン系染料、フタロシアニン系染料、サブフタロシアニン系染料が好ましく、キサンテン系染料、シアニン系染料、トリフェニルメタン系染料、アントラキノン系染料、ジピロメテン系染料、フタロシアニン系染料がより好ましい。染料の具体的な構造は「新版染料便覧」(有機合成化学協会編;丸善、1970)、「カラーインデックス」(The Society of Dyers and colourists)、「色素ハンドブック」(大河原他編;講談社、1986)などに記載されている。
<色素誘導体>
着色組成物には、必要に応じて色素誘導体を使用できる。色素誘導体が有機顔料の表面に吸着することで、有機顔料の表面が極性を持ち、分散剤(B)と親和し易くなることで有機顔料の分散性がより向上する。色素誘導体は、有機色素残基に酸性基、塩基性基、中性基などを有する化合物である。色素誘導体は、例えば、スルホ基、カルボキシ基、またはリン酸基などの酸性置換基を有する化合物、ならびにこれらのアミン塩、スルホンアミド基、または末端に3級アミノ基などの塩基性置換基を有する化合物、フェニル基やフタルイミドアルキル基などの中性置換基を有する化合物が挙げられる。
有機色素は、例えばジケトピロロピロール系顔料、アントラキノン系顔料、キナクリドン系顔料、ジオキサジン系顔料、ペリノン系顔料、ペリレン系顔料、チアジンインジゴ系顔料、トリアジン系顔料、ベンズイミダゾロン系顔料、ベンゾイソインドール等のインドール系顔料、イソインドリン系顔料、イソインドリノン系顔料、キノフタロン系顔料、ナフトール系顔料、スレン系顔料、金属錯体系顔料、アゾ、ジスアゾ、ポリアゾ等のアゾ系顔料等が挙げられる。
色素誘導体は、単独又は2種類以上を混合して使用できる。
色素誘導体の含有量は、着色剤(A)100質量部に対して、1〜100質量部が好ましく、3〜70質量部がより好ましく、5〜50質量部がさらに好ましい。
顔料に色素誘導体を添加し、アシッドペースティング、アシッドスラリー、ドライミリング、ソルトミリング、ソルベントソルトミリング等の微細化処理を行う事で、顔料表面に色素誘導体が吸着し、色素誘導体を添加しない場合と比較して顔料の一次粒子をより微細化することができる。
顔料に色素誘導体を添加し二本ロール、三本ロール、ビーズを用いた湿式分散などの分散処理を行うことで、色素誘導体が顔料表面に吸着し顔料表面が極性を持ち樹脂型分散剤の吸着が促進され、顔料、色素誘導体、樹脂型分散剤、溶媒、その他添加剤との相溶性が向上し、感光性着色組成物とした時の分散安定性や経時粘度安定性が向上する。また、相溶性が向上することで感光性着色組成物をガラス基板等に塗工した際の被膜経時安定性に優れ、着色硬化性組成物の塗布から露光までの待ち時間(PCD:Post Coating Delay)や露光から熱処理までの待ち時間(PED:Post Exposure Delay)に対するパターン形状などの安定性・特性依存性や、線幅感度安定性が良好となる。また顔料表面が色素誘導体および樹脂型分散剤で吸着・被覆されることで、被膜を加熱焼成した際の顔料の凝集や昇華による結晶析出を抑制できる。さらに現像時間ばらつきや現像残渣も抑制される。
<分散剤(B)>
分散剤(B)は、低分子量分散剤、樹脂型分散剤があるところ樹脂型分散剤が好ましい。着色剤(A)に吸着する着色剤親和性部位と、着色剤以外の成分と親和性が高く、分散粒子間を立体反発させる緩和部位とを有する。
樹脂型分散剤は樹脂種でいえば、例えば、ポリウレタン等のウレタン系分散剤、ポリアクリレート等のポリカルボン酸エステル、不飽和ポリアミド、ポリカルボン酸、ポリカルボン酸(部分)アミン塩、ポリカルボン酸アンモニウム塩、ポリカルボン酸アルキルアミン塩、ポリシロキサン、長鎖ポリアミノアマイドリン酸塩、水酸基含有ポリカルボン酸エステルや、これらの変性物、ポリ(低級アルキレンイミン)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により形成されたアミドやその塩等の油性分散剤、(メタ)アクリル酸−スチレン共重合体、(メタ)アクリル酸−(メタ)アクリル酸エステル共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、ポリビニルアルコ−ル、ポリビニルピロリドン等の水溶性樹脂や水溶性高分子化合物、ポリエステル系、変性ポリアクリレート系、エチレンオキサイド/プロピレンオキサイド付加化合物、リン酸エステル系等が挙げられる。
樹脂型分散剤は、官能基種でいえば、酸性官能基含有樹脂型分散剤、塩基性官能基含有樹脂型分散剤が挙げられる。
酸性官能基含有樹脂型分散剤は、例えば、芳香族カルボン酸構造を有する樹脂型分散剤が好ましく、例えば、WO2008/007776号公報、特開2008−029901号公報、特開2009−155406号公報、特開2010−185934号公報、特開2011−157416号公報、特開2009−251481号公報、特開2007−23195号公報、特開1996−143651号公報等に記載されている。
塩基性官能基含有樹脂型分散剤は、例えば、窒素原子含有グラフト共重合体や、側鎖に3級アミノ基、4級アンモニウム塩基、含窒素複素環などを含む官能基を有する、窒素原子含有アクリル系ブロック共重合体及びウレタン系高分子分散剤等が挙げられる。なお、酸性官能基含有樹脂型分散剤と塩基性官能基含有樹脂型分散剤を併用することもできる。
分散剤(B)は、単独または2種類以上を併用して使用できる。
分散剤(B)の含有量は、着色剤(A)100質量部に対し、3〜200質量部が好ましくは、5〜100質量部がより好ましい。
<バインダ樹脂(E)>
バインダ樹脂(E)は、400〜700nmの全波長領域において透過率が80%以上の樹脂が好ましい。なお、透過率は、95%以上が好ましい。バインダ樹脂(E)は、熱可塑性樹脂、感光性樹脂が好ましい。また、バインダ樹脂(E)は、アルカリ可溶性を有することが好ましい。これにより感光性着色組成物から形成する被膜をフォトリソグラフィー法でパターニングできる。バインダ樹脂(E)は、熱硬化性基を有することができる。前記熱硬化性基は、例えば、エポキシ基、オキセタニル基等が挙げられる。
バインダ樹脂(E)は、単独または2種類以上を併用して使用できる。
バインダ樹脂(E)の含有量は、着色剤(A)100質量部に対して、20〜400質量部が好ましく、50〜250質量部がより好ましい。適量含有すると被膜を容易に形成できる上、良好な色特性が得やすい。
アルカリ可溶性樹脂は、例えば、カルボキシル基、スルホン基等の酸性基を有する樹脂が挙げられる。アルカリ可溶性を有する熱可塑性樹脂は、例えば、酸性基を有するアクリル樹脂、α−オレフィン/(無水)マレイン酸共重合体、スチレン/スチレンスルホン酸共重合体、エチレン/(メタ)アクリル酸共重合体、又はイソブチレン/(無水)マレイン酸共重合体等が挙げられる。これらの中でも現像性、耐熱性、透明性が向上する面で酸性基を有するアクリル樹脂、スチレン/スチレンスルホン酸共重合体が好ましい。
<熱可塑性樹脂>
熱可塑性樹脂はアルカリ可溶性を有しない樹脂である。熱可塑性樹脂は、例えば、アクリル樹脂、ブチラール樹脂、スチレン−マレイン酸共重合体、塩素化ポリエチレン、塩素化ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリ酢酸ビニル、ポリウレタン系樹脂、ポリエステル樹脂、ビニル系樹脂、アルキッド樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアミド樹脂、ゴム系樹脂、環化ゴム系樹脂、セルロース類、ポリエチレン(HDPE、LDPE)、ポリブタジエン、及びポリイミド樹脂等が挙げられる。
<アルカリ可溶性感光性樹脂>
アルカリ可溶性感光性樹脂は、重合性不飽和基を有するため感光性を有する。アルカリ可溶性感光性樹脂は、アルカリ可溶性があり、感光性を有すれば良く、公知の樹脂を使用できるところ、以下の方法 (i) (ii)で合成した樹脂が好ましい。アルカリ可溶性感光性樹脂を使用すると光照射で3次元架橋して架橋密度が上がるため、被膜の薬品耐性が向上する。
[方法(i)]
方法(i)は、例えば、まず、エポキシ基含有単量体、およびその他単量体の重合体を合成する。次いで、前記重合体のエポキシ基に、モノカルボキシル基含有単量体を付加し、生成した水酸基に、多塩基酸無水物を反応させてアルカリ可溶性感光性樹脂を得る方法が挙げられる。なお、モノカルボキシル基含有単量体は、カルボキシル基を1有する単量体である。
エポキシ基含有単量体は、例えば、グリシジル(メタ)アクリレート、メチルグリシジル(メタ)アクリレート、2−グリシドキシエチル(メタ)アクリレート、3,4−エポキシブチル(メタ)アクリレート、及び3,4−エポキシシクロヘキシル(メタ)アクリレートが挙げられる。これらの中でも、反応性の観点で、グリシジル(メタ)アクリレートが好ましい
モノカルボキシル基含有単量体は、例えば、(メタ)アクリル酸、クロトン酸、o−、m−、p−ビニル安息香酸、(メタ)アクリル酸のα位ハロアルキル、アルコキシル、ハロゲン、ニトロ、シアノ置換体等のモノカルボン酸等が挙げられる。
多塩基酸無水物は、例えば、テトラヒドロ無水フタル酸、無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、無水コハク酸、無水マレイン酸等が挙げられる。なお、多塩基酸無水物は、酸無水物を形成しないカルボキシル基を有しても良い。
その他単量体は、例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n−プロピル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、t−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、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、フェニル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、フェノキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、又はエトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリレート類、
あるいは、(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジエチル(メタ)アクリルアミド、N−イソプロピル(メタ)アクリルアミド、ダイアセトン(メタ)アクリルアミド、又はアクリロイルモルホリン等の(メタ)アクリルアミド類スチレン、又はα−メチルスチレン等のスチレン類、エチルビニルエーテル、n−プロピルビニルエーテル、イソプロピルビニルエーテル、n−ブチルビニルエーテル、又はイソブチルビニルエーテル等のビニルエーテル類、酢酸ビニル、又はプロピオン酸ビニル等の脂肪酸ビニル類等が挙げられる。
また、シクロヘキシルマレイミド、フェニルマレイミド、メチルマレイミド、エチルマレイミド、1,2−ビスマレイミドエタン1,6−ビスマレイミドヘキサン、3−マレイミドプロピオン酸、6,7−メチレンジオキシ−4−メチル−3−マレイミドクマリン、4,4’−ビスマレイミドジフェニルメタン、ビス(3−エチル−5−メチル−4−マレイミドフェニル)メタン、N,N’−1,3−フェニレンジマレイミド、N,N’−1,4−フェニレンジマレイミド、N−(1−ピレニル)マレイミド、N−(2,4,6−トリクロロフェニル)マレイミド、N−(4−アミノフェニル)マレイミド、N−(4−ニトロフェニル)マレイミド、N−ベンジルマレイミド、N−ブロモメチル−2,3−ジクロロマレイミド、N−スクシンイミジル−3−マレイミドベンゾエート、N−スクシンイミジル−3−マレイミドプロピオナート、N−スクシンイミジル−4−マレイミドブチラート、N−スクシンイミジル−6−マレイミドヘキサノアート、N−[4−(2−ベンゾイミダゾリル)フェニル]マレイミド、9−マレイミドアクリジン等のN-置換マレイミド類、EO変性クレゾールアクリレート、n−ノニルフェノキシポリエチレングリコールアクリレート、フェノキシエチルアクリレート、エトキシ化フェニルアクリレート、フェノールのエチレンオキサイド(EO)変性(メタ)アクリレート、パラクミルフェノールのEO又はプロピレンオキサイド(PO)変性(メタ)アクリレート、ノニルフェノールのEO変性(メタ)アクリレート、ノニルフェノールのPO変性(メタ)アクリレート等が挙げられる。
方法(ii)は、例えば、水酸基含有単量体、カルボキシル基含有単量体、およびそれ以外の単量体を合成し重合体を作製する。次いで、前記重合体の水酸基に、イソシアネート基含有単量体のイソシアネート基を反応させてアルカリ可溶性感光性樹脂を合成する方法が挙げられる。
水酸基含有単量体は、例えば、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−若しくは3−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2−若しくは3−若しくは4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、グリセロールモノ(メタ)アクリレート、又はシクロヘキサンジメタノールモノ(メタ)アクリレート等のヒドロキシアルキルメタアクリレート類が挙げられる。また、ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートに、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、及び/又はブチレンオキシド等を付加重合させたポリエーテルモノ(メタ)アクリレートや、ポリγ−バレロラクトン、ポリε−カプロラクトン、及び/又はポリ12−ヒドロキシステアリン酸等を付加したポリエステルモノ(メタ)アクリレートも挙げられる。これらの中でも2−ヒドロキシエチルメタアクリレート、グリセロールモノ(メタ)アクリレートが好ましく、グリセロールモノ(メタ)アクリレートがより好ましい。
イソシアネート基含有単量体は、例えば、2−(メタ)アクリロイルエチルイソシアネート、2−(メタ)アクリロイルオキシエチルイソシアネート、又は1,1−ビス〔メタアクリロイルオキシ〕エチルイソシアネート等が挙げられる。
上記単量体以外に使用できる単量体は、上記方法(i)で例示したその他単量体に加え、リン酸エステル基含有単量体等が挙げられる。
リン酸エステル基含有単量体は、例えば、水酸基含有単量体の水酸基に、5酸化リンやポリリン酸等のリン酸エステル化剤を反応させた化合物である。
バインダ樹脂(E)の上記原料は、単独または2種類以上を併用して使用できる。また、バインダ樹脂(E)は、単独または2種類以上を併用して使用できる。
バインダ樹脂(E)の含有量は、着色剤(A)100質量部に対して、20〜400質量部が好ましく、50〜250質量部がより好ましい。成膜性及び諸耐性が良好なことから、20質量部以上が好ましく、着色剤濃度が高く、良好な色特性を発現できることから、400質量部以下が好ましい。
バインダ樹脂(E)の重量平均分子量(Mw)は、2,000〜40,000が好ましく、3,000〜30,000がより好ましく、4,000〜20,000がさらに好ましい。Mw/Mnの値は10以下であることが好ましい。なお、Mnは、数平均分子量である。
アルカリ可溶性樹脂の酸価は、50〜200mgKOH/gが好ましく、70〜180mgKOH/gがより好ましく、90〜170mgKOH/gがさらに好ましい。適度な酸価によりアルカリ溶解性、密着性、残渣抑制を高度にバランス取りできる。
<重合性化合物(C)>
重合性化合物(C)は、メルカプト基を有するカルボン酸化合物と、3〜6の重合性不飽和基を含有する重合性化合物との反応生成物である重合性化合物(C1)(以下、重合性化合物(C1)という)を含有する。重合性化合物(C1)は、重合性不飽和基とカルボキシル基を有する化合物である。なお、重合性化合物(C1)は、チオール−エン反応生成物であることが好ましい。重合性化合物(C)は、重合性不飽和基を含有するモノマー(単量体)、オリゴマーである。
(重合性化合物(C1))
感光性着色組成物は、重合性化合物(C1)を含有すると、形成した被膜を加熱する際、着色剤(A)由来の成分による結晶成長を抑制し、異物が生じ難いカラーフィルタを形成することができる。一般的な感光性着色組成物は、アルカリ現像時に基材表面に着色剤(A)を含む微小な残渣が残ることがある。それが加熱により、結晶化成長することで異物となる。これに対して重合性化合物(C1)中の3〜6の重合性不飽和基を含有する重合性化合物に由来する部位は、比較的疎水性であり、被膜形成時、同様に疎水性の着色剤(A)に配向し易い。そのため、アルカリ現像の際、未露光部の被膜は、重合性化合物(C1)および着色剤(A)が共に除去されるため、基板に異物が生じ難い。
メルカプト基を有するカルボン酸化合物は、例えば、メルカプト酢酸、2-メルカプトプロピオン酸、3−メルカプトプロピオン酸、メルカプトコハク酸等のメルカプト基を有する脂肪族炭化水素カルボン酸化合物;4−メルカプト安息香酸、2−メルカプトニコチン酸等のメルカプト基を有する芳香族炭化水素カルボン酸化合物が挙げられる。これらの中でもメルカプト基を有する脂肪族炭化水素カルボン酸化合物が好ましい。メルカプト基を有する脂肪族炭化水素カルボン酸化合物は、強直な芳香環を有しないため、重合性化合物(C1)のモビリティが向上し、被膜形成の際、着色剤(A)により親和し易くなるため、異物がより生じ難い。
3〜6の重合性不飽和基を含有する重合性化合物は、例えば、トリメチロールプロパンジメタクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールトリメタクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、トリメチロールプロパンEO変性(n≒1)トリアクリレート、トリメチロールプロパンEO変性(n≒2)トリアクリレート、(n≒4)ジアクリレート、ジグリセリン EO 変性トリアクリレート等が挙げられる。
重合性化合物(C1)の重量平均分子量(Mw)は、3000以下が好ましく、2000以下がより好ましい。なお、Mwは、500以上が好ましい。
重合性化合物(C1)の含有量は、感光性着色組成物の不揮発分100質量%中、1〜20質量%が好ましく、5〜12質量%がより好ましい。適量含有すると微小残渣がより残留し難くなる。
重合性化合物(C)は、重合性化合物(C1)以外にその他重合性化合物(C2)を含有できる。その他重合性化合物(C2)は、例えば、酸基含有単量体、ウレタン結合含有単量体、その他単量体が挙げられる。
酸基含有単量体の酸基は、スルホン酸基、カルボキシル基、リン酸基等が挙げられる。
酸基含有単量体は、例えば、多価アルコールと(メタ)アクリル酸との遊離水酸基含有ポリ(メタ)アクリレート類と、ジカルボン酸類とのエステル化物;多価カルボン酸と、モノヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート類とのエステル化物等が挙げられる。具体例は、トリメチロールプロパンジアクリレート、トリメチロールプロパンジメタクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールトリメタクリレート、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ペンタメタクリレート等のモノヒドロキシオリゴアクリレート又はモノヒドロキシオリゴメタクリレート類と、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、フタル酸等のジカルボン酸類との遊離カルボキシル基含有モノエステル化物;プロパン−1,2,3−トリカルボン酸(トリカルバリル酸)、ブタン−1,2,4−トリカルボン酸、ベンゼン−1,2,3−トリカルボン酸、ベンゼン−1,3,4−トリカルボン酸、ベンゼン−1,3,5−トリカルボン酸等のトリカルボン酸類と、2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシエチルメタクリレート、2−ヒドロキシプロピルアクリレート、2−ヒドロキシプロピルメタクリレート等のモノヒドロキシモノアクリレート又はモノヒドロキシモノメタクリレート類との遊離カルボキシル基含有オリゴエステル化物等が挙げられる。
(ウレタン結合含有単量体)
ウレタン結合含有単量体は、例えば、水酸基を有する(メタ)アクリレートに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アクリレート、アルコールに多官能イソシアネートを反応させ、さらに水酸基を有する(メタ)アクリレートを反応させて得られる多官能ウレタンアクリレート等が挙げられる。
水酸基を有する(メタ)アクリレートは、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(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、ジトリメチロールプロパントリ(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エチレンオキサイド変性ペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールプロピレンオキサイド変性ペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールカプロラクトン変性ペンタ(メタ)アクリレート、グリセロールアクリレートメタクリレート、グリセロールジメタクリレート、2−ヒドロキシ−3−アクリロイルプロピルメタクリレート、エポキシ基含有化合物とカルボキシ(メタ)アクリレートの反応物、水酸基含有ポリオールポリアクリレート等が挙げられる。
多官能イソシアネートは、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、ポリイソシアネート等が挙げられる。
その他単量体は、例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(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、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、β−カルボキシエチル(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、フェノキシテトラエチレングリコール(メタ)アクリレート、フェノキシヘキサエチレングリコール(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンPO変性トリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンEO変性トリ(メタ)アクリレート、イソシアヌル酸EO変性ジ(メタ)アクリレート、イソシアヌル酸EO変性トリ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジグリシジルエーテルジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAジグリシジルエーテルジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテルジ(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、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、トリシクロデカニル(メタ)アクリレート、メチロール化メラミンの(メタ)アクリル酸エステル、エポキシ(メタ)アクリレート、ウレタンアクリレート等の各種アクリル酸エステル及びメタクリル酸エステル、(メタ)アクリル酸、スチレン、酢酸ビニル、ヒドロキシエチルビニルエーテル、エチレングリコールジビニルエーテル、ペンタエリスリトールトリビニルエーテル、(メタ)アクリルアミド、N−ヒドロキシメチル(メタ)アクリルアミド、N−ビニルホルムアミド、アクリロニトリル等が挙げられる。
重合性化合物(C)は、単独または2種類以上を併用して使用できる。
重合性化合物(C)の配合量は、感光性着色組成物の不揮発分100質量%中、1〜50質量%が好ましく、2〜40質量%がより好ましい。適量配合すると硬化性及び現像性がより向上する。
<光重合開始剤(D)>
光重合開始剤(D)は、例えば、4−フェノキシジクロロアセトフェノン、4−t−ブチル−ジクロロアセトフェノン、ジエトキシアセトフェノン、1−(4−イソプロピルフェニル)−2−ヒドロキシ−2−メチルプロパン−1−オン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、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、2−(ジメチルアミノ)−1−[4−(4−モルホリノ)フェニル]−2−(フェニルメチル)−1−ブタノン、又は2−(ジメチルアミノ)−2−[(4−メチルフェニル)メチル]−1−[4−(4−モルホリニル)フェニル]−1−ブタノン等のアセトフェノン系化合物;ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、又はベンジルジメチルケタール等のベンゾイン系化合物;ベンゾフェノン、ベンゾイル安息香酸、ベンゾイル安息香酸メチル、4−フェニルベンゾフェノン、ヒドロキシベンゾフェノン、アクリル化ベンゾフェノン、4−ベンゾイル−4’−メチルジフェニルサルファイド、又は3,3’,4,4’−テトラ(t−ブチルパーオキシカルボニル)ベンゾフェノン等のベンゾフェノン系化合物;チオキサントン、2−クロルチオキサントン、2−メチルチオキサントン、イソプロピルチオキサントン、2,4−ジイソプロピルチオキサントン、又は2,4−ジエチルチオキサントン等のチオキサントン系化合物;2,4,6−トリクロロ−s−トリアジン、2−フェニル−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(p−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−(p−トリル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−ピペロニル−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2,4−ビス(トリクロロメチル)−6−スチリル−s−トリアジン、2−(ナフト−1−イル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(4−メトキシ−ナフト−1−イル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2,4−トリクロロメチル−(ピペロニル)−6−トリアジン、又は2,4−トリクロロメチル−(4’−メトキシスチリル)−6−トリアジン等のトリアジン系化合物;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)〕、又はエタノン,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)等のオキシムエステル系化合物;ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)フェニルホスフィンオキサイド、又はジフェニル−2,4,6−トリメチルベンゾイルホスフィンオキサイド等のホスフィン系化合物;9,10−フェナンスレンキノン、カンファーキノン、エチルアントラキノン等のキノン系化合物;ボレート系化合物;カルバゾール系化合物;イミダゾール系化合物;あるいは、チタノセン系化合物等が挙げられる。これらの中でも、オキシムエステル系化合物が好ましい。
(オキシムエステル系化合物)
オキシムエステル系化合物は、紫外線を吸収することによってオキシムのN−O結合の解裂がおこり、イミニルラジカルとアルキロキシラジカルを生成する。これらのラジカルは更に分解することにより活性の高いラジカルを生成するため、少ない露光量でパターンを形成させることができる。感光性着色組成物の着色剤濃度が高い場合、被膜の紫外線透過率が低くなり被膜の硬化度が低くなることがあるが、オキシムエステル系化合物は高い量子効率を持つため好適に使用される。
オキシムエステル系化合物は、特開2007−210991号公報、特開2009−179619号公報、特開2010−037223号公報、特開2010−215575号公報、特開2011−020998号公報等に記載のオキシムエステル系光重合開始剤が挙げられる。
光重合開始剤(D)は、単独または2種類以上を併用して使用できる。
光重合開始剤(D)の含有量は、着色剤100質量部に対し、2〜50質量部が好ましく、2〜30質量部がより好ましい。適量配合すると光硬化性及び現像性がより向上する。
<増感剤>
増感剤は、例えば、カルコン誘導体、ジベンザルアセトン等に代表される不飽和ケトン類、ベンジルやカンファーキノン等に代表される1,2−ジケトン誘導体、ベンゾイン誘導体、フルオレン誘導体、ナフトキノン誘導体、アントラキノン誘導体、キサンテン誘導体、チオキサンテン誘導体、キサントン誘導体、チオキサントン誘導体、クマリン誘導体、ケトクマリン誘導体、シアニン誘導体、メロシアニン誘導体、オキソノ−ル誘導体等のポリメチン色素、アクリジン誘導体、アジン誘導体、チアジン誘導体、オキサジン誘導体、インドリン誘導体、アズレン誘導体、アズレニウム誘導体、スクアリリウム誘導体、ポルフィリン誘導体、テトラフェニルポルフィリン誘導体、トリアリールメタン誘導体、テトラベンゾポルフィリン誘導体、テトラピラジノポルフィラジン誘導体、フタロシアニン誘導体、テトラアザポルフィラジン誘導体、テトラキノキサリロポルフィラジン誘導体、ナフタロシアニン誘導体、サブフタロシアニン誘導体、ピリリウム誘導体、チオピリリウム誘導体、テトラフィリン誘導体、アヌレン誘導体、スピロピラン誘導体、スピロオキサジン誘導体、チオスピロピラン誘導体、金属アレーン錯体、有機ルテニウム錯体、又はミヒラーケトン誘導体、α−アシロキシエステル、アシルフォスフィンオキサイド、メチルフェニルグリオキシレート、ベンジル、9,10−フェナンスレンキノン、カンファーキノン、エチルアンスラキノン、4,4’−ジエチルイソフタロフェノン、3,3’又は4,4’−テトラ(t−ブチルパーオキシカルボニル)ベンゾフェノン、4,4’−ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン等が挙げられる。また、大河原信ら編「色素ハンドブック」(1986年、講談社)、大河原信ら編「機能性色素の化学」(1981年、シーエムシー)、池森忠三朗ら編、及び「特殊機能材料」(1986年、シーエムシー)に記載の増感剤が挙げられる。
これらの中でもチオキサントン誘導体、ミヒラーケトン誘導体、カルバゾール誘導体が好ましい。具体的には、2,4−ジエチルチオキサントン、2−クロロチオキサントン、2,4−ジクロロチオキサントン、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、1−クロロ−4−プロポキシチオキサントン、4,4’−ビス(ジメチルアミノ)ベンゾフェノン、4,4’−ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン、4,4’−ビス(エチルメチルアミノ)ベンゾフェノン、N−エチルカルバゾール、3−ベンゾイル−N−エチルカルバゾール、3,6−ジベンゾイル−N−エチルカルバゾール等がより好ましい。
増感剤は、単独または2種類以上を併用して使用できる。
増感剤の含有量は、光重合開始剤(D)100質量部に対し、3〜60質量部が好ましく、5〜50質量部がより好ましい。適量含有すると硬化性、現像性がより向上する。
<チオール系連鎖移動剤(F)>
感光性着色組成物は、連鎖移動剤を含有できる。連鎖移動剤は、チオール系連鎖移動剤が好ましい。チオール系連鎖移動剤は、光重合開始剤と併用すると光照射後のラジカル重合の際、酸素による重合阻害を受けにくいチイルラジカルが発生し、感光性着色組成物の感度が向上する。
チオール系連鎖移動剤は、チオール基(SH基)2以上有するある多官能チオールが好ましい。なお、チオール系連鎖移動剤は、SH基を4以上有することがより好ましい。官能基数が増えると被膜の表面から最深部まで光硬化し易くなる。
多官能チオールは、例えば、ヘキサンジチオール 、デカンジチオール 、1,4−ブタンジオールビスチオプロピオネート、1,4−ブタンジオールビスチオグリコレート、エチレングリコールビスチオグリコレート、エチレングリコールビスチオプロピオネート、トリメチロールプロパントリスチオグリコレート、トリメチロールプロパントリスチオプロピオネート、トリメチロールプロパントリス(3−メルカプトブチレート)、ペンタエリスリトールテトラキスチオグリコレート、ペンタエリスリトールテトラキスチオプロピオネート、トリメルカプトプロピオン酸トリス(2−ヒドロキシエチル)イソシアヌレート、1,4−ジメチルメルカプトベンゼン、2、4、6−トリメルカプト−s−トリアジン、2−(N,N−ジブチルアミノ)−4,6−ジメルカプト−s−トリアジンなどが挙げられ、好ましくは、エチレングリコールビスチオプロピオネート、トリメチロールプロパントリスチオプロピオネート、ペンタエリスリトールテトラキスチオプロピオネートが挙げられる。
チオール系連鎖移動剤は、単独または2種類以上を併用して使用できる。
チオール系連鎖移動剤の含有量は、感光性着色組成物の不揮発分100質量%中、0.1〜10質量%が好ましく、0.1〜3質量%がより好ましい。適量含有すると光感度、テーパー形状が向上し、被膜表面にシワが発生し難くなる。
<重合禁止剤>
感光性着色組成物は、重合禁止剤を含有できる。これによりフォトリソグラフィー法の露光時にマスクの回折光による感光を抑制できるため、所望の形状のパターンが得やすくなる。
重合禁止剤は、例えば、カテコール、レゾルシノール、1,4−ヒドロキノン、2−メチルカテコール、3−メチルカテコール、4−メチルカテコール、2−エチルカテコール、3−エチルカテコール、4−エチルカテコール、2−プロピルカテコール、3−プロピルカテコール、4−プロピルカテコール、2−n−ブチルカテコール、3−n−ブチルカテコール、4−n−ブチルカテコール、2−tert−ブチルカテコール、3−tert−ブチルカテコール、4−tert−ブチルカテコール、3,5−ジ−tert−ブチルカテコール等のアルキルカテコール系化合物、2−メチルレゾルシノール、4−メチルレゾルシノール、2−エチルレゾルシノール、4−エチルレゾルシノール、2−プロピルレゾルシノール、4−プロピルレゾルシノール、2−n−ブチルレゾルシノール、4−n−ブチルレゾルシノール、2−tert−ブチルレゾルシノール、4−tert−ブチルレゾルシノール等のアルキルレゾルシノール系化合物、メチルヒドロキノン、エチルヒドロキノン、プロピルヒドロキノン、tert−ブチルヒドロキノン、2,5−ジ−tert−ブチルヒドロキノン等のアルキルヒドロキノン系化合物、トリブチルホスフィン、トリオクチルホスフィン、トリシクロヘキシルホスフィン、トリフェニルホスフィン、トリベンジルホスフィン等のホスフィン化合物、トリオクチルホスフィンオキサイド、トリフェニルホスフィンオキサイドなどのホスフィンオキサイド化合物、トリフェニルホスファイト、トリスノニルフェニルホスファイト等のホスファイト化合物、ピロガロール、フロログルシン等が挙げられる。
重合禁止剤の含有量は、感光性着色組成物の不揮発分100質量%中、0.01〜0.4質量%が好ましい。この範囲において、重合禁止剤の効果が大きくなり、テーパーの直線性や被膜のシワ、パターン解像性等が良好になる。
<紫外線吸収剤(H)>
感光性着色組成物は、紫外線吸収剤を含有できる。紫外線吸収剤は、ベンゾトリアゾール系化合物、トリアジン系化合物、ベンゾフェノン系化合物、サリチル酸エステル系化合物、シアノアクリレート系化合物、及びサリシレート系化合物等が挙げられる。なお、紫外線吸収剤は、オリゴマーやポリマーであってもよい
ベンゾトリアゾール系化合物は、例えば、2−(5メチル−2−ヒドロキシフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2−ヒドロキシ−5−t−ブチルフェニル)−2H−ベンゾトリアゾール、2−[2−ヒドロキシ−3,5−ビス(α, α-ジメチルベンジル)フェニル]−2H−ベンゾトリアゾール、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、2−(2'−ヒドロキシ−5'−t−オクチルフェニル)ベンゾトリアゾール、5部の2−メトキシ−1−メチルエチルアセテートと95部のベンゼンプロパン酸,3−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−(1,1−ジメチルエチル)−4−ヒドロキシ,C7−9側鎖及び直鎖アルキルエステルの混合物、2−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−4,6−ビス(1−メチル−1−フェニルエチル)フェノール、2−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−6−(1−メチル−1−フェニルエチル)−4−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)フェノール、メチル 3−(3−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−5−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート/ポリエチレングリコール300の反応生成物、2−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−4−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)フェノール、2,2’−メチレンビス[6−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−4−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)フェノール]、2−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−p−クレゾール、2−(5−クロロ−2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−6−t−ブチル−4−メチルフェノール、2−(3,5−ジ−t−アミル−2−ヒドロキシフェニル)ベンゾトリアゾール、2−[2−ヒドロキシ−5−[2−(メタクリロイルオキシ)エチル]フェニル]−2H−ベンゾトリアゾール、オクチル−3−[3−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−5−(5−クロロ−2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)フェニル]プロピオネート、2−エチルヘキシル−3−[3−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−5−(5−クロロ−2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)フェニル]プロピオネートが挙げられる。
トリアジン系化合物は、例えば、2,4−ビス(2,4−ジメチルフェニル)−6−(2−ヒドロキシ−4−n−オクチルオキシフェニル)−1,3,5−トリアジン、2‐[4,6‐ビス(2,4‐ジメチルフェニル)‐1,3,5‐トリアジン‐2‐イル]‐5‐[3‐(ドデシルオキシ)‐2‐ヒドロキシプロポキシ]フェノール、2−(2,4−ジヒドロキシフェニル)−4,6−ビス(2,4−ジメチルフェニル)−1,3,5−トリアジンと(2−エチルヘキシル)−グリシド酸エステルの反応生成物、2,4−ビス「2−ヒドロキシ−4−ブトキシフェニル」−6−(2,4−ジブトキシフェニル)−1,3,5−トリアジン、2−(4,6−ジフェニル−1,3,5−トリアジン−2−イル)−5−(ヘキシルオキシ)フェノール、2−(4,6−ジフェニル−1,3,5−トリアジン−2−イル)−5−[2−(2−エチルヘキサノイルオキシ)エトキシ]フェノール、2,4,6−トリス(2−ヒドロキシ−4−ヘキシルオキシ−3−メチルフェニル)−1,3,5−トリアジン等が挙げられる。
ベンゾフェノン系化合物は、例えば、2,4−ジ−ヒドロキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン−5−スルホン酸−3水温、2−ヒドロキシ−4−n−オクトキシベンゾフェノン、2,2’−ジ−ヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン、2,2’−ジヒドロキシ−4,4’−ジメトキシベンゾフェノン、4−ドデシロキシ−2−ヒドロキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−オクタデシロキシベンゾフェノン、2,2’ジヒドロキシ−4,4’−ジメトキシベンゾフェノン、2,2’,4,4’−テトラヒドロキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−メトキシ−2’−カルボキシベンゾフェノン等が挙げられる。
サリチル酸エステル系化合物は、例えば、サリチル酸フェニル、サリチル酸p−オクチルフェニル、サリチル酸p−tertブチルフェニル等が挙げられる。
紫外線吸収剤の含有量は、光重合開始剤と紫外線吸収剤との合計100質量%中、5〜70質量%が好ましい。適量含有すると現像後の解像性がより向上する。
また、光重合開始剤と紫外線吸収剤の合計含有量は、感光性着色組成物の不揮発分100質量%中、1〜20質量%が好ましい。適量含有すると基板と被膜の密着性がより向上し、良好な解像性が得られる。
<熱硬化性化合物(K)>
感光性着色組成物は、熱硬化性化合物を含有できる。感光性着色組成物を使用してカラーフィルタを作製する際、ポストベーク工程の際、熱硬化性化合物が熱硬化して被膜の架橋密度を高め、耐熱性が向上する。これによりポストベーク工程での顔料凝集を抑制し、コントラスト比が向上する。
熱硬化性化合物は、低分子化合物でもよく、樹脂のような高分子量化合物でもよい。
熱硬化性化合物は、例えば、エポキシ化合物、オキセタン化合物、ベンゾグアナミン化合物、ロジン変性マレイン酸化合物、ロジン変性フマル酸化合物、メラミン化合物、尿素化合物、およびフェノール化合物が挙げられる。これらの中でもエポキシ化合物およびオキセタン化合物が好ましい。
熱硬化性化合物の含有量は、バインダ樹脂(E)100質量部に対して、1〜10質量部が好ましい。適量含有すると被膜の架橋密度を高め、耐熱性がより向上する。
(硬化剤)
感光性着色組成物は、硬化剤(硬化促進剤)を含有できる。硬化剤は、熱硬化性化合物の硬化を補助する。
硬化剤は、例えば、アミン系化合物、酸無水物、活性エステル、カルボン酸系化合物、スルホン酸系化合物等が挙げられる。
硬化剤は具体的な化合物でいうと、例えば、アミン化合物(例えば、ジシアンジアミド、ベンジルジメチルアミン、4−(ジメチルアミノ)−N,N−ジメチルベンジルアミン、4−メトキシ−N,N−ジメチルベンジルアミン、4−メチル−N,N−ジメチルベンジルアミン等)、4級アンモニウム塩化合物(例えば、トリエチルベンジルアンモニウムクロリド等)、ブロックイソシアネート化合物(例えば、ジメチルアミン等)、イミダゾール誘導体二環式アミジン化合物及びその塩(例えば、イミダゾール、2−メチルイミダゾール、2−エチルイミダゾール、2−エチル−4−メチルイミダゾール、2−フェニルイミダゾール、4−フェニルイミダゾール、1−シアノエチル−2−フェニルイミダゾール、1−(2−シアノエチル)−2−エチル−4−メチルイミダゾール等)、リン化合物(例えば、トリフェニルホスフィン等)、S−トリアジン誘導体(例えば、2,4−ジアミノ−6−メタクリロイルオキシエチル−S−トリアジン、2−ビニル−2,4−ジアミノ−S−トリアジン、2−ビニル−4,6−ジアミノ−S−トリアジン・イソシアヌル酸付加物、2,4−ジアミノ−6−メタクリロイルオキシエチル−S−トリアジン・イソシアヌル酸付加物等)等が挙げられる。
硬化剤は、単独または2種類以上を併用して使用できる。
硬化剤の使用量は、熱硬化性化合物100質量部に対し、0.01〜15質量部が好ましい。
<酸化防止剤(G)>
感光性着色組成物は、酸化防止剤を含有できる。酸化防止剤は、感光性着色組成物から形成される被膜が、熱硬化やITOアニール時の熱工程によって酸化による黄変を防ぎ、被膜の透過率の低下を抑制できる。特に感光性着色組成物の着色剤濃度が高い場合、相対的に重合性化合物の含有量が減少するため、光重合開始剤の増量や、熱硬化性化合物の配合で対応すると被膜が黄変し易い。そのため、酸化防止剤を含むことで、加熱工程時の酸化による黄変を防止し、被膜の透過率の低下を抑制できる。
酸化防止剤は、ラジカル補足機能、又は過酸化物分解機能を有する化合物である。酸化防止剤は、ヒンダードフェノール系化合物、ヒンダードアミン系化合物、リン系化合物、イオウ系化合物、ヒドロキシルアミン系化合物の化合物等が挙げられる。なお、酸化防止剤は、ハロゲン原子を含有しない化合物が好ましい。これらの中でも、被膜の透過率と感度の両立の観点から、ヒンダードフェノール系化合物、ヒンダードアミン系化合物、リン系化合物、イオウ系化合物が好ましい。
酸化防止剤は、単独または2種類以上を併用して使用できる。
酸化防止剤の含有量は、感光性着色組成物の不揮発分100質量%中、0.5〜5.0質量%が好ましい。
<レベリング剤(J)>
感光性着色組成物は、レベリング剤を含有できる。これにより、被膜形成時の透明基板に対する濡れ性および被膜の乾燥性がより向上する。レベリング剤は、例えば、シリコーン系界面活性剤、フッ素系界面活性剤、ノニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、アニオン性界面活性剤等が挙げられる。
界面活性剤は、単独または2種類以上を混合して使用できる。
界面活性剤の含有量は、感光性着色組成物の不揮発分100質量%中、0.001〜2.0質量%が好ましく、0.005〜1.0質量%がより好ましい。この範囲内であることで、感光性着色組成物の塗布性とパターン密着性、透過率のバランスがより向上する。
<貯蔵安定剤>
感光性着色組成物は、組成物の経時粘度を安定化させるために貯蔵安定剤を含有できる。貯蔵安定剤は、例えば、ベンジルトリメチルクロライド、ジエチルヒドロキシアミンなどの4級アンモニウムクロライド、乳酸、シュウ酸などの有機酸およびそのメチルエーテル、t−ブチルピロカテコール、テトラエチルホスフィン、テトラフェニルフォスフィンなどの有機ホスフィン、亜リン酸塩等が挙げられる。
貯蔵安定剤の含有量は、着色剤(A)100質量部に対して、0.1〜2質量部が好ましい。
<密着向上剤(I)>
感光性着色組成物は、密着向上剤を含有できる。これにより被膜と基材の密着性がより向上する。また、フォトリソグラフィー法で幅が狭いパターンを形成し易くなる。密着向上剤は、例えば、シランカップリング剤等が挙げられる。
シランカップリング剤は、例えば、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン等のビニルシラン類、3−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、3−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン等の(メタ)アクリルシラン類、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−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トリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン等のエポキシシラン類、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−トリエトキシシリル−N−(1,3−ジメチル−ブチリデン)プロピルアミン、N−フェニル−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−(ビニルベンジル)−2−アミノエチル−3−アミノプロピルトリメトキシシランの塩酸塩等のアミノシラン類、3−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン等のメルカプト類、p−スチリルトリメトキシシラン等のスチリル類、3−ウレイドプロピルトリエトキシシラン等のウレイド類、ビス(トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィド等のスルフィド類、3−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン等のイソシアネート類が挙げられる。
密着向上剤の含有量は、着色剤(A)100質量部に対し、0.01〜10質量部が好ましく、0.05〜5質量部がより好ましい。
<感光性着色組成物の製造方法>
感光性着色組成物は、例えば、着色剤(A)、分散剤(B)および溶剤等を使用して分散処理を行い着色剤分散体を作製する。着色剤(A)が有機顔料の場合、分散処理の際、色素誘導体等の分散助剤を併用すると有機顔料をより微細に分散できる、また、着色剤(A)が溶剤への溶解性が高い場合、分散処理を必要としない場合がある。着色剤(A)を2種類以上併用する場合、着色剤(A)別に着色剤分散体を作製し、その後混合できる。また、複数の着色剤(A)を使用して一括で、着色剤分散体を作製できる。
次いで、着色剤分散体に、重合性化合物(C)、光重合開始剤(D)、およびバインダ樹脂(E)を配合し、混合することで感光性着色組成物が得られる。なお、各材料を配合するタイミングが任意であることはいうまでもない。
前記分散処理は、例えば、ニーダー、2本ロールミル、3本ロールミル、ボールミル、横型サンドミル、縦型サンドミル、アニュラー型ビーズミル、又はアトライター等の分散装置を使用できる。
<溶剤>
感光性着色組成物は、溶剤を含有できる。これにより感光性着色組成物の粘度調整が容易になるため、表面が平滑な被膜を形成し易い。溶剤は、使用目的に応じて適宜選択し、適量を含有すれば良い。
溶剤は、例えば、エステル溶剤(分子内に−COO−を含み、−O−を含まない溶剤)、エーテル溶剤(分子内に−O−を含み、−COO−を含まない溶剤)、エーテルエステル溶剤(分子内に−COO−と−O−とを含む溶剤)、ケトン溶剤(分子内に−CO−を含み、−COO−を含まない溶剤)、アルコール溶剤(分子内にOHを含み、−O−、−CO−及び−COO−を含まない溶剤)、芳香族炭化水素溶剤、アミド溶剤、ジメチルスルホキシド等が挙げられる。
これらの中でも塗布性、乾燥性の面で1atmにおける沸点が120℃以上180℃以下の溶剤が好ましい。例えば、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、乳酸エチル、乳酸ブチル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、3−エトキシプロピオン酸エチル、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、4−ヒドロキシ−4−メチル−2−ペンタノン、N,N−ジメチルホルムアミド、N−メチルピロリドン等がより好ましく、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メチルエーテル、乳酸エチル、3−エトキシプロピオン酸エチル等がさらに好ましい。
溶剤は、単独または2種類以上を混合して使用できる。
<粗大粒子の除去>
感光性着色組成物は、重力加速度3000〜25000Gの遠心分離、焼結フィルタやメンブレンフィルタによる濾過等の手段にて、5μm以上の粗大粒子、好ましくは1μm以上の粗大粒子、さらに好ましくは0.5μm以上の粗大粒子及び混入した塵の除去を行うことが好ましい。このように着色組成物は、実質的に0.5μm以上の粒子を含まないことが好ましい。より好ましくは0.3μm以下であることが好ましい。
<カラーフィルタ>
本明細書でカラーフィルタは、基材(透明基板ともいう)、および感光性着色組成物から形成されるフィルタセグメントを備える。カラーフィルタは、使用する着色剤(A)の種類を適宜選択することで、赤色フィルタセグメント、緑色フィルタセグメント、および青色フィルタセグメントを有することが好ましい。また、カラーフィルタは、カラーフィルタセグメントとして、さらにマゼンタ色フィルタセグメント、シアン色フィルタセグメント、黄色フィルタセグメントを有することができる。なお、透明基板に代えて反射基板を使用できる。透明基板は、例えば、ガラス基板が挙げられる。反射基板は、例えばアルミ電極や金属薄膜を反射面として使用する基板が挙げられる。
<カラーフィルタの製造方法>
カラーフィルタは、まず基材上にブラックマトリクスを形成し、次いでフィルタセグメントを形成することが好ましい。なお、基材上に薄膜トランジスター(TFT)をあらかじめ形成してからブラックマトリクスを形成することができる。
ブラックマトリクスは、例えば、クロムやクロム/酸化クロムの多層膜、窒化チタニウムなどの無機膜や、遮光剤を分散した樹脂膜が挙げられる。
フィルタセグメントの形成は、例えば、印刷法、電着法、転写法、インクジェット法、フォトリソグラフィー法等で作製できる。本明細書では、最も好ましいフォトリソグラフィー法を説明する。
フォトリソグラフィー法は、例えば、ある色調の着色剤を含有する感光性着色組成物を、透明基板上に、乾燥膜厚が0.2〜5μm程度になるように塗布し被膜を形成する。得られた被膜(以下、第一の被膜という)は、所定のパターンを有するマスクを通して露光(光照射)を行う。次いで、溶剤又はアルカリ現像液に浸漬するかもしくはスプレーなどにより現像液を噴霧し現像を行い、未硬化部分を除去して所望のパターンを得る。この工程を他の色調の着色剤を有する感光性着色組成物を使用して同様に行うことで、各色のフィルタセグメントを有するカラーフィルタを製造できる。また、露光前の第一の被膜上にさらにポリビニルアルコールや水溶性アクリル樹脂を使用して第二の被膜(酸素遮断膜)を形成できる。これにより第一の被膜は、酸素に接しないため露光感度がより向上する。また、カラーフィルタは、フィルタセグメント中に未硬化の光重合性化合物を硬化させるために加熱を行うことができる。
塗布装置は、例えば、スプレーコートやスピンコート、スリットコート、ロールコート等が挙げられる。塗工に際し、乾燥工程を行うことができる。乾燥装置は、例えば、熱風オーブン、赤外線ヒーター等が挙げられる。
前記現像液は、アルカリ現像液として、例えば、炭酸ナトリウム、水酸化ナトリウム等の無機アルカリ;ジメチルベンジルアミン、トリエタノールアミン等の有機アルカリが挙げられる。また、現像液は、消泡剤や界面活性剤を添加できる。
本発明のカラーフィルタは、シール剤を用いて対向基板と張り合わせ、シール部に設けられた注入口から液晶を注入したのち注入口を封止し、必要に応じて偏光膜や位相差膜を基板の外側に張り合わせることにより、カラー液晶表示装置が製造される。このカラー液晶表示装置は、ツイステッド・ネマティック(TN)、スーパー・ツイステッド・ネマティック(STN)、イン・プレーン・スイッチング(IPS)、ヴァーティカリー・アライメント(VA)、オプティカリー・コンベンセンド・ベンド(OCB)等のカラーフィルタを使用してカラー化を行う液晶表示モードに使用することができる。
本明細書でカラーフィルタは、液晶表示装置以外に固体撮像素子、有機EL表示装置、量子ドット表示装置、電子ペーパー、ヘッドマウントディスプレイ等の用途に使用できる。
<画像表示装置>
本明細書の画像表示装置は、カラーフィルタを備える。画像表示装置は、さらに光源を備えることが好ましい。画像表示装置の一例として液晶表示装置を説明する。
液晶表示装置は、カラーフィルタと、光源とを具備する。光源は、例えば、冷陰極管(CCFL),白色LEDが挙げられるが、本発明においては赤の再現領域が広がるという点で、白色LEDを使用することが好ましい。図1は、本発明のカラーフィルタを備えた液晶表示装置10の概略断面図である。図1に示す装置10は、離間対向して配置された一対の透明基板11および21を備え、それらの間には、液晶LCが封入されている。
液晶LCは、TN(Twisted Nematic)、STN(Super Twisted Nematic)、IPS(In-Plane switching)、VA(Vertical Alignment)、OCB(Optically Compensated Birefringence)等の駆動モードに応じて配向される。第1の透明基板11の内面には、TFT(薄膜トランジスター)アレイ12が形成されており、その上には例えばITOからなる透明電極層13が形成されている。透明電極層13の上には、配向層14が設けられている。また、透明基板11の外面には、偏光板15が形成されている。
他方、第2の透明基板21の内面には、本発明のカラーフィルタ22が形成されている。カラーフィルタ22を構成する赤色、緑色および青色のフィルタセグメントは、ブラックマトリックス(図示せず)により分離されている。
カラーフィルタ22を覆って、必要に応じて透明保護膜(図示せず)が形成され、さらにその上に、例えばITOからなる透明電極層23が形成され、透明電極層23を覆って配向層24が設けられている。
また、透明基板21の外面には、偏光板25が形成されている。なお、偏光板15の下方には、バックライトユニット30が設けられている。
白色LED光源としては、青色LEDの表面に蛍光フィルタを形成したものや、青色LEDの樹脂パッケージに蛍光体を含有させたものがあり、430nm〜485nmの範囲内で発光強度が極大となる波長(λ3)を有し、530nm〜580nmの範囲内で発光強度が極大となる波長(λ4)を有し、600nm〜650nmの範囲内で発光強度が極大となる波長(λ5)を有し、かつ波長λ3における発光強度I3と波長λ4における発光強度I4の比(I4/I3)が0.2以上0.4以下であり、波長λ3における発光強度I3と波長λ5における発光強度I5の比(I5/I3)が0.1以上1.3以下である分光特性を持つ白色LED光源(LED1)や、430nm〜485nmの範囲内に発光強度が最大となる波長(λ1)を有し、530nm〜580nmの範囲内に第2の発光強度のピーク波長(λ2)を有し、波長λ1における発光強度I1と波長λ2における発光強度I2の比(I2/I1)が0.2以上0.7以下である分光特性を持つ白色LED光源(LED2)が好ましい。
LED1としては、具体的にはNSSW306D−HG−V1(日亜化学社製)、NSSW304D−HG−V1(日亜化学社製)等が挙げられる。
LED2としては、具体的にはNSSW440(日亜化学社製)、NSSW304D(日亜化学社製)等が挙げられる。
本明細書の画像表示装置は、液晶表示装置以外に固体撮像素子、有機EL表示装置、量子ドット表示装置、電子ペーパー、ヘッドマウントディスプレイ等の用途に使用できる。
以下、本発明を実施例に基づいて説明するが、本発明はこれによって限定されるものではない。なお、実施例中、「部」は「質量部」である。また、表中の配合量は、断りがない限り質量部である。
各測定法を以下説明する。
(顔料の平均一次粒子径)
顔料の粉末に溶剤(メトキシプロピルアセテート)を加え、分散剤(DIsperbyk−161:ビックケミー社分散剤)を少量添加し、超音波で1分間処理し測定用試料を調整する。次いで、透過型(TEM)電子顕微鏡により、100個以上の顔料の一次粒子が確認出来る写真を3枚(3視野分)作成し、それぞれ左上から順番に100個の一次粒子の大きさを測定する。具体的には、個々の顔料の一次粒子の短軸径と長軸径をnm単位で計測し、その平均をその顔料粒子の一次粒子径とし、合計20個の分布を5nm刻みで作成し、5nm刻みの中央値(例えば6nm以上10nm以下の場合は8nm)をそれらの粒子の粒子径として近似し、それぞれの粒子径とその数を基に計算することで個数平均粒子径を算出する。
(樹脂の酸価)
樹脂溶液0.5〜1gに、アセトン80ml及び水10mlを加えて攪拌して均一に溶解させ、0.1mol/LのKOH水溶液を滴定液として、自動滴定装置(「COM−555」平沼産業社製)を用いて滴定し、樹脂溶液の酸価(mgKOH/g)を測定した。そして、樹脂溶液の酸価と樹脂溶液の不揮発分濃度から、樹脂の不揮発分あたりの酸価を算出した。
(樹脂の重量平均分子量(Mw))
樹脂の重量平均分子量(Mw)は、TSKgelカラム(東ソー社製)を用い、RI検出器を装備したGPC(東ソー社製、HLC−8120GPC)で、展開溶媒にTHFを用いて測定したポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)である。
<着色剤の製造方法>
[緑色着色剤(A−1)]
C.I.ピグメントグリーン 58(DIC社製「FASTOGEN GREEN A110」)100部、塩化ナトリウム700部、およびジエチレングリコール180部をステンレス製1ガロンニーダー(井上製作所製)に仕込み、80℃で6時間混練した。この混合物を温水2000部に投入し、約80℃に加熱しながらハイスピードミキサーで約1時間攪拌してスラリー状とし、濾過、水洗をくりかえして食塩および溶剤を除いた後、80℃で一昼夜乾燥し、96部の緑色着色剤(A−1)を得た。
[赤色着色剤(A−2)]
C.I.ピグメントグリーン 58(DIC社製「FASTOGEN GREEN A110」)を、C.I.ピグメントレッド254(BASF社製「イルガフォアレッドB−CF」)に変更した以外は、緑色着色剤(A−1)の製造と同様に行い、96部の赤色着色剤(A−2)を得た。
[赤色着色剤(A−3)]
C.I.ピグメントグリーン 58(DIC社製「FASTOGEN GREEN A110」)を、C.I.ピグメントレッド177(BASF社製「イルガフォアレッドB−CF」)に変更した以外は、緑色着色剤(A−1)の製造と同様に行い、96部の赤色着色剤(A−3)を得た。
[黄色着色剤(A−4)]
C.I.ピグメントグリーン 58(DIC社製「FASTOGEN GREEN A110」)を、C.I.ピグメント イエロー138(BASF社製「パリオトールイエローK0961HD」)に変更した以外は、緑色着色剤(A−1)の製造と同様に行い、96部の黄色着色剤(A−4)を得た。
[青色着色剤(A−5)]
C.I.ピグメントグリーン 58(DIC社製「FASTOGEN GREEN A110」)を、C.I.ピグメント ブルー 15:6(トーヨーカラー社製「リオノールブルーES」)に変更した以外は、緑色着色剤(A−1)の製造と同様に行い、96部の青色着色剤(A−5)を得た。
[緑色着色剤(A−6)]
C.I.ピグメントグリーン 58(DIC社製「FASTOGEN GREEN A110」)を、特開2017−111398号公報の実施例に従って製造した以下構造のアルミニウムフタロシアニン顔料1に変更した以外は、緑色着色剤(A−1)の製造と同様に行い、96部の緑色着色剤(A−6)を得た。
(アルミニウムフタロシアニン顔料1)
式(1)
Figure 2021096277
[緑色着色剤(A−7)]
C.I.ピグメントグリーン 58(DIC社製「FASTOGEN GREEN A110」)を、特開2017−111398号公報の実施例に従って製造した以下構造のアルミニウムフタロシアニン顔料2に変更した以外は、緑色着色剤(A−1)の製造と同様に行い、96部の緑色着色剤(A−7)を得た。
(アルミニウムフタロシアニン顔料2)
式(2)
Figure 2021096277
[緑色着色剤(A−8)]
C.I.ピグメントグリーン 58(DIC社製「FASTOGEN GREEN A110」)を、特開2017−111398号公報の実施例に従って製造した以下構造のアルミニウムフタロシアニン顔料3に変更した以外は、緑色着色剤(A−1)の製造と同様に行い、96部の緑色着色剤(A−8)を得た。
(アルミニウムフタロシアニン顔料3)
式(3)
Figure 2021096277
[緑色着色剤(A−9)]
C.I.ピグメントグリーン 58(DIC社製「FASTOGEN GREEN A110」)を、特開2017−111398号公報の実施例に従って製造した以下構造のアルミニウムフタロシアニン顔料4に変更した以外は、緑色着色剤(A−1)の製造と同様に行い、96部の緑色着色剤(A−9)を得た。
(アルミニウムフタロシアニン顔料4)
式(4)
Figure 2021096277
[緑色着色剤(A−10)]
C.I.ピグメントグリーン 58(DIC社製「FASTOGEN GREEN A110」)を、特開2017−111398号公報の実施例に従って製造した以下構造のアルミニウムフタロシアニン顔料5に変更した以外は、緑色着色剤(A−1)の製造と同様に行い、96部の緑色着色剤(A−10)を得た。
(アルミニウムフタロシアニン顔料5)
式(5)
Figure 2021096277
<分散剤(B)の製造例>
(分散剤(B−1)溶液の製造)
ガス導入管、温度、コンデンサー、攪拌機を備えた反応層に、メタクリル酸10部、メチルメタクリレート100部、i−ブチルメタクリレート70部、ベンジルメタクリレート20部、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部を仕込み、窒素ガスで置換した。
反応層内を50℃に加熱撹拌し、3−メルカプト−1,2−プロパンジオール12部を添加した。90℃に昇温し、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル0.1部をプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート90部に加えた溶液を添加しながら7時間反応した。不揮発分測定により95部が反応したことを確認した。
次いで、ピロメリット酸無水物19部、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部、シクロヘキサノン50部、触媒として1,8−ジアザビシクロ−[5.4.0]−7−ウンデセン0.4部を追加し、100℃で7時間反応させた。酸価の測定で98部以上の酸無水物がハーフエステル化していることを確認し反応を終了した。次いで不揮発分40部と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て希釈し、酸価70mgKOH/g、重量平均分子量(Mw)8500の分散剤(B−1)溶液を得た。
<バインダ樹脂(E)の製造例>
(バインダ樹脂(E−1)溶液の調製)
セパラブル4口フラスコに温度計、冷却管、窒素ガス導入管、滴下管および撹拌装置を取り付けた反応容器にシクロヘキサノン196部を仕込み、80℃に昇温し、反応容器内を窒素置換した後、滴下管より、n−ブチルメタクリレート37.2部、2−ヒドロキシエチルメタクリレート12.9部、メタクリル酸12.0部、パラクミルフェノールエチレンオキサイド変性アクリレート(東亞合成社製「アロニックスM110」)20.7部、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル1.1部の混合物を2時間かけて滴下した。滴下終了後、更に3時間反応を継続し、アクリル樹脂の溶液を得た。次いで、不揮発分が20部になるよう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を添加して重量平均分子量(Mw)は26000のバインダ樹脂(E−1)溶液を得た。
(バインダ樹脂(E−2)溶液の調製)
セパラブル4口フラスコに温度計、冷却管、窒素ガス導入管、滴下管および撹拌装置を取り付けた反応容器にシクロヘキサノン207部を仕込み、80℃に昇温し、反応容器内を窒素置換した後、滴下管より、メタクリル酸20部、パラクミルフェノールエチレンオキサイド変性アクリレート(東亜合成社製アロニックスM110)20部、メタクリル酸メチル45部、2−ヒドロキシエチルメタクリレート8.5部、及び2,2'−アゾビスイソブチロニトリル1.33部の混合物を2時間かけて滴下した。滴下終了後、更に3時間反応を継続し、樹脂溶液を得た。次に得られた樹脂溶液全量に対して、窒素ガスを停止し乾燥空気を1時間注入しながら攪拌したのちに、室温まで冷却した後、2−メタクリロイルオキシエチルイソシアネート(昭和電工社製カレンズMOI)6.5部、ラウリン酸ジブチル錫0.08部、シクロヘキサノン26部の混合物を70℃で3時間かけて滴下した。滴下終了後、更に1時間反応を継続し、アクリル樹脂の溶液を得た。室温まで冷却した後、不揮発分が20部になるようにシクロヘキサノンを添加して重量平均分子量(Mw)18000のバインダ樹脂(E−2)を得た。
(バインダ樹脂(E−3)溶液の調製)
撹拌機、温度計、還流冷却管、滴下ロート及び窒素導入管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182gを導入し、フラスコ内雰囲気を空気から窒素にした後、100℃に昇温後、ベンジルメタクリレート70.5g(0.40モル)、メタクリル酸43.0g(0.5モル)、トリシクロデカン骨格のモノメタクリレート(日立化成(株)製FA−513M)22.0g(0.10モル)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136gからなる混合物にアゾビスイソブチロニトリル3.6gを添加した溶液を滴下ロートから2時間かけてフラスコに滴下し、さらに100℃で5時間撹拌し続けた。次に、フラスコ内雰囲気を窒素から空気にし、グリシジルメタクリレート35.5g[0.25モル、(本反応に用いたメタクリル酸のカルボキシル基に対して50モル部)]、トリスジメチルアミノメチルフェノール0.9g及びハイドロキノン0.145gをフラスコ内に投入し、110℃で6時間反応を続けた後、反応を終了した。次いで、不揮発分が20質量部になるようにシクロヘキサノンを添加して重量平均分子量(Mw)13,000のバインダ樹脂(E−3)溶液を得た。
(バインダ樹脂(E−4)溶液の調製)
セパラブル4口フラスコに温度計、冷却管、窒素ガス導入管、撹拌装置を取り付けた反応容器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部を入れ、容器に窒素ガスを注入しながら120℃に加熱して、同温度で滴下管よりスチレン5.2部、グリシジルメタクリレート35.5部、ジシクロペンタニルメタクリレート41.0部、アゾビスイソブチロニトリル1.0部の混合物を2.5時間かけて滴下し重合反応を行った。
次にフラスコ内を空気置換し、アクリル酸17.0部にトリスジメチルアミノメチルフェノール0.3部、及びハイドロキノン0.3部を投入し、120℃で5時間反応を続け不揮発分酸価=0.8となったところで反応を終了し、さらにテトラヒドロ無水フタル酸30.4部、トリエチルアミン0.5部を加え120℃で4時間反応させて終了した。次いで、不揮発分が20部になるよう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を添加して重量平均分子量(Mw)12,000のバインダ樹脂(E−4)溶液を得た。
<着色剤分散体の製造方法>
[着色剤分散体(P−1)]
下記の混合物を均一になるように攪拌混合した後、直径0.5mmのジルコニアビーズを用いて、アイガーミル(アイガージャパン社製「ミニモデルM−250 MKII」)で5時間分散した後、5.0μmのフィルタで濾過し着色剤分散体(P−1)を作製した。
着色剤(A−1) :12.0部
分散剤(B−1) :10.0部
バインダ樹脂(E−1)溶液 :25.0部
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMAC) :53.0部
[着色剤分散体(P−2〜10)]
以下、表1に示す着色剤に変更した以外は、着色剤分散体(P−1)と同様にして着色剤分散体(P−2〜P−10)をそれぞれ作製した。
Figure 2021096277
<重合性化合物(C1)の製造方法>
[重合性化合物(C1−1)]
容量1Lの四つ口フラスコ内に、酸素気流下、トリメチロールプロパントリアクリレート98.67部、メルカプトコハク酸50.00部 、ジメチルベンジルアミン(DMBA)0.15部、メチルヒドロキノン(MHQ)0.74部、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMAC)148.53部を仕込み、100℃の温度で2時間反応した。さらに120℃に昇温し、その温度で2時間反応させて反応を終了した。これにより重量平均分子量(Mw)586の重合性化合物(C1−1)を得た。
[重合性化合物(C1−2)]
容量1Lの四つ口フラスコ内に、酸素気流下、トリメチロールプロパントリアクリレート160.83部、メルカプト酢酸50部 、ジメチルベンジルアミン(DMBA)0.21部、メチルヒドロキノン(MHQ)1.05部、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMAC)210.62部を仕込み、100℃の温度で2時間反応した。さらに120℃に昇温し、その温度で2時間反応させて反応を終了した。これにより重量平均分子量(Mw)475の重合性化合物(C1−2)を得た。
[重合性化合物(C1−3)]
容量1Lの四つ口フラスコ内に、酸素気流下、ペンタエリスリトールテトラアクリレート117.33部、メルカプトコハク酸50部 、ジメチルベンジルアミン(DMBA)0.17部、メチルヒドロキノン(MHQ)0.84部、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMAC)167.16部を仕込み、100℃の温度で2時間反応させ、その後更に120℃の温度で2時間反応させて反応を終了した。これにより重量平均分子量(Mw)779の重合性化合物(C1−3)を得た。
[重合性化合物(C1−4)]
容量1Lの四つ口フラスコ内に、酸素気流下、ペンタエリスリトールテトラアクリレート191.24部、メルカプト酢酸50.00部 、ジメチルベンジルアミン(DMBA)0.24部、メチルヒドロキノン(MHQ)1.21部、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMAC)241.00部を仕込み、100℃の温度で2時間反応させ、その後更に120℃の温度で2時間反応させて反応を終了した。これにより重量平均分子量(Mw)871の重合性化合物(C1−4)を得た。
[重合性化合物(C1−5)]
容量1Lの四つ口フラスコ内に、酸素気流下、ジペンタエリスリトールペンタアクリレートおよびジペンタエリスリトールヘキサアクリレートの混合物(東亞合成社製「アロニックスM−402」)222.42部、メルカプトコハク酸50.00部 、ジメチルベンジルアミン(DMBA)0.27部、メチルヒドロキノン(MHQ)1.36部、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMAC)272.14部を仕込み、100℃の温度で2時間反応させ、その後更に120℃の温度で2時間反応させて反応を終了した。これにより重量平均分子量(Mw)1784の重合性化合物(C1−5)を得た。
[重合性化合物(C1−6)]
容量1Lの四つ口フラスコ内に、酸素気流下、ジペンタエリスリトールペンタアクリレートおよびジペンタエリスリトールヘキサアクリレートの混合物(東亞合成社製「アロニックスM−402」)362.53部、メルカプト酢酸50.00部 、ジメチルベンジルアミン(DMBA)0.41部、メチルヒドロキノン(MHQ)2.06部、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMAC)412.11部を仕込み、100℃の温度で2時間反応させ、その後更に120℃の温度で2時間反応させて反応を終了した。これにより重量平均分子量(Mw)1393の重合性化合物(C1−6)を得た。
[重合性化合物(C1−7)]
容量1Lの四つ口フラスコ内に、酸素気流下、トリメチロールプロパンEO変性(n≒1)トリアクリレート(東亞合成社製「アロニックスM−350」)142.52部、メルカプトコハク酸50.00部 、ジメチルベンジルアミン(DMBA)0.19部、メチルヒドロキノン(MHQ)0.96部、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMAC)192.33部を仕込み、100℃の温度で2時間反応させ、その後更に120℃の温度で2時間反応させて反応を終了した。これにより重量平均分子量(Mw)927の重合性化合物(C1−7)を得た。
[重合性化合物(C1−8)]
容量1Lの四つ口フラスコ内に、酸素気流下、トリメチロールプロパン変性(n≒2)トリアクリレート(東亞合成社製「アロニックスM−360」)162.50部、メルカプトコハク酸50.00部 、ジメチルベンジルアミン(DMBA)0.21部、メチルヒドロキノン(MHQ)1.06部、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMAC)212.29部を仕込み、100℃の温度で2時間反応させ、その後更に120℃の温度で2時間反応させて反応を終了した。これにより重合性化合物(C1−8)を得た。この重合性化合物(C1−8)の重量平均分子量(Mw)は1350であった。
[重合性化合物(C1−9)]
容量1Lの四つ口フラスコ内に、酸素気流下、ジグリセリン EO 変性テトラアクリレート(東亞合成社製「アロニックスM−460」)201.13部、メルカプトコハク酸50.00部 、ジメチルベンジルアミン(DMBA)0.25部、メチルヒドロキノン(MHQ)1.26部、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMAC)250.88部を仕込み、100℃の温度で2時間反応させ、その後更に120℃の温度で2時間反応させて反応を終了した。これにより重合性化合物(C1−9)を得た。この重合性化合物(C1−9)の重量平均分子量(Mw)は2160であった。
[重合性化合物(C1−10)]
容量1Lの四つ口フラスコ内に、酸素気流下、ジペンタエリスリトールテトラアクリレートとジペンタエリスリトールヘキサアクリレートの付加物651.32部、メルカプトコハク酸50.00部 、ジメチルベンジルアミン(DMBA)0.70部、メチルヒドロキノン(MHQ)3.51部、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMAC)700.62部を仕込み、100℃の温度で2時間反応させ、その後更に120℃の温度で2時間反応させることで、重合性化合物(C1−10)を得た。この重合性化合物(C1−10)の重量平均分子量(Mw)は1314であった。
[重合性化合物(C1−11)]
容量1Lの四つ口フラスコ内に、酸素気流下、ジペンタエリスリトールペンタアクリレートおよびジペンタエリスリトールヘキサアクリレートの混合物(東亞合成社製「アロニックスM−402」)111.21部、メルカプトコハク酸50.00部 、ジメチルベンジルアミン(DMBA)0.16部、メチルヒドロキノン(MHQ)0.81部、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMAC)161.05部を仕込み、100℃の温度で2時間反応させ、その後更に120℃の温度で2時間反応させて反応を終了した。これにより重合性化合物(C1−12)を得た。この重合性化合物(C1−11)の重量平均分子量(Mw)は3890であった。
[重合性化合物(C1−12)]
容量1Lの四つ口フラスコ内に、酸素気流下、ペンタエリスリトールトリ及びテトラアクリレートの混合物(東亞合成社製「アロニックスM−306」)96.73部、4−メルカプト安息香酸50.00部 、ジメチルベンジルアミン(DMBA)0.15部、メチルヒドロキノン(MHQ)0.73部、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMAC)146.59部を仕込み、100℃の温度で2時間反応させ、その後更に120℃の温度で2時間反応させて反応を終了した。これにより重合性化合物(C1−12)を得た。この重合性化合物(C1−12)の重量平均分子量(Mw)は630であった。
[重合性化合物(C2−1)]
容量1Lの四つ口フラスコ内に、酸素気流下、ポリエチレングリコール(n≒4)ジアクリレート(東亞合成社製「アロニックスM−240」)88.58部、メルカプトコハク酸50.00部 、ジメチルベンジルアミン(DMBA)0.14部、メチルヒドロキノン(MHQ)0.69部、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMAC)138.44部を仕込み、100℃の温度で2時間反応させ、その後更に120℃の温度で2時間反応させて反応を終了した。これにより重合性化合物(C2−1)を得た。この重合性化合物(C2−1)の重量平均分子量(Mw)は465であった。
[実施例1]
(感光性着色組成物(L−1))
下記の混合物を均一になるように攪拌混合した後、5.0μmのフィルタで濾過、混合し感光性着色組成物(L−1)を作製した。
着色剤分散体(P−1 :43.47部
バインダ樹脂(E−2)溶液: 1.34部
バインダ樹脂(E−3)溶液 : 1.34部
バインダ樹脂(E−4)溶液 : 1.34部
熱硬化性化合物(K−1)(ダイセル社製「EHPE3150」をプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートで不揮発分20%に溶解したもの): 1.34部
重合性化合物(C1−1) : 2.08部
重合性化合物(C2−2)(日本化薬社製「KAYARAD DPCA−30」)
: 2.31部
光重合開始剤(D−1)(BASF社製「イルガキュア OXE−01」)
: 0.51部
光重合開始剤(D−2)(BASF社製「イルガキュア OXE−04」)
: 0.51部
チオール系連鎖移動剤(F−1)(ペンタエリスリトールテトラキスチオプロピオネート : 0.60部
酸化防止剤(G−1)(ADEKA社製「アデカスタブAO−80」 : 0.20部
紫外線吸収剤(H−1)(ADEKA社製「アデカスタブLA−29」): 0.10部
密着向上剤(I−1)(信越シリコーン社製「KBM−403」) : 0.10部
レベリング剤(J−1)(ビックケミー社製「BYK−330」をプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMAC)で不揮発分1%に溶解した混合溶液)
: 1.00部
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMAC) :44.77部
[実施例2〜26、比較例1]
(感光性着色組成物(L−2〜L−27))
以下、表2および表3に示すように、着色剤分散体、樹脂溶液、重合性化合物(C1)の種類および配合量(重量部)を変更した以外は、感光性着色組成物(L−1)と同様にして感光性着色組成物(L−2〜27)を得た。
Figure 2021096277
Figure 2021096277
<感光性着色組成物の評価>
得られた感光性着色組成物を下記の通り評価した。結果を表4に示す。なお、下記評価結果で、異物評価以外は、◎、○、および△は実用可、×は実用不可である。
<異物評価>
得られた感光性着色組成物を、スピンコーターを使用して、縦100mm×横100mm×厚さ0.7mmのガラス基板上に加熱処理後の膜厚が2.2μmとなるように塗布した。次いで、幅100μm、ライン間隔100μmパターンを有するフォトマスクを通して40mJ/cmの条件で紫外線露光を行った。その後、スプレーによりアルカリ現像液を噴霧して未硬化部を除去し水洗し所望のパターンを形成した。得られた被膜について、230℃のオーブンで3時間加熱処理(ポストベーク)を施し、光学顕微鏡(オリンパス光学社製「BX−51」)にて結晶の有無を確認した。画素パターン間のガラス面上の100μm×100μmのエリアを顕微鏡で観察し、以下の基準で評価した。なお、被膜の膜厚は、Dektak 8(日本真空技術社製)を用いて行った。
◎:10μm以上の結晶が0個(非常に優れている)
○:10μm以上の結晶が1個以上5個未満(優れている)
△:10μm以上の結晶が5個以上15個未満(良好)
×:10μm以上の結晶が15個以上(従来から変化ない)
<パターン直線性評価>
得られた感光性着色組成物を縦100mm×横100mm×厚さ0.7mmのガラス基板上に加熱処理後膜厚2.2μmとなるように塗布し、幅50μm、ライン間隔150μmのパターンを有するマスクを通して40mJ/cmの条件下で紫外線露光を行った。その後、スプレーによりアルカリ現像液を噴霧して未硬化部を除去し水洗し所望のパターンを形成した。得られた被膜について、230℃のオーブンで20分間加熱処理(ポストベーク)を施し、顕微鏡(オリンパス光学社製「BX−51」)にてパターン直線性を確認し、以下のように評価した。被膜の膜厚は、Dektak 8(日本真空技術社製)を用いて行った。
○:同じパターン線幅内の最大値と最小値の差が0μm以上1μm未満
△:同じパターン線幅内の最大値と最小値の差が1μm以上2μm未満
×:同じパターン線幅内の最大値と最小値の差が2μm以上
<保存安定性評価>
得られた感光性着色組成物について、下記の方法で保存安定性を評価した。感光性着色組成物を調製した翌日の初期粘度と、40℃で1週間、経時促進させた経時粘度を、E型粘度計(東機産業社製「ELD型粘度計」)を用いて、25℃において回転数50rpm3分間という条件で測定した。この初期粘度及び経時粘度の値から、下記式で経時粘度変化率を算出し、以下のように評価した。
[経時粘度変化率]=|([初期粘度]−[経時粘度])/[初期粘度]|×100
○:変化率5%未満
△:変化率5%以上10%未満
×:変化率10%以上
Figure 2021096277
表4の結果から実施例1〜26は、結晶析出、パターン直線性、および保存安定性において、いずれも実用性を有している。一方、比較例1は、異物を抑制できなかった。
10 液晶表示装置
11 透明基板
12 TFTアレイ
13 透明電極層
14 配向層
15 偏光板
21 透明基板
22 カラーフィルタ
23 透明電極層
24 配向層
25 偏光板
30 バックライトユニット
31 白色LED光源
LC 液晶

Claims (7)

  1. 着色剤(A)、分散剤(B)、重合性化合物(C)、光重合開始剤(D)、およびバインダ樹脂(E)を含み、重合性化合物(C)が、メルカプト基を有するカルボン酸化合物と、3〜6の重合性不飽和基を含有する重合性化合物との反応生成物である重合性化合物(C1)を含有する、感光性着色組成物。
  2. 感光性着色組成物の不揮発分中に、重合性化合物(C1)を1〜20質量%含有する、請求項1記載の感光性着色組成物。
  3. 重合性化合物(C)が、重合性化合物(C1)以外のその他重合性化合物(C2)を含有する、請求項1または2記載の感光性着色組成物。
  4. 重合性化合物(C1)の重量平均分子量が、3000以下である、請求項1〜3いずれか1項に記載の感光性着色組成物。
  5. 前記メルカプト基を有するカルボン酸化合物が、メルカプト基を有する脂肪族炭化水素カルボン酸化合物である、請求項1〜4いずれか1項に記載の感光性着色組成物。
  6. 基材、および請求項1〜5いずれか1項に記載の感光性着色組成物から形成されてなるフィルタセグメントを備える、カラーフィルタ。
  7. 請求項6記載のカラーフィルタを備える、画像表示装置。
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