JP3579985B2 - 保護膜形成用組成物および保護膜 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、保護膜形成用組成物および保護膜に関し、特に、光デバイスに用いられる保護膜を形成するために好適な保護膜形成用組成物および保護膜に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示素子等の表示素子においては、その製造工程中に、溶剤、酸またはアルカリ溶液等による浸漬処理が行なわれ、また、スパッタリングにより配線電極層を形成する際には、素子の表面が局部的に高温に曝される。従って、このような処理によって素子が劣化あるいは損傷することを防止するために、これらの処理に対して耐性を有する薄膜の保護膜を素子の表面に設けることが行なわれている。
【０００３】
このような保護膜においては、当該保護膜を形成すべき基体または下層、さらに保護膜上に形成される層に対して接着性が高いものであること、膜自体が平滑で強靱であること、透明性を有するものであること、耐熱性および耐光性が高く、長期間にわたって着色、黄変、白化等の変質を起こさないものであること、耐水性、耐溶剤性、耐酸性および耐アルカリ性に優れたものであること等の性能が要求される。
これらの諸特性を満たす保護膜を形成するための材料としては、例えば特開昭６０−２１７２３０号公報等に開示されている熱硬化性組成物が知られている。このような熱硬化性組成物においては、当該熱硬化性組成物を、保護膜を形成すべき基体の表面に塗布した後、この塗膜を加熱処理して硬化させることにより、保護膜を形成することができる。
【０００４】
一方、スーパーツイステッドネマチック（ＳＴＮ）方式のカラー液晶表示素子においては、ツイステッドネマチック（ＴＮ）方式の液晶表示素子と比較して、セルギャップの均一性が極めて重要である。従って、ＳＴＮ方式のカラー液晶表示素子に用いられる基板としては、その表面の平坦性が高いものであることが要求される。表面の平坦性の低い基板を用いると、得られる液晶表示素子に表示むらが発生するからである。
【０００５】
然るに、例えばカラーフィルターが形成された基板においては、その表面にカラーフィルターによる凹凸が形成されている。そして、このカラーフィルターが形成された基板に、従来の熱硬化性組成物を用いて保護膜を形成すると、表面の平坦性の高い保護膜を得ることが困難であった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、以上のような事情に基づいてなされたものであって、その目的は、表面が平坦でない基体であっても、当該基体上に、表面の平坦性の高い保護膜を形成することができる保護膜形成用組成物を提供することにある。
本発明の他の目的は、表面硬度が高く、耐熱性、耐酸性、耐アルカリ性等の各種の耐性に優れた保護膜を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の保護膜形成用組成物は、上記一般式（１）で表される構成単位を少なくとも７０重量％含有してなり、かつ、ポリスチレン換算重量平均分子量が２０００〜４９００である重合体または共重合体よりなる成分（Ａ）と、
多価カルボン酸無水物および多価カルボン酸から選択された少なくとも１種の化合物よりなる成分（Ｂ）と、
有機溶剤よりなる成分（Ｃ）と
を含有してなることを特徴とする。
【０００８】
本発明の保護膜形成用組成物においては、成分（Ｂ）が、成分（Ａ）１００重量部に対して、１〜１００重量部の割合で含有されていることが好ましい。
また、本発明の保護膜形成用組成物においては、アルコキシシラノ基とエポキシ基とを含有する化合物よりなる成分（Ｄ）が、成分（Ａ）１００重量部に対して、０．１〜２００重量部の割合で含有されていてもよい。
【０００９】
本発明の保護膜は、上記の保護膜形成用組成物を用いることによって得られることを特徴とする。
この保護膜は、光デバイス用の保護膜として用いられることが好ましい。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の保護膜形成用組成物について具体的に説明する。
本発明の保護膜形成用組成物は、特定の構造単位を特定の割合で含有する重合体または共重合体（以下、「特定の重合体」という。）よりなる成分（Ａ）と、多価カルボン酸無水物または多価カルボン酸から選択された少なくとも１種の化合物よりなる成分（Ｂ）と、有機溶剤よりなる成分（Ｃ）とを含有してなるものである。
【００１１】
＜成分（Ａ）＞
成分（Ａ）として用いられる特定の重合体は、上記一般式（１）で表される構造単位を含有してなるものである。
上記一般式（１）において、ｍは１〜８、好ましくは１〜４の整数である。また、Ｒは、水素原子または炭素原子数が１〜５の低級アルキル基である。この低級アルキル基は、直鎖状のものおよび分岐鎖状のものの何れであってもよく、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−ペンチル基等を挙げることができる。
【００１２】
一般式（１）で表される構造単位を導入するために使用される単量体（以下、「特定の単量体」ともいう。）としては、例えば（メタ）アクリル酸グリシジル、α−エチルアクリル酸グリシジル、α−ｎ−プロピルアクリル酸グリシジル、α−ｎ−ブチルアクリル酸グリシジル、（メタ）アクリル酸−３，４−エポキシブチル、（メタ）アクリル酸−４，５−エポキシペンチル、（メタ）アクリル酸−６，７−エポキシヘプチル、α−エチルアクリル酸−６，７−エポキシヘプチル等を挙げることができる。これらの中で、特に（メタ）アクリル酸グリシジルが好ましい。これらの単量体は、単独でまたは２種以上を組み合わせて使用することができる。
【００１３】
成分（Ａ）として用いられる特定の重合体においては、上記一般式（１）で表される構造単位が、当該重合体中に少なくとも７０重量％含まれていることが必要とされ、好ましくは７０〜９０重量％、より好ましくは７０〜８５重量％である。
【００１４】
成分（Ａ）として用いられる特定の重合体は、上記一般式（１）で表される構造単位のみからなるものであっても、これらの以外の構造単位が３０重量％以下、好ましくは３０〜１０重量％、より好ましくは３０〜１５重量％の割合で含有されてなるものであってもよい。
【００１５】
一般式（１）で表される構造単位以外の構造単位を導入するための単量体（以下、「その他の単量体」ともいう。）としては、例えば（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸エチル、（メタ）アクリル酸ブチル、（メタ）アクリル酸−２−エチルヘキシル、（メタ）アクリル酸フェニル、（メタ）アクリル酸シクロヘキシル、（メタ）アクリル酸ジシクロペンタニル、（メタ）アクリル酸ジシクロペンタニルオキシエチル、（メタ）アクリル酸イソボニル等の（メタ）アクリル酸のエテスル；スチレン、α−メチルスチレン、ｐ−メチルスチレン、ビニルナフタレン等のビニル芳香族系化合物を挙げることができる。これらの単量体は、単独でまたは２種以上を組み合わせて使用することができる。
【００１６】
成分（Ａ）として用いられる特定の重合体は、ポリスチレン換算重量平均分子量（以下、単に「重量平均分子量」または「Ｍｗ」という。）が２０００〜４９００の範囲のものとされ、これにより、表面の平坦性が極めて高い保護膜を得ることができる。重量平均分子量が２０００未満である重合体を用いる場合には、当該組成物による塗膜を形成することが困難となる。一方、重量平均分子量が大きい重合体を用いる場合には、表面の平坦性が高い保護膜を得ることが困難となる。
【００１７】
成分（Ａ）として用いられる特定の重合体は、例えば、特定の単量体、または特定の単量体とその他の単量体とを、重合溶媒中で重合することにより製造される。
【００１８】
特定の重合体を製造するために用いられる重合溶媒としては、例えばメタノール、エタノール等のアルコール類；テトラヒドロフラン等のエーテル類；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ジエチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル等のグリコールエーテル類、メチルセロソルブアセテート等のセロソルブエステル類が挙げられ、芳香族炭化水素類、ケトン類、エステル類等も用いることができる。
【００１９】
特定の単量体または特定の単量体とその他の単量体との重合のための重合開始剤としては、一般的にラジカル重合開始剤として知られているものを使用することができ、その具体例としては、２，２’−アゾビスイソブチロニトリル、２，２’−アゾビス−（２，４−ジメチルバレロニトリル）、２，２’−アゾビス−（４−メトキシ−２，４−ジメチルバレロニトリル）等のアゾ化合物；ベンゾイルペルオキシド、ラウロイルペルオキシド、ｔｅｒｔ−ブチルペルオキシピバレート、１，１’−ビス−（ｔｅｒｔ−ブチルペルオキシ）シクロヘキサン等の有機過酸化物；および過酸化水素が挙げられる。ラジカル重合開始剤として過酸化物を使用する場合には、これと還元剤とを組み合わせてレドックス型重合開始剤として使用してもよい。
【００２０】
特定の重合体の製造においては、重量平均分子量を調節するために、分子量調節剤を使用することができ、その具体例としては、クロロホルム、四臭化炭素等のハロゲン化炭化水素類；ｎ−ヘキシルメルカプタン、ｎ−オクチルメルカプタン、ｎ−ドデシルメルカプタン、ｔｅｒｔ−ドデシルメルカプタン、チオグリコール酸等のメルカプタン類；ジメチルキサントゲンジスルフィド、ジイソプロピルキサントゲンジスルフィド等のキサントゲン類；ターピノーレン、α−メチルスチレンダイマー等が挙げられる。
【００２１】
また、（Ａ）成分として、一般式（１）で表される構造単位とこれら以外の構造単位とを含有する特定の重合体を用いる場合には、当該重合体は、特定の単量体とその他の単量体とのランダム共重合体およびブロック共重合体のいずれであってよい。
【００２２】
＜成分（Ｂ）＞
成分（Ｂ）として用いられる多価カルボン酸無水物または多価カルボン酸は、成分（Ａ）として用いられる特定の重合体の硬化剤として作用するものである。
【００２３】
多価カルボン酸無水物の具体例としては、無水イタコン酸、無水コハク酸、無水シトラコン酸、無水ドデセニルコハク酸、無水トリカルバニル酸、無水マレイン酸、無水ヘキサヒドロフタル酸、無水メチルテトラヒドロフタル酸、無水ハイミック酸等の脂肪族ジカルボン酸無水物；１，２，３，４−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等の脂環族多価カルボン酸二無水物；無水フタル酸、無水ピロメリット酸、無水トリメリット酸、無水ベンゾフェノンテトラカルボン酸等の芳香族多価カルボン酸無水物；エチレングリコールビス無水トリメリテート、グリセリントリス無水トリメリテート等のエステル基含有酸無水物を挙げることができる。これらの中では、形成される保護膜の耐熱性の観点から、特に芳香族多価カルボン酸無水物が好適である。
【００２４】
また、多価カルボン酸の具体例としては、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ブタンテトラカルボン酸、マレイン酸、イタコン酸等の脂肪族多価カルボン酸；ヘキサヒドロフタル酸、１，２−シクロヘキサンジカルボン酸、１，２，４−シクロヘキサントリカルボン酸、シクロペンタンテトラカルボン酸等の脂環族多価カルボン酸；フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、トリメリット酸、ピロメリット酸、１，２，５，８−ナフタレンテトラカルボン酸等の芳香族多価カルボン酸を例示することができる。これらの中では、組成物の反応性、形成される保護膜の耐熱性等の観点から、芳香族多価カルボン酸が好適である。
これらの多価カルボン酸無水物または多価カルボン酸は、単独でまたは２種以上を組み合わせて使用することができる。
【００２５】
成分（Ｂ）の使用割合は、通常、成分（Ａ）１００重量部に対して１〜１００重量部、好ましくは３〜５０重量部である。成分（Ｂ）の使用割合が１重量部未満である場合には、形成される保護膜は十分な架橋密度を有するものとならず、当該保護膜の各種耐性が低下することがある。一方，成分（Ｂ）の使用割合が１００重量部を超える場合には、形成される保護膜中に未反応の成分（Ｂ）が多量に残存し、その結果、当該保護膜の性質が不安定なものとなったり、基板に対する保護膜の密着性が低下したりすることがある。
【００２６】
＜成分（Ｃ）＞
成分（Ｃ）である有機溶剤としては、上記の成分（Ａ）、成分（Ｂ）および後述するその他の成分を均一に溶解させることができ、これらの各成分と反応しないものが用いられる。
このような有機溶剤の具体例としては、メタノール、エタノール等のアルコール類；テトラヒドロフラン等のエーテル類；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等のグリコールエーテル類；メチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテート等のエチレングリコールアルキルエーテルアセテート類；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ジメチルエーテル等のジエチレングリコール類；プロピレングリコールメチルエーテル、プロピレングリコールエチルエーテル、プロピレングリコールプロピルエーテル、プロピレングリコールブチルエーテル等のプロピレングリコールモノアルキルエーテル類；プロピレングリコールメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールプロピルエーテルアセテート、プロピレングリコールブチルエーテルアセテート等のプロピレングリコールアルキルエーテルアセテート類；プロピレングリコールメチルエーテルプロピオネート、プロピレングリコールエチルエーテルプロピオネート、プロピレングリコールプロピルエーテルプロピオネート、プロピレングリコールブチルエーテルプロピオネート等のプロピレングリコールアルキルエーテルプロピオネート類；トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類；メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、４−ヒドロキシ−４−メチル−２−ペンタノン等のケトン類；酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル、２−ヒドロキシプロピオン酸エチル、２−ヒドロキシ−２−メチルプロピオン酸メチル、２−ヒドロキシ−２−メチルプロピオン酸エチル、ヒドロキシ酢酸メチル、ヒドロキシ酢酸エチル、ヒドロキシ酢酸ブチル、乳酸メチル、乳酸エチル、乳酸プロピル、乳酸ブチル、３−ヒドロキシプロピオン酸メチル、３−ヒドロキシプロピオン酸エチル、３−ヒドロキシプロピオン酸プロピル、３−ヒドロキシプロピオン酸ブチル、２−ヒドロキシ−３−メチルブタン酸プロピル、メトキシ酢酸メチル、メトキシ酢酸エチル、メトキシ酢酸プロピル、メトキシ酢酸ブチル、エトキシ酢酸メチル、エトキシ酢酸エチル、エトキシ酢酸プロピル、エトキシ酢酸ブチル、プロポキシ酢酸メチル、プロポキシ酢酸エチル、プロポキシ酢酸プロピル、プロポキシ酢酸ブチル、ブトキシ酢酸メチル、ブトキシ酢酸エチル、ブトキシ酢酸プロピル、ブトキシ酢酸ブチル、２−メトキシプロピオン酸メチル、２−メトキシプロピオン酸エチル、２−メトキシプロピオン酸プロピル、２−メトキシプロピオン酸ブチル、２−エトキシプロピオン酸メチル、２−エトキシプロピオン酸エチル、２−エトキシプロピオン酸プロピル、２−エトキシプロピオン酸ブチル、２−ブトキシプロピオン酸メチル、２−ブトキシプロピオン酸エチル、２−ブトキシプロピオン酸プロピル、２−ブトキシプロピオン酸ブチル、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−メトキシプロピオン酸プロピル、３−メトキシプロピオン酸ブチル、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−エトキシプロピオン酸プロピル、３−エトキシプロピオン酸ブチル、３−プロポキシプロピオン酸メチル、３−プロポキシプロピオン酸エチル、３−プロポキシプロピオン酸プロピル、３−プロポキシプロピオン酸ブチル、３−ブトキシプロピオン酸メチル、３−ブトキシプロピオン酸エチル、３−ブトキシプロピオン酸プロピル、３−ブトキシプロピオン酸ブチル等のエステル類が挙げられる。
【００２７】
これらの中では、各成分の溶解性、各成分との反応性および塗膜の形成のしやすさの観点から、グリコールエーテル類、エチレングリコールアルキルエーテルアセテート類、エステル類およびジエチレングリコール類が好ましく用いられる。
これらの有機溶剤は、単独でまたは２類種以上を組み合わせて使用することができる。
【００２８】
また、上記の有機溶剤とともに高沸点溶剤を併用することもできる。このような高沸点溶剤の具体例としては、Ｎ−メチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ−メチルホルムアニリド、Ｎ−メチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチルピロリドン、ジメチルスルホキシド、ベンジルエチルエーテル、ジヘキシルエーテル、アセトニルアセトン、イソホロン、カプロン酸、カプリル酸、１−オクタノール、１−ノナノール、ベンジルアルコール、酢酸ベンジル、安息香酸エチル、シュウ酸ジエチル、マレイン酸ジエチル、γ−ブチロラクトン、炭酸エチレン、炭酸プロピレン、フェニルセロソルブアセテート等が挙げられる。これらの高沸点溶剤は、単独でまたは２種以上を組み合わせて上記の有機溶剤と併用することができる。
【００２９】
成分（Ｃ）の使用割合は、特に限定されず、使用目的に応じて適宜選定することができるが、通常、組成物中の固形分濃度が５〜５０重量％となる割合で使用される。
【００３０】
＜その他の成分＞
本発明の保護膜形成用組成物においては、上述した成分（Ａ）〜成分（Ｃ）以外に、形成される保護膜の基板に対する密着性を付与するため、成分（Ｄ）としてアルコキシシラノ基とエポキシ基とを有する化合物を用いることができ、また、必要に応じて、例えば硬化促進剤、界面活性剤、エポキシ樹脂、紫外線吸収剤等が含有されていてもよい。
【００３１】
〔成分（Ｄ）〕
成分（Ｄ）として用いることができるアルコキシシラノ基とエポキシ基とを有する化合物の具体例としては、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、β−（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、γ−グリシドキシプロピルジエトキシシラン等を挙げることができ、これらの化合物は、単独でまたは２種以上を組み合わせて使用することができる。
【００３２】
成分（Ｄ）の使用割合は、通常、成分（Ａ）１００重量部に対して０．１〜２００重量部、好ましくは５〜１５０重量部である。成分（Ｄ）の割合が０．１重量部未満である場合には、形成される保護膜の基板に対する密着性を付与する効果が十分に得られない。一方、成分（Ｄ）の割合が２００重量部を超える場合には、形成される保護膜の耐アルカリ性、耐溶剤性等が低下することがある。
【００３３】
〔硬化促進剤〕
硬化促進剤は、成分（Ａ）と成分（Ｂ）との反応を促進させるために使用されるものであり、一般に２級窒素原子または３級窒素原子を含むヘテロ環構造を有する化合物が用いられる。
このような化合物の具体例としては、ピロール、イミダゾール、ピラゾール、ピリジン、ピラジン、ピリミジン、インドール、インダゾール、ベンズイミダゾール若しくはイソシアヌル酸またはこれらの誘導体等を挙げることができる。これらの中でも、２−メチルイミダゾール、２−エチル−４−メチルイミダゾール、２−ヘプタデシルイミダゾール、４−メチル−２−フェニルイミダゾール、１−ベンジル−２−メチルイミダゾール、２−エチル−４−メチル−１−（２’−シアノエチル）イミダゾール、２−エチル−４−メチル−１−［２’−（３”，５”−ジアミノトリアジニル）エチル］イミダゾール、ベンズイミダゾール等のイミダゾール誘導体が好適であり、最も好適には、２−エチル−４−メチルイミダゾール、４−メチル−２−フェニルイミダゾールおよび１−ベンジル−２−メチルイミダゾールが使用される。
これらの化合物は、単独でまたは２種以上を組み合わせて硬化促進剤として使用することができる。
硬化促進剤は、成分（Ａ）１００重量部に対して０〜３０重量部、特に０．１〜１０重量部の割合で使用されることが好ましい。
【００３４】
〔界面活性剤〕
界面活性剤としては、フッ素系界面活性剤およびシリコーン系界面活性剤を好適に用いることができる。
フッ素系界面活性剤としては、末端、主鎖および側鎖の少なくとも何れかの部位にフルオロアルキルまたはフルオロアルキレン基を有する化合物が好適に用いることができ、その具体例としては、１，１，２，２−テトラフロロオクチル（１，１，２，２−テトラフロロプロピル）エーテル、１，１，２，２−テトラフロロオクチルヘキシルエーテル、オクタエチレングリコールジ（１，１，２，２−テトラフロロブチル）エーテル、ヘキサエチレングリコール（１，１，２，２，３，３−ヘキサフロロペンチル）エーテル、オクタプロピレングリコールジ（１，１，２，２−テトラフロロブチル）エーテル、ヘキサプロピレングリコールジ（１，１，２，２，３，３−ヘキサフロロペンチル）エーテル、パーフロロドデシルスルホン酸ナトリウム、１，１，２，２，８，８，９，９，１０，１０−デカフロロドデカン、１，１，２，２，３，３−ヘキサフロロデカン等を挙げることができる。また、これらの市販品としては、ＢＭ−１０００、ＢＭ−１１００（以上、ＢＭ Ｃｈｅｍｉｅ社製）、メガファックＦ１４２Ｄ、同Ｆ１７２、同Ｆ１７３、同Ｆ１８３（以上、大日本インキ化学工業（株）製）等を挙げることができる。
【００３５】
また、シリコーン系界面活性剤としては、例えばトーレシリコーンＤＣ３ＰＡ、同ＳＨ７ＰＡ、同ＤＣ１１ＰＡ、同ＳＨ２１ＰＡ、同ＳＨ２８ＰＡ、同ＳＨ２９ＰＡ、同ＳＨ３０ＰＡ（以上、トーレシリコーン（株）製）、ＴＳＦ−４４４０、ＴＳＦ−４３００、ＴＳＦ−４４４５、ＴＳＦ−４４４６、ＴＳＦ−４４６０、ＴＳＦ−４４５２（以上、東芝シリコーン（株）製）等の商品名で市販品されているものを挙げることができる。
【００３６】
これらの界面活性剤は、単独でまたは２種以上を組み合わせて使用することができる。
界面活性剤の使用割合は、その種類や組成物を構成する各成分の種類や割合等によっても異なるが、一般に、成分（Ａ）１００重量部に対して０〜５重量部、特に０．００１〜２重量部の範囲が好適である。
【００３７】
〔エポキシ樹脂〕
エポキシ樹脂としては、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、グリシジルエステル型エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、複素環式エポキシ樹脂等を用いることができる。
【００３８】
〈保護膜形成用組成物〉
本発明の保護膜形成用組成物は、前記特定の重合体よりなる成分（Ａ）と、多価カルボン酸無水物および多価カルボン酸から選択された少なくとも一種の化合物よりなる成分（Ｂ）と、有機溶剤よりなる成分（Ｃ）と、更に必要に応じて用いられる、アルコキシシラノ基とエポキシ基とを有する化合物よりなる成分（Ｄ）、硬化促進剤、界面活性剤およびエポキシ樹脂等とを含有してなる溶液状組成物として用いられる。
この溶液状組成物の３０℃における溶液粘度は、３〜２５ｃＰｓ、特に５〜１４ｃＰｓであることが好ましい。本発明の組成物において、３０℃における溶液粘度が３〜２５ｃＰｓのものを用いることにより、後述する方法により測定される平坦化度が２０％以下の塗膜を形成することができる。更に本発明の組成物において、３０℃における溶液粘度が５〜１４ｃＰｓのものを用いることにより、平坦化度が１５％以下の塗膜を形成することができる。
【００３９】
＜保護膜の形成＞
本発明の保護膜形成用組成物を用いることにより、例えば次のようにして保護膜を形成することができる。
すなわち、保護膜形成用組成物を、保護膜を形成すべき基体の表面に塗布し、その後、この塗膜を加熱処理して硬化させることにより、保護膜を形成する。
【００４０】
以上において、保護膜形成用組成物の塗布方法としては、特に限定されず、例えばスプレー法、ロールコート法、回転塗布法（スピンコート法）等の各種の方法を採用することができる。
加熱処理の条件は、組成物中の各成分の種類および割合等によっても異なるが、通常、１５０〜２５０℃で０．２〜１．５時間程度である。
【００４１】
本発明の保護膜形成用組成物により形成される保護膜は、以下の実施例から明らかなように、表面の平坦性が高く、しかも、各種の物性に優れたものであり、例えばカラーフィルター等の光デバイス用の保護膜として極めて好適である。
【００４２】
【実施例】
以下、実施例によって本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
なお、下記の実施例において、特定の重合体の重量平均分子量（Ｍｗ）の測定および保護膜形成用組成物の溶液の粘度の測定は、以下の方法により行った。
重量平均分子量：
東ソー社製ＧＰＣカラム（ＴＳＫ ｇｅｌ Ｇ２０００Ｈ ２本，Ｇ３０００Ｈ １本，Ｇ４０００Ｈ １本）を用い、流量１．０ミリリットル／分、溶出溶媒テトラヒドロフラン、カラム温度４０℃の分析条件で、単分散ポリスチレンを標準とするゲルパーミエーションクロマトグラフ法により測定した。
粘度：
Ｅ型粘度計（東京計器社製）を用い、３０℃における粘度を測定した。
【００４３】
〈特定の重合体の合成〉
〔合成例１〕
特定の単量体としてグリシジルメタクリレート８０重量部、その他の単量体としてメチルメタクリレート２０重量部を用い、これらの単量体をエチルセロソルブアセテート３００重量部中に添加混合し、この混合単量体溶液中に、重合開始剤としてアゾビスイソブチロニトリル（以下、「ＡＩＢＮ」という。）２重量部、分子量調節剤としてドデシルメルカプタン５重量部を添加した後、９５℃で３時間の条件で混合単量体を重合させることにより、特定の重合体（Ａ１）を含有する重合体溶液を得た。
その後、得られた重合体溶液を多量のメタノール中に滴下することにより、特定の重合体（Ａ１）を凝固させた。この特定の重合体（Ａ１）の凝固物を水洗した後、テトラヒドロフラン中に溶解させ、この溶液を多量のメタノール中に滴下することにより、再度、特定の重合体（Ａ１）を凝固させた。この特定の重合体（Ａ１）の溶解および凝固の操作を合計３回行った後、得られた凝固物を６０℃で４８時間真空乾燥することにより、特定の重合体（Ａ１）の精製を行った。
この特定の重合体（Ａ１）を濃度が２５重量％となるように成分（Ｃ）であるエチルセロソルブアセテート中に溶解することにより、重合体溶液（Ｓ１）を調製した。
なお、得られた特定の重合体（Ａ１）の重量平均分子量は２１００であった。
【００４４】
〔合成例２〕
特定の単量体としてグリシジルメタクリレート６０重量部、その他の単量体としてジシクロペンタニルメタクリレート４重量部を用いたこと以外は合成例１と同様にして、特定の重合体（Ａ２）を得、これを精製し、重合体溶液（Ｓ２）を調製した。
なお、得られた特定の重合体（Ａ２）の重量平均分子量は３２００であった。
【００４５】
〔合成例３〕
分子量調節剤としてドデシルメルカプタン３重量部を用いたこと以外は合成例１と同様にして、比較用の重合体（Ａ３）を得、これを精製し、重合体溶液（Ｓ３）を調製した。 なお、得られた比較用の重合体（Ａ３）の重量平均分子量は７９００であった。
【００４６】
〔合成例４〕
特定の単量体としてグリシジルメタクリレート７０重量部、その他の単量体としてメチルメタクリレート２０重量部およびスチレン１０重量部を用いたこと以外は合成例１と同様にして、特定の重合体（Ａ４）を得、これを精製し、重合体溶液（Ｓ４）を調製した。
なお、得られた特定の重合体（Ａ４）の重量平均分子量は４１００であった。
【００４７】
〔合成例５〕
分子量調節剤を使用せず、重合開始剤としてＡＩＢＮ５重量部を用いたこと以外は合成例１と同様にして、特定の重合体（Ａ５）を得、これを精製し、重合体溶液（Ｓ５）を調製した。
なお、得られた特定の重合体（Ａ５）の重量平均分子量は４９００であった。
【００４８】
〔合成例６〕
特定の単量体としてグリシジルメタクリレート７０重量部、その他の単量体としてスチレン３０重量部を用いたこと以外は合成例１と同様にして、特定の重合体（Ａ６）を得、これを精製し、重合体溶液（Ｓ６）を調製した。
なお、得られた特定の重合体（Ａ６）の重量平均分子量は３０００であった。
【００４９】
〔合成例７〕
分子量調節剤としてα−メチルスチレンダイマー５重量部を用いたこと以外は合成例１と同様にして、特定の重合体（Ａ７）を得、これを精製し、重合体溶液（Ｓ７）を調製した。
なお、得られた特定の重合体（Ａ７）の重量平均分子量は４０００であった。
【００５０】
〔比較合成例１〕
分子量調節剤を使用せず、重合開始剤としてＡＩＢＮ１重量部を用い、８０℃で３時間の条件で混合単量体を重合したこと以外は合成例１と同様にして、比較用重合体（Ａ８）を得、これを精製し、比較用の重合体溶液（Ｓ８）を調製した。
なお、得られた比較用重合体（Ａ８）の重量平均分子量は３２０００であった。
【００５１】
〔比較合成例２〕
分子量調節剤を用いなかったこと以外は合成例１と同様にして、比較用重合体（Ａ９）を得、比較用の重合体溶液（Ｓ９）を調製した。
得られた比較用重合体（Ａ９）の重量平均分子量は１６０００であった。
【００５２】
〈実施例１〉
重合体溶液（Ｓ１）１００重量部を成分（Ｃ）であるエチルセロソルブアセテート２５重量部で希釈した後、この溶液（特定の重合体（Ａ１）２５重量部およびエチルセロソルブアセテート１００重量部）中に、成分（Ｂ）としてトリメリット酸無水物７．５重量部、成分（Ｄ）としてγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン５重量部、硬化促進剤として１−ベンジル−２−メチルイミダゾール０．０７５重量部、および界面活性剤としてフッ素系界面活性剤「ＢＭ−１０００（ＢＭ Ｃｈｅｍｉｅ社製）０．０２５重量部を添加し、十分に攪拌することにより、本発明の保護膜形成用組成物を得た。この保護膜形成用組成物の溶液粘度は７．６ｃＰｓであった。
【００５３】
〔保護膜の形成〕
形成例（１）
ガラス基板上に、スピンコーターを用いて、上記の保護膜形成用組成物を膜厚が２μｍとなるように塗布し、クリーンオーブン中で、２００℃で１時間の条件で加熱処理することにより、ガラス基板上に保護膜を形成した。
形成例（２）
ガラス基板「コーニング７０５９（ダクラス ダウコーニング社製）」上に、ゼラチンと重クロム酸カリウム溶液を用いて、染色法によりストライプ状の赤、青、緑の３色のカラーフィルターを形成した（ストライプ幅１５０μｍ）。このカラーフィルターが形成された基板の表面の凹凸を、「α−ステップ」（テンコール社製）を用いて調べたところ、１．０μｍであった。この基板に形成されたカラーフィルター上に、上記形成例（１）と同様にして、保護膜形成用組成物の塗布、加熱処理を行うことにより、保護膜を形成した。
【００５４】
〔保護膜の評価〕
密着性；
ＪＩＳ Ｋ−５４００（１９００）８．５の付着性試験のうち、８．５・２碁盤目テープ法に従って、上記形成例（１）および形成例（２）により形成された保護膜に１００個の碁盤目をカッターナイフで形成して付着性試験を行い、剥離した碁盤目の数を測定し、次の基準により保護膜の密着性の評価を行った。
○：５個以下
△：６〜４９個
×：５０個以上
【００５５】
表面硬度；
ＪＩＳ Ｋ−５４００（１９９０）８．４の鉛筆引っかき試験のうち、８．４・１試験法に準拠し、上記形成例（１）により形成された保護膜について鉛筆引っかき試験を行い、保護膜の表面硬度の評価を行った。
【００５６】
耐酸性；
上記形成例（１）により保護膜が形成されたガラス基板を、２０重量％塩化水素水溶液中に４０℃で１０分間浸漬した後、保護膜の外観の変化を調べることにより、保護膜の耐酸性の評価を行った。
【００５７】
耐アルカリ性；
上記形成例（１）により保護膜が形成されたガラス基板を、１０重量％水酸化ナトリウム水溶液中に４０℃で６０分間浸漬した後、保護膜の外観の変化を調べることにより、保護膜の耐アルカリ性の評価を行った。
【００５８】
耐熱性；
上記形成例（１）により保護膜が形成されたガラス基板について、波長４００〜７００ｎｍにおける透過スペクトルを測定し、その後、この基板をクリーンオーブン中にて２５０℃で６０分間加熱した後、波長４００〜７００ｎｍにおける透過スペクトルを測定し、加熱前後における透過スペクトルの変化を調べ、下記の基準により、保護膜の耐熱性の評価を行った。
○：透過スペクトルの変化が１％未満
×：透過スペクトルの変化が１％以上
【００５９】
表面の平坦性；
上記形成例（２）により形成された保護膜の表面の凹凸を、「α−ステップ」を用いて調べ、下記の式により、カラーフィルターによる基板の表面の凹凸に対する平坦化度を算出した。
以上の結果を表１に示す。
【００６０】
【数１】

【００６１】
〈実施例２〜６〉
重合体溶液（Ｓ１）の代わりに、それぞれ重合体溶液（Ｓ２）および重合体溶液（Ｓ４）〜重合体溶液（Ｓ７）を用いたこと以外は実施例１と同様にして、本発明の保護膜形成用組成物を調製し、これらを用いて保護膜を形成し、その評価を行った。結果を表１に示す。
【００６２】
〈実施例７〉
ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂１０重量部を添加したこと以外は実施例１と同様にして、本発明の保護膜形成用組成物を調製し、これを用いて保護膜を形成し、その評価を行った。結果を表１に示す。
【００６３】
〈比較例１〉
重合体溶液（Ｓ１）の代わりに、比較用の重合体溶液（Ｓ８）を用いたこと以外は実施例１と同様にして、比較用の組成物を調製し、これを用いて保護膜を形成し、その評価を行った。結果を表１に示す。
【００６４】
〈比較例２および３〉
重合体溶液（Ｓ１）の代わりに、それぞれ比較用の重合体溶液（Ｓ９）および重合体溶液（Ｓ３）を用いたこと以外は実施例１と同様にして、比較用の組成物を調製し、これを用いて保護膜を形成し、その評価を行った。結果を表１に示す。
【００６５】
【表１】

【００６６】
表１から明らかなように、実施例１〜実施例７に係る保護膜形成用組成物により形成された保護膜は、表面の平坦性が高く、しかも、各種の物性に優れたものであった。
これに対し、比較例１〜比較例３に係る組成物においては、重量平均分子量が大きい重合体を使用しているため、表面の平坦性の高い保護膜を形成することができなかった。
【００６７】
【発明の効果】
本発明の保護膜形成用組成物によれば、表面が平坦でない基体であっても、当該基体上に、表面の平坦性の高い保護膜を形成することができる。
また、本発明の保護膜は、表面硬度が高く、耐熱性、耐酸性、耐アルカリ性等の各種の耐性に優れたものである。

Claims (5)

1. 下記一般式（１）で表される構成単位を少なくとも７０重量％含有してなり、かつ、ポリスチレン換算重量平均分子量が２０００〜４９００である重合体または共重合体よりなる成分（Ａ）と、
   多価カルボン酸無水物および多価カルボン酸から選択された少なくとも１種の化合物よりなる成分（Ｂ）と、
   有機溶剤よりなる成分（Ｃ）と
   を含有してなることを特徴とする保護膜形成用組成物。
   

   

   〔式中、Ｒは、水素原子または炭素原子数１〜５のアルキル基を示し、ｍは、１〜８の整数を示す。〕
2. 成分（Ｂ）が、成分（Ａ）１００重量部に対して、１〜１００重量部の割合で含有されていることを特徴とする請求項１に記載の保護膜形成用組成物。
3. アルコキシシラノ基とエポキシ基とを含有する化合物よりなる成分（Ｄ）が、成分（Ａ）１００重量部に対して、０．１〜２００重量部の割合で含有されていることを特徴とする請求項１および請求項２に記載の保護膜形成用組成物。
4. 請求項１〜請求項３のいずれかに記載の保護膜形成用組成物を用いることによって形成されることを特徴とする保護膜。
5. 光デバイス用の保護膜として用いられることを特徴とする請求項４に記載の保護膜。