JP4379088B2 - 隔壁用組成物、それを用いた画素形成用基板および画素の形成方法 - Google Patents

隔壁用組成物、それを用いた画素形成用基板および画素の形成方法 Download PDF

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Description

本発明は、隔壁用組成物、それを用いた画素形成用基板および画素の形成方法に関する。さらに詳しくは、本発明は、インクジェット法によるカラーフィルタの製造に好適に用いられる隔壁用組成物、それを用いた画素形成用基板および画素の形成方法に関する。
カラーフィルタは、ガラス等の透明な基板の表面に3種以上の異なる色相の微細なストライプ状のフィルタセグメントを平行または交差して配置したもの、あるいは微細なモザイク状のフィルタセグメントを縦横一定の配列に配置したものからなっている。そして、フィルタセグメント間には、カラーフィルタの表示コントラストを高めるために、一定の幅を持つ遮光領域(ブラックマトリックス)が設けられる。
現在、カラーフィルタの製造は、顔料が分散されたフォトレジスト液を透明基板上に塗布、乾燥、露光、現像、硬化などする工程を繰り返すことによって行われている。そのため、生産性が低く、コスト低減の要求が高くなっている。
この要求に従い、製造方法や製造設備の見直しが行われており、特に製造装置の小型化が容易で生産性の高いインクジェット法によるカラーフィルタの製造方法が注目されている。さらに、近年のヘッドやインキに関する技術の進歩により、インクジェット用インキに顔料が使われ始め、その結果、耐光性や堅牢性も改良され、カラーフィルタ用途にもインクジェット法の適用の可能性が出始めた。
インクジェット法によるフィルタセグメントの形成は、予め透明基板上に隔壁を設け、隔壁で区分けされた隙間にインクジェット法によりインキを充填して行う。
しかし、隔壁で区分けされた隙間にインキを充填すると隔壁を越えてインキが濡れ広がり、隣接する領域にインキが混入してフィルタセグメントの色相を損なう混色という現象が発生するため、従来は、カラーフィルタを形成する箇所にはインキに対しぬれの良い膜を形成し、複数のカラーフィルタの隙間はインキに対し濡れ性の悪い膜を形成することが行われていた(例えば、特許文献1参照。)。
また、隔壁上部にシリコンゴム層を設けることにより撥インキ性を付与してインキの混色を防止することや(例えば、特許文献2参照。)、表面エネルギーが5〜43dyne/cmであるシリコーン化合物層を遮光部位に形成することも行われていた(例えば、特許文献3参照。)。
しかし、前者の方法では、高精細なパターニングを要求される場合には未だ不十分である。また、後者の方法は、ブラックマトリックスを形成したあとで施されるため、工程数が多くなる。
これに対して、撥インキ物質であるシリコーン化合物やフッ素化合物を隔壁に含有させると、隔壁を構成する他の成分との相溶性が悪いため、隔壁の強度が低下し、パターン形成に問題が生じることになった。逆に、相溶性が高い撥インキ物質を含有させると効果的な撥インキ性が得られない結果となった。さらに、撥インキ物質が隔壁からブリードし、透明基材を汚染するため、インキのハジキが発生し、カラーフィルタの塗膜欠陥の原因にもなった。
特開昭59−75205号公報 特開平4−123005号公報 特開平10−197716号公報
そこで、本発明は、かかる従来技術の諸欠点を鑑み、インキのにじみや混色を防止することができる隔壁用組成物の提供を目的とする。また、本発明は、インクジェット法により画素を形成する場合にインキのにじみや混色を防止することができる画素形成用基板、およびインキのにじみや混色を生じることなく画素を形成する方法の提供を目的とする。
本発明の隔壁用組成物は、エチレン性不飽和二重結合およびポリオルガノシロキサン鎖を有するビニル重合体を含むことにより、該隔壁用組成物を用いて形成される隔壁の上部表面にポリオルガノシロキサン鎖を有する重合体が配向するようにしたもの、すなわち、エチレン性不飽和二重結合およびポリオルガノシロキサン鎖を有するビニル重合体を含む隔壁用組成物である。
また、本発明の画素形成用基板は、基材上に上記隔壁用組成物により形成された隔壁を有するものであり、活性エネルギー線が照射されるとエチレン性不飽和二重結合の重合反応によりポリオルガノシロキサン鎖を有するビニル重合体が隔壁の網目構造中にセットされているため、隔壁部から基材部へポリオルガノシロキサン鎖を有するビニル重合体がブリードすることがない。
さらに、本発明の画素の形成方法は、上記画素形成用基板の隔壁で区分された領域内に、インクジェット法によりインキを充填して画素を形成するものであり、この方法によればインキのにじみや混色が発生することなく画素を形成することができる。
本発明の隔壁用組成物は、エチレン性不飽和二重結合およびポリオルガノシロキサン鎖を有するビニル重合体を含むことから、該隔壁用組成物を用いて形成される隔壁は、その上部表面にポリオルガノシロキサン鎖を有する重合体が配向し、それによって、上部表面が撥インキ性を有する。さらに、隔壁を構成するポリオルガノシロキサン鎖を有するビニル重合体が活性エネルギーによる架橋反応により隔壁の網目構造中にセットされているため、隔壁部から基材部へポリオルガノシロキサン鎖を有するビニル重合体がブリードすることがない。
また、本発明の隔壁用組成物により形成された隔壁を有する画像形成用基板を用いた画素の形成方法によれば、インキのにじみや混色が発生することなく画素を形成することができる。
まず、隔壁用組成物について説明する。
隔壁用組成物に含まれるビニル重合体は、エチレン性不飽和二重結合およびポリオルガノシロキサン鎖を有するビニル重合体であり、隔壁用組成物を用いて隔壁を形成した場合に隔壁の上部表面に配向して、インキのにじみや混色を防止する働きをする。さらに詳しくは、ビニル重合体中のポリオルガノシロキサン鎖は、インキをはじき、インキが隔壁を越えて隣接する領域に進入することによるインキのにじみや混色を防ぐ働きをする。
また、ビニル重合体中のエチレン性不飽和二重結合は、活性エネルギー線が照射されると、配向しているビニル重合体が隔壁の網目構造中にセットされ、隔壁部から基材部へビニル重合体がブリードすることを防ぐ働きをする。特に、隔壁用組成物がアルカリ現像型フォトレジストとして調製される場合には、活性エネルギー線露光により架橋されるので、アルカリ現像時の塗膜減りが少なく、基板内および基板間での撥インキ性能のバラツキが少ない。
ビニル重合体は、一段法またはニ段法で製造することができるが、ニ段法の方がビニル重合体を安定に製造できるので好ましい。
一段法では、エチレン性不飽和二重結合およびポリオルガノシロキサン鎖を有する単量体と、エチレン性不飽和二重結合およびこれ以外の活性エネルギー線反応性官能基を有する単量体とを重合してビニル重合体を製造することができる。
また、ニ段法では、エチレン性不飽和二重結合およびポリオルガノシロキサン鎖を有する単量体(a)と、エチレン性不飽和二重結合および反応性官能基を有する(a)以外の単量体(b)と、必要に応じて(a)および(b)以外のエチレン性不飽和二重結合を有する単量体(c)との重合体(A)に、重合体(A)中の反応性官能基と反応可能な官能基およびエチレン性不飽和二重結合を有する化合物(B)を反応させることにより製造することができる。
単量体(a)として、ポリオルガノシロキサン鎖の両末端にエチレン性不飽和二重結合を有する単量体を用いる場合には、重合体の主鎖にポリオルガノシロキサン構造を有するビニル重合体が製造され、ポリオルガノシロキサン鎖の片末端にエチレン性不飽和二重結合を有する単量体を用いる場合には、重合体の主鎖にポリオルガノシロキサン構造が櫛形にグラフトしたビニル重合体が製造される。
エチレン性不飽和二重結合およびポリオルガノシロキサン鎖を有する単量体(a)は、下記一般式(ア)で表される化合物であり、隔壁の上部表面に撥インキ性を付与する為に不可欠のものである。

R3 R5 R7
| | |
一般式(ア) R1−Si−O−(Si−O)n−Si−O−R2
| | |
R4 R6 R8

R1:CH2=CHCH-COO-(CH2)m-、CH2=C(CH3)-COO-(CH2)m-、
CH2=CH-(CH2)m-、または CH2=C(CH3)-(CH2)m-
(mは0〜10の整数)
R2:水素、メチル基、またはR1と同じ官能基
R3、R4、R5、R6、R7、R8:アルキル基またはフェニル基
n:正の整数
エチレン性不飽和二重結合およびポリオルガノシロキサン鎖を有する単量体(a)として具体的には、例えば東芝シリコーン(株)製のTSL9705などの片末端ビニル基含有ポリオルガノシロキサン化合物、チッソ(株)製のサイラプレーンFM−0711、FM−0721、FM−0725などの片末端(メタ)アクリロキシ基含有ポリオルガノシロキサン化合物等が挙げられる。
単量体(a)は、要求性能に応じて1種、または2種以上を混合して用いることができる。
重合体(A)における単量体(a)の共重合比率は、重合体を構成する単量体の総重量を基準として1〜60重量%であることが好ましく、さらに好ましくは5〜50重量%、特に好ましくは10〜45重量%である。単量体(a)の共重合比率が1重量%未満の場合には、隔壁の上部表面に充分な撥インキ性を付与することが困難となり、60重量%を越える場合には、隔壁用組成物に含まれる他の成分との相溶性、基材との密着性、強靭性等の塗膜性能、及び重合体の溶媒への溶解性を得ることが困難となる。
エチレン性不飽和二重結合および反応性官能基を有する(a)以外の単量体(b)は、一段目に重合した重合体(A)にエチレン性不飽和二重結合を導入する起点となり、基材に隔壁用組成物を塗工後にビニル重合体を活性エネルギー線で架橋させてセットすることにより、ビニル重合体のブリードを抑制し、強靭な隔壁を形成させるために不可欠のものである。
反応性官能基としては、ヒドロキシル基、カルボキシル基、イソシアネート基、エポキシ基等が挙げられる。
ヒドロキシル基を有する単量体(b)として具体的には、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、1−ヒドロキシプロピル(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、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリテトラメチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ヒドロキシスチレン等が挙げられる。
カルボキシル基を有する単量体(b)として具体的には、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、シトラコン酸等が挙げられる。
イソシアネート基を有する単量体(b)として具体的には、(メタ)アクリロイルオキシエチルイソシアネート、(メタ)アクリロイルオキシプロピルイソシアネート等や、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)アクリレート等のヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートと、トルエンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート等のポリイソシアネートとを反応させて得られるものが挙げられる。
エポキシ基を有する単量体(b)として具体的には、グリシジルメタクリレート、グリシジルシンナメート、グリシジルアリルエーテル、グリシジルビニルエーテル、ビニルシクロヘキサンモノエポキサイド、1、3−ブタジエンモノエポキサイドなどが挙げられる。
単量体(b)は、要求性能に応じて1種、または2種以上を混合して用いることができる。
重合体(A)における単量体(b)の共重合比率は、重合体を構成する単量体の総重量を基準として10〜90重量%であることが好ましく、さらに好ましくは20〜70重量%、特に好ましくは25〜60重量%である。単量体(b)の共重合比率が10重量%未満の場合には、基材との充分な密着性を得ることが困難となり、90重量%を越える場合には、隔壁上部表面の撥インキ性が低下する。
(a)および(b)以外のエチレン性不飽和二重結合を有する単量体(c)は、ビニル重合体と隔壁用組成物に含まれる他の成分との相溶性の向上、および隔壁に硬度、強靭性、耐擦傷性等の物性を付与するために用いられる。単量体(c)としては、(i)(メタ)アクリル酸誘導体、(ii)芳香族ビニル単量体、(iii)オレフィン系炭化水素単量体、(iv)ビニルエステル単量体、(v)ビニルハライド単量体、(vi)ビニルエーテル単量体等が挙げられる。
(i)(メタ)アクリル酸誘導体として具体的には、(メタ)アクリロニトリル、メチル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート等のアルキル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
(ii)芳香族ビニル単量体として具体的には、スチレン、メチルスチレン、エチルスチレン、クロロスチレン、モノフルオロメチルスチレン、ジフルオロメチルスチレン、トリフルオロメチルスチレン等のスチレン類が挙げられる。
(iii)オレフィン系炭化水素単量体として具体的には、エチレン、プロピレン、ブタジエン、イソブチレン、イソプレン、1、4−ペンタジエン等が挙げられる。
(iv)ビニルエステル単量体として具体的には、酢酸ビニル等が挙げられる。
(v)ビニルハライド単量体として具体的には、塩化ビニル、塩化ビニリデン等が挙げられる。
(vi)ビニルエーテル単量体として具体的には、ビニルメチルエーテル等が挙げられる。
これらの単量体は、2種以上を混合して用いても良い。
重合体(A)における単量体(c)の共重合比率は、重合体を構成する単量体の総重量を基準として0〜89重量%であることが好ましい。単量体(c)の共重合比率が上記範囲を超えた場合には、基材との充分な密着性が得られない。
重合体(A)は、公知の方法、例えば、溶液重合で合成することができる。重合時の溶媒としては、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノンなどのケトン類、テトラヒドロフラン、ジオキサン、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メチルエーテルなどのエーテル類、ベンゼン、トルエン、キシレン、クメンなどの芳香族類、酢酸エーテル、酢酸ブチルなどのエステル類などの使用が可能である。溶媒は、2種以上を混合して用いてもよい。重合時の単量体の仕込み濃度は、0〜80重量%が好ましい。
重合開始剤としては、通常の過酸化物またはアゾ化合物、例えば、過酸化ベンゾイル、アゾイソブチルバレノニトリル、アゾビスイソブチロニトリル、ジ−t−ブチルペルオキシド、t−ブチルペルベンゾエート、t−ブチルペルオクトエート、クメンヒドロキシペルオキシドなどが用いられ、重合温度は、好ましくは50〜140℃、さらに好ましくは70〜140℃である。
得られる重合体(A)の好ましい重量平均分子量は、2,000〜100,000である。
このようにして得られた反応性官能基およびポリオルガノシロキサン鎖を有する重合体(A)に、前記反応性官能基と反応可能な官能基およびエチレン性不飽和二重結合を有する化合物(B)を反応させることにより、エチレン性不飽和二重結合およびポリオルガノシロキサン鎖を有するビニル重合体が得られる。
重合体(A)と化合物(B)とは、重合体(A)が有する反応性官能基の数に対し、該反応性官能基と反応可能な官能基の数が100%となる割合で反応させることが好ましい。もちろん、光反応性を損なわない範囲であれば100%未満となる割合で反応ても良い。
未反応の反応性官能基を残す場合には、架橋剤と架橋触媒を添加して、残った未反応の反応性官能基を熱硬化することにより、塗膜の架橋密度を高め、カラーフィルタ製造の後工程で要求される隔壁の耐溶剤性を確保することが可能となる。
反応性官能基と、該反応性官能基と反応可能な官能基との組み合わせとしては、以下に示すような公知の種々の組み合わせを採用することができる。
1)反応性官能基がヒドロキシル基である場合には、イソシアネート基、ハロゲン基、カルボキシル基あるいはエポキシ基との反応。
2)反応性官能基がカルボキシル基である場合には、エポキシ基、あるいはヒドロキシル基との反応。
3)反応性官能基がイソシアネート基である場合には、ヒドロキシル基、あるいはアミノ基との反応。
4)反応性官能基がエポキシ基である場合には、カルボキシル基、あるいはヒドロキシル基との反応。
重合体(A)が有する反応性官能基と、該反応性官能基と反応可能な、化合物(B)が有する官能基とを反応させる際には、触媒を用いることができる。
触媒としては、反応性官能基がヒドロキシル基の場合には、酸性化合物及びそれらのアンモニウム塩、低級アミン塩、多価金属塩などを用いることが好ましい。カルボキシル基の場合には、酸性化合物及びそれらのアンモニウム塩、低級アミン塩、多価金属塩などを用いることが好ましい。イソシアネート基の場合には、アミン類、金属塩化合物などを用いることが好ましい。エポキシ基の場合には、アミン類を用いることが好ましい。
酸性化合物として具体的には、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、イタコン酸、シュウ酸、マレイン酸、無水フタル酸、安息香酸、p−トルエンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、ドデシルベンゼンスルホン酸、トリクロロ酢酸、リン酸、モノアルキルリン酸、ジアルキルリン酸、β−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートのリン酸エステル、モノアルキル亜リン酸、ジアルキル亜リン酸などが挙げられる。
アミン類として具体的には、ジシクロヘキシルアミン、トリエチルアミン、N,N−ジメチルベンジルアミン、N,N,N’,N’−テトラメチル−1,3−ブタンジアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、シクロヘキシルエチルアミンなどが挙げられる。
金属塩化合物として具体的には、酢酸ナトリウム、オクチル酸錫、オクチル酸鉛、オクチル酸コバルト、オクチル酸亜鉛、オクチル酸カルシウム、ナフテン酸鉛、ナフテン酸コバルト、ジブチル錫ジオクテート、ジブチル錫ジラウレート、ジブチル錫マレートジブチル錫ジ(2−エチルヘキソエート)などが挙げられる。
触媒は2種類以上を混合して使用してもよく、触媒を用いる場合の使用量は、重合体(A)および化合物(B)の合計100重量部に対して、0.01〜10重量部が好ましく、さらに好ましくは0.01〜5重量部の範囲である。
ビニル重合体が反応性官能基を有する場合には、ビニル重合体を熱架橋するために、隔壁用組成物に種々の架橋剤を含有させることが好ましい。代表的な架橋剤としては、ヒドラジン類、ポリアミン、ポリイソシアネート、ジカルボン酸、多価エポキシ化合物、多価アルコール、多価フェノール等が挙げられる。
ヒドラジン類として具体的には、ヒドラジン、アジピン酸ジヒドラジド等が挙げられる。
ポリアミンとして具体的には、エチレンジアミン、プロパンジアミン、ブタンジアミン、ペンタンジアミン、ヘキサンジアミン、ジアミノオクタン、ジアミノデカン、ジアミノドデカン、1,6−ヘキサメチレンジアミン、2,5−ジメチル−2,5−ヘキサメチレンジアミン、ポリオキシプロピレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミンなどの直鎖状ジアミン、メンセンジアミン、イソホロンジアミン、ビス(4−アミノ−3−メチルジシクロヘキシル)メタン、ジアミノジシクロヘキシルメタン、3,9−ビス(3−アミノプロピル)−2,4,8,10−テトラオキサスピロ[5,5]ウンデカン、1,4−ビス(2−アミノ−2−メチルプロピル)ピペラジン、m−キシレンジアミン、ポリシクロヘキシルポリアミン、ビス(アミノメチル)ビシクロ[2・2・1]ヘプタン、メチレンビス(フランメタンアミン)などの環状ジアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ジエチレントリアミンなどが挙げられる。
ポリイソシアネートとして具体的には、トルイレンジイソシアネート、ナフチレン−1,5−ジイソシアネート、o−トルイレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、トリメチルヘキサ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、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、m−キシレンジイソシアネート、p−キシレンジイソシアネート、リジンジイソシアネート、水添4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、水添トリレンジイソシアネートなどのジイソシアネート、あるいはこれらとグリコール類またはジアミン類との両末端イソシアネートアダクト体、トリフェニルメタントリイソシアネート、ポリメチレンポリフェニルイソシアネートなどが挙げられる。
ジカルボン酸として具体的には、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、ヘキサン二酸、クエン酸、マレイン酸、メチルナディク酸、ドデセニルコハク酸、セバシン酸、ピロメリット酸、ヘキサヒドロフタル酸、テトラヒドロフタル酸などが挙げられる。
多価エポキシ化合物として具体的には、エチレングリコールジグリシジルエーテル、プロピレングリコールジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、トリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、1、6ーヘキサンジオールジグリシジルエーテル、フタル酸ジグリシジルエステルなどのビスエポキシ化合物、油化シェルエポキシ社製の商品名エピコート801、802、807、815、827、828、834、815X、815XA1、828EL、828XA、1001、1002、1003、1055、1004、1004AF、1007、1009、1010、1003F、1004F、1005F、1100L、834X90、1001B80、1001X70、1001X75、1001T75、5045B80、5046B80、5048B70、5049B70、5050T60、5050、5051、152、154、180S65、180H65、1031S、1032H60、604、157S70などのエポキシ樹脂が挙げられる。
多価アルコールとして具体的には、1,4−ブタンジオール、2,3−ブタンジオールなどのジオール、1,1,1−トリメチロールプロパンエチレングリコール、ジエチレングリコール、グリセリン、エリスリトール、アラビトール、キシリトール、ソルビトール、ズルシトール、マンニトールなどが挙げられる。
多価フェノールとして具体的には、カテコール、レゾルシン、ヒドロキノン、グアヤコール、ヘキシルレゾルシン、ピロガロール、トリヒドロキシベンゼン、フロログルシン、ジメチロールフェノールなどが挙げられる。
ビニル重合体が有する反応性官能基がヒドロキシル基またはカルボキシル基の場合には、ポリイソシアネート、多価エポキシ化合物などを架橋剤として用いることが好ましい。
イソシアネート基の場合には、多価アルコール、ジカルボン酸などを架橋剤として用いることが好ましい。
エポキシ基の場合には、ジカルボン酸、多価アルコール、多価フェノール、ポリアミンなどを架橋剤として用いることが好ましい。
架橋剤は、2種類以上を混合して使用してもよく、架橋剤を含有させる場合の使用量は、隔壁用組成物の不揮発分100重量部に対して、0.1〜30重量部が好ましく、さらに好ましくは0.1〜10重量部の範囲である。
また、隔壁用組成物には、ビニル重合体が反応性官能基を有する場合には、反応性官能基同士の反応、もしくは反応性官能基と架橋剤との反応を促進させるために、それぞれの官能基に応じて、種々の架橋触媒を含有させることができる。架橋触媒としては、先に例示した酸性化合物及びそのアンモニウム塩、低級アミン塩または多価金属塩、アミン類、金属塩化合物の他、金属錯化合物を用いることができる。
金属錯化合物として具体的には、アルミニウムトリアセチルアセトネート、鉄トリアセチルアセトネート、マンガンテトラアセチルアセトネート、ニッケルテトラアセチルアセトネート、クロムヘキサアセチルアセトネート、チタンテトラアセチルアセトネート、コバルトテトラアセチルアセトネートなどが挙げられる。
これらの架橋触媒の中で、ビニル重合体が有する反応性官能基がヒドロキシル基の場合には、酸性化合物及びそれらのアンモニウム塩、低級アミン塩、多価金属塩などを用いることが好ましい。
カルボキシル基の場合には、酸性化合物及びそれらのアンモニウム塩、低級アミン塩、多価金属塩などを用いることが好ましい。
イソシアネート基の場合には、アミン類、金属塩化合物などを用いることが好ましい。
エポキシ基の場合には、アミン類を用いることが好ましい。
架橋触媒は、2種類以上を混合して使用してもよく、架橋触媒を含有させる場合の使用量は、隔壁用組成物の不揮発分100重量部に対して、0.01〜10重量部が好ましく、さらに好ましくは0.01〜5重量部の範囲である。
また、隔壁用組成物には、エチレン性不飽和二重結合を有する化合物を含有させることもできる。これにより塗膜の架橋密度を高め、カラーフィルタ製造の後工程で要求される隔壁の耐溶剤性を確保することが可能となる。
エチレン性不飽和二重結合を有する化合物としては、モノマー、オリゴマー、感光性樹脂などを用いることができる。
モノマーとしては、2−ヒドロキシ(メタ)アクリレート、β−(メタ)アクリロイルオキシエチルハイドロゲンサクシネート等の1官能モノマー、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、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、2,2-ビス〔4-(メタクリロキシエトキシ)フェニル〕プロパン、2,2-ビス〔4-アクリロキシ・ジエトキシ〕フェニル〕プロパン等の2官能モノマー、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、テトラメチロールメタンテトラ(メタ)アクリレート等の3官能以上のモノマーが挙げられる。一方、オリゴマーとしては、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ジペンタエリスリトールのカプロラクトン付加物のヘキサアクリレート、メラミンアクリレート、エポキシ(メタ)アクリレートプレポリマ等が挙げられる。これらは、2種類以上を混合して用いることもできる。
また、本発明の隔壁用組成物を用いて画素形成用基材を形成する際に、紫外線照射により隔壁用組成物中のビニル重合体を架橋させる場合には、エチレン性不飽和二重結合の光重合反応を促進させるために、隔壁用組成物に光開始剤を含有させることが好ましい。
光開始剤としては、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−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−オン等のアセトフェノン系光開始剤、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、ベンジルジメチルケタール等のベンゾイン系、ベンゾフェノン系光開始剤、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等のベンゾフェノン系光開始剤、チオキサンソン、2−クロルチオキサンソン、2−メチルチオキサンソン、イソプロピルチオキサンソン、2,4−ジイソプロピルチオキサンソン等のチオキサンソン系光開始剤、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、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光開始剤、カルバゾール系光開始剤、イミダゾール系光開始剤等が用いられる。
上記光開始剤は、2種以上を混合して用いることもできるが、増感剤として、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’,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’−ジエチルアミノベンゾフェノン等の化合物を併用することもできる。
隔壁を着色する場合には、本発明の隔壁用組成物に、カーボンブラック、チタンブラック、アニリンブラック、アントラキノン系黒色顔料、ペリレン系黒色顔料、具体的には C.I. ピグメントブラック1、6、7、12、20、31、32などの黒色顔料を含有させることができる。黒色顔料の中では、価格、遮光性の大きさの点から、カーボンブラックが好適に用いられる。カーボンブラックは、樹脂などで表面処理されていてもよい。
隔壁用組成物中の黒色顔料の含有量は、隔壁用組成物の不揮発分重量を基準として3〜80重量%であることが好ましい。黒色顔料の含有量が3重量%未満の場合は、単位膜厚あたりの遮光性が低下し、80重量%を越えると薄膜形成が困難になる。
また、本発明の隔壁用組成物には、分散性改良、色相調整などの目的で、黒色顔料以外のアゾ顔料、フタロシアニン系顔料、スレン系顔料、インジゴ系顔料、ペリノン系顔料、ペリレン系顔料、フタロン系顔料、ジオキサジン系顔料、キナクリドン系顔料、イソインドリノン系顔料、金属錯体系顔料、メチン・アゾメチン系顔料、ジケトピロロピロール系顔料やこれらの顔料の誘導体、体質顔料、染料を含有させてもよい。
隔壁用組成物中のビニル重合体の組成比は、隔壁用組成物の不揮発分重量を基準とする単量体(a)の含有量が0.01〜10重量%、特に0.01〜0.40重量%となるような比率であることが好ましい。単量体(a)の含有量が0.01重量%未満の場合には、隔壁の上部表面に充分な撥インキ性を付与することが困難となり、10重量%を越える場合には、隔壁用組成物をアルカリ現像型感光性レジストとして調製し基板上に隔壁を形成する際に、現像ムラや隔壁の欠陥が生じやすくなる。
本発明の隔壁用組成物は、エチレン性不飽和二重結合およびポリオルガノシロキサン鎖を有するビニル重合体、および必要に応じて架橋剤、架橋触媒、エチレン性不飽和二重結合を有する化合物、光開始剤、顔料、添加剤等を溶剤に混合溶解することにより得られる。溶剤は、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノンなどのケトン類、テトラヒドロフラン、ジオキサン、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メチルエーテルなどのエーテル類、ヘキサン、ヘプタン、オクタンなどの炭化水素類、ベンゼン、トルエン、キシレン、クメンなどの芳香族類、酢酸エーテル、酢酸ブチルなどのエステル類などの内から、重合体の単量体組成に応じ選択して使用する。溶剤は2種以上を混合して用いてもよい。
隔壁用組成物を着色しない場合には、隔壁用組成物の製造方法に特に限定はないが、通常は、ビニル重合体の重合溶液と架橋剤等の添加成分を混合し、攪拌羽根、振とう攪拌機、回転攪拌機などで攪拌すればよい。
隔壁用組成物を着色する場合には、顔料、ビニル重合体の重合溶液、および必要に応じて樹脂型または界面活性剤型の顔料分散剤や、顔料誘導体、アントラキノン誘導体、トリアジン誘導体等を分散機に投入し、顔料が所望の平均粒子径・粒度分布になるまで分散することにより製造することができる。原料は一括して混合、分散しても良いし、それぞれの原料の特性や経済性を考慮して別々に混合、分散しても良い。
分散機としては、サンドミル、ビーズミル、アジテータミル、ダイノミル、ボールミルなどが好適である。それぞれの分散機において顔料分散に適切な粘度領域がある場合には、重合体と顔料の比率を変える等して粘度を調整する。
隔壁用組成物は、分散機で分散後に、粗大粒子や異物除去を目的にフィルタや遠心法により濾過することが好ましい。
また、隔壁用組成物の塗工性などを向上するために、さらに溶剤を加えて均一に攪拌あるいは濃縮して粘度を調整してもよい。
隔壁用組成物には、本発明の効果を妨げない範囲で、充填剤、チクソトロピー付与剤、老化防止剤、酸化防止剤、帯電防止剤、難燃剤、熱伝導性改良剤、可塑剤、ダレ防止剤、防汚剤、防腐剤、殺菌剤、消泡剤、レベリング剤、紫外線吸収剤剤等の各種の添加剤を含有させてもよい。
次に、基板上に、隔壁用組成物により形成された隔壁を有する画素形成用基板について説明する。
基板としては、ガラス板や、ポリカーボネート、ポリメタクリル酸メチル、ポリエチレンテレフタレート等の樹脂板、樹脂フィルム等を用いることができる。得られる画素形成用基板をカラーフィルタの製造に用いる場合には、可視光領域(400〜700nm)の全波長領域において透過率が80%以上、特に好ましくは95%以上の透明基板を用いることが好ましい。
基板上への隔壁の形成法としては、グラビアオフセット印刷法、水無しオフセット印刷法、シルクスクリーン印刷法、溶剤現像型あるいはアルカリ現像型感光性レジストを用いるフォトリソグラフィー法、ビニル重合体からなるコロイド粒子の電気泳動により透明導電膜の上に隔壁を電着形成する電着法、転写ベースシートの表面に予め形成した隔壁層を基板上に転写させる転写法等が挙げられる。
印刷法は、印刷と乾燥を繰り返すだけでパターン化ができるため、隔壁の製造法としては、低コストで量産性に優れている。さらに、印刷技術の発展により高い寸法精度および平滑度を有する微細パターンの印刷を行うことができる。印刷法により隔壁を製造する場合には、印刷機上での隔壁用組成物の流動性の制御が重要である。
溶剤現像型あるいはアルカリ現像型感光性レジストを用いるフォトリソグラフィー法は、基板上に、スピンコート、スリットコート、ロールコート等の塗布方法により隔壁用レジストを塗布し、次いでフォトマスクを介して紫外線露光を行い、未露光部を溶剤またはアルカリ現像液で洗い流して所望のパターンを形成して隔壁を形成する方法である。この方法によれば、上記印刷法より精度の高い隔壁を形成できる。
最後に、画素形成用基板を用いた画素の形成方法について説明する。
画素は、画素形成用基板の隔壁で区分された領域内に、インクジェット法により水性または油性のインキを充填することにより形成する。
インキは、主に着色成分とバインダー樹脂成分と溶剤成分とを含む。水性のインキは、溶剤が水および必要に応じて水溶性有機溶剤からなり、バインダー樹脂成分として水溶性または水分散性樹脂を含有し、必要に応じて各種助剤を含有する。また、油性のインキは、溶剤が有機溶剤であり、バインダー樹脂成分として有機溶剤に可溶な樹脂を含有し、必要に応じて各種助剤を含有する。着色成分としては、耐熱性、耐光性などに優れた顔料および染料を用いることが好ましい。バインダー樹脂成分としては、透明で耐熱性に優れた樹脂が好ましく、アクリル樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂などが挙げられるが、これに限定されるものでない。
以下に、本発明の実施例について説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。実施例中、部および%は、重量部および重量%を表す。また、重合体の重量平均分子量は、GPC(ポリスチレン換算)で測定した。
(IPDIアダクトの合成)
イソホロンジイソシアネート(IPDI)222部を窒素気流中1Lの4つ口フラスコ内で80℃に加熱後、2-ヒドロキシエチルアクリレート116部およびハイドロキノン0.13部を2時間かけて滴下し、次いで80℃で3時間反応させて、液状のイソシアネート基1個とビニル基1個を有する化合物(IPDIアダクト 分子量338)を得た。
(重合体A1の合成)
片末端メタクリロキシ基含有ポリシロキサン化合物(チッソ社製「サイラプレーンFM−0721」)10部、2−ヒドロキシエチルメタクリレート40部、ブチルメタクリレート50部、メチルエチルケトン(MEK)200部を冷却管、攪拌装置、温度計を備えた4つ口フラスコに仕込み、窒素気流下で攪拌しながら80℃まで昇温してアゾビスイソブチロニトリル1.6部を加えて2時間重合反応を行い、さらにアゾビスイソブチロニトリル0.4部を加えて2時間重合を行った。次いで、IPDIアダクト31.2部(イソシアネート基の数が、ヒドロキシル基の数の30%となる割合)、オクチル酸錫0.02部をメチルエチルケトン(MEK)20部で溶解したものを約10分で滴下し、滴下後2時間反応させた。
この溶液に不揮発分が10%となるようにシクロヘキサノンを添加して、重合体A1溶液を得た。重合体A1の重量平均分子量は約20,000であった。
(重合体A2の合成)
片末端メタクリロキシ基含有ポリシロキサン化合物(チッソ社製「サイラプレーンFM−0721」)41部、2−ヒドロキシエチルメタクリレート30部、ブチルメタクリレート29部、メチルエチルケトン(MEK)200部を冷却管、攪拌装置、温度計を備えた4つ口フラスコに仕込み、窒素気流下で攪拌しながら80℃まで昇温してアゾビスイソブチロニトリル1.6部を加えて2時間重合反応を行い、さらにアゾビスイソブチロニトリル0.4部を加えて2時間重合を行った。次いで、IPDIアダクト15.6部(イソシアネート基の数が、ヒドロキシル基の数の20%となる割合)、オクチル酸錫0.02部をメチルエチルケトン(MEK)20部で溶解したものを約10分で滴下し、滴下後2時間反応させた。
この溶液に不揮発分が10%となるようにシクロヘキサノンを添加して、重合体A2溶液を得た。重合体A2の重量平均分子量は約18,000であった。
(重合体A3の合成)
片末端メタクリロキシ基含有ポリシロキサン化合物(チッソ社製「サイラプレーンFM−0721」)0.1部、2−ヒドロキシエチルメタクリレート25部、ブチルメタクリレート74.9部、メチルエチルケトン(MEK)200部を冷却管、攪拌装置、温度計を備えた4つ口フラスコに仕込み、窒素気流下で攪拌しながら80℃まで昇温してアゾビスイソブチロニトリル1.6部を加えて2時間重合反応を行い、さらにアゾビスイソブチロニトリル0.4部を加えて2時間重合を行った。次いで、IPDIアダクト13部(イソシアネート基の数が、ヒドロキシル基の数の20%となる割合)、オクチル酸錫0.02部をメチルエチルケトン(MEK)20部で溶解したものを約10分で滴下し、滴下後2時間反応させた。
この溶液に不揮発分が10%となるようにシクロヘキサノンを添加して、重合体A3溶液を得た。重合体A3の重量平均分子量は約22,000であった。
(重合体A4の合成)
片末端メタクリロキシ基含有ポリシロキサン化合物(チッソ社製「サイラプレーンFM−0721」)10部、メタクリロイルオキシエチルイソシアネート30部、メタクリル酸ブチル60部、メチルエチルケトン(MEK)200部を冷却管、攪拌装置、温度計を備えた4つ口フラスコに仕込み、窒素気流下で攪拌しながら80℃まで昇温してアゾビスイソブチロニトリル1.6部を加えて2時間重合反応を行い、さらにアゾビスイソブチロニトリル0.4部を加えて2時間重合を行った。次いで、2−ヒドロキシエチルメタクリレート12.6部(ヒドロキシル基の数が、イソシアネート基の数の50%となる割合)、オクチル酸錫0.02部をメチルエチルケトン(MEK)20部で溶解したものを約10分で滴下し、滴下後2時間反応させた。
この溶液に不揮発分が10%となるようにシクロヘキサノンを添加して、重合体A4溶液を得た。重合体A4の重量平均分子量は約23,000であった。
(重合体A5の合成)
片末端メタクリロキシ基含有ポリシロキサン化合物(チッソ社製「サイラプレーンFM−0721」)10部、グリシジルメタクリレート30部、メタクリル酸ブチル60部、メチルエチルケトン(MEK)200部を冷却管、攪拌装置、温度計を備えた4つ口フラスコに仕込み、窒素気流下で攪拌しながら80℃まで昇温してアゾビスイソブチロニトリル1.6部を加えて2時間重合反応を行い、さらにアゾビスイソブチロニトリル0.4部を加えて2時間重合を行った。次いで、アクリル酸7.6部(カルボキシル基の数が、エポキシ基の数の50%となる割合)、テトラアンモニウムブロマイド0.3部をメチルエチルケトン(MEK)20部で溶解したものを約10分で滴下し、滴下後2時間反応させた。
この溶液に不揮発分が10%となるようにシクロヘキサノンを添加して、重合体A5溶液を得た。重合体A5の重量平均分子量は約17,000であった。
(重合体A6の合成)
片末端メタクリロキシ基含有ポリシロキサン化合物(チッソ社製「サイラプレーンFM−0721」)10部、2−ヒドロキシエチルメタクリレート40部、ブチルメタクリレート50部、メチルエチルケトン(MEK)200部を冷却管、攪拌装置、温度計を備えた4つ口フラスコに仕込み、窒素気流下で攪拌しながら80℃まで昇温してアゾビスイソブチロニトリル1.6部を加えて2時間重合反応を行い、さらにアゾビスイソブチロニトリル0.4部を加えて2時間重合を行った。次いで、IPDIアダクト104部(イソシアネート基の数が、ヒドロキシル基の数の100%となる割合)、オクチル酸錫0.02部をメチルエチルケトン(MEK)20部で溶解したものを約10分で滴下し、滴下後2時間反応させた。
この溶液に不揮発分が10%となるようにシクロヘキサノンを添加して、重合体A1溶液を得た。重合体A1の重量平均分子量は約21,000であった。
(重合体A7の合成)
片末端メタクリロキシ基含有ポリシロキサン化合物(チッソ社製「サイラプレーンFM−0721」)25部、メタクリロイルオキシエチルイソシアネート30部、メタクリル酸ブチル45部、メチルエチルケトン(MEK)200部を冷却管、攪拌装置、温度計を備えた4つ口フラスコに仕込み、窒素気流下で攪拌しながら80℃まで昇温してアゾビスイソブチロニトリル1.6部を加えて2時間重合反応を行い、さらにアゾビスイソブチロニトリル0.4部を加えて2時間重合を行った。次いで、2−ヒドロキシエチルメタクリレート25.2部(ヒドロキシル基の数が、イソシアネート基の数の100%となる割合)、オクチル酸錫0.02部をメチルエチルケトン(MEK)20部で溶解したものを約10分で滴下し、滴下後2時間反応させた。
この溶液に不揮発分が10%となるようにシクロヘキサノンを添加して、重合体A7溶液を得た。重合体A7の重量平均分子量は約24,000であった。
(重合体A8の合成)
片末端メタクリロキシ基含有ポリシロキサン化合物(チッソ社製「サイラプレーンFM−0721」)30部、グリシジルメタクリレート30部、メタクリル酸ブチル40部、メチルエチルケトン(MEK)200部を冷却管、攪拌装置、温度計を備えた4つ口フラスコに仕込み、窒素気流下で攪拌しながら80℃まで昇温してアゾビスイソブチロニトリル1.6部を加えて2時間重合反応を行い、さらにアゾビスイソブチロニトリル0.4部を加えて2時間重合を行った。次いで、アクリル酸15.2部(カルボキシル基の数が、エポキシ基の数の100%となる割合)、テトラアンモニウムブロマイド0.3部をメチルエチルケトン(MEK)20部で溶解したものを約10分で滴下し、滴下後2時間反応させた。
この溶液に不揮発分が10%となるようにシクロヘキサノンを添加して、重合体A8溶液を得た。重合体A8の重量平均分子量は約18,000であった。
(重合体Cの合成)
反応容器にシクロヘキサノン250部を入れ、容器に窒素ガスを注入しながら100℃に加熱して、同温度で、スチレン24部、メタクリル酸24部、メタクリル酸メチル26部、メタクリル酸ブチル26部、およびアゾビスイソブチロニトリル4部の混合物を1時間かけて滴下し、さらに100℃で3時間反応させた後、アゾビスイソブチロニトリル0.6部をシクロヘキサノン30部で溶解させたものを添加し、さらに100℃で1時間反応を続けて重合を行った。この溶液に不揮発分が20%となるようにシクロヘキサノンを添加して、重合体C溶液を得た。重合体Cの重量平均分子量は約40,000であった。
(ポリシロキサン化合物D1溶液の調整)
片末端メタクリロキシ基含有ポリシロキサン化合物(チッソ社製「サイラプレーンFM−0711」)をシクロヘキサノンに溶解し、濃度が2%のポリシロキサン化合物D1溶液を得た。ポリシロキサン化合物D1の数平均分子量は約1,000であった。
(ポリシロキサン化合物D2溶液の調整)
片末端メタクリロキシ基含有ポリシロキサン化合物(チッソ社製「サイラプレーンFM−0721」)をシクロヘキサノンに溶解し、濃度が2%のポリシロキサン化合物D2溶液を得た。ポリシロキサン化合物D2の数平均分子量は約5,000であった。
[実施例1]
カーボンブラック(デグサ社製「Pritex75」)7.5部、分散剤0.5部、重合体C溶液27.0部、およびシクロヘキサノン32.0部を均一に混合し、直径1mmのガラスビーズを用いて、サンドミルで5時間分散し、黒色分散体を調整した。得られた黒色分散体に、重合体A1溶液2.0部、トリメチロールプロパントリアクリレート(新中村化学社製「NKエステルATMPT」)5.4部、光開始剤(チバガイギー社製「イルガキュアー907」)0.6部、 増感剤(保土ヶ谷化学社製「EAB−F」)0.4部、およびシクロヘキサノン24.6部の混合物を均一に撹拌混合した後、1μmのフィルタで濾過してアルカリ現像型黒色感光性レジスト(隔壁用組成物)を作製した。
100mm×100mm、1.1mm厚のガラス基板上に、スピンコーターを用いて乾燥膜厚は1.0μmになるように、得られたアルカリ現像型黒色感光性レジストを塗布し、70℃で20分乾燥した。
次いで、超高圧水銀ランプを用いて、マスクフィルムを介してレジスト塗布面側から光量200mJの紫外線を照射したのち、この塗布基板を2%の炭酸ナトリウム水溶液に約20秒浸漬して現像を行ったところ、現像ムラのない100μm×100μmの隔壁が形成できた。この後、180℃で1時間加熱して、画素形成用基板を作成した。
得られた画素形成用基板の隔壁で区分された領域内(凸部に囲まれた凹部)に、インクジェット方式の記録装置を用いて所望の濃度になるまで溶剤型カラーフィルタ用顔料インキ(表面張力30mN/m)の吐出を行い、赤、緑、青の微細なフィルタセグメントのパターンからなるカラーフィルタを作成した。このようにして作成されたカラーフィルタを光学顕微鏡により観察したところ、隔壁の撥インキ性は良好であり、滲み、はみ出しによる混色は見られなかった。また、塗膜欠陥もみられなかった。さらに基板内および基板間の撥インキ性能のバラツキは少なかった。
[実施例2]
重合体C溶液71.5部、重合体A1溶液2.0部、トリメチロールプロパントリアクリレート(新中村化学社製「NKエステルATMPT」)9.5部、光開始剤(チバガイギー社製「イルガキュアー907」)0.6部、 増感剤(保土ヶ谷化学社製「EAB−F」)0.4部およびシクロヘキサノン16部を均一に撹拌混合した後、1μmのフィルタで濾過してアルカリ現像型無色感光性レジスト(隔壁用組成物)を作製した。
実施例1と同様にして、ガラス基板上に得られた感光性レジストを塗布し、乾燥、露光および現像を行ったところ、現像ムラのない100μm×100μmの隔壁が形成できた。この後、180℃で1時間加熱して、画素形成用基板を作成した。
得られた画素形成用基板の隔壁で区分された領域内(凸部に囲まれた凹部)に、実施例1と同様にしてインキの吐出を行い、赤、緑、青の微細なフィルタセグメントのパターンからなるカラーフィルタを作成した。このようにして作成されたカラーフィルタを光学顕微鏡により観察したところ、隔壁の撥インキ性は良好であり、滲み、はみ出しによる混色は見られなかった。また、塗膜欠陥もみられなかった。さらに基板内および基板間の撥インキ性能のバラツキは少なかった。
[実施例3]
カーボンブラック(デグサ社製「Pritex75」)7.5部、分散剤0.5部、重合体C溶液24.5部、およびシクロヘキサノン32.0部を均一に混合し、直径1mmのガラスビーズを用いて、サンドミルで5時間分散し、黒色分散体を調整した。得られた黒色分散体に、重合体A4溶液2.0部、
架橋剤(和光純薬工業社製「ヘキサメチレングリコール」)0.8部、架橋触媒(日本化学産業社製「オクチル酸錫」)0.2部、トリメチロールプロパントリアクリレート(新中村化学社製「NKエステルATMPT」)4.9部、光開始剤(チバガイギー社製「イルガキュアー907」)0.6部、増感剤(保土ヶ谷化学社製「EAB−F」)0.4部、およびシクロヘキサノン26.6部を均一に撹拌混合した後、1μmのフィルタで濾過してアルカリ現像型黒色感光性レジスト(隔壁用組成物)を作製した。
実施例1と同様にして、ガラス基板上に得られた感光性レジストを塗布し、乾燥、露光および現像を行ったところ、現像ムラのない100μm×100μmの隔壁が形成できた。この後、180℃で1時間加熱して、画素形成用基板を作成した。
得られた画素形成用基板の隔壁で区分された領域内(凸部に囲まれた凹部)に、実施例1と同様にしてインキの吐出を行い、赤、緑、青の微細なフィルタセグメントのパターンからなるカラーフィルタを作成した。このようにして作成されたカラーフィルタを光学顕微鏡により観察したところ、隔壁の撥インキ性は良好であり、滲み、はみ出しによる混色は見られなかった。また、塗膜欠陥もみられなかった。さらに基板内および基板間の撥インキ性能のバラツキは少なかった。
[実施例4]
カーボンブラック(デグサ社製「Pritex75」)7.5部、分散剤0.5部、重合体C溶液27.0部、およびシクロヘキサノン32.0部を均一に混合し、直径1mmのガラスビーズを用いて、サンドミルで5時間分散し、黒色分散体を調整した。得られた黒色分散体に、重合体A5溶液2.0部、
トリメチロールプロパントリアクリレート(新中村化学社製「NKエステルATMPT」)5.4部、光開始剤(チバガイギー社製「イルガキュアー907」)0.6部、増感剤(保土ヶ谷化学社製「EAB−F」)0.4部、およびシクロヘキサノン24.6部を均一に撹拌混合した後、1μmのフィルタで濾過してアルカリ現像型黒色感光性レジスト(隔壁用組成物)を作製した。
実施例1と同様にして、ガラス基板上に得られた感光性レジストを塗布し、乾燥、露光および現像を行ったところ、現像ムラのない100μm×100μmの隔壁が形成できた。この後、180℃で1時間加熱して、画素形成用基板を作成した。
得られた画素形成用基板の隔壁で区分された領域内(凸部に囲まれた凹部)に、実施例1と同様にしてインキの吐出を行い、赤、緑、青の微細なフィルタセグメントのパターンからなるカラーフィルタを作成した。このようにして作成されたカラーフィルタを光学顕微鏡により観察したところ、隔壁の撥インキ性は良好であり、滲み、はみ出しによる混色は見られなかった。また、塗膜欠陥もみられなかった。さらに基板内および基板間の撥インキ性能のバラツキは少なかった。
[実施例5]
実施例4と同様黒色分散体に、重合体A2溶液3.0部、トリメチロールプロパントリアクリレート(新中村化学社製「NKエステルATMPT」)5.3部、光開始剤(チバガイギー社製「イルガキュアー907」)0.6部 増感剤(保土ヶ谷化学社製「EAB−F」)0.4部、およびシクロヘキサノン23.7部を均一に撹拌混合した後、1μmのフィルタで濾過してアルカリ現像型黒色感光性レジスト(隔壁用組成物)を作製した。
実施例1と同様にして、ガラス基板上に得られた感光性レジストを塗布し、乾燥、露光および現像を行ったところ、現像ムラのない100μm×100μmの隔壁が形成できた。この後、180℃で1時間加熱して、画素形成用基板を作成した。
得られた画素形成用基板の隔壁で区分された領域内(凸部に囲まれた凹部)に、実施例1と同様にしてインキの吐出を行い、赤、緑、青の微細なフィルタセグメントのパターンからなるカラーフィルタを作成した。このようにして作成されたカラーフィルタを光学顕微鏡により観察したところ、隔壁の撥インキ性は良好であり、滲み、はみ出しによる混色は見られなかった。また、塗膜欠陥もみられなかった。さらに基板内および基板間の撥インキ性能のバラツキは少なかった。
[実施例6]
カーボンブラック(デグサ社製「Pritex75」)7.5部、分散剤0.5部、重合体C溶液21.0部、およびシクロヘキサノン32.0部を均一に混合し、直径1mmのガラスビーズを用いて、サンドミルで5時間分散した後、黒色分散体を調整した。得られた黒色分散体に、重合体A3溶液26.0部、トリメチロールプロパントリアクリレート(新中村化学社製「NKエステルATMPT」)4.2部、光開始剤(チバガイギー社製「イルガキュアー907」)0.6部 増感剤(保土ヶ谷化学社製「EAB−F」)0.4部、およびシクロヘキサノン7.8部を均一に撹拌混合した後、1μmのフィルタで濾過してアルカリ現像型黒色感光性レジスト(隔壁用組成物)を作製した。
実施例1と同様にして、ガラス基板上に得られた感光性レジストを塗布し、乾燥、露光および現像を行ったところ、現像ムラのない100μm×100μmの隔壁が形成できた。この後、180℃で1時間加熱して、画素形成用基板を作成した。
得られた画素形成用基板の隔壁で区分された領域内(凸部に囲まれた凹部)に、実施例1と同様にしてインキの吐出を行い、赤、緑、青の微細なフィルタセグメントのパターンからなるカラーフィルタを作成した。このようにして作成されたカラーフィルタを光学顕微鏡により観察したところ、隔壁の撥インキ性は見られたが、滲み、はみ出しによる混色の箇所が若干見られた。しかし、塗膜欠陥はみられなかった。さらに基板内および基板間の撥インキ性能のバラツキは少なかった。
[実施例7]
カーボンブラック(デグサ社製「Pritex75」)7.5部、分散剤0.5部、重合体C溶液21.0部、およびシクロヘキサノン32.0部を均一に混合し、直径1mmのガラスビーズを用いて、サンドミルで5時間分散した後、黒色分散体を調整した。得られた黒色分散体に、重合体A6溶液26.0部、トリメチロールプロパントリアクリレート(新中村化学社製「NKエステルATMPT」)4.2部、光開始剤(チバガイギー社製「イルガキュアー907」)0.6部 増感剤(保土ヶ谷化学社製「EAB−F」)0.4部、およびシクロヘキサノン7.8部を均一に撹拌混合した後、1μmのフィルタで濾過してアルカリ現像型黒色感光性レジスト(隔壁用組成物)を作製した。
実施例1と同様にして、ガラス基板上に得られた感光性レジストを塗布し、乾燥、露光および現像を行ったところ、現像ムラのない100μm×100μmの隔壁が形成できた。この後、180℃で1時間加熱して、画素形成用基板を作成した。
得られた画素形成用基板の隔壁で区分された領域内(凸部に囲まれた凹部)に、実施例1と同様にしてインキの吐出を行い、赤、緑、青の微細なフィルタセグメントのパターンからなるカラーフィルタを作成した。このようにして作成されたカラーフィルタを光学顕微鏡により観察したところ、隔壁の撥インキ性は良好であり、滲み、はみ出しによる混色は見られなかった。しかし、塗膜欠陥はみられなかった。さらに基板内および基板間の撥インキ性能のバラツキは少なかった。
[実施例8]
カーボンブラック(デグサ社製「Pritex75」)7.5部、分散剤0.5部、重合体C溶液21.0部、およびシクロヘキサノン32.0部を均一に混合し、直径1mmのガラスビーズを用いて、サンドミルで5時間分散した後、黒色分散体を調整した。得られた黒色分散体に、重合体A7溶液26.0部、トリメチロールプロパントリアクリレート(新中村化学社製「NKエステルATMPT」)4.2部、光開始剤(チバガイギー社製「イルガキュアー907」)0.6部 増感剤(保土ヶ谷化学社製「EAB−F」)0.4部、およびシクロヘキサノン7.8部を均一に撹拌混合した後、1μmのフィルタで濾過してアルカリ現像型黒色感光性レジスト(隔壁用組成物)を作製した。
実施例1と同様にして、ガラス基板上に得られた感光性レジストを塗布し、乾燥、露光および現像を行ったところ、現像ムラのない100μm×100μmの隔壁が形成できた。この後、180℃で1時間加熱して、画素形成用基板を作成した。
得られた画素形成用基板の隔壁で区分された領域内(凸部に囲まれた凹部)に、実施例1と同様にしてインキの吐出を行い、赤、緑、青の微細なフィルタセグメントのパターンからなるカラーフィルタを作成した。このようにして作成されたカラーフィルタを光学顕微鏡により観察したところ、隔壁の撥インキ性は良好であり、滲み、はみ出しによる混色は見られなかった。しかし、塗膜欠陥はみられなかった。さらに基板内および基板間の撥インキ性能のバラツキは少なかった。
[実施例9]
カーボンブラック(デグサ社製「Pritex75」)7.5部、分散剤0.5部、重合体C溶液21.0部、およびシクロヘキサノン32.0部を均一に混合し、直径1mmのガラスビーズを用いて、サンドミルで5時間分散した後、黒色分散体を調整した。得られた黒色分散体に、重合体A8溶液26.0部、トリメチロールプロパントリアクリレート(新中村化学社製「NKエステルATMPT」)4.2部、光開始剤(チバガイギー社製「イルガキュアー907」)0.6部 増感剤(保土ヶ谷化学社製「EAB−F」)0.4部、およびシクロヘキサノン7.8部を均一に撹拌混合した後、1μmのフィルタで濾過してアルカリ現像型黒色感光性レジスト(隔壁用組成物)を作製した。
実施例1と同様にして、ガラス基板上に得られた感光性レジストを塗布し、乾燥、露光および現像を行ったところ、現像ムラのない100μm×100μmの隔壁が形成できた。この後、180℃で1時間加熱して、画素形成用基板を作成した。
得られた画素形成用基板の隔壁で区分された領域内(凸部に囲まれた凹部)に、実施例1と同様にしてインキの吐出を行い、赤、緑、青の微細なフィルタセグメントのパターンからなるカラーフィルタを作成した。このようにして作成されたカラーフィルタを光学顕微鏡により観察したところ、隔壁の撥インキ性は良好であり、滲み、はみ出しによる混色は見られなかった。しかし、塗膜欠陥はみられなかった。さらに基板内および基板間の撥インキ性能のバラツキは少なかった。
[比較例1]
実施例4と同様の黒色分散体に、ポリシロキサン化合物D1溶液1.0部、トリメチロールプロパントリアクリレート(新中村化学社製「NKエステルATMPT」)5.6部、光開始剤(チバガイギー社製「イルガキュアー907」)0.6部 増感剤(保土ヶ谷化学社製「EAB−F」)0.4部、およびシクロヘキサノン25.4部の混合物を均一に撹拌混合した後、1μmのフィルタで濾過してアルカリ現像型黒色感光性レジスト(隔壁用組成物)を作製した。
実施例1と同様にして、ガラス基板上に得られた感光性レジストを塗布し、乾燥、露光および現像を行ったところ、現像ムラのない100μm×100μmの隔壁が形成できた。この後、180℃で1時間加熱して、画素形成用基板を作成した。
得られた画素形成用基板の隔壁で区分された領域内(凸部に囲まれた凹部)に、実施例1と同様にしてインキの吐出を行い、赤、緑、青の微細なフィルタセグメントのパターンからなるカラーフィルタを作成した。このようにして作成されたカラーフィルタを光学顕微鏡により観察したところ、隔壁の撥インキ性は不十分であり、はみ出しによる混色が見られた。また、隔壁近傍底部でインキのハジキが観察され、ポリシロキサン化合物D1のブリードによる塗膜欠陥が見られた。さらに基板内および基板間の撥インキ性能のバラツキが多かった。
[比較例2]
ポリシロキサン化合物D1溶液をポリシロキサン化合物D2溶液に変えた以外は、比較例2と同様にしてアルカリ現像型黒色感光性レジスト(隔壁用組成物)を作製した。
実施例1と同様にして、ガラス基板上に得られた感光性レジストを塗布し、乾燥、露光および現像を行ったところ、現像ムラやパターン不良個所が見られる100μm×100μmの隔壁が形成できた。この後、180℃で1時間加熱して、画素形成用基板を作成した。
得られた画素形成用基板の隔壁で区分された領域内(凸部に囲まれた凹部)に、実施例1と同様にしてインキの吐出を行い、赤、緑、青の微細なフィルタセグメントのパターンからなるカラーフィルタを作成した。このようにして作成されたカラーフィルタを光学顕微鏡により観察したところ、隔壁の撥インキ性は不十分であり、はみ出しによる混色が見られた。また、隔壁近傍底部でインキのハジキが観察され、ポリシロキサン化合物D2のブリードによる塗膜欠陥が見られた。さらに基板内および基板間の撥インキ性能のバラツキが多かった。

Claims (7)

  1. 活性エネルギー線の照射により重合反応にあずかるエチレン性不飽和二重結合およびポリオルガノシロキサン鎖を有するビニル重合体を含むことを特徴とする、インクジェット法によるカラーフィルターの製造に用いられる隔壁用組成物。
  2. ビニル重合体が、エチレン性不飽和二重結合およびポリオルガノシロキサン鎖を有する単量体(a)1〜60重量%と、エチレン性不飽和二重結合および反応性官能基を有する(a)以外の単量体(b)10〜90重量%と、(a)および(b)以外のエチレン性不飽和二重結合を有する単量体(c)0〜89重量%との重合体(A)に、前記反応性官能基と反応可能な官能基およびエチレン性不飽和二重結合を有する化合物(B)を反応させてなる重合体であることを特徴とする請求項1記載の隔壁用組成物。
  3. 単量体(a)の含有量が、隔壁用組成物の不揮発分重量を基準として0.01〜10重量%であることを特徴とする請求項1または2記載の隔壁用組成物。
  4. さらに、エチレン性不飽和二重結合を有する化合物を含むことを特徴とする請求項1ないし3いずれか1項に記載の隔壁用組成物。
  5. さらに、光開始剤を含むことを特徴とする請求項4記載の隔壁用組成物。
  6. 基材上に、請求項1ないし5いずれか1項に記載の隔壁用組成物により形成された隔壁を有する画素形成用基板。
  7. 請求項6記載の画素形成用基板の隔壁で区分された領域内に、インクジェット法によりインキを充填して画素を形成することを特徴とする画素の形成方法。
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