JP4513736B2 - 液晶パネル用樹脂組成物、並びにそれを用いたカラーフィルタ及び液晶パネル - Google Patents

液晶パネル用樹脂組成物、並びにそれを用いたカラーフィルタ及び液晶パネル Download PDF

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Description

本発明は、液晶パネル用樹脂組成物、並びにそれを用いたカラーフィルタ及び液晶パネルに関する。
従来、液晶パネルの製造において、液晶パネルの部分となる画素、ブラックマトリックス、フォトスペーサ、リブ材(液晶分割配向突起)、オーバーコート等は、以下の手順で形成される。即ち、(1)感光性成分、バインダ樹脂、色材、及び溶剤等を含む液晶パネル用樹脂組成物を基板に塗布する。(2)前記の樹脂組成物の塗布膜を乾燥させて樹脂組成物層を形成する。(3)前記樹脂組成物層を露光、現像し、液晶パネル用レジスト画像を形成する。
前記(1)(2)の工程においては特に樹脂組成物の基板への塗布における塗布ムラ等の発生が問題になる。そこでこれを防止するために各種界面活性剤を添加する手段が採られている。例えば、特にダイコート塗布法においては、樹脂組成物が低固形分濃度で低粘度であるため、ピン跡、ベナードセル、吹き荒れ、ゆず肌、マラゴニー、端面盛り上がり(額縁)等の「乾燥ムラ」が発生し易い。これに対して、界面活性剤の添加量を増やしたり、表面張力の低下能が高い界面活性剤を用いる等の手段が採られている。しかしながら、これらの乾燥ムラ防止手段は、一方で樹脂組成物の「塗布ムラ」を発生させる原因となった。このような塗布ムラとは、例えばガラス基板に対する樹脂組成物の濡れ性が悪化したり、レベリング性が悪化したりすることによって起こる、横段ムラ、筋ムラ、シンスポット、ストリーク等である。そして、これらの塗布ムラと乾燥ムラはトレードオフの関係にあり、両方のムラの発生を同時に防止することは困難であった。
これに対して、例えば特許文献1では、カラーフィルタ用重合性組成物に含まれる界面活性剤として、フェニル基を有し分子量が3千〜4千のシリコン系界面活性剤を用いることにより、基板へのスリットコート時の塗布面端部にツノ形状の厚膜部が形成されることを防止できるとしている。しかしながら、本発明者の検討によると、単に上記シリコン系界面活性剤を用いるのみでは、その他の種類のムラも含めた画一的なムラ発生防止には不十分であることが判明した。又、例えば特許文献2では、着色感光性樹脂組成物の表面張力を25.5mN/m以上29.0mN/m以下とすることにより、スピンレスコーターにおいて良好な塗布性を実現できるとしている。しかしながら、本発明者の検討によると、単に表面張力を特定範囲に規定するだけでは、ガラス面との濡れ性、特にスピンレスコーターに特有な液切れの問題を解決するには不十分であることが判明した。
特開2004−29261号公報 特開2004−126549号公報
本発明は、前述の従来技術に鑑みてなされたもので、塗布ムラと乾燥ムラの発生を同時に解決することができる液晶パネル用樹脂組成物、並びにそれを用いたカラーフィルタ及び液晶パネルを提供することを目的とする。
本発明者は、前記課題を解決すべく鋭意研究を進めた結果、特にバインダ樹脂、界面活性剤及び溶剤の種類、量、組合せ等を選択し、界面活性剤の親水性・疎水性、親油性・疎
油性、分子量と溶媒の極性のバランスを調整することによって、ガラス面に対する接触角と表面張力とが特定の関係を有する樹脂組成物が、前記課題を解決することができることを見出し本発明に到達したものである。従って、本発明の要旨は、以下の通りである。
(i)バインダ樹脂、界面活性剤、及び溶剤を含む液晶パネル用樹脂組成物であって、該樹脂組成物の液滴の清浄ガラス面に対する接触角θ(度)と、該樹脂組成物の表面張力σ(mN/m)が下記式(1) 、(2) 、及び(3) を満足することを特徴とする液晶パネル用樹脂組成物。
θ≦5×(σ0 −σ) (1)
σ≦σ0 −1 (2)
θ≦15 (3)
〔但し、前記式中、σ0 は樹脂組成物に用いられている溶剤単独の表面張力(mN/m)である。〕
(ii)前記(i)に記載の液晶パネル用樹脂組成物を用いて形成されたカラーフィルタ。
(iii)前記(i)に記載の液晶パネル用樹脂組成物を用いて形成された液晶パネル。
本発明によれば、塗布ムラと乾燥ムラの発生を同時に解決することができる液晶パネル用樹脂組成物、並びにそれを用いたカラーフィルタ及び液晶パネルを提供することができる。
〔1.液晶パネル用樹脂組成物〕
本発明のバインダ樹脂、界面活性剤、及び溶剤を含む液晶パネル用樹脂組成物は、光重合性単量体、及び光重合開始系を感光性成分として含有するのが好ましい。また、更に必要に応じて、色材、分散剤、その他成分等を含有する。以下に、本発明の液晶パネル用樹脂組成物の構成成分について説明する。
〔1−1.光重合性単量体〕
本発明の液晶パネル用樹脂組成物は、光重合性単量体を含有するのが好ましい。光重合性単量体は、重合可能な低分子化合物であれば特に制限はないが、エチレン性二重結合を少なくとも1つ有する付加重合可能な化合物(以下、「エチレン性化合物」と言う場合がある。)が好ましい。エチレン性化合物は、本発明の液晶パネル用樹脂組成物が活性光線の照射を受けた場合、後述する光重合開始系の作用により付加重合し、硬化するようなエチレン性二重結合を有する化合物である。尚、本発明における単量体は、いわゆる高分子物質に相対する概念を意味し、狭義の単量体以外に二量体、三量体、オリゴマーも含有する。
エチレン性化合物としては、例えば、(メタ)アクリル酸(尚、本発明において、「(メタ)アクリル」とは、「アクリル」及び/又は「メタクリル」を意味するものとする。)等の不飽和カルボン酸、モノヒドロキシ化合物と不飽和カルボン酸とのエステル、脂肪族ポリヒドロキシ化合物と不飽和カルボン酸とのエステル、芳香族ポリヒドロキシ化合物と不飽和カルボン酸とのエステル、不飽和カルボン酸と多価カルボン酸及び前述の脂肪族ポリヒドロキシ化合物、芳香族ポリヒドロキシ化合物等の多価ヒドロキシ化合物とのエステル化反応により得られるエステル、ポリイソシアネート化合物と(メタ)アクリロイル基含有ヒドロキシ化合物とを反応させたウレタン骨格を有するエチレン性化合物等が挙げられる。
脂肪族ポリヒドロキシ化合物と不飽和カルボン酸とのエステルとしては、エチレングリコールジ(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、トリ
メチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、トリメチロールエタントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールジ(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、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールテトラ(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、グリセロール(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリル酸エステルが挙げられる。又、これらアクリレートの(メタ)アクリル酸部分を、イタコン酸部分に代えたイタコン酸エステル、クロトン酸部分に代えたクロトン酸エステル、或いは、マレイン酸部分に代えたマレイン酸エステル等が挙げられる。又、芳香族ポリヒドロキシ化合物と不飽和カルボン酸とのエステルとしては、ハイドロキノンジ(メタ)アクリレート、レゾルシンジ(メタ)アクリレート、ピロガロールトリ(メタ)アクリレート等が挙げられる。又、不飽和カルボン酸と多価カルボン酸及び多価ヒドロキシ化合物とのエステル化反応により得られるエステルは、必ずしも単一物ではなく、混合物であっても良い。代表例としては、(メタ)アクリル酸、フタル酸、及びエチレングリコールの縮合物、(メタ)アクリル酸、マレイン酸、及びジエチレングリコールの縮合物、(メタ)アクリル酸、テレフタル酸、及びペンタエリスリトールの縮合物、(メタ)アクリル酸、アジピン酸、ブタンジオール、及びグリセリンの縮合物等が挙げられる。
ポリイソシアネート化合物と(メタ)アクリロイル基含有ヒドロキシ化合物とを反応させたウレタン骨格を有するエチレン性化合物としては、ヘキサメチレ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等の脂肪族ジイソシアネート;シクロヘキサンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート等の脂環式ジイソシアネート;トリ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等の芳香族ジイソシアネート等と、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、3−ヒドロキシ〔1,1,1−トリ(メタ)アクリロイルオキシメチル〕プロパン等の(メタ)アクリロイル基含有ヒドロキシ化合物との反応物が挙げられる。
その他、本発明に用いられるエチレン性化合物の例としては、エチレンビス(メタ)アクリルアミド等の(メタ)アクリルアミド類;フタル酸ジアリル等のアリルエステル類;ジビニルフタレート等のビニル基含有化合物等が挙げられる。
又、エチレン性化合物は酸価を有する単量体であってもよい。酸価を有する単量体としては、例えば、脂肪族ポリヒドロキシ化合物と不飽和カルボン酸とのエステルであり、脂肪族ポリヒドロキシ化合物の未反応のヒドロキシル基に非芳香族カルボン酸無水物を反応させて酸基を持たせた多官能単量体が好ましく、特に好ましくは、このエステルにおいて、脂肪族ポリヒドロキシ化合物がペンタエリスリトール及び/又はジペンタエリスリトールであるものである。これらの単量体は1種を単独で用いても良いが、製造上、単一の化合物を得ることは難しいことから、2種以上を混合して用いても良い。又、必要に応じて単量体として酸基を有しない多官能単量体と酸基を有する多官能単量体を併用しても良い。
酸基を有する多官能単量体の好ましい酸価としては、0.1〜40mg・KOH/gであり、特に好ましくは5〜30mg・KOH/gである。多官能単量体の酸価が低すぎると現像溶解特性が落ち、高すぎると製造や取扱いが困難になり光重合性能が落ち、画素の表面平滑性等の硬化性が劣るものとなる。従って、異なる酸基の多官能単量体を2種以上併用する場合、或いは酸基を有しない多官能単量体を併用する場合、全体の多官能単量体としての酸基が上記範囲に入るように調整することが好ましい。本発明において、より好ましい酸基を有する多官能単量体は、東亞合成(株)製「TO1382」として市販されている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ペンタアクリレート、ジペンタエリスリトールペンタアクリレートのコハク酸エステルを主成分とする混合物である。この多官能単量体と他の多官能単量体を組み合わせて使用することもで
きる。
本発明の液晶パネル用樹脂組成物において、これらのエチレン性化合物の含有割合は、全固形分〔尚、本発明において、「全固形分」とは、後述する溶剤以外の液晶パネル用樹脂組成物中の全成分を言うものとする。〕中、通常0重量%以上、好ましくは5重量%以上、更に好ましくは10重量%以上であり、又、通常80重量%以下、好ましくは70重量%以下、更に好ましくは50重量%以下、特に好ましくは40重量%以下である。又、後述する色材に対する比率は、通常0重量%以上、好ましくは5重量%以上、更に好ましくは10重量%以上、特に好ましくは20重量%以上であり、又、通常200重量%以下、好ましくは100重量%以下、更に好ましくは80重量%以下である。
〔1−2.光重合開始系〕
本発明の液晶パネル用樹脂組成物は、光重合開始系を含有するのが好ましい。光重合開始系は、通常、光重合開始剤、及び必要に応じて添加される増感色素、重合加速剤等の付加剤との混合物として用いられ、光を直接吸収し、或いは光増感されて分解反応又は水素引き抜き反応を起こし、重合活性ラジカルを発生する機能を有する成分である。
光重合開始系を構成する光重合開始剤としては、例えば、特開昭59−152396号、特開昭61−151197号各公報等に記載のチタノセン誘導体類、特開平10−300922号、特開平11−174224号、特開2000−56118号各公報等に記載されるヘキサアリールビイミダゾール誘導体類、特開平10−39503号公報等に記載のハロメチル化オキサジアゾール誘導体類、ハロメチル−s−トリアジン誘導体類、N−フェニルグリシン等のN−アリール−α−アミノ酸類、N−アリール−α−アミノ酸塩類、N−アリール−α−アミノ酸エステル類等のラジカル活性剤、α- アミノアルキルフェノン誘導体類、特開2000−80068号公報等に記載のオキシムエステル系誘導体類等が挙げられる。
具体的には、例えば、チタノセン誘導体類としては、ジシクロペンタジエニルチタニウムジクロライド、ジシクロペンタジエニルチタニウムビスフェニル、ジシクロペンタジエニルチタニウムビス(2,3,4,5,6−ペンタフルオロフェニ−1一イル)、ジシクロペンタジエニルチタニウムビス(2,3,5,6−テトラフルオロフェニ−1−イル)、ジシクロペンタジエニルチタニウムビス(2,4,6−トリフルオロフェニ−1−イル、ジシクロペンタジエニルチタニウムジ(2,6−ジフルオロフェニ−1−イル)、ジシクロペンタジエニルチタニウムジ(2,4−ジフルオロフェニ−1−イル)、ジ(メチルシクロペンタジエニル)チタニウムビス(2,3,4,5,6−ペンタフルオロフェニ−1−イル)、ジ(メチルシクロペンタジエニル)チタニウムビス(2,6−ジフルオロフェニ−1−イル)、ジシクロペンタジエニルチタニウム〔2,6−ジ−フルオロ−3−(ピロ−1−イル)−フェニ−1−イル〕等が、又、ビイミダゾール誘導体類としては、2−(2’−クロロフェニル)−4,5−ジフェニルイミダソール2量体、2−(2’−クロロフェニル)−4,5−ビス(3’−メトキシフェニル)イミダゾール2量体、2−(2’−フルオロフェニル)−4,5−ジフェニルイミダゾール2量体、2−(2’−メトキシフエニル)−4,5−ジフェニルイミダゾール2量体、(4’−メトキシフエニル)−4,5−ジフェニルイミダゾール2量体等が、又、ハロメチル化オキサジアゾール誘導体類としては、2−トリクロロメチル−5−(2’−ベンゾフリル)−1,3,4−オキサジアゾール、2−トリクロロメチル−5−〔β−(2’−ベンゾフリル)ビニル〕−1,3,4−オキサジアゾール、2−トリクロロメチル−5−〔β−(2’−(6''−ベンゾフリル)ビニル)〕−1,3,4−オキサジアゾール、2−トリクロロメチル−5一フリル−1,3,4−オキサジアゾール等が、又、ハロメチル化トリアジン誘導体類としては、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−メトキシナフチル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(4−エトキシナフチル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(4−エトキシカルボニルナフチル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン等が、又、α- アミノアルキルフェノン誘導体類としては、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)−ブタノン−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) ブタン−1−オン、4−ジメチルアミノエチルベンゾエ−ト、4−ジメチルアミノイソアミルベンゾエ−ト、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、2−エチルヘキシル−1,4−ジメチルアミノベンゾエート、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)カルコン等が、又、オキシムエステル系誘導体類としては、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)等がそれぞれ挙げられる。
更に、その他に、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインフェニルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル等のベンゾインアルキルエーテル類;2−メチルアントラキノン、2−エチルアントラキノン、2−t−ブチルアントラキノン、1−クロロアントラキノン等のアントラキノン誘導体類;ベンゾフェノン、ミヒラーズケトン、2−メチルベンゾフェノン、3−メチルベンゾフェノン、4−メチルベンゾフェノン、2−クロロベンゾフェノン、4−ブロモベンゾフェノン、2−カルボキシベンゾフェノン等のベンゾフェノン誘導体類;2,2−ジメトキシ−2−フェニルアセトフェノン、2,2−ジエトキシアセトフェノン、1−ヒドロキシシクロへキシルフェニルケトン、α−ヒドロキシ−2−メチルフェニルプロパノン、1−ヒドロキシ−1−メチルエチル−(p−イソプロピルフェニル)ケトン、1−ヒドロキシ−1−(p−ドデシルフェニル)ケトン、2−メチル−(4’−メチルチオフェニル)−2−モルホリノ−1−プロパノン、1,1,1−トリクロロメチル−(p一ブチルフェニル)ケトン等のアセトフェノン誘導体類;チオキサントン、2−エチルチオキサントン、2−イソプロピルチオキサントン、2−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のチオキサントン誘導体類;p−ジメチルアミノ安息香酸エチル、p−ジエチルアミノ安息香酸エチル等の安息香酸エステル誘導体類;9−フェニルアクリジン、9−(pメトキシフェニル)アクリジン等のアクリジン誘導体類;9,10−ジメチルベンズフェナジン等のフェナジン誘導体類;ベンズアンスロン等のアンスロン誘導体類等も挙げられる。
又、必要に応じて用いられる重合加速剤としては、例えば、N,N−ジメチルアミノ安息香酸エチルエステル等のN,N−ジアルキルアミノ安息香酸アルキルエステル類;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、2−メルカプトベンゾイミダゾール等の複素環を有するメルカプト化合物、又は脂肪族多官能メルカプト化合物等のメルカプト化合物類等が挙げられる。これらの光重合開始剤及び重合加速剤は、それぞれ1種を単独で用いても良く、2種以上を混合して用いても良い。
本発明の液晶パネル用樹脂組成物において、これらの光重合開始系の含有割合は、全固形分中、通常0.1重量%以上、好ましくは0.5重量%以上、又、通常40重量%以下、好ましくは30重量%以下である。この含有割合が著しく低いと露光光線に対する感度が低下する原因となることがあり、反対に著しく高いと未露光部分の現像液に対する溶解性が低下し、現像不良を誘起させることがある。
又、必要に応じて感応感度を高める目的で画像露光光源の波長に応じて用いられる増感色素としては、特開平4−221958号、特開平4−219756号各公報等に記載のキサンテン系色素、特開平3−239703号、特開平5−289335号各公報等に記
載の複素環を有するクマリン系色素、特開平3−239703号、特開平5−289335号各公報等に記載の3−ケトクマリン系色素、特開平6−19240号公報等に記載のピロメテン系色素、特開昭47−2528号、特開昭54−155292号、特公昭45−37377号、特開昭48−84183号、特開昭52−112681号、特開昭58−15503号、特開昭60−88005号、特開昭59−56403号、特開平2−69号、特開昭57−168088号、特開平5−107761号、特開平5−210240号、特開平4−288818号各公報等に記載のジアルキルアミノベンゼン骨格を有する色素等を挙げることができる。
これらの増感色素のうち好ましいものは、アミノ基含有増感色素であり、更に好ましいものは、アミノ基及びフェニル基を同一分子内に有する化合物である。特に、好ましいのは、例えば、4,4’−ジメチルアミノベンゾフェノン、4,4’−ジエチルアミノベンゾフェノン、2−アミノベンゾフェノン、4−アミノベンゾフェノン、4,4’−ジアミノベンゾフェノン、3,3’−ジアミノベンゾフェノン、3,4−ジアミノベンゾフェノン等のベンゾフェノン系化合物;2−(p−ジメチルアミノフェニル)ベンゾオキサゾール、2−(p−ジエチルアミノフェニル)ベンゾオキサゾール、2−(p−ジメチルアミノフェニル)ベンゾ〔4,5〕ベンゾオキサゾール、2−(p−ジメチルアミノフェニル)ベンゾ〔6,7〕ベンゾオキサゾール、2,5−ビス(p−ジエチルアミノフェニル)−1,3,4−オキサゾール、2−(p−ジメチルアミノフェニル)ベンゾチアゾール、2−(p−ジエチルアミノフェニル)ベンゾチアゾール、2−(p−ジメチルアミノフェニル)ベンズイミダゾール、2−(p−ジエチルアミノフェニル)ベンズイミダゾール、2,5−ビス(p−ジエチルアミノフェニル)−1,3,4−チアジアゾール、(p−ジメチルアミノフェニル)ピリジン、(p−ジエチルアミノフェニル)ピリジン、(p−ジメチルアミノフェニル)キノリン、(p−ジエチルアミノフェニル)キノリン、(p−ジメチルアミノフェニル)ピリミジン、(p−ジエチルアミノフェニル)ピリミジン等のp−ジアルキルアミノフェニル基含有化合物等である。このうち最も好ましいものは、4,4’−ジアルキルアミノベンゾフェノンである。増感色素もまた1種を単独で用いても良く、2種以上を混合して用いても良い。
本発明の液晶パネル用樹脂組成物において、これらの増感色素の含有割合は、全固形分中、通常0重量%以上、好ましくは0.2重量%以上、更に好ましくは0.5重量%以上、又、通常20重量%以下、好ましくは15重量%以下、更に好ましくは10重量%以下の範囲である。
〔1−3.色材〕
本発明の液晶パネル用樹脂組成物は、必要に応じて(例えば、画素、ブラックマトリックスの用途に用いる場合など)、色材を含有する。色材としては、顔料又は染料が使用できるが、耐熱性、耐光性などの点から顔料が好ましい。顔料としては、赤色顔料、青色顔料、緑色顔料、黄色顔料、紫色顔料、オレンジ顔料、ブラウン顔料等各種の色の顔料を使用することができる。又、その化学構造としては、アゾ系、フタロシアニン系、キナクリドン系、ベンツイミダゾロン系、イソインドリノン系、ジオキサジン系、インダンスレン系、ペリレン系等の有機顔料が挙げられる。この他に種々の無機顔料等も利用可能である。以下、使用できる顔料の具体例をピグメントナンバーで示す。以下に挙げる「C.I.」は、カラーインデックス(C.I.)を意味する。
赤色顔料としては、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、1 01、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を挙げることができる。これらの中で、好ましくはC.I.ピグメントレッド48:1、122、168、177、202、206、207、209、224、242、254であり、更に好ましくはC.I.ピグメントレッド177、209、224、254である。
青色顔料としては、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を挙げることができる。これらの中で、好ましくはC.I.ピグメントブルー15、15:1、15:2、15:3、15:4、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。
緑色顔料としては、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、45、48、50、51、54、55を挙げることができる。これらの中で、好ましくはC.I.ピグメントグリーン7、36である。
黄色顔料としては、C.I.ピグメントイエロー1、1:1、2、3、4、5、6、9、10、12、13、14、16、17、24、31、32、34、35、35:1、36、36:1、37、37:1、40、41、42、43、48、53、55、61、62、62:1、63、65、73、74、75,81、83、87、93、94、95、97、100、101、104、105、108、109、110、111、116、117、119、120、126、127、127:1、128、129、133、134、136、138、139、142、147、148、150、151、153、154、155、157、158、159、160、161、162、163、164、165、166、167、168、169、170、172、173、174、175、176、180、181、182、183、184、185、188、189、190、191、191:1、192、193、194、195、196、197、198、199、200、202、203、204、205、206、207、208を挙げることができる。これらの中で、好ましくはC.I.ピグメントイエロー83、117、129、138、139、150、154、155、180、185であり、更に好ましくはC.I.ピグメントイエロー83、138、139、150、180である。
紫色顔料としては、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を挙げることができる。これらの中で、好ましくはC.I.ピグメントバイオレット19、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。
オレンジ顔料としては、C.I.ピグメントオレンジ1、2、5、13、16、17、19、20、21、22、23、24、34、36、38、39、43、46、48、49、61、62、64、65、67、68、69、70、71、72、73、74、75、77、78、79を挙げることができる。これらの中で、好ましくはC.I.ピグメントオレンジ38、71である。
又、無機顔料として、硫酸バリウム、硫酸鉛、酸化チタン、黄色鉛、ベンガラ、酸化クロム等が挙げられる。
上記の各種の顔料は、複数種を併用することもできる。例えば、色度の調整のために、顔料として、緑色顔料と黄色顔料とを併用したり、青色顔料と紫色顔料とを併用したりすることができる。尚、これらの顔料の平均粒径は、通常1μm以下、好ましくは0.5μm以下、更に好ましくは0.25μm以下である。又、通常0.001μm以上、好ましくは0.005μm以上である。
又、色材として使用できる染料としては、アゾ系染料、アントラキノン系染料、フタロシアニン系染料、キノンイミン系染料、キノリン系染料、ニトロ系染料、カルボニル系染料、メチン系染料等が挙げられる。
アゾ系染料としては、例えば、C.I.アシッドイエロー11、C.I.アシッドオレンジ7、C.I.アシッドレッド37、C.I.アシッドレッド180、C.I.アシッドブルー29、C.I.ダイレクトレッド28、C.I.ダイレクトレッド83、C.I.ダイレクトイエロー12、C.I.ダイレクトオレンジ26、C.I.ダイレクトグリーン28、C.I.ダイレクトグリーン59、C.I.リアクティブイエロー2、C.I.リアクティブレッド17、C.I.リアクティブレッド120、C.I.リアクティブブラック5、C.I.ディスパースオレンジ5、C.I.ディスパースレッド58、C.I.ディスパースブルー165、C.I.ベーシックブルー41、C.I.ベーシックレッド18、C.I.モルダントレッド7、C.I.モルダントイエロー5、C.I.モルダントブラック7等が挙げられる。
アントラキノン系染料としては、例えば、C.I.バットブルー4、C.I.アシッドブルー40、C.I.アシッドグリーン25、C.I.リアクティブブルー19、C.I.リアクティブブルー49、C.I.ディスパースレッド60、C.I.ディスパースブルー56、C.I.ディスパースブルー60等が挙げられる。
フタロシアニン系染料として、例えば、C.I.パッドブルー5等が、キノンイミン系染料として、例えば、C.I.ベーシックブルー3、C.I.ベーシックブルー9等が、キノリン系染料として、例えば、C.I.ソルベントイエロー33、C.I.アシッドイエロー3、C.I.ディスパースイエロー64等が、ニトロ系染料として、例えば、C.I.アシッドイエロー1、C.I.アシッドオレンジ3、C.I.ディスパースイエロー42等が挙げられる。
又、本発明の液晶パネル用樹脂組成物を使用してカラーフィルタの樹脂ブラックマトリクスを形成する場合には、黒色色材を使用することができる。黒色色材は、黒色色材を単独でもよく、赤、緑、青等の混合によるものでもよい。又、これら色材は、無機又は有機の顔料や染料の中から適宜選択することができる。無機、有機顔料の場合は、平均粒径として、通常1μm以下、好ましくは0.5μm以下に分散して使用するのが好ましい。
単独使用可能な黒色色材としては、カーボンブラック、アセチレンブラック、ランプブラック、ボーンブラック、黒鉛、鉄黒、アニリンブラック、シアニンブラック、チタンブラック等が挙げられる。これらの中では、遮光率、画像特性の観点からカーボンブラック、チタンブラックが好ましい。
カーボンブラックの例としては、例えば、三菱化学社製の商品として、MA7、MA8、MA11、MA100、MA100R、MA220、MA230、MA600、#5、#10、#20、#25、#30、#32、#33、#40、#44、#45、#47、#50、#52、#55、#650、#750、#850、#950、#960、#970、#980、#990、#1000、#2200、#2300、#2350、#2400、#2600、#3050、#3150、#3250、#3600、#3750、#3950、#4000、#4010、OIL7B、OIL9B、OIL11B、OIL30B、OIL31B等が、デグサ社製の商品として、Printex3、Printex3OP、Printex30、Printex30OP、Printex40、Printex45、Printex55、Printex60、Printex75、Printex80、Printex85、Printex90、Printex A、Printex L、Printex G、Printex P、Printex U、Printex V、PrintexG、SpecialBlack550、SpecialBlack350、SpecialBlack250、SpecialBlack100、SpecialBlack6、SpecialBlack5、SpecialBlack4、Color Black FW1、Color Black FW2、Color Black FW2V、Color Black FW18、Color Black FW18、Color Black FW200、Color Black S160、Color Black S170等が、キャボット社製の商品として、Monarch120、Monarch280、Monarch460、Monarch800、Monarch880、Monarch900、Monarch1000、Monarch1100、Monarch1300、Monarch1400、Monarch4630、REGAL99、REGAL99R、REGAL415、REGAL415R、REGAL250、REGAL250R、REGAL330、REGAL400R、REGAL55R0、REGAL660R、BLACK PEARLS480、PEARLS130、VULCAN XC72R、ELFTEX−8等が、コロンビヤンカーボン社製の商品として、RAVEN11、RAVEN14、RAVEN15、RAVEN16、RAVEN22RAVEN30、RAVEN35、RAVEN40、RAVEN410、RAVEN420、RAVEN450、RAVEN500、RAVEN780、RAVEN850、RAVEN890H、RAVEN1000、RAVEN1020、RAVEN1040、RAVEN1060U、RAVEN1080U、RAVEN1170、RAVEN1190U、RAVEN1250、RAVEN1500、RAVEN2000、RAVEN2500U、RAVEN3500、RAVEN5000、RAVEN5250、RAVEN5750、RAVEN7000等が、それぞれ挙げられる。尚、高い光学濃度及び高い表面抵抗率を有する樹脂ブラックマトリクスの製造には樹脂被覆されたカーボンブラックを用いるのが特に好ましい。
又、チタンブラックとしては、その作製方法として、二酸化チタンと金属チタンの混合体を還元雰囲気下で加熱し還元させる方法(特開昭49−5432号公報)、四塩化チタンの高温加水分解で得られた超微細二酸化チタンを水素を含む還元雰囲気中で還元する方法(特開昭57−205322号公報)、二酸化チタン又は水酸化チタンをアンモニア存在下で高温還元する方法(特開昭60−65069号公報、特開昭61−201610号公報)、二酸化チタン又は水酸化チタンにバナジウム化合物を付着させ、アンモニア存在下で高温還元する方法(特開昭61−201610号公報)、等があるがこれらに限定されるものではない。チタンブラックの市販品の例としては、三菱マテリアル社製チタンブラック10S、12S、13R、13M、13M−C等が挙げられる。
他の黒色顔料の例としては、赤色、緑色、青色の三色の色材を混合して黒色顔料として用いることができる。黒色色材を調製するために混合使用可能な色材としては、ビクトリアピュアブルー(42595)、オーラミンO(41000)、カチロンブリリアントフラビン(ベーシック13)、ローダミン6GCP(45160)、ローダミンB(45170)、サフラニンOK70:100(50240)、エリオグラウシンX(42080)、No.120/リオノールイエロー(21090)、リオノールイエローGRO(21090)、シムラーファーストイエロー8GF(21105)、ベンジジンイエロー4T−564D(21095)、シムラーファーストレッド4015(12355)、リオノールレッド7B4401(15850)、ファーストゲンブルーTGR−L(74160)、リオノールブルーSM(26150)、リオノールブルーES(ピグメントブルー15:6)、リオノーゲンレッドGD(ピグメントレッド168)、リオノールグリーン2YS(ピグメントグリーン36)等が挙げられる。なお、上記の括弧内の数字は、カラーインデックス(C.I.)を意味する。又、更に、他の混合使用可能な顔料について、C.I.ナンバーにて示すと、例えば、C.I.黄色顔料20、24、86、93、109、110、117、125、137、138、147、148、153、154、166、C.I.オレンジ顔料36、43、51、55、59、61、C.I.赤色顔料9、97、122、123、149、168、177、180、192、215、216、217、220、223、224、226、227、228、240、C.I.バイオレット顔料19、23、29、30、37、40、50、C.I.青色顔料15、15:1、15:4、22、60、64、C.I.緑色顔料7、C.I.ブラウン顔料23、25、26等を挙げることができる。
本発明の液晶パネル用樹脂組成物において、これらの色材の含有割合は、全固形分中、通常1重量%以上、好ましくは10重量%以上、又、通常70重量%以下、好ましくは60重量%以下である。色材の割合が少な過ぎると、色濃度に対する膜厚が大きくなり過ぎて、液晶セル化の際のギャップ制御等に悪影響を及ぼす。一方で、逆に色材の割合が多過ぎると、十分な画像形成性が得られなくなることがある。
〔1−4.分散剤〕
本発明の液晶パネル用樹脂組成物は、必要に応じて用いられる分散剤を含有する。分散剤は、特に限定されるものではないが、ウレタン系分散剤が好ましく、そのウレタン系分散剤としては、ポリイソシアネート化合物と、同一分子内に水酸基を1個又は2個有する化合物と、同一分子内に活性水素と3級アミノ基を有する化合物とを反応させることによって得られるウレタン樹脂が特に好ましい。
い。
上記ポリイソシアネート化合物の例としては、パラフェニレンジイソシアネート、2,4−トリレンジイソシアネート、2,6−トリレ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、ナフタレン−1,5−ジイソシアネート、トリジンジイソシアネート等の芳香族ジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、リジンメチルエステルジイソシアネート、2,4,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、ダイマー酸ジイソシアネート等の脂肪族ジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、4,4′−メチレンビス(シクロヘキシルイソシアネート)、ω,ω′−ジイソシネートジメチルシクロヘキサン等の脂環族ジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、α,α,α′,α′−テトラメチルキシリレンジイソシアネート等の芳香環を有する脂肪族ジイソシアネート、並びに、リジンエステルトリイソシアネート、1,6,11−ウンデカントリイソシアネート、1,8−ジイソシアネート−4−イソシアネートメチルオクタン、1,3,6−ヘキサメチレントリイソシアネート、ビシクロヘプタントリイソシアネート、トリス(イソシアネートフェニルメタン)、トリス(イソシアネートフェニル)チオホスフェート等のトリイソシアネート、及びこれらの3量体、水付加物、及びこれらのポリオール付加物等が挙げられる。ポリイソシアネートとして好ましいのは有機ジイソシアネートの三量体で、最も好ましいのはトリレンジイソシアネートの三量体とイソホロンジイソシアネートの三量体であり、これらを単独で用いても、併用してもよい。
イソシアネートの三量体の製造方法としては、前記ポリイソシアネート類を適当な三量化触媒、例えば第3級アミン類、ホスフィン類、アルコキシド類、金属酸化物、カルボン酸塩類等を用いてイソシアネート基の部分的な三量化を行い、触媒毒の添加により三量化を停止させた後、未反応のポリイソシアネートを溶剤抽出、薄膜蒸留により除去して目的のイソシアヌレート基含有ポリイソシアネートを得る方法が挙げられる。
又、上記同一分子内に水酸基を1個又は2個有する化合物としては、ポリエーテルグリコール、ポリエステルグリコール、ポリカーボネートグリコール、ポリオレフィングリコール等、及びこれらの化合物の片末端水酸基が炭素数1〜25のアルキル基でアルコキシ化されたもの、及びこれら2種類以上の混合物が挙げられる。
ポリエーテルグリコールとしては、ポリエーテルジオール、ポリエーテルエステルジオール、及びこれら2種類以上の混合物が挙げられる。ポリエーテルジオールとしては、アルキレンオキシドを単独又は共重合させて得られるもの、例えば、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリエチレン−プロピレングリコール、ポリオキシテトラメチレングリコール、ポリオキシヘキサメチレングリコール、ポリオキシオクタメチレングリコール、及びそれらの2種以上の混合物が挙げられる。ポリエーテルエステルジオールとしては、エーテル基含有ジオール若しくは他のグリコールとの混合物をジカルボン酸又はそれらの無水物と反応させるか、又は、ポリエステルグリコールにアルキレンオキシドを反応させることによって得られるもの、例えば、ポリ(ポリオキシテトラメチレン)アジペート等が挙げられる。ポリエーテルグリコールとして最も好ましいのは、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリオキシテトラメチレングリコール、又はこれらの化合物の片末端水酸基が炭素数1〜25のアルキル基でアルコキシ化された化合物である。
ポリエステルグリコールとしては、例えば、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、セバシン酸、フマル酸、マレイン酸、フタル酸等のジカルボン酸類又はそれらの無水物と、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、1,2−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、2,3−ブタンジオール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、ネオペンチルグリコール、2−メチル−1,3−プロパンジオール、2−メチル−2−プロピル−1,3−プロパンジオール、2−ブチル−2−エチル−1,3−プロパンジーオル、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、2−メチル−2,4−ペンタンジオール、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオール、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール、2,5−ジメチル−2,5−ヘキサンジオール、1,8−オクタメチレングリコール、2−メチル−1,8−オクタメチレングリコール、1,9−ノナンジオール等の脂肪族グリコール、ビスヒドロキシメチルシクロヘキサン等の脂環族グリコール、キシリレングリコール、ビスヒドロキシエトキシベンゼン等の芳香族グリコール、N−メチルジエタノールアミン等のN−アルキルジアルカノールアミン等のジオール類とを重縮合させて得られたもの、例えば、ポリエチレンアジペート、ポリブチレンアジペート、ポリヘキサメチレンアジペート、ポリエチレン/プロピレンアジペート等、又は前記ジオール類又は炭素数1〜25の1価アルコールを開始剤として用いて得られるポリラクトンジオール又はポリラクトンモノオール、例えば、ポリカプロラクトングリコール、ポリメチルバレロラクトン、及びこれらの2種以上の混合物が挙げられる。ポリエステルグリコールとして最も好ましいのは、ポリカプロラクトングリコール又は炭素数1〜25のアルコールを開始剤としたポリカプロラクトン、より具体的には、モノオールにε−カプロラクトンを開環付加重合して得られる化合物である。
ポリカーボネートグリコールとしては、ポリ(1,6−ヘキシレン)カーボネート、ポリ(3−メチル−1,5−ペンチレン)カーボネート等が挙げられる。又、ポリオレフィングリコールとしては、ポリブタジエングリコール、水素添加型ポリブタジエングリコール、水素添加型ポリイソプレングリコール等が挙げられる。
これらの同一分子内に水酸基を1個又は2個有する化合物のうち、特にポリエーテルグリコールとポリエステルグリコールが好ましい。尚、同一分子内に水酸基を1個又は2個有する化合物の数平均分子量は、通常300〜10,000、好ましくは500〜6,000、更に好ましくは1,000〜4,000である。
又、上記同一分子内に活性水素と3級アミノ基を有する化合物において、活性水素、即ち、酸素原子、窒素原子、又は硫黄原子に直接結合している水素原子としては、水酸基、アミノ基、チオール基等の官能基中の水素原子が挙げられ、中でもアミノ基、特に1級のアミノ基の水素原子が好ましい。又、3級アミノ基としては、例えば、メチル、エチル、イソプロピル、n−ブチル等の炭素数1〜4のアルキル基を有するジアルキルアミノ基や、該ジアルキルアミノ基が連結してヘテロ環構造を形成している基、より具体的には、イミダゾール環、又はトリアゾール環が挙げられるが、中でもジメチルアミノ基及びイミダゾール環が分散安定性に優れるため好ましい。
このような同一分子内に活性水素と3級アミノ基を有する化合物を例示するならば、N,N−ジメチル−1,3−プロパンジアミン、N,N−ジエチル−1,3−プロパンジアミン、N,N−ジプロピル−1,3−プロパンジアミン、N,N−ジブチル−1,3−プロパンジアミン、N,N−ジメチルエチレンジアミン、N,N−ジエチルエチレンジアミン、N,N−ジプロピルエチレンジアミン、N,N−ジブチルエチレンジアミン、N,N−ジメチル−1,4−ブタンジアミン、N,N−ジエチル−1,4−ブタンジアミン、N,N−ジプロピル−1,4−ブタンジアミン、N,N−ジブチル−1,4−ブタンジアミン等か挙げられる。
又、3級アミノ基が窒素含有ヘテロ環であるものとして、ピラゾール環、イミダゾール環、トリアゾール環、テトラゾール環、インドール環、カルバゾール環、インダゾール環、ベンズイミダゾール環、ベンゾトリアゾール環、ベンゾオキサゾール環、ベンゾチアゾール環、ベンゾチアジアゾール環等の窒素原子含有ヘテロ5員環、ピリジン環、ピリダジン環、ピリミジン環、トリアジン環、キノリン環、アクリジン環、イソキノリン環等の窒素原子含有ヘテロ6員環が挙げられる。これらのイミダゾール環と1級アミノ基を有する化合物を具体的に例示するならば、1−(3−アミノプロピル)イミダゾール、ヒスチジン、2−アミノイミダゾール、1−(2−アミノエチル)イミダゾール等が挙げられる。又、トリアゾール環と1級アミノ基を有する化合物を具体的に例示するならば、3−アミノ−1,2,4−トリアゾール、5−(2−アミノ−5−クロロフェニル)−3−フェニル−1H−1,2,4−トリアゾール、4−アミノ−4H−1,2,4−トリアゾール−3,5−ジオール、3−アミノ−5−フェニル−1H−1,3,4−トリアゾール、5−アミノ−1,4−ジフェニル−1,2,3−トリアゾール、3−アミノ−1−ベンジル−1H−2,4−トリアゾール等が挙げられる。これらの中でも、N,N−ジメチル−1,3−プロパンジアミン、N,N−ジエチル−1,3−プロパンジアミン、1−(3−アミノプロピル)イミダゾール、3−アミノ−1,2,4−トリアゾール等が好ましい。
これらのウレタン樹脂分散剤原料の好ましい使用比率は、ポリイソシアネート化合物100重量部に対し、同一分子内に水酸基を1個又は2個有する化合物が、通常10〜200重量部、好ましくは20〜190重量部、更に好ましくは30〜180重量部、同一分子内に活性水素と3級アミノ基を有する化合物が、通常0.2〜25重量部、好ましくは0.3〜24重量部である。
又、ウレタン樹脂分散剤の製造は、ウレタン樹脂製造の公知の方法に従って行われる。製造する際の溶媒としては、通常、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、イソホロン等のケトン類、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸セロソルブ等のエステル類、ベンゼン、トルエン、キシレン、ヘキサン等の炭化水素類、ダイアセトンアルコール、イソプロパノール、第二ブタノール、第三ブタノール等の一部のアルコール類、塩化メチレン、クロロホルム等のハロゲン化炭化水素類、テトラヒドロフラン、ジエチルエーテル等のエーテル類、ジメチルホルムアミド、N−メチルピロリドン、ジメチルスルホキサイド等の非プロトン性極性溶媒等が用いられる。又、製造する際の触媒としては、通常のウレタン化反応触媒が用いられる。例えば、ジブチルチンジラウレート、ジオクチルチンジラウレート、ジブチルチンジオクトエート、スタナスオクトエート等の錫系、鉄アセチルアセトナート、塩化第二鉄等の鉄系、トリエチルアミン、トリエチレンジアミン等の3級アミン系等が挙げられる。又、同一分子内に活性水素と3級アミノ基を有する化合物の導入量は、反応後の分散樹脂のアミン価で1〜100mgKOH/gの範囲に制御するのが好ましく、より好ましくは5〜80mgKOH/gの範囲であり、更に好ましくは10〜60mgKOH/gの範囲である。アミン価が上記範囲以下であると分散能力が低下する傾向があり、又、上記範囲を超えると現像性が低下しやすくなる。尚、以上の反応で分散樹脂にイソシアネート基が残存する場合には、更にアルコールやアミノ化合物でイソシアネート基を潰すと分散樹脂の経時安定性が高くなるので好ましい。
尚、これらウレタン樹脂分散剤のGPCで測定されるポリスチレン換算の重量平均分子量は、通常1,000〜200,000、好ましくは2,000〜100,000、より好ましくは3,000〜50,000の範囲である。分子量1,000以下では分散性及び分散安定性が劣り、200,000以上では溶解性が低下し分散性が劣ると同時に反応の制御が困難となる。
本発明の液晶パネル用樹脂組成物において、これらの分散剤の含有割合は、前記色材成分に対して、通常10重量%以上、好ましくは20重量%以上、特に好ましくは30重量%以上であり、又、通常300重量%以下、好ましくは100重量%以下、特に好ましくは80重量%以下である。分散剤が少なすぎると、色材への吸着が不足し、凝集を防ぐことができず、高粘度化ないしゲル化してしまうことがあり、逆に多すぎると、膜厚が厚くなりすぎて、カラーフィルタにした後、液晶セル化工程でのセルギャップ制御不良が出ることがあるため、どちらも好ましくない。
〔1−5.バインダ樹脂〕
本発明の液晶パネル用樹脂組成物はバインダ樹脂を必須成分とする。バインダ樹脂は、例えば、特開平7−207211号、特開平8−259876号、特開平10−300922号、特開平11−140144号、特開平11−174224号、特開2000−56118号、特開2003−233179号各公報等に記載される公知の高分子化合物を使用することができるが、中でも窒素原子非含有の高分子化合物が好ましく、エポキシ基含有(メタ)アクリレート5〜90モル%とそれと共重合し得る他のラジカル重合性単量体10〜95モル%との共重合体のエポキシ基の10〜100モル%に不飽和一塩基酸を付加させ、更にそれにより生じた水酸基の10〜100モル%に多塩基酸無水物を付加させて得られる樹脂が特に好ましい。
そのエポキシ基含有(メタ)アクリレートとしては、例えば、グリシジル(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、(3,4−エポキシシクロヘキシル)メチル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレートグリシジルエーテル等が例示できるが、中でもグリシジル(メタ)アクリレートが好ましい。これらのエポキシ基含有(メタ)アクリレートは1種を単独で用いても良く、2種以上を混合して用いても良い。
又、そのエポキシ基含有(メタ)アクリレートと共重合し得る他のラジカル重合性単量体としては、下記一般式(I) で表される構造を有するモノ(メタ)アクリレートの1種又は2種以上を用いることが好ましい。
Figure 0004513736
〔式(I) 中、R1 〜R6 は各々独立して、水素原子、又は炭素数1〜3のアルキル基を示し、R7 及びR8 は各々独立して、水素原子、又は炭素数1〜3のアルキル基を示すか、又は連結して環を形成していてもよい。〕
前記一般式(I) において、R7 とR8 が連結して形成される環は、脂肪族環であるのが好ましく、飽和又は不飽和の何れでもよく、又、炭素数が5〜6であるのが好ましい。これらの中で、前記一般式(I) の構造としては、下記式(Ia)、(Ib)、又は(Ic)で表される構造が好ましい。バインダ樹脂にこれらの構造を導入することによって、液晶パネル用樹脂組成物として耐熱性や強度を増すことが可能である。尚、これらの構造を有するモノ(メタ)アクリレートは1種を単独で用いても良く、2種以上を混合して用いても良い。
Figure 0004513736
前記一般式(I) で表される構造を有するモノ(メタ)アクリレートとしては、前記一般式(I) で表される構造を有する限り公知の各種のものが使用できるが、特に下記一般式(II)で表されるものが好ましい。
Figure 0004513736
〔式(II)中、R9 は水素原子又はメチル基を示し、R10は前記一般式(I) の構造を示す。〕
本発明において、前記エポキシ基含有(メタ)アクリレートと、それと共重合し得る他のラジカル重合性単量体との共重合体としては、共重合し得る他のラジカル重合性単量体に由来する構成繰返し単位中、前記一般式(I) で表される構造を有するモノ(メタ)アクリレートに由来する構成繰返し単位を、5〜90モル%含有するものであるのが好ましく10〜70モル%含有するものであるのが更に好ましく、15〜50モル%含有するものであるのが特に好ましい。
尚、前記一般式(I) で表される構造を有するモノ(メタ)アクリレート以外の、共重合し得る他のラジカル重合性単量体としては、特に限定されるものではないが、具体的には、例えば、スチレン、スチレンのα−、o−、m−、p−アルキル、ニトロ、シアノ、アミド、エステル誘導体等のビニル芳香族類;ブタジエン、2,3−ジメチルブタジエン、イソプレン、クロロプレン等のジエン類;(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−n−プロピル、(メタ)アクリル酸−iso−プロピル、(メタ)アクリル酸−n−ブチル、(メタ)アクリル酸−sec−ブチル、(メタ)アクリル酸−tert−ブチル、(メタ)アクリル酸ペンチル、(メタ)アクリル酸ネオペンチル、(メタ)アクリル酸イソアミル、(メタ)アクリル酸ヘキシル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸ラウリル、(メタ)アクリル酸ドデシル、(メタ)アクリル酸シクロペンチル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸2−メチルシクロヘキシル、(メタ)アクリル酸ジシクロヘキシル、(メタ)アクリル酸イソボロニル、(メタ)アクリル酸アダマンチル、(メタ)アクリル酸アリル、(メタ)アクリル酸プロパギル、(メタ)アクリル酸フェニル、(メタ)アクリル酸ナフチル、(メタ)アクリル酸アントラセニル、(メタ)アクリル酸アントラニノニル、(メタ)アクリル酸ピペロニル、(メタ)アクリル酸サリチル、(メタ)アクリル酸フリル、(メタ)アクリル酸フルフリル、(メタ)アクリル酸テトラヒドロフリル、(メタ)アクリル酸ピラニル、(メタ)アクリル酸ベンジル、(メタ)アクリル酸フェネチル、(メタ)アクリル酸クレジル、(メタ)アクリル酸−1,1,1−トリフルオロエチル、(メタ)アクリル酸パーフルオルエチル、(メタ)アクリル酸パーフルオロ−n−プロピル、(メタ)アクリル酸パーフルオロ−iso−プロピル、(メタ)アクリル酸トリフェニルメチル、(メタ)アクリル酸クミル、(メタ)アクリル酸3−(N,N−ジメチルアミノ)プロピル、(メタ)アクリル酸−2−ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸−2−ヒドロキシプロピル等の(メタ)アクリル酸エステル類;(メタ)アクリル酸アミド、(メタ)アクリル酸N,N−ジメチルアミド、(メタ)アクリル酸N,N−ジエチルアミド、(メタ)アクリル酸N,N−ジプロピルアミド、(メタ)アクリル酸N,N−ジ−iso−プロピルアミド、(メタ)アクリル酸アントラセニルアミド等の(メタ)アクリル酸アミド;(メタ)アクリル酸アニリド、(メタ)アクリロイルニトリル、アクロレイン、塩化ビニル、塩化ビニリデン、フッ化ビニル、フッ化ビニリデン、N−ビニルピロリドン、ビニルピリジン、酢酸ビニル等のビニル化合物類;シトラコン酸ジエチル、マレイン酸ジエチル、フマル酸ジエチル、イタコン酸ジエチル等の不飽和ジカルボン酸ジエステル類;N−フェニルマレイミド、N−シクロヘキシルマレイミド、N−ラウリルマレイミド、N−(4−ヒドロキシフェニル)マレイミド等のモノマレイミド類;N−(メタ)アクリロイルフタルイミド等が挙げられる。
これらの他のラジカル重合性単量体の中で、樹脂組成物により優れた耐熱性及び強度を付与させるためには、スチレン、ベンジル(メタ)アクリレート、及びモノマレイミドから選択された少なくとも一種を使用することが有効であり、共重合体における共重合し得る他のラジカル重合性単量体に由来する構成繰返し単位中、これらスチレン、ベンジル(メタ)アクリレート、及びモノマレイミドから選択された少なくとも一種に由来する構成繰返し単位の含有割合は、1〜70モル%であるのが好ましく、3〜50モル%であるのが更に好ましい。
尚、前記エポキシ基含有(メタ)アクリレートと、それと共重合し得る前記他のラジカル重合性単量体との共重合反応は、公知の溶液重合法が適用される。使用する溶剤はラジカル重合に不活性なものであれば特に限定されるものではなく、通常用いられている有機溶剤を使用することができる。
その溶剤の具体例としては、酢酸エチル、酢酸イソプロピル、セロソルブアセテート、ブチルセロソルブアセテート等のエチ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モノメチルエーテルアセテート、カルビトールアセテート、ブチルカルビトールアセテート等のジエチレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類;プロピレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類;ジプロピレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類等の酢酸エステル類;エチレングリコールジアルキルエーテル類;メチルカルビトール、エチルカルビトール、ブチルカルビトール等のジエチレングリコールジアルキルエーテル類;トリエチレングリコールジアルキルエーテル類;プロピレングリコールジアルキルエーテル類;ジプロピレングリコールジアルキルエーテル類;1,4−ジオキサン、テトラヒドロフラン等のエーテル類;アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類;ベンゼン、トルエン、キシレン、オクタン、デカン等の炭化水素類;石油エーテル、石油ナフサ、水添石油ナフサ、ソルベントナフサ等の石油系溶剤;乳酸メチル、乳酸エチル、乳酸ブチル等の乳酸エステル類;ジメチルホルムアミド、N−メチルピロリドン等が挙げられる。これらの溶剤は単独で用いても良く、2種以上を併用しても良い。これらの溶剤の使用量は得られる共重合体100重量部に対し、通常30〜1000重量部、好ましくは50〜800重量部である。溶剤の使用量がこの範囲外では共重合体の分子量の制御が困難となる。
又、共重合反応に使用されるラジカル重合開始剤は、ラジカル重合を開始できるものであれば特に限定されるものではなく、通常用いられている有機過酸化物触媒やアゾ化合物触媒を使用することができる。その有機過酸化物触媒としては、公知のケトンパーオキサイド、パーオキシケタール、ハイドロパーオキサイド、ジアリルパーオキサイド、ジアシルパーオキサイド、パーオキシエステル、パーオキシジカーボネートに分類されるものが挙げられる。その具体例としては、ベンゾイルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、ジイソプロピルパーオキサイド、ジ−t−ブチルパーオキサイド、t−ブチルパーオキシベンゾエート、t−ヘキシルパーオキシベンゾエート、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、t−ヘキシルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、1,1−ビス(t−ブチルパーオキシ)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、2,5−ジメチル−2,5−ビス(t−ブチルパーオキシ)ヘキシル−3、3−イソプロピルヒドロパーオキサイド、t−ブチルヒドロパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、ジクミルヒドロパーオキサイド、アセチルパーオキサイド、ビス(4−t−ブチルシクロヘキシル)パーオキシジカーボネート、ジイソプロピルパーオキシジカーボネート、イソブチルパーオキサイド、3,3,5−トリメチルヘキサノイルパーオキサイド、ラウリルパーオキサイド、1,1−ビス(t−ブチルパーオキシ)3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、1,1−ビス(t−ヘキシルパーオキシ)3,3,5−トリメチルシクロヘキサン等が挙げられる。又、アゾ化合物触媒としては、アゾビスイソブチロニトリル、アゾビスカルボンアミド等が挙げられる。これらの中から、重合温度に応じて適当な半減期のラジカル重合開始剤の1種又は2種以上が選択使用される。ラジカル重合開始剤の使用量は、共重合反応に使用される前記単量体の合計100重量部に対して、0.5〜20重量部、好ましくは1〜10重量部である。
共重合反応は、共重合反応に使用される前記単量体及びラジカル重合開始剤を溶剤に溶解し攪拌しながら昇温して行っても良いし、ラジカル重合開始剤を添加した単量体を、昇温、攪拌した溶剤中に滴下して行っても良い。又、溶剤中にラジカル重合開始剤を添加し昇温した中に単量体を滴下しても良い。反応条件は目標とする分子量に応じて自由に変えることができる。
本発明において、前記エポキシ基含有(メタ)アクリレートと、それと共重合し得る前記他のラジカル重合性単量体との共重合体としては、エポキシ基含有(メタ)アクリレートに由来する構成繰返し単位5〜90モル%と、それと共重合し得る他のラジカル重合性単量体に由来する構成繰返し単位を10〜95モル%とからなるのが好ましく、前者20〜80モル%と後者80〜20モル%とからなるのが更に好ましく、前者30〜70モル%と、後者70〜30モル%とからなるのが特に好ましい。前者エポキシ基含有(メタ)アクリレートが少なすぎ後者他のラジカル重合性単量体が多すぎると、重合性成分及びアルカリ可溶性成分の付加量が不十分となるため好ましくなく、一方、前者エポキシ基含有(メタ)アクリレートが多すぎ後者他のラジカル重合性単量体が少なすぎると、耐熱性や強度が低下することがある。
又、前記エポキシ基含有(メタ)アクリレートと、それと共重合し得る前記他のラジカル重合性単量体との共重合体のエポキシ基に付加させる不飽和一塩基酸としては、公知のものを使用することができ、エチレン性不飽和二重結合を有する不飽和カルボン酸が挙げられ、具体例としては、(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。中でも好ましくは(メタ)アクリル酸である。これらの1種を単独で用いても良く、2種以上を混合して用いても良い。
これらの不飽和一塩基酸は、共重合体のエポキシ基の10〜100モル%に付加させるが、好ましくは30〜100モル%、より好ましくは50〜100モル%に付加させる。この不飽和一塩基酸の付加割合が少なすぎると経時安定性等、残存エポキシ基による悪影響が懸念される。尚、共重合体のエポキシ基に不飽和一塩基酸を付加させる方法としては、公知の方法を採用することができる。
更に、共重合体のエポキシ基に不飽和一塩基酸を付加させたときに生じる水酸基に付加させる多塩基酸無水物としては、公知のものが使用でき、無水マレイン酸、無水コハク酸、無水イタコン酸、無水フタル酸、テトラヒドロ無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、無水クロレンド酸等の二塩基酸無水物;無水トリメリット酸、無水ピロメリット酸、ベンゾフェノンテトラカルボン酸無水物、ビフェニルテトラカルボン酸無水物等の多塩基酸無水物が挙げられる。中でも好ましくは、テトラヒドロ無水フタル酸、及び/又は無水コハク酸が良い。これらの多塩基酸無水物は1種を単独で用いても良く、2種以上を混合して用いても良い。このような成分を付加させることにより、本発明で用いるバインダ樹脂にアルカリ可溶性を付与することができる。
これらの多塩基酸無水物は、共重合体のエポキシ基に不飽和一塩基酸を付加させたときに生じる水酸基の10〜100モル%に付加させるが、好ましくは20〜90モル%、より好ましくは30〜80モル%に付加させる。この付加割合が多すぎると、現像時の残膜率が低下することがあり、少なすぎると溶解性が不十分となる。尚、共重合体のエポキシ基に不飽和一塩基酸を付加させたときに生じる水酸基に多塩基酸無水物を付加させる方法としては、公知の方法を採用することができる。
又、本発明においては、更に、光感度を向上させるために、前述の多塩基酸無水物付加後、生成したカルボキシル基の一部にグリシジル(メタ)アクリレートや重合性不飽和基を有するグリシジルエーテル化合物を付加させたり、現像性を向上させるために、生成したカルボキシル基の一部に重合性不飽和基を有さないグリシジルエーテル化合物を付加させることもでき、又、この両者を付加させても良い。重合性不飽和基を有さないグリシジルエーテル化合物の具体例としては、フェニル基やアルキル基を有するグリシジルエーテル化合物等が挙げられ、市販品として、例えば、ナガセ化成工業(株)製、商品名「デナコールEX−111」、「デナコールEX−121」、「デナコールEX−141」、「デナコールEX−145」、「デナコールEX−146」、「デナコールEX−171」、「デナコールEX−192」等がある。尚、これらの樹脂構造に関しては、例えば特開平8−297366号公報や特開2001−89533号公報に記載があり、既に公知である。
以上のバインダ樹脂のGPCで測定したポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)としては、3000〜100000が好ましく、5000〜50000が特に好ましい。この分子量が3000未満であると、耐熱性、膜強度に劣り、100000を超えると現像液に対する溶解性が不足するため好ましくない。又、分子量分布の目安としての、重量平均分子量(Mw)/数平均分子量(Mn)の比は、2.0〜5.0が好ましい。
又、本発明におけるバインダ樹脂としては、カルボキシル基含有樹脂のカルボキシル基部分にエポキシ基含有不飽和化合物を付加させて得られる樹脂も特に好ましい。
そのカルボキシル基含有樹脂としては、カルボキシル基を有していれば特に限定されず、通常、カルボキシル基含有重合性単量体を重合して得られる。カルボキシル基含有重合性単量体としては、例えば、(メタ)アクリル酸、マレイン酸、クロトン酸、イタコン酸、フマル酸、2−(メタ)アクリロイルオキシエチルコハク酸、2−(メタ)アクリロイルオキシエチルアジピン酸、2−(メタ)アクリロイルオキシエチルマレイン酸、2−(メタ)アクリロイルオキシエチルヘキサヒドロフタル酸、2−(メタ)アクリロイルオキシエチルフタル酸、2−(メタ)アクリロイルオキシプロピルコハク酸、2−(メタ)アクリロイルオキシプロピルアジピン酸、2−(メタ)アクリロイルオキシプロピルマレイン酸、2−(メタ)アクリロイルオキシプロピルヒドロフタル酸、2−(メタ)アクリロイルオキシプロピルフタル酸、2−(メタ)アクリロイルオキシブチルコハク酸、2−(メタ)アクリロイルオキシブチルアジピン酸、2−(メタ)アクリロイルオキシブチルマレイン酸、2−(メタ)アクリロイルオキシブチルヒドロフタル酸、2−(メタ)アクリロイルオキシブチルフタル酸等のビニル系単量体、アクリル酸にε−カプロラクトン、β−プロピオラクトン、γ−ブチロラクトン、δ−バレロラクトン等のラクトン類を付加させたものである単量体、及び、ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートにコハク酸、マレイン酸、フタル酸、或いはそれらの無水物等の酸或いは無水物を付加させた単量体等が挙げられる。中でも好ましいのは、(メタ)アクリル酸、2−(メタ)アクリロイルオキシエチルコハク酸であり、更に好ましいのは、(メタ)アクリル酸である。これらは複数種使用してもよい。
又、カルボキシル基含有樹脂は、上記のカルボキシル基含有重合性単量体に、カルボキシル基を有さない他の重合性単量体を共重合させてもよい。他の重合性単量体としては、特に限定されないが、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、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、ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、フェニル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、フェノキシメチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、イソボルニル(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、グリセロールモノ(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリル酸エステル類;スチレン及びその誘導体等のビニル芳香族類;N−ビニルピロリドン等のビニル化合物類;N−シクロヘキシルマレイミド、N−フェニルマレイミド、N−ベンジルマレイミド等のN−置換マレイミド類;ポリメチル(メタ)アクリレートマクロモノマー、ポリスチレンマクロモノマー、ポリ2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートマクロモノマー、ポリエチレングリコールマクロモノマー、ポリプロピレングリコールマクロモノマー、ポリカプロラクトンマクロモノマー等のマクロモノマー類等が挙げられる。特に好ましいのは、スチレン、メチル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、ベンジル(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、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、N−シクロヘキシルマレイミド、N−ベンジルマレイミド、N−フェニルマレイミドである。これらは複数種併用してもよい。
又、カルボキシル基含有樹脂としては、さらに水酸基を有するのが、顔料の分散性の面から好ましく、その水酸基含有単量体としては、例えば、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、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)アクリレート等のヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート、グリセロールモノ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
これらのカルボキシル基含有樹脂としては、具体的には、例えば、(メタ)アクリル酸と、メチル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、シクロヘキシルマレイミド等の水酸基を含まない重合性単量体と、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、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)アクリレート等の水酸基含有単量体との共重合体、その他、(メタ)アクリル酸と、メチル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシエチルメタクリレート等の(メタ)アクリル酸エステルとの共重合体、(メタ)アクリル酸とスチレンとの共重合体、(メタ)アクリル酸とスチレンとα−メチルスチレンとの共重合体、(メタ)アクリル酸とシクロヘキシルマレイミドとの共重合体等が挙げられる。
本発明におけるカルボキシル基含有樹脂の酸価は、通常30〜500KOHmg/g、好ましくは40〜350KOHmg/g、さらに好ましくは50〜300KOHmg/gである。又、GPCにおける重量平均分子量は、ポリスチレン換算で、通常2000〜80000、好ましくは4000〜50000、さらに好ましくは5000〜30000である。重量平均分子量が小さすぎると、液安定性に劣り、大きすぎると液晶パネル用樹脂組成物の溶解性が悪化する傾向となる。
又、前記カルボキシル基含有樹脂のカルボキシル基部分に付加させるエポキシ基含有不飽和化合物としては、分子内にエチレン性不飽和基及びエポキシ基を有するものであれば特に限定されるものではないが、例えば、グリシジル(メタ)アクリレート、アリルグリ
シジルエーテル、グリシジル−α−エチルアクリレート、クロトニルグリシジルエーテル、(イソ)クロトン酸グリシジルエーテル、N−(3,5−ジメチル−4−グリシジル)ベンジルアクリルアミド、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレートグリシジルエーテル等の非環式エポキシ基含有不飽和化合物も挙げることができるが、耐熱性、分散性の点から、脂環式エポキシ基含有不飽和化合物が好ましい。
ここで、脂環式エポキシ基含有不飽和化合物としては、その脂環式エポキシ基として、例えば、2,3−エポキシシクロペンチル基、3,4−エポキシシクロヘキシル基、7,8−エポキシ〔トリシクロ[5.2.1.0]デシ−2−イル〕基等が挙げられ、又、エチレン性不飽和基としては、(メタ)アクリロイル基に由来するものであるのが好ましく、好適な脂環式エポキシ基含有不飽和化合物としては、下記一般式(IIIa)〜(IIIm)で表される化合物が挙げられる。
Figure 0004513736
〔式(IIIa)〜(IIIm)中、R11は水素原子又はメチル基を、R12はアルキレン基を、R13
2価の炭化水素基をそれぞれ示し、nは1〜10の整数である。〕
前記一般式(IIIa)〜(IIIm)において、R2 のアルキレン基としては、炭素数が1〜10であるのが好ましく、具体的には、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基等が例示できるが、好ましくはメチレン基、エチレン基、プロピレン基である。又、R13の炭化水素基としては、炭素数が1〜10であるのが好ましく、アルキレン基、フェニレン基等が挙げられる。
これらの脂環式エポキシ基含有不飽和化合物は、2種以上併用して使用することができ、これらの中でも、前記一般式(IIIc)で表される化合物が好ましく、3,4−エポキシシクロヘキシルメチル(メタ)アクリレートが特に好ましい。
前記カルボキシル基含有樹脂のカルボキシル基部分に前記エポキシ基含有不飽和化合物を付加させるには、公知の手法を用いることができ、例えば、カルボキシル基含有樹脂とエポキシ基含有不飽和化合物とを、トリエチルアミン、ベンジルメチルアミン等の3級アミン、ドデシルトリメチルアンモニウムクロライド、テトラメチルアンモニウムクロライド、テトラエチルアンモニウムクロライド、テトラブチルアンモニウムクロライド、ベンジルトリエチルアンモニウムクロライド等の4級アンモニウム塩、ピリジン、トリフェニルホスフィン等の触媒の存在下、有機溶剤中、反応温度50〜150℃で数時間〜数十時間反応させることにより、樹脂のカルボキシル基にエポキシ基含有不飽和化合物を導入することができる。
エポキシ基含有不飽和化合物を導入したカルボキシル基含有樹脂の酸価は、通常10
〜200KOHmg/g、好ましくは20〜150KOHmg/g、より好ましくは30〜150KOHmg/gである。又、GPCにおける重量平均分子量は、ポリスチレン換算で、通常2000〜100000、好ましくは4000〜50000、更に好ましくは5000〜30000である。
本発明において、バインダ樹脂としては、前述のバインダ樹脂の1種を単独で用いても良く、2種以上を混合して用いても良く、前述のバインダ樹脂は、特に前述したウレタン樹脂分散剤等との併用で、基板上の非画像部に未溶解物が残存することなく、基板との密着性に優れた、高濃度の色画素を形成し得るといった効果を奏し、好ましい。
本発明の液晶パネル用樹脂組成物において、これらバインダ樹脂の含有割合は、全固形分中、通常0.1重量%以上、好ましくは1重量%以上であり、又、通常80重量%以下、好ましくは60重量%以下である。バインダ樹脂の含有量がこの範囲よりも少ないと、膜が脆くなり、基板への密着性が低下することがある。逆に、この範囲よりも多いと、露光部への現像液の浸透性が高くなり、画素の表面平滑性や感度が悪化する場合がある。
〔1−6.界面活性剤〕
本発明の液晶パネル用樹脂組成物は、界面活性剤を必須成分とする。界面活性剤としては、アニオン性、カチオン性、非イオン性、両性界面活性剤等、各種のものを用いることができるが、電圧保持率や有機溶媒に対する相溶性等の諸特性に悪影響を及ぼす可能性が低い点で、非イオン性界面活性剤を用いるのが好ましい。
アニオン性界面活性剤としては、例えば、花王株式会社製の「エマール10」等のアルキル硫酸エステル塩系界面活性剤、同じく「ペレックスNB−L」等のアルキルナフタレンスルフォン酸塩系界面活性剤、同じく「ホモゲノールL−18」、「ホモゲノールL−100」等の特殊高分子系界面活性剤等が挙げられる。これらのうち、特殊高分子系界面活性剤が好ましく、特殊ポリカルボン酸型高分子系界面活性剤が更に好ましい。
又、カチオン性界面活性剤としては、例えば、花王株式会社製の「アセタミン24」等のアルキルアミン塩系界面活性剤、同じく「コータミン24P」、「コータミン86W」
等の第4級アンモニウム塩系界面活性剤等が挙げられる。これらのうち、第4級アンモニウム塩系界面活性剤が好ましく、ステアリルトリメチルアンモニウム塩系界面活性剤が更に好ましい。又、非イオン系性面活性剤としては、例えば、トーレシリコーン株式会社製の「SH8400」、シリコーン株式会社製の「KP341」等のシリコーン系界面活性剤、住友3M株式会社製の「FC430」、大日本インキ化学工業株式会社製の「F470」、ネオス株式会社製の「DFX−18」等の弗素系界面活性剤、花王株式会社製の「エマルゲン104P」、「エマルゲンA60」等のポリオキシエチレン系界面活性剤等が挙げられる。これらのうち、シリコーン系界面活性剤が好ましく、ポリジメチルシロキサンにポリエーテル基又はアラルキル基の側鎖が付加された構造を有する、いわゆるポリエーテル変性又はアラルキル変性シリコーン系界面活性剤が更に好ましい。
界面活性剤は2種類以上の組み合わせでも良く、シリコーン系界面活性剤/弗素系界面活性剤、シリコーン系界面活性剤/特殊高分子系界面活性剤、弗素系界面活性剤/特殊高分子系界面活性剤の組み合わせ等が挙げられる。中でも、シリコーン系界面活性剤/弗素系界面活性剤が好ましい。このシリコーン系界面活性剤/弗素系界面活性剤の組み合わせでは、ポリエーテル変性シリコーン系界面活性剤/オリゴマー型弗素系界面活性剤等が挙げられる。具体的には、例えば、ジーイー東芝シリコーン社製「TSF4460」/ネオス社製「DFX−18」、ビックケミー社製「BYK−300」/セイミケミカル社製「S−393」、信越シリコーン社製「KP340」/大日本インキ社製「F−478」、トーレシリコーン社製「SH7PA」/ダイキン社製「DS−401」、日本ユニカー社製「L−77」/住友3M社製「FC4430」等が挙げられる。
本発明の液晶パネル用樹脂組成物において、これら界面活性剤の含有割合は、全固形分中、通常0.001重量%以上、好ましくは0.005重量%以上、更に好ましくは0.01重量%以上、特に好ましくは0.02重量%以上、又、通常10重量%以下、好ましくは1重量%以下、更に好ましくは0.1重量%以下、特に好ましくは0.05重量%以下の範囲で用いられる。
〔1−7.溶剤以外のその他成分〕
本発明の液晶パネル用樹脂組成物は、前記各成分の外に、分散助剤、有機カルボン酸又は/及び有機カルボン酸無水物、可塑剤、熱重合防止剤、保存安定剤、表面保護剤、密着向上剤、現像改良剤等を含有していてもよい。
分散助剤は、前記色材の分散性の向上、分散安定性の向上等のために用いられ、その分散助剤としては、例えば、アゾ系、フタロシアニン系、キナクリドン系、ベンツイミダゾロン系、キノフタロン系、イソインドリノン系、ジオキサジン系、アントラキノン系、インダンスレン系、ペリレン系、ペリノン系、ジケトピロロピロール系、ジオキサジン系顔料等の誘導体が挙げられる。これらの顔料誘導体の置換基としては、スルホン酸基、スルホンアミド基及びその4級塩、フタルイミドメチル基、ジアルキルアミノアルキル基、水酸基、カルボキシル基、アミド基等が挙げられ、これらの置換基は顔料骨格に直接に、又はアルキル基、アリール基、複素環基等を介して結合していてもよく、好ましくはスルホンアミド基及びその4級塩、スルホン酸基であり、より好ましくはスルホン酸基である。又、これら置換基は、一つの顔料骨格に複数置換していても良いし、置換数の異なる化合物の混合物でも良い。顔料誘導体の具体例としては、アゾ系顔料のスルホン酸誘導体、フタロシアニン系顔料のスルホン酸誘導体、キノフタロン系顔料のスルホン酸誘導体、アントラキノン系顔料のスルホン酸誘導体、キナクリドン系顔料のスルホン酸誘導体、ジケトピロロピロール系顔料のスルホン酸誘導体、ジオキサジン系顔料のスルホン酸誘導体等が挙げられる。中でも好ましくは、ピグメントイエロー138のスルホン酸誘導体、ピグメントイエロー139のスルホン酸誘導体、ピグメントレッド254のスルホン酸誘導体、ピグメントレッド255のスルホン酸誘導体、ピグメントレッド264のスルホン酸誘導体、ピグメントレッド272のスルホン酸誘導体、ピグメントレッド209のスルホン酸
誘導体、ピグメントオレンジ71のスルホン酸誘導体、ピグメントバイオレット23のスルホン酸誘導体であり、より好ましくはピグメントイエロー138のスルホン酸誘導体、ピグメントレッド254のスルホン酸誘導体である。
本発明の液晶パネル用樹脂組成物において、これらの分散助剤の含有割合は、前記色材成分に対して、通常0.1重量%以上であり、又、通常30重量%以下、好ましくは200重量%以下、更に好ましくは10重量%以下、特に好ましくは5重量%以下である。添加量が少ないとその効果が発揮されず、逆に添加量が多過ぎると分散性、分散安定性がかえって悪くなるためである。
又、本発明の液晶パネル用樹脂組成物は、高いパターン密着性を保ちながら、樹脂組成物の未溶解物の残存をより一層低減するために、分子量1000以下の有機カルボン酸又は/及び有機カルボン酸無水物を含有していてもよく、これらは前述の分散剤がウレタン樹脂分散剤である場合に含有されていることが好ましい。その有機カルボン酸としては、具体的には、脂肪族カルボン酸及び芳香族カルボン酸が挙げられる。脂肪族カルボン酸としては、蟻酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸、ピバル酸、カプロン酸、グリコール酸、(メタ)アクリル酸、等のモノカルボン酸、蓚酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、シクロヘキサンジカルボン酸、シクロヘキセンジカルボン酸、イタコン酸、シトラコン酸、マレイン酸、フマル酸等のジカルボン酸、トリカルバリル酸、アコニット酸等のトリカルボン酸等が挙げられる。又、芳香族カルボン酸としては、安息香酸、フタル酸等のフェニル基に直接カルボキシル基が結合したカルボン酸、フェニル基から炭素結合を介してカルボキシル基が結合したカルボン酸等が挙げられる。これらの中では、特に分子量600以下、とりわけ分子量50〜500のもの、具体的には、マレイン酸、マロン酸、コハク酸、イタコン酸が好ましい。又、有機カルボン酸無水物としては、脂肪族カルボン酸無水物、芳香族カルボン酸無水物が挙げられ、具体的には無水酢酸、無水トリクロロ酢酸、無水トリフルオロ酢酸、無水テトラヒドロフタル酸、無水コハク酸、無水マレイン酸、無水シトラコン酸、無水イタコン酸、無水グルタル酸、無水1,2−シクロヘキセンジカルボン酸、無水n−オクタデシルコハク酸、無水5−ノルボルネン−2,3−ジカルボン酸等の脂肪族カルボン酸無水物が挙げられる。芳香族カルボン酸無水物としては、無水フタル酸、トリメリット酸無水物、ピロメリット酸無水物、無水ナフタル酸等が挙げられる。これらの中では、特に分子量600以下、とりわけ分子量50〜500のもの、具体的には無水マレイン酸、無水コハク酸、無水シトラコン酸、無水イタコン酸が好ましい。
本発明の液晶パネル用樹脂組成物において、これらの有機カルボン酸又は/及び有機カルボン酸無水物の含有割合は、全固形分中、通常0.01重量%以上、好ましくは0.03重量%以上、更に好ましくは0.05重量%以上であり、又、通常10重量%以下、好ましくは5重量%以下、更に好ましくは3重量%以下である。
又、本発明の液晶パネル用樹脂組成物は、可塑剤を含有していてもよく、その可塑剤としては、例えば、ジオクチルフタレート、ジドデシルフタレート、トリエチレングリコールジカプリレート、ジメチルグリコールフタレート、トリクレジルホスフェート、ジオクチルアジペート、ジブチルセバケート、トリアセチルグリセリン等が挙げられる。これら可塑剤の含有割合は、全固形分中、10重量%以下の範囲であるのが好ましい。
又、本発明の液晶パネル用樹脂組成物は、熱重合防止剤を含有していてもよく、その熱重合防止剤としては、例えば、ハイドロキノン、p−メトキシフェノール、ピロガロール、カテコール、2,6−t−ブチル−p−クレゾール、β−ナフトール等が挙げられる。これら熱重合防止剤の含有割合は、全固形分中、3重量%以下の範囲であるのが好ましい。
〔1−8.溶剤〕
本発明の液晶パネル用樹脂組成物は、溶剤を必須成分とする。溶剤は、前記各成分を溶解又は分散させ、粘度を調節する機能を有するものであり、その溶剤としては、例えば、ジイソプロピルエーテル、ミネラルスピリット、n−ペンタン、アミルエーテル、エチルカプリレート、n−ヘキサン、ジエチルエーテル、イソプレン、エチルイソブチルエーテル、ブチルステアレート、n−オクタン、バルソル#2、アプコ#18ソルベント、ジイソブチレン、アミルアセテート、ブチルアセテート、アプコシンナー、ブチルエーテル、ジイソブチルケトン、メチルシクロヘキセン、メチルノニルケトン、プロピルエーテル、ドデカン、ソーカルソルベントNo.1及びNo.2、アミルホルメート、ジヘキシルエーテル、ジイソプロピルケトン、ソルベッソ#150、(n,sec,t−)酢酸ブチル、ヘキセン、シェルTS28 ソルベント、ブチルクロライド、エチルアミルケトン、エチルベンゾエート、アミルクロライド、エチレングリコールジエチルエーテル、エチルオルソホルメート、メトキシメチルペンタノン、メチルブチルケトン、メチルヘキシルケトン、メチルイソブチレート、ベンゾニトリル、エチルプロピオネート、メチルセロソルブアセテート、メチルイソアミルケトン、メチルイソブチルケトン、プロピルアセテート、アミルアセテート、アミルホルメート、ビシクロヘキシル、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジペンテン、メトキシメチルペンタノール、メチルアミルケトン、メチルイソプロピルケトン、プロピルプロピオネート、プロピレングリコール−t−ブチルエーテル、メチルエチルケトン、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、エチルセロソルブアセテート、カルビトール、シクロヘキサノン、酢酸エチル、プロピレングリコール、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、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エチルエーテル、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メチルエーテルアセテート、3−メトキシプロピオン酸、3−エトキシプロピオン酸、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、ジグライム、エチレングリコールアセテート、エチルカルビトール、ブチルカルビトール、エチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコール−t−ブチルエーテル、3−メチル−3−メトキシブタノール、トリプロピレングリコールメチルエーテル、メトキシブチルアセテート、3−メチルー3ーメトキシブチルアセテート等が挙げられる。これらの中では、プロプレングリコールモノメチルエーテルアセテート、メトキシブチルアセテート、3−エトキシプロピオン酸エチルが好ましい。また、これらの溶剤は、1種を単独で使用しても、2種以上を併用して使用してもよい。好ましい溶剤の組合せとしては、例えばプロプレングリコールモノメチルエーテルアセテート及びメトキシブチルアセテートを含む溶剤、プロプレングリコールモノメチルエーテルアセテート及び3−エトキシプロピオン酸エチルを含む溶剤等が挙げられる。
本発明の液晶パネル用樹脂組成物において、これらの溶剤の含有割合は、特に制限はないが、その上限は通常99重量%以下とする。溶剤が99重量%を超える場合は、溶剤を除く各成分の濃度が小さくなり過ぎて塗布膜を形成するには不適当である。一方、溶剤含有割合の下限は、塗布に適した粘性等を考慮して、通常75重量%以上、好ましくは80重量%以上、更に好ましくは82重量%以上である。
〔2.液晶パネル用樹脂組成物の調製〕
次に、本発明の液晶パネル用樹脂組成物を調製する方法を説明する。
本発明において、任意成分としての色材を用いる場合、先ず、色材、分散剤、及び溶剤とを各所定量秤量し、分散処理工程において、色材を分散させて液状のインキ状液体とする。この分散処理工程では、ペイントコンディショナー、サンドグラインダー、ボールミル、ロールミル、ストーンミル、ジェットミル、ホモジナイザー等を使用することができる。この分散処理を行なうことによって色材が微粒子化されるため、液晶パネル用樹脂組成物の塗布特性が向上し、製品のカラーフィルタ基板等の透過率が向上する。色材を分散処理する際には、バインダ樹脂、及び分散助剤等を適宜併用するのが好ましい。又、サンドグラインダーを用いて分散処理を行なう場合は、0.1から数mm径のガラスビーズ、又はジルコニアビーズを用いるのが好ましい。分散処理する際の温度は、通常0℃以上、好ましくは室温以上、又、通常100℃以下、好ましくは80℃以下の範囲に設定する。尚、分散時間は、インキ状液体の組成、及びサンドグラインダーの装置の大きさ等により適正時間が異なるため、適宜調整する必要がある。
上記分散処理によって得られたインキ状液体に、更に必須成分としてのバインダ樹脂及び溶剤、並びに界面活性剤、場合によっては、任意成分としての光重合性単量体及び光重合開始系、並びにそれら以外の成分を混合し、均一な分散溶液とする。尚、分散処理工程及び混合の各工程においては、微細なゴミが混入することがあるため、得られたインキ状液体をフィルター等によって濾過処理することが好ましい。
〔3.液晶パネル用樹脂組成物の物性〕
本発明の液晶パネル用樹脂組成物は、該樹脂組成物の液滴の清浄ガラス面に対する接触角θ(度)と、表面張力σ(mN/m)が下記式(1) 、(2) 、及び(3) を満足することを特徴とする。下記式(1) 、(2) 、及び(3) のいずれかを満足しない場合には、塗布ムラと乾燥ムラの発生を同時に解決することが困難となる。
θ≦5×(σ0 −σ) (1)
σ≦σ0 −1 (2)
θ≦15 (3)
〔但し、前記式中、σ0 は樹脂組成物に用いられている溶剤単独の表面張力(mN/m)である。〕
又、本発明の液晶パネル用樹脂組成物は、下記式(1')、(2')、及び(3')を満足するのが好ましく、下記式(1'') 、(2'') 、及び(3'') を満足するのが更に好ましく、下記式(2''')、及び(3''')を満足するのが特に好ましい。
θ≦4×(σ0 −σ) (1')
σ≦σ0 −1.5 (2')
θ≦12 (3')
θ≦3×(σ0 −σ) (1'')
σ≦σ0 −2 (2'')
θ≦9 (3'')
σ≦σ0 −2 (2''')
θ≦5 (3''')
又、本発明の液晶パネル用樹脂組成物は、レベリング性の面から、該樹脂組成物に用いられている溶剤によって溶剤重量が2倍になるまで希釈したときの表面張力σ’(mN/m)と希釈前の表面張力σ(mN/m)が、下記式(4) を満足するのが好ましく、下記式(4')を満足するのが更に好ましく、下記式(4'') を満足するのが特に好ましい。
|σ−σ’|≦0.4 (4)
|σ−σ’|≦0.3 (4')
|σ−σ’|≦0.2 (4'')
尚、本発明において、前記接触角、前記表面張力は、それぞれ以下の方法によって測定される。又、前記希釈は、以下の方法により行われる。
<接触角>
(i)液晶パネル用ガラス基板を洗浄剤よって洗浄後、UVオゾン処理により光洗浄を施す。前記洗浄により、純水による接触角が0(ゼロ)度、即ち完全に濡れ広がる清浄なガラス基板とする。なお、洗浄剤は、例えば界面活性剤含有タイプのアルカリ系洗浄剤が挙げられ、中でも無機アルカリが好ましい。具体例としてはライオン社製「サンウォッシュ
TL−100」、横浜油脂社製「セミクリーンKG」等が挙げられる。UVオゾン処理は低圧水銀灯照射装置(例えばオーク製作所社製「VUM」)にて、照度が通常1〜100mW/cm、好ましくは5〜20mW/cmで10〜300秒間、好ましくは30〜120秒間の条件で行われる。
(ii)(i)により作製したガラス基板に対する樹脂組成物の静的な接触角を、液滴法による接触角測定装置を使用して23℃において測定する。ここで「静的な接触角」とは、流動等による時間に伴う状態変化が生じない条件における接触角をいう。また、液滴法は通常は液滴を形成した後に1分間以内に測定、好ましくは5秒〜20秒以内に測定することにより行う。接触角測定装置は、例えば直読式、画像処理式等が用いられる。直読式接触角測定装置としては、例えば協和界面科学社製「CA−DT」等が挙げられる。画像処理式接触角測定装置としては、例えば協和界面科学社製「MCA−2」、KRUSS社製「DSA100」等が挙げられる。
<表面張力>
表面をアルコールランプ等で充分に赤熱し清浄化した白金プレートを用意し、樹脂組成物の静的な表面張力を、平板法による表面張力計を使用して23℃において測定する。ここで「静的な表面張力」とは、流動等による時間に伴う状態変化が生じない条件における表面張力をいう。表面張力計は、例えば協和界面科学社製「CBVP−A3」、KSV社製「Sigma700」等が挙げられる。
<希釈方法>
室温にて、ビーカー中の樹脂組成物に、該樹脂組成物に用いられていると同一の溶媒を、攪拌下で少量ずつ滴下して希釈する。具体的には、例えばマグネチックスターラー等により、30〜120rpm程度に攪拌しながら、10〜30分間かけて滴下希釈する。
本発明の前記式(1) 、(2) 、及び(3)、更には(4)を満足する液晶パネル用樹脂組成物を調製するのは、前述のバインダ樹脂、界面活性剤及び溶剤の種類、量、組合せ等を選択し、界面活性剤の親水性・疎水性、親油性・疎油性、分子量と溶媒の極性のバランスを調整することによって、実現することが重要である。これらの調節は単に具体的な界面活性剤の分子構造等から推察できるというものではなく、組成物全体が前記式を満たすか否かにより特定されるものである。
〔4.液晶パネル用樹脂組成物の応用〕
本発明の液晶パネル用樹脂組成物は、通常溶剤に溶解或いは分散された状態で基板上へ供給され、液晶パネル形成時のレジスト材等として用いられる。基板へのその供給方法としては、従来公知の方法、例えば、スピナー法、ワイヤーバー法、フローコート法、ダイコート法、ロールコート法、スプレーコート法等によって行うことができる。中でも、ダイコート法によれば、塗布液使用量が大幅に削減され、かつ、スピンコート法によった際に付着するミストなどの影響が全くない、異物発生が抑制されるなど、総合的な観点から好ましい。そして、本発明の液晶パネル用樹脂組成物は、その塗布の際の塗布ムラや、その後の乾燥工程における乾燥ムラ等も生じず、露光工程、現像工程、熱処理工程等を経て、極めて平滑な表面を有する層を形成することができる。
以下、本発明の液晶パネル用樹脂組成物の液晶パネルへの応用例として、カラーフィルタのブラックマトリクスや画素としての応用、カラーフィルタを液晶表示装置に取り付ける際のフォトスペーサやリブ材(液晶分割配向突起)としての応用、及びそれらを用いた液晶表示装置(パネル)について、説明する。
〔4−1.カラーフィルタのブラックマトリクス・画素〕
カラーフィルタの透明基板としては、透明で適度の強度があれば、その材質は特に限定されるものではない。材質としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル系樹脂、ポリプロピレン、ポリエチレン等のポリオレフィン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリメチルメタクリレート等のアクリル系樹脂、ポリスルホン系樹脂等の熱可
塑性樹脂製シート、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂等の熱硬化性樹脂シート、又は各種ガラス等が挙げられる。この中でも、耐熱性の観点からガラス、耐熱性樹脂が好ましい。これらの透明基板には、接着性等の表面物性の改良のため、必要に応じ、コロナ放電処理やオゾン処理等の表面処理、シランカップリング剤やウレタン系樹脂等の各種樹脂等による薄膜形成処理等を行なってもよい。透明基板の厚さは、通常0.05mm以上、好ましくは0.1mm以上、又、通常10mm以下、好ましくは7mm以下の範囲とされる。又、各種樹脂による薄膜形成処理を行なう場合、その膜厚は、通常0.01μm以上、好ましくは0.05μm以上、又、通常10μm以下、好ましくは5μm以下の範囲である。
上述の透明基板上にブラックマトリクスを設け、更に通常は赤色、緑色、青色の画素画像を形成することにより、カラーフィルタを作製することができる。ブラックマトリクスは、遮光金属薄膜、又は本発明の液晶パネル用樹脂組成物を利用して、透明基板上に形成される。
その遮光金属材料としては、金属クロム、酸化クロム、窒化クロム等のクロム化合物、ニッケルとタングステン合金等が用いられ、これらを複数層状に積層させたものであってもよい。これらの遮光金属薄膜は、一般にスパッタリング法によって形成され、ポジ型フォトレジストにより、膜状に所望のパターンを形成する。クロムに対しては硝酸第二セリウムアンモニウムと過塩素酸及び/又は硝酸とを混合したエッチング液を用い、その他の材料に対しては、材料に応じたエッチング液を用いて蝕刻され、最後にポジ型フォトレジストを専用の剥離剤で剥離することによって、ブラックマトリクスを形成することができる。この場合、先ず、蒸着又はスパッタリング法等により、透明基板上にこれら金属又は金属・金属酸化物の薄膜を形成する。次いで、この薄膜上にポジ型フォトレジスト用樹脂組成物の塗布膜を形成する。次いで、ストライプ、モザイク、トライアングル等の繰り返しパターンを有するフォトマスクを用いて、塗布膜を露光・現像し、レジスト画像を形成する。その後、この塗布膜にエッチング処理を施してブラックマトリクスを形成することができる。
本発明の液晶パネル用樹脂組成物を利用する場合は、黒色の色材を含有する着色樹脂組成物を使用して、ブラックマトリクスを形成する。例えば、カーボンブラック、黒鉛、鉄黒、アニリンブラック、シアニンブラック、チタンブラック等の黒色色材単独又は複数、もしくは、無機又は有機の顔料、染料の中から適宜選択される赤色、緑色、青色等の混合による黒色色材を含有する着色樹脂組成物を使用し、以下の赤色、緑色、青色の画素画像を形成する方法と同様にして、ブラックマトリクスを形成することができる。上記着色樹脂組成物は、これら黒色、赤色、緑色、青色のうち少なくとも一種のレジスト形成用塗布液として使用される。ブラックレジストに関しては、透明基板上に、赤色、緑色、青色に関しては、透明基板上に形成された樹脂ブラックマトリクス形成面上、又は、クロム化合物その他の遮光金属材料を用いて形成された金属ブラックマトリクス形成面上に、塗布、加熱乾燥、画像露光、現像及び熱硬化の各処理を行なって各色の画素画像を形成する。
ブラックマトリクスを設けた透明基板上に、赤色、緑色、青色のうち一色の色材を含有する着色樹脂組成物を塗布し、乾燥した後、塗布膜の上にフォトマスクを重ね、このフォトマスクを介して画像露光、現像、必要に応じて熱硬化又は光硬化により画素画像を形成させ、着色層を作成する。この操作を、赤色、緑色、青色の三色の着色樹脂組成物について各々行うことによって、カラーフィルタ画像を形成することができる。
その際の着色樹脂組成物の塗布は、前述したいずれの方法によっても行うことができる。中でも、ダイコート法が好ましく、ダイコート法による塗布条件は、樹脂組成物の組成や、作製するカラーフィルタの種類等によって適宜選択すればよい。例えば、ノズル先端のリップ幅は50〜500μmとし、ノズル先端と基板面との間隔は30〜300μmと
するのが好ましい。塗布膜の厚さを調節するためには、リップの走行速度、及びリップからの液状の樹脂組成物の吐出量を調整すればよい。塗布膜の厚さは、大き過ぎるとパターン現像が困難となるとともに、液晶セル化工程でのギャップ調整が困難となることがある一方で、小さ過ぎると顔料濃度を高めることが困難となり、所望の色発現が不可能となることがある。塗布膜の厚さは、乾燥後の膜厚として、通常0.2μm以上、好ましくは0.5μm以上、より好ましくは0.8μm以上、又、通常20μm以下、好ましくは10μm以下、より好ましくは5μm以下の範囲である。
基板に着色樹脂組成物を塗布した後の塗布膜の乾燥は、ホットプレート、IRオーブン、コンベクションオーブンを使用した乾燥法によるのが好ましい。通常は、予備乾燥の後、再度加熱させて乾燥させる。予備乾燥の条件は、前記溶剤成分の種類、使用する乾燥機の性能等に応じて適宜選択することができる。乾燥温度及び乾燥時間は、溶剤成分の種類、使用する乾燥機の性能等に応じて選択されるが、具体的には、乾燥温度は通常40℃以上、好ましくは50℃以上、又、通常80℃以下、好ましくは70℃以下の範囲であり、乾燥時間は通常15秒以上、好ましくは30秒以上、又、通常5分間以下、好ましくは3分間以下の範囲である。又、再加熱乾燥の温度条件は、予備乾燥温度より高い温度が好ましく、具体的には、通常50℃以上、好ましくは70℃以上、又、通常200℃以下、好ましくは160℃以下、特に好ましくは130℃以下の範囲である。又、乾燥時間は、加熱温度にもよるが、通常10秒以上、中でも15秒以上、又、通常10分以下、中でも5分の範囲とするのが好ましい。乾燥温度は、高いほど透明基板に対する接着性が向上するが、高過ぎるとバインダ樹脂が分解し、熱重合を誘発して現像不良を生ずる場合がある。尚、この塗布膜の乾燥工程としては、温度を高めず減圧チャンバー内で乾燥を行なう減圧乾燥法を用いてもよい。
画像露光は、着色樹脂組成物の塗布膜上に、ネガのマトリクスパターンを重ね、このマスクパターンを介し、紫外線又は可視光線の光源を照射して行う。この際、必要に応じ、酸素による光重合性層の感度の低下を防ぐため、光重合性層上にポリビニルアルコール層等の酸素遮断層を形成した後に露光を行ってもよい。上記の画像露光に使用される光源は、特に限定されるものではない。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、カーボンアーク、蛍光ランプ等のランプ光源や、アルゴンイオンレーザー、YAGレーザー、エキシマレーザー、窒素レーザー、ヘリウムカドミニウムレーザー、半導体レーザー等のレーザー光源等が挙げられる。特定の波長の光を照射して使用する場合には、光学フィルタを利用することもできる。
カラーフィルタは、例えば以下の手順により作製することができる。即ち、(i)着色樹脂組成の塗布膜に対し、上記の光源によって画像露光を行なう。(ii)有機溶剤、又は、界面活性剤とアルカリ性化合物とを含む水溶液を用いて現像を行うことによって、基板上に画像を形成する。
この水溶液には、更に有機溶剤、緩衝剤、錯化剤、染料又は顔料を含ませることができる。ここで、アルカリ性化合物としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム、珪酸ナトリウム、珪酸カリウム、メタ珪酸ナトリウム、燐酸ナトリウム、燐酸カリウム、燐酸水素ナトリウム、燐酸水素カリウム、燐酸二水素ナトリウム、燐酸二水素カリウム、水酸化アンモニウム等の無機アルカリ性化合物や、モノ−・ジ−・又はトリ−エタノールアミン、モノ−・ジ−・又はトリ−メチルアミン、モノ−・ジ−・又はトリ−エチルアミン、モノ−・又はジ−イソプロピルアミン、n−ブチルアミン、モノ−・ジ−・又はトリ−イソプロパノールアミン、エチレンイミン、エチレンジイミン、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド(TMAH)、コリン等の有機アルカリ性化合物が挙げられる。これらのアルカリ性化合物は、2種以上の混合物であってもよい。界面活性剤としては、例えば、ポ
リオキシエチレンアルキルエーテル類、ポリオキシエチレンアルキルアリールエーテル類、ポリオキシエチレンアルキルエステル類、ソルビタンアルキルエステル類、モノグリセリドアルキルエステル類等のノニオン系界面活性剤、アルキルベンゼンスルホン酸塩類、アルキルナフタレンスルホン酸塩類、アルキル硫酸塩類、アルキルスルホン酸塩類、スルホコハク酸エステル塩類等のアニオン性界面活性剤、アルキルベタイン類、アミノ酸類等の両性界面活性剤が挙げられる。有機溶剤としては、例えば、イソプロピルアルコール、ベンジルアルコール、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、フェニルセロソルブ、プロピレングリコール、ジアセトンアルコール等が挙げられる。有機溶剤は、単独でも水溶液と併用して使用できる。
現像処理の条件には特に制限はないが、現像温度は通常10℃以上、中でも15℃以上、更には20℃以上、又、通常50℃以下、中でも45℃以下、更には40℃以下の範囲が好ましい。現像方法は、浸漬現像法、スプレー現像法、ブラシ現像法、超音波現像法等の何れかの方法によることができる。
尚、本発明におけるカラーフィルタは、上記した作製方法の他に、(1)溶剤、色材としてのフタロシアニン系顔料、バインダ樹脂としてのポリイミド系樹脂を含む硬化性着色樹脂組成物を、基板に塗布し、エッチング法により画素画像を形成する方法によっても作製することができる。又、(2)フタロシアニン系顔料を含む着色樹脂組成物を着色インキとして用い、印刷機によって、透明基板上に直接画素画像を形成する方法や、(3)フタロシアニン系顔料を含む着色樹脂組成物を電着液として用い、基板をこの電着液に浸漬させ所定パターンにされたITO電極上に、着色膜を析出させる方法、更に、(4)フタロシアニン系顔料を含む着色樹脂組成物を塗布したフィルムを、透明基板に貼りつけて剥離し、画像露光、現像し画素画像を形成する方法や、(5)フタロシアニン系顔料を含む着色樹脂組成物を着色インキとして用い、インクジェットプリンターにより画素画像を形成する方法、等によっても作製することができる。カラーフィルタの作製方法は、本発明の液晶パネル用樹脂組成物の組成に応じ、これに適した方法が採用される。
現像の後のカラーフィルタには、熱硬化処理を施す。この際の熱硬化処理条件は、温度は通常100℃以上、好ましくは150℃以上、又、通常280℃以下、好ましくは250℃以下の範囲で選ばれ、時間は5分間以上、60分間以下の範囲で選ばれる。これら一連の工程を経て、一色のパターニング画像形成は終了する。この工程を順次繰り返し、ブラック、赤色、緑色、青色をパターニングし、カラーフィルタを形成する。尚、4色のパターニングの順番は、上記した順番に限定されるものではない。
更に、カラーフィルタは、このままの状態で画像上にITO等の透明電極を形成して、カラーディスプレー、液晶表示装置等の部品の一部として使用されるが、表面平滑性や耐久性を高めるため、必要に応じ、画像上にポリアミド、ポリイミド等のトップコート層を設けることもできる。又、一部、平面配向型駆動方式(IPSモード)等の用途においては、透明電極を形成しないこともある。又、垂直配向型駆動方式(MVAモード)では、リブを形成することもある。又、ビーズ散布型スペーサに代わり、フォトリソによる柱構造(フォトスペーサ)を形成することもある。
〔4−2.フォトスペーサ〕
本発明の液晶パネル用樹脂組成物は、通常溶剤に溶解或いは分散された状態で、基板上へ供給される。その供給方法としては、前述したいずれの塗布方法によっても行うことができる。中でも、ダイコート法が好ましく、塗布量は、乾燥膜厚として、通常0.5μm以上、好ましくは1μm以上であり、又、通常10μm以下、好ましくは8μm以下、より好ましくは5μm以下の範囲である。その際、乾燥膜厚あるいは最終的に形成されたスペーサの高さが、基板全域にわたって均一であることが重要である。ばらつきが大きい場合には、液晶パネルにムラ欠陥を生ずることとなる。又、インクジェット法や印刷法などにより、パターン状に供給されても良い。
基板上に樹脂組成物を供給した後の乾燥は、ホットプレート、IRオーブン、コンベクションオーブンを使用した乾燥法によるのが好ましい。又、温度を高めず、減圧チャンバー内で乾燥を行う、減圧乾燥法を組み合わせても良い。乾燥の条件は、溶剤成分の種類、使用する乾燥機の性能等に応じて適宜選択することができる。乾燥時間は、溶剤成分の種類、使用する乾燥機の性能等に応じて、通常は、40〜100℃の温度で15秒〜5分間の範囲で選ばれ、好ましくは50〜90℃の温度で30秒〜3分間の範囲で選ばれる。
露光は、樹脂組成物の塗布膜上に、ネガのマスクパターンを重ね、このマスクパターンを介し、紫外線又は可視光線の光源を照射して行う。又、レーザー光による走査露光方式によっても良い。この際、必要に応じ、酸素による光重合性層の感度の低下を防ぐため、光重合性層上にポリビニルアルコール層等の酸素遮断層を形成した後に露光を行ってもよい。上記の露光に使用される光源は、カラーフィルタの作製において前述したと同様の光源が用いられる。
上記の露光を行った後、アルカリ性化合物と界面活性剤とを含む水溶液、又は有機溶剤を用いる現像によって、基板上に画像パターンを形成することができる。この水溶液には、更に有機溶剤、緩衝剤、錯化剤、染料又は顔料を含ませることができる。その際用いられるアルカリ性化合物、界面活性剤、有機溶剤としては、カラーフィルタの作製において前述したと同様のものが用いられる。又、現像の後の基板には、熱硬化処理を施すのが好ましい。この際の熱硬化処理条件は、温度は100〜280℃の範囲、好ましくは150〜250℃の範囲で選ばれ、時間は5〜60分間の範囲で選ばれる。
〔4−3.リブ(液晶分割配向突起)〕
リブ(液晶分割配向突起)とは、液晶表示装置の視野角を改善するために、透明電極上に形成する突起をいい、該突起のスロープを利用して液晶を局所的に傾け、一画素内で液晶を多方向に分割させるものである。
前述の如くして作製され、画像上にITO等の透明電極を形成されたカラーフィルタ基板上に、本発明の液晶パネル用樹脂組成物を、前述したいずれの塗布方法によって塗布する。樹脂組成物の塗布膜厚は通常0.5〜5μmである。該組成物からなる塗布膜を乾燥した後、乾燥塗膜上にフォトマスクを置き、該フォトマスクを介して画像露光する。露光後、未露光の未硬化部分を現像にて除去することにより、画素を形成する。通常、現像後得られる画像は、5〜20μmの巾の細線再現性が求められ、高画質のディスプレーの要求からより高精細な細線再現性が要求さる傾向にある。高精細な細線を安定し再現する上で、現像後の細線画像の断面形状は、非画像と画像部のコントラストが明瞭な矩形型が、現像時間、現像液経時、現像シャワーの物理刺激などの現像マージンが広く好ましい。
本発明では、現像後の画像は、矩形型に近い断面形状を有している。リブの形状に必要なアーチ状の形状を得るために、通常150℃以上、好ましくは180℃以上、更に好ましくは200℃以上、又、通常400℃以下、好ましくは300℃以下、更に好ましくは280℃以下で、且つ、通常10分以上、好ましくは15分以上、更に好ましくは20分以上、通常120分以下、好ましくは60分以下、更に好ましくは40分以下の加熱処理を施し、矩形状の断面形状をアーチ状の形状に変形させ、幅0.5〜20μm、高さ0.2〜5μmのリブを形成させる。この加熱時の変形の範囲としては、樹脂組成物と加熱条件を適宜調整し、加熱前の細線画像(矩形画像断面形状)の側面と基板平面から形成される接触角(W1)の、上記加熱処理後の細線画像の側面と基板平面から形成される接触角(W2)に対する比、W1/W2が1.2以上、好ましくは1.3以上、更に好ましくは1.5以上、又、通常10以下、好ましくは8以下になるようにする。加熱温度が高い程、又は加熱時間が長い程変形率が大きく、反対に加熱温度が低い程、又は加熱時間が短い程その変形率は低い。
〔4−4.液晶表示装置(パネル)〕
本発明に係る液晶パネルは、例えば、前記カラーフィルタ基板と、薄膜トランジスタ(TFT)による駆動基板とを、液晶層を介して対向した構造により構成することができる。より具体的には、配向膜材料を塗布し配向処理を施したカラーフィルタ基板と、同じくTFT駆動基板とを、周辺シール材を介して貼り合わせ、その空隙に液晶材料を注入することで、液晶パネルとすることができる。
本発明に係る液晶パネルは、通常、上記本発明に係るカラーフィルタ上に配向膜を形成し、この配向膜上にスペーサを散布した後、対向基板と貼り合わせて液晶セルを形成し、形成した液晶セルに液晶を注入し、対向電極に結線して作製される。配向膜は、ポリイミド等の樹脂膜が好適である。配向膜の形成には、通常、グラビア印刷法及び/又はフレキソ印刷法が採用され、配向膜の厚さは数10nmとされる。熱焼成によって配向膜の硬化処理を行った後、紫外線の照射やラビング布による処理によって表面処理し、液晶の傾きを調整しうる表面状態に加工される。
スペーサは、対向基板とのギャップ(隙間)に応じた大きさのものが用いられ、通常2〜8μmのものが好適である。カラーフィルタ基板上に、フォトリソグラフィ法によって透明樹脂膜のフォトスペーサ(PS)を形成し、これをスペーサの代わりに活用することもできる。対向基板としては、通常、アレイ基板が用いられ、特にTFT(薄膜トランジスタ)基板が好適である。又、対向基板との貼り合わせのギャップは、液晶パネルの用途によって異なるが、通常2μm以上、8μm以下の範囲で選ばれる。対向基板と貼り合わせた後、液晶注入口以外の部分は、エポキシ樹脂等のシール材によって封止する。シール材は、UV照射及び/又は加熱することによって硬化させ、液晶セル周辺がシールされる。
周辺をシールされた液晶セルは、パネル単位に切断した後、真空チャンバー内で減圧とし、上記液晶注入口を液晶に浸漬した後、チャンバー内をリークすることによって、液晶を液晶セル内に注入する。液晶セル内の減圧度は、通常1×10-2Pa以上、好ましくは1×10-3以上、又、通常1×10-7Pa以下、好ましくは1×10-6Pa以下の範囲である。又、減圧時に液晶セルを加温するのが好ましく、加温温度は通常30℃以上、好ましくは50℃以上、又、通常100℃以下、好ましくは90℃以下の範囲である。減圧時の加温保持は、通常10分間以上、60分間以下の範囲とされ、その後、液晶中に浸漬される。液晶を注入した液晶セルは、液晶注入口をUV硬化樹脂を硬化させて封止することによって、液晶表示装置(パネル)が完成する。尚、液晶の種類には特に制限がなく、芳香族系、脂肪族系、多環状化合物等、従来から知られている液晶であって、リオトロピック液晶、サーモトロピック液晶等の何れでもよい。サーモトロピック液晶には、ネマティック液晶、スメスティック液晶及びコレステリック液晶等が知られているが、何れであってもよい。
以下、本発明を実施例により更に詳細に説明するが、本発明は、その要旨を超えない限り以下の実施例に限定されるものではない。尚、以下の実施例及び比較例において、接触角及び表面張力の測定は、それぞれ以下の方法によった。
<接触角>
液晶パネル用ガラス基板(旭硝子社製「AN100」)を洗浄剤(ライオン社製「サンウォッシュTL−100」)によって洗浄後、UVオゾン処理を1000mjで行うことにより光洗浄を施し、純水による接触角がゼロ度、即ち完全に濡れ広がる清浄なガラス基板を用意する。次に市販の液滴法による接触角測定装置(協和界面科学社製「CA−DT」)を使用して、ガラス基板に対する樹脂組成物との静的な接触角を、23℃において測定する。
<表面張力>
表面をアルコールランプ等で充分に赤熱し清浄化した白金プレートを用意し、市販の平板法による表面張力計(協和界面科学社製「CBVP−A3」)を使用して、23℃における樹脂組成物の静的な表面張力を測定する。
実施例1
色材としてピグメントレッド177 10g、分散剤としてビック・ケミー社製「byk−161」(不揮発分30%)13.3g、及び溶剤としてプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート46.7gを混合した顔料分散液を作製した。又、別途、バインダ樹脂として、スチレン(55モル%)/α−メチルスチレン(15モル%)/アクリル酸(20モル%)/下記構造の構成繰返し単位(10モル%)の4元共重合体樹脂(重量平均分子量12000)5.0g、光重合性単量体としてジペンタエリスリトールヘキサアクリレート5.0g、光重合開始剤として、2−(2−クロロフェニル)−4,5−

ジフェニルイミダゾール二量体0.4g、4,4’−ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン0.2g、重合加速剤として2−メチルベンゾチアゾール0.4g、界面活性剤として、大日本インキ社製弗素系界面活性剤「F475」0.013g、ビックケミー社製シリコーン系界面活性剤「BYK−323」0.05g、及び溶剤として、プロプレングリコールモノメチルエーテルアセテート29.5g、メトキシブチルアセテート36.6gを混合したクリアーレジストを作製した。両者を更に混合し、攪拌均一化したのち、粒子径0.5mmのジルコニアビーズ300gを加え、ペイントコンディショナーで5時間振とうして分散処理した後、濾過して均一な液晶パネル用樹脂組成物を得た。
Figure 0004513736
この液晶パネル用樹脂組成物は、液滴の清浄ガラス面に対する接触角θは8度であった。又、表面張力σは25.6mN/mであり、溶剤単独の表面張力σ0 は27.6mN/mであった。更に、溶剤によって溶剤重量が2倍になるまで希釈したときの表面張力σ’は25.9mN/mであった。
この液晶パネル用樹脂組成物を、スリットダイにより、塗布速度100mm/s、塗布ギャップ100μm、ウェットの塗布厚みが20μmの条件でガラス基板に枚葉塗布した後、減圧乾燥チャンバーにて到達圧力1Torrにて真空乾燥し、更に80℃のホットプレートにて3分間ベークした。この塗布基板について、干渉縞検査灯(Naランプ)で塗布ムラ及び乾燥ムラの発生状況を観察したところ、表1に示す結果であった。
実施例2
界面活性剤として、ビックケミー社製シリコーン系界面活性剤「BYK−323」を0.025g用いた外は、実施例1と同様にして液晶パネル用樹脂組成物を調製した。この液晶パネル用樹脂組成物は、液滴の清浄ガラス面に対する接触角θは3度であった。又、表面張力σは26.2mN/mであり、溶剤単独の表面張力σ0 は27.6mN/mであった。更に、溶剤によって溶剤重量が2倍になるまで希釈したときの表面張力σ’は26.5mN/mであった。この塗布基板について、干渉縞検査灯(Naランプ)で塗布ムラ及び乾燥ムラの発生状況を観察したところ、表1に示す結果であった。
実施例3
界面活性剤として、大日本インキ社製弗素系界面活性剤「F470」を0.025g、ビックケミー社製シリコーン系界面活性剤「BYK−330」(不揮発成分51%)を0.049g用いた外は、実施例1と同様にして液晶パネル用樹脂組成物を調製した。この液晶パネル用樹脂組成物は、液滴の清浄ガラス面に対する接触角θは5度であった。又、表面張力σは25.7mN/mであり、溶剤単独の表面張力σ0 は27.6mN/mであった。更に、溶剤によって溶剤重量が2倍になるまで希釈したときの表面張力σ’は25.9mN/mであった。この塗布基板について、干渉縞検査灯(Naランプ)で塗布ムラ及び乾燥ムラの発生状況を観察したところ、表1に示す結果であった。
比較例1
界面活性剤として、セイミケミカル社製弗素系界面活性剤「S−393」を0.013g用いた外は、実施例1と同様にして液晶パネル用樹脂組成物を調製した。この液晶パネル用樹脂組成物は、液滴の清浄ガラス面に対する接触角θは25度であった。又、表面張力σは23.8mN/mであり、溶剤単独の表面張力σ0 は27.6mN/mであった。更に、溶剤によって溶剤重量が2倍になるまで希釈したときの表面張力σ’は25.0mN/mであった。この塗布基板について、干渉縞検査灯(Naランプ)で塗布ムラ及び乾燥ムラの発生状況を観察したところ、表1に示す結果であった。
比較例2
界面活性剤として、ネオス社製弗素系界面活性剤「DFX−18」を0.025g用いた外は、実施例1と同様にして液晶パネル用樹脂組成物を調製した。この液晶パネル用樹脂組成物は、液滴の清浄ガラス面に対する接触角θは20度であった。又、表面張力σは26.1mN/mであり、溶剤単独の表面張力σ0 は27.6mN/mであった。更に、溶剤によって溶剤重量が2倍になるまで希釈したときの表面張力σ’は26.5mN/mであった。この塗布基板について、干渉縞検査灯(Naランプ)で塗布ムラ及び乾燥ムラの発生状況を観察したところ、表1に示す結果であった。
比較例3
界面活性剤として、ビックケミー社製シリコーン系界面活性剤「BYK−333」を0.05g用いた外は、実施例1と同様にして液晶パネル用樹脂組成物を調製した。この液晶パネル用樹脂組成物は、液滴の清浄ガラス面に対する接触角θは15度であった。又、表面張力σは25.6mN/mであり、溶剤単独の表面張力σ0 は27.6mN/mであった。更に、溶剤によって溶剤重量が2倍になるまで希釈したときの表面張力σ’は26.1mN/mであった。この塗布基板について、干渉縞検査灯(Naランプ)で塗布ムラ及び乾燥ムラの発生状況を観察したところ、表1に示す結果であった。
比較例4
界面活性剤として、ビックケミー社製シリコーン系界面活性剤「BYK−331」を0.025g用いた外は、実施例1と同様にして液晶パネル用樹脂組成物を調製した。この液晶パネル用樹脂組成物は、液滴の清浄ガラス面に対する接触角θは6度であった。又、表面張力σは27.3mN/mであり、溶剤単独の表面張力σ0 は27.6mN/mであった。更に、溶剤によって溶剤重量が2倍になるまで希釈したときの表面張力σ’は27.5mN/mであった。この塗布基板について、干渉縞検査灯(Naランプ)で塗布ムラ及び乾燥ムラの発生状況を観察したところ、表1に示す結果であった。
Figure 0004513736

Claims (6)

  1. バインダ樹脂、界面活性剤、及び溶剤を含む液晶パネルの部分となる画素、ブラックマトリックス、フォトスペーサ、リブ材(液晶分割配向突起)、又はオーバーコート用樹脂組成物であって、該樹脂組成物の液滴の清浄ガラス面に対する接触角θ(度)と、該樹脂組成物の表面張力σ(mN/m)が下記式(1)、(2)及び(3)を満足することを特徴とする液晶パネルの部分となる画素、ブラックマトリックス、フォトスペーサ、リブ材(液晶分割配向突起)、又はオーバーコート用樹脂組成物。
    θ≦5×(σ0−σ) (1)
    σ≦σ0−1 (2)
    θ≦15 (3)
    [但し、前記式(1)及び(2)中、σ0は上記樹脂組成物に用いられている溶剤単独の
    表面張力(mN/m)である。]
  2. 前記接触角θ(度)と、前記表面張力σ(mN/m)が更に下記式(1’)、(2’)、及び(3’)を満足することを特徴とする請求項1に記載の液晶パネルの部分となる画素、ブラックマトリックス、フォトスペーサ、リブ材(液晶分割配向突起)、又はオーバーコート用樹脂組成物。
    θ≦4×(σ 0 −σ) (1’)
    σ≦σ 0 −1.5 (2’)
    θ≦12 (3’)
    [但し、前記式(1’)及び(2’)中、σ 0 は上記樹脂組成物に用いられている溶剤単
    独の表面張力(mN/m)である。]
  3. 請求項1又は2に記載の液晶パネルの部分となる画素、ブラックマトリックス、フォトスペーサ、リブ材(液晶分割配向突起)、又はオーバーコート用樹脂組成物を、該樹脂組成物に用いられている溶剤によって溶剤重量が2倍になるまで希釈したときの表面張力σ’(mN/m)と希釈前の表面張力σ(mN/m)が、下記式(4)を満足することを特徴とする請求項1又は2に記載の液晶パネルの部分となる画素、ブラックマトリックス、フォトスペーサ、リブ材(液晶分割配向突起)、又はオーバーコート用樹脂組成物。
    |σ−σ’|≦0.4 (4)
  4. 前記希釈したときの表面張力σ’(mN/m)と、前記希釈前の表面張力σ(mN/m)が、更に下記式(4’)を満足することを特徴とする請求項3に記載の液晶パネルの部
    分となる画素、ブラックマトリックス、フォトスペーサ、リブ材(液晶分割配向突起)、又はオーバーコート用樹脂組成物。
    |σ−σ’|≦0.3 (4’)
  5. 界面活性剤としてシリコーン系界面活性剤を含有することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の液晶パネルの部分となる画素、ブラックマトリックス、フォトスペーサ、リブ材(液晶分割配向突起)、又はオーバーコート用樹脂組成物。
  6. 界面活性剤として弗素系界面活性剤を含有することを特徴とする請求項1〜のいずれか1項に記載の液晶パネルの部分となる画素、ブラックマトリックス、フォトスペーサ、リブ材(液晶分割配向突起)、又はオーバーコート用樹脂組成物。
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