JP4987404B2

JP4987404B2 - カラーフィルタ用感光性樹脂組成物

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Publication number: JP4987404B2
Application number: JP2006264465A
Authority: JP
Inventors: 美波山本; 琢実鈴木
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd; DNP Fine Chemicals Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd; DNP Fine Chemicals Co Ltd
Priority date: 2006-09-28
Filing date: 2006-09-28
Publication date: 2012-07-25
Anticipated expiration: 2026-09-28
Also published as: JP2008083487A

Description

本発明は、例えばカラーフィルタにおける保護層、着色層、遮光部等の形成に用いられるカラーフィルタ用感光性樹脂組成物、およびそれを用いて製造されるカラーフィルタに関するものである。

一般に、カラー液晶表示装置に用いられるカラーフィルタには、例えば赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、および青（Ｂ）の３原色の着色層や、これを仕切る遮光部（ブラックマトリクス）、カラーフィルタ表面を保護・平坦化するための保護層等が形成されている。このようなカラーフィルタにおける部材は、いずれも高い平坦性が求められるものである。

このようなカラーフィルタにおける部材は、感光性樹脂、光重合開始剤および溶剤等を含有する感光性樹脂組成物を塗布、乾燥し、得られた塗膜をフォトリソグラフィー法等を用いてパターニングすることにより形成する方法が一般に知られている。しかしながら、このようなフォトリソグラフィー法による部材形成においては、上記感光性樹脂組成物を、基板全面の広範囲にわたって塗布するため、塗布ムラやハジキ（ハジキとは、被塗布面の異物等の存在により塗布液の一部が弾かれてできたピンホール状の塗布抜けのことを示す。）といった欠陥が発生しやすく、このような欠陥によって、形成される部材の平滑性が著しく低下するといった問題を有していた。

このような塗布ムラやハジキを防止するためには、界面活性剤の添加が有効であることが一般に知られている。しかしながら、界面活性剤の含有量が多いと、液晶表示装置とした際、液晶に対して悪影響を及ぼすことがあるといった問題があった。

また、塗布ムラやハジキを回避する方法として、固形分を増量させる方法も考えられる。しかしながら、固形分を増量させると、例えば塗布方法としてスリットコーターを用いる方法等を選択した場合、吐出口で塗工液が乾燥しやすく、その乾燥片が異物として塗布面に付着するといった問題があった。また、固形分が多くなると、例えばスピンコーターにより塗布した場合、スピンによって周りに飛散する固形分飛散量も増えることから、コスト的に不利となるといった問題もあった。

なお、特許文献１には、塗布ムラを改善するために、ジプロピレングリコールジメチルエーテルを必須成分とした樹脂組成物が開示されている。また、特許文献２には、沸点が異なり、かつ表面張力が制御された２種以上の溶剤を含有する樹脂組成物が開示されている。しかしながら、特許文献１および特許文献２に開示された樹脂組成物は、塗布後の乾燥の際に生じる加熱ムラや蒸発ムラ等に起因する塗布ムラを防止するために提案されたものであり、上述したような塗布時のムラやハジキを改善するものではなかった。

特開２００４−１９８４６４号公報特開２００４−３０２２４５号公報

そこで、塗布時にムラやハジキが生じにくく、塗膜の表面平滑性を高めることが可能なカラーフィルタ用感光性樹脂組成物の提供が望まれている。

本発明は、バインダー樹脂と、エチレン性不飽和二重結合を有する化合物と、光重合開始剤と、溶剤とを含有するカラーフィルタ用感光性樹脂組成物であって、上記溶剤が、下記一般式（Ａ）で表される化合物からなる溶剤を少なくとも含むことを特徴とするカラーフィルタ用感光性樹脂組成物（以下、単に感光性樹脂組成物とする場合がある。）を提供する。

（式中、Ｒ^１は、炭素数１〜１１のアルキル基，−(ＣＨ_２)−Ｐｈ，−Ｐｈ−ＣＨ_３，−Ｐｈ，−ＣＨ_２−Ｘ，−ＣＨ−Ｘ_２，−ＣＸ_３，または−Ｐｈ−Ｘを示す。Ｒ^２およびＲ^３は独立して炭素数１〜１０のアルキル基，−Ｈ，−Ｘ，−ＣＨＯ，−ＣＮ，−ＯＡｃ，−ＣＸ_３，−(ＣＨ_２)_ｎ−Ｐｈを示す。Ｘはハロゲン原子を示し、ｎは０〜１０の整数を示す。）

本発明に用いられる上記一般式（Ａ）で表される化合物は、バインダー樹脂等との相溶性および被塗布面との親和性が良好なことから、本発明の感光性樹脂組成物に上記化合物を溶剤として含有させることにより、塗布ムラやハジキといった欠陥が生じにくく、表面平滑性の高い感光性樹脂組成物とすることができる。したがって、本発明の感光性樹脂組成物を用いることにより、平滑性の高い硬化膜を形成することが可能となり、例えば液晶表示装置用カラーフィルタにおける着色層、遮光部、保護膜等、種々の部材形成に利用することが可能となる。

上記発明においては、上記一般式（Ａ）で表される化合物からなる溶剤の沸点が、１２０℃〜２２０℃の範囲内であることが好ましい。沸点が上記範囲に満たないと、塗布中に溶剤が蒸発してしまい、塗布ムラ等の原因となる場合があり、溶剤の沸点が上記範囲を超えると、乾燥時間が長時間となり、製造効率の低下や、乾燥中の異物付着といった問題が発生する場合がある。したがって、上記範囲は、カラーフィルタ用部材の形成に用いられる感光性樹脂組成物中の溶剤の沸点として、好適な範囲となる。

また、本発明の感光性樹脂組成物は、カラーフィルタにおける保護層の形成に用いられることが好ましい。本発明の感光性樹脂組成物は、表面平滑性が良好なことから、特に高い平滑性が求められる保護層の形成に有効となるからである。

また、本発明は、上記記載のカラーフィルタ用感光性樹脂組成物を硬化させてなる硬化膜を有することを特徴とするカラーフィルタを提供する。本発明によれば、硬化膜が上述した感光性樹脂組成物を硬化させてなるものであることにより、平滑性の高い遮光部、着色層、保護層等の部材を有するカラーフィルタとすることが可能となる。

本発明によれば、塗布時にムラやハジキが生じにくく、塗膜の表面平滑性を高めることが可能なカラーフィルタ用感光性樹脂組成物とすることができるという効果を奏する。

本発明は、カラーフィルタ用感光性樹脂組成物、およびそれを用いて形成された硬化膜を有するカラーフィルタに関するものである。以下、それぞれについて説明する。

Ａ．カラーフィルタ用感光性樹脂組成物
まず、本発明のカラーフィルタ用感光性樹脂組成物について説明する。本発明のカラーフィルタ用感光性樹脂組成物は、バインダー樹脂と、エチレン性不飽和二重結合を有する化合物と、光重合開始剤と、溶剤とを含有するカラーフィルタ用感光性樹脂組成物であって、上記溶剤が、下記一般式（Ａ）で表される化合物からなる溶剤を少なくとも含むことを特徴とするものである。

本発明によれば、上記一般式（Ａ）で表される化合物を溶剤として含有していることにより、塗布時において塗布ムラや膜欠損の原因となるハジキといった欠陥が生じにくく、塗膜の表面平滑性を向上させることが可能な感光性樹脂組成物とすることができる。この理由を以下に示す。すなわち、上記一般式（Ａ）で示される構造において、被塗布面が後述するようなガラス基板である場合、シクロヘキシル基はバインダー樹脂との相溶性を示し、かつエステル基は基板との親和性を示すと推測される。また、被塗布面が着色層等の樹脂を含有する層またはプラスチック基板である場合、シクロヘキシル基はバインダー樹脂との相溶性を示し、かつエステル基およびシクロヘキシル基の両方が被塗布面の着色層との親和性を示すと推測される。このため、本発明の感光性樹脂組成物を基板上に塗布した場合、バインダー樹脂が局在化せず、均一に分散した塗膜が形成され、かつ基板との濡れ性も良好となることから、上述したような塗布欠陥が改善されて塗布性が良好となるため、表面平滑性の向上した感光性樹脂組成物とすることが可能となると考えられるのである。
以下、本発明のカラーフィルタ用感光性樹脂組成物について、各構成に分けて詳しく説明する。

１．溶剤
まず、本発明のカラーフィルタ用感光性樹脂組成物に含有される溶剤について説明する。本発明に用いられる溶剤は、上記一般式（Ａ）で表される化合物からなる溶剤を少なくとも含有するものである。

本発明においては、上記一般式（Ａ）で表される化合物からなる溶剤の沸点が、１２０℃〜２２０℃の範囲内であることが好ましく、中でも１４０℃〜２００℃の範囲内、特に１５０℃〜１８０℃の範囲内であることが好ましい。上記範囲は、カラーフィルタ用部材の形成に用いられる感光性樹脂組成物中の溶剤の沸点として好適な範囲であるからである。なお、沸点が上記範囲に満たないと、例えばスピンコーターにより感光性樹脂組成物を塗布した場合、塗布中に溶剤が蒸発し、塗布ムラ等の欠陥が発生する場合がある。また、溶剤の沸点が上記範囲を超えると、乾燥に長時間を要することから、製造効率が低下し、また乾燥中に異物が付着するなどの問題が発生する場合がある。

上記一般式（Ａ）で表される化合物からなる溶剤として具体的には、下記構造式（１）〜（２６）で表される化合物を挙げることができる。

また、上述した（１）〜（２６）で表される化合物の中でも、（１）〜（１９）で表される化合物が好ましい。これらの化合物は、上述した好ましい沸点を達成できる化合物であるからである。

本発明においては、上述した中でも、特に上記構造式（１）で表される化合物が好ましい。

本発明において、上記一般式（Ａ）で表される化合物からなる溶剤の含有量としては、全溶剤中、１０質量％〜１００質量％の範囲内であることが好ましく、中でも３０質量％〜９０質量％の範囲内、特に６０質量％〜８０質量％の範囲内であることが好ましい。

また、本発明に用いられる溶剤は、上記一般式（Ａ）で表される化合物からなる溶剤以外にも他の溶剤を含有していても良い。このような溶剤としては、感光性樹脂組成物中の各成分とは反応せず、これらを溶解もしくは分散可能な有機溶剤であればよく、特に限定されるものではない。具体的には、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ジメチルエーテル、エチレングリコールメチルエチルエーテル、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ジエチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールエチルメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブ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；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、メチルアミルケトン、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；および、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、エトキシ酢酸エチル、ヒドロキシ酢酸エチル、２−ヒドロキシ−２−メチルブタン酸メチル、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−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、酢酸エチル、酢酸ブチル、乳酸メチル、乳酸エチル、３−メトキシブチルアセテート等のエステル類;などが挙げられる。これらの溶剤は単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせてもよい。

本発明においては、上記の中でも、水酸基を含まない溶剤を用いることが好ましい。水酸基を含む溶剤は、一般に吸湿性が高いため、感光性樹脂組成物のゲル化の原因となる場合があるからである。

また、本発明の感光性樹脂組成物は、固形分量が５質量％〜４０質量％であることが好ましく、より好ましくは１０質量％〜３０質量％の範囲内となるように溶剤を配合する。これにより、塗布に適した粘度とすることができる。

２．バインダー樹脂
次に、本発明の感光性樹脂組成物に含まれるバインダー樹脂について説明する。本発明に用いられるバインダー樹脂としては、特に限定されるものではないが、カラーフィルタにおける部材の製造に用いられることから、耐熱性および、製造工程において使用される有機溶剤への耐性を有する樹脂であることが好ましい。具体的には、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ノボラック系樹脂などの感光性または非感光性の樹脂を挙げることができる。

上述した中でも、好ましいバインダー樹脂としては、エポキシ系樹脂であり、中でもフルオレン構造を有するエポキシアクリレート樹脂が好ましい。フルオレン構造を有するエポキシアクリレート樹脂を用いることにより、耐熱性、密着性、耐薬品性が向上するからである。

本発明に用いられるフルオレン構造を有するエポキシアクリレート樹脂として、具体的には、下記一般式（３０）で表される化合物を挙げることができる。

（式（３０）中、Ｒ^４およびＲ^５は互いにそれぞれ独立して、アルキル基、アリール基または複素環基を表し、ｎは３〜１５の整数を示す。）

また、上述した中でも、ノボラック系樹脂を用いることも好ましい。上記ノボラック系樹脂としては、例えば、フェノール、ｏ−クレゾール、ｍ−クレゾール、ｐ−クレゾール、ｏ−エチルフェノール、ｍ−エチルフェノール、ｐ−エチルフェノール、プロピルフェノール、ｎ−ブチルフェノール、ｔ−ブチルフェノール、ビスフェノールＡ等のフェノール化合物とホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド、サリチルアルデヒド等のアルデヒド化合物とを縮合させることにより得られる重合体を挙げることができる。これらの重合体の中で、特に好ましいのはフェノールノボラック樹脂である。フェノールノボラック樹脂は、電気的特性がアクリル系樹脂等より優れているため、帯電により起こる液晶の駆動不良が抑えられるからである。

上記バインダー樹脂の使用量としては、感光性樹脂組成物の固形分中、５質量％〜９５質量％の範囲内であることが好ましく、特に８質量％〜９０質量％の範囲内であることが好ましい。バインダー樹脂の使用量が少な過ぎると、充分な硬化性が得られない場合があるからである。また、バインダー樹脂の使用量が多過ぎると、後述する着色剤を含有させる場合、着色剤の含有割合が相対的に低くなり、充分な着色濃度が得られないからである。

３．エチレン性不飽和二重結合を有する化合物
次に、本発明の感光性樹脂組成物に含まれるエチレン性不飽和二重結合を有する化合物について説明する。本発明に用いられるエチレン性不飽和二重結合を有する化合物は、上記バインダー樹脂と重合可能なものであれば特に限定されるものではないが、本発明においては、多官能モノマーであることが好ましい。このような多官能モノマーは、複数の重合性の官能基を有するものであるが、中でも、アクリロイル基またはメタクリロイル基を有する、すなわち多官能（メタ）アクリレートであることが好ましい。

多官能（メタ）アクリレートとしては、例えばエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ジエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ヘキサンジオール（メタ）アクリレート、長鎖脂肪族ジ（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、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート、ステアリン酸変性ペンタエリスリトールジ（メタ）アクリレート、プロピレンジ（メタ）アクリレート、グリセロール（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、テトラエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、テトラメチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ブチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ジシクロペンタニルジ（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ポリプロピレンジ（メタ）アクリレート、トリグリセロールジ（メタ）アクリレート、ネオペンチルグリコール変性トリメチロールプロパンジ（メタ）アクリレート、アリル化シクロヘキシルジ（メタ）アクリレート、メトキシ化シクロヘキシルジ（メタ）アクリレート、アクリル化イソシアヌレート、ビス（アクリロキシネオペンチルグリコール）アジペート、ビスフェノールＡジ（メタ）アクリレート、テトラブロモビスフェノールＡジ（メタ）アクリレート、ビスフェノールＳジ（メタ）アクリレート、ブタンジオールジ（メタ）アクリレート、フタル酸ジ（メタ）アクリレート、リン酸ジ（メタ）アクリレート、亜鉛ジ（メタ）アクリレート等の二官能（メタ）アクリレートが挙げられる。

また、多官能（メタ）アクリレートとしては、例えば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、グリセロールトリ（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、アルキル変性ジペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、リン酸トリ（メタ）アクリレート、トリス（アクリロキシエチル）イソシアヌレート、トリス（メタクリロキシエチル）イソシアヌレート、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、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート、アルキル変性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モノヒドロキシペンタ（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、ジペンタエリスリトールペンタ（メタ）アクリレート、アルキル変性ジペンタエリスリトールペンタ（メタ）アクリレート、ウレタントリ（メタ）アクリレート、エステルトリ（メタ）アクリレート、ウレタンヘキサ（メタ）アクリレート、エステルヘキサ（メタ）アクリレート等の三官能以上の（メタ）アクリレートが挙げられる。

これらの多官能（メタ）アクリレートは、１種のみを単独で使用してもよく、２種以上を併用して使用してもよい。

特に、本発明の感光性樹脂組成物に優れた光硬化性（高感度）が要求される場合には、多官能（メタ）アクリレートが、重合可能な二重結合を１分子中に２つ（二官能）以上有することが好ましく、さらに３つ（三官能）以上有することが好ましい。

エチレン性不飽和二重結合を有する化合物の含有量は、感光性樹脂組成物中の固形分に対して、１質量％以上であることが好ましく、より好ましくは２質量％〜３０質量％の範囲内である。エチレン性不飽和二重結合を有する化合物の含有量が少なすぎると十分に光硬化が進まず、露光部分が溶出する場合がある。また、エチレン性不飽和二重結合を有する化合物の含有量が多すぎると未露光部分でも現像できなくなる場合があり、感光性樹脂の重合度によっては膜の非粘着性が失われるおそれがある。

４．光重合開始剤
次に、本発明の感光性樹脂組成物に含まれる光重合開始剤について説明する。本発明に用いられる光重合開始剤としては、一般的なものを用いることができ、具体的にベンゾフェノン、ミヒラーケトン、４，４´−ビスジエチルアミノベンゾフェノン、４−メトキシ−４´−ジメチルアミノベンゾフェノン、２−エチルアントラキノン、フェナントレン等の芳香族ケトン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインフェニルエーテル等のベンゾインエーテル類、メチルベンゾイン、エチルベンゾイン等のベンゾイン、２−（ｏ−クロロフェニル）−４，５−フェニルイミダゾール２量体、２−（ｏ−クロロフェニル）−４，５−ジ（ｍ−メトキシフェニル）イミダゾール２量体、２−（ｏ−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−（ｏ−メトキシフェニル）−４，５−ジフェニルイミダゾール２量体、２，４，５−トリアリールイミダゾール２量体、２−（ｏ−クロロフェニル）−４，５−ジ（ｍ−メチルフェニル）イミダゾール２量体、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、２−トリクロロメチル−５−スチリル−１，３，４−オキサジアゾール、２−トリクロロメチル−５−（ｐ−シアノスチリル）−１，３，４−オキサジアゾール、２−トリクロロメチル−５−（ｐ−メトキシスチリル）−１，３，４−オキサジアゾール等のハロメチルチアゾール化合物、２，４−ビス（トリクロロメチル）−６−ｐ−メトキシスチリル−Ｓ−トリアジン、２，４−ビス（トリクロロメチル）−６−（１−ｐ−ジメチルアミノフェニル−１，３−ブタジエニル）−Ｓ−トリアジン、２−トリクロロメチル−４−アミノ−６−ｐ−メトキシスチリル−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−エトキシ−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−ブトキシ−ナフト−１−イル）−４，６−ビス−トリクロロメチル−Ｓ−トリアジン等のハロメチル−Ｓ−トリアジン系化合物、２，２−ジメトキシ−１，２−ジフェニルエタン−１−オン、２−メチル−１−〔４−（メチルチオ）フェニル〕−２−モルフォリノプロパノン、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）−ブタノン−１，１−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニルケトン、ベンジル、ベンゾイル安息香酸、ベンゾイル安息香酸メチル、４−ベンゾイル−４´−メチルジフェニルサルファイド、ベンジルメチルケタール、ジメチルアミノベンゾエート、Ｐ−ジメチルアミノ安息香酸イソアミル、２−ｎ−ブチキシエチル−４−ジメチルアミノベンゾエート、２−クロロチオキサントン、２，４ジエチルチオキサントン、２，４ジメチルチオキサントン、イソプロピルチオキサントン、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）、４−ベンゾイル−メチルジフェニルサルファイド、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−（４−モルフォリニル）フェニル］−１−ブタノン、２−（ジメチルアミノ）−２−［（４−メチルフェニル）メチル］−１−［４−（４−モルフォリニル）フェニル］−１−ブタノン、α−ジメトキシ−α−フェニルアセトフェノン、フェニルビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）フォスフィンオキサイド、２−メチル−１−［４−（メチルチオ）フェニル］−２−（４−モルフォリニル）−１−プロパノン、（２−メチル−１−[４−（メチルチオ）フェニル]−２−（４−モルフォリニル）−１−ブタノン）、１，２−オクタジオン，１−［４−（フェニルチオ）フェニル］−，２−（ｏ−ベンゾイルオキシム）］等の光重合開始剤が挙げられる。本発明では、これらの光重合開始剤を単独で、または、２種以上を混合して使用することができる。

このような光重合開始剤の感光性樹脂組成物における固形分中の使用量としては、０．０１質量％〜５０質量％、特に０．７質量％〜２０質量％の範囲内であることが好ましい。

また、本発明においては、光重合開始剤に増感剤を組み合わせて用いることができる。このような増感剤としては、一般的に用いられる増感剤を使用することができ、例えば脂肪族あるいは芳香族の単、多官能チオール化合物や芳香族アミン系化合物等を挙げることができる。このような増感剤の使用量としては、感光性樹脂組成物における固形分中、０．０１質量％〜２質量％の範囲内、特に０．７質量％〜１．２質量％の範囲内であることが好ましい。

５．その他の成分
本発明の感光性樹脂組成物は、上述した溶剤、バインダー樹脂、エチレン性不飽和二重結合を有する化合物、光重合開始剤以外にも、必要に応じて着色剤や各種添加剤等を含有していてもよい。
以下、着色剤および添加剤について説明する。

（着色剤）
本発明の感光性樹脂組成物に着色剤を含有させた場合、遮光部や着色層の形成に用いることが可能な感光性樹脂組成物とすることができる。このような着色剤としては、一般的なカラーフィルタの形成材料に使用されているものであれば特に限定されるものではなく、感光性樹脂組成物の用途により適宜選択される。

本発明の感光性樹脂組成物を遮光部の形成に用いる場合、着色剤として黒色着色剤が用いられる。黒色着色剤としては、通常黒色顔料が用いられる。使用する黒色顔料としては、無機顔料および有機顔料の中の１種または２種以上を混合して得られる黒色顔料が用いられる。

無機黒色顔料としては、公知のものを使用することができ、具体的にはカーボンブラック、チタンブラック等を挙げることができる。

また有機顔料としては、公知のものを使用することができ、具体的には下記表１および表２に示すような赤色、緑色、青色の三色の有彩色有機顔料を混合したもの等を挙げることができる。

本発明の感光性樹脂組成物を着色層の形成に用いる場合、着色剤として、有彩色の着色剤が用いられる。有彩色の着色剤としては、公知の顔料を用いることができ、有機顔料や無機顔料を用いることができる。本発明において使用可能な有機顔料を下記表１および表２に示す。

また、着色層の形成に用いることができる無機顔料としては、亜鉛華、硫酸鉛、黄色鉛、亜鉛黄、ベンガラ、カドミウム赤、群青、紺青、酸化クロム緑、コバルト緑、アンバー、等を挙げることができる。

上記着色剤の使用量としては、感光性樹脂組成物の用途に応じて適宜調整されるものであり、一般的な使用量とすることができる。

（添加剤）
本発明に用いられる添加剤としては、重合停止剤、連鎖移動剤、レベリング剤、可塑剤、界面活性剤、消泡剤、シランカップリング剤等などが挙げられる。

これらの中で、用いることができる界面活性剤としては、例えば、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリエチレングリコールジラウレート、ポリエチレングリコールジステアレート、ソルビタン脂肪酸エステル類、脂肪酸変性ポリエステル類、３級アミン変性ポリウレタン類等を挙げることができる。また、その他にもフッ素系界面活性剤も用いることができる。このような界面活性剤の使用量としては、本発明の感光性樹脂組成物における固形分中、０．００１質量％〜０．０１質量％の範囲内程度で含有させることが好ましい。

また、可塑剤としては、例えばジブチルフタレート、ジオクチルフタレート、トリクレジル等が挙げられる。消泡剤、レベリング剤としては、例えばシリコン系、フッ素系、アクリル系の化合物等が挙げられる。

６．用途
本発明のカラーフィルタ用感光性樹脂組成物は、カラーフィルタにおける部材を形成するために用いられ、具体的には保護層、着色層、および遮光部等の形成に用いることができる。
特に、本発明の感光性樹脂組成物は、保護層を形成するために用いられることが好ましい。保護層は、特に高い平滑性が求められる部材であるからである。

Ｂ．カラーフィルタ
次に、本発明のカラーフィルタについて説明する。本発明のカラーフィルタは、上記記載のカラーフィルタ用感光性樹脂組成物を硬化させてなる硬化膜を有することを特徴とするものである。

図１は、本発明のカラーフィルタの一例を示す概略断面図である。図１に例示するように、カラーフィルタ１は、基板２と、上記基板２上にパターン状に形成された遮光部３と、上記基板２および上記遮光部３を覆うように形成され、赤色パターン４Ｒ、緑色パターン４Ｇおよび青色パターン４Ｂから構成される着色層４と、着色層４上に形成された保護層５を有するものである。本発明においては、上記遮光部３、着色層４、保護層５の少なくとも一つが、本発明における硬化膜からなるものである。

本発明においては、上述したカラーフィルタ用感光性樹脂組成物を硬化させることにより、膜欠損や表面凹凸等の欠陥の少ない、表面平滑性の高い硬化膜とすることができる。したがって、このような硬化膜を遮光部、着色層、保護層等の各種部材に適用可能となり、例えば表面平滑性の良好な遮光部、着色層、保護層等を有する高品質なカラーフィルタとすることが可能となる。

本発明のカラーフィルタは、通常、基板と、この基板上に形成された遮光部と、この基板上と遮光部上とに形成された着色層とを有するものであり、必要に応じて上記着色層上に保護層が形成されたものである。本発明においては、このようなカラーフィルタにおける部材のいずれかが上述した硬化膜からなるものであればよいが、上記遮光部、着色層および保護層の少なくとも一つが、上記硬化膜からなるものであることが好ましく、特に保護層が上記硬化膜からなるものであることが好ましい。
以下、本発明のカラーフィルタについて各構成に分けて説明する。

１．保護層
本発明に用いられる保護層は、着色層の保護およびカラーフィルタを平坦化するために設けられるものである。上記保護層は、着色層上に全面に形成されていてもよく、パターン状に形成されていてもよい。

本発明における保護層は、上述したカラーフィルタ用感光性樹脂組成物を硬化させてなるものであることが好ましい。これにより、表面平滑性の高い保護層とすることができ、例えば本発明のカラーフィルタを液晶表示装置に用いた際、液晶配向の乱れ防止やセルギャップの均一化を図ることができるからである。

なお、保護層の形成に用いられるカラーフィルタ用感光性樹脂組成物は、着色剤を含有しないものとする。このようなカラーフィルタ用感光性樹脂組成物は、上記「Ａ．カラーフィルタ用感光性樹脂組成物」の項で説明したものと同様であるのでここでの説明は省略する。

本発明における保護層は、上記感光性樹脂組成物を遮光部や着色層上に塗布し、乾燥させ、露光および現像を行うことにより、パターン状に形成することができる。

上記感光性樹脂組成物の塗布方法としては、特に限定されるものではなく、例えばスプレーコート法、ディップコート法、バーコート法、ロールコート法、スピンコート法等を挙げることができる。
塗膜の厚みは、塗布方法、感光性樹脂組成物の固形分濃度や粘度等を調整することにより、適宜制御される。
上記感光性樹脂組成物を塗布した後は、溶剤を除去するために塗膜を乾燥させる。例えばホットプレートやオーブン等を用いて塗膜を加熱することによって乾燥させることができる。

次に、塗膜に所定のパターンのマスクを介して露光し、バインダー樹脂やエチレン性不飽和二重結合を有する化合物を光重合反応させて、感光性樹脂組成物の硬化膜とする。
露光に使用される放射線としては、例えば低圧水銀灯、高圧水銀灯、メタルハライドランプなどの紫外線、電子線等が挙げられる。露光量は、使用する光源や塗膜の厚みなどによって適宜調整される。
また、露光後に重合反応を促進させるために、加熱処理を行ってもよい。加熱条件は、感光性樹脂組成物中の各成分の配合割合や、塗膜の厚み等によって適宜選択される。

露光後は、現像液を用いて現像し、未露光部分を溶解、除去することにより、所望のパターンで硬化膜が形成される。
現像液としては、通常、水や水溶性溶媒にアルカリを溶解させた溶液が用いられる。このアルカリ溶液には、界面活性剤などを適量添加してもよい。
また、現像方法は一般的な方法を採用することができる。現像条件としても一般的な条件であればよい。
現像後は、通常、現像液の洗浄、感光性樹脂組成物の硬化膜の乾燥が行われる。

また、現像後に、硬化膜を十分に硬化させるために加熱処理を行ってもよい。加熱条件としては特に限定されるものではなく、保護層形成の際の一般的な条件と同様とすることができる。

上記保護層が、本発明における硬化膜からなるものとする場合、上述したように、感光性樹脂組成物を着色層上に塗布し、硬化させることにより形成することができるが、硬化膜をフィルム状に成形し、直接、あるいは、粘着剤を介して貼着することにより保護層を着色層上に積層することもできる。

２．遮光部
本発明のカラーフィルタに用いられる遮光部は、各着色パターンを区画するとともに、各着色パターンどうしの境界における外光の反射を防止し、コントラストを高めるために設けられるものである。このような遮光部は、通常、マトリクス状またはストライプ状等の開口部を有するパターン状に形成されたものである。

本発明における遮光部は、上述したカラーフィルタ用感光性樹脂組成物を硬化させてなるものであることが好ましい。これにより、表面平滑性の高い遮光部とすることができるからである。

本発明において、遮光部の形成に用いられるカラーフィルタ用感光性樹脂組成物は、上述したカラーフィルタ用感光性樹脂組成物に黒色着色剤が添加されたものが用いられる。

また、上記遮光部は、上述した保護層の形成方法と同様の方法を用いて、基板上にパターン状に形成することができる。

３．着色層
本発明に用いられる着色層は、通常、赤色パターン、緑色パターンおよび青色パターンから構成され、各着色パターンが規則的に配列したものである。各着色パターンの配列としては特に限定されるものではなく、例えばストライプ型、モザイク型、トライアングル型、４画素配置型等が挙げられる。

本発明における着色層は、上述したカラーフィルタ用感光性樹脂組成物を硬化させてなるものであることが好ましい。これにより、均一な色調を有する着色層とすることができるからである。

本発明において、着色層の形成に用いられるカラーフィルタ用感光性樹脂組成物は、上述したカラーフィルタ用感光性樹脂組成物に有彩色の着色剤が添加されたものが用いられる。

また、上記着色層は、上述した保護層の形成方法と同様の方法を用いて、基板上にパターン状に形成することができる。

４．基板
本発明に用いられる基板としては、一般的にカラーフィルタの基板として用いられているものと同様とすることができ、例えばガラス基板やプラスチック基板が用いられる。具体的には、無アルカリガラスやソーダライムガラス等を含むガラス基板、またはポリイミド系やメタクリル酸系樹脂等の透明なプラスチック基板などを用いることができる。

５．その他
本発明のカラーフィルタは、上記遮光部、着色層、保護層、および基板以外にも、例えば、透明電極層や配向膜、柱状スペーサ等が形成されたものであってもよい。上記透明電極層、配向膜、柱状スペーサとしては、一般的なカラーフィルタにおいて用いられているものと同様とすることができるので、ここでの説明は省略する。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。

以下に実施例を示し、本発明をさらに具体的に説明する。

[実施例１]
シクロヘキサノールアセテート（ＣＨＸＡ：上記（１）で示される化合物）６１．２５重量部、３−メトキシブチルアセテート（ＭＢＡ）１６．３６重量部、バインダー樹脂Ａ（メタクリロイルオキシエチルイソシアネート付加ベンジルメタクリレート／アクリル酸／２−ヒドロキシエチルメタクリレート共重合物）８．１９重量部、バインダー樹脂Ｂ（エポキシ化ブタンテトラカルボン酸テトラキス−（３−シクロヘキセニル）付加カプロラクトン）５．５０重量部、バインダー樹脂Ｃ（メタクリロイルオキシエチルイソシアネート付加ベンジルメタクリレート／スチレン／アクリル酸／２−ヒドロキシエチルメタクリレート共重合物）５．２４重量部、エチレン性不飽和二重結合を有する化合物（ジペンタエリスリトールペンタアクリレートおよびジペンタエリスリトールヘキサアクリレート）１．５７重量部、光重合開始剤（２−メチル−１−[４−（メチルチオ）フェニル]−２−（４−モルフォリニル）−１−ブタノン）１．８９重量部およびチオール系増感剤０．０６３重量部を混合して、カラーフィルタ用感光性樹脂組成物を調製した。

[比較例１]
シクロヘキサノールアセテート（ＣＨＸＡ）の代わりに、ジエチレングリコールジメチルエーテル（ＤＭＤＧ）を加えたこと以外は、実施例１と同様にしてカラーフィルタ用感光性樹脂組成物を調製した。

[比較例２]
シクロヘキサノールアセテート（ＣＨＸＡ）の代わりに、ジエチレングリコールエチルメチルエーテル（ＥＤＭ）を加えたこと以外は、実施例１と同様にしてカラーフィルタ用感光性樹脂組成物を調製した。

[比較例３]
シクロヘキサノールアセテート（ＣＨＸＡ）の代わりに、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡ）を加えたこと以外は、実施例１と同様にしてカラーフィルタ用感光性樹脂組成物を調製した。

[比較例４]
シクロヘキサノールアセテート（ＣＨＸＡ）６１．２５重量部、３−メトキシブチルアセテート（ＭＢＡ）１６．３６重量部加える代わりに、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡ）６１．２５重量部、プロピレングリコールジアセテート（ＰＧＤＡ）９．０３重量部、３−メトキシブチルアセテート（ＭＢＡ）７．３３重量部加えたこと以外は、実施例１と同様にしてカラーフィルタ用感光性樹脂組成物を調製した。

[比較例５]
シクロヘキサノールアセテート（ＣＨＸＡ）の代わりに、３−メトキシブタノール（ＭＢ）を加えたこと以外は、実施例１と同様にしてカラーフィルタ用感光性樹脂組成物を調製した。

［評価］
実施例１および比較例１のカラーフィルタ用感光性樹脂組成物について、下記の評価を行った。それぞれの評価結果は、下記表３に示す。

（塗布ムラ）
クロム蒸着した１００ｍｍ角のガラス基板に、スピンナーを用いて感光性樹脂組成物を塗布した。塗布した基板を減圧乾燥機に入れ、所定の減圧度で減圧乾燥を行った。このように作製した基板をナトリウムランプ光源下で、目視により観察し、硬化膜にムラの無い状態を○、軽微なムラのある状態を△、ムラのある状態を×として評価した。

（ハジキ）
基板上に感光性樹脂組成物を塗布した後、投光機で光を照射して目視により観察し、基板上に白欠陥（ハジキ）が見られない状態を○、白欠陥がわずかに見られた状態を△、白欠陥が顕著に見られる状態を×として評価した。

本発明のカラーフィルタの一例を示す概略断面図である。

符号の説明

１…カラーフィルタ
２…基板
３…遮光部
４…着色層
５…保護層

Claims

バインダー樹脂と、エチレン性不飽和二重結合を有する化合物と、光重合開始剤と、溶剤とを含有する、カラーフィルタにおける保護層の形成に用いられるカラーフィルタ用感光性樹脂組成物であって、前記溶剤が、下記一般式（Ａ）で表される化合物からなる溶剤を少なくとも含むことを特徴とするカラーフィルタ用感光性樹脂組成物。

（式中、Ｒ^１は、炭素数１〜１１のアルキル基，−（ＣＨ_２）−Ｐｈ，−Ｐｈ−ＣＨ_３，−Ｐｈ，−ＣＨ_２−Ｘ，−ＣＨ−Ｘ_２，−ＣＸ_３，または−Ｐｈ−Ｘを示す。Ｒ^２およびＲ^３は独立して炭素数１〜１０のアルキル基，−Ｈ，−Ｘ，−ＣＨＯ，−ＣＮ，−ＯＡｃ，−ＣＸ_３，−（ＣＨ_２）_ｎ−Ｐｈを示す。Ｘはハロゲン原子を示し、ｎは０〜１０の整数を示す。）
前記一般式（Ａ）で表される化合物からなる溶剤の沸点が、１２０℃〜２２０℃の範囲内であることを特徴とする請求項１に記載のカラーフィルタ用感光性樹脂組成物。
請求項１または請求項２に記載のカラーフィルタ用感光性樹脂組成物を硬化させてなる硬化膜を有することを特徴とするカラーフィルタ。