JP5287954B2 - 着色層形成用感放射線性組成物、カラーフィルタおよびカラー液晶表示素子 - Google Patents
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Description
そして、近年におけるカラーフィルタの技術分野においては、露光量を下げてタクトタイムを短縮することが主流となっており、低露光量で形成された画素およびブラックマトリックスがパターン形状、耐溶剤性、基板との密着性等に優れることが求められている。
しかし、従来の着色感放射線性組成物では、露光量が少なくなると、現像後に残膜率が低下したり、パターンに欠けやアンダーカット、パターンの基板からの剥離などが生じやすいため、タクトタイムを短縮しつつ、良好なパターン形状の画素およびブラックマトリックスを得ることが困難であり、また耐溶剤性、基板との密着性等の面でも不十分であった。
(A)着色剤、(B)アルカリ可溶性樹脂、(C)多官能性単量体、(D)光重合開始剤、ならびに(E)下記式(1)および下記式(2)で表されるアルコキシシランを加水分解して得られたシロキサンオリゴマーを含有することを特徴とする着色層形成用感放射線性組成物、からなる。
前記着色層形成用感放射線性組成物を用いて形成されたカラーフィルタ、からなる。
前記カラーフィルタを具備するカラー液晶表示素子、からなる。
本発明でいう「放射線」は、可視光線、紫外線、遠紫外線、電子線、X線等を含むものを意味する。
着色層形成用感放射線性組成物
−(A)着色剤−
本発明における着色剤は、色調が特に限定されるものではなく、得られるカラーフィルタの用途に応じて適宜選定され、顔料、染料あるいは天然色素の何れでもよい。
カラーフィルタには高精細な発色と耐熱性が求められることから、本発明における着色剤としては、発色性が高く、かつ耐熱性の高い着色剤、特に耐熱分解性の高い着色剤が好ましく、通常、有機顔料あるいは無機顔料が用いられ、特に好ましくは、有機顔料、カーボンブラックが用いられる。
前記有機顔料としては、例えば、カラーインデックス(C.I.;The Society of Dyers and Colourists 社発行)においてピグメント( Pigment )に分類されている化合物、具体的には、下記のようなカラーインデックス(C.I.)番号が付されているものを挙げることができる。
C.I.ピグメントバイオレット1、C.I.ピグメントバイオレット19、C.I.ピグメントバイオレット23、C.I.ピグメントバイオレット29、C.I.ピグメントバイオレット32、C.I.ピグメントバイオレット36、C.I.ピグメントバイオレット38;
C.I.ピグメントグリーン7、C.I.ピグメントグリーン36;
C.I.ピグメントブラウン23、C.I.ピグメントブラウン25;
C.I.ピグメントブラック1、C.I.ピグメントブラック7。
これらの有機顔料は、例えば、硫酸再結晶法、溶剤洗浄法や、これらの組み合わせ等により精製して使用することができる。
前記分散剤としては、例えば、カチオン系、アニオン系、ノニオン系、両性、シリコーン系、フッ素系等の界面活性剤を挙げることができる。
前記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等の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 n−オクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレン n−ノニルフェニルエーテル等のポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル類;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等のポリエチレングリコールジエステル類;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;ポリエチレンイミン類等のほか、以下商品名で、KP(信越化学工業(株)製)、ポリフロー(共栄社化学(株)製)、エフトップ(トーケムプロダクツ社製)、メガファック(大日本インキ化学工業(株)製)、フロラード(住友スリーエム(株)製)、アサヒガード、サーフロン(以上、旭硝子(株)製)、BYK、Disperbyk(以上、ビックケミー・ジャパン(株)製)、ソルスパース(セネカ(株)製)等を挙げることができる。
これらの界面活性剤は、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。
界面活性剤の使用量は、着色剤100重量部に対して、通常、50重量部以下、好ましくは0〜30重量部である。
また、顔料分散液を調製する際に使用される溶媒としては、例えば、後述する感放射線性樹脂組成物の液状組成物について例示する溶媒と同様のものを挙げることができる。
顔料分散液を調製する際の溶媒の使用量は、顔料100重量部に対して、通常、200〜1,200重量部、好ましくは300〜1,000重量部である。
この場合、ビーズの充填率は、通常、ミル容量の50〜80%であり、顔料混合液の注入量は、通常、ミル容量の20〜50%程度である。また処理時間は、通常、2〜50時間、好ましくは2〜25時間である。
また、ロールミルを用いて調製する際には、例えば、3本ロールミルや2本ロールミル等を使用し、顔料混合液を、好ましくは冷却水等で冷却しながら処理することにより実施することができる。
この場合、ロール間隔は10μm以下であることが好ましく、剪断力は、通常、108dyn/秒程度である。また処理時間は、通常、2〜50時間、好ましくは2〜25時間である。
本発明におけるアルカリ可溶性樹脂は、(A)着色剤に対してバインダーとして作用し、かつカラーフィルタを製造する際の現像工程で用いられる現像液、特に好ましくはアルカリ現像液に対して可溶性を有し、場合によって後述する(E)成分と熱によりまたは放射線の露光により架橋反応する成分である。なかでも、酸性基を有するアルカリ可溶性樹脂が好ましく、特に、1個以上の酸性基を有するエチレン性不飽和単量体(以下、「以下、「不飽和化合物(b1)」という。)と他の共重合可能なエチレン性不飽和単量体(以下、「不飽和化合物(b2)」という。)との共重合体(以下、「共重合体(B)」という。)が好ましい。
(メタ)アクリル酸、クロトン酸、α−クロルアクリル酸、けい皮酸の如き不飽和モノカルボン酸;
マレイン酸、無水マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、無水イタコン酸、シトラコン酸、無水シトラコン酸、メサコン酸の如き不飽和ジカルボン酸またはその無水物;
3価以上の不飽和多価カルボン酸またはその無水物;
こはく酸モノ〔2−(メタ)アクリロイロキシエチル〕、フタル酸モノ〔2−(メタ)アクリロイロキシエチル〕の如き2価以上の多価カルボン酸のモノ〔(メタ)アクリロイロキシアルキル〕エステル;
ω−カルボキシポリカプロラクトンモノ(メタ)アクリレートの如き両末端にカルボキシ基と水酸基とを有するポリマーのモノ(メタ)アクリレート;
N−o−ヒドロキシフェニルマレイミド、N−m−ヒドロキシフェニルマレイミド、N−p−ヒドロキシフェニルマレイミド、p−ヒドロキシ−α−メチルスチレンの如きフェノール骨格を有する不飽和化合物
等を挙げることができる。
これらの不飽和化合物(b1)のうち、カルボキシル基やフェノール骨格を有する不飽和化合物は、後述する(E)成分がオキシラニル基、オキセタニル基またはエピスルフィド基を有する場合に、(E)成分と架橋反応する。また、不飽和化合物(b1)のうち、不飽和多価カルボン酸の無水物は、後述する(E)成分がヒドロキシル基、メルカプト基またはアミノ基を有する場合に、(E)成分と架橋反応する。
不飽和化合物(b1)は、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。
(E)成分がカルボキシル基、ヒドロキシル基、メルカプト基、ウレイド基またはアミノ基を有するときには、不飽和化合物(b2−1)としては、例えば、
アクリル酸グリシジル、アクリル酸2−メチルグリシジル、4−ヒドロキシブチルアクリレートグリシジルエーテル、アクリル酸3,4−エポキシブチル、アクリル酸6,7−エポキシヘプチル、アクリル酸3,4−エポキシシクロヘキシル等のアクリル酸エポキシ(シクロ)アルキルエステル;
メタクリル酸グリシジル、メタクリル酸2−メチルグリシジル、メタクリル酸3,4−エポキシブチル、メタクリル酸6,7−エポキシヘプチル、メタクリル酸3,4−エポキシシクロヘキシルメチル等のメタクリル酸エポキシ(シクロ)アルキルエステル;
α−エチルアクリル酸グリシジル、α−n−プロピルアクリル酸グリシジル、α−n−ブチルアクリル酸グリシジル、α−エチルアクリル酸6,7−エポキシヘプチル、α−エチルアクリル酸3,4−エポキシシクロヘキシル等の他のα−アルキルアクリル酸エポキシ(シクロ)アルキルエステル;
o−ビニルベンジルグリシジルエーテル、m−ビニルベンジルグリシジルエーテル、p−ビニルベンジルグリシジルエーテル等のグリシジルエーテル類等を選択することができる。
メタクリル酸2−ヒドロキシエチルエステル、メタクリル酸3−ヒドロキシプロピルエステル、メタクリル酸4−ヒドロキシブチルエステル、メタクリル酸5−ヒドロキシペンチルエステル、メタクリル酸6−ヒドロキシヘキシルエステル、メタクリル酸7−ヒドロキシヘプチルエステル、メタクリル酸8−ヒドロキシオクチルエステル、メタクリル酸9−ヒドロキシノニルエステル、メタクリル酸10−ヒドロキシデシルエステル、メタクリル酸11−ヒドロキシウンデシルエステル、メタクリル酸12−ヒドロキシドデシルエステルの如きメタクリル酸ヒドロキシアルキルエステル;
メタクリル酸4−ヒドロキシ−シクロヘキシルエステル、メタクリル酸4−ヒドロキシメチル−シクロヘキシルメチルエステル、メタクリル酸4−ヒドロキシエチル−シクロヘキシルエチルエステル、メタクリル酸3−ヒドロキシ−ビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2−イルエステル、メタクリル酸3−ヒドロキシメチル−ビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2−イルメチルエステル、メタクリル酸3−ヒドロキシエチル−ビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2−イルエチルエステル、メタクリル酸8−ヒドロキシ−ビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2−イルエステル、メタクリル酸2−ヒドロキシ−オクタヒドロ−4,7−メタノ−インデン−5−イルエステル、メタクリル酸2−ヒドロキシメチル−オクタヒドロ−4,7−メタノ−インデン−5−イルメチルエステル、メタクリル酸2−ヒドロキシエチル−オクタヒドロ−4,7−メタノ−インデン−5−イルエチルエステル、メタクリル酸3−ヒドロキシ−アダマンタン−1−イルエステル、メタクリル酸3−ヒドロキシメチル−アダマンタン−1−イルメチルエステル、メタクリル酸3−ヒドロキシエチル−アダマンタン−1−イルエチルエステルの如き脂環式構造を有するメタクリル酸ヒドロキシアルキルエステル;
メタクリル酸1,2−ジヒドロキシエチルエステル、メタクリル酸2,3−ジヒドロキシプロピルエステル、メタクリル酸1,3−ジヒドロキシプロピルエステル、メタクリル酸3,4−ジヒドロキシブチルエステル、メタクリル酸3−[3−(2,3−ジヒドロキシプロポキシ)−2−ヒドロキシプロポキシ]−2−ヒドロキシプロピルエステル等のメタクリル酸ジヒドロキシアルキルエステル等を選択することができる。
前記不飽和化合物(b2−1)は、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。
N−フェニルマレイミド、N−ベンジルマレイミド、N−シクロヘキシルマレイミド、N−スクシンイミジル−3−マレイミドベンゾエート、N−スクシンイミジル−4−マレイミドブチレート、N−スクシンイミジル−6−マレイミドカプロエート、N−スクシンイミジル−3−マレイミドプロピオネート、N−(アクリジニル)マレイミドの如きN−位置換マレイミド;
スチレン、α−メチルスチレン、o−ビニルトルエン、m−ビニルトルエン、p−ビニルトルエン、p−クロルスチレン、o−メトキシスチレン、m−メトキシスチレン、p−メトキシスチレン、o−ビニルベンジルメチルエーテル、m−ビニルベンジルメチルエーテル、p−ビニルベンジルメチルエーテルの如き芳香族ビニル化合物;
(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i−プロピル、(メタ)アクリル酸n−ブチル、(メタ)アクリル酸i−ブチル、(メタ)アクリル酸sec−ブチル、(メタ)アクリル酸t−ブチル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸ベンジル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸フェニル、(メタ)アクリル酸2−メトキシエチル、(メタ)アクリル酸2−フェノキシエチル、イソボルニル(メタ)アクリレート、トリシクロ[ 5.2.1.02,6 ] デカン−8−イル(メタ)アクリレートの如き不飽和カルボン酸エステル;
酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル、安息香酸ビニルの如きカルボン酸ビニルエステル;
ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテルの如き他の不飽和エーテル;
(メタ)アクリロニトリル、α−クロロアクリロニトリル、シアン化ビニリデンの如きシアン化ビニル化合物;
(メタ)アクリルアミド、α−クロロアクリルアミドの如き不飽和アミド;
1,3−ブタジエン、イソプレン、クロロプレンの如き脂肪族共役ジエン;
ポリスチレン、ポリメチル(メタ)アクリレート、ポリ−n−ブチル(メタ)アクリレート、ポリシロキサンの如き重合体分子鎖の末端にモノ(メタ)アクリロイル基を有するマクロモノマー等を挙げることができる。
これらの共重合性不飽和単量体は、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。
(メタ)アクリル酸/(メタ)アクリル酸メチル共重合体、
(メタ)アクリル酸/(メタ)アクリル酸ベンジル共重合体、
(メタ)アクリル酸/(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシエチルエステル/(メタ)アクリル酸ベンジル共重合体、
(メタ)アクリル酸/(メタ)アクリル酸2,3−ジヒドロキシプロピルエステル/(メタ)アクリル酸ベンジル共重合体、
(メタ)アクリル酸/(メタ)アクリル酸アリル/(メタ)アクリル酸ベンジル共重合体、
(メタ)アクリル酸/スチレン/(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシエチルエステル/(メタ)アクリル酸ベンジル共重合体、
(メタ)アクリル酸/スチレン/(メタ)アクリル酸2,3−ジヒドロキシプロピルエステル/(メタ)アクリル酸ベンジル共重合体、
(メタ)アクリル酸/スチレン/(メタ)アクリル酸アリル/(メタ)アクリル酸ベンジル共重合体、
(メタ)アクリル酸/(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシエチルエステル/(メタ)アクリル酸ベンジル/ポリスチレンマクロモノマー共重合体、
(メタ)アクリル酸/(メタ)アクリル酸2,3−ジヒドロキシプロピルエステル/(メタ)アクリル酸ベンジル/ポリスチレンマクロモノマー共重合体、
(メタ)アクリル酸/(メタ)アクリル酸アリル/(メタ)アクリル酸ベンジル/ポリスチレンマクロモノマー共重合体、
(メタ)アクリル酸/(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシエチルエステル/(メタ)アクリル酸ベンジル/ポリメチルメタクリレートマクロモノマー共重合体、
(メタ)アクリル酸/(メタ)アクリル酸2,3−ジヒドロキシプロピルエステル/(メタ)アクリル酸ベンジル/ポリメチルメタクリレートマクロモノマー共重合体、
(メタ)アクリル酸/(メタ)アクリル酸アリル/(メタ)アクリル酸ベンジル/ポリメチルメタクリレートマクロモノマー共重合体、
(メタ)アクリル酸/N−シクロヘキシルマレイミド/スチレン/(メタ)アクリル酸ベンジル共重合体、
(メタ)アクリル酸/N−フェニルマレイミド/α−メチルスチレン/(メタ)アクリル酸ベンジル共重合体、
(メタ)アクリル酸/N−フェニルマレイミド/スチレン/(メタ)アクリル酸n−ブチル共重合体、
(メタ)アクリル酸/N−フェニルマレイミド/スチレン/(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル共重合体、
(メタ)アクリル酸/N−フェニルマレイミド/スチレン/n−ブチル(メタ)アクリレート共重合体、
(メタ)アクリル酸/N−フェニルマレイミド/スチレン/(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル共重合体、
(メタ)アクリル酸/N−フェニルマレイミド/スチレン/(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシエチルエステル/(メタ)アクリル酸ベンジル共重合体、
(メタ)アクリル酸/N−フェニルマレイミド/スチレン/(メタ)アクリル酸2,3−ジヒドロキシプロピルエステル/(メタ)アクリル酸ベンジル共重合体、
(メタ)アクリル酸/N−フェニルマレイミド/スチレン/(メタ)アクリル酸アリル/(メタ)アクリル酸ベンジル共重合体、
(メタ)アクリル酸/N−フェニルマレイミド/スチレン/(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシエチルエステル/(メタ)アクリル酸ベンジル/ポリスチレンマクロモノマー共重合体、
(メタ)アクリル酸/N−フェニルマレイミド/スチレン/(メタ)アクリル酸2,3−ジヒドロキシプロピルエステル/(メタ)アクリル酸ベンジル/ポリメチルメタクリレートマクロモノマー共重合体、
(メタ)アクリル酸/N−フェニルマレイミド/スチレン/(メタ)アクリル酸アリル/(メタ)アクリル酸ベンジル/ポリメチルメタクリレートマクロモノマー共重合体、
(メタ)アクリル酸/こはく酸モノ〔2−(メタ)アクリロイロキシエチル〕/N−フェニルマレイミド/スチレン/(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシエチルエステル共重合体、
(メタ)アクリル酸/こはく酸モノ〔2−(メタ)アクリロイロキシエチル〕/N−フェニルマレイミド/スチレン/(メタ)アクリル酸2,3−ジヒドロキシプロピルエステル共重合体、
(メタ)アクリル酸/こはく酸モノ〔2−(メタ)アクリロイロキシエチル〕/N−フェニルマレイミド/スチレン/(メタ)アクリル酸アリル共重合体、
(メタ)アクリル酸/こはく酸モノ〔2−(メタ)アクリロイロキシエチル〕/N−シクロヘキシルマレイミド/スチレン/(メタ)アクリル酸ベンジル共重合体、
(メタ)アクリル酸/こはく酸モノ〔2−(メタ)アクリロイロキシエチル〕/N−シクロヘキシルマレイミド/スチレン/(メタ)アクリル酸アリル共重合体、
(メタ)アクリル酸/ω−カルボキシポリカクロラクトンモノ(メタ)アクリレート/N−フェニルマレイミド/スチレン/(メタ)アクリル酸ベンジル/(メタ)アクリル酸2,3−ジヒドロキシプロピルエステル共重合体、
(メタ)アクリル酸/ω−カルボキシポリカクロラクトンモノ(メタ)アクリレート/N−フェニルマレイミド/スチレン/(メタ)アクリル酸ベンジル/(メタ)アクリル酸アリル共重合体
等を挙げることができる。
本発明においては、共重合体(B1)における各不飽和化合物の共重合割合を前記範囲とすることにより、優れた現像性および密着性を示す着色層形成用感放射線性組成物を得ることができる。
また、本発明における共重合体(B1)および他のアルカリ可溶性樹脂のゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC、溶出溶媒:テトラヒドロフラン)で測定したポリスチレン換算数平均分子量(以下、「Mn」という。)は、通常、1,000〜45,000、好ましくは3,000〜20,000である。
この場合、Mwが1,000未満であると、得られる被膜の残膜率等が低下したり、パターン形状、耐熱性等が損なわれたり、また電気特性が悪化するおそれがあり、一方45,000を超えると、解像度が低下したり、パターン形状が損なわれたり、またスリットノズル方式による塗布時に乾燥異物が発生し易くなるおそれがある。
本発明において、アルカリ可溶性樹脂は、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。
この再沈殿法に使用される良溶媒/沈殿剤の組み合わせとしては、例えば、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート/n−ヘキサン、メチルエチルケトン/n−ヘキサン、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート/n−ヘプタン、メチルエチルケトン/n−ヘプタン等を挙げることができる。
本発明において、アルカリ可溶性樹脂の合計使用量は、(A)着色剤100重量部に対して、通常、10〜1,000重量部、好ましくは20〜500重量部である。この場合、アルカリ可溶性樹脂の合計使用量が10重量部未満では、例えば、アルカリ現像性が低下したり、未露光部の基板上あるいは遮光層上に残渣や地汚れが発生するおそれがあり、一方1,000重量部を超えると、相対的に着色剤濃度が低下するため、薄膜として目的とする色濃度を達成することが困難となるおそれがある。
本発明における多官能性単量体は、2個以上の重合性不飽和結合を有する単量体であり、後述する(E)成分がビニル基、アリル基、(メタ)アクリロイル基、メルカプト基またはスチリル基を有する場合に、熱によりまたは放射線の露光により(E)成分と架橋反応する。
このような多官能性単量体としては、例えば、
エチレングリコール、プロピレングリコール等のアルキレングリコールのジ(メタ)アクリレート類;
ジエチレングリコール以上のポリエチレングリコール、ジプロピレングリコール以上のポリプロピレングリコール等のポリアルキレングリコールのジ(メタ)アクリレート類;
グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール等の3価以上の多価アルコールのポリ(メタ)アクリレート類やそれらのジカルボン酸変性物;
ポリエステル、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、アルキド樹脂、シリコーン樹脂、スピラン樹脂等のオリゴ(メタ)アクリレート類;
両末端に水酸基を有するポリ−1,3−ブタジエン、両末端に水酸基を有するポリイソプレン、両末端に水酸基を有するポリカプロラクトン等の両末端に水酸基を有する重合体のジ(メタ)アクリレート類や、
トリス〔2−(メタ)アクリロイロキシエチル〕フォスフェート
等を挙げることができる。
前記単官能性単量体としては、例えば、前記(B)アルカリ可溶性樹脂について例示したカルボキシル基含有不飽和単量体、共重合性不飽和単量体や、N−ビニルサクシンイミド、N−ビニルピロリドン、N−ビニルフタルイミド、N−ビニル−2−ピペリドン、N−ビニル−ε−カプロラクタム、N−ビニルピロール、N−ビニルピロリジン、N−ビニルイミダゾール、N−ビニルイミダゾリジン、N−ビニルインドール、N−ビニルインドリン、N−ビニルベンズイミダゾ−ル、N−ビニルカルバゾール、N−ビニルピペリジン、N−ビニルピペラジン、N−ビニルモルフォリン、N−ビニルフェノキサジン等のN−ビニル含窒素複素環式化合物;N−(メタ)アクリロイルモルフォリンのほか、市販品として、M−5300、M−5400、M−5600(商品名、東亞合成(株)製)等を挙げることができる。
これらの単官能性単量体は、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。
本発明における光重合開始剤は、可視光線、紫外線、遠紫外線、電子線、X線等の放射線の露光により、前記(C)多官能性単量体および場合により使用される単官能性単量体の重合を開始しうる活性種を発生する化合物である。
このような光重合開始剤としては、例えば、アセトフェノン系化合物、ビイミダゾール系化合物、トリアジン系化合物、O−アシルオキシム系化合物、オニウム塩系化合物、ベンゾイン系化合物、ベンゾフェノン系化合物、α−ジケトン系化合物、多核キノン系化合物、キサントン系化合物、ジアゾ系化合物、イミドスルホナート系化合物等を挙げることができる。これらの化合物は、露光によって活性ラジカルまたは活性酸、あるいは活性ラジカルと活性酸の両方を発生する成分である。
これらのアセトフェノン系化合物のうち、特に、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)ブタン−1−オン、1,2−オクタンジオン等が好ましい。
前記アセトフェノン系化合物は、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。
これらのビイミダゾール系化合物は、溶剤に対する溶解性に優れ、未溶解物、析出物等の異物を生じることがなく、しかも感度が高く、少ないエネルギー量の露光により硬化反応を十分進行させるとともに、未露光部で硬化反応が生じることがないため、露光後の塗膜は、現像液に対して不溶性の硬化部分と、現像液に対して高い溶解性を有する未硬化部分とに明確に区分され、それにより、アンダーカットのない着色層パターンが所定の配列に従って配置された高精細なカラーフィルタを形成することができる。
前記ビイミダゾール系化合物は、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。
ここでいう「水素供与体」とは、露光によりビイミダゾール系化合物から発生したラジカルに対して、水素原子を供与することができる化合物を意味する。
本発明における水素供与体としては、下記で定義するメルカプタン系化合物、アミン系化合物等が好ましい。
前記アミン系化合物は、ベンゼン環あるいは複素環を母核とし、該母核に直接結合したアミノ基を1個以上、好ましくは1〜3個、さらに好ましくは1〜2個有する化合物(以下、「アミン系水素供与体」という。)からなる。
なお、これらの水素供与体は、メルカプト基とアミノ基とを同時に有することもできる。
メルカプタン系水素供与体は、ベンゼン環あるいは複素環をそれぞれ1個以上有することができ、またベンゼン環と複素環との両者を有することができ、これらの環を2個以上有する場合、縮合環を形成しても形成しなくてもよい。
また、メルカプタン系水素供与体は、メルカプト基を2個以上有する場合、少なくとも1個の遊離メルカプト基が残存する限りでは、残りのメルカプト基の1個以上がアルキル、アラルキルまたはアリール基で置換されていてもよく、さらには少なくとも1個の遊離メルカプト基が残存する限りでは、2個の硫黄原子がアルキレン基等の2価の有機基を介在して結合した構造単位、あるいは2個の硫黄原子がジスルフィドの形で結合した構造単位を有することができる。
さらに、メルカプタン系水素供与体は、メルカプト基以外の箇所で、カルボキシル基、アルコキシカルボニル基、置換アルコキシカルボニル基、フェノキシカルボニル基、置換フェノキシカルボニル基、ニトリル基等によって置換されていてもよい。
これらのメルカプタン系水素供与体のうち、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が好ましく、特に2−メルカプトベンゾチアゾールが好ましい。
また、アミン系水素供与体は、アミノ基の1個以上がアルキル基または置換アルキル基で置換されてもよく、またアミノ基以外の箇所で、カルボキシル基、アルコキシカルボニル基、置換アルコキシカルボニル基、フェノキシカルボニル基、置換フェノキシカルボニル基、ニトリル基等によって置換されていてもよい。
これらのアミン系水素供与体のうち、4,4'−ビス(ジメチルアミノ)ベンゾフェノン、4,4'−ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノンが好ましく、特に4,4'−ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノンが好ましい。
なお、アミン系水素供与体は、ビイミダゾール系化合物以外のラジカル発生剤の場合においても、増感剤としての作用を有するものである。
メルカプタン系水素供与体とアミン系水素供与体との組み合わせの具体例としては、2−メルカプトベンゾチアゾール/4,4'−ビス(ジメチルアミノ)ベンゾフェノン、2−メルカプトベンゾチアゾール/4,4'−ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン、2−メルカプトベンゾオキサゾール/4,4'−ビス(ジメチルアミノ)ベンゾフェノン、2−メルカプトベンゾオキサゾール/4,4'−ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン等を挙げることができ、さらに好ましい組み合わせは、2−メルカプトベンゾチアゾール/4,4'−ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン、2−メルカプトベンゾオキサゾール/4,4'−ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノンであり、特に好ましい組み合わせは、2−メルカプトベンゾチアゾール/4,4'−ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノンである。
メルカプタン系水素供与体とアミン系水素供与体との組み合わせにおけるメルカプタン系水素供与体とアミン系水素供与体との重量比は、通常、1:1〜1:4、好ましくは1:1〜1:3である。
前記トリアジン系化合物は、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。
前記O−アシルオキシム系化合物は、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。
本発明における(E)成分は、前記(B)アルカリ可溶性樹脂または(C)多官能性単量体と熱によりまたは放射線の露光により架橋反応しうる官能基を有するシロキサンオリゴマーであり、オキシラニル基、オキセタニル基、エピスルフィド基、ビニル基、アリル基、(メタ)アクリロイル基、カルボキシル基、ヒドロキシル基、メルカプト基、イソシアネート基、アミノ基、ウレイド基およびスチリル基の群から選ばれる少なくとも1種の官能基を含有する。
上記加水分解物には、原料中の加水分解されうる部分の全部が加水分解されたもの、およびその一部が加水分解され一部が加水分解されずに残存するものも包含されると理解すべきである。
−エチルオキセタン−3−イル)エチルフェニルジエトキシシラン、(3−エチルオキセタン−3−イル)エチルフェニルジ−n−プロピルオキシシラン、(3−エチルオキセタン−3−イル)エチルフェニルジ−i−プロピルオキシシラン、(3−エチルオキセタン−3−イル)エチルフェニルジアセトキシシラン、(3−エチルオキセタン−3−イル)プロピルトリメトキシシラン、(3−エチルオキセタン−3−イル)プロピルトリエトキシシラン、(3−エチルオキセタン−3−イル)プロピルトリ−n−プロピルオキシシラン、(3−エチルオキセタン−3−イル)プロピルトリ−i−プロピルオキシシラン、(3−エチルオキセタン−3−イル)プロピルトリアセトキシシラン、(3−エチルオキセタン−3−イル)プロピルメチルジメトキシシラン、(3−エチルオキセタン−3−イル)プロピルメチルジエトキシシラン、(3−エチルオキセタン−3−イル)プロピルメチルジ−n−プロピルオキシシラン、(3−エチルオキセタン−3−イル)プロピルメチルジ−i−プロピルオキシシラン、(3−エチルオキセタン−3−イル)プロピルメチルジアセトキシシラン、(3−エチルオキセタン−3−イル)プロピルエチルジメトキシシラン、(3−エチルオキセタン−3−イル)プロピルエチルジエトキシシラン、(3−エチルオキセタン−3−イル)プロピルエチルジ−n−プロピルオキシシラン、(3−エチルオキセタン−3−イル)プロピルエチルジ−i−プロピルオキシシラン、(3−エチルオキセタン−3−イル)プロピルエチルジアセトキシシラン、(3−エチルオキセタン−3−イル)プロピルフェニルジメトキシシラン、(3−エチルオキセタン−3−イル)プロピルフェニルジエトキシシラン、(3−エチルオキセタン−3−イル)プロピルフェニルジ−n−プロピルオキシシラン、(3−エチルオキセタン−3−イル)プロピルフェニルジ−i−プロピルオキシシラン、(3−エチルオキセタン−3−イル)プロピルフェニルジアセトキシシランなど;
ビニル基を含有する化合物(1)の具体例としては、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリ−n−プロピルオキシシラン、ビニルトリ−i−プロピルオキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、ビニルトリ(メトキシエトキシ)シラン、ビニルメチルジメトキシシラン、ビニルメチルジエトキシシラン、ビニルメチルジ−n−プロピルオキシシラン、ビニルメチルジ−i−プロピルオキシシラン、ビニルメチルジアセトキシシラン、ビニルエチルジメトキシシラン、ビニルエチルジエトキシシラン、ビニルエチルジ−n−プロピルオキシシラン、ビニルエチルジ−i−プロピルオキシシラン、ビニルエチルジアセトキシシラン、ビニルエチルジ(メトキシエトキシ)シラン、ビニルフェニルジメトキシシラン、ビニルフェニルジエトキシシラン、ビニルフェニルジ−n−プロピルオキシシラン、ビニルフェニルジ−i−プロピルオキシシラン、ビニルフェニルジアセトキシシラン、ビニルフェニルジ(メトキシエトキシ)シランなど;
を挙げることができる。
これらの化合物は任意の複数を任意の組成で併用してもよい。
加水分解反応は、好ましくは適当な溶媒中で行われる。このような溶媒としては、例えばメタノール、エタノール、n−プロパノール、イソプロピルアルコール、n−ブタノール、イソブチルアルコール、t−ブチルアルコール、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、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メチルエーテルアセテート、テトラヒドロフラン、ジオキサン、アセトニトリルの如き水溶性溶剤またはそれらの水溶液が挙げられる。
これらの水溶性溶剤は後の工程で除去されるので、メタノール、エタノール、n−プロパノール、イソプロピルアルコール、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、テトラヒドロフラン等の比較的沸点の低いものが好適であり、原料溶解性の点でアセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン類がさらに好ましく、最も好ましいのはメチルイソブチルケトンである。
水の使用量は上記式(1)で表わされる化合物および上記式(2)で表される化合物中のアルコキシル基の合計量1モルに対して、好ましくは1.5モル以下、より好ましくは1モル以下、さらに好ましくは0.9モル以下の量である。
反応温度は、好ましくは40〜200℃、より好ましくは50〜150℃である。
反応時間は、好ましくは30分〜24時間、より好ましくは1〜12時間である。
(E)成分のゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)によるポリスチレン換算重量平均分子量(以下、「Mw」ということがある。)は、通常500〜10,000、好ましくは1,000〜3,000である。Mwが500未満であると、十分な密着性を発現することが難しく、一方が10,000を超えると、塗布性が悪化するおそれがある。
また、シロキサンオリゴマーのモノマーである上記式(1)及び(2)で示される化合物もそれ自体を、必要に応じて、シロキサンオリゴマーと併用して用いることができる。その使用量は、(B)アルカリ可溶性樹脂100重量部に対して、好ましくは0.5〜20重量部、さらに好ましくは1〜10重量部である。使用量が0.5重量部未満では、十分な密着性や剥離液耐性を発現することが難しく、一方20重量部を超えると、感放射線性樹脂組成物の保存安定性が低下する傾向がある。
本発明の着色層形成用感放射線性組成物は、上記(A)〜(E)成分を含有するものであるが、必要に応じて他の添加剤をさらに含有することもできる。
前記他の添加剤としては、例えば、ガラス、アルミナ等の充填剤;ポリビニルアルコール、ポリ(フロオロアルキルアクリレート)類等の高分子化合物;ノニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤等の界面活性剤;2,2−チオビス(4−メチル−6−t−ブチルフェノール)、2,6−ジ−t−ブチルフェノール等の酸化防止剤;2−(3−t−ブチル−5−メチル−2−ヒドロキシフェニル)−5−クロロベンゾトリアゾール、アルコキシベンゾフェノン類等の紫外線吸収剤;ポリアクリル酸ナトリウム等の凝集防止剤等を挙げることができる。
本発明の着色層形成用感放射線性組成物は、前記(A)〜(E)成分を必須成分とし、必要に応じて前記添加剤成分を含有するが、通常、溶媒を配合して液状組成物として調製される。
前記溶媒としては、感放射線性組成物を構成する(A)〜(E)成分や添加剤成分を分散または溶解し、かつこれらの成分と反応せず、適度の揮発性を有するものである限り、適宜に選択して使用することができる。
エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノ−n−プロピルエーテル、エチレングリコールモノ−n−ブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノ−n−プロピルエーテル、ジエチレングリコールモノ−n−ブチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチ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メチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノ−n−プロピルエーテル、プロピレングリコールモノ−n−ブチルエーテル、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エチルエーテル、ジプロピレングリコールモノ−n−プロピルエーテル、ジプロピレングリコールモノ−n−ブチルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、トリプロピレングリコールモノエチルエーテル等の(ポリ)アルキレングリコールモノアルキルエーテル類;
ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、テトラヒドロフラン等の他のエーテル類;
メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、2−ヘプタノン、3−ヘプタノン等のケトン類;
2−ヒドロキシ−2−メチル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−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、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−3−メチルブタン酸メチル、3−メトキシブチルアセテート、3−メチル−3−メトキシブチルアセテート、3−メチル−3−メトキシブチルプロピオネート、酢酸エチル、酢酸n−プロピル、酢酸i−プロピル、酢酸n−ブチル、酢酸i−ブチル、ぎ酸n−アミル、酢酸i−アミル、プロピオン酸n−ブチル、酪酸エチル、酪酸n−プロピル、酪酸i−プロピル、酪酸n−ブチル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、ピルビン酸n−プロピル、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、2−オキソブタン酸エチル等の他のエステル類;
トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類;
N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドン等のアミドまたはラクタム類
等を挙げることができる。
前記溶媒は、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。
前記高沸点溶媒は、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。
本発明のカラーフィルタは、本発明の着色層形成用感放射線性組成物を用いて形成された着色層を有するものである。
以下に、本発明のカラーフィルタにおける着色層を形成する方法について説明する。
まず、基板の表面上に、必要に応じて、画素を形成する部分を区画するように遮光層を形成し、この基板上に、例えば赤色の顔料が分散された感放射線性組成物の液状組成物を塗布したのち、プレベークを行って溶媒を蒸発させて、塗膜を形成する。
次いで、この塗膜にフォトマスクを介して露光したのち、アルカリ現像液を用いて現像して、塗膜の未露光部を溶解除去し、その後ポストベークすることにより、赤色の画素パターンが所定の配列で配置された画素アレイを形成する。
その後、緑色または青色の顔料が分散された各感放射線性組成物の液状組成物を用い、前記と同様にして、各液状組成物の塗布、プレベーク、露光、現像およびポストベークを行って、緑色の画素アレイおよび青色の画素アレイを同一基板上に順次形成することにより、赤色、緑色および青色の三原色の画素アレイが基板上に配置されたカラーフィルタを得る。但し、本発明においては、各色の画素を形成する順序は、前記のものに限定されない。
また、ブラックマトリックスは、例えば、黒色の顔料が分散された感放射線性組成物の液状組成物を用い、前記画素の形成の場合と同様にして形成することができる。
また、これらの基板には、所望により、シランカップリング剤等による薬品処理、プラズマ処理、イオンプレーティング、スパッタリング、気相反応法、真空蒸着等の適宜の前処理を施しておくこともできる。
感放射線性組成物の液状組成物を基板に塗布する際には、スプレー法、ロールコート法、回転塗布法(スピンコート法)、スリットダイ塗布法、バー塗布法、インクジェット法等の適宜の塗布法を採用することができるが、特に、スピンコート法、スリットダイ塗布法が好ましい。
塗布厚さは、乾燥後の膜厚として、通常、0.1〜10μm、好ましくは0.2〜8.0μm、特に好ましくは0.2〜6.0μmである。
放射線の露光量は、好ましくは10〜10,000J/m2 である。
また、前記アルカリ現像液としては、例えば、炭酸ナトリウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド、コリン、1,8−ジアザビシクロ−[5.4.0]−7−ウンデセン、1,5−ジアザビシクロ−[4.3.0]−5−ノネン等の水溶液が好ましい。
前記アルカリ現像液には、例えばメタノール、エタノール等の水溶性有機溶剤や界面活性剤等を適量添加することもできる。なお、アルカリ現像後は、通常、水洗する。
現像処理法としては、シャワー現像法、スプレー現像法、ディップ(浸漬)現像法、パドル(液盛り)現像法等を適用することができる。現像条件は、常温で5〜300秒が好ましい。
本発明のカラー液晶表示素子は、本発明のカラーフィルタを具備するものである。
本発明のカラー液晶表示素子は、適宜の構造をとることができる。例えば、カラーフィルタを、薄膜トランジスター(TFT)が配置された駆動用基板とは別の基板上に形成して、駆動用基板とカラーフィルタを形成した基板とが、液晶層を介して対向した構造をとることができ、さらに薄膜トランジスター(TFT)が配置された駆動用基板の表面上にカラーフィルタを形成した基板と、ITO(錫をドープした酸化インジュウム)電極を形成した基板とが、液晶層を介して対向した構造をとることもできる。後者の構造は、開口率を格段に向上させることができ、明るく高精細な液晶表示素子が得られるという利点を有する。
(B)アルカリ可溶性樹脂の合成
合成例1
冷却管、攪拌機を備えたフラスコに、2,2'−アゾビスイソブチロニトリル4重量部およびプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート200重量部を仕込み、引き続きメタクリル酸15重量部、メタクリル酸ベンジル45重量部、メタクリル酸2−ヒドロキシエチルエステル10重量部、スチレン30重量部およびα−メチルスチレンダイマー(連鎖移動剤)6重量部を仕込んで、窒素置換したのち、ゆるやかに攪拌しつつ、反応溶液を80℃に昇温し、この温度を保持して3時間重合した。その後、反応溶液を100℃に昇温して、2,2'−アゾビスイソブチロニトリル0.5重量部を追加し、さらに1時間重合を継続することにより、樹脂溶液(固形分濃度=32.5重量%)を得た。得られた樹脂は、Mw=6,000、Mn=2,300であった。この樹脂溶液を「樹脂溶液(B−1)」とする。
冷却管、攪拌機を備えたフラスコに、2,2'−アゾビスイソブチロニトリル3重量部およびプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート200重量部を仕込み、引き続きメタクリル酸15重量部、N−フェニルマレイミド30重量部、ベンジルメタクリレート35重量部、スチレン20重量部およびα−メチルスチレンダイマー(連鎖移動剤)5重量部を仕込んで、窒素置換したのち、ゆるやかに攪拌しつつ、反応溶液を80℃に昇温し、この温度を保持して3時間重合した。その後、反応溶液を100℃に昇温して、22,2'−アゾビスイソブチロニトリル0.5重量部を追加し、さらに1時間重合を継続することにより、樹脂溶液(固形分濃度=32.5重量%)を得た。得られた樹脂は、Mw=12,000、Mn=5,800であった。この樹脂溶液を「樹脂溶液(B−2)」とする。
合成例1
500mLの三つ口フラスコにメチルトリメトキシシラン27.2g、3−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン46.8gをとり、プロピレングリコールメチルエーテル100gを加えて溶解させ、得られた混合溶液をマグネチックスターラにより撹拌しながら60℃に加温した。これに、1重量%のシュウ酸を含んだ8.6gのイオン交換水を1時間かけて連続的に添加した。そして、60℃で4時間反応させた後、得られた反応液を室温まで冷却した。その後、反応副生成物であるアルコール分を反応液から減圧留去した。この重合体(E−1)の重量平均分子量は1,700であった。
500mLの三つ口フラスコにメチルトリメトキシシラン27.2g、3−メタアクリロキシプロピルトリメトキシシラン49.6gをとり、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート100gを加えて溶解させ、得られた混合溶液をマグネチックスターラにより撹拌しながら60℃に加温した。これに、1重量%のシュウ酸を含んだ8.6gのイオン交換水を1時間かけて連続的に添加した。そして、60℃で4時間反応させた後、得られた反応液を室温まで冷却した。その後、反応副生成物であるアルコール分を反応液から減圧留去した。この重合体(E−2)の重量平均分子量は1,800であった。
500mLの三つ口フラスコにメチルトリメトキシシラン27.2g、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン39.2gをとり、メチルイソブチルケトン100gを加えて溶解させ、得られた混合溶液をマグネチックスターラにより撹拌しながら60℃に加温した。これに、1重量%のシュウ酸を含んだ8.6gのイオン交換水を1時間かけて連続的に添加した。そして、60℃で4時間反応させた後、得られた反応液を室温まで冷却した。その後、反応副生成物であるアルコール分を反応液から減圧留去した。この重合体(E−3)の重量平均分子量は1,900であった。
500mLの三つ口フラスコにフェニルトリメトキシシラン39.6g、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン47.2gをとり、プロピレングリコールメチルエーテル100gを加えて溶解させ、得られた混合溶液をマグネチックスターラにより撹拌しながら60℃に加温した。これに、1重量%のシュウ酸を含んだ8.6gのイオン交換水を1時間かけて連続的に添加した。そして、60℃で4時間反応させた後、得られた反応液を室温まで冷却した。その後、反応副生成物であるアルコール分を反応液から減圧留去した。この重合体(E−4)の重量平均分子量は1,600であった。
500mLの三つ口フラスコにジフェニルジメトキシシラン48.8g、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン49.2gをとり、プロピレングリコールメチルエーテル100gを加えて溶解させ、得られた混合溶液をマグネチックスターラにより撹拌しながら60℃に加温した。これに、1重量%のシュウ酸を含んだ8.6gのイオン交換水を1時間かけて連続的に添加した。そして、60℃で4時間反応させた後、得られた反応液を室温まで冷却した。その後、反応副生成物であるアルコール分を反応液から減圧留去した。この重合体(E−5)の重量平均分子量は2,000であった。
液状組成物の調製
(A)顔料としてC.I.ピグメントレッド254とC.I.ピグメントレッド177との80/20(重量比)混合物15.0重量部、分散剤としてDisperbyk2000 を4.0重量部(固形分換算)、および溶媒としてプロピレングリコールメチルエーテルアセテート81.0重量部からなる混合液を、ビーズミルにより12時間混合・分散して、顔料分散液を調製した。
次いで、得られた顔料分散液100重量部、(B)アルカリ可溶性樹脂として樹脂溶液(B−1)40.0重量部、(C)多官能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13.0重量部、(D)光重合開始剤として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−オンを4.0重量部、および溶媒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39.0重量部を混合して、固形分濃度25%の液状組成物(S−1)を調製した。
液状組成物(S−1)を、表面にナトリウムイオンの溶出を防止するSiO2 膜が形成されたソーダガラス基板上に、スピンコーターを用いて塗布したのち、90℃のクリーンオーブン内で10分間プレベークを行って、膜厚2.0μmの塗膜を形成した。その後、この基板を室温に冷却したのち、高圧水銀ランプを用い、フォトマスクを介して、塗膜に365nm、405nmおよび436nmの各波長を含む放射線を1,000J/m2 の露光量で露光した。その後、この基板を23℃の0.04重量%水酸化カリウム水溶液からなる現像液に1分間浸漬して、現像したのち、超純水で洗浄して風乾し、さらに220℃で30分間ポストベークを行って、基板上に赤色のストライプ状画素パターンを形成した。
次いで、得られた基板上の画素アレイを光学顕微鏡にて観察した。未露光部の基板上に現像残渣が全く認められなかった場合を○、若干現像残渣が認められた場合を△、酷く現像残渣が認められた場合を×として、評価した。
液状組成物(S−1)を、表面にナトリウムイオンの溶出を防止するSiO2 膜が形成された直径4インチのソーダガラス基板上に、スピンコーターを用いて塗布したのち、ホットプレートにて90℃で4分間プレベークを行って、膜厚2.0μmの塗膜を形成した。その後、この基板2枚を室温に冷却したのち、高圧水銀ランプを用い、一方の塗膜を500J/m2 、もう一方の塗膜を1,000J/m2の露光量で露光した。その後、各塗膜に23℃の0.04%水酸化カリウム水溶液を現像圧1kgf/cm2 (ノズル径1mm)で吐出することにより、シャワー現像を行ったのち、220℃で30分間ポストベークを行った。その後、JIS K5400規格にしたがい、各塗膜を100個の碁盤目状にクロスカットして密着性試験を行い、剥がれずに残っている碁盤目の個数を評価した。剥がれずに残っている碁盤目の個数が90個以上であれば、密着性は良好であるといえる。
液状組成物(S−1)を、表面にナトリウムイオンの溶出を防止するSiO2 膜が形成された直径4インチのソーダガラス基板上に、スピンコーターを用いて塗布したのち、ホットプレートにて90℃で4分間プレベークを行って、膜厚2.0μmの塗膜を形成した。その後、この基板2枚を室温に冷却したのち、高圧水銀ランプを用い、フォトマスクを介して、一方の塗膜を500J/m2 、もう一方の塗膜を1,000J/m2の露光量で露光した。その後、各塗膜に23℃の0.04重量%水酸化カリウム水溶液を1kgf/cm2 の現像圧(ノズル径1mm)で吐出することにより、シャワー現像を行ったのち、220℃で30分間ポストベークを行って、200×200μmのドットパターンを形成した。
次いで、得られた基板を、25℃のN−メチルピロリドンにそれぞれ30分間浸漬して、浸漬前後のドットパターンを走査型電子顕微鏡で観察し、パターンに変化がなく、浸漬前後での膜厚比(浸漬後の膜厚×100/浸漬前の膜厚)が95%以上である場合を○、浸漬前後での膜厚比が95%未満であるか、あるいはパターンの一部に欠けが認められる場合を△、浸漬後にパターンが全て基板から剥がれる場合を×として、評価した。
液状組成物の各成分の種類および量を表1〜2(但し、部は重量基準である。)に示すとおりとした以外は実施例1と同様にして、液状組成物を調製して評価を行った。評価結果を表8〜表11に示す。
顔料
A−1:C.I.ピグメントレッド254とC.I.ピグメントレッド177との80/20(重量比)混合物
A−2:C.I.ピグメントグリーン36とC.I.ピグメントイエロー150との60/40(重量比)混合物
A−3:カーボンブラック
分散剤
a−1:Disperbyk2000
a−2:Disperbyk2001
a−3:Disperbyk167
多官能性単量体
C−1:ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート
光重合開始剤
D−1:2−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
D−2:エタノン−1−〔9−エチル−6−{2−メチル−4−(2,2−ジメチル−1,3−ジオキソラニル)メトキシベンゾイル}−9.H.−カルバゾール−3−イル〕−1−(O−アセチルオキシム)
添加剤
e−1:3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン
Claims (3)
- (A)着色剤、(B)アルカリ可溶性樹脂、(C)多官能性単量体、(D)光重合開始剤、ならびに(E)下記式(1)で表されるアルコキシシランおよび下記化合物群αから選ばれるアルコキシシランを加水分解して得られたシロキサンオリゴマーを含有することを特徴とする着色層形成用感放射線性組成物。
〔化合物群α〕
テトラアルコキシシラン;モノアルキルトリアルコキシシラン;モノアリールトリアルコキシシラン;モノアリールオキシトリアルコキシシラン;モノアルキルモノアリールジアルコキシシラン;ジアリールジアルコキシシラン;ジアリールオキシジアルコキシシラン;モノアルキルモノアリールオキシジアルコキシシラン;モノアリールモノアリールオキシジアルコキシシラン;トリアルキルモノアルコキシシラン;ジアルキルモノアリールモノアルコキシシラン;モノアルキルジアリールモノアルコキシシラン;トリアリールオキシモノアルコキシシラン;モノアルキルジアリールオキシモノアルコキシシラン;モノアリールジアリールオキシモノアルコキシシラン;ジアルキルモノアリールオキシモノアルコキシシラン;ジアリールモノアリールオキシモノアルコキシシラン;モノアルキルモノアリールモノアリールオキシモノアルコキシシラン - 請求項1に記載の着色層形成用感放射線性組成物から形成されたカラーフィルタ。
- 請求項2に記載のカラーフィルタを具備する液晶表示素子。
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