JPH07331172A - カラーフィルタ保護膜形成用塗液組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】シロキサンポリマーと、特定の金属アルコキシ
ドおよび／または該金属アルコキシドから誘導される金
属キレート化合物を含有することを特徴とするカラーフ
ィルタ保護膜形成用塗液組成物。 【効果】本発明のカラーフィルタ保護膜形成用塗液組成
物は、高温高湿耐性、強靭性、塗布性、平坦性に優れた
被膜を得ることができ、かつ、製造方法が簡便である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、アルコキシシランを加
水分解および縮合させることによって得られるシロキサ
ンポリマーと金属アルコキシドおよび／または該金属ア
ルコキシドから誘導される金属キレート化合物とを含有
するカラーフィルタ保護膜形成用塗液組成物に関するも
のであり、さらに詳しくは、高温高湿耐性、強靭性、塗
布性、平坦性に優れた被膜を得ることができるカラーフ
ィルタ保護膜形成用塗液組成物に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、液晶素子に色分解用カラーフィル
タを組み合わせたカラー液晶表示素子が、多々提案され
ている。一般的なカラーフィルタの構成としては、ガラ
ス等の透明基板上に画素を形成させた上に、保護膜層を
設け、ついでＩＴＯ透明電極を配するものであるが、こ
の保護膜層には下層を構成する画素、ガラス、さらには
ブラックマトリックス成分として使用されるクロム等と
の接着性、上層を構成するＩＴＯとの接着性、画素不純
物成分の遮蔽性、耐熱性、耐光性、耐溶剤性、耐薬品
性、そして、高温高湿耐性、強靭性、平坦性等の幅広い
特性が要求される。このような保護膜を形成せしめる熱
硬化性塗液組成物として、特に耐熱性の見地からシロキ
サンポリマーやシリコーンポリイミド前駆体等の提案が
行われている。

【０００３】アルコキシシランを加水分解および縮合さ
せることによって得られるシロキサンポリマーを含有し
た塗液組成物としては、特開昭６３−２４１０７６号、
特開平３−１２６６１２号、特開平３−１８８１７９号
公報などに示されるごとく広く知られている。しかし、
得られる被膜には高温高湿耐性がない、つまり、高温高
湿の環境下に長期間保管すると、被膜にピンホール状の
欠陥やマイクロクラックが発生したり、被膜が基板から
の剥離するといった問題点を有していた。

【０００４】また、アルコキシシランと他の金属アルコ
キシドを原料として、加水分解および縮合させることに
よって得られるポリマーを含有した塗液組成物も、特開
平３−２０３７７号、特開平３−２７９２１０号公報な
どに示されるごとく知られているが、アルコキシシラン
と他の金属アルコキシドの反応性が非常に異なるために
製造が困難であったり、濾過性が悪いという問題点を有
していた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、高温
高湿耐性、さらには強靭性、塗布性、平坦性に優れた被
膜を得ることができ、かつ、製造方法が簡便なカラーフ
ィルタ保護膜形成用塗液組成物を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】かかる本発明の目的は、
次の（Ａ）成分と（Ｂ）成分とを含有することを特徴と
するカラーフィルタ保護膜形成用塗液組成物により達成
される。 （Ａ） 下記一般式（１） Ｒ_X Ｓｉ（ＯＲ´）_4-X （１） （ただし、Ｒ、Ｒ´は同一もしくは異なっていても良
く、それぞれ水素、アルキル基、アリール基、アルケニ
ル基、またはそれらの置換体を表わす。また、Ｘは０〜
３の整数である。）で表わされるアルコキシシランを加
水分解および縮合させることによって得られるシロキサ
ンポリマー。 （Ｂ） 下記一般式（２） Ｍ（ＯＲ''）_m （２） （ただし、Ｍはチタン、ジルコニウム、またはアルミニ
ウムの金属原子である。Ｒ''は同一もしくは異なってい
ても良く、それぞれ水素、アルキル基、アリール基、ア
ルケニル基、およびそれらの置換体を表わす。また、ｍ
は金属原子Ｍの原子価を意味する。）で表わされる金属
アルコキシドおよび／または該金属アルコキシドから誘
導される金属キレート化合物。

【０００７】本発明者らは、カラーフィルタ保護膜とし
て、可視光領域での透明性が優れていることから、アル
コキシシランを加水分解および縮合させることによって
得られるシロキサンポリマーからなる塗液組成物に着目
した。しかしながら、前述の通り、従来のシロキサンポ
リマーからなる塗液組成物を塗布、製膜することにより
得られるカラーフィルタ保護膜は高温高湿耐性が悪かっ
た。そこで、この不良の原因について本発明者らが検討
を行なったところ、カラーフィルタ保護膜の硬化度が低
いことが主原因であることがわかった。つまり、カラー
フィルタ保護膜が形成される基板であるカラーフィルタ
の耐熱性が３００℃程度であるために、カラーフィルタ
保護膜を硬化させる際の加熱温度は通常、３００℃以
下、例えば、２５０〜２８０℃に設定される。しかしな
がら、従来のカラーフィルタ保護膜はこれらの温度では
十分に硬化が完了しない。そこで、本発明者らは鋭意研
究を重ねた結果、アルコキシシランを加水分解および縮
合させることによって得られるシロキサンポリマーに、
金属アルコキシドあるいは該金属アルコキシドから誘導
される金属キレート化合物を添加することにより、３０
０℃以下の硬化温度でも十分に硬化しうるカラーフィル
タ保護膜を見出だした。

【０００８】一方、アルコキシシランと他の金属アルコ
キシドを原料として用いた類似組成物として、アルコキ
シシランと他の金属アルコキシドを原料として、共加水
分解し、さらに縮合させることによって得られるポリマ
ーを含有した組成物が知られている。しかし、この組成
物においては、アルコキシシランと他の金属アルコキシ
ドの加水分解反応性が非常に異なるために、これらを共
加水分解することは非常に困難で、ゲル化、沈殿生成な
どの製造上の問題や、濾過性不良といった問題がある。
これに対して、本発明の方法によれば、加水分解反応性
が低いアルコキシシランのみを先に加水分解および縮合
させ、その後、他の金属アルコキシドあるいは該金属ア
ルコキシドから誘導される金属キレート化合物を添加す
るので、これらの問題なく、容易に製造することができ
る。

【０００９】従って、高温高湿耐性に優れた被膜を得る
ことができ、かつ製造方法が簡便なカラーフィルタ保護
膜形成用塗液組成物が得られることを見出だし、本発明
に到達したものである。

【００１０】以下、本発明の構成を順に説明する。

【００１１】成分（Ａ）：アルコキシシランを加水分解
および縮合させることによって得られるシロキサンポリ
マー

【００１２】本発明に使用されるシロキサンポリマー
は、アルコキシシランに水を反応させて加水分解し、さ
らに加熱または常温での放置により部分的に脱水縮合さ
せることにより高分子量化させたものである。

【００１３】本発明に使用されるアルコキシシランは下
記一般式（１）で表わされるものである。 Ｒ_X Ｓｉ（ＯＲ´）_4-X （１） （ただし、Ｒ、Ｒ´は同一もしくは異なっていても良
く、それぞれ水素、アルキル基、アリール基、アルケニ
ル基、およびそれらの置換体を表わす。また、Ｘは０〜
３の整数である。）

【００１４】Ｒは、例えば、水素；メチル基、エチル
基、ｎ−プロピル基、ｉ−プロピル基などのアルキル
基；フェニル基などのアリール基；ビニル基などのアル
ケニル基；β−（３、４−エポキシシクロヘキシル）エ
チル基、γ−メタクリロキシプロピル基、γ−グリシド
キシプロピル基、γ−クロロプロピル基、γ−メルカプ
トプロピル基、γ−アミノプロピル基、Ｎ−フェニル−
γ−アミノプロピル基、、Ｎ−β（アミノエチル）γ−
アミノプロピル基、トリフロオロメチル基、３、３、３
−トリフルオロプロピル基などの置換アルキル基などが
挙げられる。これらの中から、１種、あるいは２種以上
を組み合わせて用いることができる。この選択により、
得られる被膜の特性を調製することが可能である。特
に、被膜の強靭性向上の点から、Ｒとしてアルコキシ基
を除く、反応性基を有するものであるのが望ましい。例
えば、ビニル基、γ−メタクリロキシプロピル基、γ−
グリシドキシプロピル基である。これらを用いることに
より、得られる被膜は、シロキサン骨格のみでなく、こ
れら反応基による架橋形成による骨格形成が成され、膜
の強靭性が向上するのである。

【００１５】Ｒ´は、例えば、水素；メチル基、エチル
基、ｎ−プロピル基、ｉ−プロピル基、ｎ−ブチル基、
ｓｅｃ−ブチル基、ｔ−ブチル基などのアルキル基；フ
ェニル基などのアリール基；アセチル基、β−メトキシ
エトキシ基などの置換アルキル基などが挙げられる。

【００１６】これらのアルコキシシランの具体例として
は、テトラヒドロキシシラン、テトラメトキシシラン、
テトラエトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、メ
チルトリエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラ
ン、フェニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシ
シラン、ビニルトリエトキシシラン、γ−メタクリロキ
シプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプ
ロピルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピル
トリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエ
トキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジ
エトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、ジフェ
ニルジエトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルメ
チルジエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチ
ルジエトキシシラン、トリフルオロメチルトリメトキシ
シラン、トリフルオロメチルトリエトキシシランを挙げ
ることができ、これらのアルコキシシランは単独、また
は２種以上を混合して用いることができる。

【００１７】これらのアルコキシシランの加水分解およ
び縮合反応は無溶媒でも良いが、通常は有機溶媒中で行
なわれる。例えば、メタノール、エタノール、プロパノ
ール、ブタノール、３−メチル−３−メトキシブタノー
ルなどのアルコール類；エチレングリコール、プロピレ
ングリコールなどのグリコール類；エチレングリコール
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、プロピレングリコールモノブチルエーテル、
ジエチルエーテルなどのエーテル類；メチルイソブチル
ケトン、ジイソブチルケトンなどのケトン類；ジメチル
ホルムアミド、ジメチルアセトアミドなどのアミド類；
エチルアセテート、エチルセロソルブアセテート、３−
メチル−３−メトキシブチルアセテートなどのアセテー
ト類；トルエン、キシレン、ヘキサン、シクロヘキサン
などの芳香族あるいは脂肪族炭化水素のほか、Ｎ−メチ
ル−２−ピロリドン、γ−ブチロラクトン、ジメチルス
ルホキシドを挙げることができる。

【００１８】本発明においては、溶媒は除去されること
なく、最終的に得られる塗液の溶剤を兼用することがで
きる。従って、得られる塗液の塗布性向上の点からは、
沸点１００〜３００℃の液体を用いることが好ましい。

【００１９】溶媒の量は任意に選択可能であるが、アル
コキシシラン１重量部に対して、０．１〜１０．０重量
部の範囲で用いるのが好ましい。

【００２０】加水分解および部分縮合反応をさせるため
に用いる水はイオン交換水が好ましく、その量はアルコ
キシシラン１モルに対して、１〜４倍モルの範囲で用い
るのが好ましい。

【００２１】また、加水分解および縮合反応をさせるた
めに必要に応じて、触媒を用いることができる。用いる
触媒としては、塩酸、硫酸、酢酸、トリフルオロ酢酸、
リン酸、硼酸、ｐ−トルエンスルホン酸、イオン交換樹
脂などの酸触媒、トリエチルアミン、ジエチルアミン、
トリエタノールアミン、ジエタノールアミン、水酸化ナ
トリウム、水酸化カリウムなどの塩基触媒が挙げられる
が、得られる被膜の強靭性向上の点からは酸触媒が好ま
しい。

【００２２】触媒の量は、アルコキシシラン１重量部に
対して、０．００１〜０．１重量部の範囲で用いるのが
好ましい。０．１重量部を越えると、塗液の保存安定
性、および平坦性が損なわれる。また、０．００１重量
部より少ない場合では、低重合度ポリマーしか得られず
塗布性が損なわれる。

【００２３】加水分解および部分縮合の反応温度は凝固
点から沸点の範囲で通常選択されるが、沸点以上の温度
で、副生する低沸点アルコールおよび水を留去させなが
ら、反応を進行させることが塗布性および保存安定性の
点から好ましい。

【００２４】成分（Ｂ）の金属アルコキシド、あるいは
該金属アルコキシドから誘導される金属キレート化合物
は、保護膜の硬化温度を下げる目的で成分（Ａ）に添加
されるものであり、本発明の特徴ある成分である。

【００２５】本発明において用いられる金属アルコキシ
ドは、下記一般式（２）で表わされる。 Ｍ（ＯＲ''）_m （２） （Ｍはチタン、ジルコニウム、またはアルミニウムの金
属原子である。Ｒ''は同一もしくは異なっていても良
く、それぞれ水素、アルキル基、アリール基、アルケニ
ル基、およびそれらの置換体を表わす。また、ｍは金属
原子Ｍの原子価を意味する。）

【００２６】Ｍはチタン、ジルコニウム、またはアルミ
ニウムの金属原子である。ボロン、マグネシウムなど
は、反応性がシリコンアルコキシドと同等程度であるた
めに低温硬化に効果がなかったり、あるいは、反応性が
極端に高すぎて実用的でない。チタン、ジルコニウム、
アルミニウムのアルコキシド化合物を用いた場合のみ、
本発明の特徴である被膜の硬化温度を下げる効果が見ら
れ、耐高温高湿耐性に優れた被膜を得ることができ、カ
ラーフィルタ保護膜として適したものであることを掴ん
だ。さらには、チタン、ジルコニウム、アルミニウムの
うち、ジルコニウムを用いた場合は、被膜の強靭性の向
上にも非常に有効であることから、特にジルコニウムア
ルコキシド、あるいはジルコニウムアルコキシドのキレ
ート化合物を用いるのが好ましい。

【００２７】Ｒ''は、例えば、水素；メチル基、エチル
基、ｎ−プロピル基、ｉ−プロピル基、ｎ−ブチル基、
ｓｅｃ−ブチル基、ｔ−ブチル基などのアルキル基；フ
ェニル基などのアリール基；アセチル基、β−メトキシ
エトキシ基などの置換アルキル基などが挙げられる。

【００２８】具体例としては、テトライソプロポキシチ
タン、テトラノルマルブトキシチタン、テトライソプロ
ポキシジルコニウム、テトラノルマルブトキシジルコニ
ウム、トリイソプロポキシアルミニウム、トリノルマル
ブトキシアルミニウムなどが挙げられる。

【００２９】また、本発明において用いられる金属キレ
ート化合物は上記一般式（２）で表わされる金属アルコ
キシドから誘導される金属キレート化合物である。

【００３０】また、金属キレート化合物は、金属アルコ
キシドにキレート化剤を反応させることにより容易に得
られ、下記一般式（３）に示されるようなものが好まし
い。

【化１】 （ただし、Ｍはチタン、ジルコニウム、またはアルミニ
ウムの金属原子である。Ｒ''は同一もしくは異なってい
ても良く、それぞれ水素、アルキル基、アリール基、ア
ルケニル基、およびそれらの置換体、Ｒ₁ は同一もしく
は異なっていても良く、それぞれ水素、アルキル基、ア
リール基、アルケニル基、アルコキシ基およびそれらの
置換体を表わす。また、ｍは金属原子Ｍの原子価、ｎは
０〜ｍの数を意味する。）

【００３１】キレート化剤の例としては、アセチルアセ
トン、ベンゾイルアセトン、ジベンゾイルメタンなどの
β−ジケトン；アセト酢酸エチル、ベンゾイル酢酸エチ
ルなどのβ−ケト酸エステルなどを用いることができ
る。

【００３２】金属アルコキシドは種々の化学理論量のキ
レート化剤と反応して相当する金属キレート化合物とな
るため、用いるキレート化剤の量は金属アルコキシド１
モルに対して、０．１〜１０モルの範囲で、成分（Ａ）
の反応性に応じて決めることが好ましい。すなわち、成
分（Ａ）の反応性が低い場合には、金属アルコキシドあ
るいは低配位の金属キレート化合物を用いることができ
るが、成分（Ａ）の反応性が高い場合には、より加水分
解安定性が高い高配位の金属キレート化合物を用いるの
が好ましい。

【００３３】反応溶媒は生成するアルコールと共沸する
ものを用い、脱水処理を施したものを用いるのが好まし
い。例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、
ブタノール、３−メチル−３−メトキシブタノールなど
のアルコール類；エチレングリコール、プロピレングリ
コールなどのグリコール類；エチ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、プロピレングリコールモノブチルエーテル、ジエチ
ルエーテルなどのエーテル類；メチルイソブチルケト
ン、ジイソブチルケトンなどのケトン類；ジメチルホル
ムアミド、ジメチルアセトアミドなどのアミド類；エチ
ルアセテート、エチルセロソルブアセテート、３−メチ
ル−３−メトキシブチルアセテートなどのアセテート
類；トルエン、キシレン、ヘキサン、シクロヘキサンな
どの芳香族あるいは脂肪族炭化水素のほか、Ｎ−メチル
−２−ピロリドン、γ−ブチロランクトン、ジメチルス
ルホキシドなどを挙げることができる。溶媒の量は任意
に選択可能であるが、金属アルコキシド１重量に対し
て、１〜５０．０重量の範囲で用いるのが好ましい。

【００３４】また、反応温度は凝固点から沸点の範囲で
通常選択される。

【００３５】なお、反応雰囲気は窒素雰囲気下で行なう
のが好ましい。

【００３６】本発明のカラーフィルタ保護膜形成用塗液
組成物においては、成分（Ａ）のシロキサンポリマーと
成分（Ｂ）の金属アルコキシド、または該金属アルコキ
シドから誘導される金属キレート化合物とを各々、通
常、有機溶媒、好ましくは沸点１００℃以上の有機溶剤
を溶剤として用いた溶液状態で用いる。溶剤は、成分
（Ａ）ではシロキサンポリマーを合成した際の反応溶
媒、成分（Ｂ）では金属キレート化合物を合成した際の
反応溶媒をそれぞれ、そのまま溶剤として用いることも
できる。また、必要に応じて、反応後、塗布性向上など
のために溶剤置換を行なうこと、濃度調製のために溶剤
の添加、除去を行なうことも可能である。この時の溶剤
としては、シロキサンポリマーや金属キレート化合物の
合成に用いることができる溶媒として前述した溶剤を単
独、あるいは２種以上を混合して用いることができる。

【００３７】本発明のカラーフィルタ保護膜形成用塗液
組成物は、これらの成分（Ａ）のシロキサンポリマーの
溶液と成分（Ｂ）の金属アルコキシド、あるいは金属キ
レート化合物との溶液を均一に混合することにより得ら
れる。

【００３８】混合の割合としては、シロキサンポリマー
１００重量部に対し、金属アルコキシド、または金属キ
レート化合物０．１〜２０重量部が好ましく、より好ま
しくは、０．５〜５重量部である。

【００３９】混合方法としては、常温での混合した後、
１時間〜１日間程度の放置、あるいは、沸点以下での加
熱を数時間行なうのが好ましい。

【００４０】さらに、本発明のカラーフィルタ保護膜形
成用塗液組成物には、必要に応じて、膜硬化剤、粘度調
整剤、界面活性剤、安定化剤、着色剤、ガラス質形成剤
などを添加することができる。

【００４１】本発明のカラーフィルタ保護膜形成用塗液
組成物から被膜を形成するための塗布方法としては、特
に限定されないが、例えば、スピン塗布、ディッピング
塗布、スプレー塗布、スクリーン塗布、スクリーン印
刷、オフセット印刷などの方法を用いることができる。

【００４２】さらに被膜を硬化させるための方法として
は、加熱方法が一般的であり、３００℃以下の温度で、
好ましくは２５０〜２８０℃で５分〜１時間程度加熱す
れば良い。もちろん、それ以上の温度で加熱することも
可能である。また、他の硬化方法としては、ＵＶ照射な
どを行なうこともできる。

【００４３】本発明のカラーフィルタ保護膜形成用塗液
組成物から得られる被膜は、カラーフィルタ保護膜のほ
か、半導体素子の保護膜、層間絶縁膜、平坦化膜、導波
路形成用材料、位相シフタ用材料、さらには、各種電子
部品の保護膜として用いることができる。

【００４４】

【実施例】次に、実施例により本発明をさらに詳細に説
明する。

【００４５】実施例１ 成分（Ａ） メチルトリメトキシシラン１０モル、フェニルトリメト
キシシラン１０モルのアルコキシシランを３−メチル−
３−メトキシブタノール４ｋｇに溶解し、これに、リン
酸水溶液（水６０モル、リン酸０．１７モル）を攪拌し
ながら加えた。得られた溶液を１００℃のオイルバスで
加熱し、低沸点物を留出させながら、２時間反応させ
た。その後、さらに１３０℃のオイルバスで加熱し、低
沸点物を留出させながら、２時間反応させた。得られた
溶液を３−メチル−３−メトキシブタノールを用いて、
濃度３０％に調製した。（以下、濃度は固形分濃度を示
す） 成分（Ｂ） テトラブトキシジルコニウム１モルを３−メチル−３−
メトキシブタノール１５００ｇに溶解し、これにアセト
酢酸エチル５モルを攪拌しながら加えた。得られた溶液
を室温で１時間を撹拌しながら、反応させた。（濃度：
４．７％） 次に、成分（Ａ）６５０ｇと、成分（Ｂ）５０ｇを混合
して、室温にて２時間撹拌し、均一な溶液とし、さらに
３−メチル−３−メトキシブタノールを用いて、固形分
濃度を２５％に調製して、カラーフィルタ保護膜形成用
塗液を得た。

【００４６】得られた塗液をカラーフィルタ上にスピン
コーターを用いて塗布し、２８０℃で１時間キュアし、
膜厚２μｍで欠陥の有無を調べ、次に、この被膜を１２
０℃、１００％ＲＨの高温高湿雰囲気下に１日間放置
し、劣化の有無を調べた。

【００４７】その結果、高温高湿雰囲気放置前後とも
に、ピンホール状の欠陥やマイクロクラック、剥離など
の問題は発生しなかった。

【００４８】また、強靭性は鉛筆硬度試験で５Ｈという
結果であった。

【００４９】実施例２ 成分（Ａ） メチルトリメトキシシラン７モル、ジメチルジメトキシ
シラン３モル、フェニルトリメトキシシラン２モルのア
ルコキシシランをプロピレングリコールモノメチルエー
テル１．５ｋｇに溶解し、これに、酢酸水溶液（水３３
モル、酢酸０．１モル）を攪拌しながら加えた。得られ
た溶液を１００℃のオイルバスで加熱し、低沸点物を留
出させながら、２時間反応させた。その後、さらに１３
０℃のオイルバスで加熱し、低沸点物を留出させなが
ら、２時間反応させた。得られた溶液を３−メチル−３
−メトキシブチルアセテートを用いて、濃度３０％に調
製した。 次に、成分（Ａ）５００ｇと、実施例１の成
分（Ｂ）１００ｇを混合して、室温にて２時間撹拌し、
均一な溶液とし、さらに３−メチル−３−メトキシブタ
ノールアセテートを用いて、固形分濃度を２５％に調製
して、カラーフィルタ保護膜形成用塗液を得た。

【００５０】得られた塗液をカラーフィルタ上にスピン
コーターを用いて塗布し、２８０℃で１時間キュアし、
膜厚２μｍで欠陥の有無を調べ、次に、この被膜を１２
０℃、１００％ＲＨの高温高湿雰囲気下に１日間放置
し、劣化の有無を調べた。

【００５１】その結果、高温高湿雰囲気放置前後とも
に、ピンホール状の欠陥やマイクロクラック、剥離など
の問題は発生しなかった。

【００５２】また、強靭性は鉛筆硬度試験で４Ｈという
結果であった。

【００５３】実施例３ 成分（Ａ） メチルトリメトキシシラン１モル、フェニルトリメトキ
シシラン１モル、γ−メタクリロキシプロピルトリエト
キシシラン２モルのアルコキシシランをプロピレングリ
コールモノメチルエーテル１ｋｇに溶解し、これに、リ
ン酸水溶液（水２０モル、リン酸０．０３モル）を攪拌
しながら加えた。得られた溶液を１００℃のオイルバス
で加熱し、低沸点物を留出させながら、２時間反応させ
た。その後、さらに１３０℃のオイルバスで加熱し、低
沸点物を留出させながら、２時間反応させた。得られた
溶液をプロピレングリコールモノメチルエーテルを用い
て、濃度３０％に調製した。

【００５４】次に、成分（Ａ）５００ｇと、実施例１の
成分（Ｂ）５ｇを混合して、室温にて２時間撹拌し、均
一な溶液とし、さらに３−メチル−３−メトキシブタノ
ールを用いて、固形分濃度を２５％に調製して、カラー
フィルタ保護膜形成用塗液を得た。

【００５５】得られた塗液をカラーフィルタ上にスピン
コーターを用いて塗布し、２８０℃で１時間キュアし、
膜厚２μｍで欠陥の有無を調べ、次に、この被膜を１２
０℃、１００％ＲＨの高温高湿雰囲気下に１日間放置
し、劣化の有無を調べた。

【００５６】その結果、高温高湿雰囲気放置前後とも
に、ピンホール状の欠陥やマイクロクラック、剥離など
の問題は発生しなかった。

【００５７】また、強靭性は鉛筆硬度試験で５Ｈという
結果であった。

【００５８】実施例４ 成分（Ａ） メチルトリメトキシシラン１モル、フェニルトリメトキ
シシラン１モル、ビニルトリエトキシシラン１モルのア
ルコキシシランを３−メチル−３−メトキシブタノール
１０００ｇに溶解し、これに、リン酸水溶液（水９モ
ル、リン酸０．０６モル）を攪拌しながら加えた。得ら
れた溶液を１００℃のオイルバスで加熱し、低沸点物を
留出させながら、２時間反応させた。その後、さらに１
３０℃のオイルバスで加熱し、低沸点物を留出させなが
ら、２時間反応させた。得られた溶液を３−メチル−３
−メトキシブチルアセテートを用いて、濃度３０％に調
製した。 次に、成分（Ａ）３００ｇと、実施例１の成
分（Ｂ）１００ｇを混合して、室温にて２時間撹拌し、
均一な溶液とし、さらに３−メチル−３−メトキシブタ
ノールを用いて、固形分濃度を２５％に調製して、カラ
ーフィルタ保護膜形成用塗液を得た。

【００５９】得られた塗液をカラーフィルタ上にスピン
コーターを用いて塗布し、２８０℃で１時間キュアし、
膜厚２μｍで欠陥の有無を調べ、次に、この被膜を１２
０℃、１００％ＲＨの高温高湿雰囲気下に１日間放置
し、劣化の有無を調べた。

【００６０】その結果、高温高湿雰囲気放置前後とも
に、ピンホール状の欠陥やマイクロクラック、剥離など
の問題は発生しなかった。

【００６１】また、強靭性は鉛筆硬度試験で５Ｈという
結果であった。

【００６２】実施例５ 実施例１において、成分（Ｂ）として、テトラノルマル
ブチルジルコニウムの３−メチル−３−メトキシブタノ
ール溶液（濃度：４．７％）を用いて、カラーフィルタ
保護膜形成用塗液を得た。

【００６３】得られた塗液をカラーフィルタ上にスピン
コーターを用いて塗布し、２８０℃で１時間キュアし、
膜厚２μｍで欠陥の有無を調べ、次に、この被膜を１２
０℃、１００％ＲＨの高温高湿雰囲気下に１日間放置
し、劣化の有無を調べた。

【００６４】その結果、高温高湿雰囲気放置前後とも
に、ピンホール状の欠陥やマイクロクラック、剥離など
の問題は発生しなかった。

【００６５】また、強靭性は鉛筆硬度試験で５Ｈという
結果であった。

【００６６】実施例６ 実施例２において、成分（Ｂ）として、テトラノルマル
ブチルジルコニウムの３−メチル−３−メトキシブタノ
ール溶液（濃度：４．７％）を用いて、カラーフィルタ
保護膜形成用塗液を得た。

【００６７】得られた塗液をカラーフィルタ上にスピン
コーターを用いて塗布し、２８０℃で１時間キュアし、
膜厚２μｍで欠陥の有無を調べ、次に、この被膜を１２
０℃、１００％ＲＨの高温高湿雰囲気下に１日間放置
し、劣化の有無を調べた。

【００６８】その結果、高温高湿雰囲気放置前後とも
に、ピンホール状の欠陥やマイクロクラック、剥離など
の問題は発生しなかった。

【００６９】また、強靭性は鉛筆硬度試験で４Ｈという
結果であった。

【００７０】実施例７ 実施例３において、成分（Ｂ）として、テトラノルマル
ブチルジルコニウムの３−メチル−３−メトキシブタノ
ール溶液（濃度：４．７％）を用いて、カラーフィルタ
保護膜形成用塗液を得た。

【００７１】得られた塗液をカラーフィルタ上にスピン
コーターを用いて塗布し、２８０℃で１時間キュアし、
膜厚２μｍで欠陥の有無を調べ、次に、この被膜を１２
０℃、１００％ＲＨの高温高湿雰囲気下に１日間放置
し、劣化の有無を調べた。

【００７２】その結果、高温高湿雰囲気放置前後とも
に、ピンホール状の欠陥やマイクロクラック、剥離など
の問題は発生しなかった。

【００７３】また、強靭性は鉛筆硬度試験で５Ｈという
結果であった。

【００７４】実施例８ 実施例４において、成分（Ｂ）として、テトラノルマル
ブチルジルコニウムの３−メチル−３−メトキシブタノ
ール溶液（濃度：４．７％）を用いて、カラーフィルタ
保護膜形成用塗液を得た。

【００７５】得られた塗液をカラーフィルタ上にスピン
コーターを用いて塗布し、２８０℃で１時間キュアし、
膜厚２μｍで欠陥の有無を調べ、次に、この被膜を１２
０℃、１００％ＲＨの高温高湿雰囲気下に１日間放置
し、劣化の有無を調べた。

【００７６】その結果、高温高湿雰囲気放置前後とも
に、ピンホール状の欠陥やマイクロクラック、剥離など
の問題は発生しなかった。

【００７７】また、強靭性は鉛筆硬度試験で５Ｈという
結果であった。

【００７８】実施例９ 実施例１において、成分（Ｂ）として、次のものを用い
て、カラーフィルタ保護膜形成用塗液を得た。

【００７９】成分（Ｂ） テトライソプロポキシチタン１モルを３−メチル−３−
メトキシブタノール１５００ｇに溶解し、これにアセチ
ルアセトン５モルを攪拌しながら加えた。得られた溶液
を室温で１時間を撹拌しながら、反応させた。（濃度：
３．５％）得られた塗液をカラーフィルタ上にスピンコ
ーターを用いて塗布し、２８０℃で１時間キュアし、膜
厚２μｍで欠陥の有無を調べ、次に、この被膜を１２０
℃、１００％ＲＨの高温高湿雰囲気下に１日間放置し、
劣化の有無を調べた。

【００８０】その結果、高温高湿雰囲気放置前後とも
に、ピンホール状の欠陥やマイクロクラック、剥離など
の問題は発生しなかった。

【００８１】また、強靭性は鉛筆硬度試験で２Ｈという
結果であった。

【００８２】実施例１０ 実施例２において、成分（Ｂ）として、実施例９の成分
（Ｂ）を用いて、カラーフィルタ保護膜形成用塗液を得
た。

【００８３】得られた塗液をカラーフィルタ上にスピン
コーターを用いて塗布し、２８０℃で１時間キュアし、
膜厚２μｍで欠陥の有無を調べ、次に、この被膜を１２
０℃、１００％ＲＨの高温高湿雰囲気下に１日間放置
し、劣化の有無を調べた。

【００８４】その結果、高温高湿雰囲気放置前後とも
に、ピンホール状の欠陥やマイクロクラック、剥離など
の問題は発生しなかった。

【００８５】また、強靭性は鉛筆硬度試験でＨという結
果であった。

【００８６】実施例１１ 実施例３において、成分（Ｂ）として、実施例９の成分
（Ｂ）を用いて、カラーフィルタ保護膜形成用塗液を得
た。

【００８７】得られた塗液をカラーフィルタ上にスピン
コーターを用いて塗布し、２８０℃で１時間キュアし、
膜厚２μｍで欠陥の有無を調べ、次に、この被膜を１２
０℃、１００％ＲＨの高温高湿雰囲気下に１日間放置
し、劣化の有無を調べた。

【００８８】その結果、高温高湿雰囲気放置前後とも
に、ピンホール状の欠陥やマイクロクラック、剥離など
の問題は発生しなかった。

【００８９】また、強靭性は鉛筆硬度試験で２Ｈという
結果であった。

【００９０】実施例１２ 実施例４において、成分（Ｂ）として、実施例９の成分
（Ｂ）を用いて、カラーフィルタ保護膜形成用塗液を得
た。

【００９１】得られた塗液をカラーフィルタ上にスピン
コーターを用いて塗布し、２８０℃で１時間キュアし、
膜厚２μｍで欠陥の有無を調べ、次に、この被膜を１２
０℃、１００％ＲＨの高温高湿雰囲気下に１日間放置
し、劣化の有無を調べた。

【００９２】その結果、高温高湿雰囲気放置前後とも
に、ピンホール状の欠陥やマイクロクラック、剥離など
の問題は発生しなかった。

【００９３】また、強靭性は鉛筆硬度試験で２Ｈという
結果であった。

【００９４】実施例１３ 実施例１において、成分（Ｂ）として、次のものを用い
て、カラーフィルタ保護膜形成用塗液を得た。

【００９５】成分（Ｂ） トリスイソプロポキシアルミニウム１モルをトルエン１
０００ｇに溶解し、これにアセト酢酸エチル４モルを攪
拌しながら加えた。得られた溶液を室温で１時間を撹拌
しながら、反応させた。（濃度：３．０％） 得られた塗液をカラーフィルタ上にスピンコーターを用
いて塗布し、２８０℃で１時間キュアし、膜厚２μｍで
欠陥の有無を調べ、次に、この被膜を１２０℃、１００
％ＲＨの高温高湿雰囲気下に１日間放置し、劣化の有無
を調べた。

【００９６】その結果、高温高湿雰囲気放置前後とも
に、ピンホール状の欠陥やマイクロクラック、剥離など
の問題は発生しなかった。

【００９７】また、強靭性は鉛筆硬度試験で３Ｈという
結果であった。

【００９８】実施例１４ 実施例２において、成分（Ｂ）として、実施例１３の成
分（Ｂ）を用いて、カラーフィルタ保護膜形成用塗液を
得た。

【００９９】得られた塗液をカラーフィルタ上にスピン
コーターを用いて塗布し、２８０℃で１時間キュアし、
膜厚２μｍで欠陥の有無を調べ、次に、この被膜を１２
０℃、１００％ＲＨの高温高湿雰囲気下に１日間放置
し、劣化の有無を調べた。

【０１００】その結果、高温高湿雰囲気放置前後とも
に、ピンホール状の欠陥やマイクロクラック、剥離など
の問題は発生しなかった。

【０１０１】また、強靭性は鉛筆硬度試験で２Ｈという
結果であった。

【０１０２】実施例１５ 実施例３において、成分（Ｂ）として、実施例１３の成
分（Ｂ）を用いて、カラーフィルタ保護膜形成用塗液を
得た。

【０１０３】得られた塗液をカラーフィルタ上にスピン
コーターを用いて塗布し、２８０℃で１時間キュアし、
膜厚２μｍで欠陥の有無を調べ、次に、この被膜を１２
０℃、１００％ＲＨの高温高湿雰囲気下に１日間放置
し、劣化の有無を調べた。

【０１０４】その結果、高温高湿雰囲気放置前後とも
に、ピンホール状の欠陥やマイクロクラック、剥離など
の問題は発生しなかった。

【０１０５】また、強靭性は鉛筆硬度試験で３Ｈという
結果であった。

【０１０６】実施例１６ 実施例４において、成分（Ｂ）として、実施例１３の成
分（Ｂ）を用いて、カラーフィルタ保護膜形成用塗液を
得た。

【０１０７】得られた塗液をカラーフィルタ上にスピン
コーターを用いて塗布し、２８０℃で１時間キュアし、
膜厚２μｍで欠陥の有無を調べ、次に、この被膜を１２
０℃、１００％ＲＨの高温高湿雰囲気下に１日間放置
し、劣化の有無を調べた。

【０１０８】その結果、高温高湿雰囲気放置前後とも
に、ピンホール状の欠陥やマイクロクラック、剥離など
の問題は発生しなかった。

【０１０９】また、強靭性は鉛筆硬度試験で３Ｈという
結果であった。

【０１１０】比較例１ 実施例１で用いた成分（Ａ）のみからなる塗液をカラー
フィルタ上にスピンコーターを用いて塗布し、２８０℃
で１時間キュアし、膜厚２μｍで欠陥の有無を調べ、次
に、この被膜を１２０℃、１００％ＲＨの高温高湿雰囲
気下に１日間放置し、劣化の有無を調べた。

【０１１１】その結果、高温高湿雰囲気放置前は、ピン
ホール状の欠陥やマイクロクラック、剥離などの問題は
発生しなかったものの、高温高湿雰囲気放置後、ピンホ
ール状の欠陥やマイクロクラック、剥離などの問題が発
生した。

【０１１２】また、強靭性は鉛筆硬度試験でＨという結
果であった。

【０１１３】比較例２ 実施例２で用いた成分（Ａ）のみからなる塗液をカラー
フィルタ上にスピンコーターを用いて塗布し、２８０℃
で１時間キュアし、膜厚２μｍで欠陥の有無を調べ、次
に、この被膜を１２０℃、１００％ＲＨの高温高湿雰囲
気下に１日間放置し、劣化の有無を調べた。

【０１１４】その結果、高温高湿雰囲気放置前は、ピン
ホール状の欠陥やマイクロクラック、剥離などの問題は
発生しなかったものの、高温高湿雰囲気放置後、ピンホ
ール状の欠陥やマイクロクラック、剥離などの問題が発
生した。

【０１１５】また、強靭性は鉛筆硬度試験でＢという結
果であった。

【０１１６】比較例３ 実施例３で用いた成分（Ａ）のみからなる塗液をカラー
フィルタ上にスピンコーターを用いて塗布し、２８０℃
で１時間キュアし、膜厚２μｍで欠陥の有無を調べ、次
に、この被膜を１２０℃、１００％ＲＨの高温高湿雰囲
気下に１日間放置し、劣化の有無を調べた。

【０１１７】その結果、高温高湿雰囲気放置前は、ピン
ホール状の欠陥やマイクロクラック、剥離などの問題は
発生しなかったものの、高温高湿雰囲気放置後、ピンホ
ール状の欠陥やマイクロクラック、剥離などの問題が発
生した。

【０１１８】また、強靭性は鉛筆硬度試験で２Ｈという
結果であった。

【０１１９】比較例４ 実施例４で用いた成分（Ａ）のみからなる塗液をカラー
フィルタ上にスピンコーターを用いて塗布し、２８０℃
で１時間キュアし、膜厚２μｍで欠陥の有無を調べ、次
に、この被膜を１２０℃、１００％ＲＨの高温高湿雰囲
気下に１日間放置し、劣化の有無を調べた。

【０１２０】その結果、高温高湿雰囲気放置前は、ピン
ホール状の欠陥やマイクロクラック、剥離などの問題は
発生しなかったものの、高温高湿雰囲気放置後、ピンホ
ール状の欠陥やマイクロクラック、剥離などの問題が発
生した。

【０１２１】また、強靭性は鉛筆硬度試験で２Ｈという
結果であった。

【０１２２】比較例５ メチルトリメトキシシラン１０モル、フェニルトリメト
キシシラン１０モルのアルコキシシランとテトラブトキ
シジルコニウム０．１モルを３−メチル−３−メトキシ
ブタノール４ｋｇに溶解し、これに、リン酸水溶液（水
６０モル、リン酸０．１７モル）を攪拌しながら加え
た。得られた溶液を１００℃のオイルバスで加熱し、低
沸点物を留出させながら、２時間反応させた。その後、
さらに１３０℃のオイルバスで加熱し、低沸点物を留出
させながら、２時間反応させた。得られた溶液を３−メ
チル−３−メトキシブタノールを用いて、濃度２５％に
調製し、カラーフィルタ保護膜形成用塗液を得た。

【０１２３】しかし、得られた塗液は、０．５μｍフィ
ルターで濾過することができず、カラーフィルタ上に塗
布することができなかった。

【０１２４】比較例６ 実施例１において、成分（Ｂ）として、次のものを用い
て、カラーフィルタ保護膜形成用塗液を得た。

【０１２５】成分（Ｂ） トリイソプロポキシボロン１モルを３−メチル−３−メ
トキシブタノール１５００ｇに溶解し、これにアセチル
アセトン４モルを攪拌しながら加えた。得られた溶液を
室温で１時間を撹拌しながら、反応させた。（濃度：
１．７％） 得られた塗液をカラーフィルタ上にスピンコーターを用
いて塗布し、２８０℃で１時間キュアし、膜厚２μｍで
欠陥の有無を調べ、次に、この被膜を１２０℃、１００
％ＲＨの高温高湿雰囲気下に１日間放置し、劣化の有無
を調べた。

【０１２６】その結果、高温高湿雰囲気放置前は、ピン
ホール状の欠陥やマイクロクラック、剥離などの問題は
発生しなかったものの、高温高湿雰囲気放置後、ピンホ
ール状の欠陥やマイクロクラック、剥離などの問題が発
生した。

【０１２７】

【発明の効果】本発明のカラーフィルタ保護膜形成用塗
液組成物は、高温高湿耐性、強靭性、塗布性、平坦性に
優れた被膜を得ることができ、かつ、製造方法が簡便で
ある。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】次の（Ａ）成分と（Ｂ）成分とを含有する
   ことを特徴とするカラーフィルタ保護膜形成用塗液組成
   物。 （Ａ） 下記一般式（１） Ｒ_X Ｓｉ（ＯＲ´）_4-X （１） （ただし、Ｒ、Ｒ´は同一もしくは異なっていても良
   く、それぞれ水素、アルキル基、アリール基、アルケニ
   ル基、またはそれらの置換体を表わす。また、Ｘは０〜
   ３の整数である。）で表わされるアルコキシシランを加
   水分解および縮合させることによって得られるシロキサ
   ンポリマー。 （Ｂ） 下記一般式（２） Ｍ（ＯＲ''）_m （２） （ただし、Ｍはチタン、ジルコニウム、またはアルミニ
   ウムの金属原子である。Ｒ''は同一もしくは異なってい
   ても良く、それぞれ水素、アルキル基、アリール基、ア
   ルケニル基、およびそれらの置換体を表わす。また、ｍ
   は金属原子Ｍの原子価を意味する。）で表わされる金属
   アルコキシドおよび／または該金属アルコキシドから誘
   導される金属キレート化合物。
2. 【請求項２】該金属アルコキシドがジルコニウムアルコ
   キシドであることを特徴とする請求項１記載のカラーフ
   ィルタ保護膜形成用塗液組成物。
3. 【請求項３】該アルコキシシランがアルコキシ基を除く
   反応性基を有するものであることを特徴とする請求項１
   記載のカラーフィルタ保護膜形成用塗液組成物。
4. 【請求項４】該反応性基がビニル基、γ−メタクリロキ
   シプロピル基、γ−グリシドキシプロピル基の中から選
   ばれる１種以上であることを特徴とする請求項３記載の
   カラーフィルタ保護膜形成用塗液組成物。
5. 【請求項５】アルコキシシランを加水分解および縮合さ
   せる際に、溶剤の一部または全部として、沸点１００〜
   ３００℃の液体を用いることを特徴とする請求項１記載
   のカラーフィルタ保護膜形成用塗液組成物。
6. 【請求項６】アルコキシシランを加水分解および縮合さ
   せる際に、副生するアルコールおよび水を留出させなが
   ら、反応を進行させることを特徴とする請求項１記載の
   カラーフィルタ保護膜形成用組成物保護膜形成用塗液組
   成物。
7. 【請求項７】アルコキシシランを加水分解および縮合さ
   せる際に、酸触媒を用いることを特徴とする請求項１記
   載のカラーフィルタ保護膜形成用組成物。