KR101770180B1 - 착색 조성물, 착색 조성물의 제조 방법, 착색 패턴, 컬러 필터, 컬러 표시 소자 및 컬러 필터의 제조 방법 - Google Patents

착색 조성물, 착색 조성물의 제조 방법, 착색 패턴, 컬러 필터, 컬러 표시 소자 및 컬러 필터의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

(과제) 본 발명의 목적은, 보존 안정성과 저온 소성을 양립하는 착색 조성물, 현상내성, 내열성, 내용매성, 전압 보전율 등이 우수한 착색 패턴, 컬러 필터, 컬러 필터를 구비하는 컬러 표시 소자 그리고 컬러 필터의 제조 방법을 제공하는 것이다.
(해결 수단) 본 발명은, [A] 에폭시기를 갖는 화합물, [B] 착색제, [C] 수산기 또는 카복실기를 갖는 화합물 및, [D] 아민 화합물을 함유하고, 25℃에서의 점도가 1.0mPa·s 이상 50mPa·s 이하인 착색 조성물이다. [D] 아민 화합물은, [C] 화합물에 포접 가능한 것이 바람직하다. [C] 화합물은, 하기식 (1) 및 식 (2)로 각각 나타나는 화합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 화합물이고, [D] 아민 화합물은, 이미다졸 화합물 또는 벤조이미다졸 화합물인 것이 바람직하다.
Figure 112011057377656-pat00015

Description

착색 조성물, 착색 조성물의 제조 방법, 착색 패턴, 컬러 필터, 컬러 표시 소자 및 컬러 필터의 제조 방법 {COLORED COMPOSITION, METHOD OF PRODUCING THE COLORED COMPOSITION, COLORED PATTERN, COLOR FILTER, COLOR DISPLAY DEVICE, AND METHOD OF MANUFACTURING THE COLOR FILTER}
본 발명은, 착색 조성물, 착색 조성물의 제조 방법, 착색 패턴, 컬러 필터, 컬러 표시 소자 및 컬러 필터의 제조 방법에 관한 것이다.
착색 조성물을 이용한 컬러 필터의 제조 방법으로서는, 기판 상에 안료 분산형의 착색 조성물을 도포하여 건조한 후, 이 도막에 대하여 소망하는 마스크 패턴을 개재해 방사선을 조사(노광)하고, 현상함으로써 각 색의 화소를 얻는 방법이 알려져 있다(특허문헌 1 및 2 참조). 또한, 안료 분산형의 착색 수지 조성물을 이용하여 잉크젯 방식에 의해 각 색의 화소를 얻는 방법도 알려져 있다(특허문헌 3 참조).
또한, 액정 표시 소자의 고(高)콘트라스트화나 고체 촬상 소자의 고정세(高精細)화를 실현하려면, 착색제로서 염료를 이용하는 것이 유효하다고 되어 있다(특허문헌 4∼6 참조). 염료를 포함하는 착색 조성물에 있어서는, 다관능 아크릴레이트, 알콕시메틸멜라민 수지 등과 광중합 개시제를 조합한 경화 시스템이 주로 채용되고 있다.
한편, 최근, 전자 페이퍼 등의 플렉시블 디스플레이가 보급되고 있다. 이 플렉시블 디스플레이의 기판으로서는, 폴리에틸렌테레프탈레이트 등의 플라스틱 기판이 검토되고 있다. 이 기판은 소성 시에 신장 또는 수축하기 때문에, 디스플레이로서의 기능을 저해하는 문제점이 있어 소성 공정의 저온화가 필요해지고 있다(특허문헌 7 참조).
그러나, 염료를 포함하는 종래의 착색 조성물을 이용하여 저온 소성된 컬러 필터는, 내열성이나 내용매성이 떨어진다는 문제점이 있다. 또한, 경화 반응성이 불충분한 것에 기인해서인지, 얻어지는 컬러 필터는 현상내성, 전압 보전율 등에 있어서 만족스러운 수준은 아니다. 그래서, 에폭시계 재료의 경화제로서 이용되고 있는 아민 화합물의 첨가에 의해, 저온이라도 가교 반응을 진행시키는 방책도 생각할 수 있지만, 일반적인 아민 화합물의 첨가로는 조성물 중에 존재하는 에폭시기와의 시간 경과에 따른 반응을 초래하여, 보존 안정성이 저하되는 일이 있다.
이러한 상황으로부터, 보존 안정성과 저온 소성을 양립하는 착색 조성물 및, 현상내성, 내열성, 내용매성, 전압 보전율 등이 우수한 착색 패턴 및 컬러 필터의 개발이 요망되고 있다.
일본공개특허공보 평2-144502호 일본공개특허공보 평3-53201호 일본공개특허공보 2000-310706호 일본공개특허공보 2005-99584호 일본공개특허공보 2007-219466호 일본공개특허공보 2007-316179호 일본공개특허공보 2009-4394호
본 발명은, 이상과 같은 사정에 기초하여 이루어진 것으로, 그 목적은 보존 안정성과 저온 소성을 양립하는 착색 조성물, 현상내성, 내열성, 내용매성, 전압 보전율 등이 우수한 착색 패턴, 컬러 필터, 컬러 필터를 구비하는 컬러 표시 소자 그리고 컬러 필터의 제조 방법을 제공하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위해 이루어진 발명은,
[A] 에폭시기를 갖는 화합물(이하, 「[A] 에폭시 화합물」이라고도 칭함),
[B] 착색제,
[C] 수산기 또는 카복실기를 갖는 화합물(이하, 「[C] 화합물」이라고도 칭함) 및,
[D] 아민 화합물을 함유하고,
25℃에서의 점도가 1.0mPa·s 이상 50mPa·s 이하인 착색 조성물이다.
당해 착색 조성물은, 착색제로서의 [B] 착색제를 함유하면서, [A] 에폭시 화합물, [C] 화합물 및 [D] 아민 화합물을 함유함으로써 보존 안정성의 향상과 소성의 저온화를 양립할 수 있다. 통상, 아민 화합물은 에폭시 화합물의 가교 반응을 촉진하는 경화 촉진제로서 알려져 있다. 당해 착색 조성물에 있어서도 [A] 화합물 중의 에폭시기에, [D] 아민 화합물이 작용하여, 가교 반응을 촉진한다. 이 경우, 조성물 용액의 점도가 증가하여, 50mPa·s 이상이 되면 도포시의 막두께 제어가 곤란해져, 착색 조성물로서 적용할 수 없게 되지만, [C] 화합물 및 [D] 아민 화합물을 함유함으로써, 당해 착색 조성물의 25℃에 있어서의 점도를 1.0mPa·s 이상 50mPa·s 이하로 제어할 수 있어 보존 안정성과 저온 소성을 양립할 수 있다. 또한, 당해 착색 조성물은, 현상내성, 내열성, 내용매성, 전압 보전율 등이 우수한 컬러 필터를 형성할 수 있다.
[D] 아민 화합물은, [C] 화합물에 포접 가능한 것이 바람직하다. [D] 아민 화합물을 [C] 화합물에 포접 가능한 아민 화합물로 함으로써, 이들 화합물의 적어도 일부가 포접 화합물을 형성하고, 당해 착색 조성물은, 포접 화합물을 함유할 수 있어, 보존 안정성과 저온 소성을 양립할 수 있다. 즉, 실온하에 있어서는 경화를 촉진하는 [D] 아민 화합물이 포접된 상태이고, 에폭시기의 경화 반응을 거의 진행시키지 않으며, 조성물 용액의 점도를 증가시키는 일이 없다. 그 때문에 당해 착색 조성물은 보존 안정성이 우수한 것이 된다. 한편, 당해 착색 조성물을 소정의 온도 이상으로 가열하면, 포접이 무너져 [D] 아민 화합물이 방출되고, 에폭시기 함유 수지가 가교하여, 경화 반응을 촉진한다.
[C] 화합물은, 하기식 (1) 및 식 (2)로 각각 나타나는 화합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 화합물이고, [D] 아민 화합물이, 이미다졸 화합물 또는 벤조이미다졸 화합물인 것이 바람직하다 :
Figure 112011057377656-pat00001
Figure 112011057377656-pat00002
(식 (1) 중, X는, 단결합, 메틸렌기 또는 탄소수 2∼6의 알킬렌기이고; R1∼R8은, 각각 독립적으로 수소 원자, 탄소수 1∼12의 알킬기, 할로겐 원자, 탄소수 1∼12의 알콕시기, 또는 치환기를 갖고 있어도 좋은 페닐기이며;
식 (2) 중, R9는, 탄소수 1∼12의 알킬기, 탄소수 1∼12의 알콕시기, 니트로기, 또는 수산기임).
[C] 화합물 및 [D] 아민 화합물을 각각 상기 특정 화합물로 함으로써, 포접 화합물을 효율적으로 형성할 수 있다.
상기식 (1)로 나타나는 화합물은, 하기식 (1-1)로 나타나는 화합물인 것이 바람직하다 :
Figure 112011057377656-pat00003
(식 (1-1) 중, X 및 R1∼R8은, 상기식 (1)과 동일한 의미임).
상기식 (1)로 나타나는 화합물을 상기식 (1-1)로 나타나는 대칭성이 보다 높은 테트라키스페놀계 화합물로 함으로써, 포접력이 보다 향상된다고 생각되며, 결과적으로 보존 안정성이 더욱 향상되어, 저온에 있어서의 경화도 촉진될 수 있다.
당해 착색 조성물에 있어서, [D] 아민 화합물의 적어도 일부는, [C] 화합물에 포접되어 있는 것이 바람직하다. 당해 착색 조성물 중에 있어서 [D] 아민 화합물의 적어도 일부가 [C] 화합물에 포접되어 포접 화합물을 형성함으로써, 보존 안정성과 저온 소성을 양립할 수 있다.
[A] 에폭시 화합물은 중합체인 것이 바람직하고, 카복실기를 추가로 갖는 중합체인 것이 보다 바람직하다. [A] 에폭시 화합물이 중합체임으로써, 착색 패턴 및 컬러 필터의 경도가 보다 향상된다. 또한, 포접 화합물은, 일반적으로 고체 분말상으로서, 알코올계 용매, 에테르계 용매 등의 극성 용매에 용해시키면 포접이 무너질 우려가 있는 점에서, 조성물 용액 등에 분산시켜 사용하는 것으로 되어 있다. 그러나, 당해 착색 조성물에 있어서 [A] 에폭시 화합물이 카복실기를 추가로 가짐으로써, 이 카복실기와 포접 화합물과의 상호 작용에 의해 포접의 붕괴가 억제된다고 생각되며, 극성 용매에 용해시켜 사용할 수 있어, 균일한 도포성을 실현할 수 있다. 또한, 상기 상호 작용에 의해, 카복실기의 프로톤이 이미다졸 등의 [D] 아민 화합물에 부가되고, 카복실기가 음이온화하여, 카보 음이온이 생성된다고 생각된다. 이 카보 음이온도 높은 친핵성(nucleophile)을 갖기 때문에, 결과적으로, 포접 화합물은 에폭시기의 경화 반응을 촉진하는 상승 효과도 가져온다고 생각된다.
당해 착색 조성물은, [E] 에틸렌성 불포화 결합을 갖는 중합성 화합물(이하, 「[E] 중합성 화합물」이라고도 칭함)을 추가로 함유하는 것이 바람직하다. 당해 착색 조성물이, [E] 중합성 화합물을 추가로 함유함으로써, 저(低)노광량의 경우라도 내열성, 내용매성 등에 의해 우수한 컬러 필터가 얻어진다.
당해 착색 조성물은, [F] 감방사선성 중합 개시제를 추가로 함유하는 것이 바람직하다. 당해 착색 조성물이, [F] 감방사선성 중합 개시제를 추가로 함유함으로써, 저노광량의 경우라도 내열성, 내용매성 등이 더욱 우수한 컬러 필터가 얻어진다.
25℃에서의 점도가 1.0mPa·s 이상 50mPa·s 이하인 당해 착색 조성물은, [C] 화합물에 [D] 아민 화합물이 포접된 포접 화합물을, [A] 에폭시 화합물 및 [B] 착색제에 혼합하여 조제하는 것이 바람직하다. 상기 공정에 의하면, 포접 화합물을 함유하는 당해 착색 조성물을 효율적으로 제조할 수 있다. 또한, 본 발명에는 [C] 화합물에 [D] 아민 화합물이 포접된 포접 화합물을, [A] 에폭시 화합물 및 [B] 착색제에 혼합하고, 25℃에서의 점도가 1.0mPa·s 이상 50mPa·s 이하로 조제하는 공정을 갖는 착색 조성물의 제조 방법도 적합하게 포함된다.
당해 착색 조성물로 형성되는 착색 패턴, 컬러 필터 및 이 컬러 필터를 구비하는 컬러 표시 소자도 본 발명에 적합하게 포함된다.
본 발명의 컬러 필터의 제조 방법은,
(1) 당해 착색 조성물을 도포하여, 기판 상에 도막을 형성하는 공정,
(2) 상기 도막에 착색 패턴을 형성하는 공정 및,
(3) 상기 착색 패턴을 200℃ 이하에서 소성하는 공정
을 갖는다.
당해 착색 조성물을 이용하는 본 발명의 제조 방법에 의해, 내열성, 내약품성, 전압 보전율 등을 밸런스 좋게 만족하는 컬러 필터를 제조할 수 있다.
또한, 본 명세서에서 말하는 상기 점도란, E형 점도계(토키산교 가부시키가이샤 제조, VISCONIC ELD.R)를 이용하여, 25℃에서의 당해 조성물의 점도(mPa·s)를 측정한 값을 말한다. 「소성」이란, 착색 패턴 및 컬러 필터에 요구되는 경도가 얻어질 때까지 가열하는 것을 의미한다. 「포접 화합물」이란, 호스트 분자가 형성하는 공간에 다른 게스트 분자가 분자 단위로 갇혀서 이루어지는 화합물을 말한다. 노광시에 조사되는 「방사선」이란, 가시광선, 자외선, 원자외선, X선, 하전 입자선 등을 포함하는 개념이다.
본 발명의 착색 조성물에 의하면, 착색제로서의 염료를 함유하면서, 보존 안정성과 저온 소성을 양립하고, 현상내성, 내열성, 내용매성, 전압 보전율 등이 우수한 착색 패턴 및 컬러 필터가 얻어진다. 따라서, 당해 착색 조성물은, 컬러 표시 소자용 컬러 필터, 고체 촬상 소자의 색 분해용 컬러 필터, 유기 EL 표시 소자용 컬러 필터, 전자 페이퍼용 컬러 필터 등, 각종 컬러 필터의 제조에 적합하게 사용할 수 있다.
(발명을 실시하기 위한 형태)
＜착색 조성물＞
본 발명의 착색 조성물은, [A] 에폭시 화합물, [B] 착색제, [C] 화합물 및 [D] 아민 화합물을 함유하고, 25℃에서의 점도가 1.0mPa·s 이상 50mPa·s 이하이다. 또한, 당해 착색 조성물은, 적합 성분으로서 [E] 중합성 화합물 및 [F] 감방사선성 중합 개시제를 함유해도 좋다. 또한, 당해 착색 조성물은, 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 한, 그 외의 임의 성분을 함유해도 좋다. 이하, 각 성분을 상술한다.
＜[A] 에폭시 화합물＞
[A] 에폭시 화합물로서는, 분자 중에 에폭시기를 갖고 있으면 특별히 한정되지 않는다. 에폭시기로서는, 옥시라닐기(산소 원자를 포함하는 3원환 구조) 및 옥세타닐기(산소 원자를 포함하는 4원환 구조)를 들 수 있다.
[A] 에폭시 화합물로서는, 예를 들면 분자 중에 2개 이상의 글리시딜기; 분자 중에 2개 이상의 3,4-에폭시사이클로헥실기를 갖는 다관능 에폭시 화합물; 폴리에틸렌글리콜디글리시딜에테르, 폴리프로필렌글리콜디글리시딜에테르 등의 다가 알코올의 폴리글리시딜에테르류; 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 글리세린 등의 지방족 다가 알코올에 1종 또는 2종 이상의 알킬렌옥사이드를 부가함으로써 얻어지는 폴리에테르폴리올의 지방족 폴리글리시딜에테르류; 비스페놀A 노볼락형 에폭시 수지 등의 페놀 노볼락형 에폭시 수지; 크레졸 노볼락형 에폭시 수지; 폴리페놀형 에폭시 수지; 환상 지방족 에폭시 수지; 지방족 장쇄 2염기산의 디글리시딜에스테르류; 고급 지방산의 글리시딜에스테르류; 에폭시화 대두유, 에폭시화 아마인유 등을 들 수 있다.
[A] 에폭시 화합물로서는, 분자 중에 2개 이상의 글리시딜기, 분자 중에 2개 이상의 3,4-에폭시사이클로헥실기를 갖는 다관능 에폭시 화합물, 페놀 노볼락형 에폭시 수지, 폴리페놀형 에폭시 수지가 바람직하다.
분자 중에 2개 이상의 글리시딜기를 갖는 화합물로서는, 예를 들면 비스페놀A 디글리시딜에테르, 비스페놀F 디글리시딜에테르, 비스페놀S 디글리시딜에테르, 수소첨가 비스페놀A 디글리시딜에테르, 수소첨가 비스페놀F 디글리시딜에테르, 수소첨가 비스페놀AD 디글리시딜에테르 등의 비스페놀의 폴리글리시딜에테르류; 1,4-부탄디올디글리시딜에테르, 1,6-헥산디올디글리시딜에테르, 글리세린트리글리시딜에테르, 트리메틸올프로판트리글리시딜에테르 등을 들 수 있다.
분자 중에 2개 이상의 3,4-에폭시사이클로헥실기를 갖는 화합물로서는, 예를 들면 3,4-에폭시사이클로헥실메틸-3',4'-에폭시사이클로헥산카복시레이트, 2-(3, 4-에폭시사이클로헥실-5,5-스피로-3,4-에폭시)사이클로헥산-메타-디옥산, 비스(3, 4-에폭시사이클로헥실메틸)아디페이트, 비스(3,4-에폭시-6-메틸사이클로헥실메틸) 아디페이트, 3,4-에폭시-6-메틸사이클로헥실-3',4'-에폭시-6'-메틸사이클로헥산카복시레이트, 메틸렌비스(3,4-에폭시사이클로헥산), 디사이클로펜타디엔디에폭사이드, 에틸렌글리콜의 디(3,4-에폭시사이클로헥실메틸)에테르, 에틸렌비스(3,4-에폭시사이클로헥산카복시레이트), 락톤 변성 3,4-에폭시사이클로헥실메틸-3',4'-에폭시사이클로헥산카복시레이트 등을 들 수 있다.
[A] 에폭시 화합물의 시판품으로서는, 예를 들면
비스페놀A형 에폭시 수지로서, 에피코트(EPICOAT) 1001, 동(同) 1002, 동 1003, 동 1004, 동 1007, 동 1009, 동 1010, 동 828(이상, 재팬에폭시레진 가부시키가이샤);
비스페놀F형 에폭시 수지로서, 에피코트 807(재팬에폭시레진 가부시키가이샤);
페놀 노볼락형 에폭시 수지(비스페놀A 노볼락형 에폭시 수지 등)로서, 에피코트 152, 동 154, 동 157S65(이상, 재팬에폭시레진 가부시키가이샤), EPPN 201, 동202(이상, 닛폰카야쿠 가부시키가이샤);
크레졸 노볼락형 에폭시 수지로서, EOCN 102, 동 103S, 동 104S, 동 1020, 동 1025, 동 1027(이상, 닛폰카야쿠 가부시키가이샤),
에피코트 180S75(이상, 재팬에폭시레진 가부시키가이샤);
폴리페놀형 에폭시 수지로서, 에피코트 1032H60, 동 XY-4000(이상, 재팬에폭시레진 가부시키가이샤);
환상 지방족 에폭시 수지로서, CY-175, 동 177, 동 179, 애럴다이트(ARALDITE) CY-182, 동 192, 동 184(이상, 치바·스페셜티·케미컬즈 가부시키가이샤), ERL-4234, 동 4299, 동 4221, 동 4206(이상, U.C.C사), 쇼다인(SHODYNE) 509(쇼와덴코 가부시키가이샤), 에피클론(EPICLON) 200, 동 400(이상, 다이닛폰잉키 가부시키가이샤), 에피코트 871, 동 872(이상, 재팬에폭시레진 가부시키가이샤), ED-5661, 동5662(이상, 셀라니즈코팅사);
지방족 폴리글리시딜에테르로서, 에폴라이트(EPOLITE) 100MF(쿄에이샤카가쿠 가부시키가이샤), 에피올(EPIOL) TMP((니혼유시 가부시키가이샤)) 등을 들 수 있다.
[A] 에폭시 화합물은 중합체인 것이 바람직하고, 카복실기를 추가로 갖는 중합체인 것이 보다 바람직하다. 또한, [A] 에폭시 화합물로서의 중합체는, 현상 처리 공정에 있어서 가용성을 갖는 알칼리 가용성 수지인 것이 바람직하고, 카복실기 함유 구조 단위 및 에폭시기 함유 구조 단위를 갖는 공중합체(이하, 「[A] 공중합체」라고도 칭함)인 것이 알칼리 현상액에 대한 가용성 및 얻어지는 착색 패턴 및 컬러 필터의 경도와의 관점에서 보다 바람직하다.
카복실기 함유 구조 단위 및 에폭시기 함유 구조 단위를 갖는 공중합체를 합성하는 방법으로서는, 예를 들면 (a1) 카복실기 함유 구조 단위(카복실기는 산 무수물기도 포함함)를 부여하는 불포화 카본산 및／또는 불포화 카본산 무수물(이하, 「(a1) 화합물」이라고도 칭함)과 (a2) 에폭시기 함유 구조 단위를 부여하는 에폭시기를 갖는 라디칼 중합성 화합물(이하, 「(a2) 화합물」이라고도 칭함)을 용매 중에서 중합 개시제를 사용하여, 공중합함으로써 얻어진다. 또한, 필요에 따라서 (a3) 화합물로서, (메타)아크릴산 알킬에스테르 등의 라디칼 중합성 화합물을, (a1) 화합물, (a2) 화합물과 함께 함유시켜 공중합으로 해도 좋다.
(a1) 화합물로서는, 예를 들면
아크릴산, 메타크릴산, 크로톤산, 2-아크릴로일옥시에틸숙신산, 2-메타크릴로일옥시에틸숙신산, 2-아크릴로일옥시에틸헥사하이드로프탈산, 2-메타크릴로일옥시에틸헥사하이드로프탈산 등의 모노카본산;
말레산, 푸마르산, 시트라콘산 등의 디카본산;
무수 말레산 등의 디카본산 무수물을 들 수 있다.
이들 (a1) 화합물 중, 공중합 반응성, 알칼리 현상액에 대한 용해성의 관점에서, 아크릴산, 메타크릴산, 2-아크릴로일옥시에틸숙신산, 2-메타크릴로일옥시에틸숙신산, 무수 말레산이 바람직하다.
(a1) 화합물은, 단독 또는 2종 이상을 사용할 수 있다. [A] 공중합체의 합성에 있어서의 (a1) 화합물의 사용량으로서는, 사용하는 전체 단량체 100질량％에 대하여 5질량％∼40질량％가 바람직하고, 7질량％∼30질량％가 보다 바람직하며, 8질량％∼25질량％가 특히 바람직하다. (a1) 화합물의 사용량을 5질량％∼40질량％로 함으로써, 감방사선 감도, 보존 안정성 등의 제 특성이 보다 높은 수준으로 최적화된 착색 조성물이 얻어진다.
(a2) 화합물로서는, 예를 들면 옥시라닐기를 갖는 라디칼 중합성 화합물, 옥세타닐기를 갖는 라디칼 중합성 화합물 등을 들 수 있다.
옥시라닐기를 갖는 라디칼 중합성 화합물로서는, 예를 들면
아크릴산 글리시딜, 아크릴산 2-메틸글리시딜, 아크릴산 3,4-에폭시부틸, 아크릴산 6,7-에폭시헵틸, 아크릴산 3,4-에폭시사이클로헥실, 아크릴산 3,4-에폭시 사이클로헥실 메틸 등의 아크릴산 에폭시알킬에스테르;
메타크릴산 글리시딜, 메타크릴산 2-메틸글리시딜, 메타크릴산 3,4-에폭시부틸, 메타크릴산 6,7-에폭시헵틸, 메타크릴산 3,4-에폭시사이클로헥실, 메타크릴산 3,4-에폭시사이클로헥실메틸 등의 메타크릴산 에폭시알킬에스테르;
α-에틸아크릴산 글리시딜, α-n-프로필아크릴산 글리시딜,α-n-부틸아크릴산 글리시딜, α-에틸아크릴산 6,7-에폭시헵틸 등의 α-알킬아크릴산 에폭시알킬에스테르;
o-비닐벤질글리시딜에테르, m-비닐벤질글리시딜에테르, p-비닐벤질글리시딜에테르 등의 글리시딜에테르 등을 들 수 있다.
옥세타닐기를 갖는 라디칼 중합성 화합물로서는, 예를 들면 3-(메타크릴로일옥시메틸)옥세탄, 3-(메타크릴로일옥시메틸)-3-에틸옥세탄, 3-(메타크릴로일옥시메틸)-2-메틸옥세탄, 3-(메타크릴로일옥시에틸)옥세탄, 3-(메타크릴로일옥시에틸)-3-에틸옥세탄, 2-에틸-3-(메타크릴로일옥시에틸)옥세탄, 3-(아크릴로일옥시메틸)옥세탄, 3-(아크릴로일옥시메틸)-3-에틸옥세탄, 3-(아크릴로일옥시메틸)-2-메틸옥세탄, 3-(아크릴로일옥시에틸)옥세탄, 3-(아크릴로일옥시에틸)-3-에틸옥세탄, 2-에틸-3-(아크릴로일옥시에틸)옥세탄, 2-(메타크릴로일옥시메틸)옥세탄, 2-메틸-2-(메타크릴로일옥시메틸)옥세탄, 3-메틸-2-(메타크릴로일옥시메틸)옥세탄, 4-메틸-2-(메타크릴로일옥시메틸)옥세탄, 2-(2-(2-메틸옥세타닐))에틸메타크릴레이트, 2-(2-(3-메틸옥세타닐))에틸메타크릴레이트, 2-(메타크릴로일옥시에틸)-2-메틸옥세탄, 2-(메타크릴로일옥시에틸)-4-메틸옥세탄, 2-(아크릴로일옥시메틸)옥세탄, 2-메틸-2-(아크릴로일옥시메틸)옥세탄, 3-메틸-2-(아크릴로일옥시메틸)옥세탄, 4-메틸-2-(아크릴로일옥시메틸)옥세탄, 2-(2-(2-메틸옥세타닐))에틸메타크릴레이트, 2-(2-(3-메틸옥세타닐))에틸메타크릴레이트, 2-(아크릴로일옥시에틸)-2-메틸옥세탄, 2-(아크릴로일옥시에틸)-4-메틸옥세탄 등의 (메타)아크릴산 에스테르를 들 수 있다.
이들 중, 메타크릴산 글리시딜, 메타크릴산 2-메틸글리시딜, 메타크릴산 3, 4-에폭시부틸, 3-(아크릴로일옥시메틸)옥세탄, 3-(메타크릴로일옥시메틸)옥세탄, 3-(메타크릴로일옥시메틸)-3-에틸옥세탄, 2-(메타크릴로일옥시메틸)옥세탄이 얻어지는 착색 패턴 및 컬러 필터의 기판에 대한 밀착성이 높고, 우수한 내열성을 가지며, 또한 표시 소자에 있어서의 신뢰성을 높이는 점에서 바람직하다.
(a2) 화합물은 단독 또는 2종 이상을 사용할 수 있다. [A] 공중합체의 합성에 있어서의 (a2) 화합물의 사용량으로서는, 사용하는 전체 단량체 100질량％에 대하여, 10질량％∼70질량％가 바람직하다. (a2) 화합물의 사용량을 10질량％∼70질량％로 함으로써, [A] 공중합체의 분자량의 제어가 용이해져, 감도 등이 보다 높은 수준으로 최적화된 착색 조성물이 얻어진다.
(a3) 화합물은, (메타)아크릴산 알킬에스테르, (메타)아크릴산 지환식 에스테르, 산소 원자를 포함하는 불포화 복소 5 및 6원환 (메타)아크릴산 에스테르, (메타)아크릴산의 하이드록시알킬에스테르, (메타)아크릴산아릴에스테르, 말레이미드 화합물, 스티렌, α-메틸스틸렌 및 1,3-부타디엔으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 라디칼 중합성 화합물이다.
(메타)아크릴산 알킬에스테르로서는, 예를 들면 (메타)아크릴산 메틸, (메타)아크릴산 에틸, (메타)아크릴산 n-부틸, (메타)아크릴산 sec-부틸, (메타)아크릴산 t-부틸 등을 들 수 있다.
(메타)아크릴산 지환식 알킬에스테르로서는, 예를 들면 (메타)아크릴산 사이클로펜틸, (메타)아크릴산 사이클로헥실, (메타)아크릴산-2-메틸사이클로헥실, (메타)아크릴산 트리사이클로[5.2.1.02, 6]데칸-8-일, (메타)아크릴산 이소보르닐 등을 들 수 있다.
산소 원자를 포함하는 복소 5 및 6원환을 갖는 (메타)아크릴산 에스테르로서는, 예를 들면
테트라하이드로푸르푸릴(메타)아크릴레이트, 2-메타크릴로일옥시프로피온산테트라하이드로푸르푸릴에스테르, 3-(메타)아크릴로일옥시테트라하이드로푸란-2-온 등의 테트라하이드로푸란 골격을 함유하는 (메타)아크릴산 에스테르;
2-메틸-5-(3-푸릴)-1-펜텐-3-온, 푸르푸릴(메타)아크릴레이트, 1-푸란-2-부틸-3-엔-2-온, 1-푸란-2-부틸-3-메톡시-3-엔-2-온, 6-(2-푸릴)-2-메틸-1-헥센-3-온, 6-푸란-2-일-헥시-1-엔-3-온, 아크릴산-2-푸란-2-일-1-메틸-에틸에스테르, 6-(2-푸릴)-6-메틸-1-헵텐-3-온 등의 푸란 골격을 함유하는 (메타)아크릴산 에스테르;
(테트라하이드로피란-2-일)메틸메타크릴레이트, 2,6-디메틸-8-(테트라하이드로피란-2-일옥시)-옥토-1-엔-3-온, 2-메타크릴산 테트라하이드로피란-2-일에스테르, 1-(테트라하이드로피란-2-옥시)-부틸-3-엔-2-온 등의 테트라하이드로피란 골격을 함유하는 (메타)아크릴산 에스테르;
4-(1,4-디옥사-5-옥소-6-헵테닐)-6-메틸-2-피란, 4-(1,5-디옥사-6-옥소-7-옥테닐)-6-메틸-2-피란 등의 피란 골격을 함유하는 (메타)아크릴산 에스테르 등을 들 수 있다.
(메타)아크릴산의 하이드록시알킬에스테르로서는, 예를 들면 (메타)아크릴산-2-하이드록시에틸, (메타)아크릴산 2-하이드록시프로필, (메타)아크릴산 3-하이드록시프로필, (메타)아크릴산 2,3-디하이드록시프로필 등을 들 수 있다.
(메타)아크릴산 아릴에스테르로서는, 예를 들면 (메타)아크릴산 페닐, (메타)아크릴산 벤질 등을 들 수 있다.
말레이미드 화합물로서 예를 들면 N-페닐말레이미드, N-사이클로헥실말레이미드, N-벤질말레이미드, N-(4-하이드록시페닐)말레이미드, N-(4-하이드록시벤질) 말레이미드, N-숙신이미딜-3-말레이미드벤조에이트, N-숙신이미딜-4-말레이미드부틸레이트, N-숙신이미딜-6-말레이미드카프로에이트, N-숙신이미딜-3-말레이미드프로피오네이트, N-(9-아크리디닐)말레이미드 등을 들 수 있다.
(a3) 화합물은 단독 또는 2종 이상을 사용할 수 있다. [A] 공중합체의 합성에 있어서의 (a3) 화합물의 사용량으로서는, 사용하는 전체 단량체 100질량％에 대하여, 10질량％∼70질량％가 바람직하고, 15질량％∼65질량％가 보다 바람직하다. (a3) 화합물의 사용량을 10질량％∼70질량％로 함으로써, 공중합체의 분자량의 제어가 용이해져, 감도 등이 보다 높은 수준으로 최적화된 착색 조성물이 얻어진다.
[A] 공중합체의 합성 방법으로서는, 예를 들면 (a1) 화합물, (a2) 화합물, (a3) 화합물을, 용매 중, 라디칼 중합 개시제를 사용하여 중합하는 방법 등을 들 수 있다.
라디칼 중합 개시제로서는, 사용되는 중합성 불포화 화합물의 종류에 따라서 적절히 선택되지만, 예를 들면 2,2'-아조비스이소부티로니트릴, 2,2'-아조비스-(2, 4-디메틸발레로니트릴), 2,2'-아조비스-(4-메톡시-2,4-디메틸발레로니트릴), 4, 4'-아조비스(4-시아노발레르산), 디메틸-2,2'-아조비스(2-메틸프로피오네이트), 2,2'-아조비스(4-메톡시-2,4-디메틸발레로니트릴) 등의 아조 화합물 등을 들 수 있다. 이들 라디칼 중합 개시제 중, 2,2'-아조비스이소부티로니트릴, 2,2'-아조비스(2,4-디메틸발레로니트릴)이 바람직하다. 라디칼 중합 개시제는, 단독 또는 2종 이상을 사용할 수 있다.
상기 중합에 있어서, 라디칼 중합 개시제의 사용량으로서는, 중합성 불포화 화합물 100질량％에 대하여 통상 0.1질량％∼50질량％, 0.1질량％∼20질량％가 바람직하다.
또한, [A] 공중합체의 중합에 있어서는, 분자량 조정제를 사용할 수 있다. 분자량 조정제로서는, 예를 들면
클로로포름, 4브롬화 탄소 등의 할로겐화 탄화 수소류;
n-헥실메르캅탄, n-옥틸메르캅탄, n-도데실메르캅탄, t-도데실메르캅탄, 티오글리콜산 등의 메르캅탄류;
디메틸잔토겐술피드, 디이소프로필잔토겐디술피드 등의 잔토겐류;
테르피놀렌, α-메틸스티렌다이머 등을 들 수 있다.
분자량 제어제의 사용량으로서는, (a1) 화합물, (a2) 화합물 및 (a3) 화합물의 합계 100질량％에 대하여, 통상 0.1질량％∼50질량％, 0.2질량％∼16질량％가 바람직하고, 0.4질량％∼8질량％가 보다 바람직하다.
중합 온도로서는, 통상 0℃∼150℃, 50℃∼120℃가 바람직하다. 중합 시간으로서는, 통상 10분∼20시간, 30분∼6시간이 바람직하다.
[A] 공중합체의 폴리스티렌 환산 중량 평균 분자량(Mw)으로서는, 2×103∼1×105가 바람직하고, 5×103∼5×104가 보다 바람직하다. [A] 공중합체의 Mw를 상기 특정 범위로 함으로써, 착색 조성물의 충분한 현상 마진을 얻음과 함께, 형성되는 도막의 잔막률(패턴 형상 박막이 적정하게 잔존하는 비율)의 저하를 방지하고, 나아가서는 얻어지는 컬러 패턴의 형상이나 내열성 등을 양호하게 유지하는 것이 가능해진다. 또한, 고도의 방사선 감도를 보존유지하여, 양호한 패턴 형상을 얻을 수 있다.
[A] 공중합체의 분자량 분포(Mw/Mn)로서는, 5.0 이하가 바람직하고, 3.0 이하가 보다 바람직하다. [A] 공중합체의 Mw/Mn을 5.0 이하로 함으로써, 얻어지는 컬러 패턴의 패턴 형상을 양호하게 유지할 수 있다. 이러한 바람직한 범위의 Mw 및 Mw/Mn을 갖는 [A] 공중합체를 포함하는 착색 조성물은, 고도의 현상내성을 갖기 때문에, 현상 공정에 있어서, 현상 잔사를 발생시키는 일 없이 용이하게 소정 패턴 형상을 형성할 수 있다.
또한, 본 명세서에 있어서의 중량 평균 분자량(Mw)은 하기의 장치 및 조건하, 겔 투과 크로마토그래피(GPC)에 의해 측정했다.
장치 : GPC-101(쇼와덴코 가부시키가이샤)
칼럼 : GPC-KF-801, GPC-KF-802, GPC-KF-803 및 GPC-KF-804를 결합
이동상 : 테트라하이드로푸란
[A] 공중합체를 제조하기 위한 중합 반응에 이용되는 용매로서는, 예를 들면 알코올류, 에테르류, 글리콜에테르, 에틸렌글리콜알킬에테르아세테이트, 디에틸렌글리콜알킬에테르, 프로필렌글리콜모노알킬에테르, 프로필렌글리콜모노알킬에테르 아세테이트, 프로필렌글리콜모노알킬에테르프로피오네이트, 방향족 탄화 수소류, 케톤류, 기타 에스테르류 등을 들 수 있다.
알코올류로서는, 예를 들면 메탄올, 에탄올, 벤질알코올, 2-페닐에틸알코올, 3-페닐-1-프로판올 등을 들 수 있다.
에테르류로서는, 예를 들면 환상 에테르, 글리콜에테르, 에틸렌글리콜알킬 에테르아세테이트, 디에틸렌글리콜알킬에테르, 프로필렌글리콜모노알킬에테르, 프로필렌글리콜모노알킬에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노알킬에테르프로피오네이트 등을 들 수 있다.
환상 에테르로서는, 예를 들면 테트라하이드로푸란 등을 들 수 있다.
글리콜에테르로서는, 예를 들면 에틸렌글리콜모노메틸에테르, 에틸렌글리콜모노에틸에테르 등을 들 수 있다.
에틸렌글리콜알킬에테르아세테이트로서는, 예를 들면 메틸셀로솔브아세테이트, 에틸셀로솔브아세테이트, 에틸렌글리콜모노부틸에테르아세테이트, 에틸렌글리콜모노에틸에테르아세테이트 등을 들 수 있다.
　디에틸렌글리콜알킬에테르로서는, 예를 들면 디에틸렌글리콜모노메틸에테르, 디에틸렌글리콜모노에틸에테르, 디에틸렌글리콜디메틸에테르, 디에틸렌글리콜디에틸에테르, 디에틸렌글리콜에틸메틸에테르 등을 들 수 있다.
프로필렌글리콜모노알킬에테르로서는, 예를 들면 프로필렌글리콜모노메틸에테르, 프로필렌글리콜모노에틸에테르, 프로필렌글리콜모노프로필에테르, 프로필렌글리콜모노부틸에테르 등을 들 수 있다.
프로필렌글리콜모노알킬에테르아세테이트로서는, 예를 들면 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노프로필에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노부틸에테르아세테이트 등을 들 수 있다.
프로필렌글리콜모노알킬에테르프로피오네이트로서는, 예를 들면 프로필렌글리콜모노메틸에테르프로피오네이트, 프로필렌글리콜모노에틸에테르프로피오네이트, 프로필렌글리콜모노프로필에테르프로피오네이트, 프로필렌글리콜모노부틸에테르프로피오네이트 등을 들 수 있다.
방향족 탄화 수소류로서는, 예를 들면 톨루엔, 자일렌 등을 들 수 있다.
케톤류로서는, 예를 들면 메틸에틸케톤, 사이클로헥산온, 4-하이드록시-4-메틸-2-펜탄온 등을 들 수 있다.
기타 에스테르류로서는, 예를 들면 아세트산 메틸, 아세트산 에틸, 아세트산 프로필, 아세트산 부틸, 2-하이드록시프로피온산 에틸, 2-하이드록시-2-메틸프로피온산 메틸, 2-하이드록시-2-메틸프로피온산 에틸, 하이드록시아세트산 메틸, 하이드록시아세트산 에틸, 하이드록시아세트산 부틸, 락트산 메틸, 락트산 에틸, 락트산 프로필, 락트산 부틸, 3-하이드록시프로피온산 메틸, 3-하이드록시프로피온산 에틸, 3-하이드록시프로피온산 프로필, 3-하이드록시프로피온산 부틸, 2-하이드록시-3-메틸부탄산 메틸, 메톡시아세트산 메틸, 메톡시아세트산 에틸, 메톡시아세트산 프로필, 메톡시아세트산 부틸, 에톡시아세트산 메틸, 에톡시아세트산 에틸, 에톡시아세트산 프로필, 에톡시아세트산 부틸, 프로폭시아세트산 메틸, 프로폭시아세트산 에틸, 프로폭시아세트산 프로필, 프로폭시아세트산 부틸, 부톡시아세트산 메틸, 부톡시아세트산 에틸, 부톡시아세트산 프로필, 부톡시아세트산 부틸, 2-메톡시프로피온산 메틸, 2-메톡시프로피온산 에틸, 2-메톡시프로피온산 프로필, 2-메톡시프로피온산 부틸, 2-에톡시프로피온산 메틸, 2-에톡시프로피온산 에틸, 2-에톡시프로피온산 프로필, 2-에톡시프로피온산 부틸, 2-부톡시프로피온산 메틸, 2-부톡시프로피온산 에틸, 2-부톡시프로피온산 프로필, 2-부톡시프로피온산 부틸, 3-메톡시프로피온산 메틸, 3-메톡시프로피온산 에틸, 3-메톡시프로피온산 프로필, 3-메톡시프로피온산 부틸, 3-에톡시프로피온산 메틸, 3-에톡시프로피온산 에틸, 3-에톡시프로피온산 프로필, 3-에톡시프로피온산 부틸, 3-프로폭시프로피온산 메틸, 3-프로폭시프로피온산 에틸, 3-프로폭시프로피온산 프로필, 3-프로폭시프로피온산 부틸, 3-부톡시프로피온산 메틸, 3-부톡시프로피온산 에틸, 3-부톡시프로피온산 프로필, 3-부톡시프로피온산 부틸 등을 들 수 있다.
＜[B] 착색제＞
[B] 착색제로서는 착색성을 가지면 특별히 한정되는 것은 아니며, 착색 패턴 및 컬러 필터의 용도에 따라서 색채나 재질을 적절히 선택할 수 있다. 착색제로서는, 예를 들면 안료, 염료 및 천연 색소 중 어느 것이나 사용할 수 있지만, 착색 패턴 및 컬러 필터에는 높은 색 순도, 휘도, 콘트라스트 등이 요구되는 점에서, 안료 및/또는 염료가 바람직하고, 염료가 보다 바람직하다.
상기 안료로서는, 유기 안료, 무기 안료 중 어느 것이라도 좋고, 유기 안료로서는, 예를 들면 컬러 인덱스(C.I.; The　Society　of　Dyers　and　Colourists사 발행)에 있어서 피그먼트로 분류되어 있는 화합물을 들 수 있다. 구체적으로는, 하기와 같은 컬러 인덱스(C.I.)명이 붙여져 있는 것을 들 수 있다.
C.I. 피그먼트 옐로우 12, 동 13, 동 14, 동 17, 동 20, 동 24, 동 31, 동55, 동 83, 동 93, 동 109, 동 110, 동 138, 동 139, 동 150, 동 153, 동 154, 동 155, 동 166, 동 168, 동 180, 동 211;
C.I. 피그먼트 오렌지 5, 동 13, 동 14, 동 24, 동 34, 동 36, 동 38, 동 40, 동 43, 동 46, 동 49, 동 61, 동 64, 동 68, 동 70, 동 71, 동 72, 동 73, 동 74;
C.I. 피그먼트 레드 1, 동 2, 동 5, 동 17, 동 31, 동 32, 동 41, 동 122, 동 123, 동 144, 동 149, 동 166, 동 168, 동 170, 동 171, 동 175, 동 176, 동 177, 동 178, 동 179, 동 180, 동 185, 동 187, 동 202, 동 206, 동 207, 동 209, 동 214, 동 220, 동 221, 동 224, 동 242, 동 243, 동 254, 동 255, 동 262, 동 264, 동 272;
C.I. 피그먼트 바이올렛 1, 동 19, 동 23, 동 29, 동 32, 동 36, 동 38;
C.I. 피그먼트 블루 15, 동 15:3, 동 15:4 , 동 15:6, 동 60, 동 80;
C.I. 피그먼트 그린 7, 동 36, 동 58;
C.I. 피그먼트 브라운 23, 동 25;
C.I. 피그먼트 블랙 1, 동 7 등을 들 수 있다.
또한, 상기 무기 안료로서는, 예를 들면 산화 티탄, 황산 바륨, 탄산 칼슘, 산화아연, 황산납, 황색납, 아연황, 벵갈라(bengala, 적색 산화철(Ⅲ)), 카드뮴 적(赤), 군청, 감청, 산화 크롬 녹(綠), 코발트 녹, 엄버, 티탄 블랙, 합성철 흑, 카본 블랙 등을 들 수 있다.
염료의 화학 구조로서는, 트리페닐메탄계, 안트라퀴논계, 벤질리덴계, 옥소놀계, 시아닌계, 페노티아진계, 피롤로피라졸아조메틴계, 잔텐계, 프탈로시아닌계, 벤조피란계, 인디고계 등을 들 수 있다. 이들 중, 피라졸아조계, 아닐리노아조계, 피라졸로트리아졸아조계, 피리돈아조계, 안트라퀴논계, 안트라피리돈계의 염료가 바람직하다.
[B] 착색제로서는 유기 용매에 가용인 한 공지의 염료를 사용할 수 있으며, 예를 들면 유용성(油溶性) 염료, 애시드 염료 또는 그 유도체, 다이렉트 염료, 모던트(mordant) 염료 등을 들 수 있다.
C.I. 유용성 염료로서는, 예를 들면
C.I. 솔벤트 옐로우 4, 동 14, 동 15, 동 23, 동 24, 동 38, 동 62, 동 63, 동 68, 동 82, 동 88, 동 94, 동 98, 동 99, 동 162, 동 179;
C.I. 솔벤트 레드 45, 동 49, 동 125, 동 130;
C.I. 솔벤트 오렌지 2, 동 7, 동 11, 동 15, 동 26, 동 56;
C.I. 솔벤트 블루 35, 동 37, 동 59, 동 67;
C.I. 솔벤트 그린 1, 동 3, 동 4, 동 5, 동 7, 동 28, 동 29, 동 32, 동 33, 동 34, 동 35 등을 들 수 있다.
C.I. 애시드 염료로서는, 예를 들면
C.I. 애시드 옐로우 1, 동 3, 동 7, 동 9, 동 11, 동 17, 동 23, 동 25, 동 29, 동 34, 동 36, 동 38, 동 40, 동 42, 동 54, 동 65, 동 72, 동 73, 동 76, 동 79, 동 98, 동 99, 동 111, 동 112, 동 113, 동 114, 동 116, 동 119, 동 123, 동 128, 동 134, 동 135, 동 138, 동 139, 동 140, 동 144, 동 150, 동 155, 동 157,동 160, 동 161, 동 163, 동 168, 동 169, 동 172, 동 177, 동 178, 동 179, 동 184, 동 190, 동 193, 동 196, 동 197, 동 199, 동 202, 동 203, 동 204, 동 205, 동 207, 동 212, 동 214, 동 220, 동 221, 동 228, 동 230, 동 232, 동 235, 동 238, 동 240, 동 242, 동 243, 동 251;
Valifast　yellow　1101, 동 1109, 동 1151, 동 3108, 동 3120, 동 3130, 동 3150, 동 3170, 동 4120;
C.I. 애시드 레드 1, 동 4, 동 8, 동 14, 동 17, 동 18, 동 26, 동 27, 동 29, 동 31, 동 34, 동 35, 동 37, 동 42, 동 44, 동 50, 동 51, 동 52, 동 57, 동 66, 동 73, 동 80, 동 87, 동 88, 동 91, 동 92, 동 94, 동 97, 동 103, 동 111, 동 114, 동 129, 동 133, 동 134, 동 138, 동 143, 동 145, 동 150, 동 151, 동 158, 동 176, 동 182, 동 183, 동 198, 동 206, 동 211, 동 215, 동 216, 동 217, 동 227, 동 228, 동 249, 동 252, 동 257, 동 258, 동 260, 동 261, 동 266, 동 268, 동 270, 동 274, 동 277, 동 280, 동 281, 동 195, 동 308, 동 312, 동 315, 동 316, 동 339, 동 341, 동 345, 동 346, 동 349, 동 382, 동 383, 동 394, 동 401, 동 412, 동 417, 동 418, 동 422, 동 426;
C.I. 애시드 오렌지 6, 동 7, 동 8, 동 10, 동 12, 동 26, 동 50, 동 51, 동 52, 동 56, 동 62, 동 63, 동 64, 동 74, 동 75, 동 94, 동 95, 동 107, 동 108, 동 169, 동 173;
C.I. 애시드 블루 1, 동 7, 동 9, 동 15, 동 18, 동 23, 동 25, 동 27, 동 29, 동 40, 동 42, 동 45, 동 51, 동 62, 동 70, 동 74, 동 80, 동 83, 동 86, 동 87, 동 90, 동 92, 동 96, 동 103, 동 108, 동 112, 동 113, 동 120, 동 129, 동 138, 동 147, 동 150, 동 158, 동 171, 동 182, 동 192, 동 210, 동 242, 동 249, 동 243, 동 256, 동 259, 동 267, 동 278, 동 280, 동 285, 동 290, 동 296, 동 315, 동 324, 동 335, 동 340;
C.I. 애시드 바이올렛 6B, 동 7, 동 9, 동 17, 동 19, 동 49;
C.I. 애시드 그린 1, 동 3, 동 5, 동 9, 동 16, 동 25, 동 27, 동 50, 동 58, 동 63, 동 65, 동 80, 동 104, 동 105, 동 106, 동 109;
C.I. 애시드 블랙 24 등의 염료를 들 수 있다.
C.I. 다이렉트 염료로서는, 예를 들면
C.I. 다이렉트 옐로우 2, 동 33, 동 34, 동 35, 동 38, 동 39, 동 43, 동 47, 동 50, 동 54, 동 58, 동 68, 동 69, 동 70, 동 71, 동 86, 동 93, 동 94, 동 95, 동 98, 동 102, 동 108, 동 109, 동 129, 동 136, 동 138, 동 141;
C.I. 다이렉트 레드 79, 동 82, 동 83, 동 84, 동 91, 동 92, 동 96, 동 97, 동 98, 동 99, 동 105, 동 106, 동 107, 동 172, 동 173, 동 176, 동 177, 동 179, 동 181, 동 182, 동 184, 동 204, 동 207, 동 211, 동 213, 동 218, 동 220, 동 221, 동 222, 동 232, 동 233, 동 234, 동 241, 동 243, 동 246, 동 250;
C.I. 다이렉트 오렌지 34, 동 39, 동 41, 동 46, 동 50, 동 52, 동 56, 동 57, 동 61, 동 64, 동 65, 동 68, 동 70, 동 96, 동 97, 동 106, 동 107;
C.I. 다이렉트 블루 57, 동 77, 동 80, 동 81, 동 84, 동 85, 동 86, 동 90, 동 93, 동 94, 동 95, 동 97, 동 98, 동 99, 동 100, 동 101, 동 106, 동 107, 동 108, 동 109, 동 113, 동 114, 동 115, 동 117, 동 119, 동 137, 동 149, 동 150, 동 153, 동 155, 동 156, 동 158, 동 159, 동 160, 동 161, 동 162, 동 163, 동 164, 동 166, 동 167, 동 170, 동 171, 동 172, 동 173, 동 188, 동 189, 동 190, 동 192, 동 193, 동 194, 동 196, 동 198, 동 199, 동 200, 동 207, 동 209, 동 210, 동 212, 동 213, 동 214, 동 222, 동 228, 동 229, 동 237, 동 238, 동 242, 동 243, 동 244, 동 245, 동 247, 동 248, 동 250, 동 251, 동 252, 동 256, 동 257, 동 259, 동 260, 동 268, 동 274, 동 275, 동 293;
C.I. 다이렉트 바이올렛 47, 동 52, 동 54, 동 59, 동 60, 동 65, 동 66, 동 79, 동 80, 동 81, 동 82, 동 84, 동 89, 동 90, 동 93, 동 95, 동 96, 동 103, 동 104;
C.I. 다이렉트 그린 25, 동 27, 동 31, 동 32, 동 34, 동 37, 동 63, 동 65, 동 66, 동 67, 동 68, 동 69, 동 72, 동 77, 동 79, 동 82 등을 들 수 있다.
C.I. 모던트 염료로서는, 예를 들면
C.I. 모던트 옐로우 5, 동 8, 동 10, 동 16, 동 20, 동 26, 동 30, 동 31, 동 33, 동 42, 동 43, 동 45, 동 56, 동 61, 동 62, 동 65;
C.I. 모던트 레드 1, 동 2, 동 3, 동 4, 동 9, 동 11, 동 12, 동 14, 동 17, 동 18, 동 19, 동 22, 동 23, 동 24, 동 25, 동 26, 동 30, 동 32, 동 33, 동 36, 동 37, 동 38, 동 39, 동 41, 동 43, 동 45, 동 46, 동 48, 동 53, 동 56, 동 63, 동 71, 동 74, 동 85, 동 86, 동 88, 동 90, 동 94, 동 95;
C.I. 모던트 오렌지 3, 동 4, 동 5, 동 8, 동 12, 동 13, 동 14, 동 20, 동 21, 동 23, 동 24, 동 28, 동 29, 동 32, 동 34, 동 35, 동 36, 동 37, 동 42, 동 43, 동 47, 동 48;
C.I. 모던트 블루 1, 동 2, 동 3, 동 7, 동 8, 동 9, 동 12, 동 13, 동 15, 동 16, 동 19, 동 20, 동 21, 동 22, 동 23, 동 24, 동 26, 동 30, 동 31, 동 32, 동 39, 동 40, 동 41, 동 43, 동 44, 동 48, 동 49, 동 53, 동 61, 동 74, 동 77, 동 83, 동 84;
C.I. 모던트 바이올렛 1, 동 2, 동 4, 동 5, 동 7, 동 14, 동 22, 동 24, 동 30, 동 31, 동 32, 동 37, 동 40, 동 41, 동 44, 동 45, 동 47, 동 48, 동 53, 동 58;
C.I. 모던트 그린 1, 동 3, 동 4, 동 5, 동 10, 동 15, 동 19, 동 26, 동 29, 동 33, 동 34, 동 35, 동 41, 동 43, 동 53 등을 들 수 있다.
[B] 착색제의 함유량으로서는, [A] 에폭시 화합물 100질량부에 대하여, 1질량부∼400질량부가 바람직하고, 1질량부∼300질량부가 보다 바람직하다. [B] 착색제의 함유량을 1질량부∼400질량부로 함으로써, 착색 조성물의 알칼리 현상성이나, 화소의 내열성, 내용매성과 착색 패턴 및 컬러 필터로서의 고휘도화나 고콘트라스트화가 높은 수준으로 밸런스 좋게 달성될 수 있다.
＜[C] 화합물＞
[C] 화합물은, 수산기 또는 카복실기를 갖는 화합물이면 특별히 한정되지 않는다. [C] 화합물로서는, [D] 아민 화합물을 포접할 수 있는 화합물이 바람직하고, 후술의 포접 화합물을 적합하게 형성하는 관점에서, 하기식 (1) 및 식 (2)로 각각 나타나는 화합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 화합물인 것이 바람직하다.
Figure 112011057377656-pat00004
Figure 112011057377656-pat00005
상기식 (1) 중, X는, 단결합, 메틸렌기 또는 탄소수 2∼6의 알킬렌기이다. R1∼R8은, 각각 독립적으로 수소 원자, 탄소수 1∼12의 알킬기, 할로겐 원자, 탄소수 1∼12의 알콕시기, 또는 치환기를 갖고 있어도 좋은 페닐기이다. 상기식 (2) 중, R9는, 탄소수 1∼12의 알킬기, 탄소수 1∼12의 알콕시기, 니트로기, 또는 수산기이다.
상기 X로 나타나는 탄소수 2∼6의 알킬렌기로서는, 예를 들면 에틸렌기, 프로필렌기 등을 들 수 있다. 상기 R1∼R8 및 R9로 나타나는 탄소수 1∼12의 알킬기로서는, 예를 들면 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기 등을 들 수 있다. 상기 R1∼R8 및 R9로 나타나는 탄소수 1∼12의 알콕시기로서는, 예를 들면 메톡시기, 에톡시기, 프로폭시기 등을 들 수 있다.
상기식 (1)로 나타나는 화합물은, 상기식 (1-1)로 나타나는 화합물인 것이 바람직하다. 상기식 (1)로 나타나는 화합물을 상기식 (1-1)로 나타나는 대칭성이 보다 높은 테트라키스페놀계 화합물로 함으로써, 포접력이 보다 향상된다고 생각되며, 결과적으로 보존 안정성이 더욱 향상되어, 저온에 있어서의 경화도 촉진될 수 있다.
상기식 (1-1)로 나타나는 테트라키스페놀 화합물로서는, 예를 들면 1,1,2,2-테트라키스(4-하이드록시페닐)에탄, 1,1,2,2-테트라키스(3-메틸-4-하이드록시페닐)에탄, 1,1,2,2-테트라키스(3,5-디메틸-4-하이드록시페닐)에탄, 1,1,2,2-테트라키스(3-클로로-4-하이드록시페닐)에탄, 1,1,2,2-테트라키스(3,5-디클로로-4-하이드록시페닐)에탄, 1,1,2,2-테트라키스(3-브로모-4-하이드록시페닐)에탄, 1,1,2,2-테트라키스(3,5-디브로모-4-하이드록시페닐)에탄, 1,1,2,2-테트라키스(3-t-부틸-4-하이드록시페닐)에탄, 1,1,2,2-테트라키스(3,5-디-t-부틸-4-하이드록시페닐)에탄, 1,1,2,2-테트라키스(3-플루오로-4-하이드록시페닐)에탄, 1,1,2,2-테트라키스(3,5-디플루오로-4-하이드록시페닐)에탄, 1,1,2,2-테트라키스(3-메톡시-4-하이드록시페닐)에탄, 1,1,2,2-테트라키스(3,5-디메톡시-4-하이드록시페닐)에탄, 1,1,2,2-테트라키스(3-클로로-5-메틸-4-하이드록시페닐)에탄, 1,1,2,2-테트라키스(3-브로모-5-메틸-4-하이드록시페닐)에탄, 1,1,2,2-테트라키스(3-메톡시-5-메틸-4-하이드록시페닐)에탄, 1,1,2,2-테트라키스(3-t-부틸-5-메틸-4-하이드록시페닐)에탄, 1,1,2,2-테트라키스(3-클로로-5-브로모-4-하이드록시페닐)에탄, 1,1,2,2-테트라키스(3-클로로-5-페닐-4-하이드록시페닐)에탄, 1,1,2,2-테트라키스(3-페닐-4-하이드록시페닐)에탄, 1,1,3,3-테트라키스(4-하이드록시페닐)프로판, 1,1,3,3-테트라키스(3-메틸-4-하이드록시페닐)프로판, 1,1,3,3-테트라키스(3,5-디메틸-4-하이드록시페닐)프로판, 1,1,3,3-테트라키스(3-클로로-4-하이드록시페닐)프로판, 1,1,3,3-테트라키스(3,5-디클로로-4-하이드록시페닐)프로판, 1,1,3,3-테트라키스(3-브로모-4-하이드록시페닐)프로판, 1,1,3,3-테트라키스(3,5-디브로모-4-하이드록시페닐)프로판, 1,1,3,3-테트라키스(3-페닐-4-하이드록시페닐)프로판, 1,1,3,3-테트라키스(3,5-디페닐-4-하이드록시페닐)프로판, 1,1,3,3-테트라키스(3-메톡시-4-하이드록시페닐)프로판, 1,1,3,3-테트라키스(3,5-디메톡시-4-하이드록시페닐)프로판, 1,1,3,3-테트라키스(3-t-부틸-4-하이드록시페닐)프로판, 1,1,3,3-테트라키스(3,5-디-t-부틸-4-하이드록시페닐)프로판, 1,1,4,4-테트라키스(4-하이드록시페닐)부탄, 1,1,4,4-테트라키스(3-메틸-4-하이드록시페닐)부탄, 1,1,4,4-테트라키스(3,5-디메틸-4-하이드록시페닐)부탄, 1,1,4,4-테트라키스(3-클로로-4-하이드록시페닐)부탄, 1,1,4,4-테트라키스(3,5-디클로로-4-하이드록시페닐)부탄, 1,1,4,4-테트라키스(3-메톡시-4-하이드록시페닐)부탄, 1,1,4,4-테트라키스(3,5-디메톡시-4-하이드록시페닐)부탄, 1,1,4,4-테트라키스(3-브로모-4-하이드록시페닐)부탄, 1,1,4,4-테트라키스(3,5-디브로모-4-하이드록시페닐)부탄, 1,1,4,4-테트라키스(3-t-부틸-4-하이드록시페닐)부탄, 1,1,4,4-테트라키스(3,5-디-t-부틸-4-하이드록시페닐)부탄 등을 들 수 있다.
이들 중, 후술하는 포접 화합물을 형성한 경우에, 당해 착색 조성물이 실온에서의 보존 안정성이 보다 우수하고, 그리고 가열시에 경화 촉진제가 방출되기 쉬운 점에서 1,1,2,2-테트라키스(4-하이드록시페닐)에탄이 바람직하다.
상기식 (2)로 나타나는 화합물로서는, 예를 들면 5-니트로이소프탈산, 5-하이드록시이소프탈산, 5-메틸이소프탈산, 5-메톡시이소프탈산, 4-니트로이소프탈산, 4-하이드록시이소프탈산, 4-메틸이소프탈산, 4-메톡시이소프탈산 등을 들 수 있다. 이들 중, 5-니트로이소프탈산, 5-하이드록시이소프탈산이 바람직하다.
[C] 화합물은, 단독 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다. 당해 착색 조성물에 있어서의 [C] 화합물의 함유량으로서는, [A] 에폭시 화합물 100질량부에 대하여, 0.1질량부∼10질량부가 바람직하고, 0.2질량부∼5질량부가 보다 바람직하며, 그리고 후술하는 [D] 아민 화합물에 대하여, 1배∼2배 정도로 하는 것이 바람직하다.
＜[D] 아민 화합물＞
[D] 아민 화합물로서는, 특별히 한정되지 않지만 [C] 화합물에 포접 가능한 아민 화합물인 것이 바람직하고, 이미다졸 화합물 또는 벤조이미다졸 화합물인 것이 보다 바람직하다. 이들 중, 이미다졸 화합물은, [C] 화합물에 포접되기 쉽기 때문에, 당해 착색 조성물의 실온에서의 보존 안정성이 향상된다. 또한, 이미다졸 화합물은, 에폭시기와의 반응성이 우수하기 때문에, 200℃ 이하의 저온 경화에 공헌한다.
이미다졸 화합물로서는, 예를 들면 하기식 (3)으로 나타나는 화합물 등을 들 수 있다.
Figure 112011057377656-pat00006
(상기식 (3) 중, R10∼R13은, 각각 독립적으로 수소 원자, 탄소수 1∼6의 알킬기, 나프틸기, 안트릴기, 페난트릴기, 9-플루오레닐기, 할로겐 원자, 탄소수 1∼6의 알킬기, 페닐기, 또는 할로겐 원자로 치환되어 있어도 좋은 페닐기임).
이미다졸 화합물로서는, 예를 들면 이미다졸, 2-메틸이미다졸, 2-에틸이미다졸, 2-이소프로필이미다졸, 2-n-프로필이미다졸, 2-운데실-1H-이미다졸, 2-헵타데실-1H-이미다졸, 1,2-디메틸이미다졸, 2-에틸-4-메틸이미다졸, 2-페닐-1H-이미다졸, 4-메틸-2-페닐-1H-이미다졸, 2-페닐-4-메틸이미다졸, 1-벤질-2-메틸이미다졸, 1-시아노에틸-2-메틸이미다졸, 1-시아노에틸-2-에틸-4-메틸이미다졸, 1-시아노에틸-2-운데실이미다졸, 1-시아노에틸-2-페닐이미다졸, 2,4-디아미노-6-[2'-메틸이미다졸릴-(1')]-에틸-s-트리아진, 2,4-디아미노-6-[2'-운데실이미다졸릴-(1')]-에틸-s-트리아진, 2,4-디아미노-6-[2'-에틸-4-이미다졸릴-(1')]-에틸-s-트리아진, 2,4-디아미노-6-[2'-메틸이미다졸릴-(1')]-에틸-s-트리아진이소시아누르산 부가물, 2-페닐이미다졸이소시아누르산 부가물, 2-메틸이미다졸이소시아누르산 부가물, 2-페닐-4,5-디하이드록시메틸이미다졸, 2-페닐-4-메틸-5-하이드록시메틸이미다졸, 1-시아노에틸-2-페닐-4,5-디(2-시아노에톡시)메틸이미다졸, 1-벤질-2-페닐이미다졸륨트리멜리테이트 등을 들 수 있다.
이들 중, 반응성이 높고 그리고 포접의 안정성이 우수한 2-페닐-4-메틸-5-하이드록시메틸이미다졸, 2-메틸이미다졸, 2-에틸-4-메틸이미다졸이 바람직하다.
상기 이미다졸 화합물은, 탄소수 1∼6의 치환기를 1개 이상 갖는 것이 바람직하다. 이러한 이미다졸 화합물은, 안정되게 포접되기 때문에, 당해 착색 조성물의 보존 안정성에 악영향을 미치는 일이 없고, 그리고 입체 장해가 작기 때문에 반응성이 우수하여, 포접이 붕괴했을 때에 저온 경화성을 발휘할 수 있다.
상기 탄소수 1∼6의 치환기를 1개 이상 갖는 이미다졸 화합물로서는, 예를 들면
2-메틸이미다졸, 2-페닐이미다졸 등의 탄소수 1∼6의 치환기를 1개 갖는 이미다졸 화합물;
2-에틸-4-메틸이미다졸, 1,2-디메틸이미다졸, 2-페닐-4-메틸-5-하이드록시 메틸이미다졸 등의 탄소수 1∼6의 치환기를 2개 갖는 이미다졸 화합물 등을 들 수 있다.
벤조이미다졸 화합물로서는, 예를 들면 하기식 (4)로 나타나는 화합물 등을 들 수 있다.
Figure 112011057377656-pat00007
(상기식 (4) 중, R14∼R16은, 각각 독립적으로 수소 원자, 탄소수 1∼6의 알킬기, 나프틸기, 안트릴기, 페난트릴기, 9-플루오레닐기, 할로겐 원자, 탄소수 1∼6의 알킬기, 페닐기, 또는 할로겐 원자로 치환되어 있어도 좋은 페닐기이다. m은, 0∼4의 정수이다. 단, R14가 복수의 경우, 복수의 R14는 동일해도 상이해도 좋음).
벤조이미다졸 화합물로서는, 예를 들면 2-메틸벤조이미다졸, 4-메틸벤조이미다졸, 5-메틸벤조이미다졸, 6-메틸벤조이미다졸, 7-메틸벤조이미다졸, 2-메틸-6-메틸벤조이미다졸, 2-메틸-5-메틸벤조이미다졸, 2-에틸-6-메틸벤조이미다졸, 2-메틸-6-에틸벤조이미다졸, 2-에틸-5-메틸벤조이미다졸, 2-메틸-5-에틸벤조이미다졸 등을 들 수 있다.
이들 중, 조성물의 보존 안정성과 경화 촉진을 높은 수준으로 양립할 수 있다는 관점에서, 2-메틸벤조이미다졸, 2-메틸-6-메틸벤조이미다졸, 2-메틸-5-메틸벤조이미다졸이 바람직하다.
상기 벤조이미다졸 화합물은, 탄소수 1∼6의 치환기를 1개 이상 갖는 것이 바람직하다. 이러한 이미다졸 화합물은, 안정되게 포접되기 때문에, 당해 착색 조성물의 보존 안정성에 악영향을 미치는 일이 없고, 그리고 입체 장해가 작기 때문에 반응성이 우수하여, 포접이 붕괴했을 때에 저온 경화성을 발휘할 수 있다.
상기 탄소수 1∼6의 치환기를 1개 이상 갖는 벤조이미다졸 화합물로서는, 예를 들면 2-메틸벤조이미다졸 등의 탄소수 1∼6의 치환기를 1개 갖는 벤조이미다졸 화합물; 2-메틸-6-메틸벤조이미다졸, 2-메틸-5-메틸벤조이미다졸 등의 탄소수 1∼6의 치환기를 2개 갖는 벤조이미다졸 화합물 등을 들 수 있다.
[D] 아민 화합물은, 단독 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다. 당해 착색 조성물에 있어서의 [D] 아민 화합물의 함유량으로서는, [A] 에폭시 화합물 100질량부에 대하여, 0.05질량부∼5질량부가 바람직하고, 0.1질량부∼2.5질량부가 보다 바람직하며, 그리고 [C] 화합물에 대하여, 0.5배∼1배 정도로 하는 것이 바람직하다.
＜포접 화합물＞
당해 착색 조성물에 있어서는, [D] 아민 화합물의 적어도 일부가, [C] 화합물에 포접되어 있는 것이 바람직하다. 당해 착색 조성물 중에 있어서 [D] 아민 화합물의 적어도 일부가 [C] 화합물에 포접되어 포접 화합물을 형성함으로써, 보존 안정성과 저온 소성을 양립할 수 있다.
[D] 아민 화합물을 [C]화합물로 포접하는 방법으로서는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 일본공개특허공보 평11-071449호에 기재된 방법 등을 들 수 있다. 25℃에서의 점도가 1.0mPa·s 이상 50mPa·s 이하인 당해 착색 조성물은, [C] 화합물에 [D] 아민 화합물이 포접된 포접 화합물을, [A] 에폭시 화합물 및 [B] 착색제에 혼합하여 조제하는 것이 바람직하다. 상기 공정에 의하면, 포접 화합물을 함유하는 당해 착색 조성물을 효율적으로 제조할 수 있다.
미리 포접 화합물을 형성하여, 당해 착색 조성물에 함유하는 경우, 당해 착색 조성물에 있어서의 포접 화합물의 함유량으로서는, [A] 에폭시 화합물 100질량부에 대하여, 0.1질량부∼10질량부가 바람직하고, 0.2질량부∼5질량부가 보다 바람직하다. 포접 화합물의 함유량을 0.1질량부∼10질량부로 함으로써, 당해 착색 조성물의 보존 안정성과 경화막의 경화 촉진을 높은 수준으로 양립할 수 있다.
＜[E] 중합성 화합물＞
당해 착색 조성물은 [E] 중합성 화합물을 추가로 함유하는 것이 바람직하다.당해 착색 조성물이, [E] 중합성 화합물을 추가로 함유함으로써, 저노광량의 경우라도 내열성, 내용매성 등이 보다 우수한 컬러 필터가 얻어진다.
[E] 중합성 화합물로서는, 에틸렌성 불포화 결합을 갖는 중합성 화합물이면 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면 ω-카복시폴리카프로락톤모노(메타)아크릴레이트, 에틸렌글리콜(메타)아크릴레이트, 1,6-헥산디올디(메타)아크릴레이트, 1,9-노난디올디(메타)아크릴레이트, 테트라에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 폴리프로필렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 비스페녹시에탄올플루오렌디(메타)아크릴레이트, 디메틸올트리사이클로데칸디(메타)아크릴레이트, 2-하이드록시-3-(메타)아크릴로일옥시프로필메타크릴레이트, 2-(2'-비닐옥시에톡시)에틸(메타)아크릴레이트, 트리메틸올프로판트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리트리톨트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리트리톨테트라(메타)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨펜타(메타)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨헥사(메타)아크릴레이트, 트리(2-(메타)아크릴로일옥시에틸)포스페이트, 에틸렌옥사이드 변성 디펜타에리트리톨헥사(메타)아크릴레이트, 숙신산 변성 펜타에리트리톨트리(메타)아크릴레이트 등 외, 직쇄 알킬렌기 및 지환식 구조를 갖고 그리고 2개 이상의 이소시아네이트기를 갖는 화합물과, 분자 내에 1개 이상의 수산기를 갖고 그리고 3개∼5개의 (메타)아크릴로일옥시기를 갖는 화합물을 반응시켜 얻어지는 우레탄(메타)아크릴레이트 화합물 등을 들 수 있다.
[E] 중합성 화합물의 시판품으로서는, 예를 들면
아로닉스(ARONIX) M-400, 동 M-402, 동 M-405, 동 M-450, 동 M-1310, 동 M-1600, 동 M-1960, 동 M-7100, 동 M-8030, 동 M-8060, 동 M-8100, 동 M-8530, 동 M-8560, 동 M-9050, 아로닉스 TO-1450, 동 TO-1382, 동 TO-756(이상, 토아고세 가부시키가이샤), KAYARAD　DPHA, 동 DPCA-20, 동 DPCA-30, 동 DPCA-60, 동 DPCA-120, 동 MAX-3510(이상, 닛폰카야쿠 가부시키가이샤), 비스코트(VISCOAT) 295, 동 300, 동 360, 동 GPT, 동 3PA, 동 400(이상, 오사카유키카가쿠코교 가부시키가이샤), 우레탄아크릴레이트계 화합물로서 뉴프런티어(NEW FRONTIER) R-1150(다이이치코교세야쿠 가부시키가이샤), KAYARAD　DPHA-40H, UX-5000(이상, 닛폰카야쿠 가부시키가이샤), UN-9000H(네가미코교 가부시키가이샤), 아로닉스 M-5300, 동 M-5600, 동 M-5700, M-210, 동 M-220, 동 M-240, 동 M-270, 동 M-6200, 동 M-305, 동 M-309, 동 M-310, 동 M-315(이상, 토아고세 가부시키가이샤), KAYARAD　HDDA, KAYARAD　HX-220, 동 HX-620, 동 R-526, 동 R-167, 동 R-604, 동 R-684, 동 R-551, 동 R-712, UX-2201, UX-2301, UX-3204, UX-3301, UX-4101, UX-6101, UX-7101, UX-8101, UX-0937, MU-2100, MU-4001(이상, 닛폰카야쿠가부시키가이샤), 아트레진(ARTRESIN) UN-9000PEP, 동 UN-9200A, 동 UN-7600, 동 UN-333, 동 UN-1003, 동 UN-1255, 동 UN-6060PTM, 동 UN-6060P(이상, 네가미코교 가부시키가이샤), SH-500B 비스코트 260, 동 312, 동 335HP(이상, 오사카유키카가쿠코교 가부시키가이샤) 등을 들 수 있다.
[E] 중합성 화합물은, 단독 또는 2종 이상을 사용할 수 있다. 당해 착색 조성물에 있어서의 [E] 중합성 화합물의 사용량으로서는, [A] 에폭시 화합물 100질량부에 대하여 1질량부∼490질량부가 바람직하고, 20질량부∼300질량부가 보다 바람직하다. 이러한 사용량으로 [E] 중합성 화합물을 함유함으로써, 당해 착색 조성물은, 저노광량에 있어서도 충분한 내열성, 내용매성, 전압 보전율을 가진 착색 패턴 및 컬러 필터를 형성할 수 있다. [E] 중합성 화합물의 사용량이 500질량부 이상의 경우, 200℃ 이하의 포스트베이킹 온도에서는, 막 중에 중합 반응에 관여하지 않는 미(未)반응의 에틸렌성 불포화기가 많아진다. 이 때문에 가열시에 있어서, 미반응의 에틸렌성 불포화기가 더 열중합을 진행해 버리기 때문에, 설계 막두께보다도 더욱 경화 수축이 진행되어 버린다. 가열 전후로 막두께의 변화가 커지면 착색 패턴의 색 변화가 커져, 색 균일성이 저하되는 경향이 있다.
＜[F] 감방사선성 중합 개시제＞
당해 착색 조성물은 [F] 감방사선성 중합 개시제를 추가로 함유하는 것이 바람직하다. 당해 착색 조성물이, [F] 감방사선성 중합 개시제를 추가로 함유함으로써 저노광량의 경우라도 내열성, 내용매성 등이 더욱 우수한 착색 패턴 및 컬러 필터가 얻어진다.
본 발명의 착색 조성물에 함유되는 [F] 감방사선성 중합 개시제는, 방사선에 감응하여 [E] 중합성 화합물의 중합을 개시할 수 있는 활성종을 발생시키는 성분이다. 이러한 [F] 감방사선성 중합 개시제로서는, O-아실옥심 화합물, 아세토페논 화합물이 바람직하다.
O-아실옥심 화합물로서는, 예를 들면 1,2-옥탄디온-1-[4-(페닐티오)-2-(O-벤조일옥심)], 에탄온-1-[9-에틸-6-(2-메틸벤조일)-9H-카르바졸-3-일]-1-(O-아세틸옥심), 1-[9-에틸-6-벤조일-9H-카르바졸-3-일]-옥탄-1-온옥심-O-아세테이트, 1-[9-에틸-6-(2-메틸벤조일)-9H-카르바졸-3-일]-에탄-1-온옥심-O-벤조에이트, 1-[9-n-부틸-6-(2-에틸벤조일)-9H-카르바졸-3-일]-에탄-1-온옥심-O-벤조에이트, 에탄온-1-[9-에틸-6-(2-메틸-4-테트라하이드로푸라닐벤조일)-9H-카르바졸-3-일]-1-(O-아세틸옥심), 에탄온-1-[9-에틸-6-(2-메틸-4-테트라하이드로피라닐벤조일)-9H-카르바졸-3-일]-1-(O-아세틸옥심), 에탄온-1-[9-에틸-6-(2-메틸-5-테트라하이드로푸라닐벤조일)-9H-카르바졸-3-일]-1-(O-아세틸옥심), 에탄온-1-[9-에틸-6-{2-메틸-4-(2,2-디메틸-1,3-디옥소라닐)메톡시벤조일}-9H-카르바졸-3-일]-1-(O-아세틸옥심) 등을 들 수 있다.
이들 O-아실 옥심 화합물 중, 1,2-옥탄디온-1-[4-(페닐티오)-2-(O-벤조일옥심)], 에탄온-1-[9-에틸-6-(2-메틸벤조일)-9H-카르바졸-3-일]-1-(O-아세틸옥심), 에탄온-1-[9-에틸-6-(2-메틸-4-테트라하이드로푸라닐메톡시벤조일)-9H-카르바졸-3-일]-1-(O-아세틸옥심), 에탄온-1-[9-에틸-6-{2-메틸-4-(2,2-디메틸-1,3-디옥소라닐)메톡시벤조일}-9H-카르바졸-3-일]-1-(O-아세틸옥심)이 바람직하다.
아세토페논 화합물로서는, 예를 들면 α-아미노케톤 화합물, α-하이드록시케톤 화합물 등을 들 수 있다.
α-아미노케톤 화합물로서는, 예를 들면 2-벤질-2-디메틸아미노-1-(4-모르폴리노페닐)-부탄-1-온, 2-디메틸아미노-2-(4-메틸벤질)-1-(4-모르폴린-4-일-페닐)-부탄-1-온, 2-메틸-1-(4-메틸티오페닐)-2-모르폴리노프로판-1-온 등을 들 수 있다.
α-하이드록시케톤 화합물로서는 예를 들면 1-페닐-2-하이드록시-2-메틸프로판-1-온, 1-(4-i-프로필페닐)-2-하이드록시-2-메틸프로판-1-온, 4-(2-하이드록시 에톡시)페닐-(2-하이드록시-2-프로필)케톤, 1-하이드록시사이클로헥실페닐케톤 등을 들 수 있다.
이들 아세토페논 화합물 중, α-아미노케톤 화합물이 바람직하고, 2-벤질-2-디메틸아미노-1-(4-모르폴리노페닐)-부탄-1-온, 2-디메틸아미노-2-(4-메틸벤질)-1-(4-모르폴린-4-일-페닐)-부탄-1-온이 보다 바람직하다.
[F] 감방사선성 중합 개시제는, 단독 또는 2종 이상을 사용할 수 있다. [F]감방사선성 중합 개시제의 사용량으로서는, [A] 에폭시 화합물 100질량부에 대하여, 1질량부∼40질량부가 바람직하고, 5질량부∼30질량부가 보다 바람직하다. [F]감방사선성 중합 개시제의 사용량을 1질량부∼40질량부로 함으로써, 당해 착색 조성물은, 저노광량의 경우라도 높은 경도 등을 갖는 착색 패턴 및 컬러 필터를 형성할 수 있다.
＜그 외의 임의 성분＞
당해 착색 조성물은 상기의 [A] 에폭시 화합물, [B] 착색제, [C] 화합물, [D] 아민 화합물, 적합 성분으로서의 [E] 중합성 화합물 및 [F] 감방사선성 중합 개시제에 더하여, 소망하는 효과를 손상시키지 않는 범위에서 필요에 따라서 그 외의 임의 성분으로서, [G] 접착 보조제, [H] 계면 활성제, [I] 보존 안정제, [J] 내열성 향상제 등을 함유할 수 있다. 이들 그 외의 임의 성분은 단독으로 사용해도 좋고 2종 이상을 사용할 수 있다. 이하, 각 성분을 상술한다.
[[G] 접착 보조제]
[G] 접착 보조제는, 얻어지는 착색 패턴 및 컬러 필터와 기판과의 접착성을 더욱 향상시키기 위해 사용할 수 있다. [G] 접착 보조제로서는, 카복실기, 메타크릴로일기, 비닐기, 이소시아네이트기, 옥시라닐기 등의 반응성 관능기를 갖는 관능성 실란 커플링제가 바람직하며, 예를 들면 트리메톡시실릴벤조산, γ-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란, 비닐트리아세톡시실란, 비닐트리메톡시실란, γ-이소시아네이트프로필트리에톡시실란, γ-글리시독시프로필트리메톡시실란, β-(3,4-에폭시사이클로헥실)에틸트리메톡시실란 등을 들 수 있다.
[G] 접착 보조제의 사용량으로서는, [A] 에폭시 화합물 100질량부에 대하여, 20 질량부 이하가 바람직하고, 15질량부 이하가 보다 바람직하다. [G] 접착 보조제의 사용량이 20질량부를 초과하면, 현상 잔사를 발생시키기 쉬워지는 경향이 있다.
[[H] 계면 활성제]
[H] 계면 활성제는, 착색 조성물의 도막 형성성을 보다 향상시키기 위해 사용할 수 있다. [H] 계면 활성제로서는, 예를 들면 불소계 계면 활성제, 실리콘계 계면 활성제 및 그 외의 계면 활성제를 들 수 있다.
불소계 계면 활성제로서는, 말단, 주쇄 및 측쇄 중 적어도 어느 부위에 플루오로알킬기 및／또는 플루오로알킬렌기를 갖는 화합물이 바람직하며, 예를 들면 1,1,2,2-테트라플루오로-n-옥틸(1,1,2,2-테트라플루오로-n-프로필)에테르, 1,1,2,2-테트라플루오로-n-옥틸(n-헥실)에테르, 헥사에틸렌글리콜디(1,1,2,2,3,3-헥사플루오로-n-펜틸)에테르, 옥타에틸렌글리콜디(1,1,2,2-테트라플루오로-n-부틸)에테르, 헥사프로필렌글리콜디(1,1,2,2,3,3-헥사플루오로-n-펜틸)에테르, 옥타프로필렌글리콜디(1,1,2,2-테트라플루오로-n-부틸)에테르, 퍼플루오로-n-도데칸술폰산 나트륨, 1,1,2,2,3,3-헥사플루오로-n-데칸, 1,1,2,2,8,8,9,9,10,10-데카플루오로-n-도데칸이나, 플루오로알킬벤젠술폰산 나트륨, 플루오로알킬인산 나트륨, 플루오로알킬카본산 나트륨, 디글리세린테트라키스(플루오로알킬폴리옥시에틸렌에테르), 플루오로알킬암모늄요오다이드, 플루오로알킬베타인, 기타 플루오로알킬폴리옥시에틸렌에테르, 퍼플루오로알킬폴리옥시에탄올, 퍼플루오로알킬알콕시레이트, 카본산 플루오로알킬에스테르 등을 들 수 있다.
불소계 계면 활성제의 시판품으로서는, 예를 들면 BM-1000, BM-1100(이상, BM　CHEMIE사), 메가팩(MEGAFAC) F142D, 동 172, 동 173, 동 183, 동 178, 동 191, 동 471, 동 476(이상, 다이닛폰잉키카가쿠코교 가부시키가이샤), 플루오라드(FLUORAD) FC-170C, 동 171, 동 430, 동 431(이상, 스미토모 쓰리엠 가부시키가이샤), 서플론(SURFLON) S-112, 동 113, 동 131, 동 141, 동 145, 동 382, 서플론 SC-101, 동 102, 동 103, 동 104, 동 105, 동 106(이상, 아사히가라스 가부시키가이샤), 에프톱(EFTOP) EF301, 동 303, 동 352(이상, 신아키타카세이 가부시키가이샤), 프터젠트(FTERGENT) FT-100, 동 110, 동 140A, 동 150, 동 250, 동 251, 동 300, 동 310, 동 400S, 프터젠트 FTX-218, 동 251(이상, 가부시키가이샤 네오스) 등을 들 수 있다.
실리콘계 계면 활성제의 시판품으로서는, 예를 들면 토레실리콘(TORAY SILICON) DC3PA, 동 DC7PA, 동 SH11PA, 동 SH21PA, 동 SH28PA, 동 SH29PA, 동 SH30PA, 동 SH-190, 동 SH-193, 동 SZ-6032, 동 SF-8428, 동 DC-57, 동 DC-190(이상, 토레·다우코닝·실리콘 가부시키가이샤), TSF-4440, TSF-4300, TSF-4445, TSF-4446, TSF-4460, TSF-4452(이상, GE 도시바실리콘 가부시키가이샤), 오르가노실록산 폴리머 KP341(신에츠카가쿠코교 가부시키가이샤) 등을 들 수 있다.
그 외의 계면 활성제로서는, 예를 들면 폴리옥시에틸렌라우릴에테르, 폴리옥시에틸렌스테아릴에테르, 폴리옥시에틸렌올레일에테르 등의 폴리옥시에틸렌알킬에테르; 폴리옥시에틸렌-n-옥틸페닐에테르, 폴리옥시에틸렌-n-노닐페닐에테르 등의 폴리옥시에틸렌아릴에테르; 폴리옥시에틸렌디라우레이트, 폴리옥시에틸렌디스테아레이트 등의 폴리옥시에틸렌디알킬에스테르 등의 비이온계 계면 활성제, (메타)아크릴산계 공중합체 폴리플로우(POLYFLOW) No.57, 동 NO.95(이상, 쿄에이샤카가쿠 가부시키가이샤) 등을 들 수 있다.
[H] 계면 활성제의 사용량으로서는, [A] 에폭시 화합물 100질량부에 대하여, 1.0질량부 이하가 바람직하고, 0.7질량부 이하가 보다 바람직하다. [H] 계면 활성제의 사용량이 1.0질량부를 초과하면, 막 불균일을 발생시키기 쉬워진다.
[[I] 보존 안정제]
[I] 보존 안정제로서는, 예를 들면 황, 퀴논류, 하이드로퀴논류, 폴리옥시 화합물, 아민, 니트로니트로소 화합물 등을 들 수 있고, 보다 구체적으로는, 4-메톡시페놀, N-니트로소-N-페닐하이드록실아민알루미늄 등을 들 수 있다.
[I] 보존 안정제의 사용량으로서는 [A] 에폭시 화합물 100질량부에 대하여, 3.0질량부 이하가 바람직하고, 0.5질량부 이하가 보다 바람직하다. [I] 보존 안정제의 배합량이 3.0질량부를 초과하면, 감도가 저하되어 패턴 형상이 열화되는 경우가 있다.
[[J] 내열성 향상제]
[J] 내열성 향상제로서는, 예를 들면 N-(알콕시메틸)글리콜우릴 화합물, N-(알콕시메틸)멜라민 화합물 등을 들 수 있다.
N-(알콕시메틸)글리콜우릴 화합물로서는, 예를 들면 N,N,N',N'-테트라(메톡시메틸)글리콜우릴, N,N,N',N'-테트라(에톡시메틸)글리콜우릴, N,N,N',N'-테트라(n-프로폭시메틸)글리콜우릴, N,N,N',N'-테트라(i-프로폭시메틸)글리콜우릴, N,N,N',N'-테트라(n-부톡시메틸)글리콜우릴, N,N,N',N'-테트라(t-부톡시메틸)글리콜우릴 등을 들 수 있다. 이들 N-(알콕시메틸)글리콜우릴 화합물 중, N,N,N',N'-테트라(메톡시메틸)글리콜우릴이 바람직하다.
N-(알콕시메틸)멜라민 화합물로서는, 예를 들면 N,N,N',N',N",N"-헥사(메톡시메틸)멜라민, N,N,N',N',N",N"-헥사(에톡시메틸)멜라민, N,N,N',N',N",N"-헥사(n-프로폭시메틸)멜라민, N,N,N',N',N",N"-헥사(i-프로폭시메틸)멜라민, N,N,N',N',N",N"-헥사(n-부톡시메틸)멜라민, N,N,N',N',N",N"-헥사(t-부톡시메틸)멜라민 등을 들 수 있다. 이들 N-(알콕시메틸)멜라민 화합물 중, N,N,N',N',N",N"-헥사(메톡시메틸)멜라민이 바람직하다. 시판품으로서는, 예를 들면 니칼락(NIKALAC) N-2702, 동 MW-30M(이상, 가부시키가이샤 산와케미컬) 등을 들 수 있다.
[J] 내열성 향상제의 사용량으로서는, [A] 에폭시 화합물 100질량부에 대하여, 바람직하게는 50질량부 이하이고, 보다 바람직하게는 30질량부 이하이다. [J]내열성 향상제의 배합량이 50질량부를 초과하면, 감도가 저하되어 패턴 형상이 열화되는 경우가 있다.
＜착색 조성물의 조제 방법＞
본 발명의 착색 조성물은, [A] 에폭시 화합물, [B] 착색제, [C] 화합물, [D]아민 화합물, 적합 성분으로서의 [E] 중합성 화합물 및 [F] 감방사선성 중합 개시제 그리고 그 외의 임의 성분을 균일하게 혼합함으로써 조제된다. 이 착색 조성물은, 바람직하게는 적당한 용매에 용해되어 용액상으로 이용된다.
당해 착색 조성물의 조제에 이용되는 용매로서는, [A] 에폭시 화합물, [B] 착색제, [C] 화합물, [D] 아민 화합물, [E] 중합성 화합물, [F] 감방사선성 중합 개시제 및 필요에 따라서 그 외의 임의 성분을 균일하게 용해하고, 각 성분과 반응하지 않는 것이 이용된다. 이러한 용매로서는, 전술한 [A] 에폭시 화합물을 합성하기 위해 사용할 수 있는 용매로서 예시한 것과 동일한 것을 들 수 있다.
이러한 용매 중, 각 성분의 용해성, 각 성분과의 반응성, 도막 형성의 용이성 등의 관점에서, 예를 들면
에틸렌글리콜모노메틸에테르, 에틸렌글리콜모노에틸에테르, 에틸렌글리콜모노-n-프로필에테르, 에틸렌글리콜모노-n-부틸에테르, 디에틸렌글리콜모노메틸에테르, 디에틸렌글리콜모노에틸에테르, 디에틸렌글리콜모노-n-프로필에테르, 디에틸렌글리콜모노-n-부틸에테르, 트리에틸렌글리콜모노메틸에테르, 트리에틸렌글리콜모노에틸에테르, 프로필렌글리콜모노메틸에테르, 프로필렌글리콜모노에틸에테르, 프로필렌글리콜모노-n-프로필에테르, 프로필렌글리콜모노-n-부틸에테르, 디프로필렌글리콜모노메틸에테르, 디프로필렌글리콜모노에틸에테르, 디프로필렌글리콜모노-n-프로필에테르, 디프로필렌글리콜모노-n-부틸에테르, 트리프로필렌글리콜모노메틸에테르, 트리프로필렌글리콜모노에틸에테르 등의 (폴리)알킬렌글리콜모노알킬에테르류;
에틸렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 에틸렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 에틸렌글리콜모노-n-프로필에테르아세테이트, 에틸렌글리콜모노-n-부틸에테르아세테이트, 디에틸렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 디에틸렌글리콜모노에틸 에테르아세테이트, 디에틸렌글리콜모노-n-프로필에테르아세테이트, 디에틸렌글리콜 모노-n-부틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 프로필렌 글리콜모노에틸에테르아세테이트, 3-메톡시부틸아세테이트, 3-메틸-3-메톡시부틸 아세테이트 등의 (폴리)알킬렌글리콜모노알킬에테르아세테이트류;
디에틸렌글리콜디메틸에테르, 디에틸렌글리콜메틸에틸에테르, 디에틸렌글리콜디에틸에테르, 테트라하이드로푸란 등의 기타 에테르류;
메틸에틸케톤, 사이클로헥산온, 2-헵탄온, 3-헵탄온, 디아세톤알코올(4-하이드록시-4-메틸펜탄-2-온), 4-하이드록시-4-메틸헥산-2-온 등의 케톤류;
프로필렌글리콜디아세테이트, 1,3-부틸렌글리콜디아세테이트, 1,6-헥산디올 디아세테이트 등의 디아세테이트류;
락트산 메틸, 락트산 에틸 등의 락트산 알킬에스테르류;
아세트산 에틸, 아세트산 n-프로필, 아세트산 i-프로필, 아세트산 n-부틸, 아세트산 i-부틸, 포름산 n-펜틸, 아세트산 i-펜틸, 3-메톡시부틸아세테이트, 3-메틸-3-메톡시부틸아세테이트, 프로피온산 n-부틸, 3-메톡시부틸아세테이트, 3-메틸-3-메톡시부틸프로피오네이트, 부티르산 에틸, 부티르산 n-프로필, 부티르산 i-프로필, 부티르산 n-부틸, 하이드록시아세트산 에틸, 에톡시아세트산 에틸, 3-메톡시 프로피온산 메틸, 3-메톡시프로피온산 에틸, 3-에톡시프로피온산 메틸, 3-에톡시 프로피온산 에틸, 피루브산 메틸, 피루브산 에틸, 피루브산 n-프로필, 아세토아세트산 메틸, 아세토아세트산 에틸, 2-하이드록시-2-메틸프로피온산 에틸, 2-하이드록시-3-메틸부티르산 메틸, 2-옥소부티르산 에틸 등의 기타 에스테르류;
톨루엔, 자일렌 등의 방향족 탄화 수소류;
N-메틸피롤리돈, N,N-디메틸포름아미드, N,N-디메틸아세트아미드 등의 아미드류 등을 들 수 있다.
이들 용매 중, 용해성, 안료 분산성, 도포성 등의 관점에서, 프로필렌글리콜 모노메틸에테르, 프로필렌글리콜모노에틸에테르, 에틸렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노에틸에테르 아세테이트, 3-메톡시부틸아세테이트, 디에틸렌글리콜디메틸에테르, 디에틸렌글리콜메틸에틸에테르, 사이클로헥산온, 2-헵탄온, 3-헵탄온, 1,3-부틸렌글리콜디아세테이트, 1,6-헥산디올디아세테이트, 락트산 에틸, 3-메톡시프로피온산 에틸, 3-에톡시프로피온산 메틸, 3-에톡시프로피온산 에틸, 3-메틸-3-메톡시부틸프로피오네이트, 아세트산 n-부틸, 아세트산 i-부틸, 포름산 n-아밀, 아세트산 i-아밀, 프로피온산 n-부틸, 부티르산 에틸, 부티르산 i-프로필, 부티르산 n-부틸, 피루브산 에틸이 바람직하다. 용매는 단독 또는 2종 이상을 사용할 수 있다.
또한, 상기 용매와 함께, 벤질에틸에테르, 디-n-헥실에테르, 아세토닐아세톤, 이소포론, 카프로산(caproic acid), 카프릴산, 1-옥탄올, 1-노난올, 아세트산 벤질, 벤조산 에틸, 옥살산 디에틸, 말레산 디에틸, γ-부티로락톤, 탄산 에틸렌, 탄산 프로필렌, 에틸렌글리콜모노페닐에테르아세테이트 등의 고비점 용매를 병용할 수도 있다.상기 고비점 용매는, 단독 또는 2종 이상을 사용할 수 있다.
용매의 함유량으로서는 한정되지 않지만, 얻어지는 착색 조성물의 도포성, 안정성 등의 관점에서 당해 착색 조성물의 용매를 제외한 각 성분의 합계 농도가, 5질량％∼50질량％가 되는 양이 바람직하고, 10질량％∼40질량％가 되는 양이 보다 바람직하다.
당해 착색 조성물을 용액 상태로서 조제하는 경우, 고형분 농도(조성물 용액중에서 차지하는 용매 이외의 성분)는, 사용 목적이나 소망하는 막두께의 값 등에 따라서 임의의 농도(예를 들면 5질량％∼50질량％)로 설정할 수 있다. 더욱 바람직한 고형분 농도는, 기판 상으로의 도막의 형성법에 따라 상이하지만, 이에 대해서는 후술한다. 이와 같이 하여 조제된 조성물 용액은, 공경 0.5㎛ 정도의 밀리포어 필터 등을 이용하여 여과한 후, 사용에 제공할 수 있다.
＜컬러 필터의 제조 방법＞
본 발명에는 당해 착색 조성물로 형성되는 착색 패턴 및 컬러 필터도 적합하게 포함된다. 당해 컬러 필터의 제조 방법은,
(1) 당해 착색 조성물을 도포하여, 기판 상에 도막을 형성하는 공정,
(2) 상기 도막에 착색 패턴을 형성하는 공정 및,
(3) 상기 착색 패턴을 200℃ 이하에서 소성하는 공정을 갖는다.
이하, 각 공정을 상술한다.
[공정 (1)]
본 공정은, 당해 착색 조성물의 도막을 기판 상에 형성하는 공정이다. 기판의 표면 상에, 필요에 따라서 화소를 형성하는 부분을 구획하도록 차광층(블랙 매트릭스)을 형성한다. 이어서, 이 기판 상에, 예를 들면 적색의 착색제를 함유하는 당해 착색 조성물을 도포한 후, 프리베이킹을 행해 용매를 증발시켜, 도막을 형성한다. 기판 상에 착색 패턴을 형성하는 기타 방법으로서는, 일본공개특허공보 평7-318723호, 일본공개특허공보 2000-310706호 등에 개시되어 있는 잉크젯 방식에 의해 각 색의 화소를 얻는 방법을 채용할 수 있다. 이 방법은 우선 기판의 표면 상에, 차광 기능도 겸한 격벽을 형성한다. 이어서, 형성된 격벽 내에, 예를 들면 적색의 착색제를 함유하는 당해 착색 조성물을, 잉크젯 장치에 의해 토출한 후, 프리베이킹을 행하여 용매를 증발시킨다. 이어서, 이 도막을 필요에 따라서 노광하여 적색의 화소 패턴을 형성한다. 또한, 상기 격벽은, 차광 기능뿐만 아니라, 구획 내에 토출된 각 색의 착색 조성물이 혼색되지 않기 위한 기능도 수행하고 있기 때문에, 상기의 블랙 매트릭스에 비해 막두께가 두껍다.
기판의 재료로서는, 예를 들면 유리, 실리콘, 폴리카보네이트, 폴리에스테르, 방향족 폴리아미드, 폴리아미드이미드, 폴리이미드 등을 들 수 있다. 또한, 이들 기판에는, 소망에 따라 실란 커플링제 등에 의한 약품 처리, 플라즈마 처리, 이온 플레이팅, 스퍼터링, 기상(氣相) 반응법, 진공 증착 등의 적절한 전(前)처리를 시행해 둘 수도 있다.
착색 조성물을 기판에 도포하는 방법으로서는, 스프레이법, 롤 코팅법, 회전 도포법(스핀 코팅법), 슬릿 다이 도포법, 바 도포법 등을 들 수 있다. 이들 중, 스핀 코팅법, 슬릿 다이 도포법이 바람직하다.
프리베이킹은, 통상, 감압 건조와 가열 건조를 조합하여 행해진다. 감압 건조로서는, 통상 50Pa∼200Pa에 도달할 때까지 행한다. 또한, 가열 건조의 조건으로서는, 통상 70℃∼110℃에서 1분∼10분 정도이다.
건조 후의 막두께로서는, 통상 0.6㎛∼8.0㎛, 바람직하게는 1.2㎛∼5.0㎛이다.
[공정 (2)]
본 공정에서는, 상기 도막에 착색 패턴을 형성하는 공정이다. 공정 (1)에서 형성한 도막에 포토마스크를 개재하여 노광을 하고, 알칼리 현상액을 이용하여 현상하여, 도막의 미(未)노광부를 용해 제거함으로써 적색의 화소 패턴이 소정의 배열로 배치된 화소 어레이가 형성되어 착색 패턴이 된다.
이어서, 녹색 또는 청색의 각 착색 조성물을 이용하여 공정 (1) 및 (2)를 반복해 녹색의 화소 어레이 및 청색의 화소 어레이를 동일 기판 상에 순차로 형성한다. 이에 따라, 적색, 녹색 및 청색의 삼원색의 화소 어레이가 기판 상에 배치된다. 단, 본 발명에 있어서는, 각 색의 화소를 형성하는 순서 및 색 수는, 상기의 것에 한정되지 않는다.
또한, 블랙 매트릭스는, 스퍼터나 증착에 의해 성막한 크롬 등의 금속 박막을, 포토리소그래피법을 이용하여 소망하는 패턴으로 함으로써 형성할 수 있지만, 흑색의 착색제를 함유하는 당해 착색 조성물을 이용해, 상기 화소의 형성의 경우와 동일하게 하여 형성할 수 있다.
방사선의 광원으로서는, 예를 들면 크세논 램프, 할로겐 램프, 텅스텐 램프, 고압 수은등, 초고압 수은등, 메탈 할라이드 램프, 중압 수은등, 저압 수은등 등의 램프 광원이나 아르곤 이온 레이저, YAG 레이저, XeCl 엑시머-레이저, 질소 레이저등의 레이저 광원 등을 들 수 있다. 파장이 190㎚∼450㎚의 범위에 있는 방사선이 바람직하다. 방사선의 노광량으로서는, 10J/㎡∼10,000J/㎡이 바람직하다.
알칼리 현상액으로서는, 탄산 나트륨, 수산화 나트륨, 수산화 칼륨, 테트라메틸암모늄하이드로옥사이드, 콜린, 1,8-디아자바이사이클로-[5.4.0]-7-운데센, 1,5-디아자바이사이클로-[4.3.0]-5-노넨이 바람직하다.
알칼리 현상액에는, 예를 들면 메탄올, 에탄올 등의 수용성 유기 용매나 계면 활성제 등을 적량 첨가할 수 있다. 또한, 알칼리 현상 후는 통상, 물세정한다. 현상 처리법으로서는, 샤워 현상법, 스프레이 현상법, 딥(침지) 현상법, 퍼들 현상법 등을 적용할 수 있다. 현상 조건으로서는, 상온에서 5초∼300초가 바람직하다.
[공정 (3)]
본 공정은, 상기 착색 패턴을 200℃ 이하에서 소성하는 공정이다. 공정 (2)에서 착색 패턴을 형성한 후, 소성(포스트베이킹)을 행함으로써, 착색 패턴을 경화시켜 컬러 필터를 제조한다. 가열 조건으로서는 200℃ 이하이다. 가열 시간으로서는, 10분∼60분이다. 본 발명에서는 포스트베이킹 온도가 저온이라도, 내용매성 등의 양호한 착색 패턴을 얻을 수 있다. 구체적으로는, 포스트베이킹 온도가 200℃ 이하라도, 나아가서는 180℃ 이하라도, 충분한 내용매성 등을 갖는 컬러 필터가 얻어진다. 화소의 막두께로서는, 통상 0.5㎛∼5.0㎛, 바람직하게는 1.0㎛∼3.0㎛이다.
＜컬러 표시 소자＞
본 발명에는 당해 컬러 필터를 구비하는 컬러 표시 소자도 적합하게 포함된다. 당해 컬러 표시 소자는, 적절한 구조를 취할 수 있다. 예를 들면, 컬러 필터를, 박막 트랜지스터(TFT)가 배치된 구동용 기판과는 다른 기판 상에 형성하고, 구동용 기판과 컬러 필터를 형성한 기판이, 액정층을 개재하여 대향한 구조를 취할 수 있다. 또한, 박막 트랜지스터(TFT)가 배치된 구동용 기판의 표면 상에 컬러 필터를 형성한 기판과, ITO(주석을 도프한 산화 인듐) 전극을 형성한 기판이, 액정층을 개재하여 대향한 구조를 취할 수도 있다. 후자의 구조는, 개구율을 현격히 향상시킬 수 있어, 밝고 고정세한 액정 표시 소자가 얻어진다는 이점을 갖는다.
(실시예)
이하, 실시예에 기초하여 본 발명을 상술하지만, 이 실시예로 본 발명이 한정적으로 해석되는 것은 아니다.
＜[A] 에폭시 화합물의 합성＞
[합성예 1]
냉각관 및 교반기를 구비한 플라스크에, 2,2'-아조비스(2,4-디메틸발레로니트릴) 5질량부 및 디에틸렌글리콜메틸에틸에테르 220질량부를 넣었다. 계속해서, (a1) 화합물로서의 메타크릴산 12질량부, (a2) 화합물로서의 메타크릴산 트리사이클로[5.2.1.02,6]데칸-8-일 28질량부 및 메타크릴산 글리시딜 40질량부, 그리고 (a3) 화합물로서의 스티렌 20질량부를 넣고, 질소 치환하여 온화하게 교반을 계속하면서, 용액의 온도를 70℃로 상승시켜, 이 온도를 5시간 보존유지해 중합함으로써, [A] 에폭시 화합물로서의 [A] 공중합체 (A-3)을 함유하는 용액을 얻었다. 얻어진 중합체 용액의 고형분 농도는 31.3％이고, 공중합체 (A-3)의 Mw는 12,000이었다.
[합성예 2]
냉각관 및 교반기를 구비한 플라스크에, 2,2'-아조비스(2,4-디메틸발레로니트릴) 5질량부 및 디에틸렌글리콜메틸에틸에테르 220질량부를 넣었다. 계속해서, (a1) 화합물로서의 메타크릴산 18질량부, (a2) 화합물로서의 메타크릴산트리사이클로[5.2.1.02,6]데칸-8-일 23질량부, 메타크릴산 글리시딜 20질량부 및 메타크릴산 2-메틸글리시딜 14질량부, 그리고 (a3) 화합물로서의 스티렌 10질량부 및 메타크릴산 메틸 15질량부를 넣고, 질소 치환하여, 온화하게 교반을 계속하면서, 용액의 온도를 70℃로 상승시켜, 이 온도를 5시간 보존유지해 중합함으로써, [A] 에폭시 화합물로서의 [A] 공중합체 (A-4)를 함유하는 용액을 얻었다. 얻어진 중합체 용액의 고형분 농도는 31.5％이고, 공중합체 (A-4)의 Mw는 10,100이었다.
[합성예 3]
냉각관 및 교반기를 구비한 플라스크에, 2,2'-아조비스(이소부티로니트릴) 5 질량부 및 3-메톡시부틸아세테이트 220질량부를 넣었다. 계속해서, (a1) 화합물로서의 메타크릴산 18질량부, (a2) 화합물로서의 메타크릴산-3,4-에폭시사이클로헥실 메틸 36질량부, 그리고 (a3) 화합물로서의 스티렌 10질량부 및 메타크릴산 벤질 36질량부를 넣고, 온화하게 교반을 계속하면서, 용액의 온도를 80℃로 상승시켜, 이 온도를 5시간 보존유지해 중합함으로써, [A] 에폭시 화합물로서의 [A] 공중합체 (A-5)를 함유하는 용액을 얻었다. 얻어진 중합체 용액의 고형분 농도는 30.9％이고, 공중합체 (A-5)의 Mw는 9,800이었다.
[합성예 4]
냉각관 및 교반기를 구비한 플라스크에, 2,2'-아조비스(이소부티로니트릴) 5 질량부 및 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 220질량부를 넣었다. 계속해서, 메타크릴산 벤질 80질량부, 메타크릴산 20질량부를 넣고, 온화하게 교반을 계속하면서, 용액의 온도를 80℃로 상승시켜, 이 온도를 5시간 보존유지해 중합함으로써, 공중합체 (CA-1)을 함유하는 용액을 얻었다. 얻어진 중합체 용액의 고형분 농도는 31.0％이고, 공중합체 (CA-1)의 Mw는 10,000이었다.
＜착색 조성물의 조제＞
각 착색 조성물의 조제에 사용한 각 성분의 상세를 이하에 나타낸다.
[A] 에폭시 화합물
A-1 : 3,4-에폭시사이클로헥실메틸-3',4'-에폭시사이클로헥산카복시레이트
A-2 : 페놀 노볼락형 에폭시 수지(재팬 에폭시 레진사, 에피코트 152)
[B] 착색제
B-1 : C.I. 솔벤트 레드 45
B-2 : C.I. 솔벤트 옐로우 98
B-3 : C.I. 솔벤트 블루 67
B-4 : C.I. 솔벤트 옐로우 82
B-5 : C.I. 솔벤트 블루 35
B-6 : C.I. 솔벤트 블루 59
B-7 : Valifast　yellow　1101
B-8 : C.I. 애시드 블랙 24
[C] 화합물
C-1 : 하기식으로 나타나는 5-니트로이소프탈산
Figure 112011057377656-pat00008
C-2 : 하기식으로 나타나는 5-하이드록시이소프탈산
Figure 112011057377656-pat00009
C-3 : 하기식으로 나타나는 1,1,2,2-테트라키스(4-하이드록시페닐)에탄
Figure 112011057377656-pat00010
[D] 아민 화합물
D-1 : 2-페닐-4-메틸-5-하이드록시메틸이미다졸
D-2 : 2-메틸이미다졸
D-3 : 에틸-4-메틸이미다졸
D-4 : 2-메틸벤조이미다졸
D-5 : 트리에틸아민
포접 화합물
하기에 나타내는 포접 화합물로서의 Z-1∼Z-10은, 각각 호스트 화합물로서의 상기 [C] 화합물에, [D] 아민 화합물이 포접된 화합물이다.
Z-1 : C-1(0.67질량부)과 D-1(0.33질량부)(2：1)
Z-2 : C-2(0.67질량부)와 D-1(0.33질량부)(2：1)
Z-3 : C-3(0.67질량부)과 D-1(0.33질량부)(2：1)
Z-4 : C-1(0.67질량부)과 D-2(0.33질량부)(2：1)
Z-5 : C-2(0.67질량부)와 D-2(0.33질량부)(2：1)
Z-6 : C-3(0.67질량부)과 D-2(0.33질량부)(2：1)
Z-7 : C-1(0.67질량부)과 D-3(0.33질량부)(2：1)
Z-8 : C-2(0.67질량부)와 D-3(0.33질량부)(2：1)
Z-9 : C-3(0.67질량부)과 D-3(0.33질량부)(2：1)
Z-10 : C-3(0.50질량부)과 D-4(0.50질량부)(1：1)
[E] 중합성 화합물
E-1 : 디펜타에리트리톨펜타아크릴레이트와 디펜타에리트리톨헥사아크릴레이트와의 혼합물(KAYARAD　DPHA, 닛폰카야쿠 가부시키가이샤)
E-2 : 다관능 아크릴레이트 화합물의 혼합물(KAYARAD　DPHA-40H, 닛폰카야쿠 가부시키가이샤)
E-3 : 1,9-노난디올디아크릴레이트
E-4 : 펜타에리트리톨테트라아크릴레이트
E-5 : 트리메틸올프로판트리아크릴레이트
E-6 : ω-카복시폴리카프로락톤모노아크릴레이트(아로닉스 M-5300, 토아고세 가부시키가이샤)
E-7 : 숙신산 변성 펜타에리트리톨트리아크릴레이트(아로닉스 TO-756, 토아고세 가부시키가이샤)
E-8 : 에틸렌옥사이드 변성 디펜타에리트리톨헥사아크릴레이트
[F] 감방사선성 중합 개시제
F-1 : 1,2-옥탄디온-1-[4-(페닐티오)-2-(O-벤조일옥심)](이르가큐어(IRGACURE) OXE01, 치바·스페셜티·케미컬즈 가부시키가이샤)
F-2 : 에탄온-1-[9-에틸-6-(2-메틸벤조일)-9H-카르바졸-3-일]-1-(O-아세틸옥심)(이르가큐어 OXE02, 치바·스페셜티·케미컬즈 가부시키가이샤)
F-3 : 2-메틸-1-(4-메틸티오페닐)-2-모르폴리노프로판-1-온(이르가큐어 907, 치바·스페셜티·케미컬즈 가부시키가이샤)
F-4 : 2-디메틸아미노-2-(4-메틸벤질)-1-(4-모르폴린-4-일-페닐)-부탄-1-온(이르가큐어 379, 치바·스페셜티·케미컬즈 가부시키가이샤)
[G] 접착 보조제
G-1 : γ-글리시독시프로필트리메톡시실란
[H] 계면 활성제
H-1 : 불소계 계면 활성제(FTX-218, 가부시키가이샤 네오스사)
H-2 : 실리콘계 계면 활성제(토레실리콘(TORAY SILICON) SH21PA, 토레·다우코닝·실리콘 가부시키가이샤)
[I] 보존 안정제
I-1 : 4-메톡시페놀
용매
S-1 : 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트
S-2 : 사이클로헥산온
S-3 : 락트산 에틸
[실시예 1∼15 및 비교예 1∼4]
표 1에 나타내는 종류, 배합량의 [A] 성분, [B] 착색제, [C] 포접 화합물, [E] 중합성 화합물, [F] 감방사선성 중합 개시제, [G] 접착 보조제, [H] 계면 활성제, [I] 보존 안정제 및 용매를 혼합하고, 고형분 농도가 30질량％가 되도록, 용매를 더한 후, 공경 0.5㎛의 밀리포어 필터로 여과함으로써, 착색 조성물을 조제했다. 또한, 칸 중의 「-」는 해당하는 성분을 사용하지 않은 것을 나타낸다. 또한, 각 감방사선성 수지 조성물의 25℃에서의 점도(mPa·s)의 측정 결과에 대해서도 아울러 표 1에 나타낸다.
＜평가＞
조제한 착색 조성물에 대해서 하기의 평가를 행했다. 결과를 표 1에 아울러 나타낸다.
[보존 안정성(％)]
얻어진 착색 조성물을 40℃의 오븐 안에서 1주간 방치하고, 가온 전후의 점도를 측정하여, 점도 변화율(％)을 구해 보존 안정성(％)으로 했다. 점도 변화율이 5％ 이하인 경우에 보존 안정성을 양호라고 판단하고, 5％를 초과하는 경우에 보존 안정성을 불량이라고 판단했다. 또한, 점도는, E형 점도계(VISCONIC　ELD.R, 토키산교 가부시키가이샤)를 이용하여 25℃에서 측정했다.
＜착색 패턴의 형성＞
표면에 나트륨 이온의 용출을 방지하는 SiO2막이 형성된 소다 유리 기판 상 에, 각 착색 조성물을, 스핀 코터를 이용하여 도포했다. 이어서, 90℃의 핫 플레이트에서 2분간 프리베이킹를 행하여, 프리베이킹 후의 막두께가 2.5㎛의 도막을 형성했다. 이들 기판을 실온에 냉각한 후, 고압 수은 램프를 이용하고, 포토마스크를 개재하여, 도막에 365㎚, 405㎚ 및 436㎚의 각 파장을 포함하는 방사선을 100(J/㎡), 300(J/㎡), 500(J/㎡), 700(J/㎡), 1,000(J/㎡)의 노광량으로 노광했다. 그 후, 이들 기판에 대하여 현상액(23℃의 0.04질량％ 수산화 칼륨 수용액)을 현상압 1(kgf/㎠)(노즐경 1mm)로 토출함으로써, 샤워 현상을 행하여 기판 상에 200×200㎛의 착색 패턴을 제조했다. 또한 180℃에서 30분간 포스트베이킹를 행했다.
＜평가＞
형성한 착색 패턴에 대해서 하기의 평가를 행했다. 결과를 표 1에 아울러 나타낸다.
[현상내성]
상기 각 착색 패턴의 형성에 있어서, 하기식으로부터 산출되는 현상 전후의 막두께비로부터 현상내성(％)을 평가했다.
현상내성(％)＝(현상 후의 막두께/현상 전의 막두께)×100
현상내성이, 95％ 이상인 경우를 「A」(양호라고 판단), 95％ 미만인 경우 또는 착색 패턴의 일부에 결손이 인정되는 경우를 「B」(약간 불량이라고 판단), 패턴이 모두 기판으로부터 벗겨지는 경우를 「C」(불량이라고 판단)로 했다.
[내열성]
1,000(J/㎡)의 노광량으로 노광한 것 이외는 상기 착색 패턴의 형성과 동일하게 조작하여 착색 패턴을 형성했다. 또한 180℃에서 30분간 추가 가열했다. 그리고, 추가 가열 전후의 색 변화 ΔEab*를 구했다. ΔEab*가 3 미만인 경우를 「A」(양호라고 판단), 3 이상 5 미만인 경우를 「B」(약간 양호라고 판단), 5 이상인 경우를 「C」(불량이라고 판단)로 했다.
[내용매성]
상기 내열성 평가와 동일하게 조작하여 착색 패턴을 형성했다. 이 기판을 60℃의 N-메틸피롤리돈에 30분간 침지했다. 침지 후에 착색 패턴이 보존유지되어 있고, 또한 침지 후의 N-메틸피롤리돈이 전혀 착색되지 않은 경우를 「A」(양호라고 판단), 침지 후에 착색 패턴이 보존유지되어 있기는 하지만 침지 후의 N-메틸피롤리돈이 약간 착색된 경우를 「B」(약간 양호라고 판단), 침지 후에 기판으로부터 박리되는 착색 패턴이 관찰됨과 함께 침지 후의 N-메틸피롤리돈이 착색된 경우를 「C」(불량이라고 판단)로 했다.
[전압 보전율(％)]
표면에 나트륨 이온의 용출을 방지하는 SiO2막이 형성되고, 추가로 ITO(인듐-산화 주석 합금) 전극을 소정 형상으로 증착한 소다 유리 기판 상에, 당해 착색 조성물을, 스핀 코팅한 후, 90℃의 클린 오븐 내에서 10분간 프리베이킹를 행하여, 막두께 2.0㎛의 도막을 형성했다. 이어서, 포토마스크를 개재하지 않고, 도막에 500J/㎡의 노광량으로 노광했다. 그 후, 이 기판을 23℃의 0.04질량％의 수산화 칼륨 수용액으로 이루어지는 현상액에 1분간 침지하고, 현상한 후, 초순수로 세정하여 풍건하고, 추가로 180℃에서 60분간 포스트베이킹를 행하여, 도막을 경화시켜, 영구 경화막을 형성했다. 이어서, 이 착색 패턴을 형성한 기판과 ITO 전극을 소정 형상으로 증착했을 뿐인 기판을, 0.8mm의 유리 비즈를 혼합한 시일제로 접합한 후, 메르크사 제조 액정(MLC6608)을 주입하여, 액정 셀을 제작했다. 이어서, 액정 셀을 60℃의 항온조에 넣고, 액정 셀의 전압 보전율을, 액정 전압 보전율 측정 시스템(VHR-1 A형, 가부시키가이샤 토요테크니카)에 의해 측정했다. 이때의 인가 전압은 5.5V의 방형파(方形波), 측정 주파수는 60Hz이다. 여기에서 전압 보전율이란, (16.7밀리초 후의 액정 셀 전위차/0밀리초로 인가한 전압)의 값이다. 액정 셀의 전압 보전율이 90％ 미만이면, 액정 셀은 16.7밀리초의 시간, 인가 전압을 소정 수준으로 유지하지 못하고, 충분히 액정을 배향시키지 못하는 것을 의미하며, 잔상 등의 「번인(burn in)」을 일으킬 우려가 높다.
＜컬러 필터의 제조＞
실시예 3∼5의 착색 조성물(실시예 3 적색 재료, 실시예 4 녹색 재료, 실시예 5 청색 재료)을 사용하여, 컬러 필터를 제조했다. 우선, 실시예 3의 착색 조성물을 블랙 매트릭스 패턴이 형성된 유리 기판에, 슬릿 다이 코터에 의해 도포하고, 핫 플레이트 상에서 90℃, 2분간 프리베이킹하여 도막을 형성했다. 그 후, 소정의 패턴 마스크를 개재하고, 노광기 Canon　PLA501F(캐논 가부시키가이샤)를 이용하여 ghi선(파장 436㎚, 405㎚, 365㎚의 강도비＝2.7：2.5：4.8)을 i선 환산으로 1,000 J/㎡의 노광량으로 조사하고, 0.05％ 수산화 칼륨 수용액을 이용하여 현상하고, 초순수로 60초간 린스한 후, 추가로 오븐 안에서 180℃에서 30분간 가열 처리하여, 막두께가 2.0㎛의 적색의 스트라이프 형상 패턴(패턴폭 100㎛)을 형성했다.
이어서, 동일하게 조작하고, 실시예 4의 착색 조성물을 이용하여 녹색의 스트라이프 형상 패턴을 형성했다. 또한 실시예 5의 착색 조성물을 이용하여 청색의 스트라이프 형상 패턴을 형성하고, 적, 녹, 및 청의 3색 스트라이프 형상 컬러 필터(스트라이프 폭 100㎛)를 형성했다. 상기의 포스트베이킹 온도 180℃, 30분의 조건으로 형성한 적색, 녹색, 청색의 3색 착색 패턴은, 경화 불충분에 의한 패턴의 결손, 기판으로부터의 벗겨짐 등의 문제가 발생하지 않고, 3색 스트라이프 형상 컬러 필터를 형성할 수 있었다. 또한, 얻어진 스트라이프 형상 컬러 필터의 위에, 보호막 형성용 조성물(JNPC-48GL　JSR 가부시키가이샤)을 슬릿 다이 코터로 도포한 후, 핫 플레이트 상에서 90℃, 5분간 프리베이킹하여 도막을 형성하고, 추가로 오븐 안에서 230℃에서 60분간 가열 처리하여, 컬러 필터의 상면으로부터의 막두께가 2.0㎛의 보호막을 형성했다.
[평탄성의 측정]
상기의 컬러 필터 상에 보호막을 갖는 기판에 대해서, 접촉식 막두께 측정 장치 α-스텝(텐코재팬 가부시키가이샤)으로 보호막의 표면의 요철(평탄성)을 측정했다(측정 길이 2,000㎛, 측정 범위 2,000㎛ 네모조각, 측정 점수 n＝5). 즉, 측정 방향을 적, 녹, 청 방향의 스트라이프 라인 단축 방향 및 적·적, 녹·녹, 청·청의 동일색의 스트라이프 라인 장축 방향의 2방향으로 하고, 각 방향에 대해 n＝5로 측정했다(합계의 n수는 10). 측정마다의 최고부와 최저부와의 고저차(㎚)의 10회의 평균값을 구했다. 이때의 평균값은 220㎚였다. 보호막 형성 후도 착색 패턴이 수축, 팽창하는 일 없이, 보호막의 표면의 요철은 없고, 양호한 평탄성을 나타냈다.
Figure 112011057377656-pat00011
표 1의 결과로부터 본 발명의 착색 조성물은, 양호한 보존 안정성을 갖는 것을 알 수 있었다. 또한, 당해 착색 조성물로 형성된 착색 패턴은 200℃ 이하의 저온 소성으로 형성되었음에도 불구하고, 현상내성, 내열성, 내용매성 및 전압 보전율이 우수한 것을 알 수 있었다. 또한 당해 착색 패턴을 구비하는 컬러 필터는 평탄성이 우수한 것을 알 수 있었다.
본 발명의 착색 조성물에 의하면, 착색제로서의 염료를 함유하면서, 보존 안정성과 저온 소성을 양립하고, 현상내성, 내열성, 내용매성, 전압 보전율 등이 우수한 착색 패턴 및 컬러 필터가 얻어진다. 따라서, 당해 착색 조성물은, 컬러 표시 소자용 컬러 필터, 고체 촬상 소자의 색 분해용 컬러 필터, 유기 EL 표시 소자용 컬러 필터, 전자 페이퍼 등의 플렉시블 디스플레이용 컬러 필터 등, 각종 컬러 필터의 제조에 적합하게 사용할 수 있다.

Claims (15)

  1. [A] 에폭시기를 갖는 화합물,
    [B] 착색제,
    [C] 수산기 또는 카복실기를 갖는 화합물 및,
    [D] 아민 화합물을 함유하고,
    25℃에서의 점도가 1.0mPa·s 이상 50mPa·s 이하이며,
    [A] 화합물이 갖는 에폭시기가, 옥시라닐기 또는 옥세타닐기이고,
    [C] 화합물이, 하기식 (1) 및 식 (2)로 각각 나타나는 화합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 화합물이고,
    [D] 아민 화합물이, 이미다졸 화합물 또는 벤조이미다졸 화합물이며,
    [A] 화합물 100질량부에 대한 [D] 아민 화합물의 함유량이 0.1질량부 이상 2.5질량부 이하
    인 착색 조성물:
    Figure 112017016406357-pat00017

    Figure 112017016406357-pat00018

    (식 (1) 중, X는, 단결합, 메틸렌기 또는 탄소수 2∼6의 알킬렌기이고; R1∼R8은 각각 독립적으로 수소 원자, 탄소수 1∼12의 알킬기, 할로겐 원자, 탄소수 1∼12의 알콕시기, 또는 치환기를 갖고 있어도 좋은 페닐기이며;
    식 (2) 중, R9는, 탄소수 1∼12의 알킬기, 탄소수 1∼12의 알콕시기, 니트로기, 또는 수산기임).
  2. 제1항에 있어서,
    [D] 아민 화합물이, [C] 화합물에 포접 가능한 착색 조성물.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기식 (1)로 나타나는 화합물이, 하기식 (1-1)로 나타나는 화합물인 착색 조성물 :
    Figure 112017016406357-pat00014

    (식 (1-1) 중, X 및 R1∼R8은, 상기식 (1)과 동일한 의미임).
  5. 제1항, 제2항 및 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    [D] 아민 화합물의 적어도 일부가, [C] 화합물에 포접되어 있는 착색 조성물.
  6. 제1항, 제2항 및 제4항 중 어느 한 항에 있어서,　
    [A] 에폭시기를 갖는 화합물이 중합체인 착색 조성물.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 중합체가, 카복실기를 추가로 갖는 착색 조성물.
  8. 제1항, 제2항 및 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    [E] 에틸렌성 불포화 결합을 갖는 중합성 화합물을 추가로 함유하는 착색 조성물.
  9. 제1항, 제2항 및 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    [F] 감방사선성 중합 개시제를 추가로 함유하는 착색 조성물.
  10. 제1항, 제2항 및 제4항 중 어느 한 항에 있어서,　
    [C] 화합물에 [D] 아민 화합물이 포접된 포접 화합물을, [A] 에폭시기를 갖는 화합물 및 [B] 착색제에 혼합하여 조제되고, 25℃에서의 점도가 1.0mPa·s 이상 50mPa·s 이하인 착색 조성물.
  11. [C] 수산기 또는 카복실기를 갖는 화합물에 [D] 아민 화합물이 포접된 포접 화합물을, [A] 에폭시기를 갖는 화합물 및 [B] 착색제에 혼합하고, 25℃에서의 점도가 1.0mPa·s 이상 50mPa·s 이하로 조제하는 공정을 갖고,
    [A] 화합물이 갖는 에폭시기가, 옥시라닐기 또는 옥세타닐기이고,
    [C] 화합물이, 하기식 (1) 및 식 (2)로 각각 나타나는 화합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 화합물이고,
    [D] 아민 화합물이, 이미다졸 화합물 또는 벤조이미다졸 화합물이며,
    [A] 화합물 100질량부에 대한 [D] 아민 화합물의 함유량이 0.1질량부 이상 2.5질량부 이하
    인 착색 조성물의 제조 방법:
    Figure 112017016406357-pat00019

    Figure 112017016406357-pat00020

    (식 (1) 중, X는, 단결합, 메틸렌기 또는 탄소수 2∼6의 알킬렌기이고; R1∼R8은 각각 독립적으로 수소 원자, 탄소수 1∼12의 알킬기, 할로겐 원자, 탄소수 1∼12의 알콕시기, 또는 치환기를 갖고 있어도 좋은 페닐기이며;
    식 (2) 중, R9는, 탄소수 1∼12의 알킬기, 탄소수 1∼12의 알콕시기, 니트로기, 또는 수산기임).
  12. 제1항, 제2항 및 제4항 중 어느 한 항에 기재된 착색 조성물로 형성되는 착색 패턴.
  13. 제12항에 기재된 착색 패턴을 구비하는 컬러 필터.
  14. 제13항에 기재된 컬러 필터를 구비하는 컬러 표시 소자.
  15. (1) 제1항, 제2항 및 제4항 중 어느 한 항에 기재된 착색 조성물을 도포하여, 기판 상에 도막을 형성하는 공정,
    (2) 상기 도막에 착색 패턴을 형성하는 공정 및,
    (3) 상기 착색 패턴을 200℃ 이하에서 소성하는 공정을 갖는 컬러 필터의 제조 방법.
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