KR20030028392A

KR20030028392A - 잉크젯 방식 컬러 필터용 격벽

Info

Publication number: KR20030028392A
Application number: KR1020020058295A
Authority: KR
Inventors: 료우이찌 기무라; 히데또시 미야모또
Original assignee: 제이에스알 가부시끼가이샤
Priority date: 2001-09-27
Filing date: 2002-09-26
Publication date: 2003-04-08
Also published as: JP3937890B2; CN1409132A; TWI223104B; JP2003172817A; CN100416311C

Abstract

격벽의 높이 방향으로 잉크젯 방식 컬러 필터용 잉크와의 접촉각이 다른 적어도 2개의 영역을 가지고, 가장 높은 접촉각을 갖는 영역이 가장 낮은 접촉각을 갖는 영역의 상부에 위치하는 잉크젯 방식 컬러 필터용 격벽. 이 격벽은, 컬러 필터를 잉크젯 방식에 의해 형성할 때에 이용되어, 표면 평활성 및 막 두께의 균일성이 뛰어난 화소를 가져올 수 있고, 또 저비용이면서도 콘트라스트의 저하를 초래할 우려가 없다.

Description

잉크젯 방식 컬러 필터용 격벽 {Partition Wall for Ink Jet Method Color Filter}

본 발명은, 컬러 액정 표시장치나 컬러 촬상관 소자 등에 이용되는 잉크젯 방식 컬러 필터에 사용되는 격벽에 관한 것이다.

컬러 액정 표시장치나 컬러 촬상관에 이용되는 컬러 필터는, 일반적으로, 감방사선성 수지로 형성한 도막에 소정의 패턴 마스크를 통해 방사선을 노광해서 노광부를 경화시키고, 그 후 현상처리를 행하는 것에 의해 미노광부를 제거해서 패턴을 형성한 뒤, 염색하는 방법이나, 미리 적색, 청색 또는 녹색의 착색제를 혼합한 감방사선성 수지 조성물을 순차 이용하여, 상기와 동일하게, 도막의 형성, 노광 및 현상처리를 행하는 포트리소그래피법에 의해 제조되고 있다. 그러나, 이들 방법은, 화소의 형성공정이 번잡하고, 비용도 비싼 등의 결점을 가지고 있다.

그리고, 이러한 결점을 개선하기 위해서, 최근, 잉크젯 방식에 의해 컬러 필터를 형성하는 기술이 검토되고 있다.

일본국 특허공개 평5-72325호 공보에는, 미리 소정 패턴 격벽을 형성한 기판 위에, 잉크젯 방식에 의해 잉크를 도출시키고, 건조시켜서 격벽으로 구획된 영역에화소를 형성한 뒤, 화소 표면에 투명수지로 이루어지는 보호막을 형성하는 컬러 필터의 형성방법이 개시되어 있다. 또 일본국 특허공개 소59-75205호 공보에는, 마찬가지로 격벽을 형성한 기판 위에, 착색제를 함유하는 경화성 수지 조성물을 잉크젯 방식에 의해 도출시킨 뒤, 경화시키는 컬러 필터의 형성방법이 개시되어 있다.

그러나, 이들 방법에 의해 형성된 컬러 필터는, 화소의 표면 평활성이나 화소간의 막 두께의 균일성이 불충분해서, 화소결함이 생길 경우가 있는 등, 제품의 수율에 문제가 있었다. 그리고, 이러한 문제는, 잉크젯 방식에 의해 컬러 필터를 형성할 때에 종래부터 사용되고 있는 격벽을 이용할 경우에 발생할 확률을 피할 수 없고, 컬러 필터의 형성 프로세스나 잉크 재료 등의 개선을 시험해 보아도 충분히 해결할 수 없었다.

또, 종래의 잉크젯 방식에 의한 컬러 필터의 형성방법에서는, 기판 위에 크롬으로 블랙 매트릭스 상당의 차광부를 형성하고, 이어서 그 위에 투명한 격벽을 형성하여, 컬러 필터의 형성에 제공하고 있었다.

그러나, 이러한 차광부 및 격벽의 형성공정을 거치는 방법에서는, 비용이 비싸지고, 또 특히 반사형 컬러 필터의 경우에는, 격벽 자체가 투명하기 때문에, 입사광이 차광부에서 반사되어, 콘트라스트가 떨어진다고 하는 결점이 있었다.

그래서, 이러한 문제 및 결점을 해결할 수 있는 격벽의 개발이 강하게 요망되고 있다.

본 발명의 과제는, 컬러 필터를 잉크젯 방식에 의해 형성할 때에 이용되어,표면 평활성 및 막 두께의 균일성이 뛰어난 화소를 가져올 수 있고, 또 저비용이면서도 콘트라스트의 저하를 초래할 우려가 없는 잉크젯 방식 컬러 필터용 격벽을 제공하는 것에 있다.

본 발명에 따르면, 상기 과제는, 격벽의 높이 방향으로 잉크젯 방식 컬러 필터용 잉크와의 접촉각이 다른 적어도 2개의 영역을 가지며, 가장 높은 접촉각을 갖는 영역이 가장 낮은 접촉각을 갖는 영역의 상부에 위치하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 방식 컬러 필터용 격벽에 의해 달성된다.

잉크젯 방식 컬러 필터용 격벽

본 발명의 잉크젯 방식 컬러 필터용 격벽은, 격벽의 높이 방향으로 잉크젯 방식 컬러 필터용 잉크와의 접촉각이 다른 적어도 2개의 영역을 가지며, 가장 높은 접촉각을 갖는 영역이 가장 낮은 접촉각을 갖는 영역의 상부에 위치하는 것이다. 각 영역의 잉크젯 방식 컬러 필터용 잉크와의 접촉각(이하, 단순히 「접촉각」이라고 함)은, 가장 낮은 접촉각을 갖는 영역에 있어서, 바람직하게는 40도 미만, 더욱 바람직하게는 5 내지 30도이고, 가장 높은 접촉각을 갖는 영역에 있어서, 바람직하게는 40도 이상, 더욱 바람직하게는 40 내지 70도이다.

본 발명의 잉크젯 방식 컬러 필터용 격벽은, 경우에 따라, 가장 낮은 접촉각을 갖는 영역을 2개 이상 가질 수 있고, 또 가장 높은 접촉각을 갖는 영역을 2개 이상 가질 수 있다.

본 발명의 잉크젯 방식 컬러 필터용 격벽에 있어서의 각 영역의 합계 높이는, 가장 낮은 접촉각을 갖는 영역이, 바람직하게는 0.5 내지 4.0㎛, 보다 바람직하게는 1.0 내지 2.0㎛이고, 가장 높은 접촉각을 갖는 영역이, 바람직하게는 0.5 내지 4.0㎛, 보다 바람직하게는 1.0 내지 2.0㎛이다. 가장 낮은 접촉각을 갖는 영역의 합계 높이와 가장 높은 접촉각을 갖는 영역의 합계 높이의 비는, 바람직하게는 1:4 내지 4:1, 보다 바람직하게는 1:2 내지 2:1이다.

또, 본 발명의 잉크젯 방식 컬러 필터용 격벽은, 격벽 그 자체의 광학 밀도(OD치)가, 바람직하게는 1.0이상, 보다 바람직하게는 1.5 내지 3.0인 것이 바람직하다. 이러한 광학 밀도(OD치)를 갖는 것에 의해, 충분한 차광성을 발현할 수 있다.

이러한 본 발명의 잉크젯 방식 컬러 필터용 격벽은, 저비용이면서도 콘트라스트의 저하를 초래할 우려가 없고, 또 해당 격벽을 사용하는 것에 의해, 컬러 필터를 잉크젯 방식으로 형성할 때에, 표면 평활성 및 막 두께의 균일성이 뛰어난 화소를 얻을 수 있고, 화소전극의 오작동을 일으키지 않는 액정 표시소자를 얻을 수 있다.

잉크젯 방식 컬러 필터용 격벽의 형성방법

본 발명의 잉크젯 방식 컬러 필터용 격벽을 형성하는 방법은, 해당 격벽이 상기 특성을 갖는 한 특별히 한정되지 않지만, 바람직한 방법으로서는, 적어도 하기 (i) 내지 (iv)의 공정을 거치는 방법을 들 수 있다.

(i) 기판 위에, 접촉각이 가장 낮은 경화물을 제공하는 제1 격벽 형성용 조성물의 도막을 형성하는 공정,

(ii) 상기 (i)의 도막 위에, 접촉각이 가장 높은 경화물을 제공하는 제2 격벽 형성용 조성물의 도막을 형성하는 공정,

(iii) 상기 (i) 및 (ii)의 공정에 의해 얻어진 도막의 적어도 일부에 방사선을 조사해서 경화시키는 공정, 및

(iv) 방사선이 조사된 각 도막을 현상하는 공정.

이하, 이 방법에 사용되는 각 격벽 형성용 조성물 및 이 방법의 프로세스에 대해서 차례로 설명한다.

제1의 격벽 형성용 조성물로서는, 접촉각이 상대적으로 가장 낮은 경화물을 제공할 수 있는 한 특별히 제한되지 않는다. 예를 들면, (A) 착색제, (B) 알칼리 가용성 수지 및 (C) 다관능성 모노머를 함유하는 조성물 (이하,「격벽 형성용 조성물 (I)」이라 함)을 들 수 있다.

이하, 격벽 형성용 조성물 (I)을 구성하는 각 성분에 대해서 설명한다.

-(A) 착색제-

본 발명에 있어서의 착색제는, 컬러 필터의 용도에 따라 적절히 선택할 수 있다. 흑색 도막을 형성하는 착색제 (이하,「흑색 착색제」라 함)가 바람직하다.

흑색 착색제는, 컬러 필터의 용도에 따라 적절히 선택할 수 있다. 발색성이 높으면서도 내열성이 높은 안료, 특히 내열 분해성이 높은 안료가 바람직하다.

상기 안료는, 무기안료일 수도 유기안료일 수도 있고, 또 1종류의 안료일 수도 2종류 이상의 안료를 혼합한 것일 수도 있다. 본 발명에 있어서의 흑색 착색제로서는, 특히, 카본 블랙 및(또는) 2종 이상의 유기안료의 조합이 바람직하다.

상기 카본 블랙으로서는, 예를 들면, SAF, SAF-HS, ISAF, ISAF-LS, ISAF-HS, HAF, HAF-LS, HAF-HS, NAF, FEF, FEF-HS, SRF, SRF-LM, SRF-LS, GPF, ECF, N-339, N-351 등의 퍼니스(furnace) 블랙; FT, MT 등의 열분해 블랙; 아세틸렌 블랙 등을 들 수 있다.

이들 카본 블랙은, 단독으로 또는 2종 이상을 혼합해서 사용할 수 있다.

또, 카본 블랙 이외의 흑색 무기안료로서는, 예를 들면, 티탄 블랙, Cu-Fe-Mn계 산화물, 합성 철흑 등의 금속 산화물 등을 들 수 있다.

이들 흑색 무기안료는, 단독으로 또는 2종 이상을 혼합해서 사용할 수 있다.

상기 유기안료로서는, 예를 들면, 컬러 인덱스 (C.I.; The Society of Dyers and Colourists사 발행)에 있어서 피그먼트 (Pigment)로 분류되어 있는 화합물, 구체적으로는 하기와 같은 컬러 인덱스(C.I.)번호가 붙어 있는 것을 들 수 있다: C.I.피그먼트 옐로우 12, C.I .피그먼트 옐로우 13, C.I.피그먼트 옐로우 14, C.I.피그먼트 옐로우 17, C.I.피그먼트 옐로우 20, C.I.피그먼트 옐로우 24, C.I.피그먼트 옐로우 31, C.I.피그먼트 옐로우 55, C.I.피그먼트 옐로우 83, C.I.피그먼트 옐로우 93, C.I.피그먼트 옐로우 109, C.I.피그먼트 옐로우 110, C.I.피그먼트 옐로우 138, C.I.피그먼트 옐로우 139, C.I.피그먼트 옐로우 150, C.I.피그먼트 옐로우 153, C.I.피그먼트 옐로우 154, C.I.피그먼트 옐로우 155, C.I.피그먼트 옐로우 166, C.I.피그먼트 옐로우 168, C.I.피그먼트 옐로우 211; C.I.피그먼트 오렌지 36, C.I.피그먼트 오렌지 43, C.I.피그먼트 오렌지 51, C.I.피그먼트 오렌지 61, C.I.피그먼트 오렌지 71; C.I.피그먼트 레드 9, C.I.피그먼트 레드 97, C.I.피그먼트 레드 122, C.I.피그먼트 레드 123, C.I.피그먼트 레드 149, C.I.피그먼트 레드 168, C.I.피그먼트 레드 176, C.I.피그먼트 레드 177, C.I.피그먼트 레드 180, C.I.피그먼트 레드 209, C.I.피그먼트 레드 215, C.I.피그먼트 레드 224, C.I.피그먼트 레드 242, C.I.피그먼트 레드 254; C.I.피그먼트 바이올렛 19, 피그먼트 바이올렛 23, 피그먼트 바이올렛 29; C.I.피그먼트 블루 15, C.I.피그먼트 블루 60, C.I.피그먼트 블루 15:3, C.I.피그먼트 블루 15:4, C.I.피그먼트 블루 15:6; C.I.피그먼트 그린 7, C.I.피그먼트 그린 36, C.I.피그먼트 그린 136, C.I.피그먼트 그린 210; C.I.피그먼트 브라운 23, C.I.피그먼트 브라운 25; C.I.피그먼트 블랙 1, 피그먼트 블랙 7.

이들 유기안료는, 원하는 색상을 얻을 수 있도록 적절히 선택해서 사용할 수 있다. 본 발명에 있어서 이용되는 특히 바람직한 유기안료는, C.I.피그먼트 레드 177과 C.I.피그먼트 블루 15:4 및(또는) C.I.피그먼트 블루 15:6의 혼합물이다.

또, 본 발명에 있어서의 흑색 착색제에는, 필요에 따라 체질안료를 첨가할 수도 있다.

상기 체질안료로서는, 예를 들면, 황산 바륨, 탄산 바륨, 탄산 칼슘, 실리카, 염기성 탄산 마그네슘, 알루미나 백, 그로스 백, 사탄 백, 하이드로탈사이트 등을 들 수 있다. 이들 중, 황산 바륨이 바람직하다.

이들 체질안료는, 단독으로 또는 2종 이상을 혼합해서 사용할 수 있다.

체질안료의 사용비율은, 흑색 착색제 100중량부에 대해서, 바람직하게는, 0 내지 100중량부, 보다 바람직하게는 5 내지 50중량부, 더욱 바람직하게는 10 내지40중량부이다.

본 발명에 있어서, 상기 각 안료는, 경우에 따라, 그것들의 표면을 폴리머로 개질시켜서 사용할 수 있다.

-(B) 알칼리 가용성 수지-

본 발명에 있어서의 알칼리 가용성 수지로서는, (A) 착색제에 대해서 바인더로서 작용하고, 또한 격벽을 제조할 때에 이용되는 현상액, 특히 바람직하게는 알칼리 현상액에 가용성인 한, 적당한 수지를 사용할 수 있다.

본 발명에 있어서의 바람직한 알칼리 가용성 수지는, 카르복실기를 갖는 수지이고, 특히, 1개 이상의 카르복실기를 갖는 에틸렌성 불포화 모노머(이하,「카르복실기 함유 불포화 모노머」라고 함)와 다른 공중합 가능한 에틸렌성 불포화 모노머(이하,「다른 불포화 모노머」라고 함)의 공중합체(이하,「카르복실기 함유 공중합체」라고 함)가 바람직하다.

카르복실기 함유 불포화 모노머로서는, 예를 들면, (메타)아크릴산, 크로톤산, α-클로로아크릴산, 계피산 등의 불포화 모노 카르복실산류; 말레산, 무수 말레산, 푸마르산, 이타콘산, 무수 이타콘산, 시트라콘산, 무수 시트라콘산, 메사콘산 등의 불포화 디카르복실산(무수물)류; 3가 이상의 불포화 다가 카르복실산(무수물)류; 숙신산 모노[2-(메타)아크릴로일옥시에틸], 프탈산 모노[2-(메타)아크릴로일옥시에틸]등의 비중합성 디카르복실산의 모노[2-(메타)아크릴로일옥시에틸]에스테르류나, ω-카르복시 폴리카프로락톤 모노(메타)아크릴레이트 등을 들 수 있다.

이들 카르복실기 함유 불포화 모노머는, 단독으로 또는 2종 이상을 혼합해서사용할 수 있다.

또, 다른 불포화 모노머로서는, 예를 들면, 스티렌, α-메틸스티렌, o-비닐톨루엔, m-비닐톨루엔, p-비닐톨루엔, p-클로로스티렌, o-메톡시스티렌, m-메톡시스티렌, p-메톡시스티렌, 인덴, p-비닐벤질메틸에테르, p-비닐벤질글리시딜에테르 등의 방향족 비닐 화합물; 메틸(메타)아크릴레이트, 에틸(메타)아크릴레이트, n-프로필(메타)아크릴레이트, i-프로필(메타)아크릴레이트, n-부틸(메타)아크릴레이트, i-부틸(메타)아크릴레이트, sec-부틸(메타)아크릴레이트, t-부틸(메타)아크릴레이트, 2-히드록시에틸(메타)아크릴레이트, 2-히드록시프로필 (메타)아크릴레이트, 3-히드록시프로필 (메타)아크릴레이트, 2-히드록시부틸 (메타)아크릴레이트, 3-히드록시부틸 (메타)아크릴레이트, 4-히드록시부틸 (메타)아크릴레이트, 알릴(메타)아크릴레이트, 벤질(메타)아크릴레이트, 페닐(메타)아크릴레이트, 2-메톡시에틸 (메타)아크릴레이트, 메톡시디에틸렌글리콜 (메타)아크릴레이트, 메톡시트리에틸렌글리콜 (메타)아크릴레이트, 메톡시디프로필렌글리콜 (메타)아크릴레이트, 글리세롤모노(메타)아크릴레이트 등의 불포화 카르복실산 에스테르류; 2-아미노에틸 (메타)아크릴레이트, 2-디메틸아미노에틸 (메타)아크릴레이트, 2-아미노프로필 (메타)아크릴레이트, 2-디메틸아미노프로필 (메타)아크릴레이트, 3-아미노프로필 (메타)아크릴레이트, 3-디메틸아미노프로필 (메타)아크릴레이트 등의 불포화 카르복실산 아미노알킬에스테르류; 글리시딜(메타)아크릴레이트 등의 불포화 카르복실산 글리시딜에스테르류; 아세트산 비닐, 프로피온산 비닐, 부티르산 비닐, 벤조산 비닐 등의 카르복실산 비닐 에스테르류; 비닐메틸에테르, 비닐에틸에테르, 알릴글리시딜에테르, 메타크릴글리시딜에테르 등의 불포화 에테르류; (메타)아크릴로니트릴, α-클로로아크릴로니트릴, 시안화 비닐리덴 등의 시안화 비닐 화합물; (메타)아크릴아미드, α-클로로아크릴아미드, N-(2-히드록시에틸)(메타)아크릴아미드, N-메틸올(메타)아크릴아미드 등의 불포화 아미드류; N-시클로헥실말레이미드, N-페닐말레이미드, N-o-히드록시페닐말레이미드, N-m-히드록시페닐말레이미드, N-p-히드록시페닐말레이미드, N-o-메틸페닐말레이미드, N-m-메틸페닐말레이미드, N-p-메틸페닐말레이미드, N-o-메톡시페닐말레이미드, N-m-메톡시페닐말레이미드, N-p-메톡시페닐말레이미드 등의 N-치환 말레이미드류; 1,3-부타디엔, 이소프렌, 클로로프렌 등의 지방족 공액 디엔류; 폴리스티렌, 폴리메틸(메타)아크릴레이트, 폴리-n-부틸(메타)아크릴레이트, 폴리 실록산 등의 중합체 분자쇄 말단에 모노(메타)아크릴로일기를 갖는 마크로 모노머류 등을 들 수 있다.

이들 다른 불포화 모노머는, 단독으로 또는 2종 이상을 혼합해서 사용할 수 있다.

본 발명에 있어서의 카르복실기 함유 공중합체로서는, ① 아크릴산 및(또는) 메타크릴산을 필수성분으로 하고, 경우에 따라, 숙신산 모노(2-아크릴로일옥시에틸), 숙신산 모노(2-메타크릴로일옥시에틸), ω-카르복시폴리카프로락톤 모노아크릴레이트 및 ω-카르복시폴리카프로락톤 모노메타크릴레이트의 군에서 선택되는 적어도 1종의 화합물을 더 함유하는 카르복실기 함유 불포화 단량체 성분과, ② 스티렌, 메틸아크릴레이트, 메틸메타크릴레이트, 2-히드록시에틸아크릴레이트, 2-히드록시에틸 메타크릴레이트, 알릴아크릴레이트, 알릴메타크릴레이트, 벤질아크릴레이트, 벤질메타크릴레이트, 글리세롤모노메타크릴레이트, 글리세롤모노아크릴레이트, N-페닐말레이미드, 폴리스티렌 마크로 모노머 및 폴리메틸메타크릴레이트 마크로 모노머의 군에서 선택되는 적어도 1종과의 공중합체(이하,「카르복실기 함유 공중합체(B1)」라고 함)가 바람직하다.

카르복실기 함유 공중합체(B1)의 구체예로서는,

(메타)아크릴산/메틸(메타)아크릴레이트 공중합체,

(메타)아크릴산/벤질(메타)아크릴레이트 공중합체,

(메타)아크릴산/2-히드록시에틸(메타)아크릴레이트/벤질(메타)아크릴레이트 공중합체,

(메타)아크릴산/메틸(메타)아크릴레이트/폴리스티렌 마크로모노머 공중합체,

(메타)아크릴산/메틸(메타)아크릴레이트/폴리메틸메타크릴레이트 마크로모노머 공중합체,

(메타)아크릴산/벤질(메타)아크릴레이트/폴리스티렌 마크로모노머 공중합체,

(메타)아크릴산/벤질(메타)아크릴레이트/폴리메틸메타크릴레이트 마크로모노머 공중합체,

(메타)아크릴산/2-히드록시에틸(메타)아크릴레이트/벤질(메타)아크릴레이트/폴리스티렌 마크로모노머 공중합체,

(메타)아크릴산/2-히드록시에틸(메타)아크릴레이트/벤질(메타)아크릴레이트/폴리메틸메타크릴레이트 마크로모노머 공중합체,

메타크릴산/스티렌/벤질(메타)아크릴레이트/N-페닐말레이미드 공중합체,

(메타)아크릴산/숙신산 모노[2-(메타)아크릴로일옥시에틸]/스티렌/벤질(메타)아크릴레이트/N-페닐말레이미드 공중합체,

(메타)아크릴산/숙신산 모노[2-(메타)아크릴로일옥시에틸]/스티렌/알릴(메타)아크릴레이트/N-페닐말레이미드 공중합체

(메타)아크릴산/스티렌/벤질(메타)아크릴레이트/글리세롤모노(메타)아크릴레이트/N-페닐말레이미드 공중합체,

(메타)아크릴산/ω-카르복시폴리카프로락톤모노(메타)아크릴레이트/스티렌/벤질(메타)아크릴레이트/글리세롤모노(메타)아크릴레이트/N-페닐말레이미드 공중합체 등을 들 수 있다.

카르복실기 함유 공중합체에 있어서의 카르복실기 함유 불포화 모노머의 공중합 비율은, 바람직하게는 5 내지 50중량％, 보다 바람직하게는 10 내지 40중량％이다. 이 경우, 카르복실기 함유 불포화 모노머의 공중합 비율이 5중량％ 미만이면, 얻어지는 조성물의 알칼리 현상액에 대한 용해성이 저하하는 경향이 있고, 한편 50중량％를 초과하면, 알칼리 현상액에 의한 현상시에, 형성된 패턴의 기판으로부터의 탈락이나 패턴 표면의 막을 거칠게 하기 쉬워지는 경향이 있다. 본 발명에 있어서의 알칼리 가용성 수지의 겔 퍼미에이션 크로마토그래피(GPC)에 의한 폴리스티렌 환산 수 평균 분자량(이하,「Mw」라고 함)은, 바람직하게는 1,000 내지 1,000,000, 보다 바람직하게는 5,000 내지 100,000이다.

또, 본 발명에 있어서의 알칼리 가용성 수지의 겔 퍼미에이션 크로마토그래피(GPC)에 의한 폴리스티렌 환산 수 평균 분자량(이하,「Mn」이라고 함)은, 바람직하게는 3,000 내지 60,000, 보다 바람직하게는 5,000 내지 25,000이다.

본 발명에 있어서, 알칼리 가용성 수지는, 단독으로 또는 2종 이상을 혼합해서 사용할 수 있다.

본 발명에 있어서의 알칼리 가용성 수지의 사용량은, (A) 착색제 100중량부에 대해서, 바람직하게는 10 내지 1,000중량부, 보다 바람직하게는 20 내지 500중량부이다. 이 경우, 알칼리 가용성 수지의 사용량이 10중량부 미만이면, 예를 들면, 알칼리 현상성이 저하하거나, 패턴이 형성되는 부분 이외의 영역에서의 바탕 더러움이나 막 잔류물이 발생할 우려가 있고, 한편 1,000중량부를 초과하면, 상대적으로 착색제 농도가 저하하기 때문에, 목적하는 색농도를 달성하는 것이 곤란해지는 경우가 있다.

-(C) 다관능성 모노머-

본 발명에 있어서 다관능성 모노머로서는, 예를 들면, 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜 등의 알킬렌글리콜의 디(메타)아크릴레이트류; 폴리에틸렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜 등의 폴리알킬렌글리콜의 디(메타)아크릴레이트류; 글리세린, 트리메틸올프로판, 펜타에리트리톨, 디펜타에리트리톨 등의 3가 이상의 다가 알코올의 폴리(메타)아크릴레이트류나 그것들의 디카르복실산 변성물; 폴리에스테르, 에폭시 수지, 우레탄 수지, 알키드수지, 실리콘 수지, 스피란수지 등의 올리고(메타)아크릴레이트류; 양말단 히드록시폴리-1,3-부타디엔, 양말단 히드록시폴리이소프렌, 양말단 히드록시 폴리카프로락톤 등의 양말단 히드록실화 중합체의 디(메타)아크릴레이트류나, 트리스[2-(메타)아크릴로일옥시에틸]포스페이트 등을 들 수 있다.

이들 다관능성 모노머 중, 3가 이상의 다가 알코올의 폴리(메타)아크릴레이트류나 그것들의 디카르복실산 변성물이 바람직하고, 구체적으로는, 트리메틸올프로판 트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리트리톨 트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리트리톨 트리(메타)아크릴레이트의 숙신산 변성물, 펜타에리트리톨 테트라(메타)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 테트라(메타)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 헥사(메타)아크릴레이트 등이 바람직하다. 이들 중, 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트, 펜타에리트리톨 트리아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 헥사아크릴레이트가, 패턴 강도가 높고, 패턴 표면의 평활성이 뛰어나면서도 패턴이 형성되는 부분 이외의 영역에서의 바탕 오염, 잔막 등이 발생하기 어렵다는 점에서 특히 바람직하다.

상기 다관능성 모노머는, 단독으로 또는 2종 이상을 혼합해서 사용할 수 있다.

본 발명에 있어서의 다관능성 모노머의 사용량은, (B) 알칼리 가용성 수지 100중량부에 대해서, 바람직하게는 5 내지 500중량부, 보다 바람직하게는 20 내지 300중량부이다. 이 경우, 다관능성 모노머의 사용량이 5중량부 미만이면, 패턴강도나 패턴 표면의 평활성이 저하하는 경향이 있고, 한편 500중량부를 초과하면, 예를 들면, 알칼리 현상성이 저하하거나, 패턴이 형성되는 부분 이외의 영역에서의 바탕 오염이나 잔막이 발생하기 쉬워지는 경향이 있다.

또, 본 발명에 있어서는, 상기 다관능성 모노머의 일부를 단관능성 모노머로 치환할 수도 있다.

이러한 단관능성 모노머로서는, 예를 들면, (B) 알칼리 가용성 수지에 대해서 예시한 카르복실기 함유 불포화 모노머 및 다른 불포화 모노머나, 2-히드록시-3-페녹시프로필(메타)아크릴레이트 외에, 시판품으로서, M-5300, M-5400, M-5600(상품명, 토아합성(주)제) 등을 들 수 있다.

이들 단관능성 모노머 중, 숙신산 모노[2-(메타)아크릴로일옥시에틸], ω-카르복시폴리카프로락톤 모노아크릴레이트(M-5300), ω-카르복시폴리카프로락톤 모노메타크릴레이트, 메톡시트리에틸렌글리콜 (메타)아크릴레이트, 메톡시디프로필렌글리콜 (메타)아크릴레이트, 2-히드록시-3-페녹시프로필(메타)아크릴레이트 등이 바람직하다.

상기 단관능성 모노머는, 단독으로 또는 2종 이상을 혼합해서 사용할 수 있다.

단관능성 모노머의 사용비율은, 다관능성 모노머와 단관능성 모노머의 합계에 대해서, 바람직하게는 90중량％ 이하, 보다 바람직하게는 50중량％ 이하이다.

-광중합 개시제-

격벽 형성용 조성물 (I)에는, 필요에 따라, 광중합 개시제를 첨가할 수 있다.

상기 광중합 개시제는, 가시광선, 자외선, 원자외선, 전자선, X선 등의 노광에 의해 분해 또는 결합의 개열을 일으키고, 라디칼, 음이온, 양이온 등의, 상기 (C) 다관능성 모노머 및 경우에 따라 사용되는 단관능성 모노머의 중합을 개시할 수 있는 활성종을 발생시키는 화합물을 의미한다.

이러한 광중합 개시제로서는, 예를 들면, 비이미다졸계 화합물, 벤조인 결합을 갖는 화합물, 그 밖의 광 라디칼 발생제, 트리할로메틸기를 갖는 화합물 등을 들 수 있다.

상기 비이미다졸계 화합물로서는, 예를 들면, 2,2'-비스(2-클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라키스(4-에톡시카르보닐페닐)-1,2'-비이미다졸 및 2,2'-비스(2-브로모페닐)-4,4',5,5'-테트라키스(4-에톡시카르보닐페닐)-1,2'-비이미다졸, 2,2'-비스(2,4-디클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐-1,2'-비이미다졸, 2,2'-비스(2,4,6-트리클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐-1,2'-비이미다졸, 2,2'-비스(2,4-디브로모페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐-1,2'-비이미다졸, 2,2'-비스(2,4,6-트리브로모페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐-1,2'-비이미다졸 등을 들 수 있다.

이들 비이미다졸계 화합물은, 용제에 대한 용해성이 뛰어나, 미용해물, 석출물 등의 이물이 생기지 않고, 게다가 감도가 높아, 적은 에너지량의 노광에 의해 경화반응을 충분히 진행시키는 동시에, 콘트라스트가 높아, 미노광부에서 경화반응을 일으키지 않기 때문에, 노광 후의 도막은, 현상액에 대해서 불용성인 경화 부분과, 현상액에 대해서 높은 용해성을 갖는 미경화 부분으로 명확하게 구분되고, 패턴의 결락, 결손이나 언더컷이 없는 뛰어난 격벽을 형성할 수 있다.

또, 상기 벤조인 결합을 갖는 화합물 및 다른 광 라디칼 발생제로서는, 예를 들면, 2-히드록시-2-메틸-1-페닐프로판-1-온, 1-(4-i-프로필페닐)-2-히드록시-2-메틸프로판-1-온, 4-(2-히드록시에톡시)페닐-(2-히드록시-2-프로필)케톤, 1-히드록시시클로헥실페닐케톤, 2,2-디메톡시-2-페닐아세토페논, 2-메틸-(4-메틸티오페닐)-2-모르폴리노-1-프로판-1-온, 2-벤질-2-디메틸아미노-1-(4-모르폴리노페닐)부탄-1-온, 벤조페논, 3,3'-디메틸-4-메톡시벤조페논, 2,4-디에틸티오크산톤, 4-아지드벤즈알데히드, 4-아지드아세토페논, 4-아지드벤잘아세토페논, 아지드피렌, 4-디아조디페닐아민, 4-디아조-4'-메톡시디페닐아민, 4-디아조-3-메톡시디페닐아민, 비스(2,6-디메톡시벤조일)-2,4,4-트리메틸펜틸포스핀옥사이드, 디벤조일, 벤조인이소부틸에테르, N-페닐티오아크리돈, 트리페닐피릴륨퍼크로레이트 등을 들 수 있다.

또한, 상기 트리할로메틸기를 갖는 화합물로서는, 예를 들면, 1,3,5-트리스(트리클로로메틸)-s-트리아진, 1,3-비스(트리클로로메틸)-5-(2-클로로페닐)-s-트리아진, 1,3-비스(트리클로로메틸)-5-(4-클로로페닐)-s-트리아진, 1,3-비스(트리클로로메틸)-5-(2-메톡시페닐)-s-트리아진, 1,3-비스(트리클로로메틸)-5-(4-메톡시페닐)-s-트리아진 등을 들 수 있다.

이들 벤조인 결합을 갖는 화합물, 다른 광 라디칼 발생제 및 트리할로메틸기를 갖는 화합물 중, 2-히드록시-2-메틸-1-페닐프로판-1-온, 2-메틸-(4-메틸티오페닐)-2-모르폴리노-1-프로판-1-온, 2-벤질-2-디메틸아미노-1-(4-모르폴리노페닐)부탄-1-온 등이, 형성된 패턴이 현상시에 기판으로부터 이탈하기 어렵고, 패턴 강도 및 감도도 높은 점에서 바람직하다.

상기 광중합 개시제는, 단독으로 또는 2종 이상을 혼합해서 사용할 수 있다.

본 발명에 있어서는, 필요에 따라, 상기 광중합 개시제와 함께, 증감제, 경화 촉진제 및 고분자 화합물로 이루어지는 광 가교제 또는 광 증감제(이하, 「고분자 광 가교·증감제」라고 함)의 군에서 선택되는 1종 이상을 더 병용할 수도 있다.

상기 증감제로서는, 예를 들면, 4,4'-비스(디메틸아미노)벤조페논, 4,4'-비스(디에틸아미노)벤조페논, 4-디에틸아미노아세토페논, 4-디메틸아미노프로피오페논, 에틸-4-디메틸아미노벤조에이트, 2-에틸헥실-1,4-디메틸아미노벤조에이트, 2,5-비스(4-디에틸아미노벤잘)시클로헥사논, 7-디에틸아미노-3-(4-디에틸아미노벤조일)쿠마린, 4-(디에틸아미노)칼콘 등을 들 수 있다.

또, 상기 경화 촉진제로서는, 예를 들면, 2-메르캅토벤조이미다졸, 2-메르캅토벤조티아졸, 2-메르캅토벤조옥사졸, 2,5-디메르캅토-1,3,4-티아디아졸, 2-메르캅토-4,6-디메틸아미노피리딘, 1-페닐-5-메르캅토-1H-테트라졸, 3-메르캅토-4-메틸-4H-1,2,4-트리아졸 등의 연쇄 이동제를 들 수 있다.

또한, 상기 고분자 광 가교·증감제는, 광 가교제 및(또는) 광 증감제로서 기능할 수 있는 관능기를 주쇄 및(또는) 측쇄 중에 갖는 고분자 화합물이다. 그 예로서는, 4-아지드벤즈알데히드와 폴리비닐알코올의 축합물, 4-아지드벤즈알데히드와 페놀 노볼락 수지의 축합물, 4-아크릴로일페닐신나모일에스테르의 단독중합체 또는 공중합체, 1,4-폴리부타디엔, 1,2-폴리부타디엔 등을 들 수 있다.

이들 증감제, 경화 촉진제 및 고분자 광 가교·증감제 중, 4,4'-비스(디메틸아미노)벤조페논, 4,4'-비스(디에틸아미노)벤조페논 및 2-메르캅토벤조티아졸이, 형성된 패턴이 현상시에 기판으로부터 탈락하기 어렵고, 패턴 강도 및 감도도 높은 점에서 바람직하다.

본 발명에 있어서의 광중합 개시제의 사용량은, (C) 다관능성 모노머와 단관능성 모노머의 합계 100중량부에 대해서, 바람직하게는 200중량부 이하, 보다 바람직하게는 120중량부 이하이다.

-열 중합 개시제-

또, 격벽 형성용 조성물 (I)에는, 필요에 따라, 열 중합 개시제를 첨가할 수 있다.

상기 열 중합 개시제는, 컬러 필터용 격벽을 형성할 때의 가열처리에 의해, 상기 (C) 다관능성 모노머 및 경우에 따라 사용되는 단관능성 모노머의 중합을 개시할 수 있는 라디칼을 발생시키는 화합물을 의미한다. 이러한 열 중합 개시제를 함유하는 것에 의해, 격벽 형성용 조성물 (I)을 저온으로 경화시킬 수 있어, 플라스틱제 기판 위에 격벽을 형성하는 용도에 적합하게 된다.

상기 열 중합 개시제로서는, 예를 들면, 아조계 화합물, 유기 과산화물, 과산화 수소 등을 들 수 있고, 이들 중 아조계 화합물이 바람직하다.

상기 아조계 화합물로서는, 예를 들면, 2,2'-아조비스 이소부티로니트릴, 2,2'-아조비스(2-메틸부티로니트릴), 1,1'-아조비스(시클로헥센-1-카르보니트릴), 2,2'-아조비스(2,4-디메틸발레로니트릴), 1-[(1-시아노-1-메틸에틸)아조]포름아미드[2-(카르바모일아조)이소부티로니트릴], 2,2'-아조비스[2-메틸-N-{1,1-비스(히드록시메틸)-2-히드록시에틸}프로피온아미드], 2,2'-아조비스[N-(2-프로페닐)-2-메틸프로피온아미드], 2,2'-아조비스[N-(2-프로페닐)-2-에틸프로피온아미드], 2,2'-아조비스[N-n-부틸-2-메틸프로피온아미드], 2,2'-아조비스(N-시클로헥실-2-메틸프로피온아미드), 2,2'-아조비스(N,N-디메틸-2-메틸프로피온아미드), 2,2'-아조비스(2-메틸프로피온산 메틸), 2,2'-아조비스(2,4,4-트리메틸펜탄) 등을 들 수 있다.

이들 아조계 화합물 중, 2,2'-아조비스이소부티로니트릴, 2,2'-아조비스 (2,4-디메틸발레로니트릴) 등이 바람직하다.

또, 상기 유기 과산화물로서는, 예를 들면 벤조일퍼옥시드, 라우로일퍼옥시드, t-부틸퍼옥시피발레이트, 1,1'-비스-(t-부틸퍼옥시)시클로헥산을 들 수 있다. 이들 중 라우로일퍼옥시드 등이 바람직하다.

열 중합 개시제로서 유기 과산화물 또는 과산화수소를 이용하는 경우에는, 이것들을 환원제와 함께 이용해서 레독스계 개시제로 해도 좋다.

본 발명에 있어서의 열 중합 개시제의 사용량은, (C) 다관능성 모노머와 단관능성 모노머의 합계 100중량부에 대해서, 바람직하게는 20중량부 이하, 보다 바람직하게는 0.1 내지 20중량부, 더욱 바람직하게는 0.1 내지 10중량부이다. 격벽 형성용 조성물 (I)이 열 중합 개시제를 바람직하게는 0.1 내지 20중량부, 더욱 바람직하게는 0.1 내지 10중량부의 범위 내에서 함유하는 것에 의해, 경화시의 가열처리가 비교적 저온이더라도 기판과의 밀착성이 좋은 격벽을 얻을 수 있기 때문에, 플라스틱제 기판 위에 격벽을 형성하는 용도에 특히 적합한 것이 된다.

-그 밖의 첨가제-

또한, 격벽 형성용 조성물 (I)에는, 필요에 따라, 다른 첨가제를 첨가할 수도 있다.

다른 첨가제로서는, 예를 들면, 폴리비닐알코올, 폴리에틸렌글리콜 모노알킬에테르류, 폴리(플루오로알킬아크릴레이트)류 등의 고분자 화합물; 비이온계, 양이온계, 음이온계 등의 계면활성제; 비닐트리메톡시실란, 비닐트리에톡시실란, 비닐트리스(2-메톡시에톡시)실란, N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필메틸 디메톡시실란, N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필 트리메톡시실란, 3-아미노프로필 트리에톡시실란, 3-글리시독시프로필 트리메톡시실란, 3-글리시독시프로필메틸 디메톡시실란, 2-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸트리메톡시실란, 3-클로로프로필메틸 디메톡시실란, 3-클로로프로필 트리메톡시실란, 3-메타크릴옥시프로필 트리메톡시실란, 3-메르캅토프로필 트리메톡시실란 등의 밀착 촉진제; 2,2-티오비스(4-메틸-6-t-부틸페놀), 2,6-디-t-부틸페놀 등의 산화 방지제; 2-(3-t-부틸-5-메틸-2-히드록시페닐)-5-클로로벤조트리아졸, 알콕시벤조페논류 등의 자외선 흡수제; 폴리아크릴산 나트륨 등의 응집 방지제 등을 들 수 있다.

또, 격벽 형성용 조성물 (I)에는, 그 (B) 알칼리 가용성 수지가 카르복실기를 갖는 수지인 경우, 그 조성물로 형성되는 도막의 알칼리 현상액에 대한 용해성을 보다 개선하고, 또한 현상처리 후의 미용해물의 잔존을 보다 억제하기 위해서, 유기산을 첨가할 수도 있다.

상기 유기산으로서는, 지방족 카르복실산 또는 페닐기 함유 카르복실산이 바람직하다.

상기 지방족 카르복실산의 구체예로서는, 포름산, 아세트산, 프로피온산, 부티르산, 발레르산, 피발산, 카프로산, 디에틸아세트산, 에난트산, 카프릴산 등의 모노 카르복실산류; 옥살산, 말론산, 숙신산, 글루탈산, 아디프산, 피멜린산, 수베르산, 아젤라인산, 세바스산, 브라실산, 메틸말론산, 에틸말론산, 디메틸말론산, 메틸숙신산, 테트라메틸숙신산, 시클로헥산 디카르복실산, 이타콘산, 시트라콘산,말레산, 푸마르산, 메사콘산 등의 디카르복실산류; 트리카르발릴산, 아코니트산, 캄포론산 등의 트리카르복실산류 등을 들 수 있다.

또, 상기 페닐기 함유 카르복실산으로서는, 예를 들면, 카르복실기가 직접 페닐기에 결합한 방향족 카르복실산이나, 카르복실기가 탄소쇄를 통해 페닐기에 결합한 카르복실산을 들 수 있다. 그것들의 구체예로서는, 벤조산, 톨루일산, 쿠민 산, 헤메리트산, 메시틸렌산 등의 방향족 모노 카르복실산류; 프탈산, 이소프탈산, 테레프탈산 등의 방향족 디카르복실산류; 트리멜리트산, 트리메신산, 메로판산, 피로메리트산 등의 3가 이상의 방향족 폴리 카르복실산류나, 페닐아세트산, 히드로아트로파산, 히드로계피산, 만델산, 페닐숙신산, 아트로파산, 계피산, 신나미리덴산, 쿠마르산, 운베르산 등을 들 수 있다.

이들 유기산 중, 말론산, 아디프산, 이타콘산, 시트라콘산, 푸마르산, 메사콘산, 프탈산 등의 지방족 디카르복실산류 및 방향족 디카르복실산류가, 알칼리 용해성, 후술하는 용제에 대한 용해성, 패턴이 형성되는 부분 이외의 영역에서의 바탕 오염의 방지 등의 관점에서 바람직하다.

상기 유기산은, 단독으로 또는 2종 이상을 혼합해서 사용할 수 있다.

유기산의 사용량은, 격벽 형성용 조성물 (I) 전체에 대해서, 바람직하게는 10중량％ 이하, 보다 바람직하게는 1중량％ 이하이다. 이 경우, 유기산의 사용량이 10중량％를 초과하면, 형성된 패턴의 기판에 대한 밀착성이 저하하는 경향이 있다.

-용제-

격벽 형성용 조성물 (I)은, 바람직하게는 (A) 착색제 이외의 각 성분을 적당한 용제에 용해시킨 액상 조성물 (이하, 「액상 조성물 (i)」이라고 함)로서 조제된다.

이러한 용제로서는, 각 성분을 분산 또는 용해시키고, 또한 이들 성분과 반응하지 않고, 적당한 휘발성을 갖는 것인 한, 적절하게 선택해서 사용할 수 있다.

액상 조성물 (i)을 조제하기 위한 용제로서는, 예를 들면, 에틸렌글리콜 모노메틸에테르, 에틸렌글리콜 모노에틸에테르, 에틸렌글리콜 모노-n-프로필에테르, 에틸렌글리콜 모노-n-부틸에테르, 디에틸렌글리콜 모노메틸에테르, 디에틸렌글리콜 모노에틸에테르, 디에틸렌글리콜 모노-n-프로필에테르, 디에틸렌글리콜 모노-n-부틸에테르, 트리에틸렌글리콜 모노메틸에테르, 트리에틸렌글리콜 모노에틸에테르, 프로필렌글리콜 모노메틸에테르, 프로필렌글리콜 모노에틸에테르, 프로필렌글리콜 모노-n-프로필에테르, 프로필렌글리콜 모노-n-부틸에테르, 디프로필렌글리콜 모노메틸에테르, 디프로필렌글리콜 모노에틸에테르, 디프로필렌글리콜 모노-n-프로필에테르, 디프로필렌글리콜 모노-n-부틸에테르, 트리프로필렌글리콜 모노메틸에테르, 트리프로필렌글리콜 모노에틸에테르 등의 (폴리)알킬렌글리콜 모노알킬에테르류; 에틸렌글리콜 모노메틸에테르아세테이트, 에틸렌글리콜 모노에틸에테르아세테이트, 디에틸렌글리콜 모노메틸에테르아세테이트, 디에틸렌글리콜 모노에틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜 모노메틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜 모노에틸에테르아세테이트 등의 (폴리)알킬렌글리콜 모노알킬에테르아세테이트류; 디에틸렌글리콜 디메틸에테르, 디에틸렌글리콜 메틸에틸에테르, 디에틸렌글리콜 디에틸에테르, 테트라히드로푸란 등의 다른 에테르류; 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 2-헵타논, 3-헵타논, 시클로헥사논 등의 케톤류; 2-히드록시프로피온산 메틸, 2-히드록시프로피온산 에틸 등의 락트산 알킬 에스테르류; 2-히드록시-2-메틸프로피온산 메틸, 2-히드록시-2-메틸프로피온산 에틸, 3-메톡시프로피온산 메틸, 3-메톡시프로피온산 에틸, 3-에톡시프로피온산 메틸, 3-에톡시프로피온산 에틸, 에톡시아세트산 에틸, 히드록시아세트산 에틸, 2-히드록시-3-메틸부티르산 메틸, 3-메틸-3-메톡시부틸아세테이트, 4-메톡시부틸아세테이트, 3-메틸-3-메톡시부틸프로피오네이트, 아세트산 에틸, 아세트산n-프로필, 아세트산i-프로필, 아세트산n-부틸, 아세트산i-부틸, 아세트산n-아밀, 아세트산i-아밀, 프로피온산n-부틸, 부티르산 에틸, 부티르산n-프로필, 부티르산i-프로필, 부티르산n-부틸, 피루브산 메틸, 피루브산 에틸, 피루브산n-프로필, 아세토아세트산 메틸, 아세토아세트산 에틸, 2-옥소부티르산 에틸 등의 다른 에스테르류; 톨루엔, 크실렌 등의 방향족 탄화수소류; N-메틸피롤리돈, N,N-디메틸포름아미드, N,N-디메틸아세트아미드 등의 카르복실산 아미드류 등을 들 수 있다.

이들 용제는, 단독으로 또는 2종 이상을 혼합해서 사용할 수 있다.

또한, 상기 용제와 함께, 벤질에틸에테르, 디-n-헥실에테르, 아세토닐아세톤, 이소포론, 카프로산, 카프릴산, 1-옥탄올, 1-노난올, 벤질알코올, 아세트산 벤질, 벤조산 에틸, 옥살산 디에틸, 말레산 디에틸, γ-부티로락톤, 탄산 에틸렌, 탄산 프로필렌, 에틸렌글리콜 모노페닐에테르아세테이트 등의 고비점 용제를 병용할 수도 있다.

이들 고비점 용제는, 단독으로 또는 2종 이상을 혼합해서 사용할 수 있다.

상기 용제 중, 용해성, 안료 분산성, 도포성 등의 관점에서, 프로필렌글리콜 모노메틸에테르, 에틸렌글리콜 모노메틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜 모노메틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜 모노에틸에테르아세테이트, 디에틸렌글리콜 디메틸에테르, 시클로헥사논, 2-헵타논, 3-헵타논, 2-히드록시프로피온산 에틸, 4-메톡시부틸아세테이트, 3-메틸-3-메톡시부틸프로피오네이트, 3-메톡시프로피온산 에틸, 3-에톡시프로피온산 메틸, 3-에톡시프로피온산 에틸, 아세트산n-부틸, 아세트산i-부틸, 아세트산n-아밀, 아세트산i-아밀, 프로피온산n-부틸, 부티르산 에틸, 부티르산i-프로필, 부티르산n-부틸, 피루브산 에틸 등이 바람직하고, 또 고비점 용제로서는 γ-부티로락톤 등이 바람직하다.

용제의 사용량은, (B) 알칼리 가용성 수지 100중량부에 대해서, 바람직하게는 100 내지 10,000중량부, 보다 바람직하게는 500 내지 5,000중량부이다.

다음에, 제2의 격벽 형성용 조성물은, 컬러 필터용 격막의 접촉각이 상대적으로 가장 높은 경화물을 제공할 수 있는 한 특별히 제한되지 않지만, 예를 들면, (E) (e-1)헥사플루오로프로필렌과, (e-2)불포화 카르복실산 및(또는) 불포화 카르복실산 무수물과, (e-3)상기 (e-1)성분 및 (e-2)성분과 공중합 가능한 다른 불포화 화합물의 공중합체(이하, 「(E) 공중합체」라고 함), (F) 가교성 화합물, (G) 광산발생제, 및 (H) 상기 (E) 내지 (G) 성분에 해당하지 않는 불소함유 유기 화합물(이하,「(H) 불소함유 유기 화합물」이라고 함)을 함유하는 조성물 (이하,「격벽 형성용 조성물 (II)」라고 함)을 들 수 있다.

이하, 격벽 형성용 조성물 (II)을 구성하는 각 성분에 대해서 설명한다.

-(E) 공중합체-

(E) 공중합체에 있어서의 (e-2)성분인 불포화 카르복실산 및(또는) 불포화 카르복실산 무수물로서는, 예를 들면, (메타)아크릴산, 크로톤산, 말레산, 3-부텐산, 4-펜텐산, 이타콘산 등의 불포화 모노- 또는 디-카르복실산; (메타)아크릴로일옥시 아세트산, 3-(메타)아크릴로일옥시 프로피온산, 2-(메타)아크릴로일옥시 프로피온산, 4-(메타)아크릴로일옥시 부탄산 등의 지방족 히드록시카르복실산의 (메타)아크릴레이트류; 4-(메타)아크릴로일옥시 벤조산, 3-(메타)아크릴로일옥시 벤조산, 2-(메타)아크릴로일옥시 벤조산, 4-(메타)아크릴로일옥시 프탈산, 3-(메타)아크릴로일옥시 프탈산, 4-(메타)아크릴로일옥시 이소프탈산, 5-(메타)아크릴로일옥시 이소프탈산, 2-(메타)아크릴로일옥시 테레프탈산 등의 방향족 히드록시카르복실산의 (메타)아크릴레이트류; 숙신산 모노[2-(메타)아크릴로일옥시]에틸, 프탈산 모노[2-(메타)아크릴로일옥시]에틸, 이소프탈산 모노[2-(메타)아크릴로일옥시]에틸, 테레프탈산 모노[2-(메타)아크릴로일옥시]에틸, 테트라히드로프탈산 모노[2-(메타)아크릴로일옥시]에틸, 테트라히드로이소프탈산 모노[2-(메타)아크릴로일옥시]에틸, 테트라히드로테레프탈산 모노[2-(메타)아크릴로일옥시]에틸 등의 디카르복실산의 모노(메타)아크릴로일옥시 에틸에스테르; 이타콘산의 모노메틸에스테르, 모노에틸에스테르, 모노-n-프로필에스테르, 모노-i-프로필에스테르, 모노-n-부틸에스테르, 모노-sec-부틸에스테르, 모노-t-부틸에스테르 등의 불포화 디카르복실산의 모노알킬에스테르류; 무수 말레산, 무수 이타콘산, 무수 시트라콘산, 무수 무콘산, 3-비닐프탈산 무수물, 4-비닐프탈산 무수물, 5-노르보르넨-2,3-디카르복실산 무수물, 메틸-5-노르보르넨-2,3-디카르복실산 무수물, 3,4,5,6-테트라히드로프탈산 무수물, 시스-1.2.3.6-테트라히드로프탈산 무수물, 디메틸테트라 히드로프탈산 무수물 등의 불포화 폴리 카르복실산 산 무수물류 등을 들 수 있다.

이들 (e-2)성분은, 단독으로 또는 2종 이상을 혼합해서 사용할 수 있다.

또, (e-3) 상기 (e-1)성분 및 (e-2)성분과 공중합 가능한 불포화 화합물로서는, 예를 들면, 2-히드록시에틸 비닐에테르, 3-히드록시프로필 비닐에테르, 2-히드록시프로필 비닐에테르, 4-히드록시부틸 비닐에테르, 3-히드록시부틸 비닐에테르, 5-히드록시펜틸비닐에테르, 6-히드록시헥실 비닐에테르 등의 수산기 함유 비닐에테르류; 2-히드록시에틸 알릴에테르, 4-히드록시부틸 알릴에테르, 글리세롤모노 알릴에테르 등의 수산기 함유 알릴에테르류; 알릴알코올; 메틸비닐에테르, 에틸비닐에테르, n-프로필비닐에테르, i-프로필비닐에테르, n-부틸비닐에테르, i-부틸비닐에테르, sec-부틸비닐에테르, t-부틸비닐에테르, n-펜틸비닐에테르, n-헥실비닐에테르, n-옥틸비닐에테르, 2-에틸헥실비닐에테르, n-데실비닐에테르, n-도데실비닐에테르, 시클로헥실 비닐에테르 등의 (시클로)알킬비닐에테르류; 퍼플루오로(메틸비닐에테르), 퍼플루오로(에틸비닐에테르), 퍼플루오로(n-프로필비닐에테르), 퍼플루오로(n-부틸비닐에테르), 퍼플루오로(i-부틸비닐에테르), 퍼플루오로(n-프로폭시프로필 비닐에테르) 등의 퍼플루오로(알킬비닐에테르) 또는 퍼플루오로(알콕시알킬 비닐에테르)류; 식 CH₂=CH-O-Rf(Rf는 불화 알킬기 또는 불화 알콕시알킬기를 나타냄)로 나타내어지는 (플루오로알킬)비닐에테르 또는 (플루오로알콕시알킬)비닐에테르류; 불화 비닐리덴, 클로로트리플루오로에틸렌, 3,3,3-트리플루오로프로필렌, 테트라플루오로에틸렌 등의 플루오로올레핀류; 아세트산 비닐, 프로피온산 비닐, 부티르산 비닐, 피발린산 비닐, 카프로산 비닐, 버사틱산 비닐, 스테아르산 비닐 등의 카르복실산 비닐 에스테르류; 에틸렌, 프로필렌, 이소부텐 등의 α-올레핀류; 2,2,2-트리플루오로에틸(메타)아크릴레이트, 2,2,3,3,3-펜타플루오로프로필(메타)아크릴레이트, 2-(노나플루오로-n-부틸)에틸(메타)아크릴레이트, 2-(퍼플루오로-n-헥실)에틸(메타)아크릴레이트, 2-(퍼플루오로-n-옥틸)에틸(메타)아크릴레이트, 2-(퍼플루오로-n-데실)에틸(메타)아크릴레이트 등의 불소함유 (메타)아크릴산 에스테르류; 메틸(메타)아크릴레이트, 에틸(메타)아크릴레이트, n-프로필(메타)아크릴레이트, i-프로필(메타)아크릴레이트, n-부틸(메타)아크릴레이트, i-부틸(메타)아크릴레이트, 2-메톡시에틸 (메타)아크릴레이트, 2-에톡시에틸(메타)아크릴레이트, 2-(n-프로폭시)에틸(메타)아크릴레이트 등의 (메타)아크릴산 에스테르류; 글리시딜(메타)아크릴레이트, α-에틸글리시딜(메타)아크릴레이트, α-n-프로필글리시딜(메타)아크릴레이트, α-n-부틸글리시딜(메타)아크릴레이트, 3,4-에폭시부틸(메타)아크릴레이트, 3,4-에폭시헵틸(메타)아크릴레이트, α-에틸-6,7-에폭시헵틸(메타)아크릴레이트 등의 에폭시기 함유 (메타)아크릴레이트류; 알릴글리시딜에테르, 2-비닐시클로헥센옥사이드, 3-비닐시클로헥센옥사이드, 4-비닐시클로헥센옥사이드 등의 불포화 에폭시 화합물; 비닐글리시딜에테르, 2-비닐벤질글리시딜에테르, 3-비닐벤질글리시딜에테르, 4-비닐벤질글리시딜에테르, α-메틸-2-비닐벤질글리시딜에테르, α-메틸-3-비닐벤질글리시딜에테르, α-메틸-4-비닐벤질글리시딜에테르, 2,3-디글리시딜옥시메틸스티렌, 2,4-디글리시딜옥시메틸스티렌, 2,5-디글리시딜옥시메틸스티렌, 2,6-디글리시딜옥시메틸스티렌, 2,3,4-트리글리시딜옥시메틸스티렌, 2,3,5-트리글리시딜옥시메틸스티렌, 2,3,6-트리글리시딜옥시메틸스티렌, 3,4,5-트리글리시딜옥시메틸스티렌, 2,4,6-트리글리시딜옥시메틸스티렌 등의 불포화 글리시딜에테르류 등을 들 수 있다.

이들 공중합 가능한 불포화 화합물은, 단독으로 또는 2종 이상을 혼합해서 사용할 수 있다.

공중합 가능한 불포화 화합물 중, (E) 공중합체의 수율을 높이는 관점에서, 불소원자를 함유하지 않는 불포화 화합물로서는, (시클로)알킬비닐에테르류, 카르복실산 비닐에스테르류가 바람직하다. 이들 중, (E) 공중합체의 불소함량을 높이는 관점에서, 예를 들면, 메틸비닐에테르, 에틸비닐에테르, n-프로필비닐에테르, i-프로필비닐에테르, 아세트산 비닐, 프로피온산 비닐, 부티르산 비닐, 피발린산 비닐 등의, 분자량이 작은 불포화 화합물이 특히 바람직하다.

또, (E) 공중합체의 경도를 높이는 관점에서는, 예를 들면, i-프로필비닐에테르, t-부틸비닐에테르, 피발린산 비닐 등의 분지쇄를 갖는 불포화 화합물이 효과적이다.

나아가서는, 퍼플루오로(알킬비닐에테르)류 및(또는) 퍼플루오로(알콕시알킬 비닐에테르)류도 공중합 가능한 불포화 화합물로서 바람직하게 사용할 수 있다.

(E) 공중합체에 있어서의 각 불포화 화합물의 함유율은, 헥사플루오로프로필렌이 바람직하게는 20 내지 70중량％, 더욱 바람직하게는 25 내지 55중량％이고,불포화 카르복실산 및(또는) 불포화 카르복실산 무수물이 바람직하게는 1 내지 40중량％, 더욱 바람직하게는 10 내지 30중량％이고, 공중합 가능한 불포화 화합물이 바람직하게는 10 내지 70중량％, 더욱 바람직하게는 15 내지 45중량％이다. 이 경우, 헥사플루오로프로필렌의 함유율이 53중량％ 미만일 때는, 불소함량을 높이기 위해서, 예를 들면, 퍼플루오로(알킬비닐에테르)류 또는 퍼플루오로(알콕시알킬 비닐에테르)류와 같은, 헥사플루오로프로필렌 이외의 불소함유 불포화 화합물을 공중합 시키는 것이 바람직하다. 또, (E) 공중합체에 있어서의 전체 불소 함량은, 바람직하게는 40중량％ 이상, 더욱 바람직하게는 45중량％ 이상이다.

또한, 불포화 카르복실산 및(또는) 불포화 카르복실산 무수물의 함유율이 1중량％ 미만이면, 얻어지는 공중합체의 알칼리 용해도가 저하하고, 또 경화물의 가교밀도를 충분히 높게 하는 것이 곤란해지고, 격막을 형성할 때의 감도나 잔막율이 저하할 우려가 있다.

(E) 공중합체는, 바람직하게는 각 불포화 화합물을, 적당한 중합용제 중에서 라디칼 중합하는 것에 의해 제조된다. 또 필요에 따라, 관능기를 갖는 불포화 화합물의 경우, 그 관능기를 보호한 상태로 중합한 뒤, 보호기를 이탈시키는 처리를 해도 좋다.

(E) 공중합체의 제조에 이용되는 중합용제로서는, 예를 들면, 메틸알코올, 에틸알코올, n-프로필알코올, n-부틸알코올, 테트라히드로푸란, 디옥산 등의 에테르류; 벤젠, 톨루엔, 크실렌 등의 방향족 탄화수소류; N,N-디메틸포름아미드, N-메틸-2-피롤리돈 등의 아미드계 비프로톤성 극성 용제; 아세트산 에틸, 아세트산n-부틸, 아세트산i-아밀, 락트산 에틸 등의 에스테르류; 3-메톡시프로피온산 메틸, 2-메톡시프로피온산 메틸, 3-메톡시프로피온산 에틸, 2-메톡시프로피온산 에틸, 3-에톡시프로피온산 에틸, 2-에톡시프로피온산 에틸 등의 카르복실산 알콕시에스테르류; 에틸렌글리콜디메틸에테르, 디에틸렌글리콜 디메틸에테르, 디에틸렌글리콜 디에틸에테르, 디에틸렌글리콜 메틸에틸에테르, 프로필렌글리콜 디메틸에테르, 디프로필렌글리콜 디메틸에테르 등의 (디)글리콜 디알킬에스테르류; 에틸렌글리콜 모노메틸에테르, 에틸렌글리콜 모노에틸에테르, 디에틸렌글리콜 모노메틸에테르, 디에틸렌글리콜 모노에틸에테르, 프로필렌글리콜 모노메틸에테르, 프로필렌글리콜 모노에틸에테르, 디프로필렌글리콜 모노메틸에테르, 디프로필렌글리콜 모노에틸에테르 등의 (디)글리콜 모노알킬에테르류; 프로필렌글리콜 모노메틸에테르아세테이트, 카르비톨아세테이트, 에틸셀로솔브아세테이트 등의 글리콜 모노알킬에테르에스테르류; 시클로헥사논, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 2-헵타논 등의 케톤류를 들 수 있다.

이들 중합용제는, 단독으로 또는 2종 이상을 혼합해서 사용할 수 있다.

불포화 화합물과 중합용제의 비율은 특별히 한정되지 않는다. 바람직하게는 불포화 화합물의 합계 100중량부에 대해서, 중합용제 20 내지 1,000중량부이다.

또, 라디칼 중합에 사용되는 중합 개시제로서는, 예를 들면, 2,2'-아조비스 이소부티로니트릴, 2,2'-아조비스-(2,4-디메틸발레로니트릴), 2,2'-아조비스(4-메톡시-2,4-디메틸발레로니트릴) 등의 아조 화합물, 벤조일퍼옥시드, 라우로일퍼옥시드, t-부틸퍼옥시피발레이트, 1,1-비스-(tert-부틸퍼옥시)시클로헥산 등의 유기 과산화물이나 과산화수소 등을 들 수 있다.

또, 이들 유기 과산화물 및 과산화수소는, 환원제와 조합시켜서 레독스계 중합 개시제로서 이용해도 좋다.

상기 중합 개시제는, 단독으로 또는 2종 이상을 혼합해서 사용할 수 있다.

(E) 공중합체의 Mw는 바람직하게는 1,000 내지 200,000, 보다 바람직하게는 2,000 내지 70,000이다. 이 경우, Mw가 1,000 미만이면, 패턴 형상, 잔막율이나 경화물의 내열성이 저하할 우려가 있고, 한편 200,000을 초과하면, 도포성, 현상성이나 패턴 형상이 불충분해질 우려가 있다.

본 발명에 있어서, (E) 공중합체는, 단독으로 또는 2종 이상을 혼합해서 사용할 수 있다.

-(F) 가교성 화합물-

가교성 화합물은, 하기하는 (G) 광산발생제에서 발생한 산의 작용에 의해 가교될 수 있는 기(이하,「산 가교기」라고 함)를 적어도 1개 갖는 화합물이다. 산 가교기로서는, 예를 들면, 아미노기, 알콕시알킬기, 에폭시기 등이 바람직하고, 알콕시알킬기로서는 알콕시메틸기가 더욱 바람직하다.

상기 알콕시메틸기는 특별히 한정되는 것이 아니고, 그 구체예로서는, 메톡시메틸기, 에톡시메틸기, n-프로폭시메틸기, n-부톡시메틸기, t-부톡시메틸기 등을 들 수 있다.

아미노기 및(또는) 알콕시알킬기를 적어도 1개 갖는 가교성 화합물의 구체예로서는, 멜라민 수지, 벤조구아나민 수지, 글리콜우릴 수지, 요소 수지, 알콕시메틸화 멜라민 수지, 알콕시메틸화 벤조구아나민 수지, 알콕시메틸화 글리콜우릴 수지, 알콕시메틸화 요소 수지 등을 들 수 있다.

상기 알콕시메틸화 멜라민 수지, 알콕시메틸화 벤조구아나민 수지, 알콕시메틸화 글리콜우릴 수지 및 알콕시메틸화 요소 수지는 각각, 메틸올화 멜라민 수지, 메틸올화 벤조구아나민 수지, 메틸올화 글리콜우릴 수지 및 메틸올화 요소 수지의 메틸올기를 알콕시메틸기로 변환시키는 것에 의해 얻을 수 있다.

이들 아미노기 및(또는) 알콕시알킬기를 적어도 1개 갖는 가교성 화합물 중, 알콕시메틸화 멜라민 수지 및 알콕시메틸화 벤조구아나민 수지가 바람직하고, 그것들의 시판품에는, 예를 들면, 사이멜300, 동301, 동303, 동370, 동325, 동327, 동701, 동266, 동267, 동238, 동1141, 동272, 동202, 동1156, 동1158, 동1123, 동1170, 동1174, 동UFR65, 동300(이상, 미쯔이 사이아나미드(주)제), 니컬랙Mx-750, 동Mx-032, 동Mx-706, 동Mx-708, 동Mx-40, 동Mx-31, 동Ms-11, 동Mw-30(이상, 산와케미컬(주)제) 등의 상품명의 것이 있고, 이것들도 바람직하게 사용할 수 있다.

또, 에폭시기를 갖는 가교성 화합물로서는, 에폭시기를 분자 내에 2개 이상 갖는 화합물이 바람직하고, 그 구체예로서는, 비스페놀 A형 에폭시 수지, 비스페놀 F형 에폭시 수지, 페놀노볼락형 에폭시 수지, 크레졸노볼락형 에폭시 수지, 환식 지방족 에폭시 수지, 지방족 폴리글리시딜에테르 등을 들 수 있다.

에폭시기를 갖는 가교성 화합물의 시판품으로서는, 예를 들면, 비스페놀 A형 에폭시 수지로서, 에피코트1001, 동1002, 동1003, 동1004, 동1007, 동1009,동1010, 동828(이상, 유화 쉘 에폭시(주)제) 등을, 비스페놀 F형 에폭시 수지로서, 에피코트807(유화 쉘 에폭시(주)제) 등을, 페놀노볼락형 에폭시 수지로서, 에피코트152, 동154(이상, 유화 쉘 에폭시(주)제), EPPN201, 동202(이상, 니혼카야쿠(주)제) 등을, 크레졸노볼락형 에폭시 수지로서, E0CN-102, E0CN-103S, E0CN-104S, E0CN-1020, E0CN-1025, E0CN-1027(이상, 니혼카야쿠(주)제), 에피코트180S75(유화 쉘 에폭시(주)제) 등을, 환식 지방족 에폭시 수지로서, CY175, CY177, CY179(이상, CIBA-GEIGY A.G제), ERL-4234, ERL-4299, ERL-4221, ERL-4206(이상, U.C.C사제), 쇼다인509(쇼와전공(주)제), 애럴다이트CY-182, 동CY-192, 동CY-184(이상, CIBA-GEIGY A.G제), 에피클론200, 동400(이상, 다이닛폰 잉크공업(주)제), 에피코트871, 동872(이상, 유화 쉘 에폭시(주)제), ED-5661, ED-5662(이상, 세라니즈코팅(주)제) 등을, 지방족 폴리글리시딜에테르로서, 에포라이트100MF(교에이샤 유지화학공업(주)제), 에피올TMP(일본유지(주)제) 등을 들 수 있고, 이것들을 사용할 수도 있다.

이들 에폭시기를 갖는 가교성 화합물의 시판품 중, 비스페놀 A형 에폭시 수지, 페놀노볼락형 에폭시 수지, 크레졸노볼락형 에폭시 수지 등이 바람직하다.

이상에 예로 든 가교성 화합물의 대부분은 고분자량체이지만, 가교성 화합물의 분자량은 특별히 제한되는 것이 아니고, 예를 들면 비스페놀 A 또는 비스페놀 F의 글리시딜에테르 등의 저분자량 화합물을 사용할 수도 있다.

상기 가교성 화합물은, 단독으로 또는 2종 이상을 혼합해서 사용할 수 있다.

본 발명에 있어서의 가교성 화합물의 사용량은, (E) 공중합체 100중량부에 대해서, 바람직하게는 1 내지 100중량부, 보다 바람직하게는 5 내지 50중량부이다.이 경우, 가교성 화합물의 사용량이 1중량부 미만이면, 조성물의 가교반응이 불충분해져서, 패턴의 형성이 곤란해질 우려가 있고, 한편 100중량부를 초과하면, 조성물의 알칼리 용해도가 과대해져서, 현상처리 후의 잔막율이 저하하는 경향이 있다.

-(G) 광산발생제-

광산발생제는, 가시광선, 자외선, 원자외선, 전자선, X선 등의 방사선에 의한 노광에 의해 산을 발생시키는 화합물이다.

광산발생제로서는, 예를 들면, 트리클로로메틸-s-트리아진류, 디아릴요오도늄염, 트리아릴술포늄염 등을 들 수 있다.

상기 트리클로로메틸-s-트리아진류로서는, 예를 들면, 트리스(2,4,6-트리클로로메틸)-s-트리아진, 2-페닐-비스(4,6-트리클로로메틸)-s-트리아진, 2-(4-클로로페닐)-비스(4,6-트리클로로메틸)-s-트리아진, 2-(3-클로로페닐)-비스(4,6-트리클로로메틸)-s-트리아진, 2-(2-클로로페닐)-비스(4,6-트리클로로메틸)-s-트리아진, 2-(4-메톡시페닐)-비스(4,6-트리클로로메틸)-s-트리아진, 2-(3-메톡시페닐)-비스 (4,6-트리클로로메틸)-s-트리아진, 2-(2-메톡시페닐)-비스(4,6-트리클로로메틸)-s-트리아진, 2-(4-메틸티오페닐)-비스(4,6-트리클로로메틸)-s-트리아진, 2-(3-메틸티오페닐)-비스(4,6-트리클로로메틸)-s-트리아진, 2-(2-메틸티오페닐)-비스(4,6-트리클로로메틸)-s-트리아진, 2-(4-메톡시나프틸)-비스(4,6-트리클로로메틸)-s-트리아진, 2-(3-메톡시나프틸)-비스(4,6-트리클로로메틸)-s-트리아진, 2-(2-메톡시나프틸)-비스(4,6-트리클로로메틸)-s-트리아진, 2-(4-메톡시-β-스티릴)-비스(4,6-트리클로로메틸)-s-트리아진, 2-(3-메톡시-β-스티릴)-비스(4,6-트리클로로메틸)-s-트리아진, 2-(2-메톡시-β-스티릴)-비스(4,6-트리클로로메틸)-s-트리아진, 2-(3,4,5-트리메톡시-β-스티릴)-비스(4,6-트리클로로메틸)-s-트리아진, 2-(4-메틸티오-β-스티릴)-비스(4,6-트리클로로메틸)-s-트리아진, 2-(3-메틸티오-β-스티릴)-비스(4,6-트리클로로메틸)-s-트리아진, 2-(3-메틸티오-β-스티릴)-비스(4,6-트리클로로메틸)-s-트리아진, 2-피페로닐-비스(4,6-트리클로로메틸)-s-트리아진, 2-[2-(푸란-2-일)에테닐]-비스(4,6-트리클로로메틸)-s-트리아진, 2-[2-(5-메틸푸란-2-일)에테닐]-비스(4,6-트리클로로메틸)-s-트리아진, 2-[2-(4-디에틸아미노-2-메틸페닐)에테닐]-비스(4,6-트리클로로메틸)-s-트리아진 등을 들 수 있다.

또, 상기 디아릴요오도늄염으로서는, 예를 들면, 디페닐요오도늄 테트라플루오로보레이트, 디페닐요오도늄 헥사플루오로포스포네이트, 디페닐요오도늄 헥사플루오로알세네이트, 디페닐요오도늄 트리플루오로메탄술포네이트, 디페닐요오도늄 트리플루오로아세테이트, 디페닐요오도늄-p-톨루엔술포네이트, 4-메톡시페닐페닐요오도늄 테트라플루오로보레이트, 4-메톡시페닐페닐요오도늄 헥사플루오로포스포네이트, 4-메톡시페닐페닐요오도늄 헥사플루오로알세네이트, 4-메톡시페닐페닐요오도늄 트리플루오로메탄술포네이트, 4-메톡시페닐페닐요오도늄 트리플루오로아세테이트, 4-메톡시페닐페닐요오도늄-p-톨루엔술포네이트, 비스(4-t-부틸페닐)요오도늄 테트라플루오로보레이트, 비스(4-t-부틸페닐)요오도늄 헥사플루오로알세네이트, 비스(4-t-부틸페닐)요오도늄 트리플루오로메탄술포네이트, 비스(4-t-부틸페닐)요오도늄 트리플루오로아세테이트, 비스(4-t-부틸페닐)요오도늄-p-톨루엔술포네이트 등을들 수 있다.

또, 상기 트리아릴술포늄염으로서는, 예를 들면, 트리페닐술포늄 테트라플루오로보레이트, 트리페닐술포늄 헥사플루오로포스포네이트, 트리페닐술포늄 헥사플루오로알세네이트, 트리페닐술포늄 트리플루오로메탄술포네이트, 트리페닐술포늄 트리플루오로아세테이트, 트리페닐술포늄-p-톨루엔술포네이트, 4-메톡시페닐 디페닐술포늄 테트라플루오로보레이트, 4-메톡시페닐 디페닐술포늄 헥사플루오로포스포네이트, 4-메톡시페닐 디페닐술포늄 헥사플루오로알세네이트, 4-메톡시페닐 디페닐술포늄 트리플루오로메탄술포네이트, 4-메톡시페닐 디페닐술포늄 트리플루오로아세테이트, 4-메톡시페닐 디페닐술포늄-p-톨루엔술포네이트, 4-페닐티오페닐디페닐 테트라플루오로보레이트, 4-페닐티오페닐디페닐 헥사플루오로포스포네이트, 4-페닐티오페닐디페닐 헥사플루오로알세네이트, 4-페닐티오페닐디페닐 트리플루오로메탄술포네이트, 4-페닐티오페닐디페닐 트리플루오로아세테이트, 4-페닐티오페닐 디페닐-p-톨루엔술포네이트 등을 들 수 있다.

이들 광산발생제 중, 트리클로로메틸-s-트리아진류로서는, 2-(3-클로로페닐) -비스(4,6-트리클로로메틸)-s-트리아진, 2-(4-메톡시페닐)-비스(4,6-트리클로로메틸)-s-트리아진, 2-(4-메틸티오페닐)-비스(4,6-트리클로로메틸)-s-트리아진, 2-(4-메톡시-β-스티릴)-비스(4,6-트리클로로메틸)-s-트리아진, 2-피페로닐-비스(4,6-트리클로로메틸)-s-트리아진, 2-[2-(푸란-2-일)에테닐]-비스(4,6-트리클로로메틸)-s-트리아진, 2-[2-(5-메틸푸란-2-일)에테닐]-비스(4,6-트리클로로메틸)-s-트리아진, 2-[2-(4-디에틸아미노-2-메틸페닐)에테닐]-비스(4,6-트리클로로메틸)-s-트리아진,2-(4-메톡시나프틸)-비스(4,6-트리클로로메틸)-s-트리아진 등이 바람직하고, 디아릴요오도늄염으로서는, 디페닐요오도늄 트리플루오로아세테이트, 디페닐요오도늄 트리플루오로메탄술포네이트, 4-메톡시페닐페닐요오도늄 트리플루오로메탄술포네이트, 4-메톡시페닐페닐요오도늄 트리플루오로아세테이트 등이 바람직하고, 또 트리아릴술포늄염으로서는, 트리페닐술포늄 트리플루오로메탄술포네이트, 트리페닐술포늄 트리플루오로아세테이트, 4-메톡시페닐디페닐술포늄 트리플루오로메탄술포네이트, 4-메톡시페닐 디페닐술포늄 트리플루오로아세테이트, 4-페닐티오페닐디페닐 트리플루오로메탄술포네이트, 4-페닐티오페닐디페닐 트리플루오로아세테이트 등이 바람직하다.

본 발명에 있어서의 광산발생제의 사용량은, (E) 공중합체 100중량부에 대해서, 바람직하게는 0.001 내지 30중량부, 보다 바람직하게는 0.01 내지 10중량부이다. 이 경우, 광산발생제의 사용량이 0.001중량부 미만이면, 노광에 의한 산의 발생량이 적어지고, (E) 공중합체의 가교반응이 불충분해져서, 현상처리 후의 잔막율이나, 얻어지는 패턴의 내열성, 내약품성, 기판과의 밀착성 등이 저하할 우려가 있고, 한편 30중량부를 초과하면, 조성물의 감도가 저하하는 경향이 있다.

-(H) 불소함유 유기 화합물-

(H) 불소함유 유기 화합물은, 형성되는 격벽과, 컬러 필터의 형성에 이용되는 잉크의 접촉각을 조정할 목적으로 이용되는 성분이고, 그 화합물의 분자량은 특별히 제한되지 않고, 저분자여도 고분자여도 좋다.

(H) 불소함유 유기 화합물로서는, 예를 들면, 퍼플루오로알킬술폰산, 퍼플루오로알킬카르복실산, (퍼플루오로알킬)알킬렌옥시드 부가물, (퍼플루오로알킬)트리알킬암모늄염, 퍼플루오로알킬기와 친수기를 함유하는 올리고머, 퍼플루오로알킬기와 친유기를 함유하는 올리고머, 퍼플루오로알킬기와 친수기와 친유기를 함유하는 올리고머, 퍼플루오로 알킬과 친수기를 함유하는 우레탄 화합물이나, 카르복실산의 퍼플루오로 알킬에스테르, 인산의 퍼플루오로 알킬에스테르 등을 들 수 있다.

(H) 불소함유 유기 화합물의 시판품에는, 예를 들면, 메가팩F116, 동F120, 동F142D, 동F144D, 동F150, 동F160, 동F171, 동F172, 동F173, 동F177, 동F178A, 동F178K, 동F179, 동F183, 동F184, 동F191, 동F812, 동F815, 동F824, 동F833, DEFENSAMCF300, 동MCF310, 동MCF312, 동MCF323(이상, 다이닛폰 잉크 화학공업(주)제), 플로라이드FC430, 동FC431(이상, 스미토모스리엠(주)제), 아사히 가드AG710, 써프론S-382, SC-101, SC-102, SC-103, SC-104, SC-105, SC-106(이상, 아사히가라스(주)제) 등의 상품명의 것이 있고, 이것들을 사용할 수도 있다.

상기 (H) 불소함유 유기 화합물은, 단독으로 또는 2종 이상을 혼합해서 사용할 수 있다.

본 발명에 있어서의 (H) 불소함유 유기 화합물의 사용량은, (E) 공중합체 100중량부에 대해서, 바람직하게는 0.001 내지 11중량부, 보다 바람직하게는 0.01 내지 9중량부이다. 이 경우, (H) 불소함유 유기 화합물의 사용량이 0.001중량부 미만이면, 격벽과 컬러 필터의 형성에 이용되는 잉크의 접촉각이 작아져서, 잉크가 화소영역 밖으로 번질 우려가 있고, 한편 11중량부를 초과하면, 얻어지는 조성물의 감도가 저하하거나, 조성물의 알칼리 용해도가 과대해져서, 현상처리 후의 잔막율이 저하할 우려가 있다. 특히, (H) 불소함유 유기 화합물을 (E) 공중합체에 대해서 0.01 내지 9중량부 사용하면, 격벽과 잉크의 접촉각이 20 내지 60도의 범위의 바람직한 값이 되고, 화소영역 밖으로의 잉크의 번짐이 없어지고, 또 화소의 표면 평활성도 뛰어난 컬러 필터를 얻을 수 있다.

-그 밖의 첨가제-

격벽 형성용 조성물 (II)에는, 증감제를 첨가할 수 있다.

상기 증감제로서는, 예를 들면, 3-위 및(또는) 7-위에 치환기를 갖는 쿠마린류, 플라본류, 디벤잘아세톤류, 디벤잘시클로헥산류, 칼콘류, 크산텐류, 티옥산텐류, 포르필린류, 프탈로시아닌류, 아크리딘류, 안트라센류, 벤조페논류, 아세토페논류 등을 들 수 있다.

이들 증감제는, 단독으로 또는 2종 이상을 혼합해서 사용할 수 있다. 증감제의 사용량은, (E) 공중합체 100중량부에 대해서, 바람직하게는 30중량부 이하, 보다 바람직하게는 0.1 내지 20중량부 이하이다.

또, 격벽 형성용 조성물 (II)에는, 도포성의 개선(예를 들면 스트리에이션의 방지)이나 현상성의 개량을 도모하기 위해서, 불소계 이외의 계면활성제를 첨가할 수도 있다.

상기 불소계 이외의 계면활성제로서는, 예를 들면, 폴리옥시에틸렌 라우릴에테르, 폴리옥시에틸렌 스테아릴에테르, 폴리옥시에틸렌 올레일에테르 등의 폴리옥시에틸렌알킬에테르; 폴리옥시에틸렌 옥틸페닐에테르, 폴리옥시에틸렌 노닐페닐에테르 등의 폴리옥시에틸렌 아릴에테르; 폴리에틸렌글리콜 디라우레이트, 폴리에틸렌글리콜 디스테아레이트 등의 폴리에틸렌글리콜 디알킬에스테르 등의 비이온계 계면활성제를 들 수 있다.

또, 불소계 이외의 비이온계 계면활성제의 시판품에는, 예를 들면, 오르가노실록산 폴리머KP341(신에츠화학공업(주)제), 아크릴산계 또는 메타크릴산계 (공)중합체 폴리 플로우No.57, 95(교에이유지화학공업(주)제) 등의 상품명의 것이 있고, 이것들을 이용할 수도 있다.

이들 불소계 이외의 계면활성제는, 단독으로 또는 2종 이상을 혼합해서 사용할 수 있다.

불소계 이외의 계면활성제의 사용량은, 조성물 중에 있어서의 고형분 100중량부에 대해서, 바람직하게는 2중량부 이하, 보다 바람직하게는 1중량부 이하이다.

또한, 격벽 형성용 조성물 (II)에는, 기판과의 밀착성을 개량하기 위해서, 실란 커플링제 등의 접착조제를 첨가할 수 있고, 또 내열성을 개량하기 위해서 다가아크릴레이트 등의 불포화 화합물 등을 첨가할 수도 있고, 또 필요에 따라, 대전방지제, 보존 안정제, 할레이션 방지제, 소포제, 안료, 열산발생제 등을 첨가할 수도 있다.

-용제-

격벽 형성용 조성물 (II)은, 통상, 각 성분을 적당한 용제에 용해시킨 액상 조성물 (이하, 「액상 조성물 (ii)」라고 함)로서 조제된다.

이러한 용제로서는, 각 성분을 용해시키고, 또한 이들 성분과 반응하지 않고, 적당한 휘발성을 갖는 것인 한, 적절하게 선택해서 사용할 수 있다.

액상 조성물 (ii)을 조제하기 위한 용제로서는, 예를 들면, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 2-헵타논, 3-헵타논, 시클로헥사논 등의 케톤류; 톨루엔, 크실렌 등의 방향족 탄화수소류; N-메틸피롤리돈, N,N-디메틸포름아미드, N,N-디메틸아세트아미드 등의 카르복실산 아미드류 등을 들 수 있다.

또한, 상기 용제와 함께, 예를 들면 벤질에틸에테르, 디-n-헥실에테르, 아세토닐아세톤, 이소포론, 카프로산, 카프릴산, 1-옥탄올, 1-노난올, 벤질알코올, 아세트산 벤질, 벤조산 에틸, 옥살산 디에틸, 말레산 디에틸, γ-부티로락톤, 탄산 에틸렌, 탄산 프로필렌, 에틸렌글리콜 모노페닐에테르아세테이트 등의 고비점 용제를 병용할 수도 있다.

상기 용제 중, 용해성, 안료 분산성, 도포성 등의 관점에서, 2-헵타논, 3-헵타논, 시클로헥사논 등이 바람직하다. 또 고비점 용제로서는 γ-부티로락톤 등이 바람직하다.

용제의 사용량은, (E) 공중합체 100중량부에 대해서, 바람직하게는 100 내지 10,000중량부, 보다 바람직하게는 500 내지 5,000중량부이다.

다음에, 기판 위에 본 발명의 컬러 필터용 격막을 형성하는 프로세스에 대해서 설명한다.

본 발명에 있어서 사용되는 기판으로서는, 예를 들면, 유리, 실리콘이나, 플라스틱제 기판으로서, 폴리카르보네이트, 폴리에스테르, 방향족 폴리아미드, 폴리아미드이미드, 폴리이미드, 폴리에테르술폰 등을 들 수 있다. 이들 기판에는, 소망에 따라, 실란 커플링제 등에 의한 약품처리, 플라즈마 처리, 이온 플레이팅, 스퍼터링, 기상 반응법, 진공증착 등의 적절한 전 처리를 해 둘 수도 있다.

우선, (i)의 공정에 있어서, 기판 위에 액상 조성물 (i)을 도포한 뒤, 베이크를 해서 용제를 증발시켜, 격벽 형성용 조성물 (I)의 도막을 형성한다.

액상 조성물 (i)을 기판에 도포할 때에는, 회전도포, 유연도포, 롤도포, 바도포 등의 적절한 도포법을 채용할 수 있다.

액상 조성물 (i)의 도포 두께는, 용제 증발 후의 막 두께로서, 바람직하게는 0.6 내지 4.7㎛, 더욱 바람직하게는 1.2 내지 3.5㎛, 특히 바람직하게는 1.2 내지 2.5㎛이다.

그 후, (ii)의 공정에 있어서, 격벽 형성용 조성물 (I)의 도막 위에 액상 조성물 (ii)을 도포한 뒤, 프레베이크를 해서 용제를 증발시켜, 격벽 형성용 조성물 (II)의 도막을 형성한다.

액상 조성물 (ii)을 격벽 형성용 조성물 (I)의 도막 위에 도포할 때에는, 회전도포, 유연도포, 롤도포, 바도포 등의 적절한 도포법을 채용할 수 있다. 바람직하게는, 액상 조성물 (i)의 도포법과 동일한 방법이 채용된다.

액상 조성물 (ii)의 도포 두께는, 용제 증발 후의 막 두께로서, 바람직하게는 0.6 내지 4.7㎛, 더욱 바람직하게는 1.2 내지 3.5㎛, 특히 바람직하게는 1.2 내지 2.5㎛이다.

그 후, (iii)의 공정에 있어서, 상기 (i) 및 (ii)의 공정에 의해 얻어진 도막의 적어도 일부에, 예를 들면 포토마스크를 통해, 소정의 패턴 형상으로 노광해서 경화시킨다.

노광에 사용되는 방사선으로서는, 예를 들면, 가시광선, 자외선, 원자외선, 전자선, X선 등을 사용할 수 있다. 파장이 190 내지 450nm의 범위에 있는 방사선이 바람직하다.

방사선의 노광량은, 바람직하게는 10 내지 10,000J/m², 보다 바람직하게는 100 내지 5,000J/m², 더욱 바람직하게는 100 내지 2,000J/m²이다.

또 노광 후에는, 필요에 따라 노광 후 베이크할 수도 있다.

그 후, (iv)의 공정에 있어서, 노광된 각 도막을 현상액, 바람직하게는 알칼리 현상액을 이용해서 현상하여, 각 도막의 미노광부를 용해 제거한 뒤, 바람직하게는 포스트베이크를 행하는 것에 의해, 소정의 패턴 형상의 격막을 형성한다.

상기 알칼리 현상액으로서는, 예를 들면, 탄산 나트륨, 수산화 나트륨, 수산화 칼륨, 테트라메틸암모늄 하이드로옥사이드, 콜린, 1,8-디아자비시클로-[5.4.0] -7-운데센, 1,5-디아자비시클로-[4.3.0]-5-노넨 등의 수용액이 바람직하다.

상기 알칼리 현상액에는, 예를 들면 메탄올, 에탄올 등의 수용성 유기용제나 계면활성제 등을 적당량 첨가할 수도 있다. 또한, 알칼리 현상 후, 바람직하게는 수세한다.

현상처리법으로서는, 샤워 현상법, 스프레이 현상법, 딥(침지)현상법, 퍼들(액 주입)현상법 등을 적용할 수 있고, 현상조건은, 상온에서 5 내지 300초가 바람직하다.

현상 후, 포스트베이크를 행하는 것이 바람직하다. 이 포스트베이크의 조건은, 가열온도로서 바람직하게는 100 내지 250℃, 보다 바람직하게는 100 내지 230℃의 넓은 범위의 온도를 채용할 수 있다. 또, 격벽 형성용 조성물 (I)이 열 중합 개시제를 함유하는 경우에는, 가열온도를 바람직하게는 100 내지 150℃, 보다 바람직하게는 100 내지 120℃의 비교적 저온으로 할 수 있다. 이것에 의해 기판으로서 플라스틱제 기판을 사용한 경우라도 기판의 변형이나 황변을 피할 수 있다. 가열시간은, 바람직하게는 20분 내지 1시간, 보다 바람직하게는 30분 내지 1시간이다.

이렇게 해서 형성된 격막은, 예를 들면, 컬러 액정 표시장치, 컬러 촬상관 소자, 컬러 센서 등에 이용되는 컬러 필터를, 잉크젯 방식에 의해 제작할 때에 극히 바람직하게 사용할 수 있다.

또한, 잉크젯 방식에 의해 컬러 필터를 제작하는 방법은, 본 발명의 잉크젯 방식 컬러 필터용 격막을 이용하는 이외에는, 그 자체 공지의 방법에 따라 실시할 수 있다.

<실시예>

실시예 1

(A) 착색제로서 카본 블랙 90중량부, (B) 알칼리 가용성 수지로서 메타크릴산/스티렌/벤질메타크릴레이트/글리세롤메타크릴레이트/N-말레이미드 공중합체(공중합 몰비=15/15/35/10/25, Mw=30,000, Mn=10,000) 80중량부 및 (C) 다관능성 모노머로서 디펜타에리트리톨 헥사아크릴레이트 70중량부를, 전체 고형분 농도가 22중량％가 되는 양의 프로필렌글리콜 모노메틸에테르아세테이트와 혼합하여, 격벽 형성용 조성물 (I)의 액상 조성물 (i-1)을 조제했다.

그 후, 액상 조성물 (i-1)을 유리 기판 위에 스피너를 이용해서 도포한 뒤, 100℃의 핫 플레이트 위에서 2분간 베이크하여, 격벽 형성용 조성물 (I)로 이루어지는 막 두께 1.2㎛의 도막(이하,「제1층 도막」이라고 함)을 형성했다.

그 다음에, (E) 공중합체로서 헥사플루오로프로필렌/크로톤산/에틸비닐에테르 공중합체(공중합 몰비=55/25/20, Mw=10,000) 100중량부, (F) 가교성 화합물로서 헥사메톡시메틸화 멜라민 수지인 사이멜300 36중량부, (G) 광산발생제로서 2-피페로닐-비스(4,6-트리클로로메틸)-s-트리아진 10중량부 및 (H) 불소함유 유기 화합물로서 메가팩F172(퍼플루오로 알킬기와 친유기를 함유하는 올리고머) 6중량부를, 전체 고형분 농도가 40중량％가 되는 양의 메틸이소부틸케톤에 용해시켜, 격벽 형성용 조성물 (II)의 액상 조성물 (ii-1)을 조제했다.

그 후, 제1층 도막 위에, 액상 조성물 (ii-1)을 스피너를 이용해서 도포한 뒤, 110℃의 핫 플레이트 위에서 2분간 프레베이크하여, 격벽 형성용 조성물 (II)로 이루어지는 도막(이하,「제2층 도막」이라고 함)을 형성하고, 합계 막 두께가 3.0㎛인 도막을 형성했다.

그 다음에, 유리 기판 위에 형성한 도막에 고압 수은 램프를 이용하여, 포토마스크를 통해, 365nm, 405nm, 436nm의 각 파장을 포함하는 자외선을 1,500J/m²의 노광량으로 노광한 뒤, 110℃의 핫 플레이트 위에서 2분간 노광 후 베이크했다.

그 후, 현상액으로서 23℃의 0.04중량％ 수산화 칼륨 수용액을 이용하여, 현상액의 토출압을 0.2MPa(노즐 직경 1.0mm)로 해서, 샤워 현상을 3분간 행한 뒤, 수세하고, 건조시켜, 격벽을 형성했다.

그 후, 이 격벽이 형성된 유리 기판을 220℃의 클린 오븐 내에서 30분간 포스트베이크하여, 유리 기판 위에, 막 두께 2.7㎛의 매트릭스상 격벽을 형성했다.

그 다음에, 하기의 순서로 평가를 했다.

<방사선 감응성의 평가>

상술한 바와 같이 해서, 유리 기판 위에 형성한 제1층 도막 및 제2층 도막으로 이루어지는 도막에, TOPPAN 마스크(철판 인쇄(주)제)를 통해, 365nm, 405nm, 436nm의 각 파장을 포함하는 자외선을 1,500J/m²의 노광량으로 노광한 뒤, 포스트베이크 및 현상을 했을 때의 한계 해상도를 측정했다.

이 때, 1,500J/m²의 노광량으로는 노광이 불충분해서, 현상 후에 잔막이 생성되지 않은 경우를 "잔막없음"이라고 했다.

측정결과를 표 1에 나타낸다.

<광학 농도(OD치)의 평가>

얻어진 매트릭스상 격벽의 광학 농도(격벽 그 자체의 OD치)를, 광학 농도계 (마크베스)를 이용해서 측정했다. 측정결과를 표 1에 나타낸다.

<접촉각의 평가>

액상 조성물 (i)을 유리 기판 위에 도포한 뒤, 220℃의 클린 오븐 내에서 30분간 베이크하여 제1층 도막을 형성했다.

또, 액상 조성물 (ii)을 다른 유리 기판 위에 도포해서 형성한 도막에, 365nm, 405nm, 436nm의 각 파장을 포함하는 자외선을 4,000J/m²의 노광량으로 노광한 뒤, 220℃의 클린 오븐 내에서 30분간 노광 후 베이크하여 제2층 도막을 형성했다.

그 다음에, 제1층 도막 및 제2층 도막의 각 표면에, 잉크젯 방식용 잉크(제이에스알(주)제: 상품명 옵토머CR3010R)를 약 10㎕ 적하하고, 접촉각을 측정했다.

측정결과를 표 1에 나타낸다.

<화소 표면 평활성의 평가>

화소 용적 30피코리터의 매트릭스상 격벽을 형성한 유리 기판 위에, 잉크젯 방식에 의해, 잉크젯 방식용 잉크(옵토머CR3010R)을 180피코리터 적하한 뒤, 220℃의 클린 오븐 내에서 30분간 가열하여, 100개의 화소를 형성했다. 이 때, 막 두께를 화소마다 10점 측정하여, 화소 표면 평활성을, 하기 수학식에 의해 평가했다.

화소 표면 평활성(％)=

{(화소 내의 최대 막 두께-화소 내의 최소 막 두께)/(화소 내의 최대 막 두께 ×10×100)} ×100

이 때, 잉크가 격벽으로 구획된 화소영역에서 넘쳐 나와서 혼색되어 버려, 막 두께 측정 불능인 경우를 "혼색", 화소 전체에 잉크가 젖어 번지지 않아, 화소를 형성할 수 없는 경우를 "화소 형성 불능"이라고 했다.

평가 결과를 표 1에 나타낸다.

<백결함 발생의 평가>

상기 화소 표면 평활성의 평가의 경우와 동일하게 해서, 100개의 화소를 형성했다. 이 때, 잉크가 정착하지 않아 백결함이 발생한 화소영역의 수에 의해, 백결함 발생을 평가했다.

평가 결과를 표 1에 나타낸다.

실시예 2

(A) 착색제로서 카본 블랙 90중량부, (B) 알칼리 가용성 수지로서 메타크릴산/스티렌/벤질메타크릴레이트/글리세롤메타크릴레이트/N-말레이미드 공중합체(공중합 몰비=15/15/35/10/25, Mw=30,000, Mn=10,000) 80중량부, (C) 다관능성 모노머로서 디펜타에리트리톨 헥사아크릴레이트 70중량부 및 광중합 개시제로서 2-벤질-2-디메틸아미노-1-(4-모르폴리노페닐)부탄-1-온 40중량부를, 전체의 고형분 농도가 22중량％가 되는 양의 프로필렌글리콜 모노메틸에테르아세테이트와 혼합하여, 격벽 형성용 조성물 (I)의 액상 조성물 (i-2)을 조제했다.

그 다음에, 실시예 1의 액상 조성물 (i-1)에 대신해서 액상 조성물 (i-2)를 이용한 것 외에는, 실시예 1과 동일하게 하여, 격벽을 형성해서 평가를 했다.

평가 결과를 표 1에 아울러 나타낸다.

비교예 1

(A) 착색제로서 카본 블랙 40 중량부, (B) 알칼리 가용성 수지로서 메타크릴산/스티렌/벤질메타크릴레이트/글리세롤메타크릴레이트/N-말레이미드 공중합체(공중합 몰비=15/15/35/10/25, Mw=30,000, Mn=10,000) 80중량부, (C) 다관능성 모노머로서 디펜타에리트리톨 헥사아크릴레이트 70중량부 및 광중합 개시제로서 2-벤질-2-디메틸아미노-1-(4-모르폴리노페닐)부탄-1-온 40중량부를, 전체의 고형분 농도가 26중량％가 되는 양의 프로필렌글리콜 모노메틸에테르아세테이트와 혼합하여, 격벽 형성용 조성물의 액상 조성물 (iii-1)을 조제했다.

그 다음에, 액상 조성물 (iii-1)만을 이용해서 단층 도막을 형성하고, 격막의 막 두께를 2.7㎛로 하고 또한 노광량을 1,500J/m²에서 4,000J/m²로 바꾼 것 외에는, 실시예 1과 동일하게 하여, 격벽을 형성해서 평가를 했다.

평가 결과를 표 1에 아울러 나타낸다.

비교예 2

(A) 착색제로서 카본 블랙 40중량부, (B) 알칼리 가용성 수지로서 메타크릴산/스티렌/벤질메타크릴레이트/글리세롤메타크릴레이트/N-말레이미드 공중합체(공중합 몰비=15/15/35/10/25, Mw=30,000, Mn=10,000) 80중량부, (C) 다관능성 모노머로서 디펜타에리트리톨 헥사아크릴레이트 70중량부, 광중합 개시제로서 2-벤질-2-디메틸아미노-1-(4-모르폴리노페닐)부탄-1-온 40중량부 및 (H) 불소함유 유기 화합물로서 메가팩F172 20중량부를, 전체의 고형분 농도가 26중량％가 되는 양의 프로필렌글리콜 모노메틸에테르아세테이트와 혼합하여, 격벽 형성용 조성물의 액상 조성물 (iii-2)을 조제했다.

그 다음에, 액상 조성물 (iii-2)만을 이용해서 단층 도막을 형성하고, 격막의 막 두께를 2.7㎛로 하고 또한 노광량을 1,500J/m²에서 4,000J/m²로 바꾼 것 외에는, 실시예 1과 동일하게 하여, 격벽을 형성해서 평가를 했다.

평가 결과를 표 1에 아울러 나타낸다.

비교예 3

(A) 착색제로서 카본 블랙 40중량부, (E) 공중합체로서 헥사플루오로프로필렌/크로톤산/에틸비닐에테르 공중합체(공중합 몰비=55/25/20, Mw=10,000) 100중량부, (F) 가교성 화합물로서 사이멜300 36중량부, (G) 광산발생제로서 2-피페로닐-비스(4,6-트리클로로메틸)-s-트리아진 10중량부 및 (H) 불소함유 유기 화합물로서 메가팩F172 6중량부를, 전체의 고형분 농도가 30중량％가 되는 양의 메틸이소부틸케톤과 혼합하여, 격벽 형성용 조성물의 액상 조성물 (iii-3)을 조제했다.

그 다음에, 액상 조성물 (iii-3)만을 이용해서 단층 도막을 형성하고, 격막의 막 두께를 2.7㎛로 하고 또한 노광량을 1,500J/m²에서 4,000J/m²로 바꾼 것 외에는, 실시예 1과 동일하게 하여, 격벽을 형성해서 평가를 했다.

평가 결과를 표 1에 아울러 나타낸다.

	방사선 감응성(㎛)	OD치	접촉각(도)	화소 표면 평활성(％)	백결함 발생
실시예 1	8	1.5	제2층 도막 50제1층 도막 8	3	0
실시예 2	12	1.5	제2층 도막 50제1층 도막 8	3	0
비교예 1	잔막없음	1.5	단층 도막 8	혼색	0
비교예 2	잔막없음	1.5	단층 도막 30	22	54
비교예 3	잔막없음	1.5	단층 도막 40	화소 형성 불능	90

실시예 3

(A) 착색제로서 카본 블랙 90중량부, (B) 알칼리 가용성 수지로서 메타크릴산/스티렌/벤질메타크릴레이트/글리세롤메타크릴레이트/N-말레이미드 공중합체(공중합 몰비=15/15/35/10/25, Mw=30,000, Mn=10,000) 80중량부, (C) 다관능성 모노머로서 디펜타에리트리톨 헥사아크릴레이트 70중량부 및 열 중합 개시제로서 2,2'-아조비스 이소부티로니트릴 10중량부를, 전체 고형분 농도가 22중량％가 되는 양의 프로필렌글리콜 모노메틸에테르아세테이트와 혼합하여, 격벽 형성용 조성물 (I)의 액상 조성물 (i-3)을 조제했다.

그 후, 액상 조성물 (i-3)을 폴리에테르술폰제 기판 위에 스피너를 이용해서 도포한 뒤, 100℃의 핫 플레이트 위에서 2분간 베이크하여, 격벽 형성용 조성물 (I)로 이루어지는 막 두께 1.2㎛의 도막(이하,「제1층 도막」이라 함)을 형성했다.

그 다음에, (E) 공중합체로서 헥사플루오로프로필렌/크로톤산/에틸비닐에테르 공중합체(공중합 몰비=55/25/20, Mw=10,000) 100중량부, (F) 가교성 화합물로서 헥사메톡시메틸화 멜라민 수지인 사이멜300 36중량부, (G) 광산발생제로서 2-피페로닐-비스(4,6-트리클로로메틸)-s-트리아진 10중량부 및 (H) 불소함유 유기 화합물로서 메가팩F172(퍼플루오로알킬기와 친유기를 함유하는 올리고머) 6중량부를, 전체의 고형분 농도가 40중량％가 되는 양의 메틸이소부틸케톤에 용해시켜, 격벽 형성용 조성물 (II)의 액상 조성물 (ii-1)을 조제했다.

그 후, 제1층 도막 위에, 액상 조성물 (ii-1)을 스피너를 이용해서 도포한 뒤, 110℃의 핫 플레이트 위에서 2분간 프리베이크하여, 격벽 형성용 조성물 (II)로 이루어지는 도막(이하,「제2층 도막」이라 함)을 형성하고, 합계 막 두께가 3.0㎛인 도막을 형성했다.

그 다음에, 기판 위에 형성한 도막에 고압 수은 램프를 이용하여, 포토마스크를 통해, 365nm, 405nm, 436nm의 각 파장을 포함하는 자외선을 1,500J/m²의 노광량으로 노광한 뒤, 110℃의 핫 플레이트 위에서 2분간 노광 후 베이크했다.

그 후, 현상액으로서 23℃의 0.04중량％ 수산화 칼륨 수용액을 이용해서, 현상액의 토출압을 0.2MPa(노즐 직경 1.0mm)로 하여, 샤워 현상을 3분간 행한 뒤, 수세하고, 건조시켜, 격벽을 형성했다.

그 후, 이 격벽이 형성된 기판을 150℃의 클린 오븐 내에서 30분간 포스트베이크하여, 기판 위에, 막 두께 2.7㎛의 매트릭스상 격벽을 형성했다.

얻어진 매트릭스상 격벽을 광학 현미경을 이용해서 관찰한 바, 미노광부의 기판 위에는 현상 잔사는 발견되지 않았다.

또, 얻어진 매트릭스상 격벽에 커터로 1mm 간격의 세로 10열, 가로 10행의 바둑판 눈모양으로 칼자국을 넣고, JIS K 5400 8.5에 준거하여, 테이프 박리시험을 행했다. 그 결과, 바둑판 눈 100개는 기판으로부터 전혀 박리되지 않고, 얻어진 격벽의 폴리에테르술폰제 기판과의 밀착성이 뛰어났다.

본 발명의 잉크젯 방식 컬러 필터용 격벽은, 컬러 필터를 잉크젯 방식에 의해 형성할 때에 이용되어, 표면 평활성 및 막 두께의 균일성이 뛰어나고, 화소전극의 오작동을 일으지 않는 화소를 가져올 수 있고, 또 저비용이면서도 콘트라스트의 저하를 초래할 우려가 없는 것이다.

Claims

격벽의 높이 방향으로 잉크젯 방식 컬러 필터용 잉크와의 접촉각이 다른 적어도 2개의 영역을 가지고, 가장 높은 접촉각을 갖는 영역이 가장 낮은 접촉각을 갖는 영역의 상부에 위치하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 방식 컬러 필터용 격벽.
제1항에 있어서, 가장 낮은 접촉각을 갖는 영역의 접촉각이 40도 미만이고, 가장 높은 접촉각을 갖는 영역의 접촉각이 40도 이상인 것을 특징으로 하는 격벽.
제1항 또는 제2항에 있어서, 광학 밀도(OD치)가 1.0 이상인 것을 특징으로 하는 격벽.
적어도 하기 (i) 내지 (iv)의 공정을 거쳐서 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 기재된 격벽을 형성하는 것을 특징으로 하는 컬러 필터용 격벽의 형성방법.

(i) 기판 위에, 접촉각이 낮은 경화물을 제공하는 제1 격벽 형성용 조성물의 도막을 형성하는 공정,

(ii) 제1 격벽 형성용 조성물의 도막 위에, 접촉각이 높은 경화물을 제공하는 제2 격벽 형성용 조성물의 도막을 형성하는 공정,

(iii) 상기 (i) 및 (ii)의 공정에 의해 얻어진 도막의 적어도 일부에 방사선을 조사해서 경화시키는 공정, 및

(iv) 조사된 각 도막을 현상하는 공정.
제4항에 있어서, 제1 격벽 형성용 조성물이, (A) 착색제, (B) 알칼리 가용성 수지 및 (C) 다관능성 모노머를 함유하는 조성물인 것을 특징으로 하는 방법.
제4항 또는 제5항에 있어서, 제2 격벽 형성용 조성물이, (E) (e-1)헥사플루오로프로필렌과, (e-2)불포화 카르복실산 및(또는) 불포화 카르복실산 무수물과, (e-3)상기 (e-1)성분 및 (e-2)성분과 공중합 가능한 다른 불포화 화합물과의 공중합체, (F) 가교성 화합물, (G) 광산발생제 및 (H) (E)성분 이외의 불소함유 유기 화합물을 함유하는 조성물인 것을 특징으로 하는 방법.