KR20090104671A

KR20090104671A - 컬러 필터와 그 제조방법, 및 액정표시장치

Info

Publication number: KR20090104671A
Application number: KR1020090023242A
Authority: KR
Inventors: 아키히코 타케다; 타카히로 나카자와
Original assignee: 후지필름 가부시키가이샤
Priority date: 2008-03-31
Filing date: 2009-03-18
Publication date: 2009-10-06

Abstract

전압유지율을 향상시켜 고품질의 화상을 얻기 위해서 기판 상에 색상이 서로 다른 2색 이상의 패턴화된 착색 화소 및 그 주위에 블랙 매트릭스를 갖는 컬러 필터의 제조방법에 있어서, 착색 화소 또는 블랙 매트릭스를 형성하기 위해서 기판 상에 착색 액체 조성물을 형성해서 프리베이킹한 직후의 착색 액체 조성물층의 잔류 용제량이 10㎕/㎡ 이하이며, 또한 각 착색 화소 및 블랙 매트릭스를 형성하기 위한 착색 액체 조성물층의 잔류 용제량의 총합이 40㎕/㎡ 이하인 것을 특징으로 하는 컬러 필터의 제조방법과 그것에 의해 얻어지는 컬러 필터, 및 액정표시장치.

컬러 필터, 액정표시장치

Description

컬러 필터와 그 제조방법, 및 액정표시장치{COLOR FILTER, METHOD OF PRODUCING THE SAME, AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}

본 발명은 예컨대, 유리 등의 기판 상에 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 등의 도트상 화소를 매트릭스상으로 배치한 블랙 매트릭스(K)를 갖는 컬러 필터와 그 제조방법, 및 액정표시장치에 관한 것이다.

컬러 필터는 액정 디스플레이나 고체촬상 소자에 불가결한 구성부품이다.

예컨대, 액정 디스플레이(LCD)용 컬러 필터는 액정 디스플레이가 TV용도로서 사용되게 되어 종래의 노트북, 디스플레이 용도의 것에 비해 보다 고품위의 화질이 요구되고 있다.

상기 화질 향상에 관련하여 컬러 필터를 제조하는 방법으로는 종래부터 (1) 염색법 (2) 인쇄법 (3) 착색한 감광성 수지액의 도포, 노광, 및 현상해서 착색시킨 패턴상을 형성하는 방법(착색 레지스트법; 예컨대 일본 특허공개 소63-298304호 공보, 일본 특허공개 소63-309916호 공보, 특허공개 평1-152449호 공보 참조), (4) 착색한 감광성 수지액을 미리 지지체 상에 도포 등을 해서 감광성 착색층을 형성해 두고, 이 감광성 수지를 최종 또는 가기재 상에 직접 전사하고, 노광하고, 현상해 서 착색 패턴을 형성하는 방법(전사법)이 알려져 있다(예컨대, 일본 특허공개 소61-99102호 공보 참조). 또한, 잉크젯법을 사용하는 방법도 알려져 있다(예컨대, 일본 특허공개 평 8-227012호 공보 참조).

또한, 화상표시시의 표시 불량을 해결하기 위해서 RGB 화소 형성용 도포 조성물로서 전압유지율이 80% 이상인 안료를 포함하는 감광성 조성물을 사용하는 기술이 개시되어 있다(예컨대, 일본 특허공개 2000-329929호 공보 참조). 또한, 감광성 조성물로 형성된 층 중의 잔류 용제량이 0.001%∼0.2%인 전사 필름 기술이 개시되어 있다.

그러나, 일본 특허공개 2000-329929호 공보에 기재된 방법에서는 전압유지율이 80% 이상 되도록 선택 또는 처리된 안료를 사용함으로써 표시 불량을 개량하고 있고, 일본 특허공개 2005-181858호 공보에 기재된 방법에서는 감광성 조성물로 형성된 층 중의 잔류 용제량이 0.001%∼0.2%인 전사 필름을 사용함으로써 전사성을 개량하고 있지만, 모두 감광성 조성물의 잔류 용제가 전압유지율에 영향을 주고 있는 것은 개시되지 않고 있다. 또한, 감광성 조성물의 잔류 용제가 현상성에 영향을 주고 있는 것은 개시되어 있지 않다.

본 발명은 상기 사정에 비추어 프리베이킹 직후의 착색 액체 조성물층 중의 잔류 용제량을 저감시킴으로써 그 현상성을 향상함과 아울러 얻어지는 컬러 필터의 전압유지율을 향상시켜 고품질의 화상을 얻을 수 있는 컬러 필터의 제조방법 및 그것에 의해 얻어지는 컬러 필터, 및 상기 컬러 필터를 이용한 액정표시장치를 제공 하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제를 달성하기 위한 구체적 수단은 이하와 같다.

<1>

기판 상에 색상이 서로 다른 2색 이상의 패턴화된 착색 화소 및 그 주위에 블랙 매트릭스를 갖는 컬러 필터의 제조방법에 있어서, 그 하나 이상의 착색 화소 또는 블랙 매트릭스를 형성하기 위해서 기판 상에 착색 액체 조성물을 형성해서 프리베이킹한 직후의 착색 액체 조성물층의 잔류 용제량이 10㎕/㎡ 이하이며, 또한 각 색의 착색 화소 및 블랙 매트릭스를 형성하기 위한 상기 착색 액체 조성물층의 잔류 용제량의 총합이 40㎕/㎡ 이하인 것을 특징으로 하는 컬러 필터의 제조방법.

<2> <1>에 있어서, 상기 착색 액체 조성물의 형성 방법은 스피너법 및 슬릿 코터법 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 컬러 필터의 제조방법.

<3> <1>에 있어서, 상기 프리베이킹 온도가 60℃ 이상 140℃ 이하, 프리베이킹 시간이 30초 이상 300초 이하인 것을 특징으로 하는 컬러 필터의 제조방법.

<4> <1>에 기재된 제조방법에 의해 얻어진 것을 특징으로 하는 컬러 필터.

<5> <1>에 기재된 제조방법에 의해 얻어진 컬러 필터로서, 상기 착색 액체 조성물의 용제는 비점 100℃ 이상의 용제를 30∼70중량% 포함하는 것을 특징으로 하는 컬러필터.

<6> <1>에 기재된 제조방법에 의해 얻어진 컬러 필터로서, 상기 착색 액체 조성물의 용제는 프로필렌글리콜 모노메틸에테르 아세테이트, 시클로헥사논, 메틸에틸케톤 및 3-에톡시에틸 프로피오네이트로부터 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하 는 컬러필터.

<7> <1>에 기재된 제조방법에 의해 얻어진 컬러 필터로서, 상기 착색 액체 조성물은 측쇄에 카르복실산을 갖는 폴리머를 함유하는 것을 특징으로 하는 컬러필터.

<8> <7>에 있어서, 상기 착색 액체 조성물은 에폭시 수지를 더 함유하는 것을 특징으로 하는 컬러필터.

<9> <1>에 기재된 제조방법에 의해 얻어진 컬러필터로서, 상기 착색 액체 조성물은 평균 입자 사이즈 10nm 이상 100nm 이하의 착색제를 함유하는 것을 특징으로 하는 컬러 필터.

<10> <1>에 기재된 제조방법에 의해 얻어진 컬러 필터로서, 상기 착색 액체 조성물은 하나 이상의 에틸렌성 불포화 이중 결합을 갖는 부가 중합성 화합물을 함유하는 것을 특징으로 하는 컬러 필터.

<11> <1>에 기재된 제조방법에 의해 얻어진 컬러 필터로서, 상기 착색 액체 조성물은 하나 이상의 광중합 개시제를 함유하는 것을 특징으로 하는 컬러필터.

<12> <1>에 기재된 제조방법에 의해 얻어진 컬러 필터로서, 상기 착색 액체 조성물은 하나 이상의 고분자 분산제를 함유하는 것을 특징으로 하는 컬러필터.

<13> <1>에 기재의 제조방법에 의해 얻어진 컬러 필터를 구비하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.

(발명의 효과)

본 발명에 따르면, 프리베이킹 직후의 착색 액체 조성물층 중의 잔류 용제량을 저감시킴으로써 그 현상성을 향상함과 아울러 얻어지는 컬러 필터의 전압유지율 을 향상시켜 고품질의 화상을 얻을 수 있는 컬러 필터의 제조방법과 그것에 의해 얻어지는 컬러 필터, 및 상기 컬러 필터를 이용한 액정표시장치를 제공할 수 있다.

이하, 본 발명의 컬러 필터 및 그 제조방법 및 액정표시장치에 대해서 상세하게 설명한다.

<컬러 필터의 제조방법>

본 발명의 컬러 필터의 제조방법은 기판 상에 색상이 서로 다른 2색 이상의 패턴화된 착색 화소(이하, 착색 패턴이라고 칭함) 및 그 주위에 블랙 매트릭스를 갖는 컬러 필터의 제조방법에 있어서,

그 하나 이상의 착색 화소 또는 블랙 매트릭스를 형성하기 위해서 기판 상에 착색 액체 조성물을 형성해서 프리베이킹한 직후의 착색 액체 조성물층의 잔류 용제량이 10㎕/㎡ 이하이며, 또한 각 색의 착색 화소 및 블랙 매트릭스를 형성하기 위한 상기 착색 액체 조성물층의 잔류 용제량의 총합이 40㎕/㎡ 이하이다.

보다 구체적으로는, 예컨대 본 발명의 컬러 필터의 제조방법은 블랙 매트릭스 형성공정과 착색 패턴 형성공정을 포함하고, 필요에 따라 다른 공정을 설치해서 구성할 수 있다. 그리고, 이 블랙 매트릭스 형성공정과 착색 패턴 형성공정에 있어서, 블랙 매트릭스 및 착색 패턴을 형성하기 위해서 기판 상에 착색 액체 조성물(블랙 매트릭스의 경우는 감광성 농색 조성물에 상당, 착색 패턴의 경우는 감광성 착색 조성물에 상당)을 형성한 직후의 감광성 농색 조성물층(감광성 농색 조성물층, 감광성 착색 조성물층)의 잔류 용제량을 상술된 것과 같이 제어한다.

본 발명의 컬러 필터의 제조방법에서는 프리베이킹 직후의 착색 액체 조성물층 중의 잔류 용제량을 저감시킴으로써 그 현상성을 향상함과 아울러 얻어지는 컬러 필터의 전압유지율을 향상시켜 고품질의 화상을 얻을 수 있다.

여기서, 프리베이킹 직후의 착색 액체 조성물층의 잔류 용매량이란 착색 액체 조성물을 도포한 후 프리베이킹을 실시해서 가열·건조한 후, 5분후 이내의 착색 액체 조성물층(노광·현상전의 층)의 잔류 용매량이다. 또한, 착색 액체 조성물층의 잔류 용제량의 총합이란 컬러 필터에 형성되는 모든 색의 착색 패턴 및 블랙 매트릭스에 있어서, 이들을 형성하기 위한 각 착색 액체 조성물층의 잔류 용제량의 전체 합을 나타낸다.

그리고, 상기 잔류 용매량의 측정은 컬러 필터의 제조과정과 같은 조건에서 목적으로 하는 착색 액체 조성물을 기판 상에 도포한 후 가열해서 프리베이킹을 실시하여 착색 액체 조성물층의 샘플을 제작하고, 이것을 10cm×10cm으로 정확하게 구멍을 뚫고 세세하게 재단한다. 재단한 것을 바이알 용기에 넣어서 봉하고, 가스 크로마토그래프에 주입해서 미리 측정하여 있었던 검량선에서 잔류 용매량을 산출한다.

본 발명의 컬러 필터의 제조방법에 있어서 착색 액체 조성물의 용제는 비점 100℃ 이상의 용제를 30∼70중량% 포함하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 40∼60중량%이다. 최근, LCD패널의 대형화에 따라, 예컨대 슬릿 코터가 제안되어 있고, 그 슬릿 코터는 슬릿 노즐을 이동시키면서 착색 액체 조성물을 슬릿 노즐로부터 기판표면에 공급하지만, 그 때 비점 100℃ 이상의 용제가 착색 액체 조성물에 대해 상기 범위 이상으로 포함되어 있으면 슬릿 노즐 선단에서 착색 액체 조성물이 건조되어 노즐막힘이 발생하는 것이 쉽게 방지되는 한편, 상기 범위 이하로 포함되면 착색 액체 조성물층의 프리베이킹 조건의 온도나 시간이 저감되기 쉬워져 저가격화·저택트화가 실현됨과 아울러 잔류 용매량의 저감화도 도모하기 쉬워진다.

또한, 착색 액체 조성물의 용제는 프로필렌글리콜 모노메틸에테르 아세테이트, 시클로헥사논 및 3-에톡시에틸 프로피오네이트에서 선택되는 1종 이상인 것이 바람직하다. 이들 용제는 비점 100℃ 이상의 용제이며, 착색 액체 조성물 중의 유기안료의 분산 안정화 및 슬릿 코터의 경우의 슬릿 노즐 선단에서의 착색 액체 조성물의 건조에 의한 노즐막힘을 방지한다는 점에서 적합하다. 또한, 메틸에틸케톤에 대해서는 비점이 80℃이지만 착색 액체 조성물 중의 바인더 폴리머의 용해성 향상의 점에서 적합하다.

이하, 본 발명의 컬러 필터의 제조방법을 블랙 매트릭스 형성공정과 착색 패턴 형성공정으로 나누어 상세하게 설명한다.

〔블랙 매트릭스 형성공정〕

본 발명에 있어서, 블랙 매트릭스 형성공정에서는 감광성 농색 조성물을 도포한 후 프리베이킹을 실시하고, 감광성 농색 조성물층을 기판 상에 형성하고(감광성 농색 조성물층 형성공정), 상기 감광성 농색 조성물층을 노광하고(노광공정), 상기 노광후 상기 감광성 농색 조성물층을 현상하여(현상공정) 블랙 매트릭스 패턴을 형성하고, 형성된 블랙 매트릭스 패턴을 베이킹(베이킹공정)함으로써 블랙 매트릭스를 형성한다. 블랙 매트릭스 형성공정은 상기 각 공정에 추가하여 필요에 따라 서 그 밖의 공정을 설치해도 좋다.

-블랙 매트릭스-

본 발명에 있어서, 블랙 매트릭스는 광학농도(OD값)를 2.0 이상 8.0 이하로 하는 것이 바람직하고, 3.0 이상 더욱 바람직하게는 4.0∼6.0으로 하는 것이 보다 바람직하다. 광학농도가 2.0 이상이면 콘트라스트 저하 억제 등 표시장치의 표시 품위의 저하를 억제할 수 있다.

또한, 여기서 말하는 광학농도란 ISO Visual 투과 광학농도를 말한다. ISO Visual 투과 광학농도의 측정에 사용할 수 있는 측정기로서는, 예컨대 SAKATA INX ENG. CO., LTD.의 X-Rite 361T(V)를 들 수 있다.

또한, 블랙 매트릭스는 선폭(착색 패턴 간에 끼워진 블랙 매트릭스 길이방향과 직교하는 방향에 있어서의 길이)이 5∼30㎛인 것이 고개구율화에 의한 명도 확보의 관점에서 바람직하다. 블랙 매트릭스의 두께(블랙 매트릭스의 기판 법선방향에 있어서의 길이)는 블랙 매트릭스와 착색 패턴이 겹치는 오버랩부의 융기를 작게 하는(바람직하게는, 0.5㎛ 이하로 함) 관점에서 0.2∼2.0㎛가 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.2∼1.5㎛이며, 더욱 바람직하게는 0.5∼1.2㎛이다. 이 두께의 범위에 있어서, 블랙 매트릭스가 설치된 기판의 요철, 즉 블랙 매트릭스의 형성 영역, 비형성 영역의 단차가 적절하게 유지되어 블랙 매트릭스 형성후에 RGB 등의 착색 패턴(착색 화소)을 그 위에 형성할 때에도 정밀도 높게 형성할 수 있다.

-감광성 농색 조성물층 형성공정-

본 공정에서는 감광성 농색 조성물을 도포한 후 프리베이킹을 실시하여 감광 성 농색 조성물층을 기판 상에 형성한다.

본 공정에 사용할 수 있는 기판으로서는, 예컨대 액정표시 소자 등에 사용되는 무알칼리 유리, 소다 유리, 파이렉스(등록상표) 유리, 석영 유리 및 이들에 투명 도전막을 부착시킨 것이나 고체촬상 소자 등에 사용되는 광전변환 소자기판, 예컨대 실리콘 기판 등을 들 수 있다. 또한, 플라스틱 기판도 가능하다. 이들 기판은 우선 각 화소를 격리하도록 격자상 등으로 블랙 매트릭스를 형성하고 격자의 빈 부분에 착색 화소가 형성된다.

또한, 이것들의 기판 상에는 필요에 따라 상부층의 밀착 개량, 물질의 확산 방지 또는 기판표면의 평탄화를 위해 프라이머층을 형성해도 좋다. 기판은 대형(대략 1변 1m 이상)인 편이 본 발명의 효과를 보다 발휘하는 점에서 바람직하다.

기판 상에 감광성 농색 조성물층을 형성하는 방법으로서는, 예컨대 기판 상에 감광성 농색 조성물을 도포 등에 의해 부여하는 방법이 있다.

기판 상에 감광성 농색 조성물의 부여방법으로서는 슬릿 코터 도포법, 스피너 도포법, 잉크젯법, 회전 도포법, 유연 도포법, 롤 도포법, 스크린 인쇄법 등의 각종 부여방법을 적용할 수 있다. 그 중에서도 슬릿 코터 도포법, 스피너 도포법이 정밀도와 속도의 관점에서 바람직하다.

기판 상에 형성되는 감광성 농색 조성물층의 프레베이킹 온도는 60∼140℃가 바람직하고, 80∼120℃가 보다 바람직하다. 프레베이킹 시간은 30∼300초가 바람직하고, 80∼200초가 보다 바람직하다.

감광성 농색 조성물을 기판 상에 부여할 때의 두께(예컨대, 도포 두께)는 형 성하는 블랙 매트릭스의 두께의 설계값에 따라 적당히 조정되지만, 일반적으로는 0.2∼2.2㎛이 바람직하고, 0.2∼1.6㎛인 것이 보다 바람직하고, 0.5∼1.3㎛인 것이 가장 바람직하다.

-노광공정-

노광공정에서는 상기 감광성 농색 조성물층 형성공정에 있어서 형성된 감광성 농색 조성물층을 소정의 마스크 패턴을 통해서 노광하고, 패터닝(네거티브형의 경우는 광조사된 도포막 부분만을 경화)한다. 노광에 있어서 사용할 수 있는 방사선으로서는 특히 g선, h선, i선 등의 자외선이 바람직하게 사용된다. 조사량은 5∼500mJ/㎠가 바람직하고, 10∼300mJ/㎠가 보다 바람직하고, 10∼200mJ/㎠가 가장 바람직하다.

노광기는 프록시 미터 방식의 노광기라도, 미러 프로젝션 방식이라도, 또한 스테퍼 방식이라도 사용가능하다.

-현상공정-

그 다음에, 알칼리 현상 처리를 행함으로써, 예컨대 감광성 농색 조성물이 네거티브형일 경우에는 상기 노광에 있어서의 광미조사 부분을 알칼리 수용액에 용출시켜 광경화된 부분만을 남길 수 있다.

현상액으로서는 유기 알칼리 현상액이나 무기 알칼리 현상액 또는 그 혼합 액이 사용된다.

현상액에 사용하는 알칼리제로서는, 예컨대 수산화나트륨, 수산화칼륨, 탄산나트륨, 탄산수소나트륨, 규산나트륨, 메타규산나트륨, 암모니아수, 에틸아민, 디 에틸아민, 디메틸에탄올아민, 테트라메틸암모늄 히드록시드, 테트라에틸암모늄 히드록시드, 콜린, 피롤, 피페리딘, 1,8-디아자비시클로-[5,4,0]-7-운데센 등의 유기 알카리성 화합물을 들 수 있고, 이들의 알칼리제를 농도가 0.001∼10질량%, 바람직하게는 0.01∼1질량%가 되도록 순수로 희석한 알카리성 수용액이 현상액으로서 바람직하게 사용된다. 또한, 이러한 알카리성 수용액으로 이루어지는 현상액을 사용했을 경우에는 일반적으로 현상 후 순수로 세정(린스)한다.

또한, 본 발명에 있어서의 블랙 매트릭스 형성공정에는 상기 현상공정 후에 있어서 상기 베이킹(포스트베이킹)공정 전에, 필요에 따라, 형성된 블랙 매트릭스를 노광에 의해 경화하는 공정을 포함하고 있어도 좋다.

〔착색 패턴 형성공정〕

본 발명에 있어서, 착색 패턴 형성공정에서는 적어도 베이킹 후의 감광성 농색 조성물층(블랙 매트릭스)이 형성되어 있는 기판 상에 감광성 착색 조성물을 도포한 후 프리베이킹을 실시하고, 감광성 착색 조성물층을 형성하고(감광성 착색 조성물층 형성공정), 상기 감광성 착색 조성물층을 노광하고(착색층 노광공정), 노광후의 상기 감광성 착색 조성물층을 현상하고(착색층 현상공정), 현상된 상기 감광성 착색 조성물층을 베이킹함으로써(착색층 베이킹공정), 상기 베이킹 후의 상기 블랙 매트릭스와 겹치는 오버랩부의 블랙 매트릭스 폭방향에 있어서의 거리가 1.0∼12㎛가 되도록 착색 패턴을 형성한다. 착색 패턴 형성공정은 상기 각 공정에 추가하여 필요에 따라 다른 공정을 더 설치해도 좋다.

-감광성 착색 조성물층 형성공정-

감광성 착색 조성물층 형성공정에서는 베이킹 후의 감광성 농색 조성물층 (블랙 매트릭스)이 형성되어 있는 기판 상에 감광성 착색 조성물을 도포한 후 프리베이킹 하여 감광성 착색 조성물층을 형성한다.

블랙 매트릭스가 형성된 기판 상에 감광성 착색 조성물층을 형성하는 방법으로서는 기판 상에 감광성 농색 조성물층을 형성하는 방법과 같은 방법, 즉 도포법을 사용할 수 있다.

그 중에서도 슬릿 코터 도포법 또는 스피너 도포법에 의해 블랙 매트릭스가 형성된 기판 전면에 감광성 착색 조성물을 도포하는 방법이 정밀도와 속도의 관점에서 바람직하다.

기판 상에 형성되는 감광성 착색 조성물층의 프레베이킹 온도는 60∼140℃가 바람직하고, 80∼120℃가 보다 바람직하다. 프레베이킹 시간은 30∼300초가 바람직하고, 80∼200초가 보다 바람직하다.

감광성 착색 조성물층의 층두께는 충분한 색재현 영역을 얻고, 또한 충분한 패널의 휘도를 얻기 위해서 0.5∼3.0㎛가 바람직하고, 1.0∼2.5㎛의 범위인 것이 보다 바람직하다.

-착색층 노광공정-

착색층 노광공정에서는 상기 감광성 착색 조성물층을 노광한다.

감광성 착색 조성물층의 노광처리는 감광성 농색 조성물층의 노광공정과 마찬가지로 하여 행할 수 있다. 복수색의 착색 패턴을 형성할 때는 각 색의 소정 마스크 패턴을 통해서 각 색마다 노광하고, 광조사된 각 색의 감광성 착색 조성물층 을 패터닝(네거티브형의 경우는 경화) 할 수 있다.

-착색층 현상공정-

착색층 현상공정에서는 노광 후의 상기 감광성 착색 조성물층을 현상한다.

노광후의 감광성 착색 조성물층의 현상처리는 감광성 농색 조성물층의 현상공정의 설명에 있어서 기재된 조작과 같은 조작을 할 수 있고, 상기 현상공정에 대해 설명한 현상액을 적합하게 사용할 수 있다.

-착색층 베이킹공정-

착색층 베이킹공정에서는 현상된 상기 감광성 착색 조성물층을 베이킹한다.

현상후의 감광성 착색 조성물층을 베이킹하는 방법은 상술한 감광성 농색 조성물층을 베이킹하는 베이킹공정과 같은 방법을 사용할 수 있다.

또한, RGB 3색상 등 복수 색상의 착색 패턴을 형성할 때는 감광성 착색 조성물층의 형성, 노광, 현상, 및 베이킹의 사이클을 소망 색상수만큼 반복해도 좋고, 각 색상마다 감광성 착색 조성물층의 형성, 노광 및 현상을 행하고나서 최후에 전체 색상분을 모두 베이킹해도 좋다. 이것에 의해, 블랙 매트릭스와 소망의 색상으로 이루어지는 착색 화소를 구비한 컬러 필터가 제작된다.

다음에, 본 발명의 컬러 필터의 제조방법에 사용되는 감광성 착색 조성물 및 감광성 농색 조성물에 대해서 상세하게 설명한다.

<감광성 착색 조성물>

본 발명의 컬러 필터의 착색 패턴 형성용으로서 사용되는 감광성 착색 조성물은 감방사선성 조성물(예컨대, 네거티브형의 경우에는 광에 의해 경화하는 감방 사선성 조성물)이며, (A-1) 착색제, (B) 바인더 폴리머, (C-1) 중합성 화합물, (D) 광중합 개시제, 및 (E) 용제를 함유하는 것이 바람직하고, 소망에 따라 고분자 분산제나 계면활성제 등의 그 밖의 첨가물을 더 포함하고 있어도 좋다.

-(A-1) 착색제-

착색제는 염료·안료계를 적당히 선택할 수 있고, 착색제로서 사용되는 안료는 무기안료이어도 유기안료이어도 좋지만 고투과율인 것이 바람직하다는 것을 고려하면 가능한 한 입자 사이즈가 작은 것을 사용하는 것이 바람직하다. 평균 입자 사이즈는 10∼100nm인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 10∼50nm의 범위이다. 본 발명에 사용되는 감광성 착색 조성물에 있어서는 후술하는 고분자 분산제를 사용함으로써 착색제의 사이즈가 작은 경우에 있어서도 안료분산성, 분산 안정성이 양호해지기 때문에 두께가 얇아도 색 순도가 뛰어난 착색 화소를 형성할 수 있다.

착색 패턴(착색 화소) 형성용 착색제로서 사용할 수 있는 무기안료로서는 금속산화물, 금속착염 등으로 나타내지는 금속화합물을 들 수 있고, 구체적으로는 철, 코발트, 알루미늄, 카드뮴, 납, 동, 티타늄, 마그네슘, 크롬, 아연, 안티몬 등의 금속산화물, 및 상기 금속의 복합 산화물 등을 들 수 있다.

또한, 유기안료로서는, 예컨대

C.I. 피그먼트 옐로우 11, 24, 31, 53, 83, 93, 99, 108, 109, 110, 138, 139, 147, 150, 151, 154, 155, 167, 180, 185, 199;

C.I. 피그먼트 오렌지 36, 38, 43, 71;

C.I. 피그먼트 레드 81, 105, 122, 149, 150, 155, 171, 175, 176, 177, 209, 220, 224, 242, 254, 255, 264, 270;

C.I. 피그먼트 바이올렛 19, 23, 32, 37, 39;

C.I. 피그먼트 블루 1, 2, 15, 15:1, 15:3, 15:6, 16, 22, 60, 66;

C.I. 피그먼트 그린 7, 36, 37;

C.I. 피그먼트 브라운 25, 28;

C.I. 피그먼트 블랙 1 등을 들 수 있다.

본 발명에 있어서는 특별히 한정되지 않지만, 하기 안료가 보다 바람직하다.

C.I. 피그먼트 옐로우 11, 24, 108, 109, 110, 138, 139, 150, 151, 154, 167, 180, 185;

C.I. 피그먼트 오렌지 36, 71;

C.I. 피그먼트 레드 122, 150, 171, 175, 177, 209, 224, 242, 254, 255, 264;

C.I. 피그먼트 바이올렛 19, 23, 37;

C.I. 피그먼트 블루 15:1, 15:3, 15:6, 16, 22, 60, 66;

C.I. 피그먼트 그린 7, 36, 37;

이들 유기안료는 단독 또는 색순도를 올리기 위해서 여러가지를 조합시켜서 사용할 수 있다. 조합의 구체예를 이하에 나타낸다.

예컨대, 적색상(R)용 안료로서 안트라퀴논계 안료, 페릴렌계 안료, 디케토피롤로피롤계 안료 단독 또는 그들의 1종 이상과 비스아조계 황색 안료, 이소인돌린계 황색 안료, 퀴노프탈론계 황색 안료 또는 페릴렌계 적색 안료의 혼합 등을 사용 할 수 있다. 예컨대, 안트라퀴논계 안료로서는 C. I. 피그먼트 레드 177을 들 수 있고, 페릴렌계 안료로서는 C. I. 피그먼트 레드 155, C. I. 피그먼트 레드 224를 들 수 있고, 디케토피롤로피롤계 안료로서는 C. I.피그먼트 레드 254를 들 수 있고, 색재현성의 점에서 C. I. 피그먼트 옐로우 139의 혼합이 바람직하다. 또한, 적색 안료와 황색 안료의 질량비는 충분한 색순도를 얻는 것, 및 NTSC 목표 색상으로부터의 차이를 억제하는 관점에서 100:5∼100:50이 바람직하다. 특히, 상기 질량비로서는 100:10∼100:30의 범위가 최적이다. 또한, 적색 안료끼리의 조합의 경우는 색도에 맞춰서 조정할 수 있다.

또한, 녹색상(G)용 안료로서는 할로겐화 프탈로시아닌계 안료를 단독 또는 이것과 비스아조계 황색 안료, 퀴노프탈론계 황색 안료, 아조메틴계 황색 안료 또는 이소인돌린계 황색 안료의 혼합을 사용할 수 있다. 예컨대, 이러한 예로서는 C. I.피그먼트 그린 7, 36, 37과 C. I. 피그먼트 옐로우 83, C. I. 피그먼트 옐로우 138, C. I. 피그먼트 옐로우 139, C. I. 피그먼트 옐로우 150, C. I. 피그먼트 옐로우 180 또는 C. I. 피그먼트 옐로우 185의 혼합이 바람직하다. 녹색 안료와 황색 안료의 질량비는 충분한 색순도를 얻는 것 및 NTSC 목표 색상으로부터의 차이를 억제하는 관점에서 100:5∼100:150이 바람직하다. 질량비로서는 100:30∼100:120의 범위가 특히 바람직하다.

청색상(B)용 안료로서는 프탈로시아닌계 안료를 단독으로 또는 이것과 디옥사딘계 보라색 안료의 혼합을 사용할 수 있다. 예컨대, C. I. 피그먼트 블루 15:6과 C. I. 피그먼트 바이올렛 23의 혼합이 바람직하다. 청색 안료와 자색 안료의 질 량비는 100:0∼100:50이 바람직하고, 보다 바람직하게는 100:5∼100:30이다.

본 발명에 사용되는 감광성 착색 조성물층 중에 있어서의 (A-1) 착색제(안료)의 함유량으로서는 상기 조성물의 전체 고형분(질량)에 대하여 25∼75질량%가 바람직하고, 32∼70질량%가 보다 바람직하다. (A-1) 착색제 (안료)의 함유량이 상기 범위내이면 색농도가 충분하여 뛰어난 색특성을 확보하는데도 유효하다.

-(B) 바인더 폴리머-

본 발명의 상기 감광성 착색 조성물은 피막특성 향상, 현상 특성부여 등의 목적으로 바인더 폴리머를 함유하는 것이 바람직하다. 바인더 폴리머로서 하기의 알칼리 가용성 수지를 사용할 수 있다.

본 발명에서 사용하는 알칼리 가용성 수지로서는 선상 유기고분자 중합체이며, 분자(바람직하게는, 아크릴계 공중합체, 스티렌계 공중합체를 주쇄로 하는 분자) 중에 하나 이상의 알칼리 가용성을 촉진하는 기(예컨대 카르복실기, 인산기, 술폰산기, 히드록실기 등)를 갖는 알칼리 가용성 수지 중에서 적당히 선택할 수 있다.

상기 알칼리 가용성 수지로서 보다 바람직한 것은 측쇄에 카르복실산을 갖는 폴리머, 예컨대 일본 특허공개 소59-44615호 공보, 일본 특허공고 소54-34327호 공보, 일본 특허공고 소58-12577호 공보, 일본 특허공고 소54-25957호 공보, 일본 특허공개 소59-53836호 공보, 일본 특허공개 소59-71048호 공보의 각 공보에 기재되어 있는 바와 같은 메타크릴산 공중합체, 아크릴산 공중합체, 이타콘산 공중합체, 크로톤산 공중합체, 말레산 공중합체, 부분 에스테르화 말레산 공중합체 등, 및 측 쇄에 카르복실산을 갖는 산성 셀룰로오스 유도체, 수산기를 갖는 폴리머에 산무수물을 부가시킨 것 등의 아크릴계 공중합체를 들 수 있다.

산가로서는 10∼200㎎KOH/g, 바람직하게는 30∼180㎎KOH/g, 더욱 바람직하게는 50∼150㎎KOH/g의 범위의 것이 바람직하다.

알칼리 가용성 수지의 구체적인 구성 단위에 대해서는 특히 (메타)아크릴산과 이것과 공중합 가능한 다른 단량체의 공중합체가 적합하다. 상기 (메타)아크릴산과 공중합 가능한 다른 단량체로서는 알킬 (메타)아크릴레이트, 아릴 (메타)아크릴레이트, 비닐화합물 등을 들 수 있다. 여기서, 알킬기 및 아릴기의 수소원자는 치환기로 치환되어 있어도 좋다.

상기 알킬 (메타)아크릴레이트 및 아릴 (메타)아크릴레이트로서는 CH₂=C(R¹)(COOR³)〔여기서, R¹은 수소원자 또는 탄소수 1∼5개의 알킬기를 나타내고, R³은 탄소수 1∼8개의 알킬기 또는 탄소수 6∼12개의 아랄킬기를 나타낸다.〕 구체적으로는 메틸 (메타)아크릴레이트, 에틸 (메타)아크릴레이트, 프로필 (메타)아크릴레이트, 부틸 (메타)아크릴레이트, 이소부틸 (메타)아크릴레이트, 펜틸 (메타)아크릴레이트, 헥실 (메타)아크릴레이트, 옥틸 (메타)아크릴레이트, 페닐 (메타)아크릴레이트, 벤질(메타)아크릴레이트, 톨릴 (메타)아크릴레이트, 나프틸 (메타)아크릴레이트, 시클로헥실 (메타)아크릴레이트, 히드록시알킬 (메타)아크릴레이트(알킬은 탄소수 1∼8개의 알킬기), 히드록시글리시딜 메타크릴레이트, 테트라히드로푸르푸릴 메타크릴레이트 등을 들 수 있다.

또한, 분자측쇄에 폴리알킬렌옥시드쇄를 갖는 수지도 바람직한 것이다. 상기 폴리알킬렌옥시드쇄로서는 폴리에틸렌옥시드쇄, 폴리프로필렌옥시드쇄, 폴리테트라메틸렌글리콜쇄 또는 이들의 병용도 가능하고, 말단은 수소원자 또는 직쇄 또는 분기의 알킬기이다.

폴리에틸렌옥시드쇄, 폴리프로필렌옥시드쇄의 반복 단위는 1∼20이 바람직하고, 2∼12가 보다 바람직하다. 이들 측쇄에 폴리알킬렌옥시드쇄를 갖는 아크릴계 공중합체는, 예컨대 폴리에틸렌글리콜 모노(메타)아크릴레이트, 폴리프로필렌글리콜 모노(메타)아크릴레이트, 폴리(에틸렌글리콜-프로필렌글리콜) 모노(메타)아크릴레이트 등 및 이들의 말단 OH기를 알킬 봉쇄한 화합물, 예컨대 메톡시 폴리에틸렌글리콜 모노(메타)아크릴레이트, 에톡시 폴리프로필렌글리콜 모노(메타)아크릴레이트, 메톡시 폴리(에틸렌글리콜-프로필렌글리콜) 모노(메타)아크릴레이트 등을 공중합성분으로 하는 아크릴계 공중합체이다.

상기 비닐 화합물로서는 CH₂=CR¹R²〔여기서, R¹은 수소원자 또는 탄소수 1∼5개의 알킬기를 나타내고, R²는 탄소수 6∼10개의 방향족 탄화수소환을 나타낸다.〕, 구체적으로는 스티렌, α-메틸스티렌, 비닐톨루엔, 아크릴로니트릴, 비닐아세테이트, N-비닐피롤리돈, 폴리스티렌 매크로모노머, 폴리메틸메타크릴레이트 매크로 모노머 등을 들 수 있다.

공중합 가능한 다른 단량체는 1종 단독으로 또는 2종 이상을 조합시켜서 사용할 수 있다. 이들 중에서는 특히, 벤질 (메타)아크릴레이트/(메타)아크릴산 공중 합체나 벤질 (메타)아크릴레이트/(메타)아크릴산/다른 모노머로 이루어지는 다원 공중합체가 적합하다.

아크릴계 수지는 이미 설명한 것과 같이 20∼200㎎KOH/g의 범위의 산가를 갖는다. 산가가 200 이하이면 아크릴계 수지가 알칼리에 대한 용해성이 너무 커지지 않아서 현상 적정범위(현상 래티튜드)가 좁아지는 것을 방지할 수 있다. 한편, 20 이상이면 알칼리에 대한 용해성이 작아지기 어려우므로 현상 시간의 장시간화를 방지할 수 있다.

또한, 아크릴계 수지의 중량 평균 분자량 Mw(GPC법으로 측정된 폴리스티렌 환산값)는 감광성 착색 조성물을 도포 등의 공정상 사용하기 쉬운 점도 범위를 실현하기 위해서 또한 막강도를 확보하기 위해서 2,000∼100,000인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 3,000∼50,000이다.

또한, 본 발명에 있어서의 감광성 착색 조성물의 가교 효율을 향상시키기 위해서, 중합성기를 알칼리 가용성 수지에 갖는 수지를 단독 또는 중합성기를 갖지 않는 알칼리 가용성 수지와 병용해도 좋고, 아릴기, (메타)아크릴기, 아릴옥시알킬기 등을 측쇄에 함유한 폴리머 등이 유용하다. 중합성 이중 결합을 갖는 알칼리 가용성 수지는 알칼리 현상액에서의 현상이 가능하며, 또한 광경화성과 열변화성을 구비한 것이다. 이들 중합성기를 함유하는 폴리머의 예를 이하에 나타내지만, 한 분자 중에 COOH기, OH기 등의 알칼리 가용성기와 탄소-탄소간 불포화결합을 포함하는 것이면 하기에 한정되지 않는다.

(1) 미리 이소시아네이트기와 OH기를 반응시켜 미반응의 이소시아네이트기를 1개 남기고, 또한 (메타)아크릴로일기를 1개 이상 포함하는 화합물과 카르복실기를 포함하는 아크릴 수지의 반응에 의해 얻어지는 우레탄 변성된 중합성 이중 결합 함유 아크릴 수지,

(2) 카르복실기를 포함하는 아크릴 수지와 분자내에 에폭시기 및 중합성 이중 결합을 함께 갖는 화합물의 반응에 의해 얻어지는 불포화기 함유 아크릴 수지,

(3) 산 펜던트형 에폭시 아크릴레이트 수지,

(4) OH기를 포함하는 아크릴 수지와 중합성 이중 결합을 갖는 2염기산 무수물을 반응시킨 중합성 이중 결합 함유 아크릴 수지.

상기 중 특히 (1) 및 (2)의 수지가 바람직하다.

구체예로서 OH기를 갖는 예컨대 2-히드록시에틸 아크릴레이트와 COOH기를 함유하는 예컨대 메타크릴산과 이들과 공중합 가능한 아크릴계 또는 비닐계 화합물 등의 모노머의 공중합체에 OH기에 대하여 반응성을 갖는 에폭시환과 탄소간 불포화결합기를 갖는 화합물(예컨대 글리시딜 아크릴레이트 등의 화합물)을 반응시켜 얻어지는 화합물 등을 사용할 수 있다. OH기 반응에서는 에폭시환 이외에 산무수물, 이소시아네이트기, 아크릴로일기를 갖는 화합물도 사용할 수 있다.

또한, 일본 특허공개 평6-102669호 공보, 일본 특허공개 평6-1938호 공보에 기재된 에폭시환을 갖는 화합물에 아크릴산과 같은 불포화 카르복실산을 반응시켜서 얻어지는 화합물에 포화 또는 불포화 다염기산 무수물을 반응시켜 얻어지는 반응물도 사용할 수 있다.

COOH기와 같은 알칼리 가용화기와 탄소간 불포화기를 반응시킨 화합물로서, 예컨대 DIANAL NR series(MITSUBISHI RAYON Co., Ltd. 제품); Photomer 6173(COOH기 함유 폴리우레탄 아크릴 올리고머, Diamond Shamrock Co., Ltd. 제품); VISCOAT R-264, KS RESIST 106(모두 OSAKA ORGANIC CHEMICAL INDUSTRY LTD. 제품); CYCLOMER P series, PLACCEL CF200 series(모두 DAICEL CHEMICAL INDUSTRIES, LTD. 제품); Ebecryl 3800(DAICEL UCB Co., LTD. 제품) 등을 들 수 있다.

알칼리 가용성 수지의 첨가량으로서는 감광성 착색 조성물층의 전체 고형분 중 3∼30질량%의 범위인 것이 바람직하고, 5∼20질량%가 보다 바람직하다.

감광성 착색 조성물의 조제시에는 바인더 폴리머로서 상기 알칼리 가용성 수지에 부가하여 하기의 에폭시 수지도 더 첨가하는 것이 바람직하다. 에폭시 수지로서는 비스페놀 A형, 크레졸 노블락형, 비페닐형, 지환식 에폭시 화합물 등의 에폭시환을 분자중에 2개 이상 갖는 화합물을 들 수 있다.

예컨대, 비스페놀 A형으로서는 EPOTOHTO YD-115, YD-118T, YD-127, YD-128, YD-134, YD-8125, YD-7011R, ZX-1059, YDF-8170, YDF-170 등(이상, Tohto Kasei Co., Ltd. 제품), DENACOL EX-1101, EX-1102, EX-1103 등(이상, Nagase chemtex corporation 제품), PLACCEL GL-61, GL-62, G101, G102(이상, DICEL CHEMICAL INDUSTRIES, LTD. 제품) 등을 들 수 있고, 그 밖에도 이들과 유사한 비스페놀 Ｆ형, 비스페놀 Ｓ형 에폭시 수지도 사용가능한 것으로서 들 수 있다.

또한, Ebecryl 3700, 3701, 600(이상, DAICEL UCB Co., LTD. 제품) 등의 에폭시아크릴레이트도 사용가능하다. 크레졸 노블락형으로서는 EPOTOHTO YDPN-638, YDPN-701, YDPN-702, YDPN-703, YDPN-704 등(이상, Tohto Kasei Co., Ltd. 제품), DENACOL EM-125 등(이상 Nagase chemtex corporation 제품), 비페닐형으로서는 3,5,3',5'－테트라메틸- 4,4'-디글리시딜비페닐 등, 지환식 에폭시 화합물로서는 CELLOXIDE 2021, 2081, 2083, 2085, EPOLEAD GT-301, GT-302, GT-401, GT-403, EHPE-3150(이상, DICEL CHEMICAL INDUSTRIES, LTD. 제품), 산토토 ST-3000, ST-4000, ST-5080, ST-5100 등(이상, Tohto Kasei Co., Ltd. 제품), Epiclon 430, 동 673, 동 695, 동 850S, 동 4032 (이상, DIC Corporation 제품) 등을 들 수 있다. 또한, 1,1,2,2-테트라키스(p-글리시딜 옥시페닐)에탄, 트리스(p-글리시딜 옥시페닐) 메탄, 트리글리시딜 트리스(히드록시에틸)이소시아누레이트, o-프탈산 디글리시딜에스테르, 텔레프탈산 디글리시딜에스테르, 이외에 아민형 에폭시 수지인 EPOTOHTO YH-434, YH-434L, 비스페놀 A형 에폭시 수지의 골격 중에 다이머산을 변성한 글리시딜 에스테르 등도 사용할 수 있다.

그 중에서 바람직한 것은 「분자량/에폭시환의 수」가 100 이상이고, 보다 바람직한 것은 130∼500이다. 「분자량/에폭시환의 수」가 작으면 경화성이 높아서 경화시의 수축이 크고, 또한 지나치게 크면 경화성이 부족하여 신뢰성이 부족하거나 평탄성이 나빠진다.

구체적인 바람직한 화합물로서는 EPOTOHTO YD-115, 118T, 127, YDF-170, YDPN-638, YDPN-701, PLACCEL GL-61, GL-62, 3,5,3',5'－테트라메틸-4,4'-디글리시딜비페닐, CELLOXIDE 2021, 2081, EPOLEAD GT-302, GT-403, EHPE-3150 등을 들 수 있다.

-(C-1) 중합성 화합물-

본 발명에 사용되는 감광성 착색 조성물은 (C-1) 중합성 화합물을 함유하는 것이 바람직하다.

본 발명에 사용할 수 있는 중합성 화합물은 1개 이상의 에틸렌성 불포화 이중 결합을 갖는 부가 중합성 화합물이며, 말단 에틸렌성 불포화결합을 1개 이상, 바람직하게는 2개 이상 갖는 화합물에서 선택된다. 이러한 화합물군은 해당 산업분야에 있어서 널리 알려진 것이며, 본 발명에 있어서는 이들을 특별한 제한없이 사용할 수 있다. 이들은, 예컨대 모노머, 프리폴리머, 즉 2량체, 3량체 및 올리고머, 또는 그들의 혼합물 및 그들의 공중합체 등의 화학적 형태를 갖는다. 모노머 및 그 공중합체의 예로서는 불포화 카르복실산(예컨대, 아크릴산, 메타크릴산, 이타콘산, 크로톤산, 이소크로톤산, 말레산 등)이나 그 에스테르류, 아미드류를 들 수 있고, 바람직하게는 불포화 카르복실산과 지방족 다가 알콜 화합물의 에스테르, 불포화 카르복실산과 지방족 다가 아민 화합물의 아미드류가 사용된다. 또한, 히드록실기나 아미노기, 메르캅토기 등의 구핵성 치환기를 갖는 불포화 카르복실산 에스테르 또는 아미드류와 단관능 또는 다관능 이소시아네이트류 또는 에폭시류의 부가 반응 생성물, 및 단관능 또는 다관능의 카르복실산의 탈수 축합반응 생성물 등도 적합하게 사용된다. 또한, 이소시아네이트기나 에폭시기 등의 친전자성 치환기를 갖는 불포화 카르복실산 에스테르 또는 아미드류와 단관능 또는 다관능의 알콜류, 아민류, 티올류의 부가 반응물, 또한 할로겐기나 토실옥시기 등의 이탈성 치환기를 갖는 불포화 카르복실산 에스테르 또는 아미드류와 단관능 또는 다관능의 알콜류, 아민류, 티올류의 치환 반응물도 적합하다. 또한, 다른 예로서 상기 불포화 카르복실산 대 신에 불포화 포스폰산, 스티렌, 비닐에테르 등으로 치환된 화합물군을 사용하는 것도 가능하다.

지방족 다가 알콜 화합물과 불포화 카르복실산의 에스테르 모노머의 구체예로서는 아크릴산 에스테르로서 에틸렌글리콜 디아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜 디아크릴레이트, 1,3-부탄디올 디아크릴레이트, 테트라메틸렌글리콜 디아크릴레이트, 프로필렌글리콜 디아크릴레이트, 네오펜틸글리콜 디아크릴레이트, 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트, 트리메틸올프로판 트리(아크릴로일옥시프로필)에테르, 트리메틸올에탄 트리아크릴레이트, 헥산디올 디아크릴레이트, 1,4-시클로헥산디올 디아크릴레이트, 테트라에틸렌글리콜 디아크릴레이트, 펜타에리스리톨 디아크릴레이트, 펜타에리스리톨 트리아크릴레이트, 펜타에리스리톨 테트라아크릴레이트, 디펜타에리스리톨 디아크릴레이트, 디펜타에리스리톨 헥사아크릴레이트, 소르비톨 트리아크릴레이트, 소르비톨 테트라아크릴레이트, 소르비톨 펜타아크릴레이트, 소르비톨 헥사아크릴레이트, 트리(아크릴로일옥시에틸)이소시아누레이트, 폴리에스테르 아크릴레이트 올리고머, 이소시아누르산 EO변성 트리아크릴레이트 등이 있다.

메타크릴산 에스테르로서는 테트라메틸렌글리콜 디메타크릴레이트, 트리에틸렌글리콜 디메타크릴레이트, 네오펜틸글리콜 디메타크릴레이트, 트리메틸올프로판 트리메타크릴레이트, 트리메틸올에탄 트리메타크릴레이트, 에틸렌글리콜 디메타크릴레이트, 1,3-부탄디올 디메타크릴레이트, 헥산디올 디메타크릴레이트, 펜타에리스리톨 디메타크릴레이트, 펜타에리스리톨 트리메타크릴레이트, 펜타에리스리톨 테트라메타크릴레이트, 디펜타에리스리톨 디메타크릴레이트, 디펜타에리스리톨 헥사 메타크릴레이트, 소르비톨 트리메타크릴레이트, 소르비톨 테트라메타크릴레이트, 비스〔p-(3-메타크릴옥시-2-히드록시프로폭시)페닐〕디메틸메탄, 비스-〔p-(메타크릴옥시에톡시)페닐〕디메틸메탄 등이 있다.

이타콘산 에스테르로서는 에틸렌글리콜 디이타코네이트, 프로필렌글리콜 디이타코네이트, 1,3-부탄디올 디이타코네이트, 1,4-부탄디올 디이타코네이트, 테트라메틸렌글리콜 디이타코네이트, 펜타에리스리톨 디이타코네이트, 소르비톨 테트라이타코네이트 등이 있다. 크로톤산 에스테르로서는 에틸렌글리콜 디크로토네이트, 테트라메틸렌글리콜 디크로토네이트, 펜타에리스리톨 디크로토네이트, 소르비톨 테트라디크로토네이트 등이 있다. 이소크로톤산 에스테르로서는 에틸렌글리콜 디이소크로토네이트, 펜타에리스리톨 디이소크로토네이트, 소르비톨 테트라이소크로토네이트 등이 있다. 말레산 에스테르로서는 에틸렌글리콜 디말레이트, 트리에틸렌글리콜 디말레이트, 펜타에리스리톨 디말레이트, 소르비톨 테트라말레이트 등이 있다.

그 밖의 에스테르의 예로서, 예컨대 일본 특허공고 소51-47334호 공보, 일본 특허공개 소57-196231호 공보에 기재된 지방족 알콜계 에스테르류나 일본 특허공개 소59-5240호 공보, 일본 특허공개 소59-5241호 공보, 일본 특허공개 평2-226149호 공보에 기재된 방향족계 골격을 갖는 것, 일본 특허공개 평1-165613호 공보에 기재된 아미노기를 함유하는 것 등도 적합하게 사용된다. 또한, 상술한 에스테르 모노머는 혼합물로서도 사용할 수 있다.

또한, 지방족 다가 아민 화합물과 불포화 카르복실산의 아미드 모노머의 구체예로서는 메틸렌 비스-아크릴아미드, 메틸렌 비스-메타크릴아미드, 1,6-헥사메틸 렌 비스-아크릴아미드, 1,6-헥사메틸렌 비스-메타크릴아미드, 디에틸렌 트리아민 트리스아크릴아미드, 크실렌 비스-아크릴아미드, 크실렌 비스-메타크릴아미드 등이 있다. 그 밖의 바람직한 아미드계 모노머의 예로서는 일본 특허공고 소54-21726호 공보에 기재된 시클로크실렌 구조를 갖는 것을 들 수 있다.

또한, 이소시아네이트와 수산기의 부가 반응을 사용해서 제조되는 우레탄계 부가 중합성 화합물도 적합하고, 그러한 구체예로서는, 예컨대 일본 특허공고 소48-41708호 공보 중에 기재되어 있는 한 분자에 2개 이상의 이소시아네이트기를 갖는 폴리 이소시아네이트 화합물에 하기 일반식(V)으로 표시되는 수산기를 함유하는 비닐 모노머를 부가시킨 한 분자 중에 2개 이상의 중합성 비닐기를 함유하는 비닐우레탄 화합물 등을 들 수 있다.

CH₂=C(R⁴)COOCH₂CH(R⁵)OH (V)

(단, R⁴ 및 R⁵는 각각 독립적으로 H 또는 CH₃을 나타낸다.)

또한, 일본 특허공개 소51-37193호 공보, 일본 특허공고 평2-32293호 공보, 일본 특허공고 평2-16765호 공보에 기재되어 있는 것과 같은 우레탄 아크릴레이트류나 일본 특허공고 소58-49860호 공보, 일본 특허공고 소56-17654호 공보, 일본 특허공고 소62-39417호 공보, 일본 특허공고 소62-39418호 공보에 기재된 에틸렌옥시드계 골격을 갖는 우레탄 화합물류도 적합하다. 또한, 일본 특허공개 소63-277653호 공보, 일본 특허공개 소63-260909호 공보, 일본 특허공개 평1-105238호 공보에 기재된 분자내 아미노 구조나 술피드 구조를 갖는 부가 중합성 화합물류를 사용함으로써 대단히 감광 스피드가 뛰어난 광중합성 조성물을 얻을 수 있다.

그 밖의 예로서는 일본 특허공개 소48-64183호 공보, 일본 특허공고 소49-43191호 공보, 일본 특허공고 소52-30490호 공보의 각 공보에 기재되어 있는 것과 같은 폴리에스테르 아크릴레이트류, 에폭시 수지와 (메타)아크릴산을 반응시킨 에폭시아크릴레이트류 등의 다관능 아크릴레이트나 메타크릴레이트를 들 수 있다. 또한, 일본 특허공고 소46-43946호 공보, 일본 특허공고 평1-40337호 공보, 일본 특허공고 평1-40336호 공보에 기재된 특정 불포화 화합물이나 일본 특허공개 평2-25493호 공보에 기재된 비닐포스폰산계 화합물 등도 들 수 있다. 또한, 어떤 경우에는 일본 특허공개 소61-22048호 공보에 기재된 퍼플루오로알킬기를 함유하는 구조가 바람직하게 사용된다. 더욱 일본 접착 협회지 vol. 20, No. 7, 300∼308페이지(1984년)에 광경화성 모노머 및 올리고머로서 소개된 것도 사용할 수 있다.

이들 중합성 화합물에 대해서 그 구조, 단독 사용인지 병용인지, 첨가량 등의 사용방법의 상세한 것은 최종적인 감재의 성능설계에 맞춰서 임의로 설정할 수 있다. 예컨대, 다음과 같은 관점에서 선택된다.

감도의 점에서는 한 분자당 불포화기 함량이 많은 구조가 바람직하고, 많은 경우 2관능 이상이 바람직하다. 또한, 착색 화상부, 즉 감광성 착색 조성물층의 강도를 높이기 위해서는 3관능 이상의 것이 좋고, 또한 다른 관능수·다른 중합성기 (예컨대 아크릴산 에스테르, 메타크릴산 에스테르, 스티렌계 화합물, 비닐에테르계 화합물)의 것을 병용함으로써 감도와 강도의 양쪽을 조절하는 방법도 유효하다. 경 화 감도의 관점에서 (메타)아크릴산 에스테르 구조를 2개 이상 함유하는 화합물을 사용하는 것이 바람직하고, 3개 이상 함유하는 화합물을 사용하는 것이 보다 바람직하고, 4개 이상 함유하는 화합물을 사용하는 것이 가장 바람직하다. 또한, 경화 감도 및 미노광부의 현상성의 관점에서는 EO 변성체를 함유하는 것이 바람직하다. 또한, 경화 감도 및 노광부 강도의 관점에서는 우레탄 결합을 함유하는 것이 바람직하다.

또한, 감광성 착색 조성물층 중의 다른 성분(예컨대 바인더 폴리머, 개시제, 착색제(안료, 염료 등))와의 상용성, 분산성에 대하여도 부가 중합 화합물의 선택·사용법은 중요한 요인이며, 예컨대 저순도 화합물의 사용이나 2종 이상의 병용에 의해 상용성을 향상시킬 수 있는 경우가 있다. 또한, 기판과의 밀착성을 향상시킬 목적으로 특정 구조를 선택할 수도 있다.

이상의 관점에서 비스페놀A 디아크릴레이트, 비스페놀A 디아크릴레이트 EO변성체, 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트, 트리메틸올프로판 트리(아크릴로일옥시프로필)에테르, 트리메틸올에탄 트리아크릴레이트, 테트라에틸렌글리콜 디아크릴레이트, 펜타에리스리톨 디아크릴레이트, 펜타에리스리톨 트리아크릴레이트, 펜타에리스리톨 테트라아크릴레이트, 디펜타에리스리톨 테트라아크릴레이트, 디펜타에리스리톨 펜타아크릴레이트, 디펜타에리스리톨 헥사아크릴레이트, 소르비톨 트리아크릴레이트, 소르비톨 테트라아크릴레이트, 소르비톨 펜타아크릴레이트, 소르비톨 헥사아크릴레이트, 트리(아크릴로일옥시에틸)이소시아누레이트, 펜타에리스리톨 테트라아크릴레이트 EO변성체, 디펜타에리스리톨 헥사아크릴레이트 EO변성체 등이 바람 직한 것으로서 들 수 있고, 또한 시판품으로서는 우레탄 올리고머 UAS-10, UAB-140(NIPPON PAPER GROUP, Inc. 제품), DPHA(NIPPON KAYAKU Co., Ltd. 제품), UA-306H, UA-306T, UA-306I, AH-600, T-600, AI-600(KYOEISHA Co., Ltd. 제품)이 바람직하다.

특히, 비스페놀A 디아크릴레이트 EO변성체, 펜타에리스리톨 트리아크릴레이트, 펜타에리스리톨 테트라아크릴레이트, 디펜타에리스리톨 펜타아크릴레이트, 디펜타에리스리톨 헥사아크릴레이트, 트리(아크릴로일옥시에틸)이소시아누레이트, 펜타에리스리톨 테트라아크릴레이트 EO변성체, 디펜타에리스리톨 헥사아크릴레이트 EO변성체 등이, 시판품으로서는 DPHA(NIPPON KAYAKU Co., Ltd.제), UA-306H, UA-306T, UA-306I, AH-600, T-600, AI-600(KYOEISHA Co., Ltd. 제품)이 보다 바람직하다.

(C-1) 중합성 화합물의 함유량은 본 발명의 감광성 착색성 조성물층 중의 전고형분 중 5∼55질량%인 것이 바람직하고, 10∼50질량%인 것이 보다 바람직하고, 15∼45질량%인 것이 더욱 바람직하다.

-(D) 광중합 개시제-

본 발명의 감광성 착색성 조성물은 (D) 광중합 개시제를 함유하는 것이 바람직하다.

상기 광중합 개시제는 광에 의해 분해되어 상기 (C-1) 중합성 화합물의 중합을 개시, 촉진하는 화합물이며, 파장 300∼500nm의 영역에 흡수를 갖는 것이 바람직하다. 또한, 상기 광중합 개시제는 단독 또는 2종 이상을 병용해서 사용할 수 있 다.

상기 광중합 개시제로서는, 예컨대 유기 할로겐화 화합물, 옥시디아졸 화합물, 카르보닐 화합물, 케탈 화합물, 벤조인 화합물, 아크리딘 화합물, 유기과산화화합물, 아조 화합물, 쿠마린 화합물, 아지드 화합물, 메타로센 화합물, 헥사아릴 비이미다졸 화합물, 유기붕산 화합물, 디술폰산 화합물, 옥심 에스테르 화합물, 오늄염 화합물, 아실포스핀(옥시드) 화합물을 들 수 있다.

유기 할로겐화 화합물로서 구체적으로는 와카바야시 등, 「Bull Chem. Soc Japan」 42, 2924(1969), 미국 특허 제 3,905,815호 명세서, 일본 특허공고 소46-4605호 공보, 일본 특허공개 소48-36281호 공보, 일본 특허공개 소55-32070호 공보, 일본 특허공개 소60-239736호 공보, 일본 특허공개 소61-169835호 공보, 일본 특허공개 소61-169837호 공보, 일본 특허공개 소62-58241호 공보, 일본 특허공개 소62-212401호 공보, 일본 특허공개 소63-70243호 공보, 일본 특허공개 소63-298339호 공보, M. P. Hutt "Journal of Heterocyclic Chemistry" 1(No 3), (1970)」등에 기재된 화합물을 들 수 있고, 특히, 트리할로메틸기가 치환된 옥사졸 화합물, s-트리아진 화합물을 들 수 있다.

s-트리아진 화합물로서 보다 적합하게는, 하나 이상의 모노, 디, 또는 트리 할로겐치환 메틸기가 s-트리아진환에 결합한 ｓ-트리아진 유도체, 구체적으로는, 예컨대 2,4,6-트리스(모노클로로메틸)-s-트리아진, 2,4,6-트리스(디클로로메틸)-s-트리아진, 2,4,6-트리스(트리클로로메틸)-s-트리아진, 2-메틸-4,6-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진, 2-n-프로필-4,6-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진, 2- (α,α, β-트리클로로에틸)-4,6-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진, 2-페닐-4,6-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진, 2-(p-메톡시페닐)-4,6-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진, 2-(3,4-에폭시페닐)-4,6-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진, 2-(p-클로로 페닐)-4,6-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진, 2-〔1-(p-메톡시페닐)-2,4-부타디에닐〕-4,6-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진, 2-스티릴-4,6-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진, 2-(p-메톡시스티릴)-4,6-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진, 2-(p-i-프로필옥시스티릴)-4,6-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진, 2-(p-트릴)-4,6-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진, 2-(4-나톡시나프틸)-4,6-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진, 2-페닐티오-4,6-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진, 2-벤질티오-4,6-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진, 4-(o-브로모-p-N,N-(디에톡시카르보닐아미노)-페닐)-2,6-디(트리클로로메틸)-s-트리아진, 2,4,6-트리스(디브로모메틸)-s-트리아진, 2,4,6-트리스(트리브로모메틸)-s-트리아진, 2-메틸-4,6-비스(트리브로모메틸)-s-트리아진, 2-메톡시-4,6-비스(트리브로모메틸)-s-트리아진 등을 들 수 있다.

옥시디아졸 화합물로서는 2-트리클로로메틸-5-스티릴-1,3,4-옥소디아졸, 2-트리클로로메틸-5-(시아노스티릴)-1,3,4-옥소디아졸, 2-트리클로로메틸-5-(나프토-1-일)-1,3,4-옥소디아졸, 2-트리클로로메틸-5-(4-스티릴)스티릴-1,3,4-옥소디아졸 등을 들 수 있다.

카르보닐 화합물로서는 벤조페논, 미힐러 케톤, 2-메틸 벤조페논, 3-메틸 벤조페논, 4-메틸 벤조페논, 2-클로로벤조페논, 4-브로모벤조페논, 2-카르복시 벤조페논 등의 벤조페논 유도체, 2,2-디메톡시-2-페닐 아세토페논, 2,2-디에톡시 아세 토페논, 1-히드록시시클로헥실페닐케톤, α-히드록시-2-메틸페닐 프로파논, 1-히드록시-1-메틸에틸-(p-이소프로필페닐)케톤, 1-히드록시-1-(p-도데실페닐)케톤, 2-메틸-1-(4'-(메틸티오)페닐)-2-모르폴리노-1-프로파논, 2-벤질-2-디메틸아미노-1-(4-모르폴리노페닐)-부타논-1,2,4,6-트리메틸벤조일-디페닐-포스핀옥시드, 1,1,1-트리클로로메틸-(p-부틸페닐)케톤, 2-벤질-2-디메틸아미노-4-모르폴리노부틸로페논 등의 아세토페논 유도체, 티오크산톤, 2-에틸 티오크산톤, 2-이소프로필 티오크산톤, 2-클로로티오크산톤, 2,4-디메틸 티오크산톤, 2,4-디에틸티오크산톤, 2,4-디이소프로필 티오크산톤 등의 티오크산톤 유도체, p-디메틸아미노 벤조산 에틸, p-디에틸아미노벤조산 에틸 등의 벤조산 에스테르 유도체 등을 들 수 있다.

케탈 화합물로서는 벤질디메틸케탈, 벤질-β-메톡시에틸에틸아세탈 등을 들 수 있다.

벤조인 화합물로서는 m-벤조인 이소프로필에테르, 벤조인 이소부틸에테르, 벤조인 메틸에테르, 메틸 o-벤조일 벤조에이트 등을 들 수 있다.

아크리딘 화합물로서는 9-페닐 아크리딘, 9-피리딜 아크리딘, 9-피라디닐 아크리딘, 1,2-디(9-아크리디닐)에탄, 1,3-디(9-아크리디닐)프로판, 1,4-디(9-아크리디닐)부탄, 1,5-디(9-아크리디닐)펜탄, 1,6-디(9-아크리디닐)헥산, 1,7-디(9-아크리디닐)헵탄, 1,8-디(9-아크리디닐)옥탄, 1,9-디(9-아크리디닐)노난, 1,10-디(9-아크리디닐)데칸, 1,11-디(9-아크리디닐)운데칸, 1,12-디(9-아크리디닐)도데칸 등의 디(9-아크리디닐)알칸 등을 들 수 있다.

유기과산화 화합물로서는, 예컨대 트리메틸 시클로헥사논 퍼옥시드, 아세틸 아세톤 퍼옥시드, 1,1-비스(tert-부틸퍼옥시)-3,3,5-트리메틸 시클로헥산, 1,1-비스(tert-부틸퍼옥시)시클로헥산, 2,2-비스(tert-부틸퍼옥시)부탄, tert-부틸하이드로 퍼옥시드, 쿠멘 하이드로퍼옥시드, 디이소프로필벤젠 하이드로퍼옥시드, 2,5-디메틸헥산-2,5-디하이드로퍼옥시드, 1,1,3,3-테트라메틸부틸 하이드로퍼옥시드, tert-부틸쿠밀퍼옥시드, 디쿠밀퍼옥시드, 2,5-디메틸-2,5-디(tert-부틸퍼옥시)헥산, 과산화숙신산, 과산화 벤조일, 2,4-디클로로벤조일퍼옥시드, 디이소프로필퍼옥시 디카르보네이트, 디-2-에틸헥실퍼옥시디카르보네이트, 디-2-에톡시에틸퍼옥시디카르보네이트, 디메톡시이소프로필퍼옥시카르보네이트, 디(3-메틸-3-메톡시부틸)퍼옥시디카르보네이트, tert-부틸퍼옥시아세테이트, tert-부틸퍼옥시피발레이트, tert-부틸퍼옥시네오데카노에이트, tert-부틸퍼옥시옥타노에이트, tert-부틸퍼옥시 라우레이트, 3,3',4,4'－테트라-(t-부틸퍼옥시 카르보닐)벤조페논, 3,3',4,4'－테트라-(t-헥실퍼옥시 카르보닐)벤조페논, 3,3',4,4'－테트라-(p-이소프로필 쿠밀퍼옥시카르보닐)벤조페논, 카르보닐 디(t-부틸퍼옥시 2수소 2프탈레이트), 카르보닐 디(t-헥실퍼옥시 2수소 2프탈레이트) 등을 들 수 있다.

아조 화합물로서는, 예컨대 일본 특허공개 평8-108621호 공보에 기재된 아조 화합물 등을 들 수 있다.

쿠마린 화합물로서는, 예컨대 3-메틸-5-아미노-((s-트리아진-2-일)아미노)-3-페닐 쿠마린, 3-클로로-5-디에틸아미노-((s-트리아진-2-일)아미노)-3-페닐 쿠마린, 3-부틸-5-디메틸아미노-((s-트리아진-2-일)아미노)-3-페닐 쿠마린 등을 들 수 있다.

아지드 화합물로서는 미국 특허 제 2848328호 명세서, 미국 특허 제 2852379호 명세서 및 미국 특허 제 2940853호 명세서에 기재된 유기 아지드 화합물, 2,6-비스(4-아지드벤질리덴)-4-에틸 시클로헥사논(BAC-E) 등을 들 수 있다.

메탈로센 화합물로서는 일본 특허공개 소59-152396호 공보, 일본 특허공개 소61-151197호 공보, 일본 특허공개 소63-41484호 공보, 일본 특허공개 평2-249호 공보, 일본 특허공개 평2-4705호 공보, 일본 특허공개 평5-83588호 공보에 기재된 여러가지 티타노센 화합물, 예컨대 디-시클로펜타디에닐-Ti-비스-페닐, 디-시클로펜타디에닐-Ti-비스-2,6-디플루오로페니-1-일, 디-시클로펜타디에닐-Ti-비스-2,4-디-플루오로페니-1-일, 디-시클로펜타디에닐-Ti-비스-2,4,6-트리플루오로페니-1-일, 디-시클로펜타디에닐-Ti-비스-2,3,5,6-테트라플루오로페니-1-일, 디-시클로펜타디에닐-Ti-비스-2,3,4,5,6-펜타플루오로페니-1-일, 디-메틸시클로펜타디에닐-Ti-비스-2,6-디플루오로페니-1-일, 디-메틸시클로펜타디에닐-Ti-비스-2,4,6-트리플루오로페니-1-일, 디-메틸시클로펜타디에닐-Ti-비스-2,3,5,6-테트라플루오로페니-1-일, 디-메틸시클로펜타디에닐-Ti-비스-2,3,4,5,6-펜타플루오로페니-1-일, 일본 특허공개 평1-304453호 공보, 일본 특허공개 평1-152109호 공보에 기재된 철-아렌 착체 등을 들 수 있다.

헥사아릴 비이미다졸 화합물로서는, 예컨대 일본 특허공고 평6-29285호 공보, 미국 특허 제 3,479,185호, 동 제 4,311,783호, 동 제 4,622,286호 등의 각 명세서에 기재된 여러가지 화합물, 구체적으로는 2,2'－비스(o-클로로페닐)-4,4',5,5'－테트라페닐 비이미다졸, 2,2'－비스(o-브로모페닐)) 4,4',5,5'－테트라 페닐 비이미다졸, 2,2'－비스(o,p-디클로로페닐)-4,4',5,5'－테트라페닐 비이미다졸, 2,2'－비스(o-클로로페닐)-4,4',5,5'－테트라(m-메톡시페닐)비이미다졸, 2,2'－비스(o,o'－디클로로페닐)-4,4',5,5'－테트라페닐 비이미다졸, 2,2'－비스(o-니트로페닐)-4,4',5,5'－테트라페닐 비이미다졸, 2,2'－비스(o-메틸페닐)-4,4',5,5'－테트라페닐 비이미다졸, 2,2'－비스(o-트리플루오로페닐)-4,4',5,5'－테트라페닐 비이미다졸 등을 들 수 있다.

유기 붕산염 화합물로서는, 예컨대 일본 특허공개 소62-143044호 공보, 일본 특허공개 소62-150242호 공보, 일본 특허공개 평9-188685호 공보, 일본 특허공개 평9-188686호 공보, 일본 특허공개 평9-188710호 공보, 일본 특허공개 2000-131837호 공보, 일본 특허공개 2002-107916호 공보, 일본 특허 제2764769호 공보, 일본 특허공개 2002-116539호 공보 등의 각 공보, 및 Kunz, Martin "Rad Tech' 98. Proceeding April 19-22, 1998, Chicago" 등에 기재되는 유기 붕산염, 일본 특허공개 평6-157623호 공보, 일본 특허공개 평6-175564호 공보, 일본 특허공개 평6-175561호 공보에 기재된 유기 붕소 술포늄 착체 또는 유기 붕소 옥소술포늄 착체, 일본 특허공개 평6-175554호 공보, 일본 특허공개 평6-175553호 공보에 기재된 유기 붕소 요오드늄 착체, 일본 특허공개 평9-188710호 공보에 기재된 유기 붕소 포스포늄 착체, 일본 특허공개 평6-348011호 공보, 일본 특허공개 평7-128785호 공보, 일본 특허공개 평7-140589호 공보, 일본 특허공개 평7-306527호 공보, 일본 특허공개 평7-292014호 공보 등의 유기붕소 전이금속 배위착체 등을 구체예로서 들 수 있다.

디술폰 화합물로서는 일본 특허공개 소61-166544호 공보, 일본 특허공개 2002-328465호 명세서 등에 기재되는 화합물 등을 들 수 있다.

옥심 에스테르 화합물로서는 J. C. S. Perkin Ⅱ（1979) 1653-1660, J. C. S. Perkin Ⅱ（1979) 156-162, Journal of Photopolymer Science and Technology(1995) 202-232, 일본 특허공개 2000-66385호 공보에 기재된 화합물, 일본 특허공개 2000-80068호 공보, 일본 특허공표 2004-534797호 공보에 기재된 화합물 등을 들 수 있다. 구체예로서는 Ciba Specialty Chemicals 제품의 일가큐아 OXE-01, OXE-02 등이 바람직하다.

오늄염 화합물로서는, 예컨대 S. I. Schlesinger, Photogr. Sci. Eng., 18,387(1974), T. S. Bal et al, Polymer, 21, 423(1980)에 기재된 디아조늄염, 미국 특허 제 4,069,055호 명세서, 일본 특허공개 평4-365049호 공보 등에 기재된 암모늄 염, 미국 특허 제 4,069,055호 명세서, 동 4,069,056호 명세서의 각 명세서에 기재된 포스포늄염, 유럽 특허 제 104,143호 명세서, 미국 특허 제 339,049호 명세서, 동 제 410,201호 명세서의 각 명세서, 일본 특허공개 평2-150848호 공보, 일본 특허공개 평 2-296514호 공보의 각 공보에 기재된 요오드늄염 등을 들 수 있다.

본 발명에 바람직하게 사용할 수 있는 요오드늄염은 디아릴 요오드늄염이며, 안정성의 관점에서 알킬기, 알콕시기, 아릴옥시기 등의 전자공여성 기로 2개 이상 치환되어 있는 것이 바람직하다. 또한, 그 밖의 바람직한 술포늄염의 형태로서 트리아릴 술포늄염의 1개의 치환기가 쿠마린, 안트라퀴논 구조를 갖고, 300nm 이상에 흡수를 갖는 요오드늄염 등이 바람직하다.

본 발명에 적합하게 사용할 수 있는 술포늄염으로서는 유럽 특허 제 370,693호 명세서, 동 390,214호 명세서, 동 233,567호 명세서, 동 297,443호 명세서, 동 297,442호 명세서, 미국 특허 제 4,933,377호 명세서, 동 161,811호 명세서, 동 410,201호 명세서, 동 339,049호 명세서, 동 4,760,013호 명세서, 동 4,734,444호 명세서, 동 2,833,827호 명세서, 독일 특허 제 2,904,626호 명세서, 동 3,604,580호 명세서, 동 3,604,581호 명세서의 각 명세서에 기재된 술포늄염을 들 수 있고, 안정성의 감도점에서 바람직하게는 전자흡인성기로 치환되어 있는 것이 바람직하다. 전자흡인성기로서는 하멧 값이 0보다 큰 것이 바람직하다. 바람직한 전자흡인성기로서는 할로겐 원자, 카르복실산 등을 들 수 있다.

또한, 그 밖의 바람직한 술포늄염으로서는 트리아릴 술포늄염의 1개의 치환기가 쿠마린, 안트라퀴논 구조를 갖고, 300nm 이상에 흡수를 갖는 술포늄염을 들 수 있다. 다른 바람직한 술포늄염으로서는 트리아릴 술포늄염이 알릴옥시기, 아릴티오기를 치환기로 갖고 300nm 이상에 흡수를 갖는 술포늄염을 들 수 있다.

또한, 오늄염 화합물로서는 J. V. Crivello et al, Macromolecules, 10(6), 1307(1977), J. V. Crivello et al, J. Polymer Sci., Polymer Chem. Ed., 17, 1047(1979)에 기재된 셀레노늄염, C. S. Wen et al, Teh, Proc. Conf. Rad. Curing ASIA, p. 478, Tokyo, Oct.(1988)에 기재된 아르소늄염 등의 오늄염 등을 들 수 있다.

아실포스핀(옥시드) 화합물로서는 Ciba Specialty Chemicals 제품인 일가큐아 819, 다로큐아 4265, 다로큐아 TPO 등을 들 수 있다.

(D) 광중합 개시제로서는 노광 감도의 관점에서 트리할로메틸 트리아진계 화합물, 벤질디메틸케탈 화합물, α-히드록시케톤 화합물, α-아미노케톤 화합물, 아실포스핀계 화합물, 포스핀옥시드계 화합물, 메탈로센 화합물, 옥심계 화합물, 트리알릴이미다졸 다이머, 오늄계 화합물, 벤조티아졸계 화합물, 벤조페논계 화합물, 아세토페논계 화합물 및 그 유도체, 시클로펜타디엔-벤젠-철 착체 및 그 염, 할로메틸옥사디아졸 화합물, 3-아릴 치환 쿠마린 화합물로 이루어진 군에서 선택되는 화합물이 바람직하다.

더욱 바람직하게는, 트리할로메틸 트리아진계 화합물, α-아미노케톤 화합물, 아실포스핀계 화합물, 포스핀옥시드계 화합물, 옥심계 화합물, 트리알릴이미다졸 다이머, 오늄계 화합물, 벤조페논계 화합물, 아세토페논계 화합물이며, 트리할로메틸 트리아진계 화합물, α-아미노케톤 화합물, 옥심계 화합물, 트리알릴이미다졸 다이머, 벤조페논계 화합물로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 화합물이 가장 바람직하다.

(D) 광중합 개시제의 함유량은 감광성 착색 조성물층 중 전고형분에 대하여 0.1∼20질량%인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.5∼15질량%, 특히 바람직하게는 1∼10질량%이다. 이 범위에서 양호한 감도와 패턴 형성성을 얻을 수 있다.

-(E) 용제-

본 발명에 사용되는 감광성 착색 조성물은 일반적으로 용제를 사용해서 조제할 수 있다.

용제로서는 에스테르류, 예컨대 아세트산 에틸, 아세트산-n-부틸, 아세트산 이소부틸, 포름산 아밀, 아세트산 이소아밀, 아세트산 이소부틸, 프로피온산 부틸, 부티르산 이소프로필, 부티르산 에틸, 부티르산 부틸, 알킬에스테르류, 락트산 메틸, 락트산 에틸, 옥시 아세트산 메틸, 옥시 아세트산 에틸, 옥시 아세트산 부틸, 메톡시 아세트산 메틸, 메톡시 아세트산 에틸, 메톡시 아세트산 부틸, 에톡시 아세트산 메틸, 에톡시 아세트산 에틸, 및 3-옥시프로피온산 메틸, 3-옥시프로피온산 에틸 등의 3-옥시프로피온산 알킬에스테르류(예컨대, 3-메톡시 프로피온산 메틸, 3-메톡시 프로피온산 에틸, 3-에톡시 프로피온산 메틸, 3-에톡시 프로피온산 에틸 등), 2-옥시프로피온산 메틸, 2-옥시프로피온산 에틸, 2-옥시프로피온산 프로필 등의 2-옥시프로피온산 알킬에스테르류(예컨대, 2-메톡시 프로피온산 메틸, 2-메톡시 프로피온산 에틸, 2-메톡시 프로피온산 프로필, 2-에톡시 프로피온산 메틸, 2-에톡시 프로피온산 에틸, 2-옥시-2-메틸 프로피온산 메틸, 2-옥시-2-메틸 프로피온산 에틸, 2-메톡시-2-메틸 프로피온산 메틸, 2-에톡시-2-메틸 프로피온산 에틸 등), 및 피루브산 메틸, 피루브산 에틸, 피루브산 프로필, 아세토아세테이트 메틸, 아세토아세테이트 에틸, 2-옥소부탄산 메틸, 2-옥소부탄산 에틸, 1,3-부탄디올 디아세테이트 등;

에테르류, 예컨대 디에틸렌글리콜 디메틸에테르, 테트라히드로푸란, 에틸렌글리콜 모노메틸에테르, 에틸렌글리콜 모노에틸에테르, 메틸셀로솔브 아세테이트, 에틸셀로솔브 아세테이트, 디에틸렌글리콜 모노메틸에테르, 디에틸렌글리콜 모노에틸에테르, 디에틸렌글리콜 모노부틸에테르, 프로필렌글리콜 메틸에테르 아세테이트, 프로필렌글리콜 에틸에테르 아세테이트, 프로필렌글리콜 프로필에테르 아세테 이트, 디에틸렌글리콜 디에틸에테르, 디에틸렌글리콜 모노에틸에테르 아세테이트, 디에틸렌글리콜 모노부틸에테르, 디에틸렌글리콜 모노부틸에테르 아세테이트, 프로필렌글리콜 n-프로필에테르 아세테이트, 프로필렌글리콜 디아세테이트, 프로필렌글리콜 n-부틸에테르 아세테이트, 프로필렌글리콜 페닐에테르, 프로필렌글리콜 페닐에테르 아세테이트, 디프로필렌글리콜 모노메틸에테르 아세테이트, 디프로필렌글리콜 n-프로필에테르 아세테이트, 디프로필렌글리콜 n-부틸에테르 아세테이트, 트리프로필렌글리콜 모노 n-부틸에테르, 트리프로필렌글리콜 메틸에테르 아세테이트 등;

케톤류, 예컨대 아세톤, 메틸에틸케톤, 시클로헥사논, 2-헵타논, 3-헵타논 등;

알콜류, 예컨대 에탄올, 이소프로필알콜, 프로필렌글리콜 메틸에테르, 프로필렌글리콜 모노n-프로필 에테르, 프로필렌글리콜 모노 n-부틸에테르, 방향족 탄화수소류, 예컨대 톨루엔, 크실렌 등을 들 수 있다.

이들 중에서도 용제로서는 상술한 바와 같이 비점 100℃ 이상의 용제(30∼70질량% 함유)인 것이 바람직하고, 특히 프로필렌글리콜 모노메틸에테르 아세테이트, 시클로헥사논, 메틸에틸케톤, 및 3-에톡시에틸프로피오네이트로부터 선택되는 1종 이상인 것이 바람직하다.

용제는 단독으로 사용하는 이외에 2종 이상을 조합시켜서 사용해도 좋다.

-그 밖의 첨가물-

또한, 본 발명에 사용되는 감광성 착색 조성물에는 상기 성분 이외에, 목적 에 따라서 여러가지 공지 첨가제를 더 사용할 수 있다.

이하, 이러한 첨가제에 대해서 설명한다.

(분산제)

본 발명에 있어서의 감광성 착색 조성물은 고분자 분산제를 함유하는 것이 바람직하다. 이 고분자 분산제는 중량 평균 분자량이 3,000∼100,000의 범위에 있는 수지이다. 또한, 산가가 20∼300mg/g인 것이 바람직하다. 이러한 특정 고분자 분산제를 이하, 「분산 수지」라고 칭할 경우가 있다.

본 발명에 있어서의 분산 수지는 상기 (A-1) 착색제로서 든 안료의 분산제, 또는 후술하는 블랙 매트릭스 형성을 위한 감광성 농색 조성물에 있어서 차광제(블랙 매트릭스 형성용 안료)의 분산제로서 기능할 수 있는 화합물이다.

분산 수지는 특정 산가를 가질 필요가 있으므로 산성기를 갖는 고분자 화합물인 것이 바람직하다.

이 고분자 화합물의 고분자 골격으로서는 비닐 모노머의 중합체 또한 공중합체, 에스테르계 폴리머, 에테르계 폴리머, 우레탄계 폴리머, 아미드계 폴리머, 에폭시계 폴리머, 실리콘계 폴리머, 및 이들의 변성물 또는 공중합체〔예컨대, 폴리에테르/폴리우레탄 공중합체, 폴리에테르/비닐 모노머의 중합체의 공중합체 등(랜덤 공중합체, 블록 공중합체, 그래프트 공중합체의 어느 것이어도 좋다.)을 포함한다.〕로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상이 바람직하고, 비닐 모노머의 중합체 또한 공중합체, 에스테르계 폴리머, 에테르계 폴리머, 우레탄계 폴리머, 및 이들의 변성물 또는 공중합체로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상이 보다 바람직 하고, 비닐 모노머의 중합체 또한 공중합체가 특히 바람직하다.

또한, 상기와 같은 고분자 골격에 산성기를 도입하는 방법으로서는, 예컨대 상기 고분자 골격을 중합할 때에 산성기를 함유하는 모노머를 공중합하는 방법이나 또한 상기 고분자 골격을 중합 후에 고분자 반응에 의해 도입하는 방법을 들 수 있다.

산성기를 함유하는 모노머로서는, 예컨대 (메타)아크릴산, 크로톤산, 이타콘산, 말레산, 푸마르산, 신남산, 아크릴산 다이머, 비닐 벤조산, 스티렌 술폰산, 2-아크릴아미드-2-메틸프로판 술폰산, 인산 모노(메타)아크릴로일 에틸에스테르, 또는 2-히드록시에틸 메타크릴레이트 등의 알콜성 수산기 함유 모노머와 무수 말레산, 무수 프탈산 등의 환상 산무수물 등을 반응시킴으로써 얻어지는 모노머 등을 들 수 있다.

또한, 산성기를 갖는 고분자 화합물은 비닐 모노머 성분을 공중합해서 이루어진 것이어도 좋다.

상기 비닐 모노머로서는 특별히 제한되지 않지만, 예컨대 (메타)아크릴산 에스테르류, 크로톤산 에스테르류, 비닐 에스테르류, 말레산 디에스테르류, 푸마르산 디에스테르류, 이타콘산 디에스테르류, (메타)아크릴아미드류, 비닐에테르류, 비닐 알콜의 에스테르류, 스티렌류, (메타)아크릴로니트릴 등이 바람직하다.

상기 「산성기」로서, 예컨대 카르복실산기, 술폰산기, 모노황산 에스테르 기, 인산기, 모노인산 에스테르기, 붕산기를 바람직한 예로서 들 수 있고, 카르복실산기, 술폰산기, 모노황산 에스테르기, 인산기, 모노인산 에스테르기가 보다 바 람직하고, 카르복실산기, 술폰산기, 인산기가 특히 바람직하다.

또한, 분산성 향상을 위해서 염기성 질소원자를 갖는 기를 함유하는 것도 바람직하다. 상기 염기성 질소원자를 갖는 기는, 예컨대 아미노기(-NH₂), 치환 이미노 기(-NHR⁸,또는 -NR⁹R¹⁰; 여기서 R⁸, R⁹ 및 R¹⁰은 각각 독립적으로 탄소수 1∼20개의 알킬기, 탄소수 6개 이상의 아릴기, 또는 탄소수 7개 이상의 아랄킬기를 의미한다.）, 하기 화학식(a1)으로 표시되는 구아니딜기 또는 하기 화학식(a2)으로 표시되는 아미디닐기 등을 바람직한 예로서 들 수 있다.

상기 화학식(a1) 중 R¹¹ 및 R¹²는 각각 독립적으로 탄소수 1∼20개의 알킬기, 탄소수 6개 이상의 아릴기, 또는 탄소수 7개 이상의 아랄킬기를 나타낸다.

상기 화학식(a2) 중 R¹³ 및 R¹⁴는 각각 독립적으로 탄소수 1∼20개의 알킬기, 탄소수 6개 이상의 아릴기 또는 탄소수 7개 이상의 아랄킬기를 나타낸다.

이들 중에서도 아미노기(-NH₂), 치환 이미노기(-NHR⁸, 또는 -NR⁹R¹⁰; 여기서 R⁸, R⁹ 및 R¹⁰은 각각 독립적으로 탄소수 1∼10개의 알킬기, 페닐기 또는 벤질기를 의미한다.), 상기 화학식(a1)으로 표현되는 구아니딜기〔화학식 (a1) 중 R¹¹ 및 R¹² 은 각각 독립적으로 탄소수 1∼10개의 알킬기, 페닐기 또는 벤질기를 나타낸다.〕, 상기 화학식(a2)으로 표시되는 아미디닐기〔화학식(a2) 중 R¹³ 및 R¹⁴은 각각 독립적으로 탄소수 1∼10개의 알킬기, 페닐기 또는 벤질기를 의미한다.〕등에는 1∼200개의 수소원자 및 0∼20개의 황원자로 이루어지는 기가 포함되고, 이들은 무치환이어도 치환기를 더 갖고 있어도 좋다.

(다른 분산제)

본 발명에 사용되는 감광성 착색 조성물은 분산 수지 이외에 종래부터 공지된 분산제(안료분산제)를 병용할 수도 있다.

공지의 분산제 (안료분산제)로서는 고분자 분산제〔예컨대, 폴리아미드 아민과 그 염, 고분자량 불포화산 에스테르, 변성 폴리우레탄, 변성 폴리에스테르, 변성 폴리(메타)아크릴레이트, (메타)아크릴계 공중합체〕, 및 폴리옥시에틸렌알킬 인산 에스테르, 폴리옥시에틸렌알킬 아민, 알칸올아민, 안료 유도체 등을 들 수 있다.

고분자 분산제는 그 구조로부터 직쇄상 고분자, 말단 변성형 고분자, 그래프트형 고분자, 블록형 고분자로 분류할 수 있다.

고분자 분산제는 안료의 표면에 흡착하여 재응집을 방지하도록 작용한다. 그 때문에, 안료 표면에 앵커 부위를 갖는 말단 변성형 고분자, 그래프트형 고분자, 블록형 고분자가 바람직한 구조로서 들 수 있다. 한편, 안료 유도체는 안료 표면을 개질함으로써 고분자 분산제의 흡착을 촉진시키는 효과를 갖는다.

본 발명에 사용할 수 있는 공지의 분산제(안료분산제)의 구체예로서는 BYK-Chemie GmbH 「Disperbyk-107(카르복실산 에스테르), 130(폴리아미드), 161, 162, 163, 164, 165, 166, 170(고분자 공중합물)」, EFKA 제품 「EFKA 4047, 4050, 4010, 4165(폴리우레탄계), EFKA 4330, 4340(블록 공중합체), 4400, 4402(변성 폴리아크릴레이트), 5010(폴리에스테르 아미드), 6220(지방산 폴리에스테르), 6745(프탈로시아닌 유도체), 6750(아조 안료 유도체)」, Ajinomoto Fine-Techno Co., Inc. 제품 「AJISPER PB 821, PB 822」, Kyoeisha Chemical Co., Ltd. 제품 「FLOWLEN TG-710(우레탄 올리고머)」, 「POLYFLOW No．50E, No. 300(아크릴계 공중합체)」, KUSUMOTO CHEMICALS, Ltd. 제품 「DISPARLON #7004(폴리에테르 에스테르), DA-703-50, DA-705, DA-725」, KAO Corporation 제품 「EMULGEN 920, 930, 935, 985(폴리옥시에틸렌 노닐페닐에테르)」, 「ACETAMIN 86(스테아릴아민 아세테이트)」, Lubrizol Japan Ltd. 제품 「SOLSPERSE 5000(프탈로시아닌 유도체), 22000(아조 안료 유도체), 13240(폴리에스테르 아민), 3000, 17000, 27000(말단부에 기능부를 갖는 고분자), 24000, 28000, 32000, 38500(그래프트형 고분자)」, NIKKO Chemicals Co., Ltd. 제품 「NIKKOL T106(폴리옥시에틸렌 소르비탄 모노올레이트), MYS-IEX(폴리옥시에틸렌 모노스테아레이트)」등을 들 수 있다.

상기와 같은 공지의 분산제는 필요에 따라 분산 수지에 대하여 10∼100질량%, 즉 1/10∼1/1(등량)의 범위에서 사용할 수 있다.

(계면활성제)

안료농도를 크게 하면 도포액의 요변성이 일반적으로 커지기 때문에 기판 상 에 감광성 착색 조성물을 도포 또는 전사해서 감광성 착색 조성물층(착색층 도막) 형성후의 두께 불균일이 생기기 쉽다. 또한, 특히 슬릿 코팅법에 의한 감광성 착색 조성물층(착색층 도막) 형성에서는 건조까지 감광성 착색 조성물층 형성용 도포액을 레벨링해서 균일한 두께의 도막을 형성하는 것이 중요하다. 이 때문에, 상기 감광성 착색 조성물 중에 적절한 계면활성제를 함유시키는 것이 바람직하다. 상기 계면활성제로서는 일본 특허공개 2003-337424호 공보, 일본 특허공개 평11-133600호 공보에 개시되어 있는 계면활성제가 적합한 것으로서 들 수 있다.

도포성을 향상하기 위한 계면활성제로서는 비이온계 계면활성제, 불소계 계면활성제, 실리콘계 계면활성제 등이 첨가된다.

비이온계 계면활성제로서는, 예컨대 폴리옥시에틸렌 글리콜류, 폴리옥시프로필렌 글리콜류, 폴리옥시에틸렌 알킬에테르류, 폴리옥시에틸렌 알킬아릴에테르류, 폴리옥시에틸렌 알킬에스테르류, 폴리옥시프로필렌 알킬에테르류, 폴리옥시프로필렌 알킬아릴에테르류, 폴리옥시프로필렌 알킬에스테르류, 소르비탄 알킬에스테르류, 모노글리세리드 알킬에스테르류 등의 비이온계 계면활성제가 바람직하다.

구체적으로는 폴리옥시에틸렌 글리콜, 폴리옥시프로필렌 글리콜 등의 폴리옥시알킬렌 글리콜류; 폴리옥시에틸렌 라우릴에테르, 폴리옥시프로필렌 스테아릴에테르, 폴리옥시에틸렌 올레일에테르 등의 폴리옥시알킬렌 알킬에테르류; 폴리옥시에틸렌 옥틸페닐에테르, 폴리옥시에틸렌 폴리스티릴화 에테르, 폴리옥시에틸렌 트리벤질페닐에테르, 폴리옥시에틸렌-프로필렌 폴리스티릴화 에테르, 폴리옥시에틸렌 노니페닐에테르 등의 폴리옥시에틸렌 아릴에테르류; 폴리옥시에틸렌 디라우레이트, 폴리옥시에틸렌 디스테아레이트 등의 폴리옥시알킬렌 디알킬에스테르, 소르비탄 지방산 에스테르, 폴리옥시알킬렌소르비탄 지방산 에스테르류 등의 비이온계 계면활성제가 있다.

이들의 구체예는, 예컨대 ADEKAPLURONIC Series, ADEKA NOL Series, TETRONIC Series(이상, ADEKA Corporation 제품), EMULGEN Series, RHEODOL Series(이상, Kao Corporation 제품), ELEMINOL Series, NONIPOL Series, OCTAPOL Series, DODECAPOL Series, NEWPOL Series(이상, Sanyo Chemical Industries, Ltd. 제품), PIONIN Series(이상, TAKEMOTO OIL & FAT CO., Ltd. 제품), NISSAN NONION Series(이상, NOF CORPORATION 제품) 등이다. 이들 시판되어 있는 것이 적당히 사용할 수 있다. 바람직한 HLB값은 8∼20, 더욱 바람직하게는 10∼17이다.

불소계 계면활성제로서는 말단, 주쇄 및 측쇄 중 어느 하나 이상의 부위에 플루오로알킬 또는 플루오로알킬렌기를 갖는 화합물을 적합하게 사용할 수 있다.

구체적 시판품으로서는, 예컨대 MEGAFAC EF142D, 동 F172, 동 F173, 동 F176, 동 F177, 동 F183, 동 780, 동 781, 동 R30, 동 R08(DIC Corporation 제품), FLUORAD FC-135, 동 FC-170C, 동 FC-430, 동 FC-431(SUMITOMO 3M Limited 제품), Surflon S-112, 동 S-113, 동 S-131, 동 S-141, 동 S-145, 동 S-382, 동 SC-101, 동 SC-102, 동 SC-103, 동 SC-104, 동 SC-105, 동 SC-106(ASAHI GLASS Co., Ltd. 제품), Eftop EF 351, 동 352, 동 801, 동 802(JEMCO Inc. 제품) 등이다.

실리콘계 계면활성제로서는, 예컨대 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, Dow Corning Toray Co., Ltd. 제품), TSF-4440, TSF-4300, TSF-4445, TSF-4446, TSF-4460, TSF-4452(이상, GE Toshiba silicones. 제품) 등을 들 수 있다.

이들 계면활성제는 감광성 착색 조성물층을 형성하기 위한 도포액 100질량부에 대하여, 바람직하게는 5질량부 이하, 보다 바람직하게는 2질량부 이하로 사용된다. 계면활성제의 양이 5질량부를 초과할 경우는 도포건조에서의 표면 거칠어짐이 생기기 쉬워 평활성이 악화되기 쉬워진다.

또한, 미경화부의 알칼리 용해성을 촉진하고, 광경화성 조성물의 현상성의 향상을 꾀할 경우에는 유기 카르복실산, 바람직하게는 분자량 1000 이하의 저분자량유기 카르복실산의 첨가를 행할 수 있다. 구체적으로는, 예컨대 포름산, 아세트산, 프로피온산, 부티르산, 발레르산, 피발산, 카프로산, 디에틸 아세트산, 에난트산, 카프릴산 등의 지방족 모노카르복실산; 옥살산, 말론산, 숙신산, 글루타르산, 아디프산, 피멜산, 스베르산, 아젤라인산, 세바신산, 브라실릭산, 메틸 말론산, 에틸 말론산, 디메틸 말론산, 메틸 숙신산, 테트라메틸 숙신산, 시트라콘산 등의 지방족 디카르복실산; 트리카르발릴산, 아코니트산, 캠포론산 등의 지방족 트리카르복실산; 벤조산, 톨루엔산, 쿠민산, 헤멜리트산, 메시틸렌산 등의 방향족 모노카르복실산; 프탈산, 이소프탈산, 테레프탈산, 트리멜리트산, 트리메신산, 멜로판산, 피로멜리트산 등의 방향족 폴리카르복실산; 페닐 아세트산, 페녹시 아세트산, 메톡시 페녹시 아세트산, 히드로아트로프산, 히드로신남산, 만델산, 페닐 숙신산, 아트로프산, 신남산, 신남산 메틸, 신남산 벤질, 신나밀리덴 아세트산, 쿠마르산, 움베 르산 등의 그 밖의 카르복실산을 들 수 있다.

(알콕시실란 화합물)

본 발명에 사용되는 감광성 착색 조성물에는 기판의 밀착성 향상이라고 하는 관점에서 알콕시실란 화합물, 특히 실란 커플링제를 사용할 수 있다.

실란 커플링제는 무기 재료와 화학결합가능한 가수분해성기로서 알콕시 실릴기를 갖는 것이 바람직하고, 유기 수지의 사이에서 상호작용 또는 결합 형성해서 친화성을 나타내는 (메타)아크릴로일, 페닐, 메르캅토, 에폭시실란인 것이 바람직하고, 그중에서도 (메타)아크릴로일 프로필 트리메톡시실란인 것이 보다 바람직하다.

실란 커플링제를 사용할 경우의 첨가량으로서는 본 발명에 사용되는 감광성 착색 조성물층 중의 전고형분 중 0.2∼5.0질량%의 범위인 것이 바람직하고, 0.5∼3.0질량%가 보다 바람직하다.

(공증감제)

본 발명에 사용되는 감광성 착색 조성물은 소망에 따라 공증감제를 함유하는 것도 바람직하다. 본 발명에 있어서 공증감제는 증감색소나 개시제의 활성방사선에 대한 감도를 한층 향상시키거나 또는 산소에 의한 중합성 화합물의 중합 저해를 억제하는 등의 작용을 갖는다.

이러한 공증감제의 예로서는 아민류, 예컨대 M. R. Sander 등 저 「Journal of Polymer Society」 제 10 권, 3173페이지(1972), 일본 특허공고 소44-20189호 공보, 일본 특허공개 소51-82102호 공보, 일본 특허공개 소52-134692호 공보, 일본 특허공개 소59-138205호 공보, 일본 특허공개 소60-84305호 공보, 일본 특허공개 소62-18537호 공보, 일본 특허공개 소64-33104호 공보, Research Disclosure 33825호 기재의 화합물 등을 들 수 있고, 구체적으로는 트리에탄올아민, p-디메틸아미노 벤조산 에틸에스테르, p-포르밀디메틸아닐린, p-메틸티오디메틸아닐린 등을 들 수 있다.

공증감제의 다른 예로서는 티올 및 술피드류, 예컨대 일본 특허공개 소53-702호 공보, 일본 특허공고 소55-500806호 공보, 일본 특허공개 평5-142772호 공보에 기재된 티올 화합물, 일본 특허공개 소56-75643호 공보의 디술피드 화합물 등을 들 수 있고, 구체적으로는 2-메르캅토 벤조티아졸, 2-메르캅토 벤조옥사졸, 2-메르캅토벤조이미다졸, 2-메르캅토-4(3H)-퀴나졸린, β-메르캅토나프탈렌 등을 들 수 있다.

또한, 공증감제의 다른 예로서는 아미노산 화합물(예, N-페닐글리신 등), 일본 특허공고 소48-42965호 공보에 기재된 유기금속 화합물(예, 트리부틸 주석 아세테이트 등), 일본 특허공고 소55-34414호 공보에 기재된 수소공여체, 일본 특허공개 평6-308727호 공보에 기재된 황 화합물(예, 트리티안 등) 등을 들 수 있다.

이들 공증감제의 함유량은 중합 성장 속도와 연쇄이동의 밸런스에 의한 경화 속도의 향상의 관점에서 경화성 조성물의 전고형분의 질량에 대해 0.1∼30질량%의 범위가 바람직하고, 1∼25질량%의 범위가 보다 바람직하고, 0.5∼20질량%의 범위가 더욱 바람직하다.

(중합 금지제)

본 발명에 있어서는 감광성 착색 조성물의 제조중 또는 보존중에 있어서 중합가능한 에틸렌성 불포화이중 결합을 갖는 화합물의 불필요한 열중합을 저지하기 위해서 소량의 열중합 방지제를 첨가하는 것이 바람직하다.

본 발명에 사용할 수 있는 열중합 방지제로서는 하이드로퀴논, p-메톡시페놀, 디-t-부틸-p-크레졸, 피로갈롤, t-부틸카테콜, 벤조퀴논, 4,4'-티오비스(3-메틸-6-t-부틸 페놀), 2,2'-메틸렌비스(4-메틸-6-t-부틸 페놀), N-니트로소페닐 히드록시아민 제 1 세륨염 등을 들 수 있다.

열중합 방지제의 첨가량은 감광성 착색 조성물층 중의 질량에 대해 약 0.01질량%∼약 5질량%가 바람직하다. 또한, 필요에 따라 산소에 의한 중합 저해를 방지하기 위해서 베헨산이나 베헨산 아미드와 같은 고급 지방산 유도체 등을 첨가하고, 도포 후의 건조 과정에서 감광층의 표면에 편재시켜도 좋다. 고급 지방산 유도체의 첨가량은 전 조성물의 약 0.5질량%∼약 10질량%가 바람직하다.

(가소제)

또한, 본 발명에 있어서는 감광성 착색 조성물층의 물성을 개량하기 위해서 무기 충전제나 가소제, 감광층 표면의 잉크 착육성을 향상시킬 수 있는 감지화제 등을 가해도 좋다.

가소제로서는, 예컨대 디옥틸 프탈레이트, 디도데실 프탈레이트, 트리에틸렌글리콜 디카프릴레이트, 디메틸글리콜 프탈레이트, 트리크레실 포스페이트, 디옥틸 아디페이트, 디부틸 세바케이트, 트리아세틸 글리세린 등이 있고, 결합제를 사용했을 경우 에틸렌성 불포화 이중 결합을 갖는 화합물과 결합제의 합계 질량에 대해 10질량% 이하 첨가할 수 있다.

상술한 성분을 사용함으로써, 본 발명에 있어서의 감광성 착색 조성물은 고감도로 경화하고, 또한 보존 안정성도 양호하다. 또한, 기판으로의 높은 밀착성을 나타낸다. 따라서, 상기 각종 성분을 함유하는 감광성 착색 조성물은 컬러 필터에 바람직하게 사용될 수 있다.

<감광성 농색 조성물>

본 발명에 사용되는 감광성 농색 조성물은 (A-2) 차광제, (B) 바인더 폴리머, (C-2) 중합성 화합물, (D) 광중합 개시제 및 (E) 용제를 함유하는 것이 바람직하고, 필요에 따라 분산제나 계면활성제 등의 다른 첨가제를 함유시킬 수 있다.

-(A-2) 차광제-

(A-2) 차광제로서는 상기 (A-1) 착색제 이외에 카본블랙, 티타늄 블랙, 금속미립자, 금속산화물, 황화물의 미립자 등을 들 수 있다. 그 중에서도 차광성과 비용의 밸런스가 뛰어난 카본블랙이 특히 바람직하다.

이들은 필요에 따라 단독 또는 복수종을 조합하여 사용된다. 예컨대, 카본블랙 단독, 유기안료의 혼합, 카본블랙과 유기안료의 병용 등이다.

차광용 재료로서는 종래부터 흑색 착색제로서 가시광 영역을 차폐하는 안료를 적어도 2종 이상 병용해서 사용되어 왔다. 이들 안료로서는 일본 특허공개 2005-17716호 공보 [0038]∼[0040]이나, 일본 특허공개 2005-17521호 공보 [0080]∼[0088]에 기재된 안료를 들 수 있고, 이들 안료를 사용한 차광층의 형성은 일본 특허공개 평7-271020 등에 개시되어 있다.

차광 효과를 크게 하기 위해서 일본 특허공개 2000-147240, 일본 특허공개 2000-143985, 일본 특허공개 2005-338328, 일본 특허공개 2006-154849 등에서는 카본블랙, 티타늄 블랙, 또는 흑연 등이 차광 재료의 적합한 것으로서 개발되어 왔다. 본 발명에 있어서는 차광성이나 비용의 관점에서 카본블랙은 차광 재료의 하나로서 바람직한 것이다.

카본블랙의 예로서는 피그먼트·블랙7(카본블랙)이 바람직하다. 카본블랙으로서는, 예컨대 MITSUBISHI RAYON Co., Ltd. 제품의 카본블랙 #2400, #2350, #2300, #2200, #1000, #980, #970, #960, #950, #900, #850, MCF88, #650, MA600, MA7, MA8, MA11, MA100, MA220, IL30B, IL31B, IL7B, IL11B, IL52B, #4000, #4010, #55, #52, #50, #47, #45, #44, #40, #33, #32, #30, #20, #10, #5, CF9, #3050, #3150, #3250, #3750, #3950, DIABLACK A, DIABLACK N220M, DIABLACK N234, DIABLACK I, DIABLACK LI, DIABLACK ＩＩ, DIABLACK N339, DIABLACK SH, DIABLACK SHA, DIABLACK LH, DIABLACK H, DIABLACK HA, DIABLACK SF, DIABLACK N550M, DIABLACK E, DIABLACK G, DIABLACK R, DIABLACK N760M, DIABLACK LP; Evonic Degussa Japan Co., Ltd. 제품의 카본블랙 Color Black FW200, Color Black FW2, Color Black FW1, Color Black FW18, Color Black S170, Color Black S160, Special Black 6, Special Black 5, Special Black 4, Special Black 4A, Printex U, Printex V, Printex 140U, Printex 140V, Printex 35; Carbot corporation 제품의 카본블랙 REGAL 400, REGAL 400R, REGAL XC72, VULCAN XC72R, MOGUL L, MONARCH 1400, MONARCH 1000, BLACK PEARLS 1400; Asahi Carbon Co., Ltd. 제품의 카본블랙 SUNBLACK 900, 동 910, 동 930, 동 960, 동 970 등을 들 수 있다. 또한, 전기 저항을 크게 하기 위해서 이들을 고분자 화합물로 피복한 것도 바람직한 것이다. 이들 카본블랙의 바람직한 단입자의 크기는 10∼100nm, 보다 바람직하게는 10∼50nm이다.

-(C-2) 중합성 화합물-

블랙 매트릭스 형성용 감광성 농색 조성물에 있어서의 (C-2) 중합성 화합물로서는 상기 감광성 착색 조성물에 있어서 사용된 (C-1) 중합성 화합물도 바람직한 것으로서 들 수 있지만, 특히 이하에 나타내는 것이 바람직하다.

감광성 농색 조성물에 있어서의 중합성 화합물로서는 에틸렌성 불포화 이중 결합을 2개 이상 갖고, 광조사에 의해 부가 중합하는 모노머 또는 올리고머인 것이 바람직하다. 그러한 모노머 및 올리고머로서는 분자 중에 하나 이상의 부가 중합가능한 에틸렌성 불포화기를 갖고, 비점이 상압에서 100℃ 이상인 화합물을 들 수 있다. 그 예로서는 폴리에틸렌글리콜 모노(메타)아크릴레이트, 폴리프로필렌글리콜 모노(메타)아크릴레이트 및 페녹시에틸 (메타)아크릴레이트 등의 단관능 아크릴레이트나 단관능 메타크릴레이트; 폴리에틸렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 폴리프로필렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 트리메틸올에탄 트리아크릴레이트, 트리메틸올프로판 트리(메타)아크릴레이트, 트리메틸올프로판 디아크릴레이트, 네오펜틸글리콜 디(메타)아크릴레이트, 펜타에리스리톨 테트라(메타)아크릴레이트, 펜타에리스리톨 트리(메타)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨 헥사(메타)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨 펜타(메타)아크릴레이트, 헥산디올 디(메타)아크릴레이트, 트리메틸올 프로판 트리(아크릴로일옥시프로필)에테르, 트리(아크릴로일옥시에틸)이소시아누레이트, 트리(아크릴로일옥시에틸)시아누레이트, 글리세린 트리(메타)아크릴레이트; 트리메틸올프로판이나 글리세린 등의 다관능 알콜에 에틸렌옥시드 또는 프로필렌옥시드를 부가한 후 (메타)아크릴레이트화한 것 등의 다관능 아크릴레이트나 다관능 메타크릴레이트를 들 수 있다.

또한, 산성 다관능 광경화성 화합물도 바람직한 화합물이다. 산성 다관능 광경화성 화합물로서는 (1) 수산기와 함께 3개 이상의 광경화성 관능기를 갖는 모노머 또는 올리고머를 이염기산 무수물에 의해 변성함으로써 카르복실기를 도입한 것, (2) 수산기와 함께 3개 이상의 광경화성 관능기를 갖는 모노머 또는 올리고머에 글리시딜기 또는 이소시아네이트기와 COOH기를 겸비하는 화합물 등을 부가함으로써 카르복실기를 도입한 것, 또는 (3) 3개 이상의 광경화성 관능기를 갖는 방향족 화합물을 농황산이나 발연 황산에 의해 변성함으로써 술폰산기를 도입한 것 등을 사용할 수 있다. 또한, 산성 다관능 광경화성 화합물 그 자체인 모노머를 반복 단위로서 포함하는 올리고머를 산성 다관능 광경화성 화합물로서 사용해도 좋다.

산성 다관능 광경화성 화합물의 예로서는 하기 일반식(i), 일반식(ii)으로 표시되는 것이 바람직하다. 한편, 일반식(i) 및 일반식(ii)에 있어서, T 또는 G가 옥시알킬렌기일 경우에는 탄소원자측의 말단이 R, X 및 W에 결합한다.

일반식(i) 중, R은 (메타)아크릴로일옥시기를 나타내고, X는 -COOH기 또는 -OPO₃H₂기를 나타낸다. T는 옥시알킬렌기를 나타내고, 여기서 알킬렌기의 탄소수는 1∼4개이다. n은 0∼20이다.

일반식 (ii) 중 W는 일반식(i)에 있어서의 R 또는 X를 나타내고, 6개의 W 중 3개 이상의 W가 R이다. G는 일반식(i)에 있어서의 T와 같다. Z는 -O- 또는 -OC=ONH(CH₂)qNHCOO-을 나타낸다. p는 0∼20이며, q는 1∼8이다. 한 분자내에 복수존재하는 R, X, T, G는 각각 같거나 달라도 좋다.

일반식(i) 및 일반식(ii)으로 표시되는 산성 다관능 광경화성 화합물의 시판품으로서는, 예컨대 TOAGOSEI Co., Ltd. 제품의 카르복실기 함유 3관능 아크릴레이트인 TO-756 및 카르복실기 함유 5관능 아크릴레이트인 TO-1382 등을 들 수 있다.

또한, 일본 특허공고 소48-41708호 공보, 일본 특허공고 소50-6034호 공보 및 일본 특허공개 소51-37193호 공보에 기재되어 있는 우레탄 아크릴레이트류; 일본 특허공개 소48-64183호 공보, 일본 특허공고 소49-43191호 공보 및 일본 특허공 고 소52-30490호 공보에 기재되어 있는 폴리에스테르 아크릴레이트류; 에폭시 수지와 (메타)아크릴산의 반응 생성물인 에폭시아크릴레이트류 등의 다관능 아크릴레이트나 메타크릴레이트를 들 수 있다. 그 중에서도 트리메틸올프로판 트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리스리톨 테트라(메타)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨 헥사(메타)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨 펜타(메타)아크릴레이트, 상기 카르복실기 함유 5관능 아크릴레이트 등이 바람직하다. 또한, 이밖에 일본 특허공개 평11-133600호 공보에 기재된 「중합성 화합물 B」도 바람직한 것으로서 들 수 있다.

블랙 매트릭스 형성용으로서 사용되는 감광성 농색 조성물에 있어서의 (C-2) 중합성 화합물의 함유량으로서는 감광성 농색 조성물층의 전고형분 중 5∼50질량%인 것이 바람직하고, 7∼40질량%인 것이 보다 바람직하고, 10∼35질량%인 것이 더욱 바람직하다.

감광성 농색 조성물에 사용되는 (B) 바인더 폴리머, (D) 중합 개시제, (E) 용제, 그 밖의 첨가제 등은 상술한 착색 패턴 형성용 감광성 착색 조성물에 있어서의 것과 같고, 바람직한 함유량도 같다.

<컬러 필터>

본 발명의 컬러 필터는 상기 본 발명의 컬러 필터의 제조방법에 의해 제조한 컬러 필터이다. 상기 본 발명의 컬러 필터의 제조방법에 의해 제조한 컬러 필터는 예컨대 세선이 가늘어지는 것이 억제되어 양호하게 착색 화소(착색 패턴) 및 현상되어 있어 착색 화소의 색 누락이 억제된다. 또한, 상기 본 발명의 컬러 필터의 제조방법에 의해 제조한 컬러 필터는 전압유지율을 향상시키기 때문에, 예컨대 95% 이상의 전압유지율을 갖는다.

<액정표시장치>

본 발명의 액정표시장치는 본 발명의 컬러 필터를 구비한 액정표시장치이다. 그 때문에 고품위의 화상을 표시할 수 있다.

표시장치의 정의나 각 표시장치의 설명은 예컨대 「전자 디스플레이 디바이스(사사키 아키오 저, Kogyo Chosakai Publishing, Inc. 1990년 발행)」, 「디스플레이 디바이스(이브키 수미아키 저, Sangyo-tosho Publishing Co. 1989년 발행)」등에 기재되어 있다. 또한, 액정표시장치에 대해서는, 예컨대 「차세대액정 디스플레이 기술(우치다 타쯔오 편집, Kogyo Chosakai Publishing, Inc. 1994년 발행)」에 기재되어 있다. 본 발명을 적용할 수 있는 액정표시장치에 특별한 제한은 없고, 예컨대 상기「차세대액정 디스플레이 기술」에 기재되어 있는 여러가지 방식의 액정표시장치에 적용할 수 있다.

본 발명은 그 중에서도 특히 컬러 TFT 방식의 액정표시장치에 대하여 유효하다. 컬러 TFT 방식의 액정표시장치에 대해서는, 예컨대 「컬러 TFT 액정 디스플레이(KYORITSU SHUPPAN Co., Ltd. 1996년 발행)」에 기재되어 있다. 또한, 본 발명은 IPS 등의 횡전계구동 방식, MVA등의 화소분할 방식 등의 시야각이 확대된 액정표시장치나 STN, TN, VA, IPS, OCS, FFS, 및 R-OCB 등에도 적용할 수 있다. 이들 방식에 대해서는 예컨대 「EL, PDP, LCD 디스플레이-기술과 시장의 최신동향-(Toray Research Center Inc. 조사 연구 부문 2001년 발행)」의 43페이지에 기재되어 있다.

액정표시장치는 컬러 필터이외에 전극기판, 편광 필름, 위상차 필름, 백라이트, 스페이서, 시야각 보상 필름 등 다양한 부재로 구성된다. 본 발명의 차광막 부착 기판은 이들 공지의 부재로 구성되는 액정표시장치에 적용할 수 있다.

이들 부재에 대해서는, 예컨대 「'94 액정 디스플레이 주변재료·케미컬의 시장(도 켄타로 CMC Co., Ltd. 1994년 발행)」, 「2003 액정관련 시장의 현상과 장래 전망(하권) (오모테 료우키시 Fuji Chimera Research Institute, Inc. 2003년 발행)」에 기재되어 있다.

백라이트에 관해서는 SID Meeting Digest 1380 (2005) (A. Konno et. al)이나 월간 디스플레이 2005년 12월호의 18∼24페이지(도 야스히로), 동 25∼30페이지(야기 타카아키) 등에 기재되어 있다.

본 발명의 컬러 필터는 종래 공지의 냉음극관의 삼파장관과 조합시켰을 때에 높은 콘트라스트를 실현하지만, 또한 적색, 녹색, 청색 LED 광원(RGB-LED)을 백라이트로 함으로써 휘도가 높고, 색순도의 높은 색재현성의 양호한 액정표시장치를 제공할 수 있다.

이하에 실시예를 들어서 본 발명을 더욱 구체적으로 설명한다. 이하의 실시예에 나타내는 재료, 시약, 비율, 기기, 조작 등은 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한 적당히 변경할 수 있다. 따라서, 본 발명의 범위는 이하에 나타내는 구체예에 한정되는 것은 아니다. 또한, 이하의 실시예에 있어서 특별히 언급하지 않는 한 「%」 및 「부」는 「질량%」 및 「질량부」를 나타내고, 분자량은 중량 평균분 자량을 나타낸다.

(실시예 1)

<1. 감광성 농색 조성물의 조제>

-카본블랙 분산액(K-1)의 조제-

하기 처방으로 카본블랙 분산액(K-1)을 조제했다.

·카본블랙(Evonic Degussa Japan Co., Ltd. 제품 컬러 블랙 FW2) ···26.7부

·분산제(KUSUMOTO CHEMICAL, Ltd. DISPARLON DA7500 산가 26 아민값 40)

···3.3부

·벤질메타크릴레이트/메타크릴산(=72/28[몰비])공중합체

(분자량 30,000, 프로필렌글리콜 모노메틸에테르 아세테이트의 50질량% 용액) ···10부

·프로필렌글리콜 모노메틸에테르 아세테이트 ···60부

상기 각 성분을 3000rpm의 조건으로 호모지나이저를 사용해서 1시간 교반했다. 얻어진 혼합 용액을 0.3mm 지르코니아 비즈를 사용한 비즈 분산기(상품명: DISPERMAT, VMA-GETZMANN GMBH Process engineering 제품)로 8시간 미분산 처리하고, 카본블랙 분산액(K-1)을 얻었다.

얻어진 카본블랙 분산액(K-1)을 사용하여 하기 처방으로 감광성 농색 조성물 도포액 CK-1을 조제했다.

·분산액(K-1)·····························31.0g

·수지 용액·······························3.0g

(벤질메타크릴레이트/메타크릴산(=85/15몰비) 공중합체, (분자량 10000, 프로필렌글리콜 모노메틸에테르 아세테이트의 50질량% 용액)

·UV 경화성 수지 ···························2.0g

(상품명 CYCLOMER PACA-250 DAICEL CHEMICAL INDUSTRIES, LTD. 제품〔측쇄에 지방환, COOH기 및 아크릴로일기가 있는 아크릴계 공중합체, 프로필렌글리콜 모노메틸에테르 아세테이트 용액(고형분: 50질량%)〕)

·중합성 화합물 ····························2.2g

(상품명 TO-1382 TOAGOSEI Co., Ltd. 제품(디펜타에리스리톨 펜타아크릴레이트의 말단 OH기의 일부를 COOH기로 치환한 5관능 아크릴로일기를 갖는 모노머가 주성분)

·개시제 ································0.8g

(상품명 「OXE-02」Ciba Specialty Chemicals 제품)

·중합 금지제 (메톡시 페놀)·····················0.0002g

·계면활성제 ····························0.001g

(상품명 「MEGAFAC ER30」DIC Corporation 제품)

·용제 프로필렌글리콜 모노메틸에테르 아세테이트 ············17.6g

메틸에틸케톤···························34.7g

시클로헥사논···························8.7g

<2. 도포에 의한 블랙 매트릭스의 형성>

-감광성 농색 조성물층 형성공정-

얻어진 감광성 농색 조성물 CK-1을 유리 기판(Corning Incorporated 밀레니엄 0.7mm 두께)에 슬릿 코터(모델번호 HC6000, Hirata Corporation 제품)을 사용하여 포스트베이킹 후의 두께가 2.0㎛이 되도록 슬릿과 유리 기판간의 간격, 토출량을 조절하고 도포속도 120mm/초로 도포했다. 그리고, 형성한 도막에 대하여 핫플레이트를 사용하여 90℃에서 120초간 가열(건조 처리: 프레베이킹 처리)하여 감광성 농색 조성물층을 형성했다.

-노광공정-

그 다음에, 형성한 감광성 농색 조성물층에 대하여 미러 프로젝션 방식 노광기(모델번호 MPA-8000, Canon Inc. 제품)를 사용하여 100mJ/㎠로 노광했다.

-현상공정-

그 후, 수산화 칼륨계 현상액 CDK-1(FUJIFILM Electronic Materials Co., Ltd. 제품)의 1.0% 현상액(CDK-1을 1질량부, 순수를 99질량부 희석한 액, 25℃)으로 샤워압을 0.20MPa로 설정하고 60초 현상하고 순수로 세정하여 현상후 블랙 매트릭스를 얻었다.

-베이킹공정-

그 다음에, 220℃의 클린 오븐에서 40분간 포스트베이킹 처리하고, 착색 화소형성 영역의 개구가 90㎛×200㎛이고, 블랙 매트릭스의 두께가 2.0㎛이고, 블랙 매트릭스의 선폭이 약 25㎛인 격자상 블랙 매트릭스 기판을 형성했다.

X-Rite 361T(V)(SAKATA INX ENG. CO., LTD. 제품)을 사용하여 완성된 블랙 매트릭스의 광학농도(OD)를 측정한 바 4.0이었다.

<3. 감광성 착색 조성물의 조제>

-3-1. 적색(R)용 감광성 착색 조성물 도포액 CR-1의 조제-

하기 처방으로 적색(R)용 분산액(R-1)을 조제했다.

·Pigment Red 254(SEM 관찰에서의 평균 입자지름 43nm) ···11부

·Pigment Red 177(SEM 관찰에서의 평균 입자지름 58nm) ···4부

·하기 분산 수지 A-3 ···5부

·분산제(상품명: Disperbyk-161, BYK-Chemie GmbH 제품)

(프로필렌글리콜 모노메틸에테르 아세테이트의 30% 용액) ···3부

·알칼리 가용성 수지: 벤질메타크릴레이트/메타크릴산 공중합체

(=75/25[몰비] 공중합체, 분자량 30,000, 프로필렌글리콜 모노메틸에테르 아세테이트 용액(고형분: 50질량%)) ···9부

·용제 B: 프로필렌글리콜 모노메틸에테르 아세테이트 ···68부

상기 각 성분을 3000rpm의 조건으로 호모지나이저를 사용해서 1시간 교반했다. 얻어진 혼합 용액을 0.3mm 지르코니아 비즈를 사용해서 비즈 분산기(상품명: DISPERMAT, VMA-GETZMANN GMBH Process engineering 제품)로 4시간 미분산 처리하여 적색(R)용 분산액(R-1)을 얻었다.

얻어진 적색(R)용 분산액 (R-1)을 사용하여 하기 처방으로 적색(R)용 감광성 착색 조성물 도포액 CR-1을 조제했다.

·적색(R)용 분산액(R-1)························100g

·에폭시 수지·························· ···2g

(상품명 EHPE 3150 DAICEL CHEMICAL INDUSTRIES, LTD. 제품)

·중합성 화합물: 디펜타에리스리톨 펜타·헥사아크릴레이트········8g

·중합 개시제: 4-(o-브로모-p-N,N-디(에톡시카르보닐메틸)아미노-페닐)-2,6-디(트리클로로메틸)-s-트리아진························1g

·중합 개시제: 2-벤질-2-디메틸아미노-1-(4-모르폴리노 페닐)-부타논-1···1g

·중합 개시제: 디에틸티오크산톤····················0.5g

·중합 금지제: p-메톡시 페놀·····················0.001g

·불소계 계면활성제··························0.01g

(상품명: MEGAFAC R30 DIC Corporation 제품)

·비이온계 계면활성제 ·························0.2g

(상품명: TETRONIC R150 ADEKA 제품)

·용제: 프로필렌글리콜 모노메틸에테르 아세테이트············27.7g

메틸에틸케톤··························81.8g

시클로헥사논··························20.5g

상기 성분을 혼합 교반하여 적색(R)용 감광성 착색 조성물 도포액 CR-1을 얻었다.

-3-2. 녹색(G)용 감광성 착색 조성물 도포액 CG-1의 조제-

하기 처방으로 녹색(G)용 분산액 (G-1)을 조제했다.

·Pigment Green 36(SEM 관찰에서의 평균 입자지름 47nm) ···11부

·Pigment Yellow 150(SEM 관찰에서의 평균 입자지름 39nm) ···7부

·하기 분산 수지 A-3 ···5부

·분산제(상품명: Disperbyk-161, BYK-Chemie GmbH 제품 30% 용액) ···3부

·알칼리 가용성 수지: 벤질메타크릴레이트/메타크릴산 공중합체(=85/15[몰비] 공중합체, 분자량 30,000, 프로필렌글리콜 모노메틸에테르 아세테이트 용액(고형분: 50질량%)) ···11부

·용제: 프로필렌글리콜 모노메틸에테르 아세테이트 ···70부

상기 각 성분을 3000rpm의 조건으로 호모지나이저를 사용해서 1시간 교반했다. 얻어진 혼합 용액을 0.3mm 지르코니아 비즈를 사용한 비즈 분산기(상품명: DISPERMAT, VMA-GETZMANN GMBH Process engineering 제품)로 8시간 미분산 처리하여 녹색(G)용 분산액(G-1)을 얻었다.

얻어진 녹색(G)용 분산액(G-1)을 사용하여 하기 처방으로 녹색(G)용 감광성 착색 조성물 도포액 CG-1을 조제했다.

·녹색(G)용 분산액(G-1) ························100g

·에폭시 수지 ······························2g

(상품명 EHPE 3150 DAICEL CHEMICAL INDUSTRIES, LTD. 제품)

·중합성 화합물: 디펜타에리스리톨 펜타·헥사아크릴레이트·········8g

·중합성 화합물: 펜타에리스리톨 테트라(에톡시 아크릴레이트)········2g

·중합 개시제: 1,3-비스트리할로메틸-5-벤조옥솔란트리아진·········2g

·중합 개시제: 디에틸티오크산톤·····················0.5g

·불소계 계면활성제··························0.02g

(상품명: MEGAFAC R08 DIC Corporation 제품)

·비이온계 계면활성제··························0.5g

(상품명: EMULGEN A-60 KAO Corporation 제품)

·용제: 프로필렌글리콜 모노메틸에테르 아세테이트············37.3g

메틸에틸케톤··························90.2g

시클로헥사논··························22.6g

상기 조성을 혼합 교반하여 녹색(G)용 감광성 착색 조성물 도포액 CG-1을 얻었다.

- 3-3. 청색(B)용 감광성 착색 조성물 도포액 CB-1의 조제-

하기 처방으로 청색(B)용 분산액 (B-1)을 조제했다.

·Pigment Blue 15:6(SEM 관찰에서의 평균 입자지름 55nm) ···14부

·Pigment Violet 23(SEM 관찰에서의 평균 입자지름 61nm) ···1부

·하기 분산 수지 A-3 ···5부

·알칼리 가용성 수지: 벤질메타크릴레이트/메타크릴산 공중합체(=80/20[몰비] 공중합체, 분자량 30,000, 프로필렌글리콜 모노메틸에테르 아세테이트 용액(고형분: 50질량%)) ···4부

·용제: 프로필렌글리콜 모노메틸에테르 아세테이트 ···73부

상기 각 성분을 3000rpm의 조건으로 호모지나이저를 사용해서 1시간 교반했다. 얻어진 혼합 용액을 0.3mm 지르코니아 비즈를 사용해서 비즈 분산기(상품명: DISPERMAT, VMA-GETZMANN GMBH Process engineering 제품)로 4시간 미분산 처리하여 청색(B)용 분산액(B-1)을 얻었다.

얻어진 청색(B)용 분산액(B-1)을 사용하여 하기 처방으로 청색(B)용 감광성 착색 조성물 도포액 CB-1을 조제했다.

·청색(B)용 분산액(B-1)·························100g

(= 80/20[몰비] 공중합체, 분자량 30,000), 프로필렌글리콜 모노메틸에테르 아세테이트 용액(고형분: 50질량%))·····················7g

·에폭시 수지·······························2g

(상품명 CELLOXIDE 2080 DAICEL CHEMICAL INDUSTRIES, LTD. 제품)

·UV경화성 수지······························4g

(상품명 CYCLOMER P ACA-250 DAICEL CHEMICAL INDUSTRIES, LTD. 제품)

(측쇄에 지방환, COOH기 및 아크릴로일기가 있는 아크릴계 공중합체, 프로필렌글리콜 모노메틸에테르 아세테이트 용액(고형분: 50질량%)

·중합성 화합물: 디펜타에리스리톨 펜타·헥사아크릴레이트·········12g

·중합 개시제: 1-(9-에틸-6-(2-메틸벤조일)-9H-카르바졸-3-일)-1-(o-아세틸 옥심)에타논··································3g

·중합 금지제： p-메톡시 페놀 ····················0.001g

(상품명: MEGAFAC R08 DIC Corporation 제품)

·비이온계 계면활성제··························1.0g

(상품명: EMULGEN A-60 KAO Corporation 제품)

·용제: 프로필렌글리콜 모노메틸에테르 아세테이트············44.8g

메틸에틸케톤···························100g

시클로헥사논··························25.1g

상기 성분을 혼합 교반하여 청색(B)용 감광성 착색 조성물 도포액 CB-1을 얻었다.

<4. 분산 수지 A-3의 합성>

(1. 연쇄이동제 A3의 합성)

디펜타에리스리톨헥사키스(3-메르캅토 프로피오네이트)〔DPMP; SAKAI CHEMICAL INDUSTRY Co., Ltd.〕(하기 화합물(33)) 7.83부, 및 흡착 부위를 갖고 또한 탄소-탄소 이중 결합을 갖는 하기 화합물(m-6) 4.55부를 프로필렌글리콜 모노메틸에테르 28.90부에 용해시켜 질소기류하에서 70℃로 가열했다. 이것에 2,2'－아조비스(2,4-디메틸발레로니트릴) 〔V-65, Wako Pure Chemical Industries, Ltd. 제품〕 0.04부를 가하고 3시간 가열했다. 또한, V-65를 0.04부 가하고 질소기류하에서 70℃에서 3시간 반응시켰다. 실온까지 냉각함으로써 이하에 나타내는 메르캅탄 화합물(연쇄이동제 A3)의 30% 용액을 얻었다.

(2. 분산 수지 A-3의 합성)

상기와 같이 해서 얻어진 연쇄이동제 A3의 30% 용액 4.99부, 메타크릴산 메틸 19.0부, 및 메타크릴산 1.0부, 프로필렌글리콜 모노메틸에테르 4.66부의 혼합 용액을 질소기류하에서 90℃로 가열했다. 이 혼합 용액을 교반하면서 2,2'－아조비스이소부티르산 디메틸〔V-601, Wako Pure Chemical Industries, Ltd. 제품〕 0.139부, 프로필렌글리콜 모노메틸에테르 5.36부, 프로필렌글리콜 모노메틸에테르 아세테이트 9.40부의 혼합 용액을 2.5시간에 걸쳐서 적하했다. 적하 종료 후 90℃에서 2.5시간 반응시킨 후 2,2'－아조비스이소부티르산 디메틸 0.046부, 프로필렌글리콜 모노메틸에테르 아세테이트 4.00부의 혼합 용액을 투입하고 2시간 더 반응시켰다. 반응액에 프로필렌글리콜 모노메틸에테르 1.52부, 프로필렌글리콜 모노메틸에테르 아세테이트 21.7부를 첨가하고, 실온까지 냉각함으로써 특정 분산 수지 A-3(폴리스티렌 환산의 중량 평균 분자량 24000)의 용액(특정 분산 수지 30질량%, 프로필렌글리콜 모노메틸에테르 21질량%, 프로필렌글리콜 모노메틸에테르 아세테이트 49질량%)을 얻었다.

이 특정 분산 수지 A-3의 산가는 48mg/g이었다. 분산 수지 A-3의 구조를 이하에 나타낸다.

<컬러 필터의 제작>

-감광성 착색 조성물층 형성공정-

얻어진 적색(R)용 감광성 착색 조성물 도포액 CR-1을 상기 블랙 매트릭스 기판의 블랙 매트릭스 형성면 측에 도포했다. 구체적으로는, 감광성 농색 조성물층 형성의 경우와 마찬가지로 포스트베이킹 후의 감광성 착색 조성물층의 층두께가 약 2.1㎛가 되도록 슬릿과 블랙 매트릭스 기판간의 간격, 토출량을 조절하여 도포속도 120mm/초로 도포하고 가열(프리베이킹 처리)했다.

-착색층 노광공정-

그 다음에, 미러 프로젝션 방식 노광기(모델번호 MPA-8000, Canon Inc. 제품)를 사용하여 90mJ/㎠로 노광했다.

-착색층 현상공정, 착색층 베이킹공정-

그 후, 수산화칼륨계 현상액 CDK-1(FUJIFILM Electronic Materials Co., Ltd. 제품)의 1.0% 현상액(CDK-1을 1질량부, 순수를 99질량부 희석한 액, 25℃)으로 샤워압을 0.2MPa로 설정하여 45초 현상하고, 순수로 세정했다.

그 다음에 220℃의 클린 오븐에서 30분간 포스트베이킹 처리하여 열처리 완 료 적색 화소를 형성했다.

그 다음에, 상기 감광성 착색 조성물층 형성공정, 착색층 프리베이킹공정, 착색층 노광공정, 착색층 현상공정, 및 착색층 베이킹공정에 있어서 적색(R)용 감광성 착색 조성물 도포액 CR-1을 녹색(G)용 감광성 착색 조성물 도포액 CG-1으로 대신한 것 이외에는 마찬가지로 하여 녹색 화소를 형성했다. 또한 그 후 적색(R)용 감광성 착색 조성물 도포액 CR-1을 청색(B)용 감광성 착색 조성물 도포액 CB-1로 바꾼 것 이외에는 마찬가지로 하여 청색화소를 형성해서 컬러 필터를 얻었다.

[평가]

<잔류 용제의 측정>

얻어진 컬러 필터의 블랙 매트릭스 및 각 색 화소를 형성하기 위한 착색 액체 조성물층(감광성 농색 조성물층, 감광성 착색 조성물층)의 잔류 용매량을 다음과 같이 측정했다.

상기 각 착색액체 조성물층의 형성에 대하여 유리 기판 상에 75㎛ 베이스를 부착한 것 이외는 마찬가지로 착색 액체 조성물을 도포하고, 같은 프레베이킹 조건으로 핫플레이트에서 가열을 행한 후 즉시(5초후) 조성물층이 형성된 75㎛ PET를 10cm×10cm로 정확하게 구멍을 뚫고 세세하게 재단한다. 재단한 것을 22cc 바이알 용기에 넣어서 봉하고, 가스 크로마토그래프[(상품명; Capillary Gas Chromatograph(모델번호; GC-2010) Shimadzu Corporation 제품), 컬럼(상품명; Capillary Column(휘발성 화합물 분석 컬럼) (모델번호; DB-VRX) J&W SCIENTIFIC Inc. 제품]에 주입하고, 미리 측정하고 있었던 검량선에서 MMPG-Ac, MEK, 시클로헥 사논, 3-에톡시에틸프로피오네이트를 산출했다.

<선폭의 측정>

얻어진 컬러 필터에 형성한 블랙 매트릭스의 선폭을 선폭측정 시스템 MIM-L(MIKASA Co., Ltd. 제품)을 사용해서 측정했다. 또한, 측정 결과와 함께 노광에 사용한 마스크의 선폭도 나타낸다.

<전압유지율의 측정>

상기에서 제작한 컬러 필터를 깎아내어 0.015g을 칭량한다. 깎아낸 시료를 0.52g의 액정(네마틱형 액정; 상품명 MLC-6608, Merck & Co., Inc. 제품)에 투입하고 120℃에서 1시간 끓인다. 끓여낸 액정의 상청을 2cm×2.5cm의 유리 셀에 흡인법으로 충전하고, 밀봉제(상품명 UV-REJIN, 모델번호 LCB-601, EHC)로 밀봉하고 UV 경화시켜 액정 셀을 제작했다. 이 액정 셀간에 직류 전압을 인가하고, 인가 상태인 채로 50℃에서 16.7밀리초 유지해서 경과후 전압을 측정하고, 컬러 필터를 깎아낸 시료를 투입하지 않은 블랭크와의 전압의 비교를 전압유지율이라고 했다. (%; =감광성 수지 조성물을 투입한 액정의 전압유지율/감광성 수지 조성물을 투입하지 않은 액정의 전압유지율)

(실시예 2)

실시예 1에 있어서, 감광성 농색 조성물 도포액 CK-1의 프레베이킹 온도를 100℃로 한 것 이외에는 실시예 1과 같이 하여 컬러 필터를 제작하여 평가했다.

(실시예 3)

실시예 1에 있어서, 적색(R)용 감광성 착색 조성물 도포액 CR-1의 프레베이 킹 온도를 100℃로 한 것 이외에는 실시예 1과 같이 하여 컬러 필터를 제작하여 평가했다.

(실시예 4)

실시예 1에 있어서, 녹색(G)용 감광성 착색 조성물 도포액 CG-1의 프레베이킹 온도를 100℃로 한 것 이외에는 실시예 1과 같이 하여 컬러 필터를 제작하여 평가했다.

(실시예 5)

실시예 1에 있어서, 청색(B)용 감광성 착색 조성물 도포액 CB-1의 프레베이킹 온도를 100℃로 한 것 이외에는 실시예 1과 같이 하여 컬러 필터를 제작하여 평가했다.

(실시예 6)

실시예 1에 있어서, 감광성 농색 조성물 도포액 CK-1의 프레베이킹 온도를 100℃에서 150초로 한 것 이외에는 실시예 1과 같이 하여 컬러 필터를 제작하여 평가했다.

(실시예 7)

실시예 1에 있어서, 적색(R)용 감광성 착색 조성물 도포액 CR-1의 프레베이킹 온도를 100℃에서 150초로 한 것 이외에는 실시예 1과 같이 하여 컬러 필터를 제작하여 평가했다.

(실시예 8)

실시예 1에 있어서, 녹색(G)용 감광성 착색 조성물 도포액 CG-1의 프레베이 킹 온도를 100℃에서 150초로 한 것 이외에는 실시예 1과 같이 하여 컬러 필터를 제작하여 평가했다.

(실시예 9)

실시예 1에 있어서, 청색(B)용 감광성 착색 조성물 도포액 CB-1의 프레베이킹 온도를 100℃에서 150초로 한 것 이외에는 실시예 1과 같이 하여 컬러 필터를 제작하여 평가했다.

(실시예 10)

실시예 1에 있어서, 도포법을 스핀 코팅(HI-DX(MIKASA Co., Ltd. 제품)으로 한 것 이외에는 실시예 1과 같이 하여 컬러 필터를 제작하여 평가했다.

(실시예 11)

실시예 1에 있어서, 감광성 농색 조성물 도포액 CK-1, 적색(R)용 감광성 착색 조성물 도포액 CR-1, 녹색(G)용 감광성 착색 조성물 도포액 CG-1, 청색(B)용 감광성 착색 조성물 도포액 CB-1의 처방을 하기로 변경한 것 이외에는 실시예 1과 같이 하여 컬러 필터를 제작하여 평가했다.

<감광성 농색 조성물 도포액 CK-2>

·분산액(K-1)·····························31.0g

·수지 용액······························3.0g

·UV경화성 수지·····························2.0g

(상품명 CYCLOMER P ACA-250 DICEL CHEMICAL INDUSTRIES, LTD. 제품〔측쇄에 지환, COOH기 및 아크릴로일기가 있는 아크릴계 공중합체, 프로필렌글리콜 모노메틸에테르 아세테이트 용액(고형분: 50질량%)〕

·중합성 화합물·····························2.2g

(상품명 TO-1382 TOAGOSEI Co., LTD. 제품(디펜타에리스리톨 펜타아크릴레이트의 말단 OH기의 일부를 COOH기로 치환한 5관능의 아크릴로일기를 갖는 모노머가 주성분)

·개시제································0.8g

(상품명 「OXE-02」Ciba Specialty Chemicals 제품)

·중합 금지제(메톡시 페놀)······················0.0002g

·계면활성제·····························0.001g

(상품명 「MEGAFAC R30」DIC Corporation 제품)

·용제: 프로필렌글리콜 모노메틸에테르 아세테이트············46.0g

3-에톡시에틸프로피오네이트(EEP)·················15.0g

<적색(R)용 감광성 착색 조성물 도포액 CR-2>

·적색(R)용 분산액 (R-1)························100g

(상품명 EHPE 3150 DICEL CHEMICAL INDUSTRIES, LTD. 제품)

·중합성 화합물: 디펜타에리스리톨 펜타·헥사아크릴레이트 ·········8g

·중합 개시제: 4-(o-브로모-p-N,N-디(에톡시카르보닐메틸)아미노-페닐)-2,6-디(트 리클로로메틸)-s-트리아진·························1g

·중합 개시제: 2-벤질-2-디메틸아미노-1-(4-모르폴리노 페닐)-부타논-1····1g

·불소계 계면활성제 ··························0.01g

(상품명: MEGAFAC R30 DIC Corporation 제품)

·비이온계 계면활성제··························0.2g

(상품명: TETRONIC R150 ADEKA사 제품)

·용제: 프로필렌글리콜 모노메틸에테르 아세테이트···········110.0g

3-에톡시에틸프로피오네이트(EEP)················20.0g

<녹색(G)용 감광성 착색 조성물 도포액 CG-2>

·녹색(G)용 분산액 (G-1)························100g

(상품명 EHPE 3150 DAICEL CHEMICAL INDUSTRIES, LTD. 제품)

·중합성 화합물: 펜타에리스리톨 테트라(에톡시 아크릴레이트)·······2g

·불소계 계면활성제··· ············· ·········0.02g

(상품명: MEGAFAC R08 DIC Corporation 제품)

(상품명: EMULGEN A-60 KAO Corporation 제품)

·용제: 프로필렌글리콜 모노메틸에테르 아세테이트···········120.1g

3-에톡시에틸프로피오네이트(EEP)················30.0g

<청색(B)용 감광성 착색 조성물 도포액 CB-2>

·청색(B)용 분산액 (B-1)························100g

·에폭시 수지· ·····························2g

(상품명 CELLOXIDE 2080 DAICEL CHEMICAL INDUSTRIES, LTD. 제품)

·UV 경화성 수지·· ···························4g

(상품명 CYCLOMER P ACA-250 DAICEL CHEMICAL INDUSTRIES, LTD. 제품)

(측쇄에 지환, COOH기 및 아크릴로일기가 있는 아크릴계 공중합체, 프로필렌글리콜 모노메틸에테르 아세테이트 용액(고형분: 50질량%)

·중합 금지제： p-메톡시 페놀·····················0.001g

(상품명: MEGAFAC R08 DIC Corporation 제품)

(상품명: EMULGEN A-60 KAO Corporation 제품)

·용제: 프로필렌글리콜 모노메틸에테르 아세테이트···········139.9g

3-에톡시에틸프로피오네이트(EEP)·················30.0g

(비교예 1)

실시예 1에 있어서, 감광성 농색 조성물 도포액 CK-1의 프레베이킹 온도를 70℃로 한 것 이외에는 실시예 1과 같이 하여 컬러 필터를 제작했다.

(실시예 12)

실시예 1에 있어서, 감광성 농색 조성물 도포액 CK-1의 프레베이킹 시간을 60초로 한 것 이외에는 실시예 1과 같이 하여 컬러 필터를 제작했다.

(비교예 2)

실시예 1에 있어서, 감광성 농색 조성물 도포액 CK-1, 적색(R)용 감광성 착색 조성물 도포액 CR-1, 녹색(G)용 감광성 착색 조성물 도포액 CG-1, 청색(B)용 감광성 착색 조성물 도포액 CB-1의 프레베이킹 시간을 90℃, 60초로 한 것 이외에는 실시예 1과 같이 하여 컬러 필터를 제작했다.

(실시예 13)

실시예 1에 있어서, 감광성 농색 조성물 도포액 CK-1, 적색(R)용 감광성 착 색 조성물 도포액 CR-1, 녹색(G)용 감광성 착색 조성물 도포액 CG-1, 청색(B)용 감광성 착색 조성물 도포액 CB-1의 처방을 하기로 변경한 것 이외에는 실시예 1과 같이 하여 컬러 필터를 제작하여 평가했다.

<감광성 농색 조성물 도포액 CK-3> 비점 100℃ 이상의 용제량이 24.0%

·분산액(K-1)·····························31.0g

·수지 용액······························3.0g

·UV 경화성 수지····························2.0g

(상품명 TO-1382 TOAGOSEI Co., LTD. 제품 (디펜타에리스리톨 펜타아크릴레이트의 말단 OH기의 일부를 COOH기로 치환한 5관능의 아크릴로일기를 갖는 모노머가 주성분)

·개시제································0.8g

(상품명 「OXE-02」Ciba Specialty Chemicals 제품)

(상품명 「MEGAFAC R30」DIC Corporation 제품)

·용제: 메틸에틸케톤··························61.0g

<적색(R)용 감광성 착색 조성물 도포액 CR-3> 비점 100℃ 이상의 용제량이 29.0%

·적색(R)용 분산액(R-1)·························100g

(상품명 EHPE 3150 DICEL CHEMICAL INDUSTRIES, LTD. 제품)

·중합 개시제: 4-(o-브로모-p-N,N-디(에톡시카르보닐메틸)아미노-페닐)-2,6-디(트리클로로메틸)-s-트리아진·························1g

(상품명: MEGAFAC R30 DIC Corporation 제품)

(상품명: TETRONIC R150 ADEKA사제)

·용제: 메틸에틸케톤·························156.6g

<녹색(G)용 감광성 착색 조성물 도포액 CG-3> 비점 100℃ 이상의 용제량이 29.0%

·녹색(G)용 분산액(G-1)·························100g

(상품명 EHPE 3150 DAICEL CHEMICAL INDUSTRIES, LTD. 제품)

(상품명: MEGAFAC R08 DIC Corporation 제품)

(상품명: EMULGEN A-60 KAO Corporation 제품)

·용제: 메틸에틸케톤·························156.4g

<청색(B)용 감광성 착색 조성물 도포액 CB-3> 비점 100℃ 이상의 용제량이 29.8%

(=80/20[몰비] 공중합체, 분자량 30,000), 프로필렌글리콜 모노메틸에테르 아세테이트 용액(고형분: 50질량%))·····················7g

(상품명 CELLOXIDE 2080 DAICEL CHEMICAL INDUSTRIES, LTD. 제품)

·UV 경화성 수지·····························4g

(상품명 CYCLOMER P ACA-250 DAICEL CHEMICAL INDUSTRIES, LTD. 제품)

(측쇄에 지환, COOH기 및 아크릴로일기가 있는 아크릴계 공중합체, 프로필렌글리콜 모노메틸에테르 아세테이트 용액(고형분: 50질량%))

(상품명: MEGAFAC R08 DIC Corporation 제품)

(상품명: EMULGEN A-60 KAO Corporation 제품)

·용제: 메틸에틸케톤·························169.9g

여기서, 실시예 13에 있어서는 잔류 용제량, 전압유지율, 선폭에 대해서는 양호했지만, 슬릿 코터의 슬릿 노즐 선단에서의 착색 액체 조성물의 건조에 의한 노즐막힘이 발생하기 쉬웠다.

(비교예 3)

<감광성 농색 조성물 도포액 CK-4> 비점 100℃ 이상의 용제량이 77.6%

·분산액(K-1)·····························31.0g

·수지 용액······························3.0g

(상품명 CYCLOMER P ACA-250 DICEL CHEMICAL INDUSTRIES, LTD. 제품〔측쇄에 지환, COOH기 및 아크릴로일기가 있는 아크릴계 공중합체, 프로필렌글리콜 모노메틸에테르 아세테이트 용액(고형분: 50질량%)〕)

(상품명 TO-1382 TOAGOSEI Co., LTD. 제품(디펜타에리스리톨펜타 아크릴레이트의 말단 OH기의 일부를 COOH기로 치환한 5관능의 아크릴로일기를 갖는 모노머가 주성분)

(상품명 「OXE-02」Ciba Specialty Chemicals 제품)

(상품명 「MEGAFAC R30」DIC Corporation 제품)

·용제: 프로필렌글리콜 모노메틸에테르 아세테이트···········53.35g

메틸에틸케톤··························7.65g

<적색(R)용 감광성 착색 조성물 도포액 CR-4> 비점 100℃ 이상의 용제량이 73.5%

(상품명 EHPE 3150 DICEL CHEMICAL INDUSTRIES, LTD. 제품)

·중합 개시제: 2-벤질-2-디메틸아미노-1-(4-모르폴리노페닐)-부타논-1····1g

(상품명: MEGAFAC R30 DIC Corporation 제품)

(상품명: TETRONIC R150 ADEKA사 제품)

·용제: 프로필렌글리콜 모노메틸에테르 아세테이트···········100.15g

메틸에틸케톤··························29.65g

<녹색(G)용 감광성 착색 조성물 도포액 CG-4> 비점 100℃ 이상의 용제량이 71.00%

(상품명 EHPE 3150 DAICEL CHEMICAL INDUSTRIES, LTD. 제품)

(상품명: MEGAFAC R08 DIC Corporation 제품)

(상품명: EMULGEN A-60 KAO Corporation 제품)

·용제: 프로필렌글리콜 모노메틸에테르 아세테이트···········109.95g

메틸에틸케톤··························40.15g

<청색(B)용 감광성 착색 조성물 도포액 CB-4> 비점 100℃ 이상의 용제량이 72.00%

(상품명 CELLOXIDE 2080 DAICEL CHEMICAL INDUSTRIES, LTD. 제품)

(상품명 CYCLOMER P ACA-250 DAICEL CHEMICAL INDUSTRIES, LTD. 제품)

(상품명: MEGAFAC R08 DIC Corporation 제품)

(상품명: EMULGEN A-60 KAO Corporation 제품)

·용제: 프로필렌글리콜 모노메틸에테르 아세테이트···········129.12g

메틸에틸케톤··························40.78g

(비교예 4)

<감광성 농색 조성물 도포액 CK-5>

·분산액(K-1)·····························31.0g

·수지 용액······························3.0g

(상품명 TO-1382 TOAGOSEI Co., LTD. 제품)

(디펜타에리스리톨 펜타아크릴레이트의 말단 OH기의 일부를 COOH기로 치환한 5관능의 아크릴로일기를 갖는 모노머가 주성분)

·개시제································0.8g

(상품명 「OXE-02」Ciba Specialty Chemicals 제품)

(상품명 「MEGAFAC R30」DIC Corporation 제품)

프로필렌글리콜 모노메틸에테르(MFG)···············15.0g

<적색(R)용 감광성 착색 조성물 도포액 CR-5>

(상품명 EHPE 3150 DICEL CHEMICAL INDUSTRIES, LTD. 제품)

(상품명: MEGAFAC R30 DIC Corporation 제품)

(상품명: TETRONIC R150 ADEKA사 제품)

프로필렌글리콜 모노메틸에테르(MFG)···············20.0g

<녹색(G)용 감광성 착색 조성물 도포액 CG-5>

(상품명 EHPE 3150 DAICEL CHEMICAL INDUSTRIES, LTD. 제품)

(상품명: MEGAFAC R08 DIC Corporation 제품)

(상품명: EMULGEN A-60 KAO Corporation 제품)

프로필렌글리콜 모노메틸에테르(MFG)···············30.0g

<청색(B)용 감광성 착색 조성물 도포액 CB-5>

(상품명 CELLOXIDE 2080 DAICEL CHEMICAL INDUSTRIES, LTD. 제품)

(상품명 CYCLOMER P ACA-250 DAICEL CHEMICAL INDUSTRIES, LTD. 제품)

(측쇄에 지환, COOH기 및 아크릴로일기가 있는 아크릴계 공중합체, 프로필렌 글리콜 모노메틸에테르 아세테이트 용액(고형분: 50질량%)

(상품명: MEGAFAC R08 DIC Corporation 제품)

(상품명: EMULGEN A-60 KAO Corporation 제품)

이상의 결과를 표 1∼표 3에 나타낸다.

또한, 실시예 및 비교예에서 사용한 용매는 아래와 같다.

·MEK: 메틸에틸케톤(비점: 80℃)

·PGMEA: 프로필렌글리콜 모노메틸에테르 아세테이트(비점: 146℃)

·EEP: 3-에톡시에틸프로피오네이트(비점: 170℃)

·시클로헥사논(비점: 156℃)

·MFG: 프로필렌글리콜 모노메틸에테르(비점: 120℃)

상기 결과로부터, 프리베이킹 직후의 착색 액체 조성물층 중의 잔류 용제량을 저감한 본 실시예에서는 비교예에 비해 그 현상성이 향상함과 아울러 얻어지는 컬러 필터의 전압유지율을 향상시켜 고품질의 화상을 얻을 수 있는 것을 알 수 있다.

Claims

기판 상에 색상이 서로 다른 2색 이상의 패턴화된 착색 화소 및 그 주위에 블랙 매트릭스를 갖는 컬러 필터의 제조방법에 있어서:

하나 이상의 착색 화소 또는 블랙 매트릭스를 형성하기 위해서 기판 상에 착색 액체 조성물을 형성해서 프리베이킹한 직후의 착색 액체 조성물층의 잔류 용제량이 10㎕/㎡ 이하이며, 또한 각 색의 착색 화소 및 블랙 매트릭스를 형성하기 위한 상기 착색 액체 조성물층의 잔류 용제량의 총합이 40㎕/㎡ 이하인 것을 특징으로 하는 컬러 필터의 제조방법.
제 1 항에 있어서,

상기 착색 액체 조성물의 형성 방법은 스피너법 및 슬릿 코터법 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 컬러 필터의 제조방법.
제 1 항에 있어서,

상기 프리베이킹 온도는 60℃ 이상 140℃ 이하, 프리베이킹 시간은 30초 이상 300초 이하인 것을 특징으로 하는 컬러 필터의 제조방법.
제 1 항에 기재된 제조방법에 의해 얻어진 것을 특징으로 하는 컬러 필터.
제 1 항에 기재된 제조방법에 의해 얻어진 컬러 필터로서:

상기 착색 액체 조성물의 용제는 비점 100℃ 이상의 용제를 30∼70중량% 포함하는 것을 특징으로 하는 컬러 필터.
제 1 항에 기재된 제조방법에 의해 얻어진 컬러 필터로서:

상기 착색 액체 조성물의 용제는 프로필렌글리콜 모노메틸에테르 아세테이트, 시클로헥사논, 메틸에틸케톤, 및 3-에톡시에틸프로피오네이트에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 컬러 필터.
제 1 항에 기재된 제조방법에 의해 얻어진 컬러 필터로서:

상기 착색 액체 조성물은 측쇄에 카르복실산을 갖는 폴리머를 함유하는 것을 특징으로 하는 컬러 필터.
제 7 항에 있어서,

상기 착색 액체 조성물은 에폭시 수지를 더 함유하는 것을 특징으로 하는 컬러 필터.
제 1 항에 기재된 제조방법에 의해 얻어진 컬러 필터로서:

상기 착색 액체 조성물은 평균 입자 사이즈 10nm 이상 100nm 이하의 착색제를 함유하는 것을 특징으로 하는 컬러 필터.
제 1 항에 기재된 제조방법에 의해 얻어진 컬러 필터로서:

상기 착색 액체 조성물은 하나 이상의 에틸렌성 불포화 이중 결합을 갖는 부가 중합성 화합물을 함유하는 것을 특징으로 하는 컬러 필터.
제 1 항에 기재된 제조방법에 의해 얻어진 컬러 필터로서:

상기 착색 액체 조성물은 하나 이상의 광중합 개시제를 함유하는 것을 특징으로 하는 컬러 필터.
제 1 항에 기재된 제조방법에 의해 얻어진 컬러 필터로서:

상기 착색 액체 조성물은 하나 이상의 고분자 분산제를 함유하는 것을 특징으로 하는 컬러 필터.
제 1 항에 기재된 제조방법에 의해 얻어진 컬러 필터를 구비하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.