(57)【要約】【課題】本発明は、現像残渣の少なく、密着性に優れる着色感光性樹脂組成物を提供することを主目的とする。【解決手段】本発明は、顔料、バインダー樹脂、多官能性モノマー、光重合開始剤、分散剤および溶剤を少なくとも有する着色感光性樹脂組成物であって、上記多官能性モノマーが、酸性官能基含有多官能(メタ)アクリレートをアミン変性してなるアミン変性多官能モノマーを含むものであることを特徴とする着色感光性樹脂組成物を提供することにより上記課題を解決するものである。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
顔料、バインダー樹脂、多官能性モノマー、光重合開始剤、分散剤および溶剤を少なくとも有する着色感光性樹脂組成物であって、
前記多官能性モノマーが、酸性官能基含有多官能(メタ)アクリレートをアミン変性してなるアミン変性多官能モノマーを含むものであることを特徴とする着色感光性樹脂組成物。
【請求項２】
前記酸性官能基含有多官能(メタ)アクリレートが、ジペンタエリスリトールペンタアクリレートの有機酸付加化合物であることを特徴とする請求項１に記載の着色感光性樹脂組成物。
【請求項３】
前記アミン変性多官能モノマーの数平均分子量が、５００〜１５０００の範囲内であり、酸価が５ｍｇＫＯＨ／ｇ〜１００ｍｇＫＯＨ／ｇであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の着色感光性樹脂組成物。
【請求項４】
請求項１から請求項３までのいずれかの請求項に記載の着色感光性樹脂組成物を用いて形成された着色層を有することを特徴とするカラーフィルタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、現像残渣が少なく、密着性に優れる着色感光性樹脂組成物に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、液晶表示装置等に用いられるカラーフィルタは、透明基板と、上記透明基板上に形成されたブラックマトリクスと、上記ブラックマトリクスの開口部に形成された着色層とを備えるものである。ここで、カラーフィルタにおける着色層は、各色の顔料を含む着色層形成用感光性樹脂組成物を用い、フォトリソグラフィー法等によりパターン状に形成されることが知られている。具体的には、各色の顔料、バインダー樹脂、多官能性モノマー、光重合開始剤、および分散剤を、溶剤に分散させた着色層形成用感光性樹脂組成物を透明基板上に塗布し、得られた塗膜を所定のパターン状に露光して硬化させ、アルカリ現像液で現像することによって、パターン状の着色層を形成する方法が用いられる。
【０００３】
ここで、カラーフィルタの色特性としては、高輝度、高コントラスト、高色再現性が要求される。なかでもテレビ用途に用いられるカラーフィルタとしては、高色再現性が特に要求される。このような高色再現性を達成するためには、着色層形成用感光性樹脂組成物中の顔料濃度を高くする必要がある。しかしながら、顔料濃度を高くした場合には、感光性や現像性に寄与する成分が相対的に減少し、その結果、アルカリ現像時に残渣が発生するといった問題があった。
【０００４】
このような問題に対して、特許文献１では、カルボキシル基含有多官能性モノマーを含有する着色層形成用感光性樹脂組成物が開示されている。このような方法によれば、アルカリ現像に用いられるアルカリ現像液への溶解性が向上し、現像残渣の低減を図ることができる。また、密着性に優れた塗膜を形成することができる。
しかしながら、このような方法によっても、十分に現像残渣の少ないものとすることができないといった問題があった。
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−３３２９２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、現像残渣の少なく、密着性に優れる着色感光性樹脂組成物を提供することを主目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、顔料、バインダー樹脂、多官能性モノマー、光重合開始剤、分散剤および溶剤を少なくとも有する着色感光性樹脂組成物であって、上記多官能性モノマーが、酸性官能基含有多官能(メタ)アクリレートをアミン変性してなるアミン変性多官能モノマーを含むものであることを特徴とする着色感光性樹脂組成物を提供する。
【０００８】
本発明によれば、上記多官能性モノマーが、上記アミン変性多官能モノマーを含むものであることにより、現像残渣が少なく、密着性に優れるものとすることができる。
【０００９】
本発明においては、上記酸性官能基含有多官能(メタ)アクリレートが、ジペンタエリスリトールペンタアクリレートの有機酸付加化合物であることが好ましい。上記酸性官能基含有多官能(メタ)アクリレートが、ジペンタエリスリトールペンタアクリレートの有機酸付加化合物であることにより、現像性により優れたものとすることができ、現像残渣が少なく、密着性に優れるものとすることができるからである。
【００１０】
本発明においては、上記アミン変性多官能モノマーの数平均分子量が、５００〜１５０００の範囲内であり、酸価が５ｍｇＫＯＨ／ｇ〜１００ｍｇＫＯＨ／ｇであることが好ましい。上記アミン変性多官能モノマーの数平均分子量が、５００〜１５０００の範囲内であり、酸価が５ｍｇＫＯＨ／ｇ〜１００ｍｇＫＯＨ／ｇであることにより、現像性により優れたものとすることができ、現像残渣の少ないものとすることができるからである。
【００１１】
本発明は、上述した着色感光性樹脂組成物を用いて形成された着色層を有することを特徴とするカラーフィルタを提供する。
【００１２】
本発明によれば、上記着色層が、上述した着色感光性樹脂組成物を用いて形成されたものであることから、現像残渣が少なく、密着性に優れたものとすることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は、現像残渣の少なく、密着性に優れる着色感光性樹脂組成物を提供できるといった効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明は、着色感光性樹脂組成物、および、それを用いたカラーフィルタに関するものである。以下、本発明の着色感光性樹脂組成物、および、カラーフィルタについて説明する。
【００１５】
Ａ．着色感光性樹脂組成物
まず、本発明の着色感光性樹脂組成物について説明する。本発明の着色感光性樹脂組成物は、顔料、バインダー樹脂、多官能性モノマー、光重合開始剤、分散剤および溶剤を少なくとも有し、上記多官能性モノマーが、酸性官能基含有多官能(メタ)アクリレートをアミン変性してなるアミン変性多官能モノマーを含むものであることを特徴とするものである。
【００１６】
本発明によれば、上記多官能性モノマーがアミン変性多官能モノマーを含むことにより、アルカリ現像時において用いられるアルカリ現像液への溶解性に優れたものとすることができ、現像残渣を極めて低減することができる。また、上記アミン変性多官能モノマーが、多官能(メタ)アクリレート、すなわち２以上の（メタ）アクリル基を有するものであるため、架橋後の硬化物を、密着性等に優れたものとすることができる。
したがって、このようなアミン変性多官能モノマーを所定量以上含有することにより現像性および密着性に優れたものとすることができる。
【００１７】
本発明の着色感光性樹脂組成物は、顔料、バインダー樹脂、多官能性モノマー、光重合開始剤、分散剤および溶剤を少なくとも有するものである。以下、本発明の着色感光性樹脂組成物の各成分について詳細に説明する。
【００１８】
１．多官能性モノマー
本発明の着色感光性樹脂組成物に含まれる多官能性モノマーは、少なくとも、アミン変性多官能モノマーを含むものである。
【００１９】
（１）アミン変性多官能モノマー
本発明に用いられるアミン変性多官能モノマーは、酸性官能基含有多官能(メタ)アクリレートをアミン変性してなるものである。
ここで、アミン変性してなるものとは、上記酸性官能基含有多官能(メタ)アクリレートの(メタ)アクリル基をアミンと反応させることにより、上記酸性官能基含有多官能(メタ)アクリレート同士を付加重合したものである。すなわち、アミンにより上記酸性官能基含有多官能(メタ)アクリレート同士が架橋されたものをいうものである。
また、上記アミン変性多官能モノマーは多官能（メタ）アクリレートであり、(メタ)アクリル基を２以上有するものである。
【００２０】
（ａ）酸性官能基含有多官能(メタ)アクリレート
本発明における酸性官能基含有多官能(メタ)アクリレートとしては、アミンと結合可能な２以上の(メタ)アクリル基、および、１以上の酸性官能基を有するものである。
【００２１】
本発明における酸性官能基としては、例えばカルボキシル基、スルホン酸基、リン酸基等が挙げられる。なかでも、優れた現像性および本発明の着色感光性樹脂組成物の取り扱い性の点から、カルボキシル基が好ましい。
【００２２】
上記酸性官能基含有多官能(メタ)アクリレートの(メタ)アクリル基は、光硬化反応や、本発明の着色感光性樹脂組成物の硬化後の膜強度、密着性等に寄与する部位であり、また、アミンを介して架橋しアミン変性多官能モノマーを形成する部位である。
本発明においては、上記酸性官能基含有多官能モノマーが、一分子中に３つ以上の(メタ)アクリル基を有していることが好ましい。架橋密度をさらに向上させることができ、硬化度および密着性等に優れたものとすることができるからである。
なお、(メタ)アクリル基とは、メタクリロイル基またはアクリロイル基を指すものである。
【００２３】
このような酸性官能基含有多官能(メタ)アクリレートとしては、（１）水酸基含有多官能(メタ)アクリレートを二塩基酸無水物で変性することによりカルボキシル基を導入した水酸基含有多官能(メタ)アクリレートの有機酸付加化合物、あるいは、（２）芳香族多官能(メタ)アクリレートを濃硫酸や発煙硫酸で変性することによりスルホン酸基を導入した多官能(メタ)アクリレート等を用いることができる。
【００２４】
上記水酸基含有多官能(メタ)アクリレートとしては、例えば１つ以上の水酸基と３つ以上の(メタ)アクリル基とを有する化合物が挙げられる。この化合物の具体例としては、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、ジトリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、およびジペンタエリスリトールのトリ、テトラまたはペンタ（メタ）アクリレート等が挙げられる。
【００２５】
上記二塩基酸無水物としては、例えばコハク酸無水物、テトラヒドロフタル酸無水物、メチル−テトラヒドロフタル酸無水物、ヘキサヒドロフタル酸無水物、メチル−ヘキサヒドロフタル酸無水物、フタル酸無水物、およびマレイン酸無水物等が挙げられる。
【００２６】
このような酸性官能基含有多官能(メタ)アクリレートとしては、下記式（１）、（２）で表されるものを挙げることができる。なお、式（１）、（２）において、ＴまたはＧがオキシアルキレン基の場合には、炭素原子側の末端がＲ、ＸおよびＷに結合する。
【００２７】
【化１】
2010134182.tif 000002
【００２８】
ここで、式（１）中、ｎは０〜１４であり、ｍは１〜８である。また、式（２）中、Ｗは式（１）と同様のＲまたはＸであり、６個のＷのうち、３個以上のＷがＲである。ｐは０〜１４であり、ｑは１〜８である。一分子内に複数存在するＲ、Ｘ、Ｔ、Ｇは、各々同一であっても、異なっていても良い。
【００２９】
上記式（１）、（２）で表される酸性官能基含有(メタ)アクリレートとしては、具体的には、下記式（３）〜（８）で表されるものが挙げられる。
【００３０】
【化２】
2010134182.tif 000003
【００３１】
【化３】
2010134182.tif 000004
【００３２】
上記式（１）、（２）で表される酸性官能基含有多官能(メタ)アクリレートの市販品としては、例えば、東亞合成株式会社製のペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレートの二塩基酸無水物付加物を主成分とするＴＯ−７５６、および、ジペンタエリスリトールペンタ（メタ）アクリレートの二塩基酸無水物付加物を含有するＴＯ−１３８２が挙げられる。
【００３３】
本発明においては、なかでも、上記式（２）のＷのうち５個がアクリル基（ＣＨ２＝ＣＨ−（Ｃ＝Ｏ）−Ｏ−）であり、１個がＸであるジペンタエリスリトールペンタアクリレートの有機酸付加化合物を好ましく用いることができる。
【００３４】
（ｂ）アミン
本発明において用いられるアミンは、上記酸性官能基含有多官能(メタ)アクリレートに含まれる(メタ)アクリル基と反応し、上記酸性官能基含有多官能(メタ)アクリレート同士を付加重合、すなわち、架橋させるものである。
【００３５】
このようなアミンとしては、下記式（９）で表されるような１級アミン、下記式（１０）で表されるようなジアミン等を挙げることができる。
【００３６】
【化４】
2010134182.tif 000005
【００３７】
上記式（９）〜（１０）中、Ｒ１は、炭素数１〜５のアルキル基であり、Ｒ２〜Ｒ３は、それぞれ独立して、水素もしくは炭素数１〜５のアルキル基であり、ａは１〜８の整数である。
【００３８】
本発明においては、なかでも、１級アミンおよび１級ジアミンを好ましく用いることができる。上記アミンであることにより、アルカリ現像性に優れたものとすることができ、非露光部における現像残渣がより少ないものとすることができるからである。また、硬化性に優れたものとすることができ、本発明の着色感光性樹脂組成物の硬化物を密着性に優れたものとすることができるからである。
【００３９】
（ｃ）アミン変性多官能モノマー
本発明に用いられるアミン変性多官能モノマーは、上記酸性官能基含有多官能(メタ)アクリレートをアミン変性してなるものであり、上記酸性官能基含有多官能(メタ)アクリレートの(メタ)アクリル基をアミンと反応させることにより、上記酸性官能基含有多官能(メタ)アクリレート同士を付加重合（架橋）し、オリゴマー化したものである。
本発明においては、上記酸性官能基含有多官能(メタ)アクリレートが、２分子〜２０分子の範囲内で付加重合しているものであることが好ましく、なかでも、２分子付加重合しているものであることが好ましい。
上記範囲内であることにより、アルカリ現像性に優れたものとすることができ、非露光部における現像残渣がより少ないものとすることができるからである。また、硬化性に優れたものとすることができ、本発明の着色感光性樹脂組成物の硬化物を密着性に優れたものとすることができるからである。
【００４０】
上記酸性官能基含有多官能(メタ)アクリレート２分子が付加重合したアミン変性多官能モノマーとしては、具体的には、下記式（１１）に示すものを用いることができる。
【００４１】
【化５】
2010134182.tif 000006
【００４２】
上記式（１１）中、Ｒ４〜Ｒ６は、それぞれ上記Ｒ１〜Ｒ３と同様である。また、ｌは、上記ａと同様である。
【００４３】
本発明におけるアミン変性多官能モノマーの含有量としては、本発明の着色感光性樹脂組成物の硬化物を所望の硬化度を有するものとすることができるものであれば良いが、上記着色感光性樹脂組成物の固形分中に、１質量％〜６０質量％の範囲内であることが好ましく、特に５質量％〜４０質量％の範囲内であることが好ましい。上記範囲内であることにより、塗工適性を悪化させることなく、現像残渣の少ないものとすることができるからである。
なお、固形分とは、溶剤以外の全ての成分を指すものである。
【００４４】
本発明に用いられるアミン変性多官能モノマーの数平均分子量は、通常、５００〜１５０００の範囲内であり、なかでも５００〜１００００の範囲内であることが好ましい。上記範囲内であることにより、アルカリ現像性に優れたものとすることができ、非露光部における現像残渣がより少ないものとすることができるからである。また、硬化性に優れたものとすることができ、本発明の着色感光性樹脂組成物の硬化物を密着性に優れたものとすることができるからである。
なお、アミン変性多官能モノマーの数平均分子量の数平均分子量は、ゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ）により測定した際の、ポリスチレン換算の値である。
【００４５】
また、上記アミン変性多官能モノマーの酸価は、５ｍｇＫＯＨ／ｇ〜１００ｍｇＫＯＨ／ｇの範囲内であることが好ましく、なかでも、１０ｍｇＫＯＨ／ｇ〜７０ｍｇＫＯＨ／ｇの範囲内であることが好ましい。酸価が低すぎると、現像性が悪くなったり、密着性が低くなったりする場合があるからである。一方、酸価が高すぎると、アルカリ可溶性が大きすぎてパターン露光時のパターン形状を制御しにくくなる場合があるからである。
なお、酸価は、JIS K 0070(1992）に準じる方法により測定することができる。具体的には、試料をアセトンに溶解し、指示薬としてブロモチモールブルーを用い、水酸化カリウムエタノール溶液で滴定することにより、酸価を測定することができる。
【００４６】
これらのアミン変性多官能モノマーは、１種のみを単独で使用しても良く、２種以上を併用して使用しても良い。
【００４７】
本発明に用いられるアミン変性多官能モノマーの製造方法としては、上記酸性官能基含有多官能(メタ)アクリレート同士をアミンにより付加重合（架橋）させることができる方法であれば良く、一般的な方法を用いることができる。
具体的には、上記酸性官能基含有多官能(メタ)アクリレートおよびアミンを溶媒に溶解または分散し、上記酸性官能基含有多官能(メタ)アクリレートに含まれる(メタ)アクリル基とアミンとを反応させる方法を用いることができる。
【００４８】
（２）その他
本発明における多官能性モノマーは、少なくとも上記アミン変性多官能モノマーを含むものであるが、必要に応じてその他の多官能性モノマーを含むものとすることができる。
このようなその他の多官能性モノマーとしては、後述するバインダー樹脂と重合可能なものであり、所望の機能を有するものであれば良く、例えば、上記酸性官能基含有多官能(メタ)アクリレートや、酸性官能基を含まない酸性官能基非含有多官能性モノマーを挙げることができる。
【００４９】
上記酸性官能基非含有多官能性モノマーとしては、カラーフィルタの形成に一般的に用いられるものを用いることができ、２官能のモノマーとして、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、ヘキサンジオール等のアルキレングリコールのジアクリレートまたはジメタクリレート類；ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等のポリアルキレングリコールのジアクリレートまたはジメタクリレート類等を挙げることができる。
【００５０】
また、３官能のモノマーとしては、例えば、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールトリメタクリレート等の３価以上の多価アルコールのトリアクリレート又はトリメタクリレート類等を挙げることができる。
【００５１】
また、４官能以上のモノマーとしては、例えば、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ペンタエリスリトールテトラメタクリレート、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサメタクリレート等を挙げることができる。
【００５２】
本発明においては、なかでも、上記酸性官能基非含有多官能性モノマーが３官能以上のモノマーであることが好ましく、特にジペンタエリスリトールヘキサアクリレートおよびジペンタエリスリトールペンタアクリレートであることが好ましい。密着性に優れたものとすることができるからである。
【００５３】
また、その他の多官能性モノマーは、１種のみを単独で使用してもよく、２種以上を併用して使用しても良い。
【００５４】
２．光重合開始剤
本発明に用いられる光重合開始剤は、一般的にカラーフィルタの製造に用いられるものを使用することができる。
【００５５】
このような光重合開始剤としては、具体的には、紫外線のエネルギーによりフリーラジカルを発生する化合物であって、ベンゾイン、ベンゾフェノンなどのベンゾフェノン誘導体またはそれらのエステルなどの誘導体；キサントン、ジエチルチオキサントンおよびイソプロピルチオキサントンなどのチオキサントン誘導体；イルガキュアＯＸＥ−０１、イルガキュアＯＸＥ−０２(以上、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製)、ＡＤＥＫＡ  ＯＰＴ−Ｎ−１９１９（旭電化製）などのオキシムエステル化合物、クロロスルフォニル、クロロメチル多核芳香族化合物、クロロメチル複素環式化合物、クロロメチルベンゾフェノン類などの含ハロゲン化合物；トリアジン類；フルオレノン類；ハロアルカン類；光還元性色素と還元剤とのレドックスカップル類；有機硫黄化合物；過酸化物などが挙げられる。
【００５６】
また、３級アミン構造を有する光重合開始剤を用いることができる。３級アミン構造を有する光重合開始剤は、分子内に酸素クエンチャーである３級アミン構造を有するため、光重合開始剤から発生したラジカルが酸素により失活し難く、感度を向上させることができるといった利点を有する。
上記３級アミン構造を有する光重合開始剤の市販品としては、例えば、イルガキュア９０７、イルガキュア３６９（以上、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ製）、ハイキュアＡＢＰ（川口薬品製）などが挙げられる。
【００５７】
本発明においては、イルガキュア９０７、イルガキュア３６９、ハイキュアＡＢＰ、およびジエチルチオキサントンを適宜組み合わせたものを好適に用いることができる。密着性、硬化性、および現像性に優れたものとすることができるからである。
【００５８】
本発明に用いられる光重合開始剤の含有量としては、カラーフィルタの着色層を形成することができるものであれば良いが、本発明の着色感光性樹脂組成物の固形分中に、３質量％〜４０質量％の範囲内であることが好ましく、なかでも、５質量％〜３５質量％の範囲内であることが好ましい。上記光重合開始剤の含有量が、上記範囲より少ないと、ラジカル重合を十分に進行させることができず、硬化が不十分となり、硬化性が低下する恐れがあるからである。また、上記範囲より多いと副反応が起こりやすく経時安定性を損なう恐れがあるからである。
【００５９】
３．バインダー樹脂
本発明に用いられるバインダー樹脂としては、特に限定されるものではないが、カラーフィルタの製造に用いられることから、耐熱性および、製造工程において使用される有機溶剤への耐性を有する樹脂であることが好ましい。具体的には、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリオレフィン系樹脂などの感光性または非感光性の樹脂を挙げることができる。
【００６０】
上述したなかでも、特に好ましい樹脂としては、カルボキシル基等の酸性官能基を有するアルカリ可溶性樹脂を挙げることができる。カルボキシル基を有するアルカリ可溶性樹脂としては、カルボキシル基含有不飽和単量体と、他の共重合可能なエチレン性不飽和単量体との共重合体が好ましく、さらに分子内にエポキシ基と、エチレン性不飽和基とを併せ持つ化合物、例えばグリシジル（メタ）アクリレートなどを付加させ、側鎖にエチレン性不飽和基を導入したものも好ましい。
【００６１】
カルボキシル基不飽和単量体としては、例えば、（メタ）アクリル酸、クロトン酸、フタル酸モノ［２−（メタ）アクリロイロキシエチル］、ω−カルボキシポリカプロラクトンモノ（メタ）アクリレート等が好ましく、（メタ）アクリル酸が特に好ましい。なお、カルボキシル基含有不飽和単量体は、単独もしくは数種類を組み合わせることができる。
【００６２】
エチレン性不飽和単量体としては、メチル（メタ）アクリレート、ｎ−ブチル（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、イソボルニル（メタ）アクリレート、ジシクロペンタニル（メタ）アクリレート、アリル（メタ）アクリレート、スチレン、α−メチルスチレン、ベンジル（メタ）アクリレート、ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、２−ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシル（メタ）エチルアクリレート等、および、これらのマクロモノマー類；Ｎ−メチルマレイミド、Ｎ−シクロヘキシルマレイミド、Ｎ−ベンジルマレイミド、Ｎ−フェニルマレイミド、Ｎ−メチルフェニルマレイミド等のＮ置換マレイミド類等を挙げることができる。なお、エチレン性不飽和単量体は、単独もしくは数種類を組み合わせることができる。
【００６３】
上記バインダー樹脂の含有量は、固形分の１００重量部当り、通常、５重量部〜６０重量部の範囲内であることが好ましく、なかでも１０重量部〜４０重量部の範囲内であることが好ましい。上記範囲より少ないと、充分な光硬化性が得られない場合が生じるからである。また、上記範囲より多いと、現像不良や硬化不良を生じるからである。
【００６４】
４．顔料
本発明に用いられる顔料としては、公知の顔料を用いることができる。本発明において使用可能な有機顔料の具体例を下記表１および表２に示す。
【００６５】
【表１】
2010134182.tif 000007
【００６６】
【表２】
2010134182.tif 000008
【００６７】
また、用いることができる無機顔料としては、酸化チタン、亜鉛華、硫酸鉛、黄色鉛、亜鉛黄、ベンガラ、カドミウム赤、群青、紺青、酸化クロム緑、コバルト緑、アンバー、チタンブラック、合成鉄黒、カーボンブラック等を挙げることができる。
なお、これらの顔料は単独で用いてもよく２種以上を混合して用いても良い。
【００６８】
また、本発明に用いられる顔料の分散平均粒径としては、本発明の着色感光性樹脂組成物を用いてカラーフィルタの着色層を形成した場合に、所望の発色が可能なものであれば特に限定されるものではなく、通常、０．０１μｍ〜０．１５μｍの範囲内であることが好ましく、なかでも０．０１μｍ〜０．１μｍの範囲内であることが好ましい。本発明の着色感光性樹脂組成物を用いてカラーフィルタの着色層を形成した場合に、優れた発色の着色層とすることができるからである。
【００６９】
本発明に用いられる顔料の含有量としては、本発明の着色感光性樹脂組成物を用いてカラーフィルタの着色層を形成した場合に、所望の発色が可能なものであれば特に限定されるものではなく、用いる顔料の種類によっても異なるが、上記着色感光性樹脂組成物に含まれる固形分中において、５質量％〜５０質量％の範囲内であることが好ましく、なかでも１０質量％〜４５質量％の範囲内であることが好ましい。上記範囲より多いと、本発明の着色感光性樹脂組成物を用いてカラーフィルタの着色層を形成した場合に、残渣の発生や、現像性が低下する可能性があるからである。また、上記範囲より少ないと、本発明の着色感光性樹脂組成物を用いてカラーフィルタの着色層を形成した場合に、着色層を発色が十分なものとすることができない可能性があるからである。
【００７０】
５．分散剤
本発明に用いられる分散剤としては、上記顔料を均一に分散することができるものであれば良く、公知の分散剤を使用することができる。具体的には、変性ポリウレタン、変性ポリアクリレート、変性ポリエステル、変性ポリアミド等の高分子分散剤、リン酸エステル、アルキルアミン、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル等の界面活性剤や顔料誘導体を挙げることができる。本発明においては、これらの中でも、高分子分散剤が好ましく、具体的な商品名としては、ＥＦＫＡ−４０４６、ＥＦＫＡ−４０４７、ＥＦＫＡポリマー１００、ＥＦＫＡポリマー４００、ＥＦＫＡポリマー４０１、ＥＦＫＡポリマー４３００、ＥＦＫＡポリマー４３３０、（以上、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製）、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ１１１、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ１６１、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ１６５、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ１６７、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ１８２、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ２０００、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ２００１、ＢＹＫ−ＬＰＮ６９１９、ＢＹＫ−ＬＰＮ２１１１６（以上、ビックケミー社製）、ＳＯＬＳＰＥＲＳＥ２４０００、ＳＯＬＳＰＥＲＳＥ２７０００、ＳＯＬＳＰＥＲＳＥ２８０００（以上、ルーブリゾール社製）、アジスパーＰＢ８２１、ＰＢ８２２、ＰＢ８８０（味の素ファインテクノ（株）製）等を挙げることができる。
【００７１】
６．溶剤
本発明に用いられる溶剤としては、本発明の着色感光性樹脂組成物の各成分とは反応せず、これらを溶解もしくは均一に分散可能な溶剤であれば良い。具体的には、シクロヘキシルアセテート；メトキシブチルアセテート（ＭＢＡ）；エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート等のエチレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類；ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル等のジエチレングリコールモノアルキルエーテル類；ジエチレングリコールモノ−ｎ−ブチルエーテルアセテート等のジエチレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類；プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡ）、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート等のプロピレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類；ジエチレングリコールジメチルエーテル等の他のエーテル類；シクロヘキサノン、２−ヘプタノン、３−ヘプタノン等のケトン類；２−ヒドロキシプロピオン酸エチル等の乳酸アルキルエステル類；３−メチル−３−メトキシブチルプロピオネート、３−メトキシプロピオン酸エチル、３−エトキシプロピオン酸メチル、３−エトキシプロピオン酸エチル、酢酸ｎ−ブチル、酢酸イソブチル、ぎ酸ｎ−アミル、酢酸イソアミル、プロピオン酸ｎ−ブチル、酪酸エチル、酪酸イソプロピル、酪酸ｎ−ブチル、ピルビン酸エチル等の他のエステル類；γ−ブチロラクトン、３−メトキシブタノール、３-メチル−３-メトキシブチルアセテート等を挙げることができる。これらの溶剤は単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせてもよい。
【００７２】
本発明に用いられる溶剤の含有量としては、着色層を精度良く形成することができるものであれば特に限定されるものではないが、通常、上記着色感光性樹脂組成物中に、７０質量％〜９５質量％の範囲内であることが好ましく、なかでも７５質量％〜９０質量％の範囲内であることが好ましい。上記溶剤の含有量が、上記範囲内であることにより、塗布性に優れたものとすることができるからである。
【００７３】
６．着色感光性樹脂組成物
本発明の着色感光性樹脂組成物は、顔料、バインダー樹脂、多官能性モノマー、光重合開始剤、分散剤および溶剤を少なくとも含むものであり、必要に応じて、他の添加剤を含むものであっても良い。
このような他の添加剤としては、増感剤、重合停止剤、連鎖移動剤、レベリング剤、可塑剤、界面活性剤、消泡剤、シランカップリング剤等が挙げられる。
【００７４】
上記増感剤としては、カラーフィルタの着色層の形成に一般的に用いられるものを使用することができ、例えば脂肪族あるいは芳香族の単官能、多官能チオール化合物や芳香族アミン系化合物等を挙げることができる。このような増感剤の含有量としては、上記着色感光性樹脂組成物の固形分１００重量部当り、０．０１重量部〜２０重量部の範囲内であることが好ましく、なかでも０．５重量部〜１０重量部の範囲内であることが好ましい。
【００７５】
本発明の着色感光性樹脂組成物の製造方法としては、上述した顔料、バインダー樹脂、多官能性モノマー、光重合開始剤、分散剤および溶剤を均一に混合することができる方法であれば特に限定されるものではなく、公知の混合手段を用いることができる。
【００７６】
本発明の着色感光性樹脂組成物の用途としては、カラーフィルタの着色層の形成に用いられる着色層形成用感光性樹脂組成物を挙げることができ、なかでも、現像残渣が少ないことが求められる着色層形成用感光性樹脂組成物に好適に用いられる。
【００７７】
Ｂ．カラーフィルタ
次に、本発明のカラーフィルタについて説明する。本発明のカラーフィルタは、上述した着色感光性樹脂組成物を用いて形成された着色層を有することを特徴とするものである。
【００７８】
このような本発明のカラーフィルタを図を参照して説明する。図１は、本発明のカラーフィルタの一例を示す概略断面図である。図１に例示するように、本発明のカラーフィルタ１０は、透明基板１と、上記透明基板１上に形成され、開口部を備えるブラックマトリクス２と、上記開口部に形成され、Ｒ（赤），Ｇ（緑），Ｂ(青)の３色の着色層３とを有し、さらに上記ブラックマトリクス２上に形成されたスペーサ４を有するものである。
ここで、上記着色層３は、上述した着色感光性樹脂組成物を用いて形成されたものである。
【００７９】
本発明によれば、上記着色層が、上述した着色感光性樹脂組成物を用いて形成されたものであることから、現像残渣の少ないものとすることができる。
【００８０】
本発明のカラーフィルタは、少なくとも着色層を有するものである。
以下、このような本発明のカラーフィルタの各構成について詳細に説明する。
【００８１】
１．着色層
本発明に用いられる着色層は、上述した着色感光性樹脂組成物を用いて形成されたものである。
【００８２】
このような本発明に用いられる着色層の配列としては、一般的なカラーフィルタの着色層が有するものとすることができ、例えば、ストライプ型、モザイク型、トライアングル型、４画素配置型等の配列とすることができる。また、着色層の幅、面積等は任意に設定することができる。
【００８３】
上記着色層の厚みとしては、通常、１μｍ〜５μｍの範囲内であることが好ましい。
【００８４】
上記着色層の形成方法としては、上記着色感光性樹脂組成物を用いたフォトリソグラフィー法により形成する方法であれば特に限定されるものではなく、カラーフィルタの一般的な製造方法を用いることができる。
【００８５】
２．カラーフィルタ
本発明のカラーフィルタは、上記着色層以外に、通常、透明基板と、開口部を備えるブラックマトリクスと、を少なくとも有するものである。このような透明基板、ブラックマトリクスとしては、一般的なカラーフィルタに使用されるものを用いることができる。また、必要に応じて、上記着色層上に透明保護層が形成されたものとしても良い。
【００８６】
本発明のカラーフィルタの製造方法としては、上記着色感光性樹脂組成物を用いたフォトリソグラフィー法によって、上記着色層を形成するものであれば特に限定されるものではなく、一般的なカラーフィルタの製造方法を用いることができる。
【００８７】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
【実施例】
【００８８】
以下に実施例を示し、本発明をさらに具体的に説明する。
【００８９】
［実施例１〜３、比較例１〜３］
１．着色感光性樹脂組成物の調製
顔料、バインダー樹脂、多官能性モノマー、光重合開始剤、分散剤および溶剤を下記表３に示すように配合する着色感光性樹脂組成物を調製した。なお、表３中の数値は、配合の割合を重量部で表したものである。
この際、顔料として、ピグメントグリーン３６（Ｐ．Ｇ．３６）（顔料１）、ピグメントイエロー１５０（Ｐ．Ｙ．１５０）（顔料２）を用いた。分散剤として、味の素ファインテクノ(株)社製ＰＢ８２２（分散剤）を用いた。バインダー樹脂としてメタクリル酸２１重量部と、ベンジルメタクリレート７０重量部とを共重合させ、さらに、グリシジルメタクリレート９重量部をトリエタノールアミン触媒存在下で、付加させたものを用いた。得られたバインダー樹脂の重量平均分子量は、ＧＰＣで測定したポリスチレン換算で１２０００であった。
また、多官能性モノマーとして、東亞合成（株）製ＴＯ２３７１（モノマー１；酸価１８、数平均分子量１６３０）、東亞合成（株）製ＴＯ１３８２（モノマー２；酸価２６．５、数平均分子量９５０）を用いた。なお、モノマー１は、酸性官能基含有多官能(メタ)アクリレートおよびアミン変性多官能モノマーの両者を含む混合物であり、モノマー２は、酸性官能基含有多官能（メタ）アクリレートおよびジペンタエリスリトールヘキサアクリレートの混合物である。
また、光重合開始剤として、チバスペシャリティーケミカルズ社製イルガキュア９０７（開始剤１）、チバスペシャリティーケミカルズ社製イルガキュア３６９（開始剤２）、大同化成工業（株）社製ＥＡＢ−ＳＳ（開始剤３）、日本シーベルヘグナー製１３１１Ａ（開始剤４）、２−メルカプトベンゾチアゾール（開始剤５）を用いた。
溶剤としてプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡ）（溶剤１）、（株）クラレ社製ソルフィットＡＣ（溶剤２）を用いた。
添加剤として、信越化学工業社製ＫＢＭ５０３（添加剤１）、大日本インキ化学（株）製フッ素系レベリング剤メガファックＲ０８ＭＨ（添加剤２）を用いた。
【００９０】
【表３】
2010134182.tif 000009
【００９１】
［評価］
実施例１〜３および比較例１〜３で得られた着色感光性樹脂組成物を用いて、着色層を形成し、現像残渣、密着性、および断面形状の評価を行った。
【００９２】
１．着色層の形成
ガラス基板（１００ｍｍ×１００ｍｍ）に上記着色感光性樹脂組成物をスピンコーターを用いて塗布した後、真空度が０．２ｔｏｒｒに到達するまで真空乾燥を行なって塗膜を形成した。
その後、減圧乾燥を行い、１００℃のホットプレート上で３分間加熱しプリベイクを行った。
次いで、乾燥後の上記塗膜を、超高圧水銀灯を用いて１００ｍＪ／ｃｍ２でマスク露光し硬化させた。
次いで、スピン現像し０．０５ｗｔ％水酸化カリウム（ＫＯＨ）からなる現像液に６０秒間接液させた後に純水で洗浄することで現像処理を行い、さらにパターン形成された基板を２３０℃のオーブン内で３０分間ポストベイクした。ポストベイク後の上記着色感光性樹脂組成物を用いて形成された着色層の膜厚は、２．０μｍであった。
【００９３】
２．評価
形成された着色層について、現像残渣、密着性、および断面形状の評価を行った。
【００９４】
（１）現像残渣
上記着色層の形成後のガラス基板の表面から投光器により光を照射した状態で、目視観察し、未露光箇所における残渣の有無（投光器による目視）を確認した。結果を下記表４に示す。なお、評価は、以下の評価基準で行った。
○：上記ガラス基板上に残渣が全く見られない
△：残渣がわずかに見られる
×：上記ガラス基板表面に残渣が多量に見られる
【００９５】
（２）密着性（欠けの有無）
上記着色層形成部を光学顕微鏡にて観察し、欠けの有無を確認し、以下の判断基準にて密着性の評価を行った。
結果を下記表４に示す。
○：パターンに欠けや剥がれが全くない
△：パターンに欠けや剥がれがわずかにあり
×：パターンに欠けや剥がれが多数あり
【００９６】
（３）断面形状
上記着色層形成部の断面を電子顕微鏡にて観察し、以下の判断基準にて断面形状の評価を行った。結果を下記表４に示す。
○：断面形状が垂直もしくは順テーパー形状
×：断面形状が逆テーパー形状
【００９７】
【表４】
2010134182.tif 000010
【００９８】
表４に示すように、実施例では、現像残渣が少なく、密着性に優れるものとすることができることが確認できた。
【図面の簡単な説明】
【００９９】
【図１】本発明のカラーフィルタの一例を示す概略断面図である。
【符号の説明】
【０１００】
１…透明基板
２…ブラックマトリクス
３…着色層
４…スペーサ
１０…カラーフィルタ
【図１】
2010134182.tif 000011