(57)【要約】      （修正有）【課題】塗布時にハジキやビリツキが生じにくく、表面平滑性に優れた保護膜を形成することができるカラーフィルタ保護膜用樹脂組成物を提供する。【解決手段】バインダー樹脂と、エチレン性不飽和二重結合を有するモノマーと、開始剤と、溶剤とを含有するカラーフィルタ保護膜用樹脂組成物であって、上記溶剤が、２５℃における表面張力が２０ｍＮ／ｍ〜２５ｍＮ／ｍの範囲内である低表面張力溶剤を含むことを特徴とするカラーフィルタ保護膜用樹脂組成物。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
バインダー樹脂と、エチレン性不飽和二重結合を有するモノマーと、開始剤と、溶剤とを含有するカラーフィルタ保護膜用樹脂組成物であって、
前記溶剤が、２５℃における表面張力が２０ｍＮ／ｍ〜２５ｍＮ／ｍの範囲内である低表面張力溶剤を含むことを特徴とするカラーフィルタ保護膜用樹脂組成物。
【請求項２】
前記低表面張力溶剤が、前記溶剤中に５質量％〜５０質量％の範囲内で含有されることを特徴とする請求項１に記載のカラーフィルタ保護膜用樹脂組成物。
【請求項３】
前記低表面張力溶剤の沸点が、１２０℃〜１８０℃の範囲内であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のカラーフィルタ保護膜用樹脂組成物。
【請求項４】
前記低表面張力溶剤が、酢酸イソアミルおよび／またはプロピレングリコール−ｎ−ブチルメチルエーテルであることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれかの請求項に記載のカラーフィルタ保護膜用樹脂組成物。
【請求項５】
請求項１から請求項４までのいずれかの請求項に記載のカラーフィルタ保護膜用樹脂組成物を用いて形成された保護膜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、塗布時にハジキやビリツキが生じにくく、塗膜の表面平滑性に優れた保護膜を形成することができるカラーフィルタ保護膜用樹脂組成物に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、カラーフィルタは、透明基材と、透明基材上に形成され、赤、緑、青の三原色の着色パターンからなる着色層と、各着色パターンを区画するように透明基材上に形成された遮光部とを有している。
また、カラーフィルタの表面を保護し、平坦化するために、上記着色層および遮光部を覆うように保護膜（オーバーコート層）が設けられる。
【０００３】
このような保護膜の形成方法としては、カラーフィルタ保護膜用樹脂組成物（以下、保護膜用樹脂組成物と省略する場合がある。）を着色層等が形成された透明基板の全面に塗布する方法が用いられる。
ここで、上記保護膜用樹脂組成物を、透明基板の全面に塗布する際に、ハジキ（ハジキとは、被塗布面の異物等の存在により塗布液の一部が弾かれてできたピンホール状の塗布抜けのことを示す。）や、ビリツキ（塗布された保護膜用樹脂組成物の端部の戻りやハジキにより端部が直線状ではない状態で形成されたもの）といった欠陥が発生しやすく、このような欠陥によって保護膜の平滑性が著しく低下するといった問題を有していた。
【０００４】
上述したようなハジキやビリツキを防止するためには、上記保護膜用樹脂組成物への界面活性剤の添加が有効であることが一般に知られている（特許文献１〜２）。しかしながら、界面活性剤の増量は、電気特性の信頼性を低下させる恐れがあることから、添加量に限界があるといった問題があった。
また、ハジキ等を回避する方法として、固形分を増量させる方法も開示されている（特許文献３）。しかしながら、固形分を増量させると、例えば塗布方法としてスリットコーターを用いる方法等を選択した場合、吐出口で塗工液が乾燥しやすく、その乾燥片が異物として塗布面に付着するといった問題があった。また、固形分が多くなると、例えばスピンコーターにより塗布した場合、スピンによって周りに飛散する固形分飛散量も増えることから、コスト的に不利となるといった問題もあった。
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−３０９１８３号公報
【特許文献２】特開２００７−１８６５４２号公報
【特許文献３】特開平１１−１２４５３７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、塗布時にハジキやビリツキが生じにくく、表面平滑性に優れた保護膜を形成することができるカラーフィルタ保護膜用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】
本発明者は、上記課題を解決すべく研究を重ねた結果、保護膜用樹脂組成物が所定の表面張力を有する溶剤を含むことにより、上述した界面活性剤の導入や、固形分濃度の上昇をすることなく、塗布時のハジキやビリツキが生じにくいものとすることができることを見出し、本発明を完成させるに至ったのである。
【０００８】
すなわち、本発明は、バインダー樹脂と、エチレン性不飽和二重結合を有するモノマーと、開始剤と、溶剤とを含有する保護膜用樹脂組成物であって、上記溶剤が、２５℃における表面張力が２０ｍＮ／ｍ〜２５ｍＮ／ｍの範囲内である低表面張力溶剤を含むことを特徴とするカラーフィルタ保護膜用樹脂組成物を提供する。
【０００９】
本発明によれば、上記低表面張力溶剤を含むことにより、塗布時にハジキやビリツキが生じにくく、表面平滑性に優れた保護膜を形成することができるものとすることができる。
また、ハジキ等の欠点を抑制することができるため、歩留まりが高いものとすることができる。
さらに、界面活性剤の含有量を増量する必要がないため、このような保護膜用樹脂組成物を用いて保護膜を形成した場合であっても、電気信頼性が高いものとすることができる。また、固形分濃度を増加する必要がないことから、異物の発生が少なく、かつ、低コストなものとすることができる。
【００１０】
本発明においては、上記低表面張力溶剤が、上記溶剤中に５質量％〜５０質量％の範囲内で含有されることが好ましい。上記低表面張力溶剤が、上記溶剤中に５質量％〜５０質量％の範囲内で含有されることにより、塗布時のハジキやビリツキを効果的に抑制することができ、表面平滑性により優れた保護膜を形成できるものとすることができるからである。
【００１１】
本発明においては、上記低表面張力溶剤の沸点が、１２０℃〜１８０℃の範囲内であることが好ましい。上記低表面張力溶剤の沸点が、１２０℃〜１８０℃の範囲内であることにより、カラーフィルタの保護膜の形成に一般的に用いられる溶剤の沸点と同程度とすることができ、既存の塗布条件および塗布設備を用いることができる。このため、本発明の保護膜用樹脂組成物を用いて保護膜を形成した場合には優れた塗布性を発揮し、かつ、低コスト化を図ることができるからである。
【００１２】
本発明においては、上記低表面張力溶剤が、酢酸イソアミルおよび／またはプロピレングリコール−ｎ−ブチルメチルエーテルであることが好ましい。上記低表面張力溶剤が、酢酸イソアミルおよび／またはプロピレングリコール−ｎ−ブチルメチルエーテルであることにより、塗布時にハジキやビリツキが生じにくく、表面平滑性に優れた保護膜を形成できるものとすることができるからである。
【００１３】
本発明は、上記カラーフィルタ保護膜用樹脂組成物を用いて形成された保護膜を有することを特徴とするカラーフィルタを提供する。
【００１４】
本発明によれば、上記保護膜が上記保護膜用樹脂組成物を用いて形成されたものであるため、表面平滑性および電気信頼性に優れた保護膜を有するものとすることができる。このため、本発明のカラーフィルタを用いて液晶表示装置を形成した場合には、高品質なものとすることができる。
また、歩留まりが高いものとすることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明は、塗布時にハジキやビリツキが生じにくく、表面平滑性に優れた保護膜を形成することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明は、カラーフィルタ保護膜用樹脂組成物、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、本発明のカラーフィルタ保護膜用樹脂組成物およびカラーフィルタについて説明する。
【００１７】
Ａ．カラーフィルタ保護膜用樹脂組成物
まず、本発明のカラーフィルタ保護膜用樹脂組成物について説明する。本発明の保護膜用樹脂組成物は、バインダー樹脂と、エチレン性不飽和二重結合を有するモノマーと、開始剤と、溶剤とを含有し、上記溶剤が、２５℃における表面張力が２０ｍＮ／ｍ〜２５ｍＮ／ｍの範囲内である低表面張力溶剤を含むことを特徴とするものである。
【００１８】
本発明によれば、上記低表面張力溶剤を含むことにより、上記塗布時にハジキやビリツキが生じにくく、表面平滑性に優れた保護膜を形成することができるものとすることができる。
ここで、上記低表面張力溶剤を含むことにより、上述した効果が得られる理由については、以下のように推察される。
すなわち、表面張力が上記範囲よりも高い場合、端部が戻りやすく、ハジキ・ビリツキが生じやすくなる。一方、表面張力が上記範囲よりも低い場合は、保護膜用樹脂組成物が下地の形状に追従しすぎて表面平滑性が損なわれるおそれがある。このようなことから、表面張力が上述した範囲の低表面張力溶剤を含むことにより、上述したようなハジキ・ビリツキの発生を抑え、さらに、平面平滑性に優れた保護膜を形成することができるからである。
このため、上述した効果を発揮することができるのである。
【００１９】
本発明の保護膜用樹脂組成物は、バインダー樹脂、エチレン性不飽和二重結合を有するモノマー、開始剤、および溶剤を少なくとも有するものである。
以下、本発明の保護膜用樹脂組成物の各成分について詳細に説明する。
【００２０】
１．溶剤
本発明に用いられる溶剤は、上記低表面張力溶剤を含むものである。
【００２１】
本発明においては、上記溶剤が、上記低表面張力溶剤を含むことにより、塗布時にハジキやビリツキが生じにくく、表面平滑性に優れた保護膜を形成することができるものとすることができる。
また、ハジキ等の欠点を抑制することができるため、歩留まりが高いものとすることができる。
さらに、界面活性剤の含有量を増量する必要がないため、このような溶剤を含む保護膜用樹脂組成物を用いて保護膜を形成した場合であっても、電気信頼性が高いものとすることができる。また、固形分濃度を増加する必要がないことから、異物の発生が少なく、低コストなものとすることができる。
【００２２】
（１）低表面張力溶剤
本発明に用いられる低表面張力溶剤は、２５℃における表面張力が２０ｍＮ／ｍ〜２５ｍＮ／ｍの範囲内であるものである。
【００２３】
本発明に用いられる低表面張力溶剤の２５℃における表面張力としては、２０ｍＮ／ｍ〜２５ｍＮ／ｍの範囲内であるものであるが、なかでも２１ｍＮ／ｍ〜２５ｍＮ／ｍの範囲内であるものであることが好ましく、特に２２ｍＮ／ｍ〜２４ｍＮ／ｍの範囲内であるものであることが好ましい。表面張力が上述した範囲内であることにより、塗布時のハジキやビリツキを効果的に抑制することができ、表面平滑性により優れた保護膜を形成できるものとすることができるからである。
また、上記範囲より大きいと、端部が戻りやすく、ハジキ・ビリツキが生じやすくなるからであり、上記範囲より小さいと、保護膜用樹脂組成物が下地の形状に追従しすぎて表面平滑性が損なわれるおそれがあるからである。
なお、２５℃における表面張力の測定方法としては、表面張力を精度良く測定できる方法であれば良いが、具体的には、垂直板法（Ｗｉｌｈｅｌｍｙ法）（第５版  実験化学講座２４  表面・界面  丸善株式会社発行、ｐ．３３１〜ｐ．３３２）により、得ることができる。
また、このような表面張力の測定には、例えば全自動平衡式エレクトロ表面張力計ＥＳＢ−ＩＶ（協和科学（株））を用いて測定することができる。
【００２４】
本発明に用いられる低表面張力溶剤の沸点としては、塗布性に優れたものとすることができるものであれば良く、具体的には、１２０℃〜１８０℃の範囲内であることが好ましく、なかでも１３０℃〜１７０℃の範囲内であることが好ましく、特に１４０℃〜１６０℃の範囲内であることが好ましい。沸点が上述した範囲内であることにより、カラーフィルタの保護膜の形成に一般的に用いられる溶剤の沸点と同程度とすることができ、既存の塗布条件および塗布設備を用いることができる。このため、本発明の保護膜用樹脂組成物を用いて保護膜を形成した場合には優れた塗布性を発揮し、かつ、低コスト化を図ることができるからである。
【００２５】
このような低表面張力溶剤としては、具体的には、酢酸イソアミル、プロピレングリコール−ｎ−ブチルメチルエーテル、ブチルアセテート等を挙げることができるが、なかでも酢酸イソアミル、プロピレングリコール−ｎ−ブチルメチルエーテルを好ましく用いることができ、特に、酢酸イソアミルを好ましく用いることができる。塗布時にハジキやビリツキが生じにくく、表面平滑性に優れた保護膜を形成できるものとすることができるからである。また、保護膜用樹脂組成物に用いられる一般的な溶剤と親和性が高く、上記保護膜用樹脂組成物に含まれる各成分を均一に分散または溶解することができるからである。
【００２６】
これらの低表面張力溶剤は、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よい。
【００２７】
本発明に用いられる低表面張力溶剤の含有量としては、塗布時のハジキやビリツキ等を抑制することができるものであれば良く、具体的には、上記溶剤中に５質量％〜５０質量％の範囲内で含有されることが好ましく、なかでも８質量％〜４０質量％の範囲内で含有されることが好ましく、特に１０質量％〜３０質量％の範囲内で含有されることが好ましい。含有量が上述した範囲内であることにより、塗布時のハジキやビリツキを効果的に抑制することができ、表面平滑性により優れた保護膜を形成できるものとすることができるからである。
また、上記範囲より大きいと、本発明の保護膜用樹脂組成物が下地の形状に追従しすぎて平面平滑性が損なわれる恐れがあるからであり、上記範囲より小さいと、端部が戻りやすく、ハジキ・ビリツキが生じやすくなるからである。
【００２８】
（２）溶剤
本発明に用いられる溶剤は、上記低表面張力溶剤を含むものであれば良く、その他の溶剤を含むものであっても良い。
【００２９】
このようなその他の溶剤としては、保護膜用樹脂組成物に一般的に用いられる溶剤を用いることができ、具体的には、メタノール、エタノール、３-メトキシブタノール等のアルコール類；テトラヒドロフラン等のエーテル類；エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールメチルエチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル等のグリコールエーテル類；メチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテート等のエチレングリコール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ジエチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールエチルメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル等のジエチレングリコール類；プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールエチルエーテルアセテート等のプロピレングリコールアルキルエーテルアセテート類；トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類；メチルエチルケトン、メチルアミルケトン、シクロヘキサノン、４−ヒドロキシ−４−メチル−２−ペンタノン等のケトン類；および２−ヒドロキシプロピオン酸エチル、２−ヒドロキシ−２−メチルプロピオン酸メチル、２−ヒドロキシ−２−メチルプロピオン酸エチル、エトキシ酢酸エチル、ヒドロキシ酢酸エチル、２−ヒドロキシ−２−メチルブタン酸メチル、３−メトキシプロピオン酸メチル、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、酢酸エチル、酢酸ブチル、乳酸メチル、乳酸エチル、シクロヘキサノールアセテート、３-メトキシブチルアセテート等のエステル類などを用いることができる。
本発明においては、なかでも、３-メトキシブチルアセテートおよびプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートを好ましく用いることができる。上記低表面張力溶剤との親和性が高く、本発明の保護膜用樹脂生物を塗布性に優れたものとすることができるからである。
【００３０】
本発明に用いられる溶剤の含有量としては、本発明の保護膜用樹脂組成物を塗布性に優れたものとすることができるものであれば良いが、上記保護膜用樹脂組成物中に、６０質量％〜９５質量％の範囲内であることが好ましく、なかでも７０質量％〜９０質量％の範囲内であることが好ましく、特に７０質量％〜８５質量％の範囲内であることが好ましい。塗布に適した粘度とすることができるからである。また、上記低表面張力溶剤を含むものであるため、上述したような含有量、すなわち、比較的固形分濃度が低い場合であっても、ハジキやビリツキ等の欠点が少なく、表面平滑性に優れた保護膜を有するものとすることができるからである。また、塗布時に周囲に飛散しロスとなる量を少ないものとすることができるからである。
【００３１】
２．バインダー樹脂
本発明のカラーフィルタ保護膜用樹脂組成物に含まれるバインダー樹脂としては、それ自体は重合反応性のない非重合性バインダー樹脂、および、それ自体が重合反応性を有する重合性バインダー樹脂のいずれを用いても良く、また、２種類以上のバインダー樹脂を組み合わせて用いても良い。
【００３２】
このような非重合性バインダー樹脂としては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、メチルアクリレート、メチルメタクリレート、２-ヒドロキシエチルアクリレート、２-ヒドロキシエチルメタクリレート、ベンジルアクリレート、ベンジルメタクリレート、スチレン、ポリスチレンマクロモノマー、およびポリメチルメタクリレートマクロモノマー等から選択された２種類以上のモノマーからなる共重合体を用いることができる。
本発明においては、なかでも、メタクリル酸／ベンジルメタクリレート共重合体、メタクリル酸／ベンジルメタクリレート／スチレン共重合体、ベンジルメタクリレート／スチレン共重合体、ベンジルメタクリレートマクロモノマー／スチレン共重合体、ベンジルメタクリレート／スチレンマクロモノマー共重合体を好ましく用いることができる。
【００３３】
一方、重合性バインダー樹脂としては、上記非重合性バインダー樹脂の分子にエチレン性不飽和結合等の重合性の官能基を導入してなるオリゴマーまたはオリゴマーよりも大分子量のポリマーを用いることができる。
具体例としては、カルボキシル基等の酸性官能基を備えた構成単位と、重合性官能基を持たない構成単位とが連結した分子構造を有する共重合体のカルボキシル基の一部にグリシジルメタクリレートを負荷させた共重合体を挙げることができる。
このような重合性バインダー樹脂は、バインダー樹脂同士で重合すると共に、上記エチレン性不飽和二重結合を有するモノマーとも重合して硬化する。
【００３４】
また、従来において例えば、塗料、接着剤等の各種分野で用いられているＵＶ硬化性樹脂組成物に配合されているプレポリマーも重合性バインダー樹脂として使用できる。従来から知られているプレポリマーとしては、ラジカル重合型プレポリマー、カチオン重合型プレポリマー、チオール・エン付加型プレポリマー等があるが、いずれを用いても良い。
これらの中で、ラジカル重合型プレポリマーは市場において最も容易に入手でき、例えばエステルアクリレート類、エーテルアクリレート類、ウレタンアクリレート類、エポキシアクリレート類、アミノ樹脂アクリレート類、アクリル樹脂アクリレート類、不飽和ポリエステル類等のラジカル重合型プレポリマーを例示できる。
【００３５】
本発明に用いられるバインダー樹脂の含有量としては、本発明の保護膜用樹脂組成物の硬化物が所望の硬度を有するものであれば良く、具体的には、上記保護膜用樹脂組成物の固形分中、５質量％〜９５質量％の範囲内であることが好ましく、特に８質量％〜９０質量％の範囲内であることが好ましい。含有量が上記範囲内であることにより、十分な硬度を有する保護膜を形成することができるからである。
【００３６】
３．エチレン性不飽和二重結合を有するモノマー
本発明に用いられるエチレン性不飽和二重結合を有するモノマーとしては、上記エチレン性不飽和二重結合を有するモノマーおよび上記バインダー樹脂の少なくとも一方と重合可能なものであれば特に限定されるものではないが、本発明においては、多官能モノマーであることが好ましい。このような多官能モノマーは、複数の重合性の官能基を有するものであるが、なかでも、アクリロイル基またはメタクリロイル基を有する多官能（メタ）アクリレートであることが好ましく、特に、本発明の保護膜用樹脂組成物に優れた硬化性（高感度）が要求される場合には、多官能（メタ）アクリレートが、重合可能な二重結合を１分子中に２つ（二官能）以上有することが好ましく、さらに３つ（三官能）以上有することが好ましい。
【００３７】
上記多官能（メタ）アクリレートとしては、例えばエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ジエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、長鎖脂肪族ジ（メタ）アクリレート、ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート、ステアリン酸変性ペンタエリスリトールジ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールジ（メタ）アクリレート、プロピレンジ（メタ）アクリレート、グリセロールジ（メタ）アクリレート、トリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、テトラエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、テトラメチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ブチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ジシクロペンタニルジ（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ポリプロピレンジ（メタ）アクリレート、トリグリセロールジ（メタ）アクリレート、ネオペンチルグリコール変性トリメチロールプロパンジ（メタ）アクリレート、アリル化シクロヘキシルジ（メタ）アクリレート、メトキシ化シクロヘキシルジ（メタ）アクリレート、アクリル化イソシアヌレート、ビス（アクリロキシネオペンチルグリコール）アジペート、ビスフェノールＡジ（メタ）アクリレート、テトラブロモビスフェノールＡジ（メタ）アクリレート、ビスフェノールＳジ（メタ）アクリレート、ブタンジオールジ（メタ）アクリレート、フタル酸ジ（メタ）アクリレート、リン酸ジ（メタ）アクリレート、亜鉛ジ（メタ）アクリレート等の二官能（メタ）アクリレートが挙げられる。
【００３８】
また、上記多官能（メタ）アクリレートとしては、例えばトリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、トリメチロールエタントリ（メタ）アクリレート、グリセロールトリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、アルキル変性ジペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、リン酸トリ（メタ）アクリレート、トリス（アクリロキシエチル）イソシアヌレート、トリス（メタクリロキシエチル）イソシアヌレート、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート、アルキル変性ジペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールモノヒドロキシペンタ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ（メタ）アクリレート、アルキル変性ジペンタエリスリトールペンタ（メタ）アクリレート、ウレタントリ（メタ）アクリレート、エステルトリ（メタ）アクリレート、ウレタンヘキサ（メタ）アクリレート、エステルヘキサ（メタ）アクリレート等の三官能以上の（メタ）アクリレートが挙げられる。
【００３９】
これらの多官能（メタ）アクリレートは、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よい。
【００４０】
本発明に用いられるエチレン性不飽和二重結合を有するモノマーの含有量は、本発明の保護膜用樹脂組成物中の固形分中に、１質量％以上であることが好ましく、より好ましくは２質量％〜３０質量％の範囲内である。エチレン性不飽和二重結合を有するモノマーの含有量が少なすぎると十分に硬化が進まず、膜の強度が低下する場合がある。また、エチレン性不飽和二重結合を有するモノマーの含有量が多すぎると硬化反応時にムラが生じ、膜面が荒れるおそれがあるからである。
【００４１】
４．開始剤
本発明における開始剤としては、本発明の保護膜用樹脂組成物を所望の硬度に硬化させることができるものであれば良く、一般的なものを用いることができ、具体的にベンゾフェノン、ミヒラーケトン、４，４´−ビスジエチルアミノベンゾフェノン、４−メトキシ−４´−ジメチルアミノベンゾフェノン、２−エチルアントラキノン、フェナントレン等の芳香族ケトン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインフェニルエーテル等のベンゾインエーテル類、メチルベンゾイン、エチルベンゾイン等のベンゾイン、２−（ｏ−クロロフェニル）−４，５−フェニルイミダゾール２量体、２−（ｏ−クロロフェニル）−４，５−ジ（ｍ−メトキシフェニル）イミダゾール２量体、２−（ｏ−フルオロフェニル）−４，５−ジフェニルイミダゾール２量体、２−（ｏ−メトキシフェニル）−４，５−ジフェニルイミダゾール２量体、２，４，５−トリアリールイミダゾール２量体、２−（ｏ−クロロフェニル）−４，５−ジ（ｍ−メチルフェニル）イミダゾール２量体、２−ベンジル−２−ジメチルアミノ−１−（４−モルフォリノフェニル）−ブタノン、２−トリクロロメチル−５−スチリル−１，３，４−オキサジアゾール、２−トリクロロメチル−５−（ｐ−シアノスチリル）−１，３，４−オキサジアゾール、２−トリクロロメチル−５−（ｐ−メトキシスチリル）−１，３，４−オキサジアゾール等のハロメチルチアゾール化合物、２，４−ビス（トリクロロメチル）−６−ｐ−メトキシスチリル−Ｓ−トリアジン、２，４−ビス（トリクロロメチル）−６−（１−ｐ−ジメチルアミノフェニル−１，３−ブタジエニル）−Ｓ−トリアジン、２−トリクロロメチル−４−アミノ−６−ｐ−メトキシスチリル−Ｓ−トリアジン、２−（ナフト−１−イル）−４，６−ビス−トリクロロメチル−Ｓ−トリアジン、２−（４−エトキシ−ナフト−１−イル）−４，６−ビス−トリクロロメチル−Ｓ−トリアジン、２−（４−ブトキシ−ナフト−１−イル）−４，６−ビス−トリクロロメチル−Ｓ−トリアジン等のハロメチル−Ｓ−トリアジン系化合物、２，２−ジメトキシ−１，２−ジフェニルエタン−１−オン、２−メチル−１−〔４−（メチルチオ）フェニル〕−２−モルフォリノプロパノン、１，２−ベンジル−２−ジメチルアミノ−１−（４−モルフォリノフェニル）−ブタノン−１，１−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニルケトン、ベンジル、ベンゾイル安息香酸、ベンゾイル安息香酸メチル、４−ベンゾイル−４´−メチルジフェニルサルファイド、ベンジルメチルケタール、ジメチルアミノベンゾエート、Ｐ−ジメチルアミノ安息香酸イソアミル、２−ｎ−ブチキシエチル−４−ジメチルアミノベンゾエート、２−クロロチオキサントン、２，４ジエチルチオキサントン、２，４ジメチルチオキサントン、イソプロピルチオキサントン、エタノン，１−［９−エチル−６−（２−メチルベンゾイル）−９Ｈ−カルバゾール−３−イル］−１−（ｏ−アセチルオキシム）、４−ベンゾイル−メチルジフェニルサルファイド、１−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニルケトン、２−ベンジル−２−（ジメチルアミノ）−１−［４−（４−モルフォリニル）フェニル］−１−ブタノン、２−（ジメチルアミノ）−２−［（４−メチルフェニル）メチル］−１−［４−（４−モルフォリニル）フェニル］−１−ブタノン、α−ジメトキシ−α−フェニルアセトフェノン、フェニルビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）フォスフィンオキサイド、２−メチル−１−［４−（メチルチオ）フェニル］−２−（４−モルフォリニル）−１−プロパノン、（２−メチル−１−[４−（メチルチオ）フェニル]−２−（４−モルフォリニル）−１−ブタノン）、１，２−オクタジオン，１−［４−（フェニルチオ）フェニル］−，２−（ｏ−ベンゾイルオキシム）］等の開始剤が挙げられる。本発明においては、なかでも、自己開裂型の開始剤を好ましく用いることができる。
このような自己開裂型の開始剤の具体的な商品名としては、イルガキュア９０７（チバスペシャリティーケミカルズ社製）、イルガキュア１８７（チバスペシャリティーケミカルズ社製）、Ｅｓａｃｕｒｅ  ｏｎｅ（ラムバーティ（Ｌａｍｂｅｒｔｉ  ｓｐａ）社製）を好ましく用いることができ、なかでも、イルガキュア９０７を好ましく用いることができる。
【００４２】
本発明では、これらの開始剤を単独で、または、２種以上を混合して使用することができる。
【００４３】
このような開始剤の含有量としては、本発明の保護膜用樹脂組成物の固形分中に０．０１質量％〜５０質量％、特に０．７質量％〜２０質量％の範囲内であることが好ましい。
【００４４】
また、本発明においては、開始剤に増感剤を組み合わせて用いることができる。このような増感剤としては、一般的に用いられる増感剤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、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、本発明の保護膜用樹脂組成物の固形分中に、０．０１質量％〜２質量％の範囲内、特に０．７質量％〜１．２質量％の範囲内であることが好ましい。
【００４５】
また、本発明においては、上記開始剤に酸無水物を組み合わせて用いることができる。このような酸無水物としては、加熱することにより上記保護膜用樹脂組成物を所望の硬度に硬化させることができるものであれば良く、例えば、多価カルボン酸無水物が挙げられる。このような多価カルボン酸無水物としては、無水イタコン酸、無水コハク酸、無水シトラコン酸、無水ドデセニルコハク酸、無水トリカルバリル酸、無水マレイン酸、無水ヘキサヒドロフタル酸、無水ジメチルテトラヒドロフタル酸、無水ハイミック酸、無水ナジン酸等の脂肪族または脂環族ジカルボン酸二無水物等の脂肪族多価カルボン酸二無水物およびこれらの誘導体；無水フタル酸、無水ピロメリット酸、無水トリメリット酸、無水ベンゾフェノンテトラカルボン酸等の芳香族多価カルボン酸無水物およびこれらの誘導体；エチレングリコールビストリメリレイト、グリセリントリストリメリレイト等のエステル基含有酸無水物等を挙げることができ、また、市販のカルボン酸無水物からなるエポキシ樹脂硬化剤も好適に用いることができる。
本発明においては、なかでも脂肪族または脂環族ジカルボン酸二無水物およびこれらの誘導体を好ましく用いることができ、特に無水ヘキサヒドロフタル酸、無水ジメチルテトラヒドロフタル酸等を好ましく用いることができる。
【００４６】
本発明に用いられる酸無水物の含有量としては、所望の硬度とすることができるものであれば良く、具体的には、本発明の保護膜用樹脂組成物の固形分中に０．０１質量％〜１質量％の範囲内であることが好ましく、なかでも、０．３質量％〜０．８質量％の範囲内であることが好ましい。
【００４７】
５．保護膜用樹脂組成物
本発明の保護膜用樹脂組成物は、上記バインダー樹脂、エチレン性不飽和二重結合を有するモノマー、開始剤、および溶剤を少なくとも有するものであれば良く、必要に応じて、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の添加剤を含むものであっても良い。
【００４８】
本発明の保護膜用樹脂組成物の製造方法としては、上述した成分を均一に混合または分散させる方法であれば良く、一般的な混合・分散手段を用いることができる。
【００４９】
本発明の保護膜用樹脂組成物の用途としては、カラーフィルタにおける保護膜の形成に用いられ、なかでも、ハジキやビリツキ等の欠点が少なく、表面平滑性に優れることが要求される保護膜の形成に好適に用いられる。
【００５０】
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、上記保護膜用樹脂組成物を用いて形成された保護膜を有することを特徴とするものである。
【００５１】
このような本発明のカラーフィルタについて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１は、透明基板２と、上記透明基板２上にパターン状に形成され、開口部を備える遮光部３と、上記開口部に形成され、赤色パターン４Ｒ、緑色パターン４Ｇおよび青色パターン４Ｂから構成される着色層４と、上記着色層４上に形成された保護膜５とを有するものである。
ここで、上記保護膜５は、上記保護膜用樹脂組成物を用いて形成されたものである。
【００５２】
本発明によれば、上記保護膜が上記保護膜用樹脂組成物を用いて形成されたものであるため、表面平滑性に優れた保護膜を有するものとすることができる。また、界面活性剤の含有量を少ないものとすることができるため、電気信頼性に優れた保護膜を有するものとすることができる。このようなことから、本発明のカラーフィルタを用いて液晶表示装置を形成した場合には、高品質なものとすることができる。
また、上記保護膜を、ハジキ、異物等の欠点が少ないものとすることができるため、歩留まりが高いものとすることができる。
【００５３】
本発明のカラーフィルタは、上記保護膜を有するものであるが、通常、透明基板と、上記透明基板上にパターン状に形成され、開口部を備える遮光部と、上記開口部に形成された着色層と、を有するカラーフィルタ形成用基板を有するものである。
以下、本発明のカラーフィルタの各構成に分けて説明する。
【００５４】
１．保護膜
本発明に用いられる保護膜は、着色層の保護およびカラーフィルタを平坦化するために上記カラーフィルタ形成用基板の表面に設けられるものであり、上記保護膜用樹脂組成物からなるものである。
なお、上記保護膜用樹脂組成物は、上記「Ａ．カラーフィルタ保護膜用樹脂組成物」の項で説明した内容と同様であるので、ここでの説明は省略する。
【００５５】
本発明に用いられる保護膜は、上記カラーフィルタ形成用基板の全面に形成されていてもよく、パターン状に形成されていてもよい。
【００５６】
本発明に用いられる保護膜の膜厚としては、０．１μｍ〜１０μｍの範囲内であることが好ましく、なかでも０．１μｍ〜５μｍの範囲内とすることが好ましい。上記範囲より小さいと、十分な平坦性が得られないからである。
なお、保護膜の厚みとは、上記遮光部の開口部に形成された各色の着色層の表面から保護膜の表面までの距離をいう。
【００５７】
２．カラーフィルタ
本発明のカラーフィルタは、上記保護膜以外に、通常、上記保護膜により覆われるカラーフィルタ形成用基板を有するものであるが、必要に応じて、透明電極層や配向膜、柱状スペーサ等が形成されたものであっても良い。
なお、このようなカラーフィルタ形成用基板、透明電極層、配向膜、および柱状スペーサとしては、一般的なカラーフィルタにおいて用いられているものと同様とすることができるので、ここでの説明は省略する。
【００５８】
本発明のカラーフィルタの製造方法としては、上記保護膜用樹脂組成物を用いて、上記カラーフィルタ形成用基板上に保護膜を形成する方法であれば良く、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。
具体的には、上記保護膜用樹脂組成物を、上記カラーフィルタ形成用基板の遮光部や着色層を覆うようにスプレーコート法、ディップコート法、バーコート法、ロールコート法、スピンコート法等により塗布した後、その塗膜を加熱または光照射することにより硬化させる方法を挙げることができる。
なお、上記カラーフィルタ形成用基板の形成方法としては、カラーフィルタに一般的に用いられる方法により形成することができる。
【００５９】
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】
【００６０】
以下に実施例を示し、本発明をさらに具体的に説明する。
【００６１】
[実施例１〜１０および比較例１〜１０]
溶剤と、開始剤と、バインダー樹脂と、エチレン性不飽和二重結合を有するモノマーとを下記表１および表２に示すように配合して、保護膜用樹脂組成物を調製した。
なお、表１および表２中の数値は、配合の割合を重量部で表したものである。
【００６２】
この際、溶剤として、シクロヘキサノールアセテート（ＣＨＸＡ）、３−メトキシブチルアセテート（ＭＢＡ）、プロピオン酸エトキシエチル（ＥＥＰ）、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メチルエーテル（ＰＭ）、３−メトキシブタノール（ＭＢ）、酢酸イソアミル（ＰＩＡＡＣ）、プロピレングリコール−ｎ−ブチルメチルエーテル（ＰＮＢＭ）を用いた。
なお、上述した溶剤のうち、ＰＩＡＡＣおよびＰＮＢＭは低表面張力溶剤である。
【００６３】
開始剤として、Ｉｒｇ９０７（チバスペシャリティーケミカルズ社製）（開始剤１）、Ｉｒｇ１８７（チバスペシャリティーケミカルズ社製）（開始剤２）、Ｅｓａｃｕｒｅ  ｏｎｅ（ラムバーティ社製）（開始剤３）を用いた。
【００６４】
また、バインダー樹脂として、メタクリロイルオキシエチルイソシアネート付加ベンジルメタクリレート／アクリル酸／２−ヒドロキシエチルメタクリレート共重合物（新中村化学社製、ＮＫポリマーＢ−７５００）（バインダー１）、エポキシ化ブタンテトラカルボン酸テトラキス−（３−シクロヘキセニル）付加カプロラクトン（ダイセル化学社製、エポリードＧＴ４０１）（バインダー２）、メタクリロイルオキシエチルイソシアネート付加ベンジルメタクリレート／スチレン／アクリル酸／２−ヒドロキシエチルメタクリレート共重合物（新中村化学社製、ＮＫポリマーＴ−９）（バインダー３）を用いた。
【００６５】
エチレン性不飽和二重結合を有するモノマーとして、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート（サートマー社製、サートマーＳＲ３９９Ｅ）（モノマー）を用いた。
また、添加剤として、フッ素系界面活性剤（大日本インキ社製、Ｒ０８ＭＨ）（添加剤）を用いた。
【００６６】
【表１】
2010060797.tif 000003
【００６７】
【表２】
2010060797.tif 000004
【００６８】
［評価］
実施例および比較例の保護膜用樹脂組成物について、下記に示す方法により塗布性を評価した。
【００６９】
１００ｍｍ角のガラス基板に、バーコーターを用いて厚み１．５μｍの塗膜となるように、上記保護膜用樹脂組成物を塗布した。
なお、上記保護膜用樹脂組成物の温度を、２５℃とした状態で塗布を行った。
塗布した保護膜用樹脂組成物の塗膜の側面端部、および終了端部を目視により観察し、以下の判断基準で塗布性を評価した。
○：ハジキがなく、ビリツキがない。
△：ややハジキが見られる。
×：大きなハジキが見られる。
なお、ハジキが見られるとは、上記保護膜用樹脂組成物がガラス表面ではじかれて、塗膜の面積が塗膜形成直後より小さくなる状態をいうものである。したがって、側面端部にハジキが見られるとは、塗膜が塗膜形成直後よりもバーコーターの進行方向に垂直な方向に縮小していることをいい、終了端部にハジキが見られるとは、塗膜がバーコーターの進行方向とは逆方向に縮小していることをいうものである。なお、通常、側面端部より終了端部においてハジキが観察される。
また、ビリツキが見られるとは、塗膜のエッジ形状が直線状ではない状態で形成され凹凸であることをいうものであり、ビリツキがないとは、塗膜のエッジ形状がシャープであり、直線状に形成されていることをいうものである。
【００７０】
【表３】
2010060797.tif 000005
【００７１】
表３に示すように、実施例ではハジキもビリツキも少なかった。一方、比較例ではハジキおよびビリツキの両者を良好とすることはできなかった。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【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】
【００７３】
１…カラーフィルタ
２…基板
３…遮光部
４…着色層
５…保護膜
【図１】
2010060797.tif 000006