(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
顔料と第１重合開始剤と第２重合開始剤と増感剤とバインダー成分とを含有し、緑色着色層を形成する際に用いられ、
前記増感剤が、３４０ｎｍ〜４２０ｎｍの範囲内の波長領域に最大吸収波長を有し、かつ前記増感剤の最大吸収波長における吸光係数が８００００ｍｌ／ｇ・ｃｍ以上であり、
前記増感剤の最大吸収波長が、前記第１重合開始剤の最大吸収波長より４０ｎｍ以上大きく、
前記第２重合開始剤は、３１５ｎｍ〜３３５ｎｍの範囲内の波長領域に最大吸収波長を有しており、
前記増感剤、前記第１重合開始剤、および前記第２重合開始剤の含有量の和が、前記着色層形成用感光性樹脂組成物の固形分に対して４質量％〜９質量％の範囲内であり、
前記着色層形成用感光性樹脂組成物に含有される前記第１重合開始剤および前記第２重合開始剤の質量の和を１とした際、前記着色層形成用感光性樹脂組成物に含有される前記増感剤の質量が０．０５〜０．４５の範囲内である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により、幅が５〜１３μｍの範囲内の孔部を有する着色層を形成する着色層形成工程を有することを特徴とするカラーフィルタの製造方法。
【請求項２】
前記増感剤が、３４０ｎｍ〜４００ｎｍの範囲内の波長領域に最大吸収波長を有し、かつ前記増感剤の最大吸収波長の吸光係数が８００００ｍｌ／ｇ・ｃｍ以上であることを特徴とする請求項１に記載のカラーフィルタの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば半透過型液晶表示装置用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、およびそれを用いたカラーフィルタの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、液晶表示装置として、外光の反射と、バックライト光の透過光とを利用した半透過型液晶表示装置が開発され、この半透過型液晶表示装置は、外光を利用して表示を行なう従来の反射型カラー液晶表示装置に、バックライトを兼ね備え、周囲が暗い場合でもバックライトによる表示（透過表示）が行なえる、という利点を有する。しかしながら、このような半透過型液晶表示装置に用いられるカラーフィルタにおいて、外光は入射光および反射光として着色層を２回通過することから、外光により表示が行われる反射光用領域の色特性と、バックライト光によって表示が行われる透過光用領域との色特性が異なるという問題を有する場合があった。
【０００３】
このような問題を解決するため、例えば上記透過光用領域に膜厚の厚い着色層を形成し、上記反射光用領域に膜厚の薄い着色層を形成する方法等、それぞれの領域に異なる着色層を形成する方法等が採用されていた。しかしながら、この方法では、３色（赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ））の着色層を有するカラーフィルタを形成する際、例えばフォトリソグラフィー法等を６回繰り返し行わなければならず、工程が煩雑であった。
【０００４】
そこで、例えば透過光用領域および反射光用領域における着色層の膜厚を均一なものとし、反射光用領域には着色層が形成されていない部分、すなわち孔部を設ける方法が提案されている（例えば特許文献１参照）。この方法によれば、反射光用領域における孔部の面積を調整することによって反射光用領域における着色層の面積を調整することができ、反射光用領域の色特性を調整することが可能となるのである。上記反射光用領域上に孔部を有する着色層を製造する方法としては、例えば基板上に着色層形成用感光性樹脂組成物を塗布した後、反射光用領域を形成する部分に、所望の遮蔽部と開口部とを設けたフォトマスク等を用いて露光を行い、現像する方法等が挙げられる。
【０００５】
ここで、近年、カラーフィルタの高精細化が望まれており、上記半透過型液晶表示装置用カラーフィルタにおいては、反射光用領域により微細な形状に孔部を形成することが必要とされている。しかしながら、一般的な着色層形成用感光性樹脂組成物を用いて上述した方法により着色層を形成した場合、露光の際に照射されるエネルギーの回折等によって、微細なパターンの形成が困難となり、その結果、形成された孔部の深さが浅いものとなったり、孔部が潰れてしまうという問題があった。
【特許文献１】特開２００２−３３３６２２公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、微細なパターン状に孔部を形成可能な着色層形成用感光性樹脂組成物の提供が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、顔料と重合開始剤と増感剤とバインダー成分とを含有し、赤色着色層または青色着色層を形成する際に用いられる着色層形成用感光性樹脂組成物であって、上記増感剤が、３４０ｎｍ〜４２０ｎｍの範囲内の波長領域に最大吸収波長を有し、かつ上記増感剤の最大吸収波長における吸光係数が８００００ｍｌ／ｇ・ｃｍ以上であり、上記増感剤の最大吸収波長が、上記重合開始剤の最大吸収波長より４０ｎｍ以上大きく、上記増感剤および上記重合開始剤の含有量の和が、上記着色層形成用感光性樹脂組成物の固形分に対して４質量％〜１７質量％の範囲内であり、上記着色層形成用感光性樹脂組成物に含有される上記重合開始剤の質量を１とした際、上記着色層形成用感光性樹脂組成物に含有される上記増感剤の質量が０．０５〜０．４５の範囲内であることを特徴とする着色層形成用感光性樹脂組成物を提供する。
【０００８】
本発明においては、上記増感剤と上記重合開始剤との含有量の和が、上記範囲内とされていることから、着色層形成用感光性樹脂組成物のエネルギーに対する感度を低くすることができる。そのため、フォトリソグラフィー法により着色層を形成する際、照射されるエネルギーの回折等が生じた場合であっても、回折したエネルギーが照射された部分で着色層形成用感光性樹脂組成物が硬化してしまうこと等を防ぐことができる。したがって、本発明によれば、微細な孔部を有する着色層を形成することが可能な着色層形成用感光性樹脂組成物とすることができる。また、本発明においては、上記増感剤と上記重合開始剤とを組み合わせて用いることから、上述したように着色層形成用感光性樹脂組成物のエネルギーに対する感度を低下させた場合であっても、着色層が形成される部分においては、着色層形成用感光性樹脂組成物の表面だけでなく基板側まで硬化されるものとすることができる。したがって、基板との密着性が良好な着色層を形成することが可能な着色層形成用感光性樹脂組成物とすることができる。
【０００９】
本発明は、顔料と第１重合開始剤と第２重合開始剤と増感剤とバインダー成分とを含有し、緑色着色層を形成する際に用いられる着色層形成用感光性樹脂組成物であって、上記増感剤が、３４０ｎｍ〜４２０ｎｍの範囲内の波長領域に最大吸収波長を有し、上記増感剤の最大吸収波長における吸光係数が８００００ｍｌ／ｇ・ｃｍ以上であり、上記増感剤の最大吸収波長が、上記第１重合開始剤の最大吸収波長より４０ｎｍ以上大きく、上記第２重合開始剤は、３１５ｎｍ〜３３５ｎｍの範囲内の波長領域に最大吸収波長を有し、上記増感剤、上記第１重合開始剤、および上記第２重合開始剤の含有量の和が、上記着色層形成用感光性樹脂組成物の固形分に対して４質量％〜９質量％の範囲内であり、上記着色層形成用感光性樹脂組成物に含有される上記第１重合開始剤および上記第２重合開始剤の質量の和を１とした際、上記着色層形成用感光性樹脂組成物に含有される上記増感剤の質量が０．０５〜０．４５の範囲内であることを特徴とする着色層形成用感光性樹脂組成物を提供する。
【００１０】
本発明においては、上記増感剤、上記第１重合開始剤、および第２重合開始剤の含有量の和が上記範囲内であることから、着色層形成用感光性樹脂組成物のエネルギーに対する感度を低いものとすることができる。のため、フォトリソグラフィー法により着色層を形成する際、照射されるエネルギーの回折等が生じた場合であっても、回折したエネルギーが照射された部分で着色層形成用感光性樹脂組成物が硬化してしまうこと等を防ぐことができる。したがって、本発明によれば、微細な孔部を有する着色層を形成することが可能な着色層形成用感光性樹脂組成物とすることができる。また、本発明においては、増感剤、第１重合開始剤、および第２重合開始剤を組み合わせて用いることから、上述したように着色層形成用感光性樹脂組成物のエネルギーに対する感度を低下させた場合であっても、着色層が形成される部分においては、着色層形成用感光性樹脂組成物の表面だけでなく基板側まで硬化されるものとすることができる。したがって、基板との密着性が良好な着色層を形成することが可能な着色層形成用感光性樹脂組成物とすることができる。また一般的に、緑色着色層を形成する際に用いられる着色層形成用感光性樹脂組成物は他の色の着色層を形成するために用いられる着色層形成用感光性樹脂組成物と比較して硬化性が低いが、本発明においては、第１重合開始剤とは異なる最大吸収波長を有する第２重合開始剤を用いることから、より広範囲にわたる波長領域におけるエネルギーを利用して着色層形成用感光性樹脂組成物を硬化させることが可能となる。したがって、基板との密着性が良好であり、かつ硬化性も良好な着色層を形成可能な着色層形成用感光性樹脂組成物とすることができる。
【００１１】
上記発明においては、上記増感剤が、３４０ｎｍ〜４００ｎｍの範囲内の波長領域に最大吸収波長を有し、かつ上記増感剤の最大吸収波長の吸光係数が８００００ｍｌ／ｇ・ｃｍ以上であることが好ましい。一般的に露光に用いられる光源から照射されるエネルギーのピーク波長が上記波長領域にあるため、増感剤が最大吸収波長を上記範囲内に有するものとすることによって、光源から照射されたエネルギーを増感剤が効率的に吸収し、その吸収したエネルギーを着色層形成用感光性樹脂組成物の硬化に寄与させることが可能となるからである。
【００１２】
本発明は、上記に記載の着色層形成用感光性樹脂組成物を用いて、フォトリソグラフィー法により、孔部を有する着色層を形成する着色層形成工程を有することを特徴とするカラーフィルタの製造方法を提供する。上記着色層形成用感光性樹脂組成物を用いて着色層を形成することから、本発明によれば、着色層中に微細なパターン状に孔部が形成されたものとすることができ、また基板と着色層との密着性を良好なものとすることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、微細な孔部を有し、かつ基板との密着性が良好な着色層を形成することが可能な着色層形成用感光性樹脂組成物と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】
【００１４】
本発明は、例えば半透過型液晶表示装置用カラーフィルタ等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、およびそれを用いたカラーフィルタの製造方法に関するものである。以下、それぞれについて分けて説明する。
【００１５】
Ａ．着色層形成用感光性樹脂組成物
まず、本発明の着色層形成用感光性樹脂組成物について説明する。本発明の着色層形成用感光性樹脂組成物は、形成される着色層の色の違いにより、２つの実施態様がある。以下、それぞれの実施態様ごとに説明する。
【００１６】
１．第１実施態様
まず、本発明の着色層形成用感光性樹脂組成物の第１実施態様について説明する。本実施態様の着色層形成用感光性樹脂組成物は、顔料と重合開始剤と増感剤とバインダー成分とを含有し、赤色着色層または青色着色層を形成する際に用いられるものである。また本実施態様においては、上記増感剤が、所定の範囲内の波長領域に最大吸収波長を有するものとされ、上記増感剤の最大吸収波長における吸光係数は所定の値以上とされる。また、上記増感剤の最大吸収波長は、上記重合開始剤の最大吸収波長より所定の値以上大きいものとされ、上記増感剤および上記重合開始剤の含有量の和は、上記着色層形成用感光性樹脂組成物の固形分に対して所定の範囲内とされる。またさらに、上記着色層形成用感光性樹脂組成物に含有される上記重合開始剤の質量を１とした際、上記着色層形成用感光性樹脂組成物に含有される上記増感剤の質量は所定の範囲内とされる。
【００１７】
上述したように、例えば半透過型液晶表示装置に用いられるカラーフィルタにおいては、微細な孔部を有する着色層を形成することが望まれている。しかしながら、一般的な着色層形成用感光性樹脂組成物を用いて、このような着色層をフォトリソグラフィー法により形成した場合、エネルギーの回折等によって、本来露光されるべきでない部分の着色層形成用感光性樹脂組成物まで感光してしまい、例えば孔部の深さが浅いものとなったり、孔部が潰れてしまうという問題があった。
【００１８】
一方、本実施態様によれば、着色層形成用感光性樹脂組成物中の重合開始剤と増感剤との含有量の和が、所定の範囲内とされていることから、着色層形成用感光性樹脂組成物のエネルギーに対する感度を低いものとすることができる。そのため、本実施態様の着色層形成用感光性樹脂組成物を用いてフォトリソグラフィー法により着色層を形成した際、エネルギーの回折等が生じた場合であっても、本来露光されるべきでない部分の着色層形成用感光性樹脂組成物が感光してしまうこと等を防ぐことができ、孔部の深さが浅いものとなったり、孔部が潰れてしまうこと等を防ぐことができるのである。
【００１９】
また、本実施態様においては、上記増感剤と上記重合開始剤とを組み合わせて用いることから、上記重合開始剤と増感剤との含有量の和を上述した範囲とし、着色層形成用感光性樹脂組成物のエネルギーに対する感度を低いものとした場合であっても、形成された着色層と基板との密着性を高いものとすることができる。これは、上記重合開始剤と上記増感剤との最大吸収波長どうしが近い場合、露光の際照射されるエネルギーのうち、上記最大吸収波長近傍の波長のエネルギーが、着色層形成用感光性樹脂組成物の表面側で上記増感剤および重合開始剤によって消費されてしまい、着色層形成用感光性樹脂組成物の基板側まで到達し難くなる。そのため、この部分で重合開始剤がその機能を十分に発揮することができず、着色層形成用感光性樹脂組成物の硬化が弱くなるため、形成された着色層と基板との密着性が弱くなる。一方、本実施態様においては、上記重合開始剤と増感剤との最大吸収波長が所定の値以上異なることから、上記増感剤の最大吸収波長近傍のエネルギーが着色層形成用感光性樹脂組成物の基板側まで到達し易いものとすることができる。そのため、この部分で増感剤が上記エネルギーを吸収し、その吸収したエネルギーを重合開始剤の反応開始に寄与させることが可能となるのである。したがって、本発明によれば着色層形成用感光性樹脂組成物を基板側まで十分に硬化させることができ、基板との密着性が良好な着色層を形成することが可能となるのである。
以下、本実施態様の着色層形成用感光性樹脂組成物に含有される材料ごとに詳しく説明する。
【００２０】
（増感剤）
まず、本実施態様の着色層形成用感光性樹脂組成物に含有される増感剤について説明する。本実施態様に用いられる増感剤は、上記着色層形成用感光性樹脂組成物を基板上に塗布し、露光した際に、照射されたエネルギーを吸収し、その吸収したエネルギーを後述する重合開始剤の反応開始に寄与させる役割を担う物質である。
【００２１】
本実施態様に用いられる増感剤は、３４０ｎｍ〜４２０ｎｍの範囲内に最大吸収波長を有するものとされるが、中でも３４０ｎｍ〜４１０ｎｍの範囲内、特に３４０ｎｍ〜４００ｎｍの範囲内に最大吸収波長を有していることが好ましい。これにより、着色層の形成の際に一般的に用いられる露光装置から照射されるエネルギーを効率的に吸収することが可能となるからである。また上記波長領域以上の長波長側のエネルギーは、それより短波長側の波長領域のエネルギーと比較して、着色層形成用感光性樹脂組成物表面で散乱することなく、着色層形成用感光性樹脂組成物の基板側まで到達しやすい性質を有している。したがって、増感剤が上述した波長領域に最大吸収波長を有するものとすることにより、露光の際に着色層形成用感光性樹脂組成物が基板側まで十分に硬化するものとすることができ、形成された着色層と基板との密着性を良好なものとすることができる。なお、上記最大吸収波長とは、２００ｎｍ〜７００ｎｍの範囲内の波長領域における吸収スペクトルを紫外・可視分光光度計（PERKIN ELMER製  UV/Vis/NIR Spectroscopy）により測定した際、得られる吸収波長のうち最大の吸収波長のことをいう。
【００２２】
またこの際、上記最大吸収波長における吸光係数は、８００００ｍｌ／ｇ・ｃｍ以上とされ、中でも９００００ｍｌ／ｇ・ｃｍ以上、特に１０００００ｍｌ／ｇ・ｃｍ以上であることが好ましい。これにより、上記最大吸収波長における増感剤の感度が良好なものとすることができるからである。なお、上記吸光係数は、着色層形成用感光性樹脂組成物をメタノールに溶解させ、それを光が透過する長さが１ｃｍとなる石英セルに入れ、紫外・可視分光光度計（PERKIN ELMER製  UV/Vis/NIR Spectroscopy）により測定を行うことにより測定される値である。
【００２３】
また、本実施態様においては、上記増感剤の最大吸収波長は、後述する重合開始剤の最大吸収波長より４０ｎｍ以上大きいものとされ、中でも４０ｎｍ〜１２０ｎｍの範囲内、特に４０ｎｍ〜８０ｎｍの範囲内大きいものとされることが好ましい。これにより、増感剤によって、重合開始剤が吸収しない波長のエネルギーを吸収し、重合開始剤の反応開始に寄与させることができる。また長波長側のエネルギーは、短波長側のエネルギーと比較して、着色層形成用感光性樹脂組成物表面で散乱することなく、着色層形成用感光性樹脂組成物の基板側まで到達しやすい性質がある。したがって、上記増感剤の最大吸収波長を、重合開始剤の最大吸収波長より大きいものとすることにより、増感剤が基板側で硬化を発揮しやすいものとすることができる。これにより、着色層形成用感光性樹脂組成物が露光された際、着色層形成用感光性樹脂組成物が基板側まで十分に硬化するものとすることができ、形成された着色層と基板との密着性を良好なものとすることができる。
【００２４】
このような増感剤としては、例えば、
【００２５】
【化１】
0004826187.tif 000002
【００２６】
で表される増感剤を挙げることができる。ここで、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４は、それぞれ水素、または炭素数１〜５のアルキル基のいずれかを示し、それぞれ同一であっても異なっていてもよい。
【００２７】
上記増感剤として、具体的には、４，４’−ビス（ジエチルアミノ）ベンゾフェノン、４，４’−ビス（ジメチルアミノ）ベンゾフェノン、４−メチル−４’−ジエチルアミノベンゾフェノン、４−メトキシ−４’−ジエチルアミノベンゾフェノン、４，４’−ビス（ジプロピルアミノ）ベンゾフェノン、４，４’−ビス（ジイソプロピルアミノ）ベンゾフェノン等を挙げることができ、これらを１種または２種以上混合して用いることができる。
【００２８】
また上記増感剤は、着色層形成用感光性樹脂組成物中に含有される上記増感剤の含有量と、着色層形成用感光性樹脂組成物中に含有される上記重合開始剤との含有量の和が、着色層形成用感光性樹脂組成物の固形分に対して４質量％〜１７質量％の範囲内となるように添加され、中でも６質量％〜１７質量％の範囲内、特に６質量％〜１５質量％の範囲内とされることが好ましい。これにより、着色層形成用感光性樹脂組成物のエネルギーに対する感度を低いものとすることができ、露光の際に照射されるエネルギーが回折した場合であっても、その影響を小さいものとすることができるからである。
【００２９】
またこの際、上記着色層形成用感光性樹脂組成物に含有される上記重合開始剤と上記増感剤との質量比としては、上記重合開始剤の質量を１とした際、上記増感剤の質量が０．０５〜０．４５の範囲内、中でも０．０５〜０．２５の範囲内、特に０．１〜０．２５の範囲内とされることが好ましい。このような比率で上記増感剤と後述する重合開始剤とを含有させることにより、着色層形成用感光性樹脂組成物の表面だけでなく、基板側まで硬化させることが可能となるからである。
【００３０】
なお、上記増感剤の具体的な含有量としては、着色層形成用感光性樹脂組成物の固形分中に０．０２質量％〜７．７質量％の範囲内、中でも０．６質量％〜７．７質量％の範囲内、特に０．６質量％〜６．８質量％の範囲内とされていることが好ましい。増感剤の含有量が上記範囲であることにより、形成された着色層と基板との密着性を良好なものとすることができるからである。
【００３１】
（重合開始剤）
次に、本実施態様に用いられる重合開始剤について説明する。本実施態様に用いられる重合開始剤は、照射されるエネルギーの作用により、ラジカル等の活性種を発生し、後述するバインダー成分の重合反応を開始させる役割を有するものである。
【００３２】
本実施態様に用いられる重合開始剤は、上述した増感剤の最大吸収波長より、上述した値以上小さい最大吸収波長を有するものであれば特に限定されるものではないが、上記重合開始剤は、最大吸収波長を、２６０ｎｍ〜３１０ｎｍの範囲内、特に２８０ｎｍ〜３１０ｎｍの範囲内の波長領域に有することが好ましい。これにより、重合開始剤の添加によって着色層形成用重合開始剤が着色されてしまうこと等の少ないものとすることができるからである。
【００３３】
またこの際、上記重合開始剤の最大吸収波長における吸光係数は、４００００ｍｌ／ｇ・ｃｍ以上、特に５００００ｍｌ／ｇ・ｃｍ以上であることが好ましい。上記重合開始剤の最大吸収波長における吸光係数が、上記値以上であることにより、重合開始剤が上記最大吸収波長において効率よくエネルギーを吸収することができるからである。
【００３４】
このような重合開始剤としては、例えばアセトフェノン系の重合開始剤を挙げることができ、具体的には、一般式
【００３５】
【化２】
0004826187.tif 000003
【００３６】
で表される重合開始剤を挙げることができる。ここで、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４は、それぞれ水素、または炭素数１〜５のアルキル基のいずれかを示し、それぞれ同一であっても異なっていてもよい。また、Ａｒはモルフォリノ基を示す。
【００３７】
上記重合開始剤として、具体的には、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ン−１−オン、２−メチル−１[４−（エチルチオ）フェニル]−２−モルフォリノプロパン−１−オン、２−メチル−１[４−（メチルチオ）フェニル]−２−モルフォリノブタン−１−オン等を挙げることができ、これらを１種または２種以上混合して用いることができる。
【００３８】
また、上記重合開始剤は、上述したように、着色層形成用感光性樹脂組成物中に、上記増感剤と所定の割合で、かつ重合開始剤と増感剤との含有量の和が所定の範囲内となるように含有される。上記重合開始剤の含有量として具体的には、着色層形成用感光性樹脂組成物の固形分中に２．８質量％〜１６．２質量％の範囲内、中でも２．８質量％〜１５．３質量％の範囲内、特に４．０質量％〜１３．５質量％の範囲内とされていることが好ましい。
【００３９】
（バインダー成分）
次に、本実施態様に用いられるバインダー成分について説明する。本実施態様に用いられるバインダー成分は、形成された着色層中で結着剤としての役割を果たすものであり、基板と密着性が良好なものであれば、特に限定されるものではない。
【００４０】
このようなバインダー成分は、着色層形成用感光性樹脂組成物の固形分中に５質量％〜６０質量％の範囲内、特に１０質量％〜５０質量％の範囲内含有されていることが好ましい。上記バインダー成分の含有量が上記範囲に満たない場合、形成された着色層と基板との密着性が劣る傾向にあるからである。
【００４１】
ここで、本実施態様に用いられるバインダー成分としては、重合可能なモノマー成分やポリマー成分等が挙げられる。本実施態様に用いられるポリマー成分としては、一般的な着色層の形成に用いられるものと同様のものを用いることができ、例えば、ポリマー成分としては、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−塩化ビニル共重合体、エチレンビニル共重合体、ポリスチレン、アクリロニトリル−スチレン共重合体、ＡＢＳ樹脂、ポリメタクリル酸樹脂、エチレンメタクリル酸樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、塩素化塩化ビニル、ポリビニルアルコール、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリビニルアセタール、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルサルフォン、ポリフェニレンサルファイド、ポリアリレート、ポリビニルブチラール、エポキシ樹脂、フェノキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリアミック酸樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂等、および、重合可能なモノマーであるメチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、ｎ−プロピル（メタ）アクリレート、イソプロピル（メタ）アクリレート、sec-ブチル（メタ）アクリレート、イソブチル（メタ）アクリレート、tert−ブチル（メタ）アクリレート、ｎ−ペンチル（メタ）アクリレート、ｎ−ヘキシル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、ｎ−オクチル（メタ）アクリレート、ｎ−デシル（メタ）アクリレート、スチレン、α−メチルスチレン、Ｎ−ビニル−２−ピロリドン、グリシジル（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（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、ジシクロペンタニルオキシエチル（メタ）アクリレート、フェニル（メタ）アクリレート、ベンジル（メタ）アクリレートの１種以上と、アクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸の２量体（例えば、東亜合成化学（株）製Ｍ−５６００）、イタコン酸、クロトン酸、マレイン酸、フマル酸、ビニル酢酸、これらの酸無水物等の１種以上とからなるポリマーまたはコポリマー等が挙げられる。また、上記のコポリマーにグリシジル基または水酸基を有するエチレン性不飽和化合物を付加させたポリマー等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００４２】
本実施態様においては、上記のポリマー成分の中でも、合わせて使用するモノマー成分との相溶性等の観点から、ポリメタクリル酸メチル樹脂、ポリメタクリル酸エチル樹脂、ポリメタクリル酸メチル樹脂とポリメタクリル酸エチル樹脂の共重合体、フェノキシ樹脂、エポキシ樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、エチルヒドロキシエチルセルロース、セルローストリアセテート等を好ましく使用することができる。特に好ましくは、ポリメタクリル酸メチル樹脂、ポリメタクリル酸エチル樹脂、ポリスチレン樹脂、メタクリル酸とスチレン、グリシジル（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（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、ベンジル（メタ）アクリレートの２種類以上からなる共重合体、フェノキシ樹脂、エポキシ樹脂、および、これらの変性物を使用することができる。
【００４３】
このようなポリマー成分の分子量としては、形成された着色層と基板との密着性が良好であり、かつ微細な孔部が形成可能であるという面から、３０００〜１０００００の範囲内、特に５０００〜５００００の範囲内であることが好ましい。
【００４４】
また、モノマー成分としては、具体的には、アリル（メタ）アクリレート、ベンジル（メタ）アクリレート、ブトキシエチル（メタ）アクリレート、ブトキシエチレングリコール（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（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、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、グリセロール（メタ）アクリレート、グリシジル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、イソボニル（メタ）アクリレート、イソデキシル（メタ）アクリレート、イソオクチル（メタ）アクリレート、ラウリル（メタ）アクリレート、２−メトキシエチル（メタ）アクリレート、メトキシエチレングリコール（メタ）アクリレート、フェノキシエチル（メタ）アクリレート、ステアリル（メタ）アクリレート、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、１，４−ブタンジオールジ（メタ）アクリレート、１，５−ペンタンジオールジ（メタ）アクリレート、１，６−ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、１，３−プロパンジオール（メタ）アクリレート、１，４−シクロヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、２，２−ジメチロールプロパンジ（メタ）アクリレート、グリセロールジ（メタ）アクリレート、トリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、グリセロールトリ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ポリオキシエチル化トリメチロールプロパントリ（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、ペンタエリスリトールテトラ（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、ポリオキシプロピルトリメチロールプロパントリ（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、１，２，４−ブタントリオールトリ（メタ）アクリレート、２，２，４−トリメチル−１，３−ペンタンジオールジ（メタ）アクリレート、ジアリルフマレート、１，１０−デカンジオールジメチル（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、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、１−ビニル−２−ピロリドン、２−ヒドロキシエチルアクリロイルホスフェート、テトラヒドロフルフリール（メタ）アクリレート、ジシクロペンテニル（メタ）アクリレート、ジシクロペンテニルオキシエチル（メタ）アクリレート、３−ブタンジオールジ（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、ポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ヒドロキシピバリン酸エステルネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート、フェノール−エチレンオキサイド変性（メタ）アクリレート、フェノール−プロピレンオキサイド変性（メタ）アクリレート、Ｎ−ビニル−２−ピロリドン、ビスフェノールＡ−エチレンオキサイド変性ジ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールジ（メタ）アクリレートモノステアレート、テトラエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ポリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパンプロピレンオキサド変性トリ（���タ）アクリレート、イソシアヌール酸エチレンオキサイド変性トリ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパンエチレンオキサイド変性トリ（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、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ポリウレタン構造を有するオリゴマーに（メタ）アクリレート基を結合させたウレタン（メタ）アクリレートオリゴマー、ポリエステル構造を有するオリゴマーに（メタ）アクリレート基を結合させたポリエステル（メタ）アクリレートオリゴマー、エポキシ基を有するオリゴマーに（メタ）アクリレート基を結合させたエポキシ（メタ）アクリレートオリゴマー、（メタ）アクリレート基を有するポリウレタン（メタ）アクリレート、（メタ）アクリレート基を有するポリエステル（メタ）アクリレート、（メタ）アクリレート基を有するエポキシ（メタ）アクリレート樹脂等が挙げられ、これらを１種類または２種類以上用いることが可能である。
【００４５】
なお、本実施態様において（メタ）アクリレートとはアクリレート基又はメタクリレート基のいずれかであることを意味する。
【００４６】
また、本実施態様においては、上記のモノマー成分に酸性官能基を導入してもよい。これにより、着色層を形成する際の現像時に、着色層形成用感光性樹脂組成物の現像液等に対する溶解性を上げることが可能となり、形成された孔部中に着色層形成用感光性樹脂組成物の残渣等を少ないものとすることができるからである。このような酸性官能基としては、例えばアルカリ現像可能なものであれば良く、具体的にはカルボキシル基、スルホン酸基、リン酸基などを挙げることができ、中でもカルボキシル基が好ましい。
【００４７】
さらにまた、本実施態様においては、形成された着色層と基板との密着性向上のために、モノマー成分中の官能基数を、２〜６、特に３〜６とすることが好ましい。
【００４８】
なお、本実施態様においては、上記モノマー成分およびポリマー成分の質量比は、上記モノマー成分の質量を１とした際、上記ポリマー成分の質量が０．８〜３の範囲内、特に１〜２．５の範囲内であることが好ましい。これにより、微細な孔部を形成することが可能となり、また形成された着色層と基板との密着性をより良好なものとすることができるからである。
【００４９】
（顔料）
次に、本実施態様に用いられる顔料について説明する。本実施態様において用いられる顔料は、着色層形成用感光性樹脂組成物を目的とする色に着色可能な顔料であれば特に限定されるものではなく、一般的な着色層の形成に用いられる顔料と同様とすることができる。
【００５０】
本実施態様においては、このような顔料は、着色層形成用感光性樹脂組成物の固形分中に１３質量％〜５０質量％の範囲内、中でも１７質量％〜４５質量％の範囲内含有されていることが好ましい。
【００５１】
また、本実施態様の着色層形成用感光性樹脂組成物を用いて赤色着色層を形成する場合には、上記顔料として例えば、ＰＲ（ピグメントレッド）１０９、１２２、１２３、１６６、１７７、１９０、２０６、２０９、２１５、２４２、２５４等を用いることができる。なお、これらの顔料は１種または２種以上組み合わせて用いてもよい。
【００５２】
また、本実施態様の着色層形成用感光性樹脂組成物を用いて青色着色層を形成する場合には、上記顔料として例えばＰＢ（ピグメントブルー）１５：１、１５：２、１５：３、１５：４、１５：５、１５：６やＰＶ（ピグメントバイオレット）１９、２３等を用いることができる。なお、これらの顔料は１種または２種以上組み合わせて用いてもよい。
【００５３】
（着色層形成用感光性樹脂組成物）
本実施態様における着色層形成用感光性樹脂組成物は、上述した増感剤、重合開始剤、バインダー成分および顔料を含有するものであれば、特に限定されるものではなく、必要に応じて適宜溶剤や密着助剤、各種調整剤等を含有していてもよい。
【００５４】
本実施態様においては、形成された着色層と基板との密着性向上のために、特に密着助剤を用いることが好ましい。このような密着助剤としては、例えばシランカップリング材として用いられているものを用いることができ、具体的には、３−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、３−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、３−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、３−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、２−（３，４−エポキシシクロヘキシル）、エチルトリメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン等を挙げることができ、これらを１種または２種以上混合して用いることができる。
【００５５】
また、上記密着助剤は、着色層形成用感光性樹脂組成物の固形分に、２質量％〜５質量％の範囲内、特に３質量％〜５質量％の範囲内含有されていることが好ましい。
【００５６】
また、本実施態様においては、上述した増感剤と異なる吸収波長を有する増感剤や、上述した重合開始剤と異なる吸収波長を有する重合開始剤が、着色層形成用感光性樹脂組成物中に含有されていてもよい。この場合においても、着色層形成用感光性樹脂組成物中に含有される全ての増感剤の含有量と、着色層形成用感光性樹脂組成物中に含有される全ての重合開始剤との含有量の和が、着色層形成用感光性樹脂組成物の固形分に対して４質量％〜１７質量％の範囲内、中でも６質量％〜１７質量％の範囲内、特に６質量％〜１５質量％の範囲内とされていることが好ましい。
【００５７】
ここで、本実施態様の着色層形成用感光性樹脂組成物は、フォトリソグラフィー法により着色層を形成する際に用いられるものであるが、特に反射光用領域に孔部を有する、半透過型液晶表示装置用カラーフィルタの着色層の形成や、カラーフィルタ付きアレイ基板の着色層の形成等に用いられることが好ましい。
【００５８】
また、上記着色層形成用感光性樹脂組成物を露光する際に用いられる光源としては、一般的に着色層の形成の際に用いられている光源と同様とすることができるが、特に超高圧水銀ランプ、低圧水銀ランプ、メタルハライドランプ等、紫外部に高輝線を有するランプが用いられることが好ましい。
【００５９】
２．第２実施態様
次に、本発明の着色層形成用感光性樹脂組成物の第２実施態様について説明する。本実施態様の着色層形成用感光性樹脂組成物は、顔料と第１重合開始剤と第２重合開始剤と増感剤とバインダー成分とを含有し、緑色着色層を形成する際に用いられるものである。また本実施態様において、上記増感剤は、所定の範囲内の波長領域に最大吸収波長を有するものとされ、また上記増感剤の最大吸収波長における吸光係数は所定の値以上とされる。また、上記増感剤の最大吸収波長は、上記第１重合開始剤の最大吸収波長より所定の値以上大きいものとされ、上記第２重合開始剤は、所定の範囲内の波長領域に最大吸収波長を有するものとされる。またさらに、上記増感剤、上記第１重合開始剤、および上記第２重合開始剤の含有量の和は、上記着色層形成用感光性樹脂組成物の固形分中に所定の範囲内含有されているものとされ、上記着色層形成用感光性樹脂組成物に含有される上記第１重合開始剤と上記第２重合開始剤との質量の和を１とした際、上記着色層形成用感光性樹脂組成物に含有される上記増感剤の質量は所定の範囲内とされる。
【００６０】
上述したように、例えば半透過型液晶表示装置に用いられるカラーフィルタにおいては、微細な孔部を有する着色層を形成することが望まれている。しかしながら、一般的な着色層形成用感光性樹脂組成物を用いて、このような着色層をフォトリソグラフィー法により形成した場合、エネルギーの回折等によって、本来露光されるべきでない部分の着色層形成用感光性樹脂組成物まで感光してしまい、例えば孔部の深さが浅いものとなったり、孔部が潰れてしまうという問題があった。
【００６１】
一方、本実施態様によれば、着色層形成用感光性樹脂組成物中の第１重合開始剤、第２重合開始剤、および増感剤との含有量の和が、所定の範囲内とされていることから、着色層形成用感光性樹脂組成物のエネルギーに対する感度を低いものとすることができる。そのため、本実施態様の着色層形成用感光性樹脂組成物を用いてフォトリソグラフィー法により着色層を形成した際、エネルギーの回折等が生じた場合であっても、本来露光されるべきでない部分の着色層形成用感光性樹脂組成物が感光してしまうこと等を防ぐことができ、孔部の深さが浅いものとなったり、孔部が潰れてしまうこと等を防ぐことができるのである。
【００６２】
また、本実施態様においては、所定の範囲内に最大吸収波長を有する増感剤と所定の範囲内に最大吸収波長を有する第１重合開始剤とを組み合わせて用いることから、着色層形成用感光性樹脂組成物のエネルギーに対する感度を低いものとした場合であっても、形成された着色層と基板との密着性を高いものとすることができる。上述したように、上記重合開始剤と上記増感剤との最大吸収波長どうしが近い場合、露光の際照射されるエネルギーのうち、上記最大吸収波長近傍の波長のエネルギーが、着色層形成用感光性樹脂組成物の表面側で上記増感剤および重合開始剤によって消費されてしまい、着色層形成用感光性樹脂組成物の基板側まで到達し難くなる。そのため、この部分で重合開始剤がその機能を十分に発揮することができず、着色層形成用感光性樹脂組成物の硬化が弱くなるため、形成された着色層と基板との密着性が弱くなる。一方、本実施態様においては、上記第１重合開始剤と増感剤との最大吸収波長が所定の値以上異なることから、上記増感剤の最大吸収波長近傍のエネルギーが着色層形成用感光性樹脂組成物の基板側まで到達し易いものとすることができる。そのため、この部分で増感剤が上記エネルギーを吸収し、その吸収したエネルギーを第１重合開始剤または第２重合開始剤の反応開始に寄与させることが可能となるのである。したがって、本発明によれば着色層形成用感光性樹脂組成物を基板側まで十分に硬化させることができ、基板との密着性が良好な着色層を形成することが可能となるのである。
【００６３】
また一般的に、緑色着色層を形成する際に用いられる着色層形成用感光性樹脂組成物は、硬化性が低いが、本実施態様においては、第１重合開始剤とは異なる最大吸収波長を有する第２重合開始剤が用いられていることから、より広範囲にわたる波長領域におけるエネルギーを利用して着色層形成用感光性樹脂組成物を硬化させることが可能となる。したがって、基板との密着性が良好であり、かつ硬化性も良好な着色層を形成可能な着色層形成用感光性樹脂組成物とすることができる。
以下、本実施態様の着色層形成用感光性樹脂組成物に含有される各材料ごとに詳しく説明する。
【００６４】
（増感剤）
まず、本実施態様に用いられる増感剤について説明する。本実施態様に用いられる増感剤は、上記着色層形成用感光性樹脂組成物を基板上に塗布し、露光した際に、照射されたエネルギーを吸収し、その吸収したエネルギーを後述する第１重合開始剤または第２重合開始剤の反応開始に寄与させることが可能なものであれば特に限定されるものではない。
【００６５】
本実施態様に用いられる増感剤は、３４０ｎｍ〜４２０ｎｍの範囲内に最大吸収波長を有するものとされるが、中でも３４０ｎｍ〜４１０ｎｍの範囲内、特に３４０ｎｍ〜４００ｎｍの範囲内に最大吸収波長を有していることが好ましい。これにより、着色層の形成の際に一般的に用いられる露光装置から照射されるエネルギーを効率的に吸収することが可能となるからである。また上記波長領域のエネルギーは、着色層形成用感光性樹脂組成物表面で散乱することなく、着色層形成用感光性樹脂組成物の基板側まで到達しやすい性質を有している。したがって、増感剤が上述した波長領域に最大吸収波長を有するものとすることにより、露光の際に着色層形成用感光性樹脂組成物が基板側まで十分に硬化するものとすることができ、形成された着色層と基板との密着性を良好なものとすることができる。なお、上記最大吸収波長は、上述した装置を用いて測定される値である。
【００６６】
またこの際、上記最大吸収波長における吸光係数は、８００００ｍｌ／ｇ・ｃｍ以上とされ、中でも９００００ｍｌ／ｇ・ｃｍ以上、特に１０００００ｍｌ／ｇ・ｃｍ以上であることが好ましい。これにより、上記最大吸収波長における増感剤の感度が良好なものとすることができるからである。なお、上記吸光係数についても上述した方法により測定される値である。
【００６７】
また、本実施態様においては、上記増感剤の最大吸収波長は、後述する第１重合開始剤の最大吸収波長より４０ｎｍ以上大きいものとされ、中でも４０ｎｍ〜１２０ｎｍ以上、特に４０ｎｍ〜８０ｎｍ以上大きいものとされることが好ましい。これにより、増感剤によって、第１重合開始剤の吸収しない波長のエネルギーを吸収し、第１重合開始剤または第２重合開始剤の反応開始に寄与させることが可能となるからである。また長波長側のエネルギーは、短波長側のエネルギーと比較して、着色層形成用感光性樹脂組成物表面で散乱することなく、着色層形成用感光性樹脂組成物の基板側まで到達しやすい性質がある。したがって、上記増感剤の最大吸収波長を、第１重合開始剤の最大吸収波長より大きいものとすることにより、増感剤が基板側で硬化を発揮しやすいものとすることができる。これにより着色層形成用感光性樹脂組成物が露光された際、着色層形成用感光性樹脂組成物が基板側まで十分に硬化するものとすることができ、形成された着色層と基板との密着性を良好なものとすることができるからである。
【００６８】
また上記増感剤は、着色層形成用感光性樹脂組成物中に含有される上記増感剤の含有量と、後述する第１重合開始剤と、第２重合開始剤との含有量の和が、着色層形成用感光性樹脂組成物の固形分に対して４質量％〜９質量％の範囲内となるように添加され、中でも４質量％〜８質量％の範囲内、特に５質量％〜８質量％の範囲内となるように添加されることが好ましい。これにより、着色層形成用感光性樹脂組成物のエネルギーに対する感度を低いものとすることができ、着色層形成の際にフォトマスク等を介して照射されるエネルギーが回折した場合であっても、その影響を小さいものとすることができるからである。
【００６９】
またこの際、上記着色層形成用感光性樹脂組成物に含有される上記第１重合開始剤および第２重合開始剤と上記増感剤との質量比としては、上記第１重合開始剤および第２重合開始剤の質量の和を１とした際、上記増感剤の質量が０．０５〜０．４５の範囲内、中でも０．０５〜０．３の範囲内、特に０．１〜０．３０の範囲内とされることが好ましい。このような比率で、上記増感剤と、第１重合開始剤および第２重合開始剤を用いることによって、形成された着色層の密着性を良好なものとすることができるからである。
【００７０】
なお、上記増感剤の具体的な含有量としては、着色層形成用感光性樹脂組成物の固形分中に０．２質量％〜２．７質量％の範囲内、中でも０．２質量％〜２．３質量％の範囲内、特に０．４質量％〜２．３質量％の範囲内とされていることが好ましい。増感剤の含有量が上記範囲であることにより、形成された着色層と基板との密着性を良好なものとすることができるからである。
【００７１】
また、本実施態様に用いられる上記増感剤の種類等については、上述した第１実施態様で用いられる増感剤と同様とすることができるので、ここでの詳しい説明は省略する。
【００７２】
（第１重合開始剤）
次に、本実施態様に用いられる第１重合開始剤について説明する。本実施態様に用いられる第１重合開始剤は、上述した増感剤の最大吸収波長より、上述した値以上小さい最大吸収波長を有するものであり、バインダー成分の重合開始に寄与可能なものであれば特に限定されるものではないが、上記第１重合開始剤は、最大吸収波長を、２６０ｎｍ〜３１０ｎｍの範囲内、特に２８０ｎｍ〜３１０ｎｍの範囲内の波長領域に有することが好ましい。これにより、第１重合開始剤の添加によって着色層形成用重合開始剤が着色されてしまうこと等の少ないものとすることができるからである。
【００７３】
またこの際、上記第１重合開始剤の最大吸収波長における吸光係数は、４００００ｍｌ／ｇ・ｃｍ以上、特に５００００ｍｌ／ｇ・ｃｍ以上であることが好ましい。上記第１重合開始剤の最大吸収波長における吸光係数が、上記値以上であることにより、上記最大吸収波長において効率よくエネルギーを吸収することができるからである。
【００７４】
また、上記第１重合開始剤は、上述したように、着色層形成用感光性樹脂組成物中に、第１重合開始剤および第２重合開始剤の含有量の和と増感剤の含有量とが一定の割合となるように、かつ第１重合開始剤と第２重合開始剤と増感剤との含有量の和が、着色層形成用感光性樹脂組成物の固形分に対して所定の範囲内となるように含有されるものである。本実施態様における第１重合開始剤の含有量として具体的には、着色層形成用感光性樹脂組成物の固形分中に１質量％〜７．２質量％の範囲内、中でも１．５質量％〜６．５質量％の範囲内、特に２質量％〜６．５質量％の範囲内含有されていることが好ましい。
【００７５】
なお、本実施態様に用いられる第１重合開始剤の種類等については、上述した第１実施態様で用いられる重合開始剤と同様とすることができるので、ここでの詳しい説明は省略する。
【００７６】
（第２重合開始剤）
次に、本実施態様の着色層形成用感光性樹脂組成物中に含有される第２重合開始剤について説明する。本実施態様に用いられる第２重合開始剤は、バインダー成分の重合開始に寄与可能なものであって、最大吸収波長を３１５ｎｍ〜３３５ｎｍの範囲内、好ましくは３１５ｎｍ〜３３０ｎｍの範囲内の波長領域に有するものであれば特に限定されるものではない。上記吸収波長は、上述した方法により測定される値である。またこの際、上記最大吸収波長における吸光係数は、４００００ｍｌ／ｇ・ｃｍ以上、特に５００００ｍｌ／ｇ・ｃｍ以上であることが好ましい。これにより、上記最大吸収波長において効率よくエネルギーを吸収し、バインダー成分の重合開始に寄与することができるからである。上記吸収波長についても、上述した方法により測定される値である。
【００７７】
このような第２重合開始剤としては、例えばアセトフェノン系の重合開始剤を挙げることができ、具体的には、一般式
【００７８】
【化３】
0004826187.tif 000004
【００７９】
で表される重合開始剤を挙げることができる。ここで、Ｒ１、Ｒ２は、それぞれ炭素数１〜５のアルキル基またはＲ５で置換されているフェニル基（Ｒ５は、水素、または炭素数１〜５のアルキル基のいずれかを示す。）のいずれかを示し、Ｒ３、Ｒ４は、それぞれ水素、または炭素数１〜８のアルキル基のいずれかを示し、それぞれ同一であっても異なっていてもよい。また、Ａｒはモルフォリノ基により４位置換されたフェニル基を示す。
【００８０】
このような第２重合開始剤として、具体的には、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−エチルベンジル−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−メチルベンジル−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−ベンジル−２−ジエチルアミノ−１−（４−モルフォリノフェニル）−ブタノン、２−シクロヘキシル−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−プロピル−２−ジメチルアミノ−１−（４−モルフォリノフェニル）−ブタノン等を挙げることができる。
【００８１】
また、上記第２重合開始剤は、上述したように、着色層形成用感光性樹脂組成物中に、第１重合開始剤および第２重合開始剤の含有量の和と増感剤の含有量とが一定の割合となるように、かつ第１重合開始剤と第２重合開始剤と増感剤との含有量の和が、着色層形成用感光性樹脂組成物の固形分に対して所定の範囲内となるように含有されるものである。本実施態様における第２重合開始剤の含有量として具体的には、着色層形成用感光性樹脂組成物の固形分中に０．３質量％〜４質量％の範囲内、中でも０．３５質量％〜３質量％の範囲内、特に０．７質量％〜３質量％の範囲内とされていることが好ましい。
【００８２】
（バインダー成分）
本実施態様に用いられるバインダー成分は、形成された着色層中で結着剤としての役割を果たすものであり、基板と密着性が良好なものであれば、特に限定されるものではない。
【００８３】
このようなバインダー成分は、着色層形成用感光性樹脂組成物の固形分中に５質量％〜６０質量％の範囲内、特に１０質量％〜５０質量％の範囲内含有されていることが好ましい。上記バインダー成分の含有量が上記範囲に満たない場合、形成された着色層と基板との密着性が劣る傾向にあるからである。
【００８４】
なお、本実施態様に用いられるバインダー成分の種類等については、上述した第１実施態様に用いられるものと同様のものとすることができるので、ここでの説明は省略する。
【００８５】
（顔料）
次に、本実施態様に用いられる顔料について説明する。本実施態様において用いられる顔料は、着色層形成用感光性樹脂組成物を目的とする色に着色可能な顔料であれば特に限定されるものではなく、一般的な着色層の形成に用いられる顔料と同様とすることができる。
【００８６】
本実施態様においては、このような顔料は、着色層形成用感光性樹脂組成物の固形分中に２５質量％〜７５質量％の範囲内、中でも２５質量％〜６０質量％の範囲内含有されていることが好ましい。
【００８７】
このような顔料としては、例えばＰＧ（ピグメングリーン）７、１０、３６やＰＹ（ピグメントイエロー）１３８、８３、１３９、１５０等が挙げられる。なお、これらの顔料は１種または２種以上組み合わせて用いてもよい。
【００８８】
（着色層形成用感光性樹脂組成物）
本実施態様における着色層形成用感光性樹脂組成物は、上述した増感剤、第１重合開始剤、第２重合開始剤、バインダー成分および顔料を含有するものであれば、特に限定されるものではなく、必要に応じて適宜溶剤や密着助剤、各種調整剤等を含有していてもよい。
【００８９】
本実施態様においては、形成された着色層と基板との密着性向上のために、特に密着助剤を用いることが好ましい。このような密着助剤としては、上述した第１実施態様に用いられるものと同様とすることができるので、ここでの詳しい説明は省略する。
【００９０】
ここで、本実施態様の着色層形成用感光性樹脂組成物についても、フォトリソグラフィー法を用いた着色層の形成の際に用いられるものであるが、特に反射光用領域に孔部を有する、半透過型液晶表示装置用カラーフィルタの着色層の形成や、カラーフィルタ付きアレイ基板の着色層の形成等に用いられることが好ましい。
【００９１】
また、本実施態様においては、上述した増感剤と異なる吸収波長を有する増感剤や、上述した第１重合開始剤や第２重合開始剤と異なる吸収波長を有する重合開始剤が、着色層形成用感光性樹脂組成物中に含有されていてもよい。この場合においても、着色層形成用感光性樹脂組成物中に含有される全ての増感剤の含有量と、着色層形成用感光性樹脂組成物中に含有される全ての重合開始剤との含有量の和が、着色層形成用感光性樹脂組成物の固形分に対して４質量％〜１７質量％の範囲内、中でも６質量％〜１７質量％の範囲内、特に６質量％〜１５質量％の範囲内とされていることが好ましい。
【００９２】
また、上記着色層形成用感光性樹脂組成物を露光する際に用いられる光源としては、上述した第１実施態様で説明したものと同様とすることができるので、ここでの詳しい説明は省略する。
【００９３】
Ｂ．カラーフィルタの製造方法
次に、本発明のカラーフィルタの製造方法について説明する。本発明のカラーフィルタの製造方法は、上記に記載の着色層形成用感光性樹脂組成物を用いて、フォトリソグラフィー法により、孔部を有する着色層を形成する着色層形成工程を有することを特徴とするものである。
【００９４】
本発明のカラーフィルタの製造方法は、例えば図１に示すように、基板１上に、着色層形成用感光性樹脂組成物１０を塗布し（図１（ａ））、この着色層形成用感光性樹脂組成物１０を、例えば遮蔽部３および開口部４が設けられたフォトマスク５等を用いてエネルギー６を照射することにより露光し（図１（ｂ））、現像を行うことにより孔部ａを有する着色層２を形成する（図１（ｃ））着色層形成工程を有するものである。
【００９５】
本発明においては、上記着色層形成用感光性樹脂組成物を用いてフォトリソグラフィー法により、孔部を有する着色層を形成することから、例えば上記露光の際に、エネルギーの回折等が生じた場合であっても、その影響を受けにくいものとすることができる。したがって、着色層に微細なパターン状に孔部が形成された、高精細なカラーフィルタとすることが可能となるのである。
【００９６】
また、本発明においては、上記着色層形成用感光性樹脂組成物を用いて孔部を有する着色層を形成することにより、着色層と基板との密着性が良好なものとすることができるという利点も有する。以下、本発明のカラーフィルタの製造方法における着色層形成工程について詳しく説明する。
【００９７】
１．着色層形成工程
本発明の着色層形成工程は、上記着色層形成用感光性樹脂組成物を用いて、フォトリソグラフィー法により行うものであり、その方法については、着色層に孔部を形成することが可能な方法であれば特に限定されるものではない。本発明においては、例えば、基板上に、着色層形成用感光性樹脂組成物を塗布し、この着色層形成用感光性樹脂組成物を開口部と遮蔽部とが設けられたフォトマスク等を用いてエネルギーを照射することにより露光し、現像を行うことにより、孔部を有する着色層を形成する方法等とすることができる。
【００９８】
このような方法における上記着色層形成用感光性樹脂組成物の塗布方法としては、上記基板上に着色層形成用感光性樹脂組成物を塗布することが可能な方法であれば特に限定されるものではなく、例えばスピンコート法やスプレーコート、ディップコート、ロールコート、ビードコート、バーコート等の公知の塗布方法により塗布を行うことができる。
【００９９】
また、本工程における露光は、例えば開口部と遮蔽部とが設けられたフォトマスク等を用いて、エネルギーを照射することにより行うことができる。なお、露光の際に用いられる光源としては、一般的に着色層の形成の際に用いられている光源と同様とすることができるが、特に超高圧水銀ランプ、低圧水銀ランプ、メタルハライドランプ等、紫外部に高輝線を有するランプが用いられることが好ましい。これにより、上記着色層形成用感光性樹脂組成物の特性をより発揮させることが可能となるからである。
【０１００】
また、上記着色層形成用感光性樹脂組成物を現像する方法としては、不要部分の着色層形成用感光性樹脂組成物を除去することが可能であれば、その方法等は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の際に行われる現像方法と同様とすることができる。ここで、例えば、現像液の種類、現像液の濃度、現像液や洗浄水の圧力等を最適化することにより、より微細なパターン状に孔部を形成することが可能となる。
【０１０１】
ここで、本発明においては、孔部を有するように着色層が形成されるものであるが、この孔部の形状や面積は、本発明により製造されるカラーフィルタの種類や用途等に合わせて適宜選択される。例えば孔部の形状が矩形状であってもよく、また円状であってもよい。またそれ以外の任意の形状であってもよい。本発明においてこのような孔部の幅としては、５μｍ〜１５μｍの範囲内、中でも５μｍ〜１３μｍの範囲内とされることが好ましい。孔部の幅をこのような範囲内とすることにより、孔部が潰れることなく、着色層に微細な孔部を形成することができるからである。なお、孔部の幅とは、孔部の形状が円状または楕円状である場合には短径をいうこととし、孔部の形状が矩形状やその他の形状である場合には、対向する辺および／または角との距離が最も短くなる部分の長さをいうこととする。
【０１０２】
なお、本工程に用いられる基板としては、一般的なカラーフィルタに用いられるものと同様とすることができる。また赤色着色層の形成、および青色着色層形成の際には、上述した「Ａ．着色層形成用感光性樹脂組成物」の第１実施態様で説明した着色層形成用感光性樹脂組成物が用いられ、緑色着色層形成の際には、上述した「Ａ．着色層形成用感光性樹脂組成物」の第２実施態様で説明した着色層形成用感光性樹脂組成物が用いられることとなる。
【０１０３】
ｂ．その他の工程
本発明におけるカラーフィルタの製造方法においては、上記着色層形成工程を有するものであれば、特に限定されるものではなく、例えば、遮光部を形成する遮光部形成工程、上記着色層上にオーバーコート層を形成する工程等、必要に応じて適宜他の工程を有していてもよい。
【０１０４】
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】
【０１０５】
以下に実施例を示し、本発明をさらに具体的に説明する。
【０１０６】
[実施例１]
＜着色層形成用感光性樹脂組成物（赤色着色層用）の調合＞
下記に示す配合に従って、着色層形成用感光性樹脂組成物（赤色着色層用）を調合した。
・モノマー：ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート                ２０重量部
・ポリマー：スチレンとメタクリル酸とイソブチルメタクリル酸との共重合体
３０重量部
・重合開始剤：Ｉｒｇ９０７（チバスペシャリティケミカルズ（株）製）
１６．７３重量部
・増感剤：ハイキュアＡＢＰ（川口薬品（株）製）                  ０．８８重量部
・顔料：ＰＲ２５４分散液（溶剤：プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、固形分３０％）                                                １２０重量部
・溶剤：プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート          ３５０重量部
＜着色層の形成＞
透明基板として、厚さ０．６３ｍｍのガラス基板（コーニング社製１７３７ガラス）上に上記着色層形成用感光性樹脂組成物を塗布し、ホットプレートで加熱し、乾燥させた。その後、幅１２μｍの遮蔽部を有したフォトマスクを介して露光した後、現像し、焼成して赤色着色層を形成した。
【０１０７】
[実施例２〜２０]
重合開始剤および増感剤の配合を、下記表１に示す通りとしたこと以外は、実施例１と同様に着色層形成用感光性樹脂組成物（赤色着色層用）を調合し、赤色着色層を形成した。
【０１０８】
[比較例１〜２０]
重合開始剤および増感剤の配合を、下記表１に示す通りとしたこと以外は、実施例１と同様に着色層形成用感光性樹脂組成物（赤色着色層用）を調合し、赤色着色層を形成した。
【０１０９】
[評価]
上述した実施例１〜２０、比較例１〜２０で微細なパターン状に形成された赤色着色層のパターンを走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）にて観察した結果を下記表１に示す。なお、赤色着色層のパターンが剥がれてしまい観察不可能なもの、または赤色着色層に形成した孔部が潰れているものは「×」で表記し、赤色着色層に形成した孔部の幅が１３μｍ以下であるものは「○」で表記した。
【０１１０】
【表１】
0004826187.tif 000005
【０１１１】
表１の結果から、実施例１〜２０で調合した着色層形成用感光性樹脂組成物を用いることにより、赤色着色層に幅１３μｍ以下の微細な孔部を形成できることが確認された。
【０１１２】
[実施例２１]
配合する顔料をＰＢ１５：６分散液（溶剤：プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、固形分３０％）としたこと以外は、実施例１と同様にして、着色層形成用感光性樹脂組成物（青色着色層用）を得た。これを用いて、実施例１と同様に青色着色層を形成した。
【０１１３】
[実施例２２〜４０]
重合開始剤および増感剤の配合を、下記表２に示す通りとしたこと以外は、実施例２１と同様に着色層形成用感光性樹脂組成物（青色着色層用）を調合し、青色着色層を形成した。
【０１１４】
[比較例２１〜４０]
重合開始剤および増感剤の配合を、下記表２に示す通りとしたこと以外は、実施例２１と同様に着色層形成用感光性樹脂組成物（青色着色層用）を調合し、青色着色層を形成した。
【０１１５】
[評価]
上述した実施例２１〜４０、比較例２１〜４０で微細なパターン状に形成された青色着色層のパターンを走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）にて観察した結果を下記表２に示す。なお、青色着色層のパターンが剥がれてしまい観察不可能なもの、または青色着色層に形成した孔部が潰れているものは「×」で表記し、青色着色層に形成した孔部の幅が１３μｍ以下であるものは「○」で表記した。
【０１１６】
【表２】
0004826187.tif 000006
【０１１７】
表２の結果から、実施例２１〜４０で調合した着色層形成用感光性樹脂組成物を用いることにより、青色着色層に幅１３μｍ以下の微細な孔部を形成できることが確認された。
【０１１８】
[実施例４１]
＜着色層形成用感光性樹脂組成物（緑色着色層用）の調合＞
下記に示す配合に従って、着色層形成用感光性樹脂組成物（緑色着色層用）を調合した。
・モノマー：ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート                ２０重量部
・ポリマー：スチレンとメタクリル酸とイソブチルメタクリル酸との共重合体
３０重量部
・第１重合開始剤：Ｉｒｇ９０７（チバスペシャリティケミカルズ（株）製）および第２重合開始剤：Ｉｒｇ３６９（チバスペシャリティケミカルズ（株）製）
１０．３４重量部
・増感剤：ハイキュアＡＢＰ（川口薬品（株）製）                  ０．５４重量部
・顔料：ＰＧ３６／ＰＧ７／ＰＹ１３８の分散液（溶剤：プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、固形分３０％）                            ２００重量部
・溶剤：プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート          ３５０重量部
＜着色層の形成＞
実施例１と同様の方法を用いて、緑色着色層を得た。
【０１１９】
[実施例４２〜５６]
第１重合開始剤、第２重合開始剤および増感剤の配合を、下記表３に示す通りとしたこと以外は、実施例４１と同様に着色層形成用感光性樹脂組成物（緑色着色層用）を調合し、緑色着色層を形成した。
【０１２０】
[比較例４１〜６０]
第１重合開始剤、第２重合開始剤および増感剤の配合を、下記表３に示す通りとしたこと以外は、実施例４１と同様に着色層形成用感光性樹脂組成物（緑色着色層用）を調合し、緑色着色層を形成した。
【０１２１】
[評価]
上述した実施例４１〜５６、比較例４１〜６０で微細なパターン状に形成された緑色着色層のパターンを走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）にて観察した結果を表３に示す。なお、緑色着色層のパターンが剥がれてしまい観察不可能なもの、または緑色着色層に形成した孔部が潰れているものは「×」で表記し、緑色着色層に形成した孔部の幅が１３μｍ以下であるものは「○」で表記した。
【０１２２】
【表３】
0004826187.tif 000007
【０１２３】
表３の結果から、実施例４１〜５６で調合した着色層形成用感光性樹脂組成物を用いることにより、緑色着色層に幅１３μｍ以下の微細な孔部を形成できることが確認された。
【図面の簡単な説明】
【０１２４】
【図１】本発明のカラーフィルタの製造方法を説明する工程図である。
【符号の説明】
【０１２５】
１…基板
２…着色層
３…遮蔽部
４…開口部
５…フォトマスク
６…エネルギー
１０…着色層形成用感光性樹脂組成物
ａ…孔部
【図１】
0004826187.tif 000008