(57)【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化合物と、開始剤および／または酸無水物と、溶剤とを含有するカラーフィルタ用熱硬化性樹脂組成物であって、前記溶剤が、下記一般式（Ａ）で表される化合物からなる溶剤を少なくとも含み、
カラーフィルタにおける保護層の形成に用いられることを特徴とするカラーフィルタ用熱硬化性樹脂組成物。
【化１】
0005033695.tif 000012
（式中、Ｒ１は、炭素数１〜１１のアルキル基，−(ＣＨ２)−Ｐｈ，−Ｐｈ−ＣＨ３，−Ｐｈ，−ＣＨ２−Ｘ，−ＣＨ−Ｘ２，−ＣＸ３，または−Ｐｈ−Ｘを示す。Ｒ２およびＲ３は独立して炭素数１〜１０のアルキル基，−Ｈ，−Ｘ，−ＣＨＯ，−ＣＮ，−ＯＡｃ，−ＣＸ３，−(ＣＨ２)ｎ−Ｐｈを示す。Ｘはハロゲン原子を示し、ｎは０〜１０の整数を示す。）
【請求項２】
前記一般式（Ａ）で表される化合物からなる溶剤の沸点が、１２０℃〜２２０℃の範囲内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用熱硬化性樹脂組成物。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のカラーフィルタ用熱硬化性樹脂組成物を硬化させてなる硬化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、例えばカラーフィルタにおける保護層、着色層、遮光部等の形成に用いられるカラーフィルタ用熱硬化性樹脂組成物、およびそれを用いて製造されるカラーフィルタに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、カラー液晶表示装置に用いられるカラーフィルタには、例えば赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、および青（Ｂ）の３原色の着色層や、これを仕切る遮光部（ブラックマトリクス）、カラーフィルタ表面を保護・平坦化するための保護層等が形成されている。このようなカラーフィルタにおける部材は、いずれも高い平坦性が求められるものである。
【０００３】
このようなカラーフィルタにおける部材は、感光性樹脂または熱硬化性樹脂と、開始剤および／または酸無水物と、溶剤等とを含有する感光性樹脂組成物または熱硬化性樹脂組成物を塗布、乾燥した後パターニングすることにより形成する方法が一般に知られている。しかしながら、このようなパターニング方法による部材形成においては、上述したような熱硬化性樹脂組成物を、基板全面の広範囲にわたって塗布するため、塗布ムラやハジキ（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。）といった欠陥が発生しやすく、このような欠陥によって、形成される部材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】
このような塗布ムラやハジキを防止するためには、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。しかしながら、界面活性剤の含有量が多いと、液晶表示装置とした際、液晶に対して悪影響を及ぼすことがあるといった問題があった。
【０００５】
また、塗布ムラやハジキを回避する方法として、固形分を増量させる方法も考えられる。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。
【０００６】
なお、特許文献１には、塗布ムラを改善するために、ジプロピレングリコールジメチルエーテルを必須成分とした樹脂組成物が開示されている。また、特許文献２には、沸点が異なり、かつ表面張力が制御された２種以上の溶剤を含有する樹脂組成物が開示されている。しかしながら、特許文献１および特許文献２に開示された樹脂組成物は、塗布後の乾燥の際に生じる加熱ムラや蒸発ムラ等に起因する塗布ムラを防止するために提案されたものであり、上述したような塗布時のムラやハジキを改善するものではなかった。
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−１９８４６４号公報
【特許文献２】特開２００４−３０２２４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
そこで、塗布時にムラやハジキが生じにくく、塗膜の表面平滑性を高めることが可能なカラーフィルタ用熱硬化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】
【０００９】
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化合物と、開始剤および／または酸無水物と、溶剤とを含有するカラーフィルタ用熱硬化性樹脂組成物であって、上記溶剤が、下記一般式（Ａ）で表される化合物からなる溶剤を少なくとも含むことを特徴とするカラーフィルタ用熱硬化性樹脂組成物（以下、単に熱硬化性樹脂組成物とする場合がある。）を提供する。
【００１０】
【化１】
0005033695.tif 000002
（式中、Ｒ１は、炭素数１〜１１のアルキル基，−(ＣＨ２)−Ｐｈ，−Ｐｈ−ＣＨ３，−Ｐｈ，−ＣＨ２−Ｘ，−ＣＨ−Ｘ２，−ＣＸ３，または−Ｐｈ−Ｘを示す。Ｒ２およびＲ３は独立して炭素数１〜１０のアルキル基，−Ｈ，−Ｘ，−ＣＨＯ，−ＣＮ，−ＯＡｃ，−ＣＸ３，−(ＣＨ２)ｎ−Ｐｈを示す。Ｘはハロゲン原子を示し、ｎは０〜１０の整数を示す。）
【００１１】
本発明に用いられる上記一般式（Ａ）で表される化合物は、バインダー樹脂等との相溶性および被塗布面との親和性が良好なことから、本発明の熱硬化性樹脂組成物に上記化合物を溶剤として含有させることにより、塗布ムラやハジキといった欠陥が生じにくく、表面平滑性の高い熱硬化性樹脂組成物とすることができる。したがって、本発明の熱硬化性樹脂組成物を用いることにより、平滑性の高い硬化膜を形成することが可能となり、例えば液晶表示装置用カラーフィルタにおける着色層、遮光部、保護膜等、種々の部材形成に利用することが可能となる。
【００１２】
上記発明においては、上記一般式（Ａ）で表される化合物からなる溶剤の沸点が、１２０℃〜２２０℃の範囲内であることが好ましい。沸点が上記範囲に満たないと、塗布中に溶剤が蒸発してしまい、塗布ムラ等の原因となる場合があり、溶剤の沸点が上記範囲を超えると、乾燥時間が長時間となり、製造効率の低下や、乾燥中の異物付着といった問題が発生する場合がある。したがって、上記範囲は、カラーフィルタ用部材の形成に用いられる熱硬化性樹脂組成物中の溶剤の沸点として、好適な範囲となる。
【００１３】
また、本発明の熱硬化性樹脂組成物は、カラーフィルタにおける保護層の形成に用いられることが好ましい。本発明の熱硬化性樹脂組成物は、表面平滑性が良好なことから、特に高い平滑性が求められる保護層の形成に有効となるからである。
【００１４】
また、本発明は、上記記載のカラーフィルタ用熱硬化性樹脂組成物を硬化させてなる硬化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。本発明によれば、硬化膜が上述した熱硬化性樹脂組成物を硬化させてなるものであることにより、平滑性の高い遮光部、着色層、保護層等の部材を有するカラーフィルタとすることが可能となる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、塗布時にムラやハジキが生じにくく、塗膜の表面平滑性を高めることが可能なカラーフィルタ用熱硬化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】
【００１６】
本発明は、カラーフィルタ用熱硬化性樹脂組成物、およびそれを用いて形成された硬化膜を有するカラーフィルタに関するものである。以下、それぞれについて説明する。
【００１７】
Ａ．カラーフィルタ用熱硬化性樹脂組成物
まず、本発明のカラーフィルタ用熱硬化性樹脂組成物について説明する。本発明のカラーフィルタ用熱硬化性樹脂組成物は、バインダー樹脂と、エチレン性不飽和二重結合を有する化合物と、開始剤および／または酸無水物と、溶剤とを含有し、上記溶剤が、下記一般式（Ａ）で表される化合物からなる溶剤を少なくとも含むことを特徴とするものである。
【００１８】
【化２】
0005033695.tif 000003
（式中、Ｒ１は、炭素数１〜１１のアルキル基，−(ＣＨ２)−Ｐｈ，−Ｐｈ−ＣＨ３，−Ｐｈ，−ＣＨ２−Ｘ，−ＣＨ−Ｘ２，−ＣＸ３，または−Ｐｈ−Ｘを示す。Ｒ２およびＲ３は独立して炭素数１〜１０のアルキル基，−Ｈ，−Ｘ，−ＣＨＯ，−ＣＮ，−ＯＡｃ，−ＣＸ３，−(ＣＨ２)ｎ−Ｐｈを示す。Ｘはハロゲン原子を示し、ｎは０〜１０の整数を示す。）
【００１９】
本発明によれば、上記一般式（Ａ）で表される化合物を溶剤として含有していることにより、塗布時において塗布ムラや膜欠損の原因となるハジキといった欠陥が生じにくく、塗膜の表面平滑性を向上させることが可能な熱硬化性樹脂組成物とすることができる。この理由を以下に示す。すなわち、上記一般式（Ａ）で示される構造において、被塗布面が後述するようなガラス基板である場合、シクロヘキシル基はバインダー樹脂との相溶性を示し、かつエステル基は基板との親和性を示すと推測される。また、被塗布面が着色層等の樹脂を含有する層またはプラスチック基板である場合、シクロヘキシル基はバインダー樹脂との相溶性を示し、かつエステル基およびシクロヘキシル基の両方が被塗布面の着色層との親和性を示すと推測される。このため、本発明の熱硬化性樹脂組成物を基板上に塗布した場合、バインダー樹脂が局在化せず、均一に分散した塗膜が形成され、かつ基板との濡れ性も良好となることから、上述したような塗布欠陥が改善されて塗布性が良好となるため、表面平滑性の向上した熱硬化性樹脂組成物とすることが可能となると考えられるのである。
以下、本発明のカラーフィルタ用熱硬化性樹脂組成物について、各構成に分けて詳しく説明する。
【００２０】
１．溶剤
まず、本発明のカラーフィルタ用熱硬化性樹脂組成物に含有される溶剤について説明する。本発明に用いられる溶剤は、上記一般式（Ａ）で表される化合物からなる溶剤を少なくとも含有するものである。
【００２１】
本発明においては、上記一般式（Ａ）で表される化合物からなる溶剤の沸点が、１２０℃〜２２０℃の範囲内であることが好ましく、中でも１４０℃〜２００℃の範囲内、特に１５０℃〜１８０℃の範囲内であることが好ましい。上記範囲は、カラーフィルタ用部材の形成に用いられる熱硬化性樹脂組成物中の溶剤の沸点として好適な範囲であるからである。なお、沸点が上記範囲に満たないと、例えばスピンコーターにより熱硬化性樹脂組成物を塗布した場合、塗布中に溶剤が蒸発し、塗布ムラ等の欠陥が発生する場合がある。また、溶剤の沸点が上記範囲を超えると、乾燥に長時間を要することから、製造効率が低下し、また乾燥中に異物が付着するなどの問題が発生する場合がある。
【００２２】
上記一般式（Ａ）で表される化合物からなる溶剤として具体的には、下記構造式（１）〜（２６）で表される化合物を挙げることができる。
【００２３】
【化３】
0005033695.tif 000004
【００２４】
【化４】
0005033695.tif 000005
【００２５】
また、上述した（１）〜（２６）で表される化合物の中でも、（１）〜（１９）で表される化合物が好ましい。これらの化合物は、上述した好ましい沸点を達成できる化合物であるからである。
【００２６】
本発明においては、上述した中でも、特に上記構造式（１）で表される化合物が好ましい。
【００２７】
本発明において、上記一般式（Ａ）で表される化合物からなる溶剤の含有量としては、全溶剤中、１０質量％〜１００質量％の範囲内であることが好ましく、中でも３０質量％〜９０質量％の範囲内、特に６０質量％〜８０質量％の範囲内であることが好ましい。
【００２８】
また、本発明に用いられる溶剤は、上記一般式（Ａ）で表される化合物からなる溶剤以外にも他の溶剤を含有していても良い。このような溶剤としては、熱硬化性樹脂組成物中の各成分とは反応せず、これらを溶解もしくは分散可能な有機溶剤であればよく、特に限定されるものではない。具体的には、メタノール、エ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、３−メトキシブチルアセテート等のエステル類;などが挙げられる。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。
【００２９】
本発明においては、上記の中でも、水酸基を含まない溶剤を用いることが好ましい。水酸基を含む溶剤は、一般に吸湿性が高いため、熱硬化性樹脂組成物のゲル化の原因となる場合があるからである。
【００３０】
また、本発明の熱硬化性樹脂組成物は、固形分量が５質量％〜４０質量％であることが好ましく、より好ましくは１０質量％〜３０質量％の範囲内となるように溶剤を配合する。これにより、塗布に適した粘度とすることができる。
【００３１】
２．バインダー樹脂
次に、本発明の熱硬化性樹脂組成物に含まれるバインダー樹脂について説明する。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、カラーフィルタにおける部材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、ノボラック系樹脂などの硬化性または非硬化性の樹脂を挙げることができる。
【００３２】
上述した中でも、好ましいバインダー樹脂としては、エポキシ系樹脂であり、中でもフルオレン構造を有するエポキシアクリレート樹脂が好ましい。フルオレン構造を有するエポキシアクリレート樹脂を用いることにより、耐熱性、密着性、耐薬品性が向上するからである。
【００３３】
本発明に用いられるフルオレン構造を有するエポキシアクリレート樹脂として、具体的には、下記一般式（３０）で表される化合物を挙げることができる。
【００３４】
【化５】
0005033695.tif 000006
（式（３０）中、Ｒ４およびＲ５は互いにそれぞれ独立して、アルキル基、アリール基または複素環基を表し、ｎは３〜１５の整数を示す。）
【００３５】
また、上述した中でも、ノボラック系樹脂を用いることも好ましい。上記ノボラック系樹脂としては、例えば、フェノール、ｏ−クレゾール、ｍ−クレゾール、ｐ−クレゾール、ｏ−エチルフェノール、ｍ−エチルフェノール、ｐ−エチルフェノール、プロピルフェノール、ｎ−ブチルフェノール、ｔ−ブチルフェノール、ビスフェノールＡ等のフェノール化合物とホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド、サリチルアルデヒド等のアルデヒド化合物とを縮合させることにより得られる重合体を挙げることができる。これらの重合体の中で、特に好ましいのはフェノールノボラック樹脂である。フェノールノボラック樹脂は、電気的特性がアクリル系樹脂等より優れているため、帯電により起こる液晶の駆動不良が抑えられるからである。
【００３６】
上記バインダー樹脂の使用量としては、熱硬化性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。バインダー樹脂の使用量が少な過ぎると、充分な硬化性が得られない場合があるからである。また、バインダー樹脂の使用量が多過ぎると、後述する着色剤を含有させる場合、着色剤の含有割合が相対的に低くなり、充分な着色濃度が得られないからである。
【００３７】
３．エチレン性不飽和二重結合を有する化合物
次に、本発明の熱硬化性樹脂組成物に含まれるエチレン性不飽和二重結合を有する化合物について説明する。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化合物は、上記エチレン性不飽和二重結合を有する化合物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、中でも、アクリロイル基またはメタクリロイル基を有する、すなわち多官能（メタ）アクリレートであることが好ましい。
【００３８】
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。
【００３９】
また、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。
【００４０】
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。
【００４１】
特に、本発明の熱硬化性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。
【００４２】
エチレン性不飽和二重結合を有する化合物の含有量は、熱硬化性樹脂組成物中の固形分に対して、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化合物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化合物の含有量が多すぎると熱硬化反応にムラが生じ、膜面が荒れるおそれがあるからである。
【００４３】
４．開始剤
本発明における開始剤としては、加熱することにより上記熱硬化性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１８４（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。
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。
【００４４】
このような開始剤の熱硬化性樹脂組成物における固形分中の使用量としては、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。
【００４５】
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使用量としては、熱硬化性樹脂組成物における固形分中、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。
【００４６】
５．酸無水物
本発明における酸無水物は、加熱することにより上記熱硬化性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。
【００４７】
このような酸無水物の熱硬化性樹脂組成物における固形分中の使用量としては、上記開始剤が含まれない場合において、１質量％〜１５質量％の範囲内であることが好ましく、なかでも、３質量％〜１２質量％の範囲内であることが好ましい。
【００４８】
６．その他の成分
本発明の熱硬化性樹脂組成物は、上記溶剤、バインダー樹脂、エチレン性不飽和二重結合を有する化合物、開始剤および／または酸無水物以外にも、必要に応じて着色剤や各種添加剤等を含有していてもよい。
以下、着色剤および添加剤について説明する。
【００４９】
（着色剤）
本発明の熱硬化性樹脂組成物に着色剤を含有させた場合、遮光部や着色層の形成に用いることが可能な熱硬化性樹脂組成物とすることができる。このような着色剤としては、一般的なカラーフィルタの形成材料に使用されているものであれば特に限定されるものではなく、熱硬化性樹脂組成物の用途により適宜選択される。
【００５０】
本発明の熱硬化性樹脂組成物を遮光部の形成に用いる場合、着色剤として黒色着色剤が用いられる。黒色着色剤としては、通常黒色顔料が用いられる。使用する黒色顔料としては、無機顔料および有機顔料の中の１種または２種以上を混合して得られる黒色顔料が用いられる。
【００５１】
無機黒色顔料としては、公知のものを使用することができ、具体的にはカーボンブラック、チタンブラック等を挙げることができる。
【００５２】
また有機顔料としては、公知のものを使用することができ、具体的には下記表１および表２に示すような赤色、緑色、青色の三色の有彩色有機顔料を混合したもの等を挙げることができる。
【００５３】
本発明の熱硬化性樹脂組成物を着色層の形成に用いる場合、着色剤として、有彩色の着色剤が用いられる。有彩色の着色剤としては、公知の顔料を用いることができ、有機顔料や無機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を下記表１および表２に示す。
【００５４】
【表１】
0005033695.tif 000007
【００５５】
【表２】
0005033695.tif 000008
【００５６】
また、着色層の形成に用いることができる無機顔料としては、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、等を挙げることができる。
【００５７】
上記着色剤の使用量としては、熱硬化性樹脂組成物の用途に応じて適宜調整されるものであり、一般的な使用量とすることができる。
【００５８】
（添加剤）
本発明に用いられる添加剤としては、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などが挙げられる。
【００５９】
これらの中で、用いることができる界面活性剤としては、例えば、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリエチレングリコールジラウレート、ポリエチレングリコールジステアレート、ソルビタン脂肪酸エステル類、脂肪酸変性ポリエステル類、３級アミン変性ポリウレタン類等を挙げることができる。また、その他にもフッ素系界面活性剤も用いることができる。このような界面活性剤の使用量としては、本発明の熱硬化性樹脂組成物における固形分中、０．００１質量％〜０．０１質量％の範囲内程度で含有させることが好ましい。
【００６０】
また、可塑剤としては、例えばジブチルフタレート、ジオクチルフタレート、トリクレジル等が挙げられる。消泡剤、レベリング剤としては、例えばシリコン系、フッ素系、アクリル系の化合物等が挙げられる。
【００６１】
７．用途
本発明のカラーフィルタ用熱硬化性樹脂組成物は、カラーフィルタにおける部材を形成するために用いられ、具体的には保護層、着色層、および遮光部等の形成に用いることができる。
特に、本発明の熱硬化性樹脂組成物は、保護層を形成するために用いられることが好ましい。保護層は、特に高い平滑性が求められる部材であるからである。
【００６２】
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、上記記載のカラーフィルタ用熱硬化性樹脂組成物を硬化させてなる硬化膜を有することを特徴とするものである。
【００６３】
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、カラーフィルタ１は、基板２と、上記基板２上にパターン状に形成された遮光部３と、上記基板２および上記遮光部３を覆うように形成され、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、着色層４上に形成された保護層５とを有するものである。本発明においては、上記遮光部３、着色層４、および保護層５の少なくとも一つが、本発明における硬化膜からなるものである。
【００６４】
本発明においては、上述したカラーフィルタ用熱硬化性樹脂組成物を硬化させることにより、膜欠損や表面凹凸等の欠陥の少ない、表面平滑性の高い硬化膜とすることができる。したがって、このような硬化膜を遮光部、着色層、保護層等の各種部材に適用可能となり、例えば表面平滑性の良好な遮光部、着色層、保護層等を有する高品質なカラーフィルタとすることが可能となる。
【００６５】
本発明のカラーフィルタは、通常、基板と、この基板上に形成された遮光部と、この基板上と遮光部上とに形成された着色層とを有するものであり、必要に応じて上記着色層上に保護層が形成されたものである。本発明においては、このようなカラーフィルタにおける部材のいずれかが上述した硬化膜からなるものであればよいが、上記遮光部、着色層および保護層の少なくとも一つが、上記硬化膜からなるものであることが好ましく、特に保護層が上記硬化膜からなるものであることが好ましい。
以下、本発明のカラーフィルタについて各構成に分けて説明する。
【００６６】
１．保護層
本発明に用いられる保護層は、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設けられるものである。上記保護層は、着色層上に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。
【００６７】
本発明における保護層は、上述したカラーフィルタ用熱硬化性樹脂組成物を硬化させてなるものであることが好ましい。これにより、表面平滑性の高い保護層とすることができ、例えば本発明のカラーフィルタを液晶表示装置に用いた際、液晶配向の乱れ防止やセルギャップの均一化を図ることができるからである。
【００６８】
なお、保護層の形成に用いられるカラーフィルタ用熱硬化性樹脂組成物は、着色剤を含有しないものとする。このようなカラーフィルタ用熱硬化性樹脂組成物は、上記「Ａ．カラーフィルタ用熱硬化性樹脂組成物」の項で説明したものと同様であるのでここでの説明は省略する。
【００６９】
本発明における保護層は、上記熱硬化性樹脂組成物を、遮光部や着色層上に塗布し、乾燥させ、加熱を行うことにより形成することができる。
【００７０】
上記熱硬化性樹脂組成物の塗布方法としては、特に限定されるものではなく、例えばスプレーコート法、ディップコート法、バーコート法、ロールコート法、スピンコート法等を挙げることができる。
塗膜の厚みは、塗布方法、熱硬化性樹脂組成物の固形分濃度や粘度等を調整することにより、適宜制御される。
上記熱硬化性樹脂組成物を塗布した後は、溶剤を除去するために塗膜を乾燥させる。例えば減圧乾燥機による減圧乾燥、または、ホットプレートやオーブン等を用いて塗膜を加熱することによって乾燥させることができる。
【００７１】
次に、塗膜を加熱し、バインダー樹脂やエチレン性不飽和二重結合を有する化合物を重合させて、熱硬化性樹脂組成物の硬化膜とする。
【００７２】
本発明において、上記熱硬化性樹脂組成物を加熱し硬化膜とする加熱方法としては、上記熱硬化性樹脂組成物の硬化膜を形成することができる方法であれば良い。
例えば、上記熱硬化性樹脂組成物を塗布した後、乾燥を行い、次いで露光機、ＵＶ洗浄機等によるＵＶ照射を行った後、加熱して硬化膜を形成することができる。
また、サーマルヘッド等を上記熱硬化性樹脂組成物に直接または間接的に接触させることにより加熱するものであっても良い。
【００７３】
本発明において、上記熱硬化性樹脂組成物を熱硬化させるための加熱温度としては、１９０℃〜２５０℃の範囲内であることが好ましく、なかでも１９０℃〜２３０℃の範囲内であることが好ましく、特に２００℃〜２３０℃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、十分に硬化させることができるからである。
【００７４】
本発明において、熱硬化させるための加熱時間としては、１５分〜４５分の範囲内であることが好ましく、なかでも１５分〜３５分の範囲内であることが好ましく、特に２５分〜３５分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、十分に硬化させることができるからである。
【００７５】
２．遮光部
本発明のカラーフィルタに用いられる遮光部は、各着色パターンを区画するとともに、各着色パターンどうしの境界における外光の反射を防止し、コントラストを高めるために設けられるものである。このような遮光部は、通常、マトリクス状またはストライプ状等の開口部を有するパターン状に形成されたものである。
【００７６】
本発明における遮光部は、上述したカラーフィルタ用熱硬化性樹脂組成物を硬化させてなるものであることが好ましい。これにより、表面平滑性の高い遮光部とすることができるからである。
【００７７】
本発明において、遮光部の形成に用いられるカラーフィルタ用熱硬化性樹脂組成物は、上述したカラーフィルタ用熱硬化性樹脂組成物に黒色着色剤が添加されたものが用いられる。
【００７８】
また、上記遮光部は、上述した保護層の形成方法と同様の方法を用いて、基板上にパターン状に形成することができる。
【００７９】
３．着色層
本発明に用いられる着色層は、通常、赤色パターン、緑色パターンおよび青色パターンから構成され、各着色パターンが規則的に配列したものである。各着色パターンの配列としては特に限定されるものではなく、例えばストライプ型、モザイク型、トライアングル型、４画素配置型等が挙げられる。
【００８０】
本発明における着色層は、上述したカラーフィルタ用熱硬化性樹脂組成物を硬化させてなるものであることが好ましい。これにより、均一な色調を有する着色層とすることができるからである。
【００８１】
本発明において、着色層の形成に用いられるカラーフィルタ用熱硬化性樹脂組成物は、上述したカラーフィルタ用熱硬化性樹脂組成物に有彩色の着色剤が添加されたものが用いられる。
【００８２】
また、上記着色層は、上述した保護層の形成方法と同様の方法を用いて、基板上にパターン状に形成することができるが、上記カラーフィルタ用熱硬化性樹脂組成物からなる着色インクをインクジェット方式で基板上に吹き付けた後、加熱する方法を用いることもできる。
【００８３】
４．基板
本発明に用いられる基板としては、一般的にカラーフィルタの基板として用いられているものと同様とすることができ、例えばガラス基板やプラスチック基板が用いられる。具体的には、無アルカリガラスやソーダライムガラス等を含むガラス基板、またはポリイミド系やメタクリル酸系樹脂等の透明なプラスチック基板などを用いることができる。
【００８４】
５．その他
本発明のカラーフィルタは、上記遮光部、着色層、保護層、および基板以外にも、例えば、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よい。上記透明電極層、配向膜、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。
【００８５】
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】
【００８６】
以下に実施例を示し、本発明をさらに具体的に説明する。
【００８７】
[実施例１〜１０および比較例１〜５]
顔料と、バインダー樹脂と、多官能性モノマーと、開始剤および／または酸無水物と、溶剤等とを下記表３および表４に示すように配合する熱硬化性樹脂組成物を調製した。なお、表３および表４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、溶剤として、シクロヘキサノールアセテート（ＣＨＸＡ）、ジメチルジグリコール（ＤＭＤＧ）、メトキシブチルアセテート（ＭＢＡ）、ジエチレングリコール（ＥＤＭ）、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ジアセテート（ＰＧＤＡ）、３−メトキシブタノール（ＭＢ）を用いた。
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。
酸無水物としてヘキサヒドロ無水フタル酸（新日本理化社製、リカシッドＨＨ）（酸無水物１）、メチルテトラヒドロ無水フタル酸（新日本理化社製、リカシッドＭＴ−５００）（酸無水物２）、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸（新日本理化社製、リカシッドＭＨ−７００）（酸無水物３）、水素化メチルナジック無水物（新日本理化社製、リカシッドＨＮＡ−１００）（酸無水物４）、トリアルキルテトラヒドロ無水フタル酸（ジャパンエポキシレジン社製、エピキュアＹＨ−３０６）（酸無水物５）、トリアルキルテトラヒドロ無水フタル酸（ジャパンエポキシレジン社製、エピキュアＹＨ−３０７）（酸無水物６）を用いた。
【００８８】
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）（バインダー樹脂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）（バインダー樹脂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）（バインダー樹脂３）を用いた。
多官能性モノマーとして、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）を用いた。
添加剤として、フッ素系界面活性剤（大日本インキ社製、Ｒ０８ＭＨ）を用いた。
【００８９】
【表３】
0005033695.tif 000009
【００９０】
【表４】
0005033695.tif 000010
【００９１】
［評価］
実施例および比較例のカラーフィルタ用熱硬化性樹脂組成物について、下記の評価を行った。それぞれの評価結果は、下記表５に示す。
【００９２】
（塗布ムラ）
クロム蒸着した１００ｍｍ角のガラス基板に、スピンナーを用いて熱硬化性樹脂組成物を塗布した。塗布した基板を減圧乾燥機に入れ、所定の減圧度で減圧乾燥を行った。このように作製した基板をナトリウムランプ光源下で、目視により観察し、硬化膜にムラの無い状態を○、軽微なムラのある状態を△、ムラのある状態を×として評価した。
【００９３】
（ハジキ）
基板上に熱硬化性樹脂組成物を塗布した後、投光機で光を照射して目視により観察し、基板上に白欠陥（ハジキ）が見られない状態を○、白欠陥がわずかに見られた状態を△、白欠陥が顕著に見られる状態を×として評価した。
【００９４】
【表５】
0005033695.tif 000011
【００９５】
表５に示すように、実施例ではハジキが見られず、塗布ムラも無かった。一方、比較例ではハジキと塗布ムラ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】
【００９６】
【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】
【００９７】
１…カラーフィルタ
２…基板
３…遮光部
４…着色層
５…保護層
【図１】
0005033695.tif 000013