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JP4092376B2 - Photosensitive colored resin composition, method for producing the same, and method for producing color filter - Google Patents
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JP4092376B2 - Photosensitive colored resin composition, method for producing the same, and method for producing color filter - Google Patents

Photosensitive colored resin composition, method for producing the same, and method for producing color filter Download PDF

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Abstract

PURPOSE: A photosensitive colored resin composition, its preparation method and a method for preparing a color filter are provided, to improve the uniformity of coating thickness, the liquid saving property and the transmittance and to broaden the development latitude. CONSTITUTION: The photosensitive colored resin composition comprises 30-60 wt% (in solid component) of a colorant; 10-50 wt% (in solid component) of an alkali-soluble resin A; a photosensitive polymerizable component; a photopolymerization initiator; and a solvent. The alkali-soluble resin A is a copolymer comprising essentially at least one acid component monomer selected from the group consisting of maleic anhydride, acryl acid, methacrylic acid and fumaric acid; alkyl polyoxyethylene (meth)acrylate; and benzyl (meth)acrylate.

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示素子や固体撮像素子に用いられるカラーフィルターを作製するのに好適な感光性着色樹脂組成物、並びにその製造方法及びカラーフィルターの製造方法に関し、特に現像ラチチュードが広く、塗布厚均一性及び省液性が向上した感光性着色樹脂組成物、並びにその製造方法及びカラーフィルターの製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
カラーフィルターは液晶パネルに不可欠な構成部品である。表示装置としてCRTと比較するとコンパクトで性能面では同等以上でありテレビ画面、パソコン画面、その他の表示装置としてCRTに置き換わりつつある。
しかし、液晶表示装置は価格が高く、CRTとの競争に打ち勝つためには、安価にすることが必須である。
【0003】
液晶表示装置の価格低減のためには、カラーフィルター、ガラス基板等各部品の価格ダウンの他、欠陥品を出さない得率向上が求められる。カラーフィルターの場合にはさらに感光性着色樹脂組成物の塗布液量削減が必要不可欠である。また、カラーフィルター製造の歩留りを向上させることも価格低減の1つの手段となり得る。その歩留りを向上させるためには、1回の処理でより多くのカラーフィルターを製造する必要があり、具体的には、より大型の基板上に感光性着色樹脂組成物を塗布して大型のカラーフィルターを製造し、その後所望の大きさに切断することにより行なうことができる。
しかしながら、そのまま塗布液量を削減したり、大型基板上に塗布すると塗布ムラが発生する。塗布ムラの多くは厚みムラであり、この克服のためには液の流動性を良くし、少量の液でも塗布ムラが出にくくすることが必要である。
塗布液の流動性を良好にする手段はポリマーの分子量を下げたり、溶剤への溶解性を上げることにより、塗布液の粘度を下げることが一般的である。しかし単に粘度を下げるだけでは塗布基板の中心部と周辺部で厚みムラが生じやすく問題であった。
【0004】
このように、感光性着色樹脂組成物の塗布液量削減や歩留り向上のためには、塗布液量が少なかったり、大型基板に塗布する場合であっても、厚みムラがなく均一に基板上に塗布し得ることが要望される。
【0005】
また感光性着色樹脂組成物には、露光後に行われる現像において、適正な現像時間の範囲が広いこと、即ち現像ラチチュードが広くプロセス許容性に優れることが一般的に求められている。しかし、上記のように一度に処理する面積が大きくなったり、表示パネルが大きくなるにつれ、基板の先頭部と終端部で現像液に浸っている時間差が大きくなり、現像時間に差が生じる。このため現像ムラが拡大してパターンの大きさが異なったりするので、より広い現像ラチチュードを有する感光性着色樹脂組成物が求められている。
【0006】
また感光性着色樹脂組成物の基板への塗布方法は、1〜3μmの薄膜を均一に高精度に塗布できるという点からスピンコートが優れており、カラーフィルターの作成に広く一般的に用いられている。また、近年、特許文献1(特開平6−339656号公報)及び特許文献2(特開平11−90295号公報)等に開示されている幅数十ミクロンのスリット(間隙)をその先端に有する矩形基板の塗布幅に対応する長さの塗布ヘッドを基板とのクリアランス(間隙)を数10〜数100ミクロンに保持し、基板と塗布ヘッドを一定の相対速度を持たせて、所定の吐出量でスリットから供給される塗布液を基板上に塗布するスリット塗布方式があり、カラーフィルターを作成するための別の塗布方法として採用されている。このスリット塗布は、スピンコートに比して液ロスが少ない、塗布液の飛びちりがなく洗浄処理が軽減され、飛び散った液成分の塗布膜への再混入がない、回転の立ち上げ停止時間がないのでタクトタイムが短縮化できる、大型の基板への塗布が容易である等の利点を有する。従って、大型画面液晶表示装置用のカラーフィルターの作成に好適であり、塗布液量の削減にとっても有利な塗布方式として期待されている。
【0007】
しかしながら、スリット塗布では、スリット出口から吐出される塗布液の塗布条件を塗布幅全面に渡り、一定に保持するのが難しいという方式そのものに伴う問題があり、そのため、塗布ムラが生じやすく、幅方向で均一な塗布膜厚を得るのが難しく、塗布膜の均一性に欠けるということがあった。
【0008】
そのため、ムラがなく均一な塗布膜を得るために塗布液の流動性や粘弾性特性を改良しようとする試みがなされてきており、上述したようにポリマーの分子量を低下させたり、溶剤への溶解性に優れたポリマーを選択したり、フッ素系界面活性剤を利用するなどの手段が提案されているが、上記の諸問題を改良するには未だ充分ではなかった。
【0009】
一方、樹脂成分を改良したカラーフィルター用感光性樹脂組成物としては、例えば、特許文献3(特許第2665696号公報)には、顔料分散用バインダーとして、(メタ)アクリル酸、エチレンオキサイド分子鎖を有する(メタ)アクリレート、スチレン誘導体をモノマー成分とした共重合体とすることにより、得られるカラーフィルターの均一性と透明度を改良できることが記載されている。また、特許文献4(特開平10−204321号公報)には、遮光性、密着性、抵抗率を改良したブラックマトリックス用組成物の発明が記載されており、スチレンと無水マレイン酸との共重合体において、無水マレイン酸のハーフエステルのエステル成分がポリエチレングリコールモノアクリレートである共重合体が開示されている。
特許文献5(特開平10−87769号公報)には、エポキシ(メタ)アクリレートと多塩基酸無水物とを反応させた不飽和基含有樹脂を含有した樹脂組成物を用いることにより、カラーフィルターの現像性、パターン精度などを改良する発明が開示されており、その不飽和基含有成分として、ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレートが記載されている。
【0010】
更に、特許文献6(特開平11−323143号公報)、特許文献7(特開2000−227513号公報)、特許文献8(特開2001−269564号公報)には、カラーフィルター用組成物の塗布適性を向上させるためにフッ素系界面活性剤を使用することが開示されている。
しかしながら、以上のバインダーとして使用するポリマーの改良、フッ素系界面活性剤を使用する従来の技術では、上記の塗布液量の削減、歩留まりの向上、得られた塗布液の膜厚均一性を更に向上させるにはまだ充分ではなかった。特に、スリット塗布方式に対しては更に不充分であった。
【0011】
【特許文献1】
特開平6−339656号公報
【特許文献2】
特開平11−90295号公報
【特許文献3】
特許第2665696号公報
【特許文献4】
特開平10−204321号公報
【特許文献5】
特開平10−87769号公報
【特許文献6】
特開平11−323143号公報
【特許文献7】
特開2000−227513号公報
【特許文献8】
特開2001−269564号公報
【0012】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、塗布厚均一性、省液性に優れ、しかも透過率が向上し、現像ラチチュードが広くプロセス許容性に優れた感光性着色樹脂組成物、並びにその製造方法及びカラーフィルターの製造方法を提供することにある。
特に、本発明では、大型基板への塗布が容易なスリット塗布においても塗布液としての流動特性が優れた感光性着色樹脂組成物並びにその製造方法、及びカラーフィルターの製造方法を提供することにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、下記構成の感光性着色樹脂組成物並びにその製造方法、及びカラーフィルターの製造方法が提供されて、上記目的が達成される。
【0014】
(1)a)着色剤、(b)アルカリ可溶性樹脂A、(c)感光性重合成分、(d)光重合開始剤、及び(e)溶剤を含有する感光性着色樹脂組成物において、該アルカリ可溶性樹脂Aが少なくとも(i)無水マレイン酸、アクリル酸、メタクリル酸、及びフマル酸から選ばれた少なくとも一種の酸成分モノマー、(ii)Acr(EO)n:CH3(OC24)nOCOC(CH3)=CHR(但し、Rは、H、またはCH を表すnは、RがHの場合、2〜15を、RがCH の場合、4又は9を表す)、及び(iii)ベンジル(メタ)アクリレートからなる共重合体であることを特徴とする感光性着色樹脂組成物。
【0015】
(2)前記アルカリ可溶性樹脂Aにおける、(i)酸成分モノマー、(ii)前記Acr(EO) n 、及び(iii)ベンジル(メタ)アクリレートの組成質量比が10〜25/5〜25/50〜85であり、且つポリスチレン換算質量平均分子量(Mw)が3,000〜50,000であることを特徴とする前記(1)に記載の感光性着色樹脂組成物。
【0016】
(3)前記感光性着色樹脂組成物の固形分中における、前記着色剤の含有量が30〜60質量%であり、前記アルカリ可溶性樹脂Aの含有量が10〜50質量%であることを特徴とする前記(1)又は(2)に記載の感光性着色樹脂組成物。
(4)前記感光性着色樹脂組成物が、更に(i)(メタ)アクリル酸及び(ii)ベンジルメタクリレートからなる共重合体であるアルカリ可溶性樹脂B1を含有することを特徴とする前記(1)〜前記(3)の何れかに記載の感光性着色樹脂組成物。
(5)前記感光性着色樹脂組成物が、更に(i)(メタ)アクリル酸、(ii)ベンジルメタクリレート、及び(iii)ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートからなる共重合体であるアルカリ可溶性樹脂B2を含有することを特徴とする前記(1)〜前記(3)の何れかに記載の感光性着色樹脂組成物。
(6)前記感光性着色樹脂組成物の固形分中における、前記着色剤の含有量が30〜60質量%、前記アルカリ可溶性樹脂の含有量(AとB1とB2の総和)が合計で10〜50質量%であることを特徴とする前記(1)〜前記(5)の何れかに記載の感光性着色樹脂組成物。
【0017】
(7)前記感光性着色樹脂組成物が、更にフッ素含有率が3〜40質量%であるフッ素系有機化合物を含有することを特徴とする前記(1)〜前記(6)の何れかに記載の感光性着色樹脂組成物。
(8)前記フッ素系有機化合物が、下記の式(I)で表されることを特徴とする前記(7)に記載の感光性着色樹脂組成物。
817SO2N(R1)CH2CH2O(CH2CH2O)n2 (I)
式(I)中、R1及びR2は各々水素原子または炭素数1〜4のアルキル基を表し、nは2〜30の整数を表す。
【0018】
(9)着色剤を(メタ)アクリル酸及びベンジルメタクリレートからなる共重合体であるアルカリ可溶性樹脂B1または(メタ)アクリル酸、ベンジルメタクリレート、及びヒドロキシエチル(メタ)アクリレートからなる共重合体であるアルカリ可溶性樹脂B2と共に10,000mPa・s以上の粘度で混練分散させ、次いでその混練分散物に前記アルカリ可溶性樹脂Aを添加して1,000mPa・s以下の粘度で微分散処理することを特徴とする前記(1)に記載の感光性着色樹脂組成物の製造方法。
(10)前記(1)〜前記(8)の何れかに記載の記載の感光性着色樹脂組成物を直接もしくは他の層を介して基板上にスリット塗布により塗布膜を形成し、次いでプリベーク、パターン露光、アルカリ現像を順次行うカラーフィルターの製造方法。
【0019】
【発明の実施の形態】
本発明は、本発明の前記課題を達成するために、感光性着色樹脂組成物に前記アルカリ可溶性樹脂Aを含有させることにより、該感光性着色樹脂組成物の塗布液としての特性を改良し、また更に組成物中にアルカリ可溶性樹脂B1もしくはアルカリ可溶性樹脂B2を含有させることにより、有機顔料などの着色剤の分散安定性を改良するものである。
本発明の感光性着色樹脂組成物中に、フッ素含有率が3〜40質量%であるフッ素系有機化合物を含有させることにより、組成物の塗布液としての特性を更に向上させることができる。また、アルカリ可溶性樹脂B1もしくはアルカリ可溶性樹脂B2を含有した組成物を混練分散した後に、アルカリ可溶性樹脂Aを添加して、微分散することにより着色剤の分散が促進され、最終的に得られる組成物中での着色剤粒子の分散安定性も高くなる。
そして、本発明の感光性着色樹脂組成物は、省液性、大型基板への塗布という観点から優れているスリット塗布方式に好適であり、塗布ムラや塗布膜厚の均一性で問題が発生しやすかったスリット塗布が良好に実施されて、優れた特性のカラーフィルターを得ることができる。
以下、本発明の感光性着色樹脂組成物に用いられる配合成分、該組成物の使用方法について説明する。
【0020】
本発明の感光性着色樹脂組成物は、(a)着色剤、(b)アルカリ可溶性樹脂A、(c)感光性重合成分、(d)光重合開始剤、及び(e)溶剤を必須成分として構成される。
【0021】
〔I〕アルカリ可溶性樹脂
本発明の組成物に用いられる(b)アルカリ可溶性樹脂Aは、少なくとも(i)無水マレイン酸(MAA)、アクリル酸(AA)、メタクリル酸(MA)、及びフマル酸(FA)から選ばれた少なくとも一種の酸成分モノマー、(ii)Acr(EO) n 、及び(iii)ベンジル(メタ)アクリレートからなる共重合体である。
【0022】
前記アルカリ可溶性樹脂Aにおける、(i)酸成分モノマー、(ii)cr(EO)n 及び(iii)ベンジル(メタ)アクリレート(BzMA)の組成質量比は好ましくは10〜25/5〜25/50〜85、より好ましくは15〜20/5〜20/60〜80である。また、アルカリ可溶性樹脂AのGPCによるポリスチレン換算質量平均分子量(Mw)としては好ましくは3,000〜50,000、より好ましくは5,000〜30,000である。
【0023】
(i)酸成分モノマーの組成質量比が上記範囲に満たないと、アルカリ可溶性が低下する傾向があり、また上記範囲を超えると溶剤への溶解性が低下する傾向がある。
(ii)cr(EO n の組成質量比が上記範囲に満たないと、感光性着色樹脂組成物塗布液の基板上への液の広がり方が充分でなくなり、本発明を有効に達成することができなくなる傾向がある。また上記範囲を超えると、着色剤の分散性が低下する傾向があるので好ましくない。
(iii)ベンジル(メタ)アクリレート(BzMA)の組成質量比が上記範囲に満たないと、着色剤の分散安定性や組成物中への溶解性が低下する傾向があるので好ましくない。また上記範囲を超えると、塗布膜のアルカリ現像適性が低下するので好ましくない。
【0024】
前記(ii)Acr(EO)n nは、2〜15、好ましくは2〜10、特に好ましくは4〜10である。
この繰り返し数nが、前記範囲に満たないと、アルカリ現像液で現像した後に現像残渣が発生し易くなり、また逆に前記範囲を超えると、組成物の塗布液としての流動性が低下し、塗布ムラを生じやすくなって、塗布膜厚の均一性や、省液性も低下する傾向があるので問題である。
【0025】
本発明の組成物においては、アルカリ可溶性樹脂として上記アルカリ可溶性樹脂Aの他に、更に(i)(メタ)アクリル酸及び(ii)ベンジルメタクリレートからなる共重合体であるアルカリ可溶性樹脂B1、あるいは(i)(メタ)アクリル酸、(ii)ベンジルメタクリレート、及び(iii)ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートからなる共重合体であるアルカリ可溶性樹脂B2を含有することができる。
本発明において、アルカリ可溶性樹脂B1及びアルカリ可溶性樹脂B2は、着色剤の分散安定性に効果がある。また、本発明の感光性着色樹脂組成物を製造するに際して、着色剤の微分散処理に先立ち、混練分散処理をする場合、このアルカリ可溶性樹脂B1もしくはアルカリ可溶性樹脂B2は、着色剤の集合体に強い剪断力を与えて、その分散を促進し、それに続く微分散処理を経て最終的に得られる組成物中での着色剤の分散安定性を高めることができる。
前記アルカリ可溶性樹脂B1及び前記アルカリ可溶性樹脂B2の感光性着色樹脂組成物における含有量は、前記アルカリ可溶性樹脂全量の50質量%以下にすることが好ましい。
【0026】
また、アルカリ可溶性樹脂として前記アルカリ可溶性樹脂Aを単独で使用した場合の組成物の樹脂含有率は全固形分中好ましくは10〜50質量%、より好ましくは10〜40質量%であり、アルカリ可溶性樹脂B1またはB2を併用した場合、組成物の樹脂総含有率は好ましくは10〜50質量%である。本発明の組成物中、アルカリ可溶性樹脂の含有量が少なすぎるとアルカリ現像が進まなくなる傾向がある。一方、多すぎると塗布液としての粘度が高くなって、塗布厚均一性が劣化して塗布ムラが生じやすくなったり、また現像ラチチュードも低下する傾向がある。
【0027】
〔II〕着色剤
本発明に用いることができる着色剤としては、従来公知の種々の染料や顔料を一種又は二種以上混合して用いることができる。
【0028】
本発明に用いることができる顔料としては、従来公知の種々の無機顔料または有機顔料を用いることができる。また、顔料は、無機顔料であれ有機顔料であれ、高透過率であることが好ましいことを考慮すると、なるべく細かいものの使用がよいが、ハンドリング性をも考慮すると、好ましくは平均粒子径0.01μm〜0.1μm、より好ましくは0.01μm〜0.05μmの顔料が用いられる。無機顔料としては、金属酸化物、金属錯塩等で示される金属化合物であり、具体的には鉄、コバルト、アルミニウム、カドミウム、鉛、銅、チタン、マグネシウム、クロム、亜鉛、アンチモン等の金属酸化物、および前記金属の複合酸化物を挙げることができる。
【0029】
有機顔料としては、
C.I.Pigment Yellow 11, 24, 31, 53, 83, 93, 99, 108, 109, 110, 138, 139, 147, 150, 151, 154, 155, 167, 180, 185, 199, ;
C.I.Pigment Orange 36, 38, 43, 71;
C.I.Pigment Red 81, 105, 122, 149, 150, 155, 171, 175, 176, 177,209, 220, 224, 242, 254, 255, 264, 270;
C.I.Pigment Violet 19, 23, 32, 39;
C.I.Pigment Blue 1, 2, 15, 15:1, 15:3, 15:6, 16, 22, 60, 66;
C.I.Pigment Green 7, 36, 37;
C.I.Pigment Brown 25, 28;
C.I.Pigment Black 1, 7;
カーボンブラック等を挙げることができる。
【0030】
本発明では、特に顔料の構造式中に塩基性のN原子をもつものを好ましく用いることができる。これら塩基性のN原子をもつ顔料は本発明の組成物中で良好な分散性を示す。その原因については十分解明されていないが、感光性重合成分と顔料の親和性の良さが影響しているものと推定される。
【0031】
本願発明において好ましく用いることができる顔料として、以下のものを挙げることができるが、これらに限定されない。
【0032】
C.I.Pigment Yellow 11, 24, 108, 109, 110, 138, 139, 150, 151, 154, 167, 180, 185,
C.I.Pigment Orange 36, 71,
C.I.Pigment Red 122, 150, 171, 175, 177, 209, 224, 242, 254, 255, 264,
C.I.Pigment Violet 19, 23, 32,
C.I.Pigment Blue 15:1, 15:3, 15:6, 16, 22, 60, 66,
C.I.Pigment Black 1
【0033】
これら有機顔料は、単独もしくは色純度を上げるため種々組合せて用いる。具体例を以下に示す。赤の顔料としては、アントラキノン系顔料、ペリレン系顔料、ジケトピロロピロール系顔料単独またはそれらの少なくとも一種とジスアゾ系黄色顔料、イソインドリン系黄色顔料、キノフタロン系黄色顔料またはペリレン系赤色顔料との混合などが用いられる。例えばアントラキノン系顔料としては、C.I.ピグメントレッド177、ペリレン系顔料としては、C.I.ピグメントレッド155、C.I.ピグメントレッド224、ジケトピロロピロール系顔料としては、C.I.ピグメントレッド254が挙げられ、色再現性の点でC.I.ピグメントイエロー83またはC.I.ピグメントイエロー139との混合が良好であった。赤色顔料と黄色顔料の質量比は、100:5から100:50が良好であった。100:4以下では400nmから500nmの光透過率を抑えることが出来ず色純度を上げることが出来なかった。また100:51以上では主波長が短波長よりになりNTSC目標色相からのずれが大きくなった。特に100:10より100:30の範囲が最適であった。赤色顔料同士の組み合わせの場合は、色度に併せて調整する。
【0034】
緑の顔料としては、ハロゲン化フタロシアニン系顔料単独またはジスアゾ系黄色顔料、キノフタロン系黄色顔料、アゾメチン系黄色顔料またはイソインドリン系黄色顔料との混合が用いられ例えばC.I.ピグメントグリーン7、36、37とC.I.ピグメントイエロー83、C.I.ピグメントイエロー138、C.I.ピグメントイエロー139、C.I.ピグメントイエロー150、C.I.ピグメントイエロー180またはC.I.ピグメントイエロー185との混合が良好であった。緑顔料と黄色顔料の質量比は、100:5〜100:150が良好であった。100:5未満では400nmから450nmの光透過率を抑えることが出来ず色純度を上げることが出来なかった。また100:150を越えると主波長が長波長よりになりNTSC目標色相からのずれが大きくなった。より好ましい質量比は100:30〜100:120の範囲である。
【0035】
青の顔料としては、フタロシアニン系顔料単独またはジオキサジン系紫色顔料との混合が用いられ、例えばC.I.ピグメントブルー15:6とC.I.ピグメントバイオレット23との混合が良好であった。青色顔料と紫色顔料の質量比は、100:0より100:30が好ましく、より好ましくは100:10以下である。
【0036】
更に上記の顔料をアクリル系樹脂、マレイン酸系樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニルコポリマーおよびエチルセルロース樹脂等に微分散させた粉末状加工顔料を用いることにより分散性および分散安定性の良好な顔料含有感光樹脂を得ることが出来る。
【0037】
また、ブラックマトリックス用の顔料としては、カーボン、チタンカーボン、酸化鉄、酸化チタン単独または混合が用いられ、カーボンとチタンカーボンの場合が良好であった。質量比は、100:0から100:60の範囲が良好であった。100:61以上では、分散安定性が低下する傾向があった。
【0038】
以下に顔料の処理法について説明する。一般に、これら顔料は合成後、種々の方法で乾燥を経て供給される。通常は水媒体から乾燥させて粉末体として供給されるが、水が乾燥するには大きな蒸発潜熱を必要とするため、乾燥して粉末とさせるには大きな熱エネルギーを与える。そのため、顔料は一次粒子が集合した凝集体(二次粒子)を形成しているのが普通である。
【0039】
この様な凝集体を形成している顔料を微粒子に分散するのは容易ではない。そのため顔料をあらかじめ種々の樹脂で処理しておくことが好ましい。これら樹脂として、前述のアルカリ可溶性樹脂を挙げることができる。処理の方法としては、フラッシング処理やニーダー、エクストルーダー、ボールミル、2本または3本ロールミル等による混練方法がある。このうち、フラッシング処理や2本または3本ロールミルによる混練法が微粒子化に好適である。
【0040】
フラッシング処理は通常、顔料の水分散液と水と混和しない溶媒に溶解した樹脂溶液を混合し、水媒体中から有機媒体中に顔料を抽出し、顔料を樹脂で処理する方法である。この方法によれば、顔料の乾燥を経ることがないので、顔料の凝集を防ぐことができ、分散が容易となる。2本または3本ロールミルによる混練では、顔料と樹脂または樹脂の溶液を混合した後、高いシェア(剪断力)をか
けながら、顔料と樹脂を混練することによって、顔料表面に樹脂をコーティングすることによって、顔料を処理する方法である。この過程で凝集していた顔料粒子はより低次の凝集体から一次粒子にまで分散される。
【0041】
また、本発明においては、あらかじめアクリル樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル樹脂、マレイン酸樹脂、エチルセルロース樹脂、ニトロセルロース樹脂等で処理した加工顔料も都合良く用いることができる。本発明において、上記の種々の樹脂で処理された加工顔料の形態としては、樹脂と顔料が均一に分散している粉末、ペースト状、ペレット状、ペースト状が好ましい。また、樹脂がゲル化した不均一な塊状のものは好ましくない。この様にして得られた着色分散体は、感光性成分と混合され、感光性着色樹脂組成物として供される。
【0042】
本発明において、着色剤が染料である場合には、組成物中に均一に溶解して感光性着色樹脂組成物を得る。
本発明の感光性着色樹脂組成物を構成する着色剤として使用できる染料は、特に制限はなく、従来カラーフィルター用として公知の染料が使用できる。例えば、特開昭64−90403号公報、特開昭64−91102号公報、特開平1−94301号公報、特開平6−11614号公報、特登2592207号、米国特許第4,808,501号明細書、米国特許第5,667,920号明細書、米国特許第5,059,500号明細書、特開平5−333207号公報、特開平6−35183号公報、特開平6−51115号公報、特開平6−194828号公報、特開平8−211599号公報、特開平4−249549号公報、特開平10−123316号公報、特開平11−302283号公報、特開平7−286107号公報、特開2001−4823号公報、特開平8−15522号公報、特開平8−29771号公報、特開平8−146215号公報、特開平11−343437号公報、特開平8−62416号公報、特開2002−14220号公報、特開2002−14221号公報、特開2002−14222号公報、特開2002−14223号公報、特開平8−302224号公報、特開平8−73758号公報、特開平8−179120号公報、特開平8−151531号公報等に開示されている色素が使用できる。
化学構造としては、ピラゾールアゾ系、アニリノアゾ系、トリフェニルメタン系、アントラキノン系、アンスラピリドン系、ベンジリデン系、オキソノール系、ピラゾロトリアゾールアゾ系、ピリドンアゾ系、シアニン系、フェノチアジン系、ピロロピラゾールアゾメチン系、キサテン系、フタロシアニン系、ペンゾピラン系、インジゴ系等の染料が使用できる。
【0043】
また、水又はアルカリ現像を行うレジスト系の場合、現像によりバインダー及び/又は染料を完全に除去するという観点では、酸性染料及び/又はその誘導体が好適に使用できる場合がある。
その他、直接染料、塩基性染料、媒染染料、酸性媒染染料、アゾイック染料、分散染料、油溶染料、食品染料、及び/又は、これらの誘導体等も有用に使用することができる。
【0044】
上記酸性染料は、スルホン酸やカルボン酸等の酸性基を有するものであれば特に限定されないが、有機溶剤や現像液に対する溶解性、塩基性化合物との塩形成性、吸光度、組成物中の他の成分との相互作用、耐光性、耐熱性等の必要とされる性能の全てを考慮して選択される。
以下に上記酸性染料の具体例を挙げるが、これらに限定されるものではない。例えば、
acid alizarin violet N;acid black 1、2、24、48;acid blue 1、7、9、15、18、23、25、27、29、40、45、62、70、74、80、83、86、87、90、92、103、112、113、120、129、138、147、158、171、182、192、243、324:1;acid chrome violet K;acid Fuchsin;acid green 1、3、5、9、16、25、27、50;acid orange 6、7、8、10、12、50、51、52、56、63、74、95;acid red 1、4、8、14、17、18、26、27、29、31、34、35、37、42、44、50、51、52、57、66、73、80、87、88、91、92、94、97、103、111、114、129、133、134、138、143、145、150、151、158、176、183、198、211、215、216、217、249、252、257、260、266、274;acid violet 6B、7、9、17、19;acid yellow 1、3、7、9、11、17、23、25、29、34、36、42、54、72、73、76、79、98、99、111、112、114、116、184、243;Food Yellow 3;及びこれらの染料の誘導体が挙げられる。
【0045】
この中でも上記酸性染料としては、acid black 24;acid blue 23、25、29、62、80、86、87、92、138、158、182、243、324:1;acid orange 8、51、56、63、74、;acid red 1、4、8、34、37、42、52、57、80、97、114、143、145、151、183、217;acid violet 7;acid yellow 17、25、29、34、42、72、76、99、111、112、114、116、184、243;acidgreen 25等の染料及びこれらの染料の誘導体が好ましい。
また、上記以外の、アゾ系、キサンテン系、フタロシアニン系の酸性染料も好ましく、C.I.Solvent Blue 44、38;C.I.Solvent orange 45;Rhodamine B、Rhodamine 110等の酸性染料及びこれらの染料の誘導体も好ましく用いられる。
【0046】
酸性染料の誘導体としては、スルホン酸やカルボン酸等の酸性基を有する酸性染料の無機塩、酸性染料と含窒素化合物との塩、酸性染料のスルホンアミド体等が使用でき、組成物溶液として溶解させることが出来るものであれば特に限定されないが、有機溶剤や現像液に対する溶解性、吸光度、硬化性組成物中の他の成分との相互作用、耐光性、耐熱性等の必要とされる性能の全てを考慮して選択される。
【0047】
本発明の感光性着色樹脂組成物の全固形分中の着色剤含有率は特に限定されるものではないが、好ましくは30〜60質量%である。着色剤が少なすぎるとカラーフィルターとして適度な色度が得られなくなる傾向がある。一方、多すぎると光硬化が充分に進まず膜としての強度が低下したり、また、アルカリ現像の際の現像ラチチュードが狭くなる傾向がある。
【0048】
本発明において、顔料の分散性を向上させる目的で従来公知の顔料分散剤や界面活性剤を添加することが出来る。これらの分散剤としては、多くの種類の化合物が用いられるが、例えば、フタロシアニン誘導体(市販品EFKA−745(エフカ社製))、ソルスパース5000(ゼネカ製);オルガノシロキサンポリマーKP341(信越化学工業製)、(メタ)アクリル酸系(共)重合体ポリフローNo.75、No.90、No.95(共栄社油脂化学工業製)、W001(裕商製)等のカチオン系界面活性剤;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等のノニオン系界面活性剤;W004、W005、W017(裕商製)等のアニオン系界面活性剤;EFKA−46、EFKA−47、EFKA−47EA、EFKAポリマー100、EFKAポリマー400、EFKAポリマー401、EFKAポリマー450(以上森下産業製)、ディスパースエイド6、ディスパースエイド8、ディスパースエイド15、ディスパースエイド9100(サンノプコ製)等の高分子分散剤;ソルスパース3000、5000、9000、12000、13240、13940、17000、24000、26000、28000などの各種ソルスパース分散剤(ゼネカ株式会社製);アデカプルロニックL31,F38,L42,L44,L61,L64,F68,L72,P95,F77,P84,F87、P94,L101,P103,F108、L121、P−123(旭電化製)およびイソネットS−20(三洋化成製)が挙げられる。
【0049】
〔III〕感光性重合成分
次に、本発明の感光性着色樹脂組成物において用いられる感光性重合成分について説明する。
上記感光性重合成分としては、少なくとも1個の付加重合可能なエチレン基を有し、常圧下で100℃以上の沸点を持つエチレン性不飽和基を持つ化合物が好ましく、なかでも、4官能以上のアクリレート化合物がより好ましい。
【0050】
上記少なくとも1個の付加重合可能なエチレン性不飽和基をもち、沸点が常圧で100℃以上の化合物としては、ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート等の単官能のアクリレートやメタアクリレート;ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールエタントリ(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、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、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ヘキサンジオール(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(アクリロイルオキシプロピル)エーテル、トリ(アクリロイロキシエチル)イソシアヌレート、グリセリンやトリメチロールエタン等の多官能アルコールにエチレンオキサイドやプロピレンオキサイドを付加させた後(メタ)アクリレート化したもの、ペンタエリスリトール又はジペンタエリスリトールのポリ(メタ)アクリレート化したもの、特公昭48−41708号、特公昭50−6034号、特開昭51−37193号各公報に記載されているようなウレタンアクリレート類、特開昭48−64183号、特公昭49−43191号、特公昭52−30490号各公報に記載されているポリエステルアクリレート類、エポキシ樹脂と(メタ)アクリル酸の反応生成物であるエポキシアクリレート類等の多官能のアクリレートやメタアクリレートを挙げることが出来る。更に、日本接着協会誌Vol.20、No.7、300〜308頁に光硬化性モノマー及びオリゴマーとして紹介されているものも使用できる。
【0051】
また、上記した多官能アルコールにエチレンオキサイドやプロピレンオキサイドを付加させた後(メタ)アクリレート化した化合物が、特開平10−62986号公報に一般式(1)及び(2)としてその具体例と共に記載されており、これらも感光性重合成分として用いることができる。
【0052】
なかでも、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)アクリレートおよびこれらのアクリロイル基が、エチレングリコール、プロピレングリコール残基を介している構造が好ましい。これらのオリゴマータイプも使用される。これらの感光性重合成分は1種単独でまたは2種以上を組み合わせて使用することができる。
これらの感光性重合成分の使用量は、感光性着色樹脂組成物の全固形分100に対し、好ましくは20〜200質量%、より好ましくは50〜120質量%である。感光性重合成分の使用量が上記範囲より少なすぎても、また、多すぎても硬化が不充分となるので好ましくない。
【0053】
〔IV〕光重合開始剤
光重合開始剤としては、ハロメチルオキサジアゾールやハロメチル−s−トリアジン等の活性ハロゲン化合物、3−アリール置換クマリン化合物、少なくとも一種のロフィン2量体等を挙げることができる。
【0054】
ハロメチルオキサジアゾールやハロメチル−s−トリアジン等の活性ハロゲン化合物の内、ハロメチルオキサジアゾール化合物としては、特公昭57−6096号公報に記載の下記一般式IVで示される2−ハロメチル−5−ビニル−1,3,4−オキサジアゾール化合物が挙げられる。
【0055】
【化1】

Figure 0004092376
【0056】
一般式IV中:
Wは、置換された又は無置換のアリール基を、Xは水素原子、アルキル基又はアリール基を表す。
Yは、弗素原子、塩素原子又は臭素原子を表す。
nは、1〜3の整数を表す。
一般式IVの具体的な化合物としては、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が挙げられる。
【0057】
ハロメチル−s−トリアジン系化合物としては、特公昭59−1281号公報に記載の下記一般式Vに示されるビニル−ハロメチル−s−トリアジン化合物、特開昭53−133428号公報に記載の下記一般式VIに示される2−(ナフト−1−イル)−4,6−ビス−ハロメチル−s−トリアジン化合物及び下記一般式VIIで示される4−(p−アミノフェニル)−2,6−ジ−ハロメチル−s−トリアジン化合物が挙げられる。
【0058】
【化2】
Figure 0004092376
【0059】
一般式V中:
Qは、Br又はClを表す。
Pは、−CQ3(Qは上記と同義である)、−NH2、−NHR、−N(R)2、又は−OR(ここで、Rはフェニル又はアルキル基を示す)を表す。
nは、0〜3の整数を表す。
Wは、置換されていてもよい芳香族基、置換されていてもよい複素環式基、又は下記一般式VAで表される一価の基を表す。
【0060】
【化3】
Figure 0004092376
【0061】
一般式VA中、Zは−O−又は−S−であり、Rは上記と同義である。
【0062】
【化4】
Figure 0004092376
【0063】
一般式VI中:
Xは、Br又はClを表す。
m、nは0〜3の整数である。
R'は、下記一般式VIAで示され基を表す。
【0064】
【化5】
Figure 0004092376
【0065】
(上記一般式VIA中、R1は水素原子又はORc(Rc はアルキル、シクロアルキル、アルケニル、アリール基)、R2はCl,Br、アルキル、アルケニル、アリール、又はアルコキシ基を表す。)
【0066】
【化6】
Figure 0004092376
【0067】
一般式VII中:
1、R2は、同一または異なって、水素原子、アルキル基、置換アルキル基、アリール基、置換アリール基、下記一般式VIIA又はVIIBで示される基を表す。
3、R4は、同一または異なって、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ基を表す。
X、Yは、同一または異なって、Cl又はBrを表す。
m、nは、同一または異なって、0、1又は2を表す。
【0068】
【化7】
Figure 0004092376
【0069】
一般式VIIA及びVIIB中、R5、R6、R7は、アルキル基、置換アルキル基、アリール基、置換アリール基を表す。置換アルキル基及び置換アリール基における置換基の例としては、フェニル基等のアリール基、ハロゲン原子、アルコキシ基、カルボアルコキシ基、カルボアリールオキシ基、アシル基、ニトロ基、ジアルキルアミノ基、スルホニル誘導体等が挙げられる。
【0070】
一般式VIIにおいて、R1とR2がそれらと結合している窒素原子と共に非金属原子からなる異節環を形成してもよく、その場合、異節環としては下記に示されるものが挙げられる。
【0071】
【化8】
Figure 0004092376
【0072】
一般式Vの具体的な例としては、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−トリアジン等が挙げられる。
【0073】
一般式VIの具体的な例としては、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−メトキシ−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−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、2−〔4−(2−メトキシエチル)−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−(2−エトキシエチル)−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−(2−ブトキシエチル)−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−(2−メトキシ−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−(6−メトキシ−5−メチル−ナフト−2−イル)−4,6−ビス−トリクロロメチル−s−トリアジン、2−(6−メトキシ−ナフト−2−イル)−4,6−ビス−トリクロロメチル−s−トリアジン、2−(5−メトキシ−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−(4,7−ジメトキシ−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−(6−エトキシ−ナフト−2−イル)−4,6−ビス−トリクロロメチル−s−トリアジン、2−(4,5−ジメトキシ−ナフト−1−イル)−4,6−ビス−トリクロロメチル−s−トリアジン等が挙げられる。
【0074】
一般式VIIの具体例としては、4−〔p−N,N−ジ(エトキシカルボニルメチル)アミノフェニル〕−2,6−ジ(トリクロロメチル)−s−トリアジン、4−〔o−メチル−p−N,N−ジ(エトキシカルボニルメチル)アミノフェニル〕−2,6−ジ(トリクロロメチル)−s−トリアジン、4−〔p−N,N−ジ(クロロエチル)アミノフェニル〕−2,6−ジ(トリクロロメチル)−s−トリアジン、4−〔o−メチル−p−N,N−ジ(クロロエチル)アミノフェニル〕−2,6−ジ(トリクロロメチル)−s−トリアジン、4−(p−N−クロロエチルアミノフェニル)−2,6−ジ(トリクロロメチル)−s−トリアジン、4−(p−N−エトキシカルボニルメチルアミノフェニル)−2,6−ジ(トリクロロメチル)−s−トリアジン、4−〔p−N,N−ジ(フェニル)アミノフェニル〕−2,6−ジ(トリクロロメチル)−s−トリアジン、4−(p−N−クロロエチルカルボニルアミノフェニル)−2,6−ジ(トリクロロメチル)−s−トリアジン、4−〔p−N−(p−メトキシフェニル)カルボニルアミノフェニル〕2,6−ジ(トリクロロメチル)−s−トリアジン、4−〔m−N,N−ジ(エトキシカルボニルメチル)アミノフェニル〕−2,6−ジ(トリクロロメチル)−s−トリアジン、4−〔m−ブロモ−p−N,N−ジ(エトキシカルボニルメチル)アミノフェニル〕−2,6−ジ(トリクロロメチル)−s−トリアジン、4−〔m−クロロ−p−N,N−ジ(エトキシカルボニルメチル)アミノフェニル〕−2,6−ジ(トリクロロメチル)−s−トリアジン、4−〔m−フロロ−p−N,N−ジ(エトキシカルボニルメチル)アミノフェニル〕−2,6−ジ(トリクロロメチル)−s−トリアジン、4−〔o−ブロモ−p−N,N−ジ(エトキシカルボニルメチル)アミノフェニル〕−2,6−ジ(トリクロロメチル)−s−トリアジン、4−〔o−クロロ−p−N,N−ジ(エトキシカルボニルメチル)アミノフェニル−2,6−ジ(トリクロロメチル)−s−トリアジン、4−〔o−フロロ−p−N,N−ジ(エトキシカルボニルメチル)アミノフェニル〕−2,6−ジ(トリクロロメチル)−s−トリアジン、4−〔o−ブロモ−p−N,N−ジ(クロロエチル)アミノフェニル〕−2,6−ジ(トリクロロメチル)−s−トリアジン、4−〔o−クロロ−p−N,N−ジ(クロロエチル)アミノフェニル〕−2,6−ジ(トリクロロメチル)−s−トリアジン、4−〔o−フロロ−p−N,N−ジ(クロロエチル)アミノフェニル〕−2,6−ジ(トリクロロメチル)−s−トリアジン、4−〔m−ブロモ−p−N,N−ジ(クロロエチル)アミノフェニル〕−2,6−ジ(トリクロロメチル)−s−トリアジン、4−〔m−クロロ−p−N,N−ジ(クロロエチル)アミノフェニル〕−2,6−ジ(トリクロロメチル)−s−トリアジン、4−〔m−フロロ−p−N,N−ジ(クロロエチル)アミノフェニル〕−2,6−ジ(トリクロロメチル)−s−トリアジン、4−(m−ブロモ−p−N−エトキシカルボニルメチルアミノフェニル)−2,6−ジ(トリクロロメチル)−s−トリアジン、4−(m−クロロ−p−N−エトキシカルボニルメチルアミノフェニル)−2,6−ジ(トリクロロメチル)−s−トリアジン、4−(m−フロロ−p−N−エトキシカルボニルメチルアミノフェニル)−2,6−ジ(トリクロロメチル)−s−トリアジン、4−(o−ブロモ−p−N−エトキシカルボニルメチルアミノフェニル)−2,6−ジ(トリクロロメチル)−s−トリアジン、4−(o−クロロ−p−N−エトキシカルボニルメチルアミノフェニル)−2,6−ジ(トリクロロメチル)−s−トリアジン、4−(o−フロロ−p−N−エトキシカルボニルメチルアミノフェニル)−2,6−ジ(トリクロロメチル)−s−トリアジン、4−(m−ブロモ−p−N−クロロエチルアミノフェニル)−2,6−ジ(トリクロロメチル)−s−トリアジン、4−(m−クロロ−p−N−クロロエチルアミノフェニル)−2,6−ジ(トリクロロメチル)−s−トリアジン、4−(m−フロロ−p−N−クロロエチルアミノフェニル)−2,6−ジ(トリクロロメチル)−s−トリアジン、4−(o−ブロモ−p−N−クロロエチルアミノフェニル)−2,6−ジ(トリクロロメチル)−s−トリアジン、4−(o−クロロ−p−N−クロロエチルアミノフェニル)−2,6−ジ(トリクロロメチル)−s−トリアジン、4−(o−フロロ−p−N−クロロエチルアミノフェニル)−2,6−ジ(トリクロロメチル)−s−トリアジン、等が挙げられる。
【0075】
これら開始剤には以下の増感剤を併用することができる。その具体例として、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾイン、9−フルオレノン、2−クロロ−9−フルオレノン、2−メチル−9−フルオレノン、9−アントロン、2−ブロモ−9−アントロン、2−エチル−9−アントロン、9,10−アントラキノン、2−エチル−9,10−アントラキノン、2−t−ブチル−9,10−アントラキノン、2,6−ジクロロ−9,10−アントラキノン、キサントン、2−メチルキサントン、2−メトキシキサントン、2−メトキシキサントン、チオキサントン、ベンジル、ジベンザルアセトン、p−(ジメチルアミノ)フェニルスチリルケトン、p−(ジメチルアミノ)フェニル−p−メチルスチリルケトン、ベンゾフェノン、p−(ジメチルアミノ)ベンゾフェノン(またはミヒラーケトン)、p−(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン、ベンゾアントロン等や特公昭51−48516号公報記載のベンゾチアゾール系化合物が挙げられる。
【0076】
又、上記3−アリール置換クマリン化合物は、例えば下記一般式VIIIで示される化合物である。
【0077】
【化9】
Figure 0004092376
【0078】
8は水素原子、炭素数1〜8のアルキル基、炭素数6〜10のアリール基(好ましくは水素原子、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基)を、R9は水素原子、炭素数1〜8のアルキル基、炭素数6〜10のアリール基、下記一般式VIIIAで示される基(好ましくはメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、一般式VIIIAで示される基、特に好ましくは一般式VIIIAで示される基)を表す。
10、R11はそれぞれ水素原子、炭素数1〜8のアルキル基(例えばメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、オクチル基)、炭素数1〜8のハロアルキル基(例えばクロロメチル基、フロロメチル基、トリフロロメチル基など)、炭素数1〜8のアルコキシ基(例えばメトキシ基、エトキシ基、ブトキシ基)、置換されてもよい炭素数6〜10のアリール基(例えばフェニル基)、アミノ基、−N(R16)(R17)、ハロゲン原子(例えばCl、Br,F)を表す。好ましくは水素原子、メチル基、エチル基、メトキシ基、フェニル基、−N(R16)(R17)、Clである。
12は、置換されてもよい炭素数6〜16のアリール基(例えばフェニル基、ナフチル基、トリル基、クミル基)を表す。置換基としてはアミノ基、−N(R16)(R17)、炭素数1〜8のアルキル基(例えばメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、オクチル基)、炭素数1〜8のハロアルキル基(例えばクロロメチル基、フロロメチル基、トリフロロメチル基など)、炭素数1〜8のアルコキシ基(例えばメトキシ基、エトキシ基、ブトキシ基)、ヒドロキシ基、シアノ基、ハロゲン原子(例えばCl、Br,F)が挙げられる。
13、R14、R16、R17は、同一または異なって、それぞれ水素原子、炭素数1〜8のアルキル基(例えばメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、オクチル基)を表す。R13とR14及びR16とR17は、互いに結合し窒素原子とともに複素環(例えばピペリジン環、ピペラジン環、モルホリン環、ピラゾール環、ジアゾール環、トリアゾール環、ベンゾトリアゾール環等)を形成してもよい。
15は、水素原子、炭素数1〜8のアルキル基(例えばメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、オクチル基)、炭素数1〜8のアルコキシ基(例えばメトキシ基、エトキシ基、ブトキシ基)、置換されてもよい炭素数6〜10のアリール基(例えばフェニル基)、アミノ基、N(R16)(R17)、ハロゲン原子(例えばCl、Br,F)を表す。Zbは=O、=Sあるいは=C(R18)(R19)を表す。好ましくは=O、=S、=C(CN)2であり、特に好ましくは=Oである。R18、R19は、同一または異なって、シアノ基、−COOR20、−COR21を表す。R20、R21はそれぞれ炭素数1〜8のアルキル基(例えばメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、オクチル基)、炭素数1〜8のハロアルキル基(例えばクロロメチル基、フロロメチル基、トリフロロメチル基など)、置換されてもよい炭素数6〜10のアリール基(例えばフェニル基)を表す。
【0079】
特に好ましい3−アリール置換クマリン化合物は一般式IXで示される{(s−トリアジン−2−イル)アミノ}−3−アリールクマリン化合物類である。
【0080】
【化10】
Figure 0004092376
【0081】
ロフィン二量体は2個のロフィン残基からなる2,4,5−トリフェニルイミダゾリル二量体を意味し、その基本構造を下記に示す。
【0082】
【化11】
Figure 0004092376
【0083】
その具体例としては、2−(o−クロルフェニル)−4,5−ジフェニルイミダゾリル二量体、2−(o−フルオロフェニル)−4,5−ジフェニルイミダゾリル二量体、2−(o−メトキシフェニル)−4,5−ジフェニルイミダゾリル二量体、2−(p−メトキシフェニル)−4,5−ジフェニルイミダゾリル二量体、2−(p−ジメトキシフェニル)−4,5−ジフェニルイミダゾリル二量体、2−(2,4−ジメトキシフェニル)−4,5−ジフェニルイミダゾリル二量体、2−(p−メチルメルカプトフェニル)−4,5−ジフェニルイミダゾリル二量体等が挙げられる。
【0084】
本発明では、以上の開始剤の他に他の公知のものも使用することができる。
例えば、米国特許第2,367,660号明細書に開示されているビシナールポリケトルアルドニル化合物、米国特許第2,367,661号および第2,367,670号明細書に開示されているα−カルボニル化合物、米国特許第2,448,828号明細書に開示されているアシロインエーテル、米国特許第2,722,512号明細書に開示されているα−炭化水素で置換された芳香族アシロイン化合物、米国特許第3,046,127号および第2,951,758号明細書に開示されている多核キノン化合物、米国特許第3,549,367号明細書に開示されているトリアリルイミダゾールダイマー/p−アミノフェニルケトンの組合せ、特公昭51−48516号公報に開示されているベンゾチアゾール系化合物/トリハロメチール−s−トリアジン系化合物等が挙げられる。
また、旭電化(株)製アデカオプトマーSP−150、同151、同170、同171、同N−1717、同N1414等も重合開始剤として使用できる。
【0085】
開始剤の使用量は、感光性着色樹脂組成物の全固形分の0.1〜10.0質量%、好ましくは0.5〜5.0質量%である。開始剤の使用量が0.1質量%より少ないと重合が進み難く、また、10.0質量%を超えると膜強度が弱くなる。
【0086】
〔V〕溶剤
本発明の感光性着色樹脂組成物を調製する際に使用する溶剤としては、エステル類、例えば酢酸エチル、酢酸−n−ブチル、酢酸イソブチル、ギ酸アミル、酢酸イソアミル、酢酸イソブチル、プロピオン酸ブチル、酪酸イソプロピル、酪酸エチル、酪酸ブチル、アルキルエステル類、乳酸メチル、乳酸エチル、オキシ酢酸メチル、オキシ酢酸エチル、オキシ酢酸ブチル、メトキシ酢酸メチル、メトキシ酢酸エチル、メトキシ酢酸ブチル、エトキシ酢酸メチル、エトキシ酢酸エチル、3−オキシプロピオン酸メチル、3−オキシプロピオン酸エチルなどの3−オキシプロピオン酸アルキルエステル類;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、2−オキシプロピオン酸メチル、2−オキシプロピオン酸エチル、2−オキシプロピオン酸プロピル、2−メトキシプロピオン酸メチル、2−メトキシプロピオン酸エチル、2−メトキシプロピオン酸プロピル、2−エトキシプロピオン酸メチル、2−エトキシプロピオン酸エチル、2−オキシ−2−メチルプロピオン酸メチル、2−オキシ−2−メチルプロピオン酸エチル、2−メトキシ−2−メチルプロピオン酸メチル、2−エトキシ−2−メチルプロピオン酸エチル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、ピルビン酸プロピル、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、2−オキソブタン酸メチル、2−オキソブタン酸エチル等;エーテル類、例えばジエチレングリコールジメチルエーテル、テトラヒドロフラン、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モノエチルエーテル、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、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、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、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、プロピレングリコールプロピルエーテルアセテート等;ケトン類、例えばメチルエチルケトン、シクロヘキサノン、2−ヘプタノン、3−ヘプタノン等;芳香族炭化水素類、例えばトルエン、キシレシ等が挙げられる。
【0087】
これらのうち、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、エチルセロソルブアセテート、乳酸エチル、ジエチレングリコールジメテルエーテル、酢酸ブチル、3−メトキシプロピオン酸メチル、2−ヘプタノン、シクロヘキサノン、エチルカルビトールアセテート、ブチルカルビトールアセテート、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート等が好ましく用いられる。
【0088】
これらの溶剤は、単独で用いてもあるいは2種以上組み合わせて用いてもよい。
【0089】
〔VI〕フッ素系有機化合物
本発明の感光性着色樹脂組成物には、更にフッ素含有率が3〜40質量%、好ましくは5〜30質量%、より好ましくは7〜25質量%であるフッ素系有機化合物を含有するのが望ましい。
フッ素系有機化合物のフッ素含有率が低いと、塗布厚均一性や省液性において充分な効果が得られず、また逆に含有率が大きすぎると、組成物中への溶解性が不十分となる。
本発明においてフッ素系有機化合物を含有させることにより、塗布液としての液特性を改良することができ、塗布厚の均一性や省液性を改良することができる。特に、基板への濡れ特性が向上し、少量の液量でも厚みムラのない均一な膜厚の塗膜を得ることができる。
【0090】
この様なフッ素系有機化合物としては、例えば、メガファックF171、同F172、同F173、同F177、同F141、同F142、同F143、同F144、同R30、同F437(以上、大日本インキ株式会社製)、フロラードFC430、同FC431、同FC171(以上、住友スリーエム株式会社製)、サーフロンS−382、同SC−101、同SC−103、同SC−104、同SC−105、同SC1068、同SC−381、同SC−383、同S393、同KH−40(以上、旭硝子株式会社製)等が挙げられる。
中でも、メガファックF177、メガファックF143、メガファックR30等が好ましい。
【0091】
前記フッ素系有機化合物の中でも、下記(I)式で表される構造の化合物が特に好ましい。
817SO2N(R1)CH2CH2O(CH2CH2O)n2 (I)
式(I)中、R1及びR2は各々水素原子または炭素数1〜4のアルキル基を表し、nは2〜30の整数を表す。
式(I)において、好ましくはR1はメチル基、エチル基またはiso-プロピル基であり、R2は水素原子である。nの好ましい範囲は10〜25であり、特に好ましい範囲は10〜20である。
【0092】
本発明の組成物中にさらに上記式(I)で表されるフッ素系有機化合物を含有させることにより、組成物の液特性はさらに改良される。すなわち、塗布液としての流動性が良くなり、塗布工程で使用されるスピンコーターのノズルや配管、容器中での液の付着性が改良され、汚れとして残る残渣を殆どなくすことができるので、塗布液の切り替え時に洗浄に要する洗浄液の量や作業時間を軽減でき、工程適性が改良される。尚、上記フッ素系有機化合物は、本発明の感光性組着色樹脂成物中でノニオン系の界面活性剤として作用しているものと考えられる。
また、塗布液としての流動性を改良し、基板と塗布液との界面張力を低下せしめて、基板への濡れ性を改良し、もって数μm程度の薄膜であっても厚みムラが小さい塗布膜を得ることができる。特に、塗布膜が薄くなると、塗布ムラや厚みムラ、更には塗布面で液切れをおこしやすいスリット塗布に対して、良好な結果をもたらす。
【0093】
本発明において式(I)で表されるフッ素系化合物の添加量としては、全塗布溶液に対し好ましくは0.001〜2.0質量%であり、より好ましくは0.055〜1.0質量%、最も好ましくは0.003〜0.5質量%である。
【0094】
上記式(I)で表されるフッ素系化合物としては、例えば、大日本インキ化学工業(株)製 メガファック F−141(n=5)、F−142(n=10)、F−143(n=15)、F−144(n=20)を挙げることができる。
【0095】
〔VII〕その他の成分
本発明の感光性着色樹脂組成物には、必要に応じて各種添加物、例えば充填剤、上記アルカリ可溶性樹脂以外の高分子化合物、上記以外の界面活性剤、密着促進剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、凝集防止剤等を配合することかできる。
【0096】
これらの添加物の具体例としては、ガラス、アルミナ等の充填剤;イタコン酸共重合体、クロトン酸共重合体、マレイン酸共重合体、部分エステル化マレイン酸共重合体、酸性セルロース誘導体、水酸基を有するポリマーに酸無水物を付加させたもの、アルコール可溶性ナイロン、ビスフェノールAとエピクロルヒドリンから形成されたフェノキシ樹脂などのアルカリ可溶の樹脂;ノニオン系、カチン系、アニオン系等の界面活性剤、具体的にはフタロシアニン誘導体(市販品EFKA−745(森下産業製));オルガノシロキサンポリマーKP341(信越化学工業製)、(メタ)アクリル酸系(共)重合体ポリフローNo.75、No.90、No.95(共栄社油脂化学工業製)、W001(裕商製)等のカチオン系界面活性剤;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(BASF社製 プルロニックL10、L31、L61、L62、10R5、17R2、25R2、テトロニック304、701、704、901、904、150R1等のノニオン系界面活性剤;W004、W005、W017(裕商製)等のアニオン系界面活性剤;EFKA−46、EFKA−47、EFKA−47EA、EFKAポリマー100、EFKAポリマー400、EFKAポリマー401、EFKAポリマー450(以上森下産業製)、ディスパースエイド6、ディスパースエイド8、ディスパースエイド15、ディスパースエイド9100(サンノプコ製)等の高分子分散剤;ソルスパース3000、5000、9000、12000、13240、13940、17000、24000、26000、28000などの各種ソルスパース分散剤(ゼネカ株式会社製);アデカプルロニックL31,F38,L42,L44,L61,L64,F68,L72,P95,F77,P84,F87、P94,L101,P103,F108、L121、P−123(旭電化製)およびイソネットS−20(三洋化成製);
【0097】
ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリス(2−メトキシエトキシ)シラン、N−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、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−クロロプロピルメチルジメトキシシラン、3−クロロ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トリメトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン等の密着促進剤;
2,2−チオビス(4−メチル−6−t−ブチルフェノール)、2,6−ジ−t−ブチルフェノール等の酸化防止剤;
2−(3−t−ブチル−5−メチル−2−ヒドロキシフェニル)−5−クロロベンゾトリアゾール、アルコキシベンゾフェノン等の紫外線吸収剤;
およびポリアクリル酸ナトリウム等の凝集防止剤を挙げることができる。
【0098】
また、放射線未照射部のアルカリ溶解性を促進し、本発明の組成物の現像性の更なる向上を図る場合には、本発明の組成物に有機カルボン酸、好ましくは分子量1000以下の低分子量有機カルボン酸の添加を行うことができる。具体的には、例えばギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸、ピバル酸、カプロン酸、ジエチル酢酸、エナント酸、カプリル酸等の脂肪族モノカルボン酸;シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ブラシル酸、メチルマロン酸、エチルマロン酸、ジメチルマロン酸、メチルコハク酸、テトラメチルコハク酸、シトラコン酸等の脂肪族ジカルボン酸;トリカルバリル酸、アコニット酸、カンホロン酸等の脂肪族トリカルボン酸;安息香酸、トルイル酸、クミン酸、ヘメリト酸、メシチレン酸等の芳香族モノカルボン酸;フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、トリメリト酸、トリメシン酸、メロファン酸、ピロメリト酸等の芳香族ポリカルボン酸;フェニル酢酸、ヒドロアトロパ酸、ヒドロケイ皮酸、マンデル酸、フェニルコハク酸、アトロパ酸、ケイ皮酸、ケイ皮酸メチル、ケイ皮酸ベンジル、シンナミリデン酢酸、クマル酸、ウンベル酸等のその他のカルボン酸が挙げられる。
【0099】
本発明の感光性着色樹脂組成物には以上の他に、更に、熱重合防止剤を加えておくことが好ましく、例えば、ハイドロキノン、p−メトキシフェノール、ジ−t−ブチル−p−クレゾール、ピロガロール、t−ブチルカテコール、ベンゾキノン、4,4′−チオビス(3−メチル−6−t−ブチルフェノール)、2,2'−メチレンビス(4−メチル−6−t−ブチルフェノール)、2−メルカプトベンゾイミダゾール等が有用である。
【0100】
〔VII〕本発明の組成物の製造方法及び使用方法
本発明の感光性着色樹脂組成物は、着色剤、アルカリ可溶性樹脂、感光性重合成分、光重合開始剤、さらに必要に応じて用いられるその他の添加剤を溶剤と混合し各種の混合機、分散機を使用して混合分散することによって調製することができる。
尚、混合分散工程は、混練分散とそれに続けて行う微分散処理からなるのが好ましいが、混練分散を省略することも可能である。
【0101】
本発明の組成物の好ましい製造方法としては、着色剤に(メタ)アクリル酸及びベンジルメタクリレートからなる共重合体であるアルカリ可溶性樹脂B1または(メタ)アクリル酸、ベンジルメタクリレート、及びヒドロキシエチル(メタ)アクリレートからなる共重合体であるアルカリ可溶性樹脂B2を混練分散処理後の粘度が10,000mPa・s以上、望ましくは100,000mPa・s以上の比較的高粘度になるように混練分散処理し、次いで前記アルカリ可溶性樹脂Aを添加して、微分散処理後の粘度が1,000mPa・s以下、望ましくは100mPa・s以下の比較的低粘度になるように微分散処理することである。
【0102】
混練分散工程では、原料の着色剤の粒子表面をビヒクルの樹脂成分を主体とした構成成分との濡れを促進し、着色剤粒子と空気の固体/気体界面から、着色剤粒子とビヒクル溶液の固体/溶液界面に変換する。微分散工程では、ガラスやセラミックの微粒の分散用メディアと共に混合攪拌することにより、着色剤粒子を一次粒子に近い微小な状態にまで分散する。従って、混練分散工程では着色剤
粒子表面が形成する界面を空気から溶液に変換する必要があるので、強い剪断力圧縮力が必要となり、それにふさわしい混練機、被混練物は高粘度のものが望ましく、一方、微分散工程では粒子を微小な状態にまで均一に安定に分布させることが必要となり、凝集している着色剤粒子に衝撃力と剪断力を不要するような分散機と、比較的低い被分散物は比較的低粘度であることが望ましい。
【0103】
本発明の感光性着色樹脂組成物を用いて、例えば、カラーフィルターを作成するための混練分散工程は、先ず有機顔料やカーボンブラック等の着色剤と分散剤若しくは表面処理剤、本発明の樹脂B1若しくはB2(樹脂B1、B2いずれも使用しない場合は樹脂Aの一部または全部)及び溶剤で混練する。混練に使用する機械は二本ロール、三本ロール、ボールミル、トロンミル、ディスパー、ニーダー、コニーダー、ホモジナイザー、ブレンダー、単軸および2軸の押出機等であり、強い剪断力を与えながら分散する。次いで、溶剤及び本発明の樹脂A(混練工程で使用した残部)を加えて、主として縦型若しくは横型のサンドグラインダー、ピンミル、スリットミル、超音波分散機等を使用し、0.1〜1mmの粒径のガラス、ジルコニア等でできたビーズで分散する。尚、この混練工程を省くことも可能である。その場合には、顔料と分散剤若しくは表面処理剤、本発明の樹脂B1若しくはB2(いずれも使用しない場合は樹脂Aの一部または全部)及び溶剤でビーズ分散を行う。この場合には混練工程での残りの樹脂Aは分散の途中で添加することが好ましい。
尚、混練、分散についての詳細はT.C. Patton著"Paint Flow and Pigment Dispersion"(1964年 John Wiley and Sons社刊)等にも記載されている。
【0104】
本発明の感光性着色樹脂組成物を、直接または他の層を介して基板に回転塗布、スリット塗布、流延塗布、ロール塗布等の塗布方法により塗布して、感放射線性組成物層を形成し、所定のマスクパターンを介して露光し、光照射された塗布膜部分だけを硬化させ、現像液で現像することによって、各色(3色あるいは4色)の画素からなるパターン状皮膜を形成し、カラーフィルターを製造することができる。この際に使用される放射線としては、特にg線、i線等の紫外線が好ましく用いられる。
次いでアルカリ現像処理を行うことにより、上記露光により光未照射部分をアルカリ水溶液に溶出させ、光硬化した部分だけが残る。現像液としては、光未照射部の感光性層を溶解し、一方光照射部を溶解しないものであればいかなるものも用いることができる。
次いで、余剰の現像液を洗浄除去し、乾燥を施した後に、50℃〜240℃の温度で加熱処理(ポストベーク)を行う。このように各色ごとに前記工程を順次繰り返して硬化皮膜を製造することができる。これによりカラーフィルターが得られる。
【0105】
基板としては、例えば液晶表示素子等に用いられる無アルカリガラス、ソーダガラス、パイレックスガラス、石英ガラス及びこれらに透明導電膜を付着させたものや、固体撮像素子等に用いられる光電変換素子基板、例えばシリコン基板等が挙げられる。さらに、プラスチック基板も可能である。これらの基板上には、通常、各画素を隔離するブラックストライプが形成されている。
【0106】
プラスチック基板の原材料としては、光学特性、耐熱性、機械的強度などの点から(1)アモルファスポリオレフィン、(2)ポリエーテルスルホン、(3)ポリグルタルイミド、(4)ポリカーボネート、(5)ポリエチレンテレフタレート、(6)ポリエチレンナフタレート、(7)ノルボルネンポリマー、(8)ビスアニリンフルオレンをジアミン成分としたポリイミド、(9)ビスフェノールフルオレンと2塩基酸からなるポリエステルなどが挙げられる。この中でも(2)ポリエーテルスルホン、(4)ポリカーボネート、(5)ポリエチレンテレフタレート、及び(7)ノルボルネンポリマーが好ましい。上記原材料は特にLCD用途において好ましい。
プラスチック基板に求められる特性としては、低熱膨張(カラーフィルター作成時の硬化処理に伴う表示精度の劣化防止)、ガスバリヤー性(液晶の安定性確保)、光透過率や光学等方性などの光学特性、表面平滑性などがある。熱膨張に関しては熱膨張係数が10-4以下であることが好ましい。
また、プラスチック基板にはその表面にガスバリヤー層及び/又は耐溶剤性層を有していることが好ましい。
【0107】
基板上に塗布された本発明の感光性着色樹脂組成物層の乾燥(プリベーク)は、ホットプレート、オーブン等で50℃〜140℃の温度で10〜300秒で行うことができる。
【0108】
本発明の感光性着色樹脂組成物の塗布厚み(乾燥後)は、一般的に0.3〜5.0μm、望ましくは0.5〜3.5μm、最も望ましくは1.0〜2.5μmである。
【0109】
現像液としては、本発明の感光性着色樹脂組成物を溶解し、一方放射線照射部を溶解しない組成物であればいかなるものも用いることができる。具体的には種々の有機溶剤の組合せやアルカリ性の水溶液を用いることができる。
有機溶剤としては、本発明の組成物を調製する際に使用される前述の溶剤が挙げられる。
現像温度としては通常20℃〜30℃であり、現像時間としては20〜90秒である。
【0110】
アルカリとしては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、硅酸ナトリウム、メタ硅酸ナトリウム、アンモニア水、エチルアミン、ジエチルアミン、ジメチルエタノールアミン、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド、コリン、ピロール、ピペリジン、1,8−ジアザビシクロ−[5,4,0]−7−ウンデセン等のアルカリ性化合物を、濃度が0.001〜10質量%、好ましくは0.01〜1質量%となるように溶解したアルカリ性水溶液が使用される。なお、このようなアルカリ性水溶液からなる現像液を使用した場合には、一般に、現像後、水で洗浄(リンス)する。
【0111】
ポストベークは、硬化を完全なものとするための現像後の加熱であり、通常約200℃〜220℃の加熱(ハードベーク)を行う。
このポストベーク処理は、現像後の塗布膜を、上記条件になるようにホットプレートやコンベクションオーブン(熱風循環式乾燥機)、高周波加熱機等の加熱手段を用いて、連続式あるいはバッチ式で行うことができる。
【0112】
本発明の感光性着色樹脂組成物の用途として、主にカラーフィルターへの用途を主体に述べてきたが、カラーフィルターの画素間に設けられるブラックマトリックスにも適用できることは勿論である。ブラックマトリックスは、本発明の組成物にカーボンブラック、チタンブラックなどの黒色の着色剤を添加した組成物を光露光、アルカリ現像し、更にその後、ポストベークして膜の硬化を促進させて形成させることができる。
カラーフィルター用各種構成部品としては、上記カラーフィルター本体(着色層)やブラックマトリックスの他にスペーサー、保護層、コンタクトホール形成層などにも適用できる。更に、本発明の着色樹脂組成物は、上記カラーフィルター用各種構成部品以外にも、COB(チップオンボード)のポッティング用封止剤やLCD用シール剤としても用いることが可能である。
【0113】
【実施例】
以下、本発明を実施例により更に具体的に説明するが、本発明は以下の実施例によっていささかも限定されて解釈されるものではない。
【0114】
感光性着色樹脂組成物の調製
・C.I.Pigment Red 254 27質量部
・C.I.Pigment Yellow 139 4質量部
・下記表1に示された樹脂B1もしくはB2(実施例1及び
比較例1は樹脂Aのみ)のプロピレングリコールモノメチル
エーテルアセテート溶液 (固形分50%)
22質量部
・分散剤(BYK社 BY−161) 2質量部
上記各成分を3本ロールで混練分散処理をし、次いで
・下記表1に示された樹脂Aのプロピレングリコールモノメチル
エーテルアセテート溶液(固形分50%) 22質量部
・プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(溶剤)200質量部
を加え、サンドミルで一昼夜微分散処理をした。
【0115】
次いで、下記成分を添加し、攪拌混合して感光性着色樹脂組成物(レジスト液)を調製した。
・ジペンタエリスリトールペンタ、ヘキサアクリレート 20質量部
・4−[o−ブロモ−p−N,N−ジ(エトキシカルボニル)アミノフェニル]
2、6−ジ(トリクロロメチル)−S−トリアジン(光重合開始剤)1質量部
・界面活性剤 BASF社 テトロニック 150R1 0.5質量部
・フッ素系化合物 DIC社 メガファック F−143 0.01質量部
・プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(溶剤)150質量部
尚、上記工程において混練後及び分散後各々の分散液粘度を表1に示す。
【0116】
実施例1〜11及び比較例1〜5
上記で得られた各組成物を下記の方法で、塗布厚均一性、液使用量、塗布ムラ、現像ラチチュード、及び、透過率について評価した。
【0117】
(1)<スピンコート>塗布厚均一性:
550mm×650mmのガらス基板上に上記調製したレジスト液30gを中央滴下し、600rpmでスピンコートした。塗布基板の中央部から、対角線方向に縁から300mm内側の部分までの厚みを測定した。塗布厚みムラを下式で表し、%で表示した。
厚みムラ=(中央部の厚み−縁部30mm内側の厚み)/中央部の厚み
(2)<スピンコート>塗液使用量:
550mm×650mmのガラス基板上に上記調製したレジスト液20〜40gを中央滴下し800rpmでスピンコートしたときに、最縁部の一部が塗布されなくなる最小液量を測定した。
【0118】
(3)<スリット塗布>塗布ムラ:
スリット間隙が50μmの塗布有効幅が20mmのスリットヘッドを備えたスリット塗布装置を用いて、乾燥後の塗膜厚が2μmになるようにスリットと基板間の間隙を調節して、50mm/秒の塗布スピードで各実施例・比較例の感光性着色樹脂組成物の塗布液を、幅230mm、長さ300mm、厚み0.7mmの矩形状ガラス基板上に塗布し、塗布幅21mm、長さ260mmの塗布面を得た。
塗布後、ホットプレートで、90℃、60秒間プリベークした後、塗布面のスジ状のムラの本数を肉眼で計算した。
塗布面にスジ状のムラが全くないものを○、1〜5本のものを△、6本以上のmのを×として評価した。
【0119】
(4)現像ラチチュード:
上記調製したレジスト液を、乾燥後の膜厚が1.5μmとなるようにガラス基板(Corning1737)にスピンコートし、オーブンを用いて90℃で60秒間プリベークした後、20μmの線幅を持つマスクで200mj/cm2の露光(照度は20mW/cm2)をし、アルカリ現像液CD(富士フイルムアーチ(株)製)の10%希釈液で30℃で現像した。現像時間は10〜100秒まで10秒刻みで実施した。線幅が安定して残存する現像秒数を現像ラチチュードとして表わした。(5)透過率:
上記調製したレジスト液をスピンコートした基板の色度値を、大塚電子(株)製MCPD−2000を用いて測定し、X値が0.640の時のY値で比較した。Y値が大きいほど透過率が大きい。
以上の結果を表1及び表2に示す。
【0120】
【表1】
Figure 0004092376
【0121】
【表2】
Figure 0004092376
【0122】
表中の記号の説明
Acr(EO)n: CH3(OC2H4)nOCOC(CH3)=CHR
BzMA: ベンジルメタクリレート
St: スチレン
AA: アクリル酸
MAA: メタクリル酸
HEMA: ヒドロキシエチルメタクリレート
また、表中の分子量は、GPCによるポリスチレン換算質量平均分子量である。
【0123】
本発明の感光性着色樹脂組成物は、スピンコートによる塗布厚均一性並びに省液性(液使用量)やスリット塗布による耐塗布ムラ性、更に透過率及び現像ラチチュードのいずれの点においても優れていた。特に、従来塗布ムラや塗布膜厚均一性の面で問題があったスリット塗布においても良好な特性を奏する。また、本発明の感光性着色樹脂組成物には構成成分として着色剤、感光性重合成分、光重合開始剤、溶剤及びアルカリ可溶性樹脂として特定の3元共重合体を含有していればよいが、更にアルカリ可溶性樹脂として特定の他の共重合体及び/又はフッ素系有機化合物を含有することによってより良好な物性を得ることができる。
【0124】
【発明の効果】
本発明の感光性着色樹脂組成物は、高顔料濃度、高固形分濃度であっても塗布性に優れ、しかも現像ラチチュードが広くプロセス許容性に優れ、更にまた透過率も向上できる。加えて少ない塗液の使用で基板表面全域を塗布することができる。
従って、本発明の組成物から、液晶表示素子や固体撮像素子に用いられるカラーフィルターをプロセス上の困難性が少なく、高品質かつ低コストで作製することができる。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a photosensitive colored resin composition suitable for producing a color filter for use in a liquid crystal display device or a solid-state imaging device, a method for producing the same, and a method for producing a color filter. The present invention relates to a photosensitive colored resin composition having improved uniformity and liquid-saving property, a method for producing the same, and a method for producing a color filter.
[0002]
[Prior art]
Color filters are indispensable components for liquid crystal panels. Compared to CRT as a display device, it is compact and has the same or better performance, and is replacing CRT as a display device for TV screens, personal computer screens, and others.
However, liquid crystal display devices are expensive, and in order to overcome the competition with CRTs, it is essential to make them inexpensive.
[0003]
In order to reduce the price of the liquid crystal display device, in addition to reducing the price of each component such as a color filter and a glass substrate, an improvement in yield without causing defective products is required. In the case of a color filter, it is essential to reduce the amount of the coating solution of the photosensitive colored resin composition. In addition, improving the yield of color filter manufacturing can be one means of reducing the price. In order to improve the yield, it is necessary to produce more color filters in a single process. Specifically, a photosensitive colored resin composition is applied on a larger substrate to produce a larger color filter. This can be done by manufacturing the filter and then cutting it to the desired size.
However, if the amount of the coating liquid is reduced as it is or coating is performed on a large substrate, coating unevenness occurs. Most of the coating unevenness is thickness unevenness, and in order to overcome this, it is necessary to improve the fluidity of the liquid and make it difficult for the coating unevenness to occur even with a small amount of liquid.
As a means for improving the fluidity of the coating solution, the viscosity of the coating solution is generally lowered by lowering the molecular weight of the polymer or increasing the solubility in a solvent. However, simply lowering the viscosity is a problem in that uneven thickness tends to occur at the center and the periphery of the coated substrate.
[0004]
As described above, in order to reduce the amount of the coating liquid of the photosensitive colored resin composition and improve the yield, even when the amount of the coating liquid is small or when it is applied to a large substrate, there is no unevenness in the thickness. It is desired that it can be applied.
[0005]
In addition, the photosensitive colored resin composition is generally required to have a wide range of proper development time in development performed after exposure, that is, a wide development latitude and excellent process tolerance. However, as the area to be processed at the same time or the display panel becomes larger as described above, the time difference immersed in the developer at the top and the end of the substrate increases, and the development time varies. For this reason, the development unevenness is enlarged and the pattern size is different. Therefore, a photosensitive colored resin composition having a wider development latitude is demanded.
[0006]
Also, the method of applying the photosensitive colored resin composition to the substrate is excellent in spin coating because it can uniformly and accurately apply a thin film of 1 to 3 μm, and is widely used in the production of color filters. Yes. Further, in recent years, a rectangular shape having a slit (gap) of several tens of microns at the tip thereof disclosed in Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 6-339656) and Patent Document 2 (Japanese Patent Laid-Open No. 11-90295). With a coating head having a length corresponding to the coating width of the substrate, the clearance (gap) between the substrate and the substrate is maintained at several tens to several hundreds of microns, and the substrate and the coating head have a constant relative speed, and a predetermined discharge amount. There is a slit coating method in which a coating liquid supplied from a slit is coated on a substrate, which is employed as another coating method for creating a color filter. This slit coating has less liquid loss than spin coating, the coating liquid does not fly and the cleaning process is reduced, the scattered liquid components do not re-enter the coating film, and the rotation start-up stop time Therefore, there are advantages that the tact time can be shortened and the application to a large substrate is easy. Therefore, it is suitable for the production of a color filter for a large-screen liquid crystal display device, and is expected as an advantageous coating method for reducing the amount of coating liquid.
[0007]
However, in slit coating, there is a problem with the system itself that it is difficult to maintain the coating condition of the coating liquid discharged from the slit outlet over the entire coating width, and therefore, uneven coating tends to occur and the width direction Therefore, it is difficult to obtain a uniform coating film thickness, and the uniformity of the coating film may be lacking.
[0008]
For this reason, attempts have been made to improve the fluidity and viscoelastic properties of the coating solution in order to obtain a uniform coating film without unevenness. As described above, the molecular weight of the polymer is reduced, or the polymer is dissolved in a solvent. Means such as selection of a polymer having excellent properties and use of a fluorosurfactant have been proposed, but it has not been sufficient to improve the above problems.
[0009]
On the other hand, as a photosensitive resin composition for a color filter having an improved resin component, for example, in Patent Document 3 (Japanese Patent No. 2665696), (meth) acrylic acid and ethylene oxide molecular chains are used as pigment dispersing binders. It is described that the uniformity and transparency of the color filter obtained can be improved by using a copolymer having (meth) acrylate and styrene derivatives as monomer components. Patent Document 4 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-204321) describes an invention of a black matrix composition with improved light-shielding properties, adhesion, and resistivity. Copolymerization of styrene and maleic anhydride. A copolymer is disclosed in which the ester component of the maleic anhydride half ester is polyethylene glycol monoacrylate.
Patent Document 5 (Japanese Patent Laid-Open No. 10-87769) discloses a color filter by using a resin composition containing an unsaturated group-containing resin obtained by reacting an epoxy (meth) acrylate with a polybasic acid anhydride. An invention for improving developability, pattern accuracy and the like is disclosed, and polyethylene glycol mono (meth) acrylate is described as an unsaturated group-containing component.
[0010]
Further, Patent Document 6 (Japanese Patent Laid-Open No. 11-323143), Patent Document 7 (Japanese Patent Laid-Open No. 2000-227513), and Patent Document 8 (Japanese Patent Laid-Open No. 2001-269564) describe application of a composition for a color filter. The use of a fluorosurfactant to improve suitability is disclosed.
However, the improvement of the polymer used as the binder and the conventional technique using the fluorosurfactant reduce the amount of the coating solution, improve the yield, and further improve the film thickness uniformity of the obtained coating solution. It wasn't enough to make it happen. In particular, it was further insufficient for the slit coating method.
[0011]
[Patent Document 1]
JP-A-6-339656
[Patent Document 2]
JP-A-11-90295
[Patent Document 3]
Japanese Patent No. 2665696
[Patent Document 4]
JP-A-10-204321
[Patent Document 5]
JP-A-10-87769
[Patent Document 6]
JP 11-323143 A
[Patent Document 7]
JP 2000-227513 A
[Patent Document 8]
JP 2001-269564 A
[0012]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to provide a photosensitive colored resin composition having excellent coating thickness uniformity and liquid-saving properties, improved transmittance, wide development latitude and excellent process tolerance, and a method for producing the same and a color filter. It is to provide a method.
In particular, the present invention is to provide a photosensitive colored resin composition having excellent flow characteristics as a coating solution even in slit coating that can be easily applied to a large substrate, a method for producing the same, and a method for producing a color filter. .
[0013]
[Means for Solving the Problems]
According to this invention, the photosensitive coloring resin composition of the following structure, its manufacturing method, and the manufacturing method of a color filter are provided, and the said objective is achieved.
[0014]
  In the photosensitive colored resin composition containing (1) a) a colorant, (b) an alkali-soluble resin A, (c) a photosensitive polymerization component, (d) a photopolymerization initiator, and (e) a solvent, the alkali The soluble resin A is at least (i) at least one acid component monomer selected from maleic anhydride, acrylic acid, methacrylic acid, and fumaric acid; (ii) Acr (EO)n: CHThree(OC2HFour)nOCOC (CHThree) = CHR (however,, RIs HOr CH 3 Represents.n is, When R is H,2-15R is CH 3 4 or 9And (iii) a photosensitive colored resin composition characterized by being a copolymer comprising benzyl (meth) acrylate.
[0015]
  (2) (i) acid component monomer in the alkali-soluble resin A, (ii)The Acr (EO) n And (iii) the composition mass ratio of benzyl (meth) acrylate is from 10 to 25/5 to 25/50 to 85, and the polystyrene-reduced mass average molecular weight (Mw) is from 3,000 to 50,000. The photosensitive colored resin composition as described in (1) above, which is characterized by the following.
[0016]
(3) The content of the colorant in the solid content of the photosensitive colored resin composition is 30 to 60% by mass, and the content of the alkali-soluble resin A is 10 to 50% by mass. The photosensitive colored resin composition according to (1) or (2).
(4) The photosensitive colored resin composition further comprises an alkali-soluble resin B1 which is a copolymer comprising (i) (meth) acrylic acid and (ii) benzyl methacrylate. -The photosensitive colored resin composition in any one of said (3).
(5) The photosensitive colored resin composition further comprises an alkali-soluble resin B2 which is a copolymer comprising (i) (meth) acrylic acid, (ii) benzyl methacrylate, and (iii) hydroxyethyl (meth) acrylate. The photosensitive colored resin composition as described in any one of (1) to (3) above, which is contained.
(6) In the solid content of the photosensitive colored resin composition, the content of the colorant is 30 to 60% by mass, and the content of the alkali-soluble resin (the sum of A, B1, and B2) is 10 to 10 in total. It is 50 mass%, The photosensitive coloring resin composition in any one of said (1)-(5) characterized by the above-mentioned.
[0017]
(7) The photosensitive colored resin composition further contains a fluorine-based organic compound having a fluorine content of 3 to 40% by mass, according to any one of (1) to (6), Photosensitive coloring resin composition.
(8) The photosensitive colored resin composition as described in (7) above, wherein the fluorine-based organic compound is represented by the following formula (I).
C8F17SO2N (R1) CH2CH2O (CH2CH2O)nR2      (I)
In formula (I), R1And R2Each represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and n represents an integer of 2 to 30.
[0018]
(9) Alkali-soluble resin B1 which is a copolymer comprising (meth) acrylic acid and benzyl methacrylate as a colorant or an alkali which is a copolymer comprising (meth) acrylic acid, benzyl methacrylate and hydroxyethyl (meth) acrylate Kneading and dispersing together with the soluble resin B2 at a viscosity of 10,000 mPa · s or more, then adding the alkali-soluble resin A to the kneaded dispersion and finely dispersing it at a viscosity of 1,000 mPa · s or less. The manufacturing method of the photosensitive colored resin composition as described in said (1).
(10) A coating film is formed by applying the photosensitive colored resin composition according to any one of (1) to (8) above on a substrate by slit coating directly or through another layer, and then prebaked. A method for producing a color filter in which pattern exposure and alkali development are sequentially performed.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In order to achieve the above object of the present invention, the present invention improves the characteristics of the photosensitive colored resin composition as a coating liquid by incorporating the alkali-soluble resin A into the photosensitive colored resin composition. Furthermore, the dispersion stability of a colorant such as an organic pigment is improved by containing the alkali-soluble resin B1 or the alkali-soluble resin B2 in the composition.
By including a fluorine-based organic compound having a fluorine content of 3 to 40% by mass in the photosensitive colored resin composition of the present invention, the properties of the composition as a coating liquid can be further improved. Further, after kneading and dispersing the composition containing the alkali-soluble resin B1 or the alkali-soluble resin B2, the dispersion of the colorant is promoted by adding and finely dispersing the alkali-soluble resin A, and the composition finally obtained The dispersion stability of the colorant particles in the product is also increased.
The photosensitive colored resin composition of the present invention is suitable for a slit coating method that is excellent in terms of liquid-saving and coating on a large substrate, and causes problems in coating unevenness and coating film thickness uniformity. Easy slit coating is performed well, and a color filter having excellent characteristics can be obtained.
Hereinafter, the compounding component used for the photosensitive coloring resin composition of this invention and the usage method of this composition are demonstrated.
[0020]
The photosensitive colored resin composition of the present invention comprises (a) a colorant, (b) an alkali-soluble resin A, (c) a photosensitive polymerization component, (d) a photopolymerization initiator, and (e) a solvent as essential components. Composed.
[0021]
[I] Alkali-soluble resin
  The (b) alkali-soluble resin A used in the composition of the present invention was selected from at least (i) maleic anhydride (MAA), acrylic acid (AA), methacrylic acid (MA), and fumaric acid (FA). At least one acid component monomer, (ii)Acr (EO) n And (iii) a copolymer comprising benzyl (meth) acrylate.
[0022]
  (I) acid component monomer in the alkali-soluble resin A, (ii)Acr (EO)n ,And (iii) Composition mass ratio of benzyl (meth) acrylate (BzMA) becomes like this. Preferably it is 10-25 / 5-25 / 50-85, More preferably, it is 15-20 / 5-5 / 20 / 60-80. Moreover, as polystyrene-reduced mass average molecular weight (Mw) by GPC of alkali-soluble resin A, Preferably it is 3,000-50,000, More preferably, it is 5,000-30,000.
[0023]
  (I) If the compositional mass ratio of the acid component monomer is less than the above range, the alkali solubility tends to decrease, and if it exceeds the above range, the solubility in the solvent tends to decrease.
  (Ii)Acr (EO) n If the composition mass ratio is less than the above range, the photosensitive colored resin composition coating solution is not sufficiently spread on the substrate, and the present invention tends not to be effectively achieved. Moreover, since it exists in the tendency for the dispersibility of a coloring agent to fall when it exceeds the said range, it is unpreferable.
  (Iii) If the compositional mass ratio of benzyl (meth) acrylate (BzMA) is less than the above range, the dispersion stability of the colorant and the solubility in the composition tend to decrease, such being undesirable. On the other hand, when the above range is exceeded, the alkali development suitability of the coating film is lowered, which is not preferable.
[0024]
  (Ii) Acr (EO)n ,n is 2 to 15, preferably 2 to 10, particularly preferably 4 to 10.
  If the number n of repetitions is less than the above range, a development residue is likely to occur after development with an alkaline developer, and conversely, if it exceeds the above range, the fluidity of the composition as a coating solution decreases, This is a problem because uneven coating tends to occur and the uniformity of the coating film thickness and the liquid-saving property tend to decrease.
[0025]
In the composition of the present invention, in addition to the alkali-soluble resin A, an alkali-soluble resin B1 that is a copolymer comprising (i) (meth) acrylic acid and (ii) benzyl methacrylate, or ( An alkali-soluble resin B2 which is a copolymer comprising i) (meth) acrylic acid, (ii) benzyl methacrylate, and (iii) hydroxyethyl (meth) acrylate can be contained.
In the present invention, the alkali-soluble resin B1 and the alkali-soluble resin B2 are effective in the dispersion stability of the colorant. When the photosensitive colored resin composition of the present invention is produced, when the kneading and dispersing treatment is performed prior to the fine dispersion treatment of the colorant, the alkali-soluble resin B1 or the alkali-soluble resin B2 is incorporated into the aggregate of the colorants. By applying a strong shearing force, the dispersion can be promoted, and the dispersion stability of the colorant in the composition finally obtained through the subsequent fine dispersion treatment can be enhanced.
The content of the alkali-soluble resin B1 and the alkali-soluble resin B2 in the photosensitive colored resin composition is preferably 50% by mass or less of the total amount of the alkali-soluble resin.
[0026]
Moreover, the resin content of the composition when the alkali-soluble resin A is used alone as the alkali-soluble resin is preferably 10 to 50% by mass, more preferably 10 to 40% by mass in the total solid content, and the alkali-soluble When the resin B1 or B2 is used in combination, the total resin content of the composition is preferably 10 to 50% by mass. If the content of the alkali-soluble resin is too small in the composition of the present invention, alkali development tends not to proceed. On the other hand, if the amount is too large, the viscosity of the coating solution increases, the coating thickness uniformity is deteriorated and uneven coating tends to occur, and the development latitude tends to decrease.
[0027]
[II] Colorant
As the colorant that can be used in the present invention, various conventionally known dyes and pigments can be used singly or in combination.
[0028]
As the pigment that can be used in the present invention, conventionally known various inorganic pigments or organic pigments can be used. Also, considering that it is preferable that the pigment has a high transmittance, whether it is an inorganic pigment or an organic pigment, it is preferable to use a pigment that is as fine as possible. However, in consideration of handling properties, the average particle size is preferably 0.01 μm. A pigment having a thickness of ˜0.1 μm, more preferably 0.01 μm to 0.05 μm is used. Examples of inorganic pigments are metal compounds such as metal oxides and metal complex salts. Specifically, metal oxides such as iron, cobalt, aluminum, cadmium, lead, copper, titanium, magnesium, chromium, zinc, and antimony And composite oxides of the above metals.
[0029]
As an organic pigment,
C.I.Pigment Yellow 11, 24, 31, 53, 83, 93, 99, 108, 109, 110, 138, 139, 147, 150, 151, 154, 155, 167, 180, 185, 199,;
C.I.Pigment Orange 36, 38, 43, 71;
C.I.Pigment Red 81, 105, 122, 149, 150, 155, 171, 175, 176, 177,209, 220, 224, 242, 254, 255, 264, 270;
C.I.Pigment Violet 19, 23, 32, 39;
C.I.Pigment Blue 1, 2, 15, 15: 1, 15: 3, 15: 6, 16, 22, 60, 66;
C.I.Pigment Green 7, 36, 37;
C.I.Pigment Brown 25, 28;
C.I.Pigment Black 1, 7;
Examples thereof include carbon black.
[0030]
In the present invention, those having a basic N atom in the structural formula of the pigment can be preferably used. These pigments having a basic N atom exhibit good dispersibility in the composition of the present invention. Although the cause is not fully elucidated, it is presumed that the good affinity between the photosensitive polymerization component and the pigment has an effect.
[0031]
Although the following can be mentioned as a pigment which can be preferably used in this invention, It is not limited to these.
[0032]
C.I.Pigment Yellow 11, 24, 108, 109, 110, 138, 139, 150, 151, 154, 167, 180, 185,
C.I.Pigment Orange 36, 71,
C.I.Pigment Red 122, 150, 171, 175, 177, 209, 224, 242, 254, 255, 264,
C.I.Pigment Violet 19, 23, 32,
C.I.Pigment Blue 15: 1, 15: 3, 15: 6, 16, 22, 60, 66,
C.I.Pigment Black 1
[0033]
These organic pigments are used alone or in various combinations in order to increase color purity. Specific examples are shown below. Red pigments include anthraquinone pigments, perylene pigments, diketopyrrolopyrrole pigments alone or at least one of them and disazo yellow pigments, isoindoline yellow pigments, quinophthalone yellow pigments or perylene red pigments Etc. are used. For example, as an anthraquinone pigment, C.I. I. Pigment Red 177 and perylene pigments include C.I. I. Pigment red 155, C.I. I. Pigment Red 224 and diketopyrrolopyrrole pigments include C.I. I. Pigment red 254, and C.I. I. Pigment yellow 83 or C.I. I. Mixing with Pigment Yellow 139 was good. The mass ratio of the red pigment to the yellow pigment was good from 100: 5 to 100: 50. Below 100: 4, the light transmittance from 400 nm to 500 nm could not be suppressed, and the color purity could not be increased. At 100: 51 or more, the dominant wavelength became shorter and the deviation from the NTSC target hue became large. In particular, the range of 100: 30 to 100: 30 was optimal. In the case of a combination of red pigments, it is adjusted according to the chromaticity.
[0034]
As the green pigment, a halogenated phthalocyanine pigment alone or a mixture with a disazo yellow pigment, a quinophthalone yellow pigment, an azomethine yellow pigment or an isoindoline yellow pigment is used. I. Pigment Green 7, 36, 37 and C.I. I. Pigment yellow 83, C.I. I. Pigment yellow 138, C.I. I. Pigment yellow 139, C.I. I. Pigment yellow 150, C.I. I. Pigment yellow 180 or C.I. I. Mixing with Pigment Yellow 185 was good. The mass ratio of the green pigment to the yellow pigment was 100: 5 to 100: 150. If the ratio is less than 100: 5, the light transmittance from 400 nm to 450 nm cannot be suppressed, and the color purity cannot be increased. When the ratio exceeded 100: 150, the dominant wavelength became longer and the deviation from the NTSC target hue increased. A more preferred mass ratio is in the range of 100: 30 to 100: 120.
[0035]
As the blue pigment, a phthalocyanine pigment alone or a mixture with a dioxazine purple pigment is used. I. Pigment blue 15: 6 and C.I. I. Mixing with Pigment Violet 23 was good. The mass ratio of the blue pigment to the purple pigment is preferably 100: 30 to 100: 0, more preferably 100: 10 or less.
[0036]
Further, a pigment-containing photosensitive resin having good dispersibility and dispersion stability by using a powdered processed pigment in which the above pigment is finely dispersed in an acrylic resin, a maleic acid resin, a vinyl chloride-vinyl acetate copolymer and an ethyl cellulose resin. Can be obtained.
[0037]
Further, as the pigment for the black matrix, carbon, titanium carbon, iron oxide, titanium oxide alone or a mixture thereof is used, and the case of carbon and titanium carbon is good. The mass ratio was in the range of 100: 0 to 100: 60. When the ratio is 100: 61 or more, the dispersion stability tends to decrease.
[0038]
The pigment treatment method will be described below. Generally, these pigments are supplied after drying by various methods after synthesis. Usually, it is dried from an aqueous medium and supplied as a powder. However, since water requires a large latent heat of vaporization for drying, a large amount of heat energy is given to dry it to form a powder. Therefore, the pigment usually forms an aggregate (secondary particle) in which primary particles are aggregated.
[0039]
It is not easy to disperse pigments forming such aggregates in fine particles. Therefore, it is preferable to treat the pigment with various resins in advance. Examples of these resins include the alkali-soluble resins described above. As a processing method, there are a flushing process, a kneading method using a kneader, an extruder, a ball mill, a two or three roll mill, and the like. Among these, a flushing process or a kneading method using two or three roll mills is suitable for fine particle formation.
[0040]
The flushing treatment is usually a method in which an aqueous dispersion of pigment and a resin solution dissolved in a solvent immiscible with water are mixed, the pigment is extracted from an aqueous medium into an organic medium, and the pigment is treated with a resin. According to this method, since the pigment is not dried, the aggregation of the pigment can be prevented and the dispersion becomes easy. In kneading with a two or three roll mill, after a pigment and a resin or resin solution are mixed, a high shear (shearing force) is applied.
In this method, the pigment is treated by kneading the pigment and the resin and coating the resin on the surface of the pigment. The pigment particles aggregated in this process are dispersed from the lower order aggregates to the primary particles.
[0041]
In the present invention, processed pigments previously treated with an acrylic resin, vinyl chloride-vinyl acetate resin, maleic acid resin, ethyl cellulose resin, nitrocellulose resin or the like can also be used conveniently. In the present invention, the processed pigment treated with the above-mentioned various resins is preferably a powder, paste, pellet, or paste in which the resin and the pigment are uniformly dispersed. Further, a non-uniform lump in which the resin is gelled is not preferable. The colored dispersion thus obtained is mixed with a photosensitive component and provided as a photosensitive colored resin composition.
[0042]
In the present invention, when the colorant is a dye, it is uniformly dissolved in the composition to obtain a photosensitive colored resin composition.
The dye that can be used as the colorant constituting the photosensitive colored resin composition of the present invention is not particularly limited, and conventionally known dyes for color filters can be used. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 64-90403, Japanese Patent Application Laid-Open No. 64-91102, Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-94301, Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-11614, No. 2592207, US Pat. No. 4,808,501. Specification, US Pat. No. 5,667,920, US Pat. No. 5,059,500, JP-A-5-333207, JP-A-6-35183, JP-A-6-51115 JP-A-6-194828, JP-A-8-21599, JP-A-4-249549, JP-A-10-123316, JP-A-11-302283, JP-A-7-286107, JP 2001-4823, JP-A-8-15522, JP-A-8-29771, JP-A-8-146215, JP-A-11-3434. 7, JP-A-8-62416, JP-A-2002-14220, JP-A-2002-14221, JP-A-2002-14222, JP-A-2002-14223, JP-A-8-302224 The dyes disclosed in JP-A-8-73758, JP-A-8-179120, JP-A-8-151531, and the like can be used.
The chemical structure includes pyrazole azo, anilino azo, triphenyl methane, anthraquinone, anthrapyridone, benzylidene, oxonol, pyrazolotriazole azo, pyridone azo, cyanine, phenothiazine, pyrrolopyrazole azomethine, Xanthene-based, phthalocyanine-based, benzopyran-based and indigo-based dyes can be used.
[0043]
In the case of a resist system that performs water or alkali development, an acid dye and / or a derivative thereof may be suitably used from the viewpoint of completely removing the binder and / or dye by development.
In addition, direct dyes, basic dyes, mordant dyes, acid mordant dyes, azoic dyes, disperse dyes, oil-soluble dyes, food dyes, and / or derivatives thereof can also be used effectively.
[0044]
The acidic dye is not particularly limited as long as it has an acidic group such as sulfonic acid or carboxylic acid, but is soluble in an organic solvent or a developer, salt-forming with a basic compound, absorbance, other in the composition. It is selected in consideration of all the required performances such as interaction with the components, light resistance and heat resistance.
Although the specific example of the said acidic dye is given to the following, it is not limited to these. For example,
acid alizarin violet N; acid black 1, 2, 24, 48; acid blue 1, 7, 9, 15, 18, 23, 25, 27, 29, 40, 45, 62, 70, 74, 80, 83, 86 , 87, 90, 92, 103, 112, 113, 120, 129, 138, 147, 158, 171, 182, 192, 243, 324: 1; acid chroma violet K; acid Fuchsin; acid green 1, 3, 5, , 9, 16, 25, 27, 50; acid orange 6, 7, 8, 10, 12, 50, 51, 52, 56, 63, 74, 95; acid red 1, 4, 8, 14, 17, 18 , 26, 27, 29, 31, 34, 35, 37, 42, 44, 50, 51, 52, 57, 6 6, 73, 80, 87, 88, 91, 92, 94, 97, 103, 111, 114, 129, 133, 134, 138, 143, 145, 150, 151, 158, 176, 183, 198, 211, 215, 216, 217, 249, 252, 257, 260, 266, 274; acid violet 6B, 7, 9, 17, 19; acid yellow 1, 3, 7, 9, 11, 17, 23, 25, 29, 34, 36, 42, 54, 72, 73, 76, 79, 98, 99, 111, 112, 114, 116, 184, 243; Food Yellow 3; and derivatives of these dyes.
[0045]
Among these, the acid dyes include acid black 24; acid blue 23, 25, 29, 62, 80, 86, 87, 92, 138, 158, 182, 243, 324: 1; acid orange 8, 51, 56, Acid red 1, 4, 8, 34, 37, 42, 52, 57, 80, 97, 114, 143, 145, 151, 183, 217; acid violet 7; acid yellow 17, 25, 29 34, 42, 72, 76, 99, 111, 112, 114, 116, 184, 243; acidgreen 25 and the like and derivatives of these dyes are preferred.
Other than the above, azo, xanthene and phthalocyanine acid dyes are also preferred. I. Solvent Blue 44, 38; C.I. I. Solvent orange 45; Rhodamine B, Rhodamine 110 and other acid dyes and derivatives of these dyes are also preferably used.
[0046]
As the acid dye derivative, an inorganic salt of an acid dye having an acid group such as a sulfonic acid or a carboxylic acid, a salt of an acid dye and a nitrogen-containing compound, a sulfonamide of an acid dye, and the like can be used and dissolved as a composition solution. Although it is not particularly limited as long as it can be used, solubility, absorbance, interaction with other components in the curable composition, light resistance, heat resistance and the like are required. Are selected in consideration of all of the above.
[0047]
Although the coloring agent content rate in the total solid of the photosensitive coloring resin composition of this invention is not specifically limited, Preferably it is 30-60 mass%. If the amount of the colorant is too small, an appropriate chromaticity as a color filter tends not to be obtained. On the other hand, if the amount is too large, the photocuring does not proceed sufficiently and the strength as a film is lowered, and the development latitude during alkali development tends to be narrow.
[0048]
In the present invention, conventionally known pigment dispersants and surfactants can be added for the purpose of improving the dispersibility of the pigment. As these dispersants, many kinds of compounds are used. For example, a phthalocyanine derivative (commercial product EFKA-745 (manufactured by Efka)), Solsperse 5000 (manufactured by Geneca); organosiloxane polymer KP341 (manufactured by Shin-Etsu Chemical) ), (Meth) acrylic acid-based (co) polymer polyflow No. 75, No. 90, No. 95 (manufactured by Kyoeisha Yushi Chemical Co., Ltd.), W001 (manufactured by Yusho), and other cationic surfactants; polyoxyethylene Nonionic series such as lauryl ether, polyoxyethylene stearyl ether, polyoxyethylene oleyl ether, polyoxyethylene octylphenyl ether, polyoxyethylene nonylphenyl ether, polyethylene glycol dilaurate, polyethylene glycol distearate, sorbitan fatty acid ester Activating agents: Anionic surfactants such as W004, W005, W017 (manufactured by Yusho); EFKA-46, EFKA-47, EFKA-47EA, EFKA polymer 100, EFKA polymer 400, EFKA polymer 401, EFKA polymer 450 (above (Morishita Sangyo), Disperse Aid 6, Disperse Aid 8, Disperse Aid 15, Disperse Aid 9100 (manufactured by Sannopco); Solsperse 3000, 5000, 9000, 12000, 13240, 13940, 17000, Various Solsperse dispersants (manufactured by Geneca Corporation) such as 24000, 26000, 28000; Adeka Pluronic L31, F38, L42, L44, L61, L64, F68, L72, P95, F77, P84, F87, P94, L 01, P103, F108, L121, P-123 (manufactured by Asahi Denka) and Isonetto S-20 (manufactured by Sanyo Chemical Industries, Ltd.) and the like.
[0049]
[III] Photopolymerization component
Next, the photosensitive polymerization component used in the photosensitive colored resin composition of the present invention will be described.
As the photosensitive polymerization component, a compound having an ethylenically unsaturated group having at least one addition-polymerizable ethylene group and having a boiling point of 100 ° C. or higher under normal pressure is preferable. An acrylate compound is more preferable.
[0050]
Examples of the compound having at least one addition-polymerizable ethylenically unsaturated group and having a boiling point of 100 ° C. or higher at normal pressure include polyethylene glycol mono (meth) acrylate, polypropylene glycol mono (meth) acrylate, phenoxyethyl (meta ) Monofunctional acrylates and methacrylates such as acrylates; polyethylene glycol di (meth) acrylate, trimethylolethane tri (meth) acrylate, neopentyl glycol di (meth) acrylate, pentaerythritol tri (meth) acrylate, pentaerythritol tetra ( (Meth) acrylate, dipentaerythritol hexa (meth) acrylate, hexanediol (meth) acrylate, trimethylolpropane tri (acryloyloxypropyl) ether, Poly (meth) of pentaerythritol or dipentaerythritol after addition of ethylene oxide or propylene oxide to polyfunctional alcohols such as ly (acryloyloxyethyl) isocyanurate, glycerin and trimethylolethane Acrylates, urethane acrylates as described in JP-B-48-41708, JP-B-50-6034, JP-A-51-37193, JP-A-48-64183, JP-B-49 -Polyfunctional acrylates and methacrylates such as polyester acrylates and epoxy acrylates which are reaction products of epoxy resin and (meth) acrylic acid described in JP-B No. 43191 and JP-B-52-30490 I can do it. Furthermore, the Japan Adhesion Association Vol. 20, No. 7, pages 300 to 308, those introduced as photocurable monomers and oligomers can also be used.
[0051]
Further, a compound obtained by adding ethylene oxide or propylene oxide to the polyfunctional alcohol and then (meth) acrylated is described in JP-A-10-62986 as general formulas (1) and (2) together with specific examples thereof. These can also be used as photosensitive polymerization components.
[0052]
Among these, dipentaerythritol penta (meth) acrylate, dipentaerythritol hexa (meth) acrylate and a structure in which these acryloyl groups are interposed via ethylene glycol or propylene glycol residues are preferable. These oligomer types are also used. These photosensitive polymerization components can be used alone or in combination of two or more.
The amount of these photosensitive polymerization components used is preferably 20 to 200% by mass, more preferably 50 to 120% by mass, based on 100 of the total solid content of the photosensitive colored resin composition. If the amount of the photosensitive polymerization component used is too small or more than the above range, it is not preferable because curing is insufficient.
[0053]
[IV] Photopolymerization initiator
Examples of the photopolymerization initiator include active halogen compounds such as halomethyloxadiazole and halomethyl-s-triazine, 3-aryl-substituted coumarin compounds, and at least one lophine dimer.
[0054]
Among the active halogen compounds such as halomethyloxadiazole and halomethyl-s-triazine, the halomethyloxadiazole compound is 2-halomethyl-5 represented by the following general formula IV described in JP-B-57-6096. -Vinyl-1,3,4-oxadiazole compounds are mentioned.
[0055]
[Chemical 1]
Figure 0004092376
[0056]
In general formula IV:
W represents a substituted or unsubstituted aryl group, and X represents a hydrogen atom, an alkyl group or an aryl group.
Y represents a fluorine atom, a chlorine atom or a bromine atom.
n represents an integer of 1 to 3.
Specific compounds of the general formula IV include 2-trichloromethyl-5-styryl-1,3,4-oxadiazole, 2-trichloromethyl-5- (p-cyanostyryl) -1,3,4- Examples include oxadiazole, 2-trichloromethyl-5- (p-methoxystyryl) -1,3,4-oxadiazole.
[0057]
Examples of the halomethyl-s-triazine compound include vinyl-halomethyl-s-triazine compounds represented by the following general formula V described in JP-B-59-1281, and the following general formulas described in JP-A-53-133428. 2- (naphth-1-yl) -4,6-bis-halomethyl-s-triazine compound represented by VI and 4- (p-aminophenyl) -2,6-di-halomethyl represented by the following general formula VII -S-triazine compound is mentioned.
[0058]
[Chemical formula 2]
Figure 0004092376
[0059]
In general formula V:
Q represents Br or Cl.
P is -CQThree(Q is as defined above), -NH2, -NHR, -N (R)2Or -OR (wherein R represents a phenyl or alkyl group).
n represents an integer of 0 to 3.
W represents an aromatic group which may be substituted, a heterocyclic group which may be substituted, or a monovalent group represented by the following general formula VA.
[0060]
[Chemical Formula 3]
Figure 0004092376
[0061]
In the general formula VA, Z is —O— or —S—, and R is as defined above.
[0062]
[Formula 4]
Figure 0004092376
[0063]
In general formula VI:
X represents Br or Cl.
m and n are integers of 0-3.
R ′ represents a group represented by the following general formula VIA.
[0064]
[Chemical formula 5]
Figure 0004092376
[0065]
(In the above general formula VIA, R1Is a hydrogen atom or ORc (Rc is an alkyl, cycloalkyl, alkenyl, aryl group), R2Represents a Cl, Br, alkyl, alkenyl, aryl, or alkoxy group. )
[0066]
[Chemical 6]
Figure 0004092376
[0067]
In general formula VII:
R1, R2Are the same or different and each represents a hydrogen atom, an alkyl group, a substituted alkyl group, an aryl group, a substituted aryl group, or a group represented by the following general formula VIIA or VIIB.
RThree, RFourAre the same or different and each represents a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group or an alkoxy group.
X and Y are the same or different and each represents Cl or Br.
m and n are the same or different and represent 0, 1 or 2.
[0068]
[Chemical 7]
Figure 0004092376
[0069]
In general formulas VIIA and VIIB, RFive, R6, R7Represents an alkyl group, a substituted alkyl group, an aryl group, or a substituted aryl group. Examples of substituents in substituted alkyl groups and substituted aryl groups include aryl groups such as phenyl groups, halogen atoms, alkoxy groups, carboalkoxy groups, carboaryloxy groups, acyl groups, nitro groups, dialkylamino groups, sulfonyl derivatives, etc. Is mentioned.
[0070]
In general formula VII, R1And R2May form a heterocycle consisting of a nonmetallic atom together with a nitrogen atom bonded to them, and in this case, examples of the heterocycle include those shown below.
[0071]
[Chemical 8]
Figure 0004092376
[0072]
Specific examples of general formula V include 2,4-bis (trichloromethyl) -6-p-methoxystyryl-s-triazine, 2,4-bis (trichloromethyl) -6- (1-p-dimethyl). And aminophenyl-1,3-butadienyl) -s-triazine, 2-trichloromethyl-4-amino-6-p-methoxystyryl-s-triazine, and the like.
[0073]
Specific examples of general formula VI include 2- (naphth-1-yl) -4,6-bis-trichloromethyl-s-triazine, 2- (4-methoxy-naphth-1-yl) -4, 6-bis-trichloromethyl-s-triazine, 2- (4-ethoxy-naphth-1-yl) -4,6-bis-trichloromethyl-s-triazine, 2- (4-butoxy-naphth-1-yl) ) -4,6-bis-trichloromethyl-s-triazine, 2- [4- (2-methoxyethyl) -naphth-1-yl] -4,6-bis-trichloromethyl-s-triazine, 2- [ 4- (2-ethoxyethyl) -naphth-1-yl] -4,6-bis-trichloromethyl-s-triazine, 2- [4- (2-butoxyethyl) -naphth-1-yl] -4, 6-bis-trichloromethyl-s-to Azine, 2- (2-methoxy-naphth-1-yl) -4,6-bis-trichloromethyl-s-triazine, 2- (6-methoxy-5-methyl-naphth-2-yl) -4,6 -Bis-trichloromethyl-s-triazine, 2- (6-methoxy-naphth-2-yl) -4,6-bis-trichloromethyl-s-triazine, 2- (5-methoxy-naphth-1-yl) -4,6-bis-trichloromethyl-s-triazine, 2- (4,7-dimethoxy-naphth-1-yl) -4,6-bis-trichloromethyl-s-triazine, 2- (6-ethoxy- Naphth-2-yl) -4,6-bis-trichloromethyl-s-triazine, 2- (4,5-dimethoxy-naphth-1-yl) -4,6-bis-trichloromethyl-s-triazine, etc. Can be mentioned.
[0074]
Specific examples of the general formula VII include 4- [p-N, N-di (ethoxycarbonylmethyl) aminophenyl] -2,6-di (trichloromethyl) -s-triazine, 4- [o-methyl-p -N, N-di (ethoxycarbonylmethyl) aminophenyl] -2,6-di (trichloromethyl) -s-triazine, 4- [pN, N-di (chloroethyl) aminophenyl] -2,6- Di (trichloromethyl) -s-triazine, 4- [o-methyl-pN, N-di (chloroethyl) aminophenyl] -2,6-di (trichloromethyl) -s-triazine, 4- (p- N-chloroethylaminophenyl) -2,6-di (trichloromethyl) -s-triazine, 4- (pN-ethoxycarbonylmethylaminophenyl) -2,6-di (trichloromethyl) -s- Riazine, 4- [p-N, N-di (phenyl) aminophenyl] -2,6-di (trichloromethyl) -s-triazine, 4- (p-N-chloroethylcarbonylaminophenyl) -2,6 -Di (trichloromethyl) -s-triazine, 4- [p-N- (p-methoxyphenyl) carbonylaminophenyl] 2,6-di (trichloromethyl) -s-triazine, 4- [m-N, N -Di (ethoxycarbonylmethyl) aminophenyl] -2,6-di (trichloromethyl) -s-triazine, 4- [m-bromo-pN, N-di (ethoxycarbonylmethyl) aminophenyl] -2, 6-di (trichloromethyl) -s-triazine, 4- [m-chloro-pN, N-di (ethoxycarbonylmethyl) aminophenyl] -2,6-di (trichloromethyl) ) -S-triazine, 4- [m-fluoro-pN, N-di (ethoxycarbonylmethyl) aminophenyl] -2,6-di (trichloromethyl) -s-triazine, 4- [o-bromo -PN, N-di (ethoxycarbonylmethyl) aminophenyl] -2,6-di (trichloromethyl) -s-triazine, 4- [o-chloro-pN, N-di (ethoxycarbonylmethyl) Aminophenyl-2,6-di (trichloromethyl) -s-triazine, 4- [o-fluoro-pN, N-di (ethoxycarbonylmethyl) aminophenyl] -2,6-di (trichloromethyl)- s-triazine, 4- [o-bromo-pN, N-di (chloroethyl) aminophenyl] -2,6-di (trichloromethyl) -s-triazine, 4- [o-chloro-pN, N -Di (chloroethyl) aminophenyl] -2,6-di (trichloromethyl) -s-triazine, 4- [o-fluoro-pN, N-di (chloroethyl) aminophenyl] -2,6-di ( Trichloromethyl) -s-triazine, 4- [m-bromo-pN, N-di (chloroethyl) aminophenyl] -2,6-di (trichloromethyl) -s-triazine, 4- [m-chloro- p-N, N-di (chloroethyl) aminophenyl] -2,6-di (trichloromethyl) -s-triazine, 4- [m-fluoro-pN, N-di (chloroethyl) aminophenyl] -2 , 6-Di (trichloromethyl) -s-triazine, 4- (m-bromo-pN-ethoxycarbonylmethylaminophenyl) -2,6-di (trichloromethyl) -s-triazine, 4- (m Chloro-pN-ethoxycarbonylmethylaminophenyl) -2,6-di (trichloromethyl) -s-triazine, 4- (m-fluoro-pN-ethoxycarbonylmethylaminophenyl) -2,6-di (Trichloromethyl) -s-triazine, 4- (o-bromo-pN-ethoxycarbonylmethylaminophenyl) -2,6-di (trichloromethyl) -s-triazine, 4- (o-chloro-p- N-ethoxycarbonylmethylaminophenyl) -2,6-di (trichloromethyl) -s-triazine, 4- (o-fluoro-pN-ethoxycarbonylmethylaminophenyl) -2,6-di (trichloromethyl) -S-triazine, 4- (m-bromo-pN-chloroethylaminophenyl) -2,6-di (trichloromethyl) -s-to Azine, 4- (m-chloro-pN-chloroethylaminophenyl) -2,6-di (trichloromethyl) -s-triazine, 4- (m-fluoro-pN-chloroethylaminophenyl)- 2,6-di (trichloromethyl) -s-triazine, 4- (o-bromo-pN-chloroethylaminophenyl) -2,6-di (trichloromethyl) -s-triazine, 4- (o- Chloro-pN-chloroethylaminophenyl) -2,6-di (trichloromethyl) -s-triazine, 4- (o-fluoro-pN-chloroethylaminophenyl) -2,6-di (trichloro Methyl) -s-triazine, and the like.
[0075]
The following sensitizers can be used in combination with these initiators. Specific examples thereof include benzoin, benzoin methyl ether, benzoin, 9-fluorenone, 2-chloro-9-fluorenone, 2-methyl-9-fluorenone, 9-anthrone, 2-bromo-9-anthrone, 2-ethyl-9. Anthrone, 9,10-anthraquinone, 2-ethyl-9,10-anthraquinone, 2-t-butyl-9,10-anthraquinone, 2,6-dichloro-9,10-anthraquinone, xanthone, 2-methylxanthone, 2-methoxyxanthone, 2-methoxyxanthone, thioxanthone, benzyl, dibenzalacetone, p- (dimethylamino) phenylstyrylketone, p- (dimethylamino) phenyl-p-methylstyrylketone, benzophenone, p- (dimethylamino) ) Benzophenone (or Mihira) Ketone), p- (diethylamino) benzophenone, benzothiazole compounds of benzanthrone like and Sho 51-48516 JP thereof.
[0076]
Moreover, the said 3-aryl substituted coumarin compound is a compound shown, for example by the following general formula VIII.
[0077]
[Chemical 9]
Figure 0004092376
[0078]
R8Is a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, an aryl group having 6 to 10 carbon atoms (preferably a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, or a butyl group), R9Is a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, an aryl group having 6 to 10 carbon atoms, a group represented by the following general formula VIIIA (preferably a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, or a general formula VIIIA Group, particularly preferably a group represented by the general formula VIIIA).
RTen, R11Are a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms (for example, methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, octyl group), and a haloalkyl group having 1 to 8 carbon atoms (for example, chloromethyl group, fluoromethyl group, trifluoro). Methyl group, etc.), C1-C8 alkoxy group (for example, methoxy group, ethoxy group, butoxy group), C6-C10 aryl group (for example, phenyl group) which may be substituted, amino group, -N ( R16) (R17), A halogen atom (for example, Cl, Br, F). Preferably a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group, a methoxy group, a phenyl group, -N (R16) (R17), Cl.
R12Represents an optionally substituted aryl group having 6 to 16 carbon atoms (for example, phenyl group, naphthyl group, tolyl group, cumyl group). As the substituent, an amino group, -N (R16) (R17), An alkyl group having 1 to 8 carbon atoms (for example, methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, octyl group), haloalkyl group having 1 to 8 carbon atoms (for example, chloromethyl group, fluoromethyl group, trifluoromethyl group, etc.) ), An alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms (for example, methoxy group, ethoxy group, butoxy group), hydroxy group, cyano group, and halogen atom (for example, Cl, Br, F).
R13, R14, R16, R17Are the same or different and each represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms (for example, methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, octyl group). R13And R14And R16And R17May combine with each other to form a heterocyclic ring (for example, a piperidine ring, a piperazine ring, a morpholine ring, a pyrazole ring, a diazole ring, a triazole ring, a benzotriazole ring, etc.) together with a nitrogen atom.
R15Are a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms (for example, methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, octyl group), an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms (for example, methoxy group, ethoxy group, butoxy group) , An optionally substituted aryl group having 6 to 10 carbon atoms (for example, phenyl group), amino group, N (R16) (R17), A halogen atom (for example, Cl, Br, F). Zb is = O, = S or = C (R18) (R19). Preferably = O, = S, = C (CN)2And particularly preferably = O. R18, R19Are the same or different and each represents a cyano group, -COOR20, -CORtwenty oneRepresents. R20, Rtwenty oneAre each an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms (for example, methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, octyl group), haloalkyl group having 1 to 8 carbon atoms (for example, chloromethyl group, fluoromethyl group, trifluoromethyl group, etc.) ), An optionally substituted aryl group having 6 to 10 carbon atoms (for example, a phenyl group).
[0079]
Particularly preferred 3-aryl-substituted coumarin compounds are {(s-triazin-2-yl) amino} -3-arylcoumarin compounds represented by the general formula IX.
[0080]
Embedded image
Figure 0004092376
[0081]
Lophine dimer means 2,4,5-triphenylimidazolyl dimer composed of two lophine residues, and its basic structure is shown below.
[0082]
Embedded image
Figure 0004092376
[0083]
Specific examples thereof include 2- (o-chlorophenyl) -4,5-diphenylimidazolyl dimer, 2- (o-fluorophenyl) -4,5-diphenylimidazolyl dimer, 2- (o-methoxy). Phenyl) -4,5-diphenylimidazolyl dimer, 2- (p-methoxyphenyl) -4,5-diphenylimidazolyl dimer, 2- (p-dimethoxyphenyl) -4,5-diphenylimidazolyl dimer 2- (2,4-dimethoxyphenyl) -4,5-diphenylimidazolyl dimer, 2- (p-methylmercaptophenyl) -4,5-diphenylimidazolyl dimer, and the like.
[0084]
In the present invention, other known compounds can be used in addition to the above initiators.
For example, the vicinal polykettle aldonyl compound disclosed in US Pat. No. 2,367,660, disclosed in US Pat. Nos. 2,367,661 and 2,367,670. α-carbonyl compounds, acyloin ethers disclosed in US Pat. No. 2,448,828, aromatics substituted with α-hydrocarbons disclosed in US Pat. No. 2,722,512 Group acyloin compounds, polynuclear quinone compounds disclosed in US Pat. Nos. 3,046,127 and 2,951,758, triallyl disclosed in US Pat. No. 3,549,367 Combination of imidazole dimer / p-aminophenyl ketone, benzothiazole compound / trihalome disclosed in Japanese Patent Publication No. 51-48516 Thial-s-triazine compounds are exemplified.
Further, Adeka optomer SP-150, 151, 170, 171, N-1717, N1414, etc. manufactured by Asahi Denka Co., Ltd. can be used as the polymerization initiator.
[0085]
The usage-amount of an initiator is 0.1-10.0 mass% of the total solid of a photosensitive coloring resin composition, Preferably it is 0.5-5.0 mass%. When the amount of the initiator used is less than 0.1% by mass, the polymerization is difficult to proceed, and when it exceeds 10.0% by mass, the film strength is weakened.
[0086]
[V] Solvent
Examples of the solvent used in preparing the photosensitive colored resin composition of the present invention include esters such as ethyl acetate, n-butyl acetate, isobutyl acetate, amyl formate, isoamyl acetate, isobutyl acetate, butyl propionate, and butyric acid. Isopropyl, ethyl butyrate, butyl butyrate, alkyl esters, methyl lactate, ethyl lactate, methyl oxyacetate, ethyl oxyacetate, butyl oxyacetate, methyl methoxyacetate, ethyl methoxyacetate, butyl methoxyacetate, methyl ethoxyacetate, ethyl ethoxyacetate, 3-oxypropionic acid alkyl esters such as methyl 3-oxypropionate and ethyl 3-oxypropionate; methyl 3-methoxypropionate, ethyl 3-methoxypropionate, methyl 3-ethoxypropionate, 3-ethoxypropionic acid ethyl, -Methyl oxypropionate, ethyl 2-oxypropionate, propyl 2-oxypropionate, methyl 2-methoxypropionate, ethyl 2-methoxypropionate, propyl 2-methoxypropionate, methyl 2-ethoxypropionate, 2- Ethyl ethoxypropionate, methyl 2-oxy-2-methylpropionate, ethyl 2-oxy-2-methylpropionate, methyl 2-methoxy-2-methylpropionate, ethyl 2-ethoxy-2-methylpropionate, pyrubin Methyl acetate, ethyl pyruvate, propyl pyruvate, methyl acetoacetate, ethyl acetoacetate, methyl 2-oxobutanoate, ethyl 2-oxobutanoate, etc .; ethers such as diethylene glycol dimethyl ether, tetrahydrofuran, ethylene glycol Nomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, methyl cellosolve acetate, ethyl cellosolve acetate, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monobutyl ether, propylene glycol methyl ether acetate, propylene glycol ethyl ether acetate, propylene glycol propyl ether acetate, etc .; Ketones such as methyl ethyl ketone, cyclohexanone, 2-heptanone, 3-heptanone and the like; aromatic hydrocarbons such as toluene and xylesi.
[0087]
Among these, methyl 3-ethoxypropionate, ethyl 3-ethoxypropionate, ethyl cellosolve acetate, ethyl lactate, diethylene glycol dimethyl ether, butyl acetate, methyl 3-methoxypropionate, 2-heptanone, cyclohexanone, ethyl carbitol acetate Butyl carbitol acetate, propylene glycol methyl ether acetate and the like are preferably used.
[0088]
These solvents may be used alone or in combination of two or more.
[0089]
[VI] Fluorine organic compounds
The photosensitive colored resin composition of the present invention further contains a fluorine-based organic compound having a fluorine content of 3 to 40% by mass, preferably 5 to 30% by mass, more preferably 7 to 25% by mass. desirable.
If the fluorine content of the fluorine-based organic compound is low, sufficient effects cannot be obtained in coating thickness uniformity and liquid-saving properties. Conversely, if the content is too large, the solubility in the composition is insufficient. Become.
By containing a fluorinated organic compound in the present invention, the liquid characteristics as a coating liquid can be improved, and the uniformity of the coating thickness and the liquid-saving property can be improved. In particular, the wettability to the substrate is improved, and a coating film having a uniform film thickness with no thickness unevenness can be obtained even with a small amount of liquid.
[0090]
Examples of such fluorinated organic compounds include MegaFuck F171, F172, F173, F173, F177, F141, F142, F143, F144, R30, and F437 (above, Dainippon Ink Co., Ltd.). ), FLORARD FC430, FC431, FC171 (above, manufactured by Sumitomo 3M Limited), Surflon S-382, SC-101, SC-103, SC-104, SC-105, SC1068, SC-381, SC-383, S393, KH-40 (manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.) and the like.
Of these, MegaFuck F177, MegaFuck F143, MegaFuck R30, and the like are preferable.
[0091]
Among the fluorine-based organic compounds, compounds having a structure represented by the following formula (I) are particularly preferable.
C8F17SO2N (R1) CH2CH2O (CH2CH2O)nR2      (I)
In formula (I), R1And R2Each represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and n represents an integer of 2 to 30.
In the formula (I), preferably R1Is a methyl group, an ethyl group or an iso-propyl group, and R2Is a hydrogen atom. The preferable range of n is 10-25, and the particularly preferable range is 10-20.
[0092]
By further including the fluorine-based organic compound represented by the above formula (I) in the composition of the present invention, the liquid properties of the composition are further improved. In other words, the fluidity of the coating liquid is improved, the adhesion of the liquid in the spin coater nozzle and pipes and containers used in the coating process is improved, and the residue remaining as dirt can be almost eliminated. The amount of cleaning liquid required for cleaning at the time of switching the liquid and the working time can be reduced, and process suitability is improved. In addition, it is thought that the said fluorine-type organic compound is acting as a nonionic surfactant in the photosensitive group coloring resin composition of this invention.
In addition, the fluidity of the coating solution is improved, the interfacial tension between the substrate and the coating solution is lowered, the wettability to the substrate is improved, and even a thin film of about several μm has a small thickness unevenness. Can be obtained. In particular, when the coating film is thin, good results are obtained for coating application, thickness unevenness, and slit coating that easily causes liquid breakage on the coating surface.
[0093]
In the present invention, the amount of the fluorine-based compound represented by the formula (I) is preferably 0.001 to 2.0% by mass, more preferably 0.055 to 1.0% by mass with respect to the total coating solution. %, Most preferably 0.003 to 0.5 mass%.
[0094]
Examples of the fluorine-based compound represented by the above formula (I) include Megafac F-141 (n = 5), F-142 (n = 10), F-143 (manufactured by Dainippon Ink and Chemicals, Inc.). n = 15) and F-144 (n = 20).
[0095]
[VII] Other ingredients
In the photosensitive colored resin composition of the present invention, various additives as necessary, for example, fillers, polymer compounds other than the alkali-soluble resins, surfactants other than the above, adhesion promoters, antioxidants, ultraviolet rays Absorbers, anti-aggregation agents and the like can be blended.
[0096]
Specific examples of these additives include fillers such as glass and alumina; itaconic acid copolymer, crotonic acid copolymer, maleic acid copolymer, partially esterified maleic acid copolymer, acidic cellulose derivative, hydroxyl group A polymer having an acid anhydride added thereto, an alcohol-soluble nylon, an alkali-soluble resin such as a phenoxy resin formed from bisphenol A and epichlorohydrin; a nonionic, a kachin-based, an anionic surfactant, etc. Specifically, a phthalocyanine derivative (commercially available product EFKA-745 (manufactured by Morishita Sangyo)); organosiloxane polymer KP341 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), (meth) acrylic acid-based (co) polymer polyflow No. 75, No. 90, No .95 (manufactured by Kyoeisha Yushi Chemical Co., Ltd.), W001 (manufactured by Yusho), and other cationic surfactants; polyoxy Tylene lauryl ether, polyoxyethylene stearyl ether, polyoxyethylene oleyl ether, polyoxyethylene octyl phenyl ether, polyoxyethylene nonyl phenyl ether, polyethylene glycol dilaurate, polyethylene glycol distearate, sorbitan fatty acid ester (Pluronic L10, manufactured by BASF) Nonionic surfactants such as L31, L61, L62, 10R5, 17R2, 25R2, Tetronic 304, 701, 704, 901, 904, and 150R1; anionic surfactants such as W004, W005, and W017 (manufactured by Yusho) EFKA-46, EFKA-47, EFKA-47EA, EFKA polymer 100, EFKA polymer 400, EFKA polymer 401, EFKA polymer 4; Polymer dispersing agents such as 50 (manufactured by Morishita Sangyo), Disperse Aid 6, Disperse Aid 8, Disperse Aid 15, Disperse Aid 9100 (San Nopco); Solsperse 3000, 5000, 9000, 12000, 13240, 13940 17000, 24000, 26000, 28000, etc. (manufactured by Zeneca Corporation); Adeka Pluronic L31, F38, L42, L44, L61, L64, F68, L72, P95, F77, P84, F87, P94, L101 , P103, F108, L121, P-123 (Asahi Denka) and Isonet S-20 (Sanyo Kasei);
[0097]
Vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, vinyltris (2-methoxyethoxy) silane, N- (2-aminoethyl) -3-aminopropylmethyldimethoxysilane, N- (2-aminoethyl) -3-aminopropyltri Methoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, 3-chloropropyl Adhesion promoters such as methyldimethoxysilane, 3-chloropropyltrimethoxysilane, 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane, 3-mercaptopropyltrimethoxysilane;
Antioxidants such as 2,2-thiobis (4-methyl-6-tert-butylphenol), 2,6-di-tert-butylphenol;
UV absorbers such as 2- (3-t-butyl-5-methyl-2-hydroxyphenyl) -5-chlorobenzotriazole, alkoxybenzophenone;
And an aggregation inhibitor such as sodium polyacrylate.
[0098]
In addition, when promoting the alkali solubility in the unirradiated part and further improving the developability of the composition of the present invention, the composition of the present invention is an organic carboxylic acid, preferably a low molecular weight having a molecular weight of 1000 or less. An organic carboxylic acid can be added. Specifically, aliphatic monocarboxylic acids such as formic acid, acetic acid, propionic acid, butyric acid, valeric acid, pivalic acid, caproic acid, diethyl acetic acid, enanthic acid, caprylic acid; oxalic acid, malonic acid, succinic acid, glutar Aliphatic dicarboxylic acids such as acid, adipic acid, pimelic acid, suberic acid, azelaic acid, sebacic acid, brassic acid, methylmalonic acid, ethylmalonic acid, dimethylmalonic acid, methylsuccinic acid, tetramethylsuccinic acid, citraconic acid; Aliphatic tricarboxylic acids such as carbaryl acid, aconitic acid, and camphoronic acid; aromatic monocarboxylic acids such as benzoic acid, toluic acid, cumic acid, hemelitic acid, and mesitylene acid; phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, trimellitic acid, trimesin Aromatic polycarboxylic acids such as acid, merophanic acid, pyromellitic acid; phenylacetic acid, Doroatoropa acid, hydrocinnamic acid, mandelic acid, phenyl succinic acid, atropic acid, cinnamic acid, methyl cinnamate, benzyl cinnamate, cinnamylidene acetic acid, coumaric acid, other carboxylic acids such as umbellic acid.
[0099]
In addition to the above, it is preferable to add a thermal polymerization inhibitor to the photosensitive colored resin composition of the present invention. For example, hydroquinone, p-methoxyphenol, di-t-butyl-p-cresol, pyrogallol , T-butylcatechol, benzoquinone, 4,4′-thiobis (3-methyl-6-tert-butylphenol), 2,2′-methylenebis (4-methyl-6-tert-butylphenol), 2-mercaptobenzimidazole, etc. Is useful.
[0100]
[VII] Method for producing and using the composition of the present invention
The photosensitive colored resin composition of the present invention is prepared by mixing a colorant, an alkali-soluble resin, a photosensitive polymerization component, a photopolymerization initiator, and other additives used as necessary with a solvent, various mixers, dispersions It can be prepared by mixing and dispersing using a machine.
The mixing and dispersing step preferably includes kneading and dispersing followed by fine dispersion treatment, but kneading and dispersing can be omitted.
[0101]
As a preferable production method of the composition of the present invention, alkali-soluble resin B1 or (meth) acrylic acid, benzyl methacrylate, and hydroxyethyl (meth), which is a copolymer comprising (meth) acrylic acid and benzyl methacrylate as a colorant, are used. The alkali-soluble resin B2, which is a copolymer of acrylate, is kneaded and dispersed so that the viscosity after the kneading and dispersing treatment is 10,000 mPa · s or higher, desirably 100,000 mPa · s or higher, and then The alkali-soluble resin A is added, and the dispersion after the fine dispersion treatment is finely dispersed so that the viscosity becomes 1,000 mPa · s or less, preferably 100 mPa · s or less.
[0102]
In the kneading and dispersing step, the surface of the colorant particles of the raw material is promoted to be wetted with the structural component mainly composed of the resin component of the vehicle, and the colorant particles and the solid of the vehicle solution are solidified from the solid / gas interface between the colorant particles and the air. / Convert to solution interface. In the fine dispersion step, the colorant particles are dispersed to a fine state close to the primary particles by mixing and stirring together with a dispersion medium for fine particles of glass or ceramic. Therefore, in the kneading and dispersing step, the colorant
Since it is necessary to convert the interface formed by the particle surface from air to a solution, a strong shearing force and compression force are required, and the kneading machine and the material to be kneaded are preferably those with high viscosity. Must be uniformly distributed even to a minute state, and a dispersing machine that does not require impact force and shear force on the agglomerated colorant particles, and a relatively low dispersion material has a relatively low viscosity. It is desirable that
[0103]
For example, in the kneading and dispersing step for producing a color filter using the photosensitive colored resin composition of the present invention, first, a colorant such as an organic pigment and carbon black and a dispersant or a surface treatment agent, the resin B1 of the present invention is used. Alternatively, K2 is kneaded with B2 (part or all of resin A when neither resin B1 nor B2 is used) and a solvent. The machines used for kneading are two rolls, three rolls, ball mills, tron mills, dispersers, kneaders, kneaders, homogenizers, blenders, single-screw and twin-screw extruders, etc., which disperse while giving strong shearing force. Next, the solvent and the resin A of the present invention (the remainder used in the kneading step) were added, and a vertical or horizontal sand grinder, pin mill, slit mill, ultrasonic disperser, etc. were mainly used, and 0.1-1 mm Disperse with beads made of glass or zirconia of particle size. It is possible to omit this kneading step. In that case, beads are dispersed with a pigment and a dispersant or a surface treatment agent, the resin B1 or B2 of the present invention (a part or all of the resin A if none is used) and a solvent. In this case, it is preferable to add the remaining resin A in the kneading step during the dispersion.
Details of kneading and dispersing are also described in “Paint Flow and Pigment Dispersion” by T.C. Patton (published by John Wiley and Sons, 1964).
[0104]
The photosensitive colored resin composition of the present invention is applied to the substrate directly or via another layer by a coating method such as spin coating, slit coating, cast coating, roll coating, etc. to form a radiation sensitive composition layer Then, it is exposed through a predetermined mask pattern, only the coated film portion irradiated with light is cured, and developed with a developer, thereby forming a patterned film composed of pixels of each color (three colors or four colors). Color filters can be manufactured. As radiation used at this time, ultraviolet rays such as g-line and i-line are particularly preferably used.
Next, by performing an alkali development treatment, the light-irradiated portion is eluted in the alkaline aqueous solution by the exposure, and only the photocured portion remains. Any developer can be used as long as it dissolves the light-irradiated portion of the photosensitive layer but does not dissolve the light-irradiated portion.
Next, after the excess developer is washed away and dried, heat treatment (post-bake) is performed at a temperature of 50 ° C. to 240 ° C. Thus, the said process can be repeated sequentially for every color, and a cured film can be manufactured. Thereby, a color filter is obtained.
[0105]
As the substrate, for example, non-alkali glass, soda glass, pyrex glass, quartz glass used for liquid crystal display elements and the like, and those obtained by attaching a transparent conductive film to these, photoelectric conversion element substrates used for solid-state imaging elements, for example, A silicon substrate etc. are mentioned. Furthermore, a plastic substrate is also possible. On these substrates, usually, black stripes for isolating each pixel are formed.
[0106]
Raw materials for plastic substrates include (1) amorphous polyolefin, (2) polyethersulfone, (3) polyglutarimide, (4) polycarbonate, and (5) polyethylene terephthalate in terms of optical properties, heat resistance, mechanical strength, etc. , (6) polyethylene naphthalate, (7) norbornene polymer, (8) polyimide using bisaniline fluorene as a diamine component, and (9) polyester composed of bisphenol fluorene and dibasic acid. Among these, (2) polyethersulfone, (4) polycarbonate, (5) polyethylene terephthalate, and (7) norbornene polymer are preferable. Such raw materials are particularly preferred for LCD applications.
The properties required for plastic substrates include low thermal expansion (preventing deterioration of display accuracy associated with the curing process during color filter creation), gas barrier properties (ensuring liquid crystal stability), optical transmittance and optical isotropy, etc. Characteristics, surface smoothness, etc. Regarding thermal expansion, the thermal expansion coefficient is 10-FourThe following is preferable.
The plastic substrate preferably has a gas barrier layer and / or a solvent resistant layer on its surface.
[0107]
Drying (pre-baking) of the photosensitive colored resin composition layer of the present invention applied on the substrate can be performed at a temperature of 50 ° C. to 140 ° C. for 10 to 300 seconds using a hot plate, oven or the like.
[0108]
The coating thickness (after drying) of the photosensitive colored resin composition of the present invention is generally 0.3 to 5.0 μm, desirably 0.5 to 3.5 μm, most desirably 1.0 to 2.5 μm. is there.
[0109]
Any developer can be used as long as it dissolves the photosensitive colored resin composition of the present invention and does not dissolve the radiation irradiated portion. Specifically, a combination of various organic solvents or an alkaline aqueous solution can be used.
Examples of the organic solvent include the aforementioned solvents used in preparing the composition of the present invention.
The development temperature is usually 20 ° C. to 30 ° C., and the development time is 20 to 90 seconds.
[0110]
Examples of the alkali include sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, sodium hydrogencarbonate, sodium oxalate, sodium metasuccinate, aqueous ammonia, ethylamine, diethylamine, dimethylethanolamine, tetramethylammonium hydroxide, tetraethylammonium hydroxy Concentrations of alkaline compounds such as do, choline, pyrrole, piperidine, 1,8-diazabicyclo- [5,4,0] -7-undecene are 0.001 to 10% by mass, preferably 0.01 to 1% by mass An alkaline aqueous solution dissolved so as to be used is used. In addition, when using the developing solution which consists of such alkaline aqueous solution, generally it wash | cleans (rinse) with water after image development.
[0111]
Post-baking is heating after development to complete curing, and is usually performed at about 200 ° C. to 220 ° C. (hard baking).
This post-bake treatment is performed continuously or batchwise using a heating means such as a hot plate, a convection oven (hot air circulation dryer), a high-frequency heater, or the like so that the coating film after development is in the above-described condition. be able to.
[0112]
As the application of the photosensitive colored resin composition of the present invention, the application mainly to a color filter has been mainly described, but it is needless to say that it can be applied to a black matrix provided between pixels of a color filter. The black matrix is formed by photo-exposure and alkali development of a composition obtained by adding a black colorant such as carbon black or titanium black to the composition of the present invention, and then post-baking to promote film curing. be able to.
Various components for color filters can be applied to spacers, protective layers, contact hole forming layers and the like in addition to the color filter body (colored layer) and the black matrix. Furthermore, the colored resin composition of the present invention can be used as a sealing agent for potting of COB (chip on board) and a sealing agent for LCD, in addition to the above-mentioned various components for color filters.
[0113]
【Example】
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not limited to the following examples.
[0114]
Preparation of photosensitive colored resin composition
・ C. I. Pigment Red 254 27 parts by mass
・ C. I. Pigment Yellow 139 4 parts by mass
-Resin B1 or B2 shown in Table 1 below (Example 1 and
Comparative example 1 is resin A only) propylene glycol monomethyl
Ether acetate solution (solid content 50%)
22 parts by mass
・ Dispersant (BYK BY-161) 2 parts by mass
The above components are kneaded and dispersed with three rolls, and then
-Propylene glycol monomethyl resin A shown in Table 1 below
Ether acetate solution (solid content 50%) 22 parts by mass
・ 200 parts by mass of propylene glycol monomethyl ether acetate (solvent)
And finely dispersed in a sand mill day and night.
[0115]
Next, the following components were added and mixed by stirring to prepare a photosensitive colored resin composition (resist solution).
・ Dipentaerythritol penta, hexaacrylate 20 parts by mass
4- [o-bromo-pN, N-di (ethoxycarbonyl) aminophenyl]
1,6-di (trichloromethyl) -S-triazine (photopolymerization initiator) 1 part by mass
・ Surfactant BASF Tetronic 150R1 0.5 parts by mass
・ Fluorine compound DIC Corporation MegaFuck F-143 0.01 parts by mass
・ 150 parts by mass of propylene glycol monomethyl ether acetate (solvent)
The viscosity of each dispersion after kneading and dispersing in the above step is shown in Table 1.
[0116]
Examples 1-11 and Comparative Examples 1-5
Each composition obtained above was evaluated for coating thickness uniformity, liquid usage, coating unevenness, development latitude, and transmittance by the following methods.
[0117]
(1) <Spin coating> Uniform coating thickness:
On the glass substrate of 550 mm × 650 mm, 30 g of the resist solution prepared above was dropped at the center and spin coated at 600 rpm. The thickness from the central part of the coated substrate to the part 300 mm inside from the edge in the diagonal direction was measured. The coating thickness unevenness was expressed by the following formula and expressed in%.
Unevenness of thickness = (thickness of the central part−thickness inside the edge 30 mm) / thickness of the central part
(2) <Spin coating> Coating liquid usage:
When the resist solution 20 to 40 g prepared above was dropped onto a 550 mm × 650 mm glass substrate at the center and spin-coated at 800 rpm, the minimum amount of liquid at which part of the outermost edge was not applied was measured.
[0118]
(3) <Slit application> Application unevenness:
Using a slit coating apparatus equipped with a slit head having a slit gap of 50 μm and an effective coating width of 20 mm, the gap between the slit and the substrate is adjusted so that the coating thickness after drying becomes 2 μm, and 50 mm / sec. The coating solution of the photosensitive colored resin composition of each example / comparative example was coated on a rectangular glass substrate having a width of 230 mm, a length of 300 mm, and a thickness of 0.7 mm at a coating speed, and a coating width of 21 mm and a length of 260 mm. A coated surface was obtained.
After the application, the film was pre-baked at 90 ° C. for 60 seconds with a hot plate, and the number of streaky irregularities on the coated surface was calculated with the naked eye.
Evaluation was made on the case where there was no stripe-like unevenness on the coated surface, ◯ for 1-5 pieces, and x for 6 or more pieces.
[0119]
(4) Development latitude:
The prepared resist solution is spin-coated on a glass substrate (Corning 1737) so that the film thickness after drying is 1.5 μm, pre-baked at 90 ° C. for 60 seconds using an oven, and then a mask having a line width of 20 μm. 200mj / cm2Exposure (illuminance is 20 mW / cm2And developed at 30 ° C. with a 10% diluted solution of an alkaline developer CD (manufactured by Fuji Film Arch Co., Ltd.). Development time was 10 seconds to 10 to 100 seconds. The number of development seconds in which the line width remained stable was expressed as development latitude. (5) Transmittance:
The chromaticity value of the substrate on which the resist solution prepared above was spin-coated was measured using MCPD-2000 manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd., and compared with the Y value when the X value was 0.640. The greater the Y value, the greater the transmittance.
The above results are shown in Tables 1 and 2.
[0120]
[Table 1]
Figure 0004092376
[0121]
[Table 2]
Figure 0004092376
[0122]
Explanation of symbols in the table
Acr (EO)n: CHThree(OC2HFour)nOCOC (CHThree) = CHR
BzMA: benzyl methacrylate
St: Styrene
AA: Acrylic acid
MAA: Methacrylic acid
HEMA: Hydroxyethyl methacrylate
Moreover, the molecular weight in a table | surface is a polystyrene conversion mass mean molecular weight by GPC.
[0123]
The photosensitive colored resin composition of the present invention is excellent in both coating thickness uniformity by spin coating, liquid saving (liquid usage), coating unevenness by slit coating, and transmittance and development latitude. It was. In particular, good characteristics are also obtained in slit coating, which has been problematic in terms of coating unevenness and coating film thickness uniformity. Further, the photosensitive colored resin composition of the present invention may contain a specific ternary copolymer as a colorant, a photosensitive polymerization component, a photopolymerization initiator, a solvent and an alkali-soluble resin as constituent components. Further, by containing a specific other copolymer and / or a fluorinated organic compound as an alkali-soluble resin, better physical properties can be obtained.
[0124]
【The invention's effect】
The photosensitive colored resin composition of the present invention is excellent in coating property even at high pigment concentration and high solid content concentration, has wide development latitude and excellent process tolerance, and can further improve the transmittance. In addition, the entire surface of the substrate can be applied with a small amount of coating liquid.
Therefore, from the composition of the present invention, a color filter used for a liquid crystal display device or a solid-state imaging device can be produced with high quality and low cost with little process difficulty.

Claims (10)

(a)着色剤、(b)アルカリ可溶性樹脂A、(c)感光性重合成分、(d)光重合開始剤、及び(e)溶剤を含有する感光性着色樹脂組成物において、該アルカリ可溶性樹脂Aが少なくとも(i)無水マレイン酸、アクリル酸、メタクリル酸、及びフマル酸から選ばれた少なくとも一種の酸成分モノマー、(ii)Acr(EO)n:CH3(OC24)nOCOC(CH3)=CHR(但し、Rは、H、またはCH を表すnは、RがHの場合、2〜15を、RがCH の場合、4又は9を表す)、及び(iii)ベンジル(メタ)アクリレートからなる共重合体であることを特徴とする感光性着色樹脂組成物。In the photosensitive colored resin composition containing (a) a colorant, (b) an alkali-soluble resin A, (c) a photosensitive polymerization component, (d) a photopolymerization initiator, and (e) a solvent, the alkali-soluble resin A is at least (i) at least one acid component monomer selected from maleic anhydride, acrylic acid, methacrylic acid, and fumaric acid, (ii) Acr (EO) n : CH 3 (OC 2 H 4 ) n OCOC ( CH 3) = CHR (where, R is H or an CH 3. n, is when R is H, 2-15, when R is CH 3, represents a 4 or 9), and (iii ) A photosensitive colored resin composition, which is a copolymer composed of benzyl (meth) acrylate. 前記アルカリ可溶性樹脂Aにおける、(i)酸成分モノマー、(ii)前記Acr(EO) n 、及び(iii)ベンジル(メタ)アクリレートの組成質量比が10〜25/5〜25/50〜85であり、且つポリスチレン換算質量平均分子量(Mw)が3,000〜50,000であることを特徴とする請求項1に記載の感光性着色樹脂組成物。In the alkali-soluble resin A, the composition mass ratio of (i) the acid component monomer, (ii) the Acr (EO) n , and (iii) benzyl (meth) acrylate is 10-25 / 5 to 25 / 50-85. The photosensitive colored resin composition according to claim 1, which has a polystyrene-reduced mass average molecular weight (Mw) of 3,000 to 50,000. 前記感光性着色樹脂組成物の固形分中における、前記着色剤の含有量が30〜60質量%であり、前記アルカリ可溶性樹脂Aの含有量が10〜50質量%であることを特徴とする請求項1又は2に記載の感光性着色樹脂組成物。The content of the colorant in the solid content of the photosensitive colored resin composition is 30 to 60% by mass, and the content of the alkali-soluble resin A is 10 to 50% by mass. Item 3. The photosensitive colored resin composition according to Item 1 or 2. 前記感光性着色樹脂組成物が、更に(i)(メタ)アクリル酸及び(ii)ベンジルメタクリレートからなる共重合体であるアルカリ可溶性樹脂B1を含有することを特徴とする請求項1〜請求項3の何れか1項に記載の感光性着色樹脂組成物。The photosensitive coloring resin composition further contains an alkali-soluble resin B1 which is a copolymer comprising (i) (meth) acrylic acid and (ii) benzyl methacrylate. The photosensitive coloring resin composition of any one of these. 前記感光性着色樹脂組成物が、更に(i)(メタ)アクリル酸、(ii)ベンジルメタクリレート、及び(iii)ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートからなる共重合体であるアルカリ可溶性樹脂B2を含有することを特徴とする請求項1〜請求項3の何れか1項に記載の感光性着色樹脂組成物。The photosensitive colored resin composition further contains an alkali-soluble resin B2 that is a copolymer comprising (i) (meth) acrylic acid, (ii) benzyl methacrylate, and (iii) hydroxyethyl (meth) acrylate. The photosensitive coloring resin composition of any one of Claims 1-3 characterized by these. 前記感光性着色樹脂組成物の固形分中における、前記着色剤の含有量が30〜60質量%、前記アルカリ可溶性樹脂の含有量(AとB1とB2の総和)が合計で10〜50質量%であることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の感光性着色樹脂組成物。In the solid content of the photosensitive colored resin composition, the content of the colorant is 30 to 60% by mass, and the content of the alkali-soluble resin (the sum of A, B1, and B2) is 10 to 50% by mass in total. The photosensitive colored resin composition according to claim 1, wherein the composition is a photosensitive colored resin composition. 前記感光性着色樹脂組成物が、更にフッ素含有率が3〜40質量%であるフッ素系有機化合物を含有することを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の感光性着色樹脂組成物。The photosensitive colored resin according to claim 1, wherein the photosensitive colored resin composition further contains a fluorine-based organic compound having a fluorine content of 3 to 40% by mass. Composition. 前記フッ素系有機化合物が、下記の式(I)で表されることを特徴とする請求項7に記載の感光性着色樹脂組成物。
817SO2N(R1)CH2CH2O(CH2CH2O)n2 (I)
式(I)中、R1及びR2は各々水素原子または炭素数1〜4のアルキル基を表し、nは2〜30の整数を表す。
The photosensitive colored resin composition according to claim 7, wherein the fluorine-based organic compound is represented by the following formula (I).
C 8 F 17 SO 2 N (R 1 ) CH 2 CH 2 O (CH 2 CH 2 O) n R 2 (I)
In formula (I), R 1 and R 2 each represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and n represents an integer of 2 to 30.
着色剤を(メタ)アクリル酸及びベンジルメタクリレートからなる共重合体であるアルカリ可溶性樹脂B1または(メタ)アクリル酸、ベンジルメタクリレート、及びヒドロキシエチル(メタ)アクリレートからなる共重合体であるアルカリ可溶性樹脂B2と共に10,000mPa・s以上の粘度で混練分散させ、次いでその混練分散物に前記アルカリ可溶性樹脂Aを添加して1,000mPa・s以下の粘度で微分散処理することを特徴とする請求項1に記載の感光性着色樹脂組成物の製造方法。Alkali-soluble resin B1 which is a copolymer comprising (meth) acrylic acid and benzyl methacrylate or an alkali-soluble resin B2 which is a copolymer comprising (meth) acrylic acid, benzyl methacrylate and hydroxyethyl (meth) acrylate And kneading and dispersing with a viscosity of 10,000 mPa · s or more, and then adding the alkali-soluble resin A to the kneaded dispersion and finely dispersing with a viscosity of 1,000 mPa · s or less. The manufacturing method of the photosensitive coloring resin composition as described in any one of. 請求項1〜請求項8の何れか1項に記載の感光性着色樹脂組成物を直接もしくは他の層を介して基板上にスリット塗布により塗布膜を形成し、次いでプリベーク、パターン露光、アルカリ現像を順次行うカラーフィルターの製造方法。A coating film is formed by applying the photosensitive colored resin composition according to any one of claims 1 to 8 on a substrate by slit coating directly or through another layer, and then prebaking, pattern exposure, and alkali development. The manufacturing method of the color filter which performs sequentially.
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