JP7707879B2 - Photosensitive coloring composition, cured film using the same, color filter, image display device, and solid-state imaging device - Google Patents
Photosensitive coloring composition, cured film using the same, color filter, image display device, and solid-state imaging deviceInfo
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Description
本発明は、150℃以下の低温加熱工程に対応する感光性着色組成物に関する。 The present invention relates to a photosensitive coloring composition that can be used in a low-temperature heating process at 150°C or less.
液晶表示装置、有機EL表示装置などの画像表示装置および固体撮像素子に用いられるカラーフィルタの膜あるいは微細パターンは、透明性などの光学特性が求められる一方、他の部材の形成や組み立てなどの後工程を行う際に、薬品耐性などが求められる。そのため、感光性着色組成物にあらかじめ熱架橋剤を添加して、光硬化と熱硬化を行うことで、薬品耐性に優れた膜あるいは微細パターンを形成することが知られている。(例えば特許文献1および2) The film or fine pattern of the color filter used in image display devices such as liquid crystal display devices and organic EL display devices, and solid-state imaging devices, is required to have optical properties such as transparency, but is also required to have chemical resistance when performing post-processing such as forming and assembling other components. For this reason, it is known to form a film or fine pattern with excellent chemical resistance by adding a thermal crosslinking agent to the photosensitive coloring composition in advance and performing photocuring and thermal curing. (For example, Patent Documents 1 and 2)
しかし、画像表示装置のフレキシブル化やウエアラブル化が進み、従来使用されてきたリジッドなガラス基板を使用せずにフレキシブル基材を使用して素子を作製するニーズが高まっている。フレキシブル基板の多くは有機系の素材からなり耐熱性がガラス基板よりも低いため、熱硬化温度を下げる必要がある。例えば、カラーフィルタの製造では、200~230℃程度で熱硬化が行われてきたが、プラスチック製のフレキシブル基材を使用する場合はその耐熱性の問題から150℃以下に熱硬化温度を下げる必要がある。しかし、従来の組成物では、熱硬化が充分進まないため、高感度の光硬化材料を多量に使用することで膜架橋度を高めて所望の耐熱性を得ることができるが、反面、微細なパターンを形成することが難しくなる問題があった。 However, as image display devices become more flexible and wearable, there is an increasing need to produce elements using flexible substrates instead of the rigid glass substrates that have been used traditionally. Many flexible substrates are made of organic materials and have lower heat resistance than glass substrates, so it is necessary to lower the heat curing temperature. For example, in the manufacture of color filters, heat curing has been carried out at about 200 to 230°C, but when using a flexible plastic substrate, it is necessary to lower the heat curing temperature to 150°C or less due to the heat resistance issue. However, with conventional compositions, heat curing does not proceed sufficiently, so by using a large amount of highly sensitive photocurable material, the degree of film crosslinking can be increased to obtain the desired heat resistance, but on the other hand, there is a problem that it becomes difficult to form fine patterns.
本発明は、150℃以下の低温の加熱処理であっても薬品耐性に優れかつ微細パターンが形成できる感光性着色組成物の提供を目的とする。 The present invention aims to provide a photosensitive coloring composition that has excellent chemical resistance and can form fine patterns even when heated at a low temperature of 150°C or less.
本発明の感光性着色組成物は、現像後に150℃以下の加熱工程でパターンを硬化するフォトリソグラフィー法によるカラーフィルタのパターン形成に使用する感光性着色組成物であって、
顔料(A)、樹脂(B)、光重合開始剤(C)、および重合性化合物(D)を含有し、樹脂(B)が、ブロックイソシアネート基含有構成単位を含む樹脂(B1)、および(メタ)アクリロイル基含有ビニル重合体部位を含む樹脂(B2)を含有することを特徴とする。
The photosensitive coloring composition of the present invention is a photosensitive coloring composition used for forming a pattern of a color filter by a photolithography method in which the pattern is cured by a heating step of 150 ° C. or less after development,
The composition contains a pigment (A), a resin (B), a photopolymerization initiator (C), and a polymerizable compound (D), and is characterized in that the resin (B) contains a resin (B1) that contains a blocked isocyanate group-containing structural unit, and a resin (B2) that contains a (meth)acryloyl group-containing vinyl polymer moiety.
上記の本発明により、150℃以下の低温の加熱処理であっても薬品耐性に優れかつ微細パターンが形成できる感光性着色組成物を提供できる。また、本発明は、感光性着色組成物に基づく、カラーフィルタならびに液晶表示装置、および有機EL表示装置などの画像表示装置ならびに固体撮像素子を提供できる。 The present invention described above can provide a photosensitive coloring composition that has excellent chemical resistance and can form fine patterns even when heated at a low temperature of 150°C or less. The present invention can also provide a color filter, a liquid crystal display device, an image display device such as an organic EL display device, and a solid-state imaging device based on the photosensitive coloring composition.
本願明細書の用語を定義する。「(メタ)アクリロイル」、「(メタ)アクリル」、「(メタ)アクリル酸」、「(メタ)アクリレート」、又は「(メタ)アクリルアミド」と表記した場合には、特に説明がない限り、それぞれ、「アクリロイル及び/又はメタクリロイル」、「アクリル及び/又はメタクリル」、「アクリル酸及び/又はメタクリル酸」、「アクリレート及び/又はメタクリレート」、又は「アクリルアミド及び/又はメタクリルアミド」を表すものとする。本明細書に挙げる「C.I.」は、カラーインデックス(C.I.)を意味する。
フォトリソグラフィー法は、被膜に対してフォトマスクを介して紫外線露光を行い、次いで現像により紫外線未露光部分を除去してパターンを形成する製造方法である。カラーフィルタの製造は、一般的に前記パターン形成後、加熱工程(ポストベークともいう)を行う。
The terms used in this specification are defined below. When "(meth)acryloyl", "(meth)acrylic", "(meth)acrylic acid", "(meth)acrylate", or "(meth)acrylamide" is used, it means "acryloyl and/or methacryloyl", "acrylic and/or methacrylic", "acrylic acid and/or methacrylic acid", "acrylate and/or methacrylate", or "acrylamide and/or methacrylamide", respectively, unless otherwise specified. In this specification, "C.I." means Color Index (C.I.).
The photolithography method is a manufacturing method in which a coating is exposed to ultraviolet light through a photomask, and then the unexposed parts are removed by development to form a pattern. In the manufacture of color filters, a heating step (also called post-baking) is generally performed after the pattern formation.
本発明の感光性着色組成物は、現像後に150℃以下の加熱工程でパターンを硬化するフォトリソグラフィー法によるカラーフィルタのパターン形成に使用する感光性着色組成物であって、
顔料(A)、樹脂(B)、光重合開始剤(C)、および重合性化合物(D)を含有し、樹脂(B)が、ブロックイソシアネート基含有構成単位を含む樹脂(B1)、および(メタ)アクリロイル基含有ビニル重合体部位を含む樹脂(B2)を含有することを特徴とする。
本発明の感光性着色組成物は、硬化膜、カラーフィルタ等の形成に使用することが好ましい。また硬化膜やカラーフィルタは、液晶表示装置、および有機EL表示装置などの画像表示装置ならびに固体撮像素子等の用途に使用することが好ましい。
The photosensitive coloring composition of the present invention is a photosensitive coloring composition used for forming a pattern of a color filter by a photolithography method in which the pattern is cured by a heating step of 150 ° C. or less after development,
The composition contains a pigment (A), a resin (B), a photopolymerization initiator (C), and a polymerizable compound (D), and is characterized in that the resin (B) contains a resin (B1) that contains a blocked isocyanate group-containing structural unit, and a resin (B2) that contains a (meth)acryloyl group-containing vinyl polymer moiety.
The photosensitive coloring composition of the present invention is preferably used for forming a cured film, a color filter, etc. The cured film and the color filter are preferably used for applications such as image display devices such as liquid crystal display devices and organic EL display devices, and solid-state imaging devices.
本発明の感光性着色組成物は、樹脂(B)としてブロックイソシアネート基含有構成単位を含む樹脂(B1)、および(メタ)アクリロイル基含有ビニル重合体部位を含む樹脂(B2)を含有する。この理由は、(メタ)クリロイル基を有するビニル重合体部位を含む樹脂(B2)で十分な薬品耐性を得ようとして光硬化を過剰に行うと、現像後のパターンの線幅が太り解像性が低下するため微細パターンの形成が難しい。しかし、ブロックイソシアネート基含有構成単位を含む樹脂(B1)と組み合わせることで適度な光硬化性を保持しつつ、150℃以下の低温の加熱工程でも所望の硬化性が得られるため薬品耐性が向上する。そのため、感光性着色組成物は、薬品耐性、低温硬化性、および微細パターン形成が向上する。 The photosensitive coloring composition of the present invention contains a resin (B1) containing a block isocyanate group-containing structural unit as resin (B), and a resin (B2) containing a (meth)acryloyl group-containing vinyl polymer moiety. The reason for this is that if excessive photocuring is performed with resin (B2) containing a vinyl polymer moiety having a (meth)acryloyl group in an attempt to obtain sufficient chemical resistance, the line width of the pattern after development increases and the resolution decreases, making it difficult to form a fine pattern. However, by combining it with resin (B1) containing a block isocyanate group-containing structural unit, the desired curing property can be obtained even in a low-temperature heating process of 150°C or less while maintaining appropriate photocuring property, thereby improving chemical resistance. Therefore, the photosensitive coloring composition has improved chemical resistance, low-temperature curing property, and fine pattern formation.
<顔料(A)>
本発明の感光性着色組成物は、着色剤として、顔料(A)を含有する。
顔料(A)は、有機顔料、無機顔料が挙げられる。顔料は、発色性が高く、且つ耐熱性の高い顔料、特に耐熱分解性の高い顔料が好ましく、通常は有機顔料が用いられる。以下、有機顔料の具体例を、カラーインデックス番号で示す。
<Pigment (A)>
The photosensitive coloring composition of the present invention contains a pigment (A) as a colorant.
Examples of the pigment (A) include organic pigments and inorganic pigments. The pigment is preferably a pigment having high color development and high heat resistance, particularly a pigment having high thermal decomposition resistance, and an organic pigment is usually used. Specific examples of organic pigments are shown below with color index numbers.
赤色顔料は、例えば、C.I.ピグメントレッド1,2,3,4,5,6,7,8,9,12,14,15,16,17,21,22,23,31,32,37,38,41,47,48,48:1,48:2,48:3,48:4,49,49:1,49:2,50:1,52:1,52:2,53,53:1,53:2,53:3,57,57:1,57:2,58:4,60,63,63:1,63:2,64,64:1,68,69,81,81:1,81:2,81:3,81:4,83,88,90:1,101,101:1,104,108,108:1,109,112,113,114,122,123,144,146,147,149,151,166,168,169,170,172,173,174,175,176,177,178,179,181,184,185,187,188,190,193,194,200,202,206,207,208,209,210,214,216,220,221,224,230,231,232,233,235,236,237,238,239,242,243,245,247,249,250,251,253,254,255,256,257,258,259,260,262,263,264,265,266,267,268,269,270,271,272,273,274,275,276,277,278,279,280,281,282,283,284,285,286,287,291,295,296、特開2014-134712号公報に記載された顔料、特許第6368844号公報に記載された顔料等が挙げられる。これらの中でも、耐熱性、耐光性、及び透過率の観点から、C.I.ピグメントレッド48:1,122,177,224,242,269,254,291,295,296、特開2014-134712号公報に記載された顔料、特許第6368844号公報に記載された顔料が好ましく、C.I.ピグメントレッド177,254,269、291,295,296、特開2014-134712号公報に記載された顔料、特許第6368844号公報に記載された顔料がさらに好ましい。 Red pigments include, for example, C.I. Pigment Red 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 12, 14, 15, 16, 17, 21, 22, 23, 31, 32, 37, 38, 41, 47, 48, 48:1, 48:2, 48:3, 48:4, 49, 49:1, 49:2, 50:1, 52:1, 52:2, 53, 53:1, 53:2, 53:3, 57, 57:1, 57:2, 58:4, 60, 63, 63:1, 63:2 , 64, 64:1, 68, 69, 81, 81:1, 81:2, 81:3, 81:4, 83, 88, 90:1, 101, 101:1, 104, 108, 108:1, 109, 112, 113, 114, 122, 123, 144, 146, 147, 149, 151, 166, 168, 169, 170, 172, 173, 174, 175, 176, 177, 178, 179, 181, 1 84, 185, 187, 188, 190, 193, 194, 200, 202, 206, 207, 208, 209, 210, 214, 216, 220, 221, 224, 230, 231, 232, 233, 235, 236, 237, 238, 239, 242, 243, 245, 247, 249, 250, 251, 253, 254, 255, 256, 257, 258, 259, 260 , 262, 263, 264, 265, 266, 267, 268, 269, 270, 271, 272, 273, 274, 275, 276, 277, 278, 279, 280, 281, 282, 283, 284, 285, 286, 287, 291, 295, 296, pigments described in JP-A-2014-134712, and pigments described in Japanese Patent No. 6368844. Among these, from the viewpoints of heat resistance, light resistance, and transmittance, C.I. C.I. Pigment Red 48: 1,122,177,224,242,269,254,291,295,296, the pigments described in JP-A-2014-134712, and the pigments described in Japanese Patent No. 6368844 are preferred, and C.I. Pigment Red 177,254,269,291,295,296, the pigments described in JP-A-2014-134712, and the pigments described in Japanese Patent No. 6368844 are more preferred.
橙色顔料は、例えば、C.I.ピグメントオレンジ36,38,43,64,71,73等が挙げられる。 Examples of orange pigments include C.I. Pigment Orange 36, 38, 43, 64, 71, and 73.
黄色顔料は、例えば、C.I.ピグメントイエロー1,2,3,4,5,6,10,12,13,14,15,16,17,18,24,31,32,34,35,35:1,36,36:1,37,37:1,40,42,43,53,55,60,61,62,63,65,73,74,77,81,83,93,94,95,97,98,100,101,104,106,108,109,110,113,114,115,116,117,118,119,120,123,126,127,128,129,138,139,147,150,151,152、153,154,155,156,161,162,164,166,167,168,169,170,171,172,173,174,175,176,177,179,180,181,182,185,187,188,192,193,194,196,198,199,213,214,231,233、特開2012-226110号公報、特開2017-171912号公報、特開2017-171913号公報、特開2017-171914号公報、特開2017-171915号公報等に記載された顔料等が挙げられる。これらの中でも、C.I.ピグメントイエロー138,139,150,185,231,233、特開2012-226110号公報に記載された顔料が好ましい。 Yellow pigments include, for example, C.I. Pigment Yellow 1, 2, 3, 4, 5, 6, 10, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 24, 31, 32, 34, 35, 35:1, 36, 36:1, 37, 37:1, 40, 42, 43, 53, 55, 60, 61, 62, 63, 65, 73, 74, 77, 81, 83, 93, 94, 95, 97, 98, 100, 101, 104, 106, 108, 109, 110, 113, 114, 115, 116, 117, 118, 119, 120, 123, 126, 127, 128, 129, 138, 139, 147, 150, 151, 152, 153,154,155,156,161,162,164,166,167,168,169,170,171,172,173,174,175,176,177,179,180,181,182,185,187,188,192,193,194,196,198,199,213,214,231,233, JP 2012-226110 A, JP 2017-171912 A, JP 2017-171913 A, JP 2017-171914 A, JP 2017-171915 A, and the like. Among these, C.I. Pigment Yellow 138, 139, 150, 185, 231, 233, and the pigments described in JP-A-2012-226110 are preferred.
緑色顔料は、例えば、C.I.ピグメントグリーン1,2,4,7,8,10,13,14,15,17,18,19,26,36,37,45,48,50,51,54,55,58,59,62,63等が挙げられる。これらの中でも、C.I.ピグメントグリーン36、58、59、62、63が好ましい。 Examples of green pigments include C.I. Pigment Green 1, 2, 4, 7, 8, 10, 13, 14, 15, 17, 18, 19, 26, 36, 37, 45, 48, 50, 51, 54, 55, 58, 59, 62, and 63. Of these, C.I. Pigment Green 36, 58, 59, 62, and 63 are preferred.
青色顔料は、例えば、C.I.ピグメントブルー1,1:2,9,14,15,15:1,15:2,15:3,15:4,15:6,16,17,19,25,27,28,29,33,35,36,56,56:1,60,61,61:1,62,63,66,67,68,71,72,73,74,75,76,78,79等が挙げられる。これらの中でも、C.I.ピグメントブルー15,15:1,15:2,15:3,15:4,15:6が好ましい。 Examples of blue pigments include C.I. Pigment Blue 1, 1:2, 9, 14, 15, 15:1, 15:2, 15:3, 15:4, 15:6, 16, 17, 19, 25, 27, 28, 29, 33, 35, 36, 56, 56:1, 60, 61, 61:1, 62, 63, 66, 67, 68, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 78, and 79. Among these, C.I. Pigment Blue 15, 15:1, 15:2, 15:3, 15:4, and 15:6 are preferred.
紫色顔料は、例えば、C.I.ピグメントバイオレット1,1:1,2,2:2,3,3:1,3:3,5,5:1,14,15,16,19,23,25,27,29,31,32,37,39,42,44,47,49,50等が挙げられる。これらの中でも、C.I.ピグメントバイオレット19,23が好ましい。 Examples of purple pigments include C.I. Pigment Violet 1, 1:1, 2, 2:2, 3, 3:1, 3:3, 5, 5:1, 14, 15, 16, 19, 23, 25, 27, 29, 31, 32, 37, 39, 42, 44, 47, 49, and 50. Among these, C.I. Pigment Violet 19 and 23 are preferred.
黒色顔料は、例えば、C.I.ピグメントブラック1,6,7,12,20,31,32等が挙げられる。また、特表2010-534726号公報、特表2012-515233号公報、特表2012-515234号公報、特開平1-170601号公報、特開平2-34664号公報等に記載の化合物も挙げられる。なお、黒色顔料は、無機顔料を含む。 Examples of black pigments include C.I. Pigment Black 1, 6, 7, 12, 20, 31, and 32. Other examples include compounds described in JP-T-2010-534726, JP-T-2012-515233, JP-T-2012-515234, JP-A-1-170601, and JP-A-2-34664. The black pigment includes an inorganic pigment.
無機顔料は、例えば、酸化チタン、硫酸バリウム、亜鉛華、硫酸鉛、黄色鉛、亜鉛黄、べんがら(赤色酸化鉄(III))、カドミウム赤、群青、紺青、酸化クロム緑、コバルト緑、アンバー、合成鉄黒等が挙げられる。 Examples of inorganic pigments include titanium oxide, barium sulfate, zinc oxide, lead sulfate, yellow lead, zinc yellow, red iron oxide (red iron (III) oxide), cadmium red, ultramarine, Prussian blue, chromium oxide green, cobalt green, amber, and synthetic iron black.
顔料(A)は、単独または2種類以上を併用して使用できる。 Pigments (A) can be used alone or in combination of two or more types.
<顔料の微細化>
有機顔料は、微細化処理を行った後、他の原料と混合することが好ましい。微細化処理の方法は、例えば、湿式磨砕、乾式磨砕、溶解析出法等が挙げられる。これらの中でも湿式磨砕の1種であるニーダー法によるソルトミリング処理等が好ましい。微細化処理後の有機顔料の平均一次粒子径は、10~80nmが好ましく、15~70nmがより好ましい。適度な粒子径により分散性がより向上し、被膜のコントラスト比がより向上する。なお、平均一次粒子径は、TEM(透過型電子顕微鏡)の拡大画像から任意に選択した約20個の粒子の平均値である。なお、粒子の縦軸長さと横軸長さがある場合、縦軸長さを使用する。
<Minification of pigment>
It is preferable that the organic pigment is mixed with other raw materials after the micronization treatment. Examples of the method of the micronization treatment include wet grinding, dry grinding, and dissolution precipitation. Among these, salt milling treatment using a kneader method, which is a type of wet grinding, is preferable. The average primary particle size of the organic pigment after the micronization treatment is preferably 10 to 80 nm, more preferably 15 to 70 nm. A moderate particle size further improves dispersibility and the contrast ratio of the coating. The average primary particle size is the average value of about 20 particles arbitrarily selected from an enlarged image of a TEM (transmission electron microscope). When the particle has a vertical axis length and a horizontal axis length, the vertical axis length is used.
ソルトミリング処理の際、必要に応じて樹脂を添加できる。樹脂は、例えば、天然樹脂、変性天然樹脂、合成樹脂、天然樹脂で変性された合成樹脂等が挙げられる。樹脂は、室温で固体であり、水不溶性であることが好ましく、かつ水溶性有機溶剤に一部可溶であることがより好ましい。樹脂の使用量は、顔料100質量部に対し、5~200質量部が好ましい。 During the salt milling process, a resin can be added as necessary. Examples of the resin include natural resins, modified natural resins, synthetic resins, and synthetic resins modified with natural resins. The resin is preferably solid at room temperature and insoluble in water, and more preferably partially soluble in water-soluble organic solvents. The amount of resin used is preferably 5 to 200 parts by mass per 100 parts by mass of the pigment.
<金属の除去>
顔料の構成成分以外の不純物として特定金属元素が着色組成物に多く存在すると、経時分散安定性を阻害する。また、耐熱性が低下する場合や、感度低下を引き起こす場合がある。また、これを用いて作成したカラーフィルタは、異物の発生がある場合があり、結果として明度低下を引き起こしやすい。感光性着色組成物に含まれるLi、Na、K、Mg、Ca、Fe、Al、及びCr(以下、特定金属元素ともいう)の合計含有量は、500質量ppm以下が好ましい。
<Metal Removal>
If a specific metal element is present in a large amount in the coloring composition as an impurity other than the pigment component, it inhibits dispersion stability over time. In addition, it may cause a decrease in heat resistance or a decrease in sensitivity. In addition, a color filter made using this may have foreign matter, which may result in a decrease in brightness. The total content of Li, Na, K, Mg, Ca, Fe, Al, and Cr (hereinafter also referred to as specific metal elements) contained in the photosensitive coloring composition is preferably 500 mass ppm or less.
前記特定金属元素の合計量は、300質量ppm以下がより好ましく、200質量ppm以下が特に好ましい。また、特定金属元素の合計量の下限は、特に限定されないが、1質量ppm以上が好ましく、5質量ppm以上がより好ましい。上記範囲内であれば、コストも抑制でき、保存安定性に優れ、かつ異物の発生、明度低下が少ないカラーフィルタを形成できる感光性着色組成物が得られる。 The total amount of the specific metal elements is more preferably 300 ppm by mass or less, and particularly preferably 200 ppm by mass or less. The lower limit of the total amount of the specific metal elements is not particularly limited, but is preferably 1 ppm by mass or more, and more preferably 5 ppm by mass or more. Within the above range, a photosensitive coloring composition can be obtained that can form a color filter that is cost-effective, has excellent storage stability, and has little generation of foreign matter and little decrease in brightness.
感光性着色組成物に含まれる各特定金属元素の量は、各々100質量ppm以下であることが好ましく、各々50質量ppm以下であることがより好ましい。 The amount of each specific metal element contained in the photosensitive coloring composition is preferably 100 ppm by mass or less, and more preferably 50 ppm by mass or less.
また、顔料を構成するNi、Zn、Cu、Al、Fe、Fe、Co、及びCoなどの金属も顔料の構成成分となっていない不純物は少ない方がよく、以下の方法で特定金属元素と同様に取り除くことが出来る。さらに、Mn、Cs、Ti、Co、Si、Pd等は、感光性着色組成物の各種原料の製造工程で用いる材料(たとえば触媒)から混入する場合があるので、可能な限り除去することが好ましい。 In addition, it is better to have fewer impurities that are not constituent components of the pigment, such as metals such as Ni, Zn, Cu, Al, Fe, Fe, Co, and Co, and these can be removed in the same way as specific metal elements by the following method. Furthermore, since Mn, Cs, Ti, Co, Si, Pd, etc. may be mixed in from materials (e.g. catalysts) used in the manufacturing process of various raw materials for the photosensitive coloring composition, it is preferable to remove them as much as possible.
顔料(A)あるいは製造過程での装置からの混入した金属を除去する方法としては特開2010-83997号公報、特開2018-36521号公報、特開平7-198928号公報、特開平8-333521号公報、特開2009-7432号公報等による水洗による方法、特開2011-48736号公報に記載のマグネットによる磁性異物の除去等の方法が挙げられる。 Methods for removing metals that have been mixed in from pigment (A) or from equipment during the manufacturing process include the water washing methods described in JP-A-2010-83997, JP-A-2018-36521, JP-A-7-198928, JP-A-8-333521, and JP-A-2009-7432, and the method for removing magnetic foreign matter using a magnet described in JP-A-2011-48736.
特定金属元素の含有量は、誘導結合プラズマ発光分光分析(ICP)によって、測定できる。 The content of specific metal elements can be measured by inductively coupled plasma optical emission spectrometry (ICP).
<染料>
感光性着色組成物は、着色剤として、顔料(A)以外に染料を含有できる。染料は、例えば、酸性染料、直接染料、塩基性染料、造塩染料、油溶性染料、分散染料、反応染料、媒染染料、建染染料、硫化染料等が挙げられる。また、染料の誘導体や、染料をレーキ化したレーキ顔料も挙げられる。
<Dye>
The photosensitive coloring composition may contain a dye as a colorant other than the pigment (A). Examples of the dye include acid dyes, direct dyes, basic dyes, salt-forming dyes, oil-soluble dyes, disperse dyes, reactive dyes, mordant dyes, vat dyes, and sulfur dyes. In addition, examples of the dye include dye derivatives and lake pigments obtained by converting dyes into lakes.
染料は、造塩化合物として使用することが好ましい。造塩化合物は、酸性染料と、四級アンモニウム塩化合物、三級アミン化合物、二級アミン化合物、または一級アミン化合物との造塩化合物;アミノ基を有する樹脂成分と酸性染料等の造塩化合物;酸性染料とオニウム塩基を有する化合物との造塩化合物;塩基性染料と、有機酸、過塩素酸、またはこれらの金属塩との造塩化合物等が挙げられる。これらの中でも塩基性染料の造塩化合物は、各種耐性、顔料との相溶性に優れているために好ましい。なお、オニウム塩基を有する化合物は、側鎖にカチオン性基を有する樹脂が好ましい。 The dye is preferably used as a salt-forming compound. Examples of salt-forming compounds include salt-forming compounds of an acid dye and a quaternary ammonium salt compound, a tertiary amine compound, a secondary amine compound, or a primary amine compound; salt-forming compounds of a resin component having an amino group and an acid dye, etc.; salt-forming compounds of an acid dye and a compound having an onium base; salt-forming compounds of a basic dye and an organic acid, perchloric acid, or a metal salt thereof. Among these, salt-forming compounds of basic dyes are preferred because they have excellent resistance to various types of substances and compatibility with pigments. The compound having an onium base is preferably a resin having a cationic group on the side chain.
染料の化学構造は、例えば、アゾ系染料、ジスアゾ系染料、アゾメチン系染料(インドアニリン系染料、インドフェノール系染料など)、ジピロメテン系染料、キノン系染料(ベンゾキノン系染料、ナフトキノン系染料、アントラキノン系染料、アントラピリドン系染料など)、カルボニウム系染料(ジフェニルメタン系染料、トリフェニルメタン系染料、キサンテン系染料、アクリジン系染料など)、キノンイミン系染料(オキサジン系染料、チアジン系染料など)、アジン系染料、ポリメチン系染料(オキソノール系染料、メロシアニン系染料、アリーリデン系染料、スチリル系染料、シアニン系染料、スクアリリウム系染料、クロコニウム系染料など)、キノフタロン系染料、フタロシアニン系染料、サブフタロシアニン系染料、ペリノン系染料、インジゴ系染料、チオインジゴ系染料、キノリン系染料、ニトロ系染料、ニトロソ系染料、ローダミン系染料等が挙げられる。これらの中でも、色相、色分離性、色むらなどの色特性の観点から、アゾ系染料、キサンテン系染料、シアニン系染料、トリフェニルメタン系染料、アントラキノン系染料、ジピロメテン系染料、スクアリリウム系染料、キノフタロン系染料、フタロシアニン系染料、サブフタロシアニン系染料が好ましく、キサンテン系染料、シアニン系染料、トリフェニルメタン系染料、アントラキノン系染料、ジピロメテン系染料、フタロシアニン系染料がより好ましい。 The chemical structure of dyes includes, for example, azo dyes, disazo dyes, azomethine dyes (indoaniline dyes, indophenol dyes, etc.), dipyrromethene dyes, quinone dyes (benzoquinone dyes, naphthoquinone dyes, anthraquinone dyes, anthrapyridone dyes, etc.), carbonium dyes (diphenylmethane dyes, triphenylmethane dyes, xanthene dyes, acridine dyes, etc.), quinoneimine dyes (oxazine dyes, etc.), dyes, thiazine dyes, etc.), azine dyes, polymethine dyes (oxonol dyes, merocyanine dyes, arylidene dyes, styryl dyes, cyanine dyes, squarylium dyes, croconium dyes, etc.), quinophthalone dyes, phthalocyanine dyes, subphthalocyanine dyes, perinone dyes, indigo dyes, thioindigo dyes, quinoline dyes, nitro dyes, nitroso dyes, rhodamine dyes, etc. Among these, from the viewpoint of color properties such as hue, color separation, and color unevenness, azo dyes, xanthene dyes, cyanine dyes, triphenylmethane dyes, anthraquinone dyes, dipyrromethene dyes, squarylium dyes, quinophthalone dyes, phthalocyanine dyes, and subphthalocyanine dyes are preferred, and xanthene dyes, cyanine dyes, triphenylmethane dyes, anthraquinone dyes, dipyrromethene dyes, and phthalocyanine dyes are more preferred.
<色素誘導体>
感光性着色組成物は、必要に応じて色素誘導体を使用できる。色素誘導体は、有機色素残基に酸性基、塩基性基、中性基などを有する化合物である。色素誘導体は、例えば、スルホ基、カルボキシ基、またはリン酸基などの酸性置換基を有する化合物、ならびにこれらのアミン塩、スルホンアミド基、または末端に3級アミノ基などの塩基性置換基を有する化合物、フェニル基やフタルイミドアルキル基などの中性置換基を有する化合物が挙げられる。
<Dye derivatives>
The photosensitive coloring composition can use a dye derivative as necessary. The dye derivative is a compound having an acidic group, a basic group, a neutral group, etc. in an organic dye residue. Examples of the dye derivative include compounds having an acidic substituent such as a sulfo group, a carboxy group, or a phosphoric acid group, as well as amine salts thereof, compounds having a basic substituent such as a sulfonamide group or a tertiary amino group at the terminal, and compounds having a neutral substituent such as a phenyl group or a phthalimidoalkyl group.
色素誘導体は、塩基性顔料誘導体が好ましく、それを単独または他の色素誘導体と2種類以上を併用して使用できる。本発明に用いる塩基性顔料誘導体としては、有機色素残基に塩基性基を有する公知の色素誘導体を用いることができる。例えば、スルホンアミド基や末端に3級アミノ基などの塩基性置換基を有する化合物が挙げられる。また、本発明で示す塩基性顔料誘導体とは、少なくとも一つの塩基性基を有する誘導体である。
有機色素としては、例えばジケトピロロピロール系顔料、アントラキノン系顔料、キナクリドン系顔料、ジオキサジン系顔料、ペリノン系顔料、ペリレン系顔料、チアジンインジゴ系顔料、トリアジン系顔料、ベンズイミダゾロン系顔料、ベンゾイソインドール等のインドール系顔料、イソインドリン系顔料、イソインドリノン系顔料、キノフタロン系顔料、ナフトール系顔料、スレン系顔料、金属錯体系顔料、アゾ、ジスアゾ、ポリアゾ等のアゾ系顔料、等が挙げられる。
The dye derivative is preferably a basic pigment derivative, which can be used alone or in combination with two or more other dye derivatives. As the basic pigment derivative used in the present invention, a known dye derivative having a basic group in the organic dye residue can be used. For example, a compound having a basic substituent such as a sulfonamide group or a tertiary amino group at the terminal can be used. The basic pigment derivative shown in the present invention is a derivative having at least one basic group.
Examples of organic pigments include diketopyrrolopyrrole pigments, anthraquinone pigments, quinacridone pigments, dioxazine pigments, perinone pigments, perylene pigments, thiazineindigo pigments, triazine pigments, benzimidazolone pigments, indole pigments such as benzoisoindole, isoindoline pigments, isoindolinone pigments, quinophthalone pigments, naphthol pigments, threne pigments, metal complex pigments, azo pigments such as azo, disazo, and polyazo, and the like.
具体的には、ジケトピロロピロール系塩基性顔料誘導体としては、特開2001-220520号公報、WO2009/081930号パンフレット、WO2011/052617号パンフレット、WO2012/102399号パンフレット、特開2017-156397号公報、フタロシアニン系塩基性顔料誘導体としては、特開2007-226161号公報、WO2016/163351号パンフレット、特開2017-165820号公報、特許第5753266号公報、アントラキノン系塩基性顔料誘導体としては、特開昭63-264674号公報、特開平09-272812号公報、特開平10-245501号公報、特開平10-265697号公報、特開2007-079094号公報、WO2009/025325号パンフレット、キナクリドン系塩基性顔料誘導体としては、特開昭48-54128号公報、特開平03-9961号公報、特開2000-273383号公報、ジオキサジン系塩基性顔料誘導体としては、特開2011-162662号公報、チアジンインジゴ系塩基性顔料誘導体としては、特開2007-314785号公報、トリアジン系塩基性顔料誘導体としては、特開昭61-246261号公報、特開平11-199796号公報、特開2003-165922号公報、特開2003-168208号公報、特開2004-217842号公報、特開2007-314681号公報、ベンゾイソインドール系塩基性顔料誘導体としては、特開2009-57478号公報、キノフタロン系塩基性顔料誘導体としては、特開2003-167112号公報、特開2006-291194号公報、特開2008-31281号公報、特開2012-226110号公報、ナフトール系塩基性顔料誘導体としては、特開2012-208329号公報、特開2014-5439号公報、アゾ系塩基性顔料誘導体としては、特開2001-172520号公報、特開2012-172092号公報、塩基性置換基としては、特開2002-201377号公報、特開2003-171594号公報、特開2005-181383号公報、特開2005-213404号公報、などに記載の公知の塩基性顔料誘導体が挙げられる。 Specific examples of diketopyrrolopyrrole-based basic pigment derivatives include those described in JP 2001-220520 A, WO 2009/081930 B, WO 2011/052617 B, WO 2012/102399 B, and JP 2017-156397 A; examples of phthalocyanine-based basic pigment derivatives include those described in JP 2007-226161 A, WO 2016/163351 B, JP 2017-165820 B, and Japanese Patent No. 5753266 A; and examples of anthraquinone-based basic pigment derivatives include those described in JP 2007-226161 A, WO 2016/163351 B, JP 2017-165820 B, and Japanese Patent No. 5753266 A. Examples of basic pigment derivatives include those in JP-A-63-264674, JP-A-09-272812, JP-A-10-245501, JP-A-10-265697, JP-A-2007-079094, and WO2009/025325. Examples of basic pigment derivatives include those in JP-A-48-54128, JP-A-03-9961, and JP-A-2000-273383. Examples of basic pigment derivatives include those in JP-A-2011-162662. Examples of basic pigment derivatives include those in JP-A-2011-162662. Examples of basic pigment derivatives include those in JP-A-2011-162662. As triazine-based basic pigment derivatives, see JP-A-61-246261, JP-A-11-199796, JP-A-2003-165922, JP-A-2003-168208, JP-A-2004-217842, and JP-A-2007-314681; as benzoisoindole-based basic pigment derivatives, see JP-A-2009-57478; as quinophthalone-based basic pigment derivatives, see JP-A-2003-167112, JP-A-2006-291194, JP-A-2007-314681; Examples of naphthol-based basic pigment derivatives include those described in JP-A-2012-208329 and JP-A-2014-5439, examples of azo-based basic pigment derivatives include those described in JP-A-2001-172520 and JP-A-2012-172092, and examples of basic substituents include those described in JP-A-2002-201377, JP-A-2003-171594, JP-A-2005-181383, and JP-A-2005-213404.
色素誘導体の含有量は、顔料(A)100質量部に対し、1~100質量部が好ましく、3~70質量部がより好ましく、5~50質量部がさらに好ましい。 The content of the dye derivative is preferably 1 to 100 parts by mass, more preferably 3 to 70 parts by mass, and even more preferably 5 to 50 parts by mass, per 100 parts by mass of pigment (A).
顔料に色素誘導体を添加し、アシッドペースティング、アシッドスラリー、ドライミリング、ソルトミリング、ソルベントソルトミリング等の顔料化処理を行う事で、顔料表面に色素誘導体が吸着し、色素誘導体を添加しない場合と比較して顔料の一次粒子をより微細化することができる。 By adding a dye derivative to the pigment and carrying out pigmentation processes such as acid pasting, acid slurry, dry milling, salt milling, and solvent salt milling, the dye derivative is adsorbed onto the pigment surface, making it possible to make the primary pigment particles finer than when the dye derivative is not added.
<樹脂(B)>
樹脂(B)は、主として顔料の分散機能を有する樹脂、主としてバインダ機能を有する樹脂およびその両方の機能をほぼ同程度に有する樹脂のいずれかに該当する。樹脂(B)としてはブロックイソシアネート基含有構成単位を含む樹脂(B1)、および(メタ)アクリロイル基含有ビニル重合体部位を含む樹脂(B2)を含有する。
<Resin (B)>
Resin (B) corresponds to any of resins having a function of dispersing a pigment, resins having a function of binding, and resins having both functions to approximately the same extent. Resin (B) contains resin (B1) containing a structural unit containing a blocked isocyanate group, and resin (B2) containing a vinyl polymer moiety containing a (meth)acryloyl group.
<ブロックイソシアネート基含有構成単位を含む樹脂(B1)>
樹脂(B)としてはブロックイソシアネート基含有構成単位を含む樹脂(B1)は熱硬化するためバインダ機能を有する。前記樹脂(B1)が、さらにカルボキシ基含有構成単位を有すると、アルカリ可溶性を備えたバインダ機能を有する樹脂となるため好ましい。カルボキシ基含有構成単位は、例えば(メタ)アクリル酸を共重合することにより導入される。
<Resin (B1) Containing Blocked Isocyanate Group-Containing Structural Unit>
Resin (B) includes a resin (B1) containing a block isocyanate group-containing structural unit, which is heat cured and has a binder function. If the resin (B1) further contains a carboxyl group-containing structural unit, it becomes an alkali-soluble resin having a binder function, which is preferable. The carboxyl group-containing structural unit is introduced, for example, by copolymerizing (meth)acrylic acid.
(ブロックイソシアネート基含有構成単位)
ブロックイソシアネート基含有構成単位を有する樹脂(B1)が含有するブロックイソシアネート基含有構成単位は、ブロックイソシアネート基含有モノマー由来の構成単位である。当該モノマーは、イソシアネート基含有モノマーとブロック剤の反応生成物である。前記ブロック化反応には、触媒として亜鉛、または鉛等の有機金属塩、もしくは3級アミン等を使用することが好ましい。反応温度は、一般に-20~150℃程度であり、0~100℃が好ましい。また、反応の際、必要に応じて溶剤を使用できる。前記イソシアネート基含有モノマーは、例えば、下記式(1)で表される化合物が挙げられる。
(Blocked isocyanate group-containing structural unit)
The blocked isocyanate group-containing structural unit contained in the resin (B1) having a blocked isocyanate group-containing structural unit is a structural unit derived from a blocked isocyanate group-containing monomer. The monomer is a reaction product of an isocyanate group-containing monomer and a blocking agent. In the blocking reaction, it is preferable to use an organic metal salt such as zinc or lead, or a tertiary amine, as a catalyst. The reaction temperature is generally about -20 to 150°C, and preferably 0 to 100°C. In addition, a solvent can be used during the reaction, if necessary. Examples of the isocyanate group-containing monomer include compounds represented by the following formula (1).
式(1)
上記式(1)中、R1は、水素原子又はメチル基を示し、R2は、-CO-、-COOR3-(ここで、R3は炭素原子数1~6のアルキレン基である)又は-COO-R4O-CONH-R5-(ここで、R4は炭素原子数2~6のアルキレン基であり、R5は置換基を有していてもよい炭素原子数2~12のアルキレン基又は炭素原子数6~12のアリーレン基である) を示す。R2は、好ましくは-COOR3-であり、ここで、R3は、好ましくは炭素原子数1~4のアルキレン基である。 In the above formula (1), R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group, and R 2 represents -CO-, -COOR 3 - (wherein R 3 is an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms), or -COO-R 4 O-CONH-R 5 - (wherein R 4 is an alkylene group having 2 to 6 carbon atoms, and R 5 is an alkylene group having 2 to 12 carbon atoms or an arylene group having 6 to 12 carbon atoms, which may have a substituent). R 2 is preferably -COOR 3 -, and here R 3 is preferably an alkylene group having 1 to 4 carbon atoms.
上記式(1)で表される化合物は、例えば、2-イソシアナトエチル(メタ)アクリレート、2-イソシアナトプロピル(メタ)アクリレート、3-イソシアナトプロピル(メタ)アクリレート、2-イソシアナト-1-メチルエチル(メタ)アクリレート、2 -イソシアナト-1,1-ジメチルエチル(メタ)アクリレート、4-イソシアナトシクロヘキシル(メタ)アクリレート、メタクリロイルイソシアネート等が挙げられる。また、2-ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートとジイソシアネート化合物との等モル(1モル:1モル)反応生成物も使用できる。前記2-ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートのアルキル基としては、エチル基又はn-プロピル基が好ましく、エチル基がより好ましい。前記ジイソシアネート化合物は、例えば、ヘキサメチレンジイソシアネート、2,4-(又は2,6-)トリレンジイソシアネート(TDI)、4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、3,5,5-トリメチル-3-イソシアナトメチルシクロヘキシルイソシアネート(IPDI)、m-(又はp-)キシレンジイソシアネート、1,3-(又は1,4-)ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン、リジンジイソシアネート等が挙げられる。 Examples of compounds represented by the above formula (1) include 2-isocyanatoethyl (meth)acrylate, 2-isocyanatopropyl (meth)acrylate, 3-isocyanatopropyl (meth)acrylate, 2-isocyanato-1-methylethyl (meth)acrylate, 2-isocyanato-1,1-dimethylethyl (meth)acrylate, 4-isocyanatocyclohexyl (meth)acrylate, and methacryloyl isocyanate. In addition, an equimolar (1 mole:1 mole) reaction product of a 2-hydroxyalkyl (meth)acrylate and a diisocyanate compound can also be used. As the alkyl group of the 2-hydroxyalkyl (meth)acrylate, an ethyl group or an n-propyl group is preferred, and an ethyl group is more preferred. Examples of the diisocyanate compound include hexamethylene diisocyanate, 2,4- (or 2,6-) tolylene diisocyanate (TDI), 4,4'-diphenylmethane diisocyanate (MDI), 3,5,5-trimethyl-3-isocyanatomethylcyclohexyl isocyanate (IPDI), m- (or p-) xylene diisocyanate, 1,3- (or 1,4-) bis (isocyanatomethyl) cyclohexane, and lysine diisocyanate.
これらの中でも、2-イソシアナトエチル(メタ)アクリレート、2-イソシアナトプロピル(メタ)アクリレート、3-イソシアナトプロピル(メタ)アクリレート、2-イソシアナト-1-メチルエチル(メタ)アクリレート、2-イソシアナト-1,1-ジメチルエチル(メタ)アクリレート、4-イソシアナトシクロヘキシル(メタ)アクリレート及びメタクリロイルイソシアネートが好ましく、2-イソシアナトエチル(メタ)アクリレート及び2-イソシアナトプロピル(メタ)アクリレートがより好ましい。 Of these, 2-isocyanatoethyl (meth)acrylate, 2-isocyanatopropyl (meth)acrylate, 3-isocyanatopropyl (meth)acrylate, 2-isocyanato-1-methylethyl (meth)acrylate, 2-isocyanato-1,1-dimethylethyl (meth)acrylate, 4-isocyanatocyclohexyl (meth)acrylate and methacryloyl isocyanate are preferred, with 2-isocyanatoethyl (meth)acrylate and 2-isocyanatopropyl (meth)acrylate being more preferred.
ブロック剤は、例えば、ε-カプロラクタム、δ-バレロラクタム、γ-ブチロラクタム、β-プロピオラクタム等のラクタム系; メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、エチレングリコール、メチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、メチルカルビトール、ベンジルアルコール、フェニルセロソルブ、フルフリルアルコール、シクロヘキサノール等のアルコール系; フェノール、クレゾール、2,6-キシレノール、3,5-キシレノール、エチルフェノール、o-イソプロピルフェノール、p-tert-ブチルフェノール等のブチルフェノール、p-tert-オクチルフェノール、ノニルフェノール、ジノニルフェノール、スチレン化フェノール、2-ヒドロキシ安息香酸メチル、4-ヒドロキシ安息香酸メチル、チモール、p-ナフトール、p-ニトロフェノール、p-クロロフェノール等のフェノール系;マロン酸ジメチル、マロン酸ジエチル、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、アセチルアセトン等の活性メチレン系;
ブチルメルカプタン、チオフェノール、tert-ドデシルメルカプタン等のメルカプタン系;
ジフェニルアミン、フェニルナフチルアミン、アニリン、カルバゾール等のアミン系; アセトアニリド、アセトアニシジド、酢酸アミド、ベンズアミド等の酸アミド系;
コハク酸イミド、マレイン酸イミド等の酸イミド系;
イミダゾール、2-メチルイミダゾール、2-エチルイミダゾール等のイミダゾール系;
ピラゾール、3,5-ジメチルピラゾール等のピラゾール系;
尿素、チオ尿素、エチレン尿素等の尿素系;
N-フェニルカルバミン酸フェニル、2-オキサゾリドン等のカルバミド酸塩系: エチレンイミン、ポリエチレンイミン等のイミン系;
ホルムアルドオキシム、アセトアルドオキシム、アセトオキシム、メチルエチルケトオキシム、メチルイソブチルケトオキシム、シクロヘキサノンオキシム等のオキシム系;
重亜硫酸ソーダ、重亜硫酸カリウム等の重亜硫酸塩系などが挙げられる。
Examples of blocking agents include lactam-based agents such as ε-caprolactam, δ-valerolactam, γ-butyrolactam, and β-propiolactam; alcohol-based agents such as methanol, ethanol, propanol, butanol, ethylene glycol, methyl cellosolve, butyl cellosolve, methyl carbitol, benzyl alcohol, phenyl cellosolve, furfuryl alcohol, and cyclohexanol; phenol-based agents such as phenol, cresol, 2,6-xylenol, 3,5-xylenol, ethylphenol, o-isopropylphenol, and butylphenols such as p-tert-butylphenol, p-tert-octylphenol, nonylphenol, dinonylphenol, styrenated phenol, methyl 2-hydroxybenzoate, methyl 4-hydroxybenzoate, thymol, p-naphthol, p-nitrophenol, and p-chlorophenol; and active methylene-based agents such as dimethyl malonate, diethyl malonate, methyl acetoacetate, ethyl acetoacetate, and acetylacetone.
Mercaptans such as butyl mercaptan, thiophenol, and tert-dodecyl mercaptan;
Amines such as diphenylamine, phenylnaphthylamine, aniline, and carbazole; acid amides such as acetanilide, acetanisidide, acetic acid amide, and benzamide;
Acid imides such as succinimide and maleimide;
Imidazoles such as imidazole, 2-methylimidazole, and 2-ethylimidazole;
Pyrazoles such as pyrazole and 3,5-dimethylpyrazole;
Urea-based compounds such as urea, thiourea, and ethyleneurea;
Carbamate-based compounds such as N-phenylcarbamate phenyl and 2-oxazolidone; imine-based compounds such as ethyleneimine and polyethyleneimine;
Oximes such as formaldoxime, acetaldoxime, acetoxime, methyl ethyl ketoxime, methyl isobutyl ketoxime, and cyclohexanone oxime;
Examples of the bisulfites include sodium bisulfite, potassium bisulfite, and the like.
ブロックイソシアネート基は、加熱によりブロック剤が解離してイソシアネート基が再生される。本発明では、そのイソシアネート基が反応性の官能基、すなわち、酸基や所望により含まれるヒドロキシ基、アミノ基などと反応して、架橋密度の高い硬化物を形成する。 When the blocked isocyanate group is heated, the blocking agent dissociates and the isocyanate group is regenerated. In the present invention, the isocyanate group reacts with reactive functional groups, such as acid groups and optionally hydroxyl groups and amino groups, to form a cured product with high crosslink density.
本明細書でブロック剤の解離温度は、80~150℃が好ましい。 In this specification, the dissociation temperature of the blocking agent is preferably 80 to 150°C.
本発明の感光性着色組成物に好ましく用いるブロックイソシアネート基含有構成単位は、ブロックイソシアネート基含有(メタ)アクリレートである。ブロックイソシアネート基含有(メタ)アクリレートは、100℃で30分加熱処理した場合の該ブロックイソシアネート基の解離率が好ましくは5~99質量%、より好ましくは8~97質量%、最も好ましくは10~95質量%となるブロックイソシアネート基含有(メタ)アクリレートを用いることが好ましい。なお、ブロックイソシアネート基含有(メタ)アクリレートのブロックイソシアネート基の解離率は、該ブロックイソシアネート基含有(メタ)アクリレートの濃度が20質量%のn-オクタノール溶液を調製し、その溶液に1質量%相当のジブチルスズラウレート及び3質量% 相当のフェノチアジン(重合防止剤)を加えた後、100℃ で30分加熱した後の該ブロックイソシアネート基含有(メタ)アクリレートの質量減少割合をHPLC分析により測定した値とする。解離率が上記範囲のブロックイソシアネート基含有(メタ)アクリレートを用いると、合成の際の共重合体の安定性を十分に確保することができ、硬化塗膜作製の際のベーキング温度を十分に下げることができ硬化塗膜の耐溶剤性も十分に確保できる。このような解離率を有するブロックイソシアネート基含有(メタ)アクリレートのブロック剤としては、γ-ブチロラクタム、1-メトキシ-2-プロパノール、2 ,6-ジメチルフェノール、ジイソプロピルアミン、メチルエチルケトオキシム、3,5-ジメチルピラゾール及びマロン酸ジエチルが挙げられる。これらのブロック剤の中でも、低温硬化性の観点から、マロン酸ジエチル、3,5-ジメチルピラゾール及びメチルエチルケトオキシムがより好ましい。 The blocked isocyanate group-containing structural unit preferably used in the photosensitive coloring composition of the present invention is a blocked isocyanate group-containing (meth)acrylate. It is preferable to use a blocked isocyanate group-containing (meth)acrylate in which the dissociation rate of the blocked isocyanate group when heat-treated at 100°C for 30 minutes is preferably 5 to 99% by mass, more preferably 8 to 97% by mass, and most preferably 10 to 95% by mass. The dissociation rate of the blocked isocyanate group of the blocked isocyanate group-containing (meth)acrylate is determined by preparing an n-octanol solution containing the blocked isocyanate group-containing (meth)acrylate at a concentration of 20% by mass, adding 1% by mass of dibutyltin laurate and 3% by mass of phenothiazine (polymerization inhibitor) to the solution, and then heating the solution for 30 minutes at 100° C., and measuring the mass loss rate of the blocked isocyanate group-containing (meth)acrylate by HPLC analysis. By using a blocked isocyanate group-containing (meth)acrylate having a dissociation rate within the above range, it is possible to sufficiently ensure the stability of the copolymer during synthesis, and it is possible to sufficiently lower the baking temperature during the production of a cured coating film, thereby ensuring sufficient solvent resistance of the cured coating film. Examples of blocking agents for blocked isocyanate group-containing (meth)acrylates having such a dissociation rate include γ-butyrolactam, 1-methoxy-2-propanol, 2,6-dimethylphenol, diisopropylamine, methyl ethyl ketoxime, 3,5-dimethylpyrazole, and diethyl malonate. Among these blocking agents, diethyl malonate, 3,5-dimethylpyrazole, and methyl ethyl ketoxime are more preferred from the viewpoint of low-temperature curing properties.
また、ブロックイソシアネート基含有(メタ)アクリレートのブロックイソシアネート基の解離温度が80℃以上であるブロックイソシアネート基含有(メタ)アクリレートを用いることが好ましい。解離温度が80℃以上であるブロックイソシアネート基含有(メタ)アクリレートを用いると、合成の際の共重合体の安定性を十分に確保することができ、後述する変性反応の際に意図しない架橋反応を低減することができる。一方、ブロックイソシアネート基の解離温度が150℃以下であると、ベーキング温度を十分に下げることができ硬化塗膜の耐溶剤性も十分に確保できる。なお、ブロックイソシアネート基含有(メタ)アクリレートのブロックイソシアネート基の解離温度は、該ブロックイソシアネート基含有(メタ)アクリレートの濃度が20質量%のn-オクタノール溶液を調製し、その溶液に1質量%相当のジブチルスズラウレート及び3質量%相当のフェノチアジン(重合防止剤)を加えた後、所定の温度で加熱して、30分後の該ブロックイソシアネート基含有(メタ)アクリレートの質量減少割合をHPLC分析により測定し、その質量減少割合が80質量% 以上となる温度をブロックイソシアネート基の解離温度とする。 It is also preferable to use a blocked isocyanate group-containing (meth)acrylate in which the dissociation temperature of the blocked isocyanate group is 80°C or higher. By using a blocked isocyanate group-containing (meth)acrylate with a dissociation temperature of 80°C or higher, the stability of the copolymer during synthesis can be sufficiently ensured, and unintended crosslinking reactions can be reduced during the modification reaction described below. On the other hand, if the dissociation temperature of the blocked isocyanate group is 150°C or lower, the baking temperature can be sufficiently lowered, and the solvent resistance of the cured coating film can be sufficiently ensured. The dissociation temperature of the blocked isocyanate group of the blocked isocyanate group-containing (meth)acrylate is determined by preparing an n-octanol solution containing the blocked isocyanate group-containing (meth)acrylate at a concentration of 20% by mass, adding 1% by mass of dibutyltin laurate and 3% by mass of phenothiazine (polymerization inhibitor) to the solution, heating the solution at a predetermined temperature, and measuring the mass loss rate of the blocked isocyanate group-containing (meth)acrylate after 30 minutes by HPLC analysis. The temperature at which the mass loss rate is 80% by mass or more is determined to be the dissociation temperature of the blocked isocyanate group.
前記ブロックイソシアネート基含有(メタ)アクリレートの例としては、下記式(2)で示されるカレンズ(登録商標)MOI-DEM(メタクロイルオキシエチルイソシアネートとマロン酸ジエチルとの反応生成物、昭和電工社製、ブロックイソシアネート基の解離温度:90℃、解離率:90質量%)、下記式(3)で示されるカレンズMOI-BP(メタクロイルオキシエチルイソシアネートと3,5-ジメチルピラゾールとの反応生成物、昭和電工社製、ブロックイソシアネート基の解離温度:110℃、解離率:70質量%)、下記式(4)で示されるカレンズMOI-BM(メタクロイルオキシエチルイソシアネートとメチルエチルケトオキシムとの反応生成物、昭和電工社製、ブロックイソシアネート基の解離温度:130℃、解離率:18質量%)のようなメタクリレート及びこれらに対応するアクリレートなどが挙げられる。これらのブロックイソシアネート基含有(メタ)アクリレートは、単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。 Examples of the blocked isocyanate group-containing (meth)acrylate include methacrylates such as Karenz (registered trademark) MOI-DEM (a reaction product of methacryloyloxyethyl isocyanate and diethyl malonate, manufactured by Showa Denko K.K., dissociation temperature of blocked isocyanate group: 90°C, dissociation rate: 90% by mass) represented by the following formula (2), Karenz MOI-BP (a reaction product of methacryloyloxyethyl isocyanate and 3,5-dimethylpyrazole, manufactured by Showa Denko K.K., dissociation temperature of blocked isocyanate group: 110°C, dissociation rate: 70% by mass) represented by the following formula (3), and Karenz MOI-BM (a reaction product of methacryloyloxyethyl isocyanate and methyl ethyl ketoxime, manufactured by Showa Denko K.K., dissociation temperature of blocked isocyanate group: 130°C, dissociation rate: 18% by mass) represented by the following formula (4), and the corresponding acrylates. These blocked isocyanate group-containing (meth)acrylates may be used alone or in combination of two or more.
式(4)
ブロックイソシアネート基含有構成単位を含む樹脂(B1)は、例えば、特開2009-155406号公報に記載された分散機能を有する樹脂であってもよい。ブロックイソシアネート基含有構成単位を含む樹脂(B1)は、下記その他単量体に由来する単量体単位を有することができる。 The resin (B1) containing a structural unit containing a blocked isocyanate group may be, for example, a resin having a dispersing function as described in JP-A-2009-155406. The resin (B1) containing a structural unit containing a blocked isocyanate group may have monomer units derived from the other monomers described below.
その他単量体は、例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n-プロピル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メタ)アクリレート、n-ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、t-ブチル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、フェニル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、フェノキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、又はエトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリレート類、あるいは、(メタ)アクリルアミド、N,N-ジメチル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジエチル(メタ)アクリルアミド、N-イソプロピル(メタ)アクリルアミド、ダイアセトン(メタ)アクリルアミド、又はアクリロイルモルホリン等の(メタ)アクリルアミド類スチレン、又はα-メチルスチレン等のスチレン類、エチルビニルエーテル、n-プロピルビニルエーテル、イソプロピルビニルエーテル、n-ブチルビニルエーテル、又はイソブチルビニルエーテル等のビニルエーテル類、(3-メチル-3-オキセタニル)メチル(メタ)アクリレート、(3-エチル-3-オキセタニル)メチル(メタ)アクリレート、(3-ブチル-3-オキセタニル)メチル(メタ)アクリレート、(3-ヘキシルチル-3-オキセタニル)メチル(メタ)アクリレート等のオキセタン基含有(メタ)アクリレート類、酢酸ビニル、又はプロピオン酸ビニル等の脂肪酸ビニル類等が挙げられる。 Other monomers include, for example, (meth)acrylates such as methyl (meth)acrylate, ethyl (meth)acrylate, n-propyl (meth)acrylate, isopropyl (meth)acrylate, n-butyl (meth)acrylate, isobutyl (meth)acrylate, t-butyl (meth)acrylate, 2-ethylhexyl (meth)acrylate, cyclohexyl (meth)acrylate, stearyl (meth)acrylate, lauryl (meth)acrylate, tetrahydrofurfuryl (meth)acrylate, isobornyl (meth)acrylate, phenyl (meth)acrylate, benzyl (meth)acrylate, phenoxyethyl (meth)acrylate, phenoxydiethylene glycol (meth)acrylate, methoxypolypropylene glycol (meth)acrylate, or ethoxypolyethylene glycol (meth)acrylate, or (meth)acrylic (meth)acrylamides such as styrene, α-methylstyrene, and the like; vinyl ethers such as ethyl vinyl ether, n-propyl vinyl ether, isopropyl vinyl ether, n-butyl vinyl ether, and isobutyl vinyl ether; oxetane group-containing (meth)acrylates such as (3-methyl-3-oxetanyl)methyl (meth)acrylate, (3-ethyl-3-oxetanyl)methyl (meth)acrylate, (3-butyl-3-oxetanyl)methyl (meth)acrylate, and (3-hexyltyl-3-oxetanyl)methyl (meth)acrylate; vinyl acetate; and vinyl fatty acid vinyls such as vinyl propionate.
含有するブロックイソシアネート基含有構成単位の割合は、樹脂(B1)の全構成単位中、1~40モル%が好ましく、2~30モル%がより好ましく、3~25モル%がさらに好ましい。ブロックイソシアネート基含有構成単位の割合が1~40モル%であると、硬化塗膜の架橋密度が高まり耐溶剤性が向上する。また、樹脂(B1)の保存安定性も低下しない。 The proportion of the blocked isocyanate group-containing structural units contained is preferably 1 to 40 mol %, more preferably 2 to 30 mol %, and even more preferably 3 to 25 mol % of all structural units of resin (B1). When the proportion of the blocked isocyanate group-containing structural units is 1 to 40 mol %, the crosslinking density of the cured coating film increases and the solvent resistance improves. In addition, the storage stability of resin (B1) does not decrease.
<(メタ)アクリロイル基含有ビニル重合体部位を含む樹脂(B2)>
(メタ)アクリロイル基含有ビニル重合体部位を含む樹脂(B2)は、バインダ機能と分散性とを併せ持つ樹脂であり、ビニル重合体部位が分散性を高めるため立体反発部位になり、前記(メタ)アクリロイル基が光架橋部位として作用する。
<Resin (B2) Containing a (Meth)acryloyl Group-Containing Vinyl Polymer Moiety>
The resin (B2) containing a (meth)acryloyl group-containing vinyl polymer moiety is a resin that has both binder function and dispersibility, in which the vinyl polymer moiety acts as a steric repulsion moiety to enhance dispersibility, and the (meth)acryloyl group acts as a photocrosslinking moiety.
前記樹脂(B2)は、さらに芳香族カルボン酸部位を有する樹脂であることがより好ましい。芳香族カルボン酸部位は顔料表面との親和性が高い。そのため、樹脂(B2)が効率的に顔料を包み込むため、顔料の露出面を抑制し、基材と顔料とが直接接触しにくくなるため、密着性が向上する。 The resin (B2) is more preferably a resin further having an aromatic carboxylic acid moiety. The aromatic carboxylic acid moiety has a high affinity with the pigment surface. Therefore, the resin (B2) efficiently encapsulates the pigment, suppressing the exposed surface of the pigment and making it difficult for the substrate and the pigment to come into direct contact with each other, thereby improving adhesion.
芳香族カルボン酸部位は、例えばテトラカルボン酸無水物またはトリカルボン酸無水物から選ばれる一種以上の酸無水物に由来する。 The aromatic carboxylic acid moiety is derived from one or more acid anhydrides selected from, for example, tetracarboxylic acid anhydrides or tricarboxylic acid anhydrides.
テトラカルボン酸無水物由来の芳香族カルボン酸部位を有する樹脂は、例えば、片末端に2つの水酸基を有するビニル系重合体中の水酸基をテトラカルボン酸無水物に付加させて合成できる。櫛形の樹脂型分散剤の原料であるテトラカルボン酸無水物や、構造の一部であるビニル系重合体の原料は、例えば、国際公開第2008/007776号に記載された樹脂が挙げられる。 Resins having aromatic carboxylic acid moieties derived from tetracarboxylic anhydrides can be synthesized, for example, by adding hydroxyl groups in a vinyl polymer having two hydroxyl groups at one end to tetracarboxylic anhydrides. Examples of the tetracarboxylic anhydrides that are the raw materials for comb-shaped resin-type dispersants and the raw materials for vinyl polymers that are part of the structure include the resins described in WO 2008/007776.
これらは単独で用いても、併用してもかまわない。本発明に好ましく使用されるものは、感光性着色組成物の低粘度化の観点から芳香族テトラカルボン酸二無水物である。例えば、ピロメリット酸二無水物、3,3’,4,4’-ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、エチレングリコールジ無水トリメリット酸エステル、3,3’,4,4’-ビフェニルエーテルテトラカルボン酸二無水物、9,9-ビス(3,4-ジカルボキシフェニル)フルオレン二酸無水物、3,3’,4,4’-ビフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物、2,3,6,7-ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、および3,3’,4,4’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物が好ましい。これらの中でも、ピロメリット酸無水物が好ましい。 These may be used alone or in combination. The aromatic tetracarboxylic dianhydride is preferably used in the present invention from the viewpoint of reducing the viscosity of the photosensitive coloring composition. For example, pyromellitic dianhydride, 3,3',4,4'-benzophenone tetracarboxylic dianhydride, ethylene glycol ditrimellitic anhydride ester, 3,3',4,4'-biphenyl ether tetracarboxylic dianhydride, 9,9-bis(3,4-dicarboxyphenyl)fluorene dianhydride, 3,3',4,4'-biphenyl sulfone tetracarboxylic dianhydride, 2,3,6,7-naphthalene tetracarboxylic dianhydride, and 3,3',4,4'-biphenyl tetracarboxylic dianhydride are preferred. Among these, pyromellitic anhydride is preferred.
トリカルボン酸無水物由来する芳香族カルボン酸部位を有する樹脂は、例えば、片末端に2つの水酸基を有するビニル系重合体中の水酸基をトリカルボン酸無水物に付加させて、カルボキシル基を有する直鎖状の樹脂型分散剤を合成できる。例えば、特開2009-251481号公報、特開2007-23195号公報、特開1996-143651号公報に記載された化合物が挙げられる。 For example, a resin having an aromatic carboxylic acid moiety derived from a tricarboxylic anhydride can be synthesized by adding a hydroxyl group in a vinyl polymer having two hydroxyl groups at one end to a tricarboxylic anhydride to synthesize a straight-chain resin-type dispersant having a carboxyl group. Examples include the compounds described in JP-A-2009-251481, JP-A-2007-23195, and JP-A-1996-143651.
トリカルボン酸無水物は、例えば、ベンゼントリカルボン酸無水物(1,2,3-ベンゼントリカルボン酸無水物、トリメリット酸無水物[1,2,4-ベンゼントリカルボン酸無水物]など)、ナフタレントリカルボン酸無水物(1,2,4-ナフタレントリカルボン酸無水物、1,4,5-ナフタレントリカルボン酸無水物、2,3,6-ナフタレントリカルボン酸無水物、1,2,8-ナフタレントリカルボン酸無水物など)、3,4,4’-ベンゾフェノントリカルボン酸無水物、3,4,4’-ビフェニルエーテルトリカルボン酸無水物、3,4,4’-ビフェニルトリカルボン酸無水物、2,3,2’-ビフェニルトリカルボン酸無水物、3,4,4’-ビフェニルメタントリカルボン酸無水物、3,4,4’-ビフェニルスルホントリカルボン酸無水物などが挙げられる。これらの中でも、トリメリット酸無水物が好ましい。 Examples of tricarboxylic anhydrides include benzenetricarboxylic anhydride (1,2,3-benzenetricarboxylic anhydride, trimellitic anhydride [1,2,4-benzenetricarboxylic anhydride], etc.), naphthalenetricarboxylic anhydride (1,2,4-naphthalenetricarboxylic anhydride, 1,4,5-naphthalenetricarboxylic anhydride, 2,3,6-naphthalenetricarboxylic anhydride, 1,2,8-naphthalenetricarboxylic anhydride, etc.), 3,4,4'-benzophenonetricarboxylic anhydride, 3,4,4'-biphenylethertricarboxylic anhydride, 3,4,4'-biphenyltricarboxylic anhydride, 2,3,2'-biphenyltricarboxylic anhydride, 3,4,4'-biphenylmethanetricarboxylic anhydride, and 3,4,4'-biphenylsulfonetricarboxylic anhydride. Among these, trimellitic anhydride is preferred.
樹脂(B2)のビニル重合体部位の重量平均分子量は、500~30000が好ましく、5000~20000がより好ましく、7000~10000がさらに好ましい。 The weight average molecular weight of the vinyl polymer portion of resin (B2) is preferably 500 to 30,000, more preferably 5,000 to 20,000, and even more preferably 7,000 to 10,000.
樹脂(B2)のビニル重合体部位の数平均分子量は、2000~6000が好ましい。 The number average molecular weight of the vinyl polymer portion of resin (B2) is preferably 2,000 to 6,000.
感光性着色組成物は、樹脂(B)としてブロックイソシアネート基含有構成単位を含む樹脂(B1)、および(メタ)アクリロイル基含有ビニル重合体部位を含む樹脂(B2)を含有する。この理由は、(メタ)クリロイル基を有するビニル重合体部位を含む樹脂(B2)で十分な薬品耐性を出そうとすると光硬化が過剰になり、現像後のパターンの線幅が太り解像性が低下するため微細パターンの形成が難しい。しかし、ブロックイソシアネート基含有構成単位を含む樹脂(B1)と組み合わせることで適度な光硬化性を保持しつつ、150℃以下の低温の加熱工程でも所望の硬化性が得られるため薬品耐性が向上する。そのため、感光性着色組成物は、薬品耐性、低温硬化性、および微細パターン形成が向上する。 The photosensitive coloring composition contains a resin (B1) containing a structural unit containing a blocked isocyanate group, and a resin (B2) containing a vinyl polymer moiety containing a (meth)acryloyl group as the resin (B). The reason for this is that if sufficient chemical resistance is to be achieved with the resin (B2) containing a vinyl polymer moiety having a (meth)acryloyl group, excessive photocuring occurs, and the line width of the pattern after development increases and the resolution decreases, making it difficult to form a fine pattern. However, by combining it with the resin (B1) containing a structural unit containing a blocked isocyanate group, the desired curing property can be obtained even in a heating process at a low temperature of 150°C or less while maintaining appropriate photocuring property, thereby improving chemical resistance. Therefore, the photosensitive coloring composition has improved chemical resistance, low-temperature curing property, and fine pattern formation.
樹脂(B1)と樹脂(B2)の合計量が、樹脂(B)全量中、80質量%以上が好ましい。 The total amount of resin (B1) and resin (B2) is preferably 80 mass% or more of the total amount of resin (B).
ブロックイソシアネート基含有構成単位を含む樹脂(B1)およびメタ)アクリロイル基を有するビニル重合体部位を含む樹脂(B2)の酸価は、不揮発分換算で10~250mgKOH/gが好ましく、40~200mgKOH/gがより好ましく、50~160mgKOH/gがさらに好ましい。適度な酸価により保存安定性が向上する。 The acid value of the resin (B1) containing a structural unit containing a blocked isocyanate group and the resin (B2) containing a vinyl polymer moiety having a meth)acryloyl group is preferably 10 to 250 mgKOH/g, more preferably 40 to 200 mgKOH/g, and even more preferably 50 to 160 mgKOH/g, calculated as non-volatile content. A moderate acid value improves storage stability.
<その他樹脂>
その他樹脂として、樹脂(B1)、樹脂(B2)と併用出来る樹脂は、分散機能を有する樹脂、バインダ機能を有する樹脂がそれぞれ挙げられる。
分散機能を有する樹脂は、例えば、WO2008/007776号、特開2008-029901号公報、特開2009-155406号公報、特開2010-185934号公報、特開2011-157416号公報、特開2009-251481号公報、特開2007-23195号公報、特開1996-143651号公報、特開2007-140487号公報等に記載された樹脂が挙げられる。
<Other resins>
Other resins that can be used in combination with the resin (B1) and the resin (B2) include resins having a dispersing function and resins having a binder function.
Examples of resins having a dispersing function include those described in WO2008/007776, JP2008-029901A, JP2009-155406A, JP2010-185934A, JP2011-157416A, JP2009-251481A, JP2007-23195A, JP1996-143651A, and JP2007-140487A.
前記バインダ機能を有する樹脂は、厚さ2μmの被膜を形成した場合、400~700nmの全波長領域において透過率が80%以上の樹脂が好ましい。なお、透過率は、95%以上が好ましい。バインダ機能を有する樹脂は、熱可塑性樹脂、感光性樹脂が好ましい。また、バインダ機能を有する樹脂は、アルカリ可溶性を有することが好ましい。これにより感光性着色組成物から形成する被膜をフォトリソグラフィー法でパターニングできる。アルカリ可溶性を有しない感光性樹脂、およびアルカリ可溶性樹脂は、熱硬化性基を有することができる。前記熱硬化性基は、例えば、エポキシ基、オキセタニル基等が挙げられる。 The resin having a binder function is preferably a resin having a transmittance of 80% or more in the entire wavelength range of 400 to 700 nm when a coating having a thickness of 2 μm is formed. The transmittance is preferably 95% or more. The resin having a binder function is preferably a thermoplastic resin or a photosensitive resin. In addition, the resin having a binder function is preferably alkali-soluble. This allows the coating formed from the photosensitive coloring composition to be patterned by a photolithography method. The photosensitive resin not having alkali solubility and the alkali-soluble resin can have a thermosetting group. Examples of the thermosetting group include an epoxy group and an oxetanyl group.
バインダ機能を有する樹脂は、単独または2種類以上を併用して使用できる。 Resins with binder function can be used alone or in combination of two or more types.
バインダ機能を有する樹脂の含有量は、顔料(A)100質量部に対して、20~400質量部が好ましく、50~250質量部がより好ましい。適量含有すると被膜を容易に形成できる上、良好な色特性が得やすい。 The content of the resin having a binder function is preferably 20 to 400 parts by mass, and more preferably 50 to 250 parts by mass, per 100 parts by mass of pigment (A). When an appropriate amount is contained, a coating can be easily formed and good color characteristics can be easily obtained.
アルカリ可溶性樹脂は、例えば、カルボキシル基、スルホン基等の酸性基を有する樹脂が挙げられる。アルカリ可溶性を有する熱可塑性樹脂は、例えば、酸性基を有するアクリル樹脂、α-オレフィン/(無水)マレイン酸共重合体、スチレン/スチレンスルホン酸共重合体、エチレン/(メタ)アクリル酸共重合体、又はイソブチレン/(無水)マレイン酸共重合体等が挙げられる。これらの中でも現像性、耐熱性、透明性が向上する面で酸性基を有するアクリル樹脂、スチレン/スチレンスルホン酸共重合体が好ましい。 Examples of alkali-soluble resins include resins having acidic groups such as carboxyl groups and sulfonic groups. Examples of alkali-soluble thermoplastic resins include acrylic resins having acidic groups, α-olefin/maleic acid (anhydride) copolymers, styrene/styrene sulfonic acid copolymers, ethylene/(meth)acrylic acid copolymers, and isobutylene/maleic acid (anhydride) copolymers. Among these, acrylic resins having acidic groups and styrene/styrene sulfonic acid copolymers are preferred in terms of improving developability, heat resistance, and transparency.
<熱可塑性樹脂>
熱可塑性樹脂はアルカリ可溶性を有しない。熱可塑性樹脂は、例えば、アクリル樹脂、ブチラール樹脂、スチレン-マレイン酸共重合体、塩素化ポリエチレン、塩素化ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル-酢酸ビニル共重合体、ポリ酢酸ビニル、ポリウレタン系樹脂、ポリエステル樹脂、ビニル系樹脂、アルキッド樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアミド樹脂、ゴム系樹脂、環化ゴム系樹脂、セルロース類、ポリエチレン(HDPE、LDPE)、ポリブタジエン、及びポリイミド樹脂等が挙げられる。
<Thermoplastic resin>
The thermoplastic resin is not alkali-soluble. Examples of the thermoplastic resin include acrylic resin, butyral resin, styrene-maleic acid copolymer, chlorinated polyethylene, chlorinated polypropylene, polyvinyl chloride, vinyl chloride-vinyl acetate copolymer, polyvinyl acetate, polyurethane resin, polyester resin, vinyl resin, alkyd resin, polystyrene resin, polyamide resin, rubber resin, cyclized rubber resin, cellulose, polyethylene (HDPE, LDPE), polybutadiene, and polyimide resin.
<アルカリ可溶性感光性樹脂>
アルカリ可溶性感光性樹脂は、重合性不飽和基を有するため感光性を有する。アルカリ可溶性感光性樹脂は、アルカリ可溶性があり、感光性を有すれば良く、公知の樹脂を使用できるところ、以下の方法(i)または(ii)で合成した樹脂が好ましい。アルカリ可溶性感光性樹脂は、を使用すると光照射で3次元架橋して架橋密度が上がるため、被膜の薬品耐性が向上する。
<Alkali-soluble photosensitive resin>
The alkali-soluble photosensitive resin has photosensitivity because it has a polymerizable unsaturated group. The alkali-soluble photosensitive resin may be any known resin as long as it is alkali-soluble and photosensitive, but a resin synthesized by the following method (i) or (ii) is preferred. When the alkali-soluble photosensitive resin is used, it is three-dimensionally crosslinked by light irradiation to increase the crosslink density, improving the chemical resistance of the coating.
[方法(i)]
方法(i)は、例えば、まず、エポキシ基含有単量体、およびその他単量体の重合体を合成する。次いで、前記重合体のエポキシ基に、モノカルボキシル基含有単量体を付加し、生成した水酸基に、多塩基酸無水物を反応させてアルカリ可溶性感光性樹脂を得る方法が挙げられる。なお、モノカルボキシル基含有単量体は、カルボキシル基を1有する単量体である。
[Method (i)]
Method (i) is, for example, a method in which a polymer of an epoxy group-containing monomer and other monomers is first synthesized. Next, a monocarboxyl group-containing monomer is added to the epoxy group of the polymer, and the resulting hydroxyl group is reacted with a polybasic acid anhydride to obtain an alkali-soluble photosensitive resin. The monocarboxyl group-containing monomer is a monomer having one carboxyl group.
エポキシ基含有単量体は、例えば、グリシジル(メタ)アクリレート、メチルグリシジル(メタ)アクリレート、2-グリシドキシエチル(メタ)アクリレート、3,4-エポキシブチル(メタ)アクリレート、及び3,4-エポキシシクロヘキシル(メタ)アクリレートが挙げられる。これらの中でも、反応性の観点で、グリシジル(メタ)アクリレートが好ましい Examples of epoxy group-containing monomers include glycidyl (meth)acrylate, methyl glycidyl (meth)acrylate, 2-glycidoxyethyl (meth)acrylate, 3,4-epoxybutyl (meth)acrylate, and 3,4-epoxycyclohexyl (meth)acrylate. Among these, glycidyl (meth)acrylate is preferred from the viewpoint of reactivity.
モノカルボキシル基含有単量体は、例えば、(メタ)アクリル酸、クロトン酸、o-、m-、p-ビニル安息香酸、(メタ)アクリル酸のα位ハロアルキル、アルコキシル、ハロゲン、ニトロ、シアノ置換体等のモノカルボン酸等が挙げられる。 Examples of monocarboxyl group-containing monomers include monocarboxylic acids such as (meth)acrylic acid, crotonic acid, o-, m-, and p-vinylbenzoic acid, and (meth)acrylic acid substituted with haloalkyl, alkoxyl, halogen, nitro, or cyano at the α-position.
多塩基酸無水物は、例えば、テトラヒドロ無水フタル酸、無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、無水コハク酸、無水マレイン酸等が挙げられる。なお、多塩基酸無水物は、酸無水物を形成しないカルボキシル基を有しても良い。 Examples of polybasic acid anhydrides include tetrahydrophthalic anhydride, phthalic anhydride, hexahydrophthalic anhydride, succinic anhydride, and maleic anhydride. Note that polybasic acid anhydrides may have a carboxyl group that does not form an acid anhydride.
その他単量体は、例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n-プロピル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メタ)アクリレート、n-ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、t-ブチル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、フェニル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、フェノキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、又はエトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリレート類、あるいは、(メタ)アクリルアミド、N,N-ジメチル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジエチル(メタ)アクリルアミド、N-イソプロピル(メタ)アクリルアミド、ダイアセトン(メタ)アクリルアミド、又はアクリロイルモルホリン等の(メタ)アクリルアミド類スチレン、又はα-メチルスチレン等のスチレン類、エチルビニルエーテル、n-プロピルビニルエーテル、イソプロピルビニルエーテル、n-ブチルビニルエーテル、又はイソブチルビニルエーテル等のビニルエーテル類、酢酸ビニル、又はプロピオン酸ビニル等の脂肪酸ビニル類等が挙げられる。 Other monomers include, for example, methyl (meth)acrylate, ethyl (meth)acrylate, n-propyl (meth)acrylate, isopropyl (meth)acrylate, n-butyl (meth)acrylate, isobutyl (meth)acrylate, t-butyl (meth)acrylate, 2-ethylhexyl (meth)acrylate, cyclohexyl (meth)acrylate, stearyl (meth)acrylate, lauryl (meth)acrylate, tetrahydrofurfuryl (meth)acrylate, isobornyl (meth)acrylate, phenyl (meth)acrylate, benzyl (meth)acrylate, phenoxyethyl (meth)acrylate, phenoxydiethylene glycol (meth)acrylate, methoxypolypropylene Examples of such compounds include (meth)acrylates such as polyethylene glycol (meth)acrylate or ethoxy polyethylene glycol (meth)acrylate, (meth)acrylamides such as (meth)acrylamide, N,N-dimethyl (meth)acrylamide, N,N-diethyl (meth)acrylamide, N-isopropyl (meth)acrylamide, diacetone (meth)acrylamide, or acryloylmorpholine, styrenes such as styrene or α-methylstyrene, vinyl ethers such as ethyl vinyl ether, n-propyl vinyl ether, isopropyl vinyl ether, n-butyl vinyl ether, or isobutyl vinyl ether, and vinyl acetate or vinyl propionate, and other fatty acid vinyl compounds.
また、シクロヘキシルマレイミド、フェニルマレイミド、メチルマレイミド、エチルマレイミド、1,2-ビスマレイミドエタン1,6-ビスマレイミドヘキサン、3-マレイミドプロピオン酸、6,7-メチレンジオキシ-4-メチル-3-マレイミドクマリン、4,4’-ビスマレイミドジフェニルメタン、ビス(3-エチル-5-メチル-4-マレイミドフェニル)メタン、N,N’-1,3-フェニレンジマレイミド、N,N’-1,4-フェニレンジマレイミド、N-(1-ピレニル)マレイミド、N-(2,4,6-トリクロロフェニル)マレイミド、N-(4-アミノフェニル)マレイミド、N-(4-ニトロフェニル)マレイミド、N-ベンジルマレイミド、N-ブロモメチル-2,3-ジクロロマレイミド、N-スクシンイミジル-3-マレイミドベンゾエート、N-スクシンイミジル-3-マレイミドプロピオナート、N-スクシンイミジル-4-マレイミドブチラート、N-スクシンイミジル-6-マレイミドヘキサノアート、N-[4-(2-ベンゾイミダゾリル)フェニル]マレイミド、9-マレイミドアクリジン等のN-置換マレイミド類、EO変性クレゾールアクリレート、n-ノニルフェノキシポリエチレングリコールアクリレート、フェノキシエチルアクリレート、エトキシ化フェニルアクリレート、フェノールのエチレンオキサイド(EO)変性(メタ)アクリレート、パラクミルフェノールのEO又はプロピレンオキサイド(PO)変性(メタ)アクリレート、ノニルフェノールのEO変性(メタ)アクリレート、ノニルフェノールのPO変性(メタ)アクリレート等が挙げられる。 Also, cyclohexylmaleimide, phenylmaleimide, methylmaleimide, ethylmaleimide, 1,2-bismaleimideethane 1,6-bismaleimidehexane, 3-maleimidepropionic acid, 6,7-methylenedioxy-4-methyl-3-maleimidocoumarin, 4,4'-bismaleimidediphenylmethane, bis(3-ethyl-5-methyl-4-maleimidophenyl)methane, N,N'-1,3-phenylenedimaleimide, N,N'-1,4-phenylenedimaleimide, N-(1-pyrenyl)maleimide, N-(2,4,6-trichlorophenyl)maleimide, N-(4-aminophenyl)maleimide, N-(4-nitrophenyl)maleimide, N-benzylmaleimide, N-bromomethyl-2,3-dichloromaleimide, N-succinimidyl-3-maleimide N-substituted maleimides such as midobenzoate, N-succinimidyl-3-maleimidopropionate, N-succinimidyl-4-maleimidobutyrate, N-succinimidyl-6-maleimidohexanoate, N-[4-(2-benzimidazolyl)phenyl]maleimide, and 9-maleimidoacridine, EO-modified cresol acrylate, n-nonylphenoxy polyethylene glycol acrylate, phenoxyethyl acrylate, ethoxylated phenyl acrylate, ethylene oxide (EO)-modified (meth)acrylate of phenol, EO- or propylene oxide (PO)-modified (meth)acrylate of paracumylphenol, EO-modified (meth)acrylate of nonylphenol, and PO-modified (meth)acrylate of nonylphenol.
方法(ii)は、例えば、水酸基含有単量体、カルボキシル基含有単量体、およびそれ以外の単量体を合成し重合体を作製する。次いで、前記重合体の水酸基に、イソシアネート基含有単量体のイソシアネート基を反応させてアルカリ可溶性感光性樹脂を合成する方法が挙げられる。 Method (ii) is, for example, a method in which a hydroxyl group-containing monomer, a carboxyl group-containing monomer, and other monomers are synthesized to produce a polymer. Then, the hydroxyl group of the polymer is reacted with an isocyanate group of an isocyanate group-containing monomer to synthesize an alkali-soluble photosensitive resin.
水酸基含有単量体は、例えば、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2-若しくは3-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2-若しくは3-若しくは4-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、グリセロールモノ(メタ)アクリレート、又はシクロヘキサンジメタノールモノ(メタ)アクリレート等のヒドロキシアルキルメタアクリレート類が挙げられる。また、ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートに、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、及び/又はブチレンオキシド等を付加重合させたポリエーテルモノ(メタ)アクリレートや、ポリγ-バレロラクトン、ポリε-カプロラクトン、及び/又はポリ12-ヒドロキシステアリン酸等を付加したポリエステルモノ(メタ)アクリレートも挙げられる。これらの中でも2-ヒドロキシエチルメタアクリレート、グリセロールモノ(メタ)アクリレートが好ましく、グリセロールモノ(メタ)アクリレートがより好ましい。 Examples of the hydroxyl group-containing monomer include hydroxyalkyl methacrylates such as 2-hydroxyethyl (meth)acrylate, 2- or 3-hydroxypropyl (meth)acrylate, 2-, 3- or 4-hydroxybutyl (meth)acrylate, glycerol mono(meth)acrylate, and cyclohexanedimethanol mono(meth)acrylate. Other examples include polyether mono(meth)acrylates obtained by addition polymerization of ethylene oxide, propylene oxide, and/or butylene oxide to hydroxyalkyl (meth)acrylates, and polyester mono(meth)acrylates obtained by addition of poly(γ-valerolactone), poly(ε-caprolactone, and/or poly(12-hydroxystearic acid). Among these, 2-hydroxyethyl methacrylate and glycerol mono(meth)acrylate are preferred, and glycerol mono(meth)acrylate is more preferred.
イソシアネート基含有単量体は、例えば、2-(メタ)アクリロイルエチルイソシアネート、2-(メタ)アクリロイルオキシエチルイソシアネート、又は1,1-ビス〔メタアクリロイルオキシ〕エチルイソシアネート等が挙げられる。 Examples of isocyanate group-containing monomers include 2-(meth)acryloylethyl isocyanate, 2-(meth)acryloyloxyethyl isocyanate, and 1,1-bis[methacryloyloxy]ethyl isocyanate.
上記単量体以外に使用できる単量体は、上記方法(i)で例示したその他単量体に加え、リン酸エステル基含有単量体等が挙げられる。 Monomers that can be used other than the above monomers include the other monomers exemplified in method (i) above, as well as phosphate ester group-containing monomers, etc.
リン酸エステル基含有単量体は、例えば、水酸基含有単量体の水酸基に、5酸化リンやポリリン酸等のリン酸エステル化剤を反応させた化合物である。 A phosphate ester group-containing monomer is, for example, a compound obtained by reacting the hydroxyl group of a hydroxyl group-containing monomer with a phosphate esterifying agent such as phosphorus pentoxide or polyphosphoric acid.
バインダ機能を有する樹脂の上記原料は、単独または2種類以上を併用して使用できる。また、バインダ機能を有する樹脂は、単独または2種類以上を併用して使用できる。 The above-mentioned raw materials for the resin having a binder function can be used alone or in combination of two or more types. Also, the resin having a binder function can be used alone or in combination of two or more types.
<熱硬化性化合物>
感光性着色組成物は、熱硬化性化合物を含有できる。感光性着色組成物を使用してカラーフィルタを作製する際、ポストベーク工程で熱硬化性化合物が熱硬化して被膜の架橋密度を高め、耐熱性が向上する。これによりポストベーク工程での顔料凝集を抑制し、コントラスト比が向上する。
<Thermosetting compound>
The photosensitive coloring composition can contain a thermosetting compound. When a color filter is produced using the photosensitive coloring composition, the thermosetting compound is thermally cured in the post-baking process to increase the crosslink density of the coating, thereby improving heat resistance. This suppresses pigment aggregation in the post-baking process, improving the contrast ratio.
熱硬化性化合物は、低分子化合物でもよく、樹脂のような高分子量化合物でもよい。
熱硬化性化合物は、例えば、エポキシ化合物、オキセタン化合物、ベンゾグアナミン化合物、ロジン変性マレイン酸化合物、ロジン変性フマル酸化合物、メラミン化合物、尿素化合物、およびフェノール化合物が挙げられる。これらの中でもエポキシ化合物、オキセタン化合物が好ましい。
The thermosetting compound may be a low molecular weight compound or a high molecular weight compound such as a resin.
Examples of the thermosetting compound include epoxy compounds, oxetane compounds, benzoguanamine compounds, rosin-modified maleic acid compounds, rosin-modified fumaric acid compounds, melamine compounds, urea compounds, and phenol compounds. Among these, epoxy compounds and oxetane compounds are preferred.
エポキシ化合物は、例えば、ビスフェノール類(ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールS、ビフェノール、ビスフェノールAD等)、フェノール類(フェノール、アルキル置換フェノール、芳香族置換フェノール、ナフトール、アルキル置換ナフトール、ジヒドロキシベンゼン、アルキル置換ジヒドロキシベンゼン、ジヒドロキシナフタレン等)と各種アルデヒド(ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、アルキルアルデヒド、ベンズアルデヒド、アルキル置換ベンズアルデヒド、ヒドロキシベンズアルデヒド、ナフトアルデヒド、グルタルアルデヒド、フタルアルデヒド、クロトンアルデヒド、シンナムアルデヒド等)との重縮合物、フェノール類と各種ジエン化合物(ジシクロペンタジエン、テルペン類、ビニルシクロヘキセン、ノルボルナジエン、ビニルノルボルネン、テトラヒドロインデン、ジビニルベンゼン、ジビニルビフェニル、ジイソプロペニルビフェニル、ブタジエン、イソプレン等)との重合物、フェノール類とケトン類(アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、アセトフェノン、ベンゾフェノン等)との重縮合物、フェノール類と芳香族ジメタノール類(ベンゼンジメタノール、α,α,α’,α’-ベンゼンジメタノール、ビフェニルジメタノール、α,α,α’,α’-ビフェニルジメタノール等)との重縮合物、フェノール類と芳香族ジクロロメチル類(α,α’-ジクロロキシレン、ビスクロロメチルビフェニル等)との重縮合物、ビスフェノール類と各種アルデヒドの重縮合物、アルコール類等をグリシジル化したグリシジルエーテル系エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、複素環式エポキシ樹脂、脂肪族エポキシ樹脂、グリシジルアミン系エポキシ樹脂、グリシジルエステル系エポキシ樹脂等が挙げられる。 Epoxy compounds include, for example, polycondensates of bisphenols (bisphenol A, bisphenol F, bisphenol S, biphenol, bisphenol AD, etc.), phenols (phenol, alkyl-substituted phenols, aromatic-substituted phenols, naphthol, alkyl-substituted naphthol, dihydroxybenzene, alkyl-substituted dihydroxybenzene, dihydroxynaphthalene, etc.) and various aldehydes (formaldehyde, acetaldehyde, alkyl aldehyde, benzaldehyde, alkyl-substituted benzaldehyde, hydroxybenzaldehyde, naphthaldehyde, glutaraldehyde, phthalaldehyde, crotonaldehyde, cinnamaldehyde, etc.), polycondensates of phenols and various diene compounds (dicyclopentadiene, terpenes, vinylcyclohexene, norbornadiene, vinylnorbornene, tetrahydroindene, divinylbenzene, di Examples of such epoxy resins include polymers of phenols and ketones (acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, acetophenone, benzophenone, etc.), polycondensates of phenols and aromatic dimethanols (benzene dimethanol, α,α,α',α'-benzene dimethanol, biphenyl dimethanol, α,α,α',α'-biphenyl dimethanol, etc.), polycondensates of phenols and aromatic dichloromethyls (α,α'-dichloroxylene, bischloromethyl biphenyl, etc.), polycondensates of bisphenols and various aldehydes, glycidyl ether epoxy resins obtained by glycidylating alcohols, alicyclic epoxy resins, heterocyclic epoxy resins, aliphatic epoxy resins, glycidyl amine epoxy resins, and glycidyl ester epoxy resins.
(オキセタン化合物)
オキセタン化合物は、オキセタン基を有する化合物である。オキセタン化合物は、1官能オキセタン化合物、2官能オキセタン化合物、3官能以上のオキセタン化合物が挙げられる。
(Oxetane Compounds)
The oxetane compound is a compound having an oxetane group. Examples of the oxetane compound include monofunctional oxetane compounds, bifunctional oxetane compounds, and trifunctional or higher functional oxetane compounds.
1官能オキセタン化合物は、例えば、(3-エチルオキセタン-3-イル)メチルアクリレート、 (3-エチルオキセタン-3-イル)メチルメタクリレート、3-エチル-3-ヒドロキシメチルオキセタン、3-エチル-3-(2-エチルヘキシロキシメチル)オキセタン、3-エチル-3-(フェノキシメチル)オキセタン、3-エチル-3-(2-メタクリロキシメチル)オキセタン、3-エチル-3-{[3-(トリエトキシシリル)プロポキシ]メチル}オキセタン等が挙げられる。 Examples of monofunctional oxetane compounds include (3-ethyloxetan-3-yl)methyl acrylate, (3-ethyloxetan-3-yl)methyl methacrylate, 3-ethyl-3-hydroxymethyloxetane, 3-ethyl-3-(2-ethylhexyloxymethyl)oxetane, 3-ethyl-3-(phenoxymethyl)oxetane, 3-ethyl-3-(2-methacryloxymethyl)oxetane, and 3-ethyl-3-{[3-(triethoxysilyl)propoxy]methyl}oxetane.
2官能オキセタン化合物は、例えば、4,4’-ビス[(3-エチル-3-オキセタニル)メトキシメチル]ビフェニル)、1,4-ビス[(3-エチル-3-オキセタニル)メトキシメチル]ベンゼン、1,4-ビス{[(3-エチル-3-オキセタニル)メトキシ]メチル}ベンゼン、ジ[1-エチル(3-オキセタニル)]メチルエーテル、ジ[1-エチル(3-オキセタニル)]メチルエーテル-3-エチル-3-ヒドロキシメチルオキセタン、3-エチル-3-(2-エチルヘキシロキシメチル)オキセタン、3-エチル-3-(2-フェノキシメチル)オキセタン、3,7-ビス(3-オキセタニル)-5-オキサ-ノナン、1,2-ビス[(3-エチル-3-オキセタニルメトキシ)メチル]エタン、1,3-ビス[(3-エチル-3-オキセタニルメトキシ)メチル]プロパン、エチレングリコースビス(3-エチル-3-オキセタニルメチル)エーテル、ジシクロペンテニルビス(3-エチル-3-オキセタニルメチル)エーテル、トリエチレングリコールビス(3-エチル-3-オキセタニルメチル)エーテル、テトラエチレングリコールビス(3-エチル-3-オキセタニルメチル)エーテル、1,4-ビス(3-エチル-3-オキセタニルメトキシ)ブタン、1,6-ビス(3-エチル-3-オキセタニルメトキシ)ヘキサン、ポリエチレングリコールビス(3-エチル-3-オキセタニルメチル)エーテル、エチレンオキシド(EO)変性ビスフェノールAビス(3-エチル-3-オキセタニルメチル)エーテル、プロピレンオキシド(PO)変性ビスフェノールAビス(3-エチル-3-オキセタニルメチル)エーテル、EO変性水添ビスフェノールAビス(3-エチル-3-オキセタニルメチル)エーテル、PO変性水添ビスフェノールAビス(3-エチル-3-オキセタニルメチル)エーテル、EO変性ビスフェノールF(3-エチル-3-オキセタニルメチル)エーテル等が挙げられる。 Examples of bifunctional oxetane compounds include 4,4'-bis[(3-ethyl-3-oxetanyl)methoxymethyl]biphenyl), 1,4-bis[(3-ethyl-3-oxetanyl)methoxymethyl]benzene, 1,4-bis{[(3-ethyl-3-oxetanyl)methoxy]methyl}benzene, di[1-ethyl(3-oxetanyl)]methyl ether, di[1-ethyl(3-oxetanyl)]methyl ether-3-ethyl-3-hydroxymethyloxetane, 3 -ethyl-3-(2-ethylhexyloxymethyl)oxetane, 3-ethyl-3-(2-phenoxymethyl)oxetane, 3,7-bis(3-oxetanyl)-5-oxa-nonane, 1,2-bis[(3-ethyl-3-oxetanylmethoxy)methyl]ethane, 1,3-bis[(3-ethyl-3-oxetanylmethoxy)methyl]propane, ethylene glycose bis(3-ethyl-3-oxetanylmethyl)ether, dicyclopentenyl bis(3-ethyl -3-oxetanylmethyl) ether, triethylene glycol bis(3-ethyl-3-oxetanylmethyl) ether, tetraethylene glycol bis(3-ethyl-3-oxetanylmethyl) ether, 1,4-bis(3-ethyl-3-oxetanylmethoxy)butane, 1,6-bis(3-ethyl-3-oxetanylmethoxy)hexane, polyethylene glycol bis(3-ethyl-3-oxetanylmethyl) ether, ethylene oxide (EO) modified Examples include bisphenol A bis(3-ethyl-3-oxetanylmethyl) ether, propylene oxide (PO) modified bisphenol A bis(3-ethyl-3-oxetanylmethyl) ether, EO modified hydrogenated bisphenol A bis(3-ethyl-3-oxetanylmethyl) ether, PO modified hydrogenated bisphenol A bis(3-ethyl-3-oxetanylmethyl) ether, EO modified bisphenol F (3-ethyl-3-oxetanylmethyl) ether, etc.
オキセタン基が3官能以上であるものとしては、ペンタエリスリトールトリス(3-エチル-3-オキセタニルメチル)エーテル、ペンタエリスリトールテトラキス(3-エチル-3-オキセタニルメチル)エーテル、ジペンタエリスリトールヘキサ(3-エチル-3-オキセタニルメチル)エーテル、ジペンタエリスリトールペンタキス(3-エチル-3-オキセタニルメチル)エーテル、ジペンタエリスリトールテトラキス(3-エチル-3-オキセタニルメチル)エーテル、カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールヘキサ(3-エチル-3-オキセタニルメチル)エーテル、カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールペンタキス(3-エチル-3-オキセタニルメチル)エーテル、ジトリメチロールプロパンテトラキス(3-エチル-3-オキセタニルメチル)エーテル、オキセタン基を含有する樹脂(例えば、特許第3783462号記載のオキセタン変性フェノールノボラック樹脂等)や前述のOXE-30のような(メタ)アクリル単量体をラジカル重合させて得られる重合体が挙げられる。 Examples of oxetane groups with three or more functional groups include pentaerythritol tris(3-ethyl-3-oxetanylmethyl) ether, pentaerythritol tetrakis(3-ethyl-3-oxetanylmethyl) ether, dipentaerythritol hexa(3-ethyl-3-oxetanylmethyl) ether, dipentaerythritol pentakis(3-ethyl-3-oxetanylmethyl) ether, dipentaerythritol tetrakis(3-ethyl-3-oxetanylmethyl) ether, and caprolactone-modified dipentaerythritol. Examples include dipentaerythritol hexa(3-ethyl-3-oxetanylmethyl) ether, caprolactone-modified dipentaerythritol pentakis(3-ethyl-3-oxetanylmethyl) ether, ditrimethylolpropane tetrakis(3-ethyl-3-oxetanylmethyl) ether, resins containing oxetane groups (such as the oxetane-modified phenol novolac resin described in Japanese Patent No. 3783462), and polymers obtained by radical polymerization of (meth)acrylic monomers such as the aforementioned OXE-30.
熱硬化性化合物の含有量は、0.5~50質量部が好ましく、1~40質量部がより好ましい。適量を含有すると被膜の耐溶剤性がより向上する。 The content of the thermosetting compound is preferably 0.5 to 50 parts by mass, more preferably 1 to 40 parts by mass. If an appropriate amount is included, the solvent resistance of the coating is further improved.
(塩基性樹脂型分散剤)
感光性着色組成物は、塩基性樹脂型分散剤を含有できる。塩基性樹脂型分散剤は、例えば、窒素原子含有グラフト共重合体や、側鎖に3級アミノ基、4級アンモニウム塩基、含窒素複素環などを含む官能基を有する、窒素原子含有アクリル系ブロック共重合体及びウレタン系高分子分散剤などが挙げられる。
(Basic resin type dispersant)
The photosensitive coloring composition can contain a basic resin type dispersant. Examples of the basic resin type dispersant include a nitrogen atom-containing graft copolymer, a nitrogen atom-containing acrylic block copolymer having a functional group including a tertiary amino group, a quaternary ammonium base, a nitrogen-containing heterocycle, etc., in a side chain, and a urethane-based polymer dispersant.
本発明で用いる塩基性樹脂型分散剤の数平均分子量としては、通常500~50000が好ましく、特に3000~30000が、更に、好ましい。上記数平均分子量が500未満であると、顔料親和性基による立体反発の効果、顔料担体との相溶性の効果、並びに溶剤を用いた場合の顔料担体及び溶剤との相溶性の効果が少なく、顔料の凝集を防ぐことが困難となり、分散体の粘度が上昇してしまうことがある。又数平均分子量が50000以上であると、分散に必要な樹脂の添加量が多くなり、塗膜中の顔料濃度の低下を招く場合がある。 The number average molecular weight of the basic resin-type dispersant used in the present invention is preferably 500 to 50,000, and more preferably 3,000 to 30,000. If the number average molecular weight is less than 500, the effect of steric repulsion due to the pigment affinity group, the effect of compatibility with the pigment carrier, and the effect of compatibility with the pigment carrier and solvent when a solvent is used are small, making it difficult to prevent pigment aggregation and causing the viscosity of the dispersion to increase. Furthermore, if the number average molecular weight is 50,000 or more, the amount of resin required for dispersion increases, which may lead to a decrease in the pigment concentration in the coating film.
塩基性樹脂型分散剤のアミン価は、35~100mgKOH/gが好ましい。更に好ましくは、50~75mgKOH/gである。アミン価が35mgKOH/g未満であると、顔料に十分吸着されず分散不良となる場合があり、100mgKOH/gを超えると、顔料担体中の酸性成分に対する吸着又は反応により、顔料に対する吸着効率が悪くなり、分散不良となる場合がある。 The amine value of the basic resin-type dispersant is preferably 35 to 100 mgKOH/g. More preferably, it is 50 to 75 mgKOH/g. If the amine value is less than 35 mgKOH/g, it may not be sufficiently adsorbed to the pigment, resulting in poor dispersion. If it exceeds 100 mgKOH/g, it may not be adsorbed efficiently to the pigment due to adsorption or reaction with the acidic components in the pigment carrier, resulting in poor dispersion.
塩基性樹脂型分散剤は、ビニル系、ウレタン系、ポリエステル系、ポリエーテル系、又はポリアミド系等の様々なタイプの樹脂系が使用できるが、樹脂設計が容易で諸耐性に優れたビニル系モノマー共重合体タイプが好ましく、具体的には、N,N-ジ置換アミノ基含有ビニルモノマー単位と、アルキル(メタ)アクリレートモノマー単位と、その他のビニル系モノマー単位との共重合体樹脂が好適である。 Various types of resins such as vinyl, urethane, polyester, polyether, or polyamide can be used as basic resin-type dispersants, but vinyl monomer copolymer types are preferred because they are easy to design and have excellent resistance to various factors. Specifically, copolymer resins of N,N-disubstituted amino group-containing vinyl monomer units, alkyl (meth)acrylate monomer units, and other vinyl monomer units are preferred.
N,N-ジ置換アミノ基含有ビニルモノマー単位としては、N,N-ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N-ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N-ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリレート、N,N-ジエチルアミノプロピル(メタ)アクリレート、N,N-ジメチルアミノエチル(メタ)アクリルアミド、又はN,N-ジエチルアミノエチル(メタ)アクリルアミド等が挙げられるが、必ずしもこれらに限定されるものではない。これらのモノマー単位は、塩基性基含有モノマー単位として、顔料へ吸着する。 Examples of N,N-disubstituted amino group-containing vinyl monomer units include, but are not limited to, N,N-dimethylaminoethyl (meth)acrylate, N,N-diethylaminoethyl (meth)acrylate, N,N-dimethylaminopropyl (meth)acrylate, N,N-diethylaminopropyl (meth)acrylate, N,N-dimethylaminoethyl (meth)acrylamide, and N,N-diethylaminoethyl (meth)acrylamide. These monomer units are adsorbed to the pigment as basic group-containing monomer units.
アルキル(メタ)アクリレートモノマー単位としては、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n-プロピル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メタ)アクリレート、n-ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、又はラウリル(メタ)アクリレート等の不飽和モノカルボン酸と炭素数1~18のアルキルアルコールとの反応で得られる(メタ)アクリルエステル類等が挙げられるが、必ずしもこれらに限定されるものではない。これらのモノマー単位は、顔料担体親和性基として作用する。 Examples of alkyl (meth)acrylate monomer units include, but are not limited to, (meth)acrylic esters obtained by reacting unsaturated monocarboxylic acids such as methyl (meth)acrylate, ethyl (meth)acrylate, n-propyl (meth)acrylate, isopropyl (meth)acrylate, n-butyl (meth)acrylate, isobutyl (meth)acrylate, 2-ethylhexyl (meth)acrylate, cyclohexyl (meth)acrylate, stearyl (meth)acrylate, or lauryl (meth)acrylate with alkyl alcohols having 1 to 18 carbon atoms. These monomer units act as pigment carrier affinity groups.
その他のビニル系モノマー単位としては、(メタ)アクリロニトリル等のニトロ基含有ビニル系モノマー類、スチレン、α-メチルスチレン、又はベンジル(メタ)アクリレート等のビニル系芳香族モノマー類、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、又はポリエチレングリコール(メタ)アクリレート等の水酸基含有ビニル系モノマー類、(メタ)アクリルアミド、N,N-ジメチルアクリルアミド、N-イソプロピルアクリルアミド、又はダイアセトンアクリルアミド等のアミド基含有ビニル系モノマー類、N-メチロール(メタ)アクリルアミド、又はジメチロール(メタ)アクリルアミド等のビニル系モノマー類、N-メトキシメチル(メタ)アクリルアミド、又はN-ブトキシメチル(メタ)アクリルアミド等のアルコキシメチル基含有ビニル系モノマー類、エチレン、プロピレン、又はイソプレン等のオレフィン類、クロロプレン、又はブタジエン等のジエン類、メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、n-プロピルビニルエーテル、イソプロピルビニルエーテル、n-ブチルビニルエーテル、又はイソブチルビニルエーテル等のビニルエーテル類、酢酸ビニル、又はプロピオン酸ビニル等の脂肪酸ビニル類等が挙げられ、適宜目的に応じて使用されるが、必ずしもこれらに限定されるものではない。 Other vinyl monomer units include nitro group-containing vinyl monomers such as (meth)acrylonitrile, vinyl aromatic monomers such as styrene, α-methylstyrene, and benzyl (meth)acrylate, hydroxyl group-containing vinyl monomers such as 2-hydroxyethyl (meth)acrylate, hydroxypropyl (meth)acrylate, and polyethylene glycol (meth)acrylate, amide group-containing vinyl monomers such as (meth)acrylamide, N,N-dimethylacrylamide, N-isopropylacrylamide, and diacetone acrylamide, N-methylol (meth)acrylamide, and dimethylol (meth)acrylamide, and Examples of suitable vinyl monomers include vinyl monomers such as acrylamides, alkoxymethyl group-containing vinyl monomers such as N-methoxymethyl(meth)acrylamide and N-butoxymethyl(meth)acrylamide, olefins such as ethylene, propylene, and isoprene, dienes such as chloroprene and butadiene, vinyl ethers such as methyl vinyl ether, ethyl vinyl ether, n-propyl vinyl ether, isopropyl vinyl ether, n-butyl vinyl ether, and isobutyl vinyl ether, and vinyl fatty acids such as vinyl acetate and vinyl propionate. These are used appropriately according to the purpose, but are not necessarily limited to these.
アリルアミン等の1級アミノ基含有モノマー単位を有する重合体、又は、ポリエチレンイミン、ポリエチレンポリアミン、ポリキシリレンポリ(ヒドロキシプロピレン)ポリアミン、若しくはポリ(アミノメチル化)エポキシ樹脂等を、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、又は、ポリエーテル樹脂等で変性した櫛形の塩基性置換基を有する塩基性樹脂型分散剤も挙げることができる。 Other examples include basic resin-type dispersants having comb-shaped basic substituents, which are prepared by modifying a polymer having a primary amino group-containing monomer unit such as allylamine, or polyethyleneimine, polyethylenepolyamine, polyxylylenepoly(hydroxypropylene)polyamine, or poly(aminomethylated)epoxy resin with a polyester resin, an acrylic resin, or a polyether resin.
このような塩基性樹脂型分散剤の市販品としては、例えばビックケミー・ジャパン社のDISPERBYK161、162、163、164、166、167、168、174、182、183、184、185、2000、2001、2050、2150、2163、2164、BYK-LPN6919、21116、日本ルーブリゾール社のSOLSPERSE11200、13240、13650、13940、24000、26000、28000、32000、32500、32550、32600、33000、34750、35100、35200、37500、38500、39000、53095、56000、71000、BASF社のEFKA4300、4330、4046、4060、4080、味の素ファインテクノ社のアジスパーPA111、PB711、PB821、PB822、PB824等が挙げられる。 Commercially available basic resin-type dispersants include, for example, DISPERBYK161, 162, 163, 164, 166, 167, 168, 174, 182, 183, 184, 185, 2000, 2001, 2050, 2150, 2163, 2164, BYK-LPN6919, 21116 from BYK Japan, and SOLSPERSE11200, 13240, 13650, 13940, 21200, 2124 ... Examples include 4000, 26000, 28000, 32000, 32500, 32550, 32600, 33000, 34750, 35100, 35200, 37500, 38500, 39000, 53095, 56000, 71000, EFKA4300, 4330, 4046, 4060, 4080 from BASF, and Ajisper PA111, PB711, PB821, PB822, PB824 from Ajinomoto Fine-Techno Co., Ltd.
塩基性樹脂型分散剤の含有量は、顔料(A)に対して3~200質量%程度が好ましく、5~100質量%程度がより好ましい。適量含有すると成膜性がより向上する。 The content of the basic resin-type dispersant is preferably about 3 to 200% by mass, and more preferably about 5 to 100% by mass, relative to the pigment (A). When an appropriate amount is included, the film-forming properties are further improved.
また、特開2009-185277号公報に開示されている様に、芳香族カルボキシル基を有する樹脂型分散剤と、3級アミノ基を有するビニル系樹脂(樹脂型分散剤の機能を有する)とを併用することも好ましい例として挙げられる。 As disclosed in JP 2009-185277 A, a preferred example is the combined use of a resin-type dispersant having an aromatic carboxyl group and a vinyl resin having a tertiary amino group (which functions as a resin-type dispersant).
<重合性化合物(D)>
重合性化合物(D)は、重合性不飽和基を含有するモノマー(単量体)、オリゴマーである。重合性化合物(D)は、感光性着色組成物の被膜形成に寄与する。重合性化合物(D)は、例えば、酸基含有単量体、ウレタン結合含有単量体、その他単量体が挙げられる。重合性不飽和基は、例えば、ビニル基、(メタ)アクリロイル基、(メタ)アリル基等である。なお、オリゴマーは、分子量1000以上の化合物である。
<Polymerizable compound (D)>
The polymerizable compound (D) is a monomer or oligomer containing a polymerizable unsaturated group. The polymerizable compound (D) contributes to the formation of a film of the photosensitive coloring composition. The polymerizable compound (D) may be, for example, an acid group-containing monomer, a urethane bond-containing monomer, or other monomer. The polymerizable unsaturated group may be, for example, a vinyl group, a (meth)acryloyl group, or a (meth)allyl group. The oligomer is a compound having a molecular weight of 1000 or more.
酸基含有単量体の酸基は、スルホン酸基、カルボキシル基、リン酸基等が挙げられる。 The acid group of the acid group-containing monomer may be a sulfonic acid group, a carboxyl group, a phosphoric acid group, etc.
酸基含有単量体は、例えば、多価アルコールと(メタ)アクリル酸との遊離水酸基含有ポリ(メタ)アクリレート類と、ジカルボン酸類とのエステル化物;多価カルボン酸と、モノヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート類とのエステル化物等が挙げられる。具体例は、トリメチロールプロパンジアクリレート、トリメチロールプロパンジメタクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールトリメタクリレート、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート、ジペンタエリスリトールペンタメタクリレート等のモノヒドロキシオリゴアクリレート又はモノヒドロキシオリゴメタクリレート類と、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、フタル酸等のジカルボン酸類との遊離カルボキシル基含有モノエステル化物;プロパン-1,2,3-トリカルボン酸(トリカルバリル酸)、ブタン-1,2,4-トリカルボン酸、ベンゼン-1,2,3-トリカルボン酸、ベンゼン-1,3,4-トリカルボン酸、ベンゼン-1,3,5-トリカルボン酸等のトリカルボン酸類と、2-ヒドロキシエチルアクリレート、2-ヒドロキシエチルメタクリレート、2-ヒドロキシプロピルアクリレート、2-ヒドロキシプロピルメタクリレート等のモノヒドロキシモノアクリレート又はモノヒドロキシモノメタクリレート類との遊離カルボキシル基含有オリゴエステル化物等が挙げられる。 Examples of acid group-containing monomers include esters of free hydroxyl group-containing poly(meth)acrylates of polyhydric alcohols and (meth)acrylic acid with dicarboxylic acids; esters of polycarboxylic acids with monohydroxyalkyl (meth)acrylates, etc. Specific examples include free carboxyl group-containing monoesters of monohydroxy oligoacrylates or monohydroxy oligomethacrylates, such as trimethylolpropane diacrylate, trimethylolpropane dimethacrylate, pentaerythritol triacrylate, pentaerythritol trimethacrylate, dipentaerythritol pentaacrylate, and dipentaerythritol pentamethacrylate, with dicarboxylic acids, such as malonic acid, succinic acid, glutaric acid, and phthalic acid; and free carboxyl group-containing oligoesters of tricarboxylic acids, such as propane-1,2,3-tricarboxylic acid (tricarballylic acid), butane-1,2,4-tricarboxylic acid, benzene-1,2,3-tricarboxylic acid, benzene-1,3,4-tricarboxylic acid, and benzene-1,3,5-tricarboxylic acid, with monohydroxy monoacrylates or monohydroxy monomethacrylates, such as 2-hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, 2-hydroxypropyl acrylate, and 2-hydroxypropyl methacrylate.
(ウレタン結合含有単量体)
ウレタン結合含有単量体は、例えば、水酸基を有する(メタ)アクリレートに多官能イソシアネートを反応させて得られる多官能ウレタンアクリレート、アルコールに多官能イソシアネートを反応させ、さらに水酸基を有する(メタ)アクリレートを反応させて得られる多官能ウレタンアクリレート等が挙げられる。
(Urethane bond-containing monomer)
Examples of the urethane bond-containing monomer include polyfunctional urethane acrylates obtained by reacting a (meth)acrylate having a hydroxyl group with a polyfunctional isocyanate, and polyfunctional urethane acrylates obtained by reacting an alcohol with a polyfunctional isocyanate and further reacting the alcohol with a (meth)acrylate having a hydroxyl group.
水酸基を有する(メタ)アクリレートは、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、4-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンジ(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、ジトリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールエチレンオキサイド変性ペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールプロピレンオキサイド変性ペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールカプロラクトン変性ペンタ(メタ)アクリレート、グリセロールアクリレートメタクリレート、グリセロールジメタクリレート、2-ヒドロキシ-3-アクリロイルプロピルメタクリレート、エポキシ基含有化合物とカルボキシ(メタ)アクリレートの反応物、水酸基含有ポリオールポリアクリレート等が挙げられる。 Examples of (meth)acrylates having a hydroxyl group include 2-hydroxyethyl (meth)acrylate, 4-hydroxybutyl (meth)acrylate, trimethylolpropane di(meth)acrylate, pentaerythritol tri(meth)acrylate, ditrimethylolpropane tri(meth)acrylate, dipentaerythritol penta(meth)acrylate, dipentaerythritol ethylene oxide modified penta(meth)acrylate, dipentaerythritol propylene oxide modified penta(meth)acrylate, dipentaerythritol caprolactone modified penta(meth)acrylate, glycerol acrylate methacrylate, glycerol dimethacrylate, 2-hydroxy-3-acryloylpropyl methacrylate, reaction product of an epoxy group-containing compound and carboxy(meth)acrylate, and hydroxyl group-containing polyol polyacrylate.
多官能イソシアネートは、トリレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、ジフェニルメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ポリイソシアネート等が挙げられる。 Examples of polyfunctional isocyanates include tolylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, diphenylmethylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, polyisocyanate, etc.
その他単量体は、例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、β-カルボキシエチル(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、1,6-ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、フェノキシテトラエチレングリコール(メタ)アクリレート、フェノキシヘキサエチレングリコール(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンPO変性トリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンEO変性トリ(メタ)アクリレート、イソシアヌル酸EO変性ジ(メタ)アクリレート、イソシアヌル酸EO変性トリ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ(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、1,6-ヘキサンジオールジグリシジルエーテルジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAジグリシジルエーテルジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテルジ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、トリシクロデカニル(メタ)アクリレート、メチロール化メラミンの(メタ)アクリル酸エステル、エポキシ(メタ)アクリレート、ウレタンアクリレート等の各種アクリル酸エステル及びメタクリル酸エステル、(メタ)アクリル酸、スチレン、酢酸ビニル、ヒドロキシエチルビニルエーテル、エチレングリコールジビニルエーテル、ペンタエリスリトールトリビニルエーテル、(メタ)アクリルアミド、N-ヒドロキシメチル(メタ)アクリルアミド、N-ビニルホルムアミド、アクリロニトリル等が挙げられる。 Other monomers include, for example, methyl (meth)acrylate, ethyl (meth)acrylate, 2-hydroxyethyl (meth)acrylate, 2-hydroxypropyl (meth)acrylate, cyclohexyl (meth)acrylate, β-carboxyethyl (meth)acrylate, polyethylene glycol di(meth)acrylate, 1,6-hexanediol di(meth)acrylate, triethylene glycol di(meth)acrylate, polypropylene glycol di(meth)acrylate, trimethylolpropane tri(meth)acrylate, phenoxytetraethylene glycol (meth)acrylate, phenoxyhexaethylene glycol (meth)acrylate, trimethylolpropane PO modified tri(meth)acrylate, trimethylolpropane EO modified tri(meth)acrylate, isocyanuric acid EO modified di(meth)acrylate, isocyanuric acid EO modified tri(meth)acrylate, ditrimethylolpropane tetra(meth)acrylate, Examples of the acrylic acid esters and methacrylic acid esters include pentaerythritol tri(meth)acrylate, pentaerythritol tetra(meth)acrylate, 1,6-hexanediol diglycidyl ether di(meth)acrylate, bisphenol A diglycidyl ether di(meth)acrylate, neopentyl glycol diglycidyl ether di(meth)acrylate, dipentaerythritol hexa(meth)acrylate, dipentaerythritol penta(meth)acrylate, tricyclodecanyl(meth)acrylate, methylolated melamine (meth)acrylic acid ester, epoxy (meth)acrylate, and urethane acrylate, as well as (meth)acrylic acid, styrene, vinyl acetate, hydroxyethyl vinyl ether, ethylene glycol divinyl ether, pentaerythritol trivinyl ether, (meth)acrylamide, N-hydroxymethyl(meth)acrylamide, N-vinylformamide, and acrylonitrile.
重合性化合物(D)は、単独または2種類以上を併用して使用できる。 The polymerizable compound (D) can be used alone or in combination of two or more types.
重合性化合物(D)の配合量は、感光性着色組成物の不揮発分100質量%中、1~50質量%が好ましく、2~40質量部がより好ましい。適量配合すると硬化性及び現像性がより向上する。 The amount of the polymerizable compound (D) is preferably 1 to 50 mass %, and more preferably 2 to 40 mass parts, based on 100 mass % of the nonvolatile content of the photosensitive coloring composition. When an appropriate amount is added, the curability and developability are further improved.
<光重合開始剤(C)>
光重合開始剤(C)は、例えば、4-フェノキシジクロロアセトフェノン、4-t-ブチル-ジクロロアセトフェノン、ジエトキシアセトフェノン、1-(4-イソプロピルフェニル)-2-ヒドロキシ-2-メチルプロパン-1-オン、1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2-メチル-1-[4-(メチルチオ)フェニル]-2-モルフォリノプロパン-1-オン、2-(ジメチルアミノ)-1-[4-(4-モルホリノ)フェニル]-2-(フェニルメチル)-1-ブタノン、又は2-(ジメチルアミノ)-2-[(4-メチルフェニル)メチル]-1-[4-(4-モルホリニル)フェニル]-1-ブタノン等のアセトフェノン系化合物;ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、又はベンジルジメチルケタール等のベンゾイン系化合物;ベンゾフェノン、ベンゾイル安息香酸、ベンゾイル安息香酸メチル、4-フェニルベンゾフェノン、ヒドロキシベンゾフェノン、アクリル化ベンゾフェノン、4-ベンゾイル-4’-メチルジフェニルサルファイド、又は3,3’,4,4’-テトラ(t-ブチルパーオキシカルボニル)ベンゾフェノン等のベンゾフェノン系化合物;チオキサントン、2-クロルチオキサントン、2-メチルチオキサントン、イソプロピルチオキサントン、2,4-ジイソプロピルチオキサントン、又は2,4-ジエチルチオキサントン等のチオキサントン系化合物;2,4,6-トリクロロ-s-トリアジン、2-フェニル-4,6-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン、2-(p-メトキシフェニル)-4,6-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン、2-(p-トリル)-4,6-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン、2-ピペロニル-4,6-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン、2,4-ビス(トリクロロメチル)-6-スチリル-s-トリアジン、2-(ナフト-1-イル)-4,6-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン、2-(4-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-トリクロロメチル-(ピペロニル)-6-トリアジン、又は2,4-トリクロロメチル-(4’-メトキシスチリル)-6-トリアジン等のトリアジン系化合物;1,2-オクタンジオン,1-〔4-(フェニルチオ)フェニル-,2-(O-ベンゾイルオキシム)〕、又はエタノン,1-〔9-エチル-6-(2-メチルベンゾイル)-9H-カルバゾール-3-イル〕-,1-(O-アセチルオキシム)等のオキシムエステル系化合物;ビス(2,4,6-トリメチルベンゾイル)フェニルホスフィンオキサイド、又はジフェニル-2,4,6-トリメチルベンゾイルホスフィンオキサイド等のホスフィン系化合物;9,10-フェナンスレンキノン、カンファーキノン、エチルアントラキノン等のキノン系化合物;ボレート系化合物;カルバゾール系化合物;イミダゾール系化合物;あるいは、チタノセン系化合物等が挙げられる。これらの中でも、オキシムエステル系化合物が好ましい。
<Photopolymerization initiator (C)>
Examples of the photopolymerization initiator (C) include acetophenone-based compounds such as 4-phenoxydichloroacetophenone, 4-t-butyl-dichloroacetophenone, diethoxyacetophenone, 1-(4-isopropylphenyl)-2-hydroxy-2-methylpropan-1-one, 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone, 2-methyl-1-[4-(methylthio)phenyl]-2-morpholinopropan-1-one, 2-(dimethylamino)-1-[4-(4-morpholino)phenyl]-2-(phenylmethyl)-1-butanone, and 2-(dimethylamino)-2-[(4-methylphenyl)methyl]-1-[4-(4-morpholinyl)phenyl]-1-butanone; benzoin, benzoin methyl ether, benzo benzoin compounds such as benzoin ethyl ether, benzoin isopropyl ether, or benzil dimethyl ketal; benzophenone compounds such as benzophenone, benzoylbenzoic acid, methyl benzoylbenzoate, 4-phenylbenzophenone, hydroxybenzophenone, acrylated benzophenone, 4-benzoyl-4'-methyldiphenyl sulfide, or 3,3',4,4'-tetra(t-butylperoxycarbonyl)benzophenone; thioxanthone compounds such as thioxanthone, 2-chlorothioxanthone, 2-methylthioxanthone, isopropylthioxanthone, 2,4-diisopropylthioxanthone, or 2,4-diethylthioxanthone; 2,4,6-trichloro-s-triazine , 2-phenyl-4,6-bis(trichloromethyl)-s-triazine, 2-(p-methoxyphenyl)-4,6-bis(trichloromethyl)-s-triazine, 2-(p-tolyl)-4,6-bis(trichloromethyl)-s-triazine, 2-piperonyl-4,6-bis(trichloromethyl)-s-triazine, 2,4-bis(trichloromethyl)-6-styryl-s-triazine, 2-(naphth-1-yl)-4,6-bis(trichloromethyl)-s-triazine, 2-(4-methoxy-naphth-1-yl)-4,6-bis(trichloromethyl)-s-triazine, 2,4-trichloromethyl-(piperonyl)-6-triazine, or 2,4-trichloromethyl-(4'-methoxystyryl)-6-triazine. Examples of the compounds include triazine-based compounds such as azine, oxime ester-based compounds such as 1,2-octanedione, 1-[4-(phenylthio)phenyl-, 2-(O-benzoyloxime)], or ethanone, 1-[9-ethyl-6-(2-methylbenzoyl)-9H-carbazol-3-yl]-, or 1-(O-acetyloxime), phosphine-based compounds such as bis(2,4,6-trimethylbenzoyl)phenylphosphine oxide or diphenyl-2,4,6-trimethylbenzoylphosphine oxide, quinone-based compounds such as 9,10-phenanthrenequinone, camphorquinone, and ethylanthraquinone, borate-based compounds, carbazole-based compounds, imidazole-based compounds, and titanocene-based compounds. Among these, oxime ester-based compounds are preferred.
光重合開始剤(C)は、単独または2種類以上を併用して使用できる。 The photopolymerization initiator (C) can be used alone or in combination of two or more types.
(オキシムエステル系化合物)
オキシムエステル系化合物は、紫外線を吸収することによってオキシムのN-O結合の解裂がおこり、イミニルラジカルとアルキロキシラジカルを生成する。これらのラジカルは更に分解することにより活性の高いラジカルを生成するため、少ない露光量でパターンを形成させることができる。感光性着色組成物の着色剤濃度が高い場合、塗膜の紫外線透過率が低くなり塗膜の硬化度が低くなることがあるが、オキシムエステル系化合物は高い量子効率を持つため好適に使用される。
(Oxime ester compounds)
In the oxime ester compound, the N-O bond of the oxime is cleaved by absorbing ultraviolet light, generating an iminyl radical and an alkyloxy radical. These radicals further decompose to generate highly active radicals, so that a pattern can be formed with a small amount of exposure. When the colorant concentration of the photosensitive coloring composition is high, the ultraviolet transmittance of the coating film may decrease, and the degree of curing of the coating film may decrease, but the oxime ester compound has a high quantum efficiency and is therefore preferably used.
オキシムエステル系化合物は、特開2007-210991号公報、特開2009-179619号公報、特開2010-037223号公報、特開2010-215575号公報、特開2011-020998号公報等に記載のオキシムエステル系光重合開始剤が挙げられる。 Examples of oxime ester compounds include the oxime ester photopolymerization initiators described in JP-A-2007-210991, JP-A-2009-179619, JP-A-2010-037223, JP-A-2010-215575, and JP-A-2011-020998.
光重合開始剤(C)の含有量は、顔料(A)100質量部に対し、2~50質量部が好ましく、2~30質量部がより好ましい。適量配合すると光硬化性及び現像性がより向上する。 The content of the photopolymerization initiator (C) is preferably 2 to 50 parts by mass, and more preferably 2 to 30 parts by mass, per 100 parts by mass of the pigment (A). When an appropriate amount is added, the photocurability and developability are further improved.
<増感剤>
感光性着色組成物は、さらに増感剤を含有できる。
増感剤は、例えば、カルコン誘導体、ジベンザルアセトン等に代表される不飽和ケトン類、ベンジルやカンファーキノン等に代表される1,2-ジケトン誘導体、ベンゾイン誘導体、フルオレン誘導体、ナフトキノン誘導体、アントラキノン誘導体、キサンテン誘導体、チオキサンテン誘導体、キサントン誘導体、チオキサントン誘導体、クマリン誘導体、ケトクマリン誘導体、シアニン誘導体、メロシアニン誘導体、オキソノ-ル誘導体等のポリメチン色素、アクリジン誘導体、アジン誘導体、チアジン誘導体、オキサジン誘導体、インドリン誘導体、アズレン誘導体、アズレニウム誘導体、スクアリリウム誘導体、ポルフィリン誘導体、テトラフェニルポルフィリン誘導体、トリアリールメタン誘導体、テトラベンゾポルフィリン誘導体、テトラピラジノポルフィラジン誘導体、フタロシアニン誘導体、テトラアザポルフィラジン誘導体、テトラキノキサリロポルフィラジン誘導体、ナフタロシアニン誘導体、サブフタロシアニン誘導体、ピリリウム誘導体、チオピリリウム誘導体、テトラフィリン誘導体、アヌレン誘導体、スピロピラン誘導体、スピロオキサジン誘導体、チオスピロピラン誘導体、金属アレーン錯体、有機ルテニウム錯体、又はミヒラーケトン誘導体、α-アシロキシエステル、アシルフォスフィンオキサイド、メチルフェニルグリオキシレート、ベンジル、9,10-フェナンスレンキノン、カンファーキノン、エチルアンスラキノン、4,4’-ジエチルイソフタロフェノン、3,3’又は4,4’-テトラ(t-ブチルパーオキシカルボニル)ベンゾフェノン、4,4’-ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン等が挙げられる。
これらの中でもチオキサントン誘導体、ミヒラーケトン誘導体、カルバゾール誘導体が好ましい。具体的には、2,4-ジエチルチオキサントン、2-クロロチオキサントン、2,4-ジクロロチオキサントン、2-イソプロピルチオキサントン、4-イソプロピルチオキサントン、1-クロロ-4-プロポキシチオキサントン、4,4’-ビス(ジメチルアミノ)ベンゾフェノン、4,4’-ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン、4,4’-ビス(エチルメチルアミノ)ベンゾフェノン、N-エチルカルバゾール、3-ベンゾイル-N-エチルカルバゾール、3,6-ジベンゾイル-N-エチルカルバゾール等がより好ましい。
<Sensitizer>
The photosensitive coloring composition may further contain a sensitizer.
Examples of the sensitizer include polymethine dyes such as chalcone derivatives, unsaturated ketones typified by dibenzalacetone, 1,2-diketone derivatives typified by benzil and camphorquinone, benzoin derivatives, fluorene derivatives, naphthoquinone derivatives, anthraquinone derivatives, xanthene derivatives, thioxanthene derivatives, xanthone derivatives, thioxanthone derivatives, coumarin derivatives, ketocoumarin derivatives, cyanine derivatives, merocyanine derivatives, and oxonol derivatives, acridine derivatives, azine derivatives, thiazine derivatives, oxazine derivatives, indoline derivatives, azulene derivatives, azulenium derivatives, squarylium derivatives, porphyrin derivatives, tetraphenylporphyrin derivatives, triarylmethane derivatives, tetrabenzoporphyrin derivatives, and tetrapyrazinoporphyrazine derivatives. , phthalocyanine derivatives, tetraazaporphyrazine derivatives, tetraquinoxalyloporphyrazine derivatives, naphthalocyanine derivatives, subphthalocyanine derivatives, pyrylium derivatives, thiopyrylium derivatives, tetraphylline derivatives, annulene derivatives, spiropyran derivatives, spirooxazine derivatives, thiospiropyran derivatives, metal arene complexes, organic ruthenium complexes, or Michler's ketone derivatives, α-acyloxy esters, acylphosphine oxides, methylphenyl glyoxylates, benzyl, 9,10-phenanthrenequinone, camphorquinone, ethyl anthraquinone, 4,4'-diethylisophthalophenone, 3,3' or 4,4'-tetra(t-butylperoxycarbonyl)benzophenone, 4,4'-bis(diethylamino)benzophenone, and the like.
Among these, thioxanthone derivatives, Michler's ketone derivatives, and carbazole derivatives are preferable. Specifically, 2,4-diethylthioxanthone, 2-chlorothioxanthone, 2,4-dichlorothioxanthone, 2-isopropylthioxanthone, 4-isopropylthioxanthone, 1-chloro-4-propoxythioxanthone, 4,4'-bis(dimethylamino)benzophenone, 4,4'-bis(diethylamino)benzophenone, 4,4'-bis(ethylmethylamino)benzophenone, N-ethylcarbazole, 3-benzoyl-N-ethylcarbazole, 3,6-dibenzoyl-N-ethylcarbazole, and the like are more preferable.
増感剤は、単独または2種類以上を併用して使用できる。 Sensitizers can be used alone or in combination of two or more types.
増感剤の含有量は、重合性開始剤(D)100質量部に対し、3~60質量部が好ましく、5~50質量部がより好ましい。適量含有すると光硬化性および現像性がより向上する。 The content of the sensitizer is preferably 3 to 60 parts by mass, and more preferably 5 to 50 parts by mass, per 100 parts by mass of the polymerization initiator (D). When an appropriate amount is contained, the photocurability and developability are further improved.
増感剤の含有量は、光重合開始剤(C)100質量部に対し、3~60質量部でが好ましく、5~50質量部がより好ましい。適量含有すると硬化性、現像性がより向上する。 The content of the sensitizer is preferably 3 to 60 parts by mass, and more preferably 5 to 50 parts by mass, per 100 parts by mass of the photopolymerization initiator (C). When an appropriate amount is contained, the curing property and developability are further improved.
<チオール系連鎖移動剤>
感光性着色組成物は、連鎖移動剤を含有できる。連鎖移動剤は、チオール系連鎖移動剤が好ましい。チオール系連鎖移動剤は、光重合開始剤と併用すると光照射後のラジカル重合の際、酸素による重合阻害を受けにくいチイルラジカルが発生し、感光性着色組成物の感度が向上する。チオール系連鎖移動剤は、チオール基を1個有する単官能チオール、およびチオール基を2個以上有する多官能チオール分類できる。
<Thiol-based chain transfer agent>
The photosensitive coloring composition can contain a chain transfer agent. The chain transfer agent is preferably a thiol-based chain transfer agent. When the thiol-based chain transfer agent is used in combination with a photopolymerization initiator, it generates a thiyl radical that is not easily inhibited by oxygen during radical polymerization after irradiation with light, improving the sensitivity of the photosensitive coloring composition. The thiol-based chain transfer agent can be classified into a monofunctional thiol having one thiol group and a multifunctional thiol having two or more thiol groups.
単官能チオールは、例えば、1-ヘキサンチオール、1-オクタンチオール、2-エチルヘキシル-3-メルカプトプロピオネート、3-メトキシブチル-3-メルカプトプロピオネート、トリデシル-3-メルカプトプロピオネート、2-メチル-1-ブタンチオール、2-メチル-2-ブタンチオール、アリールメルカプタン、シクロヘキシルメルカプタン、チオフェノール、フェネチルメルカプタン、2-エチルチオフェノール、4-メトキシベンゾチオフェノール、2-ナフタレンチオール、メルカプトイミダゾール、メルカプトオキサゾール、メルカプトチアゾール、メルカプトトリアゾール、メルカプトチアジアゾール、メルカプトオキサジアゾール、メルカプトベンゾイミダゾール、メルカプトベンゾオキサゾール、メルカプトベンゾチアゾール、及びそれら誘導体等を挙げることができる。 Examples of monofunctional thiols include 1-hexanethiol, 1-octanethiol, 2-ethylhexyl-3-mercaptopropionate, 3-methoxybutyl-3-mercaptopropionate, tridecyl-3-mercaptopropionate, 2-methyl-1-butanethiol, 2-methyl-2-butanethiol, aryl mercaptan, cyclohexyl mercaptan, thiophenol, phenethyl mercaptan, 2-ethylthiophenol, 4-methoxybenzothiophenol, 2-naphthalenethiol, mercaptoimidazole, mercaptooxazole, mercaptothiazole, mercaptotriazole, mercaptothiadiazole, mercaptooxadiazole, mercaptobenzimidazole, mercaptobenzoxazole, mercaptobenzothiazole, and derivatives thereof.
多官能チオールは、例えば、ヘキサンジチオール 、デカンジチオール 、1,4-ブタンジオールビスチオプロピオネート、1,4-ブタンジオールビスチオグリコレート、エチレングリコールビスチオグリコレート、エチレングリコールビスチオプロピオネート、トリメチロールプロパントリスチオグリコレート、トリメチロールプロパントリスチオプロピオネート、トリメチロールプロパントリス(3-メルカプトブチレート)、ペンタエリスリトールテトラキスチオグリコレート、ペンタエリスリトールテトラキスチオプロピオネート、トリメルカプトプロピオン酸トリス(2-ヒドロキシエチル)イソシアヌレート、1,4-ジメチルメルカプトベンゼン、2、4、6-トリメルカプト-s-トリアジン、2-(N,N-ジブチルアミノ)-4,6-ジメルカプト-s-トリアジンなどが挙げられ、好ましくは、エチレングリコールビスチオプロピオネート、トリメチロールプロパントリスチオプロピオネート、ペンタエリスリトールテトラキスチオプロピオネートが挙げられる。 Polyfunctional thiols include, for example, hexanedithiol and decanedithiol. , 1,4-butanediol bisthiopropionate, 1,4-butanediol bisthioglycolate, ethylene glycol bisthioglycolate, ethylene glycol bisthiopropionate, trimethylolpropane tristhioglycolate, trimethylolpropane tristhiopropionate, trimethylolpropane tris(3-mercaptobutyrate), pentaerythritol tetrakisthioglycolate, pentaerythritol tetrakisthiopropionate, trimercaptopropionic acid tris(2-hydroxyethyl)isocyanurate, 1,4-dimethylmercaptobenzene, 2,4,6-trimercapto-s-triazine, 2-(N,N-dibutylamino)-4,6-dimercapto-s-triazine, etc. are preferably used, and ethylene glycol bisthiopropionate, trimethylolpropane tristhiopropionate, pentaerythritol tetrakisthiopropionate are preferably used.
パターン形成工程の露光過程において、膜深部となる基材と密着する部分の露光は表層部に比べ露光が充分でない場合があり、現像後の基材と密着する部分が細ってしまうことがある。従来、この問題に対し、表層部で発生したラジカルを膜深部に移動させる連鎖移動剤として多官能チオール化合物が使用される例が多いが、単官能チオール化合物を使用することで、現像後の基材と密着する部分の細りの発生をより効果的に抑制し、より矩形性の高い微細なパターンを形成することが可能となる。 During the exposure process in the pattern formation process, the exposure of the deeper parts of the film that are in close contact with the substrate may be insufficient compared to the surface parts, which can result in the parts that are in close contact with the substrate after development becoming thinner. Conventionally, to address this issue, polyfunctional thiol compounds have often been used as chain transfer agents that move radicals generated at the surface parts to the deeper parts of the film, but the use of monofunctional thiol compounds makes it possible to more effectively suppress the occurrence of thinning in the parts that are in close contact with the substrate after development, and to form finer patterns with a higher degree of rectangularity.
チオール系連鎖移動剤は、単独または2種類以上を併用して使用できる。 Thiol-based chain transfer agents can be used alone or in combination of two or more types.
チオール系連鎖移動剤の含有量は、光重合開始剤(C)100質量部に対し、30~200質量部が好ましく、50~150質量部がより好ましい。また、感光性着色組成物の不揮発分100質量%中では、0.1~10質量%が好ましく、0.1~5質量%がより好ましい。適量含有すると光感度、テーパー形状が向上し、被膜表面にシワが発生し難くなる。 The content of the thiol chain transfer agent is preferably 30 to 200 parts by mass, more preferably 50 to 150 parts by mass, relative to 100 parts by mass of the photopolymerization initiator (C). In addition, the content is preferably 0.1 to 10% by mass, more preferably 0.1 to 5% by mass, relative to 100% by mass of the non-volatile content of the photosensitive coloring composition. When an appropriate amount is contained, the photosensitivity and taper shape are improved, and wrinkles are less likely to occur on the coating surface.
<重合禁止剤>
感光性着色組成物は、重合禁止剤を含有できる。これによりフォトリソグラフィー法の露光時にマスクの回折光による感光を抑制できるため、所望の形状のパターンが得やすくなる。
<Polymerization inhibitor>
The photosensitive coloring composition may contain a polymerization inhibitor, which can suppress photosensitivity due to diffracted light from a mask during exposure in a photolithography method, making it easier to obtain a pattern of a desired shape.
重合禁止剤は、例えば、カテコール、レゾルシノール、1,4-ヒドロキノン、2-メチルカテコール、3-メチルカテコール、4-メチルカテコール、2-エチルカテコール、3-エチルカテコール、4-エチルカテコール、2-プロピルカテコール、3-プロピルカテコール、4-プロピルカテコール、2-n-ブチルカテコール、3-n-ブチルカテコール、4-n-ブチルカテコール、2-tert-ブチルカテコール、3-tert-ブチルカテコール、4-tert-ブチルカテコール、3,5-ジ-tert-ブチルカテコール等のアルキルカテコール系化合物、2-メチルレゾルシノール、4-メチルレゾルシノール、2-エチルレゾルシノール、4-エチルレゾルシノール、2-プロピルレゾルシノール、4-プロピルレゾルシノール、2-n-ブチルレゾルシノール、4-n-ブチルレゾルシノール、2-tert-ブチルレゾルシノール、4-tert-ブチルレゾルシノール等のアルキルレゾルシノール系化合物、メチルヒドロキノン、エチルヒドロキノン、プロピルヒドロキノン、tert-ブチルヒドロキノン、2,5-ジ-tert-ブチルヒドロキノン等のアルキルヒドロキノン系化合物、トリブチルホスフィン、トリオクチルホスフィン、トリシクロヘキシルホスフィン、トリフェニルホスフィン、トリベンジルホスフィン等のホスフィン化合物、トリオクチルホスフィンオキサイド、トリフェニルホスフィンオキサイドなどのホスフィンオキサイド化合物、トリフェニルホスファイト、トリスノニルフェニルホスファイト等のホスファイト化合物、ピロガロール、フロログルシンなどが挙げられる。 Polymerization inhibitors include, for example, alkyl catechol compounds such as catechol, resorcinol, 1,4-hydroquinone, 2-methylcatechol, 3-methylcatechol, 4-methylcatechol, 2-ethylcatechol, 3-ethylcatechol, 4-ethylcatechol, 2-propylcatechol, 3-propylcatechol, 4-propylcatechol, 2-n-butylcatechol, 3-n-butylcatechol, 4-n-butylcatechol, 2-tert-butylcatechol, 3-tert-butylcatechol, 4-tert-butylcatechol, and 3,5-di-tert-butylcatechol; 2-methylresorcinol, 4-methylresorcinol, 2-ethylresorcinol, 4-ethylresorcinol, 2-propylresorcinol, 4-propylresorcinol, and 2-n-butylcatechol. Examples of such compounds include alkyl resorcinol compounds such as n-butyl resorcinol, 4-n-butyl resorcinol, 2-tert-butyl resorcinol, and 4-tert-butyl resorcinol; alkyl hydroquinone compounds such as methyl hydroquinone, ethyl hydroquinone, propyl hydroquinone, tert-butyl hydroquinone, and 2,5-di-tert-butyl hydroquinone; phosphine compounds such as tributyl phosphine, trioctyl phosphine, tricyclohexyl phosphine, triphenyl phosphine, and tribenzyl phosphine; phosphine oxide compounds such as trioctyl phosphine oxide and triphenyl phosphine oxide; phosphite compounds such as triphenyl phosphite and trisnonylphenyl phosphite; pyrogallol; and phloroglucin.
重合禁止剤の含有量は、感光性着色組成物の不揮発分100質量%中、0.01~0.4質量部が好ましい。適量含有すると良好なパターン形状が得やすくなる。 The content of the polymerization inhibitor is preferably 0.01 to 0.4 parts by mass based on 100% by mass of the non-volatile content of the photosensitive coloring composition. If an appropriate amount is included, it becomes easier to obtain a good pattern shape.
<紫外線吸収剤>
感光性着色組成物は、紫外線吸収剤を含有できる。紫外線吸収剤は、ベンゾトリアゾール系化合物、トリアジン系化合物、ベンゾフェノン系化合物、サリチル酸エステル系化合物、シアノアクリレート系化合物、及びサリシレート系化合物等が挙げられる。なお、紫外線吸収剤は、オリゴマーやポリマーであってもよい。
<Ultraviolet absorbing agent>
The photosensitive coloring composition may contain an ultraviolet absorbing agent. Examples of the ultraviolet absorbing agent include benzotriazole-based compounds, triazine-based compounds, benzophenone-based compounds, salicylic acid ester-based compounds, cyanoacrylate-based compounds, and salicylate-based compounds. The ultraviolet absorbing agent may be an oligomer or a polymer.
紫外線吸収剤の含有量は、光重合開始剤と紫外線吸収剤との合計100質量%中、5~70質量%が好ましい。適量含有すると現像後の解像性がより向上する。 The content of the UV absorber is preferably 5 to 70% by mass, out of a total of 100% by mass of the photopolymerization initiator and UV absorber. If an appropriate amount is included, the resolution after development will be further improved.
また、光重合開始剤と紫外線吸収剤の合計含有量は、感光性着色組成物の不揮発分100質量%中、1~20質量%が好ましい。適量含有すると基板と被膜の密着性がより向上し、良好な解像性が得られる。 In addition, the total content of the photopolymerization initiator and the UV absorber is preferably 1 to 20% by mass based on 100% by mass of the non-volatile content of the photosensitive coloring composition. When an appropriate amount is contained, the adhesion between the substrate and the coating is further improved, and good resolution can be obtained.
ベンゾトリアゾール系化合物は、例えば、2-(5メチル-2-ヒドロキシフェニル)ベンゾトリアゾール、2-(2-ヒドロキシ-5-t-ブチルフェニル)-2H-ベンゾトリアゾール、2-[2-ヒドロキシ-3,5-ビス(α, α-ジメチルベンジル)フェニル]-2H-ベンゾトリアゾール、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、2-(2’-ヒドロキシ-5’-t-オクチルフェニル)ベンゾトリアゾール、5%の2-メトキシ-1-メチルエチルアセテートと95%のベンゼンプロパン酸,3-(2H-ベンゾトリアゾール-2-イル)-(1,1-ジメチルエチル)-4-ヒドロキシ,C7-9側鎖及び直鎖アルキルエステルの混合物、2-(2H-ベンゾトリアゾール-2-イル)-4,6-ビス(1-メチル-1-フェニルエチル)フェノール、2-(2H-ベンゾトリアゾール-2-イル)-6-(1-メチル-1-フェニルエチル)-4-(1,1,3,3-テトラメチルブチル)フェノール、メチル 3-(3-(2H-ベンゾトリアゾール-2-イル)-5-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート/ポリエチレングリコール300の反応生成物、2-(2H-ベンゾトリアゾール-2-イル)-4-(1,1,3,3-テトラメチルブチル)フェノール、2,2’-メチレンビス[6-(2H-ベンゾトリアゾール-2-イル)-4-(1,1,3,3-テトラメチルブチル)フェノール]、2-(2H-ベンゾトリアゾール-2-イル)-p-クレゾール、2-(5-クロロ-2H-ベンゾトリアゾール-2-イル)-6-t-ブチル-4-メチルフェノール、2-(3,5-ジ-t-アミル-2-ヒドロキシフェニル)ベンゾトリアゾール、2-[2-ヒドロキシ-5-[2-(メタクリロイルオキシ)エチル]フェニル]-2H-ベンゾトリアゾール、オクチル-3-[3-tert-ブチル-4-ヒドロキシ-5-(5-クロロ-2H-ベンゾトリアゾール-2-イル)フェニル]プロピオネート、2-エチルヘキシル-3-[3-tert-ブチル-4-ヒドロキシ-5-(5-クロロ-2H-ベンゾトリアゾール-2-イル)フェニル]プロピオネートが挙げられる。 Benzotriazole compounds include, for example, 2-(5-methyl-2-hydroxyphenyl)benzotriazole, 2-(2-hydroxy-5-t-butylphenyl)-2H-benzotriazole, 2-[2-hydroxy-3,5-bis(α, α-dimethylbenzyl)phenyl]-2H-benzotriazole, 2-(3-t-butyl-5-methyl-2-hydroxyphenyl)-5-chlorobenzotriazole, 2-(2'-hydroxy-5'-t-octylphenyl)benzotriazole, mixture of 5% 2-methoxy-1-methylethyl acetate and 95% benzenepropanoic acid, 3-(2H-benzotriazol-2-yl)-(1,1-dimethylethyl)-4-hydroxy, C7-9 side and straight chain alkyl esters, 2-(2H-benzotriazol-2-yl)-4,6-bis(1-methyl-1-phenylethyl)phenol, 2-(2H-benzotriazol-2-yl)-6-(1-methyl-1-phenylethyl)-4-(1,1,3,3-tetramethylbutyl)phenol, methyl 3-(3-(2H-benzotriazol-2-yl)-5-t-butyl-4-hydroxyphenyl)propionate/polyethylene glycol 300 reaction products, 2-(2H-benzotriazol-2-yl)-4-(1,1,3,3-tetramethylbutyl)phenol, 2,2'-methylenebis[6-(2H-benzotriazol-2-yl)-4-(1,1,3,3-tetramethylbutyl)phenol], 2-(2H-benzotriazol-2-yl)-p-cresol, 2-(5-chloro-2H-benzotriazol-2-yl)-6-t- Butyl-4-methylphenol, 2-(3,5-di-t-amyl-2-hydroxyphenyl)benzotriazole, 2-[2-hydroxy-5-[2-(methacryloyloxy)ethyl]phenyl]-2H-benzotriazole, octyl-3-[3-tert-butyl-4-hydroxy-5-(5-chloro-2H-benzotriazol-2-yl)phenyl]propionate, 2-ethylhexyl-3-[3-tert-butyl-4-hydroxy-5-(5-chloro-2H-benzotriazol-2-yl)phenyl]propionate.
トリアジン系化合物は、例えば、2,4-ビス(2,4-ジメチルフェニル)-6-(2-ヒドロキシ-4-n-オクチルオキシフェニル)-1,3,5-トリアジン、2‐[4,6‐ビス(2,4‐ジメチルフェニル)‐1,3,5‐トリアジン‐2‐イル]‐5‐[3‐(ドデシルオキシ)‐2‐ヒドロキシプロポキシ]フェノール、2-(2,4-ジヒドロキシフェニル)-4,6-ビス(2,4-ジメチルフェニル)-1,3,5-トリアジンと(2-エチルヘキシル)-グリシド酸エステルの反応生成物、2,4-ビス「2-ヒドロキシ-4-ブトキシフェニル」-6-(2,4-ジブトキシフェニル)-1,3,5-トリアジン、2-(4,6-ジフェニル-1,3,5-トリアジン-2-イル)-5-(ヘキシルオキシ)フェノール、2-(4,6-ジフェニル-1,3,5-トリアジン-2-イル)-5-[2-(2-エチルヘキサノイルオキシ)エトキシ]フェノール、2,4,6-トリス(2-ヒドロキシ-4-ヘキシルオキシ-3-メチルフェニル)-1,3,5-トリアジン等が挙げられる。 Examples of triazine compounds include 2,4-bis(2,4-dimethylphenyl)-6-(2-hydroxy-4-n-octyloxyphenyl)-1,3,5-triazine, 2-[4,6-bis(2,4-dimethylphenyl)-1,3,5-triazine-2-yl]-5-[3-(dodecyloxy)-2-hydroxypropoxy]phenol, and the reaction product of 2-(2,4-dihydroxyphenyl)-4,6-bis(2,4-dimethylphenyl)-1,3,5-triazine and (2-ethylhexyl)-glycidic acid ester. Examples of such compounds include 2,4-bis[2-hydroxy-4-butoxyphenyl]-6-(2,4-dibutoxyphenyl)-1,3,5-triazine, 2-(4,6-diphenyl-1,3,5-triazin-2-yl)-5-(hexyloxy)phenol, 2-(4,6-diphenyl-1,3,5-triazin-2-yl)-5-[2-(2-ethylhexanoyloxy)ethoxy]phenol, and 2,4,6-tris(2-hydroxy-4-hexyloxy-3-methylphenyl)-1,3,5-triazine.
ベンゾフェノン系化合物は、例えば、2,4-ジ-ヒドロキシベンゾフェノン、2-ヒドロキシ-4-メトキシベンゾフェノン、2-ヒドロキシ-4-n-オクトキシベンゾフェノン、2,2’-ジ-ヒドロキシ-4-メトキシベンゾフェノン、2,2’-ジヒドロキシ-4,4’-ジメトキシベンゾフェノン、4-ドデシロキシ-2-ヒドロキシベンゾフェノン、2-ヒドロキシ-4-オクタデシロキシベンゾフェノン、2,2’ジヒドロキシ-4,4’-ジメトキシベンゾフェノン、2,2’,4,4’-テトラヒドロキシベンゾフェノン、2-ヒドロキシ-4-メトキシ-2’-カルボキシベンゾフェノン等が挙げられる。 Examples of benzophenone compounds include 2,4-dihydroxybenzophenone, 2-hydroxy-4-methoxybenzophenone, 2-hydroxy-4-n-octoxybenzophenone, 2,2'-dihydroxy-4-methoxybenzophenone, 2,2'-dihydroxy-4,4'-dimethoxybenzophenone, 4-dodecyloxy-2-hydroxybenzophenone, 2-hydroxy-4-octadecyloxybenzophenone, 2,2'dihydroxy-4,4'-dimethoxybenzophenone, 2,2',4,4'-tetrahydroxybenzophenone, and 2-hydroxy-4-methoxy-2'-carboxybenzophenone.
サリチル酸エステル系化合物は、例えば、サリチル酸フェニル、サリチル酸p-オクチルフェニル、サリチル酸p-tertブチルフェニル等が挙げられる。 Examples of salicylic acid ester compounds include phenyl salicylate, p-octylphenyl salicylate, and p-tert-butylphenyl salicylate.
<酸化防止剤>
感光性着色組成物は、酸化防止剤を含有できる。酸化防止剤は、感光性着色組成物から形成される被膜が、熱硬化やITOアニール時の熱工程によって酸化による黄変を防ぎ、被膜の透過率の低下を抑制できる。特に感光性着色組成物の顔料濃度が高い場合、相対的に重合性化合物(D)の含有量が減少するため、光重合開始剤の増量や、熱硬化性化合物の配合で対応すると被膜が黄変し易い。そのため、酸化防止剤を含むことで、加熱工程時の酸化による黄変を防止し、被膜の透過率の低下を抑制できる。
<Antioxidants>
The photosensitive coloring composition can contain an antioxidant. The antioxidant can prevent the coating film formed from the photosensitive coloring composition from yellowing due to oxidation during the thermal process of heat curing or ITO annealing, and suppress the decrease in the transmittance of the coating film. In particular, when the pigment concentration of the photosensitive coloring composition is high, the content of the polymerizable compound (D) is relatively reduced, so that the coating film is likely to yellow when the amount of the photopolymerization initiator is increased or a thermosetting compound is blended. Therefore, by including an antioxidant, yellowing due to oxidation during the heating process can be prevented, and the decrease in the transmittance of the coating film can be suppressed.
酸化防止剤は、ラジカル補足機能、又は過酸化物分解機能を有する化合物である。酸化防止剤は、ヒンダードフェノール系化合物、ヒンダードアミン系化合物、リン系化合物、イオウ系化合物、ヒドロキシルアミン系化合物の化合物等が挙げられる。なお、酸化防止剤は、ハロゲン原子を含有しない化合物が好ましい。 Antioxidants are compounds that have a radical scavenging function or a peroxide decomposition function. Examples of antioxidants include hindered phenol compounds, hindered amine compounds, phosphorus compounds, sulfur compounds, and hydroxylamine compounds. It is preferable that the antioxidant is a compound that does not contain a halogen atom.
これらの中でも、塗膜の透過率と感度の両立の観点から、ヒンダードフェノール系酸化防止剤、ヒンダードアミン系酸化防止剤、リン系酸化防止剤、イオウ系酸化防止剤が好ましい。 Among these, from the viewpoint of achieving both the transmittance and sensitivity of the coating film, hindered phenol-based antioxidants, hindered amine-based antioxidants, phosphorus-based antioxidants, and sulfur-based antioxidants are preferred.
酸化防止剤は、単独または2種類以上を併用して使用できる。 Antioxidants can be used alone or in combination of two or more types.
酸化防止剤の含有量は、感光性着色組成物の不揮発分100質量%中、0.5~5.0質量%が好ましい。これにより透過率、分光特性、及び感度がより向上する。 The content of the antioxidant is preferably 0.5 to 5.0% by mass based on 100% by mass of the non-volatile content of the photosensitive coloring composition. This further improves the transmittance, spectral characteristics, and sensitivity.
<レベリング剤>
感光性着色組成物は、レベリング剤を含有できる。これにより、被膜形成時の透明基板に対する濡れ性および被膜の乾燥性がより向上する。レベリング剤は、例えば、シリコーン系界面活性剤、フッ素系界面活性剤、ノニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、アニオン性界面活性剤等が挙げられる。
<Leveling Agent>
The photosensitive coloring composition can contain a leveling agent. This improves the wettability of the transparent substrate during film formation and the drying property of the film. Examples of the leveling agent include silicone surfactants, fluorine surfactants, nonionic surfactants, cationic surfactants, and anionic surfactants.
レベリング剤の含有量は、感光性着色組成物の不揮発分中、0.001~2.0質量%が好ましく、0.005~1.0質量%がより好ましい。この範囲内であることで、感光性着色組成物の塗布性とパターン密着性、透過率のバランスがより向上する。。 The content of the leveling agent is preferably 0.001 to 2.0% by mass, and more preferably 0.005 to 1.0% by mass, of the non-volatile content of the photosensitive coloring composition. By being within this range, the balance between the coatability of the photosensitive coloring composition, the pattern adhesion, and the transmittance is further improved.
<貯蔵安定剤>
感光性着色組成物は、組成物の経時粘度を安定化させるために貯蔵安定剤を含有できる。貯蔵安定剤は、例えば、ベンジルトリメチルクロライド、ジエチルヒドロキシアミンなどの4級アンモニウムクロライド、乳酸、シュウ酸などの有機酸およびそのメチルエーテル、t-ブチルピロカテコール、テトラエチルホスフィン、テトラフェニルフォスフィンなどの有機ホスフィン、亜リン酸塩等が挙げられる。
<Storage stabilizer>
The photosensitive coloring composition may contain a storage stabilizer to stabilize the viscosity of the composition over time. Examples of the storage stabilizer include quaternary ammonium chlorides such as benzyl trimethyl chloride and diethylhydroxyamine, organic acids such as lactic acid and oxalic acid and their methyl ethers, organic phosphines such as t-butylpyrocatechol, tetraethylphosphine and tetraphenylphosphine, and phosphites.
貯蔵安定剤の含有量は、着色剤(A)100質量部に対して、0.1~10質量%が好ましい。 The content of the storage stabilizer is preferably 0.1 to 10 mass% per 100 mass parts of colorant (A).
<密着向上剤>
密着向上剤は、例えば、シランカップリング剤が挙げられる。
シランカップリング剤は、例えば、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン等のビニルシラン類、3-メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、3-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3-メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、3-メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、3-アクリロキシプロピルトリメトキシシラン等の(メタ)アクリルシラン類、2-(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、3-グリシドキシプロピルトリエトキシシラン等のエポキシシラン類、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-トリエトキシシリル-N-(1,3-ジメチル-ブチリデン)プロピルアミン、N-フェニル-3-アミノプロピルトリメトキシシラン、N-(ビニルベンジル)-2-アミノエチル-3-アミノプロピルトリメトキシシランの塩酸塩等のアミノシラン類、3-メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、3-メルカプトプロピルトリメトキシシラン等のメルカプト類、p-スチリルトリメトキシシラン等のスチリル類、3-ウレイドプロピルトリエトキシシラン等のウレイド類、ビス(トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィド等のスルフィド類、3-イソシアネートプロピルトリエトキシシラン等のイソシアネート類が挙げられる。
<Adhesion improver>
The adhesion improver may, for example, be a silane coupling agent.
Examples of the silane coupling agent include vinyl silanes such as vinyl trimethoxy silane and vinyl triethoxy silane; (meth)acrylic silanes such as 3-methacryloxypropyl methyl dimethoxy silane, 3-methacryloxypropyl trimethoxy silane, 3-methacryloxypropyl methyl diethoxy silane, 3-methacryloxypropyl triethoxy silane and 3-acryloxypropyl trimethoxy silane; epoxy silanes such as 2-(3,4-epoxycyclohexyl) ethyl trimethoxy silane, 3-glycidoxypropyl methyl dimethoxy silane, 3-glycidoxypropyl trimethoxy silane, 3-glycidoxypropyl methyl diethoxy silane and 3-glycidoxypropyl triethoxy silane; N-2-(aminoethyl)-3-aminopropyl methyl dimethoxy silane, N-2-( aminosilanes such as N-(vinylbenzyl)-2-aminoethyl-3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, 3-triethoxysilyl-N-(1,3-dimethyl-butylidene)propylamine, N-phenyl-3-aminopropyltrimethoxysilane, and N-(vinylbenzyl)-2-aminoethyl-3-aminopropyltrimethoxysilane hydrochloride; mercaptos such as 3-mercaptopropylmethyldimethoxysilane and 3-mercaptopropyltrimethoxysilane; styryls such as p-styryltrimethoxysilane; ureidos such as 3-ureidopropyltriethoxysilane; sulfides such as bis(triethoxysilylpropyl)tetrasulfide; and isocyanates such as 3-isocyanatepropyltriethoxysilane.
密着向上剤の含有量は、顔料(A)100質量部に対し、0.01~10質量部が好ましく、0.05~5質量部がより好ましい。適量含有すると感光性着色組成物の光感度が向上し、被膜の密着性がより向上し、パターンの解像性もより向上する。 The content of the adhesion improver is preferably 0.01 to 10 parts by mass, and more preferably 0.05 to 5 parts by mass, per 100 parts by mass of pigment (A). When an appropriate amount is contained, the photosensitivity of the photosensitive coloring composition is improved, the adhesion of the coating is further improved, and the resolution of the pattern is also further improved.
<溶剤>
感光性着色組成物は、溶剤を含有できる。これにより感光性着色組成物の粘度調整が容易になるため、表面が平滑な被膜を形成し易い。溶剤は、使用目的に応じて適宜選択し、適量を含有すれば良い。
<Solvent>
The photosensitive coloring composition can contain a solvent. This makes it easier to adjust the viscosity of the photosensitive coloring composition, making it easier to form a coating with a smooth surface. The solvent may be appropriately selected according to the purpose of use, and may be contained in an appropriate amount.
溶剤は、例えば、エステル溶剤(分子内に-COO-を含み、-O-を含まない溶剤)、エーテル溶剤(分子内に-O-を含み、-COO-を含まない溶剤)、エーテルエステル溶剤(分子内に-COO-と-O-とを含む溶剤)、ケトン溶剤(分子内に-CO-を含み、-COO-を含まない溶剤)、アルコール溶剤(分子内にOHを含み、-O-、-CO-及び-COO-を含まない溶剤)、芳香族炭化水素溶剤、アミド溶剤、ジメチルスルホキシド等が挙げられる。 Examples of the solvent include ester solvents (solvents that contain -COO- in the molecule and do not contain -O-), ether solvents (solvents that contain -O- in the molecule and do not contain -COO-), ether ester solvents (solvents that contain -COO- and -O- in the molecule), ketone solvents (solvents that contain -CO- in the molecule and do not contain -COO-), alcohol solvents (solvents that contain OH in the molecule and do not contain -O-, -CO-, or -COO-), aromatic hydrocarbon solvents, amide solvents, dimethyl sulfoxide, etc.
これらの中でも塗布性、乾燥性の面で1atmにおける沸点が120℃以上180℃以下の溶剤が好ましい。例えば、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、乳酸エチル、乳酸ブチル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、3-エトキシプロピオン酸エチル、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、4-ヒドロキシ-4-メチル-2-ペンタノン、N,N-ジメチルホルムアミド、N-メチルピロリドン等がより好ましく、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテル、乳酸エチル、3-エトキシプロピオン酸エチル等がさらに好ましい。 Among these, solvents with a boiling point of 120°C or more and 180°C or less at 1 atm are preferred in terms of coatability and drying properties. For example, propylene glycol monomethyl ether acetate, ethyl lactate, butyl lactate, propylene glycol monomethyl ether, ethyl 3-ethoxypropionate, ethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, 4-hydroxy-4-methyl-2-pentanone, N,N-dimethylformamide, N-methylpyrrolidone, etc. are more preferred, and propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether, ethyl lactate, ethyl 3-ethoxypropionate, etc. are even more preferred.
溶剤は、単独または2種類以上を混合して使用できる。 Solvents can be used alone or in combination of two or more types.
<感光性着色組成物の製造>
感光性着色組成物は、例えば、顔料(A)、樹脂型分散剤、溶剤等を使用して分散処理を行い顔料分散体を作製する。次いで、顔料分散体、バインダ機能を有する樹脂、重合性化合物(D)、および光重合開始剤(C)を混合して作製することができる。なお、各材料を配合するタイミングは、任意である。また、分散工程を複数回行うこともできる。
<Production of Photosensitive Coloring Composition>
The photosensitive coloring composition is prepared by dispersing the pigment (A), a resin-type dispersant, a solvent, etc. to prepare a pigment dispersion. The pigment dispersion, a resin having a binder function, a polymerizable compound (D), and a photopolymerization initiator (C) are then mixed together to prepare the photosensitive coloring composition. The timing of mixing each material is arbitrary. The dispersion process can also be carried out multiple times.
前記分散処理は、例えば、ニーダー、2本ロールミル、3本ロールミル、ボールミル、横型サンドミル、縦型サンドミル、アニュラー型ビーズミル、又はアトライター等の分散装置を使用できる。 The dispersion process can be carried out using a dispersion device such as a kneader, a two-roll mill, a three-roll mill, a ball mill, a horizontal sand mill, a vertical sand mill, an annular bead mill, or an attritor.
<粗大粒子の除去>
本発明の感光性着色組成物は、重力加速度3000~25000Gの遠心分離、焼結フィルタやメンブレンフィルタによる濾過等の手段にて、5μm以上の粗大粒子、好ましくは1μm以上の粗大粒子、さらに好ましくは0.5μm以上の粗大粒子及び混入した塵の除去を行うことが好ましい。このように感光性着色組成物は、実質的に0.5μm以上の粒子を含まないことが好ましい。より好ましくは0.3μm以下であることが好ましい。
<Removal of large particles>
The photosensitive coloring composition of the present invention is preferably subjected to removal of coarse particles of 5 μm or more, preferably coarse particles of 1 μm or more, more preferably coarse particles of 0.5 μm or more, and mixed dust by means of centrifugation at a gravitational acceleration of 3000 to 25000 G, filtration with a sintered filter or a membrane filter, etc. In this way, it is preferable that the photosensitive coloring composition does not substantially contain particles of 0.5 μm or more. More preferably, it is preferable that the particles are 0.3 μm or less.
<感光性着色組成物中の水分量>
本発明の感光性着色組成物は、感光性着色組成物に含まれる水の含有量が2質量%以下であることが好ましい。
<Water content in photosensitive coloring composition>
The photosensitive coloring composition of the present invention preferably has a water content of 2% by mass or less.
上記の水の含有量とすると感光性着色組成物は、経時保存後でも分散安定性・感度に優れる。 When the water content is set to the above range, the photosensitive coloring composition has excellent dispersion stability and sensitivity even after storage over time.
なお、感光性着色組成物に含まれる水の含有量は、1.8質量%以下が好ましく、1.6質量%以下がより好ましく、この範囲の十分少ない水分量であれば、経時保存後でも分散安定性・感度に問題は起こりにくい。 The water content in the photosensitive coloring composition is preferably 1.8% by mass or less, and more preferably 1.6% by mass or less. If the water content is sufficiently low within this range, problems with dispersion stability and sensitivity are unlikely to occur even after storage over time.
水の含有量を制御する方法は、特に制限がなく、公知の方法を用いることができる。例えば、乾燥した不活性ガスを吹き込みながら、感光性着色組成物を製造する方法や、製造後、モレキュラーシーブスを投入し脱水する方法等が挙げられる。その中でも、乾燥した不活性ガスを吹き込みながら、製造する方法が好ましい。 There are no particular limitations on the method for controlling the water content, and known methods can be used. For example, a method of producing a photosensitive coloring composition while blowing in a dry inert gas, or a method of adding molecular sieves after production and dehydrating the composition, etc., can be mentioned. Among these, the method of producing the composition while blowing in a dry inert gas is preferred.
水の含有量は、カールフィッシャー法などの公知の方法により測定することができる。 The water content can be measured by known methods such as the Karl Fischer method.
<感光性着色組成物中のトルエン量>
本発明の感光性着色組成物は、トルエンを含有できる。トルエンの含有量は感光性着色組成物中、0.1~10質量ppmが好ましい。トルエンの含有量の上限は、9質量ppm以下が好ましく、8質量ppm以下がより好ましく、7質量ppm以下が更に好ましい。下限は、0.2質量ppm以上が好ましく、0.3質量ppm以上がより好ましく、0.4質量ppm以上が更に好ましい。
<Amount of toluene in photosensitive coloring composition>
The photosensitive coloring composition of the present invention may contain toluene. The content of toluene in the photosensitive coloring composition is preferably 0.1 to 10 ppm by mass. The upper limit of the toluene content is preferably 9 ppm by mass or less, more preferably 8 ppm by mass or less, and even more preferably 7 ppm by mass or less. The lower limit is preferably 0.2 ppm by mass or more, more preferably 0.3 ppm by mass or more, and even more preferably 0.4 ppm by mass or more.
<感光性着色組成物の硬化物である、硬化膜>
感光性着色組成物の硬化物である、硬化膜は、フィルタセグメントを意味し、その形成は、例えば、印刷法、電着法、転写法、インクジェット法、フォトリソグラフィー法等で作製できる。本明細書では、最も好ましいフォトリソグラフィー法を説明する。
<Cured film, which is a cured product of the photosensitive coloring composition>
The cured film, which is a cured product of the photosensitive coloring composition, means a filter segment, and can be formed by, for example, a printing method, an electrodeposition method, a transfer method, an inkjet method, a photolithography method, etc. In this specification, the most preferred photolithography method will be described.
フォトリソグラフィー法は、例えば、ある色調の着色剤を含有する感光性着色組成物を、透明基板上に、乾燥膜厚が0.2~5μm程度になるように塗布し被膜を形成する。得られた被膜(以下、第一の被膜という)は、所定のパターンを有するマスクを通して露光(光照射:露光工程)を行う。次いで、溶剤又はアルカリ現像液に浸漬するかもしくはスプレーなどにより現像液を噴霧し現像を行い、未硬化部分を除去して所望のパターンを得る。この工程を他の色調の着色剤を有する感光性着色組成物を使用して同様に行うことで、各色のフィルタセグメントを製造できる。また、露光前の第一の被膜上にさらにポリビニルアルコールや水溶性アクリル樹脂を使用して第二の被膜(酸素遮断膜)を形成できる。これにより第一の被膜は、酸素に接しないため露光感度がより向上する。また、カラーフィルタは、フィルタセグメント中に未硬化の光重合性化合物を硬化させるために加熱を行うことができる。 In the photolithography method, for example, a photosensitive coloring composition containing a colorant of a certain color tone is applied to a transparent substrate so that the dry film thickness is about 0.2 to 5 μm to form a coating. The obtained coating (hereinafter referred to as the first coating) is exposed to light (light irradiation: exposure process) through a mask having a predetermined pattern. Next, the coating is developed by immersing it in a solvent or an alkaline developer or spraying the developer with a spray or the like, and the uncured parts are removed to obtain the desired pattern. This process can be similarly performed using a photosensitive coloring composition containing a colorant of another color tone to produce filter segments of each color. In addition, a second coating (oxygen barrier film) can be formed on the first coating before exposure using polyvinyl alcohol or a water-soluble acrylic resin. This prevents the first coating from coming into contact with oxygen, thereby further improving the exposure sensitivity. In addition, the color filter can be heated to cure the uncured photopolymerizable compound in the filter segment.
塗布装置は、例えば、スプレーコートやスピンコート、スリットコート、ロールコート等が挙げられる。塗工に際し、乾燥工程を行うことができる。乾燥装置は、例えば、熱風オーブン、赤外線ヒーター等が挙げられる。 Examples of coating devices include spray coaters, spin coaters, slit coaters, and roll coaters. A drying process can be carried out during coating. Examples of drying devices include hot air ovens and infrared heaters.
露光工程では、着色層を、例えば、ステッパー等の露光装置を用い、マスクを介して特定のパターンを露光する。これにより硬化膜が得られる。露光には、例えば、g線、h線、i線等の紫外線が好ましく用いられる。 In the exposure step, the colored layer is exposed to a specific pattern through a mask using an exposure device such as a stepper. This results in a cured film. For exposure, ultraviolet rays such as g-line, h-line, or i-line are preferably used.
前記現像液は、アルカリ現像液として、例えば、炭酸ナトリウム、水酸化ナトリウム等の無機アルカリ;ジメチルベンジルアミン、トリエタノールアミン等の有機アルカリが挙げられる。また、現像液は、消泡剤や界面活性剤を添加できる。 The developer may be an alkaline developer, for example, an inorganic alkali such as sodium carbonate or sodium hydroxide; or an organic alkali such as dimethylbenzylamine or triethanolamine. In addition, a defoamer or a surfactant may be added to the developer.
<カラーフィルタ>
本明細書のカラーフィルタは、感光性着色組成物から形成されるフィルタセグメントを有する。またカラーフィルタは基材(透明基板ともいう)を有することが好ましい。フィルタセグメントは、使用する顔料(A)の種類を適宜選択することで、赤色フィルタセグメント、緑色フィルタセグメント、および青色フィルタセグメントを有することが好ましい。また、フィルタセグメントは、これらに代えてマゼンタ色フィルタセグメント、シアン色フィルタセグメント、黄色フィルタセグメントを有することができる。なお、透明基板に代えて反射基板を使用できる。透明基板は、例えば、ガラス基板が挙げられる。反射基板は、例えばアルミ電極や金属薄膜を反射面として使用する基板が挙げられる。
<Color filter>
The color filter of the present specification has a filter segment formed from a photosensitive coloring composition. The color filter preferably has a base material (also referred to as a transparent substrate). The filter segment preferably has a red filter segment, a green filter segment, and a blue filter segment by appropriately selecting the type of pigment (A) used. The filter segment may have a magenta filter segment, a cyan filter segment, and a yellow filter segment instead of these. A reflective substrate may be used instead of the transparent substrate. Examples of the transparent substrate include a glass substrate. Examples of the reflective substrate include a substrate using an aluminum electrode or a metal thin film as a reflective surface.
<カラーフィルタの製造方法>
カラーフィルタは、まず基材上にブラックマトリクスを形成し、次いでフィルタセグメントを形成することが好ましい。なお、基材上に薄膜トランジスター(TFT)をあらかじめ形成してからブラックマトリクスを形成することができる。
ブラックマトリクスは、例えば、クロムやクロム/酸化クロムの多層膜、窒化チタニウムなどの無機膜や、遮光剤を分散した樹脂膜が挙げられる。
<Color Filter Manufacturing Method>
It is preferable that the color filter is formed by first forming a black matrix on a substrate and then forming filter segments. It is also possible to form thin film transistors (TFTs) on the substrate before forming the black matrix.
Examples of the black matrix include a multilayer film of chromium or chromium/chromium oxide, an inorganic film such as titanium nitride, and a resin film in which a light-shielding agent is dispersed.
本発明のカラーフィルタは、シール剤を用いて対向基板と張り合わせ、シール部に設けられた注入口から液晶を注入したのち注入口を封止し、必要に応じて偏光膜や位相差膜を基板の外側に張り合わせることにより、カラー液晶表示装置が製造される。このカラー液晶表示装置は、ツイステッド・ネマティック(TN)、スーパー・ツイステッド・ネマティック(STN)、イン・プレーン・スイッチング(IPS)、ヴァーティカリー・アライメント(VA)、オプティカリー・コンベンセンド・ベンド(OCB)等のカラーフィルタを使用してカラー化を行う液晶表示モードに使用することができる。 The color filter of the present invention is laminated to an opposing substrate using a sealant, liquid crystal is injected through an injection port provided in the sealing portion, the injection port is sealed, and a polarizing film or retardation film is laminated to the outside of the substrate as necessary, thereby manufacturing a color liquid crystal display device. This color liquid crystal display device can be used in liquid crystal display modes that use color filters such as twisted nematic (TN), super twisted nematic (STN), in-plane switching (IPS), vertical alignment (VA), and optically concave bend (OCB).
本明細書でカラーフィルタは、液晶表示装置以外に固体撮像素子、有機EL表示装置、量子ドット表示装置、電子ペーパー、ヘッドマウントディスプレイ等の用途に使用できる。 In this specification, the color filters can be used for applications other than liquid crystal displays, such as solid-state imaging devices, organic EL displays, quantum dot displays, electronic paper, and head-mounted displays.
<固体撮像素子>
本発明の固体撮像素子は、上述した本発明のカラーフィルタを備える。固体撮像素子は、特に限定されないが、例えば、以下のような構成が挙げられる。
<Solid-state imaging element>
The solid-state imaging device of the present invention includes the above-mentioned color filter of the present invention. The solid-state imaging device is not particularly limited, but examples thereof include the following configurations.
支持体上に、固体撮像素子の受光エリアを構成する複数のフォトダイオードおよびポリシリコン等からなる転送電極を有し、フォトダイオードおよび転送電極上にフォトダイオードの受光部のみ開口したタングステン等からなる遮光膜を有し、遮光膜上に遮光膜全面およびフォトダイオード受光部を覆うように形成された窒化シリコン等からなるデバイス保護膜を有し、デバイス保護膜上に、本発明の硬化膜を有する構成である。
さらに、デバイス保護膜上であって、本発明の硬化膜の下(支持体に近い側)に集光手段(例えば、マイクロレンズ等。以下同じ)を有する構成や、本発明の硬化膜上に集光手段を有する構成等であってもよい。
また、固体撮像素子において、カラーフィルタは、隔壁により例えば格子状に仕切られた空間に、各色画素を形成する硬化膜が埋め込まれた構造を有していてもよい。この場合の隔壁は各色画素に対して低屈折率であることが好ましい。
The solid-state imaging element has, on a support, a plurality of photodiodes constituting a light receiving area thereof and a transfer electrode made of polysilicon or the like; a light-shielding film made of tungsten or the like is provided on the photodiodes and the transfer electrode, with only the light receiving portions of the photodiodes being opened; a device protection film made of silicon nitride or the like formed on the light-shielding film so as to cover the entire light-shielding film and the light receiving portions of the photodiodes; and a cured film of the present invention is provided on the device protection film.
Furthermore, the device protective film may have a configuration in which a focusing means (e.g., a microlens, etc.; the same applies below) is provided below the cured film of the present invention (on the side closer to the support), or a configuration in which a focusing means is provided on the cured film of the present invention.
In addition, in the solid-state imaging device, the color filter may have a structure in which a cured film forming each color pixel is embedded in a space partitioned by partition walls, for example in a lattice shape. In this case, it is preferable that the partition walls have a low refractive index with respect to each color pixel.
<液晶表示装置>
本発明の液晶表示装置は、カラーフィルタを備える。
本発明の液晶表示装置は、本発明のカラーフィルタと、光源とを備える。光源としては、冷陰極管(CCFL),白色LEDが挙げられるが、本発明においては赤の再現領域が広がるという点で、白色LEDを使用することが好ましい。
<Liquid crystal display device>
The liquid crystal display device of the present invention includes a color filter.
The liquid crystal display device of the present invention includes the color filter of the present invention and a light source. Examples of the light source include a cold cathode fluorescent lamp (CCFL) and a white LED. In the present invention, it is preferable to use a white LED because it has a wider red reproduction range.
白色LED光源としては、青色LEDの表面に蛍光フィルタを形成したものや、青色LEDの樹脂パッケージに蛍光体を含有させたものがあり、430nm~485nmの範囲内で発光強度が極大となる波長(λ3)を有し、530nm~580nmの範囲内で発光強度が極大となる波長(λ4)を有し、600nm~650nmの範囲内で発光強度が極大となる波長(λ5)を有し、かつ波長λ3における発光強度I3と波長λ4における発光強度I4の比(I4/I3)が0.2以上0.4以下であり、波長λ3における発光強度I3と波長λ5における発光強度I5の比(I5/I3)が0.1以上1.3以下である分光特性を持つ白色LED光源(LED1)や、430nm~485nmの範囲内に発光強度が最大となる波長(λ1)を有し、530nm~580nmの範囲内に第2の発光強度のピーク波長(λ2)を有し、波長λ1における発光強度I1と波長λ2における発光強度I2の比(I2/I1)が0.2以上0.7以下である分光特性を持つ白色LED光源(LED2)が好ましい。 White LED light sources include those with a fluorescent filter formed on the surface of a blue LED and those with a fluorescent material contained in the resin package of a blue LED, which have a wavelength (λ3) at which the emission intensity is maximum within the range of 430 nm to 485 nm, a wavelength (λ4) at which the emission intensity is maximum within the range of 530 nm to 580 nm, and a wavelength (λ5) at which the emission intensity is maximum within the range of 600 nm to 650 nm, and the ratio (I4/I3) of the emission intensity I3 at wavelength λ3 to the emission intensity I4 at wavelength λ4 is 0.2 or more and 0.4 or less. In particular, a white LED light source (LED1) having spectral characteristics in which the ratio (I5/I3) of the emission intensity I3 at wavelength λ3 to the emission intensity I5 at wavelength λ5 is 0.1 or more and 1.3 or less, and a white LED light source (LED2) having a wavelength (λ1) with maximum emission intensity in the range of 430 nm to 485 nm, a peak wavelength (λ2) of the second emission intensity in the range of 530 nm to 580 nm, and a ratio (I2/I1) of the emission intensity I1 at wavelength λ1 to the emission intensity I2 at wavelength λ2 is 0.2 or more and 0.7 or less is preferable.
LED1は、例えばNSSW306D-HG-V1(日亜化学社製)、NSSW304D-HG-V1(日亜化学社製)等が挙げられる。 Examples of LED1 include NSSW306D-HG-V1 (manufactured by Nichia Chemicals) and NSSW304D-HG-V1 (manufactured by Nichia Chemicals).
LED2は、例えばNSSW440(日亜化学社製)、NSSW304D(日亜化学社製)等が挙げられる。 Examples of LED2 include NSSW440 (manufactured by Nichia Chemicals) and NSSW304D (manufactured by Nichia Chemicals).
以下、実施例により本発明を説明する。なお、いうまでもなく本発明は実施例に限定されない。実施例中の「部」は「質量部」、「%」は「質量%」を表す。
なお、実施例25~27及び実施例39~41は、参考例である。
The present invention will be described below with reference to examples. It goes without saying that the present invention is not limited to these examples. In the examples, "parts" means "parts by mass" and "%" means "% by mass".
It should be noted that Examples 25 to 27 and Examples 39 to 41 are reference examples.
実施例に先立ち、樹脂の平均分子量、及び樹脂の酸価の測定方法の計算方法について説明する。 Before going into the examples, we will explain how to calculate the average molecular weight of the resin and how to measure the acid value of the resin.
<顔料の平均一次粒子径>
顔料の平均一次粒子径は、透過型電子顕微鏡(TEM)写真から一次粒子の大きさを直接計測する一般的な方法で測定した。具体的には、個々の顔料の一次粒子の短軸径と長軸径を計測し、平均をその顔料粒子の粒径とした。次に、100個以上の顔料粒子について、それぞれの粒子の体積(重量)を、求めた粒径の直方体と近似して求め、体積平均粒径を平均一次粒子径とした。
<Average primary particle size of pigment>
The average primary particle size of the pigment was measured by a general method of directly measuring the size of the primary particles from a transmission electron microscope (TEM) photograph. Specifically, the minor axis diameter and major axis diameter of each pigment primary particle were measured, and the average was taken as the particle size of the pigment particle. Next, the volume (weight) of each particle of 100 or more pigment particles was calculated by approximating it to a rectangular parallelepiped of the calculated particle size, and the volume average particle size was taken as the average primary particle size.
(分散粒子径測定)
動的光散乱法(FFTパワースペクトル法)を採用した日機装社のマイクロトラックUPA-EX150を用い、粒子透過性を吸収モード、粒子形状を非球形とし、D50を平均径とした。測定用の希釈溶剤は分散体に使用した溶剤をそれぞれ用い、超音波で処理したサンプルについてサンプル調整直後に測定した。
(Dispersed particle size measurement)
Using Nikkiso Microtrac UPA-EX150, which employs dynamic light scattering (FFT power spectrum method), particle permeability was set to absorption mode, particle shape was set to non-spherical, and D50 was set to average diameter. The solvents used for the dispersions were used as dilution solvents for the measurements, and the samples treated with ultrasonic waves were measured immediately after sample preparation.
(樹脂の平均分子量)
樹脂の数平均分子量(Mn)、質量平均分子量(Mw)は、RI検出器を装備したゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)で測定した。装置としてHLC-8220GPC(東ソー社製)を用い、分離カラムを2本直列に繋ぎ、両方の充填剤には「TSK-GEL SUPER HZM-N」を2連でつなげて使用し、オーブン温度40℃、溶離液としてTHF溶液を用い、流速0.35ml/minで測定した。サンプルは1wt%の上記溶離液からなる溶剤に溶解し、20マイクロリットル注入した。分子量はいずれもポリスチレン換算値である。
(Average molecular weight of resin)
The number average molecular weight (Mn) and mass average molecular weight (Mw) of the resin were measured by gel permeation chromatography (GPC) equipped with an RI detector. The apparatus used was HLC-8220GPC (manufactured by Tosoh Corporation), with two separation columns connected in series, and both packings were "TSK-GEL SUPER HZM-N" connected in series. The oven temperature was 40°C, a THF solution was used as the eluent, and the measurement was performed at a flow rate of 0.35 ml/min. The sample was dissolved in a solvent consisting of 1 wt% of the above eluent, and 20 microliters were injected. All molecular weights are polystyrene equivalent values.
(樹脂の酸価)
樹脂溶液0.5~1gに、アセトン80ml及び水10mlを加えて攪拌して均一に溶解させ、0.1mol/LのKOH水溶液を滴定液として、自動滴定装置(「COM-555」平沼産業製)を用いて滴定し、樹脂溶液の酸価(mgKOH/g)を測定した。そして、樹脂溶液の酸価と樹脂溶液の不揮発分濃度から、樹脂の不揮発分あたりの酸価を算出した。
(Acid value of resin)
80 ml of acetone and 10 ml of water were added to 0.5 to 1 g of the resin solution, and the solution was stirred to dissolve uniformly, and titrated with an automatic titrator ("COM-555" manufactured by Hiranuma Sangyo Co., Ltd.) using a 0.1 mol/L KOH aqueous solution as a titrant to measure the acid value (mg KOH/g) of the resin solution. The acid value per unit of non-volatile content of the resin was calculated from the acid value of the resin solution and the concentration of the non-volatile content of the resin solution.
(塩基性樹脂型分散剤のアミン価(mgKOH/g))
塩基性樹脂型分散剤のアミン価は、ASTM D 2074の方法に準拠し、測定した全アミン価(mgKOH/g)を不揮発分換算した値である。
(Amine value of basic resin type dispersant (mgKOH/g))
The amine value of the basic resin-type dispersant is a value calculated by converting the total amine value (mg KOH/g) measured in accordance with the method of ASTM D 2074 into the non-volatile content.
(アンモニウム塩価(mgKOH/g))
アンモニウム塩価は、5%クロム酸カリウム水溶液を指示薬として、0.1Nの硝酸銀水溶液で滴定して求めた後、水酸化カリウムの当量に換算した値であり、不揮発分のアンモニウム塩価を示す。
(Ammonium salt value (mg KOH/g))
The ammonium salt value is determined by titrating with 0.1N aqueous silver nitrate solution using a 5% aqueous potassium chromate solution as an indicator, and then converted into the potassium hydroxide equivalent, and indicates the ammonium salt value of the non-volatile content.
<微細化顔料の製造方法>
(微細化顔料(A-1))
C.I.ピグメントレッド269(PR269)(クラリアント社製「Toner Magenta F8B」)100部、塩化ナトリウム800部、及びジエチレングリコール180部をステンレス製1ガロンニーダー(井上製作所社製)に仕込み、70℃で5時間混練した。この混合物を温水4000部に投入し、約80℃に加熱しながらハイスピードミキサーで約1時間攪拌してスラリー状とし、濾過、水洗をくりかえして食塩及び溶剤を除いた後、80℃で24時間乾燥し、微細化顔料(A-1)を得た。
<Method of producing fine pigment>
(Micronized Pigment (A-1))
100 parts of C.I. Pigment Red 269 (PR269) ("Toner Magenta F8B" manufactured by Clariant), 800 parts of sodium chloride, and 180 parts of diethylene glycol were charged into a stainless steel 1-gallon kneader (manufactured by Inoue Seisakusho Co., Ltd.) and kneaded for 5 hours at 70 ° C. This mixture was added to 4000 parts of hot water, heated to about 80 ° C. and stirred with a high-speed mixer for about 1 hour to form a slurry, filtered and washed with water repeatedly to remove salt and solvent, and then dried at 80 ° C. for 24 hours to obtain a finely divided pigment (A-1).
(微細化顔料(A-2))
アントラキノン系赤色顔料C.I.ピグメントレッド 177(シニック社製「シニレックスレッド SR3C」):500部、塩化ナトリウム:500部、およびジエチレングリコール:250部をステンレス製1ガロンニーダー(井上製作所社製)に仕込み、120℃で8時間混練した。次に、この混練物を5リットルの温水に投入し、70℃に加熱しながら1時間攪拌してスラリー状とし、濾過、水洗を繰り返して塩化ナトリウム及びジエチレングリコールを除いた後、80℃で一昼夜乾燥し、微細化顔料(A-2)を得た。
(Micronized Pigment (A-2))
Anthraquinone-based red pigment C.I. Pigment Red 177 (Shinic's "Shinilex Red SR3C"): 500 parts, sodium chloride: 500 parts, and diethylene glycol: 250 parts were charged into a stainless steel 1-gallon kneader (Inoue Seisakusho Co., Ltd.) and kneaded for 8 hours at 120 ° C. Next, this kneaded product was put into 5 liters of warm water, heated to 70 ° C. and stirred for 1 hour to form a slurry, filtered and washed with water repeatedly to remove sodium chloride and diethylene glycol, and then dried at 80 ° C. for one day to obtain a fine pigment (A-2).
(微細化顔料(A-3))
ジケトピロロピロール系赤色顔料C.I.ピグメントレッド 254(BASFジャパン社製「B-CF」)200部、塩化ナトリウム1400部、およびジエチレングリコール360部をステンレス製1ガロンニーダー(井上製作所製)に仕込み、80℃で6時間混練した。次にこの混練物を8000部の温水に投入し、80℃に加熱しながら2時間攪拌してスラリー状とし、濾過、水洗を繰り返して塩化ナトリウムおよびジエチレングリコールを除いた後、85℃で一昼夜乾燥し、190部の微細化顔料(A-3)を得た。
(Micronized Pigment (A-3))
200 parts of diketopyrrolopyrrole red pigment C.I. Pigment Red 254 (BASF Japan "B-CF"), 1400 parts of sodium chloride, and 360 parts of diethylene glycol were charged into a stainless steel 1 gallon kneader (Inoue Seisakusho) and kneaded for 6 hours at 80 ° C. Next, this kneaded product was put into 8000 parts of warm water, heated to 80 ° C. and stirred for 2 hours to form a slurry, filtered and washed with water repeatedly to remove sodium chloride and diethylene glycol, and then dried at 85 ° C. for a day and night to obtain 190 parts of finely divided pigment (A-3).
(微細化顔料(A-4))
フタロシアニン系緑色顔料C.I.ピグメントグリーン 36(トーヨーカラー社製「リオノールグリーン 6YK」)500部、塩化ナトリウム500部、およびジエチレングリコール250部をステンレス製1ガロンニーダー(井上製作所社製)に仕込み、120℃で4時間混練した。次に、この混練物を5リットルの温水に投入し、70℃に加熱しながら1時間攪拌してスラリー状とし、濾過、水洗を繰り返して塩化ナトリウムおよびジエチレングリコールを除いた後、80℃で一昼夜乾燥し、490部の微細化顔料(A-4)を得た。
(Micronized Pigment (A-4))
500 parts of a phthalocyanine green pigment C.I. Pigment Green 36 ("Lionol Green 6YK" manufactured by Toyo Color Co., Ltd.), 500 parts of sodium chloride, and 250 parts of diethylene glycol were charged into a stainless steel 1-gallon kneader (manufactured by Inoue Seisakusho Co., Ltd.) and kneaded for 4 hours at 120° C. Next, this kneaded product was put into 5 liters of warm water, heated to 70° C. and stirred for 1 hour to form a slurry, filtered and washed repeatedly to remove sodium chloride and diethylene glycol, and then dried at 80° C. for 24 hours to obtain 490 parts of a finely divided pigment (A-4).
(微細化顔料(A-5))
フタロシアニン系緑色顔料C.I.ピグメントグリーン58(DIC社製「FASTGEN GREEN A110」)を100部、塩化ナトリウム1200部、およびジエチレングリコール120部をステンレス製1ガロンニーダー(井上製作所社製)に仕込み、70℃で6時間混練した。この混練物を3000部の温水に投入し、70℃に加熱しながら1時間撹拌してスラリー状とし、濾過、水洗を繰り返して塩化ナトリウムおよびジエチレングリコールを除いた後、80℃で一昼夜乾燥し、微細化顔料(A-5)97部を得た。
(Micronized Pigment (A-5))
100 parts of phthalocyanine green pigment C.I. Pigment Green 58 (DIC Corporation "FASTGEN GREEN A110"), 1200 parts of sodium chloride, and 120 parts of diethylene glycol were charged into a stainless steel 1-gallon kneader (Inoue Seisakusho Co., Ltd.) and kneaded for 6 hours at 70 ° C. This kneaded product was added to 3000 parts of warm water, heated to 70 ° C. and stirred for 1 hour to form a slurry, filtered and washed with water repeatedly to remove sodium chloride and diethylene glycol, and then dried at 80 ° C. for a day and night to obtain 97 parts of finely divided pigment (A-5).
(微細化顔料(A-6))
C.I.ピグメントイエロー139(BASFジャパン社製「イルガフォアイエロー 2R-CF」)を100部、塩化ナトリウム1200部、及びジエチレングリコール120部をステンレス製1ガロンニーダー(井上製作所社製)に仕込み、70℃で6時間混練した。この混練物を3000部の温水に投入し、70℃に加熱しながら1時間撹拌してスラリー状とし、濾過、水洗を繰り返して塩化ナトリウム及びジエチレングリコールを除いた後、80℃で一昼夜乾燥し、微細化顔料(A-6)を得た。
(Micronized Pigment (A-6))
100 parts of C.I. Pigment Yellow 139 (BASF Japan "Irgaphor Yellow 2R-CF"), 1200 parts of sodium chloride, and 120 parts of diethylene glycol were charged into a stainless steel 1-gallon kneader (Inoue Seisakusho Co., Ltd.) and kneaded for 6 hours at 70 ° C. This kneaded product was added to 3000 parts of warm water, heated to 70 ° C. and stirred for 1 hour to form a slurry, filtered and washed with water repeatedly to remove sodium chloride and diethylene glycol, and then dried at 80 ° C. for a day and night to obtain a fine pigment (A-6).
(微細化顔料(A-7))
金属錯体系黄色顔料(C.I.ピグメントイエロー150、ランクセス社製 「Yellow Pigment E4GN」)100部、塩化ナトリウム1600部、及びジエチレングリコール190部をステンレス製1ガロンニーダー(井上製作所社製)に仕込み、60℃で10時間混練した。つぎにこの混合物を3リットルの温水に投入し、約80℃に加熱しながらハイスピードミキサーで約1時間攪拌してスラリー状とし、濾過、水洗をくりかえして塩化ナトリウム及び溶剤を除いた後、80℃で1昼夜乾燥し、微細化黄色顔料(A-7)を得た。
(Micronized Pigment (A-7))
100 parts of a metal complex yellow pigment (C.I. Pigment Yellow 150, Lanxess "Yellow Pigment E4GN"), 1600 parts of sodium chloride, and 190 parts of diethylene glycol were charged into a stainless steel 1-gallon kneader (Inoue Seisakusho Co., Ltd.) and kneaded for 10 hours at 60° C. Next, this mixture was poured into 3 liters of warm water, heated to about 80° C. and stirred with a high-speed mixer for about 1 hour to form a slurry, which was filtered and washed repeatedly with water to remove sodium chloride and the solvent, and then dried at 80° C. for one day and night to obtain a finely divided yellow pigment (A-7).
(微細化顔料(A-8))
特開2017-171915号公報に記載された合成方法に従い、アゾバルビツール酸前駆体を調製した。(インストラクション1)
85℃で1100部の蒸留水の中に、46.2部のジアゾバルビツール酸及び38.4部のバルビツール酸を導入した。次いで、水酸化カリウム水溶液を用いてそのpHを約pH5に調節し、90分間撹拌を続けた。
次いでインストラクション1で調製したアゾバルビツール酸(0.3モル)を、82℃で、1500部の蒸留水と混合した。次いで、10部の30%塩酸を滴下により添加して、pHを2~2.5に調節した。その後で、79.4部のメラミン(0.63モル)を添加した。次いで、0.225モルの25%塩化ニッケル+0.075モルの25%塩化亜鉛の混合溶液を滴下により添加した。82℃で3時間経過してから、水酸化カリウム水溶液を用いて、pHを約5.5に調節した。これに続けて、90℃で約100部の蒸留水を用いて希釈した。次いで、21部の30%塩酸を滴下により添加し、12時間、90℃の温度を保った。次いで、水酸化カリウム水溶液を用いて、pHを約5に調節した。次いで、サクションフィルター上で顔料を単離し、洗浄し、真空乾燥キャビネット内で、80℃で乾燥させ、かつ標準的な実験室用ミルの中で2分間かけて磨砕して亜鉛/ニッケルアゾバルビツール酸のメラミンアダクト、25モル%Zn及び75モル%ニッケルの成分を有するハイブリッド化合物を得た。
上記ハイブリッド化合物100部、色素誘導体(d-1)を10部、塩化ナトリウム1000部、及びジエチレングリコール120部をステンレス製1ガロンニーダー(井上製作所社製)に仕込み、70℃で8時間混練した。この混合物を温水2000部に投入し、約80℃に加熱しながらハイスピードミキサーで約1時間攪拌してスラリー状とし、濾過、水洗をくりかえして食塩及び溶剤を除いた後、80℃で24時間乾燥し、微細化処理した金属アゾ顔料(A-8)を得た。
(Micronized Pigment (A-8))
The azobarbituric acid precursor was prepared according to the synthesis method described in JP 2017-171915 A. (Instruction 1)
46.2 parts of diazobarbituric acid and 38.4 parts of barbituric acid were introduced into 1100 parts of distilled water at 85° C. The pH was then adjusted to about pH 5 with aqueous potassium hydroxide solution and stirring was continued for 90 minutes.
Azobarbituric acid (0.3 moles) prepared according to Instruction 1 was then mixed with 1500 parts of distilled water at 82°C. 10 parts of 30% hydrochloric acid were then added dropwise to adjust the pH to 2-2.5. 79.4 parts of melamine (0.63 moles) were then added. 0.225 moles of a mixed solution of 25% nickel chloride + 0.075 moles of 25% zinc chloride were then added dropwise. After 3 hours at 82°C, the pH was adjusted to about 5.5 using aqueous potassium hydroxide. This was followed by dilution with about 100 parts of distilled water at 90°C. 21 parts of 30% hydrochloric acid were then added dropwise and the temperature was maintained at 90°C for 12 hours. The pH was then adjusted to about 5 using aqueous potassium hydroxide. The pigment was then isolated on a suction filter, washed, dried at 80° C. in a vacuum drying cabinet, and ground for 2 minutes in a standard laboratory mill to obtain the melamine adduct of zinc/nickel azobarbituric acid, a hybrid compound having a composition of 25 mol % Zn and 75 mol % Nickel.
100 parts of the hybrid compound, 10 parts of the dye derivative (d-1), 1000 parts of sodium chloride, and 120 parts of diethylene glycol were charged into a stainless steel 1-gallon kneader (manufactured by Inoue Seisakusho Co., Ltd.) and kneaded for 8 hours at 70° C. This mixture was added to 2000 parts of warm water, heated to about 80° C. and stirred with a high-speed mixer for about 1 hour to form a slurry, which was filtered and washed repeatedly with water to remove salt and the solvent, and then dried at 80° C. for 24 hours to obtain a finely-processed metal azo pigment (A-8).
(微細化顔料(A-9))
C.I.ピグメントイエロー185(BASFジャパン社製「Paliotol Yellow L 1155」)50部、塩化ナトリウム250部、及びジエチレングリコール25部をステンレス製1ガロンニーダー(井上製作所社製)に仕込み、100℃で6時間混練した。次にこの混練物を5リットルの温水に投入し、70℃に加熱しながら1時間攪拌してスラリー状とし、濾過、水洗を繰り返して塩化ナトリウム及びジエチレングリコールを除いた後、80℃で一昼夜乾燥し、微細化顔料(A-9)を得た。得られた着色剤の体積平均一次粒子径は33nmであった。
(Micronized Pigment (A-9))
50 parts of C.I. Pigment Yellow 185 (BASF Japan "Paliotol Yellow L 1155"), 250 parts of sodium chloride, and 25 parts of diethylene glycol were charged into a stainless steel 1-gallon kneader (Inoue Seisakusho Co., Ltd.) and kneaded at 100 ° C. for 6 hours. Next, this kneaded product was put into 5 liters of warm water, heated to 70 ° C. and stirred for 1 hour to form a slurry, filtered and washed with water repeatedly to remove sodium chloride and diethylene glycol, and then dried at 80 ° C. for 24 hours to obtain a fine pigment (A-9). The volume average primary particle diameter of the obtained colorant was 33 nm.
(微細化顔料(A-10))
青色顔料C.I.ピグメントブルー15:6(トーヨーカラー社製「リオノールブルーES」)100部、粉砕した食塩800部、およびジエチレングリコール100部をステンレス製1ガロンニーダー(井上製作所社製)に仕込み、70℃で12時間混練した。この混合物を温水3000部に投入し、約70℃に加熱しながらハイスピードミキサーで約1時間攪拌してスラリー状とし、濾過、水洗をくりかえして食塩および溶剤を除いた後、80℃で24時間乾燥し、98部の微細化顔料(A-10)を得た。
(Micronized Pigment (A-10))
100 parts of blue pigment C.I. Pigment Blue 15:6 ("Lionol Blue ES" manufactured by Toyo Color Co., Ltd.), 800 parts of ground salt, and 100 parts of diethylene glycol were charged into a stainless steel 1-gallon kneader (manufactured by Inoue Seisakusho Co., Ltd.) and kneaded for 12 hours at 70° C. This mixture was added to 3000 parts of hot water, heated to about 70° C. and stirred with a high-speed mixer for about 1 hour to form a slurry, filtered and washed repeatedly with water to remove salt and solvent, and then dried at 80° C. for 24 hours to obtain 98 parts of finely divided pigment (A-10).
(微細化顔料(A-11))
フタロシアニン系青色顔料C.I.ピグメントブルー15:3(PB15:3、トー
ヨーカラー社製「LIONOL BLUE FG-7351」200部、塩化ナト
リウム600部、およびジエチレングリコール600部をステンレス製1ガロンニーダー
(井上製作所製)に仕込み、80℃で6時間混練した。次にこの混練物を8000部の温
水に投入し、120℃に加熱しながら8時間攪拌してスラリー状とし、濾過、水洗を繰り
返して塩化ナトリウムおよびジエチレングリコールを除いた後、85℃で一昼夜乾燥し、
微細化顔料(A-11)を得た。
(Micronized Pigment (A-11))
200 parts of a phthalocyanine blue pigment C.I. Pigment Blue 15:3 (PB15:3, Toyo Color Co., Ltd. "LIONOL BLUE FG-7351"), 600 parts of sodium chloride, and 600 parts of diethylene glycol were charged into a stainless steel 1-gallon kneader (Inoue Seisakusho Co., Ltd.) and kneaded at 80°C for 6 hours. Next, this kneaded mixture was added to 8,000 parts of warm water, heated to 120°C and stirred for 8 hours to form a slurry, filtered and washed repeatedly to remove sodium chloride and diethylene glycol, and then dried at 85°C for a day and a night.
A finely divided pigment (A-11) was obtained.
(微細化顔料(A-12))
紫色顔料C.I.ピグメントバイオレット23(トーヨーカラー社製「LIONOGEN VIOLET FG-6140」)100部、粉砕した食塩800部、およびジエチレングリコール100部をステンレス製1ガロンニーダー(井上製作所社製)に仕込み、70℃で12時間混練した。この混合物を温水3000部に投入し、約70℃に加熱しながらハイスピードミキサーで約1時間攪拌してスラリー状とし、濾過、水洗をくりかえして食塩および溶剤を除いた後、80℃で24時間乾燥し、95部の微細化顔料(A-12)を得た。
(Micronized Pigment (A-12))
100 parts of a purple pigment C.I. Pigment Violet 23 ("LIONOGEN VIOLET FG-6140" manufactured by Toyo Color Co., Ltd.), 800 parts of ground salt, and 100 parts of diethylene glycol were charged into a stainless steel 1-gallon kneader (manufactured by Inoue Seisakusho Co., Ltd.) and kneaded for 12 hours at 70 ° C. This mixture was added to 3000 parts of hot water, heated to about 70 ° C. and stirred with a high-speed mixer for about 1 hour to form a slurry, filtered and washed with water repeatedly to remove salt and solvent, and then dried at 80 ° C. for 24 hours to obtain 95 parts of a finely divided pigment (A-12).
表1に各微細化顔料の平均一次粒子径(nm)を示す。
<染料の製造方法>
(側鎖にカチオン性基を有する樹脂1)
温度計、攪拌機、蒸留管、冷却器を具備した4つ口セパラブルフラスコに、メチルエチルケトン67.3 部を仕込み窒素気流下で75℃に昇温した。別途、メチルメタクリレート34.0部、n-ブチルメタクリレート28.0部、2-エチルヘキシルメタクリレート28.0部、ジメチルアミノエチルメタクリレート10.0部、2,2’-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)を6.5部、およびメチルエチルケトン25.1部を均一にした後、滴下ロートに仕込み、4つ口セパラブルフラスコに取り付け、2時間かけて滴下した。滴下終了2時間後、不揮発分から重合収率が98%以上であり、重量平均分子量(Mw)が、6830である事を確認し、50℃へ冷却した。ここへ、塩化メチル3.2部、エタノール22.0部を追加し、50℃で2時間反応させた後、1時間かけて80℃まで加温し、更に、2時間反応させた。このようにして樹脂成分が47質量%のアンモニウム基を有する側鎖にカチオン性基を有する樹脂1を得た。得られた樹脂のアンモニウム塩価は34mgKOH/gであった。
<Dye manufacturing method>
(Resin 1 having a cationic group on the side chain)
A four-necked separable flask equipped with a thermometer, a stirrer, a distillation tube, and a condenser was charged with 67.3 parts of methyl ethyl ketone and heated to 75°C under a nitrogen stream. Separately, 34.0 parts of methyl methacrylate, 28.0 parts of n-butyl methacrylate, 28.0 parts of 2-ethylhexyl methacrylate, 10.0 parts of dimethylaminoethyl methacrylate, 6.5 parts of 2,2'-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile), and 25.1 parts of methyl ethyl ketone were homogenized, then charged in a dropping funnel, attached to a four-necked separable flask, and dropped over 2 hours. Two hours after the end of the dropwise addition, it was confirmed from the non-volatile content that the polymerization yield was 98% or more and the weight average molecular weight (Mw) was 6830, and the mixture was cooled to 50°C. To this, 3.2 parts of methyl chloride and 22.0 parts of ethanol were added, and the mixture was reacted at 50° C. for 2 hours, then heated to 80° C. over 1 hour, and further reacted for 2 hours. In this way, resin 1 having a cationic group on the side chain having an ammonium group and a resin component of 47% by mass was obtained. The ammonium salt value of the obtained resin was 34 mgKOH/g.
(染料01(AR52-JK))
下記の手順でC.I.アシッド レッド 52と側鎖にカチオン性基を有する樹脂1とからなる造塩化合物である染料01(AR52-JK)を製造した。
水2000部に不揮発分換算で30部の側鎖にカチオン性基を有する樹脂1を添加し、十分に攪拌混合を行った後、60℃に加熱した。一方、90部の水に10部のC.I.アシッド レッド 52を溶解させた水溶液を調製し、先ほどの樹脂溶液に少しずつ滴下した。滴下後、60℃で120分間攪拌し、十分に反応を行った。反応の終点確認としては濾紙に反応液を滴下して、にじみがなくなったところを終点として、造塩化合物が得られたものと判断した。攪拌しながら室温まで放冷した後、吸引濾過を行い、水洗後、濾紙上に残った造塩化合物を乾燥機にて水分を除去して乾燥し、32部のC.I.アシッド レッド 52と側鎖にカチオン性基を有する樹脂1との造塩化合物である染料01(AR52-JK)を得た。このとき染料01(AR52-JK)中のC.I.アシッド レッド52に由来する有効色素成分の含有量は25質量%であった。
(Dye 01 (AR52-JK))
Dye 01 (AR52-JK), which is a salt-forming compound consisting of CI Acid Red 52 and Resin 1 having a cationic group on the side chain, was produced by the following procedure.
30 parts of resin 1 having a cationic group in the side chain in terms of non-volatile content was added to 2000 parts of water, thoroughly stirred and mixed, and then heated to 60 ° C. Meanwhile, an aqueous solution was prepared by dissolving 10 parts of C.I. Acid Red 52 in 90 parts of water, and the solution was gradually dropped into the resin solution. After dropping, the solution was stirred at 60 ° C for 120 minutes to thoroughly react. To confirm the end point of the reaction, the reaction solution was dropped onto a filter paper, and the end point was determined to be when no bleeding occurred, and the salt-forming compound was obtained. After cooling to room temperature while stirring, suction filtration was performed, and after washing with water, the salt-forming compound remaining on the filter paper was dried by removing moisture in a dryer to obtain dye 01 (AR52-JK), which is a salt-forming compound of 32 parts of C.I. Acid Red 52 and resin 1 having a cationic group in the side chain. At this time, the C.I. The content of the active colorant component derived from Acid Red 52 was 25% by mass.
<染料溶液の製造方法>
(染料溶液(DS-01))
下記の混合物を均一になるように攪拌混合した後、孔径5.0μmのフィルタで濾過し染料溶液(DS-01)を作製した。
染料01 :16.0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 :84.0部
<Method of producing dye solution>
(Dye solution (DS-01))
The following mixture was stirred and mixed to a uniform consistency, and then filtered through a filter with a pore size of 5.0 μm to prepare a dye solution (DS-01).
Dye 01: 16.0 parts Propylene glycol monomethyl ether acetate: 84.0 parts
<塩基性顔料誘導体>
下記の通りの塩基性顔料誘導体を使用した。
<Basic pigment derivatives>
The following basic pigment derivatives were used:
塩基性顔料誘導体(1)
塩基性顔料誘導体(2)
塩基性顔料誘導体(3)
(樹脂(B1-1)の製造)
攪拌装置、滴下ロート、コンデンサー、温度計及びガス導入管を備えたフラスコに、149.3部のプロピレングリコールモノメチルエーテルを入れた後、窒素置換しながら攪拌し、78℃に昇温した。次に、16.1部のメタクリル酸2-(3,5-ジメチルピラゾール-1-イル)カルボニルアミノエチル(カレンズMOI-BP、昭和電工社製)、6.7部のスチレン、28.2部のジシクロペンタニルメタクリレート、11.0部のメタクリル酸、25.3部の2-エチルヘキシルメタクリレート、12.8部のメタクリル酸メチルからなる単量体混合物と、11.2部の2、2’-アゾビス(2、4-ジメチルバレロニトリル)(重合開始剤)を62.8部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に添加し溶解させたものをそれぞれ滴下ロートからフラスコ中に滴下した。滴下終了後、78℃で3時間攪拌して共重合反応を行い、共重合体を生成させた。その後、不揮発分が20%になるようにプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートを添加して、ブロックイソシアネート基含有構成単位を有する樹脂(B1-1)を得た。得られた重合体組成物中の共重合体の重量平均分子量は8,100であり、酸価は80KOHmg/gであった。
(Production of Resin (B1-1))
A flask equipped with a stirrer, a dropping funnel, a condenser, a thermometer and a gas inlet tube was charged with 149.3 parts of propylene glycol monomethyl ether, which was then stirred while replacing with nitrogen and heated to 78° C. Next, a monomer mixture consisting of 16.1 parts of 2-(3,5-dimethylpyrazol-1-yl)carbonylaminoethyl methacrylate (KarenzMOI-BP, manufactured by Showa Denko KK), 6.7 parts of styrene, 28.2 parts of dicyclopentanyl methacrylate, 11.0 parts of methacrylic acid, 25.3 parts of 2-ethylhexyl methacrylate, and 12.8 parts of methyl methacrylate, and 11.2 parts of 2,2'-azobis(2,4-dimethylvaleronitrile) (polymerization initiator) dissolved in 62.8 parts of propylene glycol monomethyl ether acetate were each dropped into the flask from the dropping funnel. After the dropwise addition was completed, the mixture was stirred at 78°C for 3 hours to carry out a copolymerization reaction, thereby producing a copolymer. Thereafter, propylene glycol monomethyl ether acetate was added so that the non-volatile content became 20%, thereby obtaining a resin (B1-1) having a constitutional unit containing a blocked isocyanate group. The weight average molecular weight of the copolymer in the obtained polymer composition was 8,100, and the acid value was 80 KOHmg/g.
(樹脂(B1-2~4)の製造)
表2に記載の原料を用いる以外はブロックイソシアネート基含有構成単位を有するアルカリ可溶性バインダ樹脂溶液(B1-1)と同様の条件で共重合反応を行い、ブロックイソシアナト基を有する構成単位を有するアルカリ可溶性バインダ樹脂溶液(B2-2~4)を得た。得られた重合体組成物中の共重合体の重量平均分子量及び酸価を表1-2に示す。なお、表1において、メタクリル酸2-[O-(1’-メチルプロプリデンアミノ)カルボキシアミノ]エチルは、昭和電工社製、カレンズMOI-BM)であり、マロン酸-2-[[[2-メチル-1-オキソ-2-プロペニル]オキシ]エチル]アミノ]カルボニル]-1,3ジエチルエステルは、昭和電工社製、カレンズMOI-DEMである。
(Production of Resins (B1-2 to B1-4))
Copolymerization reaction was carried out under the same conditions as for the alkali-soluble binder resin solution (B1-1) having a constitutional unit containing a blocked isocyanate group, except that the raw materials shown in Table 2 were used, to obtain alkali-soluble binder resin solutions (B2-2 to B2-4) having a constitutional unit containing a blocked isocyanate group. The weight average molecular weight and acid value of the copolymer in the obtained polymer composition are shown in Table 1-2. In Table 1, 2-[O-(1'-methylproplideneamino)carboxyamino]ethyl methacrylate is Karenz MOI-BM, manufactured by Showa Denko K.K., and 2-[[[2-methyl-1-oxo-2-propenyl]oxy]ethyl]amino]carbonyl]-1,3-diethyl malonate is Karenz MOI-DEM, manufactured by Showa Denko K.K.
(樹脂(B1-5)の製造)
ガス導入管、温度計、コンデンサー、攪拌機を備えた反応容器に、n-ブチルアクリレート160部、カレンズMOI-BM(昭和電工社製)40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50部、シクロヘキサノン50部を仕込み、窒素ガスで置換した。反応容器内を80℃に加熱して、3-メルカプト-1,2-プロパンジオール12部を添加して、12時間反応した。不揮発分測定により95%が反応したことを確認した。次に、ピロメリット酸二無水物19部、シクロヘキサノン231部、触媒として1,8-ジアザビシクロ-[5.4.0]-7-ウンデセン0.40部を追加し、100℃で7時間反応させた。酸価の測定で98%以上の酸無水物がハーフエステル化していることを確認し反応を終了した。プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートで不揮発分20%に調整し、酸価42mgKOH/g、重量平均分子量9000の樹脂(B1-5)を得た。
(Production of Resin (B1-5))
In a reaction vessel equipped with a gas inlet tube, a thermometer, a condenser, and a stirrer, 160 parts of n-butyl acrylate, 40 parts of Karenz MOI-BM (manufactured by Showa Denko KK), 50 parts of propylene glycol monomethyl ether acetate, and 50 parts of cyclohexanone were charged and replaced with nitrogen gas. The inside of the reaction vessel was heated to 80°C, 12 parts of 3-mercapto-1,2-propanediol were added, and the reaction was carried out for 12 hours. It was confirmed that 95% had reacted by measuring the non-volatile content. Next, 19 parts of pyromellitic dianhydride, 231 parts of cyclohexanone, and 0.40 parts of 1,8-diazabicyclo-[5.4.0]-7-undecene as a catalyst were added, and the reaction was carried out at 100°C for 7 hours. It was confirmed that 98% or more of the acid anhydride had been half-esterified by measuring the acid value, and the reaction was terminated. The nonvolatile content was adjusted to 20% with propylene glycol monomethyl ether acetate, and a resin (B1-5) having an acid value of 42 mgKOH/g and a weight average molecular weight of 9,000 was obtained.
(樹脂(B2-1)の製造)
ガス導入管、温度計、コンデンサー、攪拌機を備えた反応容器に、1-チオグリセロール108部、ピロメリット酸無水物174部、PGMAc(メトキシプロピルアセテート)650部、触媒としてモノブチルスズオキシド0.2部を仕込み、窒素ガスで置換した後、120℃で5時間反応させた(第一工程)。酸価の測定で95%以上の酸無水物がハーフエステル化していることを確認した。次に、第一工程で得られた化合物を不揮発分換算で160部、2-ヒドロキシプロピルメタクリレート200部、エチルアクリレート200部、t-ブチルアクリレート150部、2-メトキシエチルアクリレート200部、メチルアクリレート200部、メタクリル酸50部、PGMAc663部を仕込み、反応容器内を80℃に加熱して、2,2’-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)1.2部を添加し、12時間反応した(第二工程)。不揮発分測定により95%が反応したことを確認した。最後に、第二工程で得られた化合物の50%PGMAc溶液を500部、2-メタクリロイルオキシエチルイソシアネート(MOI)27.0部、ヒドロキノン0.1部を仕込み、IRにてイソシアネート基に基づく2270cm-1のピークの消失を確認するまで反応を行った(第三工程)。ピーク消失の確認後、反応溶液を冷却して、PGMAcで不揮発分調整することにより不揮発分20%の樹脂(B2-1)溶液を得た。得られた樹脂の酸価は68、不飽和二重結合当量は1593、重量平均分子量は13000であった。
(Production of Resin (B2-1))
In a reaction vessel equipped with a gas inlet tube, a thermometer, a condenser, and a stirrer, 108 parts of 1-thioglycerol, 174 parts of pyromellitic anhydride, 650 parts of PGMAc (methoxypropyl acetate), and 0.2 parts of monobutyltin oxide as a catalyst were charged, and after replacing with nitrogen gas, the mixture was reacted at 120° C. for 5 hours (first step). It was confirmed by measuring the acid value that 95% or more of the acid anhydride was half-esterified. Next, 160 parts of the compound obtained in the first step in terms of non-volatile content, 200 parts of 2-hydroxypropyl methacrylate, 200 parts of ethyl acrylate, 150 parts of t-butyl acrylate, 200 parts of 2-methoxyethyl acrylate, 200 parts of methyl acrylate, 50 parts of methacrylic acid, and 663 parts of PGMAc were charged, and the inside of the reaction vessel was heated to 80 ° C., and 1.2 parts of 2,2'-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) were added, and the reaction was carried out for 12 hours (second step). It was confirmed that 95% had reacted by measuring the non-volatile content. Finally, 500 parts of a 50% PGMAc solution of the compound obtained in the second step, 27.0 parts of 2-methacryloyloxyethyl isocyanate (MOI), and 0.1 parts of hydroquinone were charged, and the reaction was carried out until the disappearance of the peak at 2270 cm-1 based on the isocyanate group was confirmed by IR (third step). After the disappearance of the peak was confirmed, the reaction solution was cooled and the non-volatile content was adjusted with PGMAc to obtain a resin (B2-1) solution with a non-volatile content of 20%. The acid value of the obtained resin was 68, the unsaturated double bond equivalent was 1593, and the weight average molecular weight was 13000.
(樹脂(B2-2)の製造)
セパラブル4口フラスコに温度計、冷却管、窒素ガス導入管、滴下管および撹拌装置を取り付けた反応容器にシクロヘキサノン207部を仕込み、80℃に昇温し、反応容器内を窒素置換した後、滴下管より、メタクリル酸20部、パラクミルフェノールエチレンオキサイド変性アクリレート(東亞合成社製アロニックスM110)20部、メタクリル酸メチル45部、2-ヒドロキシエチルメタクリレート8.5部、及び2,2’-アゾビスイソブチロニトリル1.33部の混合物を2時間かけて滴下した。滴下終了後、更に3時間反応を継続し、共重合体樹脂溶液を得た。次に得られた共重合体溶液全量に対して、窒素ガスを停止し乾燥空気を1時間注入しながら攪拌したのちに、室温まで冷却した後、2-メタクリロイルオキシエチルイソシアネート(昭和電工社製カレンズMOI)6.5部、ラウリン酸ジブチル錫0.08部、シクロヘキサノン26部の混合物を70℃で3時間かけて滴下した。滴下終了後、更に1時間反応を継続し、アクリル樹脂の溶液を得た。室温まで冷却した後、樹脂溶液約2部をサンプリングして180℃、20分間加熱乾燥して不揮発分を測定し、先に合成した樹脂溶液に不揮発分が20%になるようにシクロヘキサノンを添加して樹脂(B2-2)を調製した。重量平均分子量(Mw)は18000であった。
(Production of Resin (B2-2))
A separable 4-neck flask was fitted with a thermometer, a cooling tube, a nitrogen gas inlet tube, a dropping tube and a stirrer. 207 parts of cyclohexanone was charged into the reaction vessel, which was then heated to 80°C and substituted with nitrogen in the reaction vessel. From the dropping tube, a mixture of 20 parts of methacrylic acid, 20 parts of paracumylphenol ethylene oxide modified acrylate (Aronix M110 manufactured by Toagosei Co., Ltd.), 45 parts of methyl methacrylate, 8.5 parts of 2-hydroxyethyl methacrylate and 1.33 parts of 2,2'-azobisisobutyronitrile was added dropwise over 2 hours. After completion of the dropping, the reaction was continued for another 3 hours to obtain a copolymer resin solution. Next, the total amount of the copolymer solution obtained was stirred while stopping the nitrogen gas and injecting dry air for 1 hour, and then cooled to room temperature, and a mixture of 6.5 parts of 2-methacryloyloxyethyl isocyanate (Karenz MOI manufactured by Showa Denko K.K.), 0.08 parts of dibutyltin laurate, and 26 parts of cyclohexanone was added dropwise at 70 ° C. for 3 hours. After completion of the dropwise addition, the reaction was continued for another 1 hour to obtain an acrylic resin solution. After cooling to room temperature, about 2 parts of the resin solution was sampled and dried by heating at 180 ° C. for 20 minutes to measure the non-volatile content, and cyclohexanone was added to the resin solution previously synthesized so that the non-volatile content was 20% to prepare resin (B2-2). The weight average molecular weight (Mw) was 18,000.
(樹脂(B2-3)の製造)
温度計、冷却管、窒素ガス導入管、滴下管及び撹拌装置を備えたセパラブル4口フラスコにシクロヘキサノン370部を仕込み、80℃に昇温し、フラスコ内を窒素置換した後、滴下管より、パラクミルフェノールエチレンオキサイド変性アクリレート(東亞合成社製アロニックスM110)18部、ベンジルメタクリレート10部、グリシジルメタクリレート18.2部、メタクリル酸メチル25部、及び2,2’-アゾビスイソブチロニトリル2.0部の混合物を2時間かけて滴下した。滴下後、更に100℃で3時間反応させた後、アゾビスイソブチロニトリル1.0部をシクロヘキサノン50部で溶解させたものを添加し、更に100℃で1時間反応を続けた。次に、容器内を空気置換に替え、アクリル酸9.3部(グリシジル基の100%)にトリスジメチルアミノフェノール0.5部及びハイドロキノン0.1部を上記容器内に投入し、120℃で6時間反応を続け不揮発分酸価0.5となったところで反応を終了し、アクリル樹脂の溶液を得た。更に、引き続きテトラヒドロ無水フタル酸19.5部(生成した水酸基の100%)、トリエチルアミン0.5部を加え120℃で3.5時間反応させアクリル樹脂の溶液を得た。
室温まで冷却した後、樹脂溶液約2gをサンプリングして180℃、20分加熱乾燥して不揮発分を測定し、先に合成した樹脂溶液に不揮発分が20質量%になるようにPGMAcを添加して樹脂(B2-3)液を調製した。重量平均分子量(Mw)は19000であった。
(Production of Resin (B2-3))
A separable 4-neck flask equipped with a thermometer, a cooling tube, a nitrogen gas inlet tube, a dropping tube and a stirrer was charged with 370 parts of cyclohexanone, and the temperature was raised to 80 ° C., and the inside of the flask was replaced with nitrogen, and then a mixture of 18 parts of paracumylphenol ethylene oxide modified acrylate (Aronix M110 manufactured by Toagosei Co., Ltd.), 10 parts of benzyl methacrylate, 18.2 parts of glycidyl methacrylate, 25 parts of methyl methacrylate, and 2.0 parts of 2,2'-azobisisobutyronitrile was dropped over 2 hours from the dropping tube. After the dropping, the mixture was further reacted at 100 ° C. for 3 hours, and then a solution of 1.0 part of azobisisobutyronitrile in 50 parts of cyclohexanone was added, and the reaction was continued at 100 ° C. for 1 hour. Next, the inside of the vessel was replaced with air, and 9.3 parts of acrylic acid (100% of glycidyl groups), 0.5 parts of trisdimethylaminophenol, and 0.1 parts of hydroquinone were added to the vessel, and the reaction was continued for 6 hours at 120° C., and the reaction was terminated when the non-volatile acid value reached 0.5, to obtain an acrylic resin solution. Furthermore, 19.5 parts of tetrahydrophthalic anhydride (100% of the generated hydroxyl groups) and 0.5 parts of triethylamine were added, and the reaction was continued for 3.5 hours at 120° C., to obtain an acrylic resin solution.
After cooling to room temperature, about 2 g of the resin solution was sampled and dried by heating at 180°C for 20 minutes to measure the non-volatile content, and PGMAc was added to the previously synthesized resin solution so that the non-volatile content was 20 mass% to prepare a resin (B2-3) solution. The weight average molecular weight (Mw) was 19,000.
<その他樹脂(B3)の製造例>
セパラブル4口フラスコに温度計、冷却管、窒素ガス導入管、滴下管および撹拌装置を取り付けた反応容器にシクロヘキサノン196部を仕込み、80℃に昇温し、反応容器内を窒素置換した後、滴下管より、n-ブチルメタクリレート37.2部、2-ヒドロキシエチルメタクリレート12.9部、メタクリル酸12.0部、パラクミルフェノールエチレンオキサイド変性アクリレート(東亞合成社製「アロニックスM110」)20.7部、2,2’-アゾビスイソブチロニトリル1.1部の混合物を2時間かけて滴下した。滴下終了後、更に3時間反応を継続し、アクリル樹脂の溶液を得た。室温まで冷却した後、樹脂溶液約2部をサンプリングして180℃、20分間加熱乾燥して不揮発分を測定し、先に合成した樹脂溶液に不揮発分が20%になるようにPGMAcを添加してバインダ機能を有するその他樹脂(B3)液を調製した。重量平均分子量(Mw)は26000であった。
<Production Example of Other Resin (B3)>
A separable 4-neck flask was fitted with a thermometer, a cooling tube, a nitrogen gas inlet tube, a dropping tube and a stirrer, and 196 parts of cyclohexanone was charged in the reaction vessel, which was then heated to 80°C. The atmosphere in the reaction vessel was replaced with nitrogen, and then a mixture of 37.2 parts of n-butyl methacrylate, 12.9 parts of 2-hydroxyethyl methacrylate, 12.0 parts of methacrylic acid, 20.7 parts of paracumylphenol ethylene oxide modified acrylate ("Aronix M110" manufactured by Toagosei Co., Ltd.), and 1.1 parts of 2,2'-azobisisobutyronitrile was dripped over 2 hours from the dropping tube. After dripping was completed, the reaction was continued for another 3 hours to obtain an acrylic resin solution. After cooling to room temperature, about 2 parts of the resin solution was sampled and dried at 180°C for 20 minutes to measure the nonvolatile content, and PGMAc was added to the resin solution previously synthesized so that the nonvolatile content was 20% to prepare a binder function other resin (B3) liquid. The weight average molecular weight (Mw) was 26,000.
(塩基性樹脂型分散剤(Bb-1)の製造)
ガス導入管、コンデンサー、攪拌翼、及び温度計を備え付けた反応装置に、メチルメタクリレート40部、n-ブチルメタクリレート10部、触媒としてテトラメチルエチレンジアミン13.2部を仕込み、窒素を流しながら50℃で1時間撹拌し、系内を窒素置換した。次に、開始剤としてブロモイソ酪酸エチル9.3部、触媒として塩化第一銅5.6部、PGMAc133部を仕込み、窒素気流下で、110℃まで昇温して第一ブロック(Bブロック)の重合を開始した。4時間重合後、重合溶液をサンプリングして不揮発分測定を行い、不揮発分から換算して重合転化率が98%以上であることを確認した。次に、この反応装置に、PGMAc61部、第二ブロック(Aブロック)モノマーとしてジメチルアミノエチルメタクリレート40部、メタクリロイルオキシエチルベンジルジメチルアンモニウムクロライド10部を投入し、110℃・窒素雰囲気下を保持したまま撹拌し、反応を継続した。投入から2時間後、重合溶液をサンプリングして不揮発分測定を行い、不揮発分から換算して第二ブロック(Aブロック)の重合転化率が98%以上であることを確認し、反応溶液を室温まで冷却して重合を停止した。GPC測定の結果、ポリマーの質量平均分子量20000、分子量分布Mw/Mnが1.4であり、反応転化率は98.5%であった。このようにして、不揮発分当たりのアミン価が169.8mgKOH/gの塩基性樹脂型分散剤(Bb-1)を得た。室温まで冷却した後、樹脂型分散剤溶液約2gをサンプリングして180℃、20分間加熱乾燥して不揮発分を測定し、先に合成した塩基性樹脂型分散剤(Bb-1)に不揮発分が20質量%になるようにPGMAcを添加してA-B-Aブロックポリマーであるアミノ基を有する塩基性樹脂型分散剤(Bb-1)溶液を調製した。
(Production of Basic Resin-Type Dispersant (Bb-1))
In a reaction apparatus equipped with a gas inlet tube, a condenser, a stirring blade, and a thermometer, 40 parts of methyl methacrylate, 10 parts of n-butyl methacrylate, and 13.2 parts of tetramethylethylenediamine as a catalyst were charged, and the mixture was stirred at 50°C for 1 hour while flowing nitrogen, and the inside of the system was replaced with nitrogen. Next, 9.3 parts of ethyl bromoisobutyrate as an initiator, 5.6 parts of cuprous chloride as a catalyst, and 133 parts of PGMAc were charged, and the temperature was raised to 110°C under a nitrogen stream to initiate polymerization of the first block (B block). After polymerization for 4 hours, the polymerization solution was sampled and the nonvolatile content was measured, and it was confirmed that the polymerization conversion rate was 98% or more based on the nonvolatile content. Next, 61 parts of PGMAc, 40 parts of dimethylaminoethyl methacrylate as a second block (A block) monomer, and 10 parts of methacryloyloxyethylbenzyldimethylammonium chloride were charged into the reaction apparatus, and the mixture was stirred while maintaining 110°C under a nitrogen atmosphere, and the reaction was continued. Two hours after the addition, the polymerization solution was sampled and the nonvolatile content was measured, and it was confirmed that the polymerization conversion rate of the second block (A block) was 98% or more calculated from the nonvolatile content. The reaction solution was cooled to room temperature to stop the polymerization. As a result of GPC measurement, the mass average molecular weight of the polymer was 20,000, the molecular weight distribution Mw/Mn was 1.4, and the reaction conversion rate was 98.5%. In this way, a basic resin type dispersant (Bb-1) having an amine value of 169.8 mgKOH/g per nonvolatile content was obtained. After cooling to room temperature, about 2 g of the resin type dispersant solution was sampled and dried by heating at 180 ° C. for 20 minutes to measure the nonvolatile content, and PGMAc was added to the previously synthesized basic resin type dispersant (Bb-1) so that the nonvolatile content was 20 mass%, to prepare a basic resin type dispersant (Bb-1) solution having an amino group, which is an A-B-A block polymer.
(塩基性樹脂型分散剤(Bb-2)の製造)
ガス導入管、コンデンサー、攪拌翼、及び温度計を備え付けた反応槽に、PGMAc133部を仕込み、窒素置換しながら110℃に昇温した。滴下槽に1,2,2,6,6-ペンタメチルピペリジルメタクリレート177部、メチルアクリレート3部、2-ヒドロキシエチルメタクリレート20部、PGMAc61部、及び2,2’-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)を6部仕込み、均一になるまで攪拌した後、反応槽へ2時間かけて滴下し、その後同温度で3時間反応を継続した。このようにして、不揮発分当たりのアミン価が201mgKOH/g、数平均分子量3,800(Mn)の塩基性樹脂型分散剤(Bb-2)を得た。塩基性樹脂型分散剤(Bb-2)溶液と同様にして不揮発分が20質量%になるように希釈して、ランダムポリマーであるアミノ基を有する塩基性樹脂型分散剤(Bb-2)溶液を調製した。
(Production of Basic Resin-Type Dispersant (Bb-2))
A reaction vessel equipped with a gas inlet tube, a condenser, a stirring blade, and a thermometer was charged with 133 parts of PGMAc, and the temperature was raised to 110 ° C. while replacing with nitrogen. A dropping vessel was charged with 177 parts of 1,2,2,6,6-pentamethylpiperidyl methacrylate, 3 parts of methyl acrylate, 20 parts of 2-hydroxyethyl methacrylate, 61 parts of PGMAc, and 6 parts of 2,2'-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile), and after stirring until uniform, the mixture was dropped into the reaction vessel over 2 hours, and the reaction was continued for 3 hours at the same temperature. In this way, a basic resin-type dispersant (Bb-2) having an amine value of 201 mg KOH / g per nonvolatile content and a number average molecular weight of 3,800 (Mn) was obtained. In the same manner as in the case of the basic resin type dispersant (Bb-2) solution, the solution was diluted so that the nonvolatile content became 20% by mass, to prepare a basic resin type dispersant (Bb-2) solution having an amino group, which is a random polymer.
<着色組成物の製造方法>
[製造例1]
(着色組成物(R-1)の作製)
下記の混合物を均一になるように攪拌混合した後、直径0.5mmのジルコニアビーズを用いて、アイガーミル(アイガージャパン社製「ミニモデルM-250 MKII」)で3時間分散した後、孔径5.0μmのフィルタで濾過し、着色組成物(R-1)を作製した。
顔料(A-1) :20.5部
樹脂(B1-1:不揮発分20%液) :2.0部
樹脂(B2-1:不揮発分20%液) :16.0部
溶剤(P) :61.5部
<Method of producing colored composition>
[Production Example 1]
(Preparation of Colored Composition (R-1))
The mixture below was stirred and mixed to be uniform, and then dispersed for 3 hours using zirconia beads having a diameter of 0.5 mm in an Eiger mill ("Mini Model M-250 MKII" manufactured by Eiger Japan Co., Ltd.), and then filtered through a filter having a pore size of 5.0 μm to prepare a colored composition (R-1).
Pigment (A-1): 20.5 parts Resin (B1-1: 20% non-volatile liquid): 2.0 parts Resin (B2-1: 20% non-volatile liquid): 16.0 parts Solvent (P): 61.5 parts
[製造例2~35]
(着色組成物(R-2~R-35)の作製)
表3に記載した通りの材料種、質量に変更した以外は、製造例1と同様に着色組成物(R-2~R-35)を作製した。それぞれの顔料の分散粒子径を表3に示す。
[Production Examples 2 to 35]
(Preparation of Colored Compositions (R-2 to R-35))
Colored compositions (R-2 to R-35) were prepared in the same manner as in Production Example 1, except that the material types and masses were changed as shown in Table 3. The dispersed particle diameters of the respective pigments are shown in Table 3.
<感光性着色組成物の製造方法>
[実施例1]
(感光性着色組成物(X-1))
以下の原料を混合、攪拌し、孔径1.0μmのフィルタで濾過して感光性着色組成物(Y-1)を得た。
着色組成物(R-1:不揮発分20%) :70.0部
樹脂(B1-1:不揮発分20%) :10.0部
熱硬化性化合物(E-1) :0.2部
熱硬化性化合物(E-2) :0.3部
重合性単量体(F) :3.0部
光重合開始剤(G) :1.8部
増感剤(H) :0.2部
チオール系連鎖移動剤(I) :0.4部
重合禁止剤(J) :0.1部
紫外線吸収剤(K) :0.1部
酸化防止剤(L) :0.1部
レベリング剤(M:不揮発分3%) :1.0部
貯蔵安定剤(N) :0.1部
シランカップリング剤(O) :0.2部
溶剤(P) :12.5部
<Method for producing photosensitive coloring composition>
[Example 1]
(Photosensitive coloring composition (X-1))
The following raw materials were mixed and stirred, and then filtered through a filter having a pore size of 1.0 μm to obtain a photosensitive colored composition (Y-1).
Coloring composition (R-1: non-volatile content 20%): 70.0 parts Resin (B1-1: non-volatile content 20%): 10.0 parts Thermosetting compound (E-1): 0.2 parts Thermosetting compound (E-2): 0.3 parts Polymerizable monomer (F): 3.0 parts Photopolymerization initiator (G): 1.8 parts Sensitizer (H): 0.2 parts Thiol-based chain transfer agent (I): 0.4 parts Polymerization inhibitor (J): 0.1 parts Ultraviolet absorber (K): 0.1 parts Antioxidant (L): 0.1 parts Leveling agent (M: non-volatile content 3%): 1.0 parts Storage stabilizer (N): 0.1 parts Silane coupling agent (O): 0.2 parts Solvent (P): 12.5 parts
[実施例2~53、比較例1~3]
(感光性着色組成物(X-2~56)の作製)
実施例1の着色組成物およびバインダ機能を有する樹脂溶液の種類を表4に記載した通りに変更した以外は、実施例1と同様に行い感光性着色組成物(X-2~56)をそれぞれ作製した。
尚、それぞれの原料については、以下の通りである。
[Examples 2 to 53, Comparative Examples 1 to 3]
(Preparation of Photosensitive Coloring Compositions (X-2 to 56))
Except for changing the coloring composition and the type of the resin solution having a binder function of Example 1 as shown in Table 4, the same procedure as in Example 1 was carried out to prepare photosensitive coloring compositions (X-2 to 56).
The details of each raw material are as follows:
<熱硬化性化合物(E)>
・エポキシ化合物(E-1)
(E-1-1)2,2’-ビス(ヒドロキシメチル)-1-ブタノールの1,2-エポキシ-4-(2-オキシラニル)シクロヘキサン付加物
[EHPE-3150(ダイセル社製)]、
(E-1-2)ソルビトールのグリシジルエーテル化エポキシ化合物
[デナコールEX611(ナガセケムテックス社製)]、
(E-1-3)イソシアヌル酸トリグリシジル
(E-1-1)~(E-1-3)をそれぞれ同量混合し、エポキシ化合物(E-1)とした。
・オキセタン化合物(E-2):
3-エチル-3-[(3-エチルオキセタン-3-イル)メトキシメチル]オキセタン
[アロンオキセタンOXT-221(東亞合成社製)]
<Thermosetting compound (E)>
Epoxy compound (E-1)
(E-1-1) 1,2-epoxy-4-(2-oxiranyl)cyclohexane adduct of 2,2'-bis(hydroxymethyl)-1-butanol [EHPE-3150 (manufactured by Daicel Corporation)],
(E-1-2) Glycidyl etherified epoxy compound of sorbitol [Denacol EX611 (manufactured by Nagase Chemtex Corporation)],
(E-1-3) Triglycidyl isocyanurate (E-1-1) to (E-1-3) were mixed in equal amounts to obtain an epoxy compound (E-1).
Oxetane compound (E-2):
3-Ethyl-3-[(3-ethyloxetan-3-yl)methoxymethyl]oxetane [Aronoxetane OXT-221 (manufactured by Toagosei)]
<重合性化合物(F)>
(F-1)トリメチロールプロパントリアクリレート
[アロニックスM309(東亞合成社製)]
(F-2)ジペンタエリスリトールペンタ及びヘキサアクリレート
[アロニックスM402(東亞合成社製)]
(F-3)多塩基酸性アクリルオリゴマー
[アロニックスM520(東亞合成社製)]
(F-4)カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート
[KAYARAD DPCA-30(日本化薬社製)]
<Polymerizable compound (F)>
(F-1) Trimethylolpropane triacrylate [Aronix M309 (manufactured by Toagosei Co., Ltd.)]
(F-2) Dipentaerythritol penta- and hexaacrylate [ARONIX M402 (manufactured by Toagosei)]
(F-3) Polybasic acidic acrylic oligomer [ARONIX M520 (manufactured by Toagosei Co., Ltd.)]
(F-4) Caprolactone-modified dipentaerythritol hexaacrylate [KAYARAD DPCA-30 (manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.)]
(F-5)下記による多官能ウレタンアクリレート
内容量が1リットル5つ口反応容器に、ペンタエリスリトールトリアクリレート(432g、ヘキサメチレンジイソシアネート84gを仕込み、60℃で8時間反応させ、(メタ)アクリロイル基含有多官能ウレタンアクリレート(F-5)を含む生成物を得た。生成物中、多官能ウレタンアクリレート(F-5)の占める割合は、70質量%であり、残部を他の光重合性モノマーで占めている。なお、IR分析により反応生成物中にイソシアネート基が存在しないことを確認した。
(F-5) Multifunctional urethane acrylate as described below: Pentaerythritol triacrylate (432 g) and hexamethylene diisocyanate (84 g) were charged into a 1-liter five-necked reaction vessel and reacted at 60°C for 8 hours to obtain a product containing a (meth)acryloyl group-containing multifunctional urethane acrylate (F-5). The proportion of the multifunctional urethane acrylate (F-5) in the product was 70 mass%, with the remainder being other photopolymerizable monomers. It was confirmed by IR analysis that no isocyanate groups were present in the reaction product.
(F-6)2官能のビスフェノールA型(メタ)アクリレート
[ABE-300(新中村化学社製)]
(F-7)エトキシ化イソシアヌル酸トリアクリレート
[A-9300(新中村化学社製)]
(F-8)トリメチロールプロパンEO変性トリアクリレート
[アロニックスM350(東亞合成社製)]
(F-9)EO変性(12)ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート
[KAYARAD DPEA-12(日本化薬社製)]
以上、(F-1)~(F-9)をそれぞれ同量にて混合し、光重合性単量体(E)とした。
(F-6) Bifunctional bisphenol A (meth)acrylate [ABE-300 (manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.)]
(F-7) Ethoxylated isocyanuric acid triacrylate [A-9300 (manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.)]
(F-8) Trimethylolpropane EO modified triacrylate [Aronix M350 (manufactured by Toagosei)]
(F-9) EO modified (12) Dipentaerythritol hexaacrylate [KAYARAD DPEA-12 (manufactured by Nippon Kayaku)]
The above (F-1) to (F-9) were mixed in equal amounts to prepare a photopolymerizable monomer (E).
<光重合開始剤(G)>
(G-1)2-メチル-1-[4-(メチルチオ)フェニル]-2-モルフォリノプロパン-1-オン
[イルガキュア907(BASFジャパン社製)]
(G-2)2-(ジメチルアミノ)-2-[(4-メチルフェニル)メチル]-1-[4-(4-モルホリニル)フェニル]-1-ブタノン
[イルガキュア379(BASFジャパン社製)]
(G-3)2,4,6-トリメチルベンゾイル-ジフェニル-ホスフィンオキサイド
[ルシリンTPO(IGM Resins社製)]
(G-4)2,2’-ビス(o-クロロフェニル)-4,5,4’,5’-テトラフェニル-1,2’-ビイミダゾール
[ビイミダゾール(黒金化成社製)]
(G-5)p-ジメチルアミノアセトフェノン
[DMA(ダイキファイン社製)]
(G-6)エタン-1-オン,1-[9-エチル-6-(2-メチルベンゾイル)-9H-カルバゾール-3-イル],1-(O-アセチルオキシム)
[イルガキュアOXE02(BASFジャパン社製)]
(G-7)1-[4-(2-ヒドロキシエトキシ)-フェニル]-2-ヒドロキシ-2-メチル-1-プロパン-1-オン
[イルガキュア2959(BASFジャパン社製)]
(G-8)ビス(2,4,6-トリメチルベンゾイル)-フェニルフォスフィンオキサイド
[イルガキュア819(BASFジャパン社製)]
<Photopolymerization initiator (G)>
(G-1) 2-methyl-1-[4-(methylthio)phenyl]-2-morpholinopropan-1-one [Irgacure 907 (manufactured by BASF Japan)]
(G-2) 2-(dimethylamino)-2-[(4-methylphenyl)methyl]-1-[4-(4-morpholinyl)phenyl]-1-butanone [Irgacure 379 (BASF Japan)]
(G-3) 2,4,6-trimethylbenzoyl-diphenyl-phosphine oxide [Lucirin TPO (IGM Resins)]
(G-4) 2,2'-bis(o-chlorophenyl)-4,5,4',5'-tetraphenyl-1,2'-biimidazole [biimidazole (manufactured by Kurogane Chemical Industry Co., Ltd.)]
(G-5) p-Dimethylaminoacetophenone [DMA (manufactured by Daikifine Co., Ltd.)]
(G-6) Ethan-1-one, 1-[9-ethyl-6-(2-methylbenzoyl)-9H-carbazol-3-yl], 1-(O-acetyloxime)
[Irgacure OXE02 (manufactured by BASF Japan)]
(G-7) 1-[4-(2-hydroxyethoxy)-phenyl]-2-hydroxy-2-methyl-1-propan-1-one [Irgacure 2959 (BASF Japan)]
(G-8) Bis(2,4,6-trimethylbenzoyl)-phenylphosphine oxide [Irgacure 819 (manufactured by BASF Japan)]
(G-9)下記の合成方法により得られた光重合開始剤
N-ベンゾフェノイルカルバゾール100.0部をクロロホルム1000部に溶解し、さらに塩化アルミニウム85.0部を添加して0℃にて攪拌下、プロピオニルクロリド 32.0部をクロロホルム500部に溶解した溶液を2時間かけて滴下した。滴下終了後、25℃で4時間攪拌した。反応液を氷水2000部にあけ、クロロホルム2000部にて抽出した。有機層を硫酸マグネシウムにて乾燥し、乾燥剤をろ別した後、残留物をクロロホルム/メタノールで再結晶を行うことにより、中間体化合物(a1)を113.0部得た。次に、化合物(a1)100.0部と、テトラヒドロフラン1000部と濃塩酸500部の混合溶液に溶解したところに、室温で攪拌下、亜硝酸tert-ブチル38.4部を1時間かけて滴下した。滴下終了後、室温で5時間攪拌した。反応液を氷水1600部に注ぎ入れ、クロロホルム1600部で抽出した。有機層を水洗(500部×3回)し、硫酸マグネシウムにて乾燥し、乾燥剤をろ過して溶媒を溜去し、残留物をn-ヘキサンで洗浄することにより、前駆体化合物(b1)99.8部を得た。次に、化合物(b1)30.0部を酢酸エチル300部中で攪拌したところに、無水酢酸6.3部、酢酸ナトリウム10.6部を加えて、3時間加熱還流した。その後、反応液を氷水500部中に注ぎ、組成生物を酢酸エチルで抽出し、有機層を水洗(300部×3回)し、硫酸マグネシウムで乾燥後、乾燥剤をろ過して溶媒を溜去し、残留物を酢酸エチル-ヘキサンで再結晶して、オキシムエステル系光重合開始剤(G-9)31.4gを得た。
(G-9) 100.0 parts of the photopolymerization initiator N-benzophenoylcarbazole obtained by the following synthesis method was dissolved in 1000 parts of chloroform, and 85.0 parts of aluminum chloride was added and stirred at 0°C, and a solution of 32.0 parts of propionyl chloride dissolved in 500 parts of chloroform was dropped over 2 hours. After the dropwise addition, the mixture was stirred at 25°C for 4 hours. The reaction liquid was poured into 2000 parts of ice water and extracted with 2000 parts of chloroform. The organic layer was dried over magnesium sulfate, and the desiccant was filtered off, and the residue was recrystallized with chloroform/methanol to obtain 113.0 parts of intermediate compound (a1). Next, 100.0 parts of compound (a1) was dissolved in a mixed solution of 1000 parts of tetrahydrofuran and 500 parts of concentrated hydrochloric acid, and 38.4 parts of tert-butyl nitrite was dropped over 1 hour under stirring at room temperature. After the dropwise addition, the mixture was stirred at room temperature for 5 hours. The reaction solution was poured into 1600 parts of ice water and extracted with 1600 parts of chloroform. The organic layer was washed with water (500 parts x 3 times), dried with magnesium sulfate, filtered to remove the desiccant, and the solvent was distilled off. The residue was washed with n-hexane to obtain 99.8 parts of precursor compound (b1). Next, 30.0 parts of compound (b1) was stirred in 300 parts of ethyl acetate, to which 6.3 parts of acetic anhydride and 10.6 parts of sodium acetate were added and heated under reflux for 3 hours. Thereafter, the reaction solution was poured into 500 parts of ice water, and the product was extracted with ethyl acetate. The organic layer was washed with water (300 parts x 3 times), dried with magnesium sulfate, filtered to remove the desiccant, and the solvent was distilled off. The residue was recrystallized with ethyl acetate-hexane to obtain 31.4 g of oxime ester photopolymerization initiator (G-9).
光重合開始剤(G-9)
(G-10)下記の合成方法により得られた光重合開始剤
N-ベンゾフェノイルカルバゾール100.0部をクロロホルム1000部に溶解し、さらに塩化アルミニウム84.0部を添加して0℃にて攪拌下、ブタノイルクロリド 36.8部をクロロホルム500部に溶解した溶液を2時間かけて滴下した。滴下終了後、25℃で4時間攪拌した。反応液を氷水2000部にあけ、クロロホルム2000部にて抽出した。有機層を硫酸マグネシウムにて乾燥し、乾燥剤をろ別した後、残留物をクロロホルム/メタノールで再結晶を行うことにより、中間体化合物(a2)を109.3部得た。次に、化合物(a2)100.0部と、テトラヒドロフラン1000部と濃塩酸500部の混合溶液に溶解したところに、室温で攪拌下、亜硝酸tert-ブチル43.1部を1時間かけて滴下した。滴下終了後、室温で5時間攪拌した。反応液を氷水1600部に注ぎ入れ、クロロホルム1600部で抽出した。有機層を水洗(500部×3回)し、硫酸マグネシウムにて乾燥し、乾燥剤をろ過して溶媒を溜去し、残留物をn-ヘキサンで洗浄することにより、前駆体化合物(b2)89.3部を得た。次に、化合物(b2)30.0部を酢酸エチル300部中で攪拌したところに、無水酢酸6.1部、酢酸ナトリウム10.3部を加えて、3時間加熱還流した。その後、反応液を氷水500部中に注ぎ、組成生物を酢酸エチルで抽出し、有機層を水洗(300部×3回)し、硫酸マグネシウムで乾燥後、乾燥剤をろ過して溶媒を溜去し、残留物を酢酸エチル-ヘキサンで再結晶して、オキシムエステル系光重合開始剤(G-10)30.0部を得た。
(G-10) Photopolymerization initiator obtained by the following synthesis method 100.0 parts of N-benzophenoylcarbazole was dissolved in 1000 parts of chloroform, and 84.0 parts of aluminum chloride was added. A solution of 36.8 parts of butanoyl chloride dissolved in 500 parts of chloroform was dropped over 2 hours while stirring at 0°C. After the dropwise addition, the mixture was stirred at 25°C for 4 hours. The reaction liquid was poured into 2000 parts of ice water and extracted with 2000 parts of chloroform. The organic layer was dried over magnesium sulfate, the desiccant was filtered off, and the residue was recrystallized with chloroform/methanol to obtain 109.3 parts of intermediate compound (a2). Next, 100.0 parts of compound (a2) was dissolved in a mixed solution of 1000 parts of tetrahydrofuran and 500 parts of concentrated hydrochloric acid, and 43.1 parts of tert-butyl nitrite was dropped over 1 hour while stirring at room temperature. After the dropwise addition, the mixture was stirred at room temperature for 5 hours. The reaction solution was poured into 1600 parts of ice water and extracted with 1600 parts of chloroform. The organic layer was washed with water (500 parts x 3 times), dried with magnesium sulfate, filtered to remove the desiccant, and the solvent was distilled off. The residue was washed with n-hexane to obtain 89.3 parts of precursor compound (b2). Next, 30.0 parts of compound (b2) was stirred in 300 parts of ethyl acetate, to which 6.1 parts of acetic anhydride and 10.3 parts of sodium acetate were added and heated under reflux for 3 hours. Thereafter, the reaction solution was poured into 500 parts of ice water, and the product was extracted with ethyl acetate. The organic layer was washed with water (300 parts x 3 times), dried with magnesium sulfate, filtered to remove the desiccant, and the solvent was distilled off. The residue was recrystallized with ethyl acetate-hexane to obtain 30.0 parts of oxime ester photopolymerization initiator (G-10).
光重合開始剤(G-10)
(G-11)下記の合成方法により得られた光重合開始剤
N-(p-ニトロフェニル)カルバゾール100.0部をクロロホルム1000部に溶解し、さらに塩化アルミニウム101.8部を添加して0℃にて攪拌下、ブタノイルクロリド 44.3部をクロロホルム500部に溶解した溶液を2時間かけて滴下した。滴下終了後、25℃で4時間攪拌した。反応液を氷水2000部にあけ、クロロホルム2000部にて抽出した。有機層を硫酸マグネシウムにて乾燥し、乾燥剤をろ別した後、残留物をクロロホルム/メタノールで再結晶を行うことにより、中間体化合物(a3)を113.6部得た。次に、化合物(a3)100.0部と、テトラヒドロフラン1000部と濃塩酸500部の混合溶液に溶解したところに、室温で攪拌下、亜硝酸tert-ブチル43.1部を1時間かけて滴下した。滴下終了後、室温で5時間攪拌した。反応液を氷水1600部に注ぎ入れ、クロロホルム1500部で抽出した。有機層を水洗(500部×3回)し、硫酸マグネシウムにて乾燥し、乾燥剤をろ過して溶媒を溜去し、残留物をn-ヘキサンで洗浄することにより、前駆体化合物(b3)107.2部を得た。次に、化合物(b3)50.0部を酢酸エチル500部中で攪拌したところに、無水酢酸19.9部、酢酸ナトリウム11.7部を加えて、3時間加熱還流した。その後、反応液を氷水500部中に注ぎ、組成生物を酢酸エチルで抽出し、有機層を水洗(500部×3回)し、硫酸マグネシウムで乾燥後、乾燥剤をろ過して溶媒を溜去し、残留物を酢酸エチル-ヘキサンで再結晶して、オキシムエステル系光重合開始剤(G-11)57.6部を得た。
(G-11) Photopolymerization initiator obtained by the following synthesis method 100.0 parts of N-(p-nitrophenyl)carbazole was dissolved in 1000 parts of chloroform, and 101.8 parts of aluminum chloride was added and stirred at 0°C, and a solution of 44.3 parts of butanoyl chloride dissolved in 500 parts of chloroform was dropped over 2 hours. After the dropwise addition, the mixture was stirred at 25°C for 4 hours. The reaction liquid was poured into 2000 parts of ice water and extracted with 2000 parts of chloroform. The organic layer was dried over magnesium sulfate, and the desiccant was filtered off, and the residue was recrystallized with chloroform/methanol to obtain 113.6 parts of intermediate compound (a3). Next, 100.0 parts of compound (a3) was dissolved in a mixed solution of 1000 parts of tetrahydrofuran and 500 parts of concentrated hydrochloric acid, and 43.1 parts of tert-butyl nitrite was dropped over 1 hour under stirring at room temperature. After the dropwise addition, the mixture was stirred at room temperature for 5 hours. The reaction solution was poured into 1600 parts of ice water and extracted with 1500 parts of chloroform. The organic layer was washed with water (500 parts x 3 times), dried with magnesium sulfate, filtered to remove the desiccant, and the solvent was distilled off. The residue was washed with n-hexane to obtain 107.2 parts of precursor compound (b3). Next, 50.0 parts of compound (b3) was stirred in 500 parts of ethyl acetate, to which 19.9 parts of acetic anhydride and 11.7 parts of sodium acetate were added and heated under reflux for 3 hours. Thereafter, the reaction solution was poured into 500 parts of ice water, the product was extracted with ethyl acetate, the organic layer was washed with water (500 parts x 3 times), and dried with magnesium sulfate. The desiccant was filtered, and the solvent was distilled off. The residue was recrystallized with ethyl acetate-hexane to obtain 57.6 parts of oxime ester photopolymerization initiator (G-11).
光重合開始剤(G-11)
(G-12)下記の合成方法により得られた光重合開始剤
N-ベンゾフェノイル-1,3-ジメチル-カルバゾール100.0部をクロロホルム1000部に溶解し、さらに塩化アルミニウム78.6部を添加して0℃にて攪拌下、プロピオニルクロリド29.6部をクロロホルム500部に溶解した溶液を2時間かけて滴下した。滴下終了後、25℃で4時間攪拌した。反応液を氷水2000部にあけ、クロロホルム2000部にて抽出した。有機層を硫酸マグネシウムにて乾燥し、乾燥剤をろ別した後、残留物をクロロホルム/メタノールで再結晶を行うことにより、中間体化合物(a4)を111.8部得た。次に、化合物(a4)100.0部と、テトラヒドロフラン1000部と濃塩酸500部の混合溶液に溶解したところに、室温で攪拌下、亜硝酸tert-ブチル35.7部を1時間かけて滴下した。滴下終了後、室温で5時間攪拌した。反応液を氷水1600部に注ぎ入れ、クロロホルム1600部で抽出した。有機層を水洗(500部×3回)し、硫酸マグネシウムにて乾燥し、乾燥剤をろ過して溶媒を溜去し、残留物をn-ヘキサンで洗浄することにより、前駆体化合物(b4)98.3部を得た。次に、化合物(b4)30.0部を酢酸エチル300部中で攪拌したところに、無水酢酸5.9部、酢酸ナトリウム10.0部を加えて、3時間加熱還流した。その後、反応液を氷水500部中に注ぎ、組成生物を酢酸エチルで抽出し、有機層を水洗(300部×3回)し、硫酸マグネシウムで乾燥後、乾燥剤をろ過して溶媒を溜去し、残留物を酢酸エチル-ヘキサンで再結晶して、オキシムエステル系光重合開始剤(G-12)31.2部を得た。
(G-12) Photopolymerization initiator obtained by the following synthesis method 100.0 parts of N-benzophenoyl-1,3-dimethyl-carbazole was dissolved in 1000 parts of chloroform, and 78.6 parts of aluminum chloride was added and stirred at 0°C, and a solution of 29.6 parts of propionyl chloride dissolved in 500 parts of chloroform was dropped over 2 hours. After the dropwise addition, the mixture was stirred at 25°C for 4 hours. The reaction liquid was poured into 2000 parts of ice water and extracted with 2000 parts of chloroform. The organic layer was dried over magnesium sulfate, and the desiccant was filtered off, and the residue was recrystallized with chloroform/methanol to obtain 111.8 parts of intermediate compound (a4). Next, 100.0 parts of compound (a4) was dissolved in a mixed solution of 1000 parts of tetrahydrofuran and 500 parts of concentrated hydrochloric acid, and 35.7 parts of tert-butyl nitrite was dropped over 1 hour under stirring at room temperature. After the dropwise addition, the mixture was stirred at room temperature for 5 hours. The reaction solution was poured into 1600 parts of ice water and extracted with 1600 parts of chloroform. The organic layer was washed with water (500 parts x 3 times), dried with magnesium sulfate, filtered to remove the desiccant, and the solvent was distilled off. The residue was washed with n-hexane to obtain 98.3 parts of precursor compound (b4). Next, 30.0 parts of compound (b4) was stirred in 300 parts of ethyl acetate, to which 5.9 parts of acetic anhydride and 10.0 parts of sodium acetate were added and heated under reflux for 3 hours. Thereafter, the reaction solution was poured into 500 parts of ice water, the product was extracted with ethyl acetate, the organic layer was washed with water (300 parts x 3 times), and dried with magnesium sulfate. The desiccant was filtered to remove the solvent, and the residue was recrystallized with ethyl acetate-hexane to obtain 31.2 parts of oxime ester photopolymerization initiator (G-12).
光重合開始剤(G-12)
以上、(G-1)~(G-12)をそれぞれ同量にて混合し、光重合開始剤(G)とした。
Photopolymerization initiator (G-12)
The above (G-1) to (G-12) were mixed in equal amounts to prepare a photopolymerization initiator (G).
<増感剤(H) >
(H-1)2,4-ジエチルチオキサントン
[カヤキュアDETX-S(日本化薬社製)]
(H-2)4,4’-ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン
[CHEMARK DEABP(Chemark Chemical社製)]
以上、(H-1)(H-2)をそれぞれ同量にて混合し、増感剤(H)とした。
<Sensitizer (H)>
(H-1) 2,4-Diethylthioxanthone [Kayacure DETX-S (manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.)]
(H-2) 4,4'-bis(diethylamino)benzophenone [CHEMARK DEABP (manufactured by Chemark Chemical Co.)]
The above (H-1) and (H-2) were mixed in equal amounts to prepare a sensitizer (H).
<チオール系連鎖移動剤(I)>
(I-1)2-エチルヘキシル-3-メルカプトプロピオネート
[BMPA-2EH(淀化学社製)]
(I-2)トリメチロールエタントリス(3-メルカプトブチレート)
[TEMB(昭和電工社製)]
(I-3)トリメチロールプロパントリス(3-メルカプトブチレート)
[TPMB(昭和電工社製)]
(I-4)ペンタエリスリトールテトラキス(3-メルカプトプロピオネート)
[PEMP(堺化学工業社製)]
(I-5)トリメチロールプロパントリス(3-メルカプトプロピオネート)
[TMMP(堺化学工業社製)]
(I-6)トリス[(3-メルカプトプロピオニルオキシ)-エチル]―イソシアヌレート
[TEMPIC(堺化学工業社製)]
以上、(I-1)の単独使用あるいは、(I-2)~(I-6)をそれぞれ同量にて混合し、チオール系連鎖移動剤(I-M)として使用した。
<Thiol-Based Chain Transfer Agent (I)>
(I-1) 2-Ethylhexyl-3-mercaptopropionate [BMPA-2EH (manufactured by Yodo Chemical Co., Ltd.)]
(I-2) Trimethylolethane tris(3-mercaptobutyrate)
[TEMB (Showa Denko)]
(I-3) Trimethylolpropane tris(3-mercaptobutyrate)
[TPMB (Showa Denko Co., Ltd.)]
(I-4) Pentaerythritol tetrakis(3-mercaptopropionate)
[PEMP (manufactured by Sakai Chemical Industry Co., Ltd.)]
(I-5) Trimethylolpropane tris(3-mercaptopropionate)
[TMMP (manufactured by Sakai Chemical Industry Co., Ltd.)]
(I-6) Tris[(3-mercaptopropionyloxy)-ethyl]-isocyanurate [TEMPIC (manufactured by Sakai Chemical Industry Co., Ltd.)]
As described above, (I-1) was used alone, or (I-2) to (I-6) were mixed in equal amounts and used as a thiol-based chain transfer agent (IM).
<重合禁止剤(J)>
(J-1)3-メチルカテコール
(J-2)メチルヒドロキノン
(J-3)tert-ブチルヒドロキノン
以上、(J-1)~(J-3)をそれぞれ同量にて混合し、重合禁止剤(J)とした。
<Polymerization inhibitor (J)>
(J-1) 3-methylcatechol (J-2) methylhydroquinone (J-3) tert-butylhydroquinone The above (J-1) to (J-3) were mixed in equal amounts to prepare a polymerization inhibitor (J).
<紫外線吸収剤(K)>
(K-1)2-[4-[(2-ヒドロキシ-3-(ドデシルおよびトリデシル)オキシプロピル)オキシ]-2-ヒドロキシフェニル]-4,6-ビス(2,4-ジメチルフェニル)-1,3,5-トリアジン
[TINUVIN400(BASFジャパン社製)]
(K-2)2-(2H-ベンゾトリアゾール-2-イル)-4,6-ビス(1-メチル-1-フェニルエチル)フェノール
[TINUVIN900(BASFジャパン社製)]
以上、(K-1)(K-2)をそれぞれ同量にて混合し、紫外線吸収剤(K)とした。
<Ultraviolet absorber (K)>
(K-1) 2-[4-[(2-hydroxy-3-(dodecyl and tridecyl)oxypropyl)oxy]-2-hydroxyphenyl]-4,6-bis(2,4-dimethylphenyl)-1,3,5-triazine [TINUVIN 400 (manufactured by BASF Japan)]
(K-2) 2-(2H-benzotriazol-2-yl)-4,6-bis(1-methyl-1-phenylethyl)phenol [TINUVIN 900 (manufactured by BASF Japan)]
The above (K-1) and (K-2) were mixed in equal amounts to prepare an ultraviolet absorber (K).
<酸化防止剤(L)>
(L-1)ペンタエリスリトールテトラキス[3-(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート
(L-2)3,3’-チオジプロパン酸ジオクタデシル
(L-3)トリス[2,4-ジ-(tert)-ブチルフェニル]ホスフィン
(L-4)ビス(2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジル)セバケート
(L-5)サリチル酸p-オクチルフェニル
以上、(L-1)~(L-5)をそれぞれ同量にて混合し、酸化防止剤(L)とした。
<Antioxidant (L)>
(L-1) pentaerythritol tetrakis[3-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)propionate (L-2) dioctadecyl 3,3'-thiodipropanoate (L-3) tris[2,4-di-(tert)-butylphenyl]phosphine (L-4) bis(2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl)sebacate (L-5) p-octylphenyl salicylate. The above (L-1) to (L-5) were mixed in equal amounts to give antioxidant (L).
<レベリング剤(M)>
ビックケミー社製「BYK-330 」 1部、
DIC社製「メガファックF-551」 1部、
花王社製「エマルゲン103」 1部
をPGMAc97部に溶解させた混合溶液。
<Leveling Agent (M)>
1 copy of BYK-330 manufactured by BYK-Chemie,
1 copy of DIC "Megafac F-551"
A mixed solution in which 1 part of Kao Corporation's "Emulgen 103" was dissolved in 97 parts of PGMAc.
<貯蔵安定剤(N)>
(N-1)2,6-ビス(1,1-ジメチルエチル)-4-メチルフェノール
(本州化学工業社製「BHT」)
(N-2)トリフェニルホスフィン
(北興化学工業社製「TPP」)
以上、(N-1)(N-2)をそれぞれ同量にて混合し、貯蔵安定剤(N)とした。
<Storage stabilizer (N)>
(N-1) 2,6-bis(1,1-dimethylethyl)-4-methylphenol ("BHT" manufactured by Honshu Chemical Industry Co., Ltd.)
(N-2) Triphenylphosphine ("TPP" manufactured by Hokko Chemical Industry Co., Ltd.)
The above (N-1) and (N-2) were mixed in equal amounts to prepare a storage stabilizer (N).
<密着向上剤(O)>
(O-1)3-グリシドキシプロピルトリエトキシシラン
[信越シリコーン シランカップリング剤KBM-403(信越化学工業社製)]
(O-2)3-メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン
[信越シリコーン シランカップリング剤KBE-503(信越化学工業社製)]
(O-3)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
[信越シリコーン シランカップリング剤KBM-603(信越化学工業社製)]
(O-4)3-メルカプトプロピルトリメトキシシラン
[信越シリコーン シランカップリング剤KBM-803(信越化学工業社製)]
以上、(O-1)~(O-4)をそれぞれ同量にて混合し、シランカップリング剤(O)とした。
<Adhesion improver (O)>
(O-1) 3-glycidoxypropyltriethoxysilane [Shin-Etsu Silicone Silane Coupling Agent KBM-403 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.)]
(O-2) 3-methacryloxypropyltriethoxysilane [Shin-Etsu Silicone Silane Coupling Agent KBE-503 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.)]
(O-3) N-2-(aminoethyl)-3-aminopropyltrimethoxysilane [Shin-Etsu Silicone Silane Coupling Agent KBM-603 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.)]
(O-4) 3-mercaptopropyltrimethoxysilane [Shin-Etsu Silicone Silane Coupling Agent KBM-803 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.)]
The above (O-1) to (O-4) were mixed in equal amounts to prepare a silane coupling agent (O).
<溶剤(P) >
(P-1)PGMAc 30部
(P-2)シクロヘキサノン 30部
(P-3)3-エトキシプロピオン酸エチル 10部
(P-4)プロピレングリコールモノメチルエーテル 10部
(P-5)シクロヘキサノールアセテート 10部
(P-6)ジプロプレングリコールメチルエーテルアセテート 10部
以上、(P-1)~(P-6)をそれぞれ上記質量部にて混合し、溶剤(P)とした。
<Solvent (P)>
(P-1) PGMAc 30 parts (P-2) Cyclohexanone 30 parts (P-3) Ethyl 3-ethoxypropionate 10 parts (P-4) Propylene glycol monomethyl ether 10 parts (P-5) Cyclohexanol acetate 10 parts (P-6) Dipropylene glycol methyl ether acetate 10 parts The above (P-1) to (P-6) were mixed in the above parts by mass to obtain solvent (P).
<感光性着色組成物の評価>
感光性着色組成物(X-1~X-56)について、各試験を下記の方法で行った。試験の結果を表に示す。
尚、各評価基準は以下の通り。
◎:特に良好なレベル。
〇:良好なレベル。
△:実用可レベル。
×:実用不可レベル。
<Evaluation of Photosensitive Coloring Composition>
The photosensitive coloring compositions (X-1 to X-56) were subjected to the following tests. The test results are shown in the table below.
The evaluation criteria are as follows:
◎: Particularly good level.
◯: Good level.
△: Practical level.
×: Impractical level.
<微細パターンの形成性評価>
微細パターンの形成性を下記の通り、直線性とパターン形状で評価した。
[評価基板の作成]
得られた感光性着色組成物をスピンコート法により縦10cm×横10cmのガラス基板に塗工した後、クリーンオーブン中70℃で15分間加温して溶剤を除去し、約1μmの塗膜を得た。次いで、この基板を室温に冷却後、超高圧水銀ランプを用い、100μm幅(ピッチ200μm)及び25μm幅(ピッチ50μm)ストライプパターンのフォトマスクを介して600mJ/cm2の紫外線を露光した。その後、この基板を23℃の炭酸ナトリウム水溶液を用いてスプレー現像した後、イオン交換水で洗浄、風乾し、クリーンオーブン中100℃で30分間加熱した。スプレー現像は、それぞれの感光性着色組成物での塗膜について、現像残りなくパターン形成可能な最短時間で行い、これを適正現像時間とした。塗膜の膜厚は、Dektak 3030(日本真空技術社製)を用いて行った。
<Evaluation of fine pattern formability>
The formability of a fine pattern was evaluated in terms of linearity and pattern shape as described below.
[Creating an evaluation board]
The obtained photosensitive coloring composition was applied to a glass substrate of 10 cm length x 10 cm width by spin coating, and then heated in a clean oven at 70 ° C for 15 minutes to remove the solvent, obtaining a coating film of about 1 μm. Next, after cooling the substrate to room temperature, the substrate was exposed to 600 mJ / cm 2 ultraviolet light through a photomask of 100 μm width (pitch 200 μm) and 25 μm width (pitch 50 μm) stripe pattern using an ultra-high pressure mercury lamp. Then, the substrate was spray-developed using an aqueous sodium carbonate solution at 23 ° C, washed with ion-exchanged water, air-dried, and heated in a clean oven at 100 ° C for 30 minutes. The spray development was performed for each coating film of the photosensitive coloring composition in the shortest time possible to form a pattern without development residue, and this was determined as the appropriate development time. The thickness of the coating film was measured using Dektak 3030 (manufactured by Japan Vacuum Technology Co., Ltd.).
[直線性評価]
上記方法で形成されたフィルタセグメントの100μm幅フォトマスク部分でのパターンについて、光学顕微鏡を用いて観察して評価を行った。評価のランクは次の通りである。
○:直線性良好
△:部分的に直線性不良
×:直線性不良
[Linearity evaluation]
The pattern of the 100 μm wide photomask portion of the filter segment formed by the above method was observed under an optical microscope and evaluated. The evaluation was ranked as follows:
○: Good linearity △: Partially poor linearity ×: Poor linearity
[パターン形状評価]
上記方法で形成されたフィルタセグメントの100μmフォトマスク部分でのパターンの断面について、電子顕微鏡を用いて観察して評価を行った。パターン断面は順テーパーが良好である。評価のランクは次の通りである。
◎:断面がなだらかな順テーパー形状
○:断面が順テーパー形状
×:断面が逆テーパー形状
[Pattern shape evaluation]
The cross section of the pattern in the 100 μm photomask portion of the filter segment formed by the above method was observed and evaluated using an electron microscope. The pattern cross section had a good forward taper. The evaluation ranks were as follows:
◎: Cross section has a gentle forward taper shape ○: Cross section has a forward taper shape ×: Cross section has a reverse taper shape
(耐薬品性)
得られた感光性着色組成物を、ガラス基板上に、スピンコーターを用いて乾燥膜厚が0.9μmとなるように回転塗工し、70℃で20分乾燥した。次に、乾燥後の塗布膜に対して、6μmの正方パターンマスクパターンを配列したフォトマスクを介してi線の照度30mW/cm2の超高圧水銀灯にて600mJ/cm2の露光を行った。 パターン露光された塗膜は、2質量%水酸化カリウム水溶液を用いて、未露光部を現像した後、純水にて水洗を行なった。その後、水滴を高圧のエアーで飛ばし、基板を自然乾燥させ、120℃で10分間、ホットプレートでポストベーク処理し、ガラス基板上にパターンを形成した。ガラス基板のパターン形成された部分の分光透過率を顕微分光光度計(オリンパス光学社製「OSP-SP100」)を用いて測定した。その後、TMAH(テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド)を水に1.0重量%の濃度で溶解させた水溶液に浸漬し、再び分光透過率を促成した。TMAH水溶液の浸漬前後の400nmの透過率変化を評価した。評価のランクは次の通りである。
◎:透過率の変化が0.5%未満
〇:透過率の変化が0.5%以上、1.0%未満
△:透過率の変化が1.0%以上、5.0%未満
×:透過率の変化が5.0%以上
(Chemical resistance)
The obtained photosensitive coloring composition was spin-coated on a glass substrate using a spin coater so that the dry film thickness was 0.9 μm, and dried at 70 ° C. for 20 minutes. Next, the dried coating film was exposed to 600 mJ / cm 2 with an ultra-high pressure mercury lamp having an i-line illuminance of 30 mW / cm 2 through a photomask in which a 6 μm square pattern mask pattern was arranged. The pattern-exposed coating film was developed in the unexposed area using a 2 mass % potassium hydroxide aqueous solution, and then washed with pure water. Thereafter, the water droplets were blown off with high pressure air, the substrate was naturally dried, and the substrate was post-baked on a hot plate at 120 ° C. for 10 minutes to form a pattern on the glass substrate. The spectral transmittance of the pattern-formed portion of the glass substrate was measured using a microspectrophotometer (Olympus Optical Co., Ltd. "OSP-SP100"). Thereafter, the film was immersed in an aqueous solution of 1.0% by weight of TMAH (tetramethylammonium hydroxide) dissolved in water, and the spectral transmittance was measured again. The change in transmittance at 400 nm before and after immersion in the TMAH aqueous solution was evaluated. The evaluation was ranked as follows:
◎: The change in transmittance is less than 0.5%. ○: The change in transmittance is 0.5% or more but less than 1.0%. △: The change in transmittance is 1.0% or more but less than 5.0%. ×: The change in transmittance is 5.0% or more.
<粘度特性>
得られた感光性着色組成物について、E型粘度計(東機産業社製「ELD型粘度計」)を用いて回転数20rpmにおける粘度を測定した。
評価のランクは次の通りである。
〇:粘度 2.0以上10.0未満 :良好なレベル
×:粘度 10.0以上 :実用不可レベル
<Viscosity characteristics>
The viscosity of the obtained photosensitive coloring composition was measured at a rotation speed of 20 rpm using an E-type viscometer ("ELD type viscometer" manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd.).
The evaluation ranking is as follows:
◯: Viscosity 2.0 or more and less than 10.0: Good level ×: Viscosity 10.0 or more: Unusable level
<保存安定性>
下記の方法で保存安定性を評価した。
感光性着色組成物を調製した翌日の初期粘度と、40℃で1週間、経時促進させた経時粘度を、E型粘度計(東機産業社製「ELD型粘度計」)を用いて、25℃において回転数50rpmという条件で測定した。この初期粘度及び経時粘度の値から、下記式で経時粘度変化率を算出し、保存安定性を2段階で評価した。
[経時粘度変化率]=|([初期粘度]-[経時粘度])/[初期粘度]|×100
○: 変化率が10%未満
×: 変化率が10%以上
<Storage stability>
The storage stability was evaluated by the following method.
The initial viscosity on the day after the photosensitive coloring composition was prepared and the viscosity over time after aging at 40° C. for one week were measured using an E-type viscometer ("ELD type viscometer" manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd.) at 25° C. and a rotation speed of 50 rpm. From the initial viscosity and the viscosity over time, the viscosity change rate over time was calculated using the following formula, and the storage stability was evaluated in two stages.
[Change rate of viscosity over time] = |([initial viscosity] - [viscosity over time]) / [initial viscosity] | x 100
○: The rate of change is less than 10% ×: The rate of change is 10% or more
Claims (8)
顔料(A)、樹脂(B)、光重合開始剤(C)、および重合性化合物(D)を含有し、樹脂(B)が、ブロックイソシアネート基含有構成単位を含む樹脂(B1)、および(メタ)アクリロイル基含有ビニル重合体部位を含む樹脂(B2)を含有し、
前記樹脂(B2)が、さらに芳香族カルボン酸部位を有する樹脂であり、
前記顔料(A)の含有量が、全不揮発分中45質量%~70質量%であり、
前記樹脂(B1)、および前記樹脂(B2)の両方の酸価が、50~160(mgKOH/g)であることを特徴とする感光性着色組成物。 A photosensitive coloring composition used for forming a pattern of a color filter by a photolithography method in which the pattern is cured by a heating step of 150° C. or less after development,
The composition contains a pigment (A), a resin (B), a photopolymerization initiator (C), and a polymerizable compound (D), in which the resin (B) contains a resin (B1) that contains a blocked isocyanate group-containing structural unit, and a resin (B2) that contains a (meth)acryloyl group-containing vinyl polymer moiety ,
The resin (B2) further has an aromatic carboxylic acid moiety,
The content of the pigment (A) is 45% by mass to 70% by mass of the total nonvolatile content,
A photosensitive coloring composition, characterized in that the acid values of both the resin (B1) and the resin (B2) are 50 to 160 (mgKOH/g) .
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