アルカリ可溶型樹脂、アルカリ可溶型感光性着色組成物、およびカラーフィルタ
【課題】本発明は、カラーフィルタの着色層を形成する際のアルカリ現像処理において、残渣が少ないアルカリ可溶型感光性着色組成物を形成可能なアルカリ可溶型樹脂を提供することを主目的としている。
【解決手段】上記目的を達成するために、本発明は、アルキルシクロヘキシル（メタ）アクリレートと、酸基を有するモノマーとを構成単位として有する共重合体であることを特徴とするアルカリ可溶型樹脂を提供する。
【解決手段】上記目的を達成するために、本発明は、アルキルシクロヘキシル（メタ）アクリレートと、酸基を有するモノマーとを構成単位として有する共重合体であることを特徴とするアルカリ可溶型樹脂を提供する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カラーフィルタの着色層を形成した場合に、未露光箇所における残渣が少ないアルカリ可溶型感光性着色組成物を形成可能なアルカリ可溶型樹脂に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置に用いられるカラーフィルタは、一般的に、透明基板と、透明基板上に形成され、赤、緑、青の三原色の着色パターンからなる着色層と、各着色パターンを区画するように透明基板上に形成された遮光部とを有している。
このような着色層の形成方法としては、例えば、顔料や染料等の着色剤を含有する着色層用感光性樹脂組成物を用いたフォトリソグラフィー法が知られている。透明基板上にフォトリソグラフィー法により着色層を形成する場合、透明基板上に着色層用感光性樹脂組成物の残渣が付着することがあり、上記着色層用感光性樹脂組成物の残渣がカラーフィルタ表面に存在した場合には、透過率やコントラストの低下などを引き起こすほか、パターンエッジ部に残存した場合には、ＩＴＯ膜の剥離や、液晶セル化工程でのシール性劣化を起こすなど、後工程にまで影響を及ぼすような問題が生じるといった問題があった。
【０００３】
また近年、カラーフィルタの色再現性向上のため、このようなフォトリソグラフィー法に用いられる着色層用感光性樹脂組成物は、そこに含まれる顔料の高濃度化が要求されおり、その顔料の高濃度化に伴い、感光性や溶解性などの着色層形成性に寄与する成分が相対的に減少した結果、現像後に着色層用感光性樹脂組成物が残存し易くなるといった問題が生じている。
【０００４】
このような問題を解決するために、特許文献１では、バインダーとして酸価が９０ｍｇＫＯＨ／ｇ〜１６０ｍｇＫＯＨ／ｇであり、かつ重量平均分子量が２００００〜４００００であるメタクリル酸およびベンジルメタクリレートの共重合体を用い、現像時における未露光部分の残渣を低減した着色感光性樹脂組成物が開示されている。
また、特許文献２では、低分子量の有機カルボン酸化合物を添加する方法が開示されている。
しかしながら、特許文献１に開示されるような方法であっても、残渣の発生を十分に抑制することができなかった。また、特許文献２に開示される方法では、残渣の低減を図ることはできるが、着色層のカラーフィルタ基板表面への密着性をも低下させてしまうという問題があった。
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１４９８１０号公報
【特許文献２】特許第３２９３１７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、カラーフィルタの着色層を形成した場合に、未露光箇所における残渣が少ないアルカリ可溶型感光性着色組成物を形成可能なアルカリ可溶型樹脂を提供することを主目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、アルキルシクロヘキシル（メタ）アクリレートと、酸基を有するモノマーとを構成単位として有する共重合体であることを特徴とするアルカリ可溶型樹脂を提供する。
【０００８】
本発明によれば、上記アルキルシクロヘキシル（メタ）アクリレートを構成単位として有することにより、本発明のアルカリ可溶型樹脂を含むアルカリ可溶型感光性着色組成物を用いてカラーフィルタの着色層を形成した場合に、未露光箇所における上記アルカリ可溶型感光性着色組成物の残渣を少ないものとすることができる。
【０００９】
本発明においては、上記アルキルシクロヘキシル(メタ)アクリレートの含有量が、上記共重合体中に３０質量％〜９０質量％の範囲内であることが好ましい。上記アルキルシクロヘキシル(メタ)アクリレートの含有量が上記範囲であることにより、本発明のアルカリ可溶型樹脂を用いてカラーフィルタの着色層を形成した場合に、未露光箇所における上記アルカリ可溶型感光性着色組成物の残渣を少ないものとすることができるからである。
【００１０】
本発明においては、上記アルキルシクロヘキシル(メタ)アクリレートが、ｔｅｒｔ−ブチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート、エチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート、およびイソプロピルシクロヘキシル(メタ)アクリレートからなる群から選択されるものであることが好ましい。上記アルキルシクロヘキシル(メタ)アクリレートが、上述した化合物であることにより、本発明のアルカリ可溶型樹脂を用いてカラーフィルタの着色層を形成した場合に、未露光箇所における上記アルカリ可溶型感光性着色組成物の残渣をより少ないものとすることができるからである。
【００１１】
本発明においては、上記共重合体の酸価が、６０ｍｇＫＯＨ／ｇ〜１５０ｍｇＫＯＨ／ｇであることが好ましい。上記共重合体の酸価が、上記範囲より大きいと、アルカリ水溶液への溶解性が高すぎるため、本発明のアルカリ可溶型樹脂を含むアルカリ可溶型感光性着色組成物を用いてカラーフィルタの着色層を形成した場合に、露光箇所の着色層も溶解してしまい、上記着色層の密着性が低いものとなってしまう可能性があるからである。また上記範囲より小さいと、アルカリ水溶液への溶解性が低くいものとなり、現像に要する時間が長いものとなる可能性があるからである。
【００１２】
本発明においては、上記共重合体の分子量が、５０００〜２００００であることが好ましい。上記共重合体の分子量が上記範囲より小さいと、アルカリ水溶液への溶解性が大きく、本発明のアルカリ可溶型樹脂を含むアルカリ可溶型感光性着色組成物を用いてカラーフィルタの着色層を形成した場合に、露光箇所の着色層も溶解してしまい、上記着色層の密着性が低いものとなってしまう可能性があるからである。また上記範囲より大きいと、アルカリ水溶液への溶解性が低くいものとなり、現像に要する時間が長いものとなる可能性があるからである。
【００１３】
本発明は、上記アルカリ可溶型樹脂と、顔料と、顔料分散剤と、多官能性モノマーと、光開始剤と、溶剤とを有することを特徴とするアルカリ可溶型感光性着色組成物を提供する。
【００１４】
本発明によれば、上記アルカリ可溶型樹脂を含むものであるので、本発明のアルカリ可溶型感光性着色組成物を用いてカラーフィルタの着色層を形成した場合に、未露光箇所における上記アルカリ可溶型感光性着色組成物の残渣を少ないものとすることができる。
【００１５】
本発明は、上記アルカリ可溶型感光性着色組成物を用いて形成された着色層を有することを特徴とするカラーフィルタを提供する。
【００１６】
本発明によれば、上記アルカリ可溶型感光性着色組成物を用いて形成された着色層を有するものであるため、本発明のカラーフィルタを、未露光箇所における上記アルカリ可溶型感光性着色組成物の残渣が少ないものとすることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明は、カラーフィルタの着色層を形成した場合に、未露光箇所における残渣が少ないアルカリ可溶型感光性着色組成物を形成可能なアルカリ可溶型樹脂を提供するといった効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明は、アルカリ可溶型樹脂、アルカリ可溶型感光性着色組成物、およびカラーフィルタに関するものである。以下、本発明のアルカリ可溶型樹脂、アルカリ可溶型感光性着色組成物、およびカラーフィルタについて説明する。
【００１９】
Ａ．アルカリ可溶型樹脂
まず、本発明のアルカリ可溶型樹脂について説明する。本発明のアルカリ可溶型樹脂は、アルキルシクロヘキシル（メタ）アクリレートと、酸基を有するモノマーとを構成単位として有する共重合体であることを特徴とするものである。
【００２０】
本発明によれば、上記アルキルシクロヘキシル（メタ）アクリレートを構成単位として有することにより、本発明のアルカリ可溶型樹脂を含むアルカリ可溶型感光性着色組成物を用いてカラーフィルタの着色層を形成した場合に、未露光箇所における上記アルカリ可溶型感光性着色組成物の残渣を少ないものとすることができる。
【００２１】
上記アルキルシクロヘキシル（メタ）アクリレートを構成単位として有することにより、未露光箇所における上記アルカリ可溶型感光性着色組成物の残渣が少ないものとすることができる理由としては、以下のように推測される。
すなわち、従来のアルカリ可溶型感光性樹脂組成物用樹脂は、疎水性が十分ではないため、上記アルカリ可溶型感光性樹脂組成物用樹脂を含むアルカリ可溶型感光性樹脂組成物を用いて着色層を形成した場合には、そのアルカリ現像処理においてアルカリ水溶液に比較的素早く溶解する。このため、上記アルカリ可溶型感光性樹脂組成物に含まれる顔料等、アルカリ水溶液への溶解性が低い材料が、カラーフィルタ上に取り残され残渣となる。
【００２２】
一方、本発明のアルカリ可溶型樹脂は、構成成分であるアルキルシクロヘキシル（メタ）アクリレートが、シクロヘキシル基にアルキル基が付与された構造を有するため、疎水性が強く、アルカリ水溶液への溶解性を抑制することができる。このため、アルカリ現像処理時において、上記アルカリ可溶型感光性樹脂組成物に含まれる顔料等、アルカリ水溶液への溶解性が低い材料も除去され易いものとなる。その結果、本発明のアルカリ可溶型樹脂を含むアルカリ可溶型感光性着色組成物を用いてカラーフィルタの着色層を形成した場合に、未露光箇所における上記アルカリ可溶型感光性着色組成物の残渣を少ないものとすることができる。
【００２３】
以下、本発明のアルカリ可溶型樹脂である共重合体について説明する。
【００２４】
本発明のアルカリ可溶型樹脂である共重合体は、少なくともアルキルシクロヘキシル（メタ）アクリレートと、酸基を有するモノマーとを構成単位として有するものである。
【００２５】
本発明に用いられるアルキルシクロヘキシル(メタ)アクリレートは、シクロヘキシル（メタ）アクリレートのシクロヘキシル基に、アルキル基を結合させたものである。
【００２６】
本発明に用いられるアルキル基としては、上記アルキルシクロヘキシル(メタ)アクリレートとすることができるものであれば特に限定されるものではないが、炭素数が、１〜４の範囲内であることが好ましく、なかでも２〜４の範囲内であることが好ましい。上記範囲より大きいと、アルカリ可溶型樹脂の疎水性が強くなり過ぎるために、本発明のアルカリ可溶型樹脂を含むアルカリ可溶型感光性着色組成物を用いてカラーフィルタの着色層等を形成する場合の現像時において、上記アルカリ可溶型感光性着色組成物の現像のされ方である現像形態が、上記アルカリ可溶型感光性着色組成物からなる着色層形成用層が徐々に溶解される溶解型ではなく、上記アルカリ可溶型感光性着色組成物の塊が上記カラーフィルタ上から剥離するように現像される剥離型となる恐れがあるからである。このため上記着色層形成用層の塊が現像異物として上記カラーフィルタ上に再付着し、品質低下を招く恐れがあるからである。また、上記範囲より小さいと十分な残渣低減効果が得られない恐れがあるからである。
【００２７】
また、上記アルキル置換基の結合箇所としては、上記アルキル置換基が結合できる箇所であれば良い。
【００２８】
このようなアルキル基を有する、アルキルシクロヘキシル(メタ)アクリレートの具体例としては、ｔｅｒｔ−ブチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート、エチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート、イソプロピルシクロヘキシル(メタ)アクリレート、イソブチルシクロヘキシル（メタ）アクリレート、およびメチルシクロヘキシル(メタ)アクリレートを挙げることができ、なかでもｔｅｒｔ−ブチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート、エチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート、およびイソプロピルシクロヘキシル(メタ)アクリレートからなる郡から選択されるものを好ましく用いることができる。上記アルキルシクロヘキシル(メタ)アクリレートが、上述した化合物であることにより、本発明のアルカリ可溶型樹脂を用いてカラーフィルタの着色層を形成した場合に、未露光箇所における上記アルカリ可溶型感光性着色組成物の残渣をより少ないものとすることができるからである。
なお、本発明においては、上記のアルキルシクロヘキシル(メタ)アクリレートの１種類以上を用いることができる。
【００２９】
本発明に用いられるアルキルシクロヘキシル(メタ)アクリレートの含有量としては、本発明のアルカリ可溶型樹脂を含むアルカリ可溶型感光性着色組成物を用いてカラーフィルタの着色層を形成した場合に、未露光箇所における上記アルカリ可溶型感光性着色組成物の残渣を少ないものとすることができるものであれば良く、具体的には、上記共重合体中に、３０質量％〜９０質量％の範囲内であることが好ましく、なかでも５０質量％〜８５質量％の範囲内であることが好ましく、特に６０質量％〜８０質量％の範囲内であることが好ましい。上記範囲であることにより、本発明のアルカリ可溶型樹脂の疎水性を十分に向上させることができるため、上記アルカリ可溶型樹脂を含むアルカリ可溶型感光性着色組成物を用いてカラーフィルタの着色層を形成した場合に、未露光箇所における上記アルカリ可溶型感光性着色組成物の残渣を特に少ないものとすることができるからである。
【００３０】
本発明に用いられる酸基を有するモノマーは、エチレン性不飽和二重結合を有し、上述したアルキルシクロヘキシル(メタ)アクリレートと共重合することができ、かつ酸基を有するものである。
本発明においては、上記酸基を有するモノマーを構成単位として有することにより、アルカリ可溶性に優れたものとすることができる。
【００３１】
本発明に用いられる酸基を有するモノマーに含まれる酸基としては、水中において酸性を示す官能基であれば特に限定されるものではないが、通常、カルボキシル基が用いられる。
【００３２】
このような酸基を有するモノマーの具体例としては、（メタ）アクリル酸、アクリル酸の二量体、イタコン酸、クロトン酸、マレイン酸、フマル酸、およびこれらの無水物を挙げることができる。本発明においては、なかでも、（メタ）アクリル酸を好ましく用いることができる。
なお、本発明においては、上記の１種類以上を用いることができる。
【００３３】
本発明に用いられる酸基を有するモノマーの含有量としては、本発明のアルカリ可溶型樹脂をアルカリ可溶性とすることができるものであれば良く、具体的には、上記共重合体中に、１０質量％〜２５質量％の範囲内であることが好ましく、なかでも１２質量％〜２０質量％の範囲内であることが好ましい。上記範囲であることにより、本発明のアルカリ可溶型樹脂を、アルカリ水溶液への溶解性に優れたものとすることができ、このようなアルカリ可溶型樹脂を含むアルカリ可溶型感光性着色組成物を用いてカラーフィルタの着色層を形成した場合には、現像に要する時間を短いものとすることができ、さらに現像形態を溶解型とすることができるからである。
【００３４】
本発明のアルカリ可溶型樹脂である共重合体は、上記アルキルシクロヘキシル（メタ）アクリレートおよび酸基を有するモノマーを構成単位として少なくとも有するものであれば特に限定されるものではなく、他の構成単位を有するものであっても良い。
【００３５】
このような他の構成単位としては、不飽和二重結合を有し、上述したアルキルシクロヘキシル（メタ）アクリレートおよび酸基を有するモノマーと共重合することができるものであれば良く、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、ｓｅｃ−ブチル（メタ）アクリレート、イソブチル（メタ）アクリレート、ｔｅｒｔ−ブチル（メタ）アクリレート、ｎ−ペンチル（メタ）アクリレート、ｎ−ヘキシル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、ｎ−オクチル（メタ）アクリレート、ｎ−デシル（メタ）アクリレート、ベンジル（メタ）アクリレート、スチレン、γ−メチルスチレン等を挙げることができる。
【００３６】
また、本発明に用いられる共重合体は、側鎖に光重合性基を有するものであっても良い。本発明のアルカリ可溶型樹脂を含むアルカリ可溶型感光性着色組成物を用いてカラーフィルタの着色層を形成する際の光照射によって、アルカリ可溶型樹脂同士、または上記アルカリ可溶型感光性着色組成物に通常含まれる多官能性モノマーと重合し、着色層を強固なものとすることができるからである。
【００３７】
このような光重合性基としては、光照射によって、アルカリ可溶型樹脂同士、または上記多官能性モノマーと重合することが可能なものであれば特に限定されるものではないが、通常、エチレン性不飽和二重結合を有するエチレン性不飽和基が用いられる。
【００３８】
また、上記共重合体を、光重合性基を有するものとする方法としては、例えば、上述した酸基を有するモノマーが有する酸基に、エチレン性不飽和基とエポキシ基とを有する化合物のエポキシ基を反応させる方法を挙げることができる。このようなエチレン性不飽和基とエポキシ基とを有する化合物としては、具体的には、(メタ)アクリル酸グリシジル、(メタ)アクリル酸メチルグリシジル、(メタ)アクリル酸エチルグリシジル、(３，４−エポキシシクロヘキシル)メチル(メタ)アクリレート、（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチル（メタ）アクリレートを挙げることができる。
なお、上記光重合性基の含有量としては、本発明のアルカリ可溶型樹脂の用途等に応じて適宜設定することができる。
【００３９】
本発明に用いられる共重合体の酸価としては、本発明のアルカリ可溶型樹脂がアルカリ可溶性を発揮するものであれば特に限定されるものではないが、上記共重合体の酸価が、６０ｍｇＫＯＨ／ｇ〜１５０ｍｇＫＯＨ／ｇの範囲内であることが好ましく、なかでも７０ｍｇＫＯＨ／ｇ〜１３０ｍｇＫＯＨ／ｇの範囲内であることが好ましく、特に７５ｍｇＫＯＨ／ｇ〜１１０ｍｇＫＯＨ／ｇの範囲内であることが好ましい。上記範囲より大きいと、アルカリ水溶液への溶解性が高すぎるため、本発明のアルカリ可溶型樹脂を含むアルカリ可溶型感光性着色組成物を用いてカラーフィルタの着色層を形成した場合に、露光箇所の着色層も溶解してしまい、上記着色層の密着性が低いものとなってしまう可能性があるからである。また上記範囲より小さいと、アルカリ水溶液への溶解性が低くいものとなり、現像に要する時間が長いものとなる可能性があるからである。
なお、上記酸価はＪＩＳ Ｋ ００７０に従って測定することができる。
【００４０】
本発明に用いられる共重合体の分子量としては、上記共重合体であるアルカリ可溶型樹脂がアルカリ可溶性を発揮するものであれば特に限定されるものではないが、５０００〜２００００の範囲内であることが好ましく、なかでも６０００〜１８０００の範囲内であることが好ましく、特に７０００〜１５０００の範囲内であることが好ましい。上記範囲より小さいと、アルカリ水溶液への溶解性が大きく、本発明のアルカリ可溶型樹脂を含むアルカリ可溶型感光性着色組成物を用いてカラーフィルタの着色層を形成した場合に、露光箇所の着色層も溶解されてしまい、上記着色層の密着性が低いものとなってしまう可能性があるからである。また上記範囲より大きいと、アルカリ水溶液への溶解性が低くいものとなり、現像に要する時間が長いものとなる可能性があるからである。
なお、上記分子量とは、重量平均分子量（Ｍｗ）のことであり、上記重量平均分子量は、ゲル・パーミエーション・クロマトグラフィー（ＧＰＣ）により、標準ポリスチレン換算値として求めることができる。
【００４１】
本発明に用いられる共重合体は、上記アルキルシクロヘキシル（メタ）アクリレートおよび酸基を有するモノマーがランダムに配置されたランダム共重合体であっても良く、上記アルキルシクロヘキシル（メタ）アクリレートおよび酸基を有するモノマーが、それぞれ連続して重合した領域を有するブロック共重合体であっても良い。
【００４２】
本発明のアルカリ可溶型樹脂として用いられる共重合体の製造方法としては、上述したアルキルシクロヘキシル（メタ）アクリレートと、酸基を有するモノマーとを構成単位として有する共重合体を製造することができる方法であれば特に限定されるものではなく、公知の重合方法を用いることができ、例えばビニル基を有する化合物の重合に一般的に用いられる方法であるラジカル重合、アニオン重合、リビングラジカル重合等を用いることができる。
【００４３】
本発明のアルカリ可溶型樹脂の用途としては、カラーフィルタの着色層の形成に用いられるアルカリ可溶型感光性着色組成物を挙げることができる。上記アルカリ可溶型感光性着色組成物に用いた場合であれば、未露光箇所における残渣の少ないカラーフィルタを形成することができるからである。
【００４４】
Ｂ．アルカリ可溶型感光性着色組成物
次に、本発明のアルカリ可溶型感光性着色組成物について説明する。本発明のアルカリ可溶型感光性着色組成物は、上記アルカリ可溶型樹脂と、顔料と、顔料分散剤と、多官能性モノマーと、光開始剤と、溶剤とを有することを特徴とするものである。
【００４５】
本発明によれば、上記アルカリ可溶型樹脂を含むものであるので、本発明のアルカリ可溶型感光性着色組成物を用いてカラーフィルタの着色層を形成した場合に、未露光箇所における上記アルカリ可溶型感光性着色組成物の残渣を少ないものとすることができる。
【００４６】
本発明のアルカリ可溶型感光性着色組成物は、上記アルカリ可溶型樹脂、顔料、顔料分散剤、多官能性モノマー、光開始剤、および溶剤を有するものである。以下、本発明のアルカリ可溶型感光性着色組成物の各構成について説明する。
【００４７】
１．アルカリ可溶型樹脂
本発明に用いられるアルカリ可溶型樹脂は、上述したアルカリ可溶型樹脂である。
このようなアルカリ可溶型樹脂の含有量としては、本発明のアルカリ可溶型感光性着色組成物を用いてカラーフィルタの着色層を形成した場合に、未露光箇所における上記アルカリ可溶型感光性着色組成物の残渣を少ないものとすることができるものであれば特に限定されるものではなく、本発明のアルカリ可溶型感光性着色組成物に含まれる固形分中に、１質量％〜５０質量％の範囲内であることが好ましく、なかでも１質量％〜４０質量％の範囲内であることが好ましい。上記範囲であることにより、本発明のアルカリ可溶型感光性着色組成物を用いてカラーフィルタの着色層を形成した場合に、未露光箇所における上記アルカリ可溶型感光性着色組成物の残渣を少ないものとすることができるからである。
なお、アルカリ可溶型感光性着色組成物に含まれる固形分とは、本発明のアルカリ可溶型感光性着色組成物における、溶剤以外の構成成分全てである。
【００４８】
なお、上記アルカリ可溶型樹脂として用いる共重合体については、上記「Ａ．アルカリ可溶型樹脂」の項に記載したものと同様の内容とすることができるので、ここでの記載を省略する。
【００４９】
２．顔料分散剤
本発明に用いられる顔料分散剤としては、公知の顔料分散剤を使用することができる。具体的には、変性ポリウレタン、変性ポリアクリレート、変性ポリエステル、変性ポリアミド等の高分子分散剤、リン酸エステル、アルキルアミン、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル等の界面活性剤や顔料誘導体を挙げることができる。本発明においては、これらの中でも、高分子分散剤が好ましく、具体的な商品名としては、Ｃｉｂａ ＥＦＫＡ−４０４６、Ｃｉｂａ ＥＦＫＡ−４０４７、Ｃｉｂａ ＥＦＫＡ−４３００、Ｃｉｂａ ＥＦＫＡ−４３３０、Ｃｉｂａ ＥＦＫＡ−４３４０（以上、チバスペシャルティケミカルズ社製）、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ１１１、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ１６１、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ１６５、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ１８２、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ２０００、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ２００１（以上、ビックケミー社製）、ＳＯＬＳＰＥＲＳＥ２４０００、ＳＯＬＳＰＥＲＳＥ２７０００、ＳＯＬＳＰＥＲＳＥ２８０００（以上、ルーブリゾール社製）、アジスパーＰＢ８２１、アジスパーＰＢ８２２（味の素ファインテクノ（株）製）等を挙げることができる。
【００５０】
本発明に用いられる顔料分散剤の含有量としては、後述する顔料を均一に分散することができるものであれば特に限定されるものではないが、本発明のアルカリ可溶型感光性着色組成物に含まれる固形分中に、０．１質量％〜１０質量％の範囲内であることが好ましく、なかでも１質量％〜８質量％の範囲内であることが好ましい。上記範囲より小さいと、上記顔料を均一に分散することが困難になり、上記範囲より大きいと、上記アルカリ可溶型感光性着色組成物の現像性が低下したり、未露光部分での残渣が残存する可能性があるからである。
【００５１】
３．顔料
本発明に用いられる顔料としては、公知の顔料を用いることができる。本発明において使用可能な有機顔料の具体例を下記表１および表２に示す。
【００５２】
【表１】
【００５３】
【表２】
【００５４】
また、用いることができる無機顔料としては、酸化チタン、亜鉛華、硫酸鉛、黄色鉛、亜鉛黄、ベンガラ、カドミウム赤、群青、紺青、酸化クロム緑、コバルト緑、アンバー、チタンブラック、合成鉄黒、カーボンブラック等を挙げることができる。
なお、これらの顔料は単独で用いてもよく２種以上を混合して用いてもよい。
【００５５】
また、本発明に用いられる顔料の分散平均粒径としては、本発明のアルカリ可溶型感光性着色組成物を用いてカラーフィルタの着色層を形成した場合に、所望の発色が可能なものであれば特に限定されるものではなく、通常、０．０１μｍ〜０．１５μｍの範囲内であることが好ましく、なかでも０．０１μｍ〜０．１μｍの範囲内であることが好ましい。
【００５６】
本発明に用いられる顔料の含有量としては、本発明のアルカリ可溶型感光性着色組成物を用いてカラーフィルタの着色層を形成した場合に、所望の発色が可能なものであれば特に限定されるものではなく、用いる顔料の種類によっても異なるが、上記アルカリ可溶型感光性着色組成物に含まれる固形分中において、１質量％〜７０質量％の範囲内であることが好ましく、なかでも１０質量％〜６０質量％の範囲内であることが好ましい。上記範囲より多いと、本発明のアルカリ可溶型感光性着色組成物を用いてカラーフィルタの着色層を形成した場合に、残渣の発生や、現像性が低下する可能性があるからである。また、上記範囲より少ないと、本発明のアルカリ可溶型感光性着色組成物を用いてカラーフィルタの着色層を形成した場合に、着色層を発色が十分なものとすることができない可能性があるからである。
【００５７】
４．多官能性モノマー
本発明に用いられる多官能性モノマーは、複数の重合性の官能基を有し、光照射により、上記多官能性モノマー同士が重合し、上記多官能性モノマーを含む本発明のアルカリ可溶型感光性着色組成物を硬化させるものである。
このような多官能性モノマーとしては、通常、アクリロイル基またはメタクリロイル基を有する多官能（メタ）アクリレートが用いられる。
【００５８】
上記多官能（メタ）アクリレートとしては、例えばエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ジエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ヘキサンジオール（メタ）アクリレート、長鎖脂肪族ジ（メタ）アクリレート、ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート、ステアリン酸変性ペンタエリスリトールジ（メタ）アクリレート、プロピレンジ（メタ）アクリレート、グリセロール（メタ）アクリレート、トリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、テトラエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、テトラメチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ブチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ジシクロペンタニルジ（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ポリプロピレンジ（メタ）アクリレート、トリグリセロールジ（メタ）アクリレート、ネオペンチルグリコール変性トリメチロールプロパンジ（メタ）アクリレート、アリル化シクロヘキシルジ（メタ）アクリレート、メトキシ化シクロヘキシルジ（メタ）アクリレート、アクリル化イソシアヌレート、ビス（アクリロキシネオペンチルグリコール）アジペート、ビスフェノールＡジ（メタ）アクリレート、テトラブロモビスフェノールＡジ（メタ）アクリレート、ビスフェノールＳジ（メタ）アクリレート、ブタンジオールジ（メタ）アクリレート、フタル酸ジ（メタ）アクリレート、リン酸ジ（メタ）アクリレート、亜鉛ジ（メタ）アクリレート等の二官能（メタ）アクリレートが挙げられる。
【００５９】
また、上記多官能（メタ）アクリレートとしては、例えばトリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、トリメチロールエタントリ（メタ）アクリレート、グリセロールトリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールジ（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、アルキル変性ジペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、リン酸トリ（メタ）アクリレート、トリス（アクリロキシエチル）イソシアヌレート、トリス（メタクリロキシエチル）イソシアヌレート、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート、アルキル変性ジペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールモノヒドロキシペンタ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ（メタ）アクリレート、アルキル変性ジペンタエリスリトールペンタ（メタ）アクリレート、カルボン酸変性ジペンタエリストールペンタ（メタ）アクリレート、ウレタントリ（メタ）アクリレート、エステルトリ（メタ）アクリレート、ウレタンヘキサ（メタ）アクリレート、エステルヘキサ（メタ）アクリレート等の三官能以上の（メタ）アクリレートが挙げられる。
【００６０】
これらの多官能（メタ）アクリレートは、１種のみを単独で使用してもよく、２種以上を併用して使用してもよい。
【００６１】
本発明に用いられる多官能性モノマーの含有量としては、本発明のアルカリ可溶型感光性着色組成物に含まれる固形分中において、５質量％以上であることが好ましく、なかでも９質量％〜５０質量％の範囲内であることが好ましい。上記範囲より少ないと十分に光硬化が進まず、露光部分が溶出する場合があるからである。また、上記範囲より多いと、未露光箇所分でも現像できなくなる可能性があるからである。
【００６２】
５．光開始剤
本発明に用いられる光開始剤としては、光照射により、上記多官能性モノマー同士を重合することができるものであれば特に限定されるものではなく、一般的なものを用いることができる。具体的には、ベンゾフェノン、ミヒラーケトン、４，４´−ビスジエチルアミノベンゾフェノン、４−メトキシ−４´−ジメチルアミノベンゾフェノン、２−エチルアントラキノン、フェナントレン等の芳香族ケトン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインフェニルエーテル等のベンゾインエーテル類、メチルベンゾイン、エチルベンゾイン等のベンゾイン、２−（ｏ−クロロフェニル）−４，５−フェニルイミダゾール２量体、２−（ｏ−クロロフェニル）−４，５−ジ（ｍ−メトキシフェニル）イミダゾール２量体、２−（ｏ−フルオロフェニル）−４，５−ジフェニルイミダゾール２量体、２−（ｏ−メトキシフェニル）−４，５−ジフェニルイミダゾール２量体、２，４，５−トリアリールイミダゾール２量体、２−（ｏ−クロロフェニル）−４，５−ジ（ｍ−メチルフェニル）イミダゾール２量体、２−ベンジル−２−ジメチルアミノ−１−（４−モルフォリノフェニル）−ブタノン、２−トリクロロメチル−５−スチリル−１，３，４−オキサジアゾール、２−トリクロロメチル−５−（ｐ−シアノスチリル）−１，３，４−オキサジアゾール、２−トリクロロメチル−５−（ｐ−メトキシスチリル）−１，３，４−オキサジアゾール等のハロメチルチアゾール化合物、２，４−ビス（トリクロロメチル）−６−ｐ−メトキシスチリル−Ｓ−トリアジン、２，４−ビス（トリクロロメチル）−６−（１−ｐ−ジメチルアミノフェニル−１，３−ブタジエニル）−Ｓ−トリアジン、２−トリクロロメチル−４−アミノ−６−ｐ−メトキシスチリル−Ｓ−トリアジン、２−（ナフト−１−イル）−４，６−ビス−トリクロロメチル−Ｓ−トリアジン、２−（４−エトキシ−ナフト−１−イル）−４，６−ビス−トリクロロメチル−Ｓ−トリアジン、２−（４−ブトキシ−ナフト−１−イル）−４，６−ビス−トリクロロメチル−Ｓ−トリアジン等のハロメチル−Ｓ−トリアジン系化合物、２，２−ジメトキシ−１，２−ジフェニルエタン−１−オン、２−メチル−１−〔４−（メチルチオ）フェニル〕−２−モルフォリノプロパノン、１，２−ベンジル−２−ジメチルアミノ−１−（４−モルフォリノフェニル）−ブタノン‐１，１−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニルケトン、ベンジル、ベンゾイル安息香酸、ベンゾイル安息香酸メチル、４−ベンゾイル−４´−メチルジフェニルサルファイド、ベンジルメチルケタール、ジメチルアミノベンゾエート、Ｐ−ジメチルアミノ安息香酸イソアミル、２−ｎ−ブチキシエチル−４−ジメチルアミノベンゾエート、２−クロロチオキサントン、２，４ジエチルチオキサントン、２，４ジメチルチオキサントン、イソプロピルチオキサントン、エタノン，１−［９−エチル−６−（２−メチルベンゾイル）−９Ｈ−カルバゾール−３−イル］−１−（ｏ−アセチルオキシム）、４−ベンゾイル−メチルジフェニルサルファイド、１−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニルケトン、２−ベンジル−２−（ジメチルアミノ）−１−［４−（４−モルフォリニル）フェニル］−１−ブタノン、２−（ジメチルアミノ）−２−［（４−メチルフェニル）メチル］−１−［４−（４−モルホリニル）フェニル］−１−ブタノン、α−ジメトキシ−α−フェニルアセトフェノン、フェニルビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）フォスフィンオキサイド、２−メチル−１−［４−（メチルチオ）フェニル］−２−（４−モルフォリニル）−１−プロパノン、１，２−オクタジオン等の光開始剤を挙げることができる。本発明においては、これらの光開始剤を単独で、または、２種以上を混合して使用することができる。
【００６３】
このような光開始剤の含有量としては、上記アルカリ可溶型感光性着色組成物を所望の硬化速度で光硬化することができるものであれば良く、本発明のアルカリ可溶型感光性着色組成物中に含まれる固形分中において、０．１質量％〜３０質量％の範囲内であることが好ましく、なかでも０．７質量％〜２０質量％の範囲内であることが好ましい。
【００６４】
６．溶剤
本発明に用いられる溶剤は、上記アルカリ可溶型感光性着色組成物の各構成を溶解または分散させ、粘度を調節するものである。
【００６５】
このような溶剤としては、本発明のアルカリ可溶型感光性着色組成物の各構成とは反応せず、これらを溶解もしくは分散可能な有機溶剤であれば良い。具体的には、メタノール、エタノール等のアルコール類；テトラヒドロフラン等のエーテル類；エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールメチルエチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル等のグリコールエーテル類；メチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテート等のエチレングリコールアルキルエーテルアセテート類；ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールエチルメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル等のジエチレングリコール類；プロピレングリコールメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールエチルエーテルアセテート等のプロピレングリコールアルキルエーテルアセテート類；トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類；メチルエチルケトン、メチルアミルケトン、シクロヘキサノン、４−ヒドロキシ−４−メチル−２−ペンタノン等のケトン類；および、２−ヒドロキシプロピオン酸エチル、２−ヒドロキシ−２−メチルプロピオン酸メチル、２−ヒドロキシ−２−メチルプロピオン酸エチル、３−メトキシ酢酸ブチル、３−メチルー３−メトキシ酢酸ブチル、エトキシ酢酸エチル、ヒドロキシ酢酸エチル、２−ヒドロキシ−２−メチルブタン酸メチル、３−メトキシプロピオン酸メチル、３−メトキシプロピオン酸エチル、３−エトキシプロピオン酸メチル、３−エトキシプロピオン酸エチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、乳酸メチル、乳酸エチル等のエステル類;などが挙げられる。これらの溶剤は単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせてもよい。
【００６６】
本発明に用いられる溶剤の含有量としては、本発明のアルカリ可溶型感光性着色組成物を均一な膜厚で塗工し、カラーフィルタの着色層を形成することができるものであれば特に限定されるものではないが、通常、上記アルカリ可溶型感光性着色組成物に含まれる固形分の濃度が、５質量％〜３０質量％の範囲内、なかでも１０質量％〜２５質量％の範囲内となるように配合されることが好ましい。
【００６７】
７．アルカリ可溶型感光性着色組成物
本発明のアルカリ可溶型感光性着色組成物は、上記アルカリ可溶型樹脂と、顔料と、顔料分散剤と、多官能性モノマーと、光開始剤と、溶剤とを少なくとも有するものであれば良く、必要に応じてバインダー樹脂や他の添加剤を有するものであっても良い。
【００６８】
このようなバインダー樹脂としては、例えば、２種以上のモノマーからなる共重合体を用いることができる。このようなモノマーとしては、具体的には、（メタ）アクリル酸、メチル（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、ベンジル（メタ）アクリレート、グリシジル（メタ）アクリレート、およびスチレンを挙げることができる。
【００６９】
上記バインダー樹脂の含有量としては、本発明のアルカリ可溶型感光性着色組成物中に含まれる固形分中に、１０質量％〜５０質量％の範囲内であることが好ましい。
【００７０】
上記他の添加剤としては、増感剤、重合停止剤、連鎖移動剤、レベリング剤、可塑剤、界面活性剤、消泡剤、シランカップリング剤等などが挙げられる。
【００７１】
上記増感剤はとしては、カラーフィルタの着色層の形成に一般的に用いられるものを使用することができ、例えば脂肪族あるいは芳香族の単、多官能チオール化合物や芳香族アミン系化合物等を挙げることができる。このような増感剤の含有量としては、上記アルカリ可溶型感光性着色組成物の固形分中、０．０１質量％〜２質量％の範囲内であることが好ましく、なかでも０．７質量％〜１．２質量％の範囲内であることが好ましい。
【００７２】
本発明のアルカリ可溶型感光性着色組成物の製造方法としては、上記アルカリ可溶型樹脂と、顔料と、顔料分散剤と、多官能性モノマーと、光開始剤と、溶剤とを均一に混合あるいは分散することができる方法であれば特に限定されるものではなく、公知の混合手段あるいは分散手段を用いることができる。
【００７３】
本発明のアルカリ可溶型感光性着色組成物の用途としては、カラーフィルタの着色層をフォトリソグラフィー法を用いて形成する際に用いられる感光性着色組成物を挙げることができる。なかでも、未露光箇所における残渣が少ないことが要求されるカラーフィルタの着色層の形成に用いられる感光性着色組成物に好適に用いられる。
【００７４】
Ｃ．カラーフィルタ
次に、本発明のカラーフィルタについて説明する。本発明のカラーフィルタは、上記アルカリ可溶型感光性着色組成物を用いて形成された着色層を有するものである。
【００７５】
このような本発明のカラーフィルタを図を参照して説明する。図１は、本発明のカラーフィルタの一例を示す概略断面図である。図１に例示するように、カラーフィルタ１０は、透明基板１と、上記透明基板１上にパターン状に形成され、開口部を有する遮光部２と、上記遮光部２の開口部上に形成された着色層３とを有するものである。
ここで、上記着色層は、上記アルカリ可溶型感光性着色組成物を用いて形成されたものである。
【００７６】
本発明によれば、上記アルカリ可溶型感光性着色組成物を用いて形成された着色層を有するものであるため、本発明のカラーフィルタを、未露光箇所における上記アルカリ可溶型感光性着色組成物の残渣が少ないものとすることができる。
以下、本発明のカラーフィルタについて説明する。
【００７７】
本発明に用いられる着色層は、上記アルカリ可溶型感光性着色組成物を用いて形成されたものである。
【００７８】
このような本発明に用いられる着色層の配列としては、一般的なカラーフィルタの着色層が有するものとすることができ、例えば、ストライプ型、モザイク型、トライアングル型、４画素配置型等の配列とすることができる。また、着色層の幅、面積等は任意に設定することができる。
【００７９】
上記着色層の厚みとしては、通常、１μｍ〜５μｍの範囲内であることが好ましい。
【００８０】
本発明に用いられる着色層の形成方法は、上記アルカリ可溶型感光性着色組成物を、後述する透明基板上に塗布し、乾燥させ、露光および現像を行うフォトリソグラフィー法により形成することができる。
本発明においては、上記アルカリ可溶型感光性着色組成物が、上述したアルカリ可溶型感光性着色組成物であるため、このようなアルカリ可溶型感光性着色組成物を用いたフォトリソグラフィー法によって着色層を形成することにより、本発明のカラーフィルタを、未露光箇所における上記アルカリ可溶型感光性着色組成物の残渣が少ないものとすることができる。
【００８１】
本発明のカラーフィルタは、上記着色層以外に、通常、透明基板と、遮光部とを少なくとも有するものである。このような透明基板および遮光部としては、一般的なカラーフィルタに使用されるものを用いることができる。
【００８２】
本発明のカラーフィルタの製造方法としては、上記アルカリ可溶型感光性着色組成物を用いたフォトリソグラフィー法によって、上記着色層を形成するものであれば特に限定されるものではなく、一般的なカラーフィルタの製造方法を用いることができる。
【００８３】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
【実施例】
【００８４】
以下に実施例を示し、本発明をさらに具体的に説明する。
【００８５】
［実施例１〜８］
重合槽に、溶媒として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３００ｇ仕込み、窒素雰囲気下に１１０℃に昇温した後、ｔ−ブチルシクロヘキシルメタクリレート（ｔ−ＢｕＣＨＭＡ）、エチルシクロヘキシルメタクリレート（ＥｔＣＨＭＡ）、イソプロピルシクロヘキシルメタクリレート（ｉ−ＰｒＣＨＭＡ）、メタクリル酸（ＭＡＡ）、メチルメタクリレート（ＭＭＡ）、およびアゾイソブチロニトリル（ＡＩＢＮ）を、下記表３に示す組成で含む混合物をそれぞれ１．５時間かけて連続的に滴下した。その後１１０℃で、２時間攪拌してアルカリ可溶型樹脂を得た。得られたアルカリ可溶型樹脂は、いずれも固形分４０％であった。また、その重量平均分子量および酸価の測定結果を表５に示す。
なお、上記重量平均分子量の測定方法は、ポリスチレンを標準物質とし、ＴＨＦを溶離液としてショウデックスＧＰＣシステム−２１Ｈ（Ｓｈｏｄｅｘ ＧＰＣ Ｓｙｓｔｅｍ−２１Ｈ）により重量平均分子量を測定した。また酸価の測定方法は、上述した方法を用いた。
【００８６】
【表３】
【００８７】
［比較例１］
下記組成を有し、混合したモノマー組成物を、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートが１５０ｇ入った重合層中に、窒素気流下、１００℃で、３時間かけて滴下した。滴下終了後さらに３時間加熱することにより重合体溶液を得た。この重合体溶液の重量平均分子量は、ポリスチレン換算で８０００であった。
【００８８】
＜モノマー組成物＞
ベンジルメタクリレート：３０ｇ（０．１７モル）
スチレン：３８ｇ（０．３７モル）
メタアクリル酸：１８ｇ（０．２１モル）
ｔ‐ブチルパーオキシ−２−エチルヘキサノエート（日本油脂製 パーブチルＯ）：１０ｇ
【００８９】
次に、得られた重合体溶液に、グリシジルメタクリレートを１４ｇ（０．１０モル）、トリエチルアミンを０．２ｇ、ｐ−メトキシフェノールを０．０５ｇ添加し、１１０℃で１０時間加熱することにより、上記重合体溶液の主鎖のメタクリル酸のカルボン酸基と、グリシジルメタクリレートのエポキシ基との反応を行い、アルカリ可溶型樹脂を形成した。反応中は、グリシジルメタクリレートの重合を防ぐため、反応溶液内に空気をバブリングさせた。
反応は、溶液の酸価測定により追跡した。得られたアルカリ可溶型樹脂は、固形分３８％であり、その重量平均分子量および酸価の測定結果を表５に示す。
【００９０】
［比較例２〜４］
重合槽に、溶媒として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３００ｇ仕込み、窒素雰囲気下に１１０℃に昇温した後、シクロヘキシルメタクリレート（ＣＨＭＡ）、スチレン（Ｓｔ）、ベンジルメタクリレート（ＢｚＭＡ）、メタクリル酸（ＭＡＡ）、メチルメタクリレート（ＭＭＡ）、およびアゾイソブチロニトリル（ＡＩＢＮ）を、下記表４に示す組成で含む混合物をそれぞれ１．５時間かけて連続的に滴下した。その後１１０℃で、２時間攪拌してアルカリ可溶型樹脂を得た。得られたアルカリ可溶型樹脂の重量平均分子量および酸価の測定結果を表５に示す。
【００９１】
【表４】
【００９２】
【表５】
【００９３】
［評価］
実施例１〜８および比較例で得られたアルカリ可溶型樹脂を含むアルカリ可溶型感光性着色組成物を用いて、着色層の形成を行い、現像残渣、現像時間、現像形態、密着性について評価を行った。
【００９４】
１．アルカリ可溶型感光性着色組成物の調製
比較例１で形成されたアルカリ可溶型樹脂をバインダー樹脂として用い、下記に示す組成を、ビーズミルを使用して均一に混合分散してアルカリ可溶型感光性着色組成物を調製した。なお、比較例１は、アルカリ可溶型樹脂と、バインダー樹脂とが同一であるので、上記アルカリ可溶型樹脂およびバインダー樹脂を合わせて、上記アルカリ可溶型樹脂を固形分換算で７．７重量部配合することになる。
【００９５】
＜アルカリ可溶型感光性着色組成物の組成＞
・上記アルカリ可溶型樹脂：０．４重量部（固形分換算）
・バインダー樹脂（上記比較例１で作製したアルカリ可溶型樹脂）：７．３重量部（固形分換算）
・ジペンタエリストールヘキサアクリレート（ＤＰＨＡ）：３．３重量部
・イルガキュア３６９（チバスペシャリティーケミカルズ社製、ＩＲＧＡＣＵＲＥ３６９）：１重量部
・イルガキュア９０７（チバスペシャリティーケミカルズ社製、ＩＲＧＡＣＵＲＥ９０７）：１重量部
・ピグメントレッド１７７（赤色顔料、Ｐ．Ｒ．１７７）：０．７重量部
・ピグメントレッド２５４（赤色顔料、Ｐ．Ｒ．２５４）：５．６重量部
・ピグメントイエロー１３９（黄色顔料、Ｐ．Ｙ．１３９）：０．７重量部
・分散剤（ビックケミー社製、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ１６１）：２．０重量部（固形分換算）
・溶剤（プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート）：６０．８重量部
【００９６】
２．着色層の形成
アルカリ洗浄済みのガラス基板上に、上記アルカリ可溶型感光性着色組成物をスピンコーティングし、上記アルカリ可溶型感光性着色組成物からなる着色層形成用層を形成した後、室温３分間、８０℃のホットプレート上で３分間加熱することによりプリベイクさせ、乾燥させた。
次いで、乾燥後の上記着色層形成用層を、超高圧水銀灯を用いて１００ｍＪ／ｃｍ２でマスク露光し硬化させた。
次いで、０．０５ｗｔ％水酸化カリウム（ＫＯＨ）を現像液として用いてスピン現像し、現像液に６０秒間接液させた後に純水で洗浄することで現像処理を行い、パターン形成された基板を２３０℃のオーブン内で３０分間ポストベイクした。ポストベイク後の上記アルカリ可溶型感光性着色組成物を用いて形成された着色層の膜厚は、１．９μｍであった。
【００９７】
３．評価
上記アルカリ可溶型樹脂を含むアルカリ可溶型感光性着色組成物の現像残渣、現像時間、現像形態、密着性について以下のように評価を行った。
【００９８】
（１）現像残渣
着色層形成後のガラス基板を、（ａ）目視評価、（ｂ）拭き取り後評価、のそれぞれの方法により残渣の有無の評価を行った。
（ａ）目視評価
上記着色層の形成後のガラス基板の表面から投光器により光を照射した状態で、目視観察し、未露光箇所における残渣の有無（投光器による目視）を確認した。結果を、下記表６に示す。ここで、上記ガラス基板上に白化が全く見られない場合には残渣がないと判断し○とし、わずかに白化が見られた場合には△とし、上記ガラス基板表面に白化が多く見られた場合には残渣があると判断し×とした。
【００９９】
（ｂ）拭き取り後評価
上記着色層の形成後のガラス基板の未露光部（５０ｍｍ×５０ｍｍ）を、エタノールを含ませたレンズクリーナー（東レ製 トレシーＭＫクリーンクロス（登録商標））で十分に拭き取り、そのレンズクリーナーの着色度合いを目視で観察した。結果を表６に示す。なお、レンズクリーナーが全く着色しなかった場合は○、レンズクリーナーが微かに着色した場合は△、レンズクリーナーが着色した場合は×とした。
【０１００】
（２）現像時間
上記着色層の形成において、未露光部が溶解し、現像されるまでの時間を測定し、下記基準で評価を行った。現像の終了は、目視により判断した。結果を表６に示す。
・○：１０秒〜３０秒で完全に溶解する。
・△：３１秒〜６０秒で完全に溶解する。
・×：６０秒以内で完全に溶解しない。
【０１０１】
（３）現像形態
上記着色層の形成において、未露光部が現像されるときの、現像のされ方を観察し、溶解型か、剥離型かを観察した。結果を表６に示す。
【０１０２】
（４）密着性
１μｍ〜１００μｍの線幅のラインパターンを露光し、現像工程後に溶解されずに密着しているラインパターンの最小線幅を測定し、下記基準で評価した。結果を表６に示す。
・○：１０μｍ以下の線幅のラインが密着している。
・△：１０μｍより大きく、２０μｍ以下の線幅のラインが密着している。
・×：２０μｍ以下の線幅のラインが密着しない。
【０１０３】
【表６】
【０１０４】
表６に示すように、実施例１〜８では、現像残渣が少ないことが確認できた。また、上記アルカリ可溶型着色組成物用樹脂の酸価が、６０ｍｇＫＯＨ／ｇ〜１５０ｍｇＫＯＨ／ｇの範囲内であり、分子量が５０００〜２００００の範囲内であることにより、現像残渣、現像時間がより少ないものとすることができ、さらに密着性に優れたものとすることが確認できた。
【図面の簡単な説明】
【０１０５】
【図１】本発明のカラーフィルタの一例を示す概略断面図である。
【符号の説明】
【０１０６】
１…基板
２…遮光部
３…着色層
１０…カラーフィルタ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カラーフィルタの着色層を形成した場合に、未露光箇所における残渣が少ないアルカリ可溶型感光性着色組成物を形成可能なアルカリ可溶型樹脂に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置に用いられるカラーフィルタは、一般的に、透明基板と、透明基板上に形成され、赤、緑、青の三原色の着色パターンからなる着色層と、各着色パターンを区画するように透明基板上に形成された遮光部とを有している。
このような着色層の形成方法としては、例えば、顔料や染料等の着色剤を含有する着色層用感光性樹脂組成物を用いたフォトリソグラフィー法が知られている。透明基板上にフォトリソグラフィー法により着色層を形成する場合、透明基板上に着色層用感光性樹脂組成物の残渣が付着することがあり、上記着色層用感光性樹脂組成物の残渣がカラーフィルタ表面に存在した場合には、透過率やコントラストの低下などを引き起こすほか、パターンエッジ部に残存した場合には、ＩＴＯ膜の剥離や、液晶セル化工程でのシール性劣化を起こすなど、後工程にまで影響を及ぼすような問題が生じるといった問題があった。
【０００３】
また近年、カラーフィルタの色再現性向上のため、このようなフォトリソグラフィー法に用いられる着色層用感光性樹脂組成物は、そこに含まれる顔料の高濃度化が要求されおり、その顔料の高濃度化に伴い、感光性や溶解性などの着色層形成性に寄与する成分が相対的に減少した結果、現像後に着色層用感光性樹脂組成物が残存し易くなるといった問題が生じている。
【０００４】
このような問題を解決するために、特許文献１では、バインダーとして酸価が９０ｍｇＫＯＨ／ｇ〜１６０ｍｇＫＯＨ／ｇであり、かつ重量平均分子量が２００００〜４００００であるメタクリル酸およびベンジルメタクリレートの共重合体を用い、現像時における未露光部分の残渣を低減した着色感光性樹脂組成物が開示されている。
また、特許文献２では、低分子量の有機カルボン酸化合物を添加する方法が開示されている。
しかしながら、特許文献１に開示されるような方法であっても、残渣の発生を十分に抑制することができなかった。また、特許文献２に開示される方法では、残渣の低減を図ることはできるが、着色層のカラーフィルタ基板表面への密着性をも低下させてしまうという問題があった。
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１４９８１０号公報
【特許文献２】特許第３２９３１７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、カラーフィルタの着色層を形成した場合に、未露光箇所における残渣が少ないアルカリ可溶型感光性着色組成物を形成可能なアルカリ可溶型樹脂を提供することを主目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、アルキルシクロヘキシル（メタ）アクリレートと、酸基を有するモノマーとを構成単位として有する共重合体であることを特徴とするアルカリ可溶型樹脂を提供する。
【０００８】
本発明によれば、上記アルキルシクロヘキシル（メタ）アクリレートを構成単位として有することにより、本発明のアルカリ可溶型樹脂を含むアルカリ可溶型感光性着色組成物を用いてカラーフィルタの着色層を形成した場合に、未露光箇所における上記アルカリ可溶型感光性着色組成物の残渣を少ないものとすることができる。
【０００９】
本発明においては、上記アルキルシクロヘキシル(メタ)アクリレートの含有量が、上記共重合体中に３０質量％〜９０質量％の範囲内であることが好ましい。上記アルキルシクロヘキシル(メタ)アクリレートの含有量が上記範囲であることにより、本発明のアルカリ可溶型樹脂を用いてカラーフィルタの着色層を形成した場合に、未露光箇所における上記アルカリ可溶型感光性着色組成物の残渣を少ないものとすることができるからである。
【００１０】
本発明においては、上記アルキルシクロヘキシル(メタ)アクリレートが、ｔｅｒｔ−ブチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート、エチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート、およびイソプロピルシクロヘキシル(メタ)アクリレートからなる群から選択されるものであることが好ましい。上記アルキルシクロヘキシル(メタ)アクリレートが、上述した化合物であることにより、本発明のアルカリ可溶型樹脂を用いてカラーフィルタの着色層を形成した場合に、未露光箇所における上記アルカリ可溶型感光性着色組成物の残渣をより少ないものとすることができるからである。
【００１１】
本発明においては、上記共重合体の酸価が、６０ｍｇＫＯＨ／ｇ〜１５０ｍｇＫＯＨ／ｇであることが好ましい。上記共重合体の酸価が、上記範囲より大きいと、アルカリ水溶液への溶解性が高すぎるため、本発明のアルカリ可溶型樹脂を含むアルカリ可溶型感光性着色組成物を用いてカラーフィルタの着色層を形成した場合に、露光箇所の着色層も溶解してしまい、上記着色層の密着性が低いものとなってしまう可能性があるからである。また上記範囲より小さいと、アルカリ水溶液への溶解性が低くいものとなり、現像に要する時間が長いものとなる可能性があるからである。
【００１２】
本発明においては、上記共重合体の分子量が、５０００〜２００００であることが好ましい。上記共重合体の分子量が上記範囲より小さいと、アルカリ水溶液への溶解性が大きく、本発明のアルカリ可溶型樹脂を含むアルカリ可溶型感光性着色組成物を用いてカラーフィルタの着色層を形成した場合に、露光箇所の着色層も溶解してしまい、上記着色層の密着性が低いものとなってしまう可能性があるからである。また上記範囲より大きいと、アルカリ水溶液への溶解性が低くいものとなり、現像に要する時間が長いものとなる可能性があるからである。
【００１３】
本発明は、上記アルカリ可溶型樹脂と、顔料と、顔料分散剤と、多官能性モノマーと、光開始剤と、溶剤とを有することを特徴とするアルカリ可溶型感光性着色組成物を提供する。
【００１４】
本発明によれば、上記アルカリ可溶型樹脂を含むものであるので、本発明のアルカリ可溶型感光性着色組成物を用いてカラーフィルタの着色層を形成した場合に、未露光箇所における上記アルカリ可溶型感光性着色組成物の残渣を少ないものとすることができる。
【００１５】
本発明は、上記アルカリ可溶型感光性着色組成物を用いて形成された着色層を有することを特徴とするカラーフィルタを提供する。
【００１６】
本発明によれば、上記アルカリ可溶型感光性着色組成物を用いて形成された着色層を有するものであるため、本発明のカラーフィルタを、未露光箇所における上記アルカリ可溶型感光性着色組成物の残渣が少ないものとすることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明は、カラーフィルタの着色層を形成した場合に、未露光箇所における残渣が少ないアルカリ可溶型感光性着色組成物を形成可能なアルカリ可溶型樹脂を提供するといった効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明は、アルカリ可溶型樹脂、アルカリ可溶型感光性着色組成物、およびカラーフィルタに関するものである。以下、本発明のアルカリ可溶型樹脂、アルカリ可溶型感光性着色組成物、およびカラーフィルタについて説明する。
【００１９】
Ａ．アルカリ可溶型樹脂
まず、本発明のアルカリ可溶型樹脂について説明する。本発明のアルカリ可溶型樹脂は、アルキルシクロヘキシル（メタ）アクリレートと、酸基を有するモノマーとを構成単位として有する共重合体であることを特徴とするものである。
【００２０】
本発明によれば、上記アルキルシクロヘキシル（メタ）アクリレートを構成単位として有することにより、本発明のアルカリ可溶型樹脂を含むアルカリ可溶型感光性着色組成物を用いてカラーフィルタの着色層を形成した場合に、未露光箇所における上記アルカリ可溶型感光性着色組成物の残渣を少ないものとすることができる。
【００２１】
上記アルキルシクロヘキシル（メタ）アクリレートを構成単位として有することにより、未露光箇所における上記アルカリ可溶型感光性着色組成物の残渣が少ないものとすることができる理由としては、以下のように推測される。
すなわち、従来のアルカリ可溶型感光性樹脂組成物用樹脂は、疎水性が十分ではないため、上記アルカリ可溶型感光性樹脂組成物用樹脂を含むアルカリ可溶型感光性樹脂組成物を用いて着色層を形成した場合には、そのアルカリ現像処理においてアルカリ水溶液に比較的素早く溶解する。このため、上記アルカリ可溶型感光性樹脂組成物に含まれる顔料等、アルカリ水溶液への溶解性が低い材料が、カラーフィルタ上に取り残され残渣となる。
【００２２】
一方、本発明のアルカリ可溶型樹脂は、構成成分であるアルキルシクロヘキシル（メタ）アクリレートが、シクロヘキシル基にアルキル基が付与された構造を有するため、疎水性が強く、アルカリ水溶液への溶解性を抑制することができる。このため、アルカリ現像処理時において、上記アルカリ可溶型感光性樹脂組成物に含まれる顔料等、アルカリ水溶液への溶解性が低い材料も除去され易いものとなる。その結果、本発明のアルカリ可溶型樹脂を含むアルカリ可溶型感光性着色組成物を用いてカラーフィルタの着色層を形成した場合に、未露光箇所における上記アルカリ可溶型感光性着色組成物の残渣を少ないものとすることができる。
【００２３】
以下、本発明のアルカリ可溶型樹脂である共重合体について説明する。
【００２４】
本発明のアルカリ可溶型樹脂である共重合体は、少なくともアルキルシクロヘキシル（メタ）アクリレートと、酸基を有するモノマーとを構成単位として有するものである。
【００２５】
本発明に用いられるアルキルシクロヘキシル(メタ)アクリレートは、シクロヘキシル（メタ）アクリレートのシクロヘキシル基に、アルキル基を結合させたものである。
【００２６】
本発明に用いられるアルキル基としては、上記アルキルシクロヘキシル(メタ)アクリレートとすることができるものであれば特に限定されるものではないが、炭素数が、１〜４の範囲内であることが好ましく、なかでも２〜４の範囲内であることが好ましい。上記範囲より大きいと、アルカリ可溶型樹脂の疎水性が強くなり過ぎるために、本発明のアルカリ可溶型樹脂を含むアルカリ可溶型感光性着色組成物を用いてカラーフィルタの着色層等を形成する場合の現像時において、上記アルカリ可溶型感光性着色組成物の現像のされ方である現像形態が、上記アルカリ可溶型感光性着色組成物からなる着色層形成用層が徐々に溶解される溶解型ではなく、上記アルカリ可溶型感光性着色組成物の塊が上記カラーフィルタ上から剥離するように現像される剥離型となる恐れがあるからである。このため上記着色層形成用層の塊が現像異物として上記カラーフィルタ上に再付着し、品質低下を招く恐れがあるからである。また、上記範囲より小さいと十分な残渣低減効果が得られない恐れがあるからである。
【００２７】
また、上記アルキル置換基の結合箇所としては、上記アルキル置換基が結合できる箇所であれば良い。
【００２８】
このようなアルキル基を有する、アルキルシクロヘキシル(メタ)アクリレートの具体例としては、ｔｅｒｔ−ブチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート、エチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート、イソプロピルシクロヘキシル(メタ)アクリレート、イソブチルシクロヘキシル（メタ）アクリレート、およびメチルシクロヘキシル(メタ)アクリレートを挙げることができ、なかでもｔｅｒｔ−ブチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート、エチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート、およびイソプロピルシクロヘキシル(メタ)アクリレートからなる郡から選択されるものを好ましく用いることができる。上記アルキルシクロヘキシル(メタ)アクリレートが、上述した化合物であることにより、本発明のアルカリ可溶型樹脂を用いてカラーフィルタの着色層を形成した場合に、未露光箇所における上記アルカリ可溶型感光性着色組成物の残渣をより少ないものとすることができるからである。
なお、本発明においては、上記のアルキルシクロヘキシル(メタ)アクリレートの１種類以上を用いることができる。
【００２９】
本発明に用いられるアルキルシクロヘキシル(メタ)アクリレートの含有量としては、本発明のアルカリ可溶型樹脂を含むアルカリ可溶型感光性着色組成物を用いてカラーフィルタの着色層を形成した場合に、未露光箇所における上記アルカリ可溶型感光性着色組成物の残渣を少ないものとすることができるものであれば良く、具体的には、上記共重合体中に、３０質量％〜９０質量％の範囲内であることが好ましく、なかでも５０質量％〜８５質量％の範囲内であることが好ましく、特に６０質量％〜８０質量％の範囲内であることが好ましい。上記範囲であることにより、本発明のアルカリ可溶型樹脂の疎水性を十分に向上させることができるため、上記アルカリ可溶型樹脂を含むアルカリ可溶型感光性着色組成物を用いてカラーフィルタの着色層を形成した場合に、未露光箇所における上記アルカリ可溶型感光性着色組成物の残渣を特に少ないものとすることができるからである。
【００３０】
本発明に用いられる酸基を有するモノマーは、エチレン性不飽和二重結合を有し、上述したアルキルシクロヘキシル(メタ)アクリレートと共重合することができ、かつ酸基を有するものである。
本発明においては、上記酸基を有するモノマーを構成単位として有することにより、アルカリ可溶性に優れたものとすることができる。
【００３１】
本発明に用いられる酸基を有するモノマーに含まれる酸基としては、水中において酸性を示す官能基であれば特に限定されるものではないが、通常、カルボキシル基が用いられる。
【００３２】
このような酸基を有するモノマーの具体例としては、（メタ）アクリル酸、アクリル酸の二量体、イタコン酸、クロトン酸、マレイン酸、フマル酸、およびこれらの無水物を挙げることができる。本発明においては、なかでも、（メタ）アクリル酸を好ましく用いることができる。
なお、本発明においては、上記の１種類以上を用いることができる。
【００３３】
本発明に用いられる酸基を有するモノマーの含有量としては、本発明のアルカリ可溶型樹脂をアルカリ可溶性とすることができるものであれば良く、具体的には、上記共重合体中に、１０質量％〜２５質量％の範囲内であることが好ましく、なかでも１２質量％〜２０質量％の範囲内であることが好ましい。上記範囲であることにより、本発明のアルカリ可溶型樹脂を、アルカリ水溶液への溶解性に優れたものとすることができ、このようなアルカリ可溶型樹脂を含むアルカリ可溶型感光性着色組成物を用いてカラーフィルタの着色層を形成した場合には、現像に要する時間を短いものとすることができ、さらに現像形態を溶解型とすることができるからである。
【００３４】
本発明のアルカリ可溶型樹脂である共重合体は、上記アルキルシクロヘキシル（メタ）アクリレートおよび酸基を有するモノマーを構成単位として少なくとも有するものであれば特に限定されるものではなく、他の構成単位を有するものであっても良い。
【００３５】
このような他の構成単位としては、不飽和二重結合を有し、上述したアルキルシクロヘキシル（メタ）アクリレートおよび酸基を有するモノマーと共重合することができるものであれば良く、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、ｓｅｃ−ブチル（メタ）アクリレート、イソブチル（メタ）アクリレート、ｔｅｒｔ−ブチル（メタ）アクリレート、ｎ−ペンチル（メタ）アクリレート、ｎ−ヘキシル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、ｎ−オクチル（メタ）アクリレート、ｎ−デシル（メタ）アクリレート、ベンジル（メタ）アクリレート、スチレン、γ−メチルスチレン等を挙げることができる。
【００３６】
また、本発明に用いられる共重合体は、側鎖に光重合性基を有するものであっても良い。本発明のアルカリ可溶型樹脂を含むアルカリ可溶型感光性着色組成物を用いてカラーフィルタの着色層を形成する際の光照射によって、アルカリ可溶型樹脂同士、または上記アルカリ可溶型感光性着色組成物に通常含まれる多官能性モノマーと重合し、着色層を強固なものとすることができるからである。
【００３７】
このような光重合性基としては、光照射によって、アルカリ可溶型樹脂同士、または上記多官能性モノマーと重合することが可能なものであれば特に限定されるものではないが、通常、エチレン性不飽和二重結合を有するエチレン性不飽和基が用いられる。
【００３８】
また、上記共重合体を、光重合性基を有するものとする方法としては、例えば、上述した酸基を有するモノマーが有する酸基に、エチレン性不飽和基とエポキシ基とを有する化合物のエポキシ基を反応させる方法を挙げることができる。このようなエチレン性不飽和基とエポキシ基とを有する化合物としては、具体的には、(メタ)アクリル酸グリシジル、(メタ)アクリル酸メチルグリシジル、(メタ)アクリル酸エチルグリシジル、(３，４−エポキシシクロヘキシル)メチル(メタ)アクリレート、（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチル（メタ）アクリレートを挙げることができる。
なお、上記光重合性基の含有量としては、本発明のアルカリ可溶型樹脂の用途等に応じて適宜設定することができる。
【００３９】
本発明に用いられる共重合体の酸価としては、本発明のアルカリ可溶型樹脂がアルカリ可溶性を発揮するものであれば特に限定されるものではないが、上記共重合体の酸価が、６０ｍｇＫＯＨ／ｇ〜１５０ｍｇＫＯＨ／ｇの範囲内であることが好ましく、なかでも７０ｍｇＫＯＨ／ｇ〜１３０ｍｇＫＯＨ／ｇの範囲内であることが好ましく、特に７５ｍｇＫＯＨ／ｇ〜１１０ｍｇＫＯＨ／ｇの範囲内であることが好ましい。上記範囲より大きいと、アルカリ水溶液への溶解性が高すぎるため、本発明のアルカリ可溶型樹脂を含むアルカリ可溶型感光性着色組成物を用いてカラーフィルタの着色層を形成した場合に、露光箇所の着色層も溶解してしまい、上記着色層の密着性が低いものとなってしまう可能性があるからである。また上記範囲より小さいと、アルカリ水溶液への溶解性が低くいものとなり、現像に要する時間が長いものとなる可能性があるからである。
なお、上記酸価はＪＩＳ Ｋ ００７０に従って測定することができる。
【００４０】
本発明に用いられる共重合体の分子量としては、上記共重合体であるアルカリ可溶型樹脂がアルカリ可溶性を発揮するものであれば特に限定されるものではないが、５０００〜２００００の範囲内であることが好ましく、なかでも６０００〜１８０００の範囲内であることが好ましく、特に７０００〜１５０００の範囲内であることが好ましい。上記範囲より小さいと、アルカリ水溶液への溶解性が大きく、本発明のアルカリ可溶型樹脂を含むアルカリ可溶型感光性着色組成物を用いてカラーフィルタの着色層を形成した場合に、露光箇所の着色層も溶解されてしまい、上記着色層の密着性が低いものとなってしまう可能性があるからである。また上記範囲より大きいと、アルカリ水溶液への溶解性が低くいものとなり、現像に要する時間が長いものとなる可能性があるからである。
なお、上記分子量とは、重量平均分子量（Ｍｗ）のことであり、上記重量平均分子量は、ゲル・パーミエーション・クロマトグラフィー（ＧＰＣ）により、標準ポリスチレン換算値として求めることができる。
【００４１】
本発明に用いられる共重合体は、上記アルキルシクロヘキシル（メタ）アクリレートおよび酸基を有するモノマーがランダムに配置されたランダム共重合体であっても良く、上記アルキルシクロヘキシル（メタ）アクリレートおよび酸基を有するモノマーが、それぞれ連続して重合した領域を有するブロック共重合体であっても良い。
【００４２】
本発明のアルカリ可溶型樹脂として用いられる共重合体の製造方法としては、上述したアルキルシクロヘキシル（メタ）アクリレートと、酸基を有するモノマーとを構成単位として有する共重合体を製造することができる方法であれば特に限定されるものではなく、公知の重合方法を用いることができ、例えばビニル基を有する化合物の重合に一般的に用いられる方法であるラジカル重合、アニオン重合、リビングラジカル重合等を用いることができる。
【００４３】
本発明のアルカリ可溶型樹脂の用途としては、カラーフィルタの着色層の形成に用いられるアルカリ可溶型感光性着色組成物を挙げることができる。上記アルカリ可溶型感光性着色組成物に用いた場合であれば、未露光箇所における残渣の少ないカラーフィルタを形成することができるからである。
【００４４】
Ｂ．アルカリ可溶型感光性着色組成物
次に、本発明のアルカリ可溶型感光性着色組成物について説明する。本発明のアルカリ可溶型感光性着色組成物は、上記アルカリ可溶型樹脂と、顔料と、顔料分散剤と、多官能性モノマーと、光開始剤と、溶剤とを有することを特徴とするものである。
【００４５】
本発明によれば、上記アルカリ可溶型樹脂を含むものであるので、本発明のアルカリ可溶型感光性着色組成物を用いてカラーフィルタの着色層を形成した場合に、未露光箇所における上記アルカリ可溶型感光性着色組成物の残渣を少ないものとすることができる。
【００４６】
本発明のアルカリ可溶型感光性着色組成物は、上記アルカリ可溶型樹脂、顔料、顔料分散剤、多官能性モノマー、光開始剤、および溶剤を有するものである。以下、本発明のアルカリ可溶型感光性着色組成物の各構成について説明する。
【００４７】
１．アルカリ可溶型樹脂
本発明に用いられるアルカリ可溶型樹脂は、上述したアルカリ可溶型樹脂である。
このようなアルカリ可溶型樹脂の含有量としては、本発明のアルカリ可溶型感光性着色組成物を用いてカラーフィルタの着色層を形成した場合に、未露光箇所における上記アルカリ可溶型感光性着色組成物の残渣を少ないものとすることができるものであれば特に限定されるものではなく、本発明のアルカリ可溶型感光性着色組成物に含まれる固形分中に、１質量％〜５０質量％の範囲内であることが好ましく、なかでも１質量％〜４０質量％の範囲内であることが好ましい。上記範囲であることにより、本発明のアルカリ可溶型感光性着色組成物を用いてカラーフィルタの着色層を形成した場合に、未露光箇所における上記アルカリ可溶型感光性着色組成物の残渣を少ないものとすることができるからである。
なお、アルカリ可溶型感光性着色組成物に含まれる固形分とは、本発明のアルカリ可溶型感光性着色組成物における、溶剤以外の構成成分全てである。
【００４８】
なお、上記アルカリ可溶型樹脂として用いる共重合体については、上記「Ａ．アルカリ可溶型樹脂」の項に記載したものと同様の内容とすることができるので、ここでの記載を省略する。
【００４９】
２．顔料分散剤
本発明に用いられる顔料分散剤としては、公知の顔料分散剤を使用することができる。具体的には、変性ポリウレタン、変性ポリアクリレート、変性ポリエステル、変性ポリアミド等の高分子分散剤、リン酸エステル、アルキルアミン、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル等の界面活性剤や顔料誘導体を挙げることができる。本発明においては、これらの中でも、高分子分散剤が好ましく、具体的な商品名としては、Ｃｉｂａ ＥＦＫＡ−４０４６、Ｃｉｂａ ＥＦＫＡ−４０４７、Ｃｉｂａ ＥＦＫＡ−４３００、Ｃｉｂａ ＥＦＫＡ−４３３０、Ｃｉｂａ ＥＦＫＡ−４３４０（以上、チバスペシャルティケミカルズ社製）、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ１１１、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ１６１、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ１６５、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ１８２、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ２０００、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ２００１（以上、ビックケミー社製）、ＳＯＬＳＰＥＲＳＥ２４０００、ＳＯＬＳＰＥＲＳＥ２７０００、ＳＯＬＳＰＥＲＳＥ２８０００（以上、ルーブリゾール社製）、アジスパーＰＢ８２１、アジスパーＰＢ８２２（味の素ファインテクノ（株）製）等を挙げることができる。
【００５０】
本発明に用いられる顔料分散剤の含有量としては、後述する顔料を均一に分散することができるものであれば特に限定されるものではないが、本発明のアルカリ可溶型感光性着色組成物に含まれる固形分中に、０．１質量％〜１０質量％の範囲内であることが好ましく、なかでも１質量％〜８質量％の範囲内であることが好ましい。上記範囲より小さいと、上記顔料を均一に分散することが困難になり、上記範囲より大きいと、上記アルカリ可溶型感光性着色組成物の現像性が低下したり、未露光部分での残渣が残存する可能性があるからである。
【００５１】
３．顔料
本発明に用いられる顔料としては、公知の顔料を用いることができる。本発明において使用可能な有機顔料の具体例を下記表１および表２に示す。
【００５２】
【表１】
【００５３】
【表２】
【００５４】
また、用いることができる無機顔料としては、酸化チタン、亜鉛華、硫酸鉛、黄色鉛、亜鉛黄、ベンガラ、カドミウム赤、群青、紺青、酸化クロム緑、コバルト緑、アンバー、チタンブラック、合成鉄黒、カーボンブラック等を挙げることができる。
なお、これらの顔料は単独で用いてもよく２種以上を混合して用いてもよい。
【００５５】
また、本発明に用いられる顔料の分散平均粒径としては、本発明のアルカリ可溶型感光性着色組成物を用いてカラーフィルタの着色層を形成した場合に、所望の発色が可能なものであれば特に限定されるものではなく、通常、０．０１μｍ〜０．１５μｍの範囲内であることが好ましく、なかでも０．０１μｍ〜０．１μｍの範囲内であることが好ましい。
【００５６】
本発明に用いられる顔料の含有量としては、本発明のアルカリ可溶型感光性着色組成物を用いてカラーフィルタの着色層を形成した場合に、所望の発色が可能なものであれば特に限定されるものではなく、用いる顔料の種類によっても異なるが、上記アルカリ可溶型感光性着色組成物に含まれる固形分中において、１質量％〜７０質量％の範囲内であることが好ましく、なかでも１０質量％〜６０質量％の範囲内であることが好ましい。上記範囲より多いと、本発明のアルカリ可溶型感光性着色組成物を用いてカラーフィルタの着色層を形成した場合に、残渣の発生や、現像性が低下する可能性があるからである。また、上記範囲より少ないと、本発明のアルカリ可溶型感光性着色組成物を用いてカラーフィルタの着色層を形成した場合に、着色層を発色が十分なものとすることができない可能性があるからである。
【００５７】
４．多官能性モノマー
本発明に用いられる多官能性モノマーは、複数の重合性の官能基を有し、光照射により、上記多官能性モノマー同士が重合し、上記多官能性モノマーを含む本発明のアルカリ可溶型感光性着色組成物を硬化させるものである。
このような多官能性モノマーとしては、通常、アクリロイル基またはメタクリロイル基を有する多官能（メタ）アクリレートが用いられる。
【００５８】
上記多官能（メタ）アクリレートとしては、例えばエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ジエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ヘキサンジオール（メタ）アクリレート、長鎖脂肪族ジ（メタ）アクリレート、ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート、ステアリン酸変性ペンタエリスリトールジ（メタ）アクリレート、プロピレンジ（メタ）アクリレート、グリセロール（メタ）アクリレート、トリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、テトラエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、テトラメチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ブチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ジシクロペンタニルジ（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ポリプロピレンジ（メタ）アクリレート、トリグリセロールジ（メタ）アクリレート、ネオペンチルグリコール変性トリメチロールプロパンジ（メタ）アクリレート、アリル化シクロヘキシルジ（メタ）アクリレート、メトキシ化シクロヘキシルジ（メタ）アクリレート、アクリル化イソシアヌレート、ビス（アクリロキシネオペンチルグリコール）アジペート、ビスフェノールＡジ（メタ）アクリレート、テトラブロモビスフェノールＡジ（メタ）アクリレート、ビスフェノールＳジ（メタ）アクリレート、ブタンジオールジ（メタ）アクリレート、フタル酸ジ（メタ）アクリレート、リン酸ジ（メタ）アクリレート、亜鉛ジ（メタ）アクリレート等の二官能（メタ）アクリレートが挙げられる。
【００５９】
また、上記多官能（メタ）アクリレートとしては、例えばトリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、トリメチロールエタントリ（メタ）アクリレート、グリセロールトリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールジ（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、アルキル変性ジペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、リン酸トリ（メタ）アクリレート、トリス（アクリロキシエチル）イソシアヌレート、トリス（メタクリロキシエチル）イソシアヌレート、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート、アルキル変性ジペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールモノヒドロキシペンタ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ（メタ）アクリレート、アルキル変性ジペンタエリスリトールペンタ（メタ）アクリレート、カルボン酸変性ジペンタエリストールペンタ（メタ）アクリレート、ウレタントリ（メタ）アクリレート、エステルトリ（メタ）アクリレート、ウレタンヘキサ（メタ）アクリレート、エステルヘキサ（メタ）アクリレート等の三官能以上の（メタ）アクリレートが挙げられる。
【００６０】
これらの多官能（メタ）アクリレートは、１種のみを単独で使用してもよく、２種以上を併用して使用してもよい。
【００６１】
本発明に用いられる多官能性モノマーの含有量としては、本発明のアルカリ可溶型感光性着色組成物に含まれる固形分中において、５質量％以上であることが好ましく、なかでも９質量％〜５０質量％の範囲内であることが好ましい。上記範囲より少ないと十分に光硬化が進まず、露光部分が溶出する場合があるからである。また、上記範囲より多いと、未露光箇所分でも現像できなくなる可能性があるからである。
【００６２】
５．光開始剤
本発明に用いられる光開始剤としては、光照射により、上記多官能性モノマー同士を重合することができるものであれば特に限定されるものではなく、一般的なものを用いることができる。具体的には、ベンゾフェノン、ミヒラーケトン、４，４´−ビスジエチルアミノベンゾフェノン、４−メトキシ−４´−ジメチルアミノベンゾフェノン、２−エチルアントラキノン、フェナントレン等の芳香族ケトン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインフェニルエーテル等のベンゾインエーテル類、メチルベンゾイン、エチルベンゾイン等のベンゾイン、２−（ｏ−クロロフェニル）−４，５−フェニルイミダゾール２量体、２−（ｏ−クロロフェニル）−４，５−ジ（ｍ−メトキシフェニル）イミダゾール２量体、２−（ｏ−フルオロフェニル）−４，５−ジフェニルイミダゾール２量体、２−（ｏ−メトキシフェニル）−４，５−ジフェニルイミダゾール２量体、２，４，５−トリアリールイミダゾール２量体、２−（ｏ−クロロフェニル）−４，５−ジ（ｍ−メチルフェニル）イミダゾール２量体、２−ベンジル−２−ジメチルアミノ−１−（４−モルフォリノフェニル）−ブタノン、２−トリクロロメチル−５−スチリル−１，３，４−オキサジアゾール、２−トリクロロメチル−５−（ｐ−シアノスチリル）−１，３，４−オキサジアゾール、２−トリクロロメチル−５−（ｐ−メトキシスチリル）−１，３，４−オキサジアゾール等のハロメチルチアゾール化合物、２，４−ビス（トリクロロメチル）−６−ｐ−メトキシスチリル−Ｓ−トリアジン、２，４−ビス（トリクロロメチル）−６−（１−ｐ−ジメチルアミノフェニル−１，３−ブタジエニル）−Ｓ−トリアジン、２−トリクロロメチル−４−アミノ−６−ｐ−メトキシスチリル−Ｓ−トリアジン、２−（ナフト−１−イル）−４，６−ビス−トリクロロメチル−Ｓ−トリアジン、２−（４−エトキシ−ナフト−１−イル）−４，６−ビス−トリクロロメチル−Ｓ−トリアジン、２−（４−ブトキシ−ナフト−１−イル）−４，６−ビス−トリクロロメチル−Ｓ−トリアジン等のハロメチル−Ｓ−トリアジン系化合物、２，２−ジメトキシ−１，２−ジフェニルエタン−１−オン、２−メチル−１−〔４−（メチルチオ）フェニル〕−２−モルフォリノプロパノン、１，２−ベンジル−２−ジメチルアミノ−１−（４−モルフォリノフェニル）−ブタノン‐１，１−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニルケトン、ベンジル、ベンゾイル安息香酸、ベンゾイル安息香酸メチル、４−ベンゾイル−４´−メチルジフェニルサルファイド、ベンジルメチルケタール、ジメチルアミノベンゾエート、Ｐ−ジメチルアミノ安息香酸イソアミル、２−ｎ−ブチキシエチル−４−ジメチルアミノベンゾエート、２−クロロチオキサントン、２，４ジエチルチオキサントン、２，４ジメチルチオキサントン、イソプロピルチオキサントン、エタノン，１−［９−エチル−６−（２−メチルベンゾイル）−９Ｈ−カルバゾール−３−イル］−１−（ｏ−アセチルオキシム）、４−ベンゾイル−メチルジフェニルサルファイド、１−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニルケトン、２−ベンジル−２−（ジメチルアミノ）−１−［４−（４−モルフォリニル）フェニル］−１−ブタノン、２−（ジメチルアミノ）−２−［（４−メチルフェニル）メチル］−１−［４−（４−モルホリニル）フェニル］−１−ブタノン、α−ジメトキシ−α−フェニルアセトフェノン、フェニルビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）フォスフィンオキサイド、２−メチル−１−［４−（メチルチオ）フェニル］−２−（４−モルフォリニル）−１−プロパノン、１，２−オクタジオン等の光開始剤を挙げることができる。本発明においては、これらの光開始剤を単独で、または、２種以上を混合して使用することができる。
【００６３】
このような光開始剤の含有量としては、上記アルカリ可溶型感光性着色組成物を所望の硬化速度で光硬化することができるものであれば良く、本発明のアルカリ可溶型感光性着色組成物中に含まれる固形分中において、０．１質量％〜３０質量％の範囲内であることが好ましく、なかでも０．７質量％〜２０質量％の範囲内であることが好ましい。
【００６４】
６．溶剤
本発明に用いられる溶剤は、上記アルカリ可溶型感光性着色組成物の各構成を溶解または分散させ、粘度を調節するものである。
【００６５】
このような溶剤としては、本発明のアルカリ可溶型感光性着色組成物の各構成とは反応せず、これらを溶解もしくは分散可能な有機溶剤であれば良い。具体的には、メタノール、エタノール等のアルコール類；テトラヒドロフラン等のエーテル類；エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールメチルエチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル等のグリコールエーテル類；メチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテート等のエチレングリコールアルキルエーテルアセテート類；ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールエチルメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル等のジエチレングリコール類；プロピレングリコールメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールエチルエーテルアセテート等のプロピレングリコールアルキルエーテルアセテート類；トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類；メチルエチルケトン、メチルアミルケトン、シクロヘキサノン、４−ヒドロキシ−４−メチル−２−ペンタノン等のケトン類；および、２−ヒドロキシプロピオン酸エチル、２−ヒドロキシ−２−メチルプロピオン酸メチル、２−ヒドロキシ−２−メチルプロピオン酸エチル、３−メトキシ酢酸ブチル、３−メチルー３−メトキシ酢酸ブチル、エトキシ酢酸エチル、ヒドロキシ酢酸エチル、２−ヒドロキシ−２−メチルブタン酸メチル、３−メトキシプロピオン酸メチル、３−メトキシプロピオン酸エチル、３−エトキシプロピオン酸メチル、３−エトキシプロピオン酸エチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、乳酸メチル、乳酸エチル等のエステル類;などが挙げられる。これらの溶剤は単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせてもよい。
【００６６】
本発明に用いられる溶剤の含有量としては、本発明のアルカリ可溶型感光性着色組成物を均一な膜厚で塗工し、カラーフィルタの着色層を形成することができるものであれば特に限定されるものではないが、通常、上記アルカリ可溶型感光性着色組成物に含まれる固形分の濃度が、５質量％〜３０質量％の範囲内、なかでも１０質量％〜２５質量％の範囲内となるように配合されることが好ましい。
【００６７】
７．アルカリ可溶型感光性着色組成物
本発明のアルカリ可溶型感光性着色組成物は、上記アルカリ可溶型樹脂と、顔料と、顔料分散剤と、多官能性モノマーと、光開始剤と、溶剤とを少なくとも有するものであれば良く、必要に応じてバインダー樹脂や他の添加剤を有するものであっても良い。
【００６８】
このようなバインダー樹脂としては、例えば、２種以上のモノマーからなる共重合体を用いることができる。このようなモノマーとしては、具体的には、（メタ）アクリル酸、メチル（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、ベンジル（メタ）アクリレート、グリシジル（メタ）アクリレート、およびスチレンを挙げることができる。
【００６９】
上記バインダー樹脂の含有量としては、本発明のアルカリ可溶型感光性着色組成物中に含まれる固形分中に、１０質量％〜５０質量％の範囲内であることが好ましい。
【００７０】
上記他の添加剤としては、増感剤、重合停止剤、連鎖移動剤、レベリング剤、可塑剤、界面活性剤、消泡剤、シランカップリング剤等などが挙げられる。
【００７１】
上記増感剤はとしては、カラーフィルタの着色層の形成に一般的に用いられるものを使用することができ、例えば脂肪族あるいは芳香族の単、多官能チオール化合物や芳香族アミン系化合物等を挙げることができる。このような増感剤の含有量としては、上記アルカリ可溶型感光性着色組成物の固形分中、０．０１質量％〜２質量％の範囲内であることが好ましく、なかでも０．７質量％〜１．２質量％の範囲内であることが好ましい。
【００７２】
本発明のアルカリ可溶型感光性着色組成物の製造方法としては、上記アルカリ可溶型樹脂と、顔料と、顔料分散剤と、多官能性モノマーと、光開始剤と、溶剤とを均一に混合あるいは分散することができる方法であれば特に限定されるものではなく、公知の混合手段あるいは分散手段を用いることができる。
【００７３】
本発明のアルカリ可溶型感光性着色組成物の用途としては、カラーフィルタの着色層をフォトリソグラフィー法を用いて形成する際に用いられる感光性着色組成物を挙げることができる。なかでも、未露光箇所における残渣が少ないことが要求されるカラーフィルタの着色層の形成に用いられる感光性着色組成物に好適に用いられる。
【００７４】
Ｃ．カラーフィルタ
次に、本発明のカラーフィルタについて説明する。本発明のカラーフィルタは、上記アルカリ可溶型感光性着色組成物を用いて形成された着色層を有するものである。
【００７５】
このような本発明のカラーフィルタを図を参照して説明する。図１は、本発明のカラーフィルタの一例を示す概略断面図である。図１に例示するように、カラーフィルタ１０は、透明基板１と、上記透明基板１上にパターン状に形成され、開口部を有する遮光部２と、上記遮光部２の開口部上に形成された着色層３とを有するものである。
ここで、上記着色層は、上記アルカリ可溶型感光性着色組成物を用いて形成されたものである。
【００７６】
本発明によれば、上記アルカリ可溶型感光性着色組成物を用いて形成された着色層を有するものであるため、本発明のカラーフィルタを、未露光箇所における上記アルカリ可溶型感光性着色組成物の残渣が少ないものとすることができる。
以下、本発明のカラーフィルタについて説明する。
【００７７】
本発明に用いられる着色層は、上記アルカリ可溶型感光性着色組成物を用いて形成されたものである。
【００７８】
このような本発明に用いられる着色層の配列としては、一般的なカラーフィルタの着色層が有するものとすることができ、例えば、ストライプ型、モザイク型、トライアングル型、４画素配置型等の配列とすることができる。また、着色層の幅、面積等は任意に設定することができる。
【００７９】
上記着色層の厚みとしては、通常、１μｍ〜５μｍの範囲内であることが好ましい。
【００８０】
本発明に用いられる着色層の形成方法は、上記アルカリ可溶型感光性着色組成物を、後述する透明基板上に塗布し、乾燥させ、露光および現像を行うフォトリソグラフィー法により形成することができる。
本発明においては、上記アルカリ可溶型感光性着色組成物が、上述したアルカリ可溶型感光性着色組成物であるため、このようなアルカリ可溶型感光性着色組成物を用いたフォトリソグラフィー法によって着色層を形成することにより、本発明のカラーフィルタを、未露光箇所における上記アルカリ可溶型感光性着色組成物の残渣が少ないものとすることができる。
【００８１】
本発明のカラーフィルタは、上記着色層以外に、通常、透明基板と、遮光部とを少なくとも有するものである。このような透明基板および遮光部としては、一般的なカラーフィルタに使用されるものを用いることができる。
【００８２】
本発明のカラーフィルタの製造方法としては、上記アルカリ可溶型感光性着色組成物を用いたフォトリソグラフィー法によって、上記着色層を形成するものであれば特に限定されるものではなく、一般的なカラーフィルタの製造方法を用いることができる。
【００８３】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
【実施例】
【００８４】
以下に実施例を示し、本発明をさらに具体的に説明する。
【００８５】
［実施例１〜８］
重合槽に、溶媒として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３００ｇ仕込み、窒素雰囲気下に１１０℃に昇温した後、ｔ−ブチルシクロヘキシルメタクリレート（ｔ−ＢｕＣＨＭＡ）、エチルシクロヘキシルメタクリレート（ＥｔＣＨＭＡ）、イソプロピルシクロヘキシルメタクリレート（ｉ−ＰｒＣＨＭＡ）、メタクリル酸（ＭＡＡ）、メチルメタクリレート（ＭＭＡ）、およびアゾイソブチロニトリル（ＡＩＢＮ）を、下記表３に示す組成で含む混合物をそれぞれ１．５時間かけて連続的に滴下した。その後１１０℃で、２時間攪拌してアルカリ可溶型樹脂を得た。得られたアルカリ可溶型樹脂は、いずれも固形分４０％であった。また、その重量平均分子量および酸価の測定結果を表５に示す。
なお、上記重量平均分子量の測定方法は、ポリスチレンを標準物質とし、ＴＨＦを溶離液としてショウデックスＧＰＣシステム−２１Ｈ（Ｓｈｏｄｅｘ ＧＰＣ Ｓｙｓｔｅｍ−２１Ｈ）により重量平均分子量を測定した。また酸価の測定方法は、上述した方法を用いた。
【００８６】
【表３】
【００８７】
［比較例１］
下記組成を有し、混合したモノマー組成物を、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートが１５０ｇ入った重合層中に、窒素気流下、１００℃で、３時間かけて滴下した。滴下終了後さらに３時間加熱することにより重合体溶液を得た。この重合体溶液の重量平均分子量は、ポリスチレン換算で８０００であった。
【００８８】
＜モノマー組成物＞
ベンジルメタクリレート：３０ｇ（０．１７モル）
スチレン：３８ｇ（０．３７モル）
メタアクリル酸：１８ｇ（０．２１モル）
ｔ‐ブチルパーオキシ−２−エチルヘキサノエート（日本油脂製 パーブチルＯ）：１０ｇ
【００８９】
次に、得られた重合体溶液に、グリシジルメタクリレートを１４ｇ（０．１０モル）、トリエチルアミンを０．２ｇ、ｐ−メトキシフェノールを０．０５ｇ添加し、１１０℃で１０時間加熱することにより、上記重合体溶液の主鎖のメタクリル酸のカルボン酸基と、グリシジルメタクリレートのエポキシ基との反応を行い、アルカリ可溶型樹脂を形成した。反応中は、グリシジルメタクリレートの重合を防ぐため、反応溶液内に空気をバブリングさせた。
反応は、溶液の酸価測定により追跡した。得られたアルカリ可溶型樹脂は、固形分３８％であり、その重量平均分子量および酸価の測定結果を表５に示す。
【００９０】
［比較例２〜４］
重合槽に、溶媒として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３００ｇ仕込み、窒素雰囲気下に１１０℃に昇温した後、シクロヘキシルメタクリレート（ＣＨＭＡ）、スチレン（Ｓｔ）、ベンジルメタクリレート（ＢｚＭＡ）、メタクリル酸（ＭＡＡ）、メチルメタクリレート（ＭＭＡ）、およびアゾイソブチロニトリル（ＡＩＢＮ）を、下記表４に示す組成で含む混合物をそれぞれ１．５時間かけて連続的に滴下した。その後１１０℃で、２時間攪拌してアルカリ可溶型樹脂を得た。得られたアルカリ可溶型樹脂の重量平均分子量および酸価の測定結果を表５に示す。
【００９１】
【表４】
【００９２】
【表５】
【００９３】
［評価］
実施例１〜８および比較例で得られたアルカリ可溶型樹脂を含むアルカリ可溶型感光性着色組成物を用いて、着色層の形成を行い、現像残渣、現像時間、現像形態、密着性について評価を行った。
【００９４】
１．アルカリ可溶型感光性着色組成物の調製
比較例１で形成されたアルカリ可溶型樹脂をバインダー樹脂として用い、下記に示す組成を、ビーズミルを使用して均一に混合分散してアルカリ可溶型感光性着色組成物を調製した。なお、比較例１は、アルカリ可溶型樹脂と、バインダー樹脂とが同一であるので、上記アルカリ可溶型樹脂およびバインダー樹脂を合わせて、上記アルカリ可溶型樹脂を固形分換算で７．７重量部配合することになる。
【００９５】
＜アルカリ可溶型感光性着色組成物の組成＞
・上記アルカリ可溶型樹脂：０．４重量部（固形分換算）
・バインダー樹脂（上記比較例１で作製したアルカリ可溶型樹脂）：７．３重量部（固形分換算）
・ジペンタエリストールヘキサアクリレート（ＤＰＨＡ）：３．３重量部
・イルガキュア３６９（チバスペシャリティーケミカルズ社製、ＩＲＧＡＣＵＲＥ３６９）：１重量部
・イルガキュア９０７（チバスペシャリティーケミカルズ社製、ＩＲＧＡＣＵＲＥ９０７）：１重量部
・ピグメントレッド１７７（赤色顔料、Ｐ．Ｒ．１７７）：０．７重量部
・ピグメントレッド２５４（赤色顔料、Ｐ．Ｒ．２５４）：５．６重量部
・ピグメントイエロー１３９（黄色顔料、Ｐ．Ｙ．１３９）：０．７重量部
・分散剤（ビックケミー社製、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ１６１）：２．０重量部（固形分換算）
・溶剤（プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート）：６０．８重量部
【００９６】
２．着色層の形成
アルカリ洗浄済みのガラス基板上に、上記アルカリ可溶型感光性着色組成物をスピンコーティングし、上記アルカリ可溶型感光性着色組成物からなる着色層形成用層を形成した後、室温３分間、８０℃のホットプレート上で３分間加熱することによりプリベイクさせ、乾燥させた。
次いで、乾燥後の上記着色層形成用層を、超高圧水銀灯を用いて１００ｍＪ／ｃｍ２でマスク露光し硬化させた。
次いで、０．０５ｗｔ％水酸化カリウム（ＫＯＨ）を現像液として用いてスピン現像し、現像液に６０秒間接液させた後に純水で洗浄することで現像処理を行い、パターン形成された基板を２３０℃のオーブン内で３０分間ポストベイクした。ポストベイク後の上記アルカリ可溶型感光性着色組成物を用いて形成された着色層の膜厚は、１．９μｍであった。
【００９７】
３．評価
上記アルカリ可溶型樹脂を含むアルカリ可溶型感光性着色組成物の現像残渣、現像時間、現像形態、密着性について以下のように評価を行った。
【００９８】
（１）現像残渣
着色層形成後のガラス基板を、（ａ）目視評価、（ｂ）拭き取り後評価、のそれぞれの方法により残渣の有無の評価を行った。
（ａ）目視評価
上記着色層の形成後のガラス基板の表面から投光器により光を照射した状態で、目視観察し、未露光箇所における残渣の有無（投光器による目視）を確認した。結果を、下記表６に示す。ここで、上記ガラス基板上に白化が全く見られない場合には残渣がないと判断し○とし、わずかに白化が見られた場合には△とし、上記ガラス基板表面に白化が多く見られた場合には残渣があると判断し×とした。
【００９９】
（ｂ）拭き取り後評価
上記着色層の形成後のガラス基板の未露光部（５０ｍｍ×５０ｍｍ）を、エタノールを含ませたレンズクリーナー（東レ製 トレシーＭＫクリーンクロス（登録商標））で十分に拭き取り、そのレンズクリーナーの着色度合いを目視で観察した。結果を表６に示す。なお、レンズクリーナーが全く着色しなかった場合は○、レンズクリーナーが微かに着色した場合は△、レンズクリーナーが着色した場合は×とした。
【０１００】
（２）現像時間
上記着色層の形成において、未露光部が溶解し、現像されるまでの時間を測定し、下記基準で評価を行った。現像の終了は、目視により判断した。結果を表６に示す。
・○：１０秒〜３０秒で完全に溶解する。
・△：３１秒〜６０秒で完全に溶解する。
・×：６０秒以内で完全に溶解しない。
【０１０１】
（３）現像形態
上記着色層の形成において、未露光部が現像されるときの、現像のされ方を観察し、溶解型か、剥離型かを観察した。結果を表６に示す。
【０１０２】
（４）密着性
１μｍ〜１００μｍの線幅のラインパターンを露光し、現像工程後に溶解されずに密着しているラインパターンの最小線幅を測定し、下記基準で評価した。結果を表６に示す。
・○：１０μｍ以下の線幅のラインが密着している。
・△：１０μｍより大きく、２０μｍ以下の線幅のラインが密着している。
・×：２０μｍ以下の線幅のラインが密着しない。
【０１０３】
【表６】
【０１０４】
表６に示すように、実施例１〜８では、現像残渣が少ないことが確認できた。また、上記アルカリ可溶型着色組成物用樹脂の酸価が、６０ｍｇＫＯＨ／ｇ〜１５０ｍｇＫＯＨ／ｇの範囲内であり、分子量が５０００〜２００００の範囲内であることにより、現像残渣、現像時間がより少ないものとすることができ、さらに密着性に優れたものとすることが確認できた。
【図面の簡単な説明】
【０１０５】
【図１】本発明のカラーフィルタの一例を示す概略断面図である。
【符号の説明】
【０１０６】
１…基板
２…遮光部
３…着色層
１０…カラーフィルタ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルキルシクロヘキシル（メタ）アクリレートと、
酸基を有するモノマーとを構成単位として有する共重合体であることを特徴とするアルカリ可溶型樹脂。
【請求項２】
前記アルキルシクロヘキシル(メタ)アクリレートの含有量が、前記共重合体中に、３０質量％〜９０質量％の範囲内であることを特徴とする請求項１に記載のアルカリ可溶型樹脂。
【請求項３】
前記アルキルシクロヘキシル(メタ)アクリレートが、ｔｅｒｔ−ブチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート、エチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート、およびイソプロピルシクロヘキシル(メタ)アクリレートからなる群から選択されるものであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のアルカリ可溶型樹脂。
【請求項４】
前記共重合体の酸価が、６０ｍｇＫＯＨ／ｇ〜１５０ｍｇＫＯＨ／ｇであることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれかの請求項に記載のアルカリ可溶型樹脂。
【請求項５】
前記共重合体の分子量が、５０００〜２００００であることを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれかの請求項に記載のアルカリ可溶型樹脂。
【請求項６】
請求項１から請求項５までのいずれかの請求項に記載のアルカリ可溶型樹脂と、顔料と、顔料分散剤と、多官能性モノマーと、光開始剤と、溶剤とを有することを特徴とするアルカリ可溶型感光性着色組成物。
【請求項７】
請求項６に記載のアルカリ可溶型感光性着色組成物を用いて形成された着色層を有することを特徴とするカラーフィルタ。
【請求項１】
アルキルシクロヘキシル（メタ）アクリレートと、
酸基を有するモノマーとを構成単位として有する共重合体であることを特徴とするアルカリ可溶型樹脂。
【請求項２】
前記アルキルシクロヘキシル(メタ)アクリレートの含有量が、前記共重合体中に、３０質量％〜９０質量％の範囲内であることを特徴とする請求項１に記載のアルカリ可溶型樹脂。
【請求項３】
前記アルキルシクロヘキシル(メタ)アクリレートが、ｔｅｒｔ−ブチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート、エチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート、およびイソプロピルシクロヘキシル(メタ)アクリレートからなる群から選択されるものであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のアルカリ可溶型樹脂。
【請求項４】
前記共重合体の酸価が、６０ｍｇＫＯＨ／ｇ〜１５０ｍｇＫＯＨ／ｇであることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれかの請求項に記載のアルカリ可溶型樹脂。
【請求項５】
前記共重合体の分子量が、５０００〜２００００であることを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれかの請求項に記載のアルカリ可溶型樹脂。
【請求項６】
請求項１から請求項５までのいずれかの請求項に記載のアルカリ可溶型樹脂と、顔料と、顔料分散剤と、多官能性モノマーと、光開始剤と、溶剤とを有することを特徴とするアルカリ可溶型感光性着色組成物。
【請求項７】
請求項６に記載のアルカリ可溶型感光性着色組成物を用いて形成された着色層を有することを特徴とするカラーフィルタ。
【図１】
【公開番号】特開２００８−３０８６４０（Ｐ２００８−３０８６４０Ａ）
【公開日】平成２０年１２月２５日（２００８．１２．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１６０１４０（Ｐ２００７−１６０１４０）
【出願日】平成１９年６月１８日（２００７．６．１８）
【出願人】（０００１８３９２３）ザ・インクテック株式会社 (268)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１２月２５日（２００８．１２．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年６月１８日（２００７．６．１８）
【出願人】（０００１８３９２３）ザ・インクテック株式会社 (268)
【Ｆターム（参考）】
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