JP2012162677A - 着色組成物、着色感放射線性組成物、色素多量体の製造方法、インクジェット用インク、カラーフィルタ及びその製造方法、固体撮像素子、並びに表示装置 - Google Patents
着色組成物、着色感放射線性組成物、色素多量体の製造方法、インクジェット用インク、カラーフィルタ及びその製造方法、固体撮像素子、並びに表示装置 Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】色素多量体の合成時に必要な全色素単量体の15質量%以上70質量%以下を仕込み、これに残りを滴下する滴下重合により製造され、一般式(A2)で示される構造単位の含有量(モル%)を(a2)、一般式(A1)で示される構造単位の含有量を(a1)としたとき、両者が式(1)を満たし、且つ、分子内にアルカリ可溶性基を含む色素多量体を含有する着色組成物。式中、XA1、XA2は重合によって形成される連結基を、LA1、LA2は単結合又は2価の連結基を、Dyeは色素化合物から任意の水素原子を1個取り除いた色素残基を、Rは、水素原子、アルキル基等を有する部分構造を含む1価の置換基を表す。
式(1) (a2)/(a1)≧0.3
【選択図】なし
Description
これらのディスプレイや光学素子のキーデバイスとしてカラーフィルタが使用されており、更なる高画質化の要求とともにコストダウンへの要求が高まっている。このようなカラーフィルタは、通常、赤(R)、緑(G)、及び青(B)の3原色の着色パターンを備えており、表示デバイスや撮像素子において、通過する光を3原色へ分画する役割を果たしている。
即ち、色再現性上好ましい分光特性を有すること、液晶ディスプレイのコントラスト低下の原因である光散乱や固体撮像素子の色ムラ・ザラツキ感の原因となる光学濃度の不均一性といった光学的な乱れがないこと、使用される環境条件下における堅牢性、例えば、耐熱性、耐光性、耐湿性等が良好であること、モル吸光係数が大きく薄膜化が可能なこと、等が必要とされている。
このため、着色剤としては顔料を用いることが一般的である。
しかしながら従来の着色剤として顔料を用いる手段では、顔料の粗大粒子による色ムラが発生する等の観点から解像度を更に向上させることは困難である。また、液晶ディスプレイにおいても、顔料を着色剤として用いた場合、耐光性や耐熱性に優れるものの、顔料粒子による光散乱のためコントラストの低下や、ヘイズの増加といった課題を有している。
このような顔料分散法を使用したインクジェット用インクをカラーフィルタの製造に用いた場合、インクの顔料凝集によるノズル目詰まりが頻繁に発生するため、吐出安定性という点で改善が望まれている。さらに、凝集した顔料のために、ワイピングやパージといった吐出回復動作によるインク吐出状態の回復機能が低下しやすい。また、ワイピング時、凝集した顔料によりノズル面がこすれて、インクが曲がった方向に吐出される場合もある。
また、カラーフィルタに好適な分光特性に着目して、ジピロメテン染料を用いた着色硬化性組成物及び色素化合物が検討されている(例えば、特許文献5参照)。
また、カラーフィルタ製造における昇華性の欠点の改良に関して、分子内にトリフェニルメタン染料を有するポリマーを着色剤として含有するカラーフィルタが提案されている(例えば、特許文献6参照)。
即ち、本発明は、アルカリ現像時の着色剤の溶出、着色剤の染み込み、加熱処理による着色剤の熱拡散(色移り)、及び現像残渣が抑制され、且つザラ(色ムラ)が良好な着色膜を形成できる着色組成物及びそれを用いた着色感放射線性組成物を提供することを目的とする。
本発明のさらなる目的は、耐熱性に優れた着色画素を形成でき、吐出安定性に優れたインクジェット用インクを提供することにある。
また、本発明は、着色剤の染み込み、加熱処理による着色剤の熱拡散(色移り)、及び現像残渣に起因する混色が抑制され、且つザラ(色ムラ)が良好で、耐熱性に優れたカラーフィルタ及びその製造方法、並びに該カラーフィルタを備えた固体撮像素子及び表示装置を提供することを目的とする。
さらに、本発明は、着色組成物に適用した場合でもザラ(色ムラ)が発生し難く、且つ。着色剤の溶出や滲み込みが抑制された色素多量体の製造方法を提供することを目的とする。
即ち、前記課題を解決するための具体的手段は以下の通りである。
<1> 下記一般式(A1)で示される構造単位を形成しうる色素単量体と下記一般式(A2)で示される構造単位を形成しうる単量体とを用いて合成され、色素多量体の合成に必要な全色素単量体のうち、15質量%以上70質量%以下の色素単量体を予め仕込んだ仕込み液を準備し、該仕込み液に残りの色素単量体を滴下する滴下重合を行うことにより製造され、色素多量体を構成する下記一般式(A2)で示される構造単位の含有量(モル%)を(a2)とし、下記一般式(A1)で示される構造単位の含有量を(a1)としたとき、両者の関係が下記式(1)を満たし、且つ、分子内にアルカリ可溶性基を有する色素多量体を含有する着色組成物。
式(1) (a2)/(a1)≧0.3
<3>前記一般式(A)及び一般式(A1)におけるDyeは、下記一般式(5)で表されるジピロメテン系金属錯体化合物から任意の水素原子が1つ外れた色素残基、又は下記一般式(6)で表されるジピロメテン系金属錯体化合物のR11〜R17、X1、Y1〜Y2のいずれか1つの置換基の水素原子が1つ外れた色素残基を表す<1>又は<2>に記載の着色組成物。
<4> 前記仕込み液における単量体濃度が15質量%以上100質量%以下である<1>〜<3>のいずれか1項に記載の着色組成物。
<5> 前記色素多量体が、ラジカル重合により製造された色素多量体である<1>〜<4>のいずれか1項に記載の着色組成物。
<6> 前記色素多量体が、リビングラジカル重合により製造された色素多量体である<1>〜<5>のいずれか1項に記載の着色組成物。
<8> <7>に記載の着色感放射線性組成物を用いて形成された着色パターンを備えるカラーフィルタ。
<10> <1>〜<6>のいずれか1項に記載の着色組成物、及び、重合性化合物を含有するインクジェット用インク。
<11> <10>に記載のインクジェット用インクを用いて形成された着色パターンを備えるカラーフィルタ。
<12> 隔壁により区画された凹部を有する基板を準備する工程と、前記凹部に、インクジェット法によって、<12>に記載のインクジェット用インクの液滴を付与して、カラーフィルタの着色画素を形成する工程と、を有するカラーフィルタの製造方法。
<13> <8>又は<11>に記載のカラーフィルタを備えた固体撮像素子。
<14> <8>又は<11に記載のカラーフィルタを備えた表示装置。
下記一般式(A1)で示される構造単位を形成しうる色素単量体を、該色素多量体の合成に必要な全色素単量体の15質量%以上70質量%以下を予め仕込んだ仕込み液を調製し、その後、該仕込み液に残りの色素単量体を滴下する滴下重合を行う色素多量体の製造方法。
<17> 前記滴下重合は、ラジカル重合である<15>又は<16>に記載の色素多量体の製造方法。
<18> 前記滴下重合は、リビングラジカル重合である<17>に記載の色素多量体の製造方法。
さらに、モノマー反応性比(r1はポリマー生長末端M1 *に対するM1、M2の相対反応性)を算出すると(共重合1−反応解析−/高分子学会/培風館、高分子合成の実験法/大津隆行/化学同人)、ザラとの相関があることがわかった。染料単量体をM1とした場合、r1が1よりも大きければ染料がブロック的に重合され、1よりも小さければ染料単量体と他の単量体が交互に重合されやすいことを示す。r1の値が大きな染料単量体では、r1の値が小さい染料単量体よりザラが発生しやすい傾向にあることが明らかとなった。
これらの結果を踏まえ、いかに染料多量体の分散度を狭く、均一な組成比分布を実現する検討を行い、色素単量体に由来する凝集を抑制するためには、色素多量体の合成に必要な色素単量体を一度に添加せずに、まず仕込み液に特定量の色素単量体を添加し、残余の色素単量体を徐々に添加しつつ、滴下重合を行うことが有効であることを見出した。この製造方法により得られた色素多量体では、染料を部分構造として含む色素単量体と該色素単量体以外の共重合成分の組成比(色素単量体以外の、即ち、染料を部分構造として含まない共重合成分/染料を含む部分構造として含む共重合成分:色素単量体)を0.3以上とすることができ、確率的に染料に富み、分子内に染料が偏在した部分を有する多量体の生成を抑えることができ、有効な手段であることが明らかとなった。また、一般的に分散度を狭くできるリビングラジカル重合も有効であることがわかった。ラジカル重合でも、製造におけるモノマーの仕込み量と滴下量を調整すること、モノマー濃度を均一な条件で重合を行うことで分散度を狭く、均一な組成比分布を実現できることを見出した。
また、本発明によれば、耐熱性に優れた着色画素を形成でき、吐出安定性に優れたインクジェット用インクを提供することができる。
また、本発明によれば、着色剤の染み込み、加熱処理による着色剤の熱拡散(色移り)、及び現像残渣に起因する混色が抑制され、ザラ(色ムラ)の良好な、耐熱性に優れたカラーフィルタ及びその製造方法、並びに該カラーフィルタを備えた固体撮像素子及び表示装置を提供することができる。
さらに、本発明によれば、着色組成物に適用した場合でもザラ(色ムラ)が発生し難く、且つ。着色剤の溶出や滲み込みが抑制された色素多量体の製造方法を提供することができる。
なお、本明細書において「〜」を用いて表される数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む範囲を意味する。
本発明の着色組成物は、着色剤として、下記一般式(A1)で示される構造単位を形成しうる色素単量体と下記一般式(A2)で示される構造単位を形成しうる単量体とを用いて合成され、色素多量体の合成に必要な全色素単量体のうち、15質量%以上70質量%以下の色素単量体を予め仕込んだ仕込み液を準備し、該仕込み液に残りの色素単量体を滴下する滴下重合を行うことにより製造され、色素多量体を構成する下記一般式(A2)で示される構造単位の含有量(モル%)を(a2)とし、下記一般式(A1)で示される構造単位の含有量を(a1)としたとき、両者が(a2)/(a1)≧0.3の関係を満たす色素単量体であって、分子内にアルカリ可溶性基を有する色素多量体(以下、「特定色素多量体」ともいう)を含有する。
既述のように、染料由来の部分構造−Dyeは、それ自体が凝集しやすく、一般的な合成法により色素多量体を合成すると、染料由来の部分構造−Dyeを有する構造単位同士がブロックを形成しやすく、従って、既述のように、色素単量体の所定量を用いて滴下重合することにより低分子量の共重合成分との均一な色素多量体が形成されることが重要となる。
さらに、本発明の好ましい態様として、特定色素多量体は、重量平均分子量(Mw)が5,000以上20,000以下であり、かつ分散度(重量平均分子量(Mw)/数平均分子量(Mn))が1.00以上2.0以下であることが好ましい。
以下では、分散度(重量平均分子量(Mw)/数平均分子量(Mn))を、単に「分散度(Mw/Mn)」とも表記する。また、本発明における重量平均分子量は、以下に詳述するようにGPC法により測定した値を用いている。
着色組成物を上記本発明の構成とすることにより、着色膜を形成する際の、アルカリ現像時の着色剤の溶出、着色剤の染み込み、加熱処理による着色剤の熱拡散(色移り)、及び現像残渣が抑制される。
更に、本発明の着色組成物は、堅牢性(耐熱性、耐光性)に優れた着色膜を形成でき、保存安定性にも優れる。
このため、本発明の着色組成物は、フォトリソ法に用いられる着色感放射線性組成物やインクジェット用インクの製造に好適に使用され、得られた着色感放射線性組成物やインクジェット用インクは、カラーフィルタを作製する用途に好適である。
なかでも、本発明の効果を特に効果的に奏する観点からは、特定色素多量体と、感放射線性化合物である重合開始剤と、重合性化合物と、溶剤と、を含むネガ型の着色感放射線性組成物(着色硬化性組成物)の形態であることが好ましい。
また、本発明の着色組成物の別の形態としては、特定色素多量体と、溶剤及び重合性化合物の少なくとも一方と、を含むインクジェット用インクの形態が挙げられる。
インクジェット用インクの形態によれば、耐熱性に優れた着色画素を形成でき、吐出安定性が向上する。
以下、まず特定色素多量体について説明する。
本発明における特定色素多量体は、前記一般式(A1)及び一般式(A2)で表される部分構造を含む色素多量体であり、好ましくは、重量平均分子量(Mw)が5,000以上20,000以下、かつ分散度(Mw/Mn)が1.0以上2.0以下であるアルカリ可溶性基を有する色素多量体である。
色素多量体の分子量と分散度が上記関係を満たすようにすることで、本発明の着色組成物から形成される着色膜において、アルカリ現像時の着色剤の溶出、着色剤の染み込み、加熱処理による着色剤の熱拡散(色移り)、及び現像残渣が大幅に改善される。
上記重量平均分子量が20,000を超えると、特に、現像残渣が悪化する傾向がある。
前記重量平均分子量として、5,000以上20,000以下であることが好ましく、より好ましい分子量は5,000以上16,000以下であり、最も好ましくは6,000以上12,000以下である。
前記分散度(Mw/Mn)は、1.0以上2.0以下であることが好ましく、より好ましくは1.0以上1.8以下であり、最も好ましくは1.0以上1.6以下である。
具体的には、重合開始剤量は、重合性色素単量体と他の共重合成分である重合性単量体との総和に対して、2〜30モル%が好ましく、2〜20モル%がより好ましい。
また、連鎖移動剤量は、重合性色素単量体と他の重合性単量体の総和に対して、1〜20モル%が好ましく、2〜15モル%がより好ましい。
反応温度は、使用する重合開始剤の種類によって異なるが、重合開始剤の半減期が15分〜120分になるような温度に調整することが好ましい。例えばV601(商品名、和光純薬製)の場合、60〜90℃が好ましく、70〜85℃がより好ましい。
具体的には、再沈殿溶媒として、使用する重合性色素単量体の溶解度が高い溶媒を選択することが好ましく、さらに、これに加え色素多量体の溶解度が低い溶媒を選択することがより好ましい。このような溶媒を選択することによって重合性色素単量体の残存率をできるだけ下げることができると同時に、色素多量体の分子量分布における低分子量側を選択的に除くことができる。従って、上述の溶剤を選択することは、色素多量体の分散度を小さくすることに特に有効である。使用する重合性色素単量体によって異なるが、低級アルコール類(例えば、メタノール、エタノール及びイソプロパノール等)やアセトニトリルなどを用いることが好ましい。2種類以上の溶媒を組み合わすことも好ましい。
また、色素多量体の重合反応溶液(再沈殿を繰り返す場合は色素多量体の溶液)に対する再沈殿溶媒の量は、1〜100質量倍が好ましく、2〜50質量倍がより好ましい。
さらに色素多量体の重合反応溶液(再沈殿を繰り返す場合は色素多量体溶液)を0.1〜1質量倍の再沈殿溶媒で希釈しておくことが、より好ましい。これによって重合性色素単量体を効果的に除くことができ、分散度を小さくすることに有効である。
また、再沈殿を繰り返すことも、分散度を調整する手段として好ましい。この場合、最沈殿条件は同じ条件を繰り返しても良いし、違う条件を組み合わせてもよい。
即ち、前記一般式(A1)で表される構造単位に含まれる部分構造−Dyeになりうる前記色素骨格としては、モノメチン系、ジメチン系、トリメチン系、シアニン系、メロシアニン系、ジシアノスチリル系、ジフェニルメタン系、トリフェニルメタン系、キサンテン系、スクアリリウム系、キノフタロン系、モノアゾ系、ビスアゾ系、ジスアゾ系、トリスアゾ系、キノフタロン系、アントラキノン系、アントラピリドン系、ペリレン系、ジケトピロロピロール系、イソインドリン系、フタロシアニン系、アゾメチン系、ジオキサジン系、ジピロメテン系の色素骨格及びそれらの金属錯体が好ましい。
なお、最大吸収波長は、紫外可視分光光度計(島津製作所製UV3100)を用いて、酢酸エチル溶液中(濃度1×10−6mol/L、光路長10mm)における吸収スペクトルを測定されたものである。
アルカリ可溶性基としては、カルボキシル基、ホスホノ基、スルホ基などが挙げられる。中でも、カルボキシル基が好ましい。
後述するフォトリソ法で好適に使用する観点で、特定色素多量体の酸価は、0.5mmol/g以上3.0mmol/g以下であることが好ましく、0.6mmol/g以上2.5mmol/g以下であることがより好ましく、0.7mmol/g以上2.0mmol/g以下であることが特に好ましい。
アルカリ可溶性基は、既述の色素単量体由来の構造単位である一般式(A1)に置換基として含まれていてもよく、下記一般式(A2)で表される部分構造に含まれ、共重合成分として色素多量体に導入されてもよい。なお、色素多量体が互いに異なる一般式(A2)を含有する場合には、分子内、分子間で対塩構造を形成している構造、無水物構造などを含有する場合も包含される。
重合性色素単量体の少なくとも1種と、他の重合性単量体(コモノマー)の少なくとも1種と、の共重合反応によって合成する方法。
この方法は、重合性色素単量体及び他の重合性単量体の少なくとも1種としてアルカリ可溶性基を有する単量体を用いる方法であってもよいし、重合性色素単量体の少なくとも1種と、他の重合性単量体(コモノマー)の少なくとも1種と、の共重合反応によって合成された色素多量体に対し、高分子反応によりアルカリ可溶性基を導入することにより合成する方法であってもよい。
これらのコモノマーには、スチレン系化合物、カルボン酸モノマー、及びそのエステル、アミド、イミド又は無水物、ビニル化合物が含まれる。
スチレン系化合物の例を挙げると、スチレン、α−メチルスチレン、ヒドロキシスチレン、p−クロロメチルスチレン、m−クロロメチルスチレンである。
α,β−不飽和カルボン酸の例を挙げると、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、シトラコン酸、メサコン酸、1−ブチン−2,3,4−トリカルボン酸である。
不飽和カルボン酸のエステルの例を挙げると、上記α,β−不飽和カルボン酸のメチルエステル、エチルエステル、2−ヒドロキシエチルエステル、プロピルエステル、ブチルエステル、オクチルエステル、ドデシルエステル、2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジルエステル、1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジルエステル、2−〔3−(2−ベンゾトリアゾリル)−4−ヒドロキシフェニル〕エチルエステルである。
不飽和カルボン酸のアミドの例を挙げると、上記α,β−不飽和カルボン酸のメチルアミド、ジメチルアミド、エチルアミド、ジエチルアミド、プロピルアミド、ジプロピルアミド、ブチルアミド、ジブチルアミド、ヘキシルアミド、オクチルアミド、フェニルアミドなどである。
不飽和カルボン酸のイミドの例を挙げると、マレイミド、イタコンイミド、N−ブチルマレイミド、N−オクチルマレイミド、N−フェニルマレイミドである。ビニル化合物の例を挙げると、酢酸ビニル、N−ビニルカルバゾール、N−ビニルピロリドンである。
式(1) (a2)/(a1)≧0.3
XA1及びXA2としては、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の不飽和エチレン基を重合して形成される連結基、環状エーテルを開環重合して形成される連結基等が挙げられ、好ましくは、不飽和エチレン基を重合して形成される連結基である。具体的には以下に示す連結基等が挙げられるが、本発明における重合によって形成される連結基はこれらに限定されるものではない。
尚、下記(X−1)〜(X−15)において*で示された部位でLA1又はLA2と連結していることを表す。
本発明の2価の連結基は、本発明の効果を奏しうる範囲であれば何ら限定されない。
Dyeとしては、モノメチン系色素、ジメチン系色素、トリメチン系色素、シアニン系色素、メロシアニン系色素、ジシアノスチリル系色素、ジフェニルメタン系色素、トリフェニルメタン系色素、キサンテン系色素、スクアリリウム系色素、キノフタロン系色素、モノアゾ系色素、ビスアゾ系色素、ジスアゾ系色素、トリスアゾ系色素、キノフタロン系色素、アントラキノン系色素、アントラピリドン系色素、ペリレン系色素、ジケトピロロピロール系色素、イソインドリン系色素、フタロシアニン系色素、アゾメチン系色素、ジオキサジン系色素、及びジピロメテン系色素からなる群から選択される1種の色素化合物から、水素原子を1個除いた色素残基であることが好ましい。
本発明における特定色素単量体は、下記一般式(1)で表される色素単量体を重合させて得られ、かつ、アルカリ可溶性基を有する色素単量体であることも好ましい。
一般式(1)中のDyeは、一般式(A)中のDyeと同義であり、好ましい範囲も同様である。
、水素原子、又は置換基を表す。kは、0〜4の整数を表す。一般式(2)〜一般式(4)中、*は、上記一般式(1)における−C(R1)=CH2基と結合する位置を表し、**は、上記一般式(1)におけるL2又はDye(n=0の場合)と結合する位置を表す。
なお、LA1が単結合を表す場合、色素化合物由来の色素残基に直接−C(R1)=CH2基が導入される。
上記R11がアリール基の場合、好ましくは炭素数6〜18、より好ましくは6〜14、さらに好ましくは炭素数6〜12の置換もしくは無置換のアリール基が好適である。アリール基の例としては、フェニル基、ナフチル基等が挙げられる。
上記R2のアルキル基、アリール基、及びヘテロ環基は、前記R1で説明した置換基で置換されていてもよく、2個以上の置換基で置換されている場合には、それらの置換基は同一であっても異なっていてもよい。
上記R3の置換基が、更に置換可能な基である場合には、前記R1で説明した置換基で、置換されていてもよく、2個以上の置換基で置換されている場合には、それらの置換基は同一であっても異なっていてもよい。
即ち、−C(R1)=CH2基(m=0の場合)と、Dyeとを連結する2価の連結基として、既述の好ましい2価の連結基と連結してLA1を構成してもよい。
そのような2価の連結基としては、好ましくは、アルキレン基、アラルキレン基、アリーレン基、−O−、−C(=O)−、−OC(=O)−、OC(=O)O−、−OSO2−、−OC(=O)N(R50)−、−N(R50)−、−N(R50)C(=O)−、−N(R50)C(=O)O−、−N(R50)C(=O)N(R51)−、−N(R50)SO2−、−N(R50)SO2N(R51)−、−S−、−S−S−、−SO−、−SO2−、−SO2N(R50)−、−SO2O−等が挙げられる。また、上記の2価の連結基が、複数個結合して、新たに2価の連結基を形成していてもよい。
前記LA1の部分構造として含まれる2価の連結基がアルキレン基、アラルキレン基、又はアリーレン基である場合、炭素数1〜12のアルキレン基、炭素数6〜18のアラルキレン基、炭素数6〜18のアリーレン基が好ましく、炭素数1〜8のアルキレン基、炭素数6〜16のアラルキレン基、炭素数6〜12のアリーレン基がより好ましく、炭素数1〜6のアルキレン基、炭素数6〜12のアラルキレン基が更に好ましい。
前記一般式(A1)、及び、前記一般式(1)におけるDyeは、既述のとおり、モノメチン系色素、ジメチン系色素、トリメチン系色素、シアニン系色素、メロシアニン系色素、ジシアノスチリル系色素、ジフェニルメタン系色素、トリフェニルメタン系色素、キサンテン系色素、スクアリリウム系色素、キノフタロン系色素、モノアゾ系色素、ビスアゾ系色素、ジスアゾ系色素、トリスアゾ系色素、キノフタロン系色素、アントラキノン系色素、アントラピリドン系色素、ペリレン系色素、ジケトピロロピロール系色素、イソインドリン系色素、フタロシアニン系色素、アゾメチン系色素、ジオキサジン系色素、及びジピロメテン系色素からなる群から選択される1種の色素化合物から、水素原子が1個〜m+1個の範囲で外れた色素残基であることが好ましい。
但し、本発明はこれらに限定されるものではない。
前記R5及びR8としては、上記の中でも、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、カルバモイル基、アルキルスルホニル基、アリールスルホニル基、ニトリル基、イミド基、カルバモイルスルホニル基が好ましく、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、カルバモイル基、アルキルスルホニル基、ニトリル基、イミド基、カルバモイルスルホニル基がより好ましく、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、カルバモイル基、ニトリル基、イミド基、カルバモイルスルホニル基が更に好ましく、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、カルバモイル基が特に好ましい。
前記R6及びR7としては、上記の中でも、置換又は無置換のアルキル基、置換又は無置換のアリール基、置換又は無置換のヘテロ環基が好ましく、更に好ましくは置換又は無置換のアルキル基、置換又は無置換のアリール基である。
R6及びR7がヘテロ環基を表す場合の、該ヘテロ環基としては、好ましくは、置換又は無置換の2−チエニル基、置換又は無置換の4−ピリジル基、置換又は無置換の3−ピリジル基、置換又は無置換の2−ピリジル基、置換又は無置換の2−フリル基、置換又は無置換の2−ピリミジニル基、置換又は無置換の2−ベンゾチアゾリル基、置換又は無置換の1−イミダゾリル基、置換又は無置換の1−ピラゾリル基、置換又は無置換のベンゾトリアゾール−1−イル基が挙げられ、より好ましくは置換又は無置換の2−チエニル基、置換又は無置換の4−ピリジル基、置換又は無置換の2−フリル基、置換又は無置換の2−ピリミジニル基、置換又は無置換の1−ピリジル基が挙げられる。
例えば、Zn、Mg、Si、Sn、Rh、Pt、Pd、Mo、Mn、Pb、Cu、Ni、Co、Fe等、及びAlCl、InCl、FeCl、TiCl2、SnCl2、SiCl2、GeCl2などの金属塩化物、TiO、VO等の金属酸化物、Si(OH)2等の金属水酸化物が含まれる。
これらの中でも、合成適合性の点で、R11〜R16及びX1のいずれか1つ又は2つの部位が好ましく、より好ましくは、R11、R13、R14及びR16のいずれか1つ又は2つの部位であり、更に好ましくは、R11及びR16のうち1つ又は2つの部位である。
前記R13及びR14としては、置換又は無置換のアルキル基、置換又は無置換のアリール基、置換又は無置換のヘテロ環基が好ましく、更に好ましくは置換又は無置換のアルキル基、置換又は無置換のアリール基である。ここで、より好ましいアルキル基、アリール基、及びヘテロ環基の具体例は、一般式(5)の前記R6及びR7において列記した具体例を同様に挙げることができる。
前記一般式(5)及び一般式(6)で表されるジピロメテン系金属錯体化合物の融点は、溶解性の観点から、高すぎない方がよい。
以下、本発明における特定色素多量体の例示化合物のうち、ポリマー構造を有する化合物の例を、該色素多量体が含む一般式(A1)で表される染料単量体由来の構造単位とその他の単量体由来の構造単位(一般式(A2)で表される構造単位及び所望により含まれる任意の共重合成分)とその含有量、及び、重量平均分子量を開示することにより示すが、本発明は以下の例示化合物に何ら限定されるものではない。
なお、以下の例示化合物において、「Mw」は「重量平均分子量」を表し、「mol%」は「モル%」を表す。
本発明に係る特定色素多量体は、下記一般式(A1)で示される構造単位を形成しうる色素単量体を、該色素多量体の合成に必要な全色素単量体の15質量%以上70質量%以下を予め仕込んだ仕込み液を調製し、その後、残りの色素単量体を用いて滴下重合することにより製造される。この製造プロセスは、予め仕込む色素単量体と、残りの滴下により加えられる色素単量体の比率が、各単量体が均一に消費されるように調整したことを特徴とするものであり、その他に、反応温度、重合体の分子量、収率等を製造上の問題ない範囲内で制御することで最適化が可能であることも特徴である。
この製造方法において、前記仕込み液の単量体濃度は15質量%以上100質量%以下であることが好ましい。
また、前記滴下重合は、ラジカル重合あるいはリビングラジカル重合として実施されることが硬化の観点から好ましい。
以下に、特定色素多量体の具体例のいくつかについて、合成方法の例を示すが、本発明はこれらに限定されるものではない。
下記色素単量体1:6g(全色素単量体)、メタクリル酸:0.56g、ドデカンチオール:0.22g、及びプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA):15.3gを混合させた溶液を40℃、5分撹拌し、溶液の33.3%である7.31gを200ml三つ口フラスコへ先仕込み(全色素単量体の33.3%を含有)、窒素下、85℃にて撹拌した。残りの66.6%の溶液に対し、ラジカル開始剤(ジメチル2,2‘−アゾビス(2−メチルプロピオネート)・V−601)0.51gを添加し、溶解させた溶液を、フラスコへ1時間かけて滴下した。滴下終了後、窒素下、85℃にて1時間撹拌し、その後ラジカル開始剤(V−601)0.051g追添し、さらに窒素下、85℃にて2時間撹拌した後、撹拌と加熱を停止した。
(合成例2:例示化合物4−3の合成)
前記で得た例示化合物1−3、3g、グリシジルメタクリレート0.27g、p−メトキシフェノール0.0033g、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)18.5gを100ml3つ口フラスコに入れ、100℃で攪拌した。その後、フラスコ内へテトラn−ブチルアンモニウムブロミド0.048gを添加し、100℃で7時間攪拌した後、攪拌と加熱を停止した。
室温になった反応液を、室温中で20分かけてアセトニトリル218mlへ滴下した。その後20分攪拌し、析出した色素多量体をろ別し、送風下40℃にて12時間乾燥した。例示化合物4−3:2.5gを収率76.5%にて得た。
下記構造の色素単量体2:35g(全色素単量体)、メタクリル酸:9.26g、ドデカンチオール:3.12g、及び、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)250.8gを混合させた溶液を40℃、5分撹拌し、溶液の66.6%である198.8g(全色素単量体の66.6%を含有)を1L三つ口フラスコへ先仕込みし、窒素下、85℃にて撹拌した。残りの66.6%の溶液に対し、ラジカル開始剤(ジメチル2,2‘−アゾビス(2−メチルプロピオネート)・V−601)7.11gを添加し、溶解させた溶液を、フラスコへ30分かけて滴下した。滴下終了後、窒素下、85℃にて1時間撹拌し、その後ラジカル開始剤(V−601)2.13g追添し、さらに窒素下、85℃にて2時間撹拌した後、撹拌と加熱を停止した。
下記構造の色素単量体3、10g(全色素単量体)、メタクリル酸、1.85g、ドデカンチオール0.36g、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)17.78gを混合させた溶液を40℃、5分撹拌し、溶液の50%である15.8g(全色素単量体の50%を含有)を100ml三つ口フラスコへ先仕込みし、窒素下、85℃にて撹拌した。残りの50%の溶液に対し、ラジカル開始剤(ジメチル2,2‘−アゾビス(2−メチルプロピオネート)・V−601)1.65gを添加し、溶解させた溶液を、フラスコへ1時間かけて滴下した。滴下終了後、窒素下、85℃にて1時間撹拌し、その後ラジカル開始剤(V−601)0.5g追添し、さらに窒素下、85℃にて2時間撹拌した後、撹拌と加熱を停止した。
下記構造の色素単量体4:12g(全色素単量体)、メタクリル酸:2.79g、ドデカンチオール:1.64g、及び、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA):27.5gを混合させた溶液を40℃、5分撹拌し、溶液の70%である30.8gを200ml三つ口フラスコへ先仕込みし、窒素下、85℃にて撹拌した。残りの10%の溶液に対し、ラジカル開始剤(ジメチル2,2‘−アゾビス(2−メチルプロピオネート)・V−601)2.49gを添加し、溶解させた溶液を、フラスコへ30分かけて滴下した。滴下終了後、窒素下、85℃にて1時間撹拌し、その後ラジカル開始剤(V−601)0.75g追添し、さらに窒素下、85℃にて2時間撹拌した後、撹拌と加熱を停止した。
本発明の着色組成物の全固形分中における特定着色剤の含有量(2種以上の場合には総含有量)は、0.1〜70質量%が好ましく、1〜65質量%がより好ましく、5〜60質量%が特に好ましい。
本発明の特定着色剤と下記記載の他の着色剤を併用した着色硬化性組成物の全固形分中の総着色剤含有量は1〜70質量%が好ましく、20〜65質量%がより好ましく、40〜60質量%が特に好ましい。薄膜化の観点から着色硬化性組成物の全固形分中の着色剤量を高めることに本発明の特定着色剤は特に有用である。
さらに、これらの染料や顔料は要望の色相を得るために2種類以上を混合して用いても構わない。
顔料を含有させる場合には、顔料と分散剤と溶媒とを含有する顔料分散体の形態で含有させることが好ましい。
本発明の着色組成物は、色素多量体による溶出や滲み込みが抑制されつつ、色素同士の凝集構造に起因する不均一な色ムラの発生が抑制されることから、各種の着色剤を含有する用途に好適に使用される。
本発明の着色組成物は、溶剤を含有してもよい。
本発明の着色組成物の用途は特に限られないが、具体的には、例えば、後述するように、フォトリソ法によるカラーフィルタの製造や、インクジェット法によるカラーフィルタの製造等に用いられる。
そして、溶剤やその他の添加物は、用途等を考慮して、必要に応じて適宜用いられる。
まず、本発明の着色組成物をフォトリソ法によるカラーフィルタの製造に用いる場合について説明する。
フォトリソ法に用いる本発明の着色組成物を後述する着色感放射線性組成物の形態にて用いる場合には、着色組成物は、溶剤を有することが好ましい。
これらの溶剤は一種単独で用いてもよいが、紫外線吸収剤及びアルカリ可溶性樹脂の溶解性、塗布面状の改良などの観点から、2種以上を混合することも好ましい。この場合、特に好ましくは、上記の3−エトキシプロピオン酸メチル、3−エトキシプロピオン酸エチル、エチルセロソルブアセテート、乳酸エチル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、酢酸ブチル、3−メトキシプロピオン酸メチル、2−ヘプタノン、シクロヘキサノン、エチルカルビトールアセテート、ブチルカルビトールアセテート、プロピレングリコールメチルエーテル、及びプロピレングリコールメチルエーテルアセテートから選択される2種以上で構成される混合溶液である。
なお、着色組成物をインクジェット法によるカラーフィルタの製造に用いる場合は、後述するように、硬化性の観点から溶媒の含有量は少ない方が好ましく、溶媒を用いない形態もありうる。
着色組成物を、硬化性組成物に適用するときは、以下に詳述するように、重合開始剤と重合性化合物とを加えて放射線により硬化される感放射線性組成物等として用いてもよい。
<重合性化合物>
前記本発明の着色組成物は、重合性化合物及び重合開始剤を含有する着色感放射線性組成物とすることが好ましい態様である。このような態様をとることで、着色硬化膜或いは着色パターンが形成可能となる。
重合性化合物は、具体的には、末端エチレン性不飽和結合を少なくとも1個、好ましくは2個以上有する化合物から選ばれる。このような化合物群は当該産業分野において広く知られているものであり、本発明においてはこれらを特に限定なく用いることができる。これらは、例えば、モノマー、プレポリマー、すなわち2量体、3量体及びオリゴマー、又はそれらの混合物並びにそれらの多量体などの化学的形態のいずれであってもよい。本発明における重合性化合物は一種単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
これらの具体的な化合物としては、特開2009−288705号公報の段落番号〔0095〕〜〔0108〕に記載されている化合物を本発明においても好適に用いることができる。
多官能カルボン酸にグリシジル(メタ)アクリレート等の環状エーテル基とエチレン性不飽和基を有する化合物を反応させ得られる多官能(メタ)アクリレートなども挙げることができる。
また、その他の好ましい重合性化合物として、特開2010-160418、特開2010-129825、特許4364216等に記載される、フルオレン環を有し、エチレン性不飽和基を2官能以上有する化合物、カルド樹脂も使用することが可能である。
前記一般式(MO−1)〜(MO−5)で表される重合性化合物の各々において、複数存在するRの少なくとも1つは、−OC(=O)CH=CH2、又は、−OC(=O)C(CH3)=CH2で表される基を表す。
前記一般式(MO−1)〜(MO−5)で表される重合性化合物の具体例としては、特開2007−269779号公報の段落番号0248〜段落番号0251に記載されている化合物を本発明においても好適に用いることができる。
酸基を有する多官能モノマーの好ましい酸価としては、0.1〜40mg−KOH/gであり、特に好ましくは5〜30mg−KOH/gである。多官能モノマーの酸価が低すぎると現像溶解特性が落ち、高すぎると製造や取扱いが困難になり光重合性能が落ち、画素の表面平滑性等の硬化性が劣るものとなる。従って、異なる酸基の多官能モノマーを2種以上併用する場合、或いは酸基を有しない多官能モノマーを併用する場合、全体の多官能モノマーとしての酸基が上記範囲に入るように調整することが好ましい。
カプロラクトン構造を有する多官能性単量体としては、その分子内にカプロラクトン構造を有する限り特に限定されるものではないが、例えば、トリメチロールエタン、ジトリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ジトリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、トリペンタエリスリトール、グリセリン、ジグリセロール、トリメチロールメラミン等の多価アルコールと、(メタ)アクリル酸及びε−カプロラクトンをエステル化することにより得られる、ε−カプロラクトン変性多官能(メタ)アクリレートを挙げることができる。なかでも下記一般式(Z−1)で表されるカプロラクトン構造を有する多官能性単量体が好ましい。
本発明において、カプロラクトン構造を有する多官能性単量体は、単独で又は2種以上を混合して使用することができる。
前記一般式(Z−4)中、アクリロイル基及びメタクリロイル基の合計は3個又は4個であり、mは各々独立に0〜10の整数を表し、各mの合計は0〜40の整数である。但し、各mの合計が0の場合、Xのうちいずれか1つはカルボキシル基である。
前記一般式(ii)中、アクリロイル基及びメタクリロイル基の合計は5個又は6個であり、nは各々独立に0〜10の整数を表し、各nの合計は0〜60の整数である。但し、各nの合計が0の場合、Xのうちいずれか1つはカルボキシル基である。
また、各mの合計は、2〜40の整数が好ましく、2〜16の整数がより好ましく、4〜8の整数が特に好ましい。
前記一般式(Z−5)中、nは、0〜6の整数が好ましく、0〜4の整数がより好ましい。
また、各nの合計は、3〜60の整数が好ましく、3〜24の整数がより好ましく、6〜12の整数が特に好ましい。
また、一般式(Z−4)又は一般式(Z−5)中の−((CH2)yCH2O)−又は−((CH2)yCH(CH3)O)−は、酸素原子側の末端がXに結合する形態が好ましい。
具体的には、下記式(a)〜(f)で表される化合物(以下、「例示化合物(a)〜(f)」ともいう。)が挙げられ、中でも、例示化合物(a)、(b)、(e)、(f)が好ましい。
重合性化合物の市販品としては、ウレタンオリゴマーUAS−10、UAB−140(山陽国策パルプ社製)、UA−7200」(新中村化学社製、DPHA−40H(日本化薬社製)、UA−306H、UA−306T、UA−306I、AH−600、T−600、AI−600(共栄社製)などが挙げられる。
また、感放射線性組成物に含有される他の成分(例えば、光重合開始剤、着色剤(顔料)、バインダーポリマー等)との相溶性、分散性に対しても、重合性化合物の選択・使用法は重要な要因であり、例えば、低純度化合物の使用や2種以上の併用により相溶性を向上させうることがある。また、支持体などの硬質表面との密着性を向上させる観点で特定の構造を選択することもあり得る。
本発明の着色感放射線性組成物は、重合開始剤を含有することができる。
本発明における光重合開始剤としては、前記重合性化合物の重合を開始する能力を有する限り、特に制限はなく、公知の光重合開始剤の中から適宜選択することができる。例えば、紫外線領域から可視の光線に対して感光性を有するものが好ましい。また、光励起された増感剤と何らかの作用を生じ、活性ラジカルを生成する活性剤であってもよく、モノマーの種類に応じてカチオン重合を開始させるような開始剤であってもよい。
また、光重合開始剤は、約300nm〜800nm(330nm〜500nmがより好ましい。)の範囲内に少なくとも約50の分子吸光係数を有する化合物を、少なくとも1種含有していることが好ましい。
ヒドロキシアセトフェノン系開始剤としては、IRGACURE−184、DAROCUR−1173、IRGACURE−500、IRGACURE−2959,IRGACURE−127(商品名:いずれもチバジャパン社製)を用いることができる。アミノアセトフェノン系開始剤としては、市販品であるIRGACURE−907、IRGACURE−369、及び、IRGACURE−379(商品名:いずれもチバジャパン社製)を用いることができる。アミノアセトフェノン系開始剤として、365nm又は405nm等の長波光源に吸収波長がマッチングされた特開2009−191179公報に記載の化合物も用いることができる。また、アシルホスフィン系開始剤としては市販品であるIRGACURE−819やDAROCUR−TPO(商品名:いずれもチバジャパン社製)を用いることができる。
6−162、Journal of Photopolymer Science and Technology(1995年)pp.202−232、特開2000−66385号公報記載の化合物、特開2000−80068号公報、特表2004−534797号公報、特開2006−342166号公報の各公報に記載の化合物等が挙げられる。
市販品ではIRGACURE OXE−01(BASF社製)、IRGACURE OXE−02(BASF社製)も好適に用いられる。
また、オキシム化合物の特定部位に不飽和結合を有する特開2009−242469号公報に記載の化合物も、重合不活性ラジカルから活性ラジカルを再生することで高感度化を達成でき好適に使用することができる。
具体的には、オキシム系重合開始剤としては、下記式(OX−1)で表される化合物が好ましい。なお、オキシムのN−O結合が(E)体のオキシム化合物であっても、(Z)体のオキシム化合物であっても、(E)体と(Z)体との混合物であってもよい。
前記式(OX−1)中、Rで表される一価の置換基としては、一価の非金属原子団であることが好ましい。
前記一価の非金属原子団としては、アルキル基、アリール基、アシル基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、複素環基、アルキルチオカルボニル基、アリールチオカルボニル基等が挙げられる。また、これらの基は、1以上の置換基を有していてもよい。また、前述した置換基は、さらに他の置換基で置換されていてもよい。
置換基としてはハロゲン原子、アリールオキシ基、アルコキシカルボニル基又はアリールオキシカルボニル基、アシルオキシ基、アシル基、アルキル基、アリール基等が挙げられる。
具体的には、チエニル基、ベンゾ[b]チエニル基、ナフト[2,3−b]チエニル基、チアントレニル基、フリル基、ピラニル基、イソベンゾフラニル基、クロメニル基、キサンテニル基、フェノキサチイニル基、2H−ピロリル基、ピロリル基、イミダゾリル基、ピラゾリル基、ピリジル基、ピラジニル基、ピリミジニル基、ピリダジニル基、インドリジニル基、イソインドリル基、3H−インドリル基、インドリル基、1H−インダゾリル基、プリニル基、4H−キノリジニル基、イソキノリル基、キノリル基、フタラジニル基、ナフチリジニル基、キノキサリニル基、キナゾリニル基、シンノリニル基、プテリジニル基、4aH−カルバゾリル基、カルバゾリル基、β−カルボリニル基、フェナントリジニル基、アクリジニル基、ペリミジニル基、フェナントロリニル基、フェナジニル基、フェナルサジニル基、イソチアゾリル基、フェノチアジニル基、イソキサゾリル基、フラザニル基、フェノキサジニル基、イソクロマニル基、クロマニル基、ピロリジニル基、ピロリニル基、イミダゾリジニル基、イミダゾリニル基、ピラゾリジニル基、ピラゾリニル基、ピペリジル基、ピペラジニル基、インドリニル基、イソインドリニル基、キヌクリジニル基、モルホリニル基、及び、チオキサントリル基が例示できる。
下記の構造中、Y、X、及び、nは、それぞれ、後述する式(OX−2)におけるY、X、及び、nと同義であり、好ましい例も同様である。
中でも、式(OX−1)におけるAとしては、感度を高め、加熱経時による着色を抑制する点から、無置換のアルキレン基、アルキル基(例えば、メチル基、エチル基、tert−ブチル基、ドデシル基)で置換されたアルキレン基、アルケニル基(例えば、ビニル基、アリル基)で置換されたアルキレン基、アリール基(例えば、フェニル基、p−トリル基、キシリル基、クメニル基、ナフチル基、アンスリル基、フェナントリル基、スチリル基)で置換されたアルキレン基が好ましい。
なかでも、感度を高め、加熱経時による着色を抑制する点から、置換又は無置換のフェニル基が好ましい。
式(OX−2)におけるR、A、及びArは、前記式(OX−1)におけるR、A、及びArと同義であり、好ましい例も同様である。
また、式(2)におけるnは、0〜5の整数を表し、0〜2の整数が好ましい。
式(OX−3)におけるR、X、A、Ar、及び、nは、前記式(OX−2)におけるR、X、A、Ar、及び、nとそれぞれ同義であり、好ましい例も同様である。
化合物のモル吸光係数は、公知の方法を用いることができるが、具体的には、例えば、紫外可視分光光度計(Varian社製Carry−5 spctrophotometer)にて、酢酸エチル溶媒を用い、0.01g/Lの濃度で測定することが好ましい。
本発明の着色感放射線性組成物の別の態様として、ポジ型の着色感放射線性組成物が挙げられる。ポジ型の感放射線性組成物に構成する場合には、本発明の着色組成物に、感放射線性化合物としてナフトキノンジアジド化合物を含有させることが好ましい。
該ナフトキノンジアジド化合物は、少なくとも1つのo−キノンジアジド基を有する化合物であり、例えば、o−ナフトキノンジアジド−5−スルホン酸エステル、o−ナフトキノンジアジド−5−スルホン酸アミド、o−ナフトキノンジアジド−4−スルホン酸エステル、o−ナフトキノンジアジド−4−スルホン酸アミド等が挙げられる。これらのエステルやアミド化合物は、例えば特開平2−84650号公報、特開平3−49437号公報において一般式(I)で記載されているフェノール化合物等を用いて公知の方法により製造することができる。
本発明の着色感放射線性組成物は、さらにアルカリ可溶性樹脂を含有することが好ましい。アルカリ可溶性樹脂を含有することにより、現像性・パターン形成性が向上する。
前記エーテルダイマーを示す前記一般式(ED)中、R1及びR2で表される置換基を有していてもよい炭素数1〜25の炭化水素基としては、特に制限はないが、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、t−ブチル基、t−アミル基、ステアリル基、ラウリル基、2−エチルヘキシル基、等の直鎖状又は分岐状のアルキル基;フェニル基等のアリール基;シクロヘキシル基、t−ブチルシクロヘキシル基、ジシクロペンタジエニル基、トリシクロデカニル基、イソボルニル基、アダマンチル基、2−メチル−2−アダマンチル基、等の脂環式基;1−メトキシエチル基、1−エトキシエチル基等のアルコキシ基で置換されたアルキル基;ベンジル基等のアリール基で置換されたアルキル基;等が挙げられる。これらの中でも特に、メチル基、エチル基、シクロヘキシル基、ベンジル基、等のような酸や熱で脱離しにくい1級又は2級炭素の置換基が耐熱性の点で好ましい。
前記一般式(ED)で示される化合物由来の構造体は、その他の単量体を共重合させてもよい。
重合性基を有したアルカリ可溶性樹脂としては、アリル基、(メタ)アクリル基、アリルオキシアルキル基等を側鎖に含有したアルカリ可溶性樹脂等が有用である。これら重合性基を含有するアルカリ可溶性樹脂としては、予めイソシアネート基とOH基を反応させ、未反応のイソシアネート基を1つ残し、かつ(メタ)アクリロイル基を含む化合物とカルボキシル基を含むアクリル樹脂との反応によって得られるウレタン変性した重合性二重結合含有アクリル樹脂、カルボキシル基を含むアクリル樹脂と分子内にエポキシ基及び重合性二重結合を共に有する化合物との反応によって得られる不飽和基含有アクリル樹脂、酸ペンダント型エポキシアクリレート樹脂、OH基を含むアクリル樹脂と重合性二重結合を有する2塩基酸無水物を反応させた重合性二重結合含有アクリル樹脂、OH基を含むアクリル樹脂とイソシアネートと重合性基を有する化合物を反応させた樹脂、特開2002−229207号公報及び特開2003−335814号公報に記載されるα位又はβ位にハロゲン原子或いはスルホネート基などの脱離基を有するエステル基を側鎖に有する樹脂を塩基性処理を行うことで得られる樹脂などが好ましい。
また、アルカリ可溶性樹脂の重量平均分子量(Mw)としては、2,000〜50,000が好ましく、5,000〜30,000がさらに好ましく、7,000〜20,000が最も好ましい。
本発明の着色組成物がポジ型の着色感光性組成物である場合、バインダーとしては、アルカリ可溶性フェノール樹脂を用いることもできる。該アルカリ可溶性フェノール樹脂は、本発明の着色感光性組成物をポジ型の組成物とする場合に好適に用いることができる。アルカリ可溶性フェノール樹脂としては、例えば、ノボラック樹脂、又はビニル重合体等が挙げられる。
上記ノボラック樹脂としては、例えば、フェノール類とアルデヒド類とを酸触媒の存在下に縮合させて得られるものが挙げられる。上記フェノール類としては、例えば、フェノール、クレゾール、エチルフェノール、ブチルフェノール、キシレノール、フェニルフェノール、カテコール、レゾルシノール、ピロガロール、ナフトール、又はビスフェノールA等が挙げられる。
上記アルデヒド類としては、例えば、ホルムアルデヒド、パラホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド、又はベンズアルデヒド等が挙げられる。
上記フェノール類及びアルデヒド類は、単独若しくは2種以上を組み合わせて用いることができる。
本発明の着色感放射線性組成物は、架橋剤を含有してもよい。
架橋剤としては、架橋反応によって膜硬化を行なえるものであれば特に限定はなく、例えば、(a)エポキシ樹脂、(b)メチロール基、アルコキシメチル基、及びアシロキシメチル基から選ばれる少なくとも一つの基で置換されたメラミン化合物、グアナミン化合物、グリコールウリル化合物、又はウレア化合物、(c)メチロール基、アルコキシメチル基、及びアシロキシメチル基から選ばれる少なくとも一つの基で置換されたフェノール化合物、ナフトール化合物、又はヒドロキシアントラセン化合物、が挙げられる。中でも、多官能エポキシ樹脂が好ましい。
前記メラミン化合物として、例えば、ヘキサメチロールメラミン、ヘキサメトキシメチルメラミン、ヘキサメチロールメラミンのメチロール基の1〜5個がメトキシメチル化した化合物又はその混合物、ヘキサメトキシエチルメラミン、ヘキサアシロキシメチルメラミン、ヘキサメチロールメラミンのメチロール基の1〜5個がアシロキシメチル化した化合物又はその混合物、などが挙げられる。
(b)に係る化合物は、単独で使用してもよく、組合わせて使用してもよい。
以下、これら化合物を総じて、(c)に係る化合物(メチロール基含有化合物、アルコキシメチル基含有化合物、又はアシロキシメチル基含有化合物)ということがある。
前記(c)に係るアルコキシメチル基含有化合物は、(c)に係るメチロール基含有化合物をアルコール中で塩酸、硫酸、硝酸、メタンスルホン酸等の酸触媒の存在下で加熱することにより得られる。
前記(c)に係るアシロキシメチル基含有化合物は、(c)に係るメチロール基含有化合物を塩基性触媒の存在下アシルクロリドと反応させることにより得られる。
また、アシロキシメチル基含有化合物として、例えば、上記メチロール基含有化合物のメチロール基を、一部又は全部アシロキシメチル化した化合物等が挙げられる。
これら(c)に係る化合物は、単独で使用してもよく、組合わせて使用してもよい。
該含有量が前記範囲内であると、充分な硬化度と未硬化部の溶出性とを保持でき、硬化部の硬化度が不足したり、未硬化部の溶出性が著しく低下したりすることを防ぐことができる。
本発明の着色組成物、感放射線性組成物には、塗布性をより向上させる観点から、各種の界面活性剤を添加してもよい。界面活性剤としては、フッ素系界面活性剤、ノニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤、シリコーン系界面活性剤などの各種界面活性剤を使用できる。
即ち、フッ素系界面活性剤を含有する感放射線性組成物を適用した塗布液を用いて膜形成する場合においては、被塗布面と塗布液との界面張力を低下させることにより、被塗布面への濡れ性が改善され、被塗布面への塗布性が向上する。このため、少量の液量で数μm程度の薄膜を形成した場合であっても、厚みムラの小さい均一厚の膜形成をより好適に行える点で有効である。
界面活性剤の添加量は、本発明の感放射線性組成物の全質量に対して、0.001質量%〜2.0質量%が好ましく、より好ましくは0.005質量%〜1.0質量%である。
本発明の着色組成物においては、該着色組成物の製造中又は保存中において、重合性化合物の不要な熱重合を阻止するために、少量の重合禁止剤を添加することが望ましい。
本発明に用いうる重合禁止剤としては、ハイドロキノン、p−メトキシフェノール、ジ−t−ブチル−p−クレゾール、ピロガロール、t−ブチルカテコール、ベンゾキノン、4,4’−チオビス(3−メチル−6−t−ブチルフェノール)、2,2’−メチレンビス(4−メチル−6−t−ブチルフェノール)、N−ニトロソフェニルヒドロキシアミン第一セリウム塩等が挙げられる。
重合禁止剤の添加量は、全組成物の質量に対して、約0.01質量%〜約5質量%が好ましい。
本発明の着色感放射線性組成物は、分子量1000以下の有機カルボン酸及び有機カルボン酸無水物から選択される化1種以上の化合物を含有してもよい。
有機カルボン酸化合物としては、具体的には、脂肪族カルボン酸又は芳香族カルボン酸が挙げられる。脂肪族カルボン酸としては、例えば、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸、ピバル酸、カプロン酸、グリコール酸、アクリル酸、メタクリル酸等のモノカルボン酸、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、シクロヘキサンジカルボン酸、シクロヘキセンジカルボン酸、イタコン酸、シトラコン酸、マレイン酸、フマル酸等のジカルボン酸、トリカルバリル酸、アコニット酸等のトリカルボン酸等が挙げられる。また、芳香族カルボン酸としては、例えば、安息香酸、フタル酸等のフェニル基に直接カルボキシル基が結合したカルボン酸、及びフェニル基から炭素結合を介してカルボキシル基が結合したカルボン酸類が挙げられる。これらの中では、特に分子量600以下、とりわけ分子量50〜500のもの、具体的には、例えば、マレイン酸、マロン酸、コハク酸、イタコン酸が好ましい。
これらの有機カルボン酸及び有機カルボン酸無水物から選ばれる化合物の添加量は、通常、全固形分中0.01〜10重量%、好ましくは0.03〜5重量%、より好ましくは0.05〜3重量%の範囲である。
これら分子量1000以下の有機カルボン酸や有機カルボン酸無水物を添加することによって、着色感放射線性組成物によるパターンを形成する場合、形成された高いパターン密着性を保ちながら、パターン非形成領域における未溶解物の残存をより一層低減することが可能となる。
本発明の着色組成物には、必要に応じて各種添加物、例えば充填剤、上記以外の高分子化合物、密着促進剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、凝集防止剤等を配合することかできる。これらの例としては、例えば、特開2008−292970号公報の段落番号[0274]〜[0276]に記載の添加物を挙げることができる。
本発明の感放射線性組成物の調製に際しては、組成物の上述の各成分を一括配合してもよいし、各成分を溶剤に溶解した後に逐次配合してもよい。また、配合する際の投入順序や作業条件は特に制約を受けない。全成分を同時に溶剤に溶解して組成物を調製してもよいし、必要に応じては各成分を適宜2つ以上の溶液としておいて、使用時(塗布時)にこれらの溶液を混合して組成物として調製してもよい。
上記のようにして調製された組成物は、好ましくは孔径0.01〜3.0μm、より好ましくは孔径0.05〜0.5μm程度のフィルタなどを用いて濾別した後、使用に供することもできる。
具体的には、カラーフィルタを構成する画素パターンサイズ(基板法線方向からみた画素パターンの辺長)が2μm以下である場合(例えば0.5〜2.0μm)は、その面積が非常に小さいことから、特に他色への染み込みや色移り、残渣は色分離能低下によって顕著に感度が低下する。これは、特に画素パターンサイズが0.5〜1.7μm(更に0.5〜1.2μm)の場合にさらに顕著になる。
一方、本発明の着色組成物を用いれば、上記のような2μm以下の画素パターンサイズでも、パターン形成性に優れ、染み込み、色移り、残渣などの混色を抑制したカラーフィルタを作製することができる。
まず、本発明のカラーフィルタにおいて、前記本発明の着色感放射線性組成物を用いた場合について説明する。着色感放射線性組成物からなる着色パターンを備える本発明のカラーフィルタは、染み込み、色移り、及び現像残渣に起因する混色が抑制される。また、耐熱性にも優れる。
本発明のカラーフィルタの製造方法では、まず、支持体上に、既述の本発明の着色感放射線性組成物を回転塗布、流延塗布、ロール塗布等の塗布方法により塗布して、塗布層を形成し、その後、必要に応じて、予備硬化(プリベーク)を行い、該塗布層を乾燥させて着色層を形成する(着色層形成工程)。
また、着色感放射線性組成物により形成される着色層の厚みは、目的に応じて適宜選択されるが、一般的には、0.2μm〜5.0μmであることが好ましく、0.3μm〜2.5μmであることが更に好ましく、0.3μm〜1.5μm最も好ましい。なお、ここでいう着色層の厚さは、プリベーク後の膜厚である。
続いて、本発明のカラーフィルタの製造方法では、支持体上に形成された着色層には、マスクを介した露光が行われる(露光工程)。
この露光に適用し得る光若しくは放射線としては、g線、h線、i線、KrF光、ArF光が好ましく、特にi線が好ましい。照射光にi線を用いる場合、100mJ/cm2〜10000mJ/cm2の露光量で照射することが好ましい。
前記レーザー光源を用いた露光方式では、光源として紫外光レーザーを用いることができる。レーザーは英語のLight Amplification by Stimulated Emission of Radiation(誘導放出により光の増幅)の頭文字である。反転分布をもった物質中でおきる誘導放出の現象を利用し、光波の増幅、発振によって干渉性と指向性が一層強い単色光を作り出す発振器及び増幅器、励起媒体として結晶、ガラス、液体、色素、気体などがあり、これらの媒質から固体レーザー、液体レーザー、気体レーザー、半導体レーザーなどの公知の紫外光に発振波長を有するレーザーを用いることができる。その中でも、レーザーの出力及び発振波長の観点から、固体レーザー、ガスレーザーが好ましい。
被露光物(着色層)に対する露光量としては、1mJ/cm2〜100mJ/cm2の範囲であり、1mJ/cm2〜50mJ/cm2の範囲がより好ましい。露光量がこの範囲であると、パターン形成の生産性の点で好ましい。
また、露光は、着色層中の着色剤の酸化褪色を抑制するために、チャンバー内に窒素ガスを流しながら行なうことができる。
続いて、露光後の着色層に対し、現像液にて現像を行う(現像工程)。これにより、ネガ型若しくはポジ型の着色されたパターン(レジストパターン)を形成することができる。
現像液は、着色層の未硬化部を溶解し、硬化部を溶解しないものであれば、種々の有機溶剤の組み合わせやアルカリ性水溶液を用いることができる。現像液がアルカリ性水溶液である場合、アルカリ濃度が好ましくはpH11〜13、更に好ましくはpH11.5〜12.5となるように調製するのがよい。特に、テトラエチルアンモニウムヒドロキシドを、濃度が0.001質量%〜10質量%、好ましくは0.01質量%〜5質量%となるように調製したアルカリ性水溶液を現像液として用いることができる。
現像時間は、30秒〜300秒が好ましく、更に好ましくは30秒〜120秒である。現像温度は、20℃〜40℃が好ましく、更に好ましくは23℃である。
現像は、パドル方式、シャワー方式、スプレー方式等で行うことができる。
本発明においては、上記した現像によりパターンを形成する工程の後に、さらに、得られたパターンをさらに硬化させる後硬化工程を実施することが好ましい。
後硬化工程は、加熱(後加熱)及び/又は露光(紫外線照射等の後露光)によって行うが、得られたパターンをさらに硬化させ、次色のパターン形成のための着色層を形成する工程等での、パターンの溶解等を防止したり、得られたカラーフィルタの画素の耐溶剤性を向上したりすることができる。
後硬化工程は、紫外線照射による紫外線照射工程であることが好ましい。
紫外線照射工程では、後露光によるパターンの硬化を行う。
具体的には、前記パターン形成工程で現像処理を行なった後のパターンに、例えば、現像前の露光処理における露光量[mJ/cm2]の10倍以上の照射光量[mJ/cm2]の紫外光(UV光)を照射する。パターン形成工程での現像処理と後述の加熱処理との間に、現像後のパターンにUV光を所定時間、照射することにより、後に加熱された際に色移りするのを効果的に防止できる。本工程での照射光量が10倍未満であると、着色画素間や上下層間における色移りを防止できない場合がある。
中でも、UV光の照射光量は、パターン形成工程での露光時の露光量の12倍以上200倍以下が好ましく、15倍以上100倍以下がより好ましい。
複数の色相の着色画素を有するカラーフィルタの作製においては、前記着色層形成工程、前記露光工程、及び前記現像工程、(及び必要に応じて後硬化工程)を所望の色数に合わせて繰り返すことにより、所望数の色相に構成されたカラーフィルタを作製することができる。
洗浄液としては、アルキレングリコールモノアルキルエーテルカルボキシレート、又はアルキレングリコールモノアルキルエーテルを用いることがが好ましい。
洗浄液として用いうるこれら溶剤は、単独で用いても2種以上を混合して用いてもよい。
溶剤を2種以上を混合する場合、水酸基を有する溶剤と水酸基を有しない溶剤とを混合してなる混合溶剤が好ましい。水酸基を有する溶剤と水酸基を有しない溶剤との質量比は、1/99〜99/1、好ましくは10/90〜90/10、更に好ましくは20/80〜80/20である。混合溶剤としては、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)とプロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)の混合溶剤で、その比率が60/40であることが特に好ましい。
なお、着色感放射線性組成物に対する洗浄液の浸透性を向上させるために、洗浄液には、着色感放射線性組成物が含有しうる界面活性剤として前掲した界面活性剤を添加してもよい。
インクジェット法でカラーフィルタを製造する方法は特に限定されないが、隔壁により区画された凹部を有する基板を準備する工程と、前記凹部に、インクジェット法によって、本発明の着色組成物を含有する、後述する本発明のインクジェット用インクを作製し、該インクの液滴を基板上に付与して、カラーフィルタの着色画素を形成する工程と、を有する。例えば、特開2008−250188号公報の段落番号[0114]〜[0128]に記載の方法等を用いることができる。
本発明のインクジェット用インクは、前記本発明の着色組成物及び重合性化合物を含む。
本発明のインクジェット用インクは、堅牢性(耐熱性、耐光性)に優れた着色画素を形成できる他、保存安定性に優れ、かつ、吐出安定性にも優れる。
即ち、本発明のインクジェット用インクは、溶剤を含んでいてもよく、含まなくてもよい。インクジェット用インクが溶剤を含まない形態としては、例えば、重合性化合物が溶剤の役割を果たす形態が挙げられる。
前記インクジェット用途に好適に含まれる溶剤としては、各成分の溶解性や後述する溶剤の沸点を満足すれば基本的に特に限定されないが、特に後述するバインダーの溶解性、塗布性、安全性を考慮して選ばれることが好ましい。溶剤の具体例としては、特開2009−13206号公報の段落番号[0030]〜[0040]に記載の溶剤を挙げることが出来る。
また、溶剤としては、既述の本発明の着色組成物中の溶剤として説明した溶剤を用いることもできる。
前記溶剤の沸点が130℃以上であれば、面内の画素の形状の均一性がより向上する。
前記溶剤の沸点が280℃以下であれば、プリベークによる溶剤除去性がより向上する。
なお、溶剤の沸点は、圧力1atmのもとでの沸点を意味し、化合物辞典(Chapman & Hall 社)などの物性値表により知ることができる。これらは1種又は2種以上を併用してもよい。
また、本発明のインクジェット用インク中のバインダー樹脂としては、本発明の着色組成物中のバインダーとして説明したものを用いることもできる。
また、本発明のインクジェット用インクは、架橋剤を含んでもよい。
架橋剤としては、エポキシ樹脂技術協会発行の「総説エポキシ樹脂基礎編I」2003年11月19日発行、第3章に記載の硬化剤、促進剤を好適に用いることができ、例えば、多価カルボン酸無水物又は多価カルボン酸を用いることができる。
界面活性剤の例として、特開平7−216276号公報の段落番号[0021]や、特開2003−337424号公報、特開平11−133600号公報に開示されている界面活性剤が、好適なものとして挙げられる。界面活性剤の含有量は、着色組成物全量に対して5質量%以下が好ましい。
また、本発明のインクジェット用インク中の界面活性剤としては、本発明の着色組成物中の界面活性剤として説明したものを用いることもできる。
重合性化合物の溶液を作製する際には、溶剤に対して使用する素材の溶解性が低い場合には、重合性化合物が重合反応を起こさない範囲内で、加熱や超音波処理等の処理を適宜行うことが可能である。
なお、粘度は、25℃にインクジェット用インクを保持した状態で、一般に用いられるE型粘度計(例えば、東機産業(株)製E型粘度計(RE−80L)を用いることにより測定される値である。
本発明のカラーフィルタは、例えば、液晶ディスプレイ、有機ELディスプレイ、液晶プロジェクタ、ゲーム機、携帯電話などの携帯端末、デジタルカメラ、カーナビなどの表示装置、特にカラー表示装置の用途に特に制限なく好適に適用できる。
また、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、内視鏡、携帯電話などに使用されるCCDイメージセンサー、CMOSイメージセンサーなどの固体撮像素子用のカラーフィルタとして好適に用いることができる。特に100万画素を超えるような高解像度のCCD素子やCMOS素子等に好適である。
本発明の固体撮像素子は、本発明のカラーフィルタを備えたものである。
本発明の固体撮像素子として、具体的には、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、内視鏡、携帯電話などに使用されるCCDイメージセンサー又はCMOSイメージセンサーが好適である。特に100万画素を超えるような高解像度のCCDイメージセンサー又はCMOSイメージセンサーが好適である。
固体撮像素子の構成としては、本発明のカラーフィルタを備え、固体撮像素子として機能する構成であれば特に限定はないが、例えば、次のような構成が挙げられる。
即ち、支持体上に、受光エリアを構成する複数のフォトダイオード及びポリシリコン等からなる転送電極を有し、その上に、本発明のカラーフィルタを設け、次いで、マイクロレンズを積層する構成である。
本発明の表示装置は、本発明のカラーフィルタを備えたものである。
本発明の表示装置として、具体的には、液晶ディスプレイ(液晶表示装置;LCD)、有機ELディスプレイ(有機EL表示装置)、液晶プロジェクタ、ゲーム機用表示装置、携帯電話などの携帯端末用表示装置、デジタルカメラ用表示装置、カーナビ用表示装置などの表示装置、特にカラー表示装置が好適である。
また、液晶表示装置については、例えば「次世代液晶ディスプレイ技術(内田 龍男編集、(株)工業調査会 1994年発行)」に記載されている。本発明が適用できる液晶表示装置に特に制限はなく、例えば、上記の「次世代液晶ディスプレイ技術」に記載されている色々な方式の液晶表示装置に適用できる。
また、本発明のカラーフィルタは、明るく高精細なCOA(Color−filter On Array)方式にも供することが可能である。COA方式の液晶表示装置にあっては、カラーフィルタ層に対する要求特性としては、通常の要求特性に加え、層間絶縁膜に対する要求特性、即ち低誘電率及び剥離液耐性が必要である。本発明のカラーフィルタでは、紫外光レーザーによる露光方法を用いることや、着色画素の色相や膜厚を選択することによって、露光光である紫外光レーザーの透過性を高めることができるものと考えられる。これによって、着色画素の硬化性が向上し、欠けや剥がれ、ヨレのない画素を形成できるので、TFT基板上に直接又は間接的に設けた着色層の特に剥離液耐性が向上し、COA方式の液晶表示装置に有用である。低誘電率の要求特性を満足するためには、カラーフィルタ層の上に樹脂被膜を設けてもよい。
さらにCOA方式により形成される着色層には、着色層上に配置されるITO電極と着色層の下方の駆動用基板の端子とを導通させるために、一辺の長さが1〜15μm程度の矩形のスルーホールあるいはコの字型の窪み等の導通路を形成する必要であり、導通路の寸法(即ち、一辺の長さ)を特に5μm以下にすることが好ましいが、本発明を用いることにより、5μm以下の導通路を形成することも可能である。
これらの画像表示方式については、例えば、「EL、PDP、LCDディスプレイ−技術と市場の最新動向−(東レリサーチセンター調査研究部門 2001年発行)」の43ページなどに記載されている。
これらの部材については、例えば、「’94液晶ディスプレイ周辺材料・ケミカルズの市場(島 健太郎 (株)シーエムシー 1994年発行)」、「2003液晶関連市場の現状と将来展望(下巻)(表 良吉(株)富士キメラ総研 2003年発行)」に記載されている。
(1)レジスト溶液Aの調製(ネガ型)
下記の成分を混合して溶解し、レジスト溶液Aを調製した。
・プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート … 5.20部
・シクロヘキサノン … 52.60部
・バインダー … 30.50部
(メタクリル酸ベンジル/メタクリル酸/メタクリル酸−2−ヒドロキシエチル共重合体、モル比=60:20:20、平均分子量30200(ポリスチレン換算)、41%シクロヘキサノン溶液)
・ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート … 10.20部
・重合禁止剤(p−メトキシフェノール) … 0.006部
・フッ素系界面活性剤(DIC(株)、F−475) … 0.80部
・光重合開始剤:4−ベンズオキソラン−2,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリ
アジン(みどり化学(株) 、TAZ−107) … 0.58部
ガラス基板(コーニング1737)を0.5%NaOH水で超音波洗浄した後、水洗、脱水ベーク(200℃/20分)を行った。次いで、上記(1)で得たレジスト溶液Aを洗浄したガラス基板上に乾燥後の膜厚が2μmになるようにスピンコーターを用いて塗布し、220℃で1時間加熱乾燥させて、下塗り層付ガラス基板を調製した。
下記の各成分を混合して分散、溶解し、着色感放射線性組成物を得た。
・メタクリル酸ベンジル/メタクリル酸の共重合体(モル比=70:30、
重量平均分子量30000)(20%CyH溶液)(アルカリ可溶性樹脂)
… 1.009部
・重合性化合物(KAYARAD DPHA(日本化薬製)) … 3.84部
・フッ素系界面活性剤(メガファックF475,DIC社)(1%CyH溶液)
(界面活性剤) … 0.12部
・オキシム系光重合開始剤(下記構造の化合物) … 0.087部
・特定色素多量体(例示化合物1−3/重量平均分子量(Mw)5300/分散度(Mw/Mn)1.85) … 0.183部
・Pigment Blue 15:6分散液 … 2.418部
(固形分濃度17.70%、顔料濃度11.80%:他の着色剤)
・ノニオン系界面活性剤:グリセロールプロポキシレート(1%CyH溶液)
(界面活性剤) … 0.048部
上記C.I.Pigment Blue15:6分散液は、以下のようにして調製されたものである。
即ち、C.I.Pigment Blue15:6を11.8質量部(平均粒子径55nm)、及び顔料分散剤BYK−161(BYK社製)を5.9質量部、PGMEA82.3質量部からなる混合液を、ビーズミル(ジルコニアビーズ0.3mm径)により3時間混合・分散して、顔料分散液を調製した。その後さらに、減圧機構付き高圧分散機NANO−3000−10(日本ビーイーイー(株)製)を用いて、2000kg/cm3の圧力下で流量500g/minとして分散処理を行なった。この分散処理を10回繰り返し、顔料分散液(C.I.Pigment Blue15:6分散液)を得た。得られた顔料分散液について、顔料の平均1次粒子径を動的光散乱法(Microtrac Nanotrac UPA−EX150(日機装社製))により測定したところ、24nmであった。
上記(3)で得た着色感放射線性組成物を、上記(2)で得た下塗り層付ガラス基板の下塗り層の上に乾燥後の膜厚が0.6μmになるようにスピンコーターを用いて塗布し、100℃で120秒間プリベークした。
次いで、露光装置UX3100−SR(ウシオ電機(株)製)を使用して、塗布膜に365nmの波長で線幅2μmのマスクを通して、200mJ/cm2の露光量で照射した。露光後、現像液CD−2000(富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ(株)製)を使用して、25℃40秒間の条件で現像した。その後、流水で30秒間リンスした後、スプレー乾燥し、着色パターンを得た。
以上により着色パターン(青色単色のカラーフィルタ)付きのガラス基板を得た。
着色感放射線性組成物を用いてガラス基板上に形成された着色パターンの、耐アルカリ溶出性、耐溶剤性、熱拡散による色移り、基板への現像残渣、他色上への現像残渣及び染料の染み込みを下記のようにして評価した。評価結果は下記表1〜表5に示す。
得られた単色のカラーフィルタ(着色パターン)を光学顕微鏡の観測レンズと光源との間に設置して光を観測レンズに向けて照射し、その透過光状態を倍率が1000倍のデジタルカメラが設置された光学顕微鏡によって観察した。光学顕微鏡に設置されたデジタルカメラには128万画素のCCDが搭載されており、透過光状態にある被膜表面を撮影した。撮影画像は8ビットのビットマップ形式でデジタル変換したデータ(デジタル画像)として保存した。
次いで、保存されたデジタル画像について、1つの格子サイズが実基板上の2μm四方に相当するように、格子状に区分し、一つの区画内での輝度を平均化した。本実施例においては、128万画素のデジタルカメラで光学1000倍の画像を撮影したため、実基板上の2μmは撮影画像上の2mmとなり、ディスプレイ上における画像サイズが452mm×352mmであったことから、一つの領域における総区画数は39776個であった。
この数値が小さいほど、隣接する区画との濃度差が小さく、ザラが少ないことを示す。
上記(4)のプリベーク後の塗布膜の分光(分光A)及び、この塗布膜の露光部における現像後の分光(分光B)を測定し、分光Aと分光Bとの差より色素残存率(%)を算出し、これを耐アルカリ溶出性を評価する指標とした。この数値は100%に近いほど耐アルカリ溶出性に優れていることを示す。
上記(4)で得たポストベーク後の着色パターンの分光を測定した(分光A)。この着色パターン(カラーフィルタ)付き基板に対し、着色パターン形成面に上記(1)で得たレジスト溶液Aを膜厚1μmとなるように塗布しプリベークを行った後、CD−2000(富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ(株)製)現像液を使用して23℃・120秒間の条件で現像を行い、再度分光を測定した(分光B)。この分光Aと分光Bとの差より色素残存率(%)を算出し、これを耐溶剤性を評価する指標とした。この数値は100%に近いほど耐溶剤性に優れていることを示す。
上記(4)のようにして作製したカラーフィルタ付き基板の着色パターン形成面に、乾燥膜厚が1μmとなるようにCT−2000L溶液(下地透明剤、富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ(株)製)を塗布し、乾燥させて、透明膜を形成した後、200℃で5分間加熱処理を行なった。加熱終了後、着色パターンに隣接する透明膜の吸光度を顕微分光測定装置(大塚電子(株)製LCF−1500M)にて測定した。得られた透明膜の吸光度の値の、同様に加熱前に測定した着色パターンの吸光度に対する割合[%]を算出し、色移りを評価する指標とした。
−判定基準−
隣接ピクセルへの色移り(%)
◎:隣接ピクセルへの色移り<1%
○:1%<隣接ピクセルへの色移り≦10%
△:10%≦隣接ピクセルへの色移り≦30%
×:隣接ピクセルへの色移り>30%
上記(4)で得た現像後のパターンを走査型電子顕微鏡(日立超高分解能電界放出形走査電子顕微鏡S−4800、倍率20000倍)にて未露光部を観察し、残渣が無くきれいに現像できているものを○、一部残渣があるが現像できているものを△、現像できないものを×として3段階の官能評価を行った。
下記着色感放射線性組成物(G)を、上記(2)で得た下塗り層付ガラス基板の下塗り層の上に乾燥後の膜厚が0.6μmになるようにスピンコーターを用いて塗布し、100℃で120秒間プリベークし、次いで、露光装置UX3100−SR(ウシオ電機(株)製)を使用して、塗布膜に365nmの波長でマスクを介さず、200mJ/cm2の露光量で全面照射した。露光後、現像液CD−2000(富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ(株)製)を使用して、25℃40秒間の条件で現像した。その後、流水で30秒間リンスした後、スプレー乾燥した。その後、200℃で15分間ポストベークを行い、この塗膜の分光を測定した(分光A)。
さらにこの上に、上記(3)で得た本発明の着色感放射線性組成物を乾燥後の膜厚が0.6μmになるようにスピンコーターを用いて塗布し、100℃で120秒間プリベークし、露光せずに現像液CD−2000(富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ(株)製)を使用して、25℃40秒間の条件で現像した。その後、流水で30秒間リンスした後、スプレー乾燥し分光を測定した(分光B)。
この分光A、Bの差より他色上残渣+染み込みを透過率低下(T%低下)の絶対値で算出し、他色上への現像残渣/染料の染み込みを評価する指標とした。
他色上への現像残渣/染料の染み込み(T%低下)
○:T%低下<1%
△:1%≦T%低下≦5%
×:T%低下>5%
C.I.ピグメント・グリーン36とC.I.ピグメント・イエロー219との30/70〔質量比〕混合物40部、分散剤としてDisperbyk−161(ビックケミー(BYK)社製、30%溶液)50部、及び溶剤としてプロピレングリコールモノメチルエーテル110部からなる混合液を、ビーズミルにより15時間混合・分散して、顔料分散液(P1)を調製した。
前記分散処理した顔料分散液(P1)を用いて下記組成比となるよう撹拌混合し、着色感放射線性組成物Gを調製した。
<組成>
・着色剤(顔料分散液(P1)) … 350部
・重合開始剤(オキシム系光重合開始剤)(CGI−124、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製) … 30部
・重合性化合物 (KAYARAD DPHA(日本化薬社)) … 30部
・溶剤(PGMEA) … 200部
・基板密着剤(3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン) … 1部
上記実施例1の色素多量体を表1に記載の色素多量体に変更した以外は同様にして実施例1−2〜1−14及び比較例1−1〜1−14の評価を行った。
これらの実施例にそれぞれ対応する比較例として、従来の製造方法(モノマー全体量の10%のモノマーを先仕込みし、2時間かけて滴下する方法)を用いて合成された例示化合物を用いて評価した結果が比較例1−1〜1−14である。
また、本発明の特定の物性に制御した色素多量体を用いた塗布液(着色感放射線性組成物)は、予想外にも塗布性が非常に良好で塗布面にスリットや色むらがなく、優れた塗布性を有していることが分かった。
上記では実施例1〜14として、ガラス基板上に青色の着色パターン(青色カラーフィルタ)を形成する例について説明したが、固体撮像素子基板(CCDやCMOS等の撮像素子が形成されたシリコンウエハ基板)上の撮像素子形成面側に、上記実施例1〜33と同様にして青色カラーフィルタを、緑色カラーレジストを用いた公知の方法により緑色カラーフィルタを、赤色カラーレジストを用いた公知の方法により赤色カラーフィルタを、それぞれ作製することにより、固体撮像素子基板の上に、3色のカラーフィルタを作製できる。この3色のカラーフィルタを備えた固体撮像素子は、着色剤の染み込み、加熱処理による着色剤の熱拡散(色移り)、及び現像残渣に起因する混色が抑制され、色再現性及び感度に優れる。
実施例1−1において用いた前記構造のオキシム開始剤に代えて、市販のオキシム開始剤であるIRGACURE OXE−01(BASF社製)及びIRGACURE OXE−02(BASF社製))をそれぞれ用いた以外は、実施例1−1と同様にして実施例1−15及び1−15の着色感放射線性組成物を得て実施例1−1と同様に評価したところ、実施例1−1と同様に、比較例に対して、耐アルカリ溶出性、耐溶剤性、熱拡散による色移り、基板上及び他色上残渣、染料の染み込み抑止は同等に優れ、且つ、ザラの発生が効果的に抑制されていることがわかった。
(1)着色感放射線性組成物[ポジ型]の調製
・乳酸エチル(EL) … 30部
・下記樹脂P−1 … 3.0部
(アルカリ可溶性樹脂)
・下記ナフトキノンジアジド化合物N−1 … 1.8部
・架橋剤:ヘキサメトキシメチロール化メラミン … 0.6部
・光酸発生剤:TAZ−107(みどり化学社製) … 1.2部
・フッ素系界面活性剤(F−475、DIC(株)製) … 0.0005部
(界面活性剤)
・特定色素多量体:(例示化合物1−3/重量平均分子量(Mw)5300/分散度(Mw/Mn)1.85) … 0.3部
以上を混合し、溶解し着色感放射線性組成物[ポジ型]を得た。
ベンジルメタクリレート70.0g、メタクリル酸13.0g、メタクリル酸−2−ヒドロキシエチル17.0g、及び2−メトキシプロパノール600gを三口フラスコに仕込み、攪拌装置、還流冷却管、及び温度計を取り付け、窒素気流下65℃にて重合開始剤V−65(和光純薬工業製)を触媒量添加して10時間攪拌した。得られた樹脂溶液を20Lのイオン交換水に激しく攪拌しながら滴下し、白色粉体を得た。この白色粉体を40℃で24時間真空乾燥し145gの樹脂P−1を得た。分子量をGPCにて測定したところ、重量平均分子量Mw=28,000、数平均分子量Mn=11,000であった。
Trisp−PA(本州化学製)42.45g、o−ナフトキノンジアジド−5−スルホニルクロリド61.80g、アセトン300mlを三口フラスコに仕込み、室温下トリエチルアミン24.44gを1時間かけて滴下した。滴下終了後、更に2時間攪拌した後、反応液を大量の水に攪拌しながら注いだ。沈殿したナフトキノンジアジドスルホン酸エステルを吸引ろ過により集め、40℃で24時間真空乾燥し感光性化合物N−1を得た。
(隔壁形成用の濃色組成物の調製)
濃色組成物K1は、まず表2に記載の量のK顔料分散物1、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計り取り、温度24℃(±2℃)で混合して150rpmで10分間攪拌し、さらに攪拌しながら、表6に記載の量のメチルエチルケトン(2−ブタノン)、バインダー2、ハイドロキノンモノメチルエーテル、DPHA液、2,4−ビス(トリクロロメチル)−6−[4’−(N,N−ビスエトキシカルボニルメチル)アミノ−3’−ブロモフェニル]−s−トリアジン、界面活性剤1を計り取り、温度25℃(±2℃)でこの順に添加して、温度40℃(±2℃)で150rpmで30分間攪拌することによって得た。なお、表2に記載の量は質量部であり、詳しくは以下の組成となっている。
・カーボンブラック(デグッサ社製 Nipex35) … 13.1%
・分散剤(下記記載の化合物B1) … 0.65%
・ポリマー(ベンジルメタクリレート/メタクリル酸=72/28モル比のランダム共重合物、分子量3.7万) … 6.72%
・プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート … 79.53%
・ポリマー(ベンジルメタクリレート/メタクリル酸=78/22モル比のランダム共重合物、分子量3.8万) … 27%
・プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート … 73%
・ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(重合禁止剤MEHQ 500ppm含有、日本化薬(株)製、商品名:KAYARAD DPHA) … 76%
・プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート … 24%
・下記構造物1 … 30%
・メチルエチルケトン … 70%
無アルカリガラス基板を、UV洗浄装置で洗浄後、洗浄剤を用いてブラシ洗浄し、更に超純水で超音波洗浄した。基板を120℃3分間熱処理して表面状態を安定化させた。
基板を冷却し23℃に温調後、スリット状ノズルを有するガラス基板用コーター(エフ・エー・エス・アジア社製、商品名:MH−1600)にて、上述のように調製した濃色組成物K1を塗布した。引き続きVCD(真空乾燥装置、東京応化工業社製)で30秒間、溶媒の一部を乾燥して塗布層の流動性を無くした後、120℃で3分間プリベークして膜厚2.3μmの濃色組成物層K1を得た。
超高圧水銀灯を有すプロキシミティー型露光機(日立ハイテク電子エンジニアリング株式会社製)で、基板とマスク(画像パターンを有す石英露光マスク)を垂直に立てた状態で、露光マスク面と濃色感光層K1の間の距離を200μmに設定し、窒素雰囲気下、露光量300mJ/cm2で隔壁幅20μm、スペース幅100μmにパターン露光した。
隔壁を形成した基板に、カソードカップリング方式平行平板型プラズマ処理装置を用いて、以下の条件にて撥インク化プラズマ処理を行った。
ガス流量 :80sccm
圧力 :40Pa
RFパワー:50W
処理時間 :30sec
下記表3に示す成分を混合し、1時間撹拌した。その後、平均孔径0.25μmのミクロフィルターで減圧濾過して紫色(V)用インク液(インクV−1、及びインクV−2)を調製した。
・特定色素多量体:例示化合物4−3(重量平均分子量6000、分散度1.98、酸価1.25mmol/g)
・DPCA−60(日本化薬社製(KAYARAD DPCA−60)):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(重合性化合物)
・KF−353(信越化学工業(株)社製):ポリエーテル変性シリコーンオイル
得られたインクを25℃に調温したまま、東機産業(株)製E型粘度計(RE−80L)を用いて以下の条件で粘度を測定した。
−測定条件−
・使用ロータ:1° 34’×R24
・測定時間 :2分間
・測定温度 :25℃
SURFACE TENSIOMETER CBVB−A3)を用いて表面張力を測定した。
バックライトユニットとして冷陰極管光源に拡散板を設置したものを用い、2枚の偏光板(ルケオ製、POLAX−15N)の間に単色基板を設置し、偏光板をパラレルニコルに設置したときに通過する光の色度のY値を、クロスニコルに設置したときに通過する光の色度のY値で割ることでコントラストを求めた。色度の測定には色彩輝度計((株)トプコン製BM−5A)を用いた。単色基板は以下の方法で作製した。
カラーフィルタを構成するVインク(インクV―1、インクV−2)を用いて、ガラス基板上にインクジェット法あるいはスピンコート法によってベタ膜を形成して、カラーフィルタ形成と同じようにプリベーク(予備加熱)(温度100℃、2分)、ポストベーク(後加熱)(温度220℃、30分)を行い、膜厚2um(μm)を形成した。
次に、上記で得た単色基板上にスパッタ装置を用い、膜面温度200℃にて15分間、ITO(酸化インジウムスズ)をスパッタして、膜厚1500ÅのITO膜を形成し、ITO付きのカラーフィルタ基板を作製した。
ITOスパッタ前後において、紫外可視吸収分光装置(日本分光製V−570)を用いて、400nm〜700nmの波長範囲における分光透過率曲線を得た。スパッタ前後での、最大ピークにおける分光透過率変化量が小さい場合、耐熱性に優れることを意味する。作製した基板はITOスパッタ前後においてスペクトル形状が殆ど変化しておらず、高い耐熱性を有することがわかった。
(顔料分散液の調製)
シー・アイ・ピグメント・バイオレット23(大日精化社製)17.5質量部に、顔料分散剤(前記化合物B1)2.5質量部及び溶剤〔1,3−ブタンジオールジアセテート(以下1,3−BGDAと略す)及び1−メトキシ−2−プロピルアセテ−ト(MMPGAC)の質量比1.2:1の混合溶剤〕80質量部を配合し、プレミキシングの後、モーターミルM−50(アイガー・ジャパン社製)で、直径0.65mmのジルコニアビーズを充填率80%で用い、周速9m/sで25時間分散し、V用顔料分散液を調製した。
(比較例用インクの調製)
比較例として、上記の顔料分散液を用いて、以下記載の表8の分量で作製した顔料インクを調製した。なお、使用した材料は、以下の通りである。
・DPS100(日本化薬社製):KAYARAD DPS100
・TMPTA(日本化薬社製):KAYARAD TMPTA
・界面活性剤:前述の界面活性剤1
・V−40(和光純薬社製):アゾビス(シクロヘキサン−1−カルボニトリル)
上記で調製されたインクを用いて、上記で得られた基板上の隔壁で区分された領域内(凸部で囲まれた凹部)に、富士フイルムDimatix製インクジェットプリンターDMP−2831を用い、吐出を行い、その後、100℃オーブン中で2分間加熱を行った。次に、220℃のオーブン中で30分間静置することにより、単色のカラーフィルタを作製した。
実施例1−1におけるのと同様にしてザラの評価を行った。結果を下記表5に示す。
上記で調製された各色インクを50℃の恒温室に保管し、30日後の粘度を測定し、インク調製直後の値との差(%)[(30日後の粘度−調製直後の粘度)/調製直後の粘度]により評価を行った。評価基準は以下の様に分類した。
◎:インク調製直後の粘度との差が10%未満
○:インク調製直後の粘度との差が10%以上20%未満
△:インク調製直後の粘度との差が20%以上30%未満
×:インク調製直後の粘度との差が30%以上
上記で調製されたインクを用いて、吐出安定性の評価を行った。評価方法は、富士フイルムDimatix社製インクジェットプリンターDMP−2831、打滴量10pLのヘッドカートリッジ、打滴周波数10kHzで行い、30分間連続吐出をした際の状態を観察した。評価基準は以下の様に分類した。
−評価基準−
◎:問題なく連続吐出が可能
○:吐出中に、少々不吐出、吐出乱れなど観察されるが、吐出中に復帰し、概ね問題の無い状態
△:吐出中に不吐出、吐出乱れが生じ、吐出中に復帰しないが、メンテナンスによって正常な状態に復帰する状態
×:吐出中に不吐出、吐出乱れが生じ、正常に吐出ができず、メンテナンスによっても吐出が復帰しない状態
メンテナンスは、DMP−2831によるパージ(ヘッド内インクを加圧してノズルからインクを強制的に吐き出す)、ブロット(ヘッドノズル面をクリーニングパッドに僅かに接触させて、ノズル面のインクを吸い取る)を実施した。
上記で調製されたインクを用いて、吐出安定性の評価を行った。評価方法は連続吐出安定性評価同様に、富士フイルムDimatix製インクジェットプリンターDMP−2831、打滴量10pLのヘッドカートリッジを用い、打滴周波数10kHzで一度5分間の吐出を行い、24時間の休止後、再び同条件で吐出を開始した際の状態を観察した。評価基準は以下の様に分類した。
−評価基準−
◎:打滴指示と同時に問題なく吐出が可能
○:打滴指示直後は少々不吐出、吐出乱れなど観察されるが、吐出中に復帰し、概ね問題の無い状態
△:不吐出、吐出乱れが生じ、吐出中に復帰しないが、メンテナンスによって正常な状態に復帰する状態
×:不吐出、吐出乱れが生じ、正常に吐出ができず、メンテナンスによっても吐出が正常なレベルまで復帰しない状態
メンテナンスは、DMP−2831によるパージ(ヘッド内インクを加圧してノズルからインクを強制的に吐き出す)、ブロット(ヘッドノズル面をクリーニングパッドに僅かに接触させて、ノズル面のインクを吸い取る)を実施した。
上記で作製した各色のカラーフィルタを、230℃に加熱したオーブン内に入れ、1時間放置した後、色相を測定した。色相の測定は、UV−560(日本分光社製)を用い、評価前後のΔEabが5未満を○とした。ΔEabが5以上15未満を△と、ΔEabが15以上を×とした。
上記で作製した各色のカラーフィルタを、評価を行う薬品(N−メチルピロリドン、2−プロパノール、5%硫酸水溶液、5%水酸化ナトリウム水溶液)中に20分間浸し、その前後の色相を測定した。色相の測定は、UV−560(日本分光社製)を用い、ΔEabが5未満を○とした。ΔEabが5以上15未満を△と、ΔEabが15以上を×とした。ΔEabの評価方法は、上記と同様である。
一方、顔料インクを使用した比較例においては、吐出安定性が悪く、実用性に欠いていた。
Claims (18)
- 下記一般式(A1)で示される構造単位を形成しうる色素単量体と下記一般式(A2)で示される構造単位を形成しうる単量体とを用いて合成され、色素多量体の合成に必要な全色素単量体のうち、15質量%以上70質量%以下の色素単量体を予め仕込んだ仕込み液を準備し、該仕込み液に残りの色素単量体を滴下する滴下重合を行うことにより製造され、色素多量体を構成する下記一般式(A2)で示される構造単位の含有量(モル%)を(a2)とし、下記一般式(A1)で示される構造単位の含有量を(a1)としたとき、両者の関係が下記式(1)を満たし、且つ、分子内にアルカリ可溶性基を有する色素多量体を含有する着色組成物。
式(1) (a2)/(a1)≧0.3
[一般式(A1)中、XA1は重合によって形成される連結基を表し、LA1は単結合又は2価の連結基を表し、Dyeは色素化合物から任意の水素原子を1個取り除いた色素残基を表す。一般式(A2)中、XA2は重合によって形成される連結基を表し、LA2は単結合又は2価の連結基を表し、Rは、水素原子、アルキル基、又は、以下に示すエチレン性不飽和二重結合を有する部分構造を含む1価の置換基を表す。色素多量体の分子内に複数存在するXA1、LA1及びDyeは、それぞれ互いに同じあっても異なっていてもよく、複数存在するXA2、LA2及びRは、それぞれ互いに同じあっても異なっていてもよい。]
- 前記色素多量体は、分散度〔Mw(重量平均分子量)/Mn(数平均分子量)〕が1.0<Mw/Mn<2.0の範囲であり、且つ、GPC法で測定した重量平均分子量(Mw)が5000以上20000以下の色素多量体である請求項1に記載の着色組成物。
- 前記一般式(A1)におけるDyeは、下記一般式(5)で表されるジピロメテン系金属錯体化合物から任意の水素原子が1つ外れた色素残基、又は下記一般式(6)で表されるジピロメテン系金属錯体化合物のR11〜R17、X1、Y1〜Y2のいずれか1つの置換基の水素原子が1つ外れた色素残基を表す請求項1又は請求項2に記載の着色組成物。
〔一般式(5)中、R4〜R9は各々独立に、水素原子、又は置換基を表し、R10は、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アリール基、又はヘテロ環基を表す。Maは、金属原子、又は金属化合物を表す。X1は、Maに結合可能な基を表し、X2は、Maの電荷を中和する基を表し、X1とX2は、互いに結合してMaと共に5員、6員、又は7員の環を形成していてもよい。但し、R4とR9とが環を形成することはない。〕
〔一般式(6)中、R11及びR16は各々独立に、アルキル基、アルケニル基、アリール基、ヘテロ環基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アルキルアミノ基、アリールアミノ基、又はヘテロ環アミノ基を表す。R12〜R15は各々独立に、水素原子、又は置換基を表す。R17は、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アリール基、又はヘテロ環基を表す。Maは、金属原子、又は金属化合物を表す。X2及びX3は、NR(Rは水素原子、アルキル基、アルケニル基、アリール基、ヘテロ環基、アシル基、アルキルスルホニル基、又はアリールスルホニル基を表す。)、窒素原子、酸素原子、又は硫黄原子を表す。Y1及びY2は、NR(Rは水素原子、アルキル基、アルケニル基、アリール基、ヘテロ環基、アシル基、アルキルスルホニル基、又はアリールスルホニル基を表す。)、窒素原子、又は炭素原子を表す。R11とY1は、互いに結合して5員、6員、又は7員の環を形成していてもよく、R16とY2は、互いに結合して5員、6員、又は7員の環を形成していてもよい。X1はMaと結合可能な基を表し、aは0、1、又は2を表す。〕 - 前記仕込み液における単量体濃度が15質量%以上100質量%以下である請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の着色組成物。
- 前記色素多量体は、ラジカル重合により製造された色素多量体である請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の着色組成物。
- 前記色素多量体は、リビングラジカル重合により製造された色素多量体である請求項5に記載の着色組成物。
- 請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の着色組成物、重合性化合物、及び、重合開始剤を含有する着色感放射線性組成物。
- 請求項7に記載の着色感放射線性組成物を用いて形成された着色パターンを備えるカラーフィルタ。
- 請求項7に記載の着色感放射線性組成物を支持体上に付与して着色感放射線性組成物層を形成する工程と、
形成された着色感放射線性組成物層を、パターン状に露光する工程と、
露光された着色感放射線性組成物層を現像して着色パターンを形成する工程と、
をこの順で有するカラーフィルタの製造方法。 - 請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の着色組成物、及び、重合性化合物を含有するインクジェット用インク。
- 請求項10に記載のインクジェット用インクを用いて形成された着色パターンを備えるカラーフィルタ。
- 隔壁により区画された凹部を有する基板を準備する工程と、
前記凹部に、インクジェット法によって、請求項10に記載のインクジェット用インクの液滴を付与して、カラーフィルタの着色画素を形成する工程と、を有するカラーフィルタの製造方法。 - 請求項8又は請求項11に記載のカラーフィルタを備えた固体撮像素子。
- 請求項8又は請求項11に記載のカラーフィルタを備えた表示装置。
- 下記一般式(A1)で示される構造単位と、下記一般式(A2)で示される構造単位と、を含む色素多量体の製造方法であって、
下記一般式(A1)で示される構造単位を形成しうる色素単量体を、該色素多量体の合成に必要な全色素単量体の15質量%以上70質量%以下を予め仕込んだ仕込み液を調製し、その後、該仕込み液に残りの色素単量体を滴下する滴下重合を行う色素多量体の製造方法。
[一般式(A1)中、XA1は重合によって形成される連結基を表し、LA1は単結合又は2価の連結基を表し、Dyeは色素化合物から任意の水素原子を1個取り除いた色素残基を表す。一般式(A2)中、XA2は重合によって形成される連結基を表し、LA2は単結合又は2価の連結基を表し、Rは、水素原子、アルキル基、又は、以下に示すエチレン性不飽和二重結合を有する部分構造を含む1価の置換基を表す。前記色素多量体の分子内に複数存在するXA1、LA1及びDyeは、それぞれ互いに同じあっても異なっていてもよく、複数存在するXA2、LA2及びRは、それぞれ互いに同じあっても異なっていてもよい。]
- 前記仕込み液の単量体濃度が15質量%以上100質量%以下である請求項15に記載の色素多量体の製造方法。
- 前記滴下重合は、ラジカル重合である請求項15又は請求項16に記載の色素多量体の製造方法。
- 前記滴下重合は、リビングラジカル重合である請求項17に記載の色素多量体の製造方法。
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Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20140083874A (ko) * | 2012-12-26 | 2014-07-04 | 제이에스알 가부시끼가이샤 | 착색 조성물, 컬러 필터 및 표시 소자 |
| WO2015002216A1 (ja) * | 2013-07-05 | 2015-01-08 | 富士フイルム株式会社 | 色素多量体、着色組成物、硬化膜、カラーフィルタ、カラーフィルタの製造方法、固体撮像素子および画像表示装置 |
| JP2015124378A (ja) * | 2013-12-27 | 2015-07-06 | 富士フイルム株式会社 | 着色組成物、カラーフィルタ、並びに液晶表示装置、有機el表示装置、及び固体撮像素子 |
| WO2015115413A1 (ja) * | 2014-01-31 | 2015-08-06 | 富士フイルム株式会社 | 着色組成物、パターン形成方法、カラーフィルタの製造方法、カラーフィルタ、固体撮像素子、画像表示装置および着色組成物の製造方法 |
| WO2016031442A1 (ja) * | 2014-08-29 | 2016-03-03 | 富士フイルム株式会社 | 着色組成物、カラーフィルタ、パターン形成方法、カラーフィルタの製造方法、固体撮像素子、画像表示装置および色素多量体の製造方法 |
| WO2017086245A1 (ja) * | 2015-11-16 | 2017-05-26 | 富士フイルム株式会社 | 着色組成物、カラーフィルタ、パターン形成方法、固体撮像素子、画像表示装置および色素多量体 |
| KR101920742B1 (ko) | 2014-09-03 | 2018-11-21 | 후지필름 가부시키가이샤 | 착색 조성물, 경화막, 컬러 필터, 컬러 필터의 제조 방법, 고체 촬상 소자, 및 화상 표시 장치 |
| JP2022503966A (ja) * | 2018-10-02 | 2022-01-12 | ノース カロライナ ステート ユニバーシティ | ポリマー発色団、それを含む組成物、並びにそれらを調製する方法及び使用する方法 |
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Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113994263B (zh) * | 2019-06-17 | 2024-08-16 | 日产化学株式会社 | 包含二氰基苯乙烯基的能够湿蚀刻的抗蚀剂下层膜形成用组合物 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03200828A (ja) * | 1989-12-28 | 1991-09-02 | Nippon Paint Co Ltd | 高分子組成物、それを乳化剤として用いた水性分散体および水性塗料組成物 |
| JPH09157342A (ja) * | 1995-12-07 | 1997-06-17 | Nof Corp | ポリウレタン樹脂の水系分散物、ポリウレタン樹脂グラフト重合体の水系分散物および水系塗料組成物 |
| JP2007138051A (ja) * | 2005-11-18 | 2007-06-07 | Fujifilm Corp | 着色硬化性組成物、カラーフィルタ、及びその製造方法。 |
| JP2011016974A (ja) * | 2009-06-10 | 2011-01-27 | Fujifilm Corp | 着色硬化性組成物、カラーレジスト、インクジェット用インク、カラーフィルタおよびその製造方法、ならびにそれを用いる固体撮像素子、画像表示デバイス、液晶ディスプレイ、および有機elディスプレイ、ならびに色素化合物及びその互変異性体 |
| JP2011095732A (ja) * | 2009-09-30 | 2011-05-12 | Fujifilm Corp | 着色硬化性組成物、カラーレジスト、カラーフィルタ及びカラーフィルタの製造方法、並びにカラーフィルタを備えた固体撮像素子及び画像表示デバイス |
-
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03200828A (ja) * | 1989-12-28 | 1991-09-02 | Nippon Paint Co Ltd | 高分子組成物、それを乳化剤として用いた水性分散体および水性塗料組成物 |
| JPH09157342A (ja) * | 1995-12-07 | 1997-06-17 | Nof Corp | ポリウレタン樹脂の水系分散物、ポリウレタン樹脂グラフト重合体の水系分散物および水系塗料組成物 |
| JP2007138051A (ja) * | 2005-11-18 | 2007-06-07 | Fujifilm Corp | 着色硬化性組成物、カラーフィルタ、及びその製造方法。 |
| JP2011016974A (ja) * | 2009-06-10 | 2011-01-27 | Fujifilm Corp | 着色硬化性組成物、カラーレジスト、インクジェット用インク、カラーフィルタおよびその製造方法、ならびにそれを用いる固体撮像素子、画像表示デバイス、液晶ディスプレイ、および有機elディスプレイ、ならびに色素化合物及びその互変異性体 |
| JP2011095732A (ja) * | 2009-09-30 | 2011-05-12 | Fujifilm Corp | 着色硬化性組成物、カラーレジスト、カラーフィルタ及びカラーフィルタの製造方法、並びにカラーフィルタを備えた固体撮像素子及び画像表示デバイス |
Cited By (24)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102125291B1 (ko) | 2012-12-26 | 2020-06-23 | 제이에스알 가부시끼가이샤 | 착색 조성물, 컬러 필터 및 표시 소자 |
| KR20140083874A (ko) * | 2012-12-26 | 2014-07-04 | 제이에스알 가부시끼가이샤 | 착색 조성물, 컬러 필터 및 표시 소자 |
| US9605101B2 (en) | 2013-07-05 | 2017-03-28 | Fujifilm Corporation | Pigment multimer, coloring composition, cured film, color filter, method for manufacturing color filter, solid-state imaging element, and image display device |
| JP2015028144A (ja) * | 2013-07-05 | 2015-02-12 | 富士フイルム株式会社 | 色素多量体、着色組成物、硬化膜、カラーフィルタ、カラーフィルタの製造方法、固体撮像素子および画像表示装置 |
| WO2015002216A1 (ja) * | 2013-07-05 | 2015-01-08 | 富士フイルム株式会社 | 色素多量体、着色組成物、硬化膜、カラーフィルタ、カラーフィルタの製造方法、固体撮像素子および画像表示装置 |
| JP2015124378A (ja) * | 2013-12-27 | 2015-07-06 | 富士フイルム株式会社 | 着色組成物、カラーフィルタ、並びに液晶表示装置、有機el表示装置、及び固体撮像素子 |
| WO2015115413A1 (ja) * | 2014-01-31 | 2015-08-06 | 富士フイルム株式会社 | 着色組成物、パターン形成方法、カラーフィルタの製造方法、カラーフィルタ、固体撮像素子、画像表示装置および着色組成物の製造方法 |
| JP2015145440A (ja) * | 2014-01-31 | 2015-08-13 | 富士フイルム株式会社 | 着色組成物、パターン形成方法、カラーフィルタの製造方法、カラーフィルタ、固体撮像素子、画像表示装置および着色組成物の製造方法 |
| CN105899549A (zh) * | 2014-01-31 | 2016-08-24 | 富士胶片株式会社 | 着色组合物、图案形成方法、彩色滤光片的制造方法、彩色滤光片、固体成像元件、图像显示装置及着色组合物的制造方法 |
| KR20160102286A (ko) * | 2014-01-31 | 2016-08-29 | 후지필름 가부시키가이샤 | 착색 조성물, 패턴 형성 방법, 컬러 필터의 제조 방법, 컬러 필터, 고체 촬상 소자, 화상 표시 장치 및 착색 조성물의 제조 방법 |
| CN105899549B (zh) * | 2014-01-31 | 2018-01-02 | 富士胶片株式会社 | 着色组合物、图案形成方法、彩色滤光片的制造方法、彩色滤光片、固体成像元件、图像显示装置及着色组合物的制造方法 |
| KR101892551B1 (ko) * | 2014-01-31 | 2018-08-28 | 후지필름 가부시키가이샤 | 착색 조성물, 패턴 형성 방법, 컬러 필터의 제조 방법, 컬러 필터, 고체 촬상 소자, 화상 표시 장치 및 착색 조성물의 제조 방법 |
| TWI631191B (zh) * | 2014-01-31 | 2018-08-01 | 富士軟片股份有限公司 | 著色組成物、圖案形成方法、彩色濾光片的製造方法、彩色濾光片、固體攝像元件、圖像顯示裝置及著色組成物的製造方法 |
| JPWO2016031442A1 (ja) * | 2014-08-29 | 2017-08-03 | 富士フイルム株式会社 | 着色組成物、カラーフィルタ、パターン形成方法、カラーフィルタの製造方法、固体撮像素子、画像表示装置および色素多量体の製造方法 |
| CN106661343A (zh) * | 2014-08-29 | 2017-05-10 | 富士胶片株式会社 | 着色组合物、彩色滤光器、图案形成方法、彩色滤光器的制造方法、固态摄影元件、图像显示装置以及色素多聚体的制造方法 |
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| CN106661343B (zh) * | 2014-08-29 | 2019-07-30 | 富士胶片株式会社 | 着色组合物及其应用、以及色素多聚体的制造方法 |
| KR102027797B1 (ko) * | 2014-08-29 | 2019-10-02 | 후지필름 가부시키가이샤 | 착색 조성물, 컬러 필터, 패턴 형성 방법, 컬러 필터의 제조 방법, 고체 촬상 소자, 화상 표시 장치 및 색소 다량체의 제조 방법 |
| WO2016031442A1 (ja) * | 2014-08-29 | 2016-03-03 | 富士フイルム株式会社 | 着色組成物、カラーフィルタ、パターン形成方法、カラーフィルタの製造方法、固体撮像素子、画像表示装置および色素多量体の製造方法 |
| KR101920742B1 (ko) | 2014-09-03 | 2018-11-21 | 후지필름 가부시키가이샤 | 착색 조성물, 경화막, 컬러 필터, 컬러 필터의 제조 방법, 고체 촬상 소자, 및 화상 표시 장치 |
| WO2017086245A1 (ja) * | 2015-11-16 | 2017-05-26 | 富士フイルム株式会社 | 着色組成物、カラーフィルタ、パターン形成方法、固体撮像素子、画像表示装置および色素多量体 |
| US12139617B2 (en) | 2017-12-22 | 2024-11-12 | North Carolina State University | Polymeric fluorophores, compositions comprising the same, and methods of preparing and using the same |
| JP2022503966A (ja) * | 2018-10-02 | 2022-01-12 | ノース カロライナ ステート ユニバーシティ | ポリマー発色団、それを含む組成物、並びにそれらを調製する方法及び使用する方法 |
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