JP2009109750A - Colored polymerizable composition, color filter, and solid-state imaging device - Google Patents
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Abstract
【課題】顔料の含有率が高い場合であっても、高感度で硬化しうるとともに現像性に優れ、色相の良好な薄層着色領域を高精細で形成しうる着色重合性組成物を提供する。本発明の着色重合性組成物は、色特性に優れた高精細の着色領域を備えるカラーフィルタ、及び、固体撮像素子の形成に有用である。
【解決手段】(A)(a−1)顔料、(a−2)分子内に顔料母核構造とアミノ基とを有する化合物、及び、(a−3)酸価が2.9mmol/g〜7mmol/gのポリマーを含む顔料分散液と、(B)重合開始剤と、(C)重合性化合物と、を含有する着色重合性組成物である。(a−2)分子内に顔料母核構造とアミノ基とを有する化合物は、分子内に、アミド構造及びウレア構造の少なくとも1つと、ヘテロ環構造とを有することが好ましい。
【選択図】なしDisclosed is a colored polymerizable composition capable of forming a thin-layer colored region with high definition, which can be cured with high sensitivity and has excellent developability even when the pigment content is high. . The colored polymerizable composition of the present invention is useful for forming a color filter having a high-definition colored region having excellent color characteristics and a solid-state imaging device.
SOLUTION: (A) (a-1) a pigment, (a-2) a compound having a pigment nucleus structure and an amino group in the molecule, and (a-3) an acid value of 2.9 mmol / g to A colored polymerizable composition comprising a pigment dispersion containing 7 mmol / g polymer, (B) a polymerization initiator, and (C) a polymerizable compound. (A-2) The compound having a pigment mother nucleus structure and an amino group in the molecule preferably has at least one of an amide structure and a urea structure and a heterocyclic structure in the molecule.
[Selection figure] None
Description
本発明は、液晶表示素子(LCD)や固体撮像素子(CCD、CMOSなど)等に用いられるカラーフィルタを作製するのに好適な着色重合性組成物、それを用いてなるカラーフィルタ、及び、固体撮像素子に関する。 The present invention relates to a colored polymerizable composition suitable for producing a color filter used for a liquid crystal display element (LCD), a solid-state image sensor (CCD, CMOS, etc.), a color filter using the same, and a solid filter The present invention relates to an image sensor.
カラーフィルタは液晶ディスプレイや固体撮像素子に不可欠な構成部品である。
液晶ディスプレイは、表示装置としてCRTと比較すると、コンパクトであり、且つ、性能面では同等以上であることから、テレビ画面、パソコン画面、その他の表示装置としてCRTに置き換わりつつある。また、近年では、液晶ディスプレイの開発の動向は、画面が比較的小面積であった従来のモニター用途から、画面が大型で高度な画質が求められるTV用途に向かいつつある。
The color filter is an essential component for liquid crystal displays and solid-state image sensors.
A liquid crystal display is more compact than a CRT as a display device and is equivalent or better in terms of performance, and is thus being replaced by a CRT as a television screen, a personal computer screen, or other display device. In recent years, the development trend of liquid crystal displays is moving from conventional monitor applications where the screen has a relatively small area to TV applications where a large screen and high image quality are required.
液晶ディスプレイ(LCD)用カラーフィルタ用途においては、大型TV生産のため基板サイズが拡大しており、大型基板を用いた場合の生産性向上のため、低エネルギーでの硬化が望まれている。また、TV用途の液晶ディスプレイでは、従来のモニター用途のものに比し、より高度な画質が求められている。すなわち、コントラスト及び色純度の向上である。コントラスト向上のため、カラーフィルタの作製に用いられる硬化性組成物に関しては、使用する着色剤(有機顔料等)の粒子サイズとして、より微小なものが求められている。(例えば、特許文献1参照。)これに伴い、顔料分散のための分散剤添加量が増加する傾向にある。また、色純度向上のため、硬化性組成物の固形分中に占める着色剤(有機顔料)の含有率としては、より高いものが求められている。したがって、硬化性組成物中の固形分中に占める光重合開始剤および光重合性モノマーの含有率が減少する傾向にある。 In color filter applications for liquid crystal displays (LCDs), the substrate size is increasing for large TV production, and low energy curing is desired to improve productivity when large substrates are used. In addition, liquid crystal displays for TV use are required to have higher image quality than those for conventional monitor use. That is, improvement in contrast and color purity. In order to improve the contrast, the curable composition used for the production of the color filter is required to have a finer particle size of the colorant (organic pigment or the like) used. (For example, refer to Patent Document 1.) Along with this, the amount of dispersant added for dispersing the pigment tends to increase. Moreover, the higher thing is calculated | required as content rate of the coloring agent (organic pigment) which occupies in solid content of a curable composition for color purity improvement. Therefore, the content of the photopolymerization initiator and the photopolymerizable monomer in the solid content in the curable composition tends to decrease.
一方、固体撮像素子用カラーフィルタ用途においても、低エネルギーでの硬化が望まれている。また、パターンの薄膜化が進んでおり、これに伴い、組成物中の顔料濃度が向上している。更に、顔料系カラーフィルタにおいては、顔料微細化に伴って組成物中の顔料分散剤の割合が増加する傾向にある。また、顔料が比較的粗大な粒子であるために発生する色ムラ等の問題に対応するため、着色剤として顔料の代わりに有機溶剤可溶性の染料を用いる技術が提案されている(例えば、特許文献2参照)。しかし染料系カラーフィルタにおいては染料濃度向上に伴い、染料由来の重合禁止効果の問題も顕著になってきている。このような要因により、液晶ディスプレイ用、固体撮像素子用いずれの場合においても、硬化性組成物を硬化させるために必要な成分である光重合開始剤および光重合性モノマーの含有量が制限される上に、着色剤濃度が高くなり、薄層化が困難であり、また、重合性分比率が低く所望の感度を達成することが難しい、又、現像調整剤等を入れる余裕が無く、所望とする現像性を確保することが難しい。 On the other hand, curing with low energy is also desired in color filter applications for solid-state imaging devices. Moreover, the pattern thinning is progressing and the pigment density | concentration in a composition is improving with this. Furthermore, in the pigment-based color filter, the proportion of the pigment dispersant in the composition tends to increase as the pigment becomes finer. In addition, in order to cope with problems such as color unevenness that occurs because the pigment is relatively coarse particles, a technique using an organic solvent-soluble dye instead of the pigment as a colorant has been proposed (for example, Patent Documents). 2). However, in dye-based color filters, with the increase in dye concentration, the problem of the polymerization inhibition effect derived from dyes has become prominent. Due to such factors, the content of the photopolymerization initiator and the photopolymerizable monomer, which are components necessary for curing the curable composition, is limited in both cases for liquid crystal displays and solid-state imaging devices. In addition, the concentration of the colorant is high, it is difficult to make a thin layer, it is difficult to achieve a desired sensitivity with a low polymerization component ratio, and there is no room for adding a development regulator, etc. It is difficult to ensure developability.
即ち、着色領域、特に、着色パターンの薄層化に伴い、硬化性組成物中の顔料及び顔料分散剤の比率が増加し、相対的に硬化成分(重合材料)の含有比率が低くなり、高感度を維持することが困難になるとともに、着色、或いは、硬化に関わらない他の成分、例えば、現像性を確保する目的で加えられる酸価の高いポリマーや現像促進剤等の添加量も必然的に抑えられるために、現像不良を引き起こすという問題も生じる。
着色性を低下させずに感度を確保する目的で、顔料の含有量は維持しつつ、顔料分散剤の添加量を減らすことも試みられているが、顔料分散液の安定性が低くなり、経時で粘度上昇を引き起こし、均一な塗膜を形成しがたいという新たな問題が生じる。
このように、着色重合性組成物を、カラーフィルタ、特に固体撮像素子用カラーフィルタにおける着色領域の形成に用いる場合、薄膜化と色価の双方を満足させることが必要であり、顔料濃度が高く、且つ、感度、現像性の両立を達成しうる着色重合性組成物が熱望されている。
In order to ensure sensitivity without degrading colorability, attempts have been made to reduce the amount of pigment dispersant added while maintaining the pigment content. This raises the viscosity and causes a new problem that it is difficult to form a uniform coating film.
As described above, when the colored polymerizable composition is used for forming a colored region in a color filter, particularly a color filter for a solid-state imaging device, it is necessary to satisfy both the thinning and the color value, and the pigment concentration is high. In addition, a colored polymerizable composition that can achieve both sensitivity and developability is eagerly desired.
本発明は、カラーフィルタにおける着色領域の薄層化に伴う、上記問題点を考慮してなされたものであり、本発明の目的は、顔料の含有率が高い場合であっても、高感度で硬化しうるとともに現像性に優れ、色相の良好な薄層着色領域を高精細で形成しうる着色重合性組成物、特には、カラーフィルタの着色領域形成に有用な着色重合性組成物を提供することにある。
本発明のさらなる目的は、前記着色重合性組成物により形成された薄層で色特性に優れた高精細の着色領域を備えるカラーフィルタ、及び、色特性に優れたカラーフィルタを備える固体撮像素子を提供することにある。
The present invention has been made in consideration of the above-mentioned problems associated with the thinning of the colored region in the color filter, and the object of the present invention is high sensitivity even when the pigment content is high. Provided is a colored polymerizable composition which can be cured and has excellent developability and can form a thin layer colored region having a good hue with high definition, particularly a colored polymerizable composition useful for forming a colored region of a color filter. There is.
A further object of the present invention is to provide a color filter having a high-definition colored region having excellent color characteristics in a thin layer formed from the colored polymerizable composition, and a solid-state imaging device having a color filter having excellent color characteristics. It is to provide.
本発明者は、鋭意研究を行った結果、特定の構造を有する化合物と高酸価樹脂を組み合わせることで、顔料の高い分散安定性を確保でき、顔料濃度が高い膜における感度と現像性の両立が可能となることを見出し、本発明を完成した。
即ち、本発明の構成は以下に示すとおりである。
As a result of earnest research, the present inventor can secure high dispersion stability of pigments by combining a compound having a specific structure and a high acid value resin, and achieves both sensitivity and developability in a film having a high pigment concentration. The present invention has been completed.
That is, the configuration of the present invention is as follows.
<1> (A)少なくとも(a−1)顔料、(a−2)分子内に顔料母核構造とアミノ基とを有する化合物、及び、(a−3)酸価が2.9mmol/g〜7mmol/gのポリマーを含む顔料分散液と、(B)重合開始剤と、(C)重合性化合物と、を含有する着色重合性組成物。
<2> 前記(a−2)分子内に顔料母核構造とアミノ基とを有する化合物が、アミド構造及びウレア構造の少なくとも1つを有する化合物であることを特徴とする<1>に記載の着色重合性組成物。
<3> 前記(a−2)分子内に顔料母核構造とアミノ基とを有する化合物が、ヘテロ環構造を有する化合物であることを特徴とする<1>又は<2>に記載の着色重合性組成物。
<4> <1>〜<3>のいずれか1項に記載の着色重合性組成物を用いてなる着色領域を有することを特徴とするカラーフィルタ。
<5> <4>記載のカラーフィルタを備えることを特徴とする固体撮像素子。
<1> (A) at least (a-1) pigment, (a-2) a compound having a pigment nucleus structure and an amino group in the molecule, and (a-3) an acid value of 2.9 mmol / g to A colored polymerizable composition comprising a pigment dispersion containing 7 mmol / g of polymer, (B) a polymerization initiator, and (C) a polymerizable compound.
<2> The compound according to <1>, wherein the compound (a-2) having a pigment mother nucleus structure and an amino group in the molecule is a compound having at least one of an amide structure and a urea structure. Colored polymerizable composition.
<3> The colored polymerization according to <1> or <2>, wherein the compound (a-2) having a pigment mother nucleus structure and an amino group in the molecule is a compound having a heterocyclic structure. Sex composition.
<4> A color filter comprising a colored region using the colored polymerizable composition according to any one of <1> to <3>.
<5> A solid-state imaging device comprising the color filter according to <4>.
従来、一般に使用される顔料分散液の調製においては、高い分散安定性を発現する為に、分散樹脂が有する酸基、及び/又は顔料母核との間に相互作用性を発現させるべくアミノ基を有する分散剤を多く必要とし、且つ、アルカリ現像性を確保すべく酸基含有樹脂をも所定量必要とするために、顔料分散液中の着色成分である顔料濃度を高くすることが困難であり、薄層化が実現しがたかったところ、本発明では、分子中にアミノ基を有する顔料誘導体及び特定の酸価を有するポリマーを用いて調製された顔料分散液を用いるため、アルカリ現像性を確保すべく用いられる特定の酸価を有する酸基含有ポリマーとの間に、酸塩基相互作用が形成され、分散安定性を発現しやすい。そのため、従来汎用の酸基を有する顔料誘導体を用いた場合に比較して、分散に寄与する化合物の含有量が少なくて済み、また、高酸価のポリマーを併用することから、感光層中の顔料分散液の成分比率を高くしても、通常懸念される感度の低下及び現像性の低下のいずれをも効果的に抑制しうるものと考えている。
なお、本発明において「顔料母核構造」とは、有機顔料における発色原子団を構成する少なくとも一部を含む構造である、通常、窒素原子、酸素原子、硫黄原子などを含むヘテロ環構造やアミド基、ウレア構造などを含んで構成される顔料の主骨格構造を指すものとする。さらに、本発明における「顔料母核構造」は、このような顔料主骨格と類似の構造、或いは、顔料主骨格の部分構造を有することで、有機顔料の有する顔料骨格との間で相互作用を形成しうる「顔料骨格の類似構造」、及び、「顔料骨格の部分構造」をも、包含するものとする。
Conventionally, in the preparation of commonly used pigment dispersions, in order to develop high dispersion stability, an amino group is used to develop an interaction between the acid group of the dispersion resin and / or the pigment nucleus. It is difficult to increase the concentration of the pigment as the coloring component in the pigment dispersion because it requires a large amount of a dispersant having an acid group and a predetermined amount of an acid group-containing resin to ensure alkali developability. In the present invention, it was difficult to achieve a thin layer. In the present invention, a pigment dispersion prepared using a pigment derivative having an amino group in the molecule and a polymer having a specific acid value is used. An acid-base interaction is formed with an acid group-containing polymer having a specific acid value that is used to ensure the stability, and dispersion stability is easily exhibited. Therefore, the content of the compound that contributes to dispersion can be reduced as compared with the case where a conventional pigment derivative having a general acid group is used, and since a high acid value polymer is used in combination, Even if the component ratio of the pigment dispersion is increased, it is considered that both the decrease in sensitivity and the decrease in developability, which are usually a concern, can be effectively suppressed.
In the present invention, the “pigment mother nucleus structure” is a structure containing at least a part of the chromophoric group in the organic pigment, usually a heterocyclic structure or amide containing a nitrogen atom, an oxygen atom, a sulfur atom or the like. The main skeleton structure of a pigment composed of a group, a urea structure, and the like. Furthermore, the “pigment mother core structure” in the present invention has a structure similar to the main pigment skeleton, or a partial structure of the main pigment skeleton, thereby allowing interaction with the pigment skeleton of the organic pigment. The “similar structure of pigment skeleton” and “partial structure of pigment skeleton” that can be formed are also included.
本発明によれば、顔料の含有率が高い場合であっても、高感度で硬化しうるとともに現像性に優れ、色相の良好な薄層着色領域を高精細で形成しうる、カラーフィルタの着色領域形成に有用な着色重合性組成物を提供することができる。
また、本発明の着色重合性組成物により形成された薄層で色特性に優れた高精細の着色領域を備えるカラーフィルタ、及び、色特性に優れたカラーフィルタを備える固体撮像素子を提供することができる。
According to the present invention, even when the pigment content is high, coloring of a color filter that can be cured with high sensitivity, developability, and can form a thin layer colored region with good hue with high definition. A colored polymerizable composition useful for region formation can be provided.
Also provided are a color filter having a high-definition colored region having excellent color characteristics with a thin layer formed from the colored polymerizable composition of the present invention, and a solid-state imaging device having a color filter having excellent color characteristics. Can do.
以下において本発明を詳しく説明する。本発明の着色重合性組成物は、(A)(a−1)顔料、(a−2)分子内に顔料母核構造とアミノ基とを有する化合物、及び(a−3)酸価が2.9mmol/g〜7mmol/gのポリマーを含む顔料分散液と、(B)重合開始剤と、(C)重合性化合物と、を含有する。即ち、顔料の分散安定性に優れた(A)顔料分散液を調製し、そこへ、さらに、(B)重合開始剤、及び、(C)重合性化合物を加えてなる着色重合性組成物により、薄層であっても色特性に優れた着色領域を形成することができる。以下、着色重合性組成物に含まれる各成分について説明する。 The present invention is described in detail below. The colored polymerizable composition of the present invention comprises (A) (a-1) a pigment, (a-2) a compound having a pigment nucleus structure and an amino group in the molecule, and (a-3) an acid value of 2. A pigment dispersion containing a polymer of .9 mmol / g to 7 mmol / g, (B) a polymerization initiator, and (C) a polymerizable compound. That is, by preparing a (A) pigment dispersion excellent in pigment dispersion stability, and further adding (B) a polymerization initiator and (C) a polymerizable compound to the colored polymerizable composition. Even if it is a thin layer, a colored region having excellent color characteristics can be formed. Hereinafter, each component contained in the colored polymerizable composition will be described.
[(A)顔料分散液]
本発明の着色重合性組成物は、少なくとも(a−1)顔料、(a−2)分子内に顔料母核構造とアミノ基とを有する化合物、及び(a−3)酸価が2.9mmol/g〜7mmol/gのポリマー(以下、適宜、特定酸価ポリマーと称する)を含有し、さらに、(a−4)溶媒を含有することができる。
[(A) Pigment dispersion]
The colored polymerizable composition of the present invention comprises at least (a-1) a pigment, (a-2) a compound having a pigment nucleus structure and an amino group in the molecule, and (a-3) an acid value of 2.9 mmol. / G to 7 mmol / g of polymer (hereinafter referred to as a specific acid value polymer as appropriate), and (a-4) a solvent.
<(a−2)分子内に顔料母核構造とアミノ基とを有する化合物(特定顔料誘導体)>
本発明においては、(a−2)特定顔料誘導体を用いることで、該特定顔料誘導体中の顔料母核構造と(a−1)顔料との間において相互作用が形成されて両者の吸着性が確保されると共に、特定顔料誘導体中のアミノ基による(a−3)特定酸価ポリマーにおける酸基との相互作用が発現することにより、顔料分散液中での顔料の分散安定性が確保される。
<(A-2) Compound having pigment mother nucleus structure and amino group in molecule (specific pigment derivative)>
In the present invention, by using the specific pigment derivative (a-2), an interaction is formed between the pigment mother nucleus structure in the specific pigment derivative and the (a-1) pigment, and the adsorptivity of both is increased. As well as ensuring the interaction with the acid group in the specific acid value polymer (a-3) due to the amino group in the specific pigment derivative, the dispersion stability of the pigment in the pigment dispersion is ensured. .
本発明において用いられる(a−2)特定顔料誘導体は、下記一般式(A)で表される化合物であることが好ましい。 The specific pigment derivative (a-2) used in the present invention is preferably a compound represented by the following general formula (A).
一般式(A)中、R1、R2は、各々独立に水素原子、又は、1価の有機基を示し、好ましくは炭素数1〜20の飽和又は不飽和アルキル基、炭素数3〜20の飽和又は不飽和シクロアルキル基又はアリール基である。これらの有機基は、さらに置換基を有していてもよく、導入可能な置換基としては、ハロゲン原子、水酸基、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、シクロアルキル基、シクロアルケニル基、シクロアルキニル基、アリール基、ヘテロ環基、シアノ基、アルコキシ基、アリーロキシ基、チオアルコキシ基、チオアリーロキシ基、カルボキシル基、アルコキシカルボニル基、スルホ基、スルホンアミド基、ウレア基、チオウレア基、アミノ基、アミド基、カルボニル基、ニトロ基或いはこれらの基を有する置換基が挙げられる。
また、R1,R2は互いに結合し、環を形成してもよい。
In the general formula (A), R 1, R 2 each independently represent a hydrogen atom, or a monovalent organic group, preferably a saturated or unsaturated alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, 3 to 20 carbon atoms A saturated or unsaturated cycloalkyl group or an aryl group. These organic groups may further have a substituent. Examples of the substituent that can be introduced include a halogen atom, a hydroxyl group, an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, a cycloalkyl group, a cycloalkenyl group, and a cycloalkynyl group. , Aryl group, heterocyclic group, cyano group, alkoxy group, aryloxy group, thioalkoxy group, thioaryloxy group, carboxyl group, alkoxycarbonyl group, sulfo group, sulfonamido group, urea group, thiourea group, amino group, amide Groups, carbonyl groups, nitro groups or substituents having these groups.
R 1 and R 2 may be bonded to each other to form a ring.
特に、一般式(A)で表される化合物は、分子内にアミド構造及びウレア構造の少なくとも1つを有する化合物であることが好ましい。
また、一般式(A)で表される化合物は、ヘテロ環構造を有する化合物であることが好ましい。
In particular, the compound represented by the general formula (A) is preferably a compound having at least one of an amide structure and a urea structure in the molecule.
Moreover, it is preferable that the compound represented by general formula (A) is a compound which has a heterocyclic structure.
Xは顔料母核構造を含むm価の基である。
ここで、顔料母核構造としては、前記の如く有機顔料における発色原子団、その類似構造、或いは部分構造が挙げられ、具体的には、アゾ基を有する骨格、ウレア構造を有する骨格、アミド構造を有する骨格、環状アミド構造を有する骨格、ヘテロ原子含有5員環を有する芳香族環、及び、ヘテロ原子含有6員環を有する芳香族環から選択される1種以上の部分構造を含む構造が挙げられ、Xはこれらの顔料母核構造を含む置換基である。
本発明におけるXとしては、好ましくは、顔料母核構造、又は顔料母核構造と芳香環、或いは含窒素芳香環、或いは含酸素芳香環、或いは含硫黄芳香環を有し、アミノ基は顔料母核構造、芳香環、含窒素芳香環、含酸素芳香環、含硫黄芳香環のいずれかに直接或いは連結基により結合されている。
最も好ましくは顔料母核構造と芳香環、或いは含窒素芳香環を有し、アミノ基と2価の連結基で結合されていることが好ましい。
mは、1〜8の整数であり、分散性、分散液の保存安定性の観点から1〜6が好ましく、更に好ましくは1または2である。
X is an m-valent group containing a pigment mother nucleus structure.
Here, examples of the pigment mother nucleus structure include a chromogenic atomic group in an organic pigment, a similar structure, or a partial structure thereof. Specifically, a skeleton having an azo group, a skeleton having a urea structure, and an amide structure. A structure containing one or more partial structures selected from a skeleton having a skeleton, a skeleton having a cyclic amide structure, an aromatic ring having a heteroatom-containing 5-membered ring, and an aromatic ring having a heteroatom-containing 6-membered ring X is a substituent containing these pigment mother nucleus structures.
X in the present invention preferably has a pigment mother nucleus structure, or a pigment mother nucleus structure and an aromatic ring, a nitrogen-containing aromatic ring, an oxygen-containing aromatic ring, or a sulfur-containing aromatic ring, and the amino group is a pigment mother structure. It is bonded directly or through a linking group to any one of the core structure, aromatic ring, nitrogen-containing aromatic ring, oxygen-containing aromatic ring and sulfur-containing aromatic ring.
Most preferably, it has a pigment mother nucleus structure and an aromatic ring or a nitrogen-containing aromatic ring, and is preferably bonded with an amino group and a divalent linking group.
m is an integer of 1 to 8, preferably 1 to 6, and more preferably 1 or 2 from the viewpoint of dispersibility and storage stability of the dispersion.
以下に、本発明に用いられる(a−2)顔料誘導体の好ましい具体例を示すが、これらに限定されるものではない。 Although the preferable specific example of the (a-2) pigment derivative used for this invention below is shown, it is not limited to these.
これら(a−2)特定顔料誘導体は、用いられる顔料の種類を考慮して適宜選択され、分散を必要とする有機顔料の顔料母核構造と同一或いは類似の構造を持ったものを選択することが好ましい。また、顔料母核構造とともに分子内に存在するアミノ基としては、ポリマーとの相互作用性の観点から、ジアルキルアミノ基の如き三級アミノ構造を有するものが好ましい。 These (a-2) specific pigment derivatives are appropriately selected in consideration of the type of pigment to be used, and those having the same or similar structure as the pigment core structure of the organic pigment that requires dispersion are selected. Is preferred. The amino group present in the molecule together with the pigment nucleus structure is preferably one having a tertiary amino structure such as a dialkylamino group from the viewpoint of the interaction with the polymer.
本発明において(A)顔料分散液を調製するに際しての、(a−2)特定顔料誘導体の顔料分散液中における含有量としては、固形分として0.5質量%以上40質量%以下であることが好ましく、1質量%以上15質量%以下であることがより好ましい。
また、後述する(a−1)顔料の100質量部に対して、0.5質量部以上50質量部以下であることが好ましく、1質量部以上25質量部以下であることがより好ましい。
In preparing the (A) pigment dispersion in the present invention, (a-2) the content of the specific pigment derivative in the pigment dispersion is 0.5% by mass or more and 40% by mass or less as a solid content. Is preferable, and it is more preferable that they are 1 mass% or more and 15 mass% or less.
Moreover, it is preferable that they are 0.5 mass part or more and 50 mass parts or less with respect to 100 mass parts of (a-1) pigment mentioned later, and it is more preferable that they are 1 mass part or more and 25 mass parts or less.
<(a−1)顔料>
本発明に係る(A)顔料分散液に用いることができる顔料としては、従来公知の種々の無機顔料又は有機顔料を用いることができる。また、顔料は、無機顔料または有機顔料を問わず、高透過率であることが好ましいことを考慮すると、できるだけ粒子径が小さく微少な粒子サイズの顔料を使用することが好ましく、ハンドリング性をも考慮すると、好ましくは平均一次粒子径0.01μm〜0.3μm、より好ましくは0.01μm〜0.15μmの顔料である。該粒径が前記範囲内であると、透過率が高く、色特性が良好であると共に、高いコントラストのカラーフィルタを形成するのに有効である。
平均一次粒子径は、SEMあるいはTEMで観察し、粒子が凝集していない部分で粒子サイズを100個計測し、平均値を算出することによって求める。
<(A-1) Pigment>
As the pigment that can be used in the (A) pigment dispersion according to the present invention, various conventionally known inorganic pigments or organic pigments can be used. Moreover, considering that it is preferable that the pigment has a high transmittance regardless of whether it is an inorganic pigment or an organic pigment, it is preferable to use a pigment having a particle size as small as possible, and considering handling properties. Then, it is preferably a pigment having an average primary particle diameter of 0.01 μm to 0.3 μm, more preferably 0.01 μm to 0.15 μm. When the particle size is within the above range, the transmittance is high, the color characteristics are good, and it is effective for forming a color filter with high contrast.
The average primary particle diameter is obtained by observing with an SEM or TEM, measuring 100 particle sizes in a portion where the particles are not aggregated, and calculating an average value.
無機顔料としては、金属酸化物、金属錯塩等で示される金属化合物を挙げることができ、具体的には、鉄、コバルト、アルミニウム、カドミウム、鉛、銅、チタン、マグネシウム、クロム、亜鉛、アンチモン等の金属酸化物、及び前記金属の複合酸化物を挙げることができる。 Examples of inorganic pigments include metal compounds represented by metal oxides, metal complex salts, and the like. Specifically, iron, cobalt, aluminum, cadmium, lead, copper, titanium, magnesium, chromium, zinc, antimony, etc. And metal oxides of the above metals.
前記有機顔料としては、例えば、
C.I.Pigment Red 1、2、3、4、5、6、7、9、10、14、17、22、23、31、38、41、48:1、48:2、48:3、48:4、49、49:1、49:2、52:1、52:2、53:1、57:1、60:1、63:1、66、67、81:1、81:2、81:3、83、88、90、105、112、119、122、123、144、146、149、150、155、166、168、169、170、171、172、175、176、177、178、179、184、185、187、188、190、200、202、206、207、208、209、210、216、220、224、226、242、246、254、255、264、270、272、279、
C.I.Pigment Yellow 1、2、3、4、5、6、10、11、12、13、14、15、16、17、18、20、24、31、32、34、35、35:1、36、36:1、37、37:1、40、42、43、53、55、60、61、62、63、65、73、74、77、81、83、86、93、94、95、97、98、100、101、104、106、108、109、110、113、114、115、116、117、118、119、120、123、125、126、127、128、129、137、138、139、147、148、150、151、152、153、154、155、156、161、162、164、166、167、168、169、170、171、172、173、174、175、176、177、179、180、181、182、185、187、188、193、194、199、213、214
C.I. Pigment Orange 2、5、13、16、17:1、31、34、36、38、43、46、48、49、51、52、55、59、60、61、62、64、71、73
C.I. Pigment Green 7、10、36、37
C.I.Pigment Blue 1、2、15、15:1、15:2、15:3、15:4、15:6、16、22、60、64、66、79、79のCl置換基をOHに変更したもの、80
C.I.Pigment Violet 1、19、23、27、32、37、42
C.I.Pigment Brown 25、28
C.I.Pigment Black 1、7 等を挙げることができる。
Examples of the organic pigment include:
C. I. Pigment Red 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 9, 10, 14, 17, 22, 23, 31, 38, 41, 48: 1, 48: 2, 48: 3, 48: 4, 49, 49: 1, 49: 2, 52: 1, 52: 2, 53: 1, 57: 1, 60: 1, 63: 1, 66, 67, 81: 1, 81: 2, 81: 3, 83, 88, 90, 105, 112, 119, 122, 123, 144, 146, 149, 150, 155, 166, 168, 169, 170, 171, 172, 175, 176, 177, 178, 179, 184, 185, 187, 188, 190, 200, 202, 206, 207, 208, 209, 210, 216, 220, 224, 226, 242, 246, 254, 255, 264, 270, 272, 279,
C. I. Pigment Yellow 1, 2, 3, 4, 5, 6, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 20, 24, 31, 32, 34, 35, 35: 1, 36, 36: 1, 37, 37: 1, 40, 42, 43, 53, 55, 60, 61, 62, 63, 65, 73, 74, 77, 81, 83, 86, 93, 94, 95, 97, 98, 100, 101, 104, 106, 108, 109, 110, 113, 114, 115, 116, 117, 118, 119, 120, 123, 125, 126, 127, 128, 129, 137, 138, 139, 147, 148, 150, 151, 152, 153, 154, 155, 156, 161, 162, 164, 166, 167, 168, 169, 170, 171, 172, 173, 17 , 175,176,177,179,180,181,182,185,187,188,193,194,199,213,214
C. I. Pigment Orange 2, 5, 13, 16, 17: 1, 31, 34, 36, 38, 43, 46, 48, 49, 51, 52, 55, 59, 60, 61, 62, 64, 71, 73
C. I. Pigment Green 7, 10, 36, 37
C. I. Pigment Blue 1, 2, 15, 15: 1, 15: 2, 15: 3, 15: 4, 15: 6, 16, 22, 60, 64, 66, 79, 79 Cl substituent was changed to OH Stuff, 80
C. I. Pigment Violet 1, 19, 23, 27, 32, 37, 42
C. I. Pigment Brown 25, 28
C. I. Pigment Black 1, 7 and the like.
これらの中で好ましく用いることができる顔料として、以下のものを挙げることができる。但し、本発明においてはこれらに限定されるものではない。
C.I.Pigment Yellow 11、24、108、109、110、138、139、150、151、154、167、180、185、
C.I.Pigment Orange 36、71、
C.I.Pigment Red 122、150、171、175、177、209、224、242、254、255、264、
C.I.Pigment Violet 19、23、32、
C.I.Pigment Blue 15:1、15:3、15:6、16、22、60、66、
C.I.Pigment Green 7、36、37;
C.I.Pigment Black 1、7
Among these, the pigments that can be preferably used include the following. However, the present invention is not limited to these.
C. I. Pigment Yellow 11, 24, 108, 109, 110, 138, 139, 150, 151, 154, 167, 180, 185,
C. I. Pigment Orange 36, 71,
C. I. Pigment Red 122, 150, 171, 175, 177, 209, 224, 242, 254, 255, 264,
C. I. Pigment Violet 19, 23, 32,
C. I. Pigment Blue 15: 1, 15: 3, 15: 6, 16, 22, 60, 66,
C. I. Pigment Green 7, 36, 37;
C. I. Pigment Black 1, 7
−顔料の微細化−
本発明においては、必要に応じて、微細でかつ整粒化された有機顔料を用いることができる。顔料の微細化は、顔料と水溶性有機溶剤と水溶性無機塩類と共に高粘度な液状組成物を調製し、湿式粉砕装置等を使用して、応力を付加して摩砕する工程を経ることで達成される。
-Finer pigments-
In the present invention, a fine and sized organic pigment can be used as necessary. Finer pigments are prepared by preparing a high-viscosity liquid composition together with a pigment, a water-soluble organic solvent, and water-soluble inorganic salts, and applying a stress using a wet pulverizer and grinding. Achieved.
顔料の微細化工程に使用される水溶性有機溶剤としては、メタノール、エタノール、イソプロパノール、n−プロパノール、イソブタノール、n−ブタノール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、ジエチレングリコールモノメチルエーテール、ジエチレングリコールモノエチルエーテール、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコール、プロピレンゴリコールモノメチルエーテルアセテート等を挙げることができる。
また、少量用いることで顔料に吸着して、廃水中に流失しない限りにおいては、水溶性は低いか、或いは、水溶性を有しない他の溶剤、例えば、ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、クロロベンゼン、ニトロベンゼン、アニリン、ピリジン、キノリン、テトラヒドロフラン、ジオキサン、酢酸エチル、酢酸イソプロピル、酢酸ブチル、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、ノナン、デカン、ウンデカン、ドデカン、シクロヘキサン、メチルシクロヘササン、ハロゲン化炭化水素、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、N−メチルピロリドン等を用いてもよい。
顔料の微細化工程に使用する溶剤は、1種のみでもよく、必要に応じて2種類以上を混合して使用してもよい。
Water-soluble organic solvents used in the pigment refinement process include methanol, ethanol, isopropanol, n-propanol, isobutanol, n-butanol, ethylene glycol, diethylene glycol, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol Examples thereof include monobutyl ether, propylene glycol, propylene glycolic monomethyl ether acetate and the like.
Further, as long as it is adsorbed to the pigment by being used in a small amount and is not washed away in the waste water, the water solubility is low or other solvents that are not water soluble, such as benzene, toluene, xylene, ethylbenzene, chlorobenzene, Nitrobenzene, aniline, pyridine, quinoline, tetrahydrofuran, dioxane, ethyl acetate, isopropyl acetate, butyl acetate, hexane, heptane, octane, nonane, decane, undecane, dodecane, cyclohexane, methylcyclohesasan, halogenated hydrocarbon, acetone, methyl ethyl ketone , Methyl isobutyl ketone, cyclohexanone, dimethylformamide, dimethyl sulfoxide, N-methylpyrrolidone and the like may be used.
Only one type of solvent may be used in the pigment refinement step, or two or more types may be mixed and used as necessary.
本発明において顔料の微細化工程に使用される水溶性無機塩としては、塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化カルシウム、塩化バリウム、硫酸ナトリウム等が挙げられる。
微細化工程における水溶性無機塩の使用量は顔料の1〜50質量倍であり、多い方が摩砕効果はあるが、より好ましい量は生産性の点で1〜10質量倍である。また、水分が1%以下の無機塩類を用いることが好ましい。
微細化工程における水溶性有機溶剤の使用量は、顔料100質量部に対して50質量部から300質量部の範囲であり、好ましくは100質量部から200質量部の範囲である。
Examples of the water-soluble inorganic salt used in the pigment refinement step in the present invention include sodium chloride, potassium chloride, calcium chloride, barium chloride, sodium sulfate and the like.
The amount of the water-soluble inorganic salt used in the miniaturization step is 1 to 50 times by mass of the pigment, and a larger amount has a grinding effect, but a more preferable amount is 1 to 10 times by mass in terms of productivity. Moreover, it is preferable to use inorganic salts having a moisture content of 1% or less.
The usage-amount of the water-soluble organic solvent in a refinement | miniaturization process is the range of 50 mass parts to 300 mass parts with respect to 100 mass parts of pigments, Preferably it is the range of 100 mass parts to 200 mass parts.
顔料の微細化工程における湿式粉砕装置の運転条件については特に制限はないが、粉砕メディアによる磨砕を効果的に進行させるため、装置がニーダーの場合の運転条件は、装置内のブレードの回転数は、10〜200rpmが好ましく、また2軸の回転比が相対的に大きいほうが摩砕効果が大きく好ましい。運転時間は乾式粉砕時間と併せて1時間〜8時間が好ましく、装置の内温は50〜150℃が好ましい。また粉砕メディアである水溶性無機塩は粉砕粒度が5〜50μmで粒子径の分布がシャープで、且つ球形が好ましい。 There are no particular restrictions on the operating conditions of the wet pulverizer in the pigment refinement process. However, in order to effectively carry out the grinding with the pulverizing media, the operating condition when the apparatus is a kneader is the rotational speed of the blade in the apparatus. Is preferably 10 to 200 rpm, and a relatively large biaxial rotation ratio is preferable because of its great grinding effect. The operation time is preferably 1 to 8 hours in combination with the dry grinding time, and the internal temperature of the apparatus is preferably 50 to 150 ° C. Further, the water-soluble inorganic salt that is a pulverization medium preferably has a pulverization particle size of 5 to 50 μm, a sharp particle size distribution, and a spherical shape.
−顔料の調合−(色合わせ)
これら有機顔料は、単独もしくは色純度を上げるため種々組合せて用いることができる。上記組合せの具体例を以下に示す。例えば、赤の顔料として、アントラキノン系顔料、ペリレン系顔料、ジケトピロロピロール系顔料単独又はそれらの少なくとも1種と、ジスアゾ系黄色顔料、イソインドリン系黄色顔料、キノフタロン系黄色顔料又はペリレン系赤色顔料、アントラキノン系赤色顔料、ジケトピロロピロール系赤色顔料と、の混合などを用いることができる。例えば、アントラキノン系顔料としては、C.I.ピグメント・レッド177が挙げられ、ペリレン系顔料としては、C.I.ピグメント・レッド155、C.I.ピグメント・レッド224が挙げられ、ジケトピロロピロール系顔料としては、C.I.ピグメント・レッド254が挙げられ、色再現性の点でC.I.ピグメント・イエロー83、C.I.ピグメント・イエロー139またはC.I.ピグメント・レッド177との混合が好ましい。また、赤色顔料と他顔料との質量比は、100:5〜100:80が好ましい。この範囲においては、400nmから500nmの光透過率を抑え、色純度の向上が図れ、且つ、十分な発色力が達成される。特に、上記質量比としては、100:10〜100:65の範囲が最適である。なお、赤色顔料同士の組み合わせの場合は、色度に併せて調整することができる。
-Preparation of pigment-(Color matching)
These organic pigments can be used alone or in various combinations in order to increase color purity. Specific examples of the above combinations are shown below. For example, as a red pigment, an anthraquinone pigment, a perylene pigment, a diketopyrrolopyrrole pigment alone or at least one of them, a disazo yellow pigment, an isoindoline yellow pigment, a quinophthalone yellow pigment, or a perylene red pigment , A mixture with an anthraquinone red pigment, a diketopyrrolopyrrole red pigment, or the like can be used. For example, as an anthraquinone pigment, C.I. I. Pigment Red 177, and perylene pigments include C.I. I. Pigment red 155, C.I. I. Pigment Red 224, and diketopyrrolopyrrole pigments include C.I. I. Pigment Red 254, and C.I. I. Pigment yellow 83, C.I. I. Pigment yellow 139 or C.I. I. Mixing with Pigment Red 177 is preferred. The mass ratio of the red pigment to the other pigment is preferably 100: 5 to 100: 80. In this range, the light transmittance from 400 nm to 500 nm can be suppressed, the color purity can be improved, and a sufficient coloring power can be achieved. Particularly, the mass ratio is optimally in the range of 100: 10 to 100: 65. In addition, in the case of the combination of red pigments, it can adjust according to chromaticity.
また、緑の顔料としては、ハロゲン化フタロシアニン系顔料を1種単独で又は、これとジスアゾ系黄色顔料、キノフタロン系黄色顔料、アゾメチン系黄色顔料若しくはイソインドリン系黄色顔料との混合を用いることができる。例えば、このような例としては、C.I.ピグメント・グリーン7、36、37とC.I.ピグメント・イエロー83、C.I.ピグメント・イエロー138、C.I.ピグメント・イエロー139、C.I.ピグメント・イエロー150、C.I.ピグメント・イエロー180又はC.I.ピグメント・イエロー185との混合が好ましい。緑顔料と黄色顔料との質量比は、100:5〜100:200が好ましい。質量比上記範囲において、400〜450nmの光透過率を抑えることができ、色純度の向上が図れ、且つ、主波長が長波長寄りになることがなく、摂家位置どおりのNTSC目標色相近傍の色相を得ることができる。上記質量比としては100:20〜100:150の範囲が特に好ましい。 Further, as the green pigment, one kind of halogenated phthalocyanine pigment can be used alone or a mixture thereof with a disazo yellow pigment, a quinophthalone yellow pigment, an azomethine yellow pigment or an isoindoline yellow pigment can be used. . For example, C.I. I. Pigment Green 7, 36, 37 and C.I. I. Pigment yellow 83, C.I. I. Pigment yellow 138, C.I. I. Pigment yellow 139, C.I. I. Pigment yellow 150, C.I. I. Pigment yellow 180 or C.I. I. Mixing with Pigment Yellow 185 is preferred. The mass ratio of the green pigment to the yellow pigment is preferably 100: 5 to 100: 200. In the above mass ratio range, the light transmittance of 400 to 450 nm can be suppressed, the color purity can be improved, the main wavelength does not become a long wavelength, and the hue in the vicinity of the NTSC target hue according to the home position. Can be obtained. The mass ratio is particularly preferably in the range of 100: 20 to 100: 150.
青の顔料としては、フタロシアニン系顔料を1種単独で、若しくはこれとジオキサジン系紫色顔料との混合を用いることができる。特に好適な例として、C.I.ピグメント・ブルー15:6とC.I.ピグメント・バイオレット23との混合を挙げることができる。
青色顔料と紫色顔料との質量比は、100:0〜100:100が好ましく、より好ましくは100:70以下である。
As the blue pigment, a single phthalocyanine pigment or a mixture of this and a dioxazine purple pigment can be used. As a particularly preferred example, C.I. I. Pigment blue 15: 6 and C.I. I. A mixture with pigment violet 23 can be mentioned.
The mass ratio of the blue pigment to the violet pigment is preferably 100: 0 to 100: 100, more preferably 100: 70 or less.
また、ブラックマトリックス用途に好適な顔料としては、カーボンブラック、グラファイト、チタンブラック、酸化鉄、酸化チタン単独又は混合を用いることができ、カーボンブラックとチタンブラックとの組合せが好ましい。
また、カーボンブラックとチタンブラックとの質量比は、100:0〜100:60の範囲が好ましい。100:61以上では、分散安定性が低下する場合がある。
Moreover, as a pigment suitable for black matrix use, carbon black, graphite, titanium black, iron oxide, titanium oxide alone or a mixture thereof can be used, and a combination of carbon black and titanium black is preferable.
The mass ratio of carbon black to titanium black is preferably in the range of 100: 0 to 100: 60. If it is 100: 61 or more, the dispersion stability may decrease.
−染料−
本発明において、色調を合わせるために、着色剤として、顔料とともに染料を使用することが可能である。
着色剤として使用可能な染料としては、特に制限はなく、従来カラーフィルタ用途として用いられている公知の染料を使用できる。例えば、特開昭64−90403号公報、特開昭64−91102号公報、特開平1−94301号公報、特開平6−11614号公報、特登2592207号、米国特許第4,808,501号明細書、米国特許第5,667,920号明細書、米国特許第5,059,500号明細書、特開平5−333207号公報、特開平6−35183号公報、特開平6−51115号公報、特開平6−194828号公報、特開平8−211599号公報、特開平4−249549号公報、特開平10−123316号公報、特開平11−302283号公報、特開平7−286107号公報、特開2001−4823号公報、特開平8−15522号公報、特開平8−29771号公報、特開平8−146215号公報、特開平11−343437号公報、特開平8−62416号公報、特開2002−14220号公報、特開2002−14221号公報、特開2002−14222号公報、特開2002−14223号公報、特開平8−302224号公報、特開平8−73758号公報、特開平8−179120号公報、特開平8−151531号公報等に記載の色素である。
化学構造としては、ピラゾールアゾ系、アニリノアゾ系、トリフェニルメタン系、アントラキノン系、アンスラピリドン系、ベンジリデン系、オキソノール系、ピラゾロトリアゾールアゾ系、ピリドンアゾ系、シアニン系、フェノチアジン系、ピロロピラゾールアゾメチン系、キサンテン系、フタロシアニン系、ペンゾピラン系、インジゴ系等の染料が使用できる。
-Dye-
In the present invention, it is possible to use a dye together with a pigment as a colorant in order to adjust the color tone.
There is no restriction | limiting in particular as dye which can be used as a coloring agent, The well-known dye conventionally used as a color filter use can be used. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 64-90403, Japanese Patent Application Laid-Open No. 64-91102, Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-94301, Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-11614, No. 2592207, US Pat. No. 4,808,501. Specification, US Pat. No. 5,667,920, US Pat. No. 5,059,500, JP-A-5-333207, JP-A-6-35183, JP-A-6-51115 JP-A-6-194828, JP-A-8-21599, JP-A-4-249549, JP-A-10-123316, JP-A-11-302283, JP-A-7-286107, JP 2001-4823, JP-A-8-15522, JP-A-8-29771, JP-A-8-146215, JP-A-11-3434. 7, JP-A-8-62416, JP-A-2002-14220, JP-A-2002-14221, JP-A-2002-14222, JP-A-2002-14223, JP-A-8-302224 JP-A-8-73758, JP-A-8-179120, JP-A-8-151531, and the like.
The chemical structure is pyrazole azo, anilino azo, triphenyl methane, anthraquinone, anthrapyridone, benzylidene, oxonol, pyrazolotriazole azo, pyridone azo, cyanine, phenothiazine, pyrrolopyrazole azomethine, A dye such as xanthene, phthalocyanine, benzopyran, or indigo can be used.
本発明における(A)顔料分散液中における(a−1)顔料の含有量としては、(A)顔料分散液中の全固形分(質量)に対して、5〜80質量%が好ましく、15〜70質量%がより好ましい。顔料の含有量が前記範囲内であると、色濃度が充分で優れた色特性を確保するのに有効である。 In the present invention, the content of the (a-1) pigment in the (A) pigment dispersion is preferably 5 to 80% by mass with respect to the total solid content (mass) in the (A) pigment dispersion. -70 mass% is more preferable. When the pigment content is within the above range, the color density is sufficient and it is effective to ensure excellent color characteristics.
<(a−3)酸価が2.9mmol/g〜7mmol/gのポリマー>
本発明の硬化性組成物においては、(A)顔料分散液中に、皮膜特性向上、現像性確保、分散性確保などの目的で、バインダーとして、酸価が2.9mmol/g〜7mmol/gのポリマーを使用することを要する。
この特定酸価ポリマーとしては、線状有機ポリマーを用いることが好ましい。このような「線状有機ポリマー」としては、酸価が前記特定の範囲内にあれば、公知のものを適宜選択して使用できる。本発明の着色重合性組成物により、特に薄膜で色特性の優れた着色性被膜を、高解像度で形成する場合には、所望の顔料濃度を確保しつつ、顔料分散性と非画像部のアルカリ現像性とを高水準に維持することが必要となる。
本発明においては、前述の(a−2)特定顔料誘導体における顔料母核構造が(a−1)顔料との相互作用性を発現し、且つ、(a−2)特定顔料誘導体におけるアミノ基が(a−3)酸価が2.9mmol/g〜7mmol/gのポリマーと相互作用を形成するために、(a−3)特定酸価ポリマーと(a−2)特定顔料誘導体を組み合わせることで、現像性を確保しつつ、分散安定性を維持できる。このように、本発明においては、(a−1)〜(a−3)成分を含有する(A)顔料分散液における分散安定性が優れるために、顔料等の種類によっては、所望により分散性向上の観点から併用されるその他の分散剤を添加しないか、或いは、極少量の添加によっても顔料の優れた分散性、分散安定性を確保することが可能となり、薄層着色膜の形成に特に有効である。
ここで、着色重合性組成物により形成される膜が「薄層」であるとは、膜厚が1.0μm以下であることを表し、特に0.8μm以下、更に0.55μm以下の薄膜を形成する際に、本発明の効果が顕著であるといえる。
<(A-3) Polymer having an acid value of 2.9 mmol / g to 7 mmol / g>
In the curable composition of the present invention, (A) In the pigment dispersion, an acid value of 2.9 mmol / g to 7 mmol / g is used as a binder for the purpose of improving film properties, ensuring developability, ensuring dispersibility, and the like. It is necessary to use the following polymer.
As the specific acid value polymer, a linear organic polymer is preferably used. As such a “linear organic polymer”, a known one can be appropriately selected and used as long as the acid value is within the specific range. When the colored polymerizable composition of the present invention is used to form a colored film having excellent color characteristics, particularly in a thin film, with high resolution, the pigment dispersibility and the alkali of the non-image area are ensured while ensuring a desired pigment concentration. It is necessary to maintain developability at a high level.
In the present invention, the pigment mother nucleus structure in the above-mentioned (a-2) specific pigment derivative expresses the interaction with (a-1) the pigment, and (a-2) the amino group in the specific pigment derivative has (A-3) In order to form an interaction with a polymer having an acid value of 2.9 mmol / g to 7 mmol / g, by combining (a-3) a specific acid value polymer and (a-2) a specific pigment derivative In addition, it is possible to maintain dispersion stability while ensuring developability. As described above, in the present invention, the dispersion stability in the (A) pigment dispersion containing the components (a-1) to (a-3) is excellent. From the viewpoint of improvement, it is possible to ensure the excellent dispersibility and dispersion stability of the pigment by adding no other dispersant used in combination or by adding a very small amount, particularly for the formation of a thin colored film. It is valid.
Here, that the film formed from the colored polymerizable composition is “thin layer” means that the film thickness is 1.0 μm or less, and in particular, a thin film of 0.8 μm or less, and further 0.55 μm or less. In forming, it can be said that the effect of the present invention is remarkable.
本発明において(a−3)特定酸価ポリマーが分子内に有することができる酸基としては、カルボキシル基、スルホ基、ホスホン酸基、フェノール基、スルフィン酸基、スルホンアミド基、αカルボニルエステル基、カルボン酸無水物基などが挙げられる。
分散安定性、現像性、また、ラジカル重合を抑制しないという観点から、カルボキシル基、スルホ基、ホスホン酸基、スルホンアミド基、αカルボニルエステル基、カルボン酸無水物基が好ましく、更に、合成適性などの製造面、コストを勘案するとカルボキシル基が最も好ましい。
In the present invention, (a-3) the acid group that the specific acid value polymer can have in the molecule includes a carboxyl group, a sulfo group, a phosphonic acid group, a phenol group, a sulfinic acid group, a sulfonamide group, and an α-carbonyl ester group. And carboxylic anhydride groups.
From the viewpoints of dispersion stability, developability, and suppression of radical polymerization, a carboxyl group, a sulfo group, a phosphonic acid group, a sulfonamide group, an α carbonyl ester group, and a carboxylic anhydride group are preferable, and further, synthesis suitability, etc. In view of production and cost, a carboxyl group is most preferable.
本発明では、ポリマー中に上記酸基がポリマー固形分中で酸価が2.9mmol/g〜7mmol/gとなる範囲で導入されていれば、ポリマー構造等はどのような形状でも使用可能である。酸価は、より好ましくは、3.1mmol/g〜6.0mmol/gの範囲である。
ポリマーの酸価の測定方法としては、ポリマーを有機溶媒、水混合溶液等に溶解させ、アルカリ溶液を加え、中和に要したアルカリ溶液量から酸価を求める方法等が挙げられ、本発明においては、この方法で測定した値を用いている。
In the present invention, the polymer structure and the like can be used in any shape as long as the acid group is introduced into the polymer in a range where the acid value is 2.9 mmol / g to 7 mmol / g in the solid content of the polymer. is there. The acid value is more preferably in the range of 3.1 mmol / g to 6.0 mmol / g.
Examples of the method for measuring the acid value of a polymer include a method in which a polymer is dissolved in an organic solvent, a water mixed solution, etc., an alkali solution is added, and an acid value is obtained from the amount of the alkali solution required for neutralization. The value measured by this method is used.
ポリマーの構造や骨格については、例えば、(メタ)アクリル構造や、スチリル構造、エチレン性二重結合をラジカルにより硬化させたラジカル重合ポリマーなどを用いることができ、また、特公平7−12004号、特公平7−120041号、特公平7−120042号、特公平8−12424号、特開昭63−287944号、特開昭63−287947号、特開平1−271741号、特願平10−116232号等に記載される酸基を含有するウレタン系バインダーポリマーや、特開2002−107918に記載される酸基と二重結合を側鎖に有するウレタン系バインダーポリマーなども好適である。
また、ポリイミド、ノボラック樹脂、クレゾール樹脂、セルロース、グルコース等の多糖ポリマーなども、酸価が上記範囲であれば、本発明に使用することができる。
As for the structure and skeleton of the polymer, for example, a (meth) acrylic structure, a styryl structure, a radical polymerization polymer obtained by curing an ethylenic double bond with a radical, and the like can be used. JP-B-7-120041, JP-B-7-120042, JP-B-8-12424, JP-A 63-287944, JP-A 63-287947, JP-A 1-271741, JP-A 10-116232 Also suitable are urethane-based binder polymers containing acid groups as described in No. etc., and urethane-based binder polymers having an acid group and a double bond in the side chain as described in JP-A No. 2002-107918.
Polysaccharide polymers such as polyimide, novolak resin, cresol resin, cellulose, and glucose can also be used in the present invention as long as the acid value is in the above range.
酸基の導入が容易である点、現像性、分散安定性向上の観点から、特定酸価ポリマーの構造としては、ウレタン系ポリマー、ラジカル重合ポリマーが好ましい。分子量制御、安定性の観点から最も好ましくはラジカル重合ポリマーである。
本発明でラジカル重合により得られるポリマーへ酸基を導入する方法としては、上述の酸基構造とエチレン性二重結合を有しているモノマーを共重合させる方法が挙げられ、この方法によれば、モノマーの仕込量で得られるポリマーの酸価を制御することができる。
また、その他の酸基の導入方法としては、水酸基、アミノ基など求核性のあるモノマーを重合させた後にコハク酸無水物等の環状酸無水物と反応させて酸基とする方法が挙げられ、このような方法により酸基を導入することも可能である。
As the structure of the specific acid value polymer, a urethane polymer or a radical polymerization polymer is preferable from the viewpoint of easy introduction of an acid group, development property, and improvement of dispersion stability. From the viewpoints of molecular weight control and stability, a radical polymerization polymer is most preferable.
Examples of the method for introducing an acid group into the polymer obtained by radical polymerization in the present invention include a method of copolymerizing the above-mentioned acid group structure and a monomer having an ethylenic double bond. The acid value of the polymer obtained can be controlled by the amount of monomer charged.
As another method for introducing an acid group, there is a method in which a nucleophilic monomer such as a hydroxyl group or an amino group is polymerized and then reacted with a cyclic acid anhydride such as succinic anhydride to form an acid group. It is also possible to introduce an acid group by such a method.
ラジカル重合により得られる酸価が2.9mmol/g〜7mmol/gのポリマーの合成に用いられる酸基或いは酸無水物を有する好ましいモノマーとしては、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、マレイン酸、フマル酸、4−カルボキシルスチレン、α−ヒドロキシメタクリル酸、2−アクリロイロキシエチルヘキサヒドロフタル酸、2−アクリロイロキシエチルコハク酸、2−アクリロイロキシエチルフタル酸、2−メタクリロイロキシエチルコハク酸、2−メタクリロイロキシエチルヘキサヒドロフタル酸、βカルボキシエチルアクリレート、ω−カルボキシーポリカプロラクトンモノアクリレート、無水マレイン酸、2−アクリロイルオキシエチルアシッドフォスフェート、2−アクリルアミド−2−メチル−1−プロパンスルホン酸等が挙げられる。 Preferred monomers having an acid group or acid anhydride used for the synthesis of a polymer having an acid value of 2.9 mmol / g to 7 mmol / g obtained by radical polymerization include acrylic acid, methacrylic acid, itaconic acid, crotonic acid, maleic acid. Acid, fumaric acid, 4-carboxylstyrene, α-hydroxymethacrylic acid, 2-acryloyloxyethyl hexahydrophthalic acid, 2-acryloyloxyethyl succinic acid, 2-acryloyloxyethyl phthalic acid, 2-methacryloyloxy Ethyl succinic acid, 2-methacryloyloxyethyl hexahydrophthalic acid, β-carboxyethyl acrylate, ω-carboxypolycaprolactone monoacrylate, maleic anhydride, 2-acryloyloxyethyl acid phosphate, 2-acrylamido-2-methyl- 1- Etc. Ropansuruhon acid, and the like.
上記の酸基を有するモノマーを必要に応じ、所望とする性能を発現させるために共重合することが可能である。このような酸基とエチレン性二重結合とを有する、(a−3)特定酸価ポリマーの合成に使用可能な、好ましい共重合成分を下記に示す。 It is possible to copolymerize the monomer having the acid group as necessary in order to develop a desired performance. Preferable copolymer components having such acid groups and ethylenic double bonds that can be used for the synthesis of (a-3) specific acid value polymer are shown below.
(1)2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシプロピルアクリレート、3−ヒドロキシプロピルアクリレート、4−ヒドロキシブチルアクリレート、2−ヒドロキシエチルメタクリレート、2−ヒドロキシプロピルメタクリレート、3−ヒドロキシプロピルメタクリレート、4−ヒドロキシブチルメタクリレート等の脂肪族水酸基を有するアクリル酸エステル類、及びメタクリル酸エステル類。
(2)アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸アミル、アクリル酸ヘキシル、アクリル酸2−エチルヘキシル、アクリル酸オクチル、アクリル酸ベンジル、アクリル酸−2−クロロエチル、グリシジルアクリレート、3,4−エポキシシクロヘキシルメチルアクリレート、ビニルアクリレート、2−フェニルビニルアクリレート、1−プロペニルアクリレート、アリルアクリレート、2−アリロキシエチルアクリレート、プロパルギルアクリレート等のアルキルアクリレート。
(1) 2-hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxypropyl acrylate, 3-hydroxypropyl acrylate, 4-hydroxybutyl acrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, 2-hydroxypropyl methacrylate, 3-hydroxypropyl methacrylate, 4-hydroxybutyl methacrylate Acrylic esters having an aliphatic hydroxyl group such as methacrylic esters.
(2) Methyl acrylate, ethyl acrylate, propyl acrylate, butyl acrylate, isobutyl acrylate, amyl acrylate, hexyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, octyl acrylate, benzyl acrylate, acrylic acid-2- Alkyl acrylates such as chloroethyl, glycidyl acrylate, 3,4-epoxycyclohexylmethyl acrylate, vinyl acrylate, 2-phenylvinyl acrylate, 1-propenyl acrylate, allyl acrylate, 2-allyloxyethyl acrylate, propargyl acrylate;
(3)メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸アミル、メタクリル酸ヘキシル、メタクリル酸2−エチルヘキシル、メタクリル酸シクロヘキシル、メタクリル酸ベンジル、メタクリル酸−2−クロロエチル、グリシジルメタクリレート、3,4−エポキシシクロヘキシルメチルメタクリレート、ビニルメタクリレート、2−フェニルビニルメタクリレート、1−プロペニルメタクリレート、アリルメタクリレート、2−アリロキシエチルメタクリレート、プロパルギルメタクリレート等のアルキルメタクリレート。
(4)アクリルアミド、メタクリルアミド、N−メチロールアクリルアミド、N−エチルアクリルアミド、N−ヘキシルメタクリルアミド、N−シクロヘキシルアクリルアミド、N−ヒドロキシエチルアクリルアミド、N−フェニルアクリルアミド、N−ニトロフェニルアクリルアミド、N−エチル−N−フェニルアクリルアミド、ビニルアクリルアミド、ビニルメタクリルアミド、N,N−ジアリルアクリルアミド、N,N−ジアリルメタクリルアミド、アリルアクリルアミド、アリルメタクリルアミド等のアクリルアミド若しくはメタクリルアミド。
(3) Methyl methacrylate, ethyl methacrylate, propyl methacrylate, butyl methacrylate, isobutyl methacrylate, amyl methacrylate, hexyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, cyclohexyl methacrylate, benzyl methacrylate, methacrylic acid-2- Alkyl methacrylates such as chloroethyl, glycidyl methacrylate, 3,4-epoxycyclohexylmethyl methacrylate, vinyl methacrylate, 2-phenylvinyl methacrylate, 1-propenyl methacrylate, allyl methacrylate, 2-allyloxyethyl methacrylate, and propargyl methacrylate.
(4) Acrylamide, methacrylamide, N-methylolacrylamide, N-ethylacrylamide, N-hexylmethacrylamide, N-cyclohexylacrylamide, N-hydroxyethylacrylamide, N-phenylacrylamide, N-nitrophenylacrylamide, N-ethyl- Acrylamide or methacrylamide such as N-phenylacrylamide, vinylacrylamide, vinylmethacrylamide, N, N-diallylacrylamide, N, N-diallylmethacrylamide, allylacrylamide, allylmethacrylamide.
(5)エチルビニルエーテル、2−クロロエチルビニルエーテル、ヒドロキシエチルビニルエーテル、プロピルビニルエーテル、ブチルビニルエーテル、オクチルビニルエーテル、フェニルビニルエーテル等のビニルエーテル類。
(6)ビニルアセテート、ビニルクロロアセテート、ビニルブチレート、安息香酸ビニル等のビニルエステル類。
(7)スチレン、α−メチルスチレン、メチルスチレン、クロロメチルスチレン、p−アセトキシスチレン等のスチレン類。
(8)メチルビニルケトン、エチルビニルケトン、プロピルビニルケトン、フェニルビニルケトン等のビニルケトン類。
(9)エチレン、プロピレン、イソブチレン、ブタジエン、イソプレン等のオレフィン類。
(5) Vinyl ethers such as ethyl vinyl ether, 2-chloroethyl vinyl ether, hydroxyethyl vinyl ether, propyl vinyl ether, butyl vinyl ether, octyl vinyl ether, and phenyl vinyl ether.
(6) Vinyl esters such as vinyl acetate, vinyl chloroacetate, vinyl butyrate and vinyl benzoate.
(7) Styrenes such as styrene, α-methylstyrene, methylstyrene, chloromethylstyrene, and p-acetoxystyrene.
(8) Vinyl ketones such as methyl vinyl ketone, ethyl vinyl ketone, propyl vinyl ketone, and phenyl vinyl ketone.
(9) Olefins such as ethylene, propylene, isobutylene, butadiene, and isoprene.
(10)N−ビニルピロリドン、アクリロニトリル、メタクリロニトリル等。
(11)マレイミド、N−アクリロイルアクリルアミド、N−アセチルメタクリルアミド、N−プロピオニルメタクリルアミド、N−(p−クロロベンゾイル)メタクリルアミド等の不飽和イミド。
(12)α位にヘテロ原子が結合したメタクリル酸系モノマー。例えば、特願2001−115595号明細書、特願2001−115598号明細書等に記載されている化合物を挙げる事ができる。
(13)末端に重合性基を有するマクロモノマー、例えば東亜合成社製のメチルメタクリレートをセグメントとするAA−6、スチレンをセグメントとするAS−6、ブチルメタクリレートをセグメントとするAB−6、スチレンーアクリロニトリルをセグメントとするAN−6等が挙げられる。
(10) N-vinylpyrrolidone, acrylonitrile, methacrylonitrile and the like.
(11) Unsaturated imides such as maleimide, N-acryloylacrylamide, N-acetylmethacrylamide, N-propionylmethacrylamide, N- (p-chlorobenzoyl) methacrylamide.
(12) A methacrylic acid monomer having a hetero atom bonded to the α-position. For example, compounds described in Japanese Patent Application No. 2001-115595, Japanese Patent Application No. 2001-115598, and the like can be mentioned.
(13) Macromonomer having a polymerizable group at the terminal, for example, AA-6 having methyl methacrylate as a segment, manufactured by Toa Gosei Co., Ltd., AS-6 having styrene as a segment, AB-6 having butyl methacrylate as a segment, styrene AN-6 etc. which make acrylonitrile a segment are mentioned.
これらの中で、側鎖にアリル基やビニルエステル基とカルボキシル基を有する(メタ)アクリル樹脂及び特開2000−187322号公報、特開2002−62698号公報に記載されている側鎖に二重結合を有するアルカリ可溶性樹脂や、特開2001−242612号公報に記載されている側鎖にアミド基を有するアルカリ可溶性樹脂が膜形成性、感度、現像性のバランスに優れており、好適である。 Among these, a (meth) acrylic resin having an allyl group, a vinyl ester group, and a carboxyl group in the side chain and a side chain described in JP-A Nos. 2000-187322 and 2002-62698 are doubled. An alkali-soluble resin having a bond and an alkali-soluble resin having an amide group in the side chain described in JP-A-2001-242612 are preferable because they have an excellent balance of film-forming property, sensitivity, and developability.
また、特公平7−12004号、特公平7−120041号、特公平7−120042号、特公平8−12424号、特開昭63−287944号、特開昭63−287947号、特開平1−271741号、特願平10−116232号等に記載される酸基を含有するウレタン系バインダーポリマーや、特開2002−107918に記載される酸基と二重結合を側鎖に有するウレタン系バインダーポリマーは、感度に優れ好適に使用することができる。 In addition, Japanese Patent Publication No. 7-2004, Japanese Patent Publication No. 7-120041, Japanese Patent Publication No. 7-120042, Japanese Patent Publication No. 8-12424, Japanese Patent Laid-Open No. 63-287944, Japanese Patent Laid-Open No. 63-287947, Japanese Patent Laid-Open No. Urethane binder polymers containing acid groups as described in JP 271741 and Japanese Patent Application No. 10-116232, and urethane binder polymers having acid groups and double bonds in side chains as described in JP-A No. 2002-107918 Is excellent in sensitivity and can be preferably used.
また、欧州特許993966、欧州特許1204000、特開2001−318463等に記載の酸基を有するアセタール変性ポリビニルアルコール系バインダーポリマーは、膜強度、現像性のバランスに優れており、好適である。
さらにこの他に水溶性線状有機ポリマーとして、ポリビニルピロリドンやポリエチレンオキサイド等が有用である。また硬化皮膜の強度を上げるためにアルコール可溶性ナイロンや2,2−ビス−(4−ヒドロキシフェニル)−プロパンとエピクロロヒドリンのポリエーテル等も有用である。
In addition, the acetal-modified polyvinyl alcohol-based binder polymer having an acid group described in European Patent 993966, European Patent 1204000, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-318463, and the like is preferable because of its excellent balance of film strength and developability.
In addition, polyvinyl pyrrolidone, polyethylene oxide, and the like are useful as the water-soluble linear organic polymer. In order to increase the strength of the cured film, alcohol-soluble nylon, polyether of 2,2-bis- (4-hydroxyphenyl) -propane and epichlorohydrin, and the like are also useful.
本発明で使用しうるバインダーポリマーの重量平均分子量としては、好ましくは2,500以上であり、さらに好ましくは3,000〜20万の範囲であり、数平均分子量については好ましくは1、000以上であり、さらに好ましくは2、000〜15万の範囲である。多分散度(重量平均分子量/数平均分子量)は1以上が好ましく、さらに好ましくは1.1〜10の範囲である。
これらのバインダーポリマーは、ランダムポリマー、ブロックポリマー、グラフトポリマー等いずれでもよいが、特に本発明で分散安定性の観点から、マクロモノマーを共重合したグラフトポリマーが好適に用いることができる。
The weight average molecular weight of the binder polymer that can be used in the present invention is preferably 2,500 or more, more preferably 3,000 to 200,000, and the number average molecular weight is preferably 1,000 or more. Yes, more preferably in the range of 2,000-150,000. The polydispersity (weight average molecular weight / number average molecular weight) is preferably 1 or more, and more preferably 1.1 to 10.
These binder polymers may be any of random polymers, block polymers, graft polymers, and the like. In particular, from the viewpoint of dispersion stability in the present invention, a graft polymer obtained by copolymerizing a macromonomer can be preferably used.
本発明で用いうるバインダーポリマーは、従来公知の方法により合成できる。合成する際に用いられる溶媒としては、例えば、テトラヒドロフラン、エチレンジクロリド、シクロヘキサノン、メチルエチルケトン、アセトン、メタノール、エタノール、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、2−メトキシエチルアセテート、ジエチレングリコールジメチルエーテル、1−メトキシ−2−プロパノール、1−メトキシ−2−プロピルアセテート、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、トルエン、酢酸エチル、乳酸メチル、乳酸エチル、ジメチルスルホキシド、水等が挙げられる。これらの溶媒は単独で又は2種以上混合して用いられる。
本発明において用いうるバインダーポリマーを合成する際に用いられるラジカル重合開始剤としては、アゾ系開始剤、過酸化物開始剤等公知の化合物が挙げられる。
The binder polymer that can be used in the present invention can be synthesized by a conventionally known method. Solvents used in the synthesis include, for example, tetrahydrofuran, ethylene dichloride, cyclohexanone, methyl ethyl ketone, acetone, methanol, ethanol, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, 2-methoxyethyl acetate, diethylene glycol dimethyl ether, 1-methoxy. Examples include 2-propanol, 1-methoxy-2-propyl acetate, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, toluene, ethyl acetate, methyl lactate, ethyl lactate, dimethyl sulfoxide, and water. These solvents are used alone or in combination of two or more.
Examples of the radical polymerization initiator used in synthesizing the binder polymer that can be used in the present invention include known compounds such as an azo initiator and a peroxide initiator.
(a−3)特定酸価ポリマーは、バインダーポリマーとしての機能を有するものであり、(A)顔料分散液を調製する際(a−1)顔料とともに添加し分散するが、含有量は、(A)顔料分散液の固形分中、2重量%〜70重量%であり、より好ましくは4重量%〜50重量%、最も好ましくは5重量%〜40重量%である。 (A-3) The specific acid value polymer has a function as a binder polymer, and (A) when preparing a pigment dispersion, (a-1) is added and dispersed together with the pigment. A) It is 2 to 70% by weight, more preferably 4 to 50% by weight, and most preferably 5 to 40% by weight in the solid content of the pigment dispersion.
本発明において(A)顔料分散液を調製するに際しては、前記(a−1)〜(a−3)の必須成分の他、種々の化合物を添加することができる。以下、(A)顔料分散液の調製に有用な任意成分について説明する。
このような成分として、例えば、(a−3)特定酸価ポリマー以外のバインダーポリマーや公知の分散剤などが挙げられる。
任意成分としてのバインダーポリマーは、重合性組成物調製時に、全固形分中、好ましくは0重量%〜50重量%、より好ましくは2重量%〜30重量%の範囲で添加することができる。
In preparing the (A) pigment dispersion in the present invention, various compounds can be added in addition to the essential components (a-1) to (a-3). Hereinafter, (A) Optional components useful for preparing the pigment dispersion will be described.
Examples of such components include (a-3) binder polymers other than the specific acid value polymer, known dispersants, and the like.
The binder polymer as an optional component can be added in the range of 0 wt% to 50 wt%, more preferably 2 wt% to 30 wt% in the total solid content during preparation of the polymerizable composition.
−分散剤−
本発明における(A)顔料分散液は、(a−3)特定酸価ポリマーに加え、公知の分散剤を含有するこができる。分散剤の添加により、顔料の分散性を一層向上させることができる。
分散剤としては、例えば、公知の顔料分散剤や界面活性剤を適宜選択して用いることができる。
-Dispersant-
The (A) pigment dispersion in the present invention may contain a known dispersant in addition to the (a-3) specific acid value polymer. By adding a dispersant, the dispersibility of the pigment can be further improved.
As the dispersant, for example, a known pigment dispersant or surfactant can be appropriately selected and used.
具体的には、多くの種類の化合物を使用可能であり、例えば、オルガノシロキサンポリマーKP341(信越化学工業(株)製)、(メタ)アクリル酸系(共)重合体ポリフローNo.75、No.90、No.95(共栄社化学工業(株)製)、W001(裕商(株)社製)等のカチオン系界面活性剤;ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリエチレングリコールジラウレート、ポリエチレングリコールジステアレート、ソルビタン脂肪酸エステル等のノニオン系界面活性剤;W004、W005、W017(裕商(株)社製)等のアニオン系界面活性剤;EFKA−46、EFKA−47、EFKA−47EA、EFKAポリマー100、EFKAポリマー400、EFKAポリマー401、EFKAポリマー450(いずれもチバ・スペシャルテイケミカル社製)、ディスパースエイド6、ディスパースエイド8、ディスパースエイド15、ディスパースエイド9100(いずれもサンノプコ社製)等の高分子分散剤;ソルスパース3000、5000、9000、12000、13240、13940、17000、24000、26000、28000などの各種ソルスパース分散剤(日本ルーブリゾール(株)社製);アデカプルロニックL31、F38、L42、L44、L61、L64、F68、L72、P95、F77、P84、F87、P94、L101、P103、F108、L121、P−123(旭電化(株)製)及びイソネットS−20(三洋化成(株)製)、Disperbyk 101、103、106、108、109、111、112、116、130、140、142、162、163、164、166、167、170、171、174、176、180、182、2000、2001、2050、2150(ビックケミー(株)社製)が挙げられる。その他、アクリル系共重合体など、分子末端もしくは側鎖に極性基を有するオリゴマーもしくはポリマーが挙げられる。 Specifically, many types of compounds can be used. For example, organosiloxane polymer KP341 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), (meth) acrylic acid (co) polymer polyflow No. 75, no. 90, no. Cationic surfactants such as 95 (manufactured by Kyoeisha Chemical Industry Co., Ltd.) and W001 (manufactured by Yusho Co., Ltd.); polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene stearyl ether, polyoxyethylene oleyl ether, polyoxyethylene Nonionic surfactants such as octyl phenyl ether, polyoxyethylene nonyl phenyl ether, polyethylene glycol dilaurate, polyethylene glycol distearate, and sorbitan fatty acid ester; anionic systems such as W004, W005, and W017 (manufactured by Yusho Co., Ltd.) Surfactant: EFKA-46, EFKA-47, EFKA-47EA, EFKA polymer 100, EFKA polymer 400, EFKA polymer 401, EFKA polymer 450 (all manufactured by Ciba Specialty Chemicals) Polymer dispersants such as Disperse Aid 6, Disperse Aid 8, Disperse Aid 15, Disperse Aid 9100 (all manufactured by San Nopco); Solsperse 3000, 5000, 9000, 12000, 13240, 13940, 17000, 24000, 26000, 28000 and other Solsperse dispersants (manufactured by Nippon Lubrizol Corporation); Adeka Pluronic L31, F38, L42, L44, L61, L64, F68, L72, P95, F77, P84, F87, P94, L101, P103, F108, L121, P-123 (Asahi Denka Co., Ltd.) and Isonet S-20 (Sanyo Kasei Co., Ltd.), Disperbyk 101, 103, 106, 108, 109, 111, 112, 116, 130, 140, 142, 162, 163, 164, 166, 167, 170, 171, 174, 176, 180, 182, 2000, 2001, 2050, 2150 (manufactured by Big Chemie). In addition, an oligomer or polymer having a polar group at the molecular end or side chain, such as an acrylic copolymer.
任意成分としての公知の分散剤の顔料分散液中における含有量としては、既述の(a−1)顔料100質量部に対して、0〜100質量部、好ましくは3〜70質量部である。 As content in the pigment dispersion liquid of the well-known dispersing agent as an arbitrary component, it is 0-100 mass parts with respect to 100 mass parts of above-mentioned (a-1) pigments, Preferably it is 3-70 mass parts. .
−顔料誘導体−
本発明における(A)顔料分散液には、必要に応じて、前記本発明に係る(a−2)特定顔料誘導体以外の、他の顔料誘導体を添加することができる。
他の顔料誘導体を用いることで、分散剤と親和性のある部分、あるいは極性基を導入した顔料誘導体を顔料表面に吸着させて分散剤の吸着点として用いうるため、顔料を微細な粒子として光硬化性組成物中に分散させ、その再凝集を防止することができ、コントラストが高く、透明性に優れたカラーフィルタを構成するのに有効である。
-Pigment derivative-
Other pigment derivatives other than the (a-2) specific pigment derivative according to the present invention can be added to the (A) pigment dispersion in the present invention, if necessary.
By using other pigment derivatives, the pigment derivative can be used as the adsorption point of the dispersant by adsorbing the pigment derivative with a portion having affinity with the dispersant or a polar group to the pigment surface. It can be dispersed in a curable composition to prevent re-aggregation, and is effective in constituting a color filter having high contrast and excellent transparency.
他の顔料誘導体としては、有機顔料を母体骨格として有する公知を適宜用いることができ、該有機顔料としては、具体的には、キナクリドン系顔料、フタロシアニン系顔料、アゾ系顔料、キノフタロン系顔料、イソインドリン系顔料、イソインドリノン系顔料、キノリン顔料、ジケトピロロピロール顔料、ベンゾイミダゾロン顔料等が挙げられる。一般に、色素と呼ばれていないナフタレン系、アントラキノン系、トリアジン系、キノリン系等の淡黄色の芳香族多環化合物も含まれる。色素誘導体としては、特開平11−49974号公報、特開平11−189732号公報、特開平10−245501号公報、特開2006−265528号公報、特開平8−295810号公報、特開平11−199796号公報、特開2005−234478号公報、特開2003−240938号公報、特開2001−356210号公報等に記載されているものを使用できる。 As other pigment derivatives, known compounds having an organic pigment as a base skeleton can be appropriately used. Specific examples of the organic pigment include quinacridone pigments, phthalocyanine pigments, azo pigments, quinophthalone pigments, Indoline pigments, isoindolinone pigments, quinoline pigments, diketopyrrolopyrrole pigments, benzoimidazolone pigments and the like can be mentioned. In general, light yellow aromatic polycyclic compounds such as naphthalene series, anthraquinone series, triazine series and quinoline series which are not called pigments are also included. Examples of the dye derivative include JP-A-11-49974, JP-A-11-189732, JP-A-10-245501, JP-A-2006-265528, JP-A-8-295810, and JP-A-11-199796. JP, 2005-234478, JP 2003-240938, JP 2001-356210, etc. can be used.
本発明おける他の顔料誘導体の顔料分散液中における含有量としては、顔料100質量部に対して、0〜30質量部が好ましく、3〜20質量部がより好ましい。該含有量が前記範囲内であると、粘度を低く抑えながら、分散を良好に行なえると共に分散後の分散安定性を向上させることができ、透過率が高く優れた色特性が得られ、カラーフィルタを作製するときには良好な色特性を有する高コントラストに構成することができる。 As content in the pigment dispersion liquid of the other pigment derivative in this invention, 0-30 mass parts is preferable with respect to 100 mass parts of pigments, and 3-20 mass parts is more preferable. When the content is within the above range, while maintaining the viscosity low, the dispersion can be performed well and the dispersion stability after the dispersion can be improved, and the color characteristics with high transmittance can be obtained. When producing a filter, it can be configured to have high contrast with good color characteristics.
<(A)顔料分散液の調製>
前記(a−1)〜(a−3)及び任意成分を含む顔料分散液を調製する方法としては、例えば、(a−1)顔料と(a−3)特定酸価ポリマーを予め混合して、ホモジナイザー等で分散しておいたものを、ジルコニアビーズ等を用いたビーズ分散機(例えばGETZMANN社製のディスパーマット)等を用いて微分散させることによって行なえる。分散時間としては、3〜6時間程度が好適である。(a−2)特定顔料誘導体の添加は、顔料分散液形成する為のどの工程でも添加可能であるが、微細化工程及び/或いは微分散時に添加することが好ましい。
<Preparation of (A) Pigment Dispersion>
As a method for preparing a pigment dispersion containing the above (a-1) to (a-3) and an optional component, for example, (a-1) a pigment and (a-3) a specific acid value polymer are mixed in advance. In addition, the particles dispersed with a homogenizer or the like can be finely dispersed using a bead disperser using zirconia beads or the like (for example, a disperse mat manufactured by GETZMANN). The dispersion time is preferably about 3 to 6 hours. (A-2) The specific pigment derivative can be added at any step for forming a pigment dispersion, but is preferably added at the time of the finer step and / or fine dispersion.
このようにして調製された(A)顔料分散液を用い、後述する(B)重合開始剤、(C)重合性化合物を、及び、その他の成分を配合することで本発明の着色重合性組成物を得る。
本発明の着色重合性組成物に含まれる(A)顔料分散液の量としては、5〜90質量%の範囲であることが好ましく、25〜85質量%の範囲であることがより好ましい。
また、(A)顔料分散液を上記配合量で含むことで、本発明の着色重合性組成物に含まれる(a−1)顔料の量は、好ましくは固形分中25〜65質量%の範囲となり、薄層でも十分な色相を有する着色領域を形成しうる。
The colored polymerizable composition of the present invention is prepared by blending (B) a polymerization initiator, (C) a polymerizable compound, and other components, which will be described later, using the thus prepared (A) pigment dispersion. Get things.
The amount of the (A) pigment dispersion contained in the colored polymerizable composition of the present invention is preferably in the range of 5 to 90% by mass, and more preferably in the range of 25 to 85% by mass.
Moreover, the amount of the (a-1) pigment contained in the colored polymerizable composition of the present invention is preferably in the range of 25 to 65% by mass in the solid content by including (A) the pigment dispersion in the above-mentioned blending amount. Therefore, even a thin layer can form a colored region having a sufficient hue.
<(B)重合開始剤>
本発明の着色重合性組成物に用いられる重合開始剤としては、放射線や光照射、加熱などのエネルギー付与により分解して開始種を発生しうるものであれば、特に制限はないが、公知の光重合開始剤などが好ましく挙げられる。
光重合開始剤としては、例えば、特開平57−6096号公報に記載のハロメチルオキサジアゾール、特公昭59−1281号公報、特開昭53−133428号公報等に記載のハロメチル−s−トリアジン等活性ハロゲン化合物、米国特許第4318791号、欧州特許出願公開第88050号の各明細書に記載のケタール、アセタール、又はベンゾインアルキルエーテル類等の芳香族カルボニル化合物、米国特許第4199420号明細書に記載のベンゾフェノン類等の芳香族ケトン化合物、仏国特許発明第2456741号明細書に記載の(チオ)キサントン系又はアクリジン系化合物、特開平10−62986号公報に記載のクマリン系又はロフィンダイマー類を含むビイミダゾール系の化合物、特開平8−015521号公報等のスルホニウム有機硼素錯体等、等を挙げることができる。
<(B) Polymerization initiator>
The polymerization initiator used in the colored polymerizable composition of the present invention is not particularly limited as long as it can be decomposed by application of energy such as radiation, light irradiation, and heating to generate an initial species, but is not limited. Preferable examples include a photopolymerization initiator.
Examples of the photopolymerization initiator include halomethyl oxadiazole described in JP-A-57-6096, halomethyl-s-triazine described in JP-B-59-1281, JP-A-53-133428, and the like. Isoactive halogen compounds, aromatic carbonyl compounds such as ketals, acetals, or benzoin alkyl ethers described in US Pat. No. 4,318,791 and European Patent Application No. 88050, described in US Pat. No. 4,199,420 Aromatic ketone compounds such as benzophenones, (thio) xanthone-based or acridine-based compounds described in French Patent No. 2456741, and coumarin-based or lophine dimers described in JP-A-10-62986 Biimidazole compounds, such as JP-A-8-015521 Sulfonium organic boron complex, etc., etc. can be mentioned.
光重合開始剤としては、(1)アセトフェノン系、(2)ケタール系、(3)ベンゾフェノン系、(4)ベンゾイン系・ベンゾイル系、(5)キサントン系、(6)活性ハロゲン化合物〔(6−1)トリアジン系、(6−2)ハロメチルオキサジアゾール系、(6−3)クマリン類系〕、(7)アクリジン類系、(8)ビイミダゾール系、(9)オキシムエステル系等の重合開始剤が好ましい。 Photopolymerization initiators include (1) acetophenone series, (2) ketal series, (3) benzophenone series, (4) benzoin series / benzoyl series, (5) xanthone series, (6) active halogen compounds [(6- 1) polymerization of triazine series, (6-2) halomethyloxadiazole series, (6-3) coumarin series], (7) acridine series, (8) biimidazole series, (9) oxime ester series, etc. Initiators are preferred.
(1)アセトフェノン系光重合開始剤としては、例えば、2,2−ジエトキシアセトフェノン、p−ジメチルアミノアセトフェノン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニル−プロパン−1−オン、p−ジメチルアミノアセトフェノン、4’−イソプロピル−2−ヒドロキシ−2−メチル−プロピオフェノン、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−モルフォリノフェニル)−ブタノン−1、2−トリル−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、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などを好適に挙げることができる。 (1) As the acetophenone photopolymerization initiator, for example, 2,2-diethoxyacetophenone, p-dimethylaminoacetophenone, 2-hydroxy-2-methyl-1-phenyl-propan-1-one, p-dimethylamino Acetophenone, 4′-isopropyl-2-hydroxy-2-methyl-propiophenone, 1-hydroxy-cyclohexyl-phenyl-ketone, 2-benzyl-2-dimethylamino-1- (4-morpholinophenyl) -butanone 1,2-tolyl-2-dimethylamino-1- (4-morpholinophenyl) -butanone-1, 2-methyl-1- [4- (methylthio) phenyl] -2-morpholinopropanone-1, etc. are preferred Can be listed.
(2)ケタール系光重合開始剤としては、例えば、ベンジルジメチルケタール、ベンジル−β−メトキシエチルアセタールなどを好適に挙げることができる。 (2) Preferred examples of the ketal photopolymerization initiator include benzyldimethyl ketal and benzyl-β-methoxyethyl acetal.
(3)ベンゾフェノン系光重合開始剤としては、例えば、ベンゾフェノン、4,4’−(ビスジメチルアミノ)ベンゾフェノン、4,4’−(ビスジエチルアミノ)ベンゾフェノン、4,4’−ジクロロベンゾフェノン、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−モルフォリノフェニル)−ブタノン−1、2−トリル−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、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等を好適に挙げることができる。 (3) Examples of the benzophenone photopolymerization initiator include benzophenone, 4,4 ′-(bisdimethylamino) benzophenone, 4,4 ′-(bisdiethylamino) benzophenone, 4,4′-dichlorobenzophenone, and 1-hydroxy. -Cyclohexyl-phenyl-ketone, 2-benzyl-2-dimethylamino-1- (4-morpholinophenyl) -butanone-1, 2-tolyl-2-dimethylamino-1- (4-morpholinophenyl) -butanone -1,2-methyl-1- [4- (methylthio) phenyl] -2-morpholinopropanone-1 and the like can be preferably exemplified.
(4)ベンゾイン系又はベンゾイル系光重合開始剤としては、例えば、ベンゾインイソプロピルエーテル、ゼンゾインイソブチルエーテル、ベンゾインメチルエーテル、メチルo−ベンゾイルベゾエート等を好適に挙げることができる。 (4) Preferred examples of the benzoin-based or benzoyl-based photopolymerization initiator include benzoin isopropyl ether, zenzoin isobutyl ether, benzoin methyl ether, methyl o-benzoyl bezoate, and the like.
(5)キサントン系光重合開始剤としては、例えば、ジエチルチオキサントン、ジイソプロピルチオキサントン、モノイソプロピルチオキサントン、クロロチオキサントン、等を好適に挙げることができる。 (5) Preferred examples of the xanthone photopolymerization initiator include diethylthioxanthone, diisopropylthioxanthone, monoisopropylthioxanthone, chlorothioxanthone, and the like.
(6)活性ハロゲン化合物である(6−1)トリアジン系光重合開始剤としては、例えば、2,4−ビス(トリクロロメチル)−6−p−メトキシフェニル−s−トリアジン、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、2,4−ビス(トリクロロメチル)−6−ビフェニル−s−トリアジン、2,4−ビス(トリクロロメチル)−6−(p−メチルビフェニル)−s−トリアジン、p−ヒドロキシエトキシスチリル−2,6−ジ(トリクロロメチル)−s−トリアジン、メトキシスチリル−2,6−ジ(トリクロロメチル−s−トリアジン、3,4−ジメトキシスチリル−2,6−ジ(トリクロロメチル)−s−トリアジン、4−ベンズオキソラン−2,6−ジ(トリクロロメチル)−s−トリアジン、4−(o−ブロモ−p−N,N−(ジエトキシカルボニルアミノ)−フェニル)−2,6−ジ(クロロメチル)−s−トリアジン、4−(p−N,N−(ジエトキシカルボニルアミノ)−フェニル)−2,6−ジ(クロロメチル)−s−トリアジン等を好適に挙げることができる。 (6) Examples of (6-1) triazine photopolymerization initiators that are active halogen compounds include 2,4-bis (trichloromethyl) -6-p-methoxyphenyl-s-triazine, 2,4-bis. (Trichloromethyl) -6-p-methoxystyryl-s-triazine, 2,4-bis (trichloromethyl) -6- (1-p-dimethylaminophenyl) -1,3-butadienyl-s-triazine, 2, 4-bis (trichloromethyl) -6-biphenyl-s-triazine, 2,4-bis (trichloromethyl) -6- (p-methylbiphenyl) -s-triazine, p-hydroxyethoxystyryl-2,6-di (Trichloromethyl) -s-triazine, methoxystyryl-2,6-di (trichloromethyl-s-triazine, 3,4-dimethoxystyryl-2 6-di (trichloromethyl) -s-triazine, 4-benzoxolane-2,6-di (trichloromethyl) -s-triazine, 4- (o-bromo-pN, N- (diethoxycarbonylamino) ) -Phenyl) -2,6-di (chloromethyl) -s-triazine, 4- (pN, N- (diethoxycarbonylamino) -phenyl) -2,6-di (chloromethyl) -s- A triazine etc. can be mentioned suitably.
(6−2)ハロメチルオキサジアゾール系光重合開始剤としては、例えば、2−トリクロロメチル−5−スチリル−1,3,4−オキソジアゾール、2−トリクロロメチル−5−(シアノスチリル)−1,3,4−オキソジアゾール、2−トリクロロメチル−5−(ナフト−1−イル)−1,3,4−オキソジアゾール、2−トリクロロメチル−5−(4−スチリル)スチリル−1,3,4−オキソジアゾール等を好適に挙げることができる。
(6−3)クマリン類系光重合開始剤としては、例えば、3−メチル−5−アミノ−((s−トリアジン−2−イル)アミノ)−3−フェニルクマリン、3−クロロ−5−ジエチルアミノ−((s−トリアジン−2−イル)アミノ)−3−フェニルクマリン、3−ブチル−5−ジメチルアミノ−((s−トリアジン−2−イル)アミノ)−3−フェニルクマリン等を好適に挙げることができる。
(6-2) Examples of the halomethyloxadiazole photopolymerization initiator include 2-trichloromethyl-5-styryl-1,3,4-oxodiazole, 2-trichloromethyl-5- (cyanostyryl). -1,3,4-oxodiazole, 2-trichloromethyl-5- (naphth-1-yl) -1,3,4-oxodiazole, 2-trichloromethyl-5- (4-styryl) styryl- Preferable examples include 1,3,4-oxodiazole.
Examples of (6-3) coumarin-based photopolymerization initiators include 3-methyl-5-amino-((s-triazin-2-yl) amino) -3-phenylcoumarin and 3-chloro-5-diethylamino. Preferred examples include-((s-triazin-2-yl) amino) -3-phenylcoumarin, 3-butyl-5-dimethylamino-((s-triazin-2-yl) amino) -3-phenylcoumarin, and the like. be able to.
(7)アクリジン系光重合開始剤としては、例えば、9−フェニルアクリジン、1,7−ビス(9−アクリジニル)ヘプタン等を好適に挙げることができる。 (7) Preferred examples of the acridine photopolymerization initiator include 9-phenylacridine, 1,7-bis (9-acridinyl) heptane, and the like.
(8)ビイミダゾール系光重合開始剤としては、ロフィンダイマーとして知られる例えば、2−(o−クロロフェニル)−4,5−ジフェニルイミダゾリル二量体、2−(o−メトキシフェニル)−4,5−ジフェニルイミダゾリル二量体、2−(2,4−ジメトキシフェニル)−4,5−ジフェニルイミダゾリル二量体や、2−メルカプトベンズイミダゾール、2,2’−ベンゾチアゾリルジサルファイド等を好適に挙げることができる。 (8) Examples of biimidazole photopolymerization initiators known as lophine dimers include 2- (o-chlorophenyl) -4,5-diphenylimidazolyl dimer, 2- (o-methoxyphenyl) -4,5. Preferred examples include -diphenylimidazolyl dimer, 2- (2,4-dimethoxyphenyl) -4,5-diphenylimidazolyl dimer, 2-mercaptobenzimidazole, 2,2'-benzothiazolyl disulfide and the like. be able to.
上記以外に、1−フェニル−1,2−プロパンジオン−2−(o−エトキシカルボニル)オキシム、o−ベンゾイル−4’−(ベンズメルカプト)ベンゾイル−ヘキシル−ケトキシム、2,4,6−トリメチルフェニルカルボニル−ジフェニルフォスフォニルオキサイド、ヘキサフルオロフォスフォロ−トリアルキルフェニルホスホニウム塩等が挙げられる。 In addition to the above, 1-phenyl-1,2-propanedione-2- (o-ethoxycarbonyl) oxime, o-benzoyl-4 ′-(benzmercapto) benzoyl-hexyl-ketoxime, 2,4,6-trimethylphenyl Examples thereof include carbonyl-diphenyl phosphonyl oxide and hexafluorophospho-trialkylphenyl phosphonium salt.
本発明では、以上の光重合開始剤に限定されるものではなく、他の公知のものも使用することができる。例えば、米国特許第2,367,660号明細書に記載のビシナールポリケトルアルドニル化合物、米国特許第2,367,661号及び第2,367,670号明細書に記載のα−カルボニル化合物、米国特許第2,448,828号明細書に記載のアシロインエーテル、米国特許第2,722,512号明細書に記載のα−炭化水素で置換された芳香族アシロイン化合物、米国特許第3,046,127号及び第2,951,758号明細書に記載の多核キノン化合物、米国特許第3,549,367号明細書に記載のトリアリルイミダゾールダイマー/p−アミノフェニルケトンの組合せ、特公昭51−48516号公報に記載のベンゾチアゾール系化合物/トリハロメチール−s−トリアジン系化合物、J.C.S.Perkin II(1979)1653−1660、J.C.S.PerkinII(1979)156−162、Journal of Photopolymer Science and Technology(1995)202−232、特開2000−66385記載のオキシムエステル化合物等が挙げられる。
また、これらの光重合開始剤を併用することもできる。
In this invention, it is not limited to the above photoinitiator, Other well-known things can also be used. For example, vicinal polykettle aldonyl compounds described in US Pat. No. 2,367,660, and α-carbonyl compounds described in US Pat. Nos. 2,367,661 and 2,367,670. An acyloin ether described in US Pat. No. 2,448,828, an α-hydrocarbon substituted aromatic acyloin compound described in US Pat. No. 2,722,512, US Pat. , 046,127 and 2,951,758, the triarylimidazole dimer / p-aminophenyl ketone combination described in US Pat. No. 3,549,367, Benzothiazole compounds / trihalomethyl-s-triazine compounds described in JP-A-51-48516; C. S. Perkin II (1979) 1653-1660, J. MoI. C. S. Examples include Perkin II (1979) 156-162, Journal of Photopolymer Science and Technology (1995) 202-232, and JP-A 2000-66385.
Moreover, these photoinitiators can also be used together.
(10)オキシムエステル系開始剤
本発明の着色重合性組成物において、特に薄膜を形成する際には、前述の如く顔料濃度を高くすることを要するため、ラジカルを発生させる開始剤を多く添加できない。また、顔料濃度が高いために、増感剤と開始剤の濃度を十分にとれず、増感剤を用いての電子移動、エネルギー移動による開始機構による硬化性向上効果は十分得られない。
特に固体撮像素子の如き、高精細で微細な着色領域を形成するために本発明の硬化性組成物を使用する場合には、高感度であっても、露光によりハロゲンを発生するトリアジン系の開始剤は、ステッパー露光装置等の光源を汚染する懸念があり、使用することができない。このため、該条件下で、300nm以上の光源に幅広く対応可能であり、且つ、光により直接分解するオキシム化合物を開始剤として用いる、即ち、オキシムエステル系開始剤(以下、適宜、オキシム型開始剤と称する)を用いることが好ましい。特に、顔料が固形分中30%以上、更に40%以上含み、重合性成分の比率が低い組成物において、オキシム型開始剤の使用はより効果的である。
(10) Oxime ester-based initiator In the colored polymerizable composition of the present invention, particularly when forming a thin film, it is necessary to increase the pigment concentration as described above, so that a large amount of initiator that generates radicals cannot be added. . Further, since the pigment concentration is high, the concentration of the sensitizer and the initiator cannot be sufficiently obtained, and the effect of improving the curability by the initiation mechanism by the electron transfer and energy transfer using the sensitizer cannot be sufficiently obtained.
In particular, when the curable composition of the present invention is used to form a high-definition and finely colored region such as a solid-state image sensor, the start of a triazine system that generates a halogen by exposure even if it is highly sensitive. The agent cannot be used because it may contaminate a light source such as a stepper exposure apparatus. Therefore, an oxime compound that can be widely applied to a light source of 300 nm or more under these conditions and that is directly decomposed by light is used as an initiator, that is, an oxime ester-based initiator (hereinafter referred to as an oxime initiator as appropriate). Is preferably used. In particular, the use of the oxime type initiator is more effective in a composition containing a pigment in a solid content of 30% or more, further 40% or more and having a low ratio of the polymerizable component.
本発明において開始剤として使用しうるオキシム化合物は、分子内に〔−C=N−O−〕結合を有する化合物であれば際限なく使用することができるが、好ましくは、下記一般式(I)、(II)で表される化合物が挙げられる。 The oxime compound that can be used as an initiator in the present invention can be used without limitation as long as it is a compound having a [—C═N—O—] bond in the molecule, but preferably the following general formula (I) , (II).
一般式(I)、(II)中、R1は1価の有機基であり、構造内にカルボニル基或いは、スルホ基を有する有機基であることが好ましく、感度、安定性の観点から、R1は下記一般式(III)、或いは一般式(IV)で表される1価の有機基であることが好ましい。 In the general formulas (I) and (II), R 1 is a monovalent organic group, preferably an organic group having a carbonyl group or a sulfo group in the structure. From the viewpoint of sensitivity and stability, R 1 1 is preferably a monovalent organic group represented by the following general formula (III) or general formula (IV).
一般式(III)、(IV)中、R4は1価の有機基を表し、具体的には、炭素数1〜20のアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、シクロアルキル基、シクロアルケニル基、シクロアルキニル基、アリール基、ヘテロ環基、アルコキシ基であることが好ましい。これらの有機基は、さらに置換基を有するものであってもよく、導入可能な置換基としては、ハロゲン原子、水酸基、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、シクロアルキル基、シクロアルケニル基、シクロアルキニル基、アリール基、ヘテロ環基、シアノ基、アルコキシ基、アリーロキシ基、チオアルコキシ基、チオアリーロキシ基、カルボキシル基、アルコキシカルボニル基、スルホ基、スルホンアミド基、ウレア基、チオウレア基、アミノ基、アミド基、カルボニル基、ニトロ基或いはこれらの基を有する置換基が挙げられる。
これらのなかでも、経時安定性、感度、生産性の面から最も好ましくは一般式(III)で表される置換基であって、R4がアルキル基、或いはアリール基である。
In the general formulas (III) and (IV), R 4 represents a monovalent organic group, specifically, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an alkenyl group, an alkynyl group, a cycloalkyl group, a cycloalkenyl group, A cycloalkynyl group, an aryl group, a heterocyclic group, and an alkoxy group are preferable. These organic groups may further have a substituent. Examples of the substituent that can be introduced include a halogen atom, a hydroxyl group, an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, a cycloalkyl group, a cycloalkenyl group, and a cycloalkynyl group. Group, aryl group, heterocyclic group, cyano group, alkoxy group, aryloxy group, thioalkoxy group, thioaryloxy group, carboxyl group, alkoxycarbonyl group, sulfo group, sulfonamido group, urea group, thiourea group, amino group, Examples thereof include an amide group, a carbonyl group, a nitro group, and a substituent having these groups.
Among these, from the viewpoint of stability over time, sensitivity, and productivity, the substituent represented by the general formula (III) is most preferable, and R 4 is an alkyl group or an aryl group.
一般式(I),(II)中、R2は水素原子、又は、1価の有機基を表し、R2が1価の有機基を表す場合の有機基としては、例えば、炭素数1〜20のアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、シクロアルキル基、シクロアルケニル基、シクロアルキニル基、アリール基、ヘテロ環基、アルコキシ基などが挙げられる。これらの有機基は、さらに置換基を有するものであってもよく、導入可能な置換基としては、ハロゲン原子、水酸基、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、シクロアルキル基、シクロアルケニル基、シクロアルキニル基、シアノ基、アリール基、ヘテロ環基、アルコキシ基、アリーロキシ基、チオアルコキシ基、チオアリーロキシ基、カルボキシル基、アルコキシカルボニル基、スルホ基、スルホンアミド基、ウレア基、チオウレア基、アミノ基、アミド基、カルボニル基、ニトロ基或いはこれらの基を有する置換基が挙げられる。 In the general formulas (I) and (II), R 2 represents a hydrogen atom or a monovalent organic group, and the organic group in the case where R 2 represents a monovalent organic group includes, for example, 1 to 20 alkyl groups, alkenyl groups, alkynyl groups, cycloalkyl groups, cycloalkenyl groups, cycloalkynyl groups, aryl groups, heterocyclic groups, alkoxy groups and the like can be mentioned. These organic groups may further have a substituent. Examples of the substituent that can be introduced include a halogen atom, a hydroxyl group, an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, a cycloalkyl group, a cycloalkenyl group, and a cycloalkynyl group. Group, cyano group, aryl group, heterocyclic group, alkoxy group, aryloxy group, thioalkoxy group, thioaryloxy group, carboxyl group, alkoxycarbonyl group, sulfo group, sulfonamido group, urea group, thiourea group, amino group, Examples thereof include an amide group, a carbonyl group, a nitro group, and a substituent having these groups.
R3は1価の有機基を表し、例えば、炭素数1〜20のアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、シクロアルキル基、シクロアルケニル基、シクロアルキニル基、アリール基、ヘテロ環基、アルコキシ基が挙げられる。これらの有機基は、さらに置換基を有するものであってもよく、導入可能な置換基としては、ハロゲン原子、水酸基、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、シクロアルキル基、シクロアルケニル基、シクロアルキニル基、アリール基、シアノ基、ヘテロ環基、アルコキシ基、アリーロキシ基、チオアルコキシ基、チオアリーロキシ基、カルボキシル基、アルコキシカルボニル基、スルホ基、スルホンアミド基、ウレア基、チオウレア基、アミノ基、アミド基、カルボニル基、ニトロ基或いはこれらの基を有する置換基が挙げられる。 R 3 represents a monovalent organic group, for example, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an alkenyl group, an alkynyl group, a cycloalkyl group, a cycloalkenyl group, a cycloalkynyl group, an aryl group, a heterocyclic group, or an alkoxy group. Can be mentioned. These organic groups may further have a substituent. Examples of the substituent that can be introduced include a halogen atom, a hydroxyl group, an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, a cycloalkyl group, a cycloalkenyl group, and a cycloalkynyl group. Group, aryl group, cyano group, heterocyclic group, alkoxy group, aryloxy group, thioalkoxy group, thioaryloxy group, carboxyl group, alkoxycarbonyl group, sulfo group, sulfonamido group, urea group, thiourea group, amino group, Examples thereof include an amide group, a carbonyl group, a nitro group, and a substituent having these groups.
上記のなかでも感度の観点から、R3はアリール基又はヘテロ環基であることが好ましい。R3がアリール基である場合は、窒素原子、硫黄原子を有する置換基で置換されていることが好ましく、また、ヘテロ環である場合は、窒素原子、酸素原子、硫黄原子を含むことが好ましい。 Among the above, from the viewpoint of sensitivity, R 3 is preferably an aryl group or a heterocyclic group. When R 3 is an aryl group, it is preferably substituted with a substituent having a nitrogen atom or a sulfur atom, and when it is a heterocycle, it preferably contains a nitrogen atom, an oxygen atom or a sulfur atom. .
本発明に用いうる(B)重合開始剤のうち、特に好ましく用いられる(10)オキシム型開始剤の具体例を以下に示すが、本発明はこれらに限定されるものではない。 Specific examples of (10) oxime type initiators that are particularly preferably used among (B) polymerization initiators that can be used in the present invention are shown below, but the present invention is not limited thereto.
これらの化合物のなかでも、好ましくは、前記一般式(I)又は一般式(II)におけるR3が硫黄原子を含むアリール基、或いは窒素含有芳香族環であり、且つ、R1はアリール基或いはアルキル基である化合物である。最も好ましくは一般式(II)においてR3が窒素含有芳香環であり、R1が炭素数1〜3のアルキル基である化合物である。
本発明の着色重合性組成物における(B)重合開始剤含有量としては、該組成物の全固形分に対して、0.1〜15.0質量%が好ましく、より好ましくは0.5〜8.0質量%である。光重合開始剤の含有量が前記範囲内であると、重合反応を良好に進行させて強度の良好な膜形成が可能である。
Among these compounds, R 3 in the general formula (I) or general formula (II) is preferably an aryl group containing a sulfur atom or a nitrogen-containing aromatic ring, and R 1 is an aryl group or It is a compound that is an alkyl group. Most preferred is a compound in which R 3 is a nitrogen-containing aromatic ring and R 1 is an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms in general formula (II).
As (B) polymerization initiator content in the coloring polymeric composition of this invention, 0.1-15.0 mass% is preferable with respect to the total solid of this composition, More preferably, 0.5- It is 8.0 mass%. When the content of the photopolymerization initiator is within the above range, the polymerization reaction can proceed well to form a film with good strength.
<(C)重合性化合物>
本発明に用いることができる一般的な重合性化合物としては、当該産業分野においてエチレン性不飽和二重結合を有する化合物として広く知られる化合物を特に限定無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ならびにそれらの共重合体などの化学的形態をもつ。
モノマー及びその共重合体の例としては、不飽和カルボン酸(例えば、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、イソクロトン酸、マレイン酸など)や、そのエステル類、アミド類が挙げられ、好ましくは、不飽和カルボン酸と脂肪族多価アルコール化合物とのエステル、不飽和カルボン酸と脂肪族多価アミン化合物とのアミド類が用いられる。また、ヒドロキシル基やアミノ基、メルカプト基等の求核性置換基を有する不飽和カルボン酸エステル或いはアミド類と単官能若しくは多官能イソシアネート類或いはエポキシ類との付加反応物、及び単官能若しくは、多官能のカルボン酸との脱水縮合反応物等も好適に使用される。また、イソシアネート基や、エポキシ基等の親電子性置換基を有する不飽和カルボン酸エステル或いはアミド類と単官能若しくは多官能のアルコール類、アミン類、チオール類との付加反応物、更にハロゲン基や、トシルオキシ基等の脱離性置換基を有する不飽和カルボン酸エステル或いはアミド類と単官能若しくは多官能のアルコール類、アミン類、チオール類との置換反応物も好適である。また、別の例として、上記の不飽和カルボン酸の代わりに、不飽和ホスホン酸、スチレン、ビニルエーテル等に置き換えた化合物群を使用することも可能である。
<(C) Polymerizable compound>
As a general polymerizable compound that can be used in the present invention, a compound widely known as a compound having an ethylenically unsaturated double bond in the industrial field can be used without any particular limitation. These have chemical forms such as monomers, prepolymers, i.e. dimers, trimers and oligomers, or mixtures thereof and copolymers thereof.
Examples of monomers and copolymers thereof include unsaturated carboxylic acids (for example, acrylic acid, methacrylic acid, itaconic acid, crotonic acid, isocrotonic acid, maleic acid, etc.), and esters and amides thereof. In this case, an ester of an unsaturated carboxylic acid and an aliphatic polyhydric alcohol compound, or an amide of an unsaturated carboxylic acid and an aliphatic polyvalent amine compound is used. In addition, an addition reaction product of an unsaturated carboxylic acid ester or amide having a nucleophilic substituent such as a hydroxyl group, amino group or mercapto group with a monofunctional or polyfunctional isocyanate or epoxy, and monofunctional or polyfunctional A dehydration condensation reaction product with a functional carboxylic acid is also preferably used. Further, an addition reaction product of an unsaturated carboxylic acid ester or amide having an electrophilic substituent such as an epoxy group or an epoxy group with a monofunctional or polyfunctional alcohol, amine or thiol, a halogen group or In addition, a substitution reaction product of an unsaturated carboxylic acid ester or amide having a leaving substituent such as a tosyloxy group and a monofunctional or polyfunctional alcohol, amine or thiol is also suitable. As another example, it is also possible to use a group of compounds substituted with unsaturated phosphonic acid, styrene, vinyl ether or the like instead of the unsaturated carboxylic acid.
脂肪族多価アルコール化合物と不飽和カルボン酸とのエステルのモノマーの具体例としては、アクリル酸エステルとして、エチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、1,3−ブタンジオールジアクリレート、テトラメチレングリコールジアクリレート、プロピレングリコールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロールプロパントリ(アクリロイルオキシプロピル)エーテル、トリメチロールエタントリアクリレート、ヘキサンジオールジアクリレート、1,4−シクロヘキサンジオールジアクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、ペンタエリスリトールジアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールジアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ソルビトールトリアクリレート、ソルビトールテトラアクリレート、ソルビトールペンタアクリレート、ソルビトールヘキサアクリレート、トリ(アクリロイルオキシエチル)イソシアヌレート、ポリエステルアクリレートオリゴマー、等がある。また、これらの化合物のEO変性体、または、PO変性体も挙げられる。 Specific examples of the monomer of an ester of an aliphatic polyhydric alcohol compound and an unsaturated carboxylic acid include acrylic acid esters such as ethylene glycol diacrylate, triethylene glycol diacrylate, 1,3-butanediol diacrylate, and tetramethylene glycol. Diacrylate, propylene glycol diacrylate, neopentyl glycol diacrylate, trimethylolpropane triacrylate, trimethylolpropane tri (acryloyloxypropyl) ether, trimethylolethane triacrylate, hexanediol diacrylate, 1,4-cyclohexanediol diacrylate , Tetraethylene glycol diacrylate, pentaerythritol diacrylate, pentaerythritol triacrylate , Pentaerythritol tetraacrylate, dipentaerythritol diacrylate, dipentaerythritol hexaacrylate, sorbitol triacrylate, sorbitol tetraacrylate, sorbitol pentaacrylate, sorbitol hexaacrylate, tri (acryloyloxyethyl) isocyanurate, polyester acrylate oligomer, etc. . Moreover, the EO modified body of these compounds, or PO modified body is also mentioned.
メタクリル酸エステルとしては、テトラメチレングリコールジメタクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、ネオペンチルグリコールジメタクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、トリメチロールエタントリメタクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、1,3−ブタンジオールジメタクリレート、ヘキサンジオールジメタクリレート、ペンタエリスリトールジメタクリレート、ペンタエリスリトールトリメタクリレート、ペンタエリスリトールテトラメタクリレート、ジペンタエリスリトールジメタクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサメタクリレート、ソルビトールトリメタクリレート、ソルビトールテトラメタクリレート、ビス〔p−(3−メタクリルオキシ−2−ヒドロキシプロポキシ)フェニル〕ジメチルメタン、ビス−〔p−(メタクリルオキシエトキシ)フェニル〕ジメチルメタン等、およびこれらのEO変性体、PO変性体が挙げられる。 Methacrylic acid esters include tetramethylene glycol dimethacrylate, triethylene glycol dimethacrylate, neopentyl glycol dimethacrylate, trimethylolpropane trimethacrylate, trimethylolethane trimethacrylate, ethylene glycol dimethacrylate, 1,3-butanediol dimethacrylate, Hexanediol dimethacrylate, pentaerythritol dimethacrylate, pentaerythritol trimethacrylate, pentaerythritol tetramethacrylate, dipentaerythritol dimethacrylate, dipentaerythritol hexamethacrylate, sorbitol trimethacrylate, sorbitol tetramethacrylate, bis [p- (3-methacryloxy- 2-hydroxypro ) Phenyl] dimethyl methane, bis - [p- (methacryloxyethoxy) phenyl] dimethyl methane, and their EO-modified product, PO-modified products thereof.
イタコン酸エステルとしては、エチレングリコールジイタコネート、プロピレングリコールジイタコネート、1,3−ブタンジオールジイタコネート、1,4−ブタンジオールジイタコネート、テトラメチレングリコールジイタコネート、ペンタエリスリトールジイタコネート、ソルビトールテトライタコネート等がある。クロトン酸エステルとしては、エチレングリコールジクロトネート、テトラメチレングリコールジクロトネート、ペンタエリスリトールジクロトネート、ソルビトールテトラジクロトネート等がある。イソクロトン酸エステルとしては、エチレングリコールジイソクロトネート、ペンタエリスリトールジイソクロトネート、ソルビトールテトライソクロトネート等がある。マレイン酸エステルとしては、エチレングリコールジマレート、トリエチレングリコールジマレート、ペンタエリスリトールジマレート、ソルビトールテトラマレート等がある。 Itaconic acid esters include ethylene glycol diitaconate, propylene glycol diitaconate, 1,3-butanediol diitaconate, 1,4-butanediol diitaconate, tetramethylene glycol diitaconate, pentaerythritol diitaconate And sorbitol tetritaconate. Examples of crotonic acid esters include ethylene glycol dicrotonate, tetramethylene glycol dicrotonate, pentaerythritol dicrotonate, and sorbitol tetradicrotonate. Examples of isocrotonic acid esters include ethylene glycol diisocrotonate, pentaerythritol diisocrotonate, and sorbitol tetraisocrotonate. Examples of maleic acid esters include ethylene glycol dimaleate, triethylene glycol dimaleate, pentaerythritol dimaleate, and sorbitol tetramaleate.
その他のエステルの例として、例えば、特公昭51−47334、特開昭57−196231記載の脂肪族アルコール系エステル類や、特開昭59−5240、特開昭59−5241、特開平2−226149記載の芳香族系骨格を有するもの、特開平1−165613記載のアミノ基を含有するもの等も好適に用いられる。更に、前述のエステルモノマーは混合物としても使用することができる。 Examples of other esters include aliphatic alcohol esters described in JP-B-51-47334 and JP-A-57-196231, JP-A-59-5240, JP-A-59-5241, and JP-A-2-226149. Those having the aromatic skeleton described above and those having an amino group described in JP-A-1-165613 are also preferably used. Furthermore, the ester monomers described above can also be used as a mixture.
また、脂肪族多価アミン化合物と不飽和カルボン酸とのアミドのモノマーの具体例としては、メチレンビス−アクリルアミド、メチレンビス−メタクリルアミド、1,6−ヘキサメチレンビス−アクリルアミド、1,6−ヘキサメチレンビス−メタクリルアミド、ジエチレントリアミントリスアクリルアミド、キシリレンビスアクリルアミド、キシリレンビスメタクリルアミド等がある。その他の好ましいアミド系モノマーの例としては、特公昭54−21726記載のシクロへキシレン構造を有すものを挙げることができる。 Specific examples of amide monomers of aliphatic polyvalent amine compounds and unsaturated carboxylic acids include methylene bis-acrylamide, methylene bis-methacrylamide, 1,6-hexamethylene bis-acrylamide, 1,6-hexamethylene bis. -Methacrylamide, diethylenetriamine trisacrylamide, xylylene bisacrylamide, xylylene bismethacrylamide and the like. Examples of other preferable amide monomers include those having a cyclohexylene structure described in JP-B-54-21726.
また、イソシアネートと水酸基の付加反応を用いて製造されるウレタン系付加重合性化合物も好適であり、そのような具体例としては、例えば、特公昭48−41708号公報中に記載されている1分子に2個以上のイソシアネート基を有するポリイソシアネート化合物に、下記一般式(E)で示される水酸基を含有するビニルモノマーを付加させた1分子中に2個以上の重合性ビニル基を含有するビニルウレタン化合物等が挙げられる。 In addition, urethane-based addition polymerizable compounds produced by using an addition reaction of isocyanate and hydroxyl group are also suitable, and specific examples thereof include, for example, one molecule described in JP-B-48-41708. A vinyl urethane containing two or more polymerizable vinyl groups in one molecule obtained by adding a vinyl monomer containing a hydroxyl group represented by the following general formula (E) to a polyisocyanate compound having two or more isocyanate groups. Compounds and the like.
CH2=C(R4)COOCH2CH(R5)OH (E)
(ただし、R4及びR5は、H又はCH3を示す。)
CH 2 = C (R 4) COOCH 2 CH (R 5) OH (E)
(However, R 4 and R 5 represent H or CH 3. )
また、特開昭51−37193号、特公平2−32293号、特公平2−16765号に記載されているようなウレタンアクリレート類や、特公昭58−49860号、特公昭56−17654号、特公昭62−39417号、特公昭62−39418号記載のエチレンオキサイド系骨格を有するウレタン化合物類も好適である。更に、特開昭63−277653号、特開昭63−260909号、特開平1−105238号に記載される、分子内にアミノ構造やスルフィド構造を有する付加重合性化合物類を用いることによっては、非常に感光スピードに優れた硬化性組成物を得ることができる。 Also, urethane acrylates such as those described in JP-A-51-37193, JP-B-2-32293, and JP-B-2-16765, JP-B-58-49860, JP-B-56-17654, Urethane compounds having an ethylene oxide skeleton described in JP-B-62-39417 and JP-B-62-39418 are also suitable. Further, by using addition polymerizable compounds having an amino structure or a sulfide structure in the molecule described in JP-A-63-277653, JP-A-63-260909, and JP-A-1-105238, It is possible to obtain a curable composition having a very high photosensitive speed.
その他の例としては、特開昭48−64183号、特公昭49−43191号、特公昭52−30490号、各公報に記載されているようなポリエステルアクリレート類、エポキシ樹脂と(メタ)アクリル酸を反応させたエポキシアクリレート類等の多官能のアクリレートやメタクリレートを挙げることができる。また、特公昭46−43946号、特公平1−40337号、特公平1−40336号記載の特定の不飽和化合物や、特開平2−25493号記載のビニルホスホン酸系化合物等も挙げることができる。また、ある場合には、特開昭61−22048号記載のペルフルオロアルキル基を含有する構造が好適に使用される。更に日本接着協会誌vol.20、No.7、300〜308ページ(1984年)に光硬化性モノマー及びオリゴマーとして紹介されているものも使用することができる。 Other examples include polyester acrylates, epoxy resins and (meth) acrylic acid as described in JP-A-48-64183, JP-B-49-43191, JP-B-52-30490, and JP-A-52-30490. Mention may be made of polyfunctional acrylates and methacrylates such as reacted epoxy acrylates. Further, specific unsaturated compounds described in JP-B-46-43946, JP-B-1-40337 and JP-B-1-40336, vinylphosphonic acid compounds described in JP-A-2-25493, and the like can also be mentioned. . In some cases, a structure containing a perfluoroalkyl group described in JP-A-61-22048 is preferably used. Furthermore, Journal of Japan Adhesion Association vol. 20, no. 7, pages 300 to 308 (1984), which are introduced as photocurable monomers and oligomers, can also be used.
本発明において、ラジカル重合性化合物を添加する場合、硬化感度の観点から、2個以上のエチレン性不飽和結合を含有することが好ましく、3個以上の含有することが更に好ましい。中でも(メタ)アクリル酸エステル構造を2個以上含有することが好ましく、3個以上含有することがより好ましく、4個以上含有することが最も好ましい。更に、硬化感度、および、未露光部の現像性の観点では、EO変性体を含有することが好ましい。また、硬化感度、および、露光部強度の観点ではウレタン結合を含有することが好ましい。 In this invention, when adding a radically polymerizable compound, it is preferable to contain 2 or more ethylenically unsaturated bond from a viewpoint of hardening sensitivity, and it is more preferable to contain 3 or more. Especially, it is preferable to contain 2 or more (meth) acrylic acid ester structures, it is more preferable to contain 3 or more, and it is most preferable to contain 4 or more. Furthermore, it is preferable to contain an EO modified body from the viewpoint of curing sensitivity and developability of the unexposed area. Moreover, it is preferable to contain a urethane bond from a viewpoint of hardening sensitivity and exposure part intensity | strength.
以上の観点より、ビスフェノールAジアクリレート、ビスフェノールAジアクリレートEO変性体、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロールプロパントリ(アクリロイルオキシプロピル)エーテル、トリメチロールエタントリアクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、ペンタエリスリトールジアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ソルビトールトリアクリレート、ソルビトールテトラアクリレート、ソルビトールペンタアクリレート、ソルビトールヘキサアクリレート、トリ(アクリロイルオキシエチル)イソシアヌレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレートEO変性体、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレートEO変性体などが好ましいものとして挙げられ、また、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)、DPHA−40H(日本化薬社製)、UA−306H、UA−306T、UA−306I、AH−600、T−600、AI−600(共栄社製)が好ましい。 From the above viewpoints, bisphenol A diacrylate, modified bisphenol A diacrylate EO, trimethylolpropane triacrylate, trimethylolpropane tri (acryloyloxypropyl) ether, trimethylolethane triacrylate, tetraethylene glycol diacrylate, pentaerythritol diacrylate Acrylate, pentaerythritol triacrylate, pentaerythritol tetraacrylate, dipentaerythritol tetraacrylate, dipentaerythritol pentaacrylate, dipentaerythritol hexaacrylate, sorbitol triacrylate, sorbitol tetraacrylate, sorbitol pentaacrylate, sorbitol hexaacrylate, tri (acryloyloxy D (I) Isocyanurate, pentaerythritol tetraacrylate EO modified product, dipentaerythritol hexaacrylate EO modified product, etc. are mentioned as preferable ones. Also, as commercially available products, urethane oligomer UAS-10, UAB-140 (Sanyo Kokusaku Pulp Co., Ltd.) Made), DPHA-40H (made by Nippon Kayaku Co., Ltd.), UA-306H, UA-306T, UA-306I, AH-600, T-600, AI-600 (made by Kyoeisha).
なかでも、ビスフェノールAジアクリレートEO変性体、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、トリ(アクリロイルオキシエチル)イソシアヌレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレートEO変性体、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレートEO変性体などが、市販品としては、DPHA−40H(日本化薬社製)、UA−306H、UA−306T、UA−306I、AH−600、T−600、AI−600(共栄社製)がより好ましい。
また、酸基を有するエチレン性不飽和化合物類も好適であり、市販品としては、例えば、東亞合成株式会社製のカルボキシル基含有3官能アクリレートであるTO−756、及びカルボキシル基含有5官能アクリレートであるTO−1382などが挙げられる。
Among them, bisphenol A diacrylate EO modified product, pentaerythritol triacrylate, pentaerythritol tetraacrylate, dipentaerythritol pentaacrylate, dipentaerythritol hexaacrylate, tri (acryloyloxyethyl) isocyanurate, pentaerythritol tetraacrylate EO modified product, Dipentaerythritol hexaacrylate EO modified products such as DPHA-40H (manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.), UA-306H, UA-306T, UA-306I, AH-600, T-600, AI-600 are commercially available products. (Manufactured by Kyoeisha) is more preferred.
Further, ethylenically unsaturated compounds having an acid group are also suitable. Examples of commercially available products include TO-756, which is a carboxyl group-containing trifunctional acrylate manufactured by Toagosei Co., Ltd., and a carboxyl group-containing pentafunctional acrylate. Some TO-1382 and the like can be mentioned.
(C)重合性化合物は1種のみを用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
本発明の着色重合性組成物における(C)重合性化合物の含有量は、固形分換算で、4〜80質量%の範囲であることが好ましく、7〜50質量%の範囲であることがさらに好ましい。
特に膜厚が0.8μm以下の硬化膜を形成しようとする場合には、(C)重合性化合物の含有量は、全固形分中、5〜40質量%が好ましく、特に6〜25質量%の範囲で有効である。
(C) Only 1 type may be used for a polymeric compound and it may use 2 or more types together.
The content of the polymerizable compound (C) in the colored polymerizable composition of the present invention is preferably in the range of 4 to 80% by mass, more preferably in the range of 7 to 50% by mass in terms of solid content. preferable.
In particular, when a cured film having a film thickness of 0.8 μm or less is to be formed, the content of the polymerizable compound (C) is preferably 5 to 40% by mass, particularly 6 to 25% by mass in the total solid content. It is effective in the range.
本発明の着色重合性組成物においては、前記(A)〜(C)成分に加え、本発明の効果を損なわない範囲において、種々の添加剤を目的に応じて使用することができる。
以下、本発明の着色重合性組成物に含まれうる任意成分について説明する。
In the colored polymerizable composition of the present invention, in addition to the components (A) to (C), various additives can be used depending on the purpose within a range not impairing the effects of the present invention.
Hereinafter, optional components that can be contained in the colored polymerizable composition of the present invention will be described.
<(D)樹脂>
また、本発明においては、必要に応じ、硬化性組成物中に(D)樹脂を添加することが可能である。(D)樹脂の添加により、重合性組成物における皮膜特性を向上させる、或いは、現像性を調整することなどが可能となる。
本発明に使用可能な(D)樹脂としては、被膜性、膜形成性、組成物安定化、現像時の露光部色抜け抑制、現像性の調整などの目的のため、ポリエステル、ポリイミド、ポリウレタン、イタコン酸共重合体、クロトン酸共重合体、マレイン酸共重合体、部分エステル化マレイン酸共重合体、酸性セルロース誘導体、水酸基を有するポリマーに酸無水物を付加させたもの、アルコール可溶性ナイロン、ビスフェノールAとエピクロルヒドリンとから形成されたフェノキシ樹脂などが挙げられる。
<(D) Resin>
Moreover, in this invention, it is possible to add (D) resin in a curable composition as needed. (D) By adding a resin, it is possible to improve the film properties of the polymerizable composition or to adjust the developability.
The (D) resin usable in the present invention includes polyester, polyimide, polyurethane, for the purpose of coating properties, film-forming properties, composition stabilization, exposure area color loss suppression during development, and adjustment of developability. Itaconic acid copolymer, crotonic acid copolymer, maleic acid copolymer, partially esterified maleic acid copolymer, acidic cellulose derivative, polymer having hydroxyl group, acid anhydride added, alcohol-soluble nylon, bisphenol And phenoxy resin formed from A and epichlorohydrin.
分散液は重合性組成物中で相分離していることが多く、分散液中に樹脂を添加する場合と、分散液を含む重合性組成物中に後から樹脂を添加する場合で、形成された被膜が異なる現像性、安定性を示すことがある。
本願では、重合性組成物中に、被膜性、膜形成性、組成物安定化、現像性の調整などの目的で分散液中に用いる樹脂と同じ構造及び/又は同じ物性を有する樹脂を用いることができるが、目的に応じて異なる樹脂を用いることもできる。
また、本発明において(D)樹脂として使用可能なアルカリ可溶性樹脂としては、線状有機高分子重合体であって、分子(好ましくは、アクリル系共重合体、スチレン系共重合体を主鎖とする分子)中に少なくとも1つのアルカリ可溶性を促進する基(例えばカルボキシル基、リン酸基、スルホン酸基など)を有するアルカリ可溶性樹脂の中から適宜選択することができる。このうち、更に好ましくは、有機溶剤に可溶で弱アルカリ水溶液により現像可能なものである。この(D)樹脂(アルカリ可溶性基を有する樹脂)として、前記(A)顔料分散液の調整に用いた(a−3)酸価が2.9mmol/g〜7mmol/gのポリマーを用いることも可能である。
In many cases, the dispersion is phase-separated in the polymerizable composition, and is formed when the resin is added to the dispersion and when the resin is added later to the polymerizable composition containing the dispersion. Different coatings may exhibit different developability and stability.
In the present application, a resin having the same structure and / or the same physical property as the resin used in the dispersion liquid for the purpose of coating property, film forming property, composition stabilization, development property adjustment and the like is used in the polymerizable composition. However, different resins can be used depending on the purpose.
The alkali-soluble resin that can be used as the (D) resin in the present invention is a linear organic high molecular polymer, and a molecule (preferably an acrylic copolymer or a styrene copolymer is used as the main chain. The molecule can be appropriately selected from alkali-soluble resins having at least one group that promotes alkali solubility (for example, carboxyl group, phosphoric acid group, sulfonic acid group, etc.) in the molecule. Of these, more preferred are those which are soluble in an organic solvent and can be developed with a weak alkaline aqueous solution. As this (D) resin (resin having an alkali-soluble group), (a-3) a polymer having an acid value of 2.9 mmol / g to 7 mmol / g used in the preparation of the (A) pigment dispersion may be used. Is possible.
アルカリ可溶性樹脂の製造には、例えば公知のラジカル重合法による方法を適用することができる。ラジカル重合法でアルカリ可溶性樹脂を製造する際の温度、圧力、ラジカル開始剤の種類及びその量、溶媒の種類等々の重合条件は、当業者において容易に設定可能であり、実験的に条件を定めるようにすることもできる。 For example, a known radical polymerization method can be applied to the production of the alkali-soluble resin. Polymerization conditions such as temperature, pressure, type and amount of radical initiator, type of solvent, etc. when producing an alkali-soluble resin by radical polymerization can be easily set by those skilled in the art, and the conditions are determined experimentally. It can also be done.
上記の線状有機高分子重合体としては、側鎖にカルボン酸を有するポリマーが好ましい。例えば特開昭59−44615号、特公昭54−34327号、特公昭58−12577号、特公昭54−25957号、特開昭59−53836号、特開昭59−71048号の各公報に記載されているような、メタクリル酸共重合体、アクリル酸共重合体、イタコン酸共重合体、クロトン酸共重合体、マレイン酸共重合体、部分エステル化マレイン酸共重合体等、並びに側鎖にカルボン酸を有する酸性セルロース誘導体、水酸基を有するポリマーに酸無水物を付加させたもの等であり、さらに側鎖に(メタ)アクリロイル基を有する高分子重合体も好ましいものとして挙げられる。 As said linear organic high molecular polymer, the polymer which has carboxylic acid in a side chain is preferable. For example, it is described in JP-A-59-44615, JP-B-54-34327, JP-B-58-12577, JP-B-54-25957, JP-A-59-53836, and JP-A-59-71048. Methacrylic acid copolymer, acrylic acid copolymer, itaconic acid copolymer, crotonic acid copolymer, maleic acid copolymer, partially esterified maleic acid copolymer, etc., as well as in the side chain Preferred examples include acidic cellulose derivatives having a carboxylic acid, polymers having a hydroxyl group, an acid anhydride added to the polymer, and a polymer having a (meth) acryloyl group in the side chain.
これらの中では特に、ベンジル(メタ)アクリレート/(メタ)アクリル酸共重合体やベンジル(メタ)アクリレート/(メタ)アクリル酸/他のモノマーからなる多元共重合体が好適である。
このほか、2−ヒドロキシエチルメタクリレートを共重合したもの等も有用なものとして挙げられる。該ポリマーは任意の量で混合して用いることができる。
Among these, benzyl (meth) acrylate / (meth) acrylic acid copolymers and multi-component copolymers composed of benzyl (meth) acrylate / (meth) acrylic acid / other monomers are preferable.
In addition, those obtained by copolymerizing 2-hydroxyethyl methacrylate are also useful. The polymer can be used by mixing in an arbitrary amount.
上記以外に、特開平7−140654号公報に記載の、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート/ポリスチレンマクロモノマー/ベンジルメタクリレート/メタクリル酸共重合体、2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピルアクリレート/ポリメチルメタクリレートマクロモノマー/ベンジルメタクリレート/メタクリル酸共重合体、2−ヒドロキシエチルメタクリレート/ポリスチレンマクロモノマー/メチルメタクリレート/メタクリル酸共重合体、2−ヒドロキシエチルメタクリレート/ポリスチレンマクロモノマー/ベンジルメタクレート/メタクリル酸共重合体などが挙げられる。 In addition to the above, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate / polystyrene macromonomer / benzyl methacrylate / methacrylic acid copolymer, 2-hydroxy-3-phenoxypropyl acrylate / polymethyl methacrylate described in JP-A-7-140654 Macromonomer / benzyl methacrylate / methacrylic acid copolymer, 2-hydroxyethyl methacrylate / polystyrene macromonomer / methyl methacrylate / methacrylic acid copolymer, 2-hydroxyethyl methacrylate / polystyrene macromonomer / benzyl methacrylate / methacrylic acid copolymer Etc.
アルカリ可溶性樹脂の具体的な構成単位については、特に(メタ)アクリル酸と、これと共重合可能な他の単量体との共重合体が好適である。ここで(メタ)アクリル酸はアクリル酸とメタクリル酸のいずれか或いは双方を示す総称であり、同様に(メタ)アクリレートはアクリレートとメタクリレートのいずれか或いは双方を示す総称である。 As a specific structural unit of the alkali-soluble resin, a copolymer of (meth) acrylic acid and another monomer copolymerizable therewith is particularly suitable. Here, (meth) acrylic acid is a generic name indicating either or both of acrylic acid and methacrylic acid, and similarly (meth) acrylate is a generic name indicating either or both of acrylate and methacrylate.
前記(メタ)アクリル酸と共重合可能な他の単量体としては、アルキル(メタ)アクリレート、アリール(メタ)アクリレート、ビニル化合物などが挙げられる。ここで、アルキル基及びアリール基の水素原子は、置換基で置換されていてもよい。
前記アルキル(メタ)アクリレート及びアリール(メタ)アクリレートの具体例としては、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、ペンチル(メタ)アクリレート、ヘキシル(メタ)アクリレート、オクチル(メタ)アクリレート、フェニル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、トリル(メタ)アクリレート、ナフチル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート等を挙げることができる。
Examples of other monomers copolymerizable with the (meth) acrylic acid include alkyl (meth) acrylates, aryl (meth) acrylates, and vinyl compounds. Here, the hydrogen atom of the alkyl group and the aryl group may be substituted with a substituent.
Specific examples of the alkyl (meth) acrylate and aryl (meth) acrylate include methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, propyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, isobutyl (meth) acrylate, pentyl ( Examples include meth) acrylate, hexyl (meth) acrylate, octyl (meth) acrylate, phenyl (meth) acrylate, benzyl (meth) acrylate, tolyl (meth) acrylate, naphthyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, and the like. it can.
また、前記ビニル化合物としては、例えば、スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン、グリシジルメタクリレート、アクリロニトリル、ビニルアセテート、N−ビニルピロリドン、テトラヒドロフルフリルメタクリレート、ポリスチレンマクロモノマー、ポリメチルメタクリレートマクロモノマー、CH2=CR1R2、CH2=C(R1)(COOR3)〔ここで、R1は水素原子又は炭素数1〜5のアルキル基を表し、R2は炭素数6〜10の芳香族炭化水素環を表し、R3は炭素数1〜8のアルキル基又は炭素数6〜12のアラルキル基を表す。〕、等を挙げることができる。 Examples of the vinyl compound include styrene, α-methylstyrene, vinyl toluene, glycidyl methacrylate, acrylonitrile, vinyl acetate, N-vinyl pyrrolidone, tetrahydrofurfuryl methacrylate, polystyrene macromonomer, polymethyl methacrylate macromonomer, CH 2. = CR 1 R 2 , CH 2 = C (R 1 ) (COOR 3 ) [wherein R 1 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and R 2 is an aromatic group having 6 to 10 carbon atoms. Represents a hydrocarbon ring, and R 3 represents an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms or an aralkyl group having 6 to 12 carbon atoms. ], Etc. can be mentioned.
これら共重合可能な他の単量体は、1種単独であるいは2種以上を組み合わせて用いることができる。好ましい共重合可能な他の単量体は、CH2=CR1R2、CH2=C(R1)(COOR3)、フェニル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート及びスチレンから選択される少なくとも1種であり、特に好ましくは、CH2=CR1R2及び/又はCH2=C(R1)(COOR3)である。
また、本願では側鎖にアリル基やビニルエステル基とカルボキシル基を有する(メタ)アクリル樹脂及び特開2000−187322号公報、特開2002−62698号公報に記載されている側鎖に二重結合を有するアルカリ可溶性樹脂や、特開2001−242612号公報に記載されている側鎖にアミド基を有するアルカリ可溶性樹脂を使用することができる。
膜形成性、感度、現像性のバランスの観点から、本発明に用いる(D)樹脂としては、酸基を有するアルカリ可溶性樹脂が好ましく、更に好ましくは側鎖に重合性基を有するアルカリ可溶性樹脂が挙げられる。
These other copolymerizable monomers can be used singly or in combination of two or more. Preferred other copolymerizable monomers are selected from CH 2 ═CR 1 R 2 , CH 2 ═C (R 1 ) (COOR 3 ), phenyl (meth) acrylate, benzyl (meth) acrylate and styrene. It is at least one, and particularly preferably CH 2 ═CR 1 R 2 and / or CH 2 ═C (R 1 ) (COOR 3 ).
Further, in the present application, a (meth) acrylic resin having an allyl group, a vinyl ester group and a carboxyl group in the side chain, and a double bond in the side chain described in JP-A Nos. 2000-187322 and 2002-62698 are disclosed. Or an alkali-soluble resin having an amide group in the side chain described in JP-A-2001-242612 can be used.
From the viewpoint of the balance of film formability, sensitivity, and developability, the (D) resin used in the present invention is preferably an alkali-soluble resin having an acid group, more preferably an alkali-soluble resin having a polymerizable group in the side chain. Can be mentioned.
(D)樹脂の光硬化性組成物中における含有量としては、該組成物の全固形分に対して、1〜30質量%が好ましく、より好ましくは、2〜20質量%であり、特に好ましくは、3〜10質量%である。 (D) As content in resin photocurable composition, 1-30 mass% is preferable with respect to the total solid of this composition, More preferably, it is 2-20 mass%, Most preferably Is 3-10 mass%.
<密着性基を有する化合物>
本発明の着色重合性組成物には、硬化皮膜の支持体や基板との密着性向上を目的として、密着性基を有する化合物を用いることができる。特に、本発明の着色重合性組成物をカラーフィルタの着色領域の形成に用いる場合、着色領域と基板との密着性向上の観点から、このような化合物を用いることが好ましい。
このような化合物が有する密着性基とは、カラーフィルタに用いられる基板への密着性を有する置換基であればよいが、特にガラス基板またはシリコン基板への吸着性を有する化合物が好ましい。
好ましい密着性基は、スルホン酸基、ホスホン酸基、カルボキシル基などの酸基;これら酸のエステル基;これら酸の金属塩;これら金属のオニウム塩;アンモニウム基、ピリジニウム基などのオニウム基;アルコキシシリル基などの加水分解によりシラノール基を生成する置換基;フェノール性水酸基、N−オキシド基などの両性イオン性基;イミノ二酢酸などのキレート性基から選択される基であることが好ましい。
密着性の観点から好ましくは、アルコキシシリル基、及び/またはその加水分解した基が好ましい。
<Compound having an adhesive group>
In the colored polymerizable composition of the present invention, a compound having an adhesive group can be used for the purpose of improving the adhesiveness of the cured film to the support or the substrate. In particular, when the colored polymerizable composition of the present invention is used for forming a colored region of a color filter, it is preferable to use such a compound from the viewpoint of improving the adhesion between the colored region and the substrate.
The adhesive group possessed by such a compound may be any substituent having adhesiveness to the substrate used in the color filter, but is particularly preferably a compound having adsorptivity to a glass substrate or a silicon substrate.
Preferred adhesive groups include acid groups such as sulfonic acid groups, phosphonic acid groups and carboxyl groups; ester groups of these acids; metal salts of these acids; onium salts of these metals; onium groups such as ammonium groups and pyridinium groups; alkoxy It is preferably a group selected from a substituent that generates a silanol group by hydrolysis such as a silyl group; a zwitterionic group such as a phenolic hydroxyl group and an N-oxide group; and a chelating group such as iminodiacetic acid.
From the viewpoint of adhesion, an alkoxysilyl group and / or a hydrolyzed group thereof is preferable.
また、本発明における密着性基を有する化合物は、必要に応じ、分子内にさらに、現像性を向上する基、炭素炭素二重結合性基、環状アルコキシ基など感度を向上させる基を有する化合物を用いることが可能である。
現像性を向上させる基として、ヘテロ原子を有する官能基が好ましく、アルコキシ基、アルコキシカルボニル基、カルボキシル基、水酸基、アミノ基、ウレタン基、アミド基、チオール基、スルホ基、ウレア基などが挙げられ、このような官能基をさらに有する化合物を併用することが好ましい。
感度を向上させる基としては、メタクリル基、アクリル基、スチリル基、ビニルエーテル基、アリル基、環状アルケニル基、フリル基、オキセタン基、エポキシ基、テトラヒドロフラン基が好ましく挙げられ、感度の観点からメタクリル基、アクリル基、スチリル基をさらに有する化合物を併用することが好ましい。
In addition, the compound having an adhesive group in the present invention is a compound having a group for improving sensitivity, such as a group for improving developability, a carbon-carbon double bond group, or a cyclic alkoxy group, if necessary. It is possible to use.
As the group for improving developability, a functional group having a hetero atom is preferable, and examples thereof include an alkoxy group, an alkoxycarbonyl group, a carboxyl group, a hydroxyl group, an amino group, a urethane group, an amide group, a thiol group, a sulfo group, and a urea group. It is preferable to use a compound further having such a functional group.
As the group for improving the sensitivity, a methacryl group, an acrylic group, a styryl group, a vinyl ether group, an allyl group, a cyclic alkenyl group, a furyl group, an oxetane group, an epoxy group, and a tetrahydrofuran group are preferably mentioned. From the viewpoint of sensitivity, a methacryl group, It is preferable to use a compound further having an acrylic group and a styryl group.
<増感剤>
本発明の硬化性組成物は、ラジカル開始剤のラジカル発生効率の向上、感光波長の長波長化の目的で、増感剤を含有していてもよい。本発明に用いることができる増感剤としては、前記した光重合開始剤に対し、電子移動機構又はエネルギー移動機構で増感させるものが好ましい。
<Sensitizer>
The curable composition of the present invention may contain a sensitizer for the purpose of improving the radical generation efficiency of the radical initiator and increasing the photosensitive wavelength. As the sensitizer that can be used in the present invention, those that sensitize the above-mentioned photopolymerization initiator by an electron transfer mechanism or an energy transfer mechanism are preferable.
本発明に用いることができる増感剤としては、以下に列挙する化合物類に属しており、且つ300nm〜450nmの波長領域に吸収波長を有するものが挙げられる。
好ましい増感剤の例としては、以下の化合物類に属しており、かつ330nmから450nm域に吸収波長を有するものを挙げることができる。
例えば、多核芳香族類(例えば、フェナントレン、アントラセン、ピレン、ペリレン、トリフェニレン、9,10−ジアルコキシアントラセン)、キサンテン類(例えば、フルオレッセイン、エオシン、エリスロシン、ローダミンB、ローズベンガル)、チオキサントン類(イソプロピルチオキサントン、ジエチルチオキサントン、クロロチオキサントン)、シアニン類(例えばチアカルボシアニン、オキサカルボシアニン)、メロシアニン類(例えば、メロシアニン、カルボメロシアニン)、フタロシアニン類、チアジン類(例えば、チオニン、メチレンブルー、トルイジンブルー)、アクリジン類(例えば、アクリジンオレンジ、クロロフラビン、アクリフラビン)、アントラキノン類(例えば、アントラキノン)、スクアリウム類(例えば、スクアリウム)、アクリジンオレンジ、クマリン類(例えば、7−ジエチルアミノ−4−メチルクマリン)、ケトクマリン、フェノチアジン類、フェナジン類、スチリルベンゼン類、アゾ化合物、ジフェニルメタン、トリフェニルメタン、ジスチリルベンゼン類、カルバゾール類、ポルフィリン、スピロ化合物、キナクリドン、インジゴ、スチリル、ピリリウム化合物、ピロメテン化合物、ピラゾロトリアゾール化合物、ベンゾチアゾール化合物、バルビツール酸誘導体、チオバルビツール酸誘導体、アセトフェノン、ベンゾフェノン、チオキサントン、ミヒラーズケトンなどの芳香族ケトン化合物、N−アリールオキサゾリジノンなどのヘテロ環化合物などが挙げられる。
等が挙げられ、更に欧州特許第568,993号明細書、米国特許第4,508,811号明細書、同5,227,227号明細書、特開2001−125255号公報、特開平11−271969号公報等に記載の化合物等などが挙げられる。
Examples of the sensitizer that can be used in the present invention include those belonging to the compounds listed below and having an absorption wavelength in a wavelength region of 300 nm to 450 nm.
Examples of preferred sensitizers include those belonging to the following compounds and having an absorption wavelength in the range of 330 nm to 450 nm.
For example, polynuclear aromatics (for example, phenanthrene, anthracene, pyrene, perylene, triphenylene, 9,10-dialkoxyanthracene), xanthenes (for example, fluorescein, eosin, erythrosine, rhodamine B, rose bengal), thioxanthones (Isopropylthioxanthone, diethylthioxanthone, chlorothioxanthone), cyanines (eg thiacarbocyanine, oxacarbocyanine), merocyanines (eg merocyanine, carbomerocyanine), phthalocyanines, thiazines (eg thionine, methylene blue, toluidine blue) , Acridines (eg, acridine orange, chloroflavin, acriflavine), anthraquinones (eg, anthraquinone), squariums (eg Squalium), acridine orange, coumarins (eg 7-diethylamino-4-methylcoumarin), ketocoumarin, phenothiazines, phenazines, styrylbenzenes, azo compounds, diphenylmethane, triphenylmethane, distyrylbenzenes, carbazole , Porphyrins, spiro compounds, quinacridone, indigo, styryl, pyrylium compounds, pyromethene compounds, pyrazolotriazole compounds, benzothiazole compounds, barbituric acid derivatives, thiobarbituric acid derivatives, acetophenone, benzophenone, thioxanthone, Michler's ketone, and other aromatics Examples include ketone compounds and heterocyclic compounds such as N-aryloxazolidinones.
In addition, European Patent No. 568,993, U.S. Pat. No. 4,508,811, No. 5,227,227, JP-A-2001-125255, JP-A-11- And compounds described in Japanese Patent No. 271969.
より好ましい増感剤の例としては、下記一般式(i)〜(v)で表される化合物が挙げられる。 More preferable examples of the sensitizer include compounds represented by the following general formulas (i) to (v).
(式(i)中、A1は硫黄原子またはNR50を表し、R50はアルキル基またはアリール基を表し、L2は隣接するA2及び隣接炭素原子と共同して色素の塩基性核を形成する非金属原子団を表し、R51、R52はそれぞれ独立に水素原子または一価の非金属原子団を表し、R51、R52は互いに結合して、色素の酸性核を形成してもよい。Wは酸素原子または硫黄原子を表す。) (In formula (i), A 1 represents a sulfur atom or NR 50 , R 50 represents an alkyl group or an aryl group, and L 2 represents the basic nucleus of the dye in combination with the adjacent A 2 and the adjacent carbon atom. Represents a non-metallic atomic group to be formed, R 51 and R 52 each independently represent a hydrogen atom or a monovalent non-metallic atomic group, and R 51 and R 52 are bonded to each other to form an acidic nucleus of the dye. W represents an oxygen atom or a sulfur atom.)
(式(ii)中、Ar1及びAr2はそれぞれ独立にアリール基を表し、−L3−による結合を介して連結している。ここでL3は−O−または−S−を表す。また、Wは一般式(i)に示したものと同義である。) (In Formula (ii), Ar 1 and Ar 2 each independently represent an aryl group, and are linked via a bond with —L 3 —, where L 3 represents —O— or —S—. W is synonymous with that shown in the general formula (i).)
(式(iii)中、A2は硫黄原子またはNR59を表し、L4は隣接するA2及び炭素原子と共同して色素の塩基性核を形成する非金属原子団を表し、R53、R54、R55、R56、R57及びR58はそれぞれ独立に一価の非金属原子団の基を表し、R59はアルキル基またはアリール基を表す。) (In the formula (iii), A 2 represents a sulfur atom or NR 59 , L 4 represents a nonmetallic atomic group that forms a basic nucleus of a dye in combination with an adjacent A 2 and a carbon atom, R 53 , R 54 , R 55 , R 56 , R 57 and R 58 each independently represent a monovalent non-metallic atomic group, and R 59 represents an alkyl group or an aryl group.)
(式(iv)中、A3、A4はそれぞれ独立に−S−または−NR62−を表し、R62は置換若しくは非置換のアルキル基、または置換若しくは非置換のアリール基を表し、L5、L6はそれぞれ独立に、隣接するA3、A4及び隣接炭素原子と共同して色素の塩基性核を形成する非金属原子団を表し、R60、R61はそれぞれ独立に一価の非金属原子団であるか又は互いに結合して脂肪族性または芳香族性の環を形成することができる。) (In formula (iv), A 3 and A 4 each independently represent —S— or —NR 62 —, R 62 represents a substituted or unsubstituted alkyl group, or a substituted or unsubstituted aryl group, and L 5 and L 6 each independently represent a nonmetallic atomic group that forms a basic nucleus of a dye in cooperation with adjacent A 3 and A 4 and adjacent carbon atoms, and R 60 and R 61 each independently represent a monovalent group. Can be bonded to each other to form an aliphatic or aromatic ring.)
(式(v)中、R66は置換基を有してもよい芳香族環またはヘテロ環を表し、A5は酸素原子、硫黄原子または−NR67−を表す。R64、R65及びR67はそれぞれ独立に水素原子または一価の非金属原子団を表し、R67とR64、及びR65とR67はそれぞれ互いに脂肪族性または芳香族性の環を形成するため結合することができる。) (In the formula (v), R 66 represents an aromatic ring or a hetero ring which may have a substituent, and A 5 represents an oxygen atom, a sulfur atom or —NR 67 —. R 64 , R 65 and R 67 each independently represents a hydrogen atom or a monovalent nonmetallic atomic group, and R 67 and R 64 , and R 65 and R 67 may be bonded together to form an aliphatic or aromatic ring, respectively. it can.)
一般式(i)〜(v)で表される化合物の好ましい具体例としては、以下に示すものが挙げられる。 Preferable specific examples of the compounds represented by the general formulas (i) to (v) include those shown below.
増感剤は、1種単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
本発明の硬化性組成物中における増感剤の含有量は、深部への光吸収効率と開始分解効率の観点から、固形分換算で、0.1〜20質量%であることが好ましく、0.5〜15質量%がより好ましい。
A sensitizer may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together.
The content of the sensitizer in the curable composition of the present invention is preferably 0.1 to 20% by mass in terms of solid content from the viewpoint of light absorption efficiency to the deep part and initiation decomposition efficiency, and is 0. More preferably, the content is 5 to 15% by mass.
<共増感剤>
本発明の硬化性組成物は、共増感剤を含有することも好ましい。本発明において共増感剤は、増感色素や開始剤の活性放射線に対する感度を一層向上させる、あるいは酸素による重合性化合物の重合阻害を抑制する等の作用を有する。
この様な共増感剤の例としては、アミン類、例えばM.R.Sanderら著「Journal of Polymer Society」第10巻3173頁(1972)、特公昭44−20189号公報、特開昭51−82102号公報、特開昭52−134692号公報、特開昭59−138205号公報、特開昭60−84305号公報、特開昭62−18537号公報、特開昭64−33104号公報、Research Disclosure 33825号記載の化合物等が挙げられ、具体的には、トリエタノールアミン、p−ジメチルアミノ安息香酸エチルエステル、p−ホルミルジメチルアニリン、p−メチルチオジメチルアニリン等が挙げられる。
<Co-sensitizer>
The curable composition of the present invention preferably contains a co-sensitizer. In the present invention, the co-sensitizer has functions such as further improving the sensitivity of the sensitizing dye and the initiator to actinic radiation or suppressing inhibition of polymerization of the polymerizable compound by oxygen.
Examples of such cosensitizers include amines such as M.I. R. Sander et al., “Journal of Polymer Society”, Vol. 10, 3173 (1972), Japanese Patent Publication No. 44-20189, Japanese Patent Publication No. 51-82102, Japanese Patent Publication No. 52-134692, Japanese Patent Publication No. 59-138205. , JP-A-60-84305, JP-A-62-18537, JP-A-64-33104, Research Disclosure 33825, and the like. Specific examples include triethanolamine. P-dimethylaminobenzoic acid ethyl ester, p-formyldimethylaniline, p-methylthiodimethylaniline and the like.
共増感剤の別の例としては、チオール及びスルフィド類、例えば、特開昭53−702号公報、特公昭55−500806号公報、特開平5−142772号公報記載のチオール化合物、特開昭56−75643号公報のジスルフィド化合物等が挙げられ、具体的には、2−メルカプトベンゾチアゾール、2−メルカプトベンゾオキサゾール、2−メルカプトベンゾイミダゾール、2−メルカプト−4(3H)−キナゾリン、β−メルカプトナフタレン等が挙げられる。 Other examples of co-sensitizers include thiols and sulfides such as thiol compounds described in JP-A-53-702, JP-B-55-500806, JP-A-5-142772, No. 56-75643, such as 2-mercaptobenzothiazole, 2-mercaptobenzoxazole, 2-mercaptobenzimidazole, 2-mercapto-4 (3H) -quinazoline, β-mercapto. And naphthalene.
また、共増感剤の別の例としては、アミノ酸化合物(例、N−フェニルグリシン等)、特公昭48−42965号公報記載の有機金属化合物(例、トリブチル錫アセテート等)、特公昭55−34414号公報記載の水素供与体、特開平6−308727号公報記載のイオウ化合物(例、トリチアン等)等が挙げられる。 Other examples of the co-sensitizer include amino acid compounds (eg, N-phenylglycine), organometallic compounds described in JP-B-48-42965 (eg, tributyltin acetate), JP-B 55- Examples include a hydrogen donor described in Japanese Patent No. 34414, a sulfur compound (eg, trithiane) described in Japanese Patent Laid-Open No. 6-308727, and the like.
これら共増感剤の含有量は、重合成長速度と連鎖移動のバランスによる硬化速度の向上の観点から、硬化性組成物の全固形分の質量に対し、0.1〜30質量%の範囲が好ましく、1〜25質量%の範囲がより好ましく、0.5〜20質量%の範囲が更に好ましい。 The content of these co-sensitizers is in the range of 0.1 to 30% by mass with respect to the mass of the total solid content of the curable composition from the viewpoint of improving the curing rate due to the balance between polymerization growth rate and chain transfer. Preferably, the range of 1-25 mass% is more preferable, and the range of 0.5-20 mass% is still more preferable.
<重合禁止剤>
本発明においては、硬化性組成物の製造中あるいは保存中において重合可能なエチレン性不飽和二重結合を有する化合物の不要な熱重合を阻止するために少量の熱重合防止剤を添加することが望ましい。
本発明に用いうる熱重合防止剤としては、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。
<Polymerization inhibitor>
In the present invention, a small amount of a thermal polymerization inhibitor may be added in order to prevent unnecessary thermal polymerization of a compound having an ethylenically unsaturated double bond that can be polymerized during the production or storage of the curable composition. desirable.
Examples of the thermal polymerization inhibitor that can be used in the present invention include hydroquinone, p-methoxyphenol, di-t-butyl-p-cresol, pyrogallol, t-butylcatechol, benzoquinone, 4,4′-thiobis (3-methyl-6). -T-butylphenol), 2,2'-methylenebis (4-methyl-6-t-butylphenol), N-nitrosophenylhydroxyamine primary cerium salt and the like.
熱重合防止剤の添加量は、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。また必要に応じて、酸素による重合阻害を防止するためにベヘン酸やベヘン酸アミドのような高級脂肪酸誘導体等を添加して、塗布後の乾燥の過程で感光層の表面に偏在させてもよい。高級脂肪酸誘導体の添加量は、全組成物の約0.5質量%〜約10質量%が好ましい。 The addition amount of the thermal polymerization inhibitor is preferably about 0.01% by mass to about 5% by mass with respect to the mass of the entire composition. If necessary, a higher fatty acid derivative such as behenic acid or behenic acid amide may be added to prevent polymerization inhibition due to oxygen, and it may be unevenly distributed on the surface of the photosensitive layer in the course of drying after coating. . The amount of the higher fatty acid derivative added is preferably about 0.5% by mass to about 10% by mass of the total composition.
<熱重合成分>
本発明の着色重合性組成物には、熱重合成分を含有させることも有効である。必要によっては、塗膜の強度を上げるために、エポキシ化合物を添加することができる。エポキシ化合物としては、ビスフェノールA型、クレゾールノボラック型、ビフェニル型、脂環式エポキシ化合物などのエポキシ環を分子中に2個以上有する化合物である。例えばビスフェノールA型としては、エポトートYD−115、YD−118T、YD−127、YD−128、YD−134、YD−8125、YD−7011R、ZX−1059、YDF−8170、YDF−170など(以上東都化成製)、デナコールEX−1101、EX−1102、EX−1103など(以上ナガセ化成製)、プラクセルGL−61、GL−62、G101、G102(以上ダイセル化学製)の他に、これらの類似のビスフェノールF型、ビスフェノールS型も挙げることができる。またEbecryl 3700、3701、600(以上ダイセルユーシービー製)などのエポキシアクリレートも使用可能である。クレゾールノボラック型としては、エポトートYDPN−638、YDPN−701、YDPN−702、YDPN−703、YDPN−704など(以上東都化成製)、デナコールEM−125など(以上ナガセ化成製)、ビフェニル型としては3,5,3’,5’−テトラメチル−4,4’ジグリシジルビフェニルなど、脂環式エポキシ化合物としては、セロキサイド2021、2081、2083、2085、エポリードGT−301、GT−302、GT−401、GT−403、EHPE−3150(以上ダイセル化学製)、サントートST−3000、ST−4000、ST−5080、ST−5100など(以上東都化成製)などを挙げることができる。また1,1,2,2−テトラキス(p−グリシジルオキシフェニル)エタン、トリス(p−グリシジルオキシフェニル)メタン、トリグリシジルトリス(ヒドロキシエチル)イソシアヌレート、o−フタル酸ジグリシジルエステル、テレフタル酸ジグリシジルエステル、他にアミン型エポキシ樹脂であるエポトートYH−434、YH−434L、ビスフェノールA型エポキシ樹脂の骨格中にダイマー酸を変性したグリシジルエステル等も使用できる。
<Thermal polymerization component>
It is also effective to contain a thermal polymerization component in the colored polymerizable composition of the present invention. If necessary, an epoxy compound can be added to increase the strength of the coating film. The epoxy compound is a compound having two or more epoxy rings in the molecule, such as bisphenol A type, cresol novolac type, biphenyl type, and alicyclic epoxy compound. For example, as bisphenol A type, Epototo YD-115, YD-118T, YD-127, YD-128, YD-134, YD-8125, YD-7011R, ZX-1059, YDF-8170, YDF-170, etc. Toto Kasei Co., Ltd., Denacol EX-1101, EX-1102, EX-1103 and the like (manufactured by Nagase Kasei), Plaxel GL-61, GL-62, G101, G102 (manufactured by Daicel Chemical) and their similar The bisphenol F type and bisphenol S type can also be mentioned. Epoxy acrylates such as Ebecryl 3700, 3701, and 600 (manufactured by Daicel UCB) can also be used. As cresol novolak type, Epototo YDPN-638, YDPN-701, YDPN-702, YDPN-703, YDPN-704, etc. (above manufactured by Tohto Kasei Co., Ltd.), Denacol EM-125, etc. (above manufactured by Nagase Kasei), Examples of cycloaliphatic epoxy compounds such as 3,5,3 ′, 5′-tetramethyl-4,4′diglycidylbiphenyl include Celoxide 2021, 2081, 2083, 2085, Epolide GT-301, GT-302, GT- 401, GT-403, EHPE-3150 (manufactured by Daicel Chemical), Santo Tote ST-3000, ST-4000, ST-5080, ST-5100 (manufactured by Toto Kasei) and the like. 1,1,2,2-tetrakis (p-glycidyloxyphenyl) ethane, tris (p-glycidyloxyphenyl) methane, triglycidyltris (hydroxyethyl) isocyanurate, o-phthalic acid diglycidyl ester, terephthalic acid diester In addition, glycidyl esters such as Epototo YH-434 and YH-434L, which are amine-type epoxy resins, and glycidyl esters obtained by modifying dimer acid in the skeleton of bisphenol A-type epoxy resins can also be used.
<界面活性剤>
本発明の着色重合性組成物には、塗布性を改良する観点から、各種の界面活性剤を用いて構成することが好ましく、フッ素系、ノニオン系、カチオン系、アニオン系の各種界面活性剤を使用できる。中でも、フッ素系界面活性剤、ノニオン系界面活性剤が好ましい。
<Surfactant>
The colored polymerizable composition of the present invention is preferably composed of various surfactants from the viewpoint of improving coating properties, and includes various fluorine-based, nonionic-based, cationic-based, and anionic-based surfactants. Can be used. Of these, fluorine-based surfactants and nonionic surfactants are preferable.
フッ素界面活性剤としては、末端、主鎖及び側鎖の少なくともいずれかの部位にフルオロアルキル又はフルオロアルキレン基を有する化合物を好適に用いることができる。
具体的な市販品としては、例えば、メガファックF142D、同F172、同F173、同F176、同F177、同F183、同780、同781、同R30、同R08、同F−472SF、同BL20、同R−61、同R−90(大日本インキ(株)製)、フロラードFC−135、同FC−170C、同FC−430、同FC−431、Novec FC−4430(住友スリーエム(株)製)、アサヒガードAG7105,7000,950,7600、サーフロンS−112、同S−113、同S−131、同S−141、同S−145、同S−382、同SC−101、同SC−102、同SC−103、同SC−104、同SC−105、同SC−106(旭ガラス(株)製)、エフトップEF351、同352、同801、同802(JEMCO(株)製)などが挙げられる。
As the fluorosurfactant, a compound having a fluoroalkyl or fluoroalkylene group in at least one of the terminal, main chain and side chain can be suitably used.
Specific commercial products include, for example, MegaFuck F142D, F172, F173, F176, F177, F183, 780, 781, R30, R08, F-472SF, BL20, R-61, R-90 (Dainippon Ink Co., Ltd.), Florard FC-135, FC-170C, FC-430, FC-431, Novec FC-4430 (Sumitomo 3M Co., Ltd.) Asahi Guard AG 7105, 7000, 950, 7600, Surflon S-112, S-113, S-131, S-141, S-145, S-382, SC-101, SC-102 SC-103, SC-104, SC-105, SC-106 (manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.), Ftop EF351, 352, 801, 802 (manufactured by JEMCO Corporation).
フッ素系界面活性剤は、特に、本発明の着色重合性組成物を用い、薄い塗膜を形成する際、塗布ムラや厚みムラの防止に効果的である。また、更には、液切れを起こしやすいスリット塗布に本発明の着色重合性組成物を適用する際も効果的である。 In particular, the fluorosurfactant is effective in preventing coating unevenness and thickness unevenness when forming a thin coating film using the colored polymerizable composition of the present invention. Furthermore, it is also effective when the colored polymerizable composition of the present invention is applied to slit coating that easily causes liquid breakage.
ノニオン系界面活性剤の例として、例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテル類、ポリオキシエチレンアルキルアリールエーテル類、ポリオキシエチレンアルキルエステル類、ソルビタンアルキルエステル類、モノグリセリドアルキルエステル類などのノニオン系界面活性剤が特に好ましい。具体的には、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテルなどのポリオキシエチレンアルキルエーテル類;ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンポリスチリル化エーテル、ポリオキシエチレントリベンジルフェニルエーテル、ポリオキシエチレン−プロピレンポリスチリルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテルなどのポリオキシエチレンアリールエーテル類;ポリオキシエチレンジラウレート、ポリオキシエチレンジステアレートなどのポリオキシエチレンジアルキルエステル、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル類、エチレンジアミンポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレン縮合物などのノニオン系界面活性剤があり、これらは花王(株)、日本油脂(株)、竹本油脂(株)、(株)ADEKA、三洋化成(株)などから市販されているものが適宜使用できる。上記の他に前述の分散剤も使用可能である。 Examples of nonionic surfactants include nonionic surfactants such as polyoxyethylene alkyl ethers, polyoxyethylene alkyl aryl ethers, polyoxyethylene alkyl esters, sorbitan alkyl esters, monoglyceride alkyl esters, and the like. Particularly preferred. Specifically, polyoxyethylene alkyl ethers such as polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene stearyl ether, polyoxyethylene oleyl ether; polyoxyethylene octylphenyl ether, polyoxyethylene polystyrylated ether, polyoxyethylene triethyl ether Polyoxyethylene aryl ethers such as benzyl phenyl ether, polyoxyethylene-propylene polystyryl ether, polyoxyethylene nonyl phenyl ether; polyoxyethylene dialkyl esters such as polyoxyethylene dilaurate and polyoxyethylene distearate, sorbitan fatty acid esters , Polyoxyethylene sorbitan fatty acid esters, ethylenediamine polyoxyethylene-polyoxypropylene Nonionic surfactants such as thione condensates, which are commercially available from Kao Corporation, Nippon Oil & Fats Co., Ltd., Takemoto Oil & Fat Co., Ltd., ADEKA Co., Ltd., Sanyo Kasei Co., Ltd., etc. It can be used as appropriate. In addition to the above, the aforementioned dispersants can also be used.
<その他の添加剤>
上記以外に、本発明の着色重合性組成物には各種の添加剤を用いることができる。添加剤の具体例としては、2−(3−t−ブチル−5−メチル−2−ヒドロキシフェニル)−5−クロロベンゾトリアゾール、アルコキシベンゾフェノン等の紫外線吸収剤、ポリアクリル酸ナトリウム等の凝集防止剤、ガラス、アルミナ等の充填剤などがある。
<Other additives>
In addition to the above, various additives can be used in the colored polymerizable composition of the present invention. Specific examples of the additive include ultraviolet absorbers such as 2- (3-t-butyl-5-methyl-2-hydroxyphenyl) -5-chlorobenzotriazole and alkoxybenzophenone, and aggregation inhibitors such as sodium polyacrylate. There are fillers such as glass and alumina.
また、未硬化部のアルカリ溶解性を促進し、着色重合性組成物の現像性の更なる向上を図る目的で、前記(A)顔料分散液の調製に際して、有機カルボン酸、好ましくは分子量1000以下の低分子量有機カルボン酸の添加を行なうことができる。具体的には、例えば、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸、ピバル酸、カプロン酸、ジエチル酢酸、エナント酸、カプリル酸等の脂肪族モノカルボン酸;シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ブラシル酸、メチルマロン酸、エチルマロン酸、ジメチルマロン酸、メチルコハク酸、テトラメチルコハク酸、シトラコン酸等の脂肪族ジカルボン酸;トリカルバリル酸、アコニット酸、カンホロン酸等の脂肪族トリカルボン酸;安息香酸、トルイル酸、クミン酸、ヘメリト酸、メシチレン酸等の芳香族モノカルボン酸;フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、トリメリト酸、トリメシン酸、メロファン酸、ピロメリト酸等の芳香族ポリカルボン酸;フェニル酢酸、ヒドロアトロパ酸、ヒドロケイ皮酸、マンデル酸、フェニルコハク酸、アトロパ酸、ケイ皮酸、ケイ皮酸メチル、ケイ皮酸ベンジル、シンナミリデン酢酸、クマル酸、ウンベル酸等のその他のカルボン酸が挙げられる。 Further, for the purpose of accelerating the alkali solubility of the uncured part and further improving the developability of the colored polymerizable composition, an organic carboxylic acid, preferably a molecular weight of 1000 or less, is prepared in the preparation of the (A) pigment dispersion. Of low molecular weight organic carboxylic acids can be added. Specifically, for example, aliphatic monocarboxylic acids such as formic acid, acetic acid, propionic acid, butyric acid, valeric acid, pivalic acid, caproic acid, diethyl acetic acid, enanthic acid, caprylic acid; oxalic acid, malonic acid, succinic acid, Aliphatic dicarboxylic acids such as glutaric acid, adipic acid, pimelic acid, suberic acid, azelaic acid, sebacic acid, brassic acid, methylmalonic acid, ethylmalonic acid, dimethylmalonic acid, methylsuccinic acid, tetramethylsuccinic acid, citraconic acid; Aliphatic tricarboxylic acids such as tricarballylic acid, aconitic acid, camphoric acid; aromatic monocarboxylic acids such as benzoic acid, toluic acid, cumic acid, hemelitic acid, mesitylene acid; phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, trimellitic acid, Aromatic polycarboxylic acids such as trimesic acid, melophanoic acid, pyromellitic acid; phenylacetic acid Hydratropic acid, hydrocinnamic acid, mandelic acid, phenyl succinic acid, atropic acid, cinnamic acid, methyl cinnamate, benzyl cinnamate, cinnamylidene acetic acid, coumaric acid, other carboxylic acids such as umbellic acid.
さらに、本発明においては、硬化皮膜の物性を改良するために無機充填剤や、可塑剤、感光層表面のインク着肉性を向上させうる感脂化剤等の公知の添加剤を加えてもよい。
可塑剤としては例えばジオクチルフタレート、ジドデシルフタレート、トリエチレングリコールジカプリレート、ジメチルグリコールフタレート、トリクレジルホスフェート、ジオクチルアジペート、ジブチルセバケート、トリアセチルグリセリン等があり、結合剤を使用した場合、エチレン性不飽和二重結合を有する化合物と結合剤との合計質量に対し10質量%以下添加することができる。
Furthermore, in the present invention, a known additive such as an inorganic filler, a plasticizer, or a sensitizer capable of improving the ink inking property on the surface of the photosensitive layer may be added to improve the physical properties of the cured film. Good.
Examples of plasticizers include dioctyl phthalate, didodecyl phthalate, triethylene glycol dicaprylate, dimethyl glycol phthalate, tricresyl phosphate, dioctyl adipate, dibutyl sebacate, and triacetyl glycerin. 10 mass% or less can be added with respect to the total mass of the compound which has an ionic unsaturated double bond, and a binder.
前記本発明の着色重合性組成物は高感度で硬化し、かつ、保存安定性も良好である。また、硬化性組成物を適用する基板などの硬質材料表面への高い密着性を示す。従って、本発明の硬化性組成物は、3次元光造形やホログラフィー、カラーフィルタといった画像形成材料やインク、塗料、接着剤、コーティング剤等の分野において好ましく使用することができる。 The colored polymerizable composition of the present invention is cured with high sensitivity and has good storage stability. Moreover, the high adhesiveness to hard material surfaces, such as a board | substrate which applies a curable composition, is shown. Accordingly, the curable composition of the present invention can be preferably used in the fields of image forming materials such as three-dimensional stereolithography, holography, and color filters, inks, paints, adhesives, and coating agents.
<着色重合性組成物を用いたカラーフィルタの製造方法>
本発明の着色重合性組成物は、既述の(A)顔料分散液に(B)重合開始剤、(C)重合性化合物、及び、所望により併用されるアルカリ可溶性樹脂を(好ましくは溶剤と共に)含有させ、これに必要に応じて界面活性剤等の添加剤を混合し、各種の混合機、分散機を使用して混合分散する混合分散工程を経ることによって調製することができる。
なお、混合分散工程は、混練分散とそれに続けて行なう微分散処理からなるのが好ましいが、混練分散を省略することも可能である。
<Method for Producing Color Filter Using Colored Polymerizable Composition>
The colored polymerizable composition of the present invention comprises (B) a polymerization initiator, (C) a polymerizable compound, and an alkali-soluble resin used in combination as desired (preferably together with a solvent). It can be prepared by mixing and dispersing additives such as surfactants if necessary, and mixing and dispersing using various mixers and dispersers.
The mixing and dispersing step preferably includes kneading and dispersing followed by fine dispersion treatment, but kneading and dispersing can be omitted.
本発明の着色重合性組成物の製造方法の一例を以下に示す。
(1.微細化顔料の調製)
顔料と水溶性有機溶剤と水溶性無機塩類との混合物を、二本ロール、三本ロール、ボールミル、トロンミル、ディスパー、ニーダー、コニーダー、ホモジナイザー、ブレンダー、単軸もしくは2軸の押出機等の混練機を用いて、強い剪断力を与えながら顔料を摩砕した後、この混合物を水中に投入し、攪拌機等でスラリー状とする。次いで、このスラリーをろ過、水洗し、水溶性有機溶剤と水溶性無機塩を除去した後、乾燥し、微細化された顔料が得られる。
An example of the manufacturing method of the coloring polymeric composition of this invention is shown below.
(1. Preparation of fine pigment)
A mixture of a pigment, a water-soluble organic solvent, and a water-soluble inorganic salt is mixed with a two-roll, three-roll, ball mill, tron mill, disper, kneader, kneader, homogenizer, blender, single- or twin-screw extruder, etc. Is used to grind the pigment while applying a strong shearing force, and the mixture is put into water and made into a slurry with a stirrer or the like. Subsequently, this slurry is filtered and washed with water to remove the water-soluble organic solvent and the water-soluble inorganic salt, and then dried to obtain a refined pigment.
(2.(A)顔料分散液の調製)
(a−1)顔料、(a−2)特定顔料誘導体、(a−3)酸価が2.9mmol/g〜7mmol/gのポリマー及び溶剤を配合し、ビーズ分散を行なう。主として縦型もしくは横型のサンドグラインダー、ピンミル、スリットミル、超音波分散機等を使用し、0.01〜1mmの粒径のガラス、ジルコニア等でできたビーズで微分散処理し、(A)顔料分散液を得る。ここで、顔料を微細化する処理を省くことも可能である。
なお、混練、分散についての詳細は、T.C.Patton著“Paint Flow and Pigment Dispersion”(1964年 John Wiley and Sons社刊)等に記載されている。
そして、上記のようにして得られた(A)顔料分散液に、(C)重合性化合物、(B)重合開始剤、及び、所望により併用される他の(D)樹脂などを添加して、本発明の着色重合性組成物を得る。
以下、本発明のカラーフィルタについて、その製造方法(本発明のカラーフィルタの製造方法)を通じて詳述する。
(2. (A) Preparation of pigment dispersion)
(A-1) A pigment, (a-2) a specific pigment derivative, (a-3) a polymer having an acid value of 2.9 mmol / g to 7 mmol / g and a solvent are blended to perform bead dispersion. Using a vertical or horizontal sand grinder, pin mill, slit mill, ultrasonic disperser, etc., and finely dispersing with beads made of 0.01 to 1 mm particle size glass, zirconia, etc. (A) Pigment A dispersion is obtained. Here, it is possible to omit the process of making the pigment fine.
For details on kneading and dispersing, see T.W. C. “Paint Flow and Pigment Dispersion” by Patton (published by John Wiley and Sons, 1964) and the like.
The (A) pigment dispersion obtained as described above is added with (C) a polymerizable compound, (B) a polymerization initiator, and other (D) resin used in combination as desired. The colored polymerizable composition of the present invention is obtained.
Hereinafter, the color filter of the present invention will be described in detail through its manufacturing method (color filter manufacturing method of the present invention).
支持体上に、本発明の硬化性組成物を塗布して硬化性組成物層を形成する工程(以下、適宜「硬化性組成物層形成工程」と略称する。)と、前記硬化性組成物層をマスクを介して露光する工程(以下、適宜「露光工程」と略称する。)と、露光後の前記硬化性組成物層を現像して着色パターンを形成する工程(以下、適宜「現像工程」と略称する。)と、を含むことを特徴とする。
以下、本発明の製造方法における各工程について説明する。
A step of applying the curable composition of the present invention on a support to form a curable composition layer (hereinafter abbreviated as “curable composition layer forming step” as appropriate), and the curable composition. A step of exposing the layer through a mask (hereinafter abbreviated as “exposure step” as appropriate), and a step of developing the curable composition layer after exposure to form a colored pattern (hereinafter referred to as “development step” as appropriate). Abbreviated as “.”).
Hereafter, each process in the manufacturing method of this invention is demonstrated.
<硬化性組成物層形成工程>
本発明のカラーフィルタは、既述の本発明の光硬化性組成物を用いてガラスなどの基板上に形成されるものであり、本発明の光硬化性組成物を直接若しくは他の層を介して基板上に例えばスリット塗布によって塗膜を形成した後、この塗膜を乾燥させ、パターン露光し、現像液を用いた現像処理を順次行なうことによって好適に作製することができる。これにより、液晶表示素子や固体撮像素子に用いられるカラーフィルタをプロセス上の困難性が少なく、高品質でかつ低コストに作製することができる。
<Curable composition layer forming step>
The color filter of the present invention is formed on a substrate such as glass by using the above-described photocurable composition of the present invention, and the photocurable composition of the present invention is directly or via other layers. Then, after forming a coating film on the substrate by, for example, slit coating, the coating film is dried, subjected to pattern exposure, and development processing using a developer can be sequentially performed. Thereby, the color filter used for a liquid crystal display element and a solid-state image sensor has few process difficulties, and can be manufactured with high quality and low cost.
本発明の着色重合性組成物は、直接又は他の層を介して基板に回転塗布、スリット塗布、流延塗布、ロール塗布、バー塗布等の塗布方法により塗布することが可能である。
前記基板としては、例えば、液晶表示素子等に用いられる無アルカリガラス、ソーダガラス、パイレックス(登録商標)ガラス、石英ガラス、及びこれらに透明導電膜を付着させたものや、固体撮像素子等に用いられる光電変換素子基板、例えばシリコン基板等、並びにプラスチック基板が挙げられる。これらの基板上には、通常、各画素を隔離するブラックマトリクスが形成されていたり、密着促進等のために透明樹脂層を設けたりしている。
プラスチック基板には、その表面にガスバリヤー層及び/又は耐溶剤性層を有していることが好ましい。このほかに、薄膜トランジスター(TFT)方式カラー液晶表示装置の薄膜トランジスター(TFT)が配置された駆動用基板(以下、「TFT方式液晶駆動用基板」という。)上にも本発明の着色重合性組成物からなるパターン状皮膜を形成し、カラーフィルタを作成することができる。その際に使用されるフォトマスクには、画素を形成するためのパターンのほか、スルーホールあるいはコの字型の窪みを形成するためのパターンも設けられている。TFT方式液晶駆動用基板における基板としては、例えば、ガラス、シリコン、ポリカーボネート、ポリエステル、芳香族ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリイミド等を挙げることができる。これらの基板には、所望により、シランカップリング剤等による薬品処理、プラズマ処理、イオンプレーティング、スパッタリング、気相反応法、真空蒸着等の適宜の前処理を施しておくこともできる。例えば、TFT方式液晶駆動用基板の表面上、あるいは該駆動基板の表面に窒化ケイ素膜等のパッシベーション膜を形成した基板等を挙げることができる。
The colored polymerizable composition of the present invention can be applied to a substrate directly or via another layer by a coating method such as spin coating, slit coating, cast coating, roll coating, bar coating or the like.
Examples of the substrate include non-alkali glass, soda glass, Pyrex (registered trademark) glass, quartz glass, and those obtained by attaching a transparent conductive film to these substrates, and solid-state imaging devices. Examples thereof include a photoelectric conversion element substrate such as a silicon substrate, and a plastic substrate. On these substrates, usually, a black matrix for isolating each pixel is formed, or a transparent resin layer is provided for promoting adhesion.
The plastic substrate preferably has a gas barrier layer and / or a solvent resistant layer on its surface. In addition, the color polymerization property of the present invention is also applied to a driving substrate (hereinafter referred to as “TFT type liquid crystal driving substrate”) on which a thin film transistor (TFT) of a thin film transistor (TFT) type color liquid crystal display device is arranged. A color filter can be prepared by forming a patterned film made of the composition. The photomask used at that time is provided with a pattern for forming a through hole or a U-shaped depression in addition to a pattern for forming a pixel. Examples of the substrate in the TFT liquid crystal driving substrate include glass, silicon, polycarbonate, polyester, aromatic polyamide, polyamideimide, and polyimide. These substrates may be subjected to appropriate pretreatment such as chemical treatment with a silane coupling agent or the like, plasma treatment, ion plating, sputtering, gas phase reaction method, vacuum deposition, etc., if desired. For example, a substrate in which a passivation film such as a silicon nitride film is formed on the surface of a TFT liquid crystal driving substrate or a surface of the driving substrate can be used.
本発明の着色重合性組成物を基板に塗布する方法としては特に限定されるものではないが、スリット・アンド・スピン法、スピンレス塗布法等のスリットノズルを用いる方法(以下スリットノズル塗布法という)が好ましい。スリットノズル塗布法において、スリット・アンド・スピン塗布法とスピンレス塗布法は、塗布基板の大きさによって条件は異なるが、例えばスピンレス塗布法により第五世代のガラス基板(1100mm×1250mm)を塗布する場合、スリットノズルからの光硬化性組成物の吐出量は、通常、500〜2000マイクロリットル/秒、好ましくは800〜1500マイクロリットル/秒であり、また塗工速度は、通常、50〜300mm/秒、好ましくは100〜200mm/秒である。光硬化性組成物の固形分としては通常、10〜20%、好ましくは13〜18%である。基板上に本発明の光硬化性組成物による塗膜を形成する場合、該塗膜の厚み(プリベーク処理後)としては、一般に0.3〜5.0μmであり、望ましくは0.5〜4.0μm、最も望ましくは0.8〜3.0μmである。
なお、本発明の着色重合性組成物を高解像度の固体撮像素子用カラーフィルタの形成に適用する場合には、膜厚は最も好ましくは0.35μm〜2.0μmの範囲である。
本発明は、特に膜厚が0.38μm〜1.0μm、さらには、0.45μm〜0.8μmの着色領域を形成するのに特に有効である。
A method for applying the colored polymerizable composition of the present invention to the substrate is not particularly limited, but a method using a slit nozzle such as a slit-and-spin method or a spinless coating method (hereinafter referred to as a slit nozzle coating method). Is preferred. In the slit nozzle coating method, the slit-and-spin coating method and the spinless coating method have different conditions depending on the size of the coated substrate. For example, when a fifth generation glass substrate (1100 mm × 1250 mm) is coated by the spinless coating method. The discharge amount of the photocurable composition from the slit nozzle is usually 500 to 2000 microliter / second, preferably 800 to 1500 microliter / second, and the coating speed is usually 50 to 300 mm / second. , Preferably 100 to 200 mm / sec. The solid content of the photocurable composition is usually 10 to 20%, preferably 13 to 18%. When a coating film of the photocurable composition of the present invention is formed on a substrate, the thickness of the coating film (after pre-baking treatment) is generally 0.3 to 5.0 μm, preferably 0.5 to 4 0.0 μm, most preferably 0.8 to 3.0 μm.
In addition, when applying the colored polymerizable composition of the present invention to the formation of a color filter for a high-resolution solid-state imaging device, the film thickness is most preferably in the range of 0.35 μm to 2.0 μm.
The present invention is particularly effective for forming a colored region having a film thickness of 0.38 μm to 1.0 μm, and further 0.45 μm to 0.8 μm.
通常は塗布後にプリベーク処理を施す。必要によってプリベーク前に真空処理を施すことができる。真空乾燥の条件は、真空度が、通常、0.1〜1.0torr、好ましくは0.2〜0.5torr程度である。
プリベーク処理は、ホットプレート、オーブン等を用いて50〜140℃の温度範囲で、好ましくは70〜110℃程度であり、10〜300秒の条件にて行なうことができる。高周波処理などを併用しても良い。高周波処理は単独でも使用可能である。
Usually, a pre-bake treatment is performed after coating. If necessary, vacuum treatment can be performed before pre-baking. As the conditions for vacuum drying, the degree of vacuum is usually about 0.1 to 1.0 torr, preferably about 0.2 to 0.5 torr.
The pre-bake treatment is performed in a temperature range of 50 to 140 ° C., preferably about 70 to 110 ° C., using a hot plate, an oven, or the like, and can be performed under conditions of 10 to 300 seconds. High frequency treatment or the like may be used in combination. High frequency processing can be used alone.
<露光工程>
露光工程では、前記硬化性組成物層形成工程において形成された硬化性組成物層を、所定のマスクパターンを有するマスクを介して露光する。
本工程における露光は、塗布膜のパターン露光は、所定のマスクパターンを介して露光し、光照射された塗布膜部分だけを硬化させ、現像液で現像して、各色(3色あるいは4色)の画素からなるパターン状皮膜を形成することにより行うことができる。露光に際して用いることができる放射線としては、特に、g線、i線等の紫外線が好ましく用いられる。照射量は5〜1500mJ/cm2が好ましく10〜1000mJ/cm2がより好ましく、10〜500mJ/cm2が最も好ましい。
<Exposure process>
In the exposure step, the curable composition layer formed in the curable composition layer forming step is exposed through a mask having a predetermined mask pattern.
In this step, the pattern of the coating film is exposed through a predetermined mask pattern, only the coating film portion irradiated with light is cured, developed with a developer, and each color (three colors or four colors). This can be done by forming a pattern-like film consisting of these pixels. As radiation that can be used for exposure, ultraviolet rays such as g-line and i-line are particularly preferably used. Irradiation dose is more preferably preferably 10~1000mJ / cm 2 5~1500mJ / cm 2 , and most preferably 10 to 500 mJ / cm 2.
本発明のカラーフィルタを液晶表示素子用に使用する場合には、上記範囲の中で5〜200mJ/cm2が好ましく10〜150mJ/cm2がより好ましく、10〜100mJ/cm2が最も好ましい。また、本発明のカラーフィルタを固体撮像素子用に使用する場合は、上記範囲の中で30〜1500mJ/cm2が好ましく50〜1000mJ/cm2がより好ましく、80〜500mJ/cm2が最も好ましい。固体撮像素子用のカラーフィルタを作製する場合には、高精細のパターン形成が必要とされるため、ステッパー露光機で主としてi線を使用することが好ましい。 When using the color filter of the present invention for a liquid crystal display device, it is more preferably preferably 10~150mJ / cm 2 5~200mJ / cm 2 within the above range, and most preferably 10 to 100 mJ / cm 2. Also, when using the color filter of the present invention for the solid-state imaging device, it is more preferably preferably 50~1000mJ / cm 2 30~1500mJ / cm 2 within the above range, and most preferably 80~500mJ / cm 2 . When producing a color filter for a solid-state imaging device, it is preferable to mainly use i-line in a stepper exposure machine because high-definition pattern formation is required.
<現像工程>
現像処理では、露光後の未硬化部を現像液に溶出させ、硬化分のみを残存させる。現像温度としては、通常20〜30℃であり、現像時間としては20〜90秒である。
現像液としては、未硬化部における光硬化性の光硬化性組成物の塗膜を溶解する一方、硬化部を溶解しないものであれば、いずれのものも用いることができる。具体的には、種々の有機溶剤の組合せやアルカリ性の水溶液を用いることができる。
<Development process>
In the development process, the uncured portion after the exposure is eluted in the developer, and only the cured portion remains. The development temperature is usually 20 to 30 ° C., and the development time is 20 to 90 seconds.
Any developer can be used as long as it dissolves the coating film of the photo-curable photocurable composition in the uncured portion while not dissolving the cured portion. Specifically, a combination of various organic solvents or an alkaline aqueous solution can be used.
前記有機溶剤としては、顔料分散液又は着色重合性組成物を調製する際に使用できる既述の溶剤が挙げられる。
前記アルカリ性の水溶液としては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、硅酸ナトリウム、メタ硅酸ナトリウム、アンモニア水、エチルアミン、ジエチルアミン、ジメチルエタノールアミン、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド、コリン、ピロール、ピペリジン、1,8−ジアザビシクロ−[5,4,0]−7−ウンデセン等のアルカリ性化合物を、濃度が0.001〜10質量%、好ましくは0.01〜1質量%となるように溶解したアルカリ性水溶液が挙げられる。アルカリ性水溶液には、例えばメタノール、エタノール等の水溶性有機溶剤や界面活性剤等を適量添加することもできる。
現像方式は、デイップ方式、シャワー方式、スプレー方式などいずれでもよく、これにスウィング方式、スピン方式、超音波方式などを組み合わせても良い。現像液に触れる前に、被現像面を予め水等で湿しておいて、現像むらを防ぐこともできる。また基板を傾斜させて現像することもできる。
固体撮像素子用カラーフィルタを作製する場合にはパドル現像を用いてもよい。
Examples of the organic solvent include the solvents described above that can be used when preparing a pigment dispersion or a colored polymerizable composition.
Examples of the alkaline aqueous solution include sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, sodium hydrogencarbonate, sodium oxalate, sodium metasuccinate, aqueous ammonia, ethylamine, diethylamine, dimethylethanolamine, tetramethylammonium hydroxide, Concentrations of alkaline compounds such as tetraethylammonium hydroxide, choline, pyrrole, piperidine, 1,8-diazabicyclo- [5,4,0] -7-undecene are 0.001 to 10% by mass, preferably 0.01 to An alkaline aqueous solution dissolved so as to be 1% by mass can be mentioned. An appropriate amount of a water-soluble organic solvent such as methanol or ethanol, a surfactant, or the like can be added to the alkaline aqueous solution.
The development method may be any of a dip method, a shower method, a spray method, and the like, and may be combined with a swing method, a spin method, an ultrasonic method, or the like. It is also possible to prevent uneven development by previously moistening the surface to be developed with water or the like before touching the developer. It is also possible to develop with the substrate tilted.
Paddle development may be used when producing a color filter for a solid-state imaging device.
現像処理後は、余剰の現像液を洗浄除去するリンス工程を経て、乾燥を施した後、硬化を完全なものとするために、加熱処理(ポストベーク)が施される。
リンス工程は通常は純水で行うが、省液のために、最終洗浄で純水を用い、洗浄はじめは使用済の純水を使用したり、基板を傾斜させて洗浄したり、超音波照射を併用したりできる。
After the development processing, after a rinsing step for washing and removing excess developer, drying is performed, and then heat treatment (post-baking) is performed to complete the curing.
The rinsing process is usually performed with pure water. However, to save liquid, pure water is used in the final cleaning. At the beginning of cleaning, used pure water is used, the substrate is tilted and cleaned, and ultrasonic irradiation is performed. Can be used together.
リンスの後で水切り、乾燥をした後に、通常約200℃〜250℃の加熱処理を行なう。この加熱処理(ポストベーク)は、現像後の塗布膜を、上記条件になるようにホットプレートやコンベクションオーブン(熱風循環式乾燥機)、高周波加熱機等の加熱手段を用いて、連続式あるいはバッチ式で行なうことができる。
以上の操作を所望の色相数に合わせて各色毎に順次繰り返し行なうことにより、複数色の着色された硬化膜が形成されてなるカラーフィルタを作製することができる。
After rinsing, draining and drying are performed, and then a heat treatment is usually performed at about 200 ° C to 250 ° C. In this heat treatment (post-bake), the coating film after development is continuously or batch-treated using a heating means such as a hot plate, a convection oven (hot air circulation dryer) or a high-frequency heater so as to satisfy the above conditions. It can be done with a formula.
By sequentially repeating the above operation for each color in accordance with the desired number of hues, a color filter formed with a plurality of colored cured films can be produced.
前記(A)顔料分散液を含む本発明の着色重合性組成物の用途として、主にカラーフィルタへの用途を中心に説明したが、カラーフィルタを構成する各着色画素を隔離するブラックマトリックスの形成にも適用することができる。
前記ブラックマトリックスは、顔料としてカーボンブラック、チタンブラックなどの黒色顔料を用いた本発明の顔料分散組成物を露光、現像し、その後必要に応じて更にポストベークして膜の硬化を促進させることで形成できる。
As the use of the colored polymerizable composition of the present invention containing the (A) pigment dispersion, the description has mainly focused on the use for a color filter, but the formation of a black matrix that isolates each colored pixel constituting the color filter. It can also be applied to.
The black matrix is formed by exposing and developing the pigment dispersion composition of the present invention using a black pigment such as carbon black or titanium black as a pigment, and then further post-baking as necessary to promote film curing. Can be formed.
本発明の着色重合性組成物は、顔料の分散安定性に優れ、且つ、高感度で硬化し、現像性にも優れることから、顔料を高濃度で含む場合であっても、薄層で且つ色特性に優れた着色領域を高解像度で形成することができ、特に、カラーフィルタの着色領域の形成に有用であり、その応用範囲は広い。 The colored polymerizable composition of the present invention is excellent in dispersion stability of the pigment, is cured with high sensitivity, and is excellent in developability. Therefore, even when the pigment is contained at a high concentration, it is a thin layer and A colored region having excellent color characteristics can be formed with high resolution, and is particularly useful for forming a colored region of a color filter, and its application range is wide.
以下、本発明を実施例により、更に具体的に説明するが、本発明はその趣旨を越えない限り以下の実施例に限定されるものではない。
なお、特に断りのない限り、「%」「部」は質量基準である。
(合成例1:アクリル樹脂溶液1の調製)
セパラブル4口フラスコに温度計、冷却管、窒素ガス導入管、撹拌装置を取り付けた反応容器にシクロヘキサノン70.0部を仕込み、85℃に昇温し、反応容器内を窒素置換した後、滴下管よりn−ブチルメタクリレート13.5部、2−ヒドロキシエチルメタクリレート4.6部、メタクリル酸8.5部、パラクミルフェノールエチレンオキサイド変性アクリレート(東亜合成株式会社製「アロニックスM110」)7.4部、ジメチル2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオネート)0.8部の混合物を2時間かけて滴下した。滴下終了後、更に3時間反応を継続し、重量平均分子量15000、酸価2.9mmol/gのアクリル樹脂の溶液を得た。
室温まで冷却した後、樹脂溶液約2gをサンプリングして180℃、20分加熱乾燥して不揮発分を測定し、先に合成した樹脂溶液に不揮発分が20重量%になるようにシクロヘキサノンを添加してアクリル樹脂溶液1を調製した。
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not limited to the following examples unless it exceeds the gist.
Unless otherwise specified, “%” and “parts” are based on mass.
(Synthesis Example 1: Preparation of acrylic resin solution 1)
A reaction vessel equipped with a separable four-necked flask equipped with a thermometer, a cooling tube, a nitrogen gas inlet tube, and a stirrer was charged with 70.0 parts of cyclohexanone, heated to 85 ° C., the inside of the reaction vessel was purged with nitrogen, 13.5 parts of n-butyl methacrylate, 4.6 parts of 2-hydroxyethyl methacrylate, 8.5 parts of methacrylic acid, 7.4 parts of paracumylphenol ethylene oxide modified acrylate (“Aronix M110” manufactured by Toagosei Co., Ltd.), A mixture of 0.8 parts of dimethyl 2,2′-azobis (2-methylpropionate) was added dropwise over 2 hours. After completion of the dropwise addition, the reaction was further continued for 3 hours to obtain an acrylic resin solution having a weight average molecular weight of 15000 and an acid value of 2.9 mmol / g.
After cooling to room temperature, about 2 g of the resin solution was sampled, heated and dried at 180 ° C. for 20 minutes to measure the nonvolatile content, and cyclohexanone was added to the previously synthesized resin solution so that the nonvolatile content was 20% by weight. Thus, an acrylic resin solution 1 was prepared.
(合成例2:アクリル樹脂溶液2の調製)
反応容器にプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート800部を入れ、容器に窒素ガスを注入しながら100℃に加熱して、同温度で、スチレン60.0部、メタクリル酸80.0部、メチルメタクリレート68.0部、東亜合成社製マクロモノマーAA−6、62.0部、アゾビスイソブチロニトリル9.0部の混合物を1時間かけて滴下して重合反応を行った。滴下後さらに100℃で3時間反応させた後、アゾビスイソブチロニトリル2.0部をシクロヘキサノン50部で溶解させたものを添加し、さらに100℃で1時間反応を続けて、重量平均分子量が約33000、酸価が3.44mmol/gのアクリル樹脂2の溶液を得た。
室温まで冷却した後、樹脂溶液約2gをサンプリングして180℃、20分加熱乾燥して不揮発分を測定し、先に合成した樹脂溶液に不揮発分が20重量%になるようにプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートを添加してアクリル樹脂溶液2を調製した。
(Synthesis Example 2: Preparation of acrylic resin solution 2)
Into a reaction vessel, 800 parts of propylene glycol monomethyl ether acetate was heated to 100 ° C. while injecting nitrogen gas into the vessel. At the same temperature, 60.0 parts of styrene, 80.0 parts of methacrylic acid, 68.0 parts of methyl methacrylate Part, Toa Gosei Co., Ltd. macromonomer AA-6, 62.0 parts, azobisisobutyronitrile 9.0 parts was added dropwise over 1 hour to carry out the polymerization reaction. After the dropwise addition, the mixture was further reacted at 100 ° C. for 3 hours, and then 2.0 parts of azobisisobutyronitrile dissolved in 50 parts of cyclohexanone was added, and the reaction was further continued at 100 ° C. for 1 hour to obtain a weight average molecular weight. Was about 33000 and an acid value of 3.44 mmol / g was obtained.
After cooling to room temperature, about 2 g of resin solution was sampled and heated and dried at 180 ° C. for 20 minutes to measure the non-volatile content. Propylene glycol monomethyl ether so that the non-volatile content was 20% by weight in the previously synthesized resin solution. Acrylic resin solution 2 was prepared by adding acetate.
(合成例3:アクリル樹脂溶液3の調製)
前記合成例2で得たアクリル樹脂溶液2にグリシジルメタクリレートを10重量部、テトラエチルアンモニウムブロミド1重量部を加え、90℃で2時間攪拌し、側鎖に二重結合性基を導入した重量平均分子量が約34000、酸価3.1mmol/gのアクリル樹脂3の溶液を得た。
先に合成したアクリル樹脂3の溶液にプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートを所定量添加して不揮発分が20重量%のアクリル樹脂溶液3を調製した。
(Synthesis Example 3: Preparation of acrylic resin solution 3)
A weight average molecular weight obtained by adding 10 parts by weight of glycidyl methacrylate and 1 part by weight of tetraethylammonium bromide to the acrylic resin solution 2 obtained in Synthesis Example 2 and stirring at 90 ° C. for 2 hours to introduce a double bond group into the side chain. Was about 34000 and an acid value of 3.1 mmol / g was obtained.
A predetermined amount of propylene glycol monomethyl ether acetate was added to the previously synthesized acrylic resin 3 solution to prepare an acrylic resin solution 3 having a nonvolatile content of 20% by weight.
(合成例4:アクリル樹脂溶液4の調製)
重量平均分子量10000、酸価6.9mmol/gのポリアクリル酸/メタクリル酸メチル(重量比 50/50)のプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート30重量%にグリシジルメタクリレートを25重量、テトラエチルアンモニウムブロミド1重量部を加え、90℃で3時間攪拌し、側鎖に二重結合性基を導入した、重量平均分子量12000、酸価4.1mmol/gのアクリル樹脂4の溶液を得た。
先に合成したアクリル樹脂4の溶液に合成例2と同様に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所定量添加して不揮発分が20重量%のアクリル樹脂溶液4を調製した。
(Synthesis Example 4: Preparation of acrylic resin solution 4)
Polyacrylic acid / methyl methacrylate (weight ratio 50/50) of propylene glycol monomethyl ether acetate having a weight average molecular weight of 10,000 and an acid value of 6.9 mmol / g is added to 30% by weight of glycidyl methacrylate and 1 part by weight of tetraethylammonium bromide. In addition, the mixture was stirred at 90 ° C. for 3 hours to obtain a solution of acrylic resin 4 having a weight average molecular weight of 12000 and an acid value of 4.1 mmol / g, in which a double bond group was introduced into the side chain.
A predetermined amount of propylene glycol monomethyl ether acetate was added to the previously synthesized acrylic resin 4 solution in the same manner as in Synthesis Example 2 to prepare an acrylic resin solution 4 having a nonvolatile content of 20% by weight.
(合成例5:比較用アクリル樹脂C1溶液の調製)
セパラブル4口フラスコに温度計、冷却管、窒素ガス導入管、撹拌装置を取り付けた反応容器にシクロヘキサノン70.0部を仕込み、85℃に昇温し、反応容器内を窒素置換した後、滴下管よりn−ブチルメタクリレート13.5部、2−ヒドロキシエチルメタクリレート4.6部、メタクリル酸3.5部、パラクミルフェノールエチレンオキサイド変性アクリレート(東亜合成株式会社製「アロニックスM110」)7.4部、ジメチル2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオネート)0.8部の混合物を2時間かけて滴下した。滴下終了後、更に3時間反応を継続し、アクリル樹脂C1の溶液を得た。
室温まで冷却した後、樹脂溶液約2gをサンプリングして180℃、20分加熱乾燥して不揮発分を測定し、先に合成した樹脂溶液に不揮発分が20重量%になるようにシクロヘキサノンを添加して比較樹脂溶液C1を調製した。重量平均分子量15000、この樹脂C1の酸価は1.41mmol/gであった。
(Synthesis Example 5: Preparation of comparative acrylic resin C1 solution)
A reaction vessel equipped with a separable four-necked flask equipped with a thermometer, a cooling tube, a nitrogen gas inlet tube, and a stirrer was charged with 70.0 parts of cyclohexanone, heated to 85 ° C., the inside of the reaction vessel was purged with nitrogen, 13.5 parts of n-butyl methacrylate, 4.6 parts of 2-hydroxyethyl methacrylate, 3.5 parts of methacrylic acid, 7.4 parts of paracumylphenol ethylene oxide modified acrylate (“Aronix M110” manufactured by Toagosei Co., Ltd.), A mixture of 0.8 parts of dimethyl 2,2′-azobis (2-methylpropionate) was added dropwise over 2 hours. After completion of the dropwise addition, the reaction was continued for 3 hours to obtain a solution of acrylic resin C1.
After cooling to room temperature, about 2 g of the resin solution was sampled, heated and dried at 180 ° C. for 20 minutes to measure the nonvolatile content, and cyclohexanone was added to the previously synthesized resin solution so that the nonvolatile content was 20% by weight. Comparative resin solution C1 was prepared. The weight average molecular weight was 15000, and the acid value of this resin C1 was 1.41 mmol / g.
(実施例1〜5、比較例1)
<顔料分散組成物の調製1>
下記組成(1)の成分を混合し、ホモジナイザーを用いて回転数3,000r.p.m.で3時間撹拌して混合し、顔料を含む混合溶液を調製した。
〔組成(1)〕
・C.I.ピグメントレッド254 75部
・C.I.ピグメントイエロー139 25部
・下記表1に示すアクリル樹脂溶液(固形分20質量%) 280部
・1−メトキシ−2−プロピルアセテート 630部
・下記表1に示す特定顔料誘導体又は比較化合物 8部
(Examples 1-5, Comparative Example 1)
<Preparation 1 of pigment dispersion composition>
The components of the following composition (1) are mixed, and using a homogenizer, the rotational speed is 3,000 r. p. m. And mixed for 3 hours to prepare a mixed solution containing the pigment.
[Composition (1)]
・ C. I. Pigment Red 254 75 parts C.I. I. Pigment Yellow 139 25 parts Acrylic resin solution shown in Table 1 (solid content 20% by mass) 280 parts 1-methoxy-2-propyl acetate 630 parts Specific pigment derivative or comparative compound shown in Table 1 8 parts
続いて、上記より得られた混合溶液(A〜F)を、さらに0.3mmφジルコニアビーズを用いたビーズ分散機ディスパーマット(GETZMANN社製)にて6時間分散処理を行い、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った。この分散処理を10回繰り返し、赤色の顔料分散液(A〜F)を得た。
下記表1に記載の本発明に係る(a−1)特定顔料誘導体(Y−1)〜(Y−4)及び比較化合物(H−1)の構造を以下に示す。なお、以下の実施例、比較例に使用される(a−3)特定酸価ポリマーであるアクリル樹脂1、2及び比較樹脂C1は前記合成例1〜5で得たものである。
Subsequently, the mixed solution (A to F) obtained above was further subjected to a dispersion treatment for 6 hours with a bead disperser disperse mat (manufactured by GETZMANN) using 0.3 mmφ zirconia beads. Dispersion treatment was performed at a flow rate of 500 g / min under a pressure of 2000 kg / cm 3 using a high-pressure disperser NANO-3000-10 (manufactured by Nippon BEE Co., Ltd.). This dispersion treatment was repeated 10 times to obtain red pigment dispersions (A to F).
The structures of (a-1) specific pigment derivatives (Y-1) to (Y-4) and comparative compound (H-1) according to the present invention described in Table 1 below are shown below. In addition, the acrylic resins 1 and 2 and the comparative resin C1 which are (a-3) specific acid value polymers used in the following Examples and Comparative Examples are those obtained in Synthesis Examples 1 to 5.
<顔料分散液の評価>
得られた本発明に係る顔料分散液(A〜D)及び比較顔料分散液E、Fについて下記の評価を行った。
(1)粘度の測定、評価
得られた顔料分散液について、E型粘度計を用いて、分散直後の顔料分散液の粘度η1および分散後(室温25℃〜28℃にて)1週間経過した後の顔料分散液の粘度η2を測定し、差を算出して増粘の程度を評価した。1週間後の粘度η2と分散後の粘度η1との差が5(mPa・s)以下であれば、分散安定性が良好であることを示す。結果を上記表1に併記した。
表1に明らかなように、(a−2)特定顔料誘導体及び(a−3)特定酸価ポリマーを含んで調製された顔料分散液A〜D、及び、(a−2)特定顔料誘導体を含有し、比較樹脂Cを含む比較分散液Eは、いずれも分散安定性に優れたものであったが、(a−2)特定顔料誘導体を含有しない比較分散液Fは経時により分散性が低下することがわかる。
<Evaluation of pigment dispersion>
The obtained pigment dispersions (A to D) and comparative pigment dispersions E and F according to the present invention were evaluated as follows.
(1) Viscosity measurement and evaluation Using the E-type viscometer, the viscosity η 1 of the pigment dispersion immediately after dispersion and 1 week after dispersion (at room temperature of 25 ° C. to 28 ° C.) and the viscosity was measured eta 2 of the pigment dispersion after to assess the extent of thickening by calculating the difference. If the difference between the viscosity η 2 after 1 week and the viscosity η 1 after dispersion is 5 (mPa · s) or less, the dispersion stability is good. The results are shown in Table 1 above.
As is apparent from Table 1, (a-2) specific pigment derivatives and (a-3) pigment dispersions A to D prepared containing a specific acid value polymer, and (a-2) specific pigment derivatives The comparative dispersion E containing the comparative resin C was excellent in dispersion stability, but (a-2) the comparative dispersion F not containing the specific pigment derivative deteriorated with time. I understand that
以下、固体撮像素子用途のカラーフィルタ形成用として着色剤を含有する着色重合性組成物を調整した例を挙げて説明する。
〔下塗り層付シリコン基板の作製〕
下記組成(2)の成分を混合して溶解し、下塗り層用にレジスト液を調製した。
〈組成(2)〉
・プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 19.20部
(PGMEA:溶剤)
・乳酸エチル 36.67部
・バインダーポリマー 30.51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=60/22/18)の40%PGMEA溶液〕
・ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート 12.20部
(光重合性化合物)
・重合禁止剤(p−メトキシフェノール) 0.0061部
・フッ素系界面活性剤 0.83部
(F−475、大日本インキ化学工業(株)製)
・光重合開始剤 0.586部
(TAZ−107(トリハロメチルトリアジン系の光重合開始剤)、
みどり化学社製)
Hereinafter, an example in which a colored polymerizable composition containing a colorant is prepared for forming a color filter for use in a solid-state imaging device will be described.
[Production of silicon substrate with undercoat layer]
Components of the following composition (2) were mixed and dissolved to prepare a resist solution for the undercoat layer.
<Composition (2)>
Propylene glycol monomethyl ether acetate 19.20 parts (PGMEA: solvent)
-36.67 parts of ethyl lactate-30.51 parts of binder polymer [40% PGMEA solution of benzyl methacrylate / methacrylic acid / methacrylic acid-2-hydroxyethyl copolymer (molar ratio = 60/22/18)]
Dipentaerythritol hexaacrylate 12.20 parts (photopolymerizable compound)
・ Polymerization inhibitor (p-methoxyphenol) 0.0061 part ・ Fluorosurfactant 0.83 part (F-475, manufactured by Dainippon Ink & Chemicals, Inc.)
Photopolymerization initiator 0.586 parts (TAZ-107 (trihalomethyltriazine photopolymerization initiator),
(Midori Chemical Co., Ltd.)
6inchシリコンウエハをオーブン中で200℃のもと30分加熱処理した。次いで、このシリコンウエハ上に前記レジスト液を乾燥膜厚が2μmになるように塗布し、更に220℃のオーブン中で1時間加熱乾燥させて下塗り層を形成し、下塗り層付シリコンウエハ基板を得た。 A 6 inch silicon wafer was heat-treated in an oven at 200 ° C. for 30 minutes. Next, the resist solution is applied onto the silicon wafer so as to have a dry film thickness of 2 μm, and further heated and dried in an oven at 220 ° C. for 1 hour to form an undercoat layer, thereby obtaining a silicon wafer substrate with an undercoat layer. It was.
1−1.着色重合性組成物(塗布液)の調製
前記分散処理して得た顔料分散液に、更に下記成分を添加し、撹拌混合して硬化性組成物溶液を調製した。
・(A)顔料分散液〔表2に記載の分散液〕 100質量部
・DPHA(日本化薬社製) 4.0重量部
・重合開始剤〔表2記載の化合物〕 0.5重量部
・アリルメタクリレート/メタクリル酸/ヒドロキシエチルメタクリレート
/メタクリル酸をグリシジルメタクリルレートと反応させたユニット
〔mol比、25/25/25/25、重量平均分子量45,000:
(C)成分〕 1.0重量部
・界面活性剤(商品名:テトラニック150R1、BASF社) 0.2重量部
・溶剤:PGMEA 100重量部
表2に記載の(B)重合開始剤(I−1)〜(I−3)の構造を以下に示す。
1-1. Preparation of Colored Polymerizable Composition (Coating Solution) The following components were further added to the pigment dispersion obtained by the dispersion treatment, followed by stirring and mixing to prepare a curable composition solution.
-(A) Pigment dispersion (dispersion listed in Table 2) 100 parts by mass-DPHA (manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.) 4.0 parts by weight-Polymerization initiator (compounds listed in Table 2) 0.5 parts by weight Unit in which allyl methacrylate / methacrylic acid / hydroxyethyl methacrylate / methacrylic acid is reacted with glycidyl methacrylate
[Mol ratio, 25/25/25/25, weight average molecular weight 45,000:
(C) component] 1.0 part by weight / surfactant (trade name: Tetranic 150R1, BASF) 0.2 part by weight / solvent: 100 parts by weight PGMEA (B) polymerization initiator (I The structures of (-1) to (I-3) are shown below.
〔着色重合性組成物によるカラーフィルタの作製及び評価〕
−パターンの形成と感度の評価−
前述の実施例1〜5、比較例1で調製した着色剤含有硬化性組成物を、前記下塗り層付シリコン基板上に塗布し、硬化性組成物層(塗布膜)を形成した。そして、この塗布膜の乾燥膜厚が0.6μmになるように、100℃のホットプレートを用いて120秒間加熱処理(プリベーク)を行なった。
次いで、i線ステッパー露光装置FPA−3000i5+(Canon(株)製)を使用して365nmの波長で、パターンが1.4μm四方のIslandパターンマスクを介する露光によって、マスクパターンと同サイズの1.4μm四方のIslandパターンが得られるように50〜1600mJ/cm2の種々の露光量で露光した。ここで、光照度系により50mJ/cm2の露光量を測定してその露光量を基準とし、照射時間を変更させて積算露光量(mJ/cm2)を求めて感度とした。この数値が小さいほど、低露光量で、高解像度の微細パターンを形成することができ、高感度であることを示す。結果を上記表2に併記した。
その後、照射された塗布膜が形成されているシリコンウエハ基板をスピン・シャワー現像機(DW−30型、(株)ケミトロニクス製)の水平回転テーブル上に載置し、CD−2000(富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ(株)製)を用いて23℃で60秒間パドル現像を行ない、シリコンウエハ基板に着色パターンを形成した。
[Production and Evaluation of Color Filter Using Colored Polymerizable Composition]
-Pattern formation and sensitivity evaluation-
The colorant-containing curable composition prepared in Examples 1 to 5 and Comparative Example 1 was applied onto the silicon substrate with the undercoat layer to form a curable composition layer (coating film). Then, heat treatment (pre-baking) was performed for 120 seconds using a hot plate at 100 ° C. so that the dry film thickness of the coating film became 0.6 μm.
Next, using an i-line stepper exposure apparatus FPA-3000i5 + (manufactured by Canon Co., Ltd.), exposure through a Island pattern mask having a pattern of 1.4 μm square at a wavelength of 365 nm is 1.4 μm having the same size as the mask pattern The exposure was performed at various exposure amounts of 50 to 1600 mJ / cm 2 so that a four-sided island pattern was obtained. Here, an exposure amount of 50 mJ / cm 2 was measured by a light illuminance system, and the exposure amount was changed with reference to the exposure amount, and an integrated exposure amount (mJ / cm 2 ) was obtained to obtain sensitivity. A smaller value indicates that a fine pattern with a high resolution can be formed with a low exposure amount and is highly sensitive. The results are shown in Table 2 above.
Thereafter, the silicon wafer substrate on which the irradiated coating film is formed is placed on a horizontal rotary table of a spin shower developing machine (DW-30 type, manufactured by Chemitronics), and CD-2000 (Fuji Film). Paddle development was performed at 23 ° C. for 60 seconds using Electronics Materials Co., Ltd. to form a colored pattern on the silicon wafer substrate.
着色パターンが形成されたシリコンウエハ基板を真空チャック方式で前記水平回転テーブルに固定し、回転装置によって該シリコンウエハ基板を回転数50r.p.m.で回転させつつ、その回転中心の上方より純水を噴出ノズルからシャワー状に供給してリンス処理を行ない、その後スプレー乾燥した。その後、測長SEM「S−9260A」(日立ハイテクノロジーズ(株)製)を用いて、倍率:20,000で、形成された1.4μm四方の着色パターン及びその周辺部を観察した。露光工程において、光が照射されなかった領域(未露光部)の残渣の有無を観察し、現像性の評価とした。結果を上記表2に併記した。 The silicon wafer substrate on which the colored pattern is formed is fixed to the horizontal rotary table by a vacuum chuck method, and the silicon wafer substrate is rotated at a rotation speed of 50 r. p. m. While being rotated, pure water was supplied from the upper part of the rotation center in the form of a shower through a spray nozzle, followed by rinsing treatment, and then spray drying. Thereafter, using a length measuring SEM “S-9260A” (manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation), the formed 1.4 μm square colored pattern and its peripheral portion were observed at a magnification of 20,000. In the exposure process, the presence or absence of residue in the area not irradiated with light (unexposed portion) was observed to evaluate developability. The results are shown in Table 2 above.
表2に明らかなように、本発明に係る実施例1〜5の着色重合性組成物によれば、高感度で微細な着色領域を形成することができ、現像後に残渣も存在しないことから、未露光部の現像性に優れることがわかる。他方、本発明に係る(a−3)特定酸価ポリマーに代えて、比較樹脂C1を用いた比較例1では、現像性に劣ることがわかる。 As is clear from Table 2, according to the colored polymerizable compositions of Examples 1 to 5 according to the present invention, a highly sensitive and fine colored region can be formed, and no residue is present after development. It turns out that it is excellent in the developability of an unexposed part. On the other hand, it turns out that it replaces with (a-3) specific acid value polymer which concerns on this invention, and is inferior in developability in the comparative example 1 using comparative resin C1.
(実施例6〜8、比較例2)
<顔料分散液の調製2>
下記組成(3)の成分を混合し、2本ロールで混練分散処理し、顔料を含む混合溶液(F〜I)を調製した。
〔組成(3)〕
・C.I.ピグメント グリーン 36 50質量部
・C.I.ピグメント イエロー 150 50質量部
・樹脂 200質量部
・ソルスパース32000GR(日本ルーブリゾール社製;ポリエステル系分散剤)
20質量部
・溶剤:プロピレングリコールメチルエーテルアセテート 520質量部
・下記(a−2)特定顔料誘導体又は比較化合物(表3に記載の化合物) 6重量部
(Examples 6 to 8, Comparative Example 2)
<Preparation 2 of pigment dispersion>
Components of the following composition (3) were mixed and kneaded and dispersed with two rolls to prepare mixed solutions (F to I) containing pigments.
[Composition (3)]
・ C. I. Pigment Green 36 50 parts by mass / C.I. I. Pigment Yellow 150 50 parts by mass, resin 200 parts by mass, Solsperse 32000GR (manufactured by Nippon Lubrizol Corporation; polyester-based dispersant)
20 parts by mass / solvent: propylene glycol methyl ether acetate 520 parts by mass / the following (a-2) specific pigment derivative or comparative compound (compound described in Table 3) 6 parts by weight
更に上記で得られた分散物に下記成分を加えサンドミルで一昼夜微分散処理をした。
・溶剤:プロピレングリコールメチルエーテルアセテート(PGMEA)
350質量部
下記表3に記載の本発明に係る(a−1)特定顔料誘導体(Y−5)〜(Y−7)及び比較化合物(H−2)の構造を以下に示す。
Furthermore, the following components were added to the dispersion obtained above and finely dispersed in a sand mill for a whole day and night.
・ Solvent: Propylene glycol methyl ether acetate (PGMEA)
350 parts by mass The structures of (a-1) specific pigment derivatives (Y-5) to (Y-7) and a comparative compound (H-2) according to the present invention described in Table 3 below are shown below.
<顔料分散液の評価>
得られた本発明に係る顔料分散液(G〜I)及び比較顔料分散液Jについて、顔料分散液A〜Fと同様にして分散安定性を評価した。結果を上記表3に併記した。
表3に明らかなように、(a−2)特定顔料誘導体及び(a−3)特定酸価ポリマーを含んで調製された顔料分散液G〜Iは、分散安定性に優れたものであった。
<Evaluation of pigment dispersion>
With respect to the obtained pigment dispersions (GI) and comparative pigment dispersion J according to the present invention, the dispersion stability was evaluated in the same manner as the pigment dispersions A to F. The results are shown in Table 3 above.
As apparent from Table 3, the pigment dispersions G to I prepared by including (a-2) the specific pigment derivative and (a-3) the specific acid value polymer were excellent in dispersion stability. .
以下、固体撮像素子用途のカラーフィルタ形成用として着色剤を含有する硬化性組成物を調整した例を挙げて説明する。
<下塗り層付シリコン基板の作製>
下記組成(4)の成分を混合して溶解し、下塗り層用にレジスト液を調製した。
〈組成(4)〉
・プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 19.20部
(PGMEA:溶剤)
・乳酸エチル 36.67部
・バインダーポリマー 30.51部
〔メタクリル酸ベンジル/メタクリル酸(モル比=75/25)の
40%PGMEA溶液〕
・ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート 12.20部
(光重合性化合物)
・重合禁止剤(p−メトキシフェノール) 0.0065部
・フッ素系界面活性剤 0.80部
(F−475、大日本インキ化学工業(株)製)
・光重合開始剤〔前記重合開始剤(I−1)〕 0.50部
Hereinafter, an example in which a curable composition containing a colorant is prepared for forming a color filter for use in a solid-state imaging device will be described.
<Preparation of silicon substrate with undercoat layer>
Components of the following composition (4) were mixed and dissolved to prepare a resist solution for the undercoat layer.
<Composition (4)>
Propylene glycol monomethyl ether acetate 19.20 parts (PGMEA: solvent)
-36.67 parts of ethyl lactate-30.51 parts of binder polymer [40% PGMEA solution of benzyl methacrylate / methacrylic acid (molar ratio = 75/25)]
Dipentaerythritol hexaacrylate 12.20 parts (photopolymerizable compound)
・ Polymerization inhibitor (p-methoxyphenol) 0.0065 part ・ Fluorosurfactant 0.80 part (F-475, manufactured by Dainippon Ink & Chemicals, Inc.)
-Photopolymerization initiator [said polymerization initiator (I-1)] 0.50 parts
6inchシリコンウエハをオーブン中で、200℃の温度条件下30分加熱処理した。次いで、このシリコンウエハ上に前記レジスト液を乾燥膜厚が2μmになるように塗布し、更に220℃のオーブン中で1時間加熱乾燥させて下塗り層を形成し、下塗り層付シリコンウエハ基板を得た。 A 6-inch silicon wafer was heat-treated in an oven at 200 ° C. for 30 minutes. Next, the resist solution is applied onto the silicon wafer so as to have a dry film thickness of 2 μm, and further heated and dried in an oven at 220 ° C. for 1 hour to form an undercoat layer, thereby obtaining a silicon wafer substrate with an undercoat layer. It was.
2−1.着色重合性組成物(塗布液)の調製
前記分散処理して得た顔料分散液に、更に下記成分を添加し、撹拌混合して硬化性組成物溶液を調製した。
・(A)顔料分散液〔表4記載の分散液〕 100質量部
・ペンタエリスリトールテトラアクリレート 3.8重量部
・表4記載の重合開始剤 0.5重量部
・ベンジルメタクリレート/メタクリル酸
(mol比、70/30、重量平均分子量70,000) 0.7重量部
・界面活性剤(商品名:テトラニック150R1、BASF社) 0.2重量部
・溶剤:PGMEA 100重量部
2-1. Preparation of Colored Polymerizable Composition (Coating Solution) The following components were further added to the pigment dispersion obtained by the dispersion treatment, followed by stirring and mixing to prepare a curable composition solution.
-(A) Pigment dispersion [dispersion shown in Table 4] 100 parts by mass-3.8 parts by weight of pentaerythritol tetraacrylate-0.5 parts by weight of the polymerization initiator shown in Table 4-benzyl methacrylate / methacrylic acid (mol ratio) 70/30, weight average molecular weight 70,000) 0.7 parts by weight Surfactant (trade name: Tetranic 150R1, BASF) 0.2 parts by weight Solvent: PGMEA 100 parts by weight
上記組成の硬化性組成物層について、実施例1と同様にしてシリコン基板上に硬化性組成物からなる着色領域を形成し、カラーフィルタの着色パターンとし、同様に性能評価を行った。結果を下記表4に併記した。 About the curable composition layer of the said composition, the colored area | region which consists of a curable composition was formed on the silicon substrate like Example 1, and it was set as the colored pattern of a color filter, and performance evaluation was performed similarly. The results are shown in Table 4 below.
表4に明らかなように、本発明に係る実施例6〜8の着色重合性組成物によれば、高感度で微細な着色領域を形成することができ、現像後に残渣も存在しないことから、未露光部の現像性に優れることがわかる。他方、本発明に係る(a−3)特定酸価ポリマーに代えて、比較樹脂C1を用いた(A)顔料分散液Jを用いた比較例2では、現像性に劣ることがわかる。 As apparent from Table 4, according to the colored polymerizable compositions of Examples 6 to 8 according to the present invention, a highly sensitive and fine colored region can be formed, and no residue is present after development. It turns out that it is excellent in the developability of an unexposed part. On the other hand, it turns out that it replaces with (a-3) specific acid value polymer which concerns on this invention, and it is inferior to developability in the comparative example 2 using the (A) pigment dispersion J using the comparative resin C1.
(実施例9〜11、比較例3)
<顔料分散液の調製>
下記組成(6)の成分を混合し、ホモジナイザーを用いて回転数3,000r.p.m.で3時間撹拌して混合し、顔料を含む混合溶液を調製した。
〔組成(6)〕
・C.I.ピグメントレッド254 50部
・C.I.ピグメントレッド177 50部
・表5記載の樹脂 200部
・BYK111(ビックケミー社製;リン酸エステル系分散剤) 10部
・下記(a−2)特定顔料誘導体又は比較化合物(表5に記載の化合物) 4部
・1−メトキシ−2−プロピルアセテート 820部
(Examples 9 to 11 and Comparative Example 3)
<Preparation of pigment dispersion>
Components of the following composition (6) were mixed, and the rotational speed was 3,000 r.m. using a homogenizer. p. m. And mixed for 3 hours to prepare a mixed solution containing the pigment.
[Composition (6)]
・ C. I. Pigment red 254 50 parts C.I. I. 50 parts of Pigment Red 177 200 parts of resin listed in Table 5 BYK111 (by Big Chemie; phosphate ester dispersant) 10 parts listed below (a-2) specific pigment derivative or comparative compound (compound described in Table 5) 4 parts 1-methoxy-2-propyl acetate 820 parts
続いて、上記より得られた混合溶液を、さらに0.3mmφジルコニアビーズを用いたビーズ分散機ディスパーマット(GETZMANN社製)にて6時間分散処理を行ない、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、赤色の顔料分散液(K〜N)を得た。
下記表5に記載の本発明に係る(a−1)特定顔料誘導体(Y−6)は前記と同様である。特定顔料誘導体(Y−8)、(Y−9)及び比較化合物(H−3)の構造を以下に示す。
Subsequently, the mixed solution obtained above was further subjected to a dispersion treatment for 6 hours with a bead disperser disperse mat (made by GETZMANN) using 0.3 mmφ zirconia beads, and then further a high-pressure disperser NANO with a decompression mechanism. The dispersion treatment was performed at a flow rate of 500 g / min under a pressure of 2000 kg / cm 3 using −3000-10 (manufactured by Nippon BEE Co., Ltd.). This dispersion treatment was repeated 10 times to obtain a red pigment dispersion (K to N).
(A-1) Specific pigment derivative (Y-6) according to the present invention described in Table 5 below is the same as described above. The structures of specific pigment derivatives (Y-8), (Y-9) and comparative compound (H-3) are shown below.
<顔料分散液の評価>
得られた顔料分散液(K〜M)及び比較顔料分散液Nについて、顔料分散液A〜Fと同様にして分散安定性を評価した。結果を前記表5に併記する。
表5に明らかなように、(a−2)特定顔料誘導体及び(a−3)特定酸価ポリマーを含んで調製された顔料分散液K〜Mは、分散安定性に優れたものであった。
<Evaluation of pigment dispersion>
With respect to the obtained pigment dispersions (K to M) and comparative pigment dispersion N, the dispersion stability was evaluated in the same manner as the pigment dispersions A to F. The results are also shown in Table 5.
As apparent from Table 5, the pigment dispersions K to M prepared by including (a-2) the specific pigment derivative and (a-3) the specific acid value polymer were excellent in dispersion stability. .
以下、液晶表示素子用途のカラーフィルタ形成用として着色剤を含有する硬化性組成物を調整した例を挙げて説明する。
<硬化性組成物(塗布液)の調製>
前記分散処理した顔料に、更に下記成分を添加し、撹拌混合して硬化性組成物溶液を調製した。
・上記顔料分散液(表6に記載) 100重量部
・ジペンタエリスリトールペンタアクリレート 3.8重量部
・表6記載の重合開始剤 1.5重量部
・ベンジルメタクリレート/メタクリル酸
(mol比、70/30、重量平均分子量70,000) 0.7重量部
・界面活性剤(商品名:テトラニック150R1、BASF社) 0.2重量部
・溶剤:PGMEA 100重量部
表6に記載の(B)重合開始剤(I−3)は前記した化合物である。また、重合開始剤(I−4)は「4−ベンズオキソラン−2,6−ジ(トリクロロメチル)−s−トリアジン」であり、重合開始剤(I−5)は、下記S−1/Z−1/K−1 重量比 5/2/3 の混合物である。
Hereinafter, an example in which a curable composition containing a colorant is prepared for forming a color filter for use in a liquid crystal display element will be described.
<Preparation of curable composition (coating liquid)>
The following components were further added to the dispersion-treated pigment, and the mixture was stirred and mixed to prepare a curable composition solution.
-100 parts by weight of the above pigment dispersion (described in Table 6)-3.8 parts by weight of dipentaerythritol pentaacrylate-1.5 parts by weight of the polymerization initiator described in Table 6-Benzyl methacrylate / methacrylic acid (mol ratio, 70 / 30, weight average molecular weight 70,000) 0.7 parts by weight, surfactant (trade name: Tetranic 150R1, BASF) 0.2 parts by weight, solvent: PGMEA 100 parts by weight (B) polymerization described in Table 6 Initiator (I-3) is the compound described above. The polymerization initiator (I-4) is “4-benzoxolane-2,6-di (trichloromethyl) -s-triazine”, and the polymerization initiator (I-5) is S-1 / It is a mixture of Z-1 / K-1 weight ratio 5/2/3.
<カラーフィルタの作製>
3−2.硬化性組成物層の形成
上記顔料を含有する硬化性組成物をレジスト溶液として、550mm×650mmのガラス基板に下記条件でスリット塗布した後、10分間そのままの状態で待機させ、真空乾燥とプレベーク(prebake)(100℃80秒)を施して硬化性組成物塗膜(硬化性組成物層)を形成した。
(スリット塗布条件)
塗布ヘッド先端の開口部の間隙:50μm
塗布速度:100mm/秒
基板と塗布ヘッドとのクリヤランス:150μm
塗布厚(乾燥厚):2μm
塗布温度:23℃
<Production of color filter>
3-2. Formation of the curable composition layer The curable composition containing the pigment as a resist solution was slit-coated on a 550 mm × 650 mm glass substrate under the following conditions, and then allowed to stand for 10 minutes, followed by vacuum drying and pre-baking ( prebake) (100 ° C., 80 seconds) to form a curable composition coating film (curable composition layer).
(Slit application conditions)
Gap at the opening of the coating head tip: 50 μm
Coating speed: 100 mm / second Clearance between substrate and coating head: 150 μm
Application thickness (dry thickness): 2 μm
Application temperature: 23 ° C
3−3.露光、現像
その後、2.5kwの超高圧水銀灯を用いて光硬化性塗布膜を、線幅20μmのテスト用フォトマスクを用いてパターン状に露光し、露光後、塗布膜の全面を富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ社製 アルカリ現像液 CDK−1、の1%水溶液で被い、40秒間静止した。
3-3. Exposure and development After that, the photocurable coating film was exposed in a pattern using a test mask with a line width of 20 μm using a 2.5 kw ultra-high pressure mercury lamp. After the exposure, the entire surface of the coating film was developed by Fuji Film Electronics. It was covered with a 1% aqueous solution of Alkali developer CDK-1, manufactured by Materials, and allowed to stand for 40 seconds.
3−4.加熱処理
静止後、純水をシャワー状に噴射して現像液を洗い流し、かかる光硬化処理及び現像処理を施した塗布膜を220℃のオーブンにて1時間加熱した(ポストベーク)。これにより、ガラス基板上に樹脂皮膜からなる着色領域を形成し、カラーフィルタの着色パターンとした。
3-4. Heat treatment After standing still, pure water was sprayed in a shower to wash away the developer, and the coating film subjected to the photocuring treatment and development treatment was heated in an oven at 220 ° C. for 1 hour (post-baking). Thereby, the colored region which consists of a resin film was formed on the glass substrate, and it was set as the colored pattern of the color filter.
〔性能評価〕
上記で調整された着色重合性組成物を用いてガラス基板上に形成された硬化性組成物塗布膜(着色層)の硬化に必要な露光量を実施例1と同様に測定し、感度の基準とした。この数値が小さいほど高感度であることを示す。結果を上記表6に併記した。
また、別途形成した着色層(20μm四方)を100mJ/cm2の露光量で露光したのち、上記条件で、現像、ポストベイクを行い、形成された着色領域及びその周辺部を実施例1と同様の条件で観察し、非画像部の残渣の有無を確認した。結果を上記表6併記した。
[Performance evaluation]
The exposure amount required for curing the curable composition coating film (colored layer) formed on the glass substrate using the colored polymerizable composition prepared as described above was measured in the same manner as in Example 1, and a sensitivity standard was obtained. It was. A smaller value indicates higher sensitivity. The results are shown in Table 6 above.
Further, after the separately formed colored layer (20 μm square) was exposed at an exposure amount of 100 mJ / cm 2 , development and post-baking were performed under the above conditions, and the formed colored region and its peripheral portion were the same as in Example 1. Observation was performed under conditions to confirm the presence or absence of residues in the non-image area. The results are shown in Table 6 above.
表6に明らかなように、本発明の着色重合性組成物によれば、高感度で微細な着色領域を形成することができ、現像の後残渣も存在しないことから、未露光部の現像性に優れることがわかる。他方、本発明に係る(a−3)特定酸価ポリマーを含まない顔料分散液Nを用いた比較例3では、現像性に劣ることがわかる。 As is apparent from Table 6, according to the colored polymerizable composition of the present invention, a highly sensitive and fine colored region can be formed, and there is no residue after development. It turns out that it is excellent. On the other hand, it turns out that it is inferior to developability in the comparative example 3 using the pigment dispersion liquid N which does not contain (a-3) specific acid value polymer which concerns on this invention.
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