JP4835718B2 - Negative resist composition for color filter, color filter, and liquid crystal display device - Google Patents
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Description
本発明は、カラーフィルタ用ネガ型レジスト組成物、カラーフィルタ及び液晶表示装置に関する。さらに詳しくは、本発明は、顔料分散性に優れると共に、アルカリ現像性に優れるカラーフィルタ用ネガ型レジスト組成物、該レジスト組成物を用いて形成されたカラーフィルタ及びこのカラーフィルタを有する液晶表示装置に関するものである。 The present invention relates to a negative resist composition for color filters, a color filter, and a liquid crystal display device. More specifically, the present invention is a negative resist composition for color filters having excellent pigment dispersibility and excellent alkali developability, a color filter formed using the resist composition, and a liquid crystal display device having the color filter It is about.
近年、パーソナルコンピューターの発達、特に携帯用パーソナルコンピューターの発達に伴って、液晶ディスプレイの需要が増加している。また、最近においては家庭用の液晶テレビの普及率も高まっており、益々液晶ディスプレイの市場は拡大する状況にある。さらに近年普及している液晶ディスプレイは大画面化の傾向があり、特に家庭用の液晶テレビに関してはその傾向が強くなってきている。このような状況において、液晶ディスプレイを構成する部材についてはより低コストで高品質なものを高生産性で製造することが望まれており、特に液晶ディスプレイをカラー表示化させる機能を有するカラーフィルタにおいては、従来高コストであったことからこのような要望が高まっている。 In recent years, with the development of personal computers, particularly portable personal computers, the demand for liquid crystal displays has increased. In recent years, the penetration rate of home-use liquid crystal televisions has been increasing, and the market for liquid crystal displays is expanding. Furthermore, liquid crystal displays that have become widespread in recent years tend to have larger screens, and this tendency is particularly strong for home-use liquid crystal televisions. In such a situation, it is desired to manufacture a high-quality low-cost and high-quality member that constitutes the liquid crystal display, particularly in a color filter having a function of color-displaying the liquid crystal display. However, such demands are increasing because of its high cost.
ここで、一般的なカラーフィルタの製造方法としては、遮光部がパターン状に形成された基板上に、各色の顔料を分散させた光硬化性レジスト組成物からなる塗膜を形成し、所望のパターン形状のフォトマスクを介して露光・アルカリ現像することにより、各色の着色層をパターン状に形成する方法が用いられる。 Here, as a general method for producing a color filter, a coating film made of a photocurable resist composition in which a pigment of each color is dispersed is formed on a substrate on which a light shielding portion is formed in a pattern, and a desired color filter is formed. A method is used in which a colored layer of each color is formed in a pattern by exposure and alkali development through a photomask having a pattern.
このようなカラーフィルタの製造に用いられる光硬化性レジスト組成物としては、通常、上述した各色の顔料に加えて、顔料を均一に分散させるために添加される顔料分散剤、アルカリ可溶性樹脂、多官能性モノマー、光開始剤、及び溶剤を有するものが用いられる。このような光硬化性レジスト組成物に用いられる顔料分散剤としては、カラーフィルタの着色層とする際に顔料の分散性が不十分であると、着色層に色ムラ等が生じるおそれがあることから、優れた分散性を有するものが用いられている。このような優れた分散性を有する顔料分散剤としては、芳香族エステル、芳香族アミン、及び/又は第4アンモニウム基を有するグラフト共重合体が用いられたもの(例えば、特許文献1)が開示されている。また、窒素原子含むモノマーを主鎖とし、末端にエチレン性不飽和二重結合を有するマクロモノマーを側鎖とするグラフト共重合体を含む顔料分散体も開示されている(例えば、特許文献2)。 As the photocurable resist composition used for the production of such a color filter, in addition to the above-mentioned pigments of the respective colors, a pigment dispersant, an alkali-soluble resin, and a multi-component added to uniformly disperse the pigment are usually used. Those having a functional monomer, a photoinitiator, and a solvent are used. As a pigment dispersant used in such a photocurable resist composition, if the dispersibility of the pigment is insufficient when forming a colored layer of a color filter, color unevenness may occur in the colored layer. Therefore, those having excellent dispersibility are used. As the pigment dispersant having such excellent dispersibility, a pigment dispersant using an aromatic ester, an aromatic amine, and / or a graft copolymer having a quaternary ammonium group is disclosed (for example, Patent Document 1). Has been. Also disclosed is a pigment dispersion containing a graft copolymer having a monomer containing a nitrogen atom as a main chain and a macromonomer having an ethylenically unsaturated double bond at the terminal as a side chain (for example, Patent Document 2). .
近年、液晶表示装置の高コントラスト化の要求が高まっており、このような要求を達成するため、顔料の微細化が求められている。そのため上記光硬化性レジスト組成物中における顔料の表面積が増大することになり、顔料を均一に分散させるために必要となる顔料分散剤の添加量を増加させる必要が生じている。
しかしながら、特許文献1に開示されるような、4級アンモニウム塩基を含む従来型の顔料分散剤では、その添加量を増加することにより顔料の均一分散性を確保することはできるが、アルカリ現像性が低下し、アルカリ現像に要する時間の長時間化や、基板上に未露光の光硬化性レジスト組成物が残存するといった問題が生じ、生産性及び品質の低下が生じるといった問題があった。また、特許文献2に開示されるような顔料分散体では、レジスト組成物中の顔料濃度が増加するにつれて分散剤の量が増加するため、特許文献1に開示されるような顔料分散剤と同様に現像性が低下するという点で不十分であった。
In recent years, there is an increasing demand for high contrast in liquid crystal display devices, and in order to achieve such a demand, finer pigments are required. Therefore, the surface area of the pigment in the photo-curable resist composition is increased, and it is necessary to increase the amount of the pigment dispersant that is necessary for uniformly dispersing the pigment.
However, in the conventional pigment dispersant containing a quaternary ammonium base as disclosed in Patent Document 1, it is possible to ensure uniform dispersibility of the pigment by increasing the amount of addition, but alkali developability There is a problem that the time required for alkali development is prolonged, and that the unexposed photocurable resist composition remains on the substrate, resulting in a decrease in productivity and quality. Further, in the pigment dispersion as disclosed in
本発明は、このような状況下になされたものであり、顔料分散性に優れると共に、アルカリ現像性に優れるカラーフィルタ用ネガ型レジスト組成物、該レジスト組成物を用いて形成されたカラーフィルタ及びこのカラーフィルタを有する液晶表示装置を提供することを目的とするものである。 The present invention has been made under such circumstances, a negative resist composition for color filters having excellent pigment dispersibility and excellent alkali developability, a color filter formed using the resist composition, and It is an object of the present invention to provide a liquid crystal display device having this color filter.
本発明者らは、前記目的を達成するために鋭意研究を重ねた結果、顔料分散剤と、顔料と、アルカリ可溶性樹脂と、多官能性モノマーと、光開始剤と、溶媒とを含み、かつ前記顔料分散剤として、特定の構造を有するグラフト共重合体の有機リン酸化合物塩を用いてなるレジスト組成物が、顔料分散性に優れると共に、アルカリ現像性に優れ、その目的に適合し得ることを見出した。
本発明は、かかる知見に基づいて完成したものである。
As a result of intensive studies to achieve the above object, the inventors of the present invention include a pigment dispersant, a pigment, an alkali-soluble resin, a polyfunctional monomer, a photoinitiator, and a solvent, and A resist composition using an organic phosphate compound salt of a graft copolymer having a specific structure as the pigment dispersant is excellent in pigment dispersibility and excellent in alkali developability and can be adapted to the purpose. I found.
The present invention has been completed based on such findings.
すなわち、本発明は、
(1)(A)顔料分散剤と、(B)顔料と、(C)アルカリ可溶性樹脂と、(D)多官能性モノマーと、(E)光開始剤と、(F)溶媒とを有するカラーフィルタ用ネガ型レジスト組成物であって、前記(A)顔料分散剤が、下記一般式(I)で表される窒素含有モノマーと、ポリマー鎖及びその末端にエチレン性不飽和二重結合を有する基からなる重合性オリゴマーとを共重合成分として含有するグラフト共重合体であり、さらに前記窒素含有モノマーが有するアミノ基と下記一般式(II)で表される有機リン酸化合物とが塩を形成したグラフト共重合体であることを特徴とするカラーフィルタ用ネガ型レジスト組成物、
That is, the present invention
(1) A color having (A) a pigment dispersant, (B) a pigment, (C) an alkali-soluble resin, (D) a polyfunctional monomer, (E) a photoinitiator, and (F) a solvent. A negative resist composition for a filter, wherein the (A) pigment dispersant has a nitrogen-containing monomer represented by the following general formula (I), a polymer chain, and an ethylenically unsaturated double bond at its terminal A graft copolymer containing a polymerizable oligomer comprising a group as a copolymerization component, and further, a salt formed between the amino group of the nitrogen-containing monomer and the organic phosphate compound represented by the following general formula (II) A negative resist composition for a color filter, which is a graft copolymer obtained by
[式(I)〜(II)中、R1は、水素原子又はメチル基、R2及びR3は、それぞれ独立に水素原子、又は炭素数1〜8のアルキル基、Aは、炭素数1〜8のアルキレン基、−[CH(R6)−CH(R7)−O]x−CH(R6)−CH(R7)−又は−[(CH2)y−O]z−(CH2)y−で示される2価の基、R4及びR4’は、それぞれ独立に水素原子、水酸基、炭素数1〜18のアルキル基、炭素数2〜18のアルケニル基、アラルキル基、アリール基、−[CH(R9)−CH(R10)−O]a−R8、−[(CH2)b−O]c−R8、又は−O−R4”で示される1価の基であり、R4及びR4’のいずれかは炭素原子を含む。
R4”は、炭素数1〜18のアルキル基、炭素数2〜18のアルケニル基、アラルキル基、アリール基、−[CH(R9)−CH(R10)−O]a−R8、又は−[(CH2)b−O]c−R8で示される1価の基である。
R6、R7、R9及びR10は、それぞれ独立に水素原子又はメチル基、R8は水素原子、あるいは炭素数1〜18のアルキル基、炭素数2〜18のアルケニル基、アラルキル基、アリール基、−CHO、−CH2CHO、−CO−CH=CH2、−CO−C(CH3)=CH2又は−CH2COOR12で示される1価の基であり、R12は水素原子又は炭素数1〜5のアルキル基である。R4、R4’、R4”及びR8において、アルキル基、アルケニル基、アラルキル基、アリール基はそれぞれ、置換基を有していてもよい。
x及びaは0〜18の整数、y及びbは1〜5の整数、z及びcは0〜18の整数を示す。]
(2)前記エチレン性不飽和二重結合を有する基が、(メタ)アクリロイル基、ビニル基、又はアリル基である上記(1)に記載のカラーフィルタ用ネガ型レジスト組成物、
(3)前記ポリマー鎖が、下記一般式(III)又は一般式(IV)で表される構成単位を少なくとも1種有するものである上記(1)又は(2)に記載のカラーフィルタ用ネガ型レジスト組成物、
[In the formulas (I) to (II), R 1 is a hydrogen atom or a methyl group, R 2 and R 3 are each independently a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, and A is a carbon atom having 1 carbon atom. To 8 alkylene groups, — [CH (R 6 ) —CH (R 7 ) —O] x —CH (R 6 ) —CH (R 7 ) — or — [(CH 2 ) y —O] z — ( A divalent group represented by CH 2 ) y —, R 4 and R 4 ′ are each independently a hydrogen atom, a hydroxyl group, an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 18 carbon atoms, an aralkyl group, 1 represented by an aryl group,-[CH (R 9 ) -CH (R 10 ) -O] a -R 8 ,-[(CH 2 ) b -O] c -R 8 , or -O-R 4 " the valence of the group, one of R 4 and R 4 'comprises a carbon atom.
R 4 ″ is an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 18 carbon atoms, an aralkyl group, an aryl group, — [CH (R 9 ) —CH (R 10 ) —O] a —R 8 , Or a monovalent group represented by-[(CH 2 ) b —O] c —R 8 .
R 6 , R 7 , R 9 and R 10 are each independently a hydrogen atom or a methyl group, R 8 is a hydrogen atom, or an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 18 carbon atoms, an aralkyl group, An aryl group, —CHO, —CH 2 CHO, —CO—CH═CH 2 , —CO—C (CH 3 ) ═CH 2 or —CH 2 COOR 12 is a monovalent group, and R 12 is hydrogen. An atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms. In R 4 , R 4 ′ , R 4 ″ and R 8 , each of the alkyl group, alkenyl group, aralkyl group and aryl group may have a substituent.
x and a are integers of 0 to 18, y and b are integers of 1 to 5, and z and c are integers of 0 to 18. ]
(2) The negative resist composition for color filters according to (1), wherein the group having an ethylenically unsaturated double bond is a (meth) acryloyl group, a vinyl group, or an allyl group,
(3) The negative type for a color filter according to the above (1) or (2), wherein the polymer chain has at least one structural unit represented by the following general formula (III) or general formula (IV): Resist composition,
[式(III)及び(IV)中、R1’は水素原子又はメチル基、R5は炭素数1〜18のアルキル基、炭素数1〜8のアルキレン基、アラルキル基、アリール基、シアノ基、−[CH(R6)−CH(R7)−O]x−R11、−[(CH2)y−O]z−R11、−[CO−(CH2)y−O]z−R11、−CO−O−R5’又は−O−CO−R13で示される1価の基である。
R5’は、炭素数1〜18のアルキル基、炭素数1〜8のアルキレン基、アラルキル基、アリール基、シアノ基、−[CH(R6)−CH(R7)−O]x−R11、−[(CH2)y−O]z−R11、−[CO−(CH2)y−O]z−R11又は−O−CO−R13で示される1価の基であり、R13は、炭素数1〜18のアルキル基を示す。
lは1〜5の整数、m及びm’は5〜200の整数を示す。R6、R7、x、y、zは、上記と同じであり、R11は上記のR8と同じである。]
(4)前記一般式(II)におけるR4及びR4’のいずれかが、置換基を有していても良いアリール基又はアラルキル基である上記(1)〜(3)のいずれかに記載のカラーフィルタ用ネガ型レジスト組成物、
(5)前記一般式(II)におけるR4及びR4’が、重合性基を有するものである上記(1)〜(4)のいずれかに記載のカラーフィルタ用ネガ型レジスト組成物、
(6)前記重合性基が、(メタ)アクリロイル基、ビニル基、又はアリル基である上記(5)に記載のカラーフィルタ用ネガ型レジスト組成物、
(7)(B)顔料の平均粒径が、10〜100nmである上記(1)〜(6)のいずれかに記載のカラーフィルタ用ネガ型レジスト組成物、
(8)(D)多官能性モノマーが、エチレン性不飽和結合を2個以上有する化合物である上記(1)〜(7)のいずれかに記載のカラーフィルタ用ネガ型レジスト組成物、
(9)エチレン性不飽和結合を2個以上有する化合物が、多官能(メタ)アクリレートである上記(8)に記載のカラーフィルタ用ネガ型レジスト組成物、
(10)上記(1)〜(9)のいずれかに記載のカラーフィルタ用ネガ型レジスト組成物を用いて形成されてなる着色層を有することを特徴とするカラーフィルタ、及び
(11)上記(10)に記載のカラーフィルタを有することを特徴とする液晶表示装置、を提供するものである。
[In the formulas (III) and (IV), R 1 ′ is a hydrogen atom or a methyl group, R 5 is an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, an alkylene group having 1 to 8 carbon atoms, an aralkyl group, an aryl group, a cyano group. , — [CH (R 6 ) —CH (R 7 ) —O] x —R 11 , — [(CH 2 ) y —O] z —R 11 , — [CO— (CH 2 ) y —O] z A monovalent group represented by —R 11 , —CO—O—R 5 ′ or —O—CO—R 13 .
R 5 ′ is an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, an alkylene group having 1 to 8 carbon atoms, an aralkyl group, an aryl group, a cyano group, — [CH (R 6 ) —CH (R 7 ) —O] x —. A monovalent group represented by R 11 , — [(CH 2 ) y —O] z —R 11 , — [CO— (CH 2 ) y —O] z —R 11 or —O—CO—R 13 ; Yes, R 13 represents an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms.
l represents an integer of 1 to 5, and m and m ′ represent an integer of 5 to 200. R 6 , R 7 , x, y, and z are the same as described above, and R 11 is the same as R 8 described above. ]
(4) In any one of the above (1) to (3), any one of R 4 and R 4 ′ in the general formula (II) is an aryl group or an aralkyl group which may have a substituent. Negative resist compositions for color filters,
(5) The negative resist composition for a color filter according to any one of the above (1) to (4), wherein R 4 and R 4 ′ in the general formula (II) have a polymerizable group,
(6) The negative resist composition for a color filter according to (5), wherein the polymerizable group is a (meth) acryloyl group, a vinyl group, or an allyl group,
(7) The negative resist composition for color filters according to any one of (1) to (6), wherein the average particle size of the (B) pigment is 10 to 100 nm,
(8) (D) The negative resist composition for color filters according to any one of (1) to (7), wherein the polyfunctional monomer is a compound having two or more ethylenically unsaturated bonds,
(9) The negative resist composition for color filters as described in (8) above, wherein the compound having two or more ethylenically unsaturated bonds is a polyfunctional (meth) acrylate,
(10) A color filter having a colored layer formed using the negative resist composition for color filter according to any one of (1) to (9), and (11) above ( A liquid crystal display device comprising the color filter according to 10) is provided.
本発明によれば、顔料分散性に優れると共に、アルカリ現像性に優れるカラーフィルタ用ネガ型レジスト組成物、該レジスト組成物を用いて形成されたカラーフィルタ及びこのカラーフィルタを有する液晶表示装置を提供することができる。 According to the present invention, a negative resist composition for a color filter having excellent pigment dispersibility and excellent alkali developability, a color filter formed using the resist composition, and a liquid crystal display device having the color filter are provided. can do.
まず、本発明のカラーフィルタ用ネガ型レジスト組成物について説明する。
[カラーフィルタ用ネガ型レジスト組成物]
本発明のカラーフィルタ用ネガ型レジスト組成物(以下、単にネガ型レジスト組成物と称することがある。)は、(A)顔料分散剤と、(B)顔料と、(C)アルカリ可溶性樹脂と、(D)多官能性モノマーと、(E)光開始剤と、(F)溶媒とを含み、前記(A)顔料分散剤が、下記の性状を有することを特徴とする。
First, the negative resist composition for color filters of the present invention will be described.
[Negative resist composition for color filter]
The negative resist composition for color filters of the present invention (hereinafter sometimes simply referred to as a negative resist composition) comprises (A) a pigment dispersant, (B) a pigment, (C) an alkali-soluble resin, (D) a polyfunctional monomer, (E) a photoinitiator, and (F) a solvent, wherein the (A) pigment dispersant has the following properties.
((A)顔料分散剤)
本発明のネガ型レジスト組成物において、(A)成分として用いられる顔料分散剤は、下記一般式(I)で表される窒素含有モノマーと、ポリマー鎖及びその末端にエチレン性不飽和二重結合を有する基からなる重合性オリゴマーとを共重合成分として含有するグラフト共重合体であり、さらに前記窒素含有モノマーが有するアミノ基と下記一般式(II)で表される有機リン酸化合物とが塩を形成したグラフト共重合体(以下、塩型グラフト共重合体と称することがある。)である。
((A) Pigment dispersant)
In the negative resist composition of the present invention, the pigment dispersant used as the component (A) includes a nitrogen-containing monomer represented by the following general formula (I), a polymer chain, and an ethylenically unsaturated double bond at its terminal. A graft copolymer containing a polymerizable oligomer composed of a group having a hydrogen atom as a copolymerization component, and a salt of an amino group of the nitrogen-containing monomer and an organic phosphate compound represented by the following general formula (II) Is a graft copolymer (hereinafter sometimes referred to as a salt-type graft copolymer).
[式(I)〜(II)中、R1は、水素原子又はメチル基、R2及びR3は、それぞれ独立に水素原子、又は炭素数1〜8のアルキル基、Aは、炭素数1〜8のアルキレン基、−[CH(R6)−CH(R7)−O]x−CH(R6)−CH(R7)−又は−[(CH2)y−O]z−(CH2)y−で示される2価の基、R4及びR4’は、それぞれ独立に水素原子、水酸基、炭素数1〜18のアルキル基、炭素数2〜18のアルケニル基、アラルキル基、アリール基、−[CH(R9)−CH(R10)−O]a−R8、−[(CH2)b−O]c−R8、又は−O−R4”で示される1価の基であり、R4及びR4’のいずれかは炭素原子を含む。
R4”は、炭素数1〜18のアルキル基、炭素数2〜18のアルケニル基、アラルキル基、アリール基、−[CH(R9)−CH(R10)−O]a−R8、又は−[(CH2)b−O]c−R8で示される1価の基である。
R6、R7、R9及びR10は、それぞれ独立に水素原子又はメチル基、R8は水素原子、あるいは炭素数1〜18のアルキル基、炭素数2〜18のアルケニル基、アラルキル基、アリール基、−CHO、−CH2CHO、−CO−CH=CH2、−CO−C(CH3)=CH2又は−CH2COOR12で示される1価の基であり、R12は水素原子又は炭素数1〜5のアルキル基である。R4、R4’、R4”及びR8において、アルキル基、アルケニル基、アラルキル基、アリール基はそれぞれ、置換基を有していてもよい。
x及びaは0〜18の整数、y及びbは1〜5の整数、z及びcは0〜18の整数を示す。]
[In the formulas (I) to (II), R 1 is a hydrogen atom or a methyl group, R 2 and R 3 are each independently a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, and A is a carbon atom having 1 carbon atom. To 8 alkylene groups, — [CH (R 6 ) —CH (R 7 ) —O] x —CH (R 6 ) —CH (R 7 ) — or — [(CH 2 ) y —O] z — ( A divalent group represented by CH 2 ) y —, R 4 and R 4 ′ are each independently a hydrogen atom, a hydroxyl group, an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 18 carbon atoms, an aralkyl group, 1 represented by an aryl group,-[CH (R 9 ) -CH (R 10 ) -O] a -R 8 ,-[(CH 2 ) b -O] c -R 8 , or -O-R 4 " the valence of the group, one of R 4 and R 4 'comprises a carbon atom.
R 4 ″ is an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 18 carbon atoms, an aralkyl group, an aryl group, — [CH (R 9 ) —CH (R 10 ) —O] a —R 8 , Or a monovalent group represented by-[(CH 2 ) b —O] c —R 8 .
R 6 , R 7 , R 9 and R 10 are each independently a hydrogen atom or a methyl group, R 8 is a hydrogen atom, or an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 18 carbon atoms, an aralkyl group, An aryl group, —CHO, —CH 2 CHO, —CO—CH═CH 2 , —CO—C (CH 3 ) ═CH 2 or —CH 2 COOR 12 is a monovalent group, and R 12 is hydrogen. An atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms. In R 4 , R 4 ′ , R 4 ″ and R 8 , each of the alkyl group, alkenyl group, aralkyl group and aryl group may have a substituent.
x and a are integers of 0 to 18, y and b are integers of 1 to 5, and z and c are integers of 0 to 18. ]
本発明によれば、上記一般式(I)で表される窒素含有モノマーと、ポリマー鎖及びその末端にエチレン性不飽和二重結合を有する基からなる重合性オリゴマーとを共重合成分として含有するグラフト共重合体であり、さらに前記窒素含有モノマーが有するアミノ基と上記一般式(II)で表される有機リン酸化合物とが塩を形成した塩型グラフト共重合体であることにより、塩形成部位を形成する上記窒素含有モノマーの(B)顔料に対する吸着性を強め、上記構成単位が(F)溶媒に対して可溶性を有することにより、(F)溶媒中での(B)顔料の安定化を図ることができ、その結果(B)顔料の分散性及び安定性に優れたものとすることができる。
また、上記一般式(II)で表される有機リン酸化合物を有することにより、上記窒素含有モノマーに含まれるアミノ基と上記有機リン酸化合物とが形成する塩形成部位が、アルカリ現像時のアルカリ水溶液に対して高い溶解性を有することから、アルカリ現像性に優れたものとすることができる。したがって、本発明のカラーフィルタ用ネガ型レジスト組成物を用いて、カラーフィルタを製造した場合には、アルカリ現像時間を短縮することができ、生産性に優れたものとすることができる。また、アルカリ現像性に優れることにより、未露光箇所におけるカラーフィルタ用ネガ型レジスト組成物の残渣が少ない高品質なカラーフィルタを得ることができる。
According to the present invention, a nitrogen-containing monomer represented by the above general formula (I) and a polymerizable oligomer comprising a polymer chain and a group having an ethylenically unsaturated double bond at its terminal are contained as a copolymerization component. Salt formation by being a graft copolymer and a salt-type graft copolymer in which the amino group of the nitrogen-containing monomer and the organic phosphate compound represented by the general formula (II) form a salt Stabilization of (B) pigment in (F) solvent by strengthening the adsorptivity of the nitrogen-containing monomer forming the site to (B) pigment and having the structural unit soluble in (F) solvent As a result, (B) the dispersibility and stability of the pigment can be improved.
In addition, by having the organic phosphate compound represented by the general formula (II), the salt-forming site formed by the amino group contained in the nitrogen-containing monomer and the organic phosphate compound is an alkali during alkali development. Since it has high solubility in an aqueous solution, it can be excellent in alkali developability. Therefore, when a color filter is produced using the negative resist composition for a color filter of the present invention, the alkali development time can be shortened and the productivity can be improved. Moreover, by being excellent in alkali developability, it is possible to obtain a high-quality color filter with little residue of the negative resist composition for color filter in an unexposed area.
本発明においては、上記一般式(II)で表される有機リン酸化合物のうち、R4及びR4’のいずれかがリンに直接炭素原子が結合している場合、該有機リン酸化合物を用いることにより、カラーフィルタ用ネガ型レジスト組成物を用いて形成される着色層の耐アルカリ性を優れたものにすることができる。
上記一般式(II)で表される有機リン酸化合物の中で、リンに直接炭素原子が結合している化合物を用いることにより、カラーフィルタ用ネガ型レジスト組成物を用いて形成される着色層の耐アルカリ性を優れたものにすることができるのは、一般的に、有機リン酸化合物がガラスの様な無機材料に対して高い密着性を有しており、さらに、リンに直接炭素原子が結合された構造が耐熱性や耐加水分解性に優れているため、アルカリ存在下での加水分解反応が起こりにくくなるためであると推測される。
In the present invention, among the organic phosphoric acid compound represented by the general formula (II), if any of R 4 and R 4 'are attached directly carbon atoms to the phosphorus, the organic phosphoric acid compound By using it, the alkali resistance of the colored layer formed using the negative resist composition for color filters can be made excellent.
A colored layer formed using a negative resist composition for a color filter by using a compound in which a carbon atom is directly bonded to phosphorus among the organic phosphate compounds represented by the general formula (II). In general, the organic phosphoric acid compound has high adhesion to an inorganic material such as glass, and the carbon atom directly exists in phosphorus. This is presumed to be because the bonded structure is excellent in heat resistance and hydrolysis resistance, so that hydrolysis reaction in the presence of an alkali is difficult to occur.
<グラフト共重合体>
グラフト共重合体は、上記一般式(I)で表される窒素含有モノマーと、ポリマー鎖及びその末端にエチレン性不飽和二重結合を有する基からなる重合性オリゴマーとを共重合体成分とするものである。
上記一般式(I)において、R1は水素原子又はメチル基を示し、R2及びR3は、それぞれ独立に、水素原子又は炭素数1〜8のアルキル基を示す。ここで、炭素数1〜8のアルキル基は直鎖状、分岐状、環状のいずれであってもよい。このようなアルキル基としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、各種ペンチル基、各種ヘキシル基、各種オクチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロオクチル基などを挙げることができる。これらの中で、メチル基及びエチル基が好ましい。
本発明においては、上記R2及びR3は、たがいに同一であってもよいし、異なるものであってもよい。
<Graft copolymer>
The graft copolymer comprises a nitrogen-containing monomer represented by the above general formula (I) and a polymerizable oligomer comprising a polymer chain and a group having an ethylenically unsaturated double bond at the terminal thereof as a copolymer component. Is.
In the general formula (I), R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group, R 2 and R 3 each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms. Here, the alkyl group having 1 to 8 carbon atoms may be linear, branched or cyclic. Examples of such alkyl groups include methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl, isobutyl, sec-butyl, tert-butyl, various pentyl groups, various hexyl groups, and various octyl groups. Group, cyclopentyl group, cyclohexyl group, cyclooctyl group and the like. Among these, a methyl group and an ethyl group are preferable.
In the present invention, R 2 and R 3 may be the same or different.
Aは、炭素数1〜8のアルキレン基、−[CH(R6)−CH(R7)−O]x−CH(R6)−CH(R7)−又は[(CH2)y−O]z−(CH2)y−で示される2価の基である。ここで、上記炭素数1〜8のアルキレン基は、直鎖状、分岐状のいずれであってもよく、例えばメチレン基、エチレン基、トリメチレン基、プロピレン基、各種ブチレン基、各種ペンチレン基、各種ヘキシレン基、各種オクチレン基などである。
R6及びR7は、それぞれ独立に水素原子又はメチル基である。
xは0〜18の整数、好ましくは0〜4の整数、より好ましくは0〜2の整数であり、yは1〜5の整数、好ましくは1〜4の整数、より好ましくは2又は3である。zは0〜4の整数、好ましくは0〜2の整数である。本発明においては、x、y及びzが、上記の範囲にあれば、本発明のカラーフィルタ用ネガ型レジスト組成物は、顔料の分散性に優れたものになる。
このAとしては、炭素数1〜8のアルキレン基が好ましく、メチレン基及びエチレン基がより好ましい。炭素数が1〜8の範囲内であれば、顔料の分散性を良好に保つことができる。
A represents an alkylene group having 1 to 8 carbon atoms, — [CH (R 6 ) —CH (R 7 ) —O] x —CH (R 6 ) —CH (R 7 ) — or [(CH 2 ) y —. O] z — (CH 2 ) y —. Here, the alkylene group having 1 to 8 carbon atoms may be linear or branched. For example, a methylene group, an ethylene group, a trimethylene group, a propylene group, various butylene groups, various pentylene groups, various types. A hexylene group, various octylene groups, and the like.
R 6 and R 7 are each independently a hydrogen atom or a methyl group.
x is an integer of 0 to 18, preferably an integer of 0 to 4, more preferably an integer of 0 to 2, and y is an integer of 1 to 5, preferably an integer of 1 to 4, more preferably 2 or 3. is there. z is an integer of 0-4, preferably an integer of 0-2. In the present invention, when x, y and z are in the above ranges, the negative resist composition for color filter of the present invention has excellent pigment dispersibility.
As this A, a C1-C8 alkylene group is preferable, and a methylene group and ethylene group are more preferable. If the carbon number is in the range of 1 to 8, the dispersibility of the pigment can be kept good.
本発明に用いられる重合性オリゴマーは、ポリマー鎖及びその末端にエチレン性不飽和二重結合を有する基からなるものである。このエチレン性不飽和二重結合を有する基は、ポリマー鎖の一方の末端(以下、「片末端」と称することがある。)のみに有することが好ましい。また、重合性オリゴマーは、グラフト共重合体の分散性能等を妨げない範囲で、置換基で置換されていてもよく、置換基としては、例えばハロゲン原子などが挙げられる。
エチレン性不飽和二重結合を有する基としては、(メタ)アクリロイル基、ビニル基、アリル基などが好ましく挙げられ、なかでも(メタ)アクリロイル基、ビニル基が好ましく、特に(メタ)アクリロイル基が好ましい。
The polymerizable oligomer used in the present invention comprises a polymer chain and a group having an ethylenically unsaturated double bond at the terminal. The group having an ethylenically unsaturated double bond is preferably contained only at one end of the polymer chain (hereinafter sometimes referred to as “one end”). In addition, the polymerizable oligomer may be substituted with a substituent as long as the dispersion performance of the graft copolymer is not hindered. Examples of the substituent include a halogen atom.
Preferred examples of the group having an ethylenically unsaturated double bond include a (meth) acryloyl group, a vinyl group, and an allyl group. Among them, a (meth) acryloyl group and a vinyl group are preferable, and a (meth) acryloyl group is particularly preferable. preferable.
重合性オリゴマーのポリマー鎖は、下記一般式(III)又は一般式(IV)で表される構成単位を少なくとも1種有するものであることが好ましい。 The polymer chain of the polymerizable oligomer preferably has at least one structural unit represented by the following general formula (III) or general formula (IV).
式(III)において、R1’は水素原子又はメチル基であり、R5は炭素数1〜18のアルキル基、炭素数1〜8のアルキレン基、アラルキル基、アリール基、シアノ基、−[CH(R6)−CH(R7)−O]x−R11、−[(CH2)y−O]z−R11、−[CO−(CH2)y−O]z−R11、−CO−O−R5’又は−O−CO−R13で示される1価の基である。なお、R5が芳香環を有する場合、該芳香環上に適当な置換基、例えば炭素数1〜4の直鎖状、分岐状のアルキル基などを有していてもよい。
上記炭素数1〜18のアルキル基は、直鎖状、分岐状、環状のいずれであってもよく、例えばメチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、各種ペンチル基、各種ヘキシル基、各種オクチル基、各種デシル基、各種ドデシル基、各種テトラデシル基、各種ヘキサデシル基、各種オクタデシル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロオクチル基、シクロドデシル基、ボルニル基、イソボルニル基、ジシクロペンタニル基、アダマンチル基、低級アルキル基置換アダマンチル基などである。
上記炭素数1〜8のアルキレン基は、前記のAで示したとおりである。
In the formula (III), R 1 ′ is a hydrogen atom or a methyl group, and R 5 is an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, an alkylene group having 1 to 8 carbon atoms, an aralkyl group, an aryl group, a cyano group, — [ CH (R 6) -CH (R 7) -O] x -R 11, - [(CH 2) y -O] z -R 11, - [CO- (CH 2) y -O] z -R 11 , —CO—O—R 5 ′ or —O—CO—R 13 is a monovalent group. In addition, when R 5 has an aromatic ring, it may have an appropriate substituent on the aromatic ring, for example, a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.
The alkyl group having 1 to 18 carbon atoms may be linear, branched, or cyclic. For example, a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, various pentyl groups, various hexyl groups, various octyl groups, various decyl groups, various dodecyl groups, various tetradecyl groups, various hexadecyl groups, various octadecyl groups, cyclopentyl groups, cyclohexyl groups, cyclooctyl Group, cyclododecyl group, bornyl group, isobornyl group, dicyclopentanyl group, adamantyl group, lower alkyl group-substituted adamantyl group and the like.
The said C1-C8 alkylene group is as having shown by said A.
R5’は、炭素数1〜18のアルキル基、炭素数1〜8のアルキレン基、アラルキル基、アリール基、シアノ基、−[CH(R6)−CH(R7)−O]x−R11、−[(CH2)y−O]z−R11、−[CO−(CH2)y−O]z−R11又は−O−CO−R13で示される1価の基である。上記炭素数1〜18のアルキル基は、前記のR5で示したとおりであり、炭素数1〜8のアルキレン基は、前記のAで示したとおりである。 R 5 ′ is an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, an alkylene group having 1 to 8 carbon atoms, an aralkyl group, an aryl group, a cyano group, — [CH (R 6 ) —CH (R 7 ) —O] x —. A monovalent group represented by R 11 , — [(CH 2 ) y —O] z —R 11 , — [CO— (CH 2 ) y —O] z —R 11 or —O—CO—R 13 ; is there. The alkyl group having 1 to 18 carbon atoms is as shown by the above R 5, alkylene group having 1 to 8 carbon atoms is as shown by the above A.
R6及びR7は前記と同じであり、R11は、水素原子、あるいは炭素数1〜18のアルキル基、アラルキル基、アリール基、−CHO、−CH2CHO、−CO−CH=CH2、−CO−C(CH3)=CH2又は−CH2COOR12で示される1価の基であり、R12は水素原子又は炭素数1〜5の直鎖状、分岐状、環状のアルキル基であり、R13は、炭素数1〜18のアルキル基である。
上記R11は置換基を有してもよく、置換基としては、例えば炭素数1〜4の直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基、F、Cl、Brなどのハロゲン原子などを挙げることができる。
上記R13及びR11のうちの炭素数1〜18のアルキル基は、前記のR5で示したとおり
である。
上記R5及びR5’おいて、x、y及びzは、前記Aで説明したとおりである。
R 6 and R 7 are the same as described above, and R 11 is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, an aralkyl group, an aryl group, —CHO, —CH 2 CHO, —CO—CH═CH 2. , —CO—C (CH 3 ) ═CH 2 or —CH 2 COOR 12 , wherein R 12 is a hydrogen atom or a linear, branched or cyclic alkyl having 1 to 5 carbon atoms. R 13 is an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms.
R 11 may have a substituent, and examples of the substituent include linear, branched or cyclic alkyl groups having 1 to 4 carbon atoms, halogen atoms such as F, Cl, and Br. Can do.
The alkyl group having 1 to 18 carbon atoms of R 13 and R 11 is as described above for R 5 .
In the above R 5 and R 5 ′ , x, y and z are as described in the above A.
本発明において、上記R5及びR5’としては、なかでも、後述する溶媒との溶解性に優れたものを用いることが好ましく、具体的には、上記グラフト共重合体を構成する構成単位等によっても異なるが、上記溶媒が、テトラヒドロフラン、トルエン等である場合には、メチル基、エチル基、ベンジル基等を用いることが好ましく、上記溶媒が、ペンタン、ヘキサン等のより極性の低いものである場合には、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基等を用いることが好ましい。
ここで、上記R5及びR5’をこのように設定する理由は、上記R5及びR5’を含む構成単位が、上記溶媒に対する可溶性を有し、上記窒素含有モノマーのアミノ基と、後述する有機リン酸化合物とが形成する塩形成部位が顔料に対して高い吸着性を有するものであることにより、顔料の分散性、及び安定性を特に優れたものとすることができるからである。
さらに、上記R5及びR5’は、上記グラフト共重合体の分散性能等を妨げない範囲で、アルコキシ基、水酸基、カルボキシル基、アミノ基、エポキシ基、水素結合形成基等の置換基によって置換されたものとしてもよい
In the present invention, as R 5 and R 5 ′ , it is preferable to use those having excellent solubility in a solvent described later, specifically, a structural unit constituting the graft copolymer, etc. However, when the solvent is tetrahydrofuran, toluene or the like, it is preferable to use a methyl group, an ethyl group, a benzyl group or the like, and the solvent is a less polar one such as pentane or hexane. In some cases, a pentyl group, hexyl group, heptyl group or the like is preferably used.
Here, the reason why R 5 and R 5 ′ are set in this way is that the structural unit containing R 5 and R 5 ′ has solubility in the solvent, the amino group of the nitrogen-containing monomer, and This is because the dispersibility and stability of the pigment can be made particularly excellent because the salt-forming site formed by the organophosphate compound has high adsorptivity to the pigment.
Further, R 5 and R 5 ′ are substituted with a substituent such as an alkoxy group, a hydroxyl group, a carboxyl group, an amino group, an epoxy group, or a hydrogen bond-forming group as long as the dispersion performance of the graft copolymer is not hindered. It may be done
本発明で用いられる重合性オリゴマーのポリマー鎖は、上記した構成単位のなかでもアルキル(メタ)アクリレート、スチレン、アクリロニトリル、酢酸ビニル、ブタジエン、ラクトンなどを有するものが好ましく、アルキル(メタ)アクリレート、ラクトンがより好ましい。重合性オリゴマーのポリマー鎖は、上記構成単位から形成される単独重合体でもよく、共重合体であってもよい。 The polymer chain of the polymerizable oligomer used in the present invention preferably has alkyl (meth) acrylate, styrene, acrylonitrile, vinyl acetate, butadiene, lactone, etc., among the above-mentioned structural units, and alkyl (meth) acrylate, lactone Is more preferable. The polymer chain of the polymerizable oligomer may be a homopolymer formed from the above structural unit or a copolymer.
lは1〜5の整数、好ましくは2〜5の整数、より好ましくは4又は5の整数である。また、重合性オリゴマーの構成単位のユニット数m及びm’は、5〜200の整数であればよく、特に限定されないが、5〜100の範囲内であることが好ましい。 l is an integer of 1 to 5, preferably an integer of 2 to 5, more preferably an integer of 4 or 5. Moreover, the unit numbers m and m ′ of the structural units of the polymerizable oligomer may be integers of 5 to 200, and are not particularly limited, but are preferably in the range of 5 to 100.
重合性オリゴマーの重量平均分子量Mwは、500〜20000の範囲内であることが好ましく、1000〜10000の範囲内であることがより好ましい。上記範囲であることにより、顔料分散剤としての十分な立体反発効果を保持できるとともに、立体反発効果によって顔料同士の再凝集を抑制することができる。 The weight average molecular weight Mw of the polymerizable oligomer is preferably in the range of 500 to 20000, and more preferably in the range of 1000 to 10,000. By being the said range, while being able to hold | maintain sufficient steric repulsion effect as a pigment dispersant, the reaggregation of pigments can be suppressed by the steric repulsion effect.
このような重合性オリゴマーは、適宜合成したものでもよいし、市販品であってもよく、市販品としては、例えば片末端メタクリロイル化ポリメチルメタクリレートオリゴマー(重量平均分子量:6000,「AA−6(商品名)」:東亞合成化学(株)製)、片末端メタクリロイル化ポリ−n−ブチルアクリレートオリゴマー(重量平均分子量:6000,「AB−6(商品名)」:東亞合成化学(株)製)、片末端メタクリロイル化ポリスチレンオリゴマー(重量平均分子量:6000,「AS−6(商品名)」:東亞合成化学(株)製)、カプロラクトン変性ヒドロキシエチルメタクリレート(「プラクセルFM5(商品名)」:ダイセル化学(株)製)、カプロラクトン変性ヒドロキシエチルアクリレート(「プラクセルFA10L(商品名)」:ダイセル化学(株)製)などが好ましく挙げられる。 Such a polymerizable oligomer may be appropriately synthesized or may be a commercially available product. Examples of commercially available products include one-end methacryloylated polymethyl methacrylate oligomers (weight average molecular weight: 6000, “AA-6 ( Product name) ": manufactured by Toagosei Chemical Co., Ltd.), one-terminal methacryloylated poly-n-butyl acrylate oligomer (weight average molecular weight: 6000," AB-6 (trade name) "manufactured by Toagosei Chemical Co., Ltd.) , One-end methacryloylated polystyrene oligomer (weight average molecular weight: 6000, “AS-6 (trade name)” manufactured by Toagosei Chemical Co., Ltd.), caprolactone-modified hydroxyethyl methacrylate (“Placcel FM5 (trade name)”: Daicel Chemical Manufactured by Co., Ltd.), caprolactone-modified hydroxyethyl acrylate ("Placcel FA10L") Trade name) "manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd.) are preferably used.
本発明に用いられるグラフト共重合体において、前記窒素含有モノマーに由来する繰り返し単位は、3〜80質量%の割合で含まれていることが好ましく、5〜50質量%がより好ましく、10〜40質量%がさらに好ましい。グラフト共重合体中の窒素モノマーに由来する繰り返し単位の含有量が上記範囲内にあれば、グラフト共重合体中のアミノ基が形成する塩形成部位の割合が適切となり、かつ重合性オリゴマーによる溶媒との溶解性の低下を抑制できるので、顔料に対する吸着性が良好となり、顔料の分散性、及び安定性が得られる。 In the graft copolymer used in the present invention, the repeating unit derived from the nitrogen-containing monomer is preferably contained in a proportion of 3 to 80% by mass, more preferably 5 to 50% by mass, and 10 to 40%. More preferred is mass%. If the content of the repeating unit derived from the nitrogen monomer in the graft copolymer is within the above range, the ratio of the salt-forming site formed by the amino group in the graft copolymer is appropriate, and the solvent by the polymerizable oligomer Therefore, the adsorptivity to the pigment is improved, and the dispersibility and stability of the pigment can be obtained.
また、上記グラフト共重合体の重量平均分子量Mwは、1000〜100000の範囲内であることが好ましく、3000〜50000の範囲内であることがより好ましく、5000〜30000の範囲内であることがさらに好ましい。上記範囲であることにより、顔料を均一に分散させることができる。 In addition, the weight average molecular weight Mw of the graft copolymer is preferably in the range of 1000 to 100,000, more preferably in the range of 3000 to 50000, and further in the range of 5000 to 30000. preferable. By being the said range, a pigment can be disperse | distributed uniformly.
なお、上記重量平均分子量Mwは、GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)により測定された値である。測定は、東ソー(株)製のHLC−8120GPCを用い、溶出溶媒を0.01モル/リットルの臭化リチウムを添加したN−メチルピロリドンとし、校正曲線用ポリスチレンスタンダードをMw377400、210500、96000、50400、206500、10850、5460、2930、1300、580(以上、Polymer Laboratories社製 Easi PS−2シリーズ)及びMw1090000(東ソー(株)製)とし、測定カラムをTSK−GEL ALPHA−M×2本(東ソー(株)製)として行われたものである。 The weight average molecular weight Mw is a value measured by GPC (gel permeation chromatography). For the measurement, HLC-8120GPC manufactured by Tosoh Corporation was used, the elution solvent was N-methylpyrrolidone to which 0.01 mol / liter of lithium bromide was added, and the polystyrene standard for calibration curve was Mw377400, 210500, 96000, 50400. , 206500, 10850, 5460, 2930, 1300, 580 (Easi PS-2 series manufactured by Polymer Laboratories) and Mw1090000 (manufactured by Tosoh Corporation), and TSK-GEL ALPHA-M × 2 (Tosoh Corporation) (Made by Co., Ltd.).
本発明に用いられるグラフト共重合体は、上記した窒素含有モノマーと重合性オリゴマーとを共重合体成分として有し、さらに窒素含有モノマーが有するアミノ基と所定の有機リン酸化合物とが塩を形成したものであり、その構造は、例えば図3のように表される。図3は、本発明に用いられるグラフト共重合体の好ましい一態様を示す模式図である。図3において、グラフト共重合体は、窒素含有モノマーのモノマー単位51が重合反応により主鎖を形成し、該重合反応において重合性オリゴマーの重合性基部位(エチレン性不飽和二重結合を有する基部位)52が同時に窒素含有モノマーと重合し、重合性オリゴマーは当該エチレン性不飽和二重結合を有する基部位に接続しつつポリマー鎖53として側鎖を形成しており、一般式(II)で表される有機リン酸化合物54は、窒素含有モノマー単位51に含まれるアミノ基と塩を形成したものである。
The graft copolymer used in the present invention has the above-described nitrogen-containing monomer and polymerizable oligomer as copolymer components, and further, the amino group of the nitrogen-containing monomer and a predetermined organophosphate compound form a salt. The structure is represented as shown in FIG. 3, for example. FIG. 3 is a schematic view showing a preferred embodiment of the graft copolymer used in the present invention. In FIG. 3, in the graft copolymer, the
<有機リン酸化合物>
前述した一般式(I)で表される窒素含有モノマーと、ポリマー鎖及びその末端にエチレン性不飽和二重結合を有する基とからなる重合性オリゴマーとを共重合体成分として含有するグラフト共重合体における窒素含有モノマーが有するアミノ基と、塩を形成する有機リン酸化合物は、下記一般式(II)で表される構造を有する化合物である。
<Organic phosphate compound>
Graft copolymer containing as a copolymer component a nitrogen-containing monomer represented by the general formula (I) and a polymerizable oligomer comprising a polymer chain and a group having an ethylenically unsaturated double bond at its terminal. The amino group of the nitrogen-containing monomer in the coalescence and the organic phosphate compound that forms a salt are compounds having a structure represented by the following general formula (II).
本発明においては、上記有機リン酸化合物を用いることにより、当該顔料分散剤を、後述する顔料の分散性及び安定性に優れたものとすることができ、さらに塩形成部位が、アルカリ現像時のアルカリ水溶液に対して高い溶解性を有することから、アルカリ現像性に優れたものとすることができる。 In the present invention, by using the above organic phosphoric acid compound, the pigment dispersant can be made excellent in the dispersibility and stability of the pigment, which will be described later, and the salt-forming site is at the time of alkali development. Since it has high solubility in an alkaline aqueous solution, it can be excellent in alkali developability.
上記一般式(II)において、R4及びR4’は、それぞれ独立に水素原子、水酸基、炭素数1〜18のアルキル基、炭素数2〜18のアルケニル基、アラルキル基、アリール基、−[CH(R9)−CH(R10)−O]a−R8、−[(CH2)b−O]c−R8、又は−O−R4”を示し、R4及びR4’のうちいずれかは炭素原子を含む。なおR4及びR4’が芳香環を有する場合、該芳香環上に適当な置換基、例えば炭素数1〜4の直鎖状、分岐状のアルキル基などを有していてもよい。
また、上記一般式(II)で表される有機リン酸化合物は、1種単独で又は2種以上組み合わせて用いることができる。
In the general formula (II), R 4 and R 4 ′ are each independently a hydrogen atom, a hydroxyl group, an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 18 carbon atoms, an aralkyl group, an aryl group, — [ CH (R 9) -CH (R 10) -O] a -R 8, - [(CH 2) b -O] c -R 8, or -O-R 4 indicates a ", R 4 and R 4 ' In the case where R 4 and R 4 ′ have an aromatic ring, a suitable substituent on the aromatic ring, for example, a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. And so on.
Moreover, the organic phosphoric acid compound represented by the said general formula (II) can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.
上記炭素数1〜18のアルキル基は、前記R5で示したとおりである。
上記炭素数2〜18のアルケニル基は、直鎖状、分岐状、環状のいずれであってもよい。このようなアルケニル基としては、例えばビニル基、アリル基、プロペニル基、各種ブテニル基、各種ヘキセニル基、各種オクテニル基、各種デセニル基、各種ドデセニル基、各種テトラデセニル基、各種ヘキサデセニル基、各種オクタデセニル基、シクロペンテニル基、シクロヘキセニル基、シクロオクテニル基などを挙げることができる。
The alkyl group having 1 to 18 carbon atoms is as indicated by the R 5.
The alkenyl group having 2 to 18 carbon atoms may be linear, branched or cyclic. Examples of such alkenyl groups include vinyl groups, allyl groups, propenyl groups, various butenyl groups, various hexenyl groups, various octenyl groups, various decenyl groups, various dodecenyl groups, various tetradecenyl groups, various hexadecenyl groups, various octadecenyl groups, A cyclopentenyl group, a cyclohexenyl group, a cyclooctenyl group, etc. can be mentioned.
上記R4”は、炭素数1〜18のアルキル基、炭素数2〜18のアルケニル基、アラルキル基、アリール基、−[CH(R9)−CH(R10)−O]a−R8、又は−[(CH2)b−O]c−R8で示される1価の基である。上記炭素数1〜18のアルキル基は、前記R5で示したとおりであり、上記炭素数2〜18のアルケニル基は、前記R4で示したとおりである。なおR4”が芳香環を有する場合、該芳香環上に適当な置換基、例えば炭素数1〜4の直鎖状、分岐状のアルキル基などを有していてもよい。 R 4 ″ is an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 18 carbon atoms, an aralkyl group, an aryl group, — [CH (R 9 ) —CH (R 10 ) —O] a —R 8. Or a monovalent group represented by — [(CH 2 ) b —O] c —R 8 , wherein the alkyl group having 1 to 18 carbon atoms is as represented by R 5 , The alkenyl group having 2 to 18 is as shown for R 4 above. When R 4 ″ has an aromatic ring, an appropriate substituent on the aromatic ring, for example, a straight chain having 1 to 4 carbon atoms, It may have a branched alkyl group or the like.
上記アルキル基やアルケニル基は置換基を有していても良く、該置換基としては、F、Cl、Brなどのハロゲン原子、ニトロ基等が挙げられる。 The alkyl group or alkenyl group may have a substituent, and examples of the substituent include halogen atoms such as F, Cl, and Br, nitro groups, and the like.
置換基を有していてもよいアリール基としては、フェニル基、ビフェニル基、ナフチル基、トリル基、キシリル基等が挙げられる。アリール基の炭素数は、6〜24が好ましく、更に6〜12が好ましい。
置換基を有していてもよいアラルキル基としては、ベンジル基、フェネチル基、ナフチルメチル基、ビフェニルメチル基等が挙げられる。アラルキル基の炭素数は、7〜15が好ましく、更に7〜12が好ましい。
アリール基やアラルキル基等の芳香環の置換基としては、炭素数1〜4の直鎖状、分岐状のアルキル基の他、アルケニル基、ニトロ基、ハロゲン原子などを挙げることができる。
なお、上記好ましい炭素数には、置換基の炭素数は含まれない。
Examples of the aryl group which may have a substituent include a phenyl group, a biphenyl group, a naphthyl group, a tolyl group, and a xylyl group. 6-24 are preferable and, as for carbon number of an aryl group, 6-12 are more preferable.
Examples of the aralkyl group which may have a substituent include a benzyl group, a phenethyl group, a naphthylmethyl group, and a biphenylmethyl group. 7-15 are preferable and, as for carbon number of an aralkyl group, 7-12 are more preferable.
Examples of the substituent of the aromatic ring such as an aryl group and an aralkyl group include an alkenyl group, a nitro group, and a halogen atom in addition to a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.
The preferred carbon number does not include the carbon number of the substituent.
上記R9及びR10は、それぞれ独立に水素原子又はメチル基を示す。R8は、水素原子、あるいは炭素数1〜18のアルキル基、アラルキル基、アリール基、−CHO、−CH2CHO、−CO−CH=CH2、−CO−C(CH3)=CH2又は−CH2COOR12で示される1価の基であり、R12は水素原子又は炭素数1〜5の直鎖状、分岐状、環状のアルキル基である。
上記R8は置換基を有していてもよく、置換基としては、例えば炭素数1〜4の直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基、F、Cl、Brなどのハロゲン原子などを挙げることが
できる。
上記R8のうちの炭素数1〜18のアルキル基は、前記のR5で示したとおりである。上記R8のうちの炭素数2〜18のアルケニル基は、アラルキル基、アリール基は、前記R4、R4’及びR4”で示したとおりである。
また、上記R8のうちの炭素数1〜18のアルキル基、炭素数2〜18のアルケニル基、アラルキル基、アリール基が有していても良い置換基は、前記R4、R4’及びR4”で示したとおりである。
当該R4、R4’及びR4”において、aは1〜18の整数、好ましくは1〜4の整数、より好ましくは1〜2の整数であり、bは1〜5の整数、好ましくは1〜4の整数、より好ましくは2又は3である。cは1〜18の整数、好ましくは1〜4の整数、より好ましくは1〜2の整数である。
R 9 and R 10 each independently represent a hydrogen atom or a methyl group. R 8 is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, an aralkyl group, an aryl group, —CHO, —CH 2 CHO, —CO—CH═CH 2 , —CO—C (CH 3 ) ═CH 2. Alternatively, it is a monovalent group represented by —CH 2 COOR 12 , and R 12 is a hydrogen atom or a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.
R 8 may have a substituent, and examples of the substituent include a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, a halogen atom such as F, Cl and Br. be able to.
The alkyl group having 1 to 18 carbon atoms in R 8 is as described above for R 5 . Among the above R 8 , the alkenyl group having 2 to 18 carbon atoms is the aralkyl group, and the aryl group is as described above for R 4 , R 4 ′ and R 4 ″ .
The alkyl group, alkenyl group having 2 to 18 carbon atoms, an aralkyl group, the substituent that may be an aryl group optionally having from 1 to 18 carbon atoms of the R 8, the R 4, R 4 'and As indicated by R 4 ″ .
In R 4 , R 4 ′ and R 4 ″ , a is an integer of 1 to 18, preferably an integer of 1 to 4, more preferably an integer of 1 to 2, and b is an integer of 1 to 5, preferably It is an integer of 1-4, More preferably, it is 2 or 3. c is an integer of 1-18, Preferably it is an integer of 1-4, More preferably, it is an integer of 1-2.
上記一般式(II)で表される有機リン酸化合物としては、R4、R4’及びR4”がメチル基、イソプロピル基、n−ブチル基、2−エチルヘキシル基、置換基を有していても良いアリール基又はアラルキル基、ビニル基、アリル基あるいは−(CH(R9)−CH(R10)−O)a−R8又は−((CH2)b−O)c−R8であり、かつR8が−CO−CH=CH2又は−CO−C(CH3)=CH2であるものが、顔料分散性に優れたものとすることができる点から好ましい。 As the organophosphate compound represented by the general formula (II), R 4 , R 4 ′ and R 4 ″ have a methyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, a 2-ethylhexyl group and a substituent. An aryl group or an aralkyl group, a vinyl group, an allyl group, or — (CH (R 9 ) —CH (R 10 ) —O) a —R 8 or — ((CH 2 ) b —O) c —R 8 It is preferable that R 8 is —CO—CH═CH 2 or —CO—C (CH 3 ) ═CH 2 from the viewpoint of excellent pigment dispersibility.
中でも、重合性基を有するもの、すなわち、ビニル基、アリル基あるいは−(CH(R9)−CH(R10)−O)a−R8又は−((CH2)b−O)c−R8であり、かつR8が−CO−CH=CH2又は−CO−C(CH3)=CH2であるものが好ましく、特にR4、R4’及びR4”がそれぞれ独立にビニル基、アリル基、2−メタクリロイルオキシエチル基、2−アクリロイルオキシエチル基であるものが好ましい。
このような場合には、本発明のカラーフィルタ用ネガ型レジスト組成物を用いて着色層を形成する際の露光時に、上記重合性基同士及び/又は上記重合性基と、本発明のカラーフィルタ用ネガ型レジスト組成物に含まれるアルカリ可溶性樹脂及び多官能性モノマー等とを容易に重合することができ、カラーフィルタの着色層中において、上記顔料分散剤が、安定に存在することを可能とする。したがって、このようなカラーフィルタを用いて液晶表示装置を製造した際には、液晶層等へ上記顔料分散剤がブリードアウトすることを防止することができる。
Among them, those having a polymerizable group, that is, a vinyl group, an allyl group, or — (CH (R 9 ) —CH (R 10 ) —O) a —R 8 or — ((CH 2 ) b —O) c — R 8 and R 8 is preferably —CO—CH═CH 2 or —CO—C (CH 3 ) ═CH 2 , particularly R 4 , R 4 ′ and R 4 ″ are each independently vinyl. A group, an allyl group, a 2-methacryloyloxyethyl group, or a 2-acryloyloxyethyl group is preferable.
In such a case, the above-mentioned polymerizable groups and / or the above-mentioned polymerizable groups and the color filter of the present invention are exposed during exposure when forming a colored layer using the negative resist composition for color filters of the present invention. Can be easily polymerized with an alkali-soluble resin and a polyfunctional monomer contained in the negative resist composition for use, and the pigment dispersant can be stably present in the colored layer of the color filter. To do. Therefore, when a liquid crystal display device is manufactured using such a color filter, the pigment dispersant can be prevented from bleeding out to the liquid crystal layer or the like.
また、当該有機リン酸化合物が、重合性基を含むことにより、着色層形成に用いる前に、当該有機リン酸化合物が有する、重合性基同士を、重合させることができ、その結果顔料分散剤が高分子量化されるため、着色層形成の現像時において、未露光箇所のカラーフィルタ用ネガ型レジスト組成物を、アルカリ現像性に特に優れるものとすることができる。 In addition, since the organic phosphoric acid compound contains a polymerizable group, the polymerizable group of the organic phosphoric acid compound can be polymerized before being used for forming the colored layer, and as a result, a pigment dispersant. Therefore, the negative resist composition for the color filter at the unexposed portion can be made particularly excellent in alkali developability during development for forming the colored layer.
ここで、上記重合性基同士が、重合していることにより、アルカリ現像性に特に優れるものとすることができる理由については、以下のように推察される。
すなわち、添加された顔料分散剤は、その全てが、後述する顔料の分散性向上に寄与するのではなく、当該顔料分散剤の一部は、上記顔料から、遊離した状態で存在している。また、当該顔料分散剤は、一般的に、アルカリ現像性を低下させる場合があるため、遊離した状態の顔料分散剤が多い場合には、着色層形成の現像時において、アルカリ現像を阻害することになる。
一方、上記重合性基同士が、着色層形成に用いる前に重合し、高分子量化していることにより、着色層形成の現像時において、カラーフィルタ用ネガ型レジスト組成物中に、遊離の顔料分散剤を少ないものとすることができる。このため、遊離の顔料分散剤による、アルカリ現像の阻害を少ないものとすることができ、未露光箇所のカラーフィルタ用ネガ型レジスト組成物を、アルカリ現像性に特に優れるものとすることができる。
Here, the reason why the polymerizable groups are particularly excellent in alkali developability due to polymerization is presumed as follows.
That is, all of the added pigment dispersant does not contribute to the improvement of the dispersibility of the pigment described later, but a part of the pigment dispersant is present in a free state from the pigment. In addition, since the pigment dispersant generally lowers alkali developability, when there is a large amount of the pigment dispersant in a free state, it inhibits alkali development at the time of developing a colored layer. become.
On the other hand, the polymerizable groups are polymerized before being used for forming the colored layer, and have a high molecular weight, so that in the development of the colored layer, free pigment dispersion in the negative resist composition for the color filter. The amount of the agent can be reduced. For this reason, the inhibition of alkali development by the free pigment dispersant can be reduced, and the negative resist composition for color filter in the unexposed area can be made particularly excellent in alkali developability.
また、R4及びR4’がそれぞれ独立に、水素原子、水酸基、炭素数1〜18のアルキル基、炭素数2〜18のアルケニル基、アラルキル基、アリール基、−[CH(R9)−CH(R10)−O]a−R8、又は−[(CH2)b−O]c−R8で示される1価の基(但し、R4及びR4’のうちいずれかは炭素原子を含み、R8は前記で示したとおりである。)、すなわち、リンに直接炭素原子が結合している構造が、耐アルカリ性に優れたものとすることができる点から好ましい。 R 4 and R 4 ′ are each independently a hydrogen atom, a hydroxyl group, an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 18 carbon atoms, an aralkyl group, an aryl group, or — [CH (R 9 ) —. CH (R 10) -O] a -R 8, or - [(CH 2) b -O ] 1 monovalent group represented by c -R 8 (where either one of R 4 and R 4 'carbons Including atoms, R 8 is as described above.) That is, a structure in which a carbon atom is directly bonded to phosphorus is preferable from the viewpoint of excellent alkali resistance.
中でもR4及び/又はR4’が芳香環を有するものが好ましく、更に、置換基を有していても良いアリール基又はアラルキル基が好ましい。具体的には、ベンジル基、フェニル基、トリル基、ナフチル基が好ましい。
このような場合には、本発明のカラーフィルタ用ネガ型レジスト組成物を用いて形成される着色層の耐アルカリ性を特に優れたものとすることができる。
Among them, those in which R 4 and / or R 4 ′ have an aromatic ring are preferable, and an aryl group or aralkyl group which may have a substituent is more preferable. Specifically, a benzyl group, a phenyl group, a tolyl group, and a naphthyl group are preferable.
In such a case, the alkali resistance of the colored layer formed using the negative resist composition for a color filter of the present invention can be made particularly excellent.
本発明で用いる(A)顔料分散剤における当該有機リン酸化合物の含有量は、良好な顔料分散安定性が発揮されるのであればよく、特に制限はないが、一般に前記構成単位(1)に含まれるアミノ基に対して、0.05〜4.0モル当量程度、好ましくは0.1〜2.0モル当量、より好ましくは0.2〜1.0モル当量である。 The content of the organic phosphate compound in the (A) pigment dispersant used in the present invention is not particularly limited as long as good pigment dispersion stability is exhibited. It is about 0.05-4.0 molar equivalent with respect to the amino group contained, Preferably it is 0.1-2.0 molar equivalent, More preferably, it is 0.2-1.0 molar equivalent.
<塩型グラフト共重合体の製造>
本発明において、(A)成分の顔料分散剤として用いる塩型グラフト共重合体の製造方法としては、前記の窒素含有モノマーと、ポリマー鎖とその末端にエチレン性不飽和二重結合を有する基とからなる重合性オリゴマーとを共重合体成分として含有し、かつ窒素含有モノマーが有するアミノ基と、前記の一般式(II)で表される有機リン酸化合物とが塩を形成したものを製造することができる方法であればよく特に限定されない。本発明においては、例えば、前記の窒素含有モノマーを公知の重合手段を用いて重合し、得られた重合体を後述する溶媒中に溶解又は分散し、さらに重合性オリゴマーを添加し溶解させ、系内を窒素置換した後、40〜100℃の温度範囲で5〜16時間程度攪拌することにより、重合性オリゴマーをグラフト重合させることが可能である。次いで、該溶媒中に上記有機リン酸化合物を添加し、攪拌することにより塩型グラフト共重合体を製造することができる。なお、上記重合においては、重合に一般的に用いられる添加剤、例えば重合開始剤、分散安定剤、連鎖移動剤などを用いてもよい。
<Production of salt-type graft copolymer>
In the present invention, the production method of the salt-type graft copolymer used as the pigment dispersant of the component (A) includes the nitrogen-containing monomer, a polymer chain, and a group having an ethylenically unsaturated double bond at its terminal. And the amino group of the nitrogen-containing monomer and the organophosphate compound represented by the general formula (II) form a salt. The method is not particularly limited as long as it can be performed. In the present invention, for example, the above-mentioned nitrogen-containing monomer is polymerized using a known polymerization means, and the obtained polymer is dissolved or dispersed in a solvent described later, and further a polymerizable oligomer is added and dissolved therein. After the inside is substituted with nitrogen, the polymerizable oligomer can be graft-polymerized by stirring for about 5 to 16 hours in a temperature range of 40 to 100 ° C. Next, the salt-type graft copolymer can be produced by adding the organic phosphoric acid compound to the solvent and stirring. In the above polymerization, additives generally used in the polymerization, for example, a polymerization initiator, a dispersion stabilizer, a chain transfer agent and the like may be used.
本発明のカラーフィルタ用ネガ型レジスト組成物において、(A)成分である顔料分散剤としては、上記塩型グラフト共重合体を1種用いてもよいし、2種以上組み合わせて用いてもよく、その含有量は、用いる顔料の種類、該ネガ型レジスト組成物中の固形分濃度等に応じて適宜選定されるが、後述する顔料100質量部に対して、通常、5〜200質量部の範囲であり、10〜100質量部であることが好ましく、20〜80質量部であることがより好ましい。塩型グラフト共重合体の含有量が上記範囲内にあれば、顔料を均一に分散させることができ、相対的にアルカリ可溶性樹脂、多官能性モノマーの配合比率が低下することがなく、十分な硬度を持った着色層が形成できる。 In the negative resist composition for a color filter of the present invention, as the pigment dispersant as the component (A), one type of the above-mentioned salt type graft copolymer may be used, or two or more types may be used in combination. The content is appropriately selected according to the type of pigment used, the solid content concentration in the negative resist composition, and the like, but is usually 5 to 200 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the pigment described later. It is a range, It is preferable that it is 10-100 mass parts, and it is more preferable that it is 20-80 mass parts. If the content of the salt-type graft copolymer is within the above range, the pigment can be dispersed uniformly, and the blending ratio of the alkali-soluble resin and the polyfunctional monomer is not relatively lowered, which is sufficient. A colored layer having hardness can be formed.
((B)顔料)
本発明のカラーフィルタ用ネガ型レジスト組成物において、(B)成分として用いられ
る顔料は、カラーフィルタの着色層を形成した際に所望の発色が可能なものであればよく
、特に限定されず、種々の有機又は無機着色剤を、単独で又は2種以上混合して使用する
ことができる。
<顔料の種類>
上記有機着色剤としては、例えば、染料、有機顔料、天然色素等を用いることができる。有機顔料の具体例としては、カラーインデックス(C.I.;The Society of Dyers and Colourists社発行)においてピグメント(Pigment)に分類されている化合物を挙げることができる。
このような化合物としては、例えば、C.I.ピグメントイエロー1、C.I.ピグメントイエロー3、C.I.ピグメントイエロー12、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、C.I.ピグメントイエロー185等のイエロー系ピグメント;C.I.ピグメントレッド1、C.I.ピグメントレッド2、C.I.ピグメントレッド3、C.I.ピグメントレッド242、C.I.ピグメントレッド254、C.I.ピグメントレッド177等のレッド系ピグメント;C.I.ピグメントブルー15、C.I.ピグメントブルー15:3、C.I.ピグメントブルー15:4、C.I.ピグメントブルー15:6等のブルー系ピグメント;C.I.ピグメントバイオレット23等のバイオレット系ピグメント;及び、ピグメントグリーン36、C.I.ピグメントグリーン58等のグリーン系ピグメント等のカラーインデックス(C.I.)番号が付されているものを挙げることができる。
((B) Pigment)
In the negative resist composition for a color filter of the present invention, the pigment used as the component (B) is not particularly limited as long as it can produce a desired color when a colored layer of the color filter is formed. Various organic or inorganic colorants can be used alone or in admixture of two or more.
<Type of pigment>
As the organic colorant, for example, dyes, organic pigments, natural pigments, and the like can be used. Specific examples of the organic pigment include compounds classified as “Pigment” in the color index (CI; issued by The Society of Dyers and Colorists).
Examples of such compounds include C.I. I. Pigment yellow 1, C.I. I. Pigment yellow 3, C.I. I. Pigment yellow 12, C.I. I. Pigment yellow 138, C.I. I. Pigment yellow 139, C.I. I. Pigment yellow 150, C.I. I. Pigment yellow 180, C.I. I. Yellow pigments such as C.I. Pigment Yellow 185; I. Pigment red 1, C.I. I.
また、無機着色剤としては、例えば、無機顔料、体質顔料等を用いることができ、具体例としては、酸化チタン、シリカ、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、亜鉛華、硫酸鉛、黄色鉛、亜鉛黄、べんがら(赤色酸化鉄(III))、カドミウム赤、群青、紺青、酸化クロム緑、コバルト緑、アンバー、チタンブラック、合成鉄黒、カーボンブラック等を挙げることができる。 Further, as the inorganic colorant, for example, inorganic pigments, extender pigments and the like can be used. Specific examples include titanium oxide, silica, barium sulfate, calcium carbonate, zinc white, lead sulfate, yellow lead, zinc yellow, Bengala (red iron oxide (III)), cadmium red, ultramarine blue, bitumen, chromium oxide green, cobalt green, amber, titanium black, synthetic iron black, carbon black and the like can be mentioned.
<顔料の粒径>
本発明に用いられる顔料の平均粒径としては、カラーフィルタの着色層とした場合に、所望の発色が可能なものであればよく、特に限定されず、用いる顔料の種類によっても異なるが、10〜100nmの範囲内であることが好ましく、10〜50nmの範囲内であることがより好ましい。当該顔料の平均粒径が上記範囲であることにより、本発明のカラーフィルタ用ネガ型レジスト組成物を用いて製造された液晶表示装置を高コントラストで、かつ高品質なものとすることができる。また従来の顔料分散剤であれば、顔料の粒径の微小化に伴い、顔料分散剤が多量に必要になり、アルカリ現像性の低下や残渣の増加といった問題が生じるおそれがあるが、本発明のカラーフィルタ用ネガ型レジスト組成物に用いられる顔料分散剤は、アルカリ現像性に優れるため、そのような問題を生じるおそれが少ない。したがって、当該顔料の平均粒径が上記範囲に示すように、従来に比べ微小であるほど、本発明のカラーフィルタ用ネガ型レジスト組成物が有する特徴を発揮することができる。
なお、上記顔料の平均粒径は、電子顕微鏡写真から一次粒子の大きさを直接計測する方法で求めることができる。具体的には、個々の一次粒子の短軸径と長軸径を計測し、その平均をその粒子の粒径とした。次に、100個以上の粒子について、それぞれの粒子の体積(重量)を、求めた粒径の直方体と近似して求め、体積平均粒径を求めそれを平均粒径とした。なお、電子顕微鏡は透過型(TEM)または走査型(SEM)のいずれを用いても同じ結果を得ることができる。
<Particle particle size>
The average particle diameter of the pigment used in the present invention is not particularly limited as long as it can produce a desired color when it is used as a colored layer of a color filter, and varies depending on the type of pigment used. It is preferably in the range of ˜100 nm, and more preferably in the range of 10 to 50 nm. When the average particle diameter of the pigment is within the above range, a liquid crystal display device produced using the negative resist composition for color filters of the present invention can be made to have high contrast and high quality. In addition, with conventional pigment dispersants, as the particle size of the pigment becomes smaller, a large amount of pigment dispersant is required, which may cause problems such as reduced alkali developability and increased residue. Since the pigment dispersant used in the negative resist composition for color filters is excellent in alkali developability, it is less likely to cause such a problem. Therefore, as the average particle size of the pigment is within the above range, the smaller the conventional particle size is, the more the characteristics of the negative resist composition for color filters of the present invention can be exhibited.
In addition, the average particle diameter of the pigment can be obtained by a method of directly measuring the size of primary particles from an electron micrograph. Specifically, the minor axis diameter and major axis diameter of each primary particle were measured, and the average was taken as the particle diameter of the particle. Next, for 100 or more particles, the volume (weight) of each particle was obtained by approximating the obtained particle size to a rectangular parallelepiped, and the volume average particle size was obtained and used as the average particle size. The same result can be obtained regardless of whether the electron microscope is a transmission type (TEM) or a scanning type (SEM).
本発明のカラーフィルタ用ネガ型レジスト組成物において、(B)成分として用いる顔料の含有量は、カラーフィルタの着色層とした場合に、所望の発色が可能であればよく、特に限定されず、用いる顔料の種類によっても異なるが、カラーフィルタ用ネガ型レジスト組成物中の当該顔料以外の固形分に対して、20〜100質量%の範囲内であることが好ましく、30〜80質量%の範囲内であることがより好ましい。当該顔料の含有量が上記範囲であることにより、所望の発色が可能な着色層が形成可能なカラーフィルタ用ネガ型レジスト組成物とすることができ、さらに上記カラーフィルタ用ネガ型レジスト組成物中において、均一に分散することができる。
なお、上記固形分は、上述した溶媒以外のもの全てであり、溶媒中に溶解している多官能性モノマー等も含む。
In the negative resist composition for a color filter of the present invention, the content of the pigment used as the component (B) is not particularly limited as long as a desired color can be formed when the colored layer of the color filter is used. Although it varies depending on the type of pigment used, it is preferably in the range of 20 to 100% by mass, and in the range of 30 to 80% by mass with respect to the solid content other than the pigment in the negative resist composition for color filters. More preferably, it is within. When the content of the pigment is in the above range, a negative resist composition for a color filter capable of forming a colored layer capable of forming a desired color can be obtained. Further, in the negative resist composition for a color filter, Can be uniformly dispersed.
In addition, the said solid content is all things other than the solvent mentioned above, and also contains the polyfunctional monomer etc. which are melt | dissolving in the solvent.
((C)アルカリ可溶性樹脂)
本発明のカラーフィルタ用ネガ型レジスト組成物において、(C)成分として用いられるアルカリ可溶性樹脂としては、ネガ型レジストに一般的に用いられるものを用いることができ、アルカリ水溶液に可溶性を有するものであればよく、特に限定されず、例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n−プロピル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、sec−ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、tert−ブチル(メタ)アクリレート、n−ペンチル(メタ)アクリレート、n−ヘキシル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、n−オクチル(メタ)アクリレート、n−デシル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、フェニル(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニル(メタ)アクリレート、1−アダマンチル(メタ)アクリレート、アリル(メタ)アクリレート、2,2’−オキシビス(メチレン)ビス−2−プロペノエート、スチレン、γ−メチルスチレン、グリシジル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシルエチル(メタ)アクリレート、2−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N−ビニル−2−ピロリドン、N−メチルマレイミド、N−シクロヘキシルマレイミド、N−ベンジルマレイミド、N−フェニルマレイミドなどの中から選ばれる1種以上と、(メタ)アクリル酸、アクリル酸の二量体(例えば、東亞合成化学(株)製M−5600)、イタコン酸、クロトン酸、マレイン酸、フマル酸、ビニル酢酸、これらの無水物の中から選ばれる1種以上とからなるコポリマーも例示できる。また、上記のコポリマーにグリシジル基又は水酸基を有するエチレン性不飽和化合物を付加させたポリマー等も例示できるが、これらに限定されるものではない。
これらの中で、コポリマーにグリシジル基又は水酸基を有するエチレン性不飽和化合物を付加等することにより、エチレン性不飽和結合を有するポリマー等は、露光時に、後述する多官能性モノマーと重合することが可能となり、着色層がより安定なものとなる点で、特に好適である。
((C) Alkali-soluble resin)
In the negative resist composition for color filters of the present invention, as the alkali-soluble resin used as the component (C), those generally used for negative resists can be used, and those having solubility in an aqueous alkali solution. There is no particular limitation, and for example, methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, n-propyl (meth) acrylate, isopropyl (meth) acrylate, n-butyl (meth) acrylate, sec-butyl (meth) ) Acrylate, isobutyl (meth) acrylate, tert-butyl (meth) acrylate, n-pentyl (meth) acrylate, n-hexyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, n-octyl (meth) acrylate, n -Decyl (meth) acryl , Benzyl (meth) acrylate, phenyl (meth) acrylate, phenoxyethyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, isobornyl (meth) acrylate, dicyclopentanyl (meth) acrylate, 1-adamantyl (meth) acrylate , Allyl (meth) acrylate, 2,2′-oxybis (methylene) bis-2-propenoate, styrene, γ-methylstyrene, glycidyl (meth) acrylate, 2-hydroxylethyl (meth) acrylate, 2-dimethylaminoethyl ( At least one selected from (meth) acrylate, N-vinyl-2-pyrrolidone, N-methylmaleimide, N-cyclohexylmaleimide, N-benzylmaleimide, N-phenylmaleimide and the like, and (meth) acrylic acid A dimer of acrylic acid (for example, M-5600 manufactured by Toagosei Co., Ltd.), itaconic acid, crotonic acid, maleic acid, fumaric acid, vinyl acetic acid, and one or more selected from these anhydrides The following copolymer can also be illustrated. Moreover, although the polymer etc. which added the ethylenically unsaturated compound which has a glycidyl group or a hydroxyl group to said copolymer can be illustrated, it is not limited to these.
Among these, by adding an ethylenically unsaturated compound having a glycidyl group or a hydroxyl group to the copolymer, a polymer having an ethylenically unsaturated bond may be polymerized with a polyfunctional monomer described later at the time of exposure. This is particularly preferable in that it becomes possible and the colored layer becomes more stable.
本発明のカラーフィルタ用ネガ型レジスト組成物において、(C)成分として用いられるアルカリ可溶性樹脂は1種用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよく、その含有量としては、カラーフィルタ用ネガ型レジスト組成物に含まれる顔料100質量部に対して、通常、10〜1000質量部の範囲内、好ましくは20〜500質量部の範囲内である。アルカリ可溶性樹脂の含有量が少な過ぎると、充分なアルカリ現像性が得られない場合があり、また、アルカリ可溶性樹脂の含有量が多すぎると顔料の割合が相対的に低くなって、充分な着色濃度が得られない場合がある。 In the negative resist composition for color filters of the present invention, the alkali-soluble resin used as the component (C) may be used singly or in combination of two or more. It is usually in the range of 10 to 1000 parts by mass, preferably in the range of 20 to 500 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the pigment contained in the negative resist composition for a filter. If the content of the alkali-soluble resin is too small, sufficient alkali developability may not be obtained, and if the content of the alkali-soluble resin is too large, the ratio of the pigment becomes relatively low and sufficient coloring is achieved. The concentration may not be obtained.
((D)多官能性モノマー)
本発明のカラーフィルタ用ネガ型レジスト組成物において、(D)成分として用いられる多官能性モノマーは、後述する光開始剤によって重合可能なものであればよく、特に限定されず、通常、エチレン性不飽和二重結合を2つ以上有する化合物が用いられ、特にアクリロイル基又はメタクリロイル基を2つ以上有する、多官能(メタ)アクリレートであることが好ましい。
((D) polyfunctional monomer)
In the negative resist composition for a color filter of the present invention, the polyfunctional monomer used as the component (D) is not particularly limited as long as it can be polymerized by a photoinitiator described later, and is usually ethylenic. A compound having two or more unsaturated double bonds is used, and in particular, a polyfunctional (meth) acrylate having two or more acryloyl groups or methacryloyl groups is preferable.
このような多官能(メタ)アクリレートとしては、例えばエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、長鎖脂肪族ジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、ステアリン酸変性ペンタエリスリトールジ(メタ)アクリレート、プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、グリセロールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、テトラメチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ブチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニルジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレンジ(メタ)アクリレート、トリグリセロールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコール変性トリメチロールプロパンジ(メタ)アクリレート、アリル化シクロヘキシルジ(メタ)アクリレート、メトキシ化シクロヘキシルジ(メタ)アクリレート、アクリル化イソシアヌレート、ビス(アクリロキシネオペンチルグリコール)アジペート、ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート、テトラブロモビスフェノールAジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールSジ(メタ)アクリレート、ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、フタル酸ジ(メタ)アクリレート、リン酸ジ(メタ)アクリレート、亜鉛ジ(メタ)アクリレート等の二官能(メタ)アクリレートが挙げられる。 Examples of such polyfunctional (meth) acrylates include ethylene glycol di (meth) acrylate, diethylene glycol di (meth) acrylate, hexanediol di (meth) acrylate, long chain aliphatic di (meth) acrylate, and neopentyl glycol di (Meth) acrylate, hydroxypivalate neopentyl glycol di (meth) acrylate, stearic acid modified pentaerythritol di (meth) acrylate, propylene glycol di (meth) acrylate, glycerol di (meth) acrylate, triethylene glycol di (meth) Acrylate, tetraethylene glycol di (meth) acrylate, tetramethylene glycol di (meth) acrylate, butylene glycol di (meth) acrylate, dicyclopentanyl (Meth) acrylate, polyethylene glycol di (meth) acrylate, polypropylene di (meth) acrylate, triglycerol di (meth) acrylate, neopentyl glycol modified trimethylolpropane di (meth) acrylate, allylated cyclohexyl di (meth) acrylate, Methoxylated cyclohexyl di (meth) acrylate, acrylated isocyanurate, bis (acryloxyneopentyl glycol) adipate, bisphenol A di (meth) acrylate, tetrabromobisphenol A di (meth) acrylate, bisphenol S di (meth) acrylate, Bifunctional (butanediol di (meth) acrylate, phthalic acid di (meth) acrylate, phosphoric acid di (meth) acrylate, zinc di (meth) acrylate) Data) acrylate and the like.
また、三官能以上の多官能(メタ)アクリレートとしては、例えばトリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、トリメチロールエタントリ(メタ)アクリレート、グリセロールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、アルキル変性ジペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、無水コハク酸変性ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、リン酸トリ(メタ)アクリレート、トリス(アクリロキシエチル)イソシアヌレート、トリス(メタクリロキシエチル)イソシアヌレート、ジペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート、アルキル変性ジペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、アルキル変性ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、無水コハク酸変性ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ウレタントリ(メタ)アクリレート、エステルトリ(メタ)アクリレート、ウレタンヘキサ(メタ)アクリレート、エステルヘキサ(メタ)アクリレート等が挙げられる。 Examples of trifunctional or higher polyfunctional (meth) acrylates include trimethylolpropane tri (meth) acrylate, trimethylolethane tri (meth) acrylate, glycerol tri (meth) acrylate, pentaerythritol tri (meth) acrylate, penta Erythritol tetra (meth) acrylate, alkyl-modified dipentaerythritol tri (meth) acrylate, succinic anhydride-modified pentaerythritol tetra (meth) acrylate, tri (meth) acrylate phosphate, tris (acryloxyethyl) isocyanurate, tris (methacrylic) Roxyethyl) isocyanurate, dipentaerythritol tetra (meth) acrylate, ditrimethylolpropane tetraacrylate, alkyl-modified dipentaerythritol La (meth) acrylate, dipentaerythritol hexa (meth) acrylate, dipentaerythritol penta (meth) acrylate, alkyl-modified dipentaerythritol penta (meth) acrylate, succinic anhydride-modified dipentaerythritol penta (meth) acrylate, urethane tri (Meth) acrylate, ester tri (meth) acrylate, urethane hexa (meth) acrylate, ester hexa (meth) acrylate and the like.
これらの多官能(メタ)アクリレートは1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。また、本発明のカラーフィルタ用ネガ型レジスト組成物に優れた光硬化性(高感度)が要求される場合には、多官能性モノマーが、重合可能な二重結合を3つ(三官能)以上有するものであるものが好ましく、例えばジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレートやジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレートなどが好適に用いられる。
本発明のカラーフィルタ用ネガ型レジスト組成物において、(D)成分として用いられる上記多官能性モノマーの含有量は、特に制限はないが、(C)成分のアルカリ可溶性樹脂100質量部に対して、通常5〜500質量部程度、好ましくは20〜300質量部の範囲である。多官能性モノマーの含有量が上記範囲より少ないと十分に光硬化が進まず、露光部分が溶出する場合があり、また、多官能性モノマーの含有量が上記範囲より多いとアルカリ現像性が低下するおそれがある。
These polyfunctional (meth) acrylates may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type. In addition, when the negative resist composition for color filter of the present invention requires excellent photocurability (high sensitivity), the polyfunctional monomer has three polymerizable double bonds (trifunctional). Those having the above are preferable, and for example, dipentaerythritol penta (meth) acrylate, dipentaerythritol hexa (meth) acrylate, and the like are suitably used.
In the negative resist composition for a color filter of the present invention, the content of the polyfunctional monomer used as the component (D) is not particularly limited, but is 100 parts by mass of the alkali-soluble resin of the component (C). Usually, about 5 to 500 parts by mass, preferably 20 to 300 parts by mass. If the content of the polyfunctional monomer is less than the above range, the photocuring may not sufficiently proceed and the exposed part may be eluted, and if the content of the polyfunctional monomer is more than the above range, the alkali developability is lowered. There is a risk.
(光開始剤)
本発明のカラーフィルタ用ネガ型レジスト組成物において、(E)成分として用いられる光開始剤としては特に制限はなく、従来知られている各種光開始剤の中から、適宜選択して用いることができる。例えばベンゾフェノン、ミヒラーケトン、4,4´−ビスジエチルアミノベンゾフェノン、4−メトキシ−4´−ジメチルアミノベンゾフェノン、2−エチルアントラキノン、フェナントレン等の芳香族ケトン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインフェニルエーテル等のベンゾインエーテル類、メチルベンゾイン、エチルベンゾイン等のベンゾイン、2−(o−クロロフェニル)−4,5−フェニルイミダゾール2量体、2−(o−クロロフェニル)−4,5−ジ(m−メトキシフェニル)イミダゾール2量体、2−(o−フルオロフェニル)−4,5−ジフェニルイミダゾール2量体、2−(o−メトキシフェニル)−4,5−ジフェニルイミダゾール2量体、2,4,5−トリアリールイミダゾール2量体、2−(o−クロロフェニル)−4,5−ジ(m−メチルフェニル)イミダゾール2量体、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)−ブタノン、2−トリクロロメチル−5−スチリル−1,3,4−オキサジアゾール、2−トリクロロメチル−5−(p−シアノスチリル)−1,3,4−オキサジアゾール、2−トリクロロメチル−5−(p−メトキシスチリル)−1,3,4−オキサジアゾール等のハロメチルオキサジアゾール化合物、2,4−ビス(トリクロロメチル)−6−p−メトキシスチリル−S−トリアジン、2,4−ビス(トリクロロメチル)−6−(1−p−ジメチルアミノフェニル−1,3−ブタジエニル)−S−トリアジン、2−トリクロロメチル−4−アミノ−6−p−メトキシスチリル−S−トリアジン、2−(ナフト−1−イル)−4,6−ビス−トリクロロメチル−S−トリアジン、2−(4−エトキシ−ナフト−1−イル)−4,6−ビス−トリクロロメチル−S−トリアジン、2−(4−ブトキシ−ナフト−1−イル)−4,6−ビス−トリクロロメチル−S−トリアジン等のハロメチル−S−トリアジン系化合物、2,2−ジメトキシ−1,2−ジフェニルエタン−1−オン、2−メチル−1−〔4−(メチルチオ)フェニル〕−2−モルフォリノプロパノン、1,2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)−ブタノン−1,1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニルケトン、ベンジル、ベンゾイル安息香酸、ベンゾイル安息香酸メチル、4−ベンゾイル−4´−メチルジフェニルサルファイド、ベンジルメチルケタール、ジメチルアミノベンゾエート、p−ジメチルアミノ安息香酸イソアミル、2−n−ブトキシエチル−4−ジメチルアミノベンゾエート、2−クロロチオキサントン、2,4−ジエチルチオキサントン、2,4−ジメチルチオキサントン、イソプロピルチオキサントン、エタノン,1−[9−エチル−6−(2−メチルベンゾイル)−9H−カルバゾール−3−イル]−1−(o−アセチルオキシム)、4−ベンゾイル−メチルジフェニルサルファイド、1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニルケトン、2−ベンジル−2−(ジメチルアミノ)−1−[4−(4−モルフォリニル)フェニル]−1−ブタノン、2−(ジメチルアミノ)−2−[(4−メチルフェニル)メチル]−1−[4−(4−モルホリニル)フェニル]−1−ブタノン、α−ジメトキシ−α−フェニルアセトフェノン、フェニルビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)フォスフィンオキサイド、2−メチル−1−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−(4−モルフォリニル)−1−プロパノンなどが挙げられる。これらの光開始剤は1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
(Photoinitiator)
In the negative resist composition for a color filter of the present invention, the photoinitiator used as the component (E) is not particularly limited, and may be appropriately selected from various known photoinitiators. it can. For example, aromatic ketones such as benzophenone, Michler ketone, 4,4′-bisdiethylaminobenzophenone, 4-methoxy-4′-dimethylaminobenzophenone, 2-ethylanthraquinone, phenanthrene, benzoin methyl ether, benzoin ethyl ether, benzoin phenyl ether, etc. Benzoin ethers, benzoin such as methylbenzoin, ethylbenzoin, 2- (o-chlorophenyl) -4,5-phenylimidazole dimer, 2- (o-chlorophenyl) -4,5-di (m-methoxyphenyl) Imidazole dimer, 2- (o-fluorophenyl) -4,5-diphenylimidazole dimer, 2- (o-methoxyphenyl) -4,5-diphenylimidazole dimer, 2,4,5-tria Reel imidazole dimer 2- (o-chlorophenyl) -4,5-di (m-methylphenyl) imidazole dimer, 2-benzyl-2-dimethylamino-1- (4-morpholinophenyl) -butanone, 2-trichloromethyl -5-styryl-1,3,4-oxadiazole, 2-trichloromethyl-5- (p-cyanostyryl) -1,3,4-oxadiazole, 2-trichloromethyl-5- (p-methoxy) Halomethyloxadiazole compounds such as styryl) -1,3,4-oxadiazole, 2,4-bis (trichloromethyl) -6-p-methoxystyryl-S-triazine, 2,4-bis (trichloromethyl) ) -6- (1-p-dimethylaminophenyl-1,3-butadienyl) -S-triazine, 2-trichloromethyl-4-amino-6-p-methoxystyrene Ru-S-triazine, 2- (naphth-1-yl) -4,6-bis-trichloromethyl-S-triazine, 2- (4-ethoxy-naphth-1-yl) -4,6-bis-trichloro Halomethyl-S-triazine compounds such as methyl-S-triazine, 2- (4-butoxy-naphth-1-yl) -4,6-bis-trichloromethyl-S-triazine, 2,2-dimethoxy-1, 2-diphenylethane-1-one, 2-methyl-1- [4- (methylthio) phenyl] -2-morpholinopropanone, 1,2-benzyl-2-dimethylamino-1- (4-morpholinophenyl) -Butanone-1,1-hydroxy-cyclohexyl-phenyl ketone, benzyl, benzoylbenzoic acid, methyl benzoylbenzoate, 4-benzoyl-4'-methyldipheny Rusulfide, benzylmethyl ketal, dimethylaminobenzoate, isoamyl p-dimethylaminobenzoate, 2-n-butoxyethyl-4-dimethylaminobenzoate, 2-chlorothioxanthone, 2,4-diethylthioxanthone, 2,4-dimethylthioxanthone , Isopropylthioxanthone, ethanone, 1- [9-ethyl-6- (2-methylbenzoyl) -9H-carbazol-3-yl] -1- (o-acetyloxime), 4-benzoyl-methyldiphenyl sulfide, 1- Hydroxy-cyclohexyl-phenyl ketone, 2-benzyl-2- (dimethylamino) -1- [4- (4-morpholinyl) phenyl] -1-butanone, 2- (dimethylamino) -2-[(4-methylphenyl) ) Methyl] -1- [4- (4 Morpholinyl) phenyl] -1-butanone, α-dimethoxy-α-phenylacetophenone, phenylbis (2,4,6-trimethylbenzoyl) phosphine oxide, 2-methyl-1- [4- (methylthio) phenyl] -2 -(4-morpholinyl) -1-propanone and the like can be mentioned. These photoinitiators may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type.
本発明のカラーフィルタ用ネガ型レジスト組成物において、(E)成分として用いられる光開始剤の含有量は、(D)成分の多官能性モノマー100質量部に対して、通常0.01〜100質量部程度、好ましくは5〜60質量部である。この含有量が上記範囲より少ないと十分に重合反応を生じさせることができないため、着色層の硬度を十分なものとすることができない場合があり、一方上記範囲より多いと、カラーフィルタ用ネガ型レジスト組成物の固形分中の顔料等の含有量が相対的に少なくなり、十分な着色濃度が得られない場合がある。 In the negative resist composition for a color filter of the present invention, the content of the photoinitiator used as the component (E) is usually 0.01 to 100 with respect to 100 parts by mass of the polyfunctional monomer of the component (D). About part by mass, preferably 5 to 60 parts by mass. If this content is less than the above range, the polymerization reaction cannot be sufficiently caused, so that the hardness of the colored layer may not be sufficient. In some cases, the content of the pigment or the like in the solid content of the resist composition becomes relatively small, and a sufficient coloring density cannot be obtained.
((F)溶媒)
本発明のカラーフィルタ用ネガ型レジスト組成物において、(F)成分として用いられる溶媒としては、該レジスト組成物中の各成分とは反応せず、これらを溶解もしくは分散可能な有機溶媒であればよく、特に限定されない。具体的には、メチルアルコール、エチルアルコール、N−プロピルアルコール、イソプロピルアルコールなどのアルコール系;メトキシアルコール、エトキシアルコール、メトキシエトキシエタノール、エトキシエトキシエタノール、プロピレングリコールモノメチルエーテルなどのエーテルアルコール系;酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸3−メトキシブチル、メトキシプロピオン酸メチル、エトキシプロピオン酸エチル、乳酸エチルなどのエステル系;アセトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノンなどのケトン系;メトキシエチルアセテート、メトキシプロピルアセテート、メトキシブチルアセテート、エトキシエチルアセテート、エチルセロソルブアセテート、メトキシエトキシエチルアセテート、エトキシエトキシエチルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートなどのエーテルアルコールアセテート系;ジエチルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、テトラヒドロフランなどのエーテル系;N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドンなどの非プロトン性アミド系;γ−ブチロラクトンなどのラクトン系;ベンゼン、トルエン、キシレン、ナフタレンなどの不飽和炭化水素系;n−ヘプタン、n−ヘキサン、n−オクタンなどの飽和炭化水素系などの有機溶媒が挙げられる。
((F) solvent)
In the negative resist composition for color filters of the present invention, the solvent used as the component (F) is an organic solvent that does not react with each component in the resist composition and can dissolve or disperse them. Well, not particularly limited. Specifically, alcohols such as methyl alcohol, ethyl alcohol, N-propyl alcohol, and isopropyl alcohol; ether alcohols such as methoxy alcohol, ethoxy alcohol, methoxyethoxyethanol, ethoxyethoxyethanol, and propylene glycol monomethyl ether; ethyl acetate, Esters such as butyl acetate, 3-methoxybutyl acetate, methyl methoxypropionate, ethyl ethoxypropionate, ethyl lactate; ketones such as acetone, methyl isobutyl ketone, cyclohexanone; methoxyethyl acetate, methoxypropyl acetate, methoxybutyl acetate, Ethoxyethyl acetate, ethyl cellosolve acetate, methoxyethoxyethyl acetate, ethoxyethoxyethyl acetate Ether alcohol acetates such as tate and propylene glycol monomethyl ether acetate; ethers such as diethyl ether, ethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol methyl ethyl ether and tetrahydrofuran; N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, N -Aprotic amides such as methylpyrrolidone; lactones such as γ-butyrolactone; unsaturated hydrocarbons such as benzene, toluene, xylene and naphthalene; saturated hydrocarbons such as n-heptane, n-hexane and n-octane Organic solvents such as systems.
これらの中では、プロピレングリコールモノメチルエーテルなどのエーテルアルコール系;メトキシエチルアセテート、エトキシエチルアセテート、エチルセロソルブアセテート、メトキシエトキシエチルアセテート、エトキシエトキシエチルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートなどのエーテルアルコールアセテート系;エチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、プロピレングリコールジエチルエーテルなどのエーテル系;酢酸3−メトキシブチル、メトキシプロピオン酸メチル、エトキシプロピオン酸エチル、乳酸エチルなどのエステル系等を好適に用いることができる。
中でも、本発明に用いられる溶媒としては、MBA(酢酸3−メトキシブチル)、PGMEA(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート)、DMDG(ジエチレングリコールジメチルエーテル)、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、PGME(プロピレングリコールモノメチルエーテル)又はこれらを混合したものが、顔料分散剤の溶解性や塗布適性の点から好ましい。
Among these, ether alcohols such as propylene glycol monomethyl ether; ether alcohol acetates such as methoxyethyl acetate, ethoxyethyl acetate, ethyl cellosolve acetate, methoxyethoxyethyl acetate, ethoxyethoxyethyl acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate; ethylene Ether systems such as glycol dimethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol methyl ethyl ether, and propylene glycol diethyl ether; ester systems such as 3-methoxybutyl acetate, methyl methoxypropionate, ethyl ethoxypropionate, and ethyl lactate can be suitably used. .
Among them, as the solvent used in the present invention, MBA (3-methoxybutyl acetate), PGMEA (propylene glycol monomethyl ether acetate), DMDG (diethylene glycol dimethyl ether), diethylene glycol methyl ethyl ether, PGME (propylene glycol monomethyl ether) or these are used. What mixed is preferable from the point of the solubility of a pigment dispersant, and the applicability | paintability.
本発明のカラーフィルタ用ネガ型レジスト組成物における(F)成分である溶媒の含有量は、該ネガ型レジスト組成物の各構成を均一に溶解又は分散することができるのであればよく、特に限定されない。本発明においては、該ネガ型レジスト組成物中の溶媒を除いた成分が、5〜40質量%の範囲が好ましく、10〜30質量%の範囲がより好ましい。上記範囲であることにより、塗布に適した粘度とすることができる。 The content of the solvent as the component (F) in the negative resist composition for color filters of the present invention is not particularly limited as long as each component of the negative resist composition can be uniformly dissolved or dispersed. Not. In the present invention, the component excluding the solvent in the negative resist composition is preferably in the range of 5 to 40% by mass, more preferably in the range of 10 to 30% by mass. By being the said range, it can be set as the viscosity suitable for application | coating.
(任意添加成分)
本発明のカラーフィルタ用ネガ型レジスト組成物には、本発明の目的が損なわれない範囲で、必要に応じ各種添加剤、例えば重合停止剤、連鎖移動剤、レベリング剤、可塑剤、界面活性剤、消泡剤、シランカップリング剤、紫外線吸収剤、密着促進剤等などが挙げられる。
これらの中で、用いることができる界面活性剤としては、例えば、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類、脂肪酸変性ポリエステル類、3級アミン変性ポリウレタン類等を挙げることができる。また、その他にもフッ素系界面活性剤も用いることができる。
さらに、可塑剤としては、例えばジブチルフタレート、ジオクチルフタレート、トリクレジル等が挙げられる。消泡剤、レベリング剤としては、例えばシリコン系、フッ素系、アクリル系の化合物等が挙げられる。
(Optional additive)
In the negative resist composition for color filter of the present invention, various additives such as a polymerization terminator, a chain transfer agent, a leveling agent, a plasticizer, and a surfactant are used as long as the object of the present invention is not impaired. , Antifoaming agents, silane coupling agents, ultraviolet absorbers, adhesion promoters and the like.
Among these, surfactants that can be used include, for example, polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene stearyl ether, polyoxyethylene oleyl ether, polyoxyethylene octyl phenyl ether, polyoxyethylene nonyl phenyl ether, polyethylene Examples include glycol dilaurate, polyethylene glycol distearate, sorbitan fatty acid esters, fatty acid-modified polyesters, and tertiary amine-modified polyurethanes. In addition, a fluorosurfactant can also be used.
Furthermore, examples of the plasticizer include dibutyl phthalate, dioctyl phthalate, and tricresyl. Examples of the antifoaming agent and leveling agent include silicon-based, fluorine-based, and acrylic compounds.
(カラーフィルタ用ネガ型レジスト組成物の調製)
本発明のカラーフィルタ用ネガ型レジスト組成物の調製方法としては、前述した(A)顔料分散剤と、(B)顔料と、(C)アルカリ可溶性樹脂と、(D)多官能性モノマーと、(E)光開始剤と、所望により用いられる各種添加成分とを、(F)溶媒中に均一に溶解又は分散させ得る方法であればよく、特に制限はされず、公知の混合手段を用いて混合することにより、調製することができる。
当該ネガ型レジスト組成物の調製方法としては、例えば(1)溶媒中に、上記の顔料分散剤及び顔料を添加し、分散機を用いて分散させることによって、顔料分散液を作製した後、これにアルカリ可溶性樹脂と、多官能性モノマーと、光開始剤と、所望により用いられる各種添加成分とを添加し混合する方法、(2)溶媒中に、上記の顔料分散剤と、顔料と、アルカリ可溶性樹脂と、多官能性モノマーと、光開始剤と、所望により用いられる各種添加成分とを同時に投入し、混合する方法、及び(3)溶媒中に、上記の顔料分散剤と、アルカリ可溶性樹脂と、多官能性モノマーと、光開始剤と、所望により用いられる各種添加成分とを添加し、混合したのち、これに顔料を加えて混合する方法などを挙げることができる。
これらの方法の中で、上記(1)の方法が、顔料の凝集を効果的に防ぎ、均一に分散させ得る点から好ましい。この場合、顔料分散液中の溶媒の含有量としては、該顔料の分散性や顔料分散経時安定性、得られるカラーフィルタの色度などの観点から、60〜90質量%の範囲が好ましい。
(Preparation of negative resist composition for color filter)
As a method for preparing a negative resist composition for a color filter of the present invention, the above-mentioned (A) pigment dispersant, (B) pigment, (C) alkali-soluble resin, (D) polyfunctional monomer, (E) The photoinitiator and various additive components used as required may be any method that can be uniformly dissolved or dispersed in the solvent (F), and is not particularly limited. It can be prepared by mixing.
As a method for preparing the negative resist composition, for example, (1) a pigment dispersion is prepared by adding the above-described pigment dispersant and pigment in a solvent and dispersing using a disperser. A method of adding and mixing an alkali-soluble resin, a polyfunctional monomer, a photoinitiator, and various additive components used as desired, and (2) the above-described pigment dispersant, pigment, and alkali in a solvent A method in which a soluble resin, a polyfunctional monomer, a photoinitiator, and various additive components used as desired are simultaneously added and mixed; and (3) the above pigment dispersant and an alkali-soluble resin in a solvent. And a method in which a polyfunctional monomer, a photoinitiator, and various additive components used as desired are added and mixed, and then a pigment is added and mixed.
Among these methods, the method (1) is preferable from the viewpoint that the aggregation of the pigment can be effectively prevented and the pigment can be uniformly dispersed. In this case, the content of the solvent in the pigment dispersion is preferably in the range of 60 to 90% by mass from the viewpoint of the dispersibility of the pigment, the pigment dispersion stability over time, the chromaticity of the obtained color filter, and the like.
上記(1)の方法における顔料分散液の調製において、顔料の分散処理を行うための分散機としては、2本ロール、3本ロール等のロールミル、ボールミル、振動ボールミル等のボールミル、ペイントシェーカー、連続ディスク型ビーズミル、連続アニュラー型ビーズミル等のビーズミル等が挙げられる。ビーズミルの好ましい分散条件として、使用するビーズ径は0.03〜2mmが好ましく、より好ましくは0.1〜1mmである。また、分散後、5.0〜0.2μm程度のメンブランフィルタで濾過することが好ましい。これにより、顔料の分散性に優れた顔料分散液が得られる。
また、本発明に用いられる顔料分散剤に含まれる有機リン酸化合物が、重合性基を有する場合には、例えば、溶媒中に上記顔料分散剤と開始剤を添加した後、あるいは、溶媒中に上記顔料分散剤と顔料と開始剤とを分散又は溶解させた後に光照射をして上記顔料分散剤同士を重合してもよい。このように顔料分散剤同士を重合させることにより、本発明のカラーフィルタ用ネガ型レジスト組成物中における顔料の分散安定性を高めることができる。
In the preparation of the pigment dispersion in the above method (1), as a disperser for performing a pigment dispersion treatment, a roll mill such as a two-roll or a three-roll, a ball mill such as a ball mill or a vibration ball mill, a paint shaker, a continuous Examples thereof include a bead mill such as a disk type bead mill and a continuous annular type bead mill. As a preferable dispersion condition of the bead mill, the bead diameter to be used is preferably 0.03 to 2 mm, more preferably 0.1 to 1 mm. Moreover, it is preferable to filter with a membrane filter of about 5.0 to 0.2 μm after dispersion. Thereby, the pigment dispersion liquid excellent in the dispersibility of a pigment is obtained.
Further, when the organophosphate compound contained in the pigment dispersant used in the present invention has a polymerizable group, for example, after adding the pigment dispersant and the initiator to the solvent, or in the solvent After dispersing or dissolving the pigment dispersant, the pigment, and the initiator, the pigment dispersant may be polymerized by irradiation with light. Thus, the dispersion stability of the pigment in the negative resist composition for color filters of this invention can be improved by polymerizing pigment dispersants.
次に、本発明のカラーフィルタについて説明する。
[カラーフィルタ]
本発明のカラーフィルタは、前述した本発明のカラーフィルタ用ネガ型レジスト組成物を用いて形成されてなる着色層を有することを特徴とする。
このような本発明のカラーフィルタについて、図を参照しながら説明する。図1は、本発明のカラーフィルタの一例を示す概略断面図である。図1によれば、本発明のカラーフィルタ10は、透明基板1と、遮光部2と、着色層3とを有している。
本発明のカラーフィルタは、前述した本発明のカラーフィルタ用ネガ型レジスト組成物を用いて着色層を形成することにより、アルカリ現像性に優れることから、高い生産性を有している。また、アルカリ現像性に優れることにより、未露光箇所におけるカラーフィルタ用ネガ型レジスト組成物の残渣が少ない高品質なものである。
Next, the color filter of the present invention will be described.
[Color filter]
The color filter of the present invention is characterized by having a colored layer formed using the above-described negative resist composition for a color filter of the present invention.
Such a color filter of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic sectional view showing an example of the color filter of the present invention. According to FIG. 1, the
The color filter of the present invention has high productivity because it is excellent in alkali developability by forming a colored layer using the above-described negative resist composition for color filter of the present invention. Moreover, by being excellent in alkali developability, it is a high-quality thing with few residue of the negative resist composition for color filters in an unexposed location.
(着色層)
本発明のカラーフィルタに用いられる着色層は、前述した本発明のカラーフィルタ用ネガ型レジスト組成物を用いて形成されたものであればよく、特に限定されないが、通常、後述する透明基板上の遮光部の開口部に形成され、該カラーフィルタ用ネガ型レジスト組成物に含まれる顔料の種類によって、3色以上の着色パターンから構成される。
また、当該着色層の配列としては、特に限定されず、例えば、ストライプ型、モザイク型、トライアングル型、4画素配置型等の一般的な配列とすることができる。また、着色層の幅、面積等は任意に設定することができる。
当該着色層の厚みは、塗布方法、カラーフィルタ用ネガ型レジスト組成物の固形分濃度や粘度等を調整することにより、適宜制御されるが、通常、1〜5μmの範囲であることが好ましい。
(Colored layer)
The colored layer used in the color filter of the present invention is not particularly limited as long as it is formed using the negative resist composition for color filter of the present invention described above, but is usually on a transparent substrate described later. Depending on the type of pigment formed in the opening of the light-shielding part and contained in the negative resist composition for color filter, it is composed of three or more colored patterns.
In addition, the arrangement of the colored layers is not particularly limited, and for example, a general arrangement such as a stripe type, a mosaic type, a triangle type, or a four-pixel arrangement type can be used. Moreover, the width | variety, area, etc. of a colored layer can be set arbitrarily.
The thickness of the colored layer is appropriately controlled by adjusting the coating method, the solid content concentration, the viscosity, and the like of the negative resist composition for a color filter, but is usually preferably in the range of 1 to 5 μm.
当該着色層は、例えば下記の方法により形成することができる。
まず、前述した本発明のカラーフィルタ用ネガ型レジスト組成物を、スプレーコート法、ディップコート法、バーコート法、コールコート法、スピンコート法などの塗布手段を用いて後述する透明基板上に塗布して、ウェット塗膜を形成させる。
次いで、ホットプレートやオーブンなどを用いて、該ウェット塗膜を乾燥させたのち、これに、所定のパターンのマスクを介して露光し、アルカリ可溶性樹脂及び多官能性モノマー等を光重合反応させて、カラーフィルタ用ネガ型レジスト組成物の塗膜とする。露光に使用される光源としては、例えば低圧水銀灯、高圧水銀灯、メタルハライドランプなどの紫外線、電子線等が挙げられる。露光量は、使用する光源や塗膜の厚みなどによって適宜調整される。
また、露光後に重合反応を促進させるために、加熱処理を行ってもよい。加熱条件は、使用するカラーフィルタ用ネガ型レジスト組成物中の各成分の配合割合や、塗膜の厚み等によって適宜選択される。
The colored layer can be formed, for example, by the following method.
First, the above-described negative resist composition for a color filter of the present invention is applied onto a transparent substrate to be described later using an application means such as a spray coating method, a dip coating method, a bar coating method, a coal coating method, or a spin coating method. Then, a wet coating film is formed.
Next, after drying the wet coating film using a hot plate or oven, it is exposed to light through a mask having a predetermined pattern, and an alkali-soluble resin and a polyfunctional monomer are photopolymerized. And a coating film of a negative resist composition for color filters. Examples of the light source used for exposure include ultraviolet rays such as a low-pressure mercury lamp, a high-pressure mercury lamp, and a metal halide lamp, and an electron beam. The exposure amount is appropriately adjusted depending on the light source used, the thickness of the coating film, and the like.
Moreover, in order to promote a polymerization reaction after exposure, you may heat-process. The heating condition is appropriately selected depending on the blending ratio of each component in the negative resist composition for color filter to be used, the thickness of the coating film, and the like.
次に、現像液を用いて現像処理し、未露光部分を溶解、除去することにより、所望のパターンで塗膜が形成される。現像液としては、通常、水や水溶性溶媒にアルカリを溶解させた溶液が用いられる。このアルカリ溶液には、界面活性剤などを適量添加してもよい。また、現像方法は一般的な方法を採用することができる。
現像処理後は、通常、現像液の洗浄、ネガ型レジスト組成物の硬化塗膜の乾燥が行われ、着色層が形成される。なお、現像処理後に、塗膜を十分に硬化させるために加熱処理を行ってもよい。加熱条件としては特に限定はなく、塗膜の用途に応じて適宜選択される。
Next, it develops using a developing solution, a coating film is formed with a desired pattern by melt | dissolving and removing an unexposed part. As the developer, a solution in which an alkali is dissolved in water or a water-soluble solvent is usually used. An appropriate amount of a surfactant or the like may be added to the alkaline solution. Further, a general method can be adopted as the developing method.
After the development treatment, the developer is usually washed and the cured coating film of the negative resist composition is dried to form a colored layer. In addition, you may heat-process in order to fully harden a coating film after image development processing. The heating conditions are not particularly limited and are appropriately selected depending on the application of the coating film.
(遮光部)
本発明のカラーフィルタにおける遮光部は、後述する透明基板上にパターン状に形成されるものであって、一般的なカラーフィルタに遮光部として用いられるものと同様とする
ことができる。
当該遮光部のパターン形状としては、特に限定されず、例えば、ストライプ状、マトリクス状等の形状が挙げられる。この遮光部としては、例えば、黒色顔料をバインダ樹脂中に分散又は溶解させたものや、クロム、酸化クロム等の金属薄膜等が挙げられる。この金属薄膜は、CrOx膜(xは任意の数)及びCr膜が2層積層されたものであってもよく、また、より反射率を低減させたCrOx膜(xは任意の数)、CrNy膜(yは任意の数)及びCr膜が3層積層されたものであってもよい。
当該遮光部が黒色着色剤をバインダ樹脂中に分散又は溶解させたものである場合、この遮光部の形成方法としては、遮光部をパターニングすることができる方法であればよく、特に限定されず、例えば、遮光部用感光性樹脂組成物を用いたフォトリソグラフィー法、印刷法、インクジェット法等を挙げることができる。
(Shading part)
The light shielding part in the color filter of the present invention is formed in a pattern on a transparent substrate described later, and can be the same as that used as a light shielding part in a general color filter.
The pattern shape of the light shielding portion is not particularly limited, and examples thereof include a stripe shape and a matrix shape. Examples of the light-shielding portion include those obtained by dispersing or dissolving a black pigment in a binder resin, and metal thin films such as chromium and chromium oxide. The metal thin film may be a CrO x film (x is an arbitrary number) and a laminate of two Cr films, and a CrO x film (x is an arbitrary number) with a reduced reflectance. , CrN y film (y is an arbitrary number) and three layers of Cr film may be laminated.
When the light-shielding part is a material in which a black colorant is dispersed or dissolved in a binder resin, the light-shielding part can be formed by any method that can pattern the light-shielding part, and is not particularly limited. For example, the photolithographic method using the photosensitive resin composition for light shielding parts, the printing method, the inkjet method etc. can be mentioned.
上記の場合であって、遮光部の形成方法として印刷法やインクジェット法を用いる場合、バインダ樹脂としては、例えば、ポリメチルメタクリレート樹脂、ポリアクリレート樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリビニルピロリドン樹脂、ヒドロキシエチルセルロース樹脂、カルボキシメチルセルロース樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、アルキッド樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、マレイン酸樹脂、ポリアミド樹脂等が挙げられる。 In the above case, when a printing method or an inkjet method is used as a method for forming the light shielding portion, examples of the binder resin include polymethyl methacrylate resin, polyacrylate resin, polycarbonate resin, polyvinyl alcohol resin, polyvinyl pyrrolidone resin, hydroxy Examples thereof include ethyl cellulose resin, carboxymethyl cellulose resin, polyvinyl chloride resin, melamine resin, phenol resin, alkyd resin, epoxy resin, polyurethane resin, polyester resin, maleic acid resin, polyamide resin and the like.
また、上記の場合であって、遮光部の形成方法としてフォトリソグラフィー法を用いる場合、バインダ樹脂としては、例えば、アクリレート系、メタクリレート系、ポリ桂皮酸ビニル系、もしくは環化ゴム系等の反応性ビニル基を有する感光性樹脂が用いられる。この場合、黒色着色剤及び感光性樹脂を含有する遮光部用感光性樹脂組成物には、光重合開始剤を添加してもよく、さらには必要に応じて増感剤、塗布性改良剤、現像改良剤、架橋剤、重合禁止剤、可塑剤、難燃剤等を添加してもよい。本発明においては、上記遮光部用感光性樹脂組成物として、顔料としてカーボンブラック、チタンブラック等の黒色顔料を有した上記カラーフィルタ用ネガ型レジスト組成物を用いてもよい。 In the above case, when a photolithography method is used as a method for forming the light shielding portion, the binder resin may be, for example, an acrylate-based, methacrylate-based, polyvinyl cinnamate-based, or cyclized rubber-based reactive material. A photosensitive resin having a vinyl group is used. In this case, a photopolymerization initiator may be added to the photosensitive resin composition for a light-shielding part containing a black colorant and a photosensitive resin, and further a sensitizer, a coating property improver, if necessary. A development improver, a crosslinking agent, a polymerization inhibitor, a plasticizer, a flame retardant, and the like may be added. In the present invention, the negative resist composition for color filters having a black pigment such as carbon black or titanium black as a pigment may be used as the photosensitive resin composition for the light shielding part.
一方、遮光部が金属薄膜である場合、この遮光部の形成方法としては、遮光部をパターニングすることができる方法であればよく、特に限定されず、例えば、フォトリソグラフィー法、マスクを用いた蒸着法、印刷法等を挙げることができる。 On the other hand, when the light shielding part is a metal thin film, the method for forming the light shielding part is not particularly limited as long as the light shielding part can be patterned, and for example, photolithography, vapor deposition using a mask. Method, printing method and the like.
遮光部の膜厚としては、金属薄膜の場合は0.2〜0.4μm程度で設定され、黒色着色剤をバインダ樹脂中に分散又は溶解させたものである場合は0.5〜2μm程度で設定される。 The thickness of the light shielding part is set to about 0.2 to 0.4 μm in the case of a metal thin film, and about 0.5 to 2 μm in the case where a black colorant is dispersed or dissolved in a binder resin. Is set.
(透明基板)
本発明のカラーフィルタにおける透明基板としては、可視光に対して透明な基材であればよく、特に限定されず、一般的なカラーフィルタに用いられる透明基板を使用することができる。具体的には、石英ガラス、無アルカリガラス、合成石英板等の可撓性のない透明なリジッド材、あるいは、透明樹脂フィルム、光学用樹脂板等の可撓性を有する透明なフレキシブル材が挙げられる。
当該透明基板の厚みは、特に限定されるものではないが、本発明のカラーフィルタの用途に応じて、例えば100μm〜1mm程度のものを使用することができる。
なお、本発明のカラーフィルタは、上記透明基板、遮光部及び着色層以外にも、例えば、オーバーコート層や透明電極層、さらには配向膜や柱状スペーサ等が形成されたものであってもよい。
(Transparent substrate)
The transparent substrate in the color filter of the present invention is not particularly limited as long as it is a base material transparent to visible light, and a transparent substrate used for a general color filter can be used. Specific examples include inflexible transparent rigid materials such as quartz glass, alkali-free glass, and synthetic quartz plates, or transparent flexible materials having flexibility such as transparent resin films and optical resin plates. It is done.
Although the thickness of the said transparent substrate is not specifically limited, According to the use of the color filter of this invention, the thing of about 100 micrometers-1 mm can be used, for example.
The color filter of the present invention may be one in which, for example, an overcoat layer, a transparent electrode layer, an alignment film, a columnar spacer, or the like is formed in addition to the transparent substrate, the light shielding portion, and the colored layer. .
次に、本発明の液晶表示装置について説明する。
[液晶表示装置]
本発明の液晶表示装置は、前述した本発明のカラーフィルタを有することを特徴とする。
このような本発明の液晶表示装置について、図を参照しながら説明する。図2は、本発明の液晶表示装置の一例を示す概略図である。図2に例示するように本発明の液晶表示装置40は、カラーフィルタ10と、TFTアレイ基板等を有する対向基板20と、上記カラーフィルタ10と上記対向基板20との間に形成された液晶層30とを有している。
なお、本発明の液晶表示装置は、この図2に示される構成に限定されるものではなく、一般的にカラーフィルタが用いられた液晶表示装置として公知の構成とすることができる。
Next, the liquid crystal display device of the present invention will be described.
[Liquid Crystal Display]
The liquid crystal display device of the present invention has the color filter of the present invention described above.
Such a liquid crystal display device of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 2 is a schematic view showing an example of the liquid crystal display device of the present invention. As illustrated in FIG. 2, the liquid
Note that the liquid crystal display device of the present invention is not limited to the configuration shown in FIG. 2, but can be a configuration generally known as a liquid crystal display device using a color filter.
本発明の液晶表示装置の駆動方式としては、特に限定はなく一般的に液晶表示装置に用いられている駆動方式を採用することができる。このような駆動方式としては、例えば、TN方式、IPS方式、OCB方式、及びMVA方式等を挙げることができる。本発明においてはこれらのいずれの方式であっても好適に用いることができる。
また、対向基板としては、本発明の液晶表示装置の駆動方式等に応じて適宜選択して用いることができる。
さらに、液晶層を構成する液晶としては、本発明の液晶表示装置の駆動方式等に応じて、誘電異方性の異なる各種液晶、及びこれらの混合物を用いることができる。
The driving method of the liquid crystal display device of the present invention is not particularly limited, and a driving method generally used for a liquid crystal display device can be employed. Examples of such a drive method include a TN method, an IPS method, an OCB method, and an MVA method. In the present invention, any of these methods can be preferably used.
Further, the counter substrate can be appropriately selected and used according to the driving method of the liquid crystal display device of the present invention.
Furthermore, as the liquid crystal constituting the liquid crystal layer, various liquid crystals having different dielectric anisotropy and mixtures thereof can be used according to the driving method of the liquid crystal display device of the present invention.
液晶層の形成方法としては、一般に液晶セルの作製方法として用いられる方法を使用することができ、例えば、真空注入方式や液晶滴下方式等が挙げられる。
真空注入方式では、例えば、あらかじめカラーフィルタ及び対向基板を用いて液晶セルを作製し、液晶を加温することにより等方性液体とし、キャピラリー効果を利用して液晶セルに液晶を等方性液体の状態で注入し、接着剤で封鎖することにより液晶層を形成することができる。その後、液晶セルを常温まで徐冷することにより、封入された液晶を配向させることができる。
また液晶滴下方式では、例えば、カラーフィルタの周縁にシール剤を塗布し、このカラーフィルタを液晶が等方相になる温度まで加熱し、ディスペンサー等を用いて液晶を等方性液体の状態で滴下し、カラーフィルタ及び対向基板を減圧下で重ね合わせ、シール剤を介して接着させることにより、液晶層を形成することができる。その後、液晶セルを常温まで徐冷することにより、封入された液晶を配向させることができる。
As a method for forming the liquid crystal layer, a method generally used as a method for manufacturing a liquid crystal cell can be used, and examples thereof include a vacuum injection method and a liquid crystal dropping method.
In the vacuum injection method, for example, a liquid crystal cell is prepared in advance using a color filter and a counter substrate, and the liquid crystal is heated to obtain an isotropic liquid, and the liquid crystal is applied to the liquid crystal cell using the capillary effect. The liquid crystal layer can be formed by injecting in this state and sealing with an adhesive. Thereafter, the sealed liquid crystal can be aligned by slowly cooling the liquid crystal cell to room temperature.
In the liquid crystal dropping method, for example, a sealant is applied to the periphery of the color filter, the color filter is heated to a temperature at which the liquid crystal becomes isotropic, and the liquid crystal is dropped in an isotropic liquid state using a dispenser or the like. In addition, the liquid crystal layer can be formed by overlapping the color filter and the counter substrate under reduced pressure and bonding them with a sealant. Thereafter, the sealed liquid crystal can be aligned by slowly cooling the liquid crystal cell to room temperature.
次に、本発明を実施例により、さらに詳細に説明するが、本発明は、これらの例によっ
てなんら限定されるものではない。
EXAMPLES Next, although an Example demonstrates this invention further in detail, this invention is not limited at all by these examples.
製造例1 グラフト共重合体Aの製造
冷却管、添加用ロート、窒素用インレット、機械的攪拌機、デジタル温度計を備えた反応器に、テトラヒドロフラン(THF)100質量部を仕込み、攪拌しながら80℃まで昇温し、重合性オリゴマー(重量平均分子量:6000,「AA−6(商品名)」:東亞合成化学(株)製,片末端メタクリロイル化ポリメチルメタクリレートオリゴマー)32.5質量部、アクリル酸ジメチルアミノエチル17.5質量部、α,α′−アゾビスイソブチロニトリル0.5質量部及びTHF150質量部の混合液を3時間かけて滴下し、さらに同温度で2時間熟成した。得られたグラフト共重合体THF溶液はヘキサン中で再沈殿させ、濾過、真空乾燥により精製を行い、グラフト共重合体Aを得た。このようにして得られたグラフト共重合体Aを、GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)にて、N−メチルピロリドン、0.01モル/L臭化リチウム添加/ポリスチレン標準の条件で確認したところ、メタクリル酸メチル(MMA)及びメタクリル酸ジメチルアミノエチル(DMAEMA)の構成割合MMA/DMAEMA質量比が、65/35であり、重量平均分子量Mw:27500、数平均分子量Mn:10950、分子量分布Mw/Mnは2.51であった。
Production Example 1 Production of Graft Copolymer A A reactor equipped with a cooling pipe, an addition funnel, a nitrogen inlet, a mechanical stirrer, and a digital thermometer was charged with 100 parts by mass of tetrahydrofuran (THF) and stirred at 80 ° C. The polymerized oligomer (weight average molecular weight: 6000, “AA-6 (trade name)” manufactured by Toagosei Chemical Co., Ltd., one-end methacryloylated polymethyl methacrylate oligomer) 32.5 parts by mass, acrylic acid A mixed solution of 17.5 parts by mass of dimethylaminoethyl, 0.5 parts by mass of α, α′-azobisisobutyronitrile and 150 parts by mass of THF was added dropwise over 3 hours, and further aged at the same temperature for 2 hours. The obtained graft copolymer THF solution was reprecipitated in hexane, and purified by filtration and vacuum drying to obtain graft copolymer A. The graft copolymer A thus obtained was confirmed by GPC (gel permeation chromatography) under the conditions of N-methylpyrrolidone, 0.01 mol / L lithium bromide added / polystyrene standard. The composition ratio MMA / DMAEMA mass ratio of methyl methacrylate (MMA) and dimethylaminoethyl methacrylate (DMAEMA) is 65/35, weight average molecular weight Mw: 27500, number average molecular weight Mn: 10950, molecular weight distribution Mw / Mn Was 2.51.
製造例2 グラフト共重合体Bの製造
製造例1において、重合性オリゴマーの使用量を40.0質量部とし、アクリル酸ジメチルアミノエチルの使用量を10.0質量部とした以外は、製造例1と同様にして、グラフト共重合体Bを製造した。
メタクリル酸メチル(MMA)及びアクリル酸ジメチルアミノエチル(DMAEA)の構成割合MMA/DMAEA質量比は、80/20であり、重量平均分子量Mw:31250、数平均分子量Mn:11990、分子量分布Mw/Mnは2.74であった。
Production Example 2 Production of Graft Copolymer B Production Example 1 except that the amount of polymerizable oligomer used was 40.0 parts by mass and the amount of dimethylaminoethyl acrylate used was 10.0 parts by mass in Production Example 1. In the same manner as in Example 1, Graft Copolymer B was produced.
The composition ratio MMA / DMAEA mass ratio of methyl methacrylate (MMA) and dimethylaminoethyl acrylate (DMAEA) is 80/20, weight average molecular weight Mw: 31250, number average molecular weight Mn: 1990, molecular weight distribution Mw / Mn Was 2.74.
製造例3 塩型グラフト共重合体溶液Aの調製
100mL丸底フラスコ中で、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート(PGMEA)33.0質量部に、グラフト共重合体A5.0質量部を溶解させ、塩形成成分であるリン酸ビス(2−メタクリロイルオキシエチル)(共栄社化学(株)社製、「ライトエステルP−2M」)を3.25質量部(ブロック共重合体のDMAEAユニットに対し、1.0当量)加え、反応温度40℃で6時間攪拌することにより、固形分20質量%の塩型グラフト共重合体溶液Aを調製した。得られたグラフト共重合体溶液Aの酸価は91mgKOH/gであった。
Production Example 3 Preparation of Salt Graft Copolymer Solution A In a 100 mL round bottom flask, 5.0 parts by mass of graft copolymer A was dissolved in 33.0 parts by mass of propylene glycol methyl ether acetate (PGMEA) to form a salt. 3.25 parts by weight of the component bis (2-methacryloyloxyethyl phosphate) (manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd., “Light Ester P-2M”) (1.0% to the DMAEA unit of the block copolymer) Equivalent) and stirred at a reaction temperature of 40 ° C. for 6 hours to prepare a salt-type graft copolymer solution A having a solid content of 20% by mass. The acid value of the obtained graft copolymer solution A was 91 mgKOH / g.
製造例4 グラフト共重合体溶液Bの調製
製造例3において、PGMEAの使用量を27.44質量部とし、グラフト共重合体B5.0質量部とし、リン酸ビス(2−メタクリロイルオキシエチル)(共栄社化学(株)社製、「ライトエステルP−2M」)の使用量を1.86質量部(ブロック共重合体のDMAEAユニットに対し、1.0当量)とした以外は、製造例3と同様にして、固形分20質量%の塩型グラフト共重合体溶液Bを調製した。得られたグラフト共重合体溶液Bの酸価は69mgKOH/gであった。
Production Example 4 Preparation of Graft Copolymer Solution B In Production Example 3, the amount of PGMEA used was 27.44 parts by mass, the graft copolymer B was 5.0 parts by mass, and bis (2-methacryloyloxyethyl phosphate) ( Kyoeisha Chemical Co., Ltd., “Light Ester P-2M”) was used in Production Example 3 except that the amount used was 1.86 parts by mass (1.0 equivalent to the DMAEA unit of the block copolymer). Similarly, a salt-type graft copolymer solution B having a solid content of 20% by mass was prepared. The acid value of the obtained graft copolymer solution B was 69 mgKOH / g.
製造例5 顔料分散液Aの調製
顔料分散剤として、製造例3で調製した塩型グラフト共重合体溶液Aを12質量部(固形分量2.4質量部)、ジケトピロロピロール系顔料(a)(PR254:平均一次粒径30nm)3質量部、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)15質量部、粒径2.0mmジルコニアビーズ60質量部をマヨネーズビンに入れ、予備解砕としてペイントシェーカー(浅田鉄工社製)にて1時間振とうし、次いでその分散液30質量部と粒径0.1mmのジルコニアビーズ60質量部とをマヨネーズビンに入れ、同様に本解砕としてペイントシェーカーにて4時間分散を行い、顔料分散液Aを調製した。
Production Example 5 Preparation of Pigment Dispersion A As a pigment dispersant, 12 parts by mass (2.4 parts by mass of the solid content) of the salt-type graft copolymer solution A prepared in Production Example 3, a diketopyrrolopyrrole pigment (a ) (PR254: average
製造例6 顔料分散液Bの調製
製造例5において、顔料分散剤を製造例4で調製した塩型グラフト共重合体溶液Bを12質量部(固形分量2.4質量部)とした以外は、製造例5と同様にして、顔料分散液Bを調製した。
Production Example 6 Preparation of Pigment Dispersion B In Production Example 5, except that the amount of the salt-type graft copolymer solution B prepared in Production Example 4 was 12 parts by mass (solid content 2.4 parts by mass). Pigment dispersion B was prepared in the same manner as in Production Example 5.
製造例7 顔料分散液Cの調製
製造例5において、顔料分散剤を市販の「Disperbyk161」(ビッグケミージャパン(株)社製、固形分濃度30質量%)8質量部とし、PGMEAの使用量を19質量部とした以外は、製造例5と同様にして顔料分散液Cを調製した。
Production Example 7 Preparation of Pigment Dispersion Liquid C In Production Example 5, the pigment dispersant was 8 parts by mass of “Disperbyk161” (manufactured by Big Chemie Japan Co., Ltd., solid content concentration of 30% by mass), and the amount of PGMEA used was A pigment dispersion C was prepared in the same manner as in Production Example 5 except that the amount was 19 parts by mass.
製造例8 顔料分散液Dの調製
製造例5において、顔料分散剤を「アジスパーPB822」(味の素ファインテクノ(株)社製、固形分濃度100質量%)2.4質量部とし、PGMEAの使用量を24.6質量部とした以外は、製造例5と同様にして、顔料分散液Dを調製した。
Production Example 8 Preparation of Pigment Dispersion D In Production Example 5, the pigment dispersant was 2.4 parts by weight of “Asperper PB822” (manufactured by Ajinomoto Fine Techno Co., Ltd., solid content concentration: 100% by mass), and the amount of PGMEA used A pigment dispersion D was prepared in the same manner as in Production Example 5 except that 24.6 parts by mass of
実施例1
製造例5で得られた顔料分散液A(顔料2.85質量部、分散剤2.28質量部)28.5質量部に、アルカリ可溶性樹脂としてメタクリル酸/メタクリル酸メチル/メタクリル酸ベンジル共重合体(モル比:10/30/50,重量平均分子量:9000,酸価:70mgKOH/g,有効成分含量40質量%)4.5質量部、多官能性モノマーとしてジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(日本化薬(株)社製、「KAYARAD DPHA」)1.8質量部、光開始剤として2−メチル−1−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルフォリノプロパン−1−オン(チバ・スペシャリティーケミカルズ(株)社製、「IRGACURE907」)1.2質量部、及び溶媒としてPGMEA14.0質量部を添加したのち、均一になるまで混合し、さらにメッシュサイズ0.2μmである加圧ろ過装置によりろ過することにより、カラーフィルタ用ネガ型レジスト組成物Aを得た。
Example 1
28.5 parts by mass of pigment dispersion A (pigment 2.85 parts by mass, dispersing agent 2.28 parts by mass) obtained in Production Example 5 were mixed with methacrylic acid / methyl methacrylate / benzyl methacrylate as an alkali-soluble resin. 4.5 parts by mass (molar ratio: 10/30/50, weight average molecular weight: 9000, acid value: 70 mg KOH / g, active ingredient content: 40% by mass), dipentaerythritol hexaacrylate (Nipponization) as a polyfunctional monomer 1.8 parts by mass of “KAYARAD DPHA” manufactured by Yakuhin Co., Ltd., 2-methyl-1- [4- (methylthio) phenyl] -2-morpholinopropan-1-one (Ciba Special) as a photoinitiator After adding 1.2 parts by mass of “IRGACURE907” manufactured by Tea Chemicals Co., Ltd. and 14.0 parts by mass of PGMEA as a solvent, uniformly The mixture was further mixed and further filtered through a pressure filtration device having a mesh size of 0.2 μm to obtain a negative resist composition A for color filters.
実施例2
実施例1において、顔料分散液Aにかえて製造例6で得られた顔料分散液Bとした以外は実施例1と同様にして、カラーフィルタ用ネガ型レジスト組成物Bを得た。
Example 2
In Example 1, a negative resist composition B for color filters was obtained in the same manner as in Example 1, except that the pigment dispersion B was obtained in Production Example 6 instead of the pigment dispersion A.
比較例1
実施例1において、顔料分散液Aの代わりに、製造例7で得られた顔料分散液Cを用いた以外は、実施例1と同様にして、カラーフィルタ用ネガ型レジスト組成物Cを得た。
Comparative Example 1
In Example 1, a negative resist composition C for color filters was obtained in the same manner as in Example 1, except that the pigment dispersion C obtained in Production Example 7 was used instead of the pigment dispersion A. .
比較例2
実施例1において、顔料分散液Aの代わりに、製造例8で得られた顔料分散液Dを用いた以外は、実施例1と同様にして、カラーフィルタ用ネガ型レジスト組成物Dを得た。
Comparative Example 2
In Example 1, a negative resist composition D for color filters was obtained in the same manner as in Example 1 except that the pigment dispersion D obtained in Production Example 8 was used instead of the pigment dispersion A. .
以上、実施例1及び2ならびに比較例1及び2で得たカラーフィルタ用ネガ型レジスト組成物について、顔料分散安定性、アルカリ現像性(現像時間及びμmライン&スペース解像度)、ならびにコントラストを評価した。結果を第1表に示す。 As described above, the negative resist compositions for color filters obtained in Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2 were evaluated for pigment dispersion stability, alkali developability (development time and μm line & space resolution), and contrast. . The results are shown in Table 1.
<顔料分散安定性評価>
各例で得られたカラーフィルタ用ネガ型レジスト組成物の顔料分散安定性の評価として、上記カラーフィルタ用ネガ型レジスト組成物の調製に用いた顔料分散液を、40℃で1週間静置し、静置前後の上記顔料分散液中の顔料粒子の平均粒径の測定を行った。平均粒径の測定には、日機装(株)製「粒度分布測定装置ナノトラックUPA−EX」を用いた。
<Evaluation of pigment dispersion stability>
As an evaluation of the pigment dispersion stability of the negative resist composition for color filters obtained in each example, the pigment dispersion used for the preparation of the negative resist composition for color filters was allowed to stand at 40 ° C. for 1 week. The average particle size of the pigment particles in the pigment dispersion before and after standing was measured. For the measurement of the average particle size, a “particle size distribution measuring device Nanotrac UPA-EX” manufactured by Nikkiso Co., Ltd. was used.
<アルカリ現像性評価>
各例で得られたカラーフィルタ用ネガ型レジスト組成物を、厚み0.7mmで10mm×10mmのガラス基板(NHテクノグラス(株)社製、「NA35」)上に、スピンコーターを用いて塗布した後、ホットプレートを用いて80℃で3分間乾燥することにより、厚さ2.5μmの赤色着色層を形成した。この着色層にフォトマスクを介して超高圧水銀灯を用いて60mJ/cm2の紫外線を照射した。その後、上記着色層が形成されたガラス板を、アルカリ現像液として0.05質量%水酸化カリウム水溶液を用いてシャワー現像し、上記着色層が完全に溶解し、上記着色層を形成した箇所のガラス面が現れるまでの時間を現像時間として測定した。
上記のアルカリ現像後、さらに60秒間超純水で洗浄し、得られた着色層の解像度(μmライン&スペース解像度)を光学顕微鏡を用いて観察した。
<Alkali developability evaluation>
The negative resist composition for color filter obtained in each example was applied onto a 10 mm × 10 mm glass substrate (“NA35” manufactured by NH Techno Glass Co., Ltd.) with a thickness of 0.7 mm using a spin coater. Then, it was dried at 80 ° C. for 3 minutes using a hot plate to form a red colored layer having a thickness of 2.5 μm. This colored layer was irradiated with ultraviolet rays of 60 mJ / cm @ 2 using a super high pressure mercury lamp through a photomask. Thereafter, the glass plate on which the colored layer was formed was shower-developed using an aqueous 0.05% by mass potassium hydroxide solution as an alkaline developer, and the colored layer was completely dissolved and the colored layer was formed. The time until the glass surface appeared was measured as the development time.
After the alkali development, the substrate was further washed with ultrapure water for 60 seconds, and the resolution (μm line & space resolution) of the resulting colored layer was observed using an optical microscope.
<コントラスト>
各例で得られたカラーフィルタ用ネガ型レジスト組成物を、ガラス基板(NHテクノグラス(株)社製、「NA35」)上に、スピンコーターを用いて塗布した後、ホットプレートを用いて80℃で3分間乾燥することにより、厚さ2.5μmの赤色着色層を形成した。この着色層にフォトマスクを介さずに超高圧水銀灯を用いて60mJ/cm2の紫外線を全面照射した。上記の着色層が形成されたガラス板を230℃のクリーンオーブンでポストベークし、その前後におけるコントラストを測定した。
<Contrast>
The negative resist composition for color filter obtained in each example was applied onto a glass substrate (“NA35”, manufactured by NH Techno Glass Co., Ltd.) using a spin coater, and then applied using a hot plate. By drying at 3 ° C. for 3 minutes, a 2.5 μm thick red colored layer was formed. This colored layer was irradiated with ultraviolet rays of 60 mJ / cm @ 2 using an ultrahigh pressure mercury lamp without passing through a photomask. The glass plate on which the colored layer was formed was post-baked in a clean oven at 230 ° C., and the contrast before and after that was measured.
*2,230℃でポストベーク後
なお、コントラストの欄における括弧内数値はコントラストの保持率を示す。
第1表から以下のことが分かる。
実施例のものは、顔料分散液における顔料粒子の平均粒径が50nmの範囲にあり、顔料分散性が良好であり、かつ顔料の分散安定性もよい。また、ポストベークによるコントラストの低下度が小さく、アルカリ現像性は30秒以内で良好である。解像度も22及び24μmと優れている。
これに対し、比較例1は、比較例1は、現像時間が長く、コントラストも実施例より劣っている。また、比較例2は、現像時間が短く、現像性良好ではあるが、顔料分散性やコントラスト、およびコントラストの保持率が実施例と比較して大きく劣っている。
The following can be seen from Table 1.
In the examples, the average particle diameter of the pigment particles in the pigment dispersion is in the range of 50 nm, the pigment dispersibility is good, and the dispersion stability of the pigment is also good. Further, the degree of reduction in contrast due to post-baking is small, and the alkali developability is good within 30 seconds. The resolution is also excellent at 22 and 24 μm.
On the other hand, Comparative Example 1 has a longer development time and a lower contrast than the Examples in Comparative Example 1. In Comparative Example 2, the development time is short and the developability is good, but the pigment dispersibility, contrast, and contrast retention are greatly inferior to those of the Examples.
製造例9 重合性オリゴマーBの製造
メタクリル酸メチル70.0質量部、メタクリル酸n−ブチル30.0質量部、チオグリコール酸3.6質量部の混合溶液を、窒素気流下攪拌しながら、温度80℃に加温した。α,α’−アゾビスイソブチロニトリル(略称AIBN)を0.13質量部加え2時間反応し、更に、THF30質量部を加え、3時間反応した。冷却後、この反応溶液を酢酸エチル200質量部で希釈し、ヘキサン3000質量部で再沈し、白色粉末を103.7質量部得た。次に、この白色粉末90質量部に、キシレン200質量部、グリシジルメタクリレート12.0質量部、N,N−ジメチルドデシルアミン0.13質量部及びハイドロキノン0.1質量部を加え、150℃にて、3時間攪拌した。冷却後、この反応溶液を、ヘキサン3000質量部で再沈し、白色粉末90質量部を得た。
得られた重合性オリゴマーBを、GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)にて、N−メチルピロリドン、0.01モル/L臭化リチウム添加/ポリスチレン標準の条件で確認したところ、重量平均分子量(Mw)4630、数平均分子量(Mn)2250、分子量分布(Mw/Mn)は2.06であった。
Production Example 9 Production of Polymerizable Oligomer B While stirring a mixed solution of 70.0 parts by mass of methyl methacrylate, 30.0 parts by mass of n-butyl methacrylate and 3.6 parts by mass of thioglycolic acid under a nitrogen stream, the temperature Warmed to 80 ° C. α, α'-Azobisisobutyronitrile (abbreviation AIBN) 0.13 parts by mass was added and reacted for 2 hours, and further 30 parts by mass of THF was added and reacted for 3 hours. After cooling, the reaction solution was diluted with 200 parts by mass of ethyl acetate and reprecipitated with 3000 parts by mass of hexane to obtain 103.7 parts by mass of white powder. Next, to 90 parts by mass of this white powder, 200 parts by mass of xylene, 12.0 parts by mass of glycidyl methacrylate, 0.13 parts by mass of N, N-dimethyldodecylamine and 0.1 parts by mass of hydroquinone were added, and at 150 ° C. Stir for 3 hours. After cooling, the reaction solution was reprecipitated with 3000 parts by mass of hexane to obtain 90 parts by mass of white powder.
The obtained polymerizable oligomer B was confirmed by GPC (gel permeation chromatography) under the conditions of N-methylpyrrolidone, 0.01 mol / L lithium bromide added / polystyrene standard, and the weight average molecular weight (Mw 4630, number average molecular weight (Mn) 2250, molecular weight distribution (Mw / Mn) was 2.06.
製造例10 グラフト共重合体Bの製造
冷却管、添加用ロート、窒素用インレット、機械的攪拌機、デジタル温度計を備えた反応器に、重合性オリゴマーB20質量部、メタクリル酸ジメチルアミノエチル(DMAEMA)5.0質量部、2−メルカプトエタノール0.25質量部、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)60質量部を仕込んだ。この混合物を、攪拌しながら80℃まで昇温し、重合性オリゴマーB20質量部、DMAEMA5質量部、α,α’−アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)0.2質量部、2−メルカプトエタノール0.25質量部、PGMEA60質量部の混合液を1時間かけて滴下した。1時間加熱したのち、AIBN0.2質量部、PGMEA20質量部の混合液を30分かけて滴下し、さらに同温で2時間熟成した。得られたグラフト共重合体溶液はヘキサン中で再沈殿させ、濾過、真空乾燥により精製を行い、グラフト共重合体Bを得た。このようにして得られたグラフト共重合体Bを、GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)にて、N−メチルピロリドン、0.01モル/L臭化リチウム添加/ポリスチレン標準の条件で確認したところ、重量平均分子量Mw:15590、数平均分子量Mn:6570、分子量分布Mw/Mnは2.37であった。
Production Example 10 Production of Graft Copolymer B In a reactor equipped with a cooling pipe, an addition funnel, a nitrogen inlet, a mechanical stirrer, and a digital thermometer, 20 parts by mass of polymerizable oligomer B, dimethylaminoethyl methacrylate (DMAEMA) 5.0 parts by mass, 0.25 parts by mass of 2-mercaptoethanol, and 60 parts by mass of propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA) were charged. The mixture was heated up to 80 ° C. while stirring, and 20 parts by mass of polymerizable oligomer B, 5 parts by mass of DMAEMA, 0.2 part by mass of α, α′-azobisisobutyronitrile (AIBN), 2-mercaptoethanol 0 A mixed solution of 25 parts by mass and 60 parts by mass of PGMEA was added dropwise over 1 hour. After heating for 1 hour, a mixed solution of 0.2 parts by mass of AIBN and 20 parts by mass of PGMEA was added dropwise over 30 minutes, and further aged at the same temperature for 2 hours. The obtained graft copolymer solution was reprecipitated in hexane, purified by filtration and vacuum drying, and a graft copolymer B was obtained. The graft copolymer B thus obtained was confirmed by GPC (gel permeation chromatography) under the conditions of N-methylpyrrolidone, 0.01 mol / L lithium bromide added / polystyrene standard. The weight average molecular weight Mw: 15590, the number average molecular weight Mn: 6570, and the molecular weight distribution Mw / Mn were 2.37.
製造例11 塩型グラフト共重合体溶液Eの調製
100mL丸底フラスコ中で、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート(PGMEA)21.36質量部に、グラフト共重合体B5.0質量部を溶解させ、塩形成成分であるビニルホスホン酸(東京化成(株)社製)を0.34質量部(グラフト共重合体のDMAEAユニットに対し、0.5当量)加え、反応温度40℃で1時間攪拌することにより、固形分20質量%の塩型グラフト共重合体溶液Eを調製した。得られたグラフト共重合体溶液Eの酸価は67mgKOH/gであった。
Production Example 11 Preparation of Salt-type Graft Copolymer Solution E In a 100 mL round bottom flask, 5.0 parts by mass of graft copolymer B was dissolved in 21.36 parts by mass of propylene glycol methyl ether acetate (PGMEA) to form a salt. By adding 0.34 parts by mass of vinylphosphonic acid (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) as a component (0.5 equivalents to the DMAEA unit of the graft copolymer) and stirring at a reaction temperature of 40 ° C. for 1 hour. A salt-type graft copolymer solution E having a solid content of 20% by mass was prepared. The acid value of the obtained graft copolymer solution E was 67 mgKOH / g.
製造例12 塩型グラフト共重合体溶液Fの調製
100mL丸底フラスコ中で、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート(PGMEA)22.0質量部に、グラフト共重合体B5.0質量部を溶解させ、塩形成成分であるフェニルホスホン酸(日産化学(株)社製、「PPA」)を0.50質量部(グラフト共重合体のDMAEAユニットに対し、0.5当量)加え、反応温度40℃で2時間攪拌することにより、固形分20質量%の塩型グラフト共重合体溶液Fを調製した。得られたグラフト共重合体溶液Fの酸価は64mgKOH/gであった。
Production Example 12 Preparation of Salt-type Graft Copolymer Solution F In a 100 mL round bottom flask, 5.0 parts by mass of graft copolymer B was dissolved in 22.0 parts by mass of propylene glycol methyl ether acetate (PGMEA) to form a salt. 0.50 parts by mass of the component phenylphosphonic acid (manufactured by Nissan Chemical Co., Ltd., “PPA”) (0.5 equivalent to the DMAEA unit of the graft copolymer) was added, and the reaction temperature was 40 ° C. for 2 hours. By stirring, a salt-type graft copolymer solution F having a solid content of 20% by mass was prepared. The acid value of the obtained graft copolymer solution F was 64 mgKOH / g.
製造例13 塩型グラフト共重合体溶液Gの調製
100mL丸底フラスコ中で、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート(PGMEA)21.8質量部に、グラフト共重合体B5.0質量部を溶解させ、塩形成成分であるフェニルホスフィン酸(東京化成(株)社製)を0.45質量部(グラフト共重合体のDMAEAユニットに対し、1.0当量)加え、反応温度40℃で2時間攪拌することにより、固形分20質量%の塩型グラフト共重合体溶液Gを調製した。得られたグラフト共重合体溶液Gの酸価は34mgKOH/gであった。
Production Example 13 Preparation of Salt Graft Copolymer Solution G In a 100 mL round bottom flask, 5.0 parts by mass of graft copolymer B was dissolved in 21.8 parts by mass of propylene glycol methyl ether acetate (PGMEA) to form a salt. By adding 0.45 parts by mass of the component phenylphosphinic acid (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) (1.0 equivalent to the DMAEA unit of the graft copolymer) and stirring at a reaction temperature of 40 ° C. for 2 hours. A salt-type graft copolymer solution G having a solid content of 20% by mass was prepared. The acid value of the obtained graft copolymer solution G was 34 mgKOH / g.
製造例14 顔料分散液Eの調製
市販のポリ臭素化亜鉛フタロシアニン顔料(PG58:平均一次粒径30nm)2.73質量部、市販の黄色顔料(PY150:平均一次粒径50nm)1.17質量部、顔料分散剤として、製造例11で調製した塩型グラフト共重合体溶液Eを7.8質量部(固形分量1.56質量部)、溶媒としてPGMEAを14.4質量部、アルカリ可溶性樹脂としてメタクリル酸/メタクリル酸メチル/メタクリル酸ベンジル共重合体(モル比:10/30/50,重量平均分子量:9000,酸価:70mgKOH/g,有効成分含量40質量%)3.9質量部(固形分量1.56質量部)、粒径2.0mmジルコニアビーズ60質量部をマヨネーズビンに入れ、予備解砕としてペイントシェーカー(浅田鉄工社製)にて1時間振とうし、次いでその分散液30質量部と粒径0.1mmのジルコニアビーズ60質量部とをマヨネーズビンに入れ、同様に本解砕としてペイントシェーカーにて4時間分散を行い、顔料分散液Eを調製した。
Production Example 14 Preparation of pigment dispersion E 2.73 parts by mass of commercially available polybrominated zinc phthalocyanine pigment (PG58: average
製造例15 顔料分散液Fの調製
製造例14において、顔料分散剤を製造例12で調製した塩型グラフト共重合体溶液Fとした以外は、製造例14と同様にして、顔料分散液Fを調製した。
Production Example 15 Preparation of Pigment Dispersion Liquid F In Production Example 14, Pigment Dispersion Liquid F was prepared in the same manner as in Production Example 14 except that the pigment dispersant was the salt-type graft copolymer solution F prepared in Production Example 12. Prepared.
製造例16 顔料分散液Gの調製
製造例14において、顔料分散剤を製造例13で調製した塩型グラフト共重合体溶液Gとした以外は、製造例14と同様にして、顔料分散液Gを調製した。
Production Example 16 Preparation of Pigment Dispersion G In Production Example 14, the pigment dispersion G was prepared in the same manner as in Production Example 14 except that the pigment dispersant was the salt-type graft copolymer solution G prepared in Production Example 13. Prepared.
製造例17 顔料分散液Hの調製
製造例14において、顔料分散剤を市販の「アジスパーPB821」(味の素ファインテクノ(株)社製、固形分濃度100質量%)1.56質量部、PGMEAを20.64質量部とした以外は、製造例14と同様にして顔料分散液Hを調製した。
Production Example 17 Preparation of Pigment Dispersion Liquid H In Production Example 14, 1.56 parts by mass of a commercially available “Azisper PB821” (manufactured by Ajinomoto Fine Techno Co., Ltd., solid content concentration: 100 mass%) and 20 PGMEA A pigment dispersion H was prepared in the same manner as in Production Example 14 except that the amount was changed to .64 parts by mass.
実施例3
製造例14で得られた顔料分散液E49.1質量部に、アルカリ可溶性樹脂としてメタクリル酸/メタクリル酸メチル/メタクリル酸ベンジル共重合体(モル比:10/30/50,重量平均分子量:9000,酸価:70mgKOH/g,有効成分含量40質量%)6.50質量部、多官能性モノマーとしてジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(日本化薬(株)社製、「KAYARAD DPHA」)2.60質量部、光開始剤として2−メチル−1−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルフォリノプロパン−1−オン(チバ・スペシャリティーケミカルズ(株)社製、「IRGACURE907」)1.04質量部、2,4−ジエチルチオキサントン(日本化薬(株)社製「KAYACURE DETX−S」)0.26質量部及び溶媒としてPGMEA19.18質量部を添加したのち、均一になるまで混合し、さらにメッシュサイズ0.2μmである加圧ろ過装置によりろ過することにより、カラーフィルタ用ネガ型レジスト組成物Eを得た。
Example 3
To 49.1 parts by mass of pigment dispersion E obtained in Production Example 14, methacrylic acid / methyl methacrylate / benzyl methacrylate copolymer (molar ratio: 10/30/50, weight average molecular weight: 9000, Acid value: 70 mg KOH / g,
実施例4、5
実施例3において、顔料分散液Eの代わりに、顔料分散液F、Gをそれぞれ用いた以外は、実施例3と同様にして、カラーフィルタ用ネガ型レジスト組成物F、Gを得た。
Examples 4 and 5
In Example 3, negative resist compositions F and G for color filters were obtained in the same manner as in Example 3 except that pigment dispersions F and G were used instead of pigment dispersion E, respectively.
比較例3
実施例3において、顔料分散液Eの代わりに、顔料分散液Hを用いた以外は、実施例3と同様にして、カラーフィルタ用ネガ型レジスト組成物Hを得た。
Comparative Example 3
In Example 3, a negative resist composition H for color filters was obtained in the same manner as in Example 3 except that the pigment dispersion H was used instead of the pigment dispersion E.
以上、実施例3〜5及び比較例3で得たカラーフィルタ用ネガ型レジスト組成物について、顔料分散安定性、アルカリ現像性(現像時間及びμmライン&スペース解像度)、並びにコントラストを評価した。結果を第2表に示す。 As described above, the color filter negative resist compositions obtained in Examples 3 to 5 and Comparative Example 3 were evaluated for pigment dispersion stability, alkali developability (development time and μm line & space resolution), and contrast. The results are shown in Table 2.
<顔料分散安定性評価>
各例で得られたカラーフィルタ用ネガ型レジスト組成物の顔料分散安定性の評価として、上記カラーフィルタ用ネガ型レジスト組成物の調製に用いた顔料分散液を、40℃で1週間静置し、静置前後の上記顔料分散液中の顔料粒子の平均粒径とせん断粘度の測定を行った。平均粒径の測定には、日機装(株)製「粒度分布測定装置ナノトラックUPA−EX」を用い、粘度測定には、日本シイベルヘグナー(株)社製「MCR301(型番)」を用いて、せん断速度が60rpmのときのせん断粘度を測定した。
<Evaluation of pigment dispersion stability>
As an evaluation of the pigment dispersion stability of the negative resist composition for color filters obtained in each example, the pigment dispersion used for the preparation of the negative resist composition for color filters was allowed to stand at 40 ° C. for 1 week. The average particle size and shear viscosity of the pigment particles in the pigment dispersion before and after standing were measured. The average particle size is measured using Nikkiso Co., Ltd. “Particle Size Distribution Analyzer Nanotrac UPA-EX”, and the viscosity is measured using “MCR301 (model number)” manufactured by Nippon Siebel Hegner Co., Ltd. The shear viscosity was measured when the speed was 60 rpm.
<アルカリ現像性評価>
各例で得られたカラーフィルタ用ネガ型レジスト組成物を、厚み0.7mmで10mm×10mmのガラス基板(NHテクノグラス(株)社製、「NA35」)上に、スピンコーターを用いて塗布した後、ホットプレートを用いて80℃で3分間乾燥することにより、厚さ3.0μmの緑色着色層を形成した。この着色層にフォトマスクを介して超高圧水銀灯を用いて30mJ/cm2の紫外線を照射した。その後、上記着色層が形成されたガラス板を、アルカリ現像液として0.05質量%水酸化カリウム水溶液を用いてシャワー現像し、上記着色層が完全に溶解し、上記着色層を形成した箇所のガラス面が現れるまでの時間を現像時間として測定した。
<Alkali developability evaluation>
The negative resist composition for color filter obtained in each example was applied onto a 10 mm × 10 mm glass substrate (“NA35” manufactured by NH Techno Glass Co., Ltd.) with a thickness of 0.7 mm using a spin coater. After that, by drying for 3 minutes at 80 ° C. using a hot plate, a green colored layer having a thickness of 3.0 μm was formed. This colored layer was irradiated with ultraviolet rays of 30 mJ / cm 2 through a photomask using an ultrahigh pressure mercury lamp. Thereafter, the glass plate on which the colored layer was formed was shower-developed using an aqueous 0.05% by mass potassium hydroxide solution as an alkaline developer, and the colored layer was completely dissolved and the colored layer was formed. The time until the glass surface appeared was measured as the development time.
<コントラスト>
各例で得られたカラーフィルタ用ネガ型レジスト組成物を、ガラス基板(NHテクノグラス(株)社製、「NA35」)上に、スピンコーターを用いて塗布した後、ホットプレートを用いて80℃で3分間乾燥することにより、厚さ3.0μmの緑色着色層を形成した。この着色層にフォトマスクを介さずに超高圧水銀灯を用いて30mJ/cm2の紫外線を全面照射した。上記の着色層が形成されたガラス板を230℃のクリーンオーブンでポストベークし、ポストベーク前後の緑色カラーフィルタ基板のコントラスト値を壺坂電気(株)社製「コントラスト測定装置CT−1B」を用いて測定した。
<Contrast>
The negative resist composition for color filter obtained in each example was applied onto a glass substrate (“NA35”, manufactured by NH Techno Glass Co., Ltd.) using a spin coater, and then applied using a hot plate. A green colored layer having a thickness of 3.0 μm was formed by drying at 3 ° C. for 3 minutes. The colored layer was irradiated with ultraviolet rays of 30 mJ / cm 2 using an ultrahigh pressure mercury lamp without using a photomask. The glass plate on which the colored layer is formed is post-baked in a clean oven at 230 ° C., and the contrast value of the green color filter substrate before and after the post-baking is measured using “Contrast measuring device CT-1B” manufactured by Aisaka Electric Co., Ltd. And measured.
<耐アルカリ性評価>
各例で得られたカラーフィルタ用ネガ型レジスト組成物を、厚み0.7mmで10mm×10mmのガラス基板(NHテクノグラス(株)社製、「NA35」)上に、スピンコーターを用いて塗布した後、ホットプレートを用いて80℃で3分間乾燥することにより、厚さ3.0μmの緑色着色層を形成した。この着色層に80μmのライン&スペースのストライプパターンが画かれたフォトマスクを介して超高圧水銀灯を用いて30mJ/cm2の紫外線を照射した。その後、上記着色層が形成されたガラス板を、アルカリ現像液として0.05質量%水酸化カリウム水溶液を用いて60分間シャワー現像したのち、さらに60秒間超純水で洗浄し、さらに230℃のクリーンオーブンでポストベークした。
得られた着色パターンが形成されたガラス基板を40度に保持した5.0質量%水酸化ナトリウム水溶液に浸漬させ、着色パターンがガラス基板から剥離するまでの時間を測定した。
<Alkali resistance evaluation>
The negative resist composition for color filter obtained in each example was applied onto a 10 mm × 10 mm glass substrate (“NA35” manufactured by NH Techno Glass Co., Ltd.) with a thickness of 0.7 mm using a spin coater. After that, by drying for 3 minutes at 80 ° C. using a hot plate, a green colored layer having a thickness of 3.0 μm was formed. This colored layer was irradiated with ultraviolet rays of 30 mJ / cm 2 using a super high pressure mercury lamp through a photomask on which a stripe pattern of 80 μm lines and spaces was drawn. Thereafter, the glass plate on which the colored layer was formed was shower-developed for 60 minutes using a 0.05% by weight aqueous potassium hydroxide solution as an alkaline developer, and further washed with ultrapure water for 60 seconds. Post-baked in a clean oven.
The obtained glass substrate on which the colored pattern was formed was immersed in a 5.0% by mass aqueous sodium hydroxide solution maintained at 40 ° C., and the time until the colored pattern peeled from the glass substrate was measured.
*2,230℃でポストベーク後
なお、コントラストの欄における括弧内数値はコントラストの保持率を示す。
第2表から以下のことが分かる。
実施例のものは、顔料分散液における顔料粒子の平均粒径が43〜48nmの範囲にあり、粘度が5.5〜6.1mPa・sの範囲にあり、顔料分散性が良好であり、かつ顔料の分散安定性もよい。また、ポストベークによるコントラストの低下度が小さく、アルカリ現像性は35秒以内で良好である。また、着色パターンがガラス基板から剥離するまでの時間が、比較例1に比べて長く、耐アルカリ性に優れていた。中でも特に、塩形成成分として、リンに直接炭素原子が結合し、芳香環を有する構造を持つフェニルホスホン酸やフェニルホスフィン酸を用いた場合、着色パターンがガラス基板から剥離するまでの時間が35分と非常に長く耐アルカリ性に優れていた。
Table 2 shows the following.
In the examples, the average particle diameter of the pigment particles in the pigment dispersion is in the range of 43 to 48 nm, the viscosity is in the range of 5.5 to 6.1 mPa · s, the pigment dispersibility is good, and The dispersion stability of the pigment is also good. Further, the degree of reduction in contrast due to post-baking is small, and the alkali developability is good within 35 seconds. Further, the time until the colored pattern peeled from the glass substrate was longer than that of Comparative Example 1, and the alkali resistance was excellent. In particular, when a phenylphosphonic acid or phenylphosphinic acid having a structure in which a carbon atom is directly bonded to phosphorus and has an aromatic ring is used as a salt forming component, the time until the colored pattern peels from the glass substrate is 35 minutes. And it was excellent in alkali resistance for a long time.
本発明のカラーフィルタ用ネガ型レジスト組成物は、顔料分散性に優れると共に、アルカリ現像性に優れるなどの特性を有し、品質の良好なカラーフィルタ及びそれを有する液晶表示装置を提供することができる。 The negative resist composition for a color filter of the present invention provides a color filter having excellent properties such as excellent pigment dispersibility and excellent alkali developability, and a liquid crystal display device having the same. it can.
1 … 透明基板
2 … 遮光部
3 … 着色層
10 … カラーフィルタ
20 … 対向基板
30 … 液晶層
40 … 液晶表示装置
51 … 窒素含有モノマーのモノマー単位
52 … 重合性オリゴマーの重合性基部位
53 … 重合性オリゴマーによるポリマー鎖
54 … 有機リン酸化合物
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ...
Claims (20)
R R 4”4 " は、炭素数1〜18のアルキル基、炭素数2〜18のアルケニル基、アラルキル基、アリール基、−[CH(RIs an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 18 carbon atoms, an aralkyl group, an aryl group,-[CH (R 99 )−CH(R) -CH (R 1010 )−O]-O] aa −R-R 88 、又は−[(CHOr-[(CH 22 )) bb −O]-O] cc −R-R 88 で示される1価の基である。RIt is a monovalent group shown by these. R 66 、R, R 77 、R, R 99 及びRAnd R 1010 は、それぞれ独立に水素原子又はメチル基、REach independently represents a hydrogen atom or a methyl group, R 88 は水素原子、あるいは炭素数1〜18のアルキル基、炭素数2〜18のアルケニル基、アラルキル基、アリール基、−CHO、−CHIs a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 18 carbon atoms, an aralkyl group, an aryl group, —CHO, —CH 22 CHO、−CO−CH=CHCHO, -CO-CH = CH 22 、−CO−C(CH, -CO-C (CH 33 )=CH) = CH 22 又は−CHOr -CH 22 COORCOOR 1212 で示される1価の基であり、RA monovalent group represented by R 1212 は水素原子又は炭素数1〜5のアルキル基である。RIs a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms. R 44 、R, R 4’4 ’ 、R, R 4”4 " 及びRAnd R 88 において、アルキル基、アルケニル基、アラルキル基、アリール基はそれぞれ、置換基を有していてもよい。In the above, each of the alkyl group, alkenyl group, aralkyl group and aryl group may have a substituent.
x及びaは0〜18の整数、y及びbは1〜5の整数、z及びcは0〜18の整数を示す。] x and a are integers of 0 to 18, y and b are integers of 1 to 5, and z and c are integers of 0 to 18. ]
R R 5’5 ’ は、炭素数1〜18のアルキル基、炭素数1〜8のアルキレン基、アラルキル基、アリール基、シアノ基、−[CH(RIs an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, an alkylene group having 1 to 8 carbon atoms, an aralkyl group, an aryl group, a cyano group,-[CH (R 66 )−CH(R) -CH (R 77 )−O]-O] xx −R-R 1111 、−[(CH,-[(CH 22 )) yy −O]-O] zz −R-R 1111 、−[CO−(CH,-[CO- (CH 22 )) yy −O]-O] zz −R-R 1111 又は−O−CO−ROr -O-CO-R 1313 で示される1価の基であり、RA monovalent group represented by R 1313 は、炭素数1〜18のアルキル基を示す。Represents an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms.
lは1〜5の整数、m及びm’は5〜200の整数を示す。R l represents an integer of 1 to 5, and m and m 'represent an integer of 5 to 200. R 66 、R, R 77 、x、y、zは、上記と同じであり、R, X, y, z are the same as above and R 1111 は上記のRIs the above R 88 と同じである。]Is the same. ]
(F)溶剤中に、前記(A)顔料分散剤と、(B)顔料とを添加し、顔料を分散させる工程を有する、カラーフィルタ用顔料分散液の製造方法。 (F) A method for producing a pigment dispersion for a color filter, comprising the step of adding the pigment dispersant (A) and the pigment (B) in a solvent and dispersing the pigment.
R R 4”4 " は、炭素数1〜18のアルキル基、炭素数2〜18のアルケニル基、アラルキル基、アリール基、−[CH(RIs an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 18 carbon atoms, an aralkyl group, an aryl group,-[CH (R 99 )−CH(R) -CH (R 1010 )−O]-O] aa −R-R 88 、又は−[(CHOr-[(CH 22 )) bb −O]-O] cc −R-R 88 で示される1価の基である。RIt is a monovalent group shown by these. R 66 、R, R 77 、R, R 99 及びRAnd R 1010 は、それぞれ独立に水素原子又はメチル基、REach independently represents a hydrogen atom or a methyl group, R 88 は水素原子、あるいは炭素数1〜18のアルキル基、炭素数2〜18のアルケニル基、アラルキル基、アリール基、−CHO、−CHIs a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 18 carbon atoms, an aralkyl group, an aryl group, —CHO, —CH 22 CHO、−CO−CH=CHCHO, -CO-CH = CH 22 、−CO−C(CH, -CO-C (CH 33 )=CH) = CH 22 又は−CHOr -CH 22 COORCOOR 1212 で示される1価の基であり、RA monovalent group represented by R 1212 は水素原子又は炭素数1〜5のアルキル基である。RIs a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms. R 44 、R, R 4’4 ’ 、R, R 4”4 " 及びRAnd R 88 において、アルキル基、アルケニル基、アラルキル基、アリール基はそれぞれ、置換基を有していてもよい。In the above, each of the alkyl group, alkenyl group, aralkyl group and aryl group may have a substituent.
x及びaは0〜18の整数、y及びbは1〜5の整数、z及びcは0〜18の整数を示す。] x and a are integers of 0 to 18, y and b are integers of 1 to 5, and z and c are integers of 0 to 18. ]
R4”は、炭素数1〜18のアルキル基、炭素数2〜18のアルケニル基、アラルキル基、アリール基、−[CH(R9)−CH(R10)−O]a−R8、又は−[(CH2)b−O]c−R8で示される1価の基である。R6、R7、R9及びR10は、それぞれ独立に水素原子又はメチル基、R8は水素原子、あるいは炭素数1〜18のアルキル基、炭素数2〜18のアルケニル基、アラルキル基、アリール基、−CHO、−CH2CHO、−CO−CH=CH2、−CO−C(CH3)=CH2又は−CH2COOR12で示される1価の基であり、R12は水素原子又は炭素数1〜5のアルキル基である。R4、R4’、R4”及びR8において、アルキル基、アルケニル基、アラルキル基、アリール基はそれぞれ、置換基を有していてもよい。
x及びaは0〜18の整数、y及びbは1〜5の整数、z及びcは0〜18の整数を示す。] Color filter negative having (A) pigment dispersant, (B) pigment, (C) alkali-soluble resin, (D) polyfunctional monomer, (E) photoinitiator, and (F) solvent. The (A) pigment dispersant comprises a nitrogen-containing monomer represented by the following general formula (I), a polymer chain, and a group having an ethylenically unsaturated double bond at its terminal. A graft copolymer containing a polymerizable oligomer as a copolymerization component, and a graft copolymer in which an amino group of the nitrogen-containing monomer and an organic phosphate compound represented by the following general formula (II) form a salt. A negative resist composition for color filters, which is a polymer.
R 4 ″ is an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 18 carbon atoms, an aralkyl group, an aryl group, — [CH (R 9 ) —CH (R 10 ) —O] a —R 8 , Or a monovalent group represented by — [(CH 2 ) b —O] c —R 8 , wherein R 6 , R 7 , R 9 and R 10 are each independently a hydrogen atom or a methyl group, and R 8 is A hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 18 carbon atoms, an aralkyl group, an aryl group, —CHO, —CH 2 CHO, —CO—CH═CH 2 , —CO—C (CH 3 ) = a monovalent group represented by CH 2 or —CH 2 COOR 12 , wherein R 12 is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms. R 4 , R 4 ′ , R 4 ″ and R 4 in 8, an alkyl group, an alkenyl group, an aralkyl group, an aryl Each may have a substituent.
x and a are integers of 0 to 18, y and b are integers of 1 to 5, and z and c are integers of 0 to 18. ]
R5’は、炭素数1〜18のアルキル基、炭素数1〜8のアルキレン基、アラルキル基、アリール基、シアノ基、−[CH(R6)−CH(R7)−O]x−R11、−[(CH2)y−O]z−R11、−[CO−(CH2)y−O]z−R11又は−O−CO−R13で示される1価の基であり、R13は、炭素数1〜18のアルキル基を示す。
lは1〜5の整数、m及びm’は5〜200の整数を示す。R6、R7、x、y、zは、上記と同じであり、R11は上記のR8と同じである。] The negative resist composition for a color filter according to claim 9 or 10 , wherein the polymer chain has at least one structural unit represented by the following general formula (III) or general formula (IV).
R 5 ′ is an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, an alkylene group having 1 to 8 carbon atoms, an aralkyl group, an aryl group, a cyano group, — [CH (R 6 ) —CH (R 7 ) —O] x —. A monovalent group represented by R 11 , — [(CH 2 ) y —O] z —R 11 , — [CO— (CH 2 ) y —O] z —R 11, or —O—CO—R 13 ; Yes, R 13 represents an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms.
l represents an integer of 1 to 5, and m and m ′ represent an integer of 5 to 200. R 6 , R 7 , x, y, and z are the same as described above, and R 11 is the same as R 8 described above. ]
(F)溶剤中に、前記(A)顔料分散剤と、(B)顔料とを添加し、顔料を分散させて顔料分散液を調製する工程と、 (F) In the solvent, adding the (A) pigment dispersant and (B) the pigment, and dispersing the pigment to prepare a pigment dispersion;
前記工程で得られた顔料分散液に、(C)アルカリ可溶性樹脂と、(D)多官能性モノマーと、(E)光重合開始剤とを添加し混合する工程を有する、カラーフィルタ用ネガ型レジスト組成物の製造方法。 A negative type for color filter, comprising the step of adding and mixing (C) an alkali-soluble resin, (D) a polyfunctional monomer, and (E) a photopolymerization initiator to the pigment dispersion obtained in the above step. A method for producing a resist composition.
R R 4”4 " は、炭素数1〜18のアルキル基、炭素数2〜18のアルケニル基、アラルキル基、アリール基、−[CH(RIs an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 18 carbon atoms, an aralkyl group, an aryl group,-[CH (R 99 )−CH(R) -CH (R 1010 )−O]-O] aa −R-R 88 、又は−[(CHOr-[(CH 22 )) bb −O]-O] cc −R-R 88 で示される1価の基である。RIt is a monovalent group shown by these. R 66 、R, R 77 、R, R 99 及びRAnd R 1010 は、それぞれ独立に水素原子又はメチル基、REach independently represents a hydrogen atom or a methyl group, R 88 は水素原子、あるいは炭素数1〜18のアルキル基、炭素数2〜18のアルケニル基、アラルキル基、アリール基、−CHO、−CHIs a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 18 carbon atoms, an aralkyl group, an aryl group, —CHO, —CH 22 CHO、−CO−CH=CHCHO, -CO-CH = CH 22 、−CO−C(CH, -CO-C (CH 33 )=CH) = CH 22 又は−CHOr -CH 22 COORCOOR 1212 で示される1価の基であり、RA monovalent group represented by R 1212 は水素原子又は炭素数1〜5のアルキル基である。RIs a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms. R 44 、R, R 4’4 ’ 、R, R 4”4 " 及びRAnd R 88 において、アルキル基、アルケニル基、アラルキル基、アリール基はそれぞれ、置換基を有していてもよい。In the above, each of the alkyl group, alkenyl group, aralkyl group and aryl group may have a substituent.
x及びaは0〜18の整数、y及びbは1〜5の整数、z及びcは0〜18の整数を示す。] x and a are integers of 0 to 18, y and b are integers of 1 to 5, and z and c are integers of 0 to 18. ]
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