광경화성 조성물 및 이를 사용한 칼라필터 document_id A220623039845

본 발명은 액정 표시 소자(LCD)나 고체촬상소자(CCD, CMOS 등) 등에서 사용되는 칼라필터를 구성하는 착색화상을 형성하는데 바람직한 광경화성 조성물 및 상기 광경화성 조성물을 사용한 칼라필터에 관한 것이다. 액정 표시소자나 고체촬상소자에 사용되는 칼라필터를 제작하는 방법으로는 염료법, 인쇄법, 전착법 및 안료분산법이 공지되어 있다. 이들 중에서, 안료분산법은 안료를 각종 감광성조성물에 분산시킨 착색감방사선성 조성물을 사용하여 포토리소그래피법에 의해 칼라필터를 제작하는 방법으로, 안료를 사용하고 있기 때문에 광이나 열 등에 안정하다고 하는 이점을 갖고 있다. 또한, 포토리소그래피법에 의해 패터닝을 행하기 때문에, 위치정밀도가 높아서, 대화면, 고정밀도 컬러표시장치용 칼러필터를 제작하는데 바람직한 방법으로 널리 이용되어 왔다. 안료분산법에 의해 칼라필터를 제작하는 경우, 유리기판상에 감방사선성 조성물을 스핀코터나 롤코터 등으로 도포하고, 건조시켜서 도포막을 형성하고, 상기 도포막을 패턴노광하고, 현상함으로써 착색된 화소가 형성되고, 각 색마다 이 조작을 반복하여 칼라필터를 얻을 수 있다. 상기 안료분산법으로는, 알칼리가용성 수지에 광중합성 모노머와 광중합 개시제를 병용한 네가티브형 감광성 조성물이 기재된 것이, 예를 들면 일본 특허공개 평2-181704호 공보, 일본 특허공개 평2-199403호 공보, 일본 특허공개 평5-273411호 공보, 일본 특허공개 평7-140654호 공보, 일본 특허공개 평10-332929호 공보에 기재되어 있다. 최근에 고체촬상 소자용 칼라필터에 있어서는 더욱 고정밀화가 요구되고 있다. 그러나, 종래의 안료분산계로는 해상도를 더 향상시키는 것이 곤란하고, 안료의 조대입자에 의해 색얼룩이 발생하는 등, 화소간 색의 균일성에 문제가 있었다. 이를 위해, 고체촬상소자와 같이 미세패턴이 요구되는 용도에는 적합하지 않았다. 상기 문제를 해결하기 위해, 종래에 안료 대신에 염료를 사용하는 기술이 일본 특허공개 평6-75375호 공보에 제안되어 있다. 그러나, 일반적으로 염료를 함유하는 경화성 조성물은, 예를 들면 내광성, 내열성, 용해성, 도포균일성 등 다양한 성능에 대해서, 안료를 사용한 경화성 조성물에 비해 열화된다고 하는 문제가 있었다. 특히 고체촬성소자(화상센서)용 칼라필터는 차광의 개선, 장치의 소형화에 대응하기 위해서, 두께를 1.5㎛ 이하로 박막화시키는 경향이 있다. 그러나, 이와같은 박막화를 행하면, 막내에 함유시킨 착색제의 함유량도 필연적으로 저하되기 때문에, 색농도의 면에서 문제가 되고 있다. 이와같은 경향은 착색제로서 안료를 사용하는 경우보다도, 염료를 사용한 경우에 특히 현저하다. 즉, 유기안료를 사용한 경우에는 결정상에 발색단으로 되는 분자가 칼라필터내에 응집한 상태로 존재하고 있는 것에 대해서, 염료를 사용하는 경우에는 분자가 분산한 상태로 존재하고 있고, 더욱이 내구성이나 내열성을 높이기 위해서 발색단 분자 이외에 이들의 특성을 개량하기 위한 분자쇄가 결합되어 있기 때문에, 발색단으로 이루어진 분자쇄를 더욱 희석시켜서 그 부분만 색농도가 저하해 버린다. 이상과 같이 고체촬상소자에 있어서 칼라필터의 박막화의 요구에 대응하기 위해서는 칼라필터중 착색제의 함유비율을 높일 필요가 있다. 이 요구는 착색제로서 안료를 사용한 경우보다도 염료를 사용한 경우에 있어서, 특히 중요하다. 그러나, 착색제의 함유비율을 높이는 것은 필연적으로 조성물중에 함유된 다른 성분의 비율을 감소시키게 된다. 이 경우, 당연한 것으로서 다른 성분의 비율을 감소시키면, 광경화성 및 알칼리 현상성이 저하해 버리는 점에서, 착색제의 함유비율의 향상에도 한계가 있다. 특히, 착색제로서 염료를 사용한 경우에는 안료를 사용한 경우 이상으로 박막화에 따른 색농도의 저하가 현저하고, 색농도 이외의 실용특성과의 밸런스를 도모하는 것이 매우 곤란했다. 또한, 일본 특허공개 평10-62986호 공보에는 감방사선성 성분, 결착수지, 안료 및 용제를 함유하는 감방사선 착색조성물에 있어서, 상기 감방사선성 성분이 중합성 성분으로서 에틸렌옥사이드쇄나 프로필렌옥사이드쇄를 포함하는 특정 화합물군에서 선택되는 1종 이상의 (메타)아크릴레이트 화합물을 함유하는 감방사선성 착색조성물이 제안되어 있다.