JP2001343745A

JP2001343745A - 着色画像形成材料、これを用いた感光液、感光性エレメント、カラーフィルターの製造法及びカラーフィルター

Info

Publication number: JP2001343745A
Application number: JP2000163518A
Authority: JP
Inventors: Seiji Haruhara; 聖司春原; Yuji Kobayashi; 雄二小林; Yoichi Kimura; 陽一木村; Jiyunrin Ryu; 順林劉; Koji Yamazaki; 浩二山崎; Tetsuya Okazaki; 哲也岡崎; Seigo Yokochi; 精吾横地
Original assignee: Hitachi Chemical Co Ltd
Current assignee: Showa Denko Materials Co Ltd
Priority date: 2000-05-31
Filing date: 2000-05-31
Publication date: 2001-12-14

Abstract

(57)【要約】【課題】顔料の分散安定性、光感度及び透過率を共に
著しく向上させた着色画像形成材料、これを用いた感光
液、前記着色画像形成材料を含む層及び支持体を有する
感光性エレメント、これを用いたカラーフィルターの製
造法及びカラーフィルターを提供する。【解決手段】（ａ）色素、（ｂ）光重合性不飽和結合
を分子内に１個以上含有するモノマー、（ｃ）光開始剤
及び（ｄ）（メタ）アクリル樹脂を含有してなる着色画
像形成材料において、（ｄ）（メタ）アクリル樹脂が、
（Ｉ）２−ヒドロキシエチルメタクリレート、（ＩＩ）
メタクリル酸及び（ＩＩＩ）分子内に一つ以上のベンゼ
ン環と（メタ）アクリロイル基を有するベンゼン環含有
（メタ）アクリルモノマーを含有する共重合性モノマー
を共重合して得られる樹脂である着色画像形成材料。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、着色画像形成材
料、これを用いた感光液、感光性エレメント、カラーフ
ィルターの製造法及びカラーフィルターに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、液晶表示デバイス、センサー及び
色分解デバイスなどにカラーフィルターが多用されてい
る。このカラーフィルターの製造法としては、従来は、
染色可能な樹脂、例えば天然のゼラチンやカゼインをパ
ターニングし、そこに主に染料を用いて染色し、画素を
得るという方法が採られていた。しかし、この方法で得
た画素は、材料からの制約で耐熱性及び耐光性が低いと
いう問題があった。

【０００３】そこで、最近、耐熱性及び耐光性を改良す
る目的で顔料を分散した感光材料を用いる方法が注目さ
れ、多くの検討が行われるようになった。この方法によ
れば製法も簡略化され、得られたカラーフィルターも安
定で、寿命の長いものになることが知られている。

【０００４】しかし一方、顔料を安定に分散させるため
の技術が難しく、特に顔料の分散性に最も影響を及ぼす
分散樹脂の選定が難しかった。また、顔料を多く含む膜
の光感度を高める技術も難しい。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、顔料を分散
した感光材料の問題点である、顔料の分散安定性、光感
度及び透過率を共に著しく向上させて、従来の技術の問
題点を解決した着色画像形成材料、これを用いた感光
液、前記着色画像形成材料を含む層及び支持体を有する
感光性エレメント、これを用いたカラーフィルターの製
造法及びカラーフィルターを提供するものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、鋭意検討
した結果、特殊な分散樹脂を用いることにより、顔料の
分散安定性、光感度及び透過率を共に著しく高められる
ことを見い出し、本発明に至った。

【０００７】すなわち本発明は、（ａ）色素、（ｂ）光
重合性不飽和結合を分子内に１個以上含有するモノマ
ー、（ｃ）光開始剤及び（ｄ）（メタ）アクリル樹脂を
含有してなる着色画像形成材料において、（ｄ）（メ
タ）アクリル樹脂が、（Ｉ）２−ヒドロキシエチルメタ
クリレート、（ＩＩ）メタクリル酸及び（ＩＩＩ）分子
内に一つ以上のベンゼン環と（メタ）アクリロイル基を
有するベンゼン環含有（メタ）アクリルモノマーを含有
する共重合性モノマーを共重合して得られる樹脂である
ことを特徴とする着色画像形成材料に関する。

【０００８】また、本発明は、前記の着色画像形成材料
にジエチレングリコールのモノ若しくはジアルキルエー
テル、ジエチレングリコールモノアルキルエーテルのア
セチル化物、トリエチレングリコールのモノ若しくはジ
アルキルエーテル、トリエチレングリコールモノアルキ
ルエーテルのアセチル化物、プロピレングリコールのモ
ノ若しくはジアルキルエーテル、プロピレングリコール
モノアルキルエーテルのアセチル化物又はラクトンを加
えた感光液に関する。

【０００９】また、本発明は、前記の着色画像形成材料
を含む層及び支持体を有する感光性エレメントに関す
る。

【００１０】また、本発明は、前記の着色画像形成材料
の膜を基板上に形成し、活性光線を画像状に照射し、露
光部を光硬化させ、未露光部を現像により除去する工程
を、異なった複数の色の着色画像形成材料について繰り
返し行い、画素を形成することを特徴とするカラーフィ
ルターの製造法に関する。

【００１１】また、本発明は、この製造法により製造さ
れたカラーフィルターに関する。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明について詳述する。
まず、（ａ）成分の色素について説明する。本発明にお
ける色素には、染料、顔料いずれも使用できるが、耐熱
性や耐光性を考慮すると顔料の方が好ましい。顔料には
無機顔料と有機顔料があり、いずれも使用することがで
きるが、色調の豊富さ等から黒色のカーボンブラック
（無機顔料）と有機顔料が好ましい。有機顔料として
は、例えば、アゾ系、フタロシアニン系、インジゴ系、
アントラキノン系、ペリレン系、キナクリドン系、メチ
ン・アゾメチン系、イソインドリノン系等が挙げられ
る。

【００１３】本発明のカラーフィルターを製造する場合
には、赤、緑、青及び黒色等の着色画像に適した各顔料
系が用いられる。

【００１４】赤色の着色画像には、単一の赤色顔料系を
用いてもよいし、黄色顔料系を赤色顔料系に混合して調
色を行ってもよい。赤色顔料系としては、例えば、カラ
ーインデックス名でピグメントレッド９、１２３、１５
５、１６８、１７７、１８０、２１７、２２０、２２
４、２５４などが挙げられる。また、黄色顔料系として
は、例えば、カラーインデックス名でピグメントイエロ
ー１７、２０、２４、８３、９３、１０９、１１０、１
１７、１２５、１２８、１２９、１３８、１３９、１４
７、１５４などが挙げられる。これらの赤色顔料系及び
黄色顔料系は、それぞれ２種以上混合して用いることも
できる。また、赤色顔料系と黄色顔料系を混合して用い
る場合には、赤色顔料系と黄色顔料系の総量１００重量
部に対して黄色顔料系を９０重量部以下で用いることが
好ましい。

【００１５】緑色の着色画像には、単一の緑色顔料系を
用いてもよいし、黄色顔料系を緑色顔料系に混合して調
色を行ってもよい。緑色顔料系としては、例えば、カラ
ーインデックス名でピグメントグリーン７、３６、３７
等が挙げられる。また、黄色顔料系としては、例えば、
カラーインデックス名でピグメントイエロー１７、２
０、２４、８３、９３、１０９、１１０、１１７、１２
５、１２８、１２９、１３８、１３９、１４７、１５
０、１５４などが挙げられる。これらの緑色顔料系及び
黄色顔料系は、それぞれ２種以上混合して用いることも
できる。また、緑色顔料系と黄色顔料系を混合して用い
る場合には、緑色顔料系と黄色顔料系の総量１００重量
部に対して黄色顔料系を９０重量部以下で用いることが
好ましい。

【００１６】青色の着色画像には、単一の青色顔料系を
用いてもよいし、紫色顔料系を青色顔料系に混合して調
色を行ってもよい。青色顔料系としては、例えば、カラ
ーインデックス名でピグメントブルー１５、１５：３、
１５：４、１５：６、２２、６０等が挙げられる。ま
た、紫色顔料系としては、例えば、カラーインデックス
名でピグメントバイオレット１９、２３、２９、３７、
５０等が挙げられる。これらの青色顔料系及び紫色顔料
系は、それぞれ２種以上混合して用いることもできる。
また、青色顔料系と紫色顔料系を混合して用いる場合に
は、青色顔料系と紫色顔料系の総量１００重量部に対し
て紫色顔料系を９０重量部以下で用いることが好まし
い。

【００１７】黒色の着色画像には、例えば、カーボンブ
ラック、黒鉛、チタンカーボン、黒色酸化鉄、二酸化マ
ンガン等の黒色顔料が用いられる。

【００１８】本発明における（ａ）成分の色素の使用量
は、（ａ）成分、（ｂ）成分、（ｃ）成分及び（ｄ）成
分の総量１００重量部に対して５〜７０重量部とするこ
とが好ましく、１０〜６０重量部とすることがより好ま
しく、１５〜５０重量部とすることが特に好ましい。こ
の使用量が５重量部未満では画像の色濃度が低くなる傾
向があり、また、７０重量部を超えると光感度が低下す
る傾向がある。

【００１９】次に、本発明の着色画像形成材料の（ｂ）
光重合性不飽和結合を分子内に１個以上含有するモノマ
ーとしては、例えば、メチルメタクリレート、ベンジル
メタクリレート、ブトキシエチルメタクリレート、ブト
キシトリエチレングリコールアクリレート、ＥＣＨ（Ｅ
ＣＨはエピクロルヒドリンを意味する。以下、同様。）
変性ブチルアクリレート、ジシクロペンチルアクリレー
ト、ＥＯ（ＥＯはエチレンオキシドを意味する。以下、
同様。）変性ジシクロペンテニルアクリレート、Ｎ，Ｎ
−ジメチルアミノエチルメタクリレート、エチルジエチ
レングリコールアクリレート、２−エチルヘキシルアク
リレート、グリセロールメタクリレート、ヘプタデカフ
ロロデシルアクリレート、２−ヒドロキシエチルメタク
リレート、カプロラクトン変性−２−ヒドロキシエチル
アクリレート、イソボルニルアクリレート、メトキシジ
プロピレングリコールアクリレート、メトキシ化シクロ
デカトリエンアクリレート、フェノキシヘキサエチレン
グリコールアクリレート、ＥＯ変性リン酸アクリレー
ト、カプロラクトン変性テトラヒドロフルフリルアクリ
レート、ＥＯ変性ビスフェノールＡジアクリレート、Ｅ
ＣＨ変性ビスフェノールＡジアクリレート、ビスフェノ
ールＡジメタクリレート、１，４−ブタンジオールジア
クリレート、１，３−ブチレングリコールジアクリレー
ト、ジエチレングリコールジメタクリレート、グリセロ
ールジメタクリレート、ネオペンチルグリコールジアク
リレート、ＥＯ変性リン酸ジアクリレート、ＥＣＨ変性
フタル酸ジアクリレート、ポリエチレングリコール４０
０ジアクリレート、ポリプロピレングリコール４００ジ
メタクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレ
ート、ＥＣＨ変性１，６−ヘキサンジオールジアクリレ
ート、トリメチロールプロパントリアクリレート、ペン
タエリスリトールトリアクリレート、ＥＯ変性リン酸ト
リアクリレート、ＥＯ変性トリメチロールプロパントリ
アクリレート、ＰＯ変性トリメチロールプロパントリア
クリレート（ＰＯはプロピレンオキシドを意味する。以
下同様）、トリス（メタクリロキシエチル）イソシアヌ
レート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジ
ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジペンタエ
リスリトールヘキサアクリレート、ジペンタエリスリト
ールペンタアクリレート等のアクリレート、これらに対
応するメタクリレートなどが挙げられる。これらのモノ
マーは、単独で又は２種以上を組み合わせて用いること
ができる。

【００２０】本発明における着色画像形成材料の（ｂ）
成分の配合量は、（ａ）成分、（ｂ）成分、（ｃ）成分
及び（ｄ）成分からなる着色画像形成材料総量１００重
量部に対して、２〜５０重量部とすることが好ましく、
５〜４０重量部とすることがより好ましく、１０〜３０
重量部とすることが特に好ましい。この配合量が、２重
量部未満であると、光感度が低くなる傾向があり、５０
重量部を超えると、顔料の分散安定性が低下する傾向が
ある。

【００２１】本発明における着色画像形成材料の（ｃ）
光開始剤としては、特に制限はなく、例えば、ベンゾフ
ェノン、Ｎ，Ｎ′−テトラエチル−４，４′−ジアミノ
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、ベンジル、２，２−ジエトキシアセト
フェノン、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベ
ンゾインイソブチルエーテル、ベンジルジメチルケター
ル、α−ヒドロキシイソブチルフェノン、チオキサント
ン、２−クロロチオキサントン、１−ヒドロキシシクロ
ヘキシルフェニルケトン、２−メチル−１−［４−（メ
チルチオ）フェニル］−２−モルホリノ−１−プロパノ
ン、ｔ−ブチルアントラキノン、１−クロロアントラキ
ノン、２，３−ジクロロアントラキノン、３−クロル−
２−メチルアントラキノン、２−エチルアントラキノ
ン、１，４−ナフトキノン、９，１０−フェナントラキ
ノン、１，２−ベンゾアントラキノン、１，４−ジメチ
ルアントラキノン、２−フェニルアントラキノン、２−
（ｏ−クロロフェニル）−４，５−ジフェニルイミダゾ
ール二量体などが挙げられる。これらの光開始剤は、単
独で又は２種以上を組み合わせて用いることができる。

【００２２】本発明における（ｃ）成分の配合量は、
（ａ）成分、（ｂ）成分、（ｃ）成分及び（ｄ）成分か
らなる着色画像形成材料総量１００重量部に対して、
０．０１〜２０重量部とすることが好ましく、２〜１５
重量部とすることがより好ましく、３〜１２重量部とす
ることが特に好ましい。この配合量が、０．０１重量部
未満であると、光感度が低くなる傾向があり、２０重量
部を超えると、密着性が低下する傾向がある。

【００２３】次に、本発明における（ｄ）成分の（メ
タ）アクリル樹脂について説明する。

【００２４】（ｄ）成分の（メタ）アクリル樹脂は、
（Ｉ）２−ヒドロキシエチルメタクリレート、（ＩＩ）
メタクリル酸及び（ＩＩＩ）分子内に一つ以上のベンゼ
ン環と（メタ）アクリロイル基を有するベンゼン環含有
（メタ）アクリルモノマーを含有する共重合性モノマー
を共重合して得られる樹脂である。共重合性モノマー中
の各モノマーの配合割合は共重合性モノマーの総量１０
０重量部に対して（Ｉ）２−ヒドロキシエチルメタクリ
レートを３〜３０重量部、（ＩＩ）メタクリル酸を５〜
５０重量部、（ＩＩＩ）ベンゼン環含有（メタ）アクリ
ルモノマーを２０〜９２重量部とすることが好ましい。

【００２５】（Ｉ）成分が３重量部未満又は３０重量部
を超えると分散性が低下する傾向がある。

【００２６】また（ＩＩ）成分が８重量部未満である場
合、アルカリ現像性が低下する傾向があり、５０重量部
を超えると耐アルカリ性が低下する傾向がある。また、
（ＩＩＩ）成分が２０重量部未満であると保存安定性が
低下しする傾向があり、９２重量部を超えるとアルカリ
現像性が低下する傾向がある。また、共重合性モノマー
として、本発明の目的を損ねない範囲でスチレン等の他
のビニルモノマーを用いてもよい。

【００２７】また、本発明における（ｄ）成分の（メ
タ）アクリル樹脂の重量平均分子量は１，５００〜２０
０，０００の範囲とすることが好ましく、３，０００〜
１００，０００の範囲とすることがより好ましく、５，
０００〜５０，０００の範囲とすることが特に好まし
い。この重量平均分子量が、１，５００未満では、顔料
の分散安定性が乏しくなる傾向があり、また、２００，
０００を超えると感光液にしたときに粘度が高くなり、
スピンコートする際の塗布性が低下する傾向がある。

【００２８】なお、ここで、重量平均分子量は、ゲルパ
ーミエーションクロマトグラフィーによって測定し、標
準ポリスチレンの検量線を用いて換算した値である。

【００２９】本発明における着色画像形成材料の（ｄ）
成分の（メタ）アクリル樹脂の配合量は、（ａ）成分、
（ｂ）成分、（ｃ）成分及び（ｄ）成分からなる着色画
像形成材料の総量１００重量部に対して、１０〜８５重
量部とすることが好ましく、２０〜６０重量部とするこ
とがより好ましく、２５〜５０重量部とすることが特に
好ましい。この配合量が、１０重量部未満であると、顔
料の分散安定性が低下する傾向があり、８５重量部を超
えると、感光液にしたときの粘度が高くなり、スピンコ
ートする際の塗布性が低下する傾向がある。

【００３０】（ＩＩＩ）成分の分子内に一つ以上のベン
ゼン環と（メタ）アクリロイル基を有するベンゼン環含
有（メタ）アクリルモノマーとしては、ベンジルメタク
リレート、下記一般式（１）又は（２）で表される化合
物が好ましく用いられる。

【００３１】

【化２】（ＩＩＩ）成分の分子内に一つ以上のベンゼン環と（メ
タ）アクリロイル基を有するベンゼン環含有（メタ）ア
クリルモノマーとしては、フェノキシメチル（メタ）ア
クリレート、フェノキシエチル（メタ）アクリレート、
フェノキシエチレングリコール（メタ）アクリレート、
フェノキシジエチレングリコール（メタ）アクリレー
ト、フェノキシポリエチレングリコール（メタ）アクリ
レート、ベンジルメタクリレートなどであり、特にベン
ジルメタクリレート、フェノキシメチル（メタ）アクリ
レート、及びフェノキシエチル（メタ）アクリレートが
好ましい。また、上記モノマーを、少なくとも２種類以
上併用してもよい。

【００３２】本発明における着色画像形成材料には、必
須成分である（ａ）、（ｂ）、（ｃ）及び（ｄ）成分以
外に、暗反応を抑制するためのハイドロキノン、ハイド
ロキノンモノメチルエーテル、ピロガロール、ｔ−ブチ
ルカテコール等の熱重合禁止剤、基板との密着性を向上
させるためのシランカップリング剤（ビニル基、エポキ
シ基、アミノ基、メルカプト基等を有した）やチタネー
トカップリング剤（イソプロピルトリメタクリロイルチ
タネート、ジイソプロピルイソステアロイル−４−アミ
ノベンゾイルチタネート等）、膜の平滑性を向上させる
ための界面活性剤（フッ素系、シリコン系、炭化水素系
等）、紫外線吸収剤、酸化防止剤などの各種添加剤を必
要に応じて適宜使用することができる。

【００３３】また、本発明の着色画像形成材料には、エ
ポキシ樹脂、ウレタン樹脂、メラミン樹脂等の（ｄ）成
分の（メタ）アクリル樹脂の範囲外の樹脂を、（ｄ）成
分の（メタ）アクリル樹脂１００重量部に対して、５０
重量部以下で使用することができる。この使用量が、５
０重量部を超えると、顔料の分散安定性や光感度が低下
する傾向がある。

【００３４】本発明の着色画像形成材料は、適当な有機
溶剤を加えて感光液とし、これを基板に直接塗布する
か、若しくはいったん、支持体に塗布したのち基板にラ
ミネートするなどして基板表面に膜として形成される。
その後、露光、現像を行い、目的の画像パターンを得る
ことができる。

【００３５】本発明の着色画像形成材料を感光液とする
方法について以下に示す。着色画像形成材料のうち、
（ａ）成分が染料の場合は（ａ）、（ｂ）、（ｃ）及び
（ｄ）成分を全量混合し、これに有機溶剤を加えて、感
光液とすることができる。このとき用いる有機溶剤の選
択は極めて重要で、有機溶剤の選択如何で、着色画像形
成材料の性能が著しく左右される。本発明に用いる溶剤
としては、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、
ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレン
グリコールモノプロピルエーテル、ジエチレングリコー
ルモノブチルエーテル、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、ジエチレングリコールジエチルエーテル（ジグライ
ム）、ジエチレングリコールジプロピルエーテル、ジエ
チレングリコールジブチルエーテル等のジエチレングリ
コールのモノ又はジアルキルエーテル、ジエチレングリ
コールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリ
コールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリ
コールモノプロピルエーテルアセテート、ジエチレング
リコールモノブチルエーテルアセテート等のジエチレン
グリコールモノアルキルエーテルのアセチル化物、トリ
エチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレン
グリコールモノエチルエーテル、トリエチレングリコー
ルモノプロピルエーテル、トリエチレングリコールモノ
ブチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエー
テル、トリエチレングリコールメチルエチルエーテル、
トリエチレングリコールジエチルエーテル、トリエチレ
ングリコールジプロピルエーテル、トリエチレングリコ
ールジブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチ
ルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテ
ル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロ
ピレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリ
コールジメチルエーテル、プロピレングリコールジエチ
ルエーテル、プロピ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プロピルエーテル、プロピ
レングリコールジブチルエーテル等のプロピレングリコ
ールのモノ又はジアルキルエーテル、プロピレングリコ
ールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコ
ールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコ
ールモノプロピルエーテルアセテート、プロピレングリ
コールモノブチルエーテルアセテート等のプロピレング
リコールモノアルキルエーテルのアセチル化物、β−ラ
クトン、γ−ラクトン、δ−ラクトン等のラクトンが好
ましい。これらは単独で用いてもよく、２種類以上を併
用して用いてもよい。また、これらの有機溶剤は、感光
液中の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）及び（ｄ）成分を含む全
固形分が５〜４０重量％の範囲になるよう用いられるこ
とが好ましい。全固形分が５重量％未満になる程の有機
溶剤を使用すると、塗膜の乾燥に時間がかかり、また、
４０重量％を超える程の溶剤量では、感光液の粘度が高
すぎて、塗布性が低下する傾向がある。

【００３６】また、本発明の着色画像形成材料を感光液
にするには、上記有機溶剤以外の一般的な有機溶剤を使
用することができる。この使用量としては、有機溶剤の
総量に対して、９０重量％以下とすることが好ましく、
５０重量％以下とすることがより好ましい。この使用量
が９０重量％を超えると、感光液の安定性が低下する傾
向がある。

【００３７】これらの有機溶剤としては、例えば、ケト
ン系、セロソルブ系、アルコール系、芳香族系などが挙
げられる。具体的には、アセトン、メチルエチルケト
ン、シクロヘキサノン、メチルセロソルブ、エチルセロ
ソルブ、ブチルセロソルブ、メチルセロソルブアセテー
ト、エチルセロソルブアセテート、ブチルセロソルブア
セテート、エチレングリコールモノプロピルエーテル、
エチレングリコールモノヘキシルエーテル、エチレング
リコールジメチルエーテル、３−メチル−３−メトキシ
ブタノール、３−メチル−３−メトキシブチルアセテー
ト、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ−ヒドロキシメチ
ル−２−ピロリドン、メチルアルコール、エチルアルコ
ール、イソプロピルアルコール、ｎ−ブチルアルコー
ル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、ベンゼン、トル
エン、キシレン、酢酸エチル等の有機溶剤が挙げられ
る。

【００３８】一方、（ａ）成分が顔料の場合は、顔料を
分散させる必要がある。この方法としては通常、（ｄ）
成分の（メタ）アクリル樹脂及び顔料を上記の好ましい
有機溶剤（単独で用いても、２種類以上を併用して用い
てもよい）と混合し、この混合物を超音波分散機、三本
ロール、ボールミル、サンドミル、ビーズミル、ホモジ
ナイザー、ニーダー等の各種分散／混練装置を用いて行
うことができる。

【００３９】この際、ポリカルボン酸型高分子活性剤、
ポリスルホン酸型高分子活性剤等のアニオン系顔料分散
剤、ポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレンブロッ
クポリマー等のノニオン系顔料分散剤などの顔料分散
剤、アントラキノン系、ペリレン系、フタロシアニン
系、キナクドリン系等の有機色素にカルボキシル基、ス
ルホン酸基、スルホン酸塩基、カルボン酸アミド基、ス
ルホン酸アミド基、水酸基等の置換基を導入した有機色
素の誘導体などを加えると、顔料の分散性や分散安定性
が向上し、好ましい。これら顔料分散剤や有機色素の誘
導体は、顔料１００重量部に対して５０重量部以下で用
いることが好ましい。

【００４０】また、（ｂ）及び（ｃ）成分は、顔料分散
時に加えても、顔料分散後に加えてもよい。

【００４１】（ｄ）成分の樹脂は、全量を分散時に顔料
と共に用いてもよく、また、樹脂の一部を分散後に加え
てもよい。ただし、分散時に樹脂は顔料１００重量部に
対して少なくとも２０重量部用いることが好ましい。２
０重量部未満では顔料の分散安定性が低下する傾向があ
る。

【００４２】同様に有機溶剤も顔料の分散時に全量用い
てもよく、また有機溶剤の一部を分散後に加えてもよ
い。ただし、有機溶剤は、分散時の顔料及び樹脂の全量
１００重量部に対して、分散時に少なくとも１００重量
部用いることが好ましい。１００重量部未満では分散時
の粘度が高すぎて、特にボールミル、サンドミル、ビー
ズミルなどで分散する場合には分散が困難になる可能性
がある。

【００４３】（ａ）成分が顔料の場合でも、染料の場合
と同様、好ましい有機溶剤は、感光液中の（ａ）、
（ｂ）、（ｃ）及び（ｄ）成分を含む全固形分が５〜４
０重量％の範囲になるように用いられることが好まし
い。

【００４４】このようにして得られた感光液を基板に直
接塗布する方法としては、例えば、ロールコーター塗
布、スピンコーター塗布、スプレー塗布、ホエラー塗
布、ディップコーター塗布、カーテンフローコーター塗
布、ワイヤーバーコーター塗布、グラビアコーター塗
布、エアナイフコーター塗布などがある。

【００４５】この際に用いる基板としては、用途により
選択されるが、例えば、白板ガラス、青板ガラス、シリ
カコート青板ガラス等の透明ガラス基板、ポリエステル
樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、塩化ビニ
ル樹脂等の合成樹脂製シート、フィルム又は基板、アル
ミニウム板、銅板、ニッケル板、ステンレス板等の金属
基板、その他セラミック基板、光電変換素子を有する半
導体基板などが挙げられる。

【００４６】塗布後、通常、５０〜１３０℃の温度で１
〜３０分乾燥して着色画像形成材料の膜を得ることがで
きる。

【００４７】一方、感光液を基板に直接塗布せずに、い
ったん支持体上に塗布、乾燥し、着色画像形成材料を含
む層（この厚さは、通常、０．１〜３００μｍ、好まし
くは０．２〜３０μｍ、より好ましくは０．２〜５μｍ
である）を形成して感光性エレメントとし、これを基板
にラミネートするなどして、基板上に着色画像形成材料
の膜を形成することもできる。支持体に感光液を塗布す
る方法としては、ナイフコーター塗布、グラビアコータ
ー塗布、ロールコーター塗布、スプレーコーター塗布等
が挙げられる。

【００４８】この際に用いられる支持体としては、例え
ば、ポリエステルフィルム、ポリイミドフィルム、ポリ
アミドイミドフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリ
スチレンフィルム等のフィルムが挙げられる。

【００４９】塗布した後、感光液を基板に直接塗布する
方法と同様に、通常、５０〜１３０℃の温度で１〜３０
分間乾燥して膜を得ることができる。また、更に膜の表
面に塵が付着するのを防ぐ目的で、膜の表面に剥離可能
なカバーフィルムを積層することが好ましい。

【００５０】剥離可能なカバーフィルムとしては、例え
ば、ポリエチレンフィルム、テフロン（登録商標）フィ
ルム、ポリプロピレンフィルム、表面処理した紙等が挙
げられ、カバーフィルムを剥離するときに、膜と支持体
との接着力よりも、膜とカバーフィルムとの接着力の方
が、より小さいものであることが好ましい。

【００５１】このようにして得られた感光性エレメント
を、基板上にラミネートする方法としては、基板と本発
明における着色画像形成材料を含む層を重ね合わせなが
ら、加熱圧着することが好ましい。この場合、雰囲気は
常圧でも減圧下でもよい。

【００５２】このようにして基板表面に形成した、本発
明の着色画像形成材料を含む膜の厚みは、用途によって
適宜定まるが、通常、０．１〜３００μｍの範囲で使用
される。また、カラーフィルターに用いる場合には、通
常、０．２〜５μｍの範囲で使用される。

【００５３】次に、画像パターンを形成する方法につい
て説明する。上記方法で得られた基板上の膜に活性光線
を画像状に照射し、露光部の膜を硬化させる。この際、
感光性エレメントを用いて膜を形成した場合には、支持
体をつけたまま上から露光してもよく、支持体を剥離し
た後、露光してもよい。また、基板に直接感光液を塗布
して膜を形成した場合でも、その膜表面にポリビニルア
ルコール等の酸素遮断膜を０．５〜３０μｍの厚みで形
成し、その上から露光してもよい。

【００５４】活性光線の光源としては、例えば、カーボ
ンアーク灯、超高圧水銀灯、高圧水銀灯、キセノンラン
プ、メタルハライドランプ、蛍光ランプ、タングステン
ランプ、可視光レーザーなどが好適である。これらの光
源を用いてフォトマスクを介したパターン露光や走査に
よる直接描写などにより画像状に活性光線が照射され
る。露光時の光量は、通常、１０〜１，０００ｍＪ／ｃ
ｍ²が好適であり、２０〜５００ｍＪ／ｃｍ²がより好ま
しい。

【００５５】続いて現像工程を行う。すなわち、水酸化
ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カ
リウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム、メタ
ケイ酸ナトリウム等の無機アルカリ、モノエタノールア
ミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、テ
トラメチルアンモニウムハイドロオキサイド、トリエチ
ルアミン、ｎ−ブチルアミン等の有機塩基、又は塩を含
む水溶液を吹き付けるか、水溶液に浸漬するなどして未
露光部を除去し、画像に対応した硬化膜の着色画像パタ
ーンを得ることができる。この際、支持体を付けたまま
露光した場合には、支持体を剥離したのち、現像を行
う。

【００５６】現像後、さらに、着色画像パターンを高圧
水銀灯などを用いて０．５〜５Ｊ／ｃｍ²の光量を後露
光するか、あるいは６０〜２００℃の温度で１〜６０分
間、後加熱すると、画像パターンはより強固になり好ま
しい。

【００５７】本発明のカラーフィルターの製造法では、
上記の基板上への着色画像の形成工程を、異なった複数
の色について繰り返し行い、複数の異なった色の画素を
形成する。

【００５８】液晶表示素子に用いるカラーフィルターの
作製法を例示すると、ガラス基板上に本発明の着色画像
形成材料と有機溶剤を含む感光液又は感光性エレメント
を用いて、前記した方法を繰り返して行うことにより、
赤、緑、青等の着色画像を形成した後、この着色画素間
の間隙に黒色の着色画像をブラックマトリックスとして
形成する方法や、先にクロム蒸着や黒色の着色画像等に
よりブラックマトリックスを形成後、上記と同様に赤、
緑、青等の着色画素を形成してカラーフィルターを形成
する方法などがある。

【００５９】

【実施例】次に、本発明を実施例により詳細に説明する
が、本発明はこれらによって制限されるものではない。

【００６０】実施例１、２、比較例１、２樹脂製造例表１の配合条件及び表２の合成条件にて樹脂を作製し評
価を行った。

【００６１】

【表１】

【００６２】

【表２】表１及び２より作製した樹脂を使用し、着色画像形成材
料特性を評価した。

【００６３】以下に、着色画像形成材料の作製方法を、
表３に実施例及び比較例の配合条件を示す。

【００６４】着色画像形成材料の作製方法は、表１で得
られた樹脂１０ｇと、（ａ）成分としてカラーインデッ
クス名で、ピグメントレッド２５４：２４ｇ及びピグメ
ントイエロー１３９：４ｇ、またピグメントグリーン３
６：４２ｇ及びピグメントイエロー１３８：２８ｇ、ま
たピグメントブルー１５−６：４０ｇをおのおの、ジグ
ライム２００ｇに加え、ビーズミルを用いて２時間分散
した。この分散液２００ｇに上記樹脂２０ｇ、（ｂ）成
分としてペンタエリスリトールテトラアクリレートを８
ｇ、（ｃ）成分としてベンゾフェノンを６ｇ、Ｎ，Ｎ′
−テトラエチル−４，４′−ジアミノベンゾフェノンを
２ｇ及びジグライムを２００ｇ加えて混合し、着色画像
形成材料を含む感光液を得た。

【００６５】

【表３】上記表３で得られた着色画像形成感光液について、色
度、保存安定性及び現像特性の評価を行った。以下に色
度、保存安定性及び現像特性の評価方法を示し、表４に
評価結果を示す。（色度評価方法）得られた感光液を、ガラス基板（コー
ニング社製、商品名７０５９）上にスピンコート法によ
り塗布し、更に８０℃で５分間乾燥を行い、膜厚２．０
μｍの膜を形成した。

【００６６】得られた膜に、ネガマスクを通して超高圧
水銀灯により画像状に１００ｍＪ／ｃｍ²の露光を行
い、次いで、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテ
ル（東邦化学株式社製、商品名ノナール９１２Ａ）を
０．５重量％及び水酸化カリウムを０．３重量％含む水
溶液により現像を行い色度評価を行った。測定に用いた
機器は、分光測色計ＣＯＬＯＲＪＰ７２００Ｆ（ＪＵ
ＫＩ（株）製）である。（保存安定性測定方法）得られた感光液を、冷蔵（５
℃）及び恒温（４０℃）を保った冷蔵庫及び乾燥機に放
置し、経時粘度を測定し、保存安定性評価とした。評価
基準は、初期粘度の増加が１週間で１０％以下の場合、
ＯＫとし、１０％以上の場合は、ＮＧとした。粘度測定
には、Ｅ型粘度計ＲＥ８０型（東機産業（株））を使用
した。（現像特性）得られた感光液を、ガラス基板（コーニン
グ社製、商品名７０５９）上にスピンコート法により塗
布し、更に８０℃で５分間乾燥を行い、膜厚２．０μｍ
の膜を形成した。

【００６７】得られた膜に、ネガマスクを通して超高圧
水銀灯により画像状に１００ｍＪ／ｃｍ²の露光を行
い、次いで、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテ
ル（東邦化学株式社製、商品名ノナール９１２Ａ）を
０．５重量％及び水酸化カリウムを０．３重量％含む水
溶液により現像を行い、光感度、残さ及びライン幅を観
察した。

【００６８】光感度の評価基準は、基板に対する密着性
を目視評価し、現像後の基板上に、画素剥離がない場合
はＯＫ、剥離が確認された場合はＮＧとした。残さの評
価基準は、現像後の基板上のくもりを目視観察し、現像
後の基板表面にくもりがない場合はＯＫ、くもりがある
場合はＮＧとした。ライン幅の評価基準は、マスク幅に
対して、±５％未満の太りまた、細りの場合はＯＫ、±
５以上の場合は、ＮＧとした。前述した評価方法に基づ
き評価した結果を表４に示す。

【００６９】

【表４】

【００７０】

【発明の効果】本発明の着色画像形成材料、これを用い
た感光液及び感光性エレメントは、分散安定性、光感度
等が優れる。

【００７１】また、これらの感光液や感光性エレメント
を用い、本発明のカラーフィルターの製造法により製造
したカラーフィルターは、光学特性が優れ、画像表示素
子として有用である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ０２Ｂ 5/20 １０１Ｇ０２Ｂ 5/20 １０１Ｇ０３Ｆ 7/004 ５０５Ｇ０３Ｆ 7/004 ５０５ (72)発明者木村陽一千葉県市原市五井南海岸14番地日立化成工業株式会社五井事業所内 (72)発明者劉順林千葉県市原市五井南海岸14番地日立化成工業株式会社五井事業所内 (72)発明者山崎浩二千葉県市原市五井南海岸14番地日立化成工業株式会社五井事業所内 (72)発明者岡崎哲也千葉県市原市五井南海岸14番地日立化成工業株式会社五井事業所内 (72)発明者横地精吾千葉県市原市五井南海岸14番地日立化成工業株式会社五井事業所内Ｆターム(参考） 2H025 AA00 AA01 AB11 AB13 AC01 AD01 BC14 BC31 CA01 CA20 CA28 CB14 CC03 CC11 DA01 FA03 FA04 FA17 2H048 BA45 BA48 BB14 BB42 4J011 PA02 PA03 PA69 PB06 PB25 PC02 PC08 QA03 QA12 QA13 QA17 QA23 RA03 SA06 SA16 SA22 SA25 SA32 SA36 SA42 SA63 SA64 SA82 UA01 VA01 WA01 4J026 AA45 AC09 BA27 BA28 BA29 DA05 DB36 FA05 GA06 4J100 AJ02Q AL08R AL09P BA08R BC43R CA05 DA01 JA32 JA38

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】（ａ）色素、（ｂ）光重合性不飽和結合
を分子内に１個以上含有するモノマー、（ｃ）光開始剤
及び（ｄ）（メタ）アクリル樹脂を含有してなる着色画
像形成材料において、（ｄ）（メタ）アクリル樹脂が、
（Ｉ）２−ヒドロキシエチルメタクリレート、（ＩＩ）
メタクリル酸及び（ＩＩＩ）分子内に一つ以上のベンゼ
ン環と（メタ）アクリロイル基を有するベンゼン環含有
（メタ）アクリルモノマーを含有する共重合性モノマー
を共重合して得られる樹脂であることを特徴とする着色
画像形成材料。
【請求項２】（ＩＩＩ）分子内に一つ以上のベンゼン
環と（メタ）アクリロイル基を有するベンゼン環含有
（メタ）アクリルモノマーがベンジルメタクリレートで
ある請求項１記載の着色画像形成材料。
【請求項３】（ＩＩＩ）分子内に一つ以上のベンゼン
環と（メタ）アクリロイル基を有するベンゼン環含有
（メタ）アクリルモノマーが下記一般式（１）又は
（２）で表される化合物である請求項１記載の着色画像
形成材料。【化１】
【請求項４】（ｄ）（メタ）アクリル樹脂が、分子内
に一つ以上のベンゼン環と（メタ）アクリロイル基を有
するベンゼン環含有（メタ）アクリルモノマーを少なく
とも２種類以上併用し共重合して得られた樹脂である請
求項１記載の着色画像形成材料。
【請求項５】請求項１記載の着色画像形成材料にジエ
チレングリコールのモノ若しくはジアルキルエーテル、
ジエチレングリコールモノアルキルエーテルのアセチル
化物、トリエチレングリコールのモノ若しくはジアルキ
ルエーテル、トリエチレングリコールモノアルキルエー
テルのアセチル化物、プロピレングリコールのモノ若し
くはジアルキルエーテル、プロピレングリコールモノア
ルキルエーテルのアセチル化物又はラクトンを加えた感
光液。
【請求項６】請求項１記載の着色画像形成材料を含む
層及び支持体を有する感光性エレメント。
【請求項７】さらに、剥離可能なカバーフィルムを着
色画像形成材料を含む層の上に積層してなる請求項６記
載の感光性エレメント。
【請求項８】請求項１記載の着色画像形成材料の膜を
基板上に形成し、活性光線を画像状に照射し、露光部を
光硬化させ、未露光部を現像により除去する工程を、異
なった複数の色の着色画像形成材料について繰り返し行
い、画素を形成することを特徴とするカラーフィルター
の製造法。
【請求項９】異なった複数の色が、赤、緑及び青であ
る請求項８記載のカラーフィルターの製造法。
【請求項１０】異なった複数の色が、赤、緑、青及び
黒である請求項８記載のカラーフィルターの製造法。
【請求項１１】請求項９又は請求項１０記載の製造法
により製造されたカラーフィルター。