JP2002116317A

JP2002116317A - カラーフィルタおよびその製造方法

Info

Publication number: JP2002116317A
Application number: JP2000308958A
Authority: JP
Inventors: Toshihiko Higuchi; 俊彦樋口; Satoshi Kondo; 聡近藤
Original assignee: Asahi Glass Co Ltd
Current assignee: AGC Inc
Priority date: 2000-10-10
Filing date: 2000-10-10
Publication date: 2002-04-19

Abstract

(57)【要約】【課題】耐擦傷性、耐薬品性、表面平滑性、透明電極
との密着性などに優れたオーバーコート層を有するカラ
ーフィルタの提供。【解決手段】カラーフィルタ１１において、基板１３
の一方の面に形成された着色層１５の表面に、活性エネ
ルギ線硬化性の重合性官能基を２個以上有する多官能性
化合物を含有する被覆組成物（Ａ）の硬化物層１６とポ
リシラザンを含有する被覆組成物（Ｂ）の硬化物層１７
からなるオーバーコート層１２を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、耐擦傷性、耐薬品
性、表面平滑性、透明電極との密着性などに優れたオー
バーコート層を有するカラーフィルタおよびその製造方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】カラーフィルタは、液晶ディスプレー、
エレクトロルミネッセンスディスプレーなどの各種表示
装置や固体撮像素子に設けられ、反射率低減、色合成あ
るいは色分解などの機能を付与する。

【０００３】通常、カラーフィルタは、透明基板上にＲ
ＧＢ層からなる着色層を備え、この上にオーバーコート
層が積層されており、液晶ディスプレーおよびエレクト
ロルミネッセンスディスプレーの場合にはさらにその上
に透明電極が積層された構造を有している。

【０００４】液晶ディスプレーの場合には着色層と共に
ブラックマトリックスを備えており、各色の着色層Ｒ、
Ｇ、Ｂのそれぞれの画素に対応する部分の液晶層の光透
過率を制御することによりカラー画像が得られる。

【０００５】エレクトロルミネッセンスディスプレーの
場合には各色の着色層Ｒ、Ｇ、Ｂのそれぞれの画素に対
応する部分の白色有機発光素子から発光する白色発光を
制御することによりカラー画像が得られる。また、上記
Ｒ、Ｇ、Ｂ着色層の替わりに色変換機能を有する色素を
含有した着色層を用い、白色有機発光素子の替わりに青
色有機発光素子を用いても同様にカラー画像が得られる
（特開平３−１５２８９７号公報）。

【０００６】固体撮像素子の場合には、基板として受光
部が形成されたシリコン基板が用いられており、オーバ
ーコート層上には透明電極の替わりに通常オンチップレ
ンズが形成されている。

【０００７】オーバーコート層に求められる特性は、耐
熱性、耐薬品性、平滑性、透明性、耐擦傷性、塗工性、
透明電極基板であるＩＴＯ膜との密着性などである。

【０００８】オーバーコート層を形成するオーバーコー
ト剤としては、従来アクリル系、ウレタン系、エポキシ
系などの有機系樹脂やシリカ系無機コート剤などが用い
られてきた。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、有機系
樹脂は耐薬品性、耐擦傷性やＩＴＯ膜との密着性が不充
分であり、無機系コート剤は、厚膜化が困難であり平滑
性が不十分であるという問題点があった。

【００１０】したがって、本発明は耐薬品性、耐擦傷
性、およびＩＴＯ膜との密着性に優れ、かつ厚膜化が容
易で平滑性に優れたオーバーコート層を有するカラーフ
ィルタおよびその製造方法の提供を目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明のカラーフィルタは、基板と該基板上に形成
されたオーバーコート層の間に着色層が規則的に配置さ
れたカラーフィルタにおいて、前記オーバーコート層が
２層以上の透明硬化物層からなり、この透明硬化物層の
うち外層に接する内層が活性エネルギ線硬化性の重合性
官能基を２個以上有する多官能性化合物（ａ）を含有す
る被覆組成物（Ａ）の硬化物層であり、外層がポリシラ
ザンを含有する被覆組成物（Ｂ）の硬化物層であること
を特徴とする。

【００１２】また、本発明のカラーフィルタの製造方法
は、基板と該基板上に形成されたオーバーコート層の間
に着色層が規則的に配置されたカラーフィルタの製造方
法において、前記着色層の表面に活性エネルギ線硬化性
の重合性官能基を２個以上有する多官能性化合物（ａ）
を含有する被覆組成物（Ａ）の未硬化物層、部分硬化物
層または硬化物層を形成し、この表面にポリシラザンを
含有する被覆組成物（Ｂ）の未硬化物層または部分硬化
物層を形成し、被覆組成物（Ａ）の層が硬化物層である
場合は被覆組成物（Ｂ）の層を硬化させ、被覆組成物
（Ａ）の層が未硬化物層または部分硬化物層である場合
は被覆組成物（Ａ）および被覆組成物（Ｂ）の層を任意
の順でまたは同時に硬化させることを特徴とする。

【００１３】本発明によれば、耐薬品性、耐擦傷性、お
よびＩＴＯ膜との密着性に優れ、かつ厚膜化が容易で平
滑性に優れたオーバーコート層を有するカラーフィルタ
を提供できる。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明のカラーフィルタは液晶デ
ィスプレー、エレクトロルミネッセンスディスプレーな
どの各種表示装置や固体撮像素子に設けられ、反射率低
減、色合成あるいは色分解などの機能を付与する全ての
タイプのカラーフィルタを含む。

【００１５】本発明のカラーフィルタは、着色層の表面
に、外層に接する内層である活性エネルギ線硬化性の重
合性官能基を２個以上有する多官能性化合物を含有する
被覆組成物（Ａ）の硬化物層と、外層であるポリシラザ
ンを含有する被覆組成物（Ｂ）の硬化物層との２層以上
の透明硬化物層からなるオーバーコート層を有する。内
層は種類の異なる２層以上の透明硬化物からなっていて
もよい。

【００１６】また、着色層と内層との間には、他の合成
樹脂、たとえば、熱可塑性アクリル樹脂などの熱可塑性
樹脂の層や接着剤層からなる第３の層が存在していても
よい。この第３の層は、内層と着色層の両者に対して充
分な密着性を有することが好ましい。通常、オーバーコ
ート層は内層と外層の２層からなるのが好ましい。

【００１７】まず、被覆組成物（Ａ）について説明す
る。なお、以下の説明において、活性エネルギ線硬化性
の重合性官能基を２個以上有する多官能性化合物（ａ）
は単に多官能性化合物（ａ）という。また、アクリロイ
ル基およびメタクリロイル基を総称して（メタ）アクリ
ロイル基といい、（メタ）アクリロイルオキシ基、（メ
タ）アクリル酸、（メタ）アクリレートなどの表現も同
様とする。

【００１８】被覆組成物（Ａ）に含まれる多官能性化合
物（ａ）としては、特開平１１−２４０１０３号公報段
落番号００１６〜００２０、００２３〜００４７に記載
された化合物が好ましく挙げられる。

【００１９】好ましい多官能性化合物（ａ）としては、
（メタ）アクリロイル基から選ばれる１種以上の重合性
官能基を２個以上（２〜５０個が好ましく、より好まし
くは３〜３０個）有する化合物が挙げられる。その中で
も（メタ）アクリロイルオキシ基を２個以上有する化合
物、すなわち多価アルコールなどの２個以上の水酸基を
有する化合物と（メタ）アクリル酸とのポリエステルが
好ましい。特に、ウレタン結合を有する（メタ）アクリ
ロイル基含有化合物（以下、アクリルウレタンとい
う。）と、ウレタン結合を有しない（メタ）アクリル酸
エステル化合物が好ましい。

【００２０】上記アクリルウレタンとしては、ペンタエ
リスリトールやその多量体であるポリペンタエリスリト
ールとポリイソシアネートとヒドロキシアルキル（メ
タ）アクリレートの反応生成物であるアクリルウレタ
ン、またはペンタエリスリトールやポリペンタエリスリ
トールの水酸基含有ポリ（メタ）アクリレートと、ポリ
イソシアネートとの反応生成物であるアクリルウレタン
であって、活性エネルギ線硬化性の重合性官能基を３個
以上（より好ましくは４〜２０個）有する多官能性化合
物が挙げられる。

【００２１】また、ウレタン結合を有しない（メタ）ア
クリル酸エステル化合物としては、ペンタエリスリトー
ル系ポリ（メタ）アクリレート、およびイソシアヌレー
ト系ポリ（メタ）アクリレートが挙げられる。なお、ペ
ンタエリスリトール系ポリ（メタ）アクリレートとは、
ペンタエリスリトールやポリペンタエリスリトールと
（メタ）アクリル酸とのポリエステル（好ましくは活性
エネルギ線硬化性の重合性官能基を４〜２０個有す
る。）をいう。また、イソシアヌレート系ポリ（メタ）
アクリレートとは、トリス（ヒドロキシアルキル）イソ
シアヌレート、またはトリス（ヒドロキシアルキル）イ
ソシアヌレート１モルに１〜６モルのカプロラクトンや
アルキレンオキシドを付加して得られる付加物と、（メ
タ）アクリル酸とのポリエステル（好ましくは活性エネ
ルギ線硬化性の重合性官能基を２〜３個有する。）をい
う。

【００２２】本発明においては、上記の好ましい多官能
性化合物と、他の活性エネルギ線硬化性の重合性官能基
を２個以上有する多官能性化合物（特に多価アルコール
のポリ（メタ）アクリレート）とを併用してもよい。

【００２３】被覆組成物（Ａ）は、上記の多官能性化合
物（ａ）と共に、活性エネルギ線によって重合しうる重
合性官能基を１個有する単官能性化合物（以下、単に単
官能性化合物という。）を含有してもよい。

【００２４】単官能性化合物としては、（メタ）アクリ
ロイル基を有する化合物が好ましく、特にアクリロイル
基を有する化合物が好ましい。また、その他に水酸基、
エポキシ基などの官能基を有していてもよい。

【００２５】好ましい単官能性化合物は、（メタ）アク
リル酸エステル、すなわち（メタ）アクリレートであ
り、具体的には、特開平１１−２４０１０３号公報段落
番号００４９に記載されたものが挙げられる。

【００２６】単官能性化合物を使用する場合、被覆組成
物（Ａ）における多官能性化合物および単官能性化合物
（以下、これらを活性エネルギ線硬化性成分という。）
との合計に対する該単官能性化合物の割合は、特に限定
されないが、６０質量％以下が好ましく、特に３０質量
％以下が好ましい。単官能性化合物の割合が多すぎると
被覆組成物（Ａ）の硬化物の硬さが低下し、耐磨耗性が
不充分になる。

【００２７】被覆組成物（Ａ）には、上記の基本的成分
以外に下記の溶剤や種々の機能性配合剤を含むことがで
きる。

【００２８】被覆組成物（Ａ）において、溶剤は通常必
須の成分であり、活性エネルギ線硬化性成分が特に低粘
度の液体でないかぎり溶剤が使用される。

【００２９】溶剤としては、多官能性化合物を硬化性成
分とする被覆組成物に通常使用される溶剤を使用でき、
たとえば炭化水素類、ハロゲン化炭化水素類、ケトン
類、エーテル類、エステル類などが挙げられる。なお、
基材の種類によって適切な溶剤を選択して用いることが
好ましい。具体的には、特開平１１−２４０１０３号公
報の段落番号００７６、００８９に記載された溶媒が挙
げられる。本発明においては、エステル類、セロソルブ
類、低級アルコール類が特に好ましい。

【００３０】また溶剤の量は、必要とする組成物の粘
度、目的とする硬化物層の厚さ、乾燥条件などにより適
宜変更できる。本発明において、溶剤は、被覆組成物
（Ａ）中の活性エネルギ線硬化性成分に対して質量で１
００倍以下、好ましくは０．１〜５０倍用いられる。

【００３１】また、被覆組成物（Ａ）は、活性エネルギ
線硬化性成分を効率よく硬化させるために、光重合開始
剤を含むことが好ましい。光重合開始剤としては、公知
のものを使用でき、特に入手容易な市販のものが好まし
い。

【００３２】光重合開始剤としては、アリールケトン系
光重合開始剤（たとえば、アセトフェノン類、ベンゾフ
ェノン類、アルキルアミノベンゾフェノン類、ベンジル
類、ベンゾイン類、ベンゾインエーテル類、ベンジルジ
メチルケタール類、ベンゾイルベンゾエート類、α−ア
シロキシムエステル類など）、含イオウ系光重合開始剤
（たとえば、スルフィド類、チオキサントン類など）、
アシルホスフィンオキシド系光重合開始剤、ジアシルホ
スフィンオキシド系光重合開始剤、その他の光重合開始
剤が挙げられる。具体的には、特開平１１−２４０１０
３号公報の段落番号００８１〜００８５に記載された化
合物が挙げられる。本発明においては、アシルホスフィ
ンオキシド系光重合開始剤が特に好ましい。光重合開始
剤は、複数の種類を併用してもよく、アミン類などの光
増感剤と組み合わせて使用してもよい。

【００３３】被覆組成物（Ａ）における光重合開始剤の
量は、活性エネルギ線硬化性成分１００質量部に対して
０．０１〜２０質量部が好ましく、特に０．１〜１０質
量部が好ましい。

【００３４】機能性配合剤としては、上記の光重合開始
剤以外に、シランカップリング剤などの密着性付与剤、
紫外線吸収剤、光安定剤、酸化防止剤、熱重合防止剤、
レベリング剤、消泡剤、増粘剤、沈降防止剤、分散剤、
顔料（有機着色顔料、無機顔料）、帯電防止剤、酸、ア
ルカリおよび塩類などから選ばれる硬化触媒などが挙げ
られる。

【００３５】紫外線吸収剤としては、合成樹脂用紫外線
吸収剤として通常使用されているようなベンゾトリアゾ
ール系紫外線吸収剤、ベンゾフェノン系紫外線吸収剤、
サリチル酸系紫外線吸収剤、フェニルトリアジン系紫外
線吸収剤などが好ましい。具体的には、特開平１１−２
４０１０３号公報の段落番号００９３に記載された化合
物が挙げられる。本発明においては、２−｛２−ヒドロ
キシ−５−（２−アクリロイルオキシエチル）フェニ
ル｝ベンゾトリアゾール、２−ヒドロキシ−３−メタク
リロイルオキシプロピル−３−｛３−（ベンゾトリアゾ
ール−２−イル）−４−ヒドロキシ−５−ｔ−ブチルフ
ェニル｝プロピオネートなどの分子内に光重合性の官能
基を有するものが特に好ましい。

【００３６】光安定剤としては、合成樹脂用光安定剤と
して通常使用されているようなヒンダードアミン系光安
定剤が好ましい。具体的には、特開平１１−２４０１０
３号公報の段落番号００９４に記載された化合物が挙げ
られる。本発明においては、１，２，２，６，６−ペン
タメチル−４−ピペリジルメタクリレートなどの光重合
性の官能基を有する化合物が特に好ましい。

【００３７】酸化防止剤としては、２，６−ジ−ｔ−ブ
チル−ｐ−クレゾールなどのヒンダードフェノール系酸
化防止剤、トリフェニルホスファイトなどのリン系酸化
防止剤などが挙げられる。

【００３８】レベリング剤としては、シリコーン樹脂系
レベリング剤、アクリル樹脂系レベリング剤などが挙げ
られる。

【００３９】消泡剤としては、ポリジメチルシロキサン
などのシリコーン樹脂系消泡剤などが挙げられる。

【００４０】増粘剤としては、ポリメチルメタクリレー
ト系ポリマー、水添ひまし油系化合物、脂肪酸アミド系
化合物などが挙げられる。

【００４１】有機着色顔料としては、縮合多環系有機顔
料、フタロシアニン系有機顔料などが挙げられる。

【００４２】無機顔料としては、二酸化チタン、酸化コ
バルト、モリブデンレッド、チタンブラックなどが挙げ
られる。

【００４３】帯電防止剤としては、ノニオン系帯電防止
剤、カチオン系帯電防止剤、アニオン系帯電防止剤など
が挙げられる。

【００４４】硬化触媒としては、酸、アルカリまたは塩
類などから選ばれる硬化触媒が挙げられる。

【００４５】次に、被覆組成物（Ｂ）について説明す
る。被覆組成物（Ｂ）に含まれるポリシラザンとして
は、特開平１１−２４０１０３号公報段落番号００９７
〜０１０４に記載されたポリシラザンが好ましく挙げら
れる。

【００４６】本発明においては、ペルヒドロポリシラザ
ンが好ましく、また、その分子量は、数平均分子量で２
００〜５万が好ましい。数平均分子量が２００未満では
焼成しても均一な硬化物が得られにくく、５万超では溶
剤に溶解しにくくなり好ましくない。

【００４７】被覆組成物（Ｂ）には、ポリシラザン以外
に下記の溶剤や種々の機能性配合剤を含むことができ
る。

【００４８】溶剤としては、炭化水素類、ハロゲン化炭
化水素類、エーテル類、エステル類、ケトン類を使用で
きる。具体的には、特開平１１−２４０１０３号公報段
落番号０１０６に記載された溶媒が好ましく挙げられ
る。本発明においては、キシレン、ジブチルエーテルが
特に好ましい。

【００４９】また、溶剤は、ポリシラザンの溶解度や溶
剤の蒸発速度を調節するために、複数の種類の溶剤を混
合して用いてもよい。

【００５０】溶剤の使用量は、採用される塗工方法およ
びポリシラザンの構造や平均分子量などによって異なる
が、固形分濃度で０．５〜８０質量％となるように調製
することが好ましい。

【００５１】機能性配合剤としては、上記の被覆組成物
（Ａ）で説明した機能性配合剤が好ましく挙げられる。

【００５２】次に、被覆組成物（Ａ）および（Ｂ）の塗
工、硬化方法について説明する。上記の２種類の被覆組
成物（Ａ）および（Ｂ）を、カラーフィルタ基板の着色
層の表面に塗工する方法としては、特に制限されず公知
の方法を採用できる。たとえば、ディップ法、フロート
コート法、スプレー法、バーコート法、グラビアコート
法、ロールコート法、ブレードコート法、エアーナイフ
コート法、スピンコート法、スリットコート法、マイク
ログラビアコート法などの種々の方法を採用できる。本
発明においては、生産性や表面外観の点からスピンコー
ト法が好ましく採用される。

【００５３】被覆組成物（Ａ）を硬化させる活性エネル
ギ線としては、特に限定されず、紫外線、電子線やその
他の活性エネルギ線を使用できるが、紫外線が好まし
い。紫外線源としては、キセノンランプ、パルスキセノ
ンランプ、低圧水銀灯、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、メ
タルハライドランプ、カーボンアーク灯、タングステン
ランプなどを使用できる。

【００５４】また、被覆組成物（Ｂ）に含まれるポリシ
ラザンを硬化させてシリカとする方法としては、特開平
１１−２４０１０４号公報段落番号０１１１〜０１１５
に記載された方法を採用できる。

【００５５】本発明においては、カラーフィルタ材料の
耐熱性の点から、低温（２５０℃以下）で焼成してポリ
シラザンを硬化させることが好ましい。低温でポリシラ
ザンを硬化させるためには、被覆組成物（Ｂ）に触媒を
添加するのが好ましく、より低温で硬化できる触媒を用
いることが好ましい。そのような触媒としては、たとえ
ば、特開平７−１９６９８６号公報に記載されている
金、銀、パラジウム、白金、ニッケルなどの金属の微粒
子、特開平９−３１３３３号公報に記載されているアミ
ン類や酸類が挙げられる。

【００５６】上記金属の微粒子の粒径は０．１μｍより
小さいことが好ましく、さらに硬化物の透明性を確保す
るためには０．０５μｍより小さいことが好ましい。ま
た、粒径が小さいほど比表面積が増大して触媒能も増大
するので、触媒性能向上の点からもより小さい粒径の触
媒を使用することが好ましい。

【００５７】上記アミン類としては、たとえば、モノア
ルキルアミン、ジアルキルアミン、トリアルキルアミ
ン、モノアリールアミン、ジアリールアミン、環状アミ
ンなどが挙げられる。上記酸類としては、たとえば、酢
酸などの有機酸や塩酸などの無機酸が挙げられる。

【００５８】被覆組成物（Ｂ）にあらかじめ触媒として
上記金属の微粒子を添加する場合、その添加量は、ポリ
シラザン１００質量部に対して０．０１〜１０質量部が
好ましく、特に０．０５〜５質量部が好ましい。添加量
が０．０１質量部未満では充分な触媒効果が期待でき
ず、１０質量部超では触媒どうしの凝集が起こりやすく
なり、透明性を損なうおそれがある。

【００５９】また、上記アミン類や酸類は、被覆組成物
（Ｂ）に予め添加して用いてもよく、また、被覆組成物
（Ｂ）を塗工した後に、アミン類や酸類の溶液（水溶液
を含む。）または、それらの蒸気（水溶液からの蒸気を
含む。）に接触させてもよい。

【００６０】次に、カラーフィルタに用いられる基板に
ついて説明する。基板としては、石英ガラスなどのガラ
ス基材や、芳香族ポリカーボネート系樹脂、ポリスチレ
ン系樹脂、ポリメチルメタクリレート系樹脂、芳香族ポ
リエステル系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリアリレート
系樹脂、ポリエーテルスルフォン系樹脂、ポリスルフォ
ン系樹脂、ポリアミド系樹脂、セルローストリアセテー
ト系樹脂などの透明な各種合成樹脂基材が挙げられる。
基材は、予め成形されたものであり、たとえば平板など
のシート状基材、フィルム状基材、各種形状に成形され
た基材、少なくとも表面層が上記合成樹脂からなる積層
体などが挙げられる。また、基材の厚さは、用途により
適宜決めればよいが、たとえば液晶表示素子、エレクト
ロルミネッセンス表示素子の基板などに用いる場合は、
厚さ１０μｍ〜１ｍｍのシート状またはフィルム状に成
形した基材が好ましい。

【００６１】図１には、本発明の一実施形態であるカラ
ーフィルタを使用した液晶ディスプレーの断面を表す模
式図が示されている。図１において、液晶ディスプレー
１は、本発明のカラーフィルタ１１とＴＦＴアレイ基板
２１とが液晶層３１を介して透明導電膜１８および表示
電極２３が対向するように配置した構造である。

【００６２】本発明のカラーフィルタ１１は、基板１
３、該基板１３の一方の面に所定のパターンに形成され
たブラックマトリックス１４、赤色着色層１５Ｒ、緑色
着色層１５Ｇおよび青色着色層１５Ｂからなる着色層１
５、該着色層１５の表面に形成された被覆組成物（Ａ）
の硬化物層１６および被覆組成物（Ｂ）の硬化物層１７
からなるオーバーコート層１２、透明導電膜１８とを備
えている。

【００６３】一方、ＴＦＴアレイ基板２１は、基板２２
の一方の面に各画素毎に電圧を印加するための表示電極
２３を備えており、カラーフィルタ１１の各着色層１５
Ｒ、１５Ｇ、１５Ｂと、対応するＴＦＴアレイ基板２１
の表示電極２３とが対向するように位置合わせがなされ
ている。

【００６４】本発明のカラーフィルタ１１は、たとえば
以下のようにして製造できる。工程（１）基板１３の一方の面にブラックマトリックス１４を形成
する。ブラックマトリックス１４は、Ｃｒ、Ａｌ、Ｎ
ｉなどの金属およびそれらの酸化物や窒化物などの金属
薄膜、炭素系黒色顔料、金属酸化物や金属酸窒化物な
どの遮光剤を分散させたポリイミド系樹脂、アクリル系
樹脂、ポリビニルアルコール誘導体樹脂やゼラチン系樹
脂などの樹脂層や上記遮光剤を分散させた感光性樹脂
層をスパッタリング法、真空蒸着法、スピンコート法ま
たはダイコート法などにより形成して所定の形状にパタ
ーニングする、または印刷法により形成できる。ブラッ
クマトリックス１４の膜厚は０．１〜２μｍが好まし
い。

【００６５】工程（２）上記ブラックマトリックス１４を形成した面に着色層１
５を形成する。カラーフィルタ１１を構成する着色層１
５は、赤色着色層１５Ｒ、緑色着色層１５Ｇおよび青色
着色層１５Ｂが、モザイク型、トライアングル型、スト
ライプ型、４画素配置型などの所定のパターンで配列さ
れたものである。着色層１５の厚さは０．５〜５μｍが
好ましい。

【００６６】本発明において、着色層の形成方法は特に
限定されるものではなく、染色法、顔料分散法、印刷法
などの公知の方法を採用できる。

【００６７】染色法は、ゼラチンなどの染色可能なレジ
ストをフォトリソグラフィ工程により所定の形状にパタ
ーン化した後、染色する方法である。

【００６８】顔料分散法は、平均粒径０．１μｍ以下に
微細化したフタロシアニン系、アントラキノン系などの
顔料をアクリル樹脂などのレジスト材に分散して得られ
るカラーレジストをパターン化する方法である。なお、
エレクトロルミネッセンスディスプレーの場合には染料
として蛍光色素が用いられる場合もある。

【００６９】印刷法は、顔料を分散させた熱硬化性樹脂
を用いて、所定のパターンに印刷した後、樹脂を熱硬化
させる方法である。

【００７０】工程（３）上記着色層１５の表面に、前記の方法により被覆組成物
（Ａ）および（Ｂ）を塗工し、オーバーコート層１２を
形成する。

【００７１】なお、被覆組成物（Ａ）の硬化と、被覆組
成物（Ｂ）の塗工〜硬化の組み合わせ（タイミング）と
しては、以下の（１）〜（４）のタイミングが挙げられ
る。

【００７２】（１）被覆組成物（Ａ）を塗工した後、充
分な量の活性エネルギ線を照射して充分に被覆組成物
（Ａ）の硬化を終了させた後、その表面に被覆組成物
（Ｂ）の層を形成する。

【００７３】（２）被覆組成物（Ａ）を塗工して被覆組
成物（Ａ）の未硬化物の層を形成した後、その未硬化物
の層の表面に被覆組成物（Ｂ）を塗工して被覆組成物
（Ｂ）の未硬化物の層を形成し、その後に充分な量の活
性エネルギ線を照射して被覆組成物（Ａ）の硬化を終了
させる。この場合、被覆組成物（Ｂ）は被覆組成物
（Ａ）とほぼ同時に硬化するか、被覆組成物（Ａ）の硬
化後、硬化触媒溶液の蒸気雰囲気下に曝す、常温に放置
する、または加熱などにより硬化される。

【００７４】（３）被覆組成物（Ａ）を塗工した後、指
触乾燥状態になり、かつ完全硬化に至らないまでの量の
活性エネルギ線（通常、約３００ｍＪ／ｃｍ²までの照
射量）を一旦照射して被覆組成物（Ａ）の部分硬化物の
層を形成した後、その部分硬化物の層の表面に被覆組成
物（Ｂ）を塗工して被覆組成物（Ｂ）の未硬化物の層を
形成し、その後、完全硬化させるに充分な量の活性エネ
ルギ線を照射して被覆組成物（Ａ）の硬化を終了させ
る。なお、被覆組成物（Ｂ）の未硬化物の硬化は上記
（２）の場合と同様である。

【００７５】（４）上記（２）または（３）のように被
覆組成物（Ａ）の未硬化物または部分硬化物の層と被覆
組成物（Ｂ）の未硬化物の層とを形成した後、被覆組成
物（Ｂ）の未硬化物を先に部分硬化または完全硬化させ
て、その後に被覆組成物（Ａ）の未硬化物または部分硬
化物を完全硬化させる。この場合、被覆組成物（Ｂ）を
塗工する時点では被覆組成物（Ａ）は部分硬化物である
ことが好ましい。また、被覆組成物（Ａ）を完全硬化さ
せる時点では被覆組成物（Ｂ）は部分硬化物であること
が好ましい。

【００７６】本発明においては、２つの硬化物層の層間
密着力を上げるために、上記（２）または（３）のタイ
ミングで行なうことが好ましい。また、被覆組成物が溶
剤を含有している場合は、塗工後、乾燥して溶剤を除去
してから硬化させることが好ましい。

【００７７】被覆組成物（Ａ）の硬化物層の厚さは０．
５〜５０μｍが好ましく、特に１〜１５μｍが好まし
い。この層の厚さが５０μｍ超では活性エネルギ線によ
る硬化が不充分になり、基板との密着性が損なわれやす
くなり、０．５μｍ未満ではオーバーコート層の耐擦傷
性が不充分となるおそれがあり、また表面平滑性が充分
発現できないおそれがある。

【００７８】また、被覆組成物（Ｂ）の硬化物層の厚さ
は０．０５〜１０μｍが好ましく、特に０．１〜３μｍ
が好ましい。この層の厚さが１０μｍ超では耐磨耗性な
どの表面特性の向上がそれ以上期待できないうえ、層が
脆くなり、カラーフィルタのわずかな変形によっても外
層にクラックなどが生じやすくなる。また、０．０５μ
ｍ未満ではオーバーコート層表面の耐擦傷性が充分発現
できないおそれがある。

【００７９】工程（４）上記オーバーコート層１２の表面に透明導電膜１８を形
成する。透明導電膜は、酸化インジウムスズ（ＩＴ
Ｏ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ）および
それらの合金などを用いて、ディッピング法、化学気相
成長、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーテ
ィング法などにより形成される。透明導電膜の膜厚は１
００〜３００μｍが好ましい。なお、固体撮像素子の場
合には、通常、オーバーコート層の上にはオンチップレ
ンズが形成されている。

【００８０】

【実施例】以下、本発明を実施例（例１〜５）、比較例
（例６、７）に基づき説明するが、本発明はこれらに限
定されない。例１〜６についての各種物性の測定および
評価は以下に示す方法で行い、その結果を表１に示し
た。

【００８１】［耐擦傷性］＃０００のスチールウールに
２ｋｇの荷重をかけて、オーバーコート層上を１０往復
こすり、傷つき状態を観察した。ほとんど傷がつかなか
ったものを○、数本傷がついたものを△、全面に傷がつ
いたものを×とした。

【００８２】［密着性］オーバーコート層に対して剃刀
の刃で１ｍｍ間隔で縦横それぞれ１１本の切れ目を付
け、１００個の碁盤目を作り、市販のセロハンテープを
よく密着させた後、９０度手前方向に急激にはがした際
の、被膜が剥離せずに残存した碁盤目の数（ｍ）をｍ／
１００で表す。

【００８３】［耐薬品性］２５℃のメタノール、イソプ
ロピルアルコール、またはＮ−メチル−２−ピロリドン
に３０分間浸漬し、塗膜に変化がないものを○、剥離や
白濁などの変化があったものを×とした。

【００８４】［平坦性］オーバーコート層で覆われた着
色画像部の最大−最小膜厚差を接触式表面粗さ計にて測
定し、平坦性を評価した。

【００８５】［ＩＴＯ膜との密着性］オーバーコート層
にＩＴＯを成膜し、ＩＴＯ膜の碁盤目試験を行った。［例１］撹拌機および冷却管を装着した２００ｍＬの４
つ口フラスコに、イソプロピルアルコール２０．５ｇ、
酢酸ブチル２０．５ｇ、１−メトキシ−２−プロパノー
ルを１０．３ｇ、２，４，６−トリメチルベンゾイルジ
フェニルホスフィンオキシドを０．３３ｇ、２−［４−
（２−ヒドロキシ−３−ドデシルオキシプロピルオキ
シ）−２−ヒドロキシフェニル］−４，６−ビス（２，
４−ジメチルフェニル）−１，３，５−トリアジンを
０．６６ｇ、ＰＭＭＡ樹脂２．０ｇおよびＮ−メチル−
４−メタクリロイロキシ−２，２，６，６−テトラメチ
ルピペリジンを０．４４ｇを加えて溶解させ、続いて水
酸基を有するジペンタエリスリトールポリアクリレート
と部分ヌレート化ヘキサメチレンジイソシアネートの反
応生成物であるウレタンアクリレート（１分子あたり平
均１５個のアクリロイル基を含有）１０．０ｇと、カプ
ロラクトン変性トリス（アクリロイロキシエチル）イソ
シアヌレート（東亞合成社製、商品名「アロニクスＭ−
３２５」）１０．０ｇを加え、常温で１時間撹拌して被
覆組成物（以下、塗工液１という）を得た。

【００８６】そして、ガラス板上に蒸着Ｃｒを含有する
ブラックマトリックスと、イミド系樹脂を分散バインダ
ーとして、顔料を分散して得られた膜厚１．５μｍのＲ
ＧＢ着色層をパターン化して形成し、その上にスピンコ
ート法により塗工液１を塗工（ウェット厚さ１０μｍ）
して、これを空気雰囲気中、高圧水銀灯を用いて１５０
０ｍＪ／ｃｍ²（波長３００〜３９０ｎｍ領域の紫外線
積算エネルギ量、以下同様）の紫外線を照射し、膜厚３
μｍの硬化物層を形成した。

【００８７】次に、この表面にさらに低温硬化性のペル
ヒドロポリシラザンのキシレン溶液（固形分２０質量
％、東燃社製、商品名「Ｄ１１０」）（以下、塗工液２
という）をもう一度スピンコート法により塗工（ウェッ
ト厚さ６μｍ）し、８０℃の熱風循環オーブン中で１０
分間保持して溶剤を除去した後、続いて１００℃の熱風
循環オーブン中で１２０分間保持して充分に硬化させ、
着色層上に総膜厚４．２μｍのオーバーコート層を形成
してサンプルを得た。

【００８８】［例２］例１におけるサンプル調製方法を
以下のように変更した。塗工液１を塗工後、これを空気
雰囲気中、高圧水銀灯を用いて１５０ｍＪ／ｃｍ²の紫
外線を照射し、膜厚３μｍの部分硬化物層を形成した。
そして、この表面に塗工液２の代わりに無触媒のペルヒ
ドロポリシラザンのキシレン溶液（固形分２０質量％、
東燃社製、商品名「Ｖ１１０」）（以下、塗工液３とい
う）をもう一度スピンコート法により塗工（ウェット厚
さ６μｍ）して、８０℃の熱風循環オーブン中で１０分
間保持し溶媒を除去した後、これを空気雰囲気中、高圧
水銀灯を用いて１５００ｍＪ／ｃｍ²の紫外線を照射し
た。さらに１００℃の熱風循環オーブン中で１２０分間
保持して、着色層上に総膜厚４．２μｍのオーバーコー
ト層を形成してサンプルを得た。

【００８９】［例３］例２におけるサンプル調製方法を
以下のように変更した。最後に１００℃の熱風循環オー
ブン中で１２０分間保持する代わりに、２３℃、相対湿
度５５％の環境下で１日間養生して、着色層上に総膜厚
４．２μｍのオーバーコート層を形成してサンプルを得
た。

【００９０】［例４］例２におけるサンプル調製方法を
以下のように変更した。最後に１００℃の熱風循環オー
ブン中で１２０分間保持する代わりに、２５℃に保たれ
た３容量％トリエチルアミン水溶液の浴の上に３分間保
持して、着色層上に総膜厚４．２μｍのオーバーコート
層を形成してサンプルを得た。

【００９１】［例５］例３におけるサンプル調製方法を
以下のように変更した。塗工液３の代わりに、末端の一
部がトリメチルシリル基で変性されたポリシラザンのキ
シレン溶液（固形分２０質量％、東燃社製、商品名「Ｎ
−Ｎ３１０」）を用い、着色層上に総膜厚４．２μｍの
オーバーコート層を形成してサンプルを得た。

【００９２】［例６］例1において、得られた着色層上
に、スピンコート法によりダイヤビームＵＲ−４５００
（商品名、三菱レーヨン社製）を塗工（厚さ３μｍ）し
て、これを空気雰囲気中、高圧水銀灯を用いて１０００
ｍＪ／ｃｍ²の紫外線を照射し、膜厚２．５μｍのオー
バーコート層を形成してサンプルを得た。

【００９３】［例７］例1において、得られた着色層上
に、スピンコート法により塗工液２を塗工（ウェット厚
さ６μｍ）して、８０℃の熱風循環オーブン中で１０分
間保持して溶剤を除去した後、続いて１００℃の熱風循
環オーブン中で１２０分間保持して充分に硬化させ、膜
厚１．２μｍのオーバーコート層を形成してサンプルを
得た。

【００９４】

【表１】

【００９５】

【発明の効果】本発明によれば、耐薬品性、耐擦傷性、
およびＩＴＯ膜との密着性に優れ、かつ厚膜化が容易で
平滑性に優れたオーバーコート層を有するカラーフィル
タを提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態であるカラーフィルタを
使用した液晶ディスプレーの断面を表す模式図である。

【符号の説明】

１．液晶ディスプレー１１．カラーフィルタ１２．オーバーコート層１３．基板１４．ブラックマトリックス１５．着色層１６．被覆組成物（Ａ）の硬化物層１７．被覆組成物（Ｂ）の硬化物層１８．透明導電膜２１．ＴＦＴアレイ基板２２．基板２３．表示電極３１．液晶層

フロントページの続きＦターム(参考） 2H048 BA02 BA11 BA15 BA29 BA55 BB02 BB14 BB15 BB33 BB37 BB44 BB46 2H091 FA02Y FA35Y FB02 FD06 GA13 LA02 LA30 3K007 AB04 AB15 AB18 BB06 CA01 CB01 FA01 4M118 AA10 AB01 GC08 GC14 GC15 GC20

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板と該基板上に形成されたオーバーコ
ート層の間に着色層が規則的に配置されたカラーフィル
タにおいて、前記オーバーコート層が２層以上の透明硬
化物層からなり、この透明硬化物層のうち外層に接する
内層が活性エネルギ線硬化性の重合性官能基を２個以上
有する多官能性化合物（ａ）を含有する被覆組成物
（Ａ）の硬化物層であり、外層がポリシラザンを含有す
る被覆組成物（Ｂ）の硬化物層であることを特徴とする
カラーフィルタ。
【請求項２】前記被覆組成物（Ａ）の硬化物層の厚さ
が０．５〜５０μｍである、請求項１に記載のカラーフ
ィルタ。
【請求項３】前記被覆組成物（Ｂ）の硬化物層の厚さ
が０．０５〜１０μｍである、請求項１または２に記載
のカラーフィルタ。
【請求項４】基板と該基板上に形成されたオーバーコ
ート層の間に着色層が規則的に配置されたカラーフィル
タの製造方法において、前記着色層の表面に活性エネルギ線硬化性の重合性官能
基を２個以上有する多官能性化合物（ａ）を含有する被
覆組成物（Ａ）の未硬化物層、部分硬化物層または硬化
物層を形成し、この表面にポリシラザンを含有する被覆
組成物（Ｂ）の未硬化物層または部分硬化物層を形成
し、被覆組成物（Ａ）の層が硬化物層である場合は被覆
組成物（Ｂ）の層を硬化させ、被覆組成物（Ａ）の層が
未硬化物層または部分硬化物層である場合は被覆組成物
（Ａ）および被覆組成物（Ｂ）の層を任意の順でまたは
同時に硬化させることを特徴とするカラーフィルタの製
造方法。