JP2002179993A - カラーフィルター保護膜用組成物及びカラーフィルターの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 粒子状異物等による品位低下の少ないLCDカ
ラーフィルター及び粒子状異物の周囲での膜厚の不均一
領域が減少した保護膜用組成物を供給する。 【解決手段】 重量平均分子量(Mw)が５０００以下であ
り、１分子中に含まれるエポキシ基が２個以上であるエ
ポキシ樹脂（Ａ）、最大粒子径が３μｍ以下で平均粒子
径が５００nm以下であるシリカ粒子（Ｂ）及び硬化剤
（Ｃ）を必須成分として含有し、かつ、シリカ粒子の含
有量が固形分の５〜６０wt％である樹脂組成物であっ
て、直径５μｍの球状粒子が存在するカラーフィルター
上に硬化後の膜厚が０.５〜３μｍとなるように塗布し
た際に、球状粒子周囲に生じる膜厚が不均一な部分で観
察されるニュートンリングの最外周の直径が６０μｍ以
下となる特性を有するカラーフィルター保護膜用組成
物。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、カラーフィルター
保護膜用組成物及びこれを用いたカラーフィルターの製
造方法に関するものであり、詳しくは、シリカ微粒子を
含むLCDカラーフィルター保護膜用材料とこれを保護膜
材として適用したカラーフィルターの製造方法に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】液晶ディスプレイ（LCD）用のカラーフ
ィルター保護膜には、下地のカラーインキ画素、ブラッ
クマトリックスで生じる表面の凹凸を隠蔽し得る高い平
坦化性が要求されている。平坦化性が悪いと、LCDパネ
ルに組み込んだ際に、色むら等の表示品位の低下を生じ
る。これまで、カラーフィルター保護膜用組成物とし
て、例えば、特開昭６３-２１８７７１号公報には、オ
ルガノアルコキシシランの加水分解物、部分分解物を含
有する保護膜形成用組成物が開示されている。また、特
公平８−３０１６７号公報には、加水分解性基を有する
ケイ素原子を含有するアミド酸化合物、イミド化合物、
ジシラザン化合物を含有する硬化性組成物が開示されて
いる。更に、特開平４−３４５６０８号公報には、ビス
フェノールフルオレン骨格を有する化合物を含むカラー
フィルター用材料及びその硬化物が開示されている。ま
た、エポキシ化合物とエポキシ硬化剤とを含む組成物も
特開平９−３２８５３４号公報で知られている。

【０００３】これらの組成物は、下地のカラーインキ画
素、ブラックマトリックスで生じる表面の段差を平坦化
する作用を有しており、LCD用の保護膜に供することが
可能である。しかし、カラーフィルター上に高さ数μm
程度の異物等が存在すると、その異物等の周囲に保護膜
組成物がなだらかに広がり、裾の直径が数１０〜１００
数十μｍに及ぶ平べったい円錐状の硬化物を形成するも
のがあった。この部分は、保護膜の膜厚が所定より厚
く、ナトリウムランプ下で干渉縞（ニュートンリング）
として観察される。この様な保護膜の膜厚の不均一箇所
は、ＬＣＤパネルにおいて表示不良を引き起こすことが
懸念されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、異物
等の周囲で生じる保護膜の膜厚が不均一な領域を低減す
るカラーフィルター保護膜用組成物及びこれを保護膜材
として適用したカラーフィルターの製造方法を提供する
ことである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上述の問
題点を解決すべく鋭意検討を行った結果、組成物を形成
するエポキシ樹脂に特定のものを用い、これに微粒子の
シリカ粒子を含有させることで、異物等の周囲で生じる
保護膜の膜厚が不均一な領域が著しく改良されることを
見出し、本発明を完成するに至った。

【０００６】すなわち、本発明は、重量平均分子量(Mw)
が５０００以下であり、１分子中に含まれるエポキシ基
が２個以上であるエポキシ樹脂（Ａ）と平均粒子径が５
００ｎｍ以下であるシリカ粒子（Ｂ）を必須成分として
含有し、かつ、当該シリカ粒子の含有量が固形分の５〜
６０wt％である樹脂組成物であって、直径５μｍの球状
粒子が存在するカラーフィルター上に膜厚０.５〜３μ
ｍで塗布した際に、球状粒子周囲に生じる膜厚が不均一
な部分で観察されるニュートンリングの最外周の直径が
６０μｍ以下となる特性を有するカラーフィルター保護
膜用組成物に関するものである。また、本発明は、この
カラーフィルター保護膜用組成物のエポキシ樹脂中に、
下記一般式（１）

【化３】 （但し、式（１）において、Ａは下記式（２）で示され
る基を示す。また、ｍは０〜９の整数を示すが、好まし
くは平均が０〜１の数である）

【化４】 （但し、Ｒは水素又はアルキル基を示す）で表されるフ
ルオレン骨格を有するエポキシ樹脂が５〜９０wt%含有
されているカラーフィルター保護膜用組成物である。

【０００７】更に、本発明は、カラーフィルター上に、
請求項１又は２記載のカラーフィルター保護膜用組成物
を塗布し、これを硬化させ、厚さ０．５〜３μｍの範囲
のカラーフィルター保護膜を形成することを特徴とする
カラーフィルターの製造方法でもある。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下に本発明を詳細に説明する。
本発明の必須成分である重量平均分子量(Mw)が５０００
以下であり、１分子中に含まれるエポキシ基が２個以上
であるエポキシ樹脂（Ａ）は、広く一般に知られるエポ
キシ樹脂から選択すれば良い。例えば、新保正樹編、エ
ポキシ樹脂ハンドブック、日刊工業新聞社刊（昭和６２
年）等に記されたエポキシ樹脂から選択することが出来
る。具体例としては、ビスフェノールＡ型エポキシ樹
脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、フェノールノボ
ラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキ
シ樹脂、脂環式エポキシ樹脂等を挙げることができ、こ
れらを、２種類以上を混合して使用してもよい。なお、
本発明でエポキシ樹脂というときは、エポキシ化合物を
も包含するものである。

【０００９】重量平均分子量(Mw)が５０００以下である
エポキシ樹脂は、カラーフィルター保護膜用組成物に優
れた平坦化性を付与する目的で有利に用いられるが、一
方で異物周囲で生じる保護膜の膜厚が不均一である領域
が大きい傾向が有る。このような重量平均分子量(Mw)が
５０００以下であるエポキシ樹脂に特定のシリカ粒子を
添加することで、保護膜の膜厚が不均一である領域を低
減する効果が発現される。本発明の保護膜の膜厚が不均
一である領域を低減する効果は、重量平均分子量(Mw)が
５０００以下のエポキシ樹脂を含む系で認められるが、
好ましい効果を認める重量平均分子量(Mw)は４０００以
下であり、より好ましい効果を認める重量平均分子量(M
w)は３０００以下である。

【００１０】重量平均分子量(Mw)が５０００以下であ
り、１分子中に含まれるエポキシ基が２個以上であるエ
ポキシ樹脂は、全エポキシ樹脂に対して５０ｗｔ％以上
が必要である。好ましくは７０ｗｔ％以上であり、より
好ましくは８０ｗｔ％以上である。なお、１分子中に含
まれるエポキシ基が２個以上であるエポキシ樹脂を２種
類以上使用する場合は、その平均として重量平均分子量
が5000以下となればよい。しかし、エポキシ基を１つだ
け含むものはエポキシ樹脂Ａとしては計算しない。

【００１１】本発明に用いるエポキシ樹脂は、上記した
ものであれば特に制限されないが、本発明の効果である
異物周囲に発生する膜厚が不均一な領域を低減する効果
と他のカラーフィルターに求められる特性との関係から
上記一般式（１）で表されるフルオレン骨格を有するエ
ポキシ樹脂（以下、カルドエポキシ樹脂ともいう）であ
ることが好ましい。かかるエポキシ樹脂は、特開昭６３
−２１８７２５号公報等に開示されており、ビスフェノ
ールフルオレンとエピクロルヒドリンの反応で得ること
ができる。

【００１２】カルドエポキシ樹脂はシリカ粒子と共存す
ることで、異物周囲に発生する膜厚が不均一な領域を低
減する効果を有利に発現する。ここで、異物周囲に発生
する膜厚が不均一な領域を低減する為に必要なカルドエ
ポキシの含有量は、全エポキシ樹脂の５ｗｔ％以上であ
る。好ましくは全エポキシ樹脂の１０ｗｔ％以上であ
り、より好ましくは２０ｗｔ％以上である。異物周囲に
発生する膜厚が不均一な領域を低減する観点からは含有
量の制限は見当たらないが、カルドエポキシ樹脂の含有
量が９０ｗｔ％より多いとその嵩高い構造から未反応の
エポキシ基が残存する傾向がある。従って、得られた保
護膜に優れた耐熱性や表面硬度を付与する為に９０ｗｔ
％以下で用いられる。硬化性の観点からは、好ましくは
７０ｗｔ％以下である。

【００１３】種類の異なる複数のエポキシ樹脂を混合し
て用いる場合は、未反応のエポキシ基が残らない組合わ
せのエポキシ樹脂を用いることが好ましい。つまり、反
応性が大きく異なるエポキシ樹脂を用いると、反応性が
高いエポキシ基が優先的に反応し、反応性が低いエポキ
シ基が未反応で残ることがあり、未反応で残るエポキシ
基が多いと耐熱性が低下するおそれがある。

【００１４】本発明の組成物には、エポキシ樹脂の硬化
剤を配合することが必要である。この場合、エポキシ樹
脂の硬化剤保護膜に透明性を付与する目的で、酸及び酸
無水物系硬化剤を用いることが好ましい。酸及び酸無水
物系硬化剤は、広く一般に用いられるもので良く、例え
ば前述した成書（新保正樹編、エポキシ樹脂ハンドブッ
ク、日刊工業新聞社刊（昭和６２年）に記載されてい
る。具体的には、例えば、無水トリメリット酸、無水ピ
ロメリット酸、無水フタル酸等を上げることができる。

【００１５】酸及び酸無水物を硬化剤として使用する場
合のエポキシ樹脂との割合は、得られる保護膜の硬度、
耐熱性、耐薬品性等の物性が要求特性を満たすように、
それぞれの化合物が有するエポキシ基とカルボキシル基
の比率で選択される。ここで、比率の計算は、例えば、
酸又は酸無水物硬化剤１分子中のカルボキシル基数（酸
無水物の場合は、１つの酸無水物基が２つのカルボキシ
ル基を生じるとして計算）がｎ個、エポキシ化合物１分
子中のエポキシ基の数がｍ個であるとすると、それぞれ
の化合物１モルあたり、ｎ当量のカルボキシル基、ｍ当
量のエポキシ基を有するとして計算される。耐熱性に着
目すると、カルボキシル基／エポキシ基の当量比が、
０．４〜１．４、好ましくは、０．６〜１．２、より好
ましくは、０．８〜１．０となるようにエポキシ樹脂と
酸及び酸無水物硬化剤を配合することがよい。当量比が
０．４より小さいと、得られる硬化物の耐熱性が低く、
更にガラス基板との密着性が低い等の問題が生じ、逆
に、１．４より大きいと得られる硬化物の耐熱性が低い
等の問題が生じる。その他の特性についても、カルボキ
シル基／エポキシ基の当量比を、０．４〜１．４、好ま
しくは、０．６〜１．２の範囲とすることがよい。

【００１６】エポキシ樹脂と酸及び酸無水物硬化剤の反
応を促進する目的で硬化触媒を用いることができる。但
し、エポキシ樹脂と硬化剤を混合して１つの樹脂溶液と
して使用する場合は、保存安定性を十分に考慮する必要
がある。触媒の添加量は、エポキシ樹脂と硬化剤の合計
１００重量部に対して、触媒の有効成分が通常０．０１
〜５重量部の範囲で選ばれる。なお、これらの重量計算
においては、エポキシ樹脂、硬化剤に溶媒等が含まれる
場合は、溶媒等は重量計算に含めない。本発明の保護膜
組成物は、保存安定性を向上させる目的で、エポキシ樹
脂と硬化剤を２液に分けて使用することが可能である。

【００１７】引続き、本発明のもう一つの必須成分であ
るシリカ粒子（Ｂ）について説明する。本発明の必須成
分であるシリカ粒子は、平均粒子径が５００nm以下のシ
リカ微粒子を広く用いることがことができ、コロイダル
・シリカ（別名：シリカゾル、製造業者：旭電化、触媒
化成、日産化学、日本化学）、超微粒子状無水シリカ
（商品名：アエロジル、製造業者：日本アエロジル）と
して市販されているものを使用することができる。但
し、超微粒子状無水シリカは、保護膜組成物に添加する
際に、分散機等で微分散化処理を施すことが好ましい。
その点で、コロイダル・シリカ（別名：シリカゾル）
は、無水ケイ酸の超微粒子をコロイド溶液として利用し
易く安定な状態にしたもので、コロイド溶液を保護膜組
成物に添加すれば良く簡便に用いることができ好ましく
用いられる。

【００１８】本発明におけるシリカ粒子の平均粒子径
は、５００nm以下であることが必要である。平均粒子径
が５００nmより大きいシリカ粒子を用いると、塗膜表面
に凹凸が生じ、その結果、平滑性が良好な保護膜を得る
ことができない。得られた保護膜の表面形状を平滑に保
つために、シリカ粒子の平均粒子径は好ましくは１００
nm以下であり、より好ましくは、２０nm以下である。ま
た、シリカ粒子の最大粒子径は３μm以下であることが
必要である。最大粒子径が３μmより大きくなると保護
膜とした場合の平滑性が損なわれるおそれがある。な
お、上記平均粒子径を満たすものであっても、１０００
nm以上の粒子含有率が１０％以下であることがよい。

【００１９】シリカゾルの分散媒は、無水ケイ酸の超微
粒子が安定なコロイド溶液として存在できることと溶媒
であることに加えて、保護膜組成物に混合した際に析出
物を発生させないことが好ましい。この様な分散媒は、
例えば、メタノール、イソプロパノール、エチレングリ
コール、エチレングリコー炉-モノｎ-プロピルエーテ
ル、ジメチルアセトアミド、キシレン、ｎ-ブタノー
ル、メチルイソブチルケトンを挙げることができる。

【００２０】異物等の周囲に発生する膜厚が不均一な領
域を低減するために必要なシリカ粒子の含有量は、保護
膜組成物の固形分の５〜６０ｗｔ％である。ここで、５
ｗｔ％より少ないと十分な改善効果を得ることが出来
ず、逆に６０ｗｔ％より多いと得られた保護膜の耐薬品
性、耐熱性等の諸物性が低下する。この様な観点から好
ましいシリカ粒子の量は、１０〜５０ｗｔ％であり、よ
り好ましくは２０〜４０ｗｔ％である。

【００２１】ここで固形分とは、概ね固体分及び樹脂形
成成分の合計量をいい、組成物を硬化、乾燥後に固形分
として残存するものをいう。具体的には、保護膜組成物
を１６０℃で２時間保持した時に残存する固形成分のこ
とであり、主成分はエポキシ樹脂、硬化剤等の樹脂成分
とシリカ粒子である。保護膜組成物中に占める固形分の
割合は、保護膜組成物を１６０℃で２時間保持する前後
の重量を測定することで求めることが出来る。 固形分(ｗｔ％) ＝ 熱処理後の重量／熱処理前の重量
× １００

【００２２】本発明のカラーフィルター保護膜用組成物
は、スピンコーター、ロールコーター、バーコーター等
の塗布装置を用いて塗布する目的で、必要な粘度に調整
するための溶媒を用いる。溶媒は、組成物中に含まれる
シリカゾルの分散媒と良好に混ざり合うこと、エポキシ
樹脂、硬化剤を良好に溶解すること、蒸発むら等がない
平滑平坦な塗膜を与え、加えて良好な保存安定性を与え
る溶媒であることが好ましい。このような溶媒として、
エーテル系溶媒、アセタール系溶媒、ケトン系溶媒、エ
ステル系溶媒等を挙げることができる。組成物の固形分
濃度は、用いる塗布装置と目的とする塗膜の厚さに合わ
せて、溶解させるべき各成分が安定に溶解する範囲で任
意に調整できる。

【００２３】本発明における、カラーフィルター保護膜
用組成物の好ましい組成範囲は、固形分中、エポキシ樹
脂（Ａ）１０〜９０重量％、シリカ粒子（Ｂ）５〜６０
重量％、硬化剤（Ｃ）５〜２５重量％、他の添加剤０〜
５重量％である。また、カラーフィルター保護膜用組成
物はこれら固形分を溶媒に分散させたものでもよく、そ
の場合、固形分１００重量部に対し、溶媒は１００〜５
００重量部用いることが好ましい。

【００２４】本発明においては、保護膜用組成物に要求
される物性を改善する目的で、必要な添加物を組成物中
に含有させることができる。添加物としては、ガラス基
板との密着性を向上させるシランカップリング剤、溶媒
の蒸発ムラを無くし塗膜の平滑・平坦性を向上させるシ
リコン系あるいはフッ素系の界面活性剤、組成物の保存
安定性を向上させるビニルエーテル化合物等がある。こ
こでビニルエーテル化合物は、保存時の蒸発を防止する
目的で、その沸点は４０℃以上であることが好ましい。
その他、樹脂類等の各種有機化合物、無機化合物等も必
要により配合することができる。

【００２５】本発明のカラーフィルター保護膜用組成物
は、直径５μｍの球状粒子が存在するカラーフィルター
上に膜厚０.５〜３μｍで塗布した際に、球状粒子周囲
に生じる膜厚が不均一な部分で観察されるニュートンリ
ングの最外周の直径が６０μｍ以下となる特性を有す
る。本発明でいう、ニュートンリングとは、ナトリウム
ランプ下で干渉縞（ニュートンリング）として観察され
るものであり、偏光顕微鏡により見ることができる。こ
の部分は、膜厚ムラがある部分、すなわち膜厚の不均一
箇所に発生しやすい

【００２６】次に、本発明のカラーフィルターの製造方
法について説明する。本発明のカラーフィルターの製造
方法によりカラーフィルターを製造するにあたっては、
まず、基板上に各色のインキ、ブラックレジスト等の層
が所定のパターンで設けられたカラーフィルター基材を
準備する。このカラーフィルター基材は、公知の方法で
準備することができる。その後、カラーフィルター基材
上にカラーフィルター保護膜用組成物を塗布するが、こ
の場合用いられる組成物は、重量平均分子量(Mw)が５０
００以下であり、１分子中に含まれるエポキシ基が２個
以上であるエポキシ樹脂（Ａ）と平均粒子径が５００ナ
ノメーター以下であるシリカ粒子（Ｂ）を必須成分とし
て含有し、かつ、当該シリカ粒子の含有量が固形分の５
〜６０wt％である樹脂組成物であって、直径５μｍの球
状粒子が存在するカラーフィルター上に膜厚０.５〜３
μｍで塗布した際に、球状粒子周囲に生じる膜厚が不均
一な部分で観察されるニュートンリングの最外周の直径
が６０μｍ以下となる特性を有するものであることが必
要である。組成物がこの要件を満たしていないとカラー
フィルター上に微細な異物等が存在した場合、その周囲
に観察されるニュートンリングが目立ちやすくなりカラ
ーフィルターとしての価値が低下する。

【００２７】カラーフィルター基材上に塗布された保護
膜は、通常、予備乾燥により溶媒を除去した後、熱処理
により硬化される。この硬化処理方法は、カラーフィル
ター保護膜の通常の製造プロセスに従えばよく、限定さ
れない。好ましい態様としては、１２０℃以下の温度で
溶媒を十分に除去し、塗膜をタックフリーとした後（プ
レベーク）、１５０〜２４０℃の範囲の温度で５〜６０
分間程度で加熱することで硬化を完了させる（ポストベ
ーク）方法である。ここで、プレベーク温度は、１２０
℃より高いと平坦化性が低下する場合があり、好ましく
は１００℃以下である。ポストベーク温度は、１５０℃
より低い温度では得られる保護膜の耐熱性が不十分とな
る場合があり、好ましくは１８０℃以上であり、より好
ましくは２００℃以上である。ポストベーク時間は、ポ
ストベーク温度に依存するが、例えば、ポストベーク温
度が２００℃の場合は１５分以上が好ましく、より好ま
しくは３０分以上である。ポストベークは、１つの温度
で硬化を完了させてもよいが、平坦化性をより向上させ
るには、多段ベークを用いることが好ましい。ここで、
多段ベークとは、異なる２つ以上の温度で硬化を行うこ
とであり、例えば、１５０℃で硬化後に、２００℃で硬
化を完了させる（２段ベーク）ことをいう。

【００２８】本発明の製造方法により製造されたカラー
フィルター保護膜は、その厚さが０．５〜３μｍの範囲
にあることが必要である。この場合の厚さは、硬化後の
厚さを意味する。膜厚が０．５μｍ以下であると本発明
の効果が小さく、膜厚が３μｍ以上だと、必要以上に本
発明の組成物を要することになり好ましくなく、また、
ニュートンリング自体が発生しにくいので本発明の効果
は見られない。

【００２９】通常、カラーフィルターの製造工程におい
ては、異物等が混入しないように管理がされているが、
完全に除去できるものではない。この場合、異物周囲に
ニュートンリングが観察されるが、用いられる保護膜用
組成物によってはこのニュートンリングが目立ちやすく
なる。本発明の保護膜付カラーフィルターの製造方法に
おいては、保護膜用組成物に前記した特定の特性を有す
るものを用い、これをカラーフィルター上に塗布し、硬
化後の膜厚を制御することにより、カラーフィルター保
護膜表面が平坦かつ平滑な保護膜を有するカラーフィル
ターを得ることができる。また、本発明の製造方法で使
用される組成物中のエポキシ樹脂に上記一般式（１）の
エポキシ樹脂を用いることにより、密着性、耐薬品性、
透明性、表面硬度が良好で、かつ表面平坦性（平滑）を
有する保護膜付カラーフィルターとすることができる。

【００３０】

【実施例】以下、実施例により本発明を、更に詳しく説
明するが、本発明はこれに限定されるものではない。な
お、実施例中、別段の断りがない限り、部は重量部を表
し、％は重量％を表す。また、評価用保護膜の作成及び
異物周囲に生じる保護膜の膜厚分布ムラの評価は別段の
断りがない限り、以下の方法による。

【００３１】（異物付きシリコンウエハーの作成）直径
５．５μｍのアクリルビーズ（商品名：ミクロパール、
積水化学製）をメタノールに分散し、その溶液をシリコ
ンウエハーにスピンコーターで塗布した。シリコンウエ
ハーを８０℃に設定したホットプレートに載せ、溶媒を
蒸発させて、アクリルビーズがシリコンウエハー上に点
在した異物付きシリコンウエハーを得た。

【００３２】（評価用保護膜の作成）ポストベーク後の
膜厚が１．４±０.０５μmとなるスピンコート条件でカ
ラーフィルター保護膜用組成物を上述の異物付きシリコ
ンウエハーに塗布し、８０℃、１０分で溶媒を発させた
後、ポストベーク２００℃、６０分で硬化させ、保護膜
を作成した。

【００３３】（膜厚分布ムラの評価）保護膜作成後のシ
リコンウエハーにおいて、アクリルビーズの周囲は、ア
クリルビーズを中心に保護膜が円錐状に盛上った形状と
なる。このサンプルを偏光顕微鏡（×２００倍）で観察
すると、アクリルビーズの周囲に同心円状にニュートン
リングが観察される。このニュートンリングは膜厚ムラ
がある箇所で光の干渉により発生している。膜厚分布ム
ラの評価として、ニュートンリングの最外周の直径を測
定した。最外周の直径が大きい場合、膜厚ムラの領域が
大きいと判断できる。逆に小さい場合は膜厚ムラの領域
が小さいと判断できる。検証のため、サンプルを触針式
の表面粗さ計でその表面形状を観察した。その結果、ニ
ュートンリングの最外周の直径と円錐状盛上りの底辺の
長さが一致した。

【００３４】（表面平滑性）保護膜作成後のシリコンウ
エハーを光学顕微鏡で観察し、保護膜の表面に凹凸を認
めない状態を「良」、逆に表面に凹凸を認め保護膜とし
て作用しないものを「不良」とした。

【００３５】（密着性試験）前述した評価用保護膜の作
成方法に従って、SiO₂をコーティングされたガラス板
（市販品）に保護膜（塗膜）を作成した。塗膜に少なく
とも１００個の碁盤目を作るようにクロスカットを入れ
て、次いでセロハンテープを用いてピーリング試験（ク
ロスカット試験）を行ない、碁盤目の剥離の状態を目視
によって評価した。

【００３６】参考例１ サンプル瓶（２００ml）にテフロン（登録商標）被覆し
た回転子を入れ、マグネチックスターラーに設置した。
シクロヘキサノン３２ｇ、ジエチレングリコールジメチ
ルエーテル３８ｇをサンプル瓶に入れた。攪拌しなが
ら、前記一般式（１）で表されるカルドエポキシ樹脂；
ESF-３００（ＭＷ；約４７０、２官能、新日鐡化学社
製）１３ｇ、脂環式多官能エポキシ樹脂；EHPE３１５０
（ＭＷ；約２２４０、１５官能、ダイセル化学工業社
製）７ｇ、脂環式エポキシ樹脂；セロキサイド２０２１
Ｐ（ＭＷ；約２５０、２官能、ダイセル化学工業社製）
５ｇを加え、完全に溶解させた。引き続き、酸無水物；
無水トリメリット酸を５．４ｇ加え、十分に攪拌溶解し
た後に、シランカップリング剤（チッソ社製S-５１０）
１．２ｇ、界面活性剤（住友スリーエム社製；フロラー
ドFC-４３０）０．１１ｇを加えて十分に攪拌した。こ
れをろ過して、カラーフィルター保護膜用組成物（S-
１）を得た。この組成物中のエポキシ樹脂は、重量平均
分子量ＭＷが５０００以下のものが１００ｗｔ％であ
る。得られた保護膜用組成物（S-１）を用いて、前述の
評価方法に従い、異物付きシリコンウエハー上に保護膜
を形成した。得られた保護膜の異物周囲に発生するニュ
ートンリングの最外周の直径を測定した。また、表面の
平滑性を調べた。表１に結果を示す。

【００３７】実施例１ 参考例１に記載された方法で作成した組成物（S-１）１
００ｇに、オルガノシリカゾル；ＮＰＣ-ＳＴ-３０（日
産化学製、平均粒子径１３nm、固形分３０wt％）を１０
０ｇ加え十分に攪拌後、これを約０．２μｍのフィルタ
ーでろ過して、目的のカラーフィルター保護膜用組成物
（V-１）を得た。得られた保護膜用組成物（V-１）を用
いて、前述の評価方法に従い、異物付きシリコンウエハ
ー上に保護膜を形成した。得られた保護膜の異物周囲の
ニュートンリングの最外周の直径を測定した。また、表
面の平滑性を調べた。表１に測定結果を示す。シリカ粒
子を未添加の保護膜組成物（S-１）に比較してニュート
ンリングが小さいことが確認される。また、表面平滑性
はシリカ粒子を未添加の保護膜組成物（S-１）と同等で
あることが確認される。

【００３８】実施例２ 実施例１で得られた保護膜用組成物（V-１）を用いて、
前述した保護膜の作成方法に従い、SiO₂がコーティング
されたガラス板（セントラル硝子社製）上に塗膜を形成
した。得られた塗膜について前述の方法に従い、密着性
試験を実施したところ、碁盤目の剥離は皆無であり、密
着性に優れることが確認された。また、得られた塗膜を
４０℃のN−メチル−２−ピロリドン(NMP)に１０分間浸
漬後、密着性試験を行なった。碁盤目の剥離は皆無であ
り、耐薬品性に優れることが確認された。更に、得られ
た塗膜の４００nmでの分光透過率は９５％以上であり、
透明性に優れることが確認された。そして、得られた塗
膜の表面硬度は、鉛筆硬度で３Hであった。以上から、
保護膜用組成物（V-１）を用いて作成した塗膜が保護膜
材料に要求される密着性、耐薬品性、透明性、表面硬度
を有することが確認される。

【００３９】実施例３〜５ 実施例１に記載された方法に従い、シリカ粒子を含まな
い組成物(S-１)に、表１に示すシリカ粒子を表記載の含
有量となる様に加えて、保護膜組成物（V-２〜V-４）を
得た。得られた保護膜用組成物（V-２〜V-４）を用い
て、前述の評価方法に従い、異物付きシリコンウエハー
上に保護膜を形成した。得られた保護膜の異物周囲のニ
ュートンリングの最外周の直径を測定した。また、表面
の平滑性を調べた。表１に測定結果を示す。シリカ粒子
を未添加の保護膜組成物（S-１）に比較してニュートン
リングが小さいことが確認される。

【００４０】実施例６ 参考例１に記載された方法に従い、シクロヘキサノン３
２ｇ、ジエチレングリコールジメチルエーテル３８ｇを
サンプル瓶に入れた。攪拌しながら、カルドエポキシ樹
脂；ESF-３００（新日鐡化学社製 ）１．３ｇ、脂環式
多官能エポキシ樹脂；EHPE３１５０（ダイセル化学工業
社製 ）１４ｇ、脂環式エポキシ樹脂；セロキサイド２
０２１Ｐ（ダイセル化学工業社製 ）１０ｇを加え、完
全に溶解させた。引き続き、酸無水物；無水トリメリッ
ト酸を６．７ｇ加え、十分に攪拌溶解した後に、シラン
カップリング剤（チッソ社製S-５１０）１．２ｇ、界面
活性剤（住友スリーエム社製；フロラードFC-４３０）
０．１１ｇを加えて十分に攪拌して、保護膜用組成物
（S-３）を得た。引続き、実施例１に記載の方法に従
い、作成した組成物（S-３）１００ｇに、オルガノシリ
カゾル；ＮＰＣ-ＳＴ-３０（日産化学製、平均粒子径１
３nm、固形分３０wt％）を５０ｇ加え十分に攪拌後、こ
れをろ過して、目的のカラーフィルター保護膜用組成物
（V-５）を得た。得られた保護膜用組成物（V-５）を用
いて、前述の評価方法に従い、異物付きシリコンウエハ
ー上に保護膜を形成した。得られた保護膜の異物周囲の
ニュートンリングの最外周の直径を測定した。また、表
面の平滑性を調べた。表１に測定結果を示す。ニュート
ンリングが小さいこと、表面平滑性が良好であることが
確認される。

【００４１】比較例１ 実施例１の方法に従い、保護膜組成物（S-１）に平均粒
子径が６００nmのシリカ粒子（商品名：AdmaFine SO-２
５R、龍森製 ）を加え、表１に示す保護膜組成物(Ｒ-
１)を作成した。得られた組成物（R-１）を用い、前述
の評価方法に従い、異物付きシリコンウエハー上に保護
膜を形成した。しかし、得られた保護膜の表面は凹凸が
多く粗で、保護膜に要求される平滑性に欠けていた。

【００４２】参考例２ 参考例１に従い、サンプル瓶（２００ml）にテフロン被
覆した回転子を入れ、マグネチックスターラーに設置し
た。シクロヘキサノン３２ｇ、ジエチレングリコールジ
メチルエーテル２４ｇをサンプル瓶に入れた。攪拌しな
がら、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂；ＹＤ−０２０
（ＭＷ；約１万、東都化成社製、ブチルカルビトール４
０％溶液）を固形分換算で１４ｇ（４０％溶液で３６
ｇ、その際のブチルカルビトール２２ｇ）、脂環式多官
能エポキシ樹脂；EHPE３１５０（ＭＷ；２２４０、１５
官能、ダイセル化学工業社製）７ｇ、を加え、完全に溶
解させた。引き続き、酸無水物；無水トリメリット酸を
１．７ｇ加え、十分に攪拌溶解した後に、シランカップ
リング剤（チッソ社製S-５１０）１．２ｇ、界面活性剤
（住友スリーエム社製；フロラードFC-４３０）０．１
１ｇを加えて十分に攪拌した。これをろ過して、カラー
フィルター保護膜用組成物（S-２）を得た。この組成物
は、重量平均分子量ＭＷが５０００以下のエポキシ樹脂
を３３ｗｔ％を含有しており、２種類のエポキシ樹脂の
重量平均分子量ＭＷは、約７０００と計算される。得ら
れた保護膜用組成物（S-２）を用いて、前述の評価方法
に従い、異物付きシリコンウエハー上に保護膜を形成し
た。得られた保護膜の異物周囲のニュートンリングの最
外周の直径を測定した。また、表面の平滑性を調べた。
表１に結果を示す。

【００４３】比較例２ 参考例２に記載された方法で作成した組成物（S-２）１
００ｇに、オルガノシリカゾル；ＮＰＣ-ＳＴ-３０（日
産化学製、平均粒子径１３nm、固形分３０wt％）を５０
ｇ加え十分に攪拌後、これをろ過して、目的のカラーフ
ィルター保護膜用組成物（R-２）を得た。組成物（R-
２）は、シリカ粒子を含有するが、重量平均分子量ＭＷ
が５０００以下のエポキシ樹脂の含有量は３３ｗｔ％で
ある。得られた保護膜用組成物（R-２）を用いて、前述
の評価方法に従い、異物付きシリコンウエハー上に保護
膜を形成した。得られた保護膜の異物周囲のニュートン
リングの最外周の直径を測定した。また、表面の平滑性
を調べた。表１に測定結果を示す。重量平均分子量ＭＷ
が５０００以下のエポキシ樹脂の含有量は３３ｗｔ％で
ある保護膜組成物（R-２）のニュートンリングの最外周
の直径は、シリカ粒子を未添加の保護膜組成物（S-２）
と同じであり、シリカ粒子を添加した効果が認められな
かった。

【００４４】比較例３ 実施例１の方法に従い、シリカ粒子を含まない組成物
（S-１）１００ｇに、オルガノシリカゾル；ＮＰＣ-Ｓ
Ｔ-３０（日産化学製）を２３０ｇを加え、保護膜組成
物(Ｒ-３)を作成した。この組成物（R-３）のシリカ粒
子の含有量は７０ｗｔ％である。得られた組成物（R-
３）を用いて、前述した保護膜の作成方法に従い、SiO₂
をコーティングしたガラス板上に塗膜を形成した。得ら
れた塗膜を４０℃のN−メチル−２−ピロリドン(NMP)に
１０分間浸漬後、密着性試験を行なったところ、碁盤目
の剥離が生じ、耐薬品性に劣ることが確認された。

【００４５】実施例７ 透明ガラス基板上に樹脂ブラックレジスト膜で遮光膜パ
ターンを形成し、次に、赤色、緑色、青色の各着色剤を
用いて顔料分散法でカラーフィルタパターンを遮光膜パ
ターンの開口部に順次形成してカラーフィルタ基材を準
備した。このカラーフィルタ基材上に実施例１と同じカ
ラーフィルター保護膜用組成物（V-1）を、スピンコー
トにて、硬化後の膜厚が０．５〜３μｍになるように全
面に塗布した。その後、８０℃の温度で５分加熱するこ
とにより溶剤を除去した後、２００℃で３０分加熱する
ことで硬化を完了させた。このようにして得られたカラ
ーフィルターはその表面に存する５μｍ以下の異物周囲
に生じるニュートンリングの最外周の直径が６０μｍ以
下であり、更に、表面は良好な平坦性と平滑性を有して
いた。

【００４６】

【表１】

【００４７】

【発明の効果】本発明によれば、粒子状異物等の周囲で
の盛上り領域が小さく、換言すれば異物等周囲での膜厚
の不均一領域が少ないLCDカラーフィルター保護膜用組
成物を供給することが可能となる。また、同保護膜用組
成物を用いた硬化後の保護膜は、異物周囲での盛上り領
域が小さく、異物により表示品位の低下が少ないLCDカ
ラーフィルターの製作を可能とする。

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 1/11 Ｇ０２Ｂ 5/20 １０１ ４Ｊ０３８ 5/20 １０１ Ｇ０２Ｆ 1/1335 ５０５ Ｇ０２Ｆ 1/1335 ５０５ Ｇ０２Ｂ 1/10 Ａ (72)発明者 内宮 康夫 千葉県木更津市築地１番地 新日鐵化学株 式会社電子材料開発センター内 Ｆターム(参考） 2H048 BB02 BB28 BB37 2H091 FA02X FA02Y FA02Z FA50Y FB13 LA21 LA30 2K009 AA12 CC09 CC33 CC42 4J002 CD021 CD051 CD061 DJ016 EL137 FA086 FD147 GH02 GP00 4J036 AA01 AD04 AD12 DA01 FA05 JA05 4J038 DB001 DB061 DB071 DB261 DB271 HA446 KA03 KA20 PB08 PB09

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 重量平均分子量(Mw)が５０００以下であ
   り、１分子中に含まれるエポキシ基が２個以上であるエ
   ポキシ樹脂（Ａ）、最大粒子径が３μｍ以下で平均粒子
   径が５００nm以下であるシリカ粒子（Ｂ）、及び硬化剤
   （Ｃ）を必須成分として含有し、かつ、当該シリカ粒子
   の含有量が固形分の５〜６０wt％である樹脂組成物であ
   って、直径５μｍの球状粒子が存在するカラーフィルタ
   ー上に硬化後の膜厚が０.５〜３μｍとなるように塗布
   した際に、球状粒子周囲に生じる膜厚が不均一な部分で
   観察されるニュートンリングの最外周の直径が６０μｍ
   以下となる特性を有することを特徴とするカラーフィル
   ター保護膜用組成物。
2. 【請求項２】 エポキシ樹脂中に、下記一般式（１） 【化１】 （但し、式（１）において、Ａは下記式（２）で示され
   る基を示し、ｍは０〜９の整数を示す） 【化２】 （但し、Ｒは水素又はアルキル基を示す）で表されるフ
   ルオレン骨格を有するエポキシ樹脂が５〜９０wt%含有
   されている請求項１記載のカラーフィルター保護膜用組
   成物。
3. 【請求項３】 カラーフィルター上に、請求項１又は２
   に記載のカラーフィルター保護膜用組成物を塗布し、こ
   れを硬化させ、厚さ０．５〜３μｍの範囲のカラーフィ
   ルター保護膜を形成することを特徴とするカラーフィル
   ターの製造方法。