JP2002333712A

JP2002333712A - 着色画像形成材料、感光性着色樹脂組成物、着色画像形成用感光液、着色画像の製造法、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: JP2002333712A
Application number: JP2001139601A
Authority: JP
Inventors: Seigo Yokochi; 精吾横地; Yuji Kobayashi; 雄二小林; Yoichi Kimura; 陽一木村; Jiyunrin Ryu; 順林劉; Koji Yamazaki; 浩二山崎; Seiji Haruhara; 聖司春原; Tetsuya Okazaki; 哲也岡崎
Original assignee: Hitachi Chemical Co Ltd
Current assignee: Showa Denko Materials Co Ltd
Priority date: 2001-05-10
Filing date: 2001-05-10
Publication date: 2002-11-22

Abstract

(57)【要約】【課題】現像残渣が少なく、現像速度が向上した、現
像特性に優れた着色画像形成材料、感光性着色樹脂組成
物、着色画像形成用感光液、これらを用いた着色画像の
製造法、カラーフィルターの製造法及びこの製造法を用
いたカラーフィルターを提供する。【解決手段】色素及び主樹脂を含有してなる着色画像
形成材料において、主樹脂以外に補助樹脂として主樹脂
より低分子で酸価が６０〜２００かつ重量平均分子量が
１，０００〜１５，０００の樹脂を樹脂の総固形分量に
対して５〜４０重量％含有してなる着色画像形成材料、
この材料を用いた着色画像の製造方法等。

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、感光性着色樹脂組成物、着色画像形成用感光液、着
色画像の製造法、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、着色樹脂
組成物を現像工程によって、パターンニングする手法が
採られている。しかしこの手法では、基板上の現像部位
に残留物が残り、残渣となる問題があり、また、工程の
短縮から現像速度の向上という課題もあった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来の現像
工程の問題と課題を解消した、現像残渣が少なく、現像
速度の向上した着色画像形成材料、従来の現像工程の問
題と課題を解消した、感光性着色樹脂組成物、着色画像
形成用感光液、着色画像の製造法、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。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、色素及び主樹
脂を含有してなる着色画像形成材料において、主樹脂以
外に補助樹脂として主樹脂より低分子で酸価が６０〜２
００でかつ重量平均分子量が１，０００〜１５，０００
の樹脂を樹脂の総固形分量に対して５〜４０重量％含有
してなる着色画像形成材料に関する。本発明は、また上
記の補助樹脂がアクリル樹脂である着色画像形成材料に
関する。

【０００５】本発明は、また、補助樹脂であるアクリル
樹脂のモノマ成分にアルキルアクリレートが１種類以上
含まれている着色画像形成材料に関する。本発明は、ま
た、補助樹脂であるアクリル樹脂のモノマ成分に含まれ
るアルキルアクリレートが、メチルメタクリレート、ベ
ンジルメタクリレート及びブチルアクリレートのいずれ
かである着色画像形成材料に関する。本発明は、また、
上記の着色画像形成材料にさらに、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及び光開始剤を含有
してなる感光性着色樹脂組成物に関する。

【０００６】本発明は、また、上記の感光性着色樹脂組
成物にさらに、有機溶剤を含有してなる着色画像形成用
感光液に関する。本発明は、また、上記の感光性着色樹
脂組成物からなる感光層を基板上に形成し、露光現像す
る着色画像の製造法に関する。本発明は、また、上記の
着色画像形成用感光液から形成する上記の着色画像の製
造法に関する。本発明は、また、上記の着色画像の製造
法により着色画像を形成する工程を含むカラーフィルタ
ーの製造法に関する。本発明は、また、上記の製造法で
作られたカラーフィルターに関する。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明について詳述する。
本発明において、主樹脂以外の補助樹脂として主樹脂よ
り低分子で酸価が６０〜２００でかつ重量平均分子量が
１，０００〜１５，０００の樹脂が必須成分として使用
される。また、その量は、樹脂の総固形分量に対して５
〜４０重量％とすることが必須である。主樹脂より低分
子である補助樹脂は、酸価が７０〜１５０でかつ重量平
均分子量が２，０００〜１２，０００が好ましい。

【０００８】酸価が２００を越えるか、重量平均分子量
が１，０００未満になると溶解性が上がりすぎ、現像に
より画素がダメージをうけ、また、酸価が６０未満もし
くは、重量平均分子量が１５，０００を越える範囲で
は、現像残渣に対して効果が無くなる。補助樹脂の添加
量は、樹脂の総固形分量に対して５〜４０重量％とされ
好ましくは２０〜３０重量％とされる。添加量が、５重
量％未満では効果が無くなり、４０重量％を越えると顔
料の分散性が低下する傾向がある。

【０００９】補助樹脂は、主樹脂より低分子で酸価が６
０〜２００でかつ重量平均分子量が１，０００〜１５，
０００であれば主樹脂として使用できる組成が用いら
れ、特に制限はないが、アクリル樹脂を用いることが好
ましい。また、アクリル樹脂のモノマ成分にはアルキル
アクリレートを１種類以上含むことがより好ましく、ア
ルキルアクリレートはメチルメタクリレート、ベンジル
メタクリレート及びブチルアクリレートのいずれかであ
ることがより好ましい。

【００１０】本発明に用いられる主樹脂としては、着色
画像形成材料としたときに、顔料分散性を有するもので
あれば特に制限はなく、さらに成膜性を有するものが好
ましく、さらに、感光性を妨げず、現像性を有するもの
が好ましい。このような樹脂としては、カルボキシメチ
ルヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシエチルセル
ロース等のセルロース系樹脂、ポリビニルアルコール、
ポリビニルピロリドン等を使用することができるが、２
−ヒドロキシエチルメタクリレート、２−ヒドロキシエ
チルアクリレート、グリシジルメタクリレート、ビス・
グリシジルメタクリレート、ジメチルアミノエチルメタ
クリレート、ポリエチレングリコールジメタクリレー
ト、トリメチロールプロパントリメタクリレート、ラウ
リルメタクリレート、ステアリルメタクリレート、ベン
ジルメタクリレート、ベンジルアクリレート、メチルメ
タクリレート、エチルメタクリレート、プロピルメタク
リレート、ブチルメタクリレート、メチルアクリレー
ト、エチルアクリレート、プロピルアクリレート、ブチ
ルアクリレート、ヘキシルメタクリレート、ヘキシルア
クリレート、オクチルメタクリレート、オクチルアクリ
レート、含リンメタクリレート等のアクリル酸エステル
又はメタクリル酸エステル、スチレン、スチレン誘導
体、その他の重合性モノマの単独重合体又は共重合体、
（メタ）アクリル酸（アクリル酸及びメタクリル酸を意
味する。以下同様）、イタコン酸、マレイン酸、無水マ
レイン酸、マレイン酸モノアルキルエステル、シトラコ
ン酸、無水シトラコン酸、シトラコン酸モノアルキルエ
ステル等のカルボキシル基含有重合性モノマと（メタ）
アクリル酸エステル、スチレン、スチレン誘導体、その
他の重合性モノマとの共重合体等が好ましい。

【００１１】前記マレイン酸モノアルキルエステルとし
ては、アルキルの炭素数が１〜１２のものが好ましく、
マレイン酸モノメチル、マレイン酸モノエチル、マレイ
ン酸モノ−ｎ−プロピル、マレイン酸モノイソプロピ
ル、マレイン酸モノ−ｎ−ブチル、マレイン酸モノ−ｎ
−ヘキシル、マレイン酸モノ−ｎ−オクチル、マレイン
酸モノ−２−エチルヘキシル、マレイン酸モノ−ｎ−ノ
ニル、マレイン酸モノ−ｎ−ドデシル等が挙げられる。
前記シトラコン酸モノアルキルエステルとしては、アル
キルの炭素数が１〜１２のものが好ましく、シトラコン
酸モノメチル、シトラコン酸モノエチル、シトラコン酸
モノ−ｎ−プロピル、シトラコン酸モノイソプロピル、
シトラコン酸モノ−ｎ−ブチル、シトラコン酸モノ−ｎ
−ヘキシル、シトラコン酸モノ−ｎ−オクチル、シトラ
コン酸モノ−２−エチルヘキシル、シトラコン酸モノ−
ｎ−ノニル、シトラコン酸モノ−ｎ−ドデシル等が挙げ
られる。前記スチレン誘導体としては、α−メチルスチ
レン、ｍ−又はｐ−メトキシスチレン、ｐ−ヒドロキシ
スチレン、２−メトキシ−４−ヒドロキシスチレン、２
−ヒドロキシ−４−メチルスチレン等が挙げられる。

【００１２】また、主樹脂としては、光重合性不飽和結
合を有するものを使用してもよい。このような樹脂の好
ましい例としては、高酸価のカルボキシ基含有樹脂にグ
リシジルメタクリレート、グリシジルアクリレート、ア
リルグリシジルエーテル、α−エチルグリシジルアクリ
レート、クロトニルグリシジルエーテル、イタコン酸モ
ノアルキルグリシジルエーテル等のオキシラン環と、エ
チレン性不飽和結合をそれぞれ１個有する化合物やアリ
ルアルコール、２−ブテン−４−オール、フルフリルア
ルコール、オレイルアルコール、シンナミルアルコー
ル、２−ヒドロキシエチルアクリレート、２−ヒドロキ
シエチルメタクリレート、Ｎ−メチロールアクリルアミ
ド等の水酸基とエチレン性不飽和結合をそれぞれ１個有
する化合物（不飽和アルコール）を反応させた樹脂、水
酸基を有するカルボキシル基含有樹脂に遊離イソシアネ
ート基含有不飽和化合物を反応させた樹脂、エポキシ樹
脂と不飽和カルボン酸との付加反応物に多塩基酸無水物
を反応させた樹脂、共役ジエン重合体や共役ジエン共重
合体と不飽和ジカルボン酸無水物との付加反応物に水酸
基含有重合性モノマを反応させた樹脂等が挙げられる。

【００１３】これらの主樹脂の不飽和当量は、６００〜
３，０００の範囲とすることが好ましく、８００〜２，
０００の範囲とすることがより好ましい。不飽和当量が
小さすぎると感光材料の調製時に、顔料を樹脂に分散さ
せる時に一部硬化する傾向があり、不飽和当量が大きす
ぎると、不飽和基の導入による光重合性が十分に付与さ
れない。なお、ここでいう不飽和当量とは、不飽和結合
１個あたりの樹脂の分子量を意味している。主樹脂は、
それ自身光重合性を有する場合、また、後述するような
感光性緑色樹脂組成物のように組成物として感光性を付
与された場合に、露光後アルカリ現像性を有するという
観点からは、酸価が２０〜３００の範囲内であることが
好ましく、４０〜２００の範囲内であることがより好ま
しく、６０〜１５０の範囲であることがさらに好まし
い。酸価が２０未満ではアルカリ現像性が低下する傾向
があり、また、３００を越えるとアルカリ現像後の画素
パターンの形状が不鮮明となる傾向がある。

【００１４】また、主樹脂の重量平均分子量は１，５０
０〜２００，０００の範囲内であることが好ましく、
５，０００〜１００，０００の範囲内であることがより
好ましく、１０，０００〜５０，０００の範囲内である
ことがさらに好ましい。重量平均分子量が１，５００未
満では顔料の分散安定性が低下する傾向があり、また、
２００，０００を越えると感光液にした時に粘度が高く
なり、塗布性、特に、スピンコートする際の塗布性が低
下する傾向がある。なお、本発明において、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。

【００１５】酸価が２０〜３００、重量平均分子量が
１，５００〜２００，０００の樹脂としては、特に、
（メタ）アクリル樹脂で、モノマ成分として少なくとも
２種類が（Ｉ）２−ヒドロキシエチルメタクリレート及
び（II）メタクリル酸であり、他に（III）単位分子内
に一つ以上のベンゼン環を有する共重合可能な（メタ）
アクリルモノマからなり、（Ｉ）（II）及び（III）の
総量を１００重量部として、（Ｉ）３〜３０重量部（I
I）５〜５０重量部及び（III）２０〜９２重量部からな
る（メタ）アクリル樹脂が顔料の分散安定性及び光感度
の点から好ましい。また、本発明の着色樹脂組成物に使
用する樹脂としては、前述した樹脂を使用する時、他の
樹脂を併用してもよい。他の樹脂としては、エポキシ樹
脂、ウレタン樹脂、メラミン樹脂等を使用してもよい。
他の樹脂は樹脂の総量１００重量部に対して、５０重量
部以下で使用することが好ましい。

【００１６】ただし、この場合併用する樹脂も含めた量
を主樹脂の重量部とし、主樹脂成分中で最も低分子の樹
脂を、主樹脂の分子量とみなす。また、本発明に用いら
れる色素には、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。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。

【００１７】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、黄色又は橙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、１２
３、１４９、１５５、１６８、１７７、１８０、２０
９、２１７、２２０、２２４、２４２、２５４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、２０、２４、
８３、９３、１０９、１１０、１１７、１２５、１２
８、１２９、１３８、１３９、１４７、１５４、１８０
等が挙げられ、橙色顔料系としては、例えば、カラーイ
ンデックス名でピグメントオレンジ４３、７１、これら
の赤色、黄色及び橙色顔料は、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又は橙色顔料系を９０重
量部以下で用いることが好ましい。

【００１８】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、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、２０、
２４、８３、９３、１０９、１１０、１１７、１２５、
１２８、１２９、１３８、１３９、１４７、１５０、１
５４、１８０等が挙げられる。これらの緑色及び黄色顔
料は、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。

【００１９】青色の着色画像には、単一の青色顔料系を
用いてよいし、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、１
５：４、１５：６、２２、６０、７６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１０、１９、２３、２
９、３７、５０等が挙げられる。これらの青色及び紫色
顔料は、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。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。前記着色樹脂組成物に
は、さらに光重合性不飽和結合を分子内に１個以上有す
るモノマ及び光開始剤を含有させて感光性緑色樹脂組成
物とすることができ、さらに有機溶剤を含有させて着色
画像形成用感光液とすることができる。

【００２０】上記の光重合性不飽和結合を分子内に１個
以上有するモノマとしては、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（エピクロルヒドリン、以下同じ）変性ブチ
ルアクリレート、ジシクロペンタニルアクリレート、Ｅ
Ｏ（エチレンオキシド、以下同じ）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、ＥＣＨ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４００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、Ｐ
Ｏ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、これらに対するメタクリレー
ト等が挙げられる。これらのモノマは、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。

【００２１】光開始剤としては、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
量体等が挙げられる。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使用される。

【００２２】有機溶剤としては、例えば、ケトン化合
物、アルキレングリコールエーテル化合物、アルコール
化合物、芳香族化合物等が挙げられる。具体的には、ケ
トン化合物として、アセトン、メチルエチルケトン、シ
クロヘキサノン等があり、アルキレングリコールエーテ
ル化合物として、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レンエーテル、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、ジエチレングリコールエチル
エーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、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モノメチルエーテルア
セテート、ジエチレングリコールメチルエーテルアセテ
ート、ジエチレングリコールエチルエーテルアセテー
ト、ジエチレングリコールプロピルエーテルアセテー
ト、ジエチレングリコールイソプロピルエーテルアセテ
ート、ジエチレングリコールブチルエーテルアセテー
ト、ジエチレングリコール−ｔ−ブチルエーテルアセテ
ート、トリエチレングリコールメチルエーテルアセテー
ト、トリエチレングリコールエチルエーテルアセテー
ト、トリエチレングリコールプロピルエーテルアセテー
ト、トリエチレングリコールイソプロピルエーテルアセ
テート、トリエチレングリコールブチルエーテルアセテ
ート、トリエチレングリコール−ｔ−ブチルエーテルア
セテート等があり、アルコール化合物として、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、３−メチル−３−メトキシ
ブタノール等があり、芳香族化合物として、ベンゼン、
トルエン、キシレン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ
−ヒドロキシメチル−２−ピロリドン等があり、その他
の、３−メチル−３−メトキシブチルアセテート、酢酸
エチル、テトラヒドロフラン、ジオキサン等の有機溶剤
も用いられる。これらは単独で又は２種以上を組み合わ
せて用いることができる。

【００２３】感光性着色樹脂組成物又は着色画像形成用
感光液に使用される樹脂、色素、光重合性不飽和結合を
分子内に１個以上有するモノマ及び光開始剤の配合割合
は、これらの総量に対して、総樹脂は、好ましくは１０
〜８５重量％、より好ましくは２０〜６０重量％、さら
に好ましくは２５〜５０重量％、色素は、好ましくは５
〜７０重量％、より好ましくは１０〜４０重量％、さら
に好ましくは１５〜３０重量％、光重合性不飽和結合を
分子内に１個以上有するモノマは、好ましくは２〜５０
重量％、より好ましくは５〜４０重量％、さらに好まし
くは１０〜３０重量％、光開始剤は、好ましくは０．０
１〜２０重量％、より好ましくは２〜１５重量％、さら
に好ましくは５〜１０重量％とされる。

【００２４】感光性着色樹脂組成物又は着色画像形成用
感光液に樹脂が少なくなりすぎると色素の分散安定性が
低下する傾向があり、多すぎると感光液にしたときの粘
度が高くなり、塗布性、特にスピンコートする際の塗布
性が低下する傾向がある。また、色素が少なくなりすぎ
ると画像の色濃度が低くなる傾向があり、多すぎると光
感度が低下する傾向がある。また、光重合性不飽和結合
を分子内に１個以上有するモノマが少なくなりすぎると
光感度が低くなる傾向があり、多すぎると色素の分散安
定性が低下する傾向がある。さらに、光開始剤が少なす
ぎると光感度が低くなる傾向があり、多すぎると密着性
が低下する傾向がある。

【００２５】有機溶剤は、着色画像形成用感光液中の樹
脂、色素、光重合性不飽和結合を分子内に１個以上有す
るモノマ及び光開始剤を含む全固形分が５〜４０重量％
の範囲になるように用いられることが好ましい。全固形
分が４０重量％を超えると粘度が高くなり、塗布性が悪
くなる傾向がある。全固形分が５重量％未満であると粘
度が低くなり、塗布性が悪くなる傾向がある。本発明に
おける感光性着色樹脂組成物又は着色画像形成用感光液
には、暗反応を抑制するための熱重合禁止剤（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）、基板との密着性を向
上させるためのチタネートカップリング剤（ビニル基、
エポキシ基、アミノ基、メルカプト基等を有したシラン
カップリング剤や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）及びその他、紫外線吸収剤、酸化防止剤等の各種添
加剤を必要に応じて適宜使用することができる。

【００２６】次に、本発明における着色樹脂組成物、感
光性着色樹脂組成物及び着色画像形成用感光液の製造法
について説明する。色素は樹脂及び有機溶剤並びに必要
に応じて分散剤と混合し、分散させる。このとき、混合
物は超音波分散機、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、ニーダー等の分散・
混練装置を用いて混練することにより分散処理すること
が好ましい。このとき、色素１００重量部に対して樹脂
を少なくとも２０重量部用いることが好ましい。樹脂が
少なすぎると色素の分散安定性が低下する傾向がある。
有機溶剤は、分散時の色素及び樹脂の全量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。以上
のようにして、着色樹脂組成物を製造することができ
る。

【００２７】感光性着色樹脂組成物又は着色画像形成用
感光液とするには、さらに、光重合性不飽和結合を分子
内に１個以上有するモノマ及び光開始剤を混合するが、
これらは、この分散処理の前に混合してもよく、分散処
理後に混合してもよい。樹脂は前記分散時に全量使用せ
ず、残りを後で、特に着色画像形成用感光液の製造時に
混合してもよい。各成分の使用量は、最終的に前記した
感光性着色樹脂組成物又は着色画像形成用感光液におけ
る配合割合になるように、前記着色樹脂組成物の製造時
から調整される。

【００２８】分散剤としては、ポリカルボン酸型高分子
界面活性剤、ポリスルホン酸型高分子界面活性剤等のア
ニオン系分散剤、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等のノニオン系分散剤、アントラ
キノン系、ペリレン系、フタロシアニン系、キナクリド
ン系等の有機色素にカルボキシル基、スルホン酸塩基、
カルボン酸アミド基、水酸基等の置換基を導入した有機
色素の誘導体等がある。色素の分散性や分散安定性が向
上し、好ましい。これらの顔料分散剤や有機色素の誘導
体は、色素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。５０重量部を越えると色度がずれる
傾向がある。

【００２９】前記の分散処理に際して、樹脂は、その全
量を分散処理時に色素とともに用いてもよく、樹脂の一
部を分散処理後に加えてもよい。ただし、分散処理時に
樹脂は色素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。２０重量部未満では色素の分散
安定性が低下する傾向がある。同様に有機溶剤もその全
量を分散処理時に色素とともに用いてもよく、有機溶剤
の一部を分散処理後に加えてもよい。ただし、有機溶剤
は、分散処理時の色素及び樹脂の全量１００重量部に対
して、分散処理時に少なくとも１００重量部用いること
が好ましい。１００重量部未満では分散処理時の粘度が
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。

【００３０】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色素
が用いられる。着色画像形成材料を用いて基板上に感光
層を形成するには、着色画像形成感光液を基板に直接塗
布するかあるいはその感光液を一旦支持体に塗布して成
膜した後、基板にラミネートするなどして行うことがで
きる。上記の基板としては、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板、その他セラミッ
ク板、光電変換素子を有する半導体基板などが挙げられ
る。これらの基板には予めクロム蒸着等によりブラック
マトリックスが形成されているものでもよい。

【００３１】感光液を基板に塗布する方法としては、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。
塗布後、５０〜１３０℃の温度で１〜３０分乾燥するこ
とが好ましい。このようにして感光層からなる膜を得る
ことができる。このようにして形成された感光層の厚み
は、用途によって適宜定まるが、０．１〜３００μｍの
範囲とされることが好ましい。また、カラーフィルター
に用いる場合には、０．２〜５μｍの範囲とされること
が好ましい。また、支持体上に上記と同様にして感光層
を形成することができる。この感光層を前記の基板に形
成するには、基板に膜を重ねてローラーを通して圧着す
る方法がある。このとき、ローラーを少し加熱すること
が好ましく、また、圧着を減圧下に行うことが好まし
い。支持体は、基板に感光層を形成してから剥離するこ
とが好ましい。支持体としては、ポリエチレンフィル
ム、アクリル樹脂フィルム、ポリエステルフィルム等を
用いることができる。

【００３２】基板上に形成された感光層への露光は、そ
の感光層に活性光線を画像状に照射することにより行う
ことができる。これにより露光部の膜を硬化させること
ができる。露光に際し、その膜の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。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、可視光レーザー等が好適で
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を行うことにより画
像状に活性光線が照射される。

【００３３】上記の露光に続いて現像工程を行う。水酸
化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、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ヒドロキシド、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（アルカリ現像液）、有機溶剤等の現像液を吹き付け
るか、現像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。現像後、さらに、着色画像パターンをより強固に
硬化させるため、ポストベークを行うことが好ましい。
ポストベーク温度は、６０〜２８０℃の温度が好まし
く、加熱時間は１〜６０分間程度が好ましい。

【００３４】このような着色画像形成工程により着色画
像が得られるが、特に、カラーフィルターの製造法にお
いては、着色画像形成工程を緑色の画像形成工程を含
む、異なる３〜４色の着色画像について繰り返し行うこ
とが好ましい。例えば、先にクロム蒸着などにより形成
したブラックマトリックス上に赤、緑、青の着色画像が
形成される。また、黒色の着色画像形成材料を用いてブ
ラックマトリックスを形成した後、赤、緑、青の着色画
像が形成される。さらに、赤、緑、青の着色画像を形成
した後に、これらの着色画像の隙間に黒色の画像形成材
料を用いてブラックマトリックスが形成される。赤、
緑、青の着色画像形成順序は任意である。着色画像は各
色について画素を形成するようにされる。

【００３５】

【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。使用した主樹脂：ベンジルメタクリレート７０モル％、
２−ヒドロキシエチルメタクリレート１５モル％及びメ
タクリル酸１５モル％を共重合して得られ、重量平均分
子量が２５，０００かつ酸価９６の共重合体（以下、共
重合体Ａという）。使用した補助樹脂：ベンジルメタクリレート、２−ヒド
ロキシエチルメタクリレート及びメタクリル酸を成分と
する共重合樹脂で、メタクリル酸の比率を変化させて酸
価を変化させた。また、合成時の反応率を変化させて重
量平均分子量を変化させた。実施例及び比較例で使用した補助樹脂を表１に示した。

【００３６】

【表１】

【００３７】実施例１（１）着色画像形成用感光液の製造ジエチレングリコールジメチルエーテル２５０ｇに主樹
脂：４２ｇと補助樹脂Ａ：１８ｇと、Ｃ．Ｉ．ピグメン
トイエロー１３８：１８ｇ、Ｃ．Ｉ．ピグメントグリー
ン３６：１８ｇ加え、ビーズミルを用いて２時間分散し
た。この分散液２２０ｇに、モノマとしてジペンタエリ
スリトールヘキサアクリレート：３５ｇ、光開始剤とし
てベンゾフェノン：６ｇ、Ｎ，Ｎ′−テトラエチル−
４，４′−ジアミノベンゾフェノン：３ｇ及びジエチレ
ングリコールジメチルエーテル：１２５ｇ加えて混合
し、着色画像形成材料を含む感光液を得た。

【００３８】（２）着色画像の製造この感光液を、ガラス基板（コーニング社製、商品名７
０５９）上にスピンコート法により塗布し、さらに１１
０℃で５分間乾燥を行い、膜厚２．０μｍの膜を形成し
た。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７００ｍＪ／ｃｍ² の露光を行い、次い
で、水酸化カリウムを０．３重量％含む水溶液により２
０秒現像を行った。現像によって画素が現れるまでの時
間（以下、最小現像時間という）、現像部位の残渣の有
無をハロゲンランプ下で肉眼で観察し画素の状態を５０
０倍の光学顕微鏡で観察し、その結果を表２に示した。

【００３９】実施例２〜５実施例１の（１）着色画像形成用感光液の製造で、補助
樹脂Ａの代わりに補助樹脂Ｂ〜Ｅでそれぞれ着色画像形
成用感光液を製造した。このそれぞれの感光液で、実施
例１と同様にして（２）着色画像の製造を行ない、この
時の最小現像時間、現像部位の残渣の有無、画素の状態
をそれぞれ表２に示した。

【００４０】比較例１実施例１の（１）着色画像形成用感光液の製造で、補助
樹脂を用いず、ジエチレングリコールジメチルエーテル
２５０ｇに主樹脂：６０ｇと、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエ
ロー１３８：１８ｇ、Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン３
６：１８ｇ加え、ビーズミルを用いて２時間分散した。
この分散液２２０ｇに、モノマとしてジペンタエリスリ
トールヘキサアクリレート：３５ｇ、光開始剤としてベ
ンゾフェノン：６ｇ、Ｎ，Ｎ′−テトラエチル−４，
４′−ジアミノベンゾフェノン：３ｇ及びジエチレング
リコールジメチルエーテル：１２５ｇ加えて混合し、着
色画像形成材料を含む感光液を得た。この感光液で、実
施例１と同様にして（２）着色画像の製造を行ない、こ
の時の最小現像時間、現像部位の残渣の有無、画素の状
態をそれぞれ表２に示した。

【００４１】比較例２〜５実施例１の（１）着色画像形成用感光液の製造で、補助
樹脂Ａの代わりに補助樹脂Ｆ〜Ｉでそれぞれ着色画像形
成用感光液を製造した。このそれぞれの感光液で、実施
例１と同様にして（２）着色画像の製造を行ない、この
時の最小現像時間、現像部位の残渣の有無、画素の状態
をそれぞれ表２に示した。

【００４２】比較例６実施例１の（１）着色画像形成用感光液の製造で、ジエ
チレングリコールジメチルエーテル２５０ｇに主樹脂：
５８ｇ、補助樹脂Ａ：２ｇと、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエ
ロー１３８：１８ｇ、Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン３
６：１８ｇ加え、ビーズミルを用いて２時間分散した。
この分散液２２０ｇに、モノマとしてジペンタエリスリ
トールヘキサアクリレート：３５ｇ、光開始剤としてベ
ンゾフェノン：６ｇ、Ｎ，Ｎ′−テトラエチル−４，
４′−ジアミノベンゾフェノン：３ｇ及びジエチレング
リコールジメチルエーテル：１２５ｇ加えて混合し、着
色画像形成材料を含む感光液を得た。この感光液で、実
施例１と同様にして（２）着色画像の製造を行ない、こ
の時の最小現像時間、現像部位の残渣の有無、画素の状
態を表２に示した。

【００４３】比較例７実施例１の（１）着色画像形成用感光液の製造で、ジエ
チレングリコールジメチルエーテル２５０ｇに主樹脂：
３０ｇ、補助樹脂Ａ：３０ｇと、Ｃ．Ｉ．ピグメントイ
エロー１３８：１８ｇ、Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン３
６：１８ｇ加え、ビーズミルを用いて２時間分散した。
この分散液２２０ｇに、モノマとしてジペンタエリスリ
トールヘキサアクリレート：３５ｇ、光開始剤としてベ
ンゾフェノン：６ｇ、Ｎ，Ｎ′−テトラエチル−４，
４′−ジアミノベンゾフェノン：３ｇ及びジエチレング
リコールジメチルエーテル：１２５ｇ加えて混合し、着
色画像形成材料を含む感光液を得た。この感光液で、実
施例１と同様にして（２）着色画像の製造を行ない、こ
の時の最小現像時間、現像部位の残渣の有無、画素の状
態を表２に示した。

【００４４】

【表２】

【００４５】

【発明の効果】本発明の着色画像形成材料、感光性着色
樹脂組成物、着色画像形成用感光液は現像残渣が少な
く、現像速度が向上し、現像特性に優れる。また、本発
明になる着色画像の製造法によれば、残渣がなく、光学
特性に優れた着色画像を短時間で製造することができ
る。また、本発明になるカラーフィルターの製造法によ
り残渣がなく、光学特性に優れたカラーフィルターを短
時間で製造することができ、製造されたカラーフィルタ
ーは残渣がなく、光学特性に優れる。

───────────────────────────────────────────────────── 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）Ｇ０３Ｆ 7/028 Ｇ０３Ｆ 7/028 (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)発明者春原聖司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Ｆターム(参考） 2H025 AA04 AB13 AC01 AD01 CA00 CB14 CB42 CB55 CB56 CC11 FA17 2H048 BA48 BB42 BB46 4J002 AA00W AB01W AC11W BC04W BE02W BG01X BG04W BG04X BG05W BG05X BG07W BG07X BH02W BJ00W CD20W GP03

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】色素及び主樹脂を含有してなる着色画像
形成材料において、主樹脂以外に補助樹脂として主樹脂
より低分子で酸価が６０〜２００でかつ重量平均分子量
が１，０００〜１５，０００の樹脂を樹脂の総固形分量
に対して５〜４０重量％含有してなる着色画像形成材
料。
【請求項２】補助樹脂がアクリル樹脂である請求項１
記載の着色画像形成材料。
【請求項３】アクリル樹脂のモノマ成分にアルキルア
クリレートが１種類以上含まれる請求項２記載の着色画
像形成材料。
【請求項４】アルキルアクリレートがメチルメタクリ
レート、ベンジルメタクリレート及びブチルアクリレー
トのいずれかである請求項３記載の着色画像形成材料。
【請求項５】請求項１〜４記載の着色画像形成材料に
さらに、光重合性不飽和結合を分子内に１個以上含有す
るモノマ及び光開始剤を含有してなる感光性着色樹脂組
成物。
【請求項６】請求項５記載の感光性着色樹脂組成物に
さらに有機溶剤を含有してなる着色画像形成用感光液。
【請求項７】請求項５記載の感光性着色樹脂組成物か
らなる感光層を基板上に形成し、露光現像する着色画像
の製造法。
【請求項８】請求項６記載の着色画像形成用感光液か
ら形成する請求項７記載の着色画像の製造法。
【請求項９】請求項７又は請求項８記載の着色画像の
製造法により着色画像を形成する工程を含むカラーフィ
ルターの製造法。
【請求項１０】請求項９記載の製造法により製造され
たカラーフィルター。