JP2003315998A - 感光性組成物、及びそれを用いたカラーフィルタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 露光感度、現像性が良好で、基板上に塗布し
乾燥させた後のタック性が良好であると共に、パターン
形状、解像性、基板密着性がいずれも良好なパターンを
形成することができる感光性組成物を提供する。 【解決手段】 本発明の感光性組成物は、光重合性モノ
マー、非感光性樹脂及び／又は感光性樹脂、重合開始
剤、及び溶剤を含有すると共に、前記光重合性モノマー
として、水酸基を有する（メタ）アクリレートに多官能
イソシアネートを反応させて得られる（メタ）アクリロ
イル基を有する多官能ウレタンアクリレートを含有する
ことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、カラーフィルタ材
料として用いて好適な感光性組成物、及びそれを用いた
カラーフィルタに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】カラー液晶表示装置、カラーファクシミ
リ、イメージセンサー等の各種カラー表示体や光学機器
等に搭載されるカラーフィルタは、所定のパターンの着
色層と隣接する着色層間を遮光するための遮光層（いわ
ゆる「ブラックマトリクス」）を具備して概略構成され
る。

【０００３】ここで、カラーフィルタとしては、顔料分
散型カラーフィルタが広く用いられている。以下、顔料
分散型カラーフィルタの着色層あるいは遮光層の形成方
法について説明する。はじめに、分散剤、溶剤等を用い
て、顔料を非感光性樹脂（アクリル樹脂等）中に分散さ
せることにより、着色組成物を調製し、該組成物を基板
上に塗布し乾燥させる。この工程で形成される層のこと
を「着色組成物層」と称す。次に、フォトリソグラフィ
ー法により、形成した着色組成物層をパターニングす
る。すなわち、着色組成物層上に、さらに感光性レジス
トを塗布し乾燥させた後、該レジストを露光・現像し、
パターニングする。次に、パターニングしたレジストを
マスクとして、着色組成物層をエッチングし、所定のパ
ターンとした後、残ったレジストを剥離する。最後に焼
成することにより、着色層あるいは遮光層を形成するこ
とができる（特開昭６０−２３７４０３号公報等）。こ
の方法では、着色組成物が非感光性であるため、着色組
成物層をパターニングするには、感光性レジストを用い
ることが必須となっている。そのため、感光性レジスト
の成膜・パターニング・剥離の工程が必要であり、製造
プロセスが複雑化し、生産効率が低下する等の問題があ
る。

【０００４】一方、上記着色組成物に光重合性モノマー
と重合開始剤を添加して感光化した感光性着色組成物を
用いることにより、感光性レジストを用いずに着色組成
物層をパターニングし、着色層あるいは遮光層を形成す
る方法が知られている（特開平２−１８７０４号公報
等）。この方法を採用すれば、着色組成物層を露光・現
像するだけで、パターニングを完了できるので、生産効
率の向上を図ることができる。ここで、添加する光重合
性モノマーとしては、従来、少なくとも１個のエチレン
性不飽和二重結合を有する化合物が用いられており、具
体的にはエチレン性不飽和二重結合を４〜６個有するジ
ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ジ
ペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート等の
アクリル酸エステル等が広く用いられている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、感光性
着色組成物を用いる場合、組成物中に顔料が多量に含ま
れるため、感光性レジストを用いる場合に比較して露光
感度が悪化する傾向にあり、露光量を増大させるなどの
対策が必要となることがあった。また、配合するモノマ
ーを増量することで、露光感度を向上させることができ
るが、モノマー量が増大すると、パターン欠損が発生す
るなど、良好な平面形状のパターンが得られないことが
あった。そのため、パターンの解像性が低下する恐れが
あった。また、液晶表示装置等の表示体に搭載した場
合、カラーフィルタ上に形成する電極や配線の高抵抗化
や断線、カラーフィルタ上に形成する層の不均一化を招
く恐れもあった。

【０００６】また、組成物中に１０質量％以上のモノマ
ーが配合されていると、着色組成物層（基板上に塗布し
乾燥させた後、パターニングする前の膜）のタック性が
悪化する傾向にあった。また、組成物中に８質量％以上
の顔料が配合されている場合には、現像性も悪化する傾
向にあった。そのため、現像のマージンを狭く、かつ現
像時間を短くすれば、良好なパターン形状が得られるも
のの、現像により除去したい部分に残査が残ってしまう
恐れがあった。また、現像時間や水洗時間を長くする
と、かかる問題は生じないが、得られるパターンの断面
形状が悪化する傾向にあるため、基板密着性が低下し、
パターン欠損が生じる恐れがあった。なお、断面形状が
悪化するとは、断面形状が垂直形状や逆テーパ状となる
ことを意味する。

【０００７】以上の問題は特に、高遮光性を得るため
に、高濃度の顔料を配合させる必要があると共に、着色
層に比較して幅の狭いパターンを形成する必要のある遮
光層において顕著となっている。

【０００８】また、近年、液晶表示装置用カラーフィル
タとして、セルギャップ（液晶層の厚み）を均一化する
ためのスペーサとして機能する柱状の凸部（いわゆるフ
ォトスペーサ）を遮光層上に形成したものが提案されて
いるが、この柱状の凸部も着色層や遮光層と同様に形成
することができるため、同様の問題を有していた。但
し、柱状の凸部では、顔料やこれを分散させるための分
散剤は必須成分ではない。

【０００９】そこで、本発明は上記事情に鑑みてなされ
たものであり、露光感度、現像性が良好で、基板上に塗
布し乾燥させた後のタック性が良好であると共に、パタ
ーン形状、解像性、基板密着性がいずれも良好なパター
ンを形成することができ、カラーフィルタ材料として用
いて好適な感光性組成物、及び該組成物を用いてなるカ
ラーフィルタを提供することを目的とする。

【００１０】

【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、特定の光重合性モノマーを用いることにより上
記課題を解決し得ることを見出し、本発明を完成した。
本発明の感光性組成物は、光重合性モノマー、非感光性
樹脂及び／又は感光性樹脂、重合開始剤、及び溶剤を含
有すると共に、前記光重合性モノマーとして、水酸基を
有する（メタ）アクリレートに多官能イソシアネートを
反応させて得られる（メタ）アクリロイル基を有する多
官能ウレタンアクリレートを含有することを特徴とす
る。また、前記光重合性モノマーの含有量は２０質量％
以下であることが好ましく、１質量％以上であることが
好ましい。

【００１１】以上の本発明の感光性組成物は、カラーフ
ィルタを構成する着色層や遮光層、液晶表示装置のセル
ギャップを均一化するための柱状の凸部（フォトスペー
サ）の材料として用いて好適であり、本発明の感光性組
成物を用いることにより、以下の本発明のカラーフィル
タを提供できる。なお、本発明の感光性組成物をカラー
フィルタの着色層や遮光層の材料として用いる場合に
は、上記成分に加えてさらに、顔料及び顔料を分散させ
るための分散剤を配合する必要がある。

【００１２】本発明の第１のカラーフィルタは、顔料及
び分散剤を含有させた本発明の感光性組成物を硬化して
なる着色層及び／又は遮光層を具備することを特徴とす
る。また、本発明の第２のカラーフィルタは、着色層と
遮光層とを具備すると共に、前記遮光層上に、本発明の
感光性組成物を硬化してなる柱状の凸部（液晶表示装置
のセルギャップを均一化するためのフォトスペーサ）が
形成されていることを特徴とする。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明について詳述する。 ［感光性組成物］本発明の感光性組成物は、光重合性モ
ノマー、非感光性樹脂及び／又は感光性樹脂、重合開始
剤、及び溶剤を含有してなる。

【００１４】（光重合性モノマー）光重合性モノマーと
は、ラジカルにより重合が誘起されるモノマーのことで
あり、本発明では、光重合性モノマーとして、水酸基を
有する（メタ）アクリレートに多官能イソシアネートを
反応させて得られる（メタ）アクリロイル基を有する多
官能ウレタンアクリレートを用いることを特徴としてい
る。なお、水酸基を有する（メタ）アクリレートと多官
能イソシアネートとの組み合わせは任意であり、特に限
定されるものではない。また、１種の多官能ウレタンア
クリレートを単独で用いても良いし、２種以上を組み合
わせて用いることもできる。

【００１５】ここで、水酸基を有する（メタ）アクリレ
ートとしては、２−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレー
ト、４−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、トリメ
チロールプロパンジ(メタ)アクリレート、ペンタエリス
リトールトリ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプ
ロパントリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトー
ルペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトール
エチレンオキサイド変性ペンタ(メタ)アクリレート、ジ
ペンタエリスリトールプロピレンオキサイド変性ペンタ
(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールカプロカ
ラクトン変性ペンタ(メタ)アクリレート、グリセロール
アクリレートメタクリレート、グリセロールジメタクリ
レート、２−ヒドロキシ−３−アクリロイルプロピルメ
タクリレート、エポキシ基含有化合物とカルボキシ(メ
タ)アクリレートの反応物、水酸基含有ポリオールポリ
アクリレート等が挙げられる。また、多官能イソシアネ
ートとしては、トリレンジイソシアネート、ヘキサメチ
レンジイソシアネート、ジフェニルメチレンジイソシア
ネート、イソホロンジイソシアネート、ポリイソシアネ
ート等が挙げられる。

【００１６】また、本発明の組成物において、現像性、
基板上に塗布し乾燥させた後のタック性、組成物の安定
性の観点から、光重合性モノマーの含有量は、組成物の
総量１００質量％に対して２０質量％以下であることが
好ましい。また、露光感度、得られるパターンの解像性
及び耐溶剤性の観点から、光重合性モノマーの含有量
は、１質量％以上であることが好ましい。

【００１７】（非感光性樹脂及び／又は感光性樹脂）本
発明の感光性組成物には、非感光性樹脂及び／又は感光
性樹脂が配合される。現在、環境問題の観点から、現像
液として有機溶剤は殆ど使われなくなり、アルカリ現像
が主流となっているが、アルカリ現像を採用する場合、
アルカリ可溶型非感光性樹脂を含有させることが好まし
い。ここで、アルカリ可溶型非感光性樹脂とは、アルカ
リ水溶液に溶解性を有すると共に、ラジカル架橋性を有
しない樹脂のことを意味しており、例えば、カルボキシ
ル基、スルホン基等の酸性官能基を有する質量平均分子
量１０００〜５０万、好ましくは５０００〜１０万の樹
脂が挙げられる。具体的には、アクリル樹脂、α−オレ
フィン／（無水）マレイン酸共重体、スチレン／（無
水）マレイン酸共重合体、スチレン／スチレンスルホン
酸共重合体、エチレン／（メタ）アクリル酸共重合体、
イソブチレン／（無水）マレイン酸共重合体等が挙げら
れる。中でも、アクリル樹脂、α−オレフィン／（無
水）マレイン酸共重合体、スチレン／スチレンスルホン
酸共重合体から選ばれる少なくとも１種の樹脂が好まし
い。これらの中でも特に、アクリル樹脂は、耐熱性、透
明性が高いことから、好適に用いられる。

【００１８】また、本発明の感光性組成物に用いて好適
な感光性樹脂とは、ラジカル架橋性を有する樹脂のこと
を意味しており、少なくとも１個のエチレン不飽和二重
結合を有する質量平均分子量５０００〜１０万の樹脂が
好適に用いられる。具体的には、水酸基、カルボキシル
基、アミノ基等の反応性官能基を有する線状高分子に、
前記反応性官能基と反応可能なイソシアネート基、アル
デヒド基、エポキシ基等を有する（メタ）アクリル化合
物、ケイヒ酸等を反応させて、エチレン不飽和二重結合
を導入した樹脂が挙げられる。また、スチレン無水マレ
イン酸共重合体等の酸無水物を含む線状高分子の、ヒド
ロキシアルキル（メタ）アクリレート等の水酸基を有す
る（メタ）アクリル化合物によるハーフエステルも用い
られる。

【００１９】（顔料）本発明の感光性組成物がカラーフ
ィルタの着色層や遮光層用である場合、さらに、顔料を
含有させる必要がある。顔料の配合量は特に限定される
ものではないが、組成物の総量１００質量％に対して、
１〜２０質量％程度であることが好ましい。また、カラ
ーフィルタの分光調整等のために、複数の顔料を組み合
わせて用いることもできる。以下に、着色層用の有機顔
料の具体例をカラーインデックス（Ｃ．Ｉ．）ナンバー
で示す。 ・Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌｕｅ： ＜Ｃ．Ｉ＞１，１：２，１：ｘ，９：ｘ，１５，１５：
１，１５：２，１５：３，１５：４，１５：５，１５：
６，１６，２４，２４：ｘ，５６，６０，６１，６２ ・Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｇｒｅｅｎ： ＜Ｃ．Ｉ＞１，１：ｘ，２，２：ｘ，４，７，１０，３
６ ・Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｏｒａｎｇｅ： ＜Ｃ．Ｉ＞２，５，１３，１６，１７：１，３１，３
４，３６，３８，４３，４６，４８，４９，５１，５
２，５９，６０，６１，６２，６４ ・Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ： ＜Ｃ．Ｉ＞１，２，３，４，５，６，７，９，１０，１
４，１７，２２，２３，３１，３８，４１，４８：１，
４８：２，４８：３，４８：４，４９，４９：１，４
９：２，５２：１，５２：２，５３：１，５７：１，６
０：１，６３：１，６６，６７，８１：１，８１：３，
８１：ｘ，８３，８８，９０，１１２，１１９，１２
２，１２３，１４４，１４６，１４９，１６６，１６
８，１６９，１７０，１７１，１７２，１７５，１７
６，１７７，１７８，１７９，１８４，１８５，１８
７，１８８，１９０，２００，２０２，２０６，２０
７，２０８，２０９，２１０，２１６，２２４，２２６ ・Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｖｉｏｌｅｔ： ＜Ｃ．Ｉ＞１，１：ｘ，３，３：３，３：ｘ，５：１，
１９，２３，２７，３２，４２ ・Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ： ＜Ｃ．Ｉ＞１，３，１２，１３，１４，１６，１７，２
４，５５，６０，６５，７３，７４，８１，８３，９
３，９５，９７，９８，１００，１０１，１０４，１０
６，１０８，１０９，１１０，１１３，１１４，１１
６，１１７，１１９，１２０，１２６，１２７，１２
８，１２９，１３８，１３９，１５０，１５１，１５
２，１５３，１５４，１５６，１７５

【００２０】また、遮光層用の黒色顔料としては、三菱
化学社製のカーボンブラック＃２４００、＃２３５０、
＃２３００、＃２２００、＃１０００、＃９８０、＃９
７０、＃９６０、＃９５０、＃９００、＃８５０、ＭＣ
Ｆ８８、＃６５０、ＭＡ６００、ＭＡ７、ＭＡ８、ＭＡ
１１、ＭＡ１００、ＭＡ２２０、ＩＬ３０Ｂ、ＩＬ３１
Ｂ、ＩＬ７Ｂ、ＩＬ１１Ｂ、ＩＬ５２Ｂ、＃４０００、
＃４０１０、＃５５、＃５２、＃５０、＃４７、＃４
５、＃４４、＃４０、＃３３、＃３２、＃３０、＃２
０、＃１０、＃５、ＣＦ９、＃３０５０、＃３１５０、
＃３２５０、＃３７５０、＃３９５０、ダイヤブラック
Ａ、ダイヤブラックＮ２２０Ｍ、ダイヤブラックＮ２３
４、ダイヤブラックＩ、ダイヤブラックＬＩ、ダイヤブ
ラックＩＩ、ダイヤブラックＮ３３９、ダイヤブラック
ＳＨ、ダイヤブラックＳＨＡ、ダイヤブラックＬＨ、ダ
イヤブラックＨ、ダイヤブラックＨＡ、ダイヤブラック
ＳＦ、ダイヤブラックＮ５５０Ｍ、ダイヤブラックＥ、
ダイヤブラックＧ、ダイヤブラックＲ、ダイヤブラック
Ｎ７６０Ｍ、ダイヤブラックＬＲ、キャンカーブ社製の
カーボンブラックサーマックスＮ９９０、Ｎ９９１、Ｎ
９０７、Ｎ９０８、Ｎ９９０、Ｎ９９１、Ｎ９０８、旭
カーボン社製のカーボンブラック旭＃８０、旭＃７０、
旭＃７０Ｌ、旭Ｆ−２００、旭＃６６、旭＃６６ＨＮ、
旭＃６０Ｈ、旭＃６０Ｕ、旭＃６０、旭＃５５、旭＃５
０Ｈ、旭＃５１、旭＃５０Ｕ、旭＃５０、旭＃３５、旭
＃１５、アサヒサーマル、デグサ社製のカーボンブラッ
クＣｏｌｏｒＢｌａｃｋ Ｆｗ２００、ＣｏｌｏｒＢｌ
ａｃｋ Ｆｗ２、ＣｏｌｏｒＢｌａｃｋ Ｆｗ２Ｖ、Ｃ
ｏｌｏｒＢｌａｃｋ Ｆｗ１、ＣｏｌｏｒＢｌａｃｋ
Ｆｗ１８、ＣｏｌｏｒＢｌａｃｋ Ｓ１７０、Ｃｏｌｏ
ｒＢｌａｃｋ Ｓ１６０、ＳｐｅｃｉａｌＢｌａｃｋ
６、ＳｐｅｃｉａｌＢｌａｃｋ５、ＳｐｅｃｉａｌＢｌ
ａｃｋ４、ＳｐｅｃｉａｌＢｌａｃｋ４Ａ、Ｓｐｅｃｉ
ａｌＢｌａｃｋ２５０、ＳｐｅｃｉａｌＢｌａｃｋ３５
０、ＰｒｉｎｔｅｘＵ、ＰｒｉｎｔｅｘＶ、Ｐｒｉｎｔ
ｅｘ１４０Ｕ、Ｐｒｉｎｔｅｘ１４０Ｖ（いずれも商品
名）等が挙げられる。

【００２１】（分散剤）また、顔料を含有させる場合に
は、顔料を分散させるための分散剤を含有させる必要が
ある。分散剤としては、界面活性剤、顔料の中間体、染
料の中間体、ソルスパース等が使用される。分散剤の添
加量は特に限定されるものではないが、顔料の配合量１
００質量％に対して、１〜１０質量％とすることが好ま
しい。

【００２２】（重合開始剤）本発明の感光性組成物に用
いて好適な重合開始剤としては、４−フェノキシジクロ
ロアセトフェノン、４−ｔ−ブチル−ジクロロアセトフ
ェノン、ジエトキシアセトフェノン、１−（４−イソプ
ロピルフェニル）−２−ヒドロキシ−２−メチルプロパ
ン−１−オン、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニル
ケトン、２−ベンジル−２−ジメチルアミノ−１−（４
−モルフォリノフェニル）−ブタン−１−オン等のアセ
トフェノン系光重合開始剤、ベンゾイン、ベンゾインメ
チルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾイン
イソプロピルエーテル、ベンジルジメチルケタール等の
ベンゾイン系、ベンゾフェノン系光重合開始剤、ベンゾ
フェノン、ベンゾイル安息香酸、ベンゾイル安息香酸メ
チル、４−フェニルベンゾフェノン、ヒドロキシベンゾ
フェノン、アクリル化ベンゾフェノン、４−ベンゾイル
−４’−メチルジフェニルサルファイド等のベンゾフェ
ノン系光重合開始剤、チオキサンソン、２−クロルチオ
キサンソン、２−メチルチオキサンソン、イソプロピル
チオキサンソン、２，４−ジイソプロピルチオキサンソ
ン等のチオキサンソン系光重合開始剤、２，４，６−ト
リクロロ−ｓ−トリアジン、２−フェニル−４，６−ビ
ス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２−（ｐ−
メトキシフェニル）−４，６−ビス（トリクロロメチ
ル）−ｓ−トリアジン、２−（ｐ−トリル）−４，６−
ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２−ピペ
ニル−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリア
ジン、２，４−ビス（トリクロロメチル）−６−スチリ
ルｓ−トリアジン、２−（ナフト−１−イル）−４，６
−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２−
（４−メトキシ−ナフト−１−イル）−４，６−ビス
（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２，４−トリ
クロロメチル−（ピペロニル）−６−トリアジン、２，
４−トリクロロメチル（４’−メトキシスチリル）−６
−トリアジン等のトリアジン系光重合開始剤、カルバゾ
ール系光重合開始剤、イミダゾール系光重合開始剤等が
挙げられる。これらは１種を単独であるいは２種以上を
組み合わせて用いることができる。

【００２３】（光増感剤）また、重合開始剤と光増感剤
とを併用することが好ましい。光増感剤としては、α−
アシロキシムエステル、アシルフォスフィンオキサイ
ド、メチルフェニルグリオキシレート、ベンジル、９，
１０−フェナンスレンキノン、カンファーキノン、エチ
ルアンスラキノン、４，４’−ジエチルイソフタロフェ
ノン、３，３’，４，４’−テトラ（ｔ−ブチルパーオ
キシカルボニル）ベンゾフェノン、４，４’−ジエチル
アミノベンゾフェノン等が挙げられる。

【００２４】（溶剤）本発明の感光性組成物には、基板
上への均一な塗布を可能とするために、水や有機溶剤等
の溶剤が配合される。また、本発明の組成物がカラーフ
ィルタの着色層や遮光層用である場合、溶剤は、顔料を
均一に分散させる機能も有する。なお、モノマー組成、
用いる重合開始剤の種類等に応じて、単一又は複数の溶
剤を適宜選択して用いることができる。用いて好適な有
機溶剤としては、メタノール、エタノール、エチルセル
ソルブ、エチルセルソルブアセテート、ジグライム、シ
クロヘキサノン、プロピレングリコールモノメチルエー
テルアセテート等が挙げられる。

【００２５】［感光性組成物の調製方法］本発明の感光
性組成物は、公知の方法により調製することができる。
例えば、光重合性モノマーと感光性樹脂と顔料と分散剤
と溶剤とからなる本発明の感光性組成物は以下の方法に
より調製することができる。 （１）光重合性モノマー及び／又は感光性樹脂、あるい
はこれらを溶剤に溶解した溶液に、顔料と分散剤を予め
混合して調製した顔料組成物を添加して分散させ、残り
の成分を添加する。 （２）光重合性モノマー及び／又は感光性樹脂、あるい
はこれらを溶剤に溶解した溶液に、顔料と分散剤を別々
に添加して分散させた後、残りの成分を添加する。 （３）光重合性モノマー及び／又は感光性樹脂、あるい
はこれらを溶剤に溶解した溶液に、顔料を分散させた
後、顔料分散剤を添加し、残りの成分を添加する。 （４）光重合性モノマー及び／又は感光性樹脂、あるい
はこれらを溶剤に溶解した溶液を２種類調製し、顔料と
分散剤を予め別々に分散させてから、これらを混合し、
残りの成分を添加する。なお、顔料と分散剤のうち一方
は溶剤にのみ分散させても良い。

【００２６】ここで、光重合性モノマー及び／又は感光
性樹脂、あるいはこれらを溶剤に溶解した溶液への顔料
や分散剤の分散は、三本ロールミル、二本ロールミル、
サンドミル、ニーダー、ディゾルバー、ハイスピードミ
キサー、ホモミキサー、アトライター等の各種分散装置
を用いて行うことができる。また、分散を良好に行うた
めに、各種界面活性剤を添加して分散を行っても良い。
また、顔料と分散剤を予め混合して顔料組成物を調製す
る場合、粉末の顔料と粉末の分散剤を単に混合するだけ
でも良いが、（ａ）ニーダー、ロール、アトライター、
スーパーミル等の各種粉砕機により機械的に混合する、
（ｂ）顔料を溶剤に分散させた後、分散剤を含む溶液を
添加し、顔料表面に分散剤を吸着させる、（ｃ）硫酸等
の強い溶解力を持つ溶媒に顔料と分散剤を共溶解した
後、水等の貧溶媒を用いて共沈させるなどの混合方法を
採用することが好ましい。

【００２７】本発明者は、以上の構成を採用することに
より、露光感度、現像性が良好で、基板上に塗布し乾燥
させた後のタック性が良好であると共に、パターン形
状、解像性、基板密着性がいずれも良好なパターンを形
成することが可能な感光性組成物を提供できることを見
出した。

【００２８】［カラーフィルタ］カラーフィルタは、基
板上に、所定のパターンで配列した色の異なる複数の着
色層と、隣接する着色層間を遮光する遮光層とを具備し
てなり、これら着色層と遮光層上には、これらを保護す
るためのオーバーコート層が形成されることもある。ま
た、液晶表示装置用カラーフィルタでは、遮光層上に、
セルギャップを均一化するための柱状の凸部（フォトス
ペーサ）が形成されることもある。そして、本発明のカ
ラーフィルタは、上記の本発明の組成物を用いて形成さ
れた着色層、遮光層、液晶表示装置のセルギャップを均
一化するための柱状の凸部のうち少なくとも１種を備え
たものである。なお、本発明の感光性組成物をカラーフ
ィルタの着色層や遮光層の材料として用いる場合には、
顔料及び顔料を分散させるための分散剤は必須成分とな
る。これに対して、液晶表示装置のセルギャップを均一
化するための柱状の凸部の材料として用いる場合には、
顔料及び分散剤は任意成分となる。

【００２９】以下、本発明の感光性組成物を用いた着色
層や遮光層、液晶表示装置のセルギャップを均一化する
ための柱状の凸部の形成方法について説明する。これら
の形成方法は同様である。はじめに、基板上に、スプレ
ーコート法、スピンコート法、ロールコート等により、
本発明の感光性組成物を均一に塗布し乾燥させる。この
工程において形成される層のことを「感光性組成物層」
と称す。用いる基板としては透明基板が好適であり、具
体的には、ガラス板や、ポリカーボネート、ポリメタク
リル酸メチル、ポリエチレンフタレート等の樹脂基板が
好適に用いられる。次に、フォトリソグラフィー法によ
り、形成した感光性組成物層をパターニングする。すな
わち、所定のパターンのフォトマスクを介して紫外線、
電子線等の活性エネルギー線を照射して露光した後、有
機溶剤やアルカリ水溶液等の現像液を用いて現像する。
ここで、露光工程においては、活性エネルギー線が照射
された部分の光重合性モノマーが重合し硬化する。ま
た、感光性樹脂を含有する場合には、該樹脂も架橋し硬
化する。また、露光感度を向上させるために、感光性組
成物層を形成した後、水溶性あるいはアルカリ水溶性樹
脂（例えばポリビニルアルコールや水溶性アクリル樹脂
等）の溶液を塗布し乾燥させることにより、酸素による
重合阻害を抑制する膜を形成してから、露光を行っても
良い。そして、現像工程において、活性エネルギー線が
照射されなかった部分が現像液により洗い流される。な
お、現像液としては、炭酸ソーダ、苛性ソーダ等の水溶
液や、ジメチルベンジルアミン、トリエタノールアミン
等の有機アルカリ溶液等のアルカリ現像液が主流になっ
ている。また、現像液としては、必要に応じて消泡剤や
界面活性剤が添加されたものが用いられる。最後に焼成
することにより、基板上に着色層や遮光層、液晶表示装
置のセルギャップを均一化するための柱状の凸部を形成
することができる。

【００３０】本発明のカラーフィルタは、本発明の感光
性組成物を用いて形成されたものであるので、本発明の
感光性組成物と同様の効果を奏するものとなる。

【００３１】

【実施例】次に、本発明に係る合成例、実施例及び比較
例について説明する。 （合成例１）内容量が1リットルの５つ口反応容器に、
ビスコート＃３００（大阪有機化学工業製、ペンタエリ
スリトールトリアクリレート）６２５．８ｇ、トリレン
ジイソシアネート１７４ｇを仕込み、６０℃で８時間反
応させ、多官能ウレタンアクリレート（１）を得た。な
お、ＩＲ分析により反応生成物中にイソシアネート基が
存在しないことを確認した。

【００３２】（合成例２）内容量が1リットルの５つ口
反応容器に、アロニックスＭ−４０２（東亜合成製、ジ
ペンタエリスリトールペンタアクリレート含有率５０質
量％）６６４．０ｇ、トリレンジイソシアネート５２．
２ｇを仕込み、６０℃で８時間反応させ、多官能ウレタ
ンアクリレート（２）を得た。なお、ＩＲ分析により反
応生成物中にイソシアネート基が存在しないことを確認
した。

【００３３】（合成例３）内容量が1リットルの５つ口
反応容器に、ライトエステルＧ−２０１Ｐ（共栄社油脂
製、２−ヒドロキシ−３−アクリロイロキシプロピルメ
タクリレート）４７４．６ｇ、トリレンジイソシアネー
ト１７４ｇを仕込み、６０℃で８時間反応させ、多官能
ウレタンアクリレート（３）を得た。なお、ＩＲ分析に
より反応生成物中にイソシアネート基が存在しないこと
を確認した。

【００３４】（合成例４）内容量が1リットルの５つ口
反応容器に、ビスコート＃５４０（大阪有機化学工業
製、ビスフェノールＡジグリシジルエーテルジアクリレ
ート）６６３．２ｇ、トリレンジイソシアネート１０
４．４ｇを仕込み、６０℃で８時間反応させ、多官能ウ
レタンアクリレート（４）を得た。なお、ＩＲ分析によ
り反応生成物中にイソシアネート基が存在しないことを
確認した。

【００３５】（合成例５）内容量が1リットルの５つ口
反応容器に、ビスコート＃３００（大阪有機化学工業
製、ペンタエリスリトールトリアクリレート）６２５．
８ｇ、ヘキサメチレンジイソシアネート１６８ｇを仕込
み、６０℃で８時間反応させ、多官能ウレタンアクリレ
ート（５）を得た。なお、ＩＲ分析により反応生成物中
にイソシアネート基が存在しないことを確認した。

【００３６】（実施例１）下記各成分を混合し均一に攪
拌した後、平均孔径２μｍのフィルタでろ過し、緑色の
本発明のアルカリ現像型感光性着色組成物を調製した。 ハロゲン化銅フタロシアニン系顔料 （東洋インキ社製「リオノールグリーン ６ＹＫ」） ４．５質量部 分散剤（アビシア社製「ソルスパーズ２００００」） １．０質量部 アクリルワニス ２４質量部 多官能ウレタンアクリレート（１） ５．４質量部 光重合開始剤（チバガイギー社製「イルガキュア−９０７」） ０．３質量部 光増感剤（保土ヶ谷化学社製「ＥＡＢ−Ｆ」） ０．２質量部 シクロヘキサノン ６４．６質量部

【００３７】（実施例２）光重合性モノマーとして、多
官能ウレタンアクリレート（２）を用いた以外は実施例
１と同様にして、本発明のアルカリ現像型感光性着色組
成物を調製した。 （実施例３）光重合性モノマーとして、多官能ウレタン
アクリレート（３）を用いた以外は実施例１と同様にし
て、本発明のアルカリ現像型感光性着色組成物を調製し
た。 （実施例４）光重合性モノマーとして、多官能ウレタン
アクリレート（４）を用いた以外は実施例１と同様にし
て、本発明のアルカリ現像型感光性着色組成物を調製し
た。 （実施例５）光重合性モノマーとして、多官能ウレタン
アクリレート（５）を用いた以外は実施例１と同様にし
て、本発明のアルカリ現像型感光性着色組成物を調製し
た。

【００３８】（比較例１）比較のため、実施例１〜５と
は異なる光重合性モノマーを用いて、感光性組成物を調
製した。すなわち、下記各成分を混合し均一に攪拌した
後、平均孔径２μｍのフィルタでろ過し、緑色のアルカ
リ現像型感光性着色組成物を調製した。 ハロゲン化銅フタロシアニン系顔料 （東洋インキ社製「６ＹＫ」） ４．５質量部 分散剤（アビシア社製「ソルスパーズ２００００」） １．０質量部 アクリルワニス ２４質量部 ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート （東亜合成社製「アロニックスＭ−４０２」） ５．４質量部 光重合開始剤（チバガイギー社製「イルガキュア−９０７」） ０．３質量部 光増感剤（保土ヶ谷化学社製「ＥＡＢ−Ｆ」） ０．２質量部 シクロヘキサノン ６４．６質量部

【００３９】（比較例２）光重合性モノマーとして、ト
リメチロールプロパンアクリレート（新中村化学社製
「ＮＫエステルＡＴＭＰＴ」）を用いた以外は比較例１
と同様にして、アルカリ現像型感光性着色組成物を調製
した。 （比較例３）光重合性モノマーとして、ジペンタエリス
リトールヘキサアクリレート（日本化薬社製「ＤＰＨ
Ａ」）を用いた以外は比較例１と同様にして、アルカリ
現像型感光性着色組成物を調製した。

【００４０】（実施例６）下記各成分を混合し均一に攪
拌した後、平均孔径２μｍのフィルタでろ過し、黒色の
本発明のアルカリ現像型感光性着色組成物を調製した。 カーボン顔料（三菱化学社製「ＭＡ１００」） １０．５質量部 分散剤（アビシア社製「ソルスパーズ２００００」） １．０質量部 アクリルワニス １８質量部 多官能ウレタンアクリレート（１） ５．４質量部 光重合開始剤（チバガイギー社製「イルガキュア−９０７」） ０．３質量部 光増感剤（保土ヶ谷化学社製「ＥＡＢ−Ｆ」） ０．２質量部 シクロヘキサノン ６４．６質量部

【００４１】（比較例４）比較のため、実施例６とは異
なる光重合性モノマーを用いて、感光性組成物を調製し
た。すなわち、下記各成分を混合し均一に攪拌した後、
平均孔径２μｍのフィルタでろ過し、黒色のアルカリ現
像型感光性着色組成物を調製した。 カーボン顔料（三菱化学社製「ＭＡ１００」） １０．５質量部 分散剤（アビシア社製「ソルスパーズ２００００」） １．０質量部 アクリルワニス １８質量部 ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート （東亜合成社製「アロニックスＭ−４０２」 ５．４質量部 光重合開始剤（チバガイギー社製「イルガキュア−９０７」） ０．３質量部 光増感剤（保土ヶ谷化学社製「ＥＡＢ−Ｆ」） ０．２質量部 シクロヘキサノン ６４．６質量部

【００４２】（実施例７）下記各成分を混合し均一に攪
拌した後、平均孔径２μｍのフィルタでろ過し、無色の
本発明のアルカリ現像型感光性組成物を調製した。 アクリルワニス ３４質量部 多官能ウレタンアクリレート（１） １０質量部 光重合開始剤（チバガイギー社製「イルガキュア−９０７」） ５質量部 光増感剤（保土ヶ谷化学社製「ＥＡＢ−Ｆ」） １質量部 シクロヘキサノン ５０質量部

【００４３】（比較例５）比較のため、実施例７とは異
なる光重合性モノマーを用いて、感光性組成物を調製し
た。すなわち、下記各成分を混合し均一に攪拌した後、
平均孔径２μｍのフィルタでろ過し、無色のアルカリ現
像型感光性組成物を調製した。 アクリルワニス ３４質量部 ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート （東亜合成社製「アロニックスＭ−４０２」 １０質量部 光重合開始剤（チバガイギー社製「イルガキュア−９０７」） ５質量部 光増感剤（保土ヶ谷化学社製「ＥＡＢ−Ｆ」） １質量部 シクロヘキサノン ５０質量部

【００４４】（評価）各実施例、比較例において調製し
た各感光性組成物について、以下のようにして評価を行
った。はじめに、ガラス基板上に、得られた感光性組成
物をスピンコート法により塗布した後乾燥させ、感光性
組成物層を形成した。なお、スピンコート条件は５００
ｒｐｍ、５秒とした。次に、７０℃に保持したホットプ
レート上に載置して、１分間仮焼成した後、感光性組成
物層の表面を指で触れ、タック性を評価した。次に、線
幅０．５〜５０μｍのテスト用のフォトマスク（凸版印
刷社製）を用い、１０〜３００ｍJ／ｃｍ²の種々の露光
量で露光した。次に、１．２５質量％の炭酸ナトリウム
溶液を用いてシャワー現像した後水洗して、パターニン
グを完了した。そして、露光工程において光が照射され
た領域の現像後の膜厚が、露光前の膜厚１００％に対し
て９５％以上であった最小の露光量ＸｍJ／ｃｍ²を露光
感度として評価した。その後、２３０℃で１時間本焼成
した。焼成後の基板表面を光学顕微鏡により観察し、以
下の評価を行った。すなわち、露光工程において光が照
射されなかった領域（以下、「未露光領域」と称す。）
の残査の有無を観察し、現像性を評価した。また、形成
されたパターンの解像度（Ｌ／Ｓ）を測定すると共に、
断面形状を観察した。また、基板密着性の評価として、
パターン欠損が発生していないか否かを観察した。最後
に、パターンを形成した基板上にさらに、インジウム錫
酸化物（ＩＴＯ）を蒸着し、その表面抵抗値を、共和理
研社製、型式：Ｋ７０５ＲＤ−Ｂを用いて測定した。な
お、実施例６、７、比較例４、５では、ＩＴＯ膜の形成
は行わなかった。また、以下の評価項目については、下
記基準に基づいて評価を行った。 判定基準 ＜タック性＞ ○：感光性組成物層の表面を指で触れ、１分以内に付着
が無くなった。 △：感光性組成物層の表面を指で触れ、１分超５分以内
に付着が無くなった。 ×：感光性組成物層の表面を指で触れ、５分超経過して
も、付着が無くならなかった。 ＜現像性＞ ○：未露光領域には、残査が全く確認されなかった。 △：未露光領域に、残査が僅かに確認されたが、実用上
問題のない程度であった。 ×：未露光領域に、残査が著しく確認された。 ＜基板密着性＞ ○：パターン欠損が全く観察されなかった。 △：パターン欠損はほとんど観察されなかったが、一部
分欠損が観察された。 ×：パターン欠陥が部分的に観察された。

【００４５】（結果）得られた結果を表１に示す。表１
に示すように、光重合性モノマーとして、水酸基を有す
る（メタ）アクリレートに多官能イソシアネートを反応
させて得られる（メタ）アクリロイル基を有する多官能
ウレタンアクリレートを用いて感光性組成物を調製した
実施例１〜７では、形成された感光性組成物層のタック
性は良好であり、露光感度も１５０ｍJ／ｃｍ²以下と、
良好であった。また、現像後に、未露光領域に残査や汚
れはなく、現像性も良好であった。また、形成されたパ
ターンの断面形状は順テーパ状と良好であり、パターン
欠損もなく、基板密着性も良好であり、解像度（Ｌ／
Ｓ）も１０μｍ以下と良好であった。また、その上にＩ
ＴＯ膜を形成した実施例１〜５では、ＩＴＯ膜の表面抵
抗値も３０Ω／□以下と良好であった。

【００４６】これに対して、光重合性モノマーとして、
ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート又はトリメ
チロールプロパンアクリレートを用いて感光性組成物を
調製した比較例１〜５では、形成された感光性組成物層
の表面に指で触れたところ、指紋跡が残り、１時間以上
放置し乾燥させてもその傾向は変わらず、タック性が著
しく不良であった。また、形成されたパターンの断面形
状は垂直形状又は逆テーパ状と不良であった。また、そ
の上にＩＴＯ膜を形成した比較例１〜３では、ＩＴＯ膜
の表面抵抗値は１００Ω／□以上と非常に高かった。こ
れは断面形状が垂直形状又は逆テーパ状となった結果、
ＩＴＯ膜が断線したことによると考えられる。また、比
較例４、５では、露光感度も不良であり、パターン欠損
も観察され、基板密着性も不良であった。

【００４７】

【表１】

【００４８】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
露光感度、現像性が良好で、基板上に塗布し乾燥させた
後のタック性が良好であると共に、パターン形状、解像
性、基板密着性がいずれも良好なパターンを形成するこ
とができ、カラーフィルタ材料として用いて好適な感光
性組成物、及び該組成物を用いてなるカラーフィルタを
提供することができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大森 宏紀 東京都台東区台東１丁目５番１号 凸版印 刷株式会社内 (72)発明者 谷 瑞仁 東京都台東区台東１丁目５番１号 凸版印 刷株式会社内 (72)発明者 片岡 寛行 大阪府柏原市片山町18番８号 大阪有機化 学工業株式会社内 (72)発明者 目片 英幸 大阪府柏原市片山町18番８号 大阪有機化 学工業株式会社内 (72)発明者 森 吉弘 大阪府柏原市片山町18番８号 大阪有機化 学工業株式会社内 Ｆターム(参考） 2H025 AA01 AA02 AA04 AA14 AB13 AC01 AD01 BC14 BC66 CA00 CC03 CC12 DA40 FA17 2H048 BA02 BA45 BA48 BB02 BB42 BB46

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光重合性モノマー、非感光性樹脂及び／
   又は感光性樹脂、重合開始剤、及び溶剤を含有すると共
   に、 前記光重合性モノマーとして、水酸基を有する（メタ）
   アクリレートに多官能イソシアネートを反応させて得ら
   れる（メタ）アクリロイル基を有する多官能ウレタンア
   クリレートを含有することを特徴とする感光性組成物。
2. 【請求項２】 前記光重合性モノマーの含有量が２０質
   量％以下であることを特徴とする請求項１に記載の感光
   性組成物。
3. 【請求項３】 前記光重合性モノマーの含有量が１質量
   ％以上であることを特徴とする請求項１又は請求項２に
   記載の感光性組成物。
4. 【請求項４】 さらに、顔料及び分散剤を含有すること
   を特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項
   に記載の感光性組成物。
5. 【請求項５】 請求項４に記載の感光性組成物を硬化し
   てなる着色層及び／又は遮光層を具備することを特徴と
   するカラーフィルタ。
6. 【請求項６】 着色層と遮光層とを具備すると共に、前
   記遮光層上に、請求項１から請求項４までのいずれか１
   項に記載の感光性組成物を硬化してなる柱状の凸部が形
   成されていることを特徴とするカラーフィルタ。