JP2975173B2 - カラーフイルターの保護膜用材料及びその硬化物 - Google Patents
カラーフイルターの保護膜用材料及びその硬化物Info
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Description
素子に使われるカラーフイルターの保護膜用樹脂組成
物、R、G、B,(赤、緑、青)用バインダーなどに適
しているカラーフイルターの保護膜用材料に関する。
するために、及び後工程での薬品処理や加熱からカラー
フイルターを保護する目的で、印刷或はスピンコート法
等によりカラーフイルターの表面上に保護膜を設けてい
る。この様な保護膜用の樹脂としては、現在、アクリル
系樹脂、ウレタン系樹脂又はエポキシ系樹脂が用いられ
ている。更に、耐熱性を改良したポリイミド系樹脂(例
えば特開平1−156371号公報参照)が提案されて
いる。
びウレタン系樹脂は、耐熱性が小さく更に耐薬品性が劣
るため、膜を形成させた後の加工工程で制約を受ける。
一方、エポキシ系樹脂或はポリイミド系樹脂は、耐熱
性、耐薬品性等には優れているが、熱硬化性のため、保
護膜の微細パターン形成には適していないという問題が
ある。本発明の目的は、微細パターンの形成が容易で、
耐熱性、密着性が良好で、ITO(インジウム・チンオ
キサイド)膜を作製の時にシワの発生がない良好な保護
膜(硬化膜)を与えるカラーフイルター保護膜に適する
紫外線硬化性のカラーフイルターの保護膜用材料及びそ
の硬化物を提供することにある。
を解決すべく鋭意研究を行った結果、本発明に到達し
た。
基性カルボン酸又はその無水物と反応させて得られる化
合物である不飽和基含有カルボン酸化合物(A)、
(A)成分以外のエチレン性不飽和基含有化合物(B)
及び光重合開始剤(C)を含むことを特徴とするカラー
フイルターの保護膜用材料、 2.第1項記載のカラーフイルターの保護膜用材料の硬
化物、に関する。
材料の各構成成分について説明する。本発明に使用する
不飽和基含有カルボン酸化合物(A)は式(1)で示さ
れるエポキシ化合物と(メタ)アクリル酸の反応物と多
塩基性カルボン酸又はその無水物を反応させることによ
り得ることができる。式(1)で示されるエポキシ化合
物は、例えば新日鉄化学(株)製、カルドエポキシ樹
脂、ESF−300(エポキシ当量246、軟化点76
℃)、シェル化学(株)製、Rss−1079等として
既に市販されているので、かかる市販品を使用すること
ができる。
タ)アクリル酸との反応は、エポキシ化合物のエポキシ
基の1化学当量に対して好ましくは(メタ)アクリル酸
約0.8〜1.5化学当量、特に好ましくは約0.9〜
1.1化学当量となる比で反応させ、反応時に希釈剤と
して、ブチルセロソルブアセテート、メチルエチルケト
ン、エチルセロソルブアセテート、カルビトールアセテ
ート、イソプロピルセロソルブアセテート、ジエチレン
グリコールジメチルエーテル、ソルベントナフサ等の溶
剤類又はカルビトール(メタ)アクリレート、フェノキ
シエチル(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトール
テトラ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパン
トリ(メタ)アクリレート、トリス(ヒドロキシエチ
ル)イソシアヌレートトリ(メタ)アクリレート、ジペ
ンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート等の反
応性単量体等を使用するのが好ましい。更に反応を促進
させるために触媒(例えばトリエチルアミン、ベンジル
ジメチルアミン、メチルトリエチルアンモニウムクロラ
イド、トリフェニルスチビン、トリフェニルホスフィン
等)を使用することが好ましく、該触媒の使用量は反応
原料混合物に対して好ましくは0.1〜10重量%、特
に好ましくは0.3〜5重量%である。反応中の重合を
防止するために、重合防止剤(例えばメトキノン、ハイ
ドロキノン、フェノチアジン等)を使用するのが好まし
く、その使用量は反応原料混合物に対して好ましくは
0.01〜1重量%、特に好ましくは0.05〜0.5
重量%である。反応温度は好ましくは60〜150℃、
特に好ましくは、80〜120℃である。又反応時間は
好ましくは5〜60時間、特に好ましくは10〜50時
間である。
の反応物と多塩基性カルボン酸又はその無水物(例えば
マレイン酸、コハク酸、イタコン酸、フタル酸、テトラ
ヒドロフタル酸、ヘキサヒドロフタル酸、メチルヘキサ
ヒドロフタル酸、エンドメチレンテトラヒドロフタル
酸、クロレンド酸、メチルテトラヒドロフタル酸、トリ
メリット酸、ピロメリット酸、ベンゾフェノンテトラカ
ルボン酸等及びこれらの酸の無水物等)との反応は、前
記エポキシ化合物と(メタ)アクリル酸の反応物の水酸
基に対して水酸基1化学当量あたり前記の酸又はその無
水物を好ましくは0.05〜1.00化学当量反応させ
る。反応温度は好ましくは60〜150℃、特に好まし
くは80〜100℃である。不飽和基含有カルボン酸化
合物の酸価(mgKOH/g)は30〜250が好ましく、特
に好ましくは50〜150である。本発明の樹脂組成物
又はソルダーレジスト樹脂組成物(以下、まとめて「組
成物」という)に含まれる不飽和基含有カルボン酸化合
物の量は組成物中10〜90重量%が好ましく、特に2
0〜80重量%が好ましい。
ン性不飽和基含有化合物(B)は、具体的には、例えば
前記の反応性単量体、エポキシ樹脂(例えばフェノール
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、トリス・フェノールメタン系エポキシ樹
脂、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフエノール
F型エポキシ樹脂等)と(メタ)アクリル酸の反応物で
あるエポキシ(メタ)アクリレート或は、これらエポキ
シ(メタ)アクリレートと前記多塩基性カルボン酸又は
その無水物の反応物等を挙げることができる。それら
(B)成分の使用量は、(A)成分100重量部に対し
て5〜300重量部が好ましく、特に好ましくは10〜
200重量部である。
しては、例えば
ル、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインイソプロピ
ルエーテル、アセトフェノン、2,2−ジメトキシ−2
−フェニルアセトフェノン、2,2−ジエトキシ−2−
フェニルアセトフエノン、1,1−ジクロロアセトフェ
ノン、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
−モルフォリノ−プロパン−1−オン、N,N−ジメチ
ルアミノアセトフェノン、2−メチルアントラキノン、
2−エチルアントラキノン、2−tertブチルアントラキ
ノン、1−クロロアントラキノン、2,4−ジエチルチ
オキサントン、2,4−ジイソプロピルチオキサント
ン、アセトフエノンジメチルケタール、ベンゾフェノ
ン、メチルベンゾフェノン、2−トリクロロメチル−5
−(p−メトキシスチリル)−1,3,4−オキサジア
ゾール、4,4´−ビスジエチルアミノベンゾフェノ
ン、2−トリクロロメチル−4−アミノ−6−p−メト
キシスチリル−S−トリアジン等を挙げることができ
る。これらは、単独或は2種以上を組合せて用いること
ができる。更にかかる光重合開始剤(C)は、N,N−
ジメチルアミノ安息香酸エチルエステル、N,N−ジメ
チルアミノ安息香酸イソアミルエステル、トリエタノー
ルアミン、トリエチルアミンの様な公知慣用の光増感剤
を単独或は2種以上を組合せて用いることができる。光
重合開始剤(C)の使用量は、(A)成分+(B)成分
の総量100重量部に対して、約0.5〜20重量部が
好ましく、特に好ましくは1〜10重量部である。
には、塗布性能をあげるために前記の希釈剤としての溶
剤類の任意量を使用することができる。
には、更に必要に応じて、顔料(例えばアントラキノン
系顔料、ペリレン系顔料、ジスアゾ系顔料、イソインド
リン系顔料、ハロゲン化フタロシアニン系顔料、カーボ
ン、チタンカーボン、酸化鉄等)、シランカップリング
剤、光安定剤、酸化防止剤、メラミン樹脂(例えばヘキ
サメトキシメラミン等)、エポキシ樹脂(例えばフェノ
ールノボラツク型エポキシ樹脂、クレゾールノボラツク
型エポキシ樹脂、ビスフェノールA型エポキシ樹脂等)
とエポキシ硬化剤(例えばアミン化合物類、イミダゾー
ル化合物類、フェノール類、光カチオン重合触媒等)を
使用することができる。本発明のカラーフイルターの保
護膜用材料は、各成分を常温〜80℃で混合、分散、溶
解して得ることができる。
の硬化物の常法により、紫外線照射により得ることがで
きる。具体的には例えば低圧又は高圧水銀灯、キセノン
灯等を用いて紫外線を照射して得ることができる。
は、カラーフイルターの保護膜用樹脂組成物及びカラー
フイルターのR,G,B用バインダーとして有用であ
る。次に本発明で得られるカラーフイルターの保護膜用
材料の使用方法について説明する。あらかじめガラス又
は固体撮像素子等の基板上にゼラチン、グルーなどの天
然高分子又はアクリル樹脂等の合成高分子からなる感光
性組成物を、印刷或はスピンコート等の方法で塗布、パ
ターン化され、染色されることにより形成されたカラー
フイルター或は基板上に、顔料の分散されたアクリル樹
脂、ポリエステル樹脂又はメラミン樹脂等の合成高分子
を、印刷或はスピンコート等の方法で塗布、パターン化
され、形成されたカラーフイルター上に本発明のカラー
フイルターの保護膜用材料を印刷或はスピンコート等の
方法により塗布し、必要に応じて溶剤を常温〜80℃で
乾燥し、次いでネガマスクを置き、紫外線を照射し、硬
化させ、次いでテトラメチルアンモニウムハイドロオキ
サイド水溶液、炭酸ソーダ水溶液等の希アルカリ水溶液
で塗膜の未照射部分を溶解除去し、次いで必要に応じて
150〜200℃で加熱することによって、パターン形
成された保護膜を有するカラーフイルターを得ることが
できる。本発明のカラーフイルターの保護膜用材料から
得られた硬化膜は、カラービデオカメラ、液晶カラーT
V等に用いられるカラーフイルターの保護膜として特に
好適である。
を用いた場合、微細パターンの形成が容易で、その硬化
物(硬化膜)は耐熱性、密着性に優れ、硬化物の上にI
TO膜を作製してもシワの発生がない。
する。不飽和基含有カルボン酸化合物(A)の合成例
(株)製、カルドエポキシ樹脂、ESF−300、エポ
キシ当量246、軟化点76℃)246部、アクリル酸
72部、メトキノン0.16部及びトリフェニルホス
フィン1.1部、カルビトールアセテート237.6部
を加え、95℃まで昇温させ30時間反応させた。次い
で、更にテトラヒドロ無水フタル酸122部を仕込み、
95℃で20時間反応させ、固型分の酸価(mgKOH/g)
105で、粘度240ポイズ(25℃)の不飽和基含有
カルボン酸化合物を得た。
物である次の式(6)で示される化合物
クリレート樹脂、ASF−400)606部、無水マレ
イン酸127.4 カルビトールアセテート394.9
部を仕込み、90℃で20時間反応させ、固型分酸価
(mgKOH/g)103で、粘度195ポイズ(25℃)の
不飽和基含有カルボン酸化合物を得た。
カルドエポキシアクリレート樹脂、ASF−400)6
06部、無水フタル酸266.4部、カルビトールアセ
テート470部を仕込み、95℃で30時間反応させ、
固型分酸価(mgKOH/g)119で、粘度 290ポイズ
(25℃)の不飽和基含有カルボン酸化合物を得た。
(株)製、カルドエポキシ樹脂、ESF−300、エポ
キシ当量246、軟化点76℃)246部、メタクリル
酸 82部、メトキノン0.17部及びメチルトリエチ
ルアンモニウムクロライド1.2部、カルビトールアセ
テート239.8部を加え、95℃で30時間反応させ
た。次いで、更にヘキサヒドロ無水フタル酸116部を
仕込み、95℃で20時間反応させ、固型分の酸価(mg
KOH/g)98で、粘度250ポイズ(25℃)の不飽和
基含有カルボン酸化合物を得た。
配合成分を混合することにより本発明のカラーフイルタ
ーの保護膜用材料を得た。これをガラス板上にスピンコ
ートにより1〜3μmの膜厚で塗布後、塗膜を70℃で
10分間乾燥し、ネガフイルムを塗膜に接触させないよ
うにして置き、次いで5kw超高圧水銀灯を使用して、
紫外線を照射し、次いで1%炭酸ソーダ水溶液で塗膜の
未照射部分を溶解除去し、現像性について評価した。
(溶解速度の速いものは○、溶解しないか又はきわめて
溶解速度の遅いものを×として表した。)次に未照射部
分を溶解除去したものを180℃で1時間乾燥器中に放
置した後、ガラス板上に形成された硬化物(硬化膜)の
耐熱性、ITO膜の作製の時のシワの発生、密着性(初
期)についてJISK5400により評価し、更に10
0℃の熱水中に1時間放置した後の密着性(熱水処理
後)について評価した。
ルターの保護膜用材料を用いると微細パターン化が可能
で、その硬化膜は高温に放置しても着色が少なく、IT
O膜の作製の時のシワの発生がなく、密着性に優れ、カ
ラーフイルター保護膜用に適している。
化物が高温における放置による着色性、ITO膜作製時
の防しわ性、基盤との密着性等にすぐれた熱又は光硬化
性のカラーフイルターの保護膜用材料が得られた。この
カラーフイルターの保護膜用材料はカラーフイルターの
保護膜用として特に適している。
Claims (2)
- 【請求項1】 式(1)で示されるエポキシ化合物 【化1】 と(メタ)アクリル酸の反応物を更に多塩基性カルボン
酸またはその無水物と反応させて得られる化合物である
不飽和基含有カルボン酸化合物(A)、(A)成分以外
のエチレン性不飽和基含有化合物(B)及び光重合開始
剤(C)を含むことを特徴とするカラーフイルターの保
護膜用材料。 - 【請求項2】 請求項1記載のカラーフイルターの保護
膜用材料の硬化物。
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-
1991
- 1991-06-06 JP JP16080991A patent/JP2975173B2/ja not_active Expired - Lifetime
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