JP2990720B2 - カラーフィルタ - Google Patents

カラーフィルタ

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JP2990720B2
JP2990720B2 JP773690A JP773690A JP2990720B2 JP 2990720 B2 JP2990720 B2 JP 2990720B2 JP 773690 A JP773690 A JP 773690A JP 773690 A JP773690 A JP 773690A JP 2990720 B2 JP2990720 B2 JP 2990720B2
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豊明 沢田
瑞仁 谷
誠 坂川
久夫 星
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Description

【発明の詳細な説明】 <産業上の利用分野> 本発明は、耐熱性が要求されるカラーフィルタに係
る。
<従来の技術> オーバーコート材に求められる特性として、 (1)透明性 (2)カラーフィルタとの密着性 (3)耐熱性240℃以上 (4)耐薬品性 (5)ITO(透明導電膜)との密着性 (6)封止剤との接着性 等がある。
従来カラーフィルタの上層に設けるオーバーコート材
として、アクリル樹脂、シリカ系の無機コート材が用い
られていた。しかしながら、カラーフィルタが大型化す
るに従って、カラーフィルタに高度の耐熱性が要求され
る様になり、アクリル樹脂では耐熱性に欠ける。シリカ
系のコート材は耐熱性はあるが、クラックが入りやすく
信頼性欠ける点があった。
<発明の目的> アクリル系の樹脂は、そのアクリルモノマーの選択に
より、透明性と耐熱性に優れた樹脂とすることができ
る。耐熱性の色素または耐熱性の顔料を加えてインキ化
することにより、耐熱性の塗料および各種着色コーティ
ング材として用いられている。又基板上にコーティング
後、パターニングすることにより、所望のパターン形状
の各色別に色分けしたカラーフィルタとすることができ
る。
ところで、この様にして作製されたカラーフィルタ
は、240〜270℃1時間程度の耐熱性(分光安定性)を示
し、特性的に優れている。しかしながら、この上層に用
いて、満足のできるオーバーコート材はなかった。従っ
て、本発明は耐熱性と透明性の良いオーバーコート層を
有するカラーフィルタの提供を目的とする。
<発明が解決しようとする課題> 上述のごとく、カラーフィルタのオーバーコート材と
して耐熱性、透明性の良い材料が必要である。本発明者
らは、透明性と耐熱性とを満足できる材料について研究
を重ねた結果、アクリル系樹脂に透明体質顔料を高度に
分散することにより、耐熱性と透明性を満たすことがで
きることを見い出し、本発明を完成した。
<課題を解決するための手段> 本発明は、透明基板上にカラーフィルタ層及びオーバ
ーコート層を設けたカラーフィルタにおいて、該オーバ
ーコート層が少なくともアクリル樹脂、光重合性モノマ
ー、光重合開始剤、溶剤および透明体質顔料からなるカ
ラーフィルタのオーバーコート用コーティング材であ
り、該透明体質顔料の粒度が0.3μm以下の粒子が全粒
子の50重量%以上で、かつ、1μm以上の粒子が5重量
%以下であり、該コーティング材中のアクリル樹脂、光
重合性モノマー、光重合開始剤および透明体質顔料成分
の組成割合がアクリル樹脂は5〜30重量%であり、光重
合性モノマーは10〜30重量%であり、光重合開始剤は0.
5〜3重量%であり、透明体質顔料は5〜30重量%であ
るコーティング材を用いて形成したことを特徴とするカ
ラーフィルタである。
本発明に用いることのできるアクリル樹脂の成分とな
るアクリル系モノマーとしては、 (R1はH又はCH3、R2は炭素数1〜6のアルキル、分枝
アルキル、あるいはフェニル、シクロヘキシル、ヒドロ
キシエチル)であり、具体的な例としては、 等が挙げられる。
しかし、これらのものに限定されるものでないことは
言うまでもなく、これらの中から必要により選ばれる数
種類のモノマーにより合成される樹脂である。
溶剤としては、メチルセロソルブ、エチルセロソル
ブ、ブチルセロソルブ、シクロヘキサノン、キシレン等
が良く、またこれらの溶剤の混合物でも良いが、特に溶
解性、コーティング性の点からシクロヘキサノン、エチ
ルセロソルブが好ましい。
透明体質顔料としては、バライト粉(BaSO4)、沈降
性硫酸バリウム(BaSO4)、炭酸バリウム(BaCO3)、炭
酸石灰粉(CaCO3)、シリカ粉(SiO2)、塩基性炭酸マ
グネシウム(MgCO3)、アルミナホワイト(Al2O3・XH
2O)またはAl(OH))、グロスホワイト(Al(OH)
+BaSO4)、サチン白(CaSO4+Al(OH))等があげら
れるが、C.I.(カラーインデックス)番号で示すと、1
0、18、19、20、24、25、26、27等である。
これらの透明体質顔料は、0.3μm以下の粒子が全粒
子の50重量%以上で、かつ、1μm以上の粒子が5重量
%以下の粒度を有するものを用いるのが、透明体質顔料
の透明性と分散性の見地から好ましい。0.3μm以下の
粒子が全粒子の50重量%より少ない場合、または1μm
以上の粒子が5重量より多い場合は、いずれもコーティ
ング材の透明性が悪く、特にカラーフィルタ用オーバー
コート材のように高い透明性が要求される用途に適さな
い。
これらの透明体質顔料を高度に分散させる分散剤とし
ては、各種界面活性剤が有効である。具体的には、陽イ
オン系としてアセタミン24、アセタミン86、コータミン
86Pコンク(いずれも花王(株)製商品名)があり、陰
イオン系としてデモールP、デモールEP、ホモゲノール
M−8、ホモゲノールL−18、ホモゲノールL−95、ホ
モゲノールL−100(いずれも花王(株)製商品名)が
ある。また非イオン系としてエマルゲンA−60、レオド
ールSP−L10、レオドールSP−S10、レオドールSP−O1
0、エマゾールL−10H、エマゾールS−20(いずれも花
王(株)製商品名)等がある。
また、本発明におけるコーティング材の塗布層を部分
露光して重合法により光硬化させるために、加えられる
モノマー及び重合剤は種々選択することができる。モノ
マーとしては2官能、多官能モノマーがあり、2官能モ
ノマーとして、1.6−ヘキサンジオールジアクリレー
ト、エチレングリコールジアクリレート、ネオペンチル
グリコールジアクリレート、トリエチレングリエールジ
アクリレート、ビス(アクリロキシエトキシ)ビスフェ
ノールA、3−メチルペンタンジオールジアクリレート
等があり、多官能モノマーとして、トリメチロールプロ
パトンアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリ
レート、トリス(2−ヒドロキシエチル)イソシアネー
ト、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート等があ
り、これらのモノマーは、昭和高分子(株)、東亞合成
化学工業(株)、セラニーズケミカル(株)等の市販品
がある。また光重合開始剤としては、アセトフェノン、
ベンゾフェノン、ベンジルジメチルケタール、ベンゾイ
ルパーオキサイド、2−クロロチオキサンソン等があ
り、大東化学工業所(株)、新日曹化工(株)、チバガ
イギー、大阪有機化学工業(株)等から市販品がある。
又基板と組成物との接着性と向上させるために市販の各
種プライマーを組成物に添加するか、または、あらかじ
めカラーフィルタのコートして乾燥させた後、組成物を
コートしても良い。
本発明である透明顔料コーティング材の製造方法は、 アクリル系樹脂に透明体質顔料及び分散剤を添加して
三本ロール等の攪拌機で十分に混練してワニスを作る工
程、 この組成物に架橋剤又は重合開始剤およびアクリル系
モノマーを加えて十分攪拌する工程、 該ワニスをカラーフィルタ上に、ロールコーター、ま
たはスピンコーターを用いて必要とする膜厚にコートす
る工程、 部分露光によりパターン化する場合と、単に全面露光
した後、熱硬化させる工程、 からなる。ここでアクリル系樹脂は、顔料の分散媒であ
り、分散剤は、アクリル系樹脂中に顔料を均一に分散さ
せる補助剤である。
<発明の詳述> 本発明のコーティング材(組成物)の組成割合は、ア
クリル樹脂、光重合性モノマー、光重合開始剤および透
明体質顔料成分の組成割合がアクリル樹脂は5〜30重量
%であり、光重合性モノマーは10〜30重量%であり、光
重合開始剤は0.5〜3重量%であり、透明体質顔料は5
〜30重量%である。
本発明に基づき組成物などを作る場合には、アクリル
系樹脂、溶剤、透明体質顔料、分散剤、ロールミル、ボ
ールミル、サンドミル、アトライター等の分散、混合装
置によって分散する。またアクリル系樹脂、透明体質顔
料、分散剤を予めロールミルなどで分散させ、次に溶剤
あるいはアクリル樹脂のワニスで希釈することにより作
ることもできる。なお、混合分散の順序は、これだけに
限るものではなく、適宜行うことができる。また組成物
に光重合性をもたせる場合には、光重合性モノマーと光
重合開始剤を添加することによってパターニングできる
組成物とすることができる。
以上の様にして得られた、樹脂組成物は、図面の第1
図に示す透明基板(1)とカラーフィルタ層(2)等か
らなる基体上にロールコーター、スピンコーターなどに
より任意の厚さに塗布することでオーバーコート層
(3)となり、カラーフィルタ層(2)の色調、透明性
を損なうことなく、カラーフィルタを保護することがで
きる。第2図のオーバーコート層(3)の形態として
は、第2図に示すように、オーバーコート層が不要な端
部(4)において、オーバーコート層を除去する。この
ようにするには、オーバーコート材に、前記したように
光硬化の性質を持たせて感光性樹脂とし、除去したい部
分を遮光して露光し、適当な溶媒で現像するのが、効率
的である。もちろん、第3図に示すように、オーバーコ
ート層(3)′を全面に施す形態もありうる。
以下に、本発明の実施例によって具体的に説明する。
なお、実施例中、配合比は全て重量比である。
<実施例1> アクリル樹脂(メタクリル酸20部、ブチルアクリレー
ト30部、ブチルメタクリレート50部をエチルセロソルブ
300部に溶解し、窒素雰囲気下でアゾビスイソブチロニ
トリル0.75部を加えて70℃、5時間反応より得られたア
クリル樹脂)を樹脂濃度10%になる様にエチルセロソル
ブで希釈した。この希釈樹脂90.8gに対して、透明体質
顔料として、バライト粉末(硫酸バリウム)9.0g、分散
剤としてエマルゲンA−60を0.2gを添加して、3本ロー
ルで十分混練して透明ワニスを作成した。このワニスに
光重合性モノマーとしてトリメチロールプロパントリア
クリレート4.0gと光重合開始剤としてベンジルジメチル
ケタール0.8g加えて良く攪拌して、透明組成物とした。
先に作成したカラーフィルタ上にスピンコーターで1200
回転1分間コート後、70℃で20分乾燥後、カラーフィル
タの枠より約5mm大きいマスクを用いて露光(30mJ/c
m2)とした。その後、炭酸ナトリウム(2.5%溶液)を
用いて現像し非露光部を除去して、十分水洗した。基板
に透明体質顔料が少量残る可能性があるので、軟らかい
スポンジでこすり、さらに水洗してスピン乾燥後230℃
で1時間ベークしてカラーフィルタ上のオーバーコート
を定着させた。このカラーフィルタは、 であり、液晶用カラーフィルタとして好ましい特性を示
した。
<発明の効果> アクリル樹脂に顔料を分散することによる組成物から
耐熱性(240℃〜270℃)の良いカラーフィルタを作成す
ることはできるが、このカラーフィルタに用いるオーバ
ーコート材として、耐熱性、耐光性に優れ、クラック等
の入らないものは、従来になかった。それに対して、本
発明のオーバーコート材は、耐熱性に優れたカラーフィ
ルタのオーバーコート層であり、透明体質顔料を透明性
が高いアクリル系樹脂に分散することにより、耐熱性24
5℃で1時間処理後においてもカラーフィルタとの密着
性、ITOとの接着性に優れ、さらパターニングすること
により、封止剤との接着性を損なうことのないオーバー
コートとすることができ、実用上極めて優れたカラーフ
ィルタを提供できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、カラーフィルタの一例を示す断面図、第2図
は、パターニングしたオーバーコート層を設けた本発明
のカラーフィルタの一実施例を示す断面図、第3図は、
パターニングしない全面オーバーコート層を設けた本発
明のカラーフィルタの他の実施例を示す断面図である。 (1)……透明基板、(2)……カラーフィルタ層 (3)……オーバーコート層、(4)……端部
フロントページの続き (72)発明者 杉浦 猛雄 東京都台東区台東1丁目5番1号 凸版 印刷株式会社内 審査官 近藤 政克 (56)参考文献 特開 昭61−145533(JP,A) 特開 昭60−247603(JP,A) 特許2608587(JP,B2) 特許2608588(JP,B2) 特許2066913(JP,B2) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C09D 133/00 G02B 5/20

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】透明基板上にカラーフィルタ層及びオーバ
    ーコート層を設けたカラーフィルタにおいて、該オーバ
    ーコート層が少なくともアクリル樹脂、光重合性モノマ
    ー、光重合開始剤、溶剤および透明体質顔料からなるカ
    ラーフィルタのオーバーコート用コーティング材であ
    り、該透明体質顔料の粒度が0.3μm以下の粒子が全粒
    子の50重量%以上で、かつ、1μm以上の粒子が5重量
    %以下であり、該コーティング材中のアクリル樹脂、光
    重合性モノマー、光重合開始剤および透明体質顔料成分
    の組成割合がアクリル樹脂は5〜30重量%であり、光重
    合性モノマーは10〜30重量%であり、光重合開始剤は0.
    5〜3重量%であり、透明体質顔料は5〜30重量%であ
    るコーティング材を用いて形成したことを特徴とするカ
    ラーフィルタ。
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