JP3006209B2

JP3006209B2 - カラーフィルタ用電子写真感光体組成物およびそれを用いたカラーフィルタ用基板

Info

Publication number: JP3006209B2
Application number: JP23939591A
Authority: JP
Inventors: 英三郎渡辺; 典十郎増井; 淳佐々木; 正次米澤
Original assignee: Toppan Inc
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 1991-09-19
Filing date: 1991-09-19
Publication date: 2000-02-07
Anticipated expiration: 2015-02-07
Also published as: JPH0580547A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真方式によって
製造されるカラーフィルタに用いる電子写真感光体基板
および光導電体組成物に関する。

【０００２】

【従来の技術】カラーフィルタの製造方法は数多く提案
され、幾つかの方法が実用化されている。例えば、透明
基板上に感光性樹脂を塗布し、常法にしたがって露光現
像を行い所望のパターンを形成し、該パターンを例えば
赤色に染色、以下同様にして、緑、青色のパターンを形
成してカラーフィルタを得る。（これを染色法と呼ぶ）
あるいは、予め顔料や染料等の色素を分散した感光性樹
脂を透明基板上にコートし、露光現像を行って所望のパ
ターンを形成し、これを赤、緑、青の３色繰り返してカ
ラーフィルタを得る方法がある。（本方法は、着色材と
して顔料が使われることが多く、顔料分散法と呼ばれ
る）この他にも、オフセット印刷等の印刷方式、透明基
板上に所望の着色パターンに対応した透明電極を形成し
て、着色すべきパターンにのみ通電して、色材を電着す
る方法（電着法）などがある。

【０００３】上記方式以外にも、色材の真空蒸着によっ
て透明基板に着色パターンを形成する方法（蒸着法）、
カラー写真同様にハロゲン化銀乳剤によって着色パター
ンを形成する方法などが提案されている。

【０００４】従来から実用化されているカラーフィルタ
の製造方法のうち、染色法、顔料分散法などは必要な色
数の分だけ感光性樹脂のコート、プリベーク、露光、現
像、ポストベークを繰り返す。このため、工程が長くな
る。また、感光性樹脂を大型の基板に均一に塗布するこ
とが困難であるため大型のカラーフィルタを作ることが
難しい。

【０００５】電着法では、色パターンに対応して透明電
極を形成しなければならず、この透明電極に通電して色
材を付着させることから、同色の画素は接続されていな
ければならず画素形状や画素配列に制約が生じる。ま
た、透明電極のパターン化には高度な微細加工技術が要
求される。

【０００６】これらの方法に比べて、印刷法では感光液
の塗布、露光、現像といった所謂フォトリソグラフィー
の必要がないため製造工程は比較的簡便である。しか
し、パターン形状や位置精度の面では他の方法にくらべ
てやや劣り、カラーフィルタに使用するためには高度で
特殊な印刷技術が要求される。

【０００７】そこで、より簡便で比較的良好な画素形状
が形成でき、大型のカラーフィルタも製造できる方式と
して、電子写真法によるカラーフィルタの製造方法が、
特開昭４８ー１６５２９号公報、特開昭５６ー６９６０
４号公報、特開昭５６ー１１７２１０号公報、特開昭６
３ー２３４２０３号公報に示されている。

【０００８】これらの方法においては、支持体上に導電
体層と光導電体層を設け、光導電体層全面に帯電を行う
工程と、露光によってカラーフィルタの画素形状の静電
潜像を形成する工程と、静電潜像に着色トナーを付着さ
せる現像工程を、赤、緑、青の３回もしくは赤、緑、
青、黒の４回繰り返してカラーフィルタを製造する。

【０００９】電子写真方式のカラーフィルタにおいて
は、ガラス等の透明な基板上に透明導電層、光導電導層
を形成したものを基板に用い、この基板の上に赤、緑、
青色の画素を形成し、カラーフィルタを得る。従って、
光導電層は各画素の分光透過率を変化させないために可
視光域（４００ｎｍから７００ｎｍ）において吸収のな
いものでなければならない。また、ガラス基板等に容易
に形成出来るものでなければならない。これらの要求を
満足できる光導電層としては、ポリビニルカルバソール
やポリビニルアントラセンなどの有機光導電体があげら
れる。

【００１０】ポリビニルカルバソールやポリビニルアン
トラセンなどの有機光導電体は、通常の電子写真では、
増感剤を添加して可視光あるいは赤外線レーザー光に感
度を持たせて使用するが、カラーフィルタ用に使用する
場合には増感剤は添加せず、紫外光による露光で潜像を
形成する。

【００１１】このようにして形成した電子写真方式のカ
ラーフィルタは、カラー液晶パネルを製造する工程のな
かで、配向膜を塗布する工程において、配向膜の溶剤と
して使用しているＮ−メチル−２−ピロリドンやγ−ブ
チルラクトンによって、電子写真感光体にクラックやし
わが発生したり電子写真感光体が剥離してしまうという
問題が生じてしまい実用化されるには到っていない。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、カラー液晶
パネルを製造する工程のなかで、配向膜を塗布する工程
において、配向膜の溶剤として使用しているＮ−メチル
−２−ピロリドンやγ−ブチルラクトンによって、電子
写真感光体にクラックやしわが発生せず、あるいは電子
写真感光体が剥離することのない実用的な電子写真感光
体を提供しようとするものである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は、電子写真方式
によるカラーフィルタに使用される電子写真感光体組成
物において、該電子写真感光体がビニルカルバゾール
と、一般式（化１）で示されるヒドロキシアルキル（メ
タ）アクリレートもしくは一般式（化２）で示される
（メタ）アクリル酸類の少なくとも一方を構成成分に持
つ共重合体と、官能基としてアミノ基、イミノ基、メチ
ロール基、アルキルエーテル基等を有するアルキル化メ
ラミン、もしくはイソシアネートの混合物から成ること
を特徴とするカラーフィルタ用電子写真感光体組成物で
ある。

【００１４】本発明においては、電子写真方式のカラー
フィルタに使用する電子写真光導電体として、ビニルカ
ルバゾールおよびカルボキシル基やヒドロキシル基を有
するビニル化合物の共重合体に、これらのカルボキシル
基やヒドロキシル基と熱架橋反応を行なう、官能基とし
てアミノ基、イミノ基、メチロール基、アルキルエーテ
ル基などを有するアルキル化メラミンもしくはイソシア
ネートを混合した電子写真感光体組成物を用いることで
上記課題を解決した。

【００１５】付け加えるに、本発明の電子写真感光体に
用いられるビニルカルバゾール共重合体は、ビニルカル
バゾールを４０乃至８０重量％含有する共重合体である
ことが好ましい。さらに言えば、透明基材上に透明導電
層、光導電層を形成した本発明のカラーフィルタ用電子
写真感光体基板にあっては、該光導電層が請求項１乃至
３記載の電子写真感光体組成物であり、該電子写真感光
体組成物を塗布したのちに１５０℃乃至２８０℃にて加
熱処理したことを特徴とするカラーフィルタ用電子写真
感光体基板である。

【００１６】

【作用】本発明の電子写真感光体組成物は、ビニルカル
バゾールを含有しており、実用上十分な電子写真特性
（光導電性）を有する共重合体に該共重合体と架橋反応
を行う化合物を混合したものである。該電子写真感光体
組成物を、導電層としてＩＴＯや酸化スズなどの透明導
電膜を形成した透明基板に塗布した後、１５０乃至２８
０℃に加熱することで共重合体と混合したアルキル化メ
ラミンもしくはイソシアネート間で熱架橋反応を行い電
子写真特性を維持しつつ溶剤耐性が著しく向上する。

【００１７】

【発明の詳述】以下に本発明を詳細に説明する。本発明
の電子写真感光体組成物は、光導電性を有するビニル化
合物とカルボキシル基やヒドロキシル基を有するビニル
化合物の共重合体と官能基としてアミノ基、イミノ基、
メチロール基、アルキルエーテル基などを有するアルキ
ル化メラミンもしくはイソシアネートを混合した組成物
からなる。

【００１８】光導電性を有するビニル化合物は、ホモポ
リマーあるいはバインダーポリマーと混合した形で電子
写真感光体に使用されているビニルカルバゾール、ビニ
ルアントラセン、ビニルアクリジンなどのπ電子共鳴環
を有する化合物が使用できる。このなかでもビニルカル
バゾールが、優れた光導電性を有することから特に望ま
しい。

【００１９】上述の光導電性を有するビニル化合物に、
カルボキシル基やヒドロキシル基を有する各種ビニル化
合物を添加し、常法に従いラジカル重合を行ってその共
重合物を製造する。共重合体中のビニルカルバゾールの
重合比率は、その電子写真特性、すなわち光導電性が損
なわれない範囲で種々選定することができる。一般に電
子写真感光体では、帯電電位が半減するに要する露光エ
ネルギーは、数μＪ／ｃｍ²程度でなければばらない
が、カラーフィルタに使用する場合には数ｍＪ／ｃｍ²
の感度を有すれば十分である。このため、共重合体中の
ビニルカルバゾールの重合比率は４０％（モノマーの重
量比）以上であればよい。

【００２０】ビニルカルバゾールの比率が高い方が電子
写真特性が良いが、充分な溶剤耐性を得るためには熱架
橋を行なうモノマーがそれぞれ２０重量％以上存しなけ
ればならず、このためビニルカルバゾールの重合比率は
４０〜８０重量％の範囲で任意に選定できる。さらに望
ましくは、電子写真特性と溶剤耐性の両者にとくに優れ
た電子写真感光体が得られる組成として、ビニルカルバ
ゾールの重合比率は６０〜７０重量％の範囲が望まし
い。

【００２１】熱架橋反応を行う各種ビニル化合物として
は、アクリル酸、メタアクリル酸などのカルボキシル基
を有するビニル化合物、もしくは２−ヒドロキシエチル
メアタクリレート、ヒドロキシプロピルメタアクリレー
トなどのヒドロキシル基を有するアクリル酸エステルや
メタアクリル酸エステルが利用できる。共重合体と架橋
反応を行わせる目的で添加する化合物としては、官能基
としてアミノ基、イミノ基、メチロール基、アルキルエ
ーテル基などを有するアルキル化メラミンもしくはイソ
シアネートを混合したものが使用できる。この場合に
は、共重合体のカルボキシル基やヒドロキシル基とアル
キル化メラミンやイソシアネートが熱架橋反応を起こ
す。

【００２２】共重合体には、上記化合物以外にも基板と
の密着性や電子写真感光体膜の硬度等を適正化する目的
で、各種アクリル酸エステルやメタアクリル酸エステル
を添加することも可能である。

【００２３】上記の様にして作成した電子写真感光体組
成物は、良好な塗布特性を得るために通常シクロヘキサ
ノン等に溶解して使用することが望ましい。これらの溶
剤は共重合体を製造する際の重合溶媒として使用しても
良いし、共重合体を析出精製した後で上記溶剤に溶解し
ても良い。

【００２４】官能基としてアミノ基、イミノ基、メチロ
ール基、アルキルエーテル基などを有するアルキル化メ
ラミンもしくはイソシアネートは、共重合体溶液に所定
量を添加し十分に混合すれば良い。添加量は、共重合体
に対し３０重量％以上必要であるが、添加量が多くなる
ほど光導電性が低下することから３０〜５０重量％の間
が良く、通常は３０重量％に設定する。とくに耐溶剤性
が要求される場合には必要に応じて添加量を増やせば良
い。

【００２５】上記の様にして製造したカラーフィルタ用
電子写真感光体組成物を、ＩＴＯやＳｎＯ２などの透明
導電膜を形成したガラス等の透明基材にスピンコート、
ロールコート、ディップコート、スクリーン印刷等の各
種方法で塗布する。塗布膜厚は、０．５〜１０μｍの範
囲が使用可能な範囲であるが、カラーフィルタとしては
膜厚は薄い方が好ましく、帯電電位が十分に得られる
事、帯電電位の暗減衰が許容範囲内であること、均一な
塗膜が形成出来る事などを考慮して１〜５μｍの範囲が
最適といえる。

【００２６】上述の手順で基板にカラーフィルタ用電子
写真感光体組成物を塗布したのち、ホットプレートや温
風循環式のオーブンで該基板を焼成して、カラーフィル
タ用電子写真感光体組成物の熱架橋反応をおこなわせ
る。焼成温度は１５０℃以上であればよく、該カラーフ
ィルタ用電子写真感光体組成物の耐熱性から上限は２８
０℃である。上記温度範囲にて５分乃至１時間の焼成を
行えば十分な熱架橋反応が進行し、耐溶剤性に優れた電
子写真方式カラーフィルタ用電子写真感光体基板が得ら
れる。

【００２７】

【実施例】

＜実施例１＞ビニルカルバゾール７８重量部、２−ヒド
ロキシエチルメタアクリレート１１重量部、メタアクリ
ル酸１１重量部を混合し、シクロヘキサノンを溶媒にし
て常法にしたがって共重合した。重合開始剤には、アゾ
ビスイソブチロニトリルを使用した。得られた共重合体
にアルキル化メラミンニッカラックＭＳ２１（株式会社
三和ケミカル製）を添加し充分に混合した。混合比は、
共重合体の固形分７０重量部に対しニッカラックＭＳ２
１が３０重量部である。得られた電子写真感光体組成物
を透明導電膜としてＩＴＯを塗布したガラス基板にスピ
ンコート法にて塗布した。この後、クリーンオーブンに
て１７０℃１時間焼成した。電子写真感光体の膜厚は、
２．５μｍにした。

【００２８】本カラーフィルタ用電子写真感光体基板の
電子写真特性を測定した結果、ポリビニルカルバゾール
に比べて電荷保持能力が高く暗減衰が小さいものの、光
導電性に劣るものであった。しかしながら、本電子写真
感光体をコロトロン帯電器を用いて表面電位＋３００Ｖ
に帯電し紫外線ランプ（照度３６６ｎｍにて０．７ｍＷ
／ｃｍ²）で１０秒間露光した結果表面電位置変更は５
０Ｖ以下に低下した。この光導電性はカラーフィルタ用
の電子写真感光体としては十分な電子写真特性といえ
る。

【００２９】本カラーフィルタ用電子写真感光体基板に
コロナ帯電器を用いて＋６ｋＶを印加し光導電体層に正
のコロナ放電を行い、帯電を行った。帯電電位は＋３０
０Ｖであった。ついで、カラーフィルタの赤色画素パタ
ーンのマスクを介して露光を行い赤色トナー液に浸漬し
現像した。トナー液にはラテックス樹脂に赤色顔料を混
合してアイソパーＧ中に分散した特開昭６２−２６９１
０１号公報記載のトナー液を使用した。ついで、同様の
手順で帯電、露光、現像を繰り返して緑、青色画素パタ
ーンを形成した。使用したマスク、トナー液はそれぞれ
各色に対応したものを使用した。以上の工程によって製
造したカラーフィルタは、各画素形状、分光特性等十分
に優れたものであった。

【００３０】得られた電子写真方式のカラーフィルタ
を、ＬＣＤの配向膜の溶剤であるＮ−メチル−２−ピロ
リドン、γ−ブチルラクトンにそれぞれ５分間浸漬した
結果、膜剥がれや表面の以上はまったく認められず、十
分な耐溶剤性が確認出来た。

【００３１】＜実施例２、３＞実施例１に記した共重合
体に、表１に示した配合比にてアルキル化メラミン（株
式会社三和ケミカル製商品名）ニッカラックＭＳ１１も
しくはイソシアネート（日本ポリウレタン工業株式会社
製商品名）コロネートＬを混合し十分に攪拌して電子写
真感光体組成物を得た。

【００３２】

【表１】

【００３３】次いで、実施例１と同様の方法で、電子写
真感光体基板を作成した。以下、実施例１と同様の手順
で帯電、露光、現像を繰り返して行ない、ブラックスト
ライプ、赤、緑、青の各パターンを形成し、カラーフィ
ルタを製造した。本方法によってカラーフィルタは、各
画素形状、分光特性等十分に優れたものであった。ま
た、実施例１と同様の耐溶剤性試験を実施し、いずれも
十分な溶剤耐性が確認された。

【００３４】

【発明の効果】本発明のカラーフィルタ用電子写真感光
体組成物は、十分な電子写真特性を維持しながら、カラ
ーフィルタに要求される耐溶剤性を十分に満足できるも
のである。従って、本発明カラーフィルタ用電子写真感
光体組成物を使用した電子写真感光体基板を使用する事
で、簡便で比較的良好な画素形状が形成でき、大型のカ
ラーフィルタが製造できる方式である電子写真法による
カラーフィルタの製造が可能となった。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭60−79359（ＪＰ，Ａ) 特開昭58−154848（ＪＰ，Ａ) 特開昭52−137340（ＪＰ，Ａ) 特公昭47−44816（ＪＰ，Ｂ１) 実公昭49−16147（ＪＰ，Ｙ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 5/05

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】電子写真方式によるカラーフィルタに使用
される電子写真感光体組成物において、該電子写真感光
体がビニルカルバゾールと、一般式（化１）で示される
ヒドロキシアルキル（メタ）アクリレートもしくは一般
式（化２）で示される（メタ）アクリル酸類の少なくと
も一方を構成成分に持つ共重合体と、官能基としてアミ
ノ基、イミノ基、メチロール基、アルキルエーテル基等
を有するアルキル化メラミンの混合物から成ることを特
徴とするカラーフィルタ用電子写真感光体組成物。【化１】Ｒ₁；ＨまたはＣＨ₃ Ｒ₂；−（ＣＨ₂)_n− ｎ＝１乃至４【化２】
【請求項２】電子写真方式によるカラーフィルタに使用
される電子写真感光体において、該電子写真感光体がビ
ニルカルバゾールと、一般式（化１）で示されるヒドロ
キシアルキル（メタ）アクリレートもしくは一般式（化
２）で示される（メタ）アクリル酸類の少なくとも一方
を構成成分に持つ共重合体と、イソシアネートの混合物
から成ることを特徴とするカラーフィルタ用電子写真感
光体組成物。
【請求項３】電子写真方式によるカラーフィルタに使用
される電子写真感光体において、該電子写真感光体に用
いられるビニルカルバゾール共重合体が、ビニルカルバ
ゾールを４０乃至８０重量％含有する共重合体であるこ
とを特徴とする請求項１または２記載のカラーフィルタ
用電子写真感光体組成物。
【請求項４】透明基材上に透明導電層、光導電層を形成
したカラーフィルタ用電子写真感光体基板において、該
光導電層が請求項１乃至３記載の電子写真感光体組成物
であり、該電子写真感光体組成物を塗布したのちに１５
０℃乃至２８０℃にて加熱処理したことを特徴とするカ
ラーフィルタ用電子写真感光体基板。