JP3421415B2 - 着色画像形成材料、これを用いた感光液、感光性エレメント、カラーフィルターの製造法及びカラーフィルター - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、着色画像形成材料、こ
れを用いた感光液、感光性エレメント、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
色分解テバイス等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方法として、従来は、
染色可能な樹脂、例えば天然のゼラチンやカゼインをパ
ターニングし、そこに、主に染料を用いて染色し、画素
を得るという方法がとられていた。しかし、この方法で
得た画素は、材料からの制約で、耐熱性、耐光性が低い
という問題があった。

【０００３】そこで、最近、耐熱性及び耐光性を改良す
る目的で、顔料を分散した感光材料を用いる方法が注目
され、多くの検討が行われるようになった。この方法に
よれば、製法も簡略化され、得られたカラーフィルター
も安定で、寿命の長いものになることが知られている。

【０００４】しかし一方、顔料を安定に分散させるため
の技術が難しく、特に、顔料の分散性に最も影響を及ぼ
す分散樹脂の選定が難しかった。また、顔料を多く含む
膜の光感度を高める技術も難しく、現時点では低感度に
留まっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、顔料を分散
した感光材料の問題点である、顔料の分散安定性と光感
度を共に著しく向上させて、従来の技術の問題点を解決
した着色画像形成材料、これを用いた感光液、前記着色
画像形成材料を含む層及び支持体を有する感光性エレメ
ント、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。

【０００６】

【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、特殊な分散樹脂を用いることにより、顔料の
分散安定性と光感度を共に著しく高められることを見い
出し、本発明に至った。

【０００７】すなわち、本発明は、（ａ）酸価が２０〜
３００、不飽和当量が６００〜３，０００であり、一般
式（Ｉ）で表される分散樹脂、

【化２】 （式中、Ｒ¹は水素原子又はメチル基を示し、Ｒ²は水素
原子、水酸基、炭素数１〜１２のアルキル基又はアルコ
キシ基を示し、Ｒ³は炭素数１〜１２のアルキル基を示
し、Ｒ⁴は水素原子、炭素数１〜１２のアルキル基又は
水酸基を１つ有してもよい光重合性不飽和結合を有する
基を示し、ｍ及びｎは各々独立して１以上の整数であ
り、１≦ｍ／ｎ≦５を満たすように選ばれる）（ｂ）色
素、（ｃ）光重合性不飽和結合を分子内に１つ以上有す
るモノマー及び（ｄ）光開始剤を含有してなる着色画像
形成材料、この着色画像形成材料にジエチレングリコー
ルのモノ若しくはジアルキルエーテル、ジエチレングリ
コールモノアルキルエーテルのアセチル化物又はラクト
ンを加えた感光液並びにこの着色画像形成材料を含む層
及び支持体フィルムを有する感光性エレメントに関す
る。

【０００８】また、本発明は、前記着色画像形成材料の
膜を基板上に形成し、活性光線を画像状に照射し、露光
部を光硬化させ、未露光部を現像により除去する工程
を、異なった複数の色の着色画像形成材料について繰り
返し行い、画素を形成するカラーフィルターの製造法及
びこの製造法により製造されたカラーフィルターに関す
る。

【０００９】以下、本発明について詳述する。（ａ）成
分である酸価が２０〜３００、不飽和当量が６００〜
３，０００であり、一般式（Ｉ）で表わされる分散樹脂
は、

【化３】 （式中、Ｒ¹は水素原子又はメチル基を示し、Ｒ²は水素
原子、水酸基、炭素１〜１２のアルキル基又はアルコキ
シ基を示し、Ｒ³は炭素数１〜１２のアルキル基を示
し、Ｒ⁴は水素原子、炭素数１〜１２のアルキル基又は
水酸基を１つ有していてもよい光重合性不飽和結合を有
する基を示し、ｍ及びｎは各々独立して１以上の整数で
あり、１≦ｍ／ｎ≦５を満たすように選ばれる） スチレンもしくはその誘導体と、マレイン酸モノアルキ
ルエステルとの共重合体が基本骨格となる。このとき、
マレイン酸モノアルキルエステルの替わりに（無水）マ
レイン酸を用いると、共重合体の収率が低くなり好まし
くない。

【００１０】具体的には、スチレン、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−メチルスチレン等のスチレン又はその誘
導体と、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−ドデシル等の
マレイン酸モノアルキルエステルとの共重合体が基本骨
格となる。このとき、スチレンもしくはその誘導体と、
マレイン酸モノアルキルエステルの比率ｍ／ｎは、１〜
５の範囲とされる。

【００１１】本発明における（ａ）成分の分散樹脂は、
光感度を向上させるための光重合性の不飽和結合と、ア
ルカリ現像を可能とするためのカルボキシル基の存在が
必須である。光重合性不飽和結合を樹脂中に導入するに
は、上述のスチレンもしくはその誘導体と、マレイン酸
モノアルキルエステルとの共重合体に、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
ロキシアクリレート、２−ヒドロキシメタクリレート、
Ｎ−メチロールアクリルアミド等の不飽和アルコールを
エステル化反応させて得ることができる。また、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
ルキルモノグリシジルエス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個有する化合物を、前記
のスチレンもしくはその誘導体とマレイン酸モノエステ
ルとの共重合体に、付加反応させて得ることができる。

【００１２】このとき、先に（無水）マレイン酸に上記
の不飽和アルコールをモノエステル化したり、オキシラ
ン環とエチレン性不飽和結合を有する化合物を付加させ
たりした化合物を用いて、スチレンもしくはその誘導体
と共重合すると、重合時に不飽和基が反応し、ゲル化す
る可能性があるため好ましくない。

【００１３】このようにして得られた分散樹脂中の不飽
和当量は、６００〜３，０００とすることが好ましく、
８００〜２，０００とすることがより好ましい。不飽和
当量が６００未満では、後述する顔料との分散時に一部
硬化する可能性があり、また、３，０００を越えると光
感度の向上効果が低下する。なお、本発明でいう不飽和
当量とは、不飽和結合１つあたりの樹脂の分子量を意味
している。

【００１４】また、（ａ）成分の分散樹脂には必ずカル
ボキシル基を残す必要があり、その酸価は２０〜３０
０、好ましくは４０〜２００、より好ましくは６０〜１
５０である。酸価が２０未満では、アルカリ現像性が低
下し、また、３００を越えると画像パターンの形状が不
鮮明となり好ましくない。

【００１５】（ａ）成分の分散樹脂の重量平均分子量
は、１，５００〜３０，０００とすることが好ましく、
４，０００〜１５，０００とすることがより好ましい。
分子量が１，５００未満では顔料の分散安定性が乏しく
なる傾向があり、また、３０，０００を越えると感光液
にしたときの粘度が高くなり、スピンコートする際の塗
布性が低下する傾向がある。

【００１６】（ａ）成分の分散樹脂の使用量は、
（ａ）、（ｂ）、（ｃ）及び（ｄ）成分の総量に対し
て、１０〜８５重量％とすることが好ましく、２０〜６
０重量％とすることがより好ましく、２５〜５０重量％
とすることが特に好ましい。この使用量が１０重量％未
満では、顔料の分散安定性が低下する傾向があり、８５
重量％を越えると、感光液にしたときの粘度が高くな
り、スピンコートする際の塗布性が低下する傾向があ
る。

【００１７】次に、（ｂ）成分の色素について説明す
る。本発明における色素には、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るが、一般的に
は、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。

【００１８】本発明の着色画像形成材料をカラーフィル
ターに適用する場合には、赤、緑、青及び黒色などの着
色画像に適した各顔料系が用いられる。

【００１９】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、１２３、１５
５、１６８、１７７、１８０、２１７、２２０、２２４
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２０、２
４、８３、９３、１０９、１１０、１１７、１２５、１
３９、１４７、１５４等が挙げられる。これらの赤色及
び黄色顔料は、それぞれ２種類以上を混合して用いるこ
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、黄色顔料系は赤色顔料系と黄色顔料系
の総量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。

【００２０】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、上記の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７、
３６、３７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種類以上を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、黄色顔料系は緑色顔料系と黄色顔料系の総量１
００重量部に対して、５０重量部以下で用いることが好
ましい。

【００２１】青色の着色画像には、単一の青色顔料系を
用いてもよいし、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、１５：４、１５：６、２２、６０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１９、２３、２９、３
７、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種以上を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、紫色顔料系は青色顔料系と紫色顔料系の総量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。

【００２２】黒色の着色画像には、例えばカーボンブラ
ック、チタンカーボン、黒鉄、二酸化マンガン等の黒色
顔料が用いられる。本発明における（ｂ）成分の色素の
使用量は、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）及び（ｄ）成分の総
量に対して、５〜５０重量％とすることが好ましく、１
０〜４０重量％とすることがより好ましく、１５〜３０
重量％とすることが特に好ましい。この使用量が５重量
％未満では、画像の色濃度が低くなる傾向があり、ま
た、５０重量％を越えると、光感度が低下する傾向があ
る。

【００２３】本発明における（ｃ）成分の光重合性不飽
和結合を分子内に１つ以上有するモノマーとしては、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、ブトキシエチルア
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変性ブチルアクリレート（ここで、ＥＣＨ
はエピクロルヒドリンを意味する。以下も同じ）、ジシ
クロペンタニルアクリレート、ＥＯ変性ジシクロペンテ
ニルアクリレート（ここで、ＥＯはエチレンオキシドを
意味する。以下も同じ）、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（ここ
で、ＰＯはプロピレンオキシドを意味する。以下も同
じ）、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、ジペンタエルス
リトールへキサアクリレート、ジペンタエリスリトール
ペンタアクリレート等が挙げられる。これらのモノマー
は単独で又は２種類以上を組み合わせて用いられる。

【００２４】本発明における（ｃ）成分のモノマーの使
用量は、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）及び（ｄ）成分の総量
に対して、２〜５０重量％とすることが好ましく、５〜
４０重量％とすることがより好ましく、１０〜３０重量
％とすることが特に好ましい。この使用量が２重量％未
満では、光感度が低くなる傾向があり、また、５０重量
％を超えると、（ｂ）成分として顔料を用いた場合の顔
料の分散安定性が低下する傾向がある。

【００２５】本発明における（ｄ）成分の光開始剤とし
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種類以上を組み合わせて用い
られる。

【００２６】本発明における（ｄ）成分の光開始剤は、
（ａ）、（ｂ）（ｃ）及び（ｄ）成分の総量に対して、
０．０１〜２０重量％とすることが好ましく、２〜１５
重量％都することがより好ましく、５〜１０重量％とす
ることが特に好ましい。この使用量が０．０１重量％未
満では、光感度が低くなる傾向にあり、また、２０重量
％を越えると、密着性が低下する傾向がある。

【００２７】本発明の着色画像形成材料には、（ａ）、
（ｂ）、（ｃ）及び（ｄ）成分の必須成分以外に、暗反
応を抑制するためのハイドロキノン、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
ル等の熱重合禁止剤、基板との密着性を向上させるため
の、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のチタネートカ
ップリング剤、膜の平滑性を向上させるためのフッ素
系、シリコン系、炭化水素系等の界面活性剤、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。

【００２８】また、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ウレ
タン樹脂、メラミン樹脂等、通常の結合剤となる樹脂
を、顔料分散時に限らず、本発明になる一般式（Ｉ）で
表わされる分散樹脂１００重量部に対して、５０重量部
以下で使用してもよい。５０重量部を越えると、顔料の
分散安定性や光感度が低下し好ましくない。

【００２９】本発明の着色画像形成材料は、適当な有機
溶剤を加えて感光液とし、これを基板に直接塗布する
か、もしくはいったん、支持体に塗布したのち基板にラ
ミネートするなどして、基板表面に膜として形成され
る。その後、露光、現像を行い、目的の画像パターンを
得ることができる。

【００３０】本発明の着色画像形成材料を感光液とする
方法について以下に説明する。着色画像形成材料のう
ち、（ｂ）成分が染料の場合は（ａ）、（ｂ）、（ｃ）
及び（ｄ）成分を全量混合し、これに有機溶剤を加え
て、感光液とすることができる。このとき用いる有機溶
剤の選択は極めて重要で、有機溶剤の選択如何で、着色
画像形成材料の性能が著しく左右される。本発明に用い
る溶剤としては、ジエチレングリコールモノメチルエー
テル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエ
チレングリコールモノプロピルエーテル、ジエチレング
リコールモノブチルエーテル、ジ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ジエチルエーテ
ル、ジエチレングリコールジプロピルエーテル、ジエチ
レングリコールジブチルエーテル等のジエチレングリコ
ールのモノ又はジアルキルエーテル、ジエチレングリコ
ールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコ
ールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコ
ールモノプロピルエーテルアセテート、ジエチレングリ
コールモノブチルエーテルアセテート等のジエチレング
リコールモノアルキルエーテルのアセチル化物、β−ラ
クトン、γ−ラクトン、δ−ラクトン等のラクトンが好
ましい。これらは単独で用いてもよく、２種類以上を併
用して用いてもよい。また、これら有機溶剤は、感光液
中の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）及び（ｄ）成分を含む全固
形分が５〜４０重量％の範囲になるよう用いられること
が好ましい。全固形分が５重量％未満になる程の有機溶
剤を使用すると、塗膜の乾燥に時間がかかり、また、４
０重量％を越す程の溶剤量では、感光液の粘度が高すぎ
て、塗布性が低下し好ましくない。

【００３１】尚、一般的な有機溶剤の中で、メチルセロ
ソルブ、エチルセロソルブ等のセロソルブ類やエチルセ
ロソルブアセテート等のセロソルブのアセチル化物を、
本発明の着色画像形成材料の有機溶剤として用いると、
感光液の安定性や得られた塗膜外観が著しく劣り、好ま
しくない。

【００３２】一方、（ｂ）成分が顔料の場合は、顔料を
分散させる必要がある。この方法としては通常、（ａ）
成分の分散樹脂及び顔料を上記の好ましい有機溶剤（単
独で用いても、２種類以上を併用して用いてもよい）と
混合し、この混合物を超音波分散機、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
ーダー等の各種分散／混練装置を用いて行うことができ
る。

【００３３】この際、ポリカルボン酸型高分子活性剤、
ポリスルホン酸型高分子活性剤等のアニオン系顔料分散
剤、ポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレンブロッ
クポリマー等のノニオン系顔料分散剤などの顔料分散剤
や、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
ルホン酸基、スルホン酸塩基、カルボン酸アミド基、ス
ルホン酸アミド基、水酸基等の置換基を導入した有機色
素の誘導体を加えると、顔料の分散性や分散安定性が良
好になり好ましい。

【００３４】これら顔料分散剤や有機色素の誘導体は、
顔料１００重量部に対して５０重量部以下として用いる
ことが好ましい。また、顔料分散時に（ｃ）及び（ｄ）
成分を加えてもよく、顔料分散後に（ｃ）及び（ｄ）成
分を加えてもよい。

【００３５】（ａ）成分の分散樹脂は、全量を分散時に
顔料と共に用いてもよく、分散樹脂の一部を分散後に加
えてもよい。ただし、分散樹脂は顔料１００重量部に対
して、分散時に、２０重量部以上用いることが好まし
い。２０重量部未満では顔料の分散安定性が低下する。
同様に有機溶剤も顔料の分散時に全量用いてもよく、有
機溶剤の一部を分散後に加えてもよい。ただし、有機溶
剤は分散時の顔料及び分散樹脂の全量１００重量部に対
して、分散時に、１００重量部以上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、ビーズミル等で分散する
場合には分散が困難になる可能性がある。

【００３６】また、（ｂ）成分が顔料の場合は、染料の
場合に比べて、更に有機溶剤の影響が大きく、本発明に
なる好ましい有機溶剤の替わりに、例えば前述したセロ
ソルブ類やそのアセチル化合物を用いると顔料の分散安
定性が著しく低下するなど、良好な画像パターンを得る
ことができない。

【００３７】（ｂ）成分が顔料の場合でも、染料の場合
と同様、好ましい有機溶剤は、感光液中の（ａ）、
（ｂ）、（ｃ）及び（ｄ）成分を含む全固形分が５〜４
０重量％の範囲になるよう用いられることが好ましい。
次にこのようにして得られた感光液を基板に直接塗布す
る場合には、例えば、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
ター塗布などにより行われる。

【００３８】この際に用いる基板としては、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基板、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、フィルム又は基板、アル
ミニウム板、銅板、ニッケル板、ステンレス板等の金属
基板、その他セラミック基板、光電変換素子を有する半
導体基板等が挙げられる。

【００３９】塗布後、通常、５０〜１３０℃の温度で１
〜３０分間乾燥して膜を得ることができる。

【００４０】一方、感光液を基板に直接塗布せずに、い
ったん支持体上に塗布、乾燥し、着色画像形成材料を含
む層（この層の厚さは、通常、０．１〜３００μｍ、好
ましくは０．２〜３０μｍ、より好ましくは０．２〜５
μｍである）を形成して感光性エレメントとし、これを
基板にラミネートするなどして、基板上に着色画像形成
材料の膜を形成することもできる。支持体に感光液を塗
布する方法としては、ナイフコーター塗布、グラビアコ
ーター塗布、ロールコーター塗布、スプレーコーター塗
布等で行うことができる。この際に用いられる支持体と
しては、例えば、ポリエステルフィルム、ポリイミドフ
ィルム、ポリアミドイミドフィルム、ポリプロピレンフ
ィルム、ポリスチレンフィルム等のフィルムが挙げられ
る。塗布したのち、上記と同様に、通常、５０〜１３０
℃の温度で１〜３０分間乾燥して層を得ることができ
る。更に層の表面に塵が付着するのを防ぐ等の目的で、
膜の表面に剥離可能なカバーフィルムを積層することが
望ましい。

【００４１】剥離可能なカバーフィルムとしては、例え
ば、ポリエチレンフィルム、テフロンフィルム、ポリプ
ロピレンフィルム、表面処理した紙等があり、カバーフ
ィルムを剥離するときに層と支持体との接着力よりも層
とカバーフィルムとの接着力がより小さいものであれば
よい。

【００４２】このようにして得られた感光性エレメント
を基板上にラミネートする方法としては、基板と本発明
の着色画像形成材料を含む層を重ね合わせながら、加熱
圧着することが好ましい。この場合、雰囲気は常圧でも
減圧下でもよい。

【００４３】このようにして基板表面に形成した本発明
の着色画像形成材料の膜の厚みは、用途によって適宜定
まるが、通常０．１〜３００μｍの範囲で使用される。
また、カラーフィルターに用いる場合には、通常、０．
２〜５μｍの範囲で使用される。

【００４４】次に画像パターンを形成する方法について
説明する。上記の方法で得られた基板上の膜に、活性光
線を画像状に照射し、露光部の膜を硬化させる。この
際、感光性エレメントを用いて膜を形成した場合には、
支持体をつけたまま上から露光してもよく、いったん支
持体を剥離したのち露光してもよい。また、基板に直接
感光液を塗布して膜を形成した場合でも、その膜の表面
にポリビニルアルコール等の酸素遮蔽膜を０．５〜３０
μｍの厚みで形成し、その上から露光してもよい。

【００４５】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ましく用いられる。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
走査による直接描画などにより画像状に活性光線が照射
される。

【００４６】続いて現像工程、すなわち、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や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
ルアンモニウムハイドロオキサイド、トリエチルアミ
ン、ｎ−ブチルアミン等の有機塩基や塩を含む水溶液を
吹きつけるか、水溶液に漬浸するなどして、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。この際、支持体を付けたまま露光した
場合には、支持体を剥離したのち、現像を行う。現像
後、更に、着色画像パターンを高圧水銀灯等を用いて
０．５〜５J/cm²の光量を後露光するか、６０〜２００
℃の温度で１〜６０分間、後加熱をすると、画像パター
ンはより強固になり好ましい。

【００４７】液晶表示素子に用いるカラーフィルターの
作製法を例示すると、ガラス基板上に本発明になる着色
画像形成材料と有機溶剤からなる感光液を直接又は間接
的に用いて前記した方法を繰り返して行うことにより、
赤、緑、青等の着色画素を形成したのち、この着色画素
間のすき間に、黒色の着色画像をブラックマトリクスと
して形成する方法や、先にクロム蒸着や黒色の着色画像
等によりブラックマトリクスを形成後、上記と同様に、
赤、緑、青等の着色画素を形成してカラーフィルターを
作製する方法などがある。

【００４８】

【実施例】以下、本発明を実施例により説明する。

【００４９】実施例１ （ａ）成分として、表１に示す一般式（Ｉ）で表わされ
る分散樹脂４０ｇ、（ｂ）成分として、カラーインデッ
クス名で、ピグメントレッド１７７、２５ｇ及びピグメ
ントエロー１３９、５ｇをジエチレングリコールジメチ
ルエーテル２００ｇに加え、これをビーズミルを用いて
２時間分散した。この分散液２００ｇに、上記の分散樹
脂１０ｇ、（ｃ）成分として、トリメチロールプロパン
トリアクリレート３０ｇ、（ｄ）成分としてベンゾフェ
ノン６ｇ、Ｎ，Ｎ′−テトラエチル−４，４′−ジアミ
ノベンゾフェノン２ｇ及びジエチレングリコールジメチ
ルエーテル２８０ｇを加えて混合し、着色画像形成材料
を含む感光液を得た。

【００５０】この感光液を、ガラス基板（コーニング社
製、商品名７０５９）上にスピンコート法により塗布
し、更に８０℃、５分の乾燥を行い、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８０mJ/cm²の露光を行い、次い
で、トリエタノールアミンを６重量％含む水溶液により
現像を行った。得られた赤色の画像パターンについて、
光感度とパターン形状の評価結果を表２に示す。

【００５１】実施例２ （ａ）成分として、表１に示す一般式（Ｉ）で表わされ
る分散樹脂６０ｇ、（ｂ）成分として、カラーインデッ
クス名で、ピグメントグリーン３６、２２ｇ及びピグメ
ントエロー８３、８ｇをジエチレングリコールジエチル
エーテル２５０ｇに加え、これをビーズミルを用いて２
時間分散した。この分散液２２０ｇに、（ｃ）成分とし
て、ペンタエリスリトールテトラアクリレート３２ｇ、
（ｄ）成分として、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モノメチルエーテルアセテート
１２５ｇを加えて混合し、着色画像形成材料を含む感光
液を得た。

【００５２】この感光液を実施例１と同様にガラス基板
上に塗布、乾燥し、膜厚２．０μｍの膜を形成した。得
られた膜に、実施例１と同様な方法及び条件で露光、現
像を行った。得られた緑色の画像パターンについて、光
感度とパターン形状の評価結果を表２に示す。

【００５３】実施例３ （ａ）成分として、表１に示す一般式（Ｉ）で表わされ
る分散樹脂２５ｇ、（ｂ）成分として、カラーインデッ
クス名で、ピグメントブルー１５−６、２４ｇ及びピグ
メントバイオレット２３、１ｇをγ−ラクトン２００ｇ
に加え、これをビーズミルを用いて２時間分散した。こ
の分散液１４０ｇに、上記の分散樹脂３６ｇ、（ｃ）成
分として、１，４−ブタンジオールジアクリレート３０
ｇ、（ｄ）成分として、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２
ｇ及びジエチレングリコールジメチルエーテル２３０ｇ
を加えて混合し、着色画像形成材料を含む感光液を得
た。

【００５４】この感光液を、実施例１と同様にガラス基
板上に塗布、乾燥し、膜厚２．０μｍの膜を形成した。
得られた膜に、実施例１と同様な方法及び条件で露光及
び現像を行った。得られた青色の画像パターンについ
て、光感度とパターン形状の評価結果を表２に示す。

【００５５】実施例４ 実施例１で得られた感光液を、厚さ６μｍのポリエチレ
ンテレフタレートフィルム上に、グラビアコート法によ
り塗布し、１００℃、２分の乾燥により、膜厚２．０μ
ｍの膜を形成し、その上に厚さ４０μｍのポリエチレン
フィルムで被覆して感光性エレメントを得た。

【００５６】得られた感光性エレメントからポリエチレ
ンフィルムを剥がした後、実施例１で用いたものと同様
のガラス基板上に、ラミネートした。ラミネート条件
は、ガラス基板温度４０℃、ラミネートロール温度１１
０℃、ラミネート圧力３．５kgf/cm²、ラミネート速度
１．５m/minで行った。

【００５７】次に、ネガマスクを通して、ポリエチレン
テレフタレートフィルム上から超高圧水銀灯により画像
状に４０mJ/cm²の露光を行い、次いで、ポリエチレンテ
レフタレートフィルムを剥離した後、実施例１と同様な
方法及び条件で現像を行った。

【００５８】実施例５ クロム蒸着によりブラックマトリクスを形成した実施例
１で用いたガラス基板上に、実施例１と同様な方法及び
条件で赤色の画像パターンを形成した後、１５０℃で１
０分間の後加熱を行った。次いで、その基板を用いて、
実施例２と同様な方法及び条件で、赤色画像パターンの
隣に緑色の画像パターンを形成した。その後、１５０℃
で１０分間の後加熱を行った。次いで、その基板を用い
て、実施例３と同様な方法及び条件で、緑色画像パター
ンの隣に青色の画像パターンを形成した。その後、１５
０℃で１０分間の後加熱を行った。以上により、１つの
画素が、３０μｍ×１００μｍの赤、緑及び青色の三色
からなるモザイク状に画素が並んだカラーフィルターを
作製した。

【００５９】実施例６ クロム蒸着によりブラックマトリクスを形成した実施例
１で用いたガラス基板上に、実施例４と同様な方法及び
条件で赤色の画像パターンを形成した後、１５０℃で１
０分間の後加熱を行った。次いで実施例２で得られた感
光液を用いて、実施例４と同様な方法及び条件で、感光
性エレメントを作製した。この感光性エレメントを上記
の基板上に実施例４と同様な方法及び条件でラミネート
し、さらに露光を行い、ポリエチレンテレフタレートフ
ィルムを剥離した後、実施例２と同様な方法及び条件で
現像を行い、赤色画像パターンの隣に緑色の画像パター
ンを形成した。その後、１５０℃で１０分間の後加熱を
行った。次いで、実施例３で得られた感光液を用いて、
実施例４と同様な方法及び条件で、感光性エレメントを
作製した。この感光性エレメントを上記の基板上に実施
例４と同様な方法及び条件でラミネートし、さらに露光
を行い、ポリエチレンテレフタレートフィルムを剥離し
た後、実施例３と同様な方法及び条件で現像を行い、緑
色画像パターンの隣に青色の画像パターンを形成した。
その後、１５０℃で１０分間の後加熱を行った。以上に
より、１つの画素が、３０μｍ×１００μｍの赤、緑及
び青色の三色からなるモザイク状に画素が並んだカラー
フィルターを作製した。

【００６０】比較例１及び２ 分散樹脂に一般式（Ｉ）で表わされる分散樹脂を用いる
替わりに、表１に示す分散樹脂を６０ｇ用いた以外は、
実施例２と同様な組成及び方法、条件で感光液を得た。
この感光液を用いて、実施例１と同様な方法及び条件で
膜厚２．０μｍの膜を形成し、更に露光及び現像を行っ
た。結果を表２に示す。

【００６１】比較例３ 分散樹脂に一般式（Ｉ）で表わされる分散樹脂を用いる
替わりに、ポリビニルピロリドン（ＧＡＦ社製、商品名
Ｋ−９０）を分散時に２５ｇ用いた以外は、実施例３と
同様な組成及び方法、条件で感光液を得た。この感光液
を用いて、実施例３と同様な方法及び条件で膜厚２．０
μｍの膜を形成し、更に露光及び現像を行った。結果を
表２に示す。

【００６２】比較例４ 分散樹脂に、一般式（Ｉ）で表わされる分散樹脂を用い
る替わりに、酢酸フタル酸セルロース（重合度１００、
和光純薬製）を分散時に２５ｇ用いた以外は、実施例３
と同様な組成及び方法、条件で感光液を得た。この感光
液を用いて、実施例３と同様な方法及び条件で膜厚２．
０μｍの膜を形成し、更に露光及び現像を行った。結果
を表２に示す。

【００６３】比較例５ 用いる有機溶剤が、ジエチレングリコールジメチルエー
テルの替わりにエチルセロソルブを同量用いることとし
た以外は、実施例１と同様な組成及び方法、条件で感光
液を得た。この感光液を用いて、実施例１と同様な方法
及び条件で膜厚２．０μｍの膜を形成し、更に露光及び
現像を行った。結果を表２に示す。

【００６４】比較例６ 用いる有機溶剤が、ジエチレングリコールジメチルエー
テルの替わりに、エチルセロソルブアセテートを同量用
いることとした以外は、実施例１と同様な組成及び方
法、条件で感光液を得た。この感光液を用いて、実施例
１と同様な方法及び条件で膜厚２．０μｍの膜を形成
し、更に露光及び現像を行った。結果を表２に示す。

【００６５】また、実施例１、２及び３並びに比較例
１、２、３、４、５及び６の感光液の分散安定性及び得
られた膜の外観について、評価結果を併わせて表２に示
す。

【００６６】表２から、本発明になる分散樹脂とは異な
る樹脂を分散樹脂として、顔料分散時に用いると（比較
例１、２、３及び４）、いずれも、感光液の分散安定
性、得られた膜の外観及び感光性が実施例に比べて劣る
ことが分かる。

【００６７】それに対し、本発明になる分散樹脂を顔料
分散時に用いると（実施例１、２及び３）、感光液の分
散安定性は３０日経過しても全く変化なく、安定に存在
し、膜の外観も良好で、膜厚も均一であった。また、感
光性も比較例１、２、３及び４に比べると極めて高く、
高解像度の画像パターンが得られた。

【００６８】また、比較例３及び４のように吸湿性の高
い樹脂を分散樹脂として用いた場合は、露光時に湿度の
影響を受けやすく、湿度が７５％ＲＨ以上の環境で露光
すると光感度が１段以下と著しく低下し、画像パターン
が得られなくなるという問題があった。それに対し、本
発明になる分散樹脂を用いた実施例１、２及び３の場合
は、湿度の影響を受けず、高湿下で露光しても、表２の
結果と同等の十分な高感度が得られるという特長のある
ことを確認した。

【００６９】一方、有機溶剤の影響は実施例１と比較例
５及び６を比べると明らかで、本発明になる好ましい有
機溶剤を用いた実施例の場合はいずれの特性も良好であ
るが、不適当な溶剤を選ぶと顔料の分散性が低下し、そ
れに伴い、膜の外観やパターンの解像度も低下すること
が分かる（比較例５及び６）。また、実施例４に示した
感光性エレメントを用いた場合には、実施例１、２及び
３の場合に比べて光感度がより向上し、４０mJ/cm²の露
光量でも、実施例１の場合と同等な段数と解像度を示し
た。

【００７０】このような従来になく特性良好な着色画像
形成材料と、それに適した有機溶剤を加えた感光液を用
いて、作製したカラーフィルター（実施例５及び６）
は、いずれも消偏性が５００以上と光学特性に優れ、画
像表示素子として有効であることを確認した。

【００７１】

【表１】

【００７２】

【表２】

【００７３】

【発明の効果】本発明の着色画像形成材料、これを用い
た感光液及び感光性エレメントは、分散安定性、光感度
等が優れる。また、これらの感光液や感光性エレメント
を用い、本発明のカラーフィルターの製造法により製造
したカラーフィルターは、光学特性が優れ、画像表示素
子として有用である。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｇ０２Ｂ 5/20 １０１ Ｇ０２Ｂ 5/20 １０１ Ｇ０３Ｆ 7/033 Ｇ０３Ｆ 7/033 (72)発明者 山崎 浩二 茨城県日立市東町四丁目13番１号 日立 化成工業株式会社 茨城研究所内 (72)発明者 赤堀 聡彦 茨城県日立市東町四丁目13番１号 日立 化成工業株式会社 茨城研究所内 (72)発明者 佐藤 勉 千葉県市原市五井南海岸14番地 日立化 成工業株式会社 五井工場内 (72)発明者 木村 陽一 千葉県市原市五井南海岸14番地 日立化 成工業株式会社 五井工場内 (56)参考文献 特開 平５−61196（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−224417（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−178662（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03F 7/00 - 7/42

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 （ａ）酸価が２０〜３００、不飽和当量
   が６００〜３，０００であり、一般式（Ｉ）で表される
   分散樹脂、 【化１】 （式中、Ｒ¹は水素原子又はメチル基を示し、Ｒ²は水素
   原子、水酸基、炭素数１〜１２のアルキル基又はアルコ
   キシ基を示し、Ｒ³は炭素数１〜１２のアルキル基を示
   し、Ｒ⁴は水素原子、炭素数１〜１２のアルキル基又は
   水酸基を１つ有してもよい光重合性不飽和結合を有する
   基を示し、ｍ及びｎは各々独立して１以上の整数であ
   り、１≦ｍ／ｎ≦５を満たすように選ばれる）（ｂ）色
   素、（ｃ）光重合性不飽和結合を分子内に１つ以上有す
   るモノマー及び（ｄ）光開始剤を含有してなる着色画像
   形成材料にジエチレングリコールのモノ若しくはジアル
   キルエーテル、ジエチレングリコールモノアルキルエー
   テルのアセチル化物又はラクトンを加えた感光液。
2. 【請求項２】 請求項１記載の感光液を支持体に塗布乾
   燥して得られた着色画像形成材料を含む層及び支持体を
   有する感光性エレメント。
3. 【請求項３】 さらに、剥離可能なカバーフィルムを着
   色画像形成材料含む層の上に積層してなる請求項２記載
   の感光性エレメント。
4. 【請求項４】 請求項１記載の感光液を乾燥して得られ
   る着色画像形成材料の膜を基板上に形成し、活性光線を
   画像状に照射し、露光部を光硬化させ、未露光部を現像
   により除去する工程を、異なった複数の色の着色画像形
   成材料について繰り返し行い、画素を形成してなること
   を特徴とするカラーフィルターの製造法。
5. 【請求項５】 赤、緑及び青の画素を形成してなること
   を特徴とする請求項４記載のカラーフィルターの製造
   法。
6. 【請求項６】 請求項５記載の製造法により製造された
   カラーフィルター。