JPH03212469A - カラーフィルタのオーバーコート用コーティング材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、耐熱性の各種“インキ、耐熱性各種塗料等の
着色の上層にコートすることにより、保護層として用い
ることができるコーティング材に関する。また、液晶デ
イスプレィのカラー化に用いているカラーフィルタのオ
ーバーコートとして用いることにより耐熱性に優れたカ
ラーフィルタとすることができるものに係わる。

〈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
剤として用いられている。また、基板上にコーティング
後バ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
。

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材を提供する
ことを目的とする。

〈従来の技術〉 オーバーコート材に求められる特性としては、（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 （５１１ＴＯ（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、クラックが入りゃすく
信頬性に欠ける等の欠点があった。

〈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、アクリル樹脂に体質顔料を高度に分散し
、かつ粗大粒子を除去することにより、カラーフィルタ
ー用としての品質要求を満たした耐熱性、透明性の優れ
たコーティング材ができることを見い出した。

〈課題を解決するための手段〉 本発明は、アクリル樹脂、溶剤および体質顔料からなる
コーティング材であり、該体質顔料の粒度が０．３μｍ
以下の粒子が全粒子の５０重量％以上であり、かつ、１
μｍ以上の粒子が５重量％以下であることを特徴とする
コーティング材に関する。

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、Ｒ３ ＣＨ，・Ｃ−Ｃｏｏ−Ｒｚ　　（Ｒｒ　は、Ｈ又はＣＨ
，、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、 ＣＨ，ＣＨ。

ＣＨｚ＝Ｃ−Ｃｏｏｌ　　、　ＣＨｚ＝Ｃ−ＣＯＯ−（
ＣＨｚ）−−Ｃ１ｈ（ｎ＝０〜４の整数） ＣＨｚ＝ＣＨ−ＣＯＯＨ、ＣＨｚ＝ＣＨ−ＣＯＯ−（Ｃ
Ｈｚ）　Ｉ、−ＣＨ：１（ｎ＝０〜４の整数） ＣＨ。

ＣＨｚ＝Ｃ−ＣＯＯ−ＣＨｚ−ＣＨｚ−ＯＨ，ＣＨ２＝
ＣＨ−Ｃｏｏ−ＣＨ２−ＣＨ２０ＨＣＨ。

Ｈｚ＝Ｃ−ＣＯＮＨｚ ＣＨ２＝Ｃ−ＣＯＮＨ２ １３ ＣＨ２＝Ｃ−ＣＯＮ（ＣＨ：ｌ）　ｚ ＣＨ２＝Ｃ Ｃ０Ｎ（ＣＨｘ）ｚ ＣＨ２＝Ｃ）ｌ　−Ｃ００ ＣＩ。

ＣＨｚ−Ｎ（ＣＨ＋）ｚ ＣＨ，＝ＣＨ ＣＯＮ １２ ｔｔｚ ＣＨｘ４（ＣＨｓ）ｚ 等があげられる。

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。

透明顔料としては、パライト粉（ＢａＳＯ４）、沈降性
硫酸バリウム（ＢａＳＯ４）、炭酸バリウム（ＢａＣＯ
３）、炭酸石灰粉（ＣａＣＯ：＋）、シリカ粉（ＳｉＯ
ｚ）　、塩基性炭酸マグネシウム（ＭｇＣＯ，）、アル
ミナホワイト（Ａ　Ｊ　２０：ｌ　、　ＸＨ２Ｏまたは
、八ｌ　（ＯＨ）３）　、グロスホワイト（Ａ　ｌ　（
ＯＨ）　３　＋　Ｂａ５Ｏｔ）、サタン白（ＣａＳＯ４
＋Ａｔ！（ＯＨ）：＋）等の体質顔料があげられる。

Ｃ，１，（カラーインデックス）ナンバーで示すと、Ｃ
，１，Ｐｉｇｍｅｎｔ　Ｗｈｉｔｅ　　１０．　１８．
　１９゜２０．２４，２５，２６．２７等である。

これらの体質顔料を０．３μｍ以下の粒子が全粒子の５
０重量％以上で、かつ、１μｍ以上の粒子が５重量％以
下の粒度を有するような高度に分散する分散助剤として
、各種界面活性剤を用いることができる。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、
コータミノ８６Ｐコンク（いずれも花王■製商品名）が
あり、陰イオン系としてデモールＰ１デモールＥＰ、ホ
モゲノールＭ−８、ホモゲノールＬ−１８、ホモゲ／−
ルＬ−９５１．ｈモゲ／−／ｌ、Ｌ−１００（イずレモ
花王■製商品名）がある。また非イオン系としてエマル
アンＡ−６０、レオドール５Ｐ−ＬｌＯ、レオドール５
Ｐ−８１０、レオドールｓＰ　−０１０、エマゾールＬ
　−１０Ｈ，Ｉマゾー）Ｌ／Ｓ−２０（いずれも花王■
製商品名）等がある。

また、本発明におけるコーティング剤塗布層を部分露光
して光硬化させパターニングする場合には、架橋法によ
る場合と重合法による場合とがある。

架橋法により硬化させる場合、加えられる架橋剤として
は、各種アジド化合物が使用できる。例えば１．３−Ｂ
ｉｓ（４’−Ａｚｉｄｏ　ｂｅｎｚａｌ）−２−ｐｒｏ
ｐａｎｅ＋　１．３Ｂｉｓ（４Ａｚｉｄｏ　ｂｅｎｚａ
ｌ）−２−ｐｒｏｐａｎｅ　２’−５ｕｌｆｏｎｉｃａ
ｃｉｄ、　４．４’−Ｄｉａｚｉｄｏ　５ｔｙｌｂｅｎ
ｅ−２，２’−ｄｉｓｕｌｆｏｎｉｃａｃｉｄ等がある
が、溶解性の面から４．４’−Ｄｉａｚｊｄｅｓｔｙｌ
ｂｅｎｅ−２，２’−ｄｉｓｏｆｏｎｉｃ　ａｃｉｄが
望ましい。また重合法により光硬化させる場合、加えら
れるモノマー及び重合開始剤として種々用いることがで
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Ａ１３−メチルベ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
ロールプロバトンアクリレート、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へキサアクリレ
ート等があり、これらのモノマーは、昭和高分子■、東
亜合成化学工業■、セラニーズケミカル■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、ベンジルパ
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■、新日曹化工■、チバガイギー、大阪有
機化学工業−等から市販品がある。また基体と組成物と
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、あらかじめ基体上にコート
して乾燥させた後組成物をコートしても良い。

本発明のコーティング材の製造方法は、アクリル樹脂、
溶剤、体質顔料および必要に応じて分散剤をロールミル
、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、アクリル樹脂、体！顔料および必要に応じて分散
剤を予めロールミル等で分散させ、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っても作ること
ができる。上記の順序はこれだけに限るものでなく、適
宜行うことができる。

次に、遠心分離、メンブランフィルタ−、グラスフィル
ター等によって１μｍ以上の粗大粒子をろ過、分離除去
する。こうして得られたコーティング材は体質顔料の粒
度が０．３μｍ以下の粒子が全粒子の５０重量％以上で
あり、かつ１μｍ以上の粒子が５重量％以下である。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
ィルター用オーバーコート材のように高い透明性が要求
される用途には適さない。

組成物を光硬化性とするには、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撹拌すれば良い。

こうして得られたコーティング材をカラーフィルター用
として使用するには、該ワニスヲ基体上にロールコータ
、スピンコーターを用いて必要とする膜厚にコートした
後、部分露光によりパターン化するか単に全面露光した
後、熱硬化させることもある。

〈発明の詳細な 説明に関わる光硬化性組成物において、組成割合に特に
限定はないが、通常アクリル樹脂は、組成物に対し、５
〜３０重量％であり、光重合性上ツマ−は１０〜３０重
量％、光重合開始剤は０゜０５〜３重量％、透明顔料は
、５〜３０重量％程度、分散助剤は０〜３重量％程度で
ある。

光硬化性組成物は、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、スピンコータなどにより、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。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
が不要な端部（４）において、オーバーコート層を除去
することがあげられる。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、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％になるよう
にエチルセロソルブで希釈した。

この希釈樹脂９０．８　ｇに対して、体質顔料としてパ
ライト粉末（硫酸バリウム）９．０ｇとをアトライター
で十分に混合、分散した後、１０μｍのメンブランフィ
ルタ−でろ過、引き続き５μｍ、１μｍのメンブランフ
ィルタ−でろ過することにより透明ペーストを得た。こ
の透明ペーストの平均粒子径は０．１５μｍであり、０
．３μｍ以下の粒子が全粒子の６６．４重量％であった
。

このペースト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クール０．８ｇ加えて良く撹拌し
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分間のコート後、７
０℃で２０分乾燥後、カラーフィルタの枠より約５１大
きいマスクを用いて、露光（３０＋ｌＪ／ｅｌ＋り　ｌ
、た。その後、炭酸ナトリウム水溶液（２，５％溶液）
を用いて現像非露光部を除去して、十分水洗いした。基
板に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、さらに水洗いしてスピン乾燥後２３０
℃で１時間ベータして、カラーファ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。

〈比較例１〉 実施例１においてろ過工程を経ない透明ペーストを得た
。この透明ペーストは、平均粒子径が０゜４５μｍで、
０．３μｍ以下の粒子が全粒子の３０゜２重量％であっ
た。この透明ペーストを使用して実施例１と同様にして
オーバーコート１ｆｆｌ成物を得た。このオーバーコー
ト材を用いて実施例１と同様にしてオーバーコートした
カラーフィルターは、透過率が低く液晶用カラーフィル
ターとして使用できなかった。

〈実施例２〉 アクリル樹脂（ヒドロキシエチルメタクリレート３０部
、ジメチルアクリルアミド５０部、メチルメタクリレー
ト２０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時間反応に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９０．８　ｇに対して、透明顔料としてパ
ライト粉末（硫酸バリウム）９．０ｇ、分散助剤として
エマルアンＡ−６０を０．２ｇを添加して、実施例１と
同様にして十分混練、ろ過して透明ペーストを作成した
。この透明ペーストの平均粒子径は０．１５μｍであり
、０．３μｍ以下の粒子が全粒子の７５．３重量％であ
った。このペーストに光架橋剤４．４’−ｄジアジドス
チルベン２，２”−ジスルホン酸１．２ｇを添加して良
く撹拌して、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分間のコー
ト後、７０°Ｃで２０分乾燥後、カラーフィルタの枠よ
り約５韮大きいマスクを用いて露光（３００ｍＪ／ｃｕ
ｔ）　シた。その後、水とイソプロパツール（１：３容
１比）を用いて現像非露光部を除去して、十分水洗いし
た。基板に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、さらに水洗いしてスピン乾燥後
２３０℃で１時間ベータして、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、耐湿性に優れ、クランク
等の入らないものは、なかった。それに対して、本発明
は、耐熱性に優れたカラーフィルタのオーバーコート材
であり、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２５５℃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
、さらに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
、実用上極めて優れている。

【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カラーフィ
ルタの例を示す断面図、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カラーフィルタの例を示
す断面図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、アクリル樹脂、溶剤および体質顔料よりなるコーテ
   ィング材であり、該体質顔料の粒度が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％以下であることを特徴とするコーティン
   グ材。