JPH04136801A

JPH04136801A - カラーフィルター用表面保護材料

Info

Publication number: JPH04136801A
Application number: JP2260123A
Authority: JP
Inventors: Hidehiko Matsuka; 松家　英彦
Original assignee: Sanyo Chemical Industries Ltd
Current assignee: Sanyo Chemical Industries Ltd
Priority date: 1990-09-27
Filing date: 1990-09-27
Publication date: 1992-05-11

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】［産業上の利用分野コ本発明はカラーフィルターの表面保護材料に関する。

［従来の技術］液晶表示素子、チャージΦカップルドφデバイス（ＣＣ
Ｄ）などの固体撮像素子などのカラーフィルターは、通
常、染色法、印刷法および電着法などの方法により製造
されるが、一般には表面保護の目的および／または染色
法で製造される場合の防染の目的で、赤、緑、青といっ
た着色層上に、保護層を形成している。従来、この表面
保護材料としてはアクリル系のエポキン樹脂（例えば、
特開昭６１−２９２［ｉ０４号公報）や加熱によるリフ
ローにより理想的な平坦面が得られる平坦化材料として
クロロメチル化ポリスチレン（特開昭６４−７５４３号
公報）が知られている。

［発明が解決しようとする課題］上記液晶表示素子などにおいて、表示品位の向上などの
ために、カラーフィルター表面の平坦化が求められてい
る。しかし、前者のような保護材料では、表面の凹凸の
平坦化が行えないという問題があった。

また、後者のような材料では、カラーフィルター用保護
材料としては、表面硬度が鉛筆硬度でＨＢ程度で低くま
た耐薬品性（例えばｎ−メチルピロリドンなど）が低い
という問題点があった。

［課題を解決するための手段］本発明者らは、液晶表示素子や固体撮像素子の表示品位
の向上を可能とする理想的な平坦性を有し硬度および耐
薬品性に優れたカラーフィルターの表面保護材料につい
て鋭意検討した結果、本発明に達した。

すなわち本発明は、′分子の末端または側鎖に（メタ）
アクリロイロキシ基を持つ有機高分子とポリチオールお
よび／または光開始剤からなり室温で固体であり２００
″Ｃでの溶融粘度が５０００ｃｐｓ以下であるカラーフ
ィルター用表面保護材料である。

本発明の表面保護材料は、室温で固体である。

室温で液体であれば、塗布時の塗布膜厚の制御が難しく
なる。また２００℃での溶融粘度は通常ｌ〜５０００ｃ
ｐであり、好ましくは１〜５００ｃｐである。５０００
ｃｐを越えると、カラーフィルター表面の平坦化が難し
くなる。

該有機高分子として具体的には、一般式（１）：％式％
（）（式中、Ａは、アクリロイロキシ基またはメタクリロイ
ロキシ基、Ｘは多価アルコール残基、Ｙは二塩基酸残基
、ｎは０以上の整数、ｐは０〜３の整数。）て示される多官能のポリエステル（メタ）アクリレート
などが挙げられる。

一般式（１）中の多価アルコール残基Ｘとしては、ＣＨ
２Ｃｌ＋２−１　−Ｃ）ｌ（Ｃ）＋３　）Ｃ１１２−１
−ＣＨ２Ｏ）１２ＣＨ２Ｃ）＋２−１　バラフェニレン
基、（−Ｃ）１２）２Ｃ１’ｌ−１（−ＣＨ２）３　Ｃ
）＋１（−ＣＨ２）４Ｃなどが享げられる。これらのう
ち好ましいものは、ＣＨ２ＣＨ２−１−ＣＩ（（ＣＩ（
３）ＣＨ２−および（−ＣＨ２）２ＣＨ−である。

一般式（１）中の二塩基酸残基Ｙとしては、ＣＨ２ＣＨ
２−１−ＣＨ（ＣＨ３）ＣＨ２−１−ＣＨ２Ｃ１１２Ｃ
Ｈ，Ｃ）Ｉ２−１−Ｃ）ｌ＝ＣＨ−１へ′ラフェニシン
基、　メタフェニレン基、　オルトフェニレン基、　　
などが挙げられる。これらのうち好ましいものは、バラ
フェニレン基、　メタフェニレン基およびオルトフェニ
レン基である。

ｎは、通常０以上の整数、好ましくは、０〜５０である
。

一般式（１）で示される有機高分子の具体例としては、（有機高分子１）　ポリスｆし：を換算重量平均分子量
：（有機高分子２）ホ゛リスｆｌ／ン換算重量平均分子量ＣＨ３（有機高分子３）ホ゛リスｆ１７ン換算重量平均分子Ｍ：ＣＨ２０ＣＯＣ
Ｈ＝ＣＨ２などが挙げられる。

一般式（１）で示される有機高分子の合成法としては、
多価アルコールおよび多塩基酸を加熱下ポリエステルを
合成し、さらにアクリル酸またはメタクリル酸でエステ
ル化する方法がある。

ポリチオールとしては、ペンタエリスリトールテトラキス（チオグリコレート）
、トリメチロールエタントリス（β−メルカプトプロピ
オネート）、ペンタエリスリトールテトラキス（３−メ
ルカプトプロピオエーテル）などが挙げられる。

該ポリチオールは、該有機高分子に対して重量比で通常
１０：１〜１：ｌＯの範囲であり好ましくは２：ｌ〜ｌ
：５の範囲である。

重量比の範囲が１０：１〜１：１０以外では、硬化が不
十分となり耐熱性、耐薬品性、硬度が良好ではなくなる
。

光開始剤としては、２．２−ジェトキシアセトフェノン、４−ジメチルアミ
ノアセトフェノンなどのアセトフェノン系光開始剤、ベ
ンゾフェノン、ミヒラーケトンなどのベンゾフェノン系
光開始剤、ベンジル、ベンゾインブチルエーテル、ベン
ゾインジメチルケタールなどが挙げられる。これらのう
ち好ましいものは、ベンゾインブチルエーテルおよびベ
ンゾインジメチルケタールである。

該光硬化剤は、該有機高分子１００重量部に対して通常
通常０．０１〜ｌＯ重景部、好ましくは０．１〜５重量
部の範囲で添加することができる。添加量が０．０１重
量部未満であれば、光開始剤としての勧きが不十分にな
る。また、１０重量部を越えると表面保護材料の硬化塗
膜から光開始剤またはその反応物のブリードアウトの量
が多くなり表面保護膜としての特性にあく影響を与える
。

本発明の表面保護材料には、分子の末端または側鎖に（
メタ）アクリロイロキシ基を持つ有機高分子とポリチオ
ールおよび／または光開始剤の成分の他に、必要に応じ
てシランカップリング剤やアクロイロキシ基またはメタ
クロイロキシ基を２個以上含有する化合物等を添加する
ことができる。

シランカップリング剤としては、 γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、β−（
３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシ
シランなどのエポキシ基含有シランカップリング剤、ビ
ニルトリメトキシシラン、γ−メタリロキシプロビルト
リメトキシシランなどのビニル基含有シランカップリン
グ剤、γ−アミノプロピルトリメトキシシランなどのア
ミノ基含有シランカップリング剤などが挙げられる。

また、これらは、表面保護材料を塗布する基板にあらか
じめ前塗布することでも使用できる。

アクリロイロキシ基またはメタタロイロキシ基を２個以
上含有する化合物としては、ビスフェノールＡエチレンオキサイド２モル変性ジメタ
クリレート、インシアヌル酸エチレンオキサイド３モル
変性ジアクリレート、ペンタエリスリトールジアクリレ
ートモノステアレートなどの２官能アクリレートまたは
メタクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレー
ト、インシアヌル酸エチレンオキサイド３モル変性トリ
アクリレート、。

イソシアヌル酸エチレンオキサイド３モル変性トリメタ
クリレートなどの３官能アクリレートまたはメタクリレ
ート、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート、ジ
ペンタエリスリトールへキサアクリレートなどの５官能
以上のアクリレートなどが挙げられる。

必要に応じて使用される上述のシランカップリング剤や
アクリロイロキシ基またはメタクロイロキシ基を２以上
含有する化合物の配合量は、該有機高分子１００重量部
に対して好ましくは、０．１〜３０重量部、特に好まし
くは、０．５〜２０重量部の範囲である。

これらの化合物をこのような範囲で配合することで、形
成される塗膜は、平坦性、基板との接着性、耐薬品性お
よび硬度が一層向上したものになる。

本発明の表面保護材料は、上記の各構成成分を通常、溶
剤中で均一に混合して使用する。この溶剤としては、こ
れらの成分を溶解し、かつ、反応しないものであれば特
に限定されず、その具体例としてはエステル類（エチレ
ングリコールモノメト −１０＝チルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチ
ルエーテルアセテ−１−、エチルアセテート、ブチルア
セテート、イソブチルイソブチレート、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など）、エーテル
類（エチレングリコールジメチルエーテル、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
、ブチルエーテル、ジイソアミルエーテル、ジエチレン
／／　ＩＪコール、エチレングリコールモノメチルエー
テルなど）、ケトン類（メチルイソブチルケトン、ンク
ロヘキサノンなど）、ハロゲン化炭化水類（■、２−エ
チレンジクロリド、ジクロロベンゼンなど）およびこれ
らの混合溶剤が挙げられる。

上記混合方法にはなんら制限は無く、全構成成分を一度
に溶剤に混合してもよ（、また、必要に応じて各成分１
種または２種以上を同一または異種の溶剤に別々に溶解
して２種以上の溶液としたのちこれらの溶液の混合によ
り本発明の表面保護材とすることもてきる。また溶液状
の表面保護材とする場合のｂ背広は、特に限定されず、
使用目的および塗布方法により適宜選択されるが、全Ｉ
Ｍ成成分に対し通常１０〜８０重量％程度とすることが
使用−に好ましい。

また、無溶剤混合物とすることもてき、例えば、加熱溶
融状態、固体状態なとで、充分に混合することにより溶
液混合と同様均一組成の本発明の表面保護材料とするこ
とができる。

本発明の表面保護材料をカラーフィルター」二に塗布す
る方法を例示すると、本発明の表面保護材料を、溶液状
ないしは加熱溶融の状態でカラーフィルター上に、スピ
ンコード塗布、ロールコート塗布、バーコーター塗布、
スプレー塗布、印刷塗布などの方法により、通常、塗布
膜厚０，２〜１０／１ｍとなるように塗布する。続いて
、塗膜を赤外ランプ、ホットプレート、クリーンオーブ
ンなどにより１００〜２５０℃で加熱し、溶融流動させ
平坦化面を得た後、塗膜の塗膜の耐熱性、耐薬品性、硬
度等を向上させるために紫外線ランプまたは、遠紫外線
ランプて硬化さぜることによりカラーフィルター上に理
想的に平坦は表面保護膜を形成できる。

［実施例］以下、本発明を実施例により更に説明するが、本発明は
これに限定されない。

実施例１有機γＧ分子１をＩＯｇ、　　ペンクエリスリトールテ
トラキスコールモノエチルエーテルアセテートを４０ｇを混合し
均一溶解後、孔径０．２μｍのフィルターで濾過した後
、以下の表面保護材料用組成物１とした。

また、表面保護材料用組成物１からエチレングリコール
モノエチルエーテルアセテートを減圧留去したものを２
００℃で溶融粘度を測定したところ１　００ｃｐｓであ
った。

第１図に示すように、３μｍの厚さを有するＲＧＢのカ
ラーフィルターを宵するガラス基板上に上記表面保護材
料用組成物１を２０００回転で全面にスピン塗布した。

塗布膜厚は、３μｍであった。（第２図）次に、２００℃で５分間加熱処理を行い（第３図）、続
いて高圧水銀灯により１分間紫外線照射し硬化を行った
。（第４図）その結果、０．１μｍに平坦化された表面保護膜層が得
られた。

この膜は、鉛筆硬度で４Ｈを示し十分塗膜硬度を示し、
さらにＩ　Ｔ　Ｏ　７／ｉ若時にクラック、着色がなく
耐熱性が良好でかつ可視光（　、１００〜８００ｎｍ）
　（７）透過率が、９６％で良好な透明性を示した。

また、■ＴＯエツチング時や配向膜塗布時に膜の膨潤や
溶解がなく良好な耐薬品性を示した。

実施例２実施例１と全（同じ方法で有機高分子１のみを有機高分
子２にかえて実験を行った。作成した表面保護材料用組
成物２からエチレングリコールモノエチルエーテルアセ
テートを減圧留去したものを２００℃で溶融粘度を測定
したところ＋５０ｃｐｓてあった。実験の結果、実施例
１と全く同様の結果が得られ硬度、耐熱性、透明性、耐
薬品性が良好で０．１μｍに平坦化された表面保護膜層
が得られた。

実施例３実施例１と全く同じ方法で有機高分子１のみを有機高分
子３にかえて実験を行った。作成した表面保護材料用組
成物３からエチレングリコールモノエチルエーテルアセ
テートを減圧留去したものを２００℃で溶融粘度を測定
したところ２５０ｃｐｓであった。実験の結果、実施例
１と全く同様の結果が得られ硬度、耐熱性、透明性、耐
薬品性が良好で０．１μｍに平坦化された表面保護膜層
が得られた。

実施例４実施例１と全く同じ方法でペンタエリスリトールテトラ
キス（チオグリコレート）のみをペンタエリスリトール
テトラキス（３−メルカプトプロピルエーテル）にかえ
て実験を行った。作成した表面保護材料用組成物４から
エチレングリコールモノエチルエーテルアセテートを減
圧留去したものを２００　’Ｃで溶融粘度を測定したと
ころ１００ｃｐｓであった。実験の結果、実施例１とそ
の結果、全く同様の結果が得られ硬度、耐熱性、透明性
、耐薬品性が良好で０．１μｍに平坦化された表面保護
膜層が得られた。

実施例５有機高分子１を１０ｇ、ペンゾインブチルエーテルヲＯ
、Ｉｇｉ　　エチレングリコールモノエチルエーテルア
セテートを４（Ｉｇを混合し均−溶解後、孔径０．２μ
ｍのフィルターで４・５過した後、以下の表面保護材料
用組成物５とした。

また、表面保護材料用組成物５からエチレングリコール
モノエチルエーテルアセテートを減圧留去したものを２
００℃で溶融粘度を測定したところ２００ｃｐｓであっ
た。

３μｍの厚さを有するＲＧＢのカラーフィルターを有す
るガラス基板上に上記表面保護材料用組成物５を２００
０回転で全面にスピン塗布した。塗布膜厚は、３μｍで
あった。

次に、２００℃で５分間加熱処理を行い、続いて高圧水
銀灯により１分間紫外線照射し硬化を行った。

その結果、０．１μｍに平坦化された表面保護膜層が得
られた。

この膜は、鉛筆硬度で４Ｈを示し十分塗膜硬度を示し、
さらにＩＴＯ蒸着時にクラック、着色がな（耐熱性が良
好でかつ可視光（４００〜８００ｎｍ）の透過率が、９
６％で良好な透明性を示した。

また、ＩＴＯエツチング時や配向膜塗布時に膜の膨潤や
溶解がなく良好な耐薬品性を示した。

実施例６実施例５と全（同じ方法で有機高分子１のみを有機高分
子２にかえて実験を行った。作成した表面保護材料用組
成物２からエチレングリコールモノエチルエーテルアセ
テートを減圧留去したものを２００℃で溶融粘度を測定
したところ２５０ｃｐｓであった。実験の結果、実施例
１と全く同様の結果が得られ硬度、耐熱性、透明性、耐
薬品性が良好で０゜１μｍに平坦化された表面保護膜層
が得られた。

実施例７実施例５と全く同じ方法で有機高分子１のみを有機高分
子３にかえて実験を行った。作成した表面保護材料用組
成物７からエチレングリコールモノエチルエーテルアセ
テートを減圧留去したものを２００℃で溶融粘度を測定
したところ３００ｃｐｓであった。実験の結果、実施例
５と全く同様の結果が得られ硬度、耐熱性、透明性、耐
薬品性が良好で０．１μｍに平坦化された表面保護膜層
が得られた。

実施例８実施例５と全く同じ方法でベンゾインブチルエーテルの
みをベンゾインジメチルケタールにかえて実験を行った
。作成した表面保護材料用組成物７からエチレングリコ
ールモノエチルエーテルアセテートを減圧留去したもの
を２００℃で溶融粘度を測定したところ２００ｃｐｓで
あった。実験の結果、実施例５と全く同様の結果が得ら
れ硬度、耐熱性、透明性、耐薬品性が良好で０．１μｍ
に平坦化された表面保護膜層が得られた。

［発明の効果］本発明の表面保護材料は、カラーフィルター上に理想的
に平坦な表面保護膜層を与え、さらに膜硬度、耐熱性、
耐薬品性、透明性とも良好であった。

これは、液晶表示素子や固体撮像素子の表示品位に極め
て有用である。

４、

【図面の簡単な説明】

第１〜４図は、本発明の表面保護材料の使用方法の説明
図（断面図）である。５・・カラーフィルター φガラス基板・塗布された表面保護材料拳加熱によりレベリングし平坦化した表面保護材料・紫外線硬化した表面保護材料手続補正書（方式）％式％１、事件の表示平成２年特許願第２６０１２３号２、発明の名称カラーフィルター用表面保護材料３、補正をする者事件との関係　　特許出願人居所　京都市東山区−橋野本町１１番地の１５゜７゜平成３年１月７日（発送臼　平成３年１月２２日）補正の対象明細書全文補正の内容

Claims

【特許請求の範囲】１、分子の末端または側鎖に（メタ）アクリロイロキシ
基を持つ有機高分子とポリチオールおよび／または光開
始剤からなり室温で固体であり２００℃での溶融粘度が
５０００ｃｐｓ（センチポイズ）以下であることを特徴
とするカラーフィルター用表面保護材料。２、有機高分子が一般式（１）： ▲数式、化学式、表等があります▼（１）（式中、Ａは、アクリロイロキシ基またはメタクリロイ
ロキシ基、Ｘは多価アルコール残基、Ｙは二塩基酸残基
、ｎは０以上の整数、ｐは０〜３の整数。）で示される多官能のポリエステル（メタ）アクリレート
である請求項１記載のカラーフィルター用表面保護材料
。