JPH04164901A - カラーフィルター用光重合性樹脂組成物 - 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、カラーフィルター用樹脂組成物に関する、更
に詳しくは、液晶表示デバイス、色分解デバイス及びセ
ンサー等に用いられる光学特性のすぐれたカラーフィル
ター製造用の樹脂組成物に関する。

従来の技術 ＶＴＲ用カメラ用、色識別可能ロボット用、カラー複写
機用として需要の大きいカラー固体撮像素子及び軽量化
、薄型化の趨勢でＣＲＴ方式からの転換が進みつつある
カラー液晶表示装置等に用いられる、・カラーフィルタ
ーは、２種以上の色相に着色された微細な領域を固体撮
像素子あるいは、透明基板上に設けることによって形成
されている。この様な着色薄膜は、従来染色法、印刷法
等により製造されており、特に高精細度の画像が要求さ
れる場合は、染色法で作成するのが主流である。

しかしながら、染色法によるカラーフィルターは通常基
板上にあらかじめ、ゼラチン等の天然感光樹脂や、アミ
ン変性ポリビニールアルコ−ル等や、アミン変性アクリ
ル樹脂等の染色基材をもって画像を形成した後、酸性染
料等の染料で染色して作成するが、多色を同一基板上に
形成させる必要上色相を変えるごとに防染加工する必要
があり、工程が非常に複雑で長いと言う問題点をもって
いる。

また、使用する染料、樹脂自体の耐光性、耐熱性、耐湿
性が一般に弱いため、これらを用いて作成したカラーフ
ィルターもおのずから、耐光性、耐熱性、耐湿性の点で
信頼性に問題があった。

印刷法によるカラーフィルターは熱硬化、又は、光硬化
樹脂に顔料を分散したインクを用い、基板上に印刷をし
た後、熱、又は光で硬化させることにより作成するが、
高精細な画像の形成が困難であり、また得られた画像の
表面平滑性に問題があった。

又、工程簡略化の為感光性樹脂中に色材をあらかじめ内
添させる方法が考えられるが、−射的に光重合開始剤は
、ラジカルを生成するのに紫外部の光を用いなければな
らず、色材をあらかじめ内添させる系では、紫外光か色
材に吸収され、充分にラジカルを生成できず、満足な画
像を形成する事が困難であった。特開平ｌ−１５２４４
９では、上記の様な問題点を解決すべく光重合開始剤と
して１１０メチル−ｓ−トリアジン系化合物を用い、充
分な解像度をもつ画像を得る方法を呈示している。しか
しながら、この方法ではハロメチル−ｓ−トリアジン系
化合物が光によってラジカルを生成する時に、ノ１０ゲ
ン元素を遊離し、更にそれが分子中の水素原子を引きぬ
き、ハロゲン化水素を生成し、これが解離してイオン性
不純物となってしまうと言う問題点をもっていた。この
様に、イオン性不純物を生成せず、かつ高感度な光重合
開始剤を含むカラーフィルター用光重合組成物は、従来
の技術では得られなかった。

（発明が解決しようとする課題） カラーフィルターを作製する際、工程が簡略で耐光性、
耐熱性に優れ、解像性が良好で、さらにイオン性不純物
が生成しないカラーフィルター用光奮合性化合物の開発
が望まれている。

（課題を解決するための手段） 本発明者らは、前記した様な、工程が簡略で耐光性、耐
熱性に優れ、解像性が良好でさらにイオン性不純物が生
成しない、カラーフィルターの作製方法を見出すべ（鋭
意努力した結果、特定の着色光重合性組成物が前記の様
な特性を満たす事を見出し、本発明に至ったものである
。

即ち、本発明は感光性樹脂と顔料からなる組成物であっ
て前記感光性樹脂がエチレン性不飽和二重結合をすくな
くとも１つ以上有する光重合性化合物と、皮膜形成性高
分子結合剤と、式（Ｉ）で表される化合物を含有するこ
とを特徴とするカラーフィルター用光重合性樹脂組成物
を提供する。

式（Ｉ） 本発明のカラーフィルター用樹脂組成物を詳しく説明す
る。

用により重合しうるものでかつエチレン性不飽和二重結
合基を有する化合物であればよし）。その用いられつる
例としては光架橋又は光重合可能なモノマー、オリゴマ
ー、プレポリマーとして、エチルアクリレート、ブチル
アクリレート、ヒドロキシエチルアクリレート、ヒドロ
キシエチルメタアクリレート、エチレングリコールジメ
タアクリレート、ペンタエリスリトーＪレト「ノアクリ
レート、ペンタエリスリトールトリメタアクリレート、
ジペンタエリスリトールへキサアクリレートのような１
価又は多価アルコールのアクリル酸又はメタアクリル酸
のエステル類；多価アルコールと一塩基酸又は多塩基酸
を縮合して得られるポリエステルプレポリマーに（メタ
）アクリル酸を、反応して得られるポリエステル（メタ
）アクリレート：ポリオール基と２個のイソシアネート
基をもつ化合物を反応させた後（メタ）アクリル酸を反
応させて得られるポリウレタン（メタ）アクリレート：
エポキシ樹脂と（メタ）アクリル酸を反応させて得られ
るエポキシ（メタ）アクリレート； リエステル；シンナミリデン基を、側鎖又は末端に有す
るポリマーなどが挙げられる。

また、皮膜形成性高分子化合物としては、前記の光重合
性化合物に相溶性のある有機高分子重合体である限りい
ずれも使用出来る。これらは前記光重合性化合物に対し
、重量で１〜４倍の範囲で使用する事が望ましい。

その具体例としてはポリメタアクリル酸エステル又はそ
の部分加水分解物：ポリ酢酸ビニル又はその加水分解物
；ポリスチレン；ボリビニルフチラール；ポリクロロプ
レン：ポリ塩化ビニル；塩素化ポリエチレン；塩素化ポ
リプロピレン；ポリビニルピロリドン；スチレンと無水
マレイン酸の共重合体又はそのハーフエステル；アクリ
ル酸、アクリル酸エステル、メタアクリル酸、メタアク
リル酸エステル、アクリルアミド、アクリルニトリルな
どの共重合可能なモノマー群から選ばれた、ガラス転移
点が３５℃以上である共重合体など挙げられる。これら
のうちカルボキシル基等の酸性基をもつものが水性現像
可能であり、有機溶剤現像に比べて、経済性、安全性の
面で有利であるので好ましい。

本発明の樹脂組成物においては光重合開始剤としてチオ
キサントン系化合物の使用が好ましい。チオキサントン
系光重合開始剤としては、例えば２．４−ジエチルチオ
キサントン、イソプロピルチオキサントン、２−クロル
チオキサントンなど挙げられる。

前記式（Ｉ）の化合物は光重合開始剤として働くもので
あるがこれとチオキサントン系化合物との総重量は、光
重合性化合物の１〜２０重量％、好ましくは２〜１５重
量％の範囲で使用するのが望ましく、チオキサントン系
化合物は光重合開始剤総重量の５〜５０重量％で使用す
るのが好ましい。

使用する顔料は、可視光を透過させる必要上、透過光の
波長以下更にはその波長η以下の粒度が望ましく、平均
個数粒度が２００ｎｍ以下に分散されている微粒子顔料
が特に有効である。

青の顔料の例としては、フタロシアニン系顔料等、赤の
顔料の例としては、キナクリドン顔料、ペリレン系顔料
、ピロロ・ビロール系顔料。

アントラキノン系顔料等、緑の顔料の例としては、ハロ
ゲン化フタロシアニンがあげられ、これらは単独で、あ
るいは他の顔料を加えて調色して使用される。

またブラックマトリックス用顔料としては、カーボン、
チタンカーボン、酸化鉄、アゾ系黒色顔料等が、単独で
あるいは２種類以上を併用して使用される。

これらの赤色、緑色、胃色、黒色の微粒子顔料は感光性
樹脂に対し、１０〜６０重量％、好ましくは２０〜５０
重量％の範囲内で使用することが望ましい。

本発明の光重合性樹脂組成物は前記した各成分を前記使
用量により必要により混合機、分散機で処理しながら混
合することによって調製される。必要により混合したあ
と０．５μ以下の濾材を用いて自然濾過、加圧濾過して
もよい。

本発明の樹脂組成物を用いたカラーフィルターは例えば
次のようにして製造される。

本発明の樹脂組成物にチオキサントン系化合物他の光重
合開始剤を加えて更にエチルセルソルブ等の溶剤を加え
て濾過したあとこの塗工液を前述したスピンナー等によ
り基材に筒布し、溶剤を乾燥することにより箇膜が得ら
れる。次に光重合を阻止する酸素と塗膜の接触をさける
為、塗膜の上にさらにＰＶＡ等の樹脂を塗布し乾燥する
。

この様にして得られた塗膜を目的とする画像を形成する
ためにネガマスクを通じ、紫外線を照射する。この際、
全塗膜に均一に平行光線が照射される様にマクスアライ
メント等の装置を用いる。次にこの光照射された塗膜を
、アルカリ水溶液の流水あるいは、シャワー中にさらし
、未硬化部分を溶解させ、現像する事により、目的とす
る画像をもったカラーフィルターが得られる。

〔実施例〕

以下、実施例により本発明を更に具体的に詳述する。

実施例１ 次の組成よりなる感光性樹脂組成物を調製した。

・アーコケミカル製　Ｓ　Ｍ　Ａ　−２６２５３０ｇｒ
（スチレンマレイン酸共重合ハーフエステル体） 、ジペンタエリストールへキサアクリート５ｇｒ ・２−ベンジル−２−ジメチルアミノ−１−（４−モル
フォリノフェニル）−ブタノン　Ｉｇｒ・２，４−ジエ
チルチオキサント　　　０゜５ｇｒ・エチルセロソルブ
アセテート　　　１００ｇｒ上記感光性樹脂組成物にお
のおの加える赤、緑、青、黒の顔料ペーストを以下の様
に調製した。

上記、各色顔料組成２０部に対し分散剤としてソルビタ
ン脂肪酸エステル系化合物を４部加え、さらにエチルセ
ロソルブアセテートを７６部加え、サンドミルにて分散
化を行なった。

ここで分散化した赤、緑、青、おのおのの顔料粒子の平
均個数分布は２００ｎｍ以下であった。この顔料ペース
トを前記感光性樹脂組成物に対し、４０重量％加え、さ
らにサンドミルにて処理した後、加圧濾過機にて１μの
フィルターを通じ本発明のカラーフィルター用光重合性
樹脂組成物を得た。

応用例１゜ 実施例１で得た光重合性樹脂組成物を水洗、アルコール
洗浄、フロン洗浄した平滑なガラス板にスピンコーター
にて塗布し、１００℃で５分間乾燥を行なった。えられ
た塗膜上に１０％ポリビニルアルコール水溶液をスピン
コーターにて塗布し、１００℃で乾燥を５分間行なった
。

この様して得られた塗膜をネガマスクを通してミカサ株
式会社製マスクアライナ−ＭＡ−１０を用い３０ｍＪ／
ａｔ露光した、次いで１００°Ｃにて１５分間ブリベイ
クし、現像は２５℃の１重量％炭酸ナトリウム水溶液の
流水中にて６０秒間行ないカラーフィルターも得た。

このようにしてえたカラーフィルターの各色の膜厚を以
下に示す。

表２ このカラーフィルターを２００°Ｃで３時間の耐熱試験
に供した所、各色の変化は見られず、重量の変化も見ら
れなかった。

比較例１、 感光性樹脂として実施例１と同様な方法で下記に示す樹
脂組成物を調製し、応用例１と同様な方法でカラーフィ
ルターを作製した。

この様にして得られた樹脂組成物を用い実施例１と同等
な画像を形成するのに必要な光エネルギーを下表に示す
。

この様に比較例１で得られた樹脂組成物の感光性は極め
て低い感度しか示さなかった。

比較例Ｚ 感光性樹脂として実施例１と同様な方法で下記に示す樹
脂組成物を調製し、応用例１と同様な方法でカラーフィ
ルターを作製した。

この様にして得られた樹脂組成物を用いた実施例１と同
等な画像を形成するのに必要な光エネルギーを下表に示
す。

表４ この様に比較例２で得られた樹脂組成物の感度は極めて
低いものであった。

実施例２ 感光性樹脂として、下記に示す組成物を用い実施例１と
同様な方法で本発明のカラーフィルター用光重合性樹脂
組成物を調製した。

応用例２ 実施例２でえたカラーフィルター用光重合性樹脂組成物
を用い、応用例１と同様な方法でカラーフィルターを作
製した。このフィルターにつき２００℃下３時間の耐熱
試験に供した所、変色及び重量の減少は全（見られなか
った。また、カーボンアーク１００時間の耐光試験に供
した所、変色は全く見られなかった。

（発明の効果） 工程が簡略で高解像な耐熱、耐光性が良い、イオン性不
純物を含まないカラーフィルターを作製することができ
るようになった。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）感光性樹脂と顔料からなる組成物であって、前記
   感光性樹脂がエチレン性不飽和二重結合をすくなくとも
   １つ以上有する光重合性化合物と皮膜形成性高分子結合
   剤と下記式（ I ）で表される化合物を含有するカラー
   フィルター用光重合性樹脂組成物 式（ I ） ▲数式、化学式、表等があります▼