JPH0497102A - カラーフィルターの表面保護材および表面保護層の形成法 - 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の表面保護材およびカラーフ
ィルターの表面保護層の形成法に関する。

［従来の技術］ 液晶表示素子、チャージ・カップルド・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
保護材としてはアクリル系のエポキシ樹脂が知られてい
た（例えば、特開昭６１−２９２６０４号公報）。

［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、上記のような保護材では、表面の凹凸の平
坦化が行えないという問題があった。

［課題を解決するための手段］ 本発明者らは、上記問題を解決するため鋭意検討した結
果、加熱により平坦化が可能で、かつ、耐熱性、耐薬品
性、透明性など木用性に必要とされる各種特性にも優れ
た表面保護材並びにカラーフィルターの表面保護層の形
成法を見いだし、本発明に到達した。すなわち本発明は
、一般式て示される構成単位を有する重量平均分子量が
５００〜１５，０００の有機高分子化合物（Ａ）および
酸無水物（Ｂ）を組み合わせてなることを特徴とするカ
ラーフィルターの表面保護林；並びに、該表面保護材を
カラーフィルター上に塗布後、加熱硬化することを特徴
とするカラーフィルターの表面保護層の形成法である。

本発明において、該有機高分子化合物（Ａ）としては、
一般式（１）の構成単位のみからなる単独重合体および
一般式（１）の構成単位と他の重合性単量体１種または
２種以上とを構成単位とする共重合体が挙げられる。こ
の他の重合性単量体としては例えば、ビニル基含有芳香
族化合物ぐスチレン、ｐ−ヒドロキシスチレン、ｐ−ア
セトキシスチレン、α−メチルスチレン、ビニルナフタ
しンなど）；並びに、アクリル酸またはメタクリル酸の
エステル（アクリル酸メチル、メタクリル酸メチル、ア
クリル酸エチル、メタクリル酸エチル、アクリル酸ブチ
ル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸ヒドロキシエチ
ル、メタクリル酸フェニルなど）が挙げられる。これら
のうち加熱平坦化性の点から、スチレンが好ましい。

一般式（１）で示される構成単位と他の重合性単量体単
位との構成比率は通常１０　：　９０〜１００　：　Ｏ
てあり、好ましくは３０　：　７０〜１００　：　０で
ある。一般式（１）で示される構成単位の比率が１０未
満であると、硬化物の耐薬品性が不充分となる。一般式
（１）で示される構成単位および他の単量体単位：ま、
ブロックに結合していてもランダムに結合していてもよ
い。また、（Ａ）の重量平均分子量は通常５００〜１５
，０００であり、好ましくは１，５００〜１０．０００
である。重量平均分子量が５００来満てあれば、硬化物
の耐薬品性が不充分となり、１５，０００を越えると加
熱時の平坦化性が不充分となる。

該有機高分子化合物（Ａ）の代表例として、表−１に一
般式（１）で示される単位の単独重合体およびスチレン
との共重合体を挙げる。

（本頁以下余白） 表−１ 注１）ｍ：ｎは下式のｍとｎの比率 注２）Ｍｗは１孟平均分子量を表す。

該有機高分子化合物（Ａ）の合成法としては、例えば、
グ刀シシルスチリルエーテルと必要に応じて他の重合性
単量体とを、有機過酸化物類（ベンゾイルパーオキサイ
ド、ｔ−ブチルパーオキシベンゾエート、シーｔ−ブチ
ルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、ジクミ
ルパーオキサイドなど）、アゾビスイソブチロニトリル
などの重合開始剤を用いてラジカル重合するか、もしく
はＨＩと１２からなるハロゲン系重合開始剤を用いてカ
チオン重合することにより（Ａ）を得ることができる。

他の合成法としてはヒドロキシスチレンないしはアセト
キシスチレンと必要に応じて他の重合性単量体とから通
常のビニル系化合物の重合法で重合体を得た後、塩基存
在下でエビクロロヒドリンを反応させて、ヒドロキシル
基ないしはアセトキシ基をグリシジルオキシ基に置換す
ることによっても（Ａ）を得ることができる。

本発明において酸無水物（Ｂ）の具体例としては、芳香
族酸無水物［無水フタル酸、無水トリメツト酸、無水ピ
ロメリト酸、ヘンシフエノンテトラカルボン酸、エチレ
ングリコールビス（アンヒドロトリメート）など］、脂
環族酸無水物（無水メチルナジック酸、テトラヒドロ無
水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、メチルテトラ
ヒドロ無水フタル酸、メチルへキサヒドロ無水フタル酸
、無水クロレンディック酸、メチルシクロヘキセンテト
ラカルボン酸無水物など）、脂肪族酸無水物（ドデシル
無水コハク酸など）などが挙げられる。

これら酸無水物のうち好ましいものは芳香族または脂環
族酸無水物である。これらの酸無水物は単独でも２種以
上の組合せても用いることができ、例えば、共融混合物
としての利用も有用である。

本発明の表面保護材における該酸無水物（Ｂ）は該有機
高分子（Ａ）　１００重量部に対して１〜１５０重量部
、好ましくは５〜１２０重量部である。１重責部未満て
は硬化が不充分となり、１５０重量部を越えると均一な
硬化膜が得られにくい。

本発明の表面保護材には、必要により、シランカップリ
ング剤［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−メタリロキシブ
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］　；チ
タネートカップリング剤（イソプロピルトリイソステア
ロイルチタネート、イソプロピルイソステアロイルジア
クリロイルチタネート、イソプロピルトリメタクリロイ
ルチタネート、イソブコビルトリアクリコイルチタネー
ト、ジイソプロピルイソステアコイル−４−アミノベン
ゾイルチタネートなど）；ポリシロキサン（ポリフェニ
ルメチルシロキサン、ポリエーテル変性ポリシロキサン
など）；酸化防止剤［２，６−ジーｔ−ブチル−４−メ
チルフェノールなどのフェノール系酸化防止剤、トリス
（２，４−ジ−ｔ−ブチルフェニル）ホスファイトなど
のリン系酸化防止剤、ジラウリル−３，３−−チオジプ
ロピオネートなどのイオウ系酸化防止剤など］　；紫外
線吸収剤（サリチル酸フェニル系紫外線吸収剤、ベンゾ
フェノン系紫外線吸収剤、ベンゾトリアゾール系紫外線
吸収剤、シアノアクリレート系紫外線吸収剤、ベンゾエ
ート系紫外線吸収剤など）などの成分を該有機高分子化
合物（Ａ）１００重量部に対して０〜１５０重量部の範
囲で併用することができる。

本発明の表面保護材は、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ート、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メ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−チル、ジエチしングリコールジ
エチルエーテル、ブチルエーテル、ジイソアミルエーテ
ル、ジエチレングリコール、エチレングリニールモノメ
チルエーテルなど）、ケトン類（メチルイソブチルケト
ン、シクロヘキサノンなど）、ハロゲン化炭止水類（１
，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く、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濃度は、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、通常１
０〜８０重量％程度とすることが使用上好ましい。

また、無溶剤混合物とすることもでき、例えば、加熱溶
融状態、固体状態などて、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とすること
ができる。

本発明：こおいて該カラーフィルターとしては、液晶表
示素子、固体撮像素子などの用途に通常使用されるカラ
ーフィルターが挙げられ、通常、染色法、印刷法、電着
法などの方法により製造されている。

本発明の平坦化材をカラーフィルター上に塗布する方法
を例示すると、本発明の表面保護材を、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．
２〜１０μｍとなるように塗布する。上記の方法により
塗布した後、加熱処理することにより塗布膜が溶融流動
し平坦化されるので、硬化後所要の平坦化された硬化膜
を得ることができる。加熱条件は、例えば、本発明の平
坦化材の具体的な組成、目的とする平坦化度、目的とす
る硬化膜物性などにより変動するが、通常６０〜２５０
°Ｃの硬化温度で０．１分〜１５時間の範囲で適宜選択
される。加熱には、循風炉、ホットプレート、赤外炉、
遠赤外炉などを用いることがてきる。

このようにして形成された硬化膜は印刷法、電着法によ
りカラーフィルターを製造する場合には表面保護膜とし
て、また、染色法によりカラーフィルターを製造する場
合には表面保護膜および／または染色層の防染膜として
利用できる。

［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 グリシジルスチリルエーテルとスチレンの共重合物（表
−１のＮｏ　、５で示される化合物）５ｇ、無水トリメ
リＩ・酸１．０ｇを、エチルセロソルブアセテートとジ
エチレングリコールジメチルエーテルとの混合溶剤（混
合比７５：２５ｗｔ％）　１０．２ｇに溶解後０．２μ
ｍのフィルターで濾過し、本発明の表面保護材を得た。

１．７μｍの厚さを有するカラーフィルターパターンを
有するガラス基板上に上記表面保護材をスピンコードし
塗布膜厚２．０μｍの塗布膜を得た。この塗布基板を空
気下２００°Ｃｘ３０分間ベークを行い、塗布膜の加熱
硬化を行った。この膜は、可視光（４００〜８００ｎｍ
）の透過率が９８．０％以上で良好な透明性を示し、Ｉ
ＴＯ蒸着の加熱時にクラック、シワおよび着色の発生が
なく良好な耐熱性、耐薬品性を示した。上記加熱硬化前
後の残留段差を評価した結果を表−２に示す。

実施例２ グリシジルスチリルエーテルとスチレンの共重合物〈表
−１のＮｏ、６で示される化合物）５ｇ、無水トリメリ
ド酸１．２ｇを、エチルセロソルブアセテートとジエチ
レングリコールジメチルエーテルとの混合溶剤（混合比
７５：２５ｗｔ％）　１０．６ｇに溶解後０．２μｍの
フィルターで濾過し、本発明の表面保護材を得た。これ
を実施例１と同様に残留段差を評価した結果を表−２に
示す。

実施例３ グリシジルスチリルエーテルの単独重合物（表−１のＮ
ｏ、７で示される化合物）５ｇ、メチルへキサヒドロ無
水フタル酸１．５ｇを、エチルセロソルブアセテートと
ジエチレングリコールジメチルエーテルとの混合溶剤（
混合比７５：２５ｗ　ｔ％）１２ｇに溶解後０．２μｍ
のフィルターで濾過し、本発明の表面保護材を得た。こ
れを実施例１と同様に残留段差を評価した結果を表−２
に示す。

実施例４ グ刀シジルスチリルエーテルとスチレンの共重合物（表
−１のＮ００８で示される化合物）５ｇ、無水トリメリ
ド酸１．０ｇを、エチルセロソルブアセテートとエチレ
ングリコールジメチルエーテルとの混合溶剤（混合比７
５：２５ｗｔ％）１２ｇに溶解後０．２μｍのフィルタ
ーで濾過し、本発明の表面保護材を得た。これを実施例
１と同様に残留段差を評価した結果を表−２に示す。

実施例５ 実施例１て用いた共重合物５ｇ、無水メチルナジックｉ
１．Ｏｇを、エチルセロソルブアセテートとジエチレン
グリコールジメチルエーテルとの混合溶剤（混合比７５
：２５ｗｔ％）１２ｇに溶解後０．２μｍのフィルター
で濾過し、本発明の表面保護材を得た。

これを実施例１と同様に残留段差を評価した結果を表−
２に示す。

実施例６ 実施例１て用いた共重合物５ｇ、無水メチルナジック酸
１．０ｇ、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラ
ン０．５ｇを、エチルセロソルブアセテートとジエチレ
ングリコールジメチルエーテルとの混合溶剤（混合比７
５：２５ｗ　ｔ％）１２ｇに溶解後０．２μｍのフィル
ターで濾過し、表面保護層形成用の組成物とした。これ
を実施例１と同様に残留段差を評価した結果を表−２に
示す。

実施例７ 実施例１て用いた共重合物５ｇ、無水トリメリド酸１．
０ｇ、γ−グリシドキシプロビルトリメトキシシラン１
．０ｇを、エチルセロソルブアセテートとジエチレング
リコールジメチルエーテルとの混合溶剤（混合比７５：
２５ｗｔ％）１２ｇに溶解後０．２μｍのフィルターで
濾過し、本発明の表面保護材を得た。

これを実施例１と同様に残留段差を評価した結果を表−
２に示す。

実施例８ 実施例１で作成した組成物をガラス基板上にスピンコー
ドし塗布膜厚２．０μｍの塗布膜を得た。この基板を空
気下２００’ＣＸ３０分間ベークした後、スミノール・
ファスト・レッドＧ［住友化学（株）製］２ｇ、酢酸３
ｇ、水ｉｏｏ　ｇからなる染色浴中に１００°ＣＸ１時
間浸漬した。この基板を水洗、乾燥後の評価で染色は確
認されなかった。

比較例１ 市販のアクリル系のエポキシ樹脂組成物［オプトマーＳ
Ｓ：日本合成ゴム（株）製］を用いて塗布膜厚２．０μ
ｍの塗布膜を作成し、実施例１と同様に残留段差を評価
した結果を表−２に示す。

（本頁以下余白） 表−２ ［発明の効果］ 本発明の表面保護材および本発明の方法により平坦化さ
れたカラーフィルター保護膜層を形成することができ、
カラーフィルター表面の平坦化に対する要求にはじめて
応えることができるようになった。また、形成された保
護膜は耐熱性、耐薬品性、透明性などの各種特性にも優
れており、液晶表示素子、ＣＣＤなとのカラーフィルタ
ーの表示品位、解像度向上の点て極めて有用である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼（ I ） で示される構成単位を有する重量平均分子量が５００〜
   １５，０００の有機高分子化合物（Ａ）および酸無水物
   （Ｂ）を組み合わせてなることを特徴とするカラーフィ
   ルターの表面保護材。 ２、請求項１記載の表面保護材をカラーフィルター上に
   塗布後、加熱硬化することを特徴とするカラーフィルタ
   ーの表面保護層の形成法。