JPH0561196A - カラーフイルター用形成材料 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】顔料を含有してなる分散安定な感光性樹脂を用
いて赤，緑，青の画素から構成されるカラーフィルター
を作成することにより、製造の工程の簡略化、製造の安
定化を図る。 【構成】ポリビニルピロリドン又はビニルピロリドン共
重合体を用いて着色剤を分散した組成物と、反応性の炭
素−炭素二重合結合を含有した共重合体と、光開始剤
と、必要に応じて、モノマーとして少なくとも一個のエ
チレン性不飽和結合とを有する化合物からなるカラーフ
ィルター形成材料。 【効果】安価に製造でき、高品質の良いカラーフィルタ
ーを得るを可能とできる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はカラーフィルターまたは
イメージセンサーに関し、テレビ，コンピューターある
いはビデオモニターの液晶用ディスプレィおよびイメー
ジスキャナー等に利用することができる着色形成層に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、カラーフィルターを形成する技術
方法としての代表例は、染色法、蒸着法、電着
法、印刷法、顔料分散法等が遂げられる。の染色
法はゼラチン、ＰＶＡ、カゼインまたはその他の水溶性
樹脂を重クロム酸カリウムで感光性にした感光性樹脂を
パターン化した光硬化膜を酸性染料、反応性染料その他
の染料により染色して作成する方法、例えば特公昭５２
−１７３７５号公報，特公昭５２−１７３７６号公報等
に記載されている。この方法はパターン化した光硬化膜
を作製するほかに染色工程が必要であるため製造コスト
が高くなり、また工程が複雑で長くなるため歩留まりが
悪くなるという欠点がある。また染色できる染料は１５
０℃以下と耐熱性に劣り、色再現性が悪くなるし、耐光
性も染料は耐熱性が良くないし、光が当たる時間だけ経
時特性が悪くなり、色再現性に問題がある。この方法は
顔料分散が技術的に無理だったためである。蒸着法は
昇華性顔料、染料を高真空中で透明基板上に蒸着させ
て、リフトオフまたはエッチングにより着色パターンを
形成し、順次各色を積層する。この方法は工程が長すぎ
るという欠点がある。の電着法は溶媒中に溶解または
分散された高分子樹脂が中和剤等によりイオン化され、
これらの物質を電極上に析出させる方法である。この方
法は低コストに特徴があるが、平坦な膜が出来にくいた
め精度，解像性に問題がある。の印刷法はビヒクル中
に顔料分散したインキを用いて印刷機でオフセット印
刷、またはグラビア印刷を行って着色パターンを形成す
る。大型化や低コストという目標には最も近い所に位置
している。低コストで生産できる点においては他の方法
は追従出来ない点では期待されている。しかしパターン
形成の再現性は２０μｍが限界である。２０μｍ以下で
あるとエッジの切れが悪く、対応出来ない。この点に関
しては他の方法より劣る。の顔料分散法は上記した方
法のなかの染色法の欠点である耐光性を向上させると同
時に工程が短縮され、更に耐熱性ポリマーの選択も幅広
くなるという長所を有している。顔料を分散した耐熱性
ポリマーとして、例えば、特開平１−２０９４２６号公
報に記載されている方法、即ち、感光性ポリイミドに顔
料を分散したものは、接着性が劣り、また可視光に吸収
をもつため色再現性が劣る。更に感光性ポリイミドは製
造コストが高いという欠点があり、また分散においては
分散安定な印刷法の無溶剤に近いインキのように粘度が
高くないため、溶剤の含有した感光性ポリイミドは機械
的に単に分散機で分散しているため２次凝集を起こし経
時安定性がなくなりがちである。つまり時間が経つにつ
れて、顔料が２次凝集を起こし沈殿してくる。顔料を混
入したこのような安定性のない顔料分散感光液では均一
な品質のカラーフィルターを作ることは出来ないし、液
の安定性がないため製造コストが高くなる等の問題があ
る。

【０００３】また特開昭６３−１９１１０４号公報に示
されるように感光性ポリアミド、ポリイミド等の感光液
に顔料を添加し感光液全体を超音波あるいは三本ロー
ル、ボールミル、サンドミル等で分散する分散法である
ため、効率が悪く微細分散には向いていない。

【０００４】さらに水現像可能な感光液に顔料をボール
ミルで全体を分散した顔料分散法の特許、特開昭６３−
３１４５０１号公報や特開平１−１０２４２９号公報に
記載されているように顔料を分散するために加工顔料を
使用して分散している例もある。この場合の加工樹脂は
アクリル酸系、エチルセルロース、マレイン酸、塩化ビ
ニル−酢酸ビニル共重合樹脂等である。感光材料として
ではなく、一般合成樹脂に顔料分散した例としては、ポ
リエステル着色組成物として、即ち着色剤をポリエステ
ル、多価アルコール、分散助剤としてポリビニルピロリ
ドンからなる特公昭４９−１１７３７号公報、水系顔料
分散物として、Ｎ−ビニル−２−ピロリドンのオリゴマ
ーを用いる方法特開昭６０−６３２６５号公報、アルコ
ール水溶液のなかに顔料を分散した修正液の顔料の分散
に用いる方法特開昭６４−７９７４８号公報等に記載さ
れている。ポリビニルピロリドンにより極性の強い顔料
のマイクロカプセル化した米国特許第３，９０４，５６
２号明細書等がある。顔料分散法として本発明で使用す
るポリビニルピロリドン又はビニルピロリドン共重合体
の顔料分散に使用している着色感光材料の従来技術とし
ての公知例は見当たらない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記した従
来技術にみられるような染色法に見られる染色工程を必
要としない、顔料を均一に分散した寿命の長い安定なカ
ラーフィルター形成用着色感光材料（以下感光液とい
う）を提供するものである。

【０００６】さらに詳しくは本発明に於いて（１）顔料
分散の優れ、２次凝集をおこさない安定な液状態を保持
することが出来、感光液組成物全体を分散機で分散しな
いで済むため、分散作業工程上安価であり、また（３）
顔料の粒径を比較的制御しやすく、（４）カラーフィル
ター形成時の加工精度が優れており、（５）顔料分散さ
れた感光液は低粘度で溶剤が存在していても分散安定で
ある、更に現像残渣のない新規なものであり、感度の高
いアルカリ現像可溶性カラーフィルター形成材料として
適用できる材料を提供するものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、分
散効果の著しい分散樹脂としてポリビニルピロリドン又
はビニルピロリドン系共重合体を用いて着色剤（顔料）
を分散した組成物とポリマー下記の一般式（化１）

【０００８】

【化１】

【０００９】（式中Ｒ¹は水素原子、Ｒ²は水素原子、ア
ルキル基、アルコキシ基又は水酸基、Ｒ³は水素原子、
低級アルキル基、アルケニル基、又は水酸基を含む（メ
タ）−アクリロイル基、Ｒ⁴は水素原子、アルケニル
基、又は水酸基を含む（メタ）−アクリロイル基であ
り、ｍ及びｎは整数でｍ≧ｎの関係）で表される共重合
体と光開始剤と、必要に応じて、少なくともエチレン性
不飽和結合を一個有するモノマーの４成分を単に溶剤で
混合した、カラーフィルター形成用のネガ型アルカリ現
像可溶性着色形成感光材料を提供するものである。この
材料は顔料の分散性がよく、２次凝集がない、長期的に
安定なものである。本発明について、詳細に説明する。

【００１０】分散樹脂としてポリビニルピロリドン又は
Ｎ−ビニル−２−ピロリドン系共重合体、分散剤（必要
に応じて）を用いて着色剤（顔料）を分散した分散方
法、組成物について述べる。分散方法については分散樹
脂として、例えばポリビニルピロリドン（略名ＰＶＰ）
又はビニルピロリドン共重合体 （１）Ｎ−ビニル−２−ピロリドン／酢酸ビニル 共重
合体 略名PVP/VA （２）Ｎ−ビニル−２−ピロリドン／α−オレフィン共
重合体 を用いる。

【００１１】分散樹脂としてポリビニルピロリドン又は
ビニルピロリドン系共重合体の１つと必要に応じて分散
剤と顔料を同時に溶剤に混入して分散機により分散を行
う。

【００１２】上記の化合物は又、本発明を構成する組成
物でもある。また、上記の化合物、ポリビニルピロリド
ン又はビニルピロリドン系共重合体は分散樹脂としての
卓越した分散効果があると同時に、本発明に於けるアル
カリ現像の現像促進効果も著しく顕著である二つの効果
を併せ持つ。この分散樹脂の添加により本アルカリ現像
においては、現像時間が短縮されるばかりでなく、現像
残渣のない切れのよいパターンが得られる。分散物は
樹脂、顔料、溶剤、分散剤（必要に応じて）から
成り、本分散樹脂で顔料を分散する分散機としては超音
波分散機、２本ロール、３本ロール、ボールミル、サン
ドミル、ホモジナイザー、ニーダー等が使用できる。分
散の程度（粒度分布と粒径）は時間と回数を変えること
により調整出来る。つぎに分散機で分散した分散物はカ
ラーペーストとして溶剤が混入した状態で用いるか、カ
ラーチップとして自然、または強制により乾燥した状態
で用いる。もちろん分散中に温度が上がり溶媒が無くな
ることがある。所定の分散ができておればそれでも良
い。一般に溶剤が混入した状態のカラーペーストで用い
るほうが溶解がしやすい。分散がどの程度細かくなって
いるかどうかは粒径測定器により測定する。本発明を構
成する組成物について説明する。

【００１３】分散樹脂として、例えばポリビニルピロリ
ドンの分子量は5,000から１，２００，０００の範囲の
ものが使用できる。またビニルピロリドンの共重合体に
ついては （１）Ｋ値＊３０−５０ Ｎ−ビニル−２−ピロリドン
／酢酸ビニル共重合体、Ｋ値*はCellulosechemie 3,60
(1932)による。(1% in ethanol) 平均分子量の代わり。

【００１４】（２）平均分子量7,000 〜 8,000 Ｎ−ビ
ニル−２−ピロリドン／αオレフィン共重合体、等があ
る。

【００１５】これらの共重合体も同様に分散可能な樹脂
である。

【００１６】カラーフィルターとして有効な着色剤とし
ては無機顔料や有機顔料が挙げられる。

【００１７】有機顔料としては例えば、不溶性のアゾ
系、縮合アゾ系等のアゾ系顔料、フタロシアニン系顔
料、その他インジゴ系、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。そのなかでも色再現性を考
慮にいれると、三原色であるＢＬＵＥ、ＧＲＥＥＮ、Ｒ
ＥＤを構成する有機顔料として、ＢＬＵＥはフタロシア
ニン系顔料が用いられる。

【００１８】例えば、C.I.Pigment Blue 15(C.I NO 741
60)、C.I.Pigment Blue 60(C.I,NO 69800)、色再現性を良
くするため、C.I.Pigment Violet 23 との混合が用いら
れる。ＧＲＥＥＮは緑の顔料としてはハロゲン化フタロ
シアニン系顔料で、例えばC.I.Pigment Green7 (C.I.74
260)、C.I.Pigment Green 36(C.I.74265)、C.I.Pigment
Green 37(C.I.74255)、または色再現性を良くするた
め、例えば、黄色の顔料C.I.Pigment Yellow 139 のと
の混合が用いられる。ＲＥＤはキナクリドン系顔料やア
ントラキノン系の赤の顔料が用いられる。例えば、C.I.
Pigment Red209(C.I.NO 73905)、C.I.Pigment Red 177
であり、色再現性を良くするため、ＧＲＥＥＮの場合と
同様に、例えば、黄色の顔料C.I.Pigment Yellow 139の
混合が用いられる。無機顔料としては酸化クロム、群
青、カドミウム黄、カドミウム赤、コバルト緑、コバル
ト青、黄鉛、等である。

【００１９】ブラックマトリックスを形成する着色剤と
してはカーボンブラック、チタンカーボン、酸化鉄等で
ある。分散剤としては水系及び非水系分散剤のいずれも
使用できる。分散剤の添加量の上限は総固形分の１５重
量％であり、下限は無添加の０重量％もありうる。分散
樹脂と顔料の比率は分散剤の量により違ってくるが、分
散樹脂／顔料＝５／９５〜９５／５重量％の範囲であ
り、好ましくは２０／８０〜６０／４０重量％の範囲で
ある。

【００２０】つぎに下記の一般式（化２）

【００２１】

【化２】

【００２２】（式中、Ｒ¹は水素原子、Ｒ²は水素原子、
水酸基又はアルコキシ基、Ｒ³は水素原子又は低級アル
キル基、アルケニル基又は水酸基を含む（メタ）アクリ
ロイル基、Ｒ⁴は水素原子、アルケニル基又は水酸基を
含む（メタ）アクリロイル基を表し、ｍ及びｎは整数で
ｍ≧ｎ）で表される共重合体 これらの共重合体はスチレン、ｍまたはｐ−メトキシス
チレン等のスチレンまたはその誘導体と無水マレイン
酸、無水フマル酸、無水イタンコ酸、アクリル酸、メタ
クリル酸、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−
ｉｓｏ−プロピル、マレイン酸モノ−ｎ−ブチル、マレ
イン酸モノ−ｉｓｏ−ブチル、マレイン酸モノ−ｔｅｒ
ｔ−ブチル等のマレイン酸モノ低級アルキルエステルと
から選ばれた共重合体から得られる。この場合のｍ及び
ｎは整数で、ｍ≧ｎである。分子量としては１，５００
〜１００，０００である。この共重合体はカルボキシル
基の一部をアルケニル基を含有したポリマーにする場合
は不飽和アルコールと重合反復単位中の無水マレイン
酸、例えばアリルアルコール、２−ブテン−１−２−オ
ール、フリフリルアルコール、オレイルアルコール、シ
ンナミルアルコール、ここでいうアルケニル基とはオレ
フィン性二重結合をもつ反応性有機基のことである。こ
れらは特公昭５１−２１５７２号公報に記載されてい
る。この場合、アルカリ現像を行うために必要なカルボ
キシル基の残基があることが必須条件である。またこの
共重合体はＲ⁴のカルボキシル基が（メタ）アクリロイ
ル基を有する場合は不飽和アルコール、例えば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−ルアクリルアミド等を反応させて得られ
る。この場合もアルカリ現像を行うために必要なカルボ
キシル基は片側のＲ³が水素の場合であり、アルカリ現
像にたいして、Ｒ³の水素原子、すなわち、カルボキシ
ル基が多い場合はこの残存しているカルボキシル基に必
要に応じて、オキシラン環及びエチレン性不飽和結合を
それぞれ１個有するエポキシ化合物、例えばグリシジル
メタクリレート、アリルグレシジルエーテル、イタコン
酸モノアルキルモノグリシジルエステル、クロトン酸グ
リシジル等を反応させることが出来る。この操作により
アルカリ現像液のアルカリ度の最適条件に合わせ切れの
良い現像ができる。これらの化合物の合成法は特公昭４
７−２５４７０号公報に記載されている。またＲ³が低
級アルキル基のエステルになっている場合、Ｒ⁴が（メ
タ）アクリロイル基の場合はスチレンとマレイン酸モノ
低級アルキルエステルの共重合体のカルボキシル基の一
部をオキシラン環及びエチレン性不飽和結合をそれぞれ
１個有する化合物（＝Ｇとする）して得られる。またこ
のオキシラン環及びエチレン性不飽和結合をそれぞれ１
個有する化合物は上記した化合物と同様にグリシジルア
クリレート、グリシジルメタクリレート、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等が挙げられる。これらの
共重合体のカルボキシル基の反応範囲の比率−ＣＯＯＨ
／Ｇは９０／１０〜１０／９０である。これらの化合物
は特開昭４８−８５６７９号公報、特公昭５１−２１５
７２号公報に記載されている。本発明で使用するアルカ
リ可溶性のカルボキシル基のある、反応性の炭素−炭素
二重結合を含有する共重合体を使用することにより感度
の高いアルカリ現像可溶性カラーフィルター形成材料と
なり、分散に使用されるアルカリ水易溶ポリビニルピロ
リドン又はＮ−ビニル−２−ピロリドン共重合体との組
み合わせによりエッヂの切れの良い現像時間が早いアル
カリ現像が可能となる。

【００２３】一方、油溶性現像タイプの現像液は溶剤の
蒸発により人体への悪影響、大気汚染等の公害上の問題
があり使用が規制されつつある。アルカリ現像はこの点
において有利である。

【００２４】さらに、本発明を構成するモノマーとして
はエチレン性不飽和結合を有する化合物であり、例とし
ては多官能モノマー（単量体）がよい。具体的にはトリ
メチロールプロパントリアクリレート、トリメチロール
プロパンジアクリレート、トリエ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アクリレート、テ
トラエチレングリコールジアクリレート、ヘキサメチレ
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、フルフリルアクリレート、テトラメチ
ロールメタンテトラアクリレート、レゾルシノールジア
クリレート、ｐ，ｐ′−ジヒドロキシジフェニルジアク
リレート、スピログリコールジアクリレート、シクロヘ
キサンジメチロールジアクリレート、ビスフェノールＡ
系アクリレート、ポリプロピレングリコールアクリレー
ト、および上記の同構造の化合物のメタのアクリレー
ト、メチレンビスアクリルミド、ウレタン系ジアクリレ
ート、また単官能モノマーとの混合、または単独もあり
得る。単官能モノマーとてはメチルメタクリレート、エ
チルメタクリレート、ｎ−ブチルメタクリレート、イソ
ブチルメタクリレート、２−エチルヘキシルメタクリレ
ート、アルキルメタクリレート、シクロヘキシルメタク
リレート、テトラヒドロフルフリルメタクリレート、ベ
ンジルメタクリレート、２−ヒドロキシエチルメタクリ
レート、ジメチルアミノエチルメタクリレート、グリシ
ジルメタクリレート、モノ（２−メタクリロイルオキシ
エチル）アシッドホスフェート、ジメチルアミノエチル
メタクリレート四級化物、メチレンビスアクリルアミ
ド、等が挙げられる。モノマーの使用量の範囲は組成物
固形分の０．０１〜７０重量％である。

【００２５】本発明を構成する光重合性開始剤として
は、例えば、ベンゾフェノン、２−クロルベンゾフェノ
ン、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、ベンゾインイソプロピルエーテル、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、２，２−ジメトキシ−２−フェニルアセ
トフェノン、４，４′−ビス（ジエチルアミノ）ベンゾ
フェノン、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−モノホリノ−１−プロパノン、ｔ−ブチルアント
ラキノン、１−クロルアントラキノン、２，３−ジクロ
ルアントラキノン、ｐ−クロルアントラキノン、３−ク
ロル−２−メチルアントラキノン、２−メチルアントラ
キノン、２−エチルアントラキノン、オクタメチルアン
トラキノン等である。

【００２６】光重合開始剤の使用量は組成物を紫外線に
対して増感が十分行われるような量で用いられ、組成物
固形分の０．０１〜１９重量％であり、好ましくは２〜
１４重量％の間で用いられる。

【００２７】また増感剤としてアミン類を添加すること
により、硬化速度が高められ、かつ酸素等の重合阻害作
用が著しく小さくなるので有効である。このようなアミ
ン類としてはブチルアミン、ヘキサメチレンジアミン、
ジエチレントリアミン、トリエチレントリアミン、モノ
エタノールアミンなどの第一級アミン、ジエチルアミ
ン、ジメチルアニリン、ジエタノールアミン、トリエタ
ノールアミン、トリエタノールアミントリアクリレー
ト、ジメチル−ｐ−トルイジン、ピリジン、Ｎ，Ｎ′−
ジメチルシクロヘキシルアミン等の第二アミンが挙げら
れる。増感剤の使用量としては組成物固形分の０．０１
〜１７重量％であり、好ましくは２〜１０重量％の間で
用いられる。その他、本発明を構成する組成物にはエチ
レン性不飽和結合を有する化合物や共重合体のアクリロ
イル基があるため光照射による反応以外の反応、即ち、
暗反応が起こりがちである。この反応を阻止するため、
重合禁止剤が添加される。重合禁止剤としてはハイドロ
キノン、ベンゾキノン、ｐ−メトキシフェノール、２，
６−ジ−ｔ−ブチル−ｐ−クレゾール、キュペロン等が
挙げられる。組成物固形分の０．００１〜１重量％であ
り、好ましくは２〜１４重量％の間で用いられる。本発
明のカラーフィルター形成材料は無溶剤又は適当な溶剤
に溶解して溶液となし、これを支持体上に塗布し、乾燥
する。無溶剤の場合はモノマーを希釈剤として用い、他
の物質が溶解するだけ添加することにより可能である。

【００２８】適当な溶剤に溶解して溶液となす場合の目
的のために使用される有機溶剤としては、ケトン系溶
剤、セロソルブ系溶剤、アルコール系溶剤、エーテル系
溶剤、非極性溶剤等が挙げられる。具体的にはメチルエ
チルケトン、アセトン、シクロヘキサノン、メチルセロ
ソルブ、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、メチル
セロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテート、
ブチルセロソルブアセテート、エチレングリコールモノ
ｎ−ヘキシルエーテル、エチレングリコールモノ２−エ
チルヘキシルエーテル、エチレングリコールモノフェニ
ルエーテル、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メチルエーテル、ジエチレングリ
コールエチルエーテル、トリエチレングリコールジメチ
ルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテ
ル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピ
レングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリ
コールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールモ
ノメチルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチ
ルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル
アセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテル
アセテート、３−メチル−３メトキシブタノール、３−
メチル−３−メトキシブチルアセテート、Ｎメチル−２
−ピロリドン、Ｎヒドロキメチル−２−ピロリドン、Ｎ
ヒドロキエチル−２−ピロリドン、メチルアルコール、
エチルアルコール、イソプロピルアルコール、γ−ブチ
ロラクトン、テトラヒドロフラン、ジオキサン、ベンゼ
ン、トルエン、キシレン、酢酸エチル等の溶剤が挙げら
れる。また、これらの溶剤の混合でも十分に使用でき
る。カラーフィルター用としての、希釈剤又は溶剤に溶
解した感光液を塗布するときの支持体としては透明なガ
ラス板が使用される。主に無アルカリ−アルミノシリケ
ート、石英ガラス等が使用される。

【００２９】塗布方法としては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、デッ
プコーター塗布、カーテンフローコーター塗布、ワイヤ
バーコーター塗布、グラビアコーター塗布、エアナイフ
コーター塗布等である。これらの支持体上に上記の方法
で感光液を塗布した後自然乾燥や加熱による強制乾燥
し、数μｍの乾燥した塗膜が形成される。この乾燥塗膜
である感光層に露光機により露光を行い感光部分を硬化
させる。

【００３０】本発明の組成物に適用し得る露光機として
はカーボンアーク灯、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
グステンランプ等が挙げられる。又これらの光源を用い
た平行光線で無接触型の露光機も用いられる。露光後、
感光層はアルカリ現像液により現像される。すなわち、
光硬化された部分は不溶化し、未露光の光硬化されない
部分は可溶化し、支持体上に画像を形成させることがで
きる。本発明の感光液に適したアルカリ現像液として
は、好ましくはモノ、ジ、トリエタノールアミン等の有
機アミンの水溶液であり、トリエタノールアミンは有効
な空気劣化の少ない現像液として有効である。本発明の
着色剤を分散したアルカリ現像可溶感光液を用いること
により上記に挙げた問題点等について解決することが出
来る。以下、本発明の実施例により、さらに詳細に比較
例と対比させて、具体的に説明する。比較例、実施例ま
たは、例中の「％」、「部」はとくに規定しない場合重
量基準である。

【００３１】

【実施例】

(実施例１)分散物は本発明では分散樹脂、顔料、
溶剤、分散剤（必要に応じて）からなるが、まず、分
散樹脂としてＰＶＰのＫ−９０（ＧＡＦ社製）３２．５
Ｗｔ％着色剤として三原色としてＢＬＵＥの顔料は青の
顔料Ｐｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ ＢＬＵＥ（Ｃ．Ｉ
Ｐｉｇｍｅｎｔ ＢＬＵＥ １５−６） 平均粒径０．
５μｍと紫の顔料Dioxazine Violet(C.I Pigment Viole
t23)平均粒径０．３μｍで重量比が９１：９の割合の混
合物１５％と分散剤Ａ−６００（第一工薬）２．５％を
分散したものを作成した。平均粒径についてはＨＯＲＩ
ＢＡ−ＣＡＰＡ−７００ ＰＡＲＴＩＣＬＥ ＡＮＡＬ
ＹＺＥＲによる測定。この組成物を分散物［Ｉ］とし
た。分散物［Ｉ］は、２本ロールで分散を行い、分散後
溶剤を５０％になるように調整した。分散物はいわゆる
ペーストタイプである。溶剤としてプロピレングリコー
ルモノメチルエーテルを使用した。分散物［Ｉ］を使用
した実施例のフィルター用感光液組成物［Ａ］は下記の
組成である。

【００３２】 ［共重合体］ ポリマーＡ 78 部 ［架橋剤］ トリメチロールプロパントリアクリレート 38 部 ［光開始剤］ ベンゾインエチルエーテル 4 部 ［光開始剤］ ベンゾフェノン 4 部 ［増感剤］ ジメチルアニリン 2 部 ［溶剤］ Ｎ−メチルピロリドン 5 部 γ−ブチロラクトン 500 部 ［重合禁止剤］Ｐ−メトキシフェノール 0.1 部 ［界面活性剤］パーフルオロアルキルアルコキシレート 0.01 部 ［着色剤］ 実施例の分散物［Ｉ］ 48 部 共重合体としてのポリマーＡは酸価８０．５、平均分子
量１５，０００（Ｒ₁は水素原子、Ｒ₂は水素原子、Ｒ₃
は水素原子／カルボン酸とグリシジルメタクリレート反
応物の残基であり、この比率は３／７である。つまり、
この部分はカルボン酸が３割残っている。Ｒ₄はカルボ
キシル基を１００％２−ヒドロキシエチルメタクリレー
トでエステル化させた残基である。） 得られた感光液をコーニング社製ガラス基板商品名７０
５９にスピンナーにより１２００rpmで塗布し、乾燥を
行った。この塗布により得られたフィルムの乾燥膜厚は
２．０μｍであった。顔料分散感光液としての分散安定
性は非常に良好だった。塗布乾燥後の膜も透明で分散が
安定であることが分かった。つぎにこの塗膜を三角モザ
イクのパターンのフィルムにより超高圧水銀灯で露光を
行った。露光量は１３０mJ／cm²が適正露光量だった。
つぎに現像は浸漬現像で行った。パターン（画素）のエ
ッヂのガサツキはなかった。

【００３３】現像液組成は下記の組成である。

【００３４】トリエタノールアミン 2 水 98 合計 100％ 現像温度は３０℃で、現像時間は２０秒だった。出来た
パターンはカラーフィルターとして十分に使用に耐える
ものであった。

【００３５】(実施例２)まず、分散樹脂としてＰＶＰの
Ｋ−９０（ＧＡＦ社製）３０Wt％、着色剤としてBlack
Matrixとしてのカーボン１７．５Wt％、と分散剤Ａ−６
００（第一工薬）２．５％平均粒径０．３μｍを分散し
たものを作成した。平均粒径についてはＨＯＲＩＢＡ−
ＣＡＰＡ−７００ ＰＡＲＴＩＣＬＥ ＡＮＡＬＹＺＥ
Ｒによる測定。この組成物を分散物［II］とした。分散
物［II］は、２本ロールで分散を行い、分散後溶媒を５
０％になるように調整した。分散物はいわゆる、ペース
トタイプである。溶剤としてプロピレングリコールモノ
メチルエーテルを使用した。分散物［II］を使用した実
施例のカラーフィルター用感光液組成物［Ｂ］は下記の
組成である。

【００３６】 ［共重合体］ ポリマーＡ 78 部 ［架橋剤］ トリメチロールプロパントリアクリレート 38 部 ［光開始剤］ ベンゾインエチルエーテル 4 部 ［光開始剤］ ベンゾフェノン 4 部 ［増感剤］ ジメチルアニリン 2 部 ［溶剤］ Ｎ−メチルピロリドン 5 部 γ−ブチロラクトン 500 部 ［重合禁止剤］Ｐ−メトキシフェノール 0.1 部 ［界面活性剤］パーフルオロアルキルアルコキシレート 0.01 部 ［着色剤］ 実施例の分散物［II］ 34 部 共重合体としてのポリマーＢは酸価１６７、平均分子量
３１，０００（Ｒ₁は水素原子、Ｒ₂は水素原子、Ｒ₃は
水素原子、Ｒ₄は２−ヒドロキシエチルメタクリレート
を１００％エステル化させた残基である。）得られた感
光液をコーニング社製ガラス基板商品名７０５９にスピ
ンナーにより１２００rpmで塗布し、乾燥を行った。こ
の塗布により得られたフィルムの乾燥膜厚は２．０μｍ
であった。顔料分散感光液としての分散安定性は非常に
良好だった。塗布乾燥後の膜も透明で分散が安定である
ことが分かった。つぎにこの塗膜を三角モザイクのパタ
ーンのフィルムにより超高圧水銀灯で露光を行った。露
光量は１３０mJ／cm²が適正露光量だった。つぎに現像
は浸漬現像で行った。パターン（画素）のエッヂのガサ
ツキはなかった。

【００３７】現像液組成は下記の組成である。

【００３８】 トリエタノールアミン 6 イソプロパノール 0.5 水 93.5 合計 100％ 現像温度は３０℃で、現像時間は１分１０秒だった。出
来たパターンはカラーフィルターとして十分に使用に耐
えるものであった。

【００３９】(実施例３)まず分散樹脂としてＮ−ビニル
−２−ピロリドン／酢酸ビニル６０／４０共重合体・略
名ＰＶＰ／ＶＡ（ＧＡＦ社製、商品名Ｓ−６３０）３
２．５Wt％と三原色としてのＧＲＥＥＮの顔料は臭素化
Pthalocyanine Ｇreen(C.I Pigment Green36)平均粒径
０．３μｍとYellowの顔料(C.I Pigment Yellow 139)平
均粒径０．３μｍ、９１：９の割合の混合物１５Wt％分
散剤Ａ−６００（第一工業薬）２．５Wt％を実施例１と
同様の方法で分散物[III]を作成した。また実施例１と
同様の処方で分散物[III]４７ｇを用いて感光液[Ａ]を
作成した。２００℃でアフターベーキングしたＢＬＵＥ
のパターンを作成した実施例１のガラス基板にスピンナ
ーにより１２００rpmで塗布し、乾燥を行った。この塗
布により得られたフィルムの乾燥膜厚は２．０μｍであ
った。このときの分散状態は良好であった。実施例１と
同様の方法でパターン化を行った。露光量は１３０mJ／
cm²が適正露光量だった。現像温度は３０℃で、現像時
間は同様に２０秒だった。出来たパターンはカラーフィ
ルターとして使用に十分耐えるものであった。

【００４０】(実施例４)分散樹脂としてビニルピロリド
ン／酢酸ビニル６０／４０共重合体・略名ＰＶＰ／ＶＡ
（ＧＡＦ社製、商品名Ｓ−６３０）６５Wt％と三原色の
ＲＥＤとしての赤の顔料（アントラキノン系、C.IPigme
nt Red 177)平均粒径０．３μｍと黄色の顔料(C.I Pigm
ent Yellow 139)平均粒径０．３μｍ９０：１０の混合
物３０Wt％と分散剤商品名ソルスパース２０，０００
（ＩＣＩLimited社製）５Wt％を実施例１と同様の方法
で分散物［IV］を作成した。溶剤としてプロピレングリ
コールモノメチルエーテルを使用した。分散は良好だっ
た。また実施例２と同様の処方で分散物［IV］４３ｇを
用いて感光液［Ｂ］を作成した。実施例１と実施例３で
ＢＬＵＥとＧＲＥＥＮのパターンを作成したガラス基板
に前述の感光液を塗布し乾燥し露光した。露光量は９０
mJ／cm²が適正露光量だった。現像したあとの三角モザ
イクのパターンはカラーフィルターとして十分に使用に
耐えるものであった。現像温度は３０℃で、現像時間は
同様に１分２０秒だった。

【００４１】(実施例５)分散樹脂としてビニルピロリド
ン／酢酸ビニル６０／４０共重合体・略名ＰＶＰ／ＶＡ
（ＧＡＦ社製、商品名Ｓ−６３０）６５Wt％とBlack Ma
trixを形成するための黒の顔料としてカーボン平均粒径
０．３μｍ３０Wt%と分散剤商品名ソルスパース２０，
０００（ＩＣＩLimited社製）５Wt％を実施例１と同様
の方法で分散物［V］を作成した。分散は良好だった。
同様に、溶剤としてプロピレングリコールモノメチルエ
ーテルを使用した。また実施例１と同様の処方で分散物
［V］４８ｇを用いて感光液［Ａ］を作成した。実施例
１、実施例３、実施例４で作成した三原色、ＢＬＵＥ，
ＧＲＥＥＮ，ＲＥＤのパターン作成したガラス基板に実
施例４で作成した感光液を塗布し、乾燥後露光、現像し
たあとのカラーフィルターのBlack Matrixとしてのパタ
ーンはカラーフィルターとして使用に十分耐えるもので
あった。露光量は１８０mJ／cm²だった。現像温度は３
０℃で、現像時間は同様に２５秒だった。各画素のパタ
ーン作成後のアフターバーニングは１６０℃／３０分だ
った。ここで、図１にカラーフィルターの断面図を示し
た。

【００４２】そして、構成としては赤，緑，青の画素か
らなるカラーフィルターを示したものであり、具体的に
はＩＴＯ１は保護膜３の上部に位置し、赤，緑，青の画
素２を保護膜３が平坦化し、また保護している。Black
Matrix４と赤，緑，青の画素２がガラス基板５の上にそ
れぞれ形成されている。このカラーフィルターは図２に
示されている液晶ディスプレイの部品の一部として使用
されているものであり、具体的には、液晶ディスプレイ
の構造はバックライト１、偏光フィルター２、ガラス電
極３、透明電極４、配光膜５、カラーフィルター６、液
晶７、保護膜８から構成されている。

【００４３】(実施例６)実施例２での［共重合体］ポリ
マーＢを用いた。Ｒ₃はイソプロピル基、Ｒ₄が水素原子
１００％、平均分子量９８００、その他については実施
例２と同様に行った。分散物［II］を使用した実施例の
着色感光液組成物［Ｃ］は下記の組成である。

【００４４】 ［共重合体］ ポリマーＣ 78 部 ［架橋剤］ トリメチロールプロパントリアクリレート 38 部 ［光開始剤］ ベンゾインエチルエーテル 4 部 ［光開始剤］ ベンゾフェノン 4 部 ［増感剤］ ジメチルアニリン 2 部 ［溶剤］ Ｎ−メチルピロリドン 15 部 γ−ブチロラクトン 500 部 ［重合禁止剤］Ｐ−メトキシフェノール 0.1 部 ［界面活性剤］パーフルオロアルキルアルコキシレート 0.01 部 ［着色剤］ 実施例の分散物［II］ 26 部 現像液組成は実施例と同様に下記の組成である。

【００４５】 トリエタノールアミン 8 イソプロパノール 0.5 水 91.5 合計 100％ 現像温度は３０℃で、現像時間は２３秒だった。出来た
パターンはカラーフィルターとして十分に使用に耐える
ものであった。露光量は３５０mJ／cm²だった。

【００４６】［共重合体］ポリマーの反応可能のアルケ
ニル基やアクリロイル基がある場合に較べ、ない場合で
は光重合速度が遅くなることが判明した。しかし顔料の
分散性は良く、顔料分散感光液としての分散安定性は非
常に良好だった。

【００４７】(比較例１)染色法でカラーフィルターを作
成した。まず、ゼラチン−重クロム酸アンモニウム１％
の溶液を作成した。処方は下記の通りである。

【００４８】写真用ゼラチン ７％ 重クロム酸アンモニウム２％ 水 ９１％ この溶液をコーニング社製ガラス基板商品名７０５９に
回転数１２００rpmでスピンナー塗布を行い、乾燥し
た。ドライ膜厚は１．８μｍだった。

【００４９】つぎに三角モザイクのパターンのフィルム
により露光を行った。現像はスプレー圧１．７kgf／cm²
の水により現像を行った。

【００５０】つぎに現像後の硬化膜を三原色のＢＬＵＥ
の染料商品名Supranol Cyanine 6B（バイエル社製）
０．８ｇと水１００ｇ、酢酸１mlの染色液に浸漬し、硬
化膜を染色した。染色液の温度は５２℃で染色時間は２
６０秒だった。同様にＧＲＥＥＮの場合もＢＬＵＥの場
合と同様に硬化膜を作成し、三原色のＧＲＥＥＮの染料
Sumitomo Brilliant Blue 5G（住友化学社製）１．２ｇ
と水１００ｇ、酢酸１mlの染色溶液に染漬し、硬化膜を
染色した。染色液の温度は５２℃で染色時間は２７０秒
だった。三原色のＲＥＤの場合もＢＬＵＥの場合と同様
に硬化膜を作成し、ＲＥＤの染料Suminol Milling Red
RS（住友化学社製）２ｇと水１００ｇの酢酸１ml染色溶
液に侵漬し、硬化膜を染色した。染色液の温度は５２℃
で染色時間は３４０秒だった。

【００５１】(比較例２)まず分散樹脂としてポリエチレ
ンオキサイド（分子量150,000・略名ＰＥＯ・住友精化
社製）５０Wt％と同様の三原色のＧＲＥＥＮの顔料とし
ては緑の顔料、臭素化Pthalocyanine Green(C.I Pigmen
t Green 36)と黄色の顔料Yellowの顔料(C.I Pigment Ye
llow 139)９１：９の割合の混合物平均粒径０．３μｍ
と顔料の平均粒径０．４μｍ４５Wt％分散剤Ａ−６００
（第一工業製薬）５Wt％を実施例１と同様の方法で分散
した。また実施例１と同様の処方で感光液を作成した。
しかし、顔料分散感光液は２次凝集を起こし顔料と感光
液が分離した。

【００５２】(実施例７)つぎに実施例１〜５、比較例１
〜２の出来たカラーフィルターの耐光性試験を行った。
耐光性試験の評価は太陽光ではなく、耐光性試験装置で
１０００hrキセノンアーク灯を照射して評価した。ＢＬ
ＵＥ，ＧＲＥＥＮ，ＲＥＤ三原色の△Ｅ（色差）を測定
し、耐光性試験（表１）に示す。

【００５３】

【表１】

【００５４】耐光性試験（表１）の如く、染色法の染料
に較べ顔料分散した顔料の方が耐光性が優れている。耐
光性試験はキセノンアークウェザオメーター東洋精機製
作所社製の装置で行った。

【００５５】(実施例８)ＰＶＰで分散された顔料を添加
しない場合と実施例１〜６、について現像時間について
（表２）にまとめた。

【００５６】

【表２】

【００５７】ＰＶＰで分散された顔料を添加しないもの
より添加したほうが現像時間は短縮された、これは顔料
分散物のＰＶＰ、ＰＶＰ重合体の影響により現像時間が
短縮され、またパターンの切れも良くなった。

【００５８】

【発明の効果】本発明の効果は前述のとおりであるが、
これを要約すると、ネガタイプのアルカリ可溶性の感光
液に着色剤（顔料）をポリビニルピロリドン、ビニルピ
ロリドン共重合体で分散したカラーフィルター着色画像
形成材料は、分散された顔料は分散安定性が良く、染
色法に較べ、耐光性が良く、組成物に顔料分散物を入
れて撹拌溶解するのみで、感光液全体を分散する必要が
ないため、製造コストが安い、顔料を分散した感光液
は２次凝集がなく、長期にわたり安定性がある、低粘
度で取扱いが便利である、顔料だけを分散することが
できるため、顔料の粒径を比較的均一に制御しやすい、
ポリビニルピロリドン、ビニルピロリドン共重合体の
使用により現像速度が早くなり、パターンのエッヂの
切れが良くなり、反応性二重結合を含有したポリマーの
使用により感度の高いカラーフィルター着色画像形成材
料としてパターン形成時の加工精度が優れている等であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】カラーフィルターの断面図である。

【図２】液晶ディスプレイの断面図である。

【符号の説明】

１…ＩＴＯ、２…画素、３…保護膜、４…ブラックマト
リックス、５…ガラス基板、６…バックライト、７…偏
光フィルター、８…ガラス電極、９…透明電極、１０…
配光膜、１１…カラーフィルター、１２…液晶、１３…
保護膜

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０３Ｆ 7/004 ５１１ 7124−2Ｈ Ｈ０４Ｎ 9/07 Ｄ 8943−5Ｃ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】（Ａ）ポリビニルピロリドン又はビニルピ
   ロリドン共重合体を用いて着色剤を分散した組成物 （Ｂ）反応性の炭素−炭素二重合結合を含有した共重合
   体 （Ｃ）光開始剤 （Ｄ）必要に応じて、モノマーとして少なくとも一個の
   エチレン性不飽和結合を有する化合物の４成分からなる
   ことを特徴とするカラーフィルター用形成材料。
2. 【請求項２】上記（Ｂ）反応性の炭素−炭素二重合結合
   を含有した共重合体がアルカリ現像可能な共重合体であ
   る請求項１記載のカラーフィルター用形成材料。