JPH07198927A - 顔料分散液、その製造方法、顔料分散ポリイミド前駆体組成物、その製造方法およびカラーフィルター - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 ラクトン類を主溶剤とし、ポリイミド前駆体
および分散された顔料を主成分とする顔料分散ポリイミ
ド前駆体組成物と、これからなる塗膜を基板上に形成し
たカラーフィルター。 【効果】 本発明は、顔料分散ポリイミド前駆体組成物
において、ラクトン類を主溶剤とする特定の溶剤をポリ
イミド前駆体と顔料に適応することにより、ポリイミド
前駆体溶液に微粉砕した顔料を均一に分散させることが
可能であるという予想外の効果を得ることができ、これ
により、塗布膜の平坦性、画素のコントラストの点で性
能が優れた着色塗膜が得られ、好適なカラーフィルター
などが提供できるようになった。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ラクトン類を主溶剤と
するポリイミド前駆体と分散された顔料とからなる組成
物に関するものであり、さらに、その組成物を用い製造
された光学素子の遮光膜、光ファイバーの被覆膜、液晶
ディスプレイや撮像素子などに用いられるカラーフィル
ターに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ポリイミド前駆体溶液に顔料を分散させ
た組成物およびその用途に関するものとしては、液晶デ
ィスプレイや撮像素子などに用いられる耐光性、耐熱
性、対薬品性に優れたカラーフィルター用ポリイミドと
顔料組成物、並びにそれを用い形成されたカラーフィル
ターが知られていた（例えば特開昭６０−１８４２０２
号公報、特開昭６０−１８４２０３号公報、特開昭６１
−１８０２０３号公報）。ポリイミド前駆体溶液に顔料
を分散させた組成物の代表的な用途であるカラーフィル
ターを例に従来の技術を説明する。カラーフィルターを
作製する場合、通常、電着法、印刷法、フォトリソグラ
フィ法が用いられる。画素の寸法精度の点でフォトリソ
グラフィ法が現在、主流となっている。ポリイミドと顔
料を用いフォトリソグラフィ法でカラーフィルターを作
製するには、例えば特開昭６０−２４７６０３号公報や
特開昭６１−７７８０４号公報に示されるごとく、ポジ
型フォトレジストを用いるパターン加工技術が知られて
いる。このパターン加工技術においては、ガラス基板上
にポリイミド前駆体溶液と顔料から構成されてなる組成
物（顔料分散ポリイミド前駆体組成物）を用いて、例え
ばＧ（グリーン）の着色塗膜を形成し、この上にポジ型
フォトレジストを塗布し、フォトレジスト層を形成す
る。続いて露光装置を用い、該フォトレジスト層を露光
する。露光後、該ポジ型フォトレジストの現像液で、フ
ォトレジスト層の現像、ポリイミド前駆体の着色塗膜の
エッチングを同時に行う。エッチング後不要となった該
フォトレジスト層を剥離または溶解除去し、ポリイミド
前駆体の着色塗膜を熱処理によりイミド化（キュア）
し、ポリイミド前駆体をポリイミドとなしてＧ（グリー
ン）の着色塗膜のパターン加工を終える。以上の工程を
Ｒ（レッド），Ｂ（ブルー）の画素および必要に応じて
ブラックマスク（ブラック）について繰り返すと、カラ
ーフィルターが作製される。

【０００３】印刷法、フォトリソグラフィ法とも、ガラ
ス基板上に顔料分散ポリイミド前駆体組成物で着色塗膜
を形成する。この場合、ポリイミド前駆体溶液に微粉砕
した顔料を均一に分散させることが、塗布膜の平坦性、
画素のコントラストなどカラーフィルターの性能上とく
に重要である。

【０００４】従来の技術ではポリイミド前駆体の溶媒に
Ｎ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセト
アミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミドなどのアミド系
極性溶媒が使用されていた。ところが、このアミド系極
性溶媒と顔料は相性が悪く、微粉砕した顔料をポリイミ
ド前駆体溶液に均一に分散できず、凝集構造を生じるた
め、塗布膜の平坦性、顔料粒子の光散乱に起因する画素
のコントラストの低下など性能上の問題があった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明者は、かかる問
題点に鑑み、塗布膜の平坦性、顔料粒子の光散乱に起因
する画素のコントラスト性能低下の改善を目的に鋭意検
討した結果、特定の溶媒を用いることにより、ポリイミ
ド前駆体溶液に微粉砕した顔料を均一に分散させること
が可能であるということを見出し、本発明に至った。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、以下の構成に
より達成される。

【０００７】(1) ラクトン類を主溶剤とし、分散された
顔料を主成分とする顔料分散液。 (2) ラクトン類を主溶剤とする媒質中で顔料を分散する
工程を含むことを特徴とする顔料分散液の製造方法。 (3) ラクトン類を主溶剤とし、特定のポリイミド前駆体
および分散された顔料を主成分とする顔料分散ポリイミ
ド前駆体組成物。 (4) ラクトン類を主溶剤とし分散された顔料を主成分と
する顔料分散液と、特定のポリイミド前駆体の溶液とか
ら、ラクトン類が主溶剤となるように調製することを特
徴とする顔料分散ポリイミド前駆体組成物の製造方法。 (5) ポリイミド前駆体溶液の主溶剤がラクトン類である
ことを特徴とする前記(4) 記載の顔料分散ポリイミド前
駆体組成物の製造方法。 (6) ラクトン類を主溶剤とする、特定のポリイミド前駆
体の溶液中で顔料を分散する工程を含むことを特徴とす
る顔料分散ポリイミド前駆体組成物の製造方法。 (7) ポリイミド前駆体に対して、０．５〜１００重量％
の水を含有することを特徴とする前記(3) 記載の顔料分
散ポリイミド前駆体組成物。 (8) Ｒ（レッド）、Ｇ（グリーン）、Ｂ（ブルー）また
はＢＫ（ブラック）に着色された前記(3) 記載の顔料分
散ポリイミド前駆体組成物。 (9) 透明基板上に前記(3) 記載の顔料分散ポリイミド前
駆体組成物を用いて形成されたカラーフィルター。

【０００８】ラクトン類を主溶剤とし、分散された顔料
を主成分とする顔料分散液について説明する。本発明に
おける顔料分散液は、主として顔料分散ポリイミド前駆
体組成物を調製するために用いられるものである。

【０００９】ラクトン類を主溶剤とするとは、ラクトン
類単独であることあるいはラクトン類が用いた他の溶媒
のいずれよりも多く含有されていることをいう。例え
ば、３種の溶剤が使用されている場合、ラクトン類が３
４重量％含有され、他の成分が各３３重量％の場合も、
本発明の範囲に該当する。好ましくはラクトン類が全溶
剤の５０重量％以上含有されていることをいう。本発明
において好ましいラクトン類は、脂肪族環状エステルで
炭素数３〜１２の化合物である。具体的な例として、β
−プロピオラクトン、γ−ブチロラクトン、γ−バレロ
ラクトン、δ−バレロラクトン、γ−カプロラクトン、
ε−カプロラクトンなどが挙げられるがこれらに限定さ
れない。とくにポリアミド酸を溶解させる場合には、そ
の溶解性の点でγ−ブチロラクトンが好ましい。ラクト
ン類とともに用いることができる副溶媒としては、上記
アミド系極性溶媒の他に、メチルセロソルブ、エチルセ
ロソルブ、メチルカルビトール、エチルカルビトール、
プロピレングリコールモノエチルエーテル、などのエチ
レングリコール、プロピレングリコール誘導体、プロピ
レングリコールモノエチルエーテルアセテート、アセト
酢酸エチル、メチル−３−メトキシプロピオネート、３
−メチル−３−メトキシブチルアセテートなどの脂肪族
エステルを挙げることができる。

【００１０】本発明における顔料分散液は、顔料分散ポ
リイミド前駆体組成物を経て、主としてカラーフィルタ
ー用の塗膜を形成するために用いられるので、本発明に
用いられる顔料としては、透明性が高く、耐光性、耐熱
性、耐薬品性に優れたものが好ましい。代表的な顔料の
具体的な例をカラーインディクス（ＣＩ）ナンバーで示
す。黄色顔料の例としてはピグメントイエロー２０、２
４、８３、８６、９３、９４、１０９、１１０、１１
７、１２５、１３７、１３８、１３９、１４７、１４
８、１５３、１５４、１６６、１７３などが挙げられる
がこれらに限定されない。オレンジ色顔料の例としては
ピグメントオレンジ１３，３１、３６、３８、４０、４
２、４３、５１、５５、５９、６１、６４、６５、など
が挙げられるがこれらに限定されない。赤色顔料の例と
してはピグメントレッド９、９７、１２２、１２３、１
４４、１４９、１６６、１６８、１７７、１８０、１９
２、２１５、２１６、２２４などが挙げられるがこれら
に限定されない。紫色顔料の例としてはピグメントバイ
オレット１９、２３、２９、３２、３３，３６、３７、
３８などが挙げられるがこれらに限定されない。青色顔
料の例としてはピグメントブルー１５（１５：３，１
５：４，１５：６など），２１、２２、６０，６４など
が挙げられるがこれらに限定されない。緑色顔料の例と
してはピグメントグリーン７、１０、３６、４７などが
挙げられるがこれらに限定されない。黒色顔料の例とし
てはピグメントブラック７などが挙げられるがこれらに
限定されない。

【００１１】これらの顔料は必要に応じて、ロジン処
理、酸性基処理、塩基性処理などの表面処理がされてい
る。本発明の特徴は、従来用いられなかったラクトン類
を主溶剤とすることで、初めてこれらの表面処理の効果
が発揮された良好な分散状態とすることが可能になった
ことを見出だしたことにある。

【００１２】顔料分散液を顔料分散ポリイミド前駆体組
成物を経てカラーフィルター用の塗膜の形成に用いる場
合、カラーフィルターのＲ（レッド），Ｇ（グリー
ン），Ｂ（ブルー）３色の画素はＣＲＴ蛍光体の色度特
性に類似させる必要があるため、上記顔料はバックライ
トと液晶表示素子（ＬＣＤ）の光線透過特性に合うよう
数色組み合わせて調色され使用される。例えば、Ｒ（レ
ッド）は赤色顔料と黄および／またはオレンジ顔料、Ｇ
（グリーン）は緑色顔料と黄および／またはオレンジ顔
料、Ｂ（ブルー）は青色顔料と紫色顔料を主成分として
構成、調整されるが、これらに限定されない。また、Ｂ
Ｋ（ブラック）に着色した場合には、ブラックマトリク
スとして用いることもできる。ＢＫ（ブラック）の場合
には黒色顔料を中心に調色される。

【００１３】この顔料分散液を作製するには、顔料の分
散効果を高めるため、ラクトン類を主溶剤とする媒質中
で分散させるのが望ましい。このとき、常法に従って少
量の分散剤を添加して分散させても良い。分散剤として
は、アルカリ金属を含まぬ界面活性剤や高分子系のもの
が好ましく用いられる。添加量としては、通常、顔料１
００重量部に対して１〜２０重量部の範囲から選ばれる
が、これに限定されない。

【００１４】次に、ラクトン類を主溶剤とし、ポリイミ
ド前駆体および分散された顔料を主成分とする顔料分散
ポリイミド前駆体組成物について説明する。本発明にお
ける顔料分散ポリイミド前駆体組成物も、主としてカラ
ーフィルター用の塗膜を形成するために用いられるもの
である。

【００１５】ラクトン類を主溶剤とする媒質および顔料
については、前記の顔料分散液と同様である。

【００１６】本発明におけるポリイミド前駆体とは、一
般式（１）で表される構造単位を主成分とするポリマ
で、加熱あるいは適当な触媒により、イミド環や、その
他の環状構造を有するポリマ（ポリイミド、ポリアミド
イミド）となり得るものである。

【００１７】

【化４】 上記一般式（１）中、Ｒ¹ は少なくとも２個の炭素原子
を有する３価または４価の有機基である。耐熱性の面か
ら、Ｒ¹ は環状炭化水素、芳香族環または芳香族複素環
を含有し、かつ、炭素数６〜３０の３価または４価の基
が好ましい。Ｒ¹ の例として、フェニル基、ビフェニル
基、ターフェニル基、ナフタレン基、ペリレン基、ジフ
ェニルエーテル基、ジフェニルスルホン基、ジフェニル
プロパン基、ベンゾフェノン基、ビフェニルトリフルオ
ロプロパン基、シクロブチル基、シクロペンチル基など
が挙げられるが、これらに限定されない。

【００１８】上記一般式（１）中、Ｒ² は少なくとも２
個の炭素原子を有する２価の有機基である。耐熱性の面
から、Ｒ² は環状炭化水素、芳香族環または芳香族複素
環を含有し、かつ炭素数６〜３０の２価の基が好まし
い。Ｒ² の例として、フェニル基、ビフェニル基、ター
フェニル基、ナフタレン基、ペリレン基、ジフェニルエ
ーテル基、ジフェニルスルホン基、ジフェニルプロパン
基、ベンゾフェノン基、ビフェニルトリフルオロプロパ
ン基、ジフェニルメタン基、ジシクロヘキシルメタン基
などが挙げられるが、これらに限定されない。 一般式
（１）で表される構造単位を主成分とするポリマは、Ｒ
¹ 、Ｒ² がこれらのうち各々１種から構成されていても
良いし、各々２種以上から構成される共重合体であつて
もよい。さらに、基板との接着性を向上させるために、
耐熱性を低下させない範囲でジアミン成分として、シロ
キサン構造を有するビス（３−アミノプロピル）テトラ
メチルジシロキサンなどを共重合してもよい。また、ア
ミン末端の封止剤として無水マレイン酸などの酸無水物
をポリイミド前駆体の重合終了後に末端濃度に応じて加
え、反応させたものでも良い。

【００１９】ｎは１または２である。

【００２０】一般式（１）で表される構造単位を主成分
とするポリマの組合せの例として、加熱後にポリイミド
となるポリイミド前駆体（ｎ＝２）については、ピロメ
リット酸二無水物と４，４´−ジアミノジフェニルエー
テル、３，３´，４，４´−ベンゾフェノンテトラカル
ボン酸二無水物と４，４´−ジアミノジフェニルエーテ
ル、３，３´，４，４´−ビフェニルテトラカルボン酸
二無水物と４，４´−ジアミノジフェニルエーテル、
３，３´，４，４´−ビフェニルトリフルフォロプロパ
ンテトラカルボン酸二無水物と４，４´−ジアミノジフ
ェニルエーテル、３，３´，４，４´−ビフェニルスル
ホンテトラカルボン酸二無水物と４，４´−ジアミノジ
フェニルエーテル、ピロメリット酸二無水物と３，３´
（または４，４´）−ジアミノジフェニルスルホン、
３，３´，４，４´−ベンゾフェノンテトラカルボン酸
二無水物と３，３´（または４，４´）−ジアミノジフ
ェニルスルホン、３，３´，４，４´−ビフェニルテト
ラカルボン酸二無水物と３，３´（または４，４´）−
ジアミノジフェニルスルホン、ピロメリット酸二無水物
と４，４´−ジアミノジフェニルスルフィド、３，３
´，４，４´−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水
物と４，４´−ジアミノジフェニルスルフィド、３，３
´，４，４´−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物と
４，４´−ジアミノジフェニルスルフィド、３，３´，
４，４´−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物と
パラフェニレンジアミン、３，３´，４，４´−ビフェ
ニルテトラカルボン酸二無水物とパラフェニレンジアミ
ン、３，３´，４，４´−ジフェニルエーテルテトラカ
ルボン酸二無水物とパラフェニレンジアミン、３，３
´，４，４´−ビフェニルトリフルオロプロパンテトラ
カルボン酸二無水物とパラフェニレンジアミン、２，
３，５，−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物
と４，４´−ジアミノジフェニルエーテル、３，３´，
４，４´−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物および
３，３´，４，４´−ベンゾフェノンテトラカルボン酸
二無水物と４，４´−ジアミノジシクロヘキシルメタ
ン、ピロメリット酸二無水物および３，３´，４，４´
−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物と３，３´
（または４，４´）−ジアミノジフェニルエーテル、ピ
ロメリット酸二無水物および３，３´，４，４´−ビフ
ェニルテトラカルボン酸二無水物とパラフェニレンジア
ミン、３，３´，４，４´−ベンゾフェノンテトラカル
ボン酸二無水物と４，４´−ジアミノジフェニルエーテ
ルおよびビス（３−アミノプロピル）テトラメチルジシ
ロキサン、ピロメリット酸二無水物と４，４´−ジアミ
ノジフェニルエーテルおよびビス（３−アミノプロピ
ル）テトラメチルジシロキサン、３，３´，４，４´−
ビフェニルテトラカルボン酸二無水物と４，４´−ジア
ミノジフェニルメタン、および３，３´（または４，４
´）−ジアミノジフェニルスルホンおよびビス（３−ア
ミノプロピル）テトラメチルジシロキサン、などから合
成されたポリアミド酸が挙げられるが、これらに限定さ
れない。これらのポリアミド酸は公知の方法すなわち、
テトラカルボン酸二無水物とジアミンを選択的に組み合
わせ、溶媒中で反応させることにより合成される。

【００２１】加熱後にポリアミドイミドとなるポリイミ
ド前駆体（ｎ＝１）の場合は、上記のモノマと類似の構
造をもつトリカルボン酸誘導体とジアミン、あるいは、
テトラカルボン酸二無水物とジカルボン酸誘導体（例え
ばテレフタル酸クロリド）とジアミン、トリメリット酸
無水物とジイソシアネート（例えばジフェニルメタンジ
イソシアネート）とから得ることができる。加熱後にポ
リアミドイミドとなるポリイミド前駆体の合成は上記に
限定されるものではなく、本発明ではいずれも有効に用
いることができる。

【００２２】従来、ポリイミド前駆体合成の溶媒として
Ｎ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセト
アミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミドなどのアミド系
極性溶媒が幅広く使用されていたが、本発明においては
顔料の分散効果を高めるため、ラクトン類を主溶剤とす
る媒質中で反応させることにより合成するのが望まし
い。

【００２３】顔料分散ポリイミド前駆体組成物における
顔料の添加量は、ポリイミド前駆体１００重量部に対し
て１〜３００重量部の範囲が好ましく、２５〜２００重
量部がさらに好ましく、５０〜１５０重量部が、形成す
る塗布膜の着色度、物性のバランスの点で特に好まし
い。ただし、この範囲に限定されたものではなく膜厚や
用途により、適宜選択される。

【００２４】顔料分散ポリイミド前駆体組成物にさらに
ポリイミド前駆体に対して０．５〜１００重量％の水を
添加すると顔料の分散を高める効果があり、より好まし
い。水の添加量が１００重量％をこえると、ハジキ、失
透など塗布膜に欠陥が生じるので適切な添加量をこの範
囲から選んで使用する。

【００２５】さらに、該顔料分散ポリイミド前駆体組成
物に必要に応じて塗膜形成性に関連する界面張力を調整
のため、アルカリ金属を含まぬ界面活性剤を添加しても
良い。この場合の添加量は通常は数百ｐｐｍ以下の範囲
から選ばれる。

【００２６】この顔料分散ポリイミド前駆体組成物を調
製するには、以下の２つの方法があげられる。 ラクトン類を主溶剤とし分散された顔料を主成分とす
る顔料分散液と、ポリイミド前駆体溶液とから、ラクト
ン類が主溶剤となるように調製する。すなわち、顔料を
あらかじめラクトン類を主溶剤とする溶剤中で分散後、
ポリイミド前駆体溶液と混合する。この場合、前記の顔
料分散液を用いればよい。 ラクトン類を主溶剤とするポリイミド前駆体溶液中で
顔料を分散する。

【００２７】本発明の顔料分散ポリイミド組成物は光学
素子の遮光膜、光ファイバーの被覆膜、液晶ディスプレ
イや撮像素子のカラーフィルターなどに用いられる。例
えば、光ファイバーを該着色液で被覆、加熱してイミド
化して着色したものは、高温となる場所での光学的セン
サー用のカラーフィルターやカラーフィルター特性を兼
ね備えた保護材などとして開発、利用が望まれているも
のである。

【００２８】カラーフィルター用途の場合には、通常、
前記の顔料分散液と同様に、Ｒ（レッド）、Ｇ（グリー
ン）、Ｂ（ブルー）、ＢＫ（ブラック）に着色されて用
いられる。

【００２９】次に本発明の顔料分散ポリイミド組成物の
代表的な用途であるカラーフィルターを例に使用方法の
一例について説明する。

【００３０】透明基板上に顔料分散ポリイミド前駆体組
成物で例えばＧ（グリーン）の着色塗膜を形成する。透
明基板としては通常、ソーダガラス、無アルカリガラ
ス、ホウケイ酸ガラス、石英ガラスなどが用いられる
が、これらに限定されない。塗布はスピンナー、スプレ
ー塗布、ディップコーティング、ロールコーティング、
バーコーティング、ダイコーティングなどの方法が用い
られる。乾燥は、オーブン、ホットプレート、赤外線を
使用し、５０〜１８０℃の範囲で数時間〜数秒行なうの
が好ましい。このようにして形成された塗布膜のポリイ
ミド前駆体はイミド化がおこらないか、あるいはおこっ
ても微量の程度にあって、次のフォトリソグラフィー工
程でエッチング可能な状態にある。この上にパターン形
成用のフォトレジストを塗布し、フォトレジスト層を形
成する。続いて露光装置を用い、該フォトレジスト層被
膜上にマスクを置き、化学線を照射し、露光する。化学
線としては紫外線、可視光線、電子線、Ｘ線が例として
あげられるが、紫外線、可視光線が好ましい。ポジ型フ
ォトレジストを用いた場合には露光後、該ポジ型フォト
レジストの現像液で、フォトレジスト層の現像、ポリイ
ミド前駆体の着色塗膜のエッチングを同時に行う。エッ
チング後不要となった該フォトレジスト層を溶解剥離除
去する。通常、剥離はアセトン、セロソルブ系などの溶
剤が使用される。ポリイミド前駆体の着色塗膜を熱処理
し、Ｇ（グリーン）の着色塗膜のパターン加工を終え
る。最後に熱処理によりポリイミド前駆体をイミド化し
て分散された顔料とポリイミドを主成分とするＧ画素を
得る。熱処理は温度を選び、段階的に昇温するかある温
度範囲を選び連続的に昇温しながら５時間〜５分実施す
る。この熱処理の最高温度は、１８０〜４００℃、好ま
しくは、１８０〜３５０℃で行うのがよい。例えば、１
３０℃、２００℃、３００℃で各々３０分熱処理する。
また、室温から３００℃まで例えば２時間かけて直線的
に昇温してもよい。

【００３１】以上の工程をＲ（レッド），Ｂ（ブルー）
の画素および必要に応じてＢＫ（ブラック）（ブラック
マスク）について繰り返すと、カラーフィルターが作製
できる。

【００３２】なお、カラーフィルターとなった状態で、
キュア後の画素（着色塗膜）中の残留溶剤をガスクロマ
トグラフ−マススペクトル分析することによって、顔料
分散ポリイミド前駆体組成物中に使用されていた溶剤を
同定、定量することができる。

【００３３】

【実施例】以下、実施例に基づいて本発明を具体的に説
明するが、本発明はこれらに限定されない。

【００３４】実施例における測定法は以下の通りであ
る。 ・コントラスト バックライト（明拓システム）上で色彩輝度計（トプコ
ンＢＭ−５Ａ）にて２度視野で試料の平行ニコル状態、
すなわち、試料を挟んだ位置にある偏光板の偏光軸が平
行配置にある場合の輝度（Ｉ_平行）と直交ニコル状態で
の輝度（Ｉ_直交）を測定し、平行ニコル状態での輝度と
直交ニコル状態での輝度との比（Ｉ_平行／Ｉ_直交）をコ
ントラストとした。 ・表面粗さ（Ｒａ） 東京精密（株）製，サーフコム１５００Ａにて測定し
た。

【００３５】実施例１ ３，３´，４，４´−ビフェニルテトラカルボン酸二無
水物 147ｇをγ−ブチロラクトン 525ｇ、Ｎ−メチル−
２−ピロリドン 220ｇと共に仕込み、４，４´−ジアミ
ノジフェニルエーテル 95.10ｇおよびビス（３−アミノ
プロピル）テトラメチルジシロキサン 6.20 ｇを添加
し、６０℃で３時間反応させ、粘度６００ポアズ（２５
℃）のポリマ溶液（Ａ１）を得た。

【００３６】ピグメントレッド１７７（チバガイギー
（株）製クロモフタールレッドＡ３Ｂ） 6.3ｇ，γ−ブ
チロラクトン 83.7 ｇをガラスビーズ 90 ｇとともにホ
モジナイザーを用い、7000rpm で３０分分散後、ガラス
ビーズを濾過し、除去した。このようにして顔料分散液
（Ｂ１）を得た。

【００３７】顔料分散液（Ｂ１） 47 ｇに、ポリマ溶液
（Ａ１） 25 ｇをγ−ブチロラクトン 25 ｇで希釈した
溶液を添加混合し、本発明の顔料分散ポリイミド前駆体
組成物（着色液（Ｃ１））を得た。

【００３８】ガラス基板上に加熱後ポリイミドになった
ときの膜厚が1.2 μｍになるようにスピンナーで着色液
（Ｃ１）を塗布、１２０℃で２０分乾燥し（膜厚１．４
μｍ）、冷却後、この上にポジ型フォトレジスト（東京
応化（株）製OFPR-800）を乾燥後の膜厚が約１μｍとな
るように塗布し、８０℃で２０分乾燥した。キャノン
（株）製紫外線露光機ＰＬＡ−５０１Ｆを用い、クロム
製のフォトマスクを介して５０ｍＪ／ｃｍ² （365nm の
紫外線強度）露光した。露光後、テトラメチルアンモニ
ウムハイドロオキサイドの2.38％の水溶液からなる現像
液に浸漬し、フォトレジストの現像、ポリイミド前駆体
の着色塗膜のエッチングを同時に行なった。エッチング
後不要となったフォトレジスト層をアセトンで剥離し
た。さらにこのようにして得られたパターン上にエッチ
ングされたポリイミド前駆体の着色塗膜を３００℃で３
０分熱処理し、ポリイミドに転換した。このようにして
得られた着色塗膜のコントラストは５３０、表面粗さ
（Ｒａ）は0.007 であった。また顕微鏡下１０００倍で
観察したところ、顔料の凝集は認められず、一様に分散
していた。

【００３９】なお、キュア後の画素（着色塗膜）中の残
留溶剤をガスクロマトグラフ−マススペクトル分析した
ところ、顔料分散ポリイミド前駆体組成物中に、γ−ブ
チロラクトンとＮ−メチル−２−ピロリドンが溶剤とし
て含有されていたことがわかった。

【００４０】比較例１ 実施例１において溶媒として用いたγ−ブチロラクトン
の代わりに、全て、Ｎ−メチル−２−ピロリドンを使用
し、全く同様にしてポリイミドの着色塗膜を作成したと
ころ、コントラストは２５０、表面粗さ（Ｒａ）は0.12
0 であった。また顕微鏡下１０００倍で観察したとこ
ろ、顔料の凝集が認めらた。

【００４１】実施例２ 実施例１の着色液（Ｃ１）にさらにポリイミド前駆体に
対して、４０重量％の水を添加した着色液を用い、全く
同様にしてポリイミドの着色塗膜を作成したところ、コ
ントラストは７２５、表面粗さ（Ｒａ）は0.004 であっ
た。また顕微鏡下１０００倍で観察したところ、顔料の
凝集は認められず、粒子が全く見えない程度に均一に分
散していた。

【００４２】実施例３ 実施例１においてピグメントレッド１７７の代わりに、
ピグメントグリーン７を用い、全く同様にしてポリイミ
ドの着色塗膜を作成したところ、コントラストは１００
０、表面粗さ（Ｒａ）は0.003 であった。また顕微鏡下
１０００倍で観察したところ、顔料の凝集は認められ
ず、粒子が見えない程度に均一に分散していた。

【００４３】比較例２ 実施例３において溶媒として用いたγ−ブチロラクトン
の代わりに、全て、Ｎ−メチル−２−ピロリドンを使用
し、全く同様にしてポリイミドの着色塗膜を作成したと
ころ、コントラストは３５０、表面粗さ（Ｒａ）は0.08
2 であった。また顕微鏡下１０００倍で観察したとこ
ろ、顔料の凝集が認めらた。

【００４４】実施例４〜９ ３，３´，４，４´−ビフェニルテトラカルボン酸二無
水物 147ｇをγ−ブチロラクトン 772ｇと共に仕込み、
３，３´−ジアミノジフェニルスルホン 49.6ｇ，４，
４´−ジアミノジフェニルメタン 54.5 ｇ，およびビス
（３−アミノプロピル）テトラメチルジシロキサン 6.2
0 ｇを添加し、６０℃で３時間反応させ、粘度１５０ポ
アズ（２５℃）のポリマ溶液（Ａ２）を得た。ピグメン
トレッド１７７ 50.4 ｇ、ピグメントイエロー８３ 12.
6 ｇ、γ−ブチロラクトン 837ｇをガラスビーズ 900ｇ
とともにホモジナイザーを用い、7000rpm で３０分分散
後、ガラスビーズを濾過し、除去した。このようにして
顔料分散液（Ｂ２）を得た。

【００４５】顔料分散液（Ｂ２） 47 ｇにポリマ溶液
（Ａ２） 25 ｇをγ−ブチロラクトン25 ｇ、アセチル
アセトン 10 ｇおよびポリイミド前駆体に対して、０〜
１００重量％の水で希釈した溶液を添加混合し、本発明
の顔料分散ポリイミド前駆体組成物（着色液（Ｃ２）〜
（Ｃ７））を得た。

【００４６】ガラス基板上に加熱ポリイミド化後の膜厚
が1.2 μｍになるように，スピンナーで着色液（Ｃ２〜
Ｃ７）を塗布後、１２０℃で２０分乾燥し（膜厚約１．
６μｍ）、冷却後、この上にポジ型フォトレジスト（東
京応化（株）製OFPR-800）を乾燥後の膜厚が約１μｍと
なるように塗布し、８０℃で２０分乾燥した。キャノン
（株）製紫外線露光機ＰＬＡ−５０１Ｆを用い、クロム
製のフォトマスクを介して５０ｍＪ／ｃｍ² （365nm の
紫外線強度）露光した。露光後、テトラメチルアンモニ
ウムハイドロオキサイドの2.38％の水溶液からなる現像
液に浸漬し、フォトレジストの現像、ポリイミド前駆体
の着色塗膜のエッチングを同時におこなった。エッチン
グ後不要となったフォトレジスト層をエチルセロソルブ
アセテートで剥離した。さらにポリイミド前駆体の着色
塗膜を２６０℃で３０分熱処理し、ポリイミドに転換し
た。この様にして得られた顔料分散ポリイミド前駆体組
成物と着色塗膜の特性を表１に示す。

【００４７】顔料分散ポリイミド前駆体組成物の粘度は
東京計器（株）製ＥＬＤ型粘度計を使用し、２５℃で回
転数を変えて測定し、（１ｒｐｍの粘度指示値）／（５
ｒｐｍの粘度指示値）の比を粘度比とした。なお、粘度
比が１に近いほど凝集体が生じていない意味で顔料の分
散安定性が良い。

【００４８】

【表１】 比較例３ 実施例４において溶剤として用いたγ−ブチロラクトン
の代わりに、全て、Ｎ−メチル−２−ピロリドンを使用
し、全く同様にしてポリイミドの着色塗膜を作成したと
ころ、コントラストは３００、表面粗さ（Ｒａ）は0.08
2 であった。また顕微鏡下１０００倍で観察したとこ
ろ、顔料の凝集が認めらた。なお、粘度比は３．５とな
り、分散安定性が不良であった。

【００４９】

【発明の効果】本発明は、上述したように、顔料分散ポ
リイミド前駆体組成物において、ラクトン類を主溶剤と
する特定の溶剤をポリイミド前駆体と顔料に適応するこ
とにより、ポリイミド前駆体溶液に微粉砕した顔料を均
一に分散させることが可能であるという予想外の効果を
得ることができ、これにより、塗布膜の平坦性、画素の
コントラストの点で性能が優れた着色塗膜が得られ、好
適なカラーフィルターなどが提供できるようになった。

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ラクトン類を主溶剤とし、分散された顔料
   を主成分とする顔料分散液。
2. 【請求項２】ラクトン類を主溶剤とする媒質中で顔料を
   分散する工程を含むことを特徴とする顔料分散液の製造
   方法。
3. 【請求項３】ラクトン類を主溶剤とし、一般式（１）で
   表される構造単位を主成分とするポリイミド前駆体およ
   び分散された顔料を主成分とする顔料分散ポリイミド前
   駆体組成物。 【化１】
4. 【請求項４】ラクトン類を主溶剤とし分散された顔料を
   主成分とする顔料分散液と、一般式（１）で表される構
   造単位を主成分とするポリイミド前駆体の溶液とから、
   ラクトン類が主溶剤となるように調製することを特徴と
   する顔料分散ポリイミド前駆体組成物の製造方法。 【化２】
5. 【請求項５】ポリイミド前駆体溶液の主溶剤がラクトン
   類であることを特徴とする請求項４記載の顔料分散ポリ
   イミド前駆体組成物の製造方法。
6. 【請求項６】ラクトン類を主溶剤とする、一般式（１）
   で表される構造単位を主成分とするポリイミド前駆体の
   溶液中で顔料を分散する工程を含むことを特徴とする顔
   料分散ポリイミド前駆体組成物の製造方法。 【化３】
7. 【請求項７】ポリイミド前駆体に対して、０．５〜１０
   ０重量％の水を含有することを特徴とする請求項３記載
   の顔料分散ポリイミド前駆体組成物。
8. 【請求項８】Ｒ（レッド）、Ｇ（グリーン）、Ｂ（ブル
   ー）またはＢＫ（ブラック）に着色された請求項３記載
   の顔料分散ポリイミド前駆体組成物。
9. 【請求項９】透明基板上に請求項３記載の顔料分散ポリ
   イミド前駆体組成物を用いて形成されたカラーフィルタ
   ー。