JPH08122517A

JPH08122517A - カラーフィルターの製造法及びカラーフィルター

Info

Publication number: JPH08122517A
Application number: JP25524194A
Authority: JP
Inventors: Yuji Kobayashi; 雄二小林; Shigeo Tachiki; 繁雄立木; Shiyouichi Sasaki; 晶市佐々木; Satohiko Akahori; 聡彦赤堀; Koji Yamazaki; 浩二山崎; Tsutomu Sato; 勉佐藤; Yoichi Kimura; 陽一木村
Original assignee: Hitachi Chemical Co Ltd
Current assignee: Showa Denko Materials Co Ltd
Priority date: 1994-10-20
Filing date: 1994-10-20
Publication date: 1996-05-17

Abstract

(57)【要約】【目的】基板への密着性を著しく向上させ、感光材料
の経時劣化に影響されない、良好な感光性を有するカラ
ーフィルターの製造法及びカラーフィルターを提供す
る。【構成】酸価が２０〜３００で重量平均分子量が１，
５００〜２００，０００の樹脂、顔料、光重合性不飽和
結合を分子内に２つ以上含有するモノマー及び光開始剤
を含む着色画像形成材料の膜を基板上に形成し、温度が
３０〜６０℃、相対湿度が８０％以上の雰囲気下に放置
させた後、活性光線を画像状に照射し、露光部を光硬化
させ、未露光部を現像により除去する工程を、異なった
複数の色の着色画像形成材料について繰り返し行い、画
素を形成することを特徴とするカラーフィルターの製造
法及びこの製造法により製造されたカラーフィルター。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、カラーフィルターの製
造法及びカラーフィルターに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、液晶表示デバイス、センサー及び
色分解デバイス等にカラーフィルターが多用されてい
る。このカラーフィルターの製造法として、従来は、染
色可能な樹脂、例えば天然のゼラチンやカゼインをパタ
ーニングし、そこに、主に染料を用いて染色し、画素を
得るという方法がとられていた。しかし、この方法で得
た画素は、材料からの制約で、耐熱性、耐光性等が低い
という問題があった。そこで、最近、耐熱性、耐光性等
を改良する目的で、顔料を分散した感光材料を用いる方
法が注目され、多くの検討が行われるようになった。こ
の方法によれば、製法も簡略化され、得られたカラーフ
ィルターも安定で、寿命の長いものになることが知られ
ている。

【０００３】しかし、一方、基板上に画素を形成する際
に、顔料を含んだ感光性の膜の基板への密着性が低いた
めに、現像時に画素が剥離するという問題があった。そ
こで、従来から、シランカップリング剤を組成物に添加
して密着性の向上を図ってきたが、シランカップリング
剤を単独で用いた場合、安定性が低く、特に２週間以上
経過した感光材料を基板上に形成し、露光、現像を行う
と、効力を失い、画像パターンが得られないことが知ら
れていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、顔料を分散
した感光材料の問題点である基板への密着性を著しく向
上させ、しかも、感光材料の経時劣化に影響されない、
良好な感光性を有するカラーフィルターの製造法及びカ
ラーフィルターを提供するものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、鋭意検討
した結果、基板上に形成された着色画像形成材料を高湿
度下に暴露することで、基板への感光材料の密着性を向
上させられること、材料の経時劣化の影響をなくすこと
ができることを見出し、本発明に至った。

【０００６】すなわち、本発明は、酸価が２０〜３００
で重量平均分子量が１，５００〜２００，０００の樹
脂、顔料、光重合性不飽和結合を分子内に２つ以上含有
するモノマー及び光開始剤を含む着色画像形成材料の膜
を基板上に形成し、温度が３０〜６０℃、相対湿度が８
０％以上の雰囲気下に放置させた後、活性光線を画像状
に照射し、露光部を光硬化させ、未露光部を現像により
除去する工程を、異なった複数の色の着色画像形成材料
について繰り返し行い、画素を形成することを特徴とす
るカラーフィルターの製造法及びその製造法により製造
されたカラーフィルターに関する。

【０００７】以下、本発明について詳述する。本発明に
おいて酸価が２０〜３００で重量平均分子量が１，５０
０〜２００，０００の樹脂（以下、単に樹脂ということ
がある）としては、酸価及び重量平均分子量がこの範囲
に入っていれば特に制限はないが、例えば、（メタ）ア
クリル酸、イタコン酸等のカルボキシル基含有重合性モ
ノマーと（メタ）アクリル酸エステル、スチレン等の重
合性モノマーとの共重合体が代表的なものとして挙げら
れる。

【０００８】また、この樹脂は、光重合性不飽和結合を
有するものであってもよい。そのような樹脂としては、
高酸価カルボキシル基含有樹脂にグリシジルメタアクリ
レート、アリルグリシジルエーテル等のグリシジル基含
有不飽和化合物やアリルアルコール、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等の不飽和
アルコールを反応させた樹脂、水酸基を有するカルボキ
シル基含有樹脂に遊離イソシアネート基含有不飽和化合
物を反応させた樹脂、エポキシ樹脂と不飽和カルボン酸
との付加反応物に多塩基酸無水物を反応させた樹脂、共
役ジエン重合体や共役ジエン共重合体と不飽和ジカルボ
ン酸無水物との付加反応物に水酸基含有重合性モノマー
を反応させた樹脂などが代表的な樹脂として挙げられ
る。

【０００９】樹脂の酸価は２０〜３００の範囲とされ、
４０〜２００の範囲が好ましく、６０〜１５０の範囲が
より好ましい。酸価が２０未満では、アルカリ現像性が
低下し、また、３００を超えると、画像パターンの形状
が不鮮明となる。また、樹脂の重量平均分子量は１，５
００〜２００，０００とされ、５，０００〜１００，０
００が好ましく、１０，０００〜５０，０００がより好
ましい。重量平均分子量が１，５００未満では、顔料の
分散安定性が乏しくなり、また、２００，０００を超え
ると、感光液にしたときの粘度が高くなり、スピンコー
トする際の塗布性が低下する。

【００１０】樹脂の使用量は、着色画像形成材料の固形
分総量に対して、１０〜８５重量％とすることが好まし
く、２０〜６０重量％とすることがより好ましく、２５
〜５０重量％とすることが特に好ましい。この使用量が
１０重量％未満では、顔料の分散安定性が低下する傾向
があり、８５重量％を超えると、感光液にしたときの粘
度が高くなり、スピンコートする際の塗布性が低下する
傾向がある。

【００１１】次に、顔料について説明する。顔料には無
機顔料と有機顔料があるが、色調の豊富さ等から黒色の
カーボンブラック（無機顔料）と有機顔料が好ましい。
有機顔料としては、例えば、アゾ系、フタロシアニン
系、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。本発明における着色画像形成材料を
カラーフィルターに適用する場合には、赤、青、緑及び
黒色等の着色画像に適した各顔料系が用いられる。

【００１２】赤色の着色画像には、単一の赤色顔料系を
用いてもよいし、黄色顔料系を赤色顔料系に混合して調
色を行ってもよい。赤色顔料系としては、例えば、カラ
ーインデックス名で、ピグメントレッド９、１２３、１
５５、１６８、１７７、１８０、２１７、２２０、２２
４等が挙げられる。また、黄色顔料系としては、例え
ば、カラーインデックス名で、ピグメントイエロー２
０、２４、８３、９３、１０９、１１０、１１７、１２
５、１３９、１４７、１５４等が挙げられる。これらの
赤色及び黄色顔料は、単独で又は２種類以上を組み合わ
せて使用される。また、赤色顔料系と黄色顔料系を混合
して用いる場合には、黄色顔料系は赤色顔料系と黄色顔
料系の総量１００重量部に対して、５０重量部以下で用
いることが好ましい。

【００１３】青色の着色画像には、単一の青色顔料系を
用いてもよいし、紫色顔料系を青色顔料系に混合して調
色を行ってもよい。青色顔料系としては、例えば、カラ
ーインデックス名で、ピグメントブルー１５、１５：
３、１５：４、１５：６、２２、６０等が挙げられる。
また、紫色顔料系としては、例えば、カラーインデック
ス名で、ピグメントバイオレット１９、２３、２９、３
７、５０等が挙げられる。これらの青色及び紫色顔料
は、単独で又は２種類以上を組み合わせて使用される。
また、青色顔料系と紫色顔料系を混合して用いる場合に
は、紫色顔料系は青色顔料系と紫色顔料系の総量１００
重量部に対して、５０重量部以下で用いることが好まし
い。

【００１４】緑色の着色画像には、単一の緑色顔料系を
用いてもよいし、上記の黄色顔料系を緑色顔料系に混合
して調色を行ってもよい。緑色顔料系としては、例え
ば、カラーインデックス名で、ピグメントグリーン７、
３６、３７等が挙げられる。これらの緑色及び黄色顔料
は、単独で又は２種類以上を組み合わせて使用される。
また、緑色顔料系と黄色顔料系を混合して用いる場合に
は、黄色顔料系は緑色顔料系と黄色顔料系の総量１００
重量部に対して、５０重量部以下で用いることが好まし
い。黒色の着色画像には、例えば、カーボンブラック、
チタンカーボン、黒鉄、二酸化マンガン等の黒色画像が
用いられる。

【００１５】本発明における顔料の使用量は、着色画像
形成材料の固形分総量に対して、５〜５０重量％とする
ことが好ましく、１０〜４０重量％とすることがより好
ましく、１５〜３０重量％とすることが特に好ましい。
この使用量が５重量％未満では、画像の色濃度が低くな
る傾向があり、また、５０重量％を超えると、光感度が
低下する傾向がある。

【００１６】本発明における光重合性不飽和結合を分子
内に２つ以上有するモノマー（以下、単にモノマーとい
うことがある）としては、例えば、ＥＯ変性ビスフェノ
ールＡジアクリレート（ここで、ＥＯはエチレンオキシ
ドを意味する。以下も同じ）、ＥＣＨ変性ビスフェノー
ルＡジアクリレート（ここで、ＥＣＨはエピクロルヒド
リンを意味する。以下も同じ）、ビスフェノールＡジメ
タクリレート、１，４−ブタンジオールジアクリレー
ト、１，３−ブ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メタクリレート、グリセロールジメ
タクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレー
ト、ＥＯ変性リン酸ジアクリレート、ＥＣＨ変性フタル
酸ジアクリレート、ポリエチレングリコール４００ジア
クリレート、ポリプロピレングリコール４００ジメタク
リレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、
ＥＣＨ変性１，６−ヘキサンジオールジアクリレート、
トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリ
スリトールトリアクリレート、ＥＯ変性リン酸トリアク
リレート、ＥＯ変性トリメチロールプロパントリアクリ
レート、ＰＯ変性トリメチロールプロパントリアクリレ
ート（ここで、ＰＯはプロピレンオキシドを意味する。
以下も同じ）、トリス（メタクリロキシエチル）イソシ
アヌレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレー
ト、ジペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジペ
ンタエリスリトールヘキサアクリレート、ジペンタエリ
スリトールペンタアクリレート等が挙げられる。これら
のモノマーは単独で又は２種類以上を組み合わせて使用
される。

【００１７】本発明におけるモノマーは、着色画像形成
材料の固形分総量に対して、２〜５０重量％とすること
が好ましく、５〜４０重量％とすることがより好まし
く、１０〜３０重量％とすることが特に好ましい。モノ
マーの比率が２重量％未満では、光感度が低い傾向があ
り、５０重量％を超えると、顔料の分散安定性が低下す
る傾向がある。

【００１８】本発明における光開始剤としては、例え
ば、ベンゾフェノン、Ｎ，Ｎ′−テトラエチル−４，
４′−ジアミノベンゾフェノン、４−メトキシ−４′−
ジメチルアミノベンゾフェノン、ベンジル、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、ベンジル
ジメチルケタール、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、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−モルホリ
ノ−１−プロパン、ｔ−ブチルアントラキノン、１−ク
ロロアントラキノン、２，３−ジクロロアントラキノ
ン、３−クロル−２−メチルアントラキノン、２−エチ
ルアントラキノン、１，４−ナフトキノン、９，１０−
フェナントラキノン、１，２−ベンゾアントラキノン、
１，４−ジメチルアントラキノン、２−フェニルアント
ラキノン、２−（ｏ−クロロフェニル）−４，５−ジフ
ェニルイミダゾール二量体等が挙げられる。これらの光
開始剤は単独で又は２種類以上を組み合わせて使用され
る。

【００１９】本発明における光開始剤の使用量は、着色
画像形成材料の固形分総量に対して、０．０１〜２０重
量％とすることが好ましく、２〜１５重量％とすること
がより好ましく、５〜１０重量％とすることが特に好ま
しい。この使用量が０．０１重量％未満では、光感度が
低くなる傾向があり、また、２０重量％を超えると、密
着性が低下する傾向がある。

【００２０】本発明においては上記以外に基板との密着
性を向上させるためにシランカップリング剤を使用する
ことができる。好ましいシランカップリング剤として
は、例えば、分子内にビニルベンジルアミノ基及びトリ
メトキシ基を有するＮ−β−（Ｎ−ビニルベンジルアミ
ノエチル）−γ−アミノプロピルトリメトキシシランの
塩酸塩、分子内にメタクリロキシプロピル基及びトリメ
トキシ基を有するγ−メタクリロキシプロピルトリメト
キシシラン等が挙げられる。その他のシランカップリン
グ剤としては、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリ
ス（β−メトキシエトキシ）シラン、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、Ｎ−β
（アミノエチル）−γ−アミノプロピルトリメトキシシ
ラン、Ｎ−β（アミノエチル）−γ−アミノプロピルメ
チルジメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキ
シシラン、Ｎ−フェニル−γ−アミノプロピルトリメト
キシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラ
ン、γ−クロロプロピルトリメトキシシラン等が挙げら
れる。これらのシランカップリング剤は単独で又は２種
類以上を組み合わせて使用される。

【００２１】本発明においてシランカップリング剤の使
用量は、着色画像形成材料の固形分総量に対し、０．２
〜２０重量％とすることが好ましく、０．５〜１５重量
％とすることがより好ましく、１．０〜１０重量％とす
ることが特に好ましい。この使用量が、０．２重量％未
満では、密着性向上の効果が不充分となる傾向があり、
また、２０重量％を超えると着色画像形成の際に未露光
部の膜が剥離せずに、良好な画像パターンが得られなく
なる傾向がある。

【００２２】本発明における着色画像形成材料には、上
記以外に、暗反応を抑制するためのハイドロキノン、ハ
イドロキノンモノメチルエーテル、ピロガロール、ｔ−
ブチルカテコール等の熱重合禁止剤、膜の平滑性を向上
させるためのフッ素系、シリコン系、炭化水素系等の界
面活性剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤等の各種添加剤を
必要に応じて適宜使用することができる。本発明におい
て着色画像形成材料は、有機溶剤を加えて感光液とし、
これを基板に直接塗布するか、あるいはいったん、支持
体に塗布したのち基板にラミネートするなどして、基板
表面に膜として形成される。その後一定条件の雰囲気下
に放置した後、露光、現像を行い、目的の画像パターン
を得ることができる。

【００２３】次に、感光液について以下に説明する。ま
ず顔料を分散させた顔料分散液を調製する。顔料分散液
は通常、樹脂及び顔料を有機溶剤と混合し、この混合物
を超音波分散機、三本ロール、ボールミル、サンドミ
ル、ビーズミル、ホモジナイザー、ニーダー等の分散／
混練装置を用いて調製される。

【００２４】本発明における有機溶剤としては、特に制
限はなく、例えば、ケトン系、セロソルブ系、アルコー
ル系、芳香族系等が挙げられる。具体的には、アセト
ン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、メチルセ
ロソルブ、エチルセロソルブ、ブチロセロソルブ、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、ブチロセロソルブアセテート、エチレングリコール
モノプロピルエーテル、エチレングリコールモノヘキシ
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、プロピレングリ
コールモノメ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
ロキシメチル−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、ｎ−ブチル
アルコール、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、酢酸エチル等の有機溶剤が挙
げられる。これらは単独で又は２種類以上を組み合わせ
て使用される。

【００２５】この時に、ポリカルボン酸型高分子活性
剤、ポリスルホン酸型高分子活性剤等のアニオン系顔料
分散剤、ポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレンブ
ロックポリマー等のノニオン系顔料分散剤等の顔料分散
剤、アントラキノン系、ペリレン系、フタロシアニン
系、キナクリドン系等の有機色素にアミノ基、カルボキ
シル基、スルホン酸塩基、カルボン酸アミド基、水酸基
等の置換基を導入した有機色素の誘導体などを加える
と、顔料の分散性や分散安定性が良好になり好ましい。
これら顔料分散剤や有機色素の誘導体は、顔料１００重
量部に対して５０重量部以下で用いることが好ましい。
また、顔料分散時にモノマー、光開始剤を加えてもよ
く、顔料分散後にモノマー、光開始剤を加えてもよい。

【００２６】樹脂は、全量を分散時に顔料と共に用いて
もよく、樹脂の一部を分散後に加えてもよい。ただし、
樹脂は顔料１００重量部に対して、分散時に２０重量部
以上用いることが好ましい。２０重量部未満では顔料の
分散安定性が低下する傾向がある。同様に有機溶剤も顔
料の分散時に全量用いてもよく、有機溶剤の一部を分散
後に加えてもよい。ただし、有機溶剤は分散時の顔料及
び樹脂の総量１００重量部に対して、分散時に、１００
重量部以上用いることが好ましい。１００重量部未満で
は、分散時の粘度が高すぎて、特にボールミル、サンド
ミル、ビーズミル等で分散する場合には分散が困難にな
る可能性がある。また、有機溶剤は、感光液中の樹脂、
顔料、光開始剤、モノマー等の全固形分が５〜４０重量
％の範囲になるよう用いられることが好ましい。

【００２７】次にこのようにして得られた感光液を基板
に直接塗布する場合には、例えば、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、ディップコーター塗布、カーテンフローコーター塗
布、ワイヤーバーコーター塗布、グラビアコーター塗
布、エアナイフコーター塗布等により行われる。この際
に用いる基板としては、用途により選択されるが、例え
ば、白板ガラス、青板ガラス、シリカコート青板ガラス
等の透明ガラス基板、ポリエステル樹脂、ポリカーボネ
ート樹脂、アクリル樹脂、塩化ビニル樹脂等の合成樹脂
製シート、フィルム又は基板、アルミニウム板、銅板、
ニッケル板、ステンレス板等の金属基板、その他セラミ
ック基板、光電変換素子を有する半導体基板などが挙げ
られる。塗布後、通常、５０〜１３０℃の温度で１〜３
０分間乾燥して膜を得ることができる。

【００２８】一方、感光液を基板に直接塗布せずに、い
ったん支持体上に塗布、乾燥し、着色画像形成材料を含
む層（この層の厚さは、０．１〜３００μｍであること
が好ましく、０．２〜３０μｍであることがより好まし
く、０．２〜５μｍであることが特に好ましい）を形成
して感光性エレメントとし、これを基板にラミネートす
る等して、基板表面に膜として形成することもできる。
支持体に感光液を塗布する方法としては、ナイフコータ
ー塗布、グラビアコーター塗布、ロールコーター塗布、
スプレーコーター塗布等で行うことができる。この時に
用いられる支持体としては、例えば、ポリエステルフィ
ルム、ポリアミドイミドフィルム、ポリプロピレンフィ
ルム、ポリスチレンフィルム等のフィルムが挙げられ
る。塗布した後、上記と同様に、通常、５０〜１３０℃
の温度で１〜３０分間乾燥して膜を得ることができる。
更に膜の表面に塵が付着するのを防ぐ等の目的で、膜の
表面に剥離可能なカバーフィルムを積層することが好ま
しい。

【００２９】剥離可能なカバーフィルムとしては、例え
ば、ポリエチレンフィルム、テフロンフィルム、ポリプ
ロピレンフィルム、表面処理した紙等があり、カバーフ
ィルムを剥離するときに膜と支持体との接着力よりも膜
とカバーフィルムとの接着力がより小さいものであれば
よい。このようにして得られた感光性エレメントを基板
上にラミネートする方法としては、基板と本発明の着色
画像形成材料を含む層を重ね合わせながら、加熱圧着す
ることが好ましい。この場合、雰囲気は常圧でも減圧下
でもよい。このようにして基板表面に形成した本発明の
着色画像形成材料を含む膜の厚みは、用途によって適宜
定まるが、通常、０．１〜３００μｍの範囲とされる。
また、カラーフィルターに用いる場合には、通常、０．
２〜５μｍの範囲とされる。

【００３０】次に画像パターンを形成する方法について
説明する。上記の方法で得られた基板上の着色画像形成
材料の膜を一定の雰囲気下に放置した後、膜に活性光線
を画像状に照射し、露光部の膜を硬化させる。本発明に
おける一定の雰囲気下とは、温度３０〜６０℃で相対湿
度８０％以上の環境であり、温度３５〜５０℃で相対湿
度が８５％以上の環境がより好ましい。温度が３０℃未
満では得られる効果が小さく、６０℃を超えると未露光
部が現像時に剥離できなくなる。また、相対湿度８０％
未満では得られる効果が小さい。放置する時間は、３０
分以上とすることが好ましい。この時、感光性エレメン
トを用いて膜を形成した場合には、いったん支持体を剥
離し、放置した後露光することが好ましい。また、基板
に直接感光液を塗布して膜を形成した場合は、放置した
後その膜の表面にポリビニルアルコール等の酸素遮断膜
を０．５〜３０μｍの厚みで形成し、その上から露光し
てもよい。

【００３１】活性光線の光源としては、例えば、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、可視光レーザー等が用いられる。これらの光源
を用いてフォトマスクを介したパターン露光や走査によ
る直接描画等により画像状に活性光線が照射される。

【００３２】続いて現像工程、すなわち、水酸化ナトリ
ウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、メタケイ酸ナ
トリウム等の無機アルカリや、モノエタノールアミン、
ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、テトラメ
チルアンモニウムハイドロオキサイド、トリエチルアミ
ン、ｎ−ブチルアミン等の有機塩基や塩を含む水溶液を
吹きつけるか、水溶液に浸漬する等して、未露光部を除
去し、画像に対応した硬化膜の着色画像パターンを得る
ことができる。現像後、更に、着色画像パターンを高圧
水銀灯等を用いて０．５〜５J/cm²の光量を後露光する
か、６０〜２００℃の温度で１〜６０分間、後加熱をす
ると、画像パターンはより強固になり好ましい。

【００３３】液晶表示素子に用いるカラーフィルターの
作製法を例示すると、ガラス基板上に着色画像形成材料
を用いて、前記した方法を繰り返して行うことにより、
赤、青、緑等の着色画素を形成した後、この着色画素間
のすき間に、黒色の着色画像をブラックマトリックスと
して形成する方法や、先にクロム蒸着や黒色の着色画像
等によりブラックマトリックスを形成後、上記と同様
に、赤、青、緑等の着色画素を形成してカラーフィルタ
ーを作製する方法な等ある。

【００３４】

【実施例】以下、本発明を実施例により説明する。樹脂の合成例メチルメタクリレート４２ｇ、ブチルアクリレート３３
ｇ、アクリル酸２５ｇ及びアゾビスイソブチロニトリル
２ｇからなる混合液を、窒素ガス雰囲気下で１１０℃に
保温したプロピレングリコールモノメチルエーテル９０
ｇ中に２時間かけて滴下した。滴下後、撹拌しながら３
時間保温し、その後、アゾビスジメチルバレロニトリル
１ｇ及びプロピレングリコールモノメチルエーテル１２
ｇからなる混合液を２０分間かけて滴下し、さらに、撹
拌しながら４時間保温して、高酸価アクリル樹脂（酸価
１９３）溶液を得た。次に、この溶液にグリシジルメタ
クリレート２４ｇ、ハイドロキノン０．１ｇ及びテトラ
エチルアンモニウムブロマイド０．８ｇを加えて空気を
吹き込みながら１０５℃で６時間反応させて、光重合性
不飽和基を有する樹脂の溶液を得た。樹脂の酸価は８
８、重量平均分子量は４５，０００であり、樹脂溶液の
固形分は５５重量％であった。

【００３５】実施例１樹脂として、前記の合成例で得られた樹脂溶液７３ｇ
（固形分４０ｇ）、顔料として、カラーインデックス名
で、ピグメントレッド１７７を２５ｇ及びピグメントイ
エロー１３９を５ｇをプロピレングリコールモノメチル
エーテル１６７ｇに加え、これをビーズミルを用いて２
時間分散した。この分散液２００ｇに、上記の樹脂溶液
２４ｇ（固形分１３ｇ）、モノマーとしてトリメチロー
ルプロパントリアクリレート２７ｇ、光開始剤としてベ
ンゾフェノン６ｇ、Ｎ，Ｎ′−テトラエチル−４，４′
−ジアミノベンゾフェノン２ｇ、密着性向上剤として、
Ｎ−β−（Ｎ−ビニルベンジルアミノエチル）−γ−ア
ミノプロピルトリメトキシシランの塩酸塩（東レ・ダウ
コーニングシリコーン(株)製、商品名ＳＺ−６０３２）
１．５ｇ及びプロピレングリコールモノメチルエーテル
２８０ｇを加えて混合し、着色画像形成材料を含む感光
液を得た。この感光液を、ガラス基板（コーニング社
製、商品名７０５９）上にスピンコート法により塗布
し、更に８０℃、５分の乾燥を行い、膜厚２．０μｍの
膜を形成した。得られた膜を温度４０℃、湿度９０％の
恒温恒湿槽内入れてに１時間放置した後、ネガマスクを
通して超高圧水銀灯により、画像状に１５０mJ/cm²の露
光を行い、次いで、トリエタノールアミンを６重量％含
む水溶液により現像を行った。得られた赤色の画像パタ
ーンについて、評価結果を表１に示す。

【００３６】実施例２樹脂として、前記の合成例で得られた樹脂溶液１１０ｇ
（固形分６０ｇ）、顔料として、カラーインデックス名
で、ピグメントグリーン３６を２２ｇ及びピグメントイ
エロー８３を８ｇをプロピレングリコールモノメチルエ
ーテル２００ｇに加え、これをビーズミルを用いて２時
間分散した。この分散液２２０ｇに、モノマとしてペン
タエリスリトールテトラアクリレート３５ｇ、光開始剤
としてベンゾフェノン６ｇ、Ｎ，Ｎ′−テトラエチル−
４，４′−ジアミノベンゾフェノン３ｇ、密着性向上剤
として、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラ
ン（信越シリコーン(株)製、商品名ＫＢＭ−５０３）
１．２ｇ及びプロピレングリコールモノメチルエーテル
１２５ｇを加えて混合し、着色画像形成材料を含む感光
液を得た。この感光液を実施例１と同様にガラス基板上
に塗布、乾燥し、膜厚２．０μｍの膜を形成した。得ら
れた膜を、実施例１と同様に恒温恒湿槽内に入れて放置
した後、実施例１と同様の方法及び条件で露光、現像を
行った。得られた緑色の画像パターンについて、評価結
果を表１に示す。

【００３７】実施例３樹脂として、前記の合成例で得られた樹脂溶液３６ｇ
（固形分２０ｇ）、顔料として、カラーインデックス名
で、ピグメントブルー１５：６を２４ｇ及びピグメント
バイオレット２３を１ｇをプロピレングリコールモノメ
チルエーテル２００ｇに加え、これをビーズミルを用い
て２時間分散した。この分散液１４０ｇに、上記の樹脂
溶液７０ｇ（固形分３８．５ｇ）、モノマとして１，４
−ブタンジオールジアクリレート３５ｇ、光開始剤とし
てベンゾフェノン６ｇ、Ｎ，Ｎ′−テトラエチル−４，
４′−ジアミノベンゾフェノン２ｇ、密着性向上剤とし
て、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン
（信越シリコーン(株)製、商品名ＫＢＭ−５０３）３
ｇ、ビニルトリエトキシシラン（チッソ(株)製、商品名
Ｓ２２０）２．５ｇ及びプロピレングリコールモノメチ
ルエーテル２３０ｇを加えて混合し、着色画像形成材料
を含む感光液を得た。この感光液を、実施例１と同様に
ガラス基板上に塗布、乾燥し、膜厚２．０μｍの膜を形
成した。得られた膜に、実施例１と同様の恒温恒湿槽内
に入れて放置した後、実施例１と同様の方法及び条件で
露光、現像を行った。得られた青色の画像パターンにつ
いて、評価結果を表１に示す。

【００３８】実施例４実施例１で得られた感光液を、厚さ６μｍのポリエチレ
ンテレフタレートフィルム上に、グラビアコート法によ
り塗布し、１００℃、２分の乾燥により、膜厚２．０μ
ｍの着色画像形成材料を含む層を形成し、その上に厚さ
４０μｍのポリエチレンフィルムで被覆して感光性エレ
メントを得た。得られた感光性エレメントからポリエチ
レンフィルムを剥がした後、実施例１で用いたものと同
様のガラス基板上に、ラミネートした。ラミネート条件
は、ガラス基板温度４０℃、ラミネートロール温度１１
０℃、ラミネート圧力３．５kgf/cm²、ラミネート速度
１．５m/minで行った。次に、ポリエチレンテレフタレ
ートフィルムを剥離し、温度４５℃、湿度８０％の恒温
恒湿槽内に入れて２時間放置した後、ネガマスクを通し
て、超高圧水銀灯により画像状に１００mJ/cm²の露光を
行い、実施例１と同様な方法及び条件で現像を行った。
得られた赤色の画像パターンについて、評価結果を表１
に示す。

【００３９】実施例５クロム蒸着によりブラックマトリックスを形成した実施
例１で用いたガラス基板上に、実施例１と同様な方法及
び条件で赤色の画像パターンを形成した後、１５０℃で
１０分間の後加熱を行った。次いで、その基板を用い
て、実施例２と同様な方法及び条件で、赤色画像パター
ンの隣に青色の画像パターンを形成した。その後、１５
０℃で１０分間の後加熱を行った。次いで、その基板を
用いて、実施例３と同様な方法及び条件で、青色画像パ
ターンの隣に緑青色の画像パターンを形成した。その
後、１５０℃で１０分間の後加熱を行った。以上によ
り、１つの画素が、３０μｍ×１００μｍの赤、青及び
緑色の三色からなるモザイク状に画素が並んだカラーフ
ィルターを作製した。

【００４０】実施例６クロム蒸着によりブラックマトリックスを形成した実施
例１で用いたガラス基板上に、実施例４と同様な方法及
び条件で赤色の画像パターンを形成した後、１５０℃で
１０分間の後加熱を行った。次いで実施例２で得られた
感光液を用いて、実施例４と同様な方法及び条件で、感
光性エレメントを作製した。この感光性エレメントを上
記の基板上に実施例４と同様な方法及び条件でラミネー
トし、ポリエチレンテレフタレートフィルムを剥離して
恒温恒湿槽内に入れて放置した後、露光を行い、実施例
２と同様な方法及び条件で現像を行い、赤色画像パター
ンの隣に青色の画像パターンを形成した。その後、１５
０℃で１０分間の後加熱を行った。次いで、実施例３で
得られた感光液を用いて、実施例４と同様な方法及び条
件で、感光性エレメントを作製した。この感光性エレメ
ントを上記の基板上に実施例４と同様な方法及び条件で
ラミネートし、ポリエチレンテレフタレートフィルムを
剥離して恒温恒湿槽内に入れて放置した後、さらに露光
を行い、実施例３と同様な方法及び条件で現像を行い、
青色画像パターンの隣に緑色の画像パターンを形成し
た。その後、１５０℃で１０分間の後加熱を行った。以
上により、１つの画素が、３０μｍ×１００μｍの赤、
青及び緑色の三色からなるモザイク状に画素が並んだカ
ラーフィルターを作製した。

【００４１】比較例１実施例１の中で恒温恒湿槽内に入れて放置しなかった以
外は、実施例１と同様な組成及び方法、条件で得た感光
液を用いて、実施例１と同様な方法及び条件で膜厚２．
０μｍの膜を形成し、更に露光及び現像を行った。結果
を表１に示す。

【００４２】比較例２実施例１と同様な組成及び方法、条件で得た感光液を用
いて、実施例１と同様な方法及び条件で膜厚２．０μm
の膜を形成した。得られた膜を温度４０℃、湿度７０％
の恒温恒湿槽内に入れて３０分放置した後、更に露光及
び現像を行った。結果を表１に示す。

【００４３】実施例７実施例１で得られた感光液を一カ月室温（２５℃）で放
置した後、実施例１と同様な方法及び条件で膜厚２．０
μｍの膜を形成し、恒温恒湿槽内に入れて放置した後、
更に露光及び現像を行った。結果を表１に示す

【００４４】比較例３実施例７の一カ月室温で放置した感光液を使用して実施
例１と同様な方法及び条件で膜厚２．０μｍの膜を形成
した。ついで恒温恒湿槽内に入れて放置を行わずに露光
及び現像を行った。結果を表１に示す

【００４５】

【表１】 1) カッターにより１mm角のます目１００個を形成し、
セロテープによる引き剥がしテスト、剥離せずに残った
ます目の数で密着性を評価 2) 光学密度０．０５を１段目とし、１段ごとに光学密
度が０．１５ずつ増加する２１段のＳＴ（ステップタブ
レット）を用いて評価

【００４６】表１から、本発明における一定条件の雰囲
気下に放置する工程を省略した場合（比較例１）や条件
外の雰囲気下に放置した場合（比較例２）、膜の密着性
は低下する。また、感光液を調製後一カ月経過した感光
液（比較例３）は経時劣化によって現像時に画像パター
ンが剥離し、画像が得られないことが分かる。それに対
し、本発明での露光現像前に膜を一定条件の雰囲気下に
放置する工程を行う場合は、膜の密着性を大幅に向上さ
せることができ、光感度、高解像度の画像パターンを得
ることができる（実施例１、２及び３）。また、一カ月
室温で放置した感光液を使用して膜を形成し露光現像を
行っても感光性の低下は見られなかった（実施例７）。

【００４７】一方、実施例４に示した感光性エレメント
を用いた場合でも、実施例１の場合と同様な光感度と解
像度を示した。このように従来になく特性良好な着色画
像形成材料を用いて、作製したカラーフィルター（実施
例５及び６）は、いずれも消偏性が５００以上と光学特
性に優れ、画像表示素子として有効であることを確認し
た。

【００４８】

【発明の効果】本発明のカラーフィルタ製造法は、基板
への密着性を著しく向上させ、しかも、材料の経時劣化
の影響を受けず、良好な感光性を維持できる。本発明の
カラーフィルターの製造法で製造したカラーフィルター
は、光学特性の優れた画像表示素子として用いることが
できる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者赤堀聡彦茨城県日立市東町四丁目13番１号日立化成工業株式会社茨城研究所内 (72)発明者山崎浩二茨城県日立市東町四丁目13番１号日立化成工業株式会社茨城研究所内 (72)発明者佐藤勉千葉県市原市五井南海岸14番地日立化成工業株式会社五井工場内 (72)発明者木村陽一千葉県市原市五井南海岸14番地日立化成工業株式会社五井工場内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】酸価が２０〜３００で重量平均分子量が
１，５００〜２００，０００の樹脂、顔料、光重合性不
飽和結合を分子内に２つ以上含有するモノマー及び光開
始剤を含む着色画像形成材料の膜を基板上に形成し、温
度が３０〜６０℃、相対湿度が８０％以上の雰囲気下に
放置させた後、活性光線を画像状に照射し、露光部を光
硬化させ、未露光部を現像により除去する工程を、異な
った複数の色の着色画像形成材料について繰り返し行
い、画素を形成することを特徴とするカラーフィルター
の製造法。
【請求項２】雰囲気下に放置させる時間を３０分間以
上とする請求項１記載のカラーフィルターの製造法。
【請求項３】異なった複数の色が、赤、青及び緑であ
る請求項１又は２記載のカラーフィルターの製造法。
【請求項４】請求項１、２又は３記載のカラーフィル
ターの製造法により製造されたカラーフィルター。