JPH0915841A - 着色画像形成用感光液、これを用いたカラーフィルタの製造法及びカラーフィルタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 顔料の分散性、分散安定性を向上させ、塗膜
の均一性を著しく高めた着色画像形成用感光液、これを
用いたカラーフィルタの製造法及びカラーフィルタを提
供する。 【構成】 （ａ）酸価が２０〜３００、重量平均分子量
が１，５００〜２００，０００の樹脂、（ｂ）顔料、
（ｃ）光重合性不飽和結合を分子内に一つ以上有するモ
ノマ、（ｄ）光開始剤及び（ｅ）有機溶剤を含有してな
る着色画像形成用感光液において、有機溶剤中に吉草酸
又はイソ吉草酸のアルキルエステルを含む着色画像形成
用感光液、これを用いたカラーフィルタの製造法及びカ
ラーフィルタ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、着色画像形成用感光
液、これを用いたカラーフィルタの製造法及びカラーフ
ィルタに関する。

【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が多用されている。
このカラーフィルタの製造法として、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、耐光性が低いという問
題があった。そこで、最近、耐熱性及び耐光性を改良す
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、製造も簡略化され、得られたカラーフィルタも
安定で、寿命の長いものになることが知られている。し
かし、顔料を安定に分散させるための技術が難しく、特
に顔料の分散性に影響を及ぼす有機溶剤の選定が困難で
あった。また、顔料の分散性が低いと、基板上に塗布し
た際、塗布むらが発生し、色の均一なカラーフィルター
が得られないという問題がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記した従
来の技術の問題を解消し、顔料の分散性、分散安定性を
向上させ、塗膜の均一性を著しく高めた着色画像形成用
感光液、これを用いたカラーフィルタの製造法及びカラ
ーフィルタを提供するものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、（ａ）酸価が
２０〜３００、重量平均分子量が１，５００〜２００，
０００の樹脂、（ｂ）顔料、（ｃ）光重合性不飽和結合
を分子内に一つ以上有するモノマ、（ｄ）光開始剤及び
（ｅ）有機溶剤を含有してなる着色画像形成用感光液に
おいて、有機溶剤中に吉草酸又はイソ吉草酸のアルキル
エステルを含む着色画像形成用感光液に関する。また、
本発明は、前記着色画像形成用感光液を、基板上に塗
布、乾燥して膜を形成し、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の製造法及
びこのカラーフィルタの製造法により製造したカラーフ
ィルタに関する。

【０００５】本発明の着色画像形成用感光液は、（ａ）
酸価が２０〜３００、重量平均分子量が１，５００〜２
００，０００の樹脂、（ｂ）顔料、（ｃ）光重合性不飽
和結合を分子内に一つ以上有するモノマ、（ｄ）光開始
剤及び（ｅ）有機溶剤を含有するものであり、有機溶剤
中に吉草酸又はイソ吉草酸のアルキルエステルを含むこ
とを必須とする。

【０００６】本発明における（ａ）酸価が２０〜３０
０、重量平均分子量が１，５００〜２００，０００の樹
脂としては、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く、例えば、アクリル酸、メタク
リル酸、イタコン酸等のカルボキシル基含有重合性モノ
マと、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル、ス
チレン等の重合性モノマとの共重合体が代表的なものと
して挙げられる。また、光重合性不飽和結合を有するカ
ルボキシル基含有樹脂も、光感度の点から、好ましいも
のとして挙げられる。

【０００７】光重合性不飽和結合を有するカルボキシル
基含有樹脂としては、例えば、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を
反応させた樹脂、カルボキシル基含有樹脂にグリシジル
基含有不飽和化合物（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）や不飽和アルコール（アリ
ルアルコール、２−ヒドロキシエチルアクリレート、２
−ヒドロキシエチルメタクリレート等）を反応させた樹
脂、下記一般式（Ｉ）

【化２】 （式中、Ｒ¹は水素原子又はメチル基を示し、Ｒ²は水素
原子、水酸基、炭素数１〜１２のアルキル基又はアルコ
キシ基を示し、Ｒ³は炭素数１〜１２のアルキル基を示
し、Ｒ⁴は水素原子、炭素数１〜１２のアルキル基又は
光反応性不飽和結合を有する基を示し、ｍ及びｎは１以
上の整数であり、１≦ｍ／ｎ≦５となるように選ばれ
る）で表される樹脂などが挙げられ、中でも、耐熱性、
分散性等の点から、上記一般式（Ｉ）で表される樹脂が
好ましい。

【０００８】上記一般式（Ｉ）で表される樹脂の製造法
としては、例えば、一般式（Ｉ）で表される樹脂の前駆
体に、不飽和アルコール（アリルアルコール、２−ブテ
ン−４−オール、フルフリルアルコール、オレイルアル
コール、シンナミルアルコール、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−メチロー
ルアクリルアミド等）をエステル化反応させて製造する
方法、一般式（Ｉ）で表される樹脂の前駆体に、オキシ
ラン環とエチレン性不飽和結合をそれぞれ１個有する化
合物（グリシジルメタクリレート、グリシジルアクリレ
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、イタ
コン酸モノアルキルモノグリシジルエステル等）を付加
反応させて製造する方法などが挙げられる。

【０００９】一般式（Ｉ）で表される樹脂の前駆体とし
ては、スチレン又はその誘導体と、マレイン酸モノアル
キルエステル（マレイン酸のハーフエステル）とを共重
合することにより得ることができる。スチレン誘導体と
しては、例えば、α−メチルスチレン、ｍ又はｐ−メト
キシスチレン、ｐ−ヒドロキシスチレン、２−メトキシ
−４−ヒドロキシスチレン、２−ヒドロキシ−４−メチ
ルスチレン等が挙げられる。マレイン酸モノアルキルエ
ステルとしては、例えば、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−イソプロピル、マレイン酸モノ−ｎ−ブ
チル、マレイン酸モノ−ｎ−ヘキシル、マレイン酸モノ
−ｎ−オクチル、マレイン酸モノ−２−エチルヘキシ
ル、マレイン酸モノ−ｎ−ノニル、マレイン酸モノ−ｎ
−ドデシル等が挙げられる。

【００１０】このようにして得られた上記一般式（Ｉ）
で表される樹脂の不飽和当量は、６００〜３０００とす
ることが好ましく、８００〜２０００とすることがより
好ましい。不飽和当量が、６００未満では、顔料との分
散時に一部硬化する傾向があり、３０００を超えると、
光感度の向上効果が低下する傾向がある。なお、ここで
いう不飽和当量とは、不飽和結合一つあたりの樹脂の分
子量を意味している。

【００１１】本発明における（ａ）成分の酸価は、２０
〜３００であり、４０〜２００とすることが好ましく、
６０〜１５０とすることがより好ましい。酸価が、２０
未満では、アルカリ現像性が低下し、３００を超える
と、画像パターンの形状が不鮮明となる。また、本発明
における（ａ）成分の重量平均分子量（ゲルパーミエー
ションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）で測定し、標準ポ
リスチレンによる検量線を用いて換算したもの）は、
１，５００〜２００，０００であり、５，０００〜１０
０，０００とすることが好ましく、１０，０００〜５
０，０００とすることがより好ましい。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、２００，０００を超えると、感光液の粘度が高くな
り、塗布性が低下する。上記した（ａ）成分としての樹
脂は、単独で又は２種類以上を組み合わせて使用され
る。

【００１２】本発明における（ｂ）顔料としては、無機
顔料と有機顔料があるが、通常、黒色のカーボンブラッ
ク、黒鉛等を除いては、色調の豊富さなどから、有機顔
料が使用される。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。

【００１３】本発明の着色画像形成用感光液をカラーフ
ィルタに適用する場合には、赤、緑、青、黒色等の着色
画像に適した各顔料系が使用される。

【００１４】赤色の着色画像としては、単一の赤色顔料
系を用いてもよく、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、C.I.ピグメントレッド９、１２
３、１５５、１６８、１７７、１８０、２１７、２２
０、２２４等が挙げられる。黄色顔料系としては、例え
ば、カラーインデックス名で、C.I.ピグメントイエロー
２０、２４、８３、９３、１０９、１１０、１１７、１
２５、１３９、１４７、１５４等が挙げられる。これら
の赤色顔料系及び黄色顔料系は、それぞれ２種類以上を
混合して使用することもできる。なお、赤色顔料系と黄
色顔料系を混合して使用する場合には、黄色顔料系を、
赤色顔料系と黄色顔料系の総量１００重量部に対して、
５０重量部以下で使用することが好ましい。

【００１５】緑色の着色画像としては、単一の緑色顔料
系を用いてもよく、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、C.I.ピグメントグリーン
７、３６、３７等が挙げられる。これらの緑色顔料系及
び黄色顔料系は、それぞれ２種類以上を混合して使用す
ることもできる。なお、緑色顔料系と黄色顔料系を混合
して使用する場合には、黄色顔料系を、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
で使用することが好ましい。

【００１６】青色の着色画像としては、単一の青色顔料
系を用いてもよく、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、C.I.ピグメントブルー１５、１
５：３、１５：４、１５：６、２２、６０等が挙げられ
る。紫色顔料系としては、例えば、カラーインデックス
名で、C.I.ピグメントバイオレツド１９、２３、２９、
３７、５０等が挙げられる。これらの青色顔料系及び紫
色顔料系は、それぞれ２種類以上を混合して使用するこ
ともできる。なお、青色顔料系と紫色顔料系を混合して
使用する場合には、紫色顔料系を、青色顔料系と紫色顔
料系の総量１００重量部に対して、５０重量部以下で使
用することが好ましい。

【００１７】黒色の着色画像としては、例えば、カーボ
ンブラック、黒鉛、チタンカーボン、黒鉄、二酸化マン
ガン等の黒色顔料が使用される。

【００１８】本発明における（ｃ）光重合性不飽和結合
を分子内に一つ以上有するモノマとしては、例えば、メ
チルメタクリレート、ベンジルメタクリレート、ブトキ
シエチルメタクリレート、ブトキシエチルアクリレー
ト、ブトキシトリエチレングリコールアクリレート、Ｅ
ＣＨ（エピクロルヒドリン）変性ブチルアクリレート、
ジシクロペンタニルアクリレート、ＥＯ（エチレンオキ
シド）変性ジシクロペンテニルアクリレート、Ｎ，Ｎ−
ジメチルアミノエチルメタクリレート、エチルジエチレ
ングリコールアクリレート、２−エチルヘキシルアクリ
レート、グリセロールメタクリレート、ヘプタデカフロ
ロデシルアクリレート、２−ヒドロキシエチルメタクリ
レート、カプロラクトン変性−２−ヒドロキシエチルア
クリレート、イソボルニルアクリレート、メトキシジプ
ロピレングリコールアクリレート、メトキシ化シクロデ
カトリエンアクリレート、フェノキシヘキサエチレング
リコールアクリレート、ＥＯ変性リン酸アクリレート、
カプロラクトン変性テトラヒドロフルフリルアクリレー
ト、ＥＯ変性ビスフェノールＡジアクリレート、ＥＣＨ
変性ビスフェノールＡジアクリレート、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（プロピレンオキシド）変性トリメチ
ロールプロパントリアクリレート、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のア
クリレート、これらに対応するメタクリレートなどが挙
げられる。これらのモノマは単独で又は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（ｄ）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。

【００２０】本発明における（ｅ）有機溶剤は、吉草酸
又はイソ吉草酸のアルキルエステルが含まれることが必
須である。吉草のアルキルエステルとしては、例えば、
吉草酸メチル、吉草酸エチル、吉草酸プロピル、吉草酸
イソプロピル、吉草酸ブチル、吉草酸イソブチル、吉草
酸tert−ブチル、吉草酸ペンチル、吉草酸イソペンチル
等が挙げられる。イソ吉草酸のアルキルエステルとして
は、例えば、イソ吉草酸メチル、イソ吉草酸エチル、イ
ソ吉草酸プロピル、イソ吉草酸イソプロピル、イソ吉草
酸ブチル、イソ吉草酸イソブチル、イソ吉草酸tert−ブ
チル、イソ吉草酸ペンチル、イソ吉草酸イソペンチル、
イソ吉草酸tert−ペンチル、イソ吉草酸ヘキシル等が挙
げられる。これらの中で、吉草酸メチル、吉草酸エチ
ル、イソ吉草酸エチル、イソ吉草酸イソプロピル、イソ
吉草酸ブチル、イソ吉草酸イソペンチル等が好ましい。
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。

【００２１】本発明における（ａ）成分の配合量は、
（ａ）成分、（ｂ）成分、（ｃ）成分及び（ｄ）成分の
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。この配合量
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。

【００２２】本発明における（ｂ）成分の配合量は、
（ａ）成分、（ｂ）成分、（ｃ）成分及び（ｄ）成分の
総量に対して、５〜７０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、１５〜３
０重量％とすることが特に好ましい。この配合量が、５
重量％未満では、画像の色濃度が低すぎる傾向があり、
７０重量％を超えると、光感度が低下する傾向がある。

【００２３】本発明における（ｃ）成分の配合量は、
（ａ）成分、（ｂ）成分、（ｃ）成分及び（ｄ）成分の
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。この配合量が、２重
量％未満では、光感度が低すぎる傾向があり、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。

【００２４】本発明における（ｄ）成分の配合量は、
（ａ）成分、（ｂ）成分、（ｃ）成分及び（ｄ）成分の
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％とすることが好ましく、５〜１０
重量％とすることが特に好ましい。この配合量が、０．
０１重量％未満では、光感度が低すぎる傾向があり、２
０重量％を超えると、密着性が低下する傾向がある。

【００２５】本発明における（ｅ）成分の配合量は、
（ａ）成分、（ｂ）成分、（ｃ）成分及び（ｄ）成分を
含む全固形分が、５〜４０重量％となるように使用する
ことが好ましい。この配合量の全固形分が、５重量％未
満では、塗膜の乾燥に時間がかかる傾向があり、４０重
量％を超えると、感光液の粘度が高すぎて、塗布性が低
下する傾向がある。

【００２６】本発明の着色画像形成用感光液には、暗反
応を抑制するための熱重合禁止剤（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）、基板との密着性を向上させるた
めのチタネートカップリング剤（ビニル基、エポキシ
基、アミノ基、メルカプト基等を有したシランカップリ
ング剤やイソプロピルトリメタクリロイルチタネート、
ジイソプロピルイソステアロイル−４−アミノベンゾイ
ルチタネート等）、膜の平滑性を向上させるための界面
活性剤（フッ素系、シリコン系、炭化水素系等）及びそ
の他、紫外線吸収剤、酸化防止剤などの各種添加剤を必
要に応じて適宜使用することができる。

【００２７】また、本発明の着色画像形成用感光液に
は、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、メラ
ミン樹脂等の（ａ）成分の樹脂の範囲外の樹脂を、
（ａ）成分の樹脂１００重量部に対して、５０重量部以
下で使用することができる。この使用量が、５０重量部
を超えると、顔料の分散安定性や光感度が低下する傾向
がある。

【００２８】また、本発明の着色画像形成用感光液に
は、（ｅ）成分の有機溶剤以外の一般的な有機溶剤を使
用することができる。この使用量としては、（ｅ）成分
の総量に対して、９０重量％以下とすることが好まし
く、５０重量％以下とすることが好ましい。この使用量
が、９０重量％を超えると、顔料分散が不良になり、
（ｅ）成分の有機溶剤を用いた効果が薄れる傾向があ
る。これらの有機溶剤としては、例えば、シクロヘキサ
ノン、トルエン、メチルエチルケトン、キシレン、エチ
レングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコー
ルモノメチルエーテルアセテート等が挙げられる。

【００２９】本発明の着色画像形成用感光液の製造例を
以下に説明する。まず（ｂ）成分の顔料を分散させるた
めに、（ａ）成分の樹脂及び（ｂ）成分の顔料を（ｅ）
成分の有機溶剤と混合し、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、ニーダー等の各種分散、混練装置を用い
て行う。この分散工程の際、アニオン系顔料分散剤（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）、ノ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等）などの顔
料分散剤や、有機顔料（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）に置換基
（カルボキシル基、スルホン酸基、スルホン酸塩基、カ
ルボン酸アミド基、スルホン酸アミド基、水酸基等）を
導入した有機顔料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となり好ましい。これら顔料分散
剤や有機顔料の誘導体は、顔料１００重量部に対して、
５０重量部以下で使用することが好ましい。また、顔料
分散時に、（ｃ）成分及び（ｄ）成分を加えることもで
き、顔料分散後に（ｃ）成分及び（ｄ）成分を加えるこ
ともできる。

【００３０】（ａ）成分の樹脂は、全量を分散時に顔料
と共に使用することもでき、樹脂の一部を分散後に使用
することもできる。ただし、樹脂は、顔料１００重量部
に対して、分散時に少なくとも２０重量部以上使用する
ことが好ましい。樹脂の使用量が分散時に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（ｅ）成分の有機溶剤も、顔料の分散時に全量を使用
することもでき、有機溶剤の一部を分散後に使用するこ
ともできる。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、分散時に少なくとも１
００重量部以上使用することが好ましい。有機溶剤の使
用量が分散時に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、分散が困難となる傾向がある。

【００３１】本発明のカラーフィルタの製造法は、上記
本発明の着色画像形成用感光液を、基板上に塗布、乾燥
して膜を形成し、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
なった複数の色のについて繰り返し行い、画素を形成す
る方法である。

【００３２】上記本発明の着色画像形成用感光液を、基
板上に塗布する方法としては、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、ディツプコーター塗布、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が挙げられる。この時に
使用する基板としては、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
ツク基板、光電変換素子を有する半導体基板等が挙げら
れる。塗布後、通常、５０〜１５０℃の温度で、１〜３
０分間乾燥して膜を形成することができる。

【００３３】次いで、上記の方法で得られた基板上の膜
に、活性光線を画像状に照射し、露光部の膜を硬化させ
る。この時、得られた膜の表面に、ポリビニルアルコー
ル等の酸素遮蔽膜を、０．５〜３０μｍの厚みで形成し
た後、その上から露光することもできる。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
等が挙げられる。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。

【００３４】次いで、未露光部を除去する現像工程によ
り、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。現像方法としては、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
ける方法、水溶液に浸漬する方法などが挙げられる。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、６０〜２
００℃の温度で、１〜６０分間、後加熱をすることによ
り、画像パターンが、より強固となるために好ましい。

【００３５】以上の工程を、異なった複数の色のについ
て繰り返し行い、画素を形成して、カラーフィルタが得
られる。液晶表示素子に用いるカラーフィルタの作製法
としては、例えば、ガラス基板上に、本発明の着色画像
形成用感光液を用いて、上記方法を繰り返して行うこと
により、赤、緑及び青の着色画素を形成した後、この着
色画素間のすき間に、上記方法で、本発明の着色画像形
成用感光液（黒色）を用いて、黒色の着色画素をブラッ
クマトリクスとして形成する方法、先にクロム蒸着又は
本発明の着画像形成用感光液（黒色）を用いて、上記方
法で、黒色の着色画素をブラックマトリクスとして形成
した後、上記と同様な方法で、赤、緑及び青の着色画素
を形成する方法等が挙げられる。

【００３６】

【実施例】以下、実施例により本発明を説明する。 実施例１ （ａ）成分として、表１に示す一般式（Ｉ）で表される
樹脂１０ｇ、（ｂ）成分として、カーボンブラック４０
ｇを、（ｅ）成分である吉草酸メチル３００ｇ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
に、（ｃ）成分として、ペンタエリスリトールテトラア
クリレート３０ｇ、（ｄ）成分としてベンゾフェノン１
２ｇ、Ｎ，Ｎ′−テトラエチル−４，４′−ジアミノベ
ンゾフェノン４ｇ及び（ｅ）成分以外の有機溶剤である
エチレングリコールモノエチルエーテル１００ｇを加え
て混合し、黒色の着色画像形成用感光液を得た。得られ
た感光液を、２５℃で静置した際に、二次凝集が起き始
めるまでの日数を分散安定性とし、結果を表２に示し
た。また、得られた感光液を、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
した後、１１０℃で５分間の乾燥を行い、膜厚１．０μ
ｍの膜を形成し、塗布した際の塗膜の外観を目視にて評
価し、結果を表２に示した。

【００３７】得られた膜に、ネガマスクを通して超高圧
水銀灯により、画像状に６００mJ/cm²の露光を行い、次
いで、トリエタノールアミンを３重量％含む水溶液によ
り、現像を行い、黒色の画像パターンを得た。得られた
黒色の画像パターンの光学密度は、２．５であった。ま
た、得られた黒色の画像パターンの光感度、解像度、パ
ターン形状を下記の方法で評価し、結果を表２に示し
た。 光感度：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段のステップタブレ
ットを用いて評価した。この値が大きいほど、光感度が
優れる。 解像度：ライン及びスペースの幅（μｍ）の等しいパタ
ーンを有するネガマスクを用いて評価した。完全に現像
できた最少のライン及びスペースの幅（μｍ）で示さ
れ、この値が小さいほど、解像度が優れる。 パターン形状：画像パターンの表面状態、断面形状につ
いて評価した。表面が均一で、断面形状が短形に近いほ
ど、パターン形状が優れる。

【００３８】実施例２ （ａ）成分として、表１に示す一般式（II）で表される
樹脂３０ｇ、（ｂ）成分として、カラーインデックス名
で、C.I.ピグメントレッド１７７ ２１ｇ及びC.I.ピグ
メントイエロー１３９ ４ｇを、（ｅ）成分である吉草
酸エチル３００ｇの溶剤に加え、これをビーズミルを用
いて２時間分散した。この分散液に、上記の樹脂５ｇ、
（ｃ）成分として、トリメチロールプロパントリアクリ
レート３２ｇ、（ｄ）成分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及び（ｅ）成分であるイソ吉草酸エチル１０
０ｇを加えて混合し、赤色の着色画像形成用感光液を得
た。得られた感光液を、実施例１と同様にして分散安定
性を評価し、結果を表２に示した。また、得られた感光
液を、実施例１と同様にして、膜厚２．０μｍの膜を形
成し、塗布した際の塗膜の外観を目視にて評価し、結果
を表２に示した。得られた膜に、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、次いで、トリエタノールアミンを３重量％含む水溶
液により現像を行い、赤色の画像パターンを得た。得ら
れた赤色の画像パターンの光感度、解像度、パターン形
状を実施例１と同様にして評価し、結果を表２に示し
た。

【００３９】実施例３ （ａ）成分として、表１に示す一般式（II）で表される
樹脂４０ｇ、（ｂ）成分として、カラーインデックス名
で、C.I.ピグメントグリーン３６ １５ｇ及びC.I.ピグ
メントイエロー８３ ５ｇを、（ｅ）成分である吉草酸
イソペンチル１００ｇ及びイソ吉草酸エチル１００ｇの
混合溶剤に加え、これをビーズミルを用いて２時間分散
した。この分散液に、（ｃ）成分として、１，４−ブタ
ンジアクリレート３２ｇ、（ｄ）成分として、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及び（ｅ）成分である吉草酸メ
チル２００ｇを加えて混合し、緑色の着色画像形成用感
光液を得た。得られた感光液を、実施例１と同様にして
分散安定性を評価し、結果を表２に示した。また、得ら
れた感光液を、実施例２と同様にして、膜を形成し、塗
布した際の塗膜の外観を目視にて評価し、結果を表２に
示した。得られた膜に、実施例２と同様にして、露光及
び現像を行い、緑色の画像パターンを得た。得られた緑
色の画像パターンの光感度、解像度、パターン形状を実
施例１と同様にして評価し、結果を表２に示した。

【００４０】実施例４ （ａ）成分として、表１に示すアクリル樹脂３８ｇ、
（ｂ）成分として、カラーインデックス名で、C.I.ピグ
メントブルー１５−６ １７ｇ及びC.I.ピグメントバイ
オレット２３ １ｇを、（ｅ）成分であるイソ吉草酸イ
ソプロピル２００ｇ及びイソ吉草酸ブチル１００ｇの混
合溶剤に加え、これをビーズミルを用いて２時間分散し
た。この分散液に、（ｃ）成分として、トリメチロール
プロパントリアクリレート３６ｇ、（ｄ）成分としてベ
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及び（ｅ）成分以外の有
機溶剤であるエチレングリコールモノエチルエーテル１
００ｇを加えて混合し、青色の着色画像形成用感光液を
得た。得られた感光液を、実施例１と同様にして分散安
定性を評価し、結果を表２に示した。また、得られた感
光液を、実施例２と同様にして、膜を形成し、塗布した
際の塗膜の外観を目視にて評価し、結果を表２に示し
た。得られた膜に、実施例２と同様にして、露光した
後、１重量％の炭酸ソーダを含む水溶液で現像を行い、
青色の画像パターンを得た。得られた青色の画像パター
ンの光感度、解像度、パターン形状を実施例１と同様に
して評価し、結果を表２に示した。

【００４１】比較例１ （ｅ）成分をすべてエチレングリコールモノエチルエー
テルに代えた以外は、実施例１と同様にして、黒色の着
色画像形成用感光液を得た。得られた感光液を、実施例
１と同様にして分散安定性を評価し、結果を表２に示し
た。また、得られた感光液を、実施例１と同様にして、
膜を形成し、塗布した際の塗膜の外観を目視にて評価
し、結果を表２に示した。得られた膜に、実施例１と同
様にして、露光及び現像を行い、緑色の画像パターンを
得た。得られた緑色の画像パターンの光感度、解像度、
パターン形状を実施例１と同様にして評価し、結果を表
２に示した。

【００４２】比較例２ （ｅ）成分をすべてエチレングリコールモノメチルエー
テルアセテートに代えた以外は、実施例４と同様にし
て、青色の着色画像形成用感光液を得た。得られた感光
液を、実施例１と同様にして分散安定性を評価し、結果
を表２に示した。また、得られた感光液を、実施例４と
同様にして、膜を形成し、塗布した際の塗膜の外観を目
視にて評価し、結果を表２に示した。得られた膜に、実
施例４と同様にして、露光及び現像を行い、青色の画像
パターンを得た。得られた青色の画像パターンの光感
度、解像度、パターン形状を実施例１と同様にして評価
し、結果を表２に示した。

【００４３】

【表１】

【００４４】

【表２】

【００４５】表２から、本発明における（ｅ）有機溶剤
の範囲外の有機溶剤を用いて作製した着色画像形成用感
光液（比較例１及び２）は、顔料の分散安定性が低く、
液調製後、１０日以内で二次凝集が始まった。また、そ
れらの液を塗布した際の塗膜外観は、いたる所に塗布む
らが発生し不良であった。同様に塗膜の感光性も劣悪
で、感度、解像度が低く、得られたパターン形状にも問
題があった。それに対し、本発明における（ｅ）成分の
有機溶剤を用いて作製した着色画像形成用感光液（実施
例１、２、３及び４）は、顔料の分散安定性が高く、液
調整後、４５日以上放置しても二次凝集は起きなかっ
た。また、それらの液を塗布した際の塗膜外観は、極め
て均一で良好であった。同様に塗膜の感光性も良好で、
感度、解像度、いずれも高く、得られたパターン形状も
矩形で良好であった。

【００４６】実施例５ 実施例１で用いたガラス基板上に、クロムによりブラッ
クマトリクスを形成した後、実施例２と同様にして、赤
色の画像パターンを形成し、１８０℃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
様にして、赤色画像パターンの隣に、緑色の画像パター
ンを形成し、１８０℃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４と同様にして、緑色
画像パターンの隣に、青色の画像パターンを形成し、２
００℃で１０分間の後加熱を行った。以上により、一つ
の画素が、３０μｍ×１００μｍの赤、緑及び青色の三
色からなる、モザイク状に画素が並んだ高品質のカラー
フィルタを作製した。

【００４７】実施例６ 実施例１で用いたガラス基板上に、実施例１と同様にし
て、黒色の画像パターン（ブラックマトリクス）を形成
した後、２０５℃で２０分間の後加熱を行った。次い
で、実施例５と同様にして、赤、緑及び青色の順で画素
を形成し、一つの画素が、３０μｍ×１００μｍの赤、
緑及び青色の三色からなるモザイク状に画素が並んだ高
品質のカラーフィルターを作製した。

【００４８】実施例５及び実施例６のように、従来にな
く分散安定性の良好な感光液を用いて作製したカラーフ
ィルタは、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優れたものであることを確認し
た。

【００４９】

【発明の効果】請求項１記載の着色画像形成用感光液
は、顔料の分散性、分散安定性が高く、塗膜外観の優れ
た膜を得ることができる。請求項２記載の着色画像形成
用感光液は、請求項１記載の着色画像形成用感光液の効
果を奏し、より分散性、分散安定性が高く、さらに得ら
れた膜の耐熱性が優れる。請求項３記載のカラーフィル
タの製造法は、光学特性の優れた高品位なカラーフィル
タを製造できる。請求項４記載のカラーフィルタは、光
学特性が優れ、高品位であり、画像表示素子として優れ
たものである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０２Ｂ 5/20 １０１ Ｇ０２Ｂ 5/20 １０１ Ｇ０３Ｆ 7/027 ５０２ Ｇ０３Ｆ 7/027 ５０２ 7/028 7/028 7/033 7/033 (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 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 (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 （ａ）酸価が２０〜３００、重量平均分
   子量が１，５００〜２００，０００の樹脂、（ｂ）顔
   料、（ｃ）光重合性不飽和結合を分子内に一つ以上有す
   るモノマ、（ｄ）光開始剤及び（ｅ）有機溶剤を含有し
   てなる着色画像形成用感光液において、有機溶剤中に吉
   草酸又はイソ吉草酸のアルキルエステルを含む着色画像
   形成用感光液。
2. 【請求項２】 （ａ）酸価が２０〜３００、重量平均分
   子量が１，５００〜２００，０００の樹脂が、一般式
   （Ｉ） 【化１】 （式中、Ｒ¹は水素原子又はメチル基を示し、Ｒ²は水素
   原子、水酸基、炭素数１〜１２のアルキル基又はアルコ
   キシ基を示し、Ｒ³は炭素数１〜１２のアルキル基を示
   し、Ｒ⁴は水素原子、炭素数１〜１２のアルキル基又は
   光反応性不飽和結合を有する基を示し、ｍ及びｎは１以
   上の整数であり、１≦ｍ／ｎ≦５となるように選ばれ
   る）で表される樹脂である請求項１記載の着色画像形成
   用感光液。
3. 【請求項３】 請求項１又は２記載の着色画像形成用感
   光液を、基板上に塗布、乾燥して膜を形成し、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
   フィルタの製造法。
4. 【請求項４】 請求項３記載のカラーフィルタの製造法
   により製造したカラーフィルタ。