JPH0961616A - カラーフィルターの製造法及びカラーフィルター - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高い密着性及び感光性を維持しつつ、未露光
部の現像残渣を低減し、優れた光学特性を有するカラー
フィルターの製造法を提供すること。 【解決手段】 （ａ）酸価が２０〜３００で、重量平均
分子量が１５００〜２０００００の樹脂、（ｂ）顔料、
（ｃ）光重合性不飽和結合を分子内に１個以上含有する
モノマー、（ｄ）光開始剤及び（ｅ）シランカップリン
グ剤を含有してなる感光性の着色画像形成材料を含む感
光液を基板上に塗布し、乾燥後、露光及び現像により着
色画像を形成する工程を、異なる３〜４色の着色画像に
ついて繰り返し行うことによってカラーフィルターを製
造する方法において、２色目以降の感光液のシランカッ
プリング剤の含有量を１色目の感光液における含有量に
比べて少なくすることを特徴とするカラーフィルターの
製造法である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】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
色分解デバイスなど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は、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
得るという方法が採られていた。しかし、この方法で得
た画素は、材料からの制約で耐熱性及び耐光性が低いと
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。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用いた場
合、基板の未露光部に現像残渣が残るという問題点が新
たに発生する。

【０００３】

【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向上し、
その着色画像形成材料の持つ良好な感光性を維持しつ
つ、未露光部の現像残渣を低減し、優れた光学特性を有
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。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決すべく鋭意検討した結果、シランカップリング剤
を含有する特定組成の感光性着色画像形成材料を含む感
光液を用い、異なる色毎に着色画像を形成し、その際２
色目以降の感光液のシランカップリング剤含有量を、１
色目の感光液の含有量に比べて少なくすることにより基
板への感光性着色画像形成材料の密着性を高いレベルに
維持しつつ、未露光部の現像残渣を低減できることを見
出し、本発明を完成した。

【０００５】すなわち、本発明は、（ａ）酸価が２０〜
３００、重量平均分子量が１５００〜２０００００の樹
脂、（ｂ）顔料、（ｃ）光重合性不飽和結合を分子内に
１個以上含有するモノマー、（ｄ）光開始剤及び（ｅ）
シランカップリング剤を含有してなる感光性の着色画像
形成材料を含む感光液を基板上に塗布し、乾燥後、露光
及び現像により着色画像を形成する工程を、異なる３〜
４色の着色画像について繰り返し行うことによってカラ
ーフィルターを製造する方法において、２色目以降の感
光液のシランカップリング剤の含有量を１色目の感光液
における含有量に比べて少なく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って得られ
たカラーフィルターに関する。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、本発明について詳述する。
本発明に用いる感光性の着色画像形成材料において、
（ａ）成分である酸価が２０〜３００、重量平均分子量
が１５００〜２０００００の樹脂は、酸価及び分子量が
この範囲に入るものであれば特に制限はないが、例え
ば、（メタ）アクリル酸（アクリル酸及びメタクリル酸
を意味する。以下同様）、イタコン酸、マレイン酸、無
水マレイン酸、マレイン酸モノアルキルエステル等のカ
ルボキシル基含有重合性モノマーとメチルメタクリレー
ト、エチルメタクリレート、プロピルメタクリレート、
ブチルメタクリレート、メチルアクリレート、エチルア
クリレート、プロピルアクリレート、ブチルアクリレー
ト等の（メタ）アクリル酸エステル、スチレン、スチレ
ン誘導体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。前記マレイン酸モノアルキルエス
テルとしては、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。前
記スチレン誘導体としては、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。

【０００７】また、（ａ）成分の樹脂は、光重合性不飽
和結合を有するものであってもよい。かかる樹脂の代表
的なものとしては、高酸価のカルボキシル基含有樹脂に
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
モノアルキルグリシジルエーテル等のオキシラン環とエ
チレン性不飽和結合をそれぞれ１個有する化合物やアリ
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、Ｎ−メチロールアクリルアミ
ド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挙げられる。これ
らの樹脂の不飽和当量は、６００〜３０００の範囲とす
ることが好ましく、８００〜２０００の範囲とすること
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、光感度の向上硬化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。

【０００８】（ａ）成分の樹脂の酸価は２０〜３００、
好ましくは４０〜２００、より好ましくは６０〜１５０
の範囲とされる。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、（ａ）成分の樹脂の重量平均分子
量は１５００〜２０００００、好ましくは５０００〜１
０００００、より好ましくは１００００〜５００００の
範囲とされる。重量平均分子量が１５００未満では顔料
の分散安定性が乏しくなり、また、２０００００を超え
ると感光液にしたときに粘度が高くなり、スピンコート
する際の塗布性が低下する。なお、本明細書において、
重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラ
フィーによって測定し、標準ポリスチレンの検量線を用
いて換算した値である。

【０００９】（ａ）成分の樹脂の使用量は、（ａ）、
（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）及び（ｅ）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。この使用量が１０重量％未満で
あると、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。

【００１０】次に、（ｂ）成分の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り、いずれも使用
することができるが、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。本発明のカラーフィルターを製造する場合に
は、赤、緑、青及び黒色等の着色画像に適した各顔料系
が用いられる。

【００１１】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、１５
５、１６８、１７７、１８０、２１７、２２０、２２４
などが挙げられる。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２０、
２４、８３、９３、１０９、１１０、１１７、１２５、
１３９、１４７、１５４などが挙げられる。これらの赤
色及び黄色顔料は、それぞれ２種以上混合して用いるこ
ともできる。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、赤色顔料系と黄色顔料系の総量１００
重量部に対して黄色顔料系を５０重量部以下で用いるこ
とが好ましい。

【００１２】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、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、それぞ
れ２種以上混合して用いることもできる。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、緑色顔料
系と黄色顔料系の総量１００重量部に対して黄色顔料系
を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、３７、
５０等が挙げられる。これらの青色及び紫色顔料は、そ
れぞれ２種以上混合して用いることもできる。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、青色
顔料系と紫色顔料系の総量１００重量部に対して紫色顔
料系を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、黒鉛、チタ
ンカーボン、黒色酸化鉄、二酸化マンガン等の黒色顔料
が用いられる。

【００１４】本発明における（ｂ）成分の顔料の使用量
は、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）及び（ｅ）成分の
総量に対して５〜５０重量％とすることが好ましく、１
０〜４０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。

【００１５】本発明に用いる（ｃ）成分の光重合性不飽
和結合を分子内に２個以上有するモノマーとしては、例
えば、ＥＯ変性ビスフェノールＡジアクリレート（ＥＯ
はエチレンオキシドを意味する。以下同様）、ＥＣＨ変
性ビスフェノールＡジアクリレート（ＥＣＨはエピクロ
ルヒドリンを意味する。以下同様）、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、ポフ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、Ｅ
ＣＨ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（ＰＯはプロピレンオキシドを意味する。以下同
様）、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
トリ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などが挙げられる。これらのモノマ
ーは、単独で又は２種以上を組み合わせて用いることが
できる。

【００１６】本発明における（ｃ）成分のモノマーの使
用量は、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）及び（ｅ）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。モノマーの使用
量が２重量％未満であると、光感度が低くなる傾向があ
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。

【００１７】本発明に用いる（ｄ）成分の光開始剤とし
ては、特に制限はなく、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など
が挙げられる。これらの光開始剤は、単独で又は２種以
上を組み合わせて用いることができる。

【００１８】本発明における（ｄ）成分の光開始剤の使
用量は、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）及び（ｅ）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％未満であると、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。

【００１９】本発明に用いる（ｅ）成分のシランカップ
リング剤としては、特に制限はなく、例えば、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塩酸塩、γ−メタクリロキシプ
ロピルトリメトキシシラン、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
キシシランなどが挙げられる。これらは単独で又は２種
以上を組み合わせて用いることができる。

【００２０】本発明における着色画像形成材料の（ｅ）
成分の使用量は、１色目に用いる場合、（ａ）、
（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）及び（ｅ）成分の総量に対して
０．２〜２０重量％とすることが好ましく、０．５〜１
５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
％未満であると、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、良好な画像パターンが得
られなくなる傾向がある。

【００２１】本発明のカラーフィルターの製造法におい
ては、２色目以降に用いる着色画像形成材料の（ｅ）成
分の使用量を１色目に用いる着色画像形成材料の（ｅ）
成分の使用量より少なくすることが特徴である。具体的
には、２色目の着色画像形成材料の（ｅ）成分の使用量
を１色目に用いる着色画像形成材料の（ｅ）成分の使用
量の０〜９０％とすることが好ましく、０〜５０％とす
ることがより好ましく、０〜２０％とすることが特に好
ましい。この使用量が９０％を超えると、基板の未露光
部の現像残渣が多くなる。３色目に用いる着色画像形成
材料の（ｅ）成分の使用量は、２色目に用いる着色画像
形成材料の（ｅ）成分の使用量の０〜１００％とするこ
とが好ましく、０〜５０％とすることがより好ましく、
０〜２０％とすることが特に好ましい。この使用量が１
００％を超えると、基板の未露光部の現像残渣が多くな
る。また、４色目に用いる着色画像形成材料の（ｅ）成
分の使用量は、３色目の着色画像形成材料の（ｅ）成分
の使用量の０〜１００％とすることが好ましく、０〜５
０％とすることがより好ましく、０〜２０％とすること
が特に好ましい。この使用量が１００％を超えると、基
板の未露光部の現像残渣が多くなる。

【００２２】本発明のカラーフィルターの製造法におい
ては、着色画像を形成する工程を異なる３〜４色の着色
画像について繰り返し行う。本発明において、異なる３
〜４色の着色画像とは、先にクロム蒸着などにより形成
したブラックマトリックス上に赤、緑、青の着色画像を
形成する場合には、赤、緑、青の３色を示し、黒色の画
像形成材料を用いてブラックマトリックスを形成した
後、赤、緑、青の着色画像を形成する場合、あるいは
赤、緑、青の着色画像を形成した後に、これらの着色画
像の隙間に黒色の画像形成材料を用いてブラックマトリ
ックスを形成する場合には、赤、緑、青、黒の４色を示
す。

【００２３】本発明に用いる着色画像形成材料には、必
須成分である（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）及び
（ｅ）成分以外に、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。

【００２４】本発明における着色画像形成材料は、適当
な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、あるいは一旦支持体に塗布した後、基板にラミ
ネートするなどして基板上に膜として形成される。その
後、露光及び現像を行い、目的の画像パターンを得るこ
とができる。

【００２５】次に、本発明に用いる着色画像形成材料を
感光液とする方法について説明する。まず、（ｂ）成分
の顔料を分散させる必要がある。この方法としては、通
常、（ａ）成分の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・混練装置を用いて混練する方法がある。このとき
用い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、芳香族系などが
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
テルアセテール、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種以上を組み合わせて用いることができ
る。

【００２６】顔料分散時に、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などの顔料
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向上し、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。

【００２７】また、（ｃ）、（ｄ）及び（ｅ）成分は、
顔料分散時に加えても、顔料分散後にえてもよい。
（ａ）成分の樹脂は、全量を分散時に顔料と共に用いて
もよく、また、樹脂の一部を分散後に加えてもよい。た
だし、分散時に樹脂は顔料１００重量部に対して少なく
とも２０重量部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、また有機溶
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全量１００重量部に対し
て、分散時に少なくとも１００重量部用いることが好ま
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、ビーズミルなどで分散す
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（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）及
び（ｅ）成分を含む全固形分が５〜４０重量％の範囲に
なるように用いられることが好ましい。

【００２８】このような感光液を基板に塗布する方法と
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
塗布などがある。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１〜３０分間乾燥して膜を得ることが
できる。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の範囲で使用され
る。また、カラーフィルターに用いる場合には、通常、
０．２〜５μｍの範囲で使用される。

【００２９】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。また、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。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、可視光レーザーなどが好適である。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
直接描写などにより画像状に活性光線が照射される。続
いて現像工程を行う。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、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、又は塩を含む水溶液を吹き付
けるか、水溶液に浸漬するなど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、さらに、着色画像パターンを高圧水銀
灯などを用いて０．５〜５J/cm²の光量を後露光する
か、あるいは６０〜２００℃の温度で１〜６０分間、後
加熱すると、画像パターンはより強固になり好ましい。

【００３０】液晶表示素子に用いるカラーフィルターの
作成を例示すると、ガラス基板上に本発明における着色
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、緑、青等の着色画素を形成した後、こ
の着色画素間の隙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、緑、青等の着色画素を形成してカラーフィ
ルターを作成する方法などがある。

【００３１】

【実施例】次に、本発明を実施例により詳細に説明する
が、本発明はこれらによって制限されるものではない。 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、攪拌しながら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、さらに攪拌
しながら４時間保温して高酸価アクリル樹脂（酸価１９
３）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
和基を有する樹脂溶液を得た。この樹脂の酸価は８８、
重量平均分子量は４５０００であった。樹脂溶液の固形
分は５５重量％であった。

【００３２】感光液の作製例１ （ａ）成分として、前記の合成例１で得られた樹脂溶液
７３ｇ（固形分４０ｇ）、（ｂ）成分として、ピグメン
トレッド１７７〔カラーインデックス名（以下C.I.と略
す。）〕２５ｇ及びピグメントイエロー１３９（C.I.）
５ｇをプロピレングリコールモノメチルエーテル１６７
ｇ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）、（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２７ｇ、（ｄ）成分としてベンゾフェノ
ン６ｇ及びＮ，Ｎ′−テトラエチル−４，４′−ジアミ
ノベンゾフェノン２ｇ、（ｅ）成分として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）３ｇ並びにプロピレン
グリコールモノメチルエーテル２８０ｇを加えて混合
し、感光液を得た。

【００３３】感光液の作製例２ （ｅ）成分として用いたγ−メタクリロキシプロピルト
リメトキシシランの使用量を１．５ｇとした以外は、上
記の感光液の作製例１と全く同様に操作し、感光液を得
た。

【００３４】感光液の作製例３ （ｅ）成分であるγ−メタクリロキシプロピルトリメト
キシシランを省いた以外は、上記の感光液の作製例１と
全く同様に操作し、感光液を得た。

【００３５】感光液の作製例４ （ａ）成分として、前記の合成例１で得られた樹脂溶液
１１０ｇ（固形分６０ｇ）、（ｂ）成分として、ピグメ
ントグリーン３６（C.I.）２２ｇ及びピグメントイエロ
ー８３（C.I.）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（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３５ｇ、
（ｄ）成分としてベンゾフェノン６ｇ及びＮ，Ｎ′−テ
トラエチル−４，４′−ジアミノベンゾフェノン３ｇ、
（ｅ）成分として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−５
０３）３ｇ並びに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、感光液を得た。

【００３６】感光液の作製例５ （ｅ）成分として用いたγ−メタクリロキシプロピルト
リメトキシシランの使用量を１．５ｇとした以外は、上
記の感光液の作製例４と全く同様に操作し、感光液を得
た。

【００３７】感光液の作製例６ （ｅ）成分であるγ−メタクリロキシプロピルトリメト
キシシランを省いた以外は、上記の感光液の作製例４と
全く同様に操作し、感光液を得た。

【００３８】感光液の作製例７ （ａ）成分として、前記の合成例１で得られた樹脂溶液
３６ｇ（固形分２０ｇ）、（ｂ）成分として、ピグメン
トブルー１５：６（C.I.）２４ｇ及びピグメントバイオ
レット２３（C.I.）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）、（ｃ）成分として１，
４−ブタンジオールジアクリレート３５ｇ、（ｄ）成分
としてベンゾフェノン６ｇ及びＮ，Ｎ′−テトラエチル
−４，４′−ジアミノベンゾフェノン２ｇ、（ｅ）成分
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）５ｇ
並びにプロピレングリコールモノメチルエーテル２３０
ｇを加えて混合し、本発明の感光液を得た。

【００３９】感光液の作製例８ （ｅ）成分として用いたγ−メタクリロキシプロピルト
リメトキシシランの使用量を１．５ｇとした以外は、上
記の感光液の作製例７と全く同様に操作し、本発明の感
光液を得た。

【００４０】感光液の作製例９ （ｅ）成分であるγ−メタクリロキシプロピルトリメト
キシシランを省いた以外は、上記の感光液の作製例７と
全く同様に操作し、本発明の感光液を得た。

【００４１】感光液の作製例１０ （ａ）成分として、前記の合成例１で得られた樹脂溶液
７０ｇ（固形分３８ｇ）、（ｂ）成分として、ピグメン
トブラック７（C.I.）４６ｇをプロピレングリコールモ
ノメチルエーテル１４４ｇ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、（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２
７ｇ、（ｄ）成分としてベンゾフェノン６ｇ及びＮ，
Ｎ′−テトラエチル−４，４′−ジアミノベンゾフェノ
ン２ｇ、（ｅ）成分として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Ｋ
ＢＭ−５０３）３ｇ並びに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、本発明の感光液
を得た。

【００４２】実施例１ クロム蒸着によりブラックマトリックスを形成したガラ
ス基板（コーニング社製、商品名７０５９）上にスピン
コート法により感光液の作製例１で作製した感光液を塗
布し、８０℃で５分間の乾燥を行い、膜厚２．０μｍの
膜を形成した。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
り現像を行い、赤色の画像パターンを形成し、１５０℃
で１０分間の後加熱を行った。次いで、その基板上に、
感光液の作製例６で作製した感光液を用いて、上記の赤
色画像パターンを形成したのと同様な方法及び条件で、
赤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。さ
らに、その基板上に、感光液の作製例９で作製した感光
液を用いて、上記の赤色画像パターンを形成したのと同
様な方法及び条件で、緑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、１５０℃で１０分間の
後加熱を行った。以上の操作により１つの画素が３０μ
ｍ×１００μｍの赤、緑及び青色の３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。得ら
れたカラーフィルターについて、評価結果を表１に示
す。

【００４３】実施例２〜３ 表１に示した感光液を用いた以外は、実施例１と同様な
方法でカラーフィルター作製し、その評価結果を表１に
示す。

【００４４】比較例１及び２ 表１に示した感光液を用いた以外は、実施例１と同様な
方法でカラーフィルターを作製し、その評価結果を表１
に示す。

【００４５】

【表１】

【００４６】表１に示した結果から、３色重ねてカラー
フィルターを作製した結果、２色目以降にシランカップ
リング剤を同量以上使用した比較例１及び２では、画素
の密着性は良好であっても未露光部の現像残渣が多くな
ったのに対し、２色目以降のシランカップリング剤使用
量が少ない場合及びこれを使用しない場合（実施例１、
２及び３）には、画素の密着性は良好なままで、未露光
部の現像残渣を低減できることが分かる。

【００４７】実施例４ 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感光液の作製例１０で作製した感光
液を塗布し、１００℃で５分間の乾燥を行い、膜厚１．
０μｍの膜を形成した。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４００mJ/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い、黒色のブラックマトリックス画
像パターンを形成し、１５０℃で１０分間の後加熱を行
った。次いで、その基板上に、感光液の作製例３で作製
した感光液を塗布し、８０℃で５分間の乾燥を行い、膜
厚２．０μｍの膜を形成した。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い、赤色の画像パターンを形
成し、１５０℃で１０分間の後加熱を行った。次いで、
その基板上に、感光液の作製例６で作製した感光液を用
いて、上記の赤色画像パターンを形成したのと同様な方
法及び条件で、赤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。さらに、その基板上に、感光液の作製例９で
作製した感光液を用いて、上記の赤色画像パターンを形
成したのと同様な方法及び条件で、緑色画像パターンの
隣に青色の画像パターンを形成した。その後、１５０℃
で１０分間の後加熱を行った。以上の操作により１つの
画素が３０μｍ×１００μｍの赤、緑及び青色の３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。得られたカラーフィルターについて、評価結果
を表２に示す。

【００４８】実施例５〜７ 表２に示した感光液を用いた以外は、実施例４と同様な
方法でカラーフィルターを作製し、その評価結果を表２
に示す。

【００４９】

【表２】

【００５０】比較例３〜５ 表３に示した感光液を用いた以外は、実施例４と同様な
方法でカラーフィルターを作製し、その評価結果を表３
に示す。

【００５１】

【表３】

【００５２】表２及び表３に示した結果から、最初に黒
色の感光液を用いてブラックマトリックスを作製した
後、３色重ねてカラーフィルターを作製した結果、２色
目以降にシランカップリング剤を同量以上使用した場合
（比較例３、４及び５）、画素の密着性は良好なもの
の、未露光部の現像残渣が多くなるのに対し、２色目以
降のシランカップリング剤使用量が少ない場合及び使用
しない場合（実施例４〜７）、画素の密着性は良好なま
ま、未露光部の現像残渣を低減できることが分かる。ま
た、本発明の実施例によって得られたカラーフィルター
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なものであった。

【００５３】

【発明の効果】本発明のカラーフィルターの製造法によ
れば、着色画像形成材料の基板への密着性の高さ及び良
好な感光性を維持しつつ、未露光部の現像残渣を低減す
ることができ、光学特性に優れ、画像表示素子として好
適なカラーフィルターが得られる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐々木 晶市 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 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

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 （ａ）酸価が２０〜３００で、重量平均
   分子量が１５００〜２０００００の樹脂、（ｂ）顔料、
   （ｃ）光重合性不飽和結合を分子内に１個以上含有する
   モノマー、（ｄ）光開始剤及び（ｅ）シランカップリン
   グ剤を含有してなる感光性の着色画像形成材料を含む感
   光液を基板上に塗布し、乾燥後、露光及び現像により着
   色画像を形成する工程を、異なる３〜４色の着色画像に
   ついて繰り返し行うことによってカラーフィルターを製
   造する方法において、２色目以降の感光液のシランカッ
   プリング剤の含有量を１色目の感光液における含有量に
   比べて少なくすることを特徴とするカラーフィルターの
   製造法。
2. 【請求項２】 シランカップリング剤の含有量を１色目
   ＞２色目≧３色目≧４色目と順次減少させた感光液を用
   いる請求項１記載のカラーフィルターの製造法。
3. 【請求項３】 ２色目の感光液のシランカップリング剤
   含有量を、１色目の含有量の０〜９０重量％とし、３色
   目以降の感光液のシランカップリング剤含有量を各前段
   階の感光液の含有量の０〜１００重量％とする請求項１
   記載のカラーフィルターの製造法。
4. 【請求項４】 請求項１、２又は３記載の製造法によっ
   て製造されたカラーフィルター。