JPH10206628A - 着色画像及びカラーフィルタの製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 顔料を分散した感光材料を用いて、未露光部
の現像残渣を低減した着色画像の製造法及びこの方法を
利用するカラーフィルタの製造法を提供する。 【解決手段】 感光性の着色画像形成材料からなる層を
基板上に積層し、露光現像後にポストベークする着色画
像形成工程を複数含む着色画像の製造法において、最後
の着色画像形成工程におけるポストベーク温度を、それ
までの着色画像形成工程におけるポストベーク温度より
も高くすることを特徴とする着色画像の製造法及びこの
着色画像の製造法により作製することを特徴とするカラ
ーフィルタの製造法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、着色画像及びカラ
ーフィルターの製造法に関する。

【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
得るという着色画像の形成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材料を使用すると未露光部に
現像残渣が残るという問題点があった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】請求項１乃至５におけ
る発明は、顔料を分散した感光材料を用いて、未露光部
の現像残渣を低減した着色画像の製造法を提供するもの
である。請求項６に記載の発明は、上記の方法を利用す
るカラーフィルタの製造法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、感光性の着色
画像形成材料からなる層を基板上に積層し、露光現像後
にポストベークする着色画像形成工程を複数含む着色画
像の製造法において、最後の着色画像形成工程における
ポストベーク温度を、それまでの着色画像形成工程にお
けるポストベーク温度よりも高くすることを特徴とする
着色画像の製造法に関する。本発明は、また、この着色
画像の製造法において、着色画像形成工程を少なくとも
３工程含む着色画像の製造法に関する。本発明は、ま
た、これらの着色画像の製造法において、最後の着色画
像形成工程におけるポストベーク温度をそれまでの着色
画像形成工程におけるポストベーク温度の最高温度より
も３０℃以上高い温度とする着色画像の製造法に関す
る。

【０００５】本発明は、また、これらの着色画像の製造
法において、最後の着色画像形成工程におけるポストベ
ーク温度が１５０〜２８０℃、それまでの着色画像形成
工程におけるポストベーク温度が１２０〜１７０℃であ
る着色画像の製造法に関する。本発明は、また、これら
の着色画像の製造法において、感光性の着色画像形成材
料が樹脂、顔料、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及び光開始剤を含有するものである
着色画像の製造法に関する。さらに、本発明は、上記の
いずれかに記載の着色画像の製造法により作製すること
を特徴とするカラーフィルタの製造法に関する。

【０００６】

【発明の実施の形態】本発明の着色画像形成材料は、感
光性を有し露光現像が可能なものであれば特に制限はな
いが、樹脂、顔料、光重合性不飽和結合を分子内に１個
以上有するモノマ及び光開始剤を含有するものが好まし
い。

【０００７】上記の感光性の着色画像形成材料に使用さ
れる樹脂としては、着色画像形成材料としたときに、感
光性を妨げず、顔料分散性、成膜性、現像性を有するも
のであれば特に制限はない。このような樹脂としては、
カルボキシメチルヒドロキシエチルセルロース、ヒドロ
キシエチルセルロース等のセルロース系樹脂、ポリビニ
ルアルコール、ポリビニルピロリドン等を使用すること
ができるが、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アクリル酸エ
ステル又はメタアクリル酸エステル、スチレン、スチレ
ン誘導体、その他の重合性モノマーの単独重合体又は共
重合体、（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（メタ）アク
リル酸エステル、スチレン、スチレン誘導体、その他の
重合性モノマーとの共重合体等が特に好ましい。

【０００８】前記マレイン酸モノアルキルエステルとし
ては、アルキルの炭素数が１〜１２のものが好ましく、
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。

【０００９】また、前記の樹脂としては、光感度の向上
等を目的として光重合性不飽和結合を有するものを使用
してもよい。このような樹脂の好ましい例としては、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水酸基とエチレ
ン性不飽和結合をそれぞれ１個有する化合物（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。不飽和当量が小さすぎると感光材料の調整時特に、
顔料を樹脂に分散させる時に一部硬化する傾向があり、
不飽和当量が大きすぎると、不飽和基の導入による光感
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。

【００１０】前記の樹脂は、着色画像形成材料が露光後
アルカリ現像性を有するという観点から、酸価が２０〜
３００の範囲内であることが好ましく、さらに４０〜２
００の範囲内であることが好ましく、特に６０〜１５０
の範囲であることが好ましい。酸価が２０未満ではアル
カリ現像性が低下する傾向があり、また、３００を超え
るとアルカリ現像後の画像パターンの形状が不鮮明とな
る傾向がある。

【００１１】また、前記の樹脂の重量平均分子量は１，
５００〜２００，０００の範囲内であることが好まし
く、さらに５，０００〜１００，０００の範囲内である
ことが好ましく、特に１０，０００〜５０，０００の範
囲内であることが好ましい。重量平均分子量が１，５０
０未満では顔料の分散安定性が低下する傾向があり、ま
た、２００，０００を超えると感光液にしたときに粘度
が高くなり、塗布性、特に、スピンコートする際の塗布
性が低下する傾向がある。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。

【００１２】次に、前記着色画像形成材料に使用される
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。

【００１３】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１７、
２０、２４、８３、９３、１０９、１１０、１１７、１
２５、１２８、１２９、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５
０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、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。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１７、２
０、２４、８３、９３、１０９、１１０、１１７、１２
５、１２８、１２９、１３９、１４７、１５４などが挙
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。

【００１５】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。

【００１６】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。

【００１７】前記着色画像形成材料に使用される光重合
性不飽和結合を分子内に１個以上有するモノマーのう
ち、光重合性不飽和結合を分子内に１個有するモノマー
としては、メチルメタクリレート、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等のアルキルメ
タクリレート、メチルアクリレート、ブチルアクリレー
ト、２−エチルヘキシルアクリレート等のアルキルアク
リレート、ベンジルメタクリレート等のアラルキルメタ
クリレート、ベンジルアクリレート等のアラルキルアク
リレート、ブトキシエチルメタクリレート等のアルコキ
シアルキルメタクリレート、ブトキシエチルアクリレー
ト等のアルコキシアルキルアクリレート、Ｎ，Ｎ−ジメ
チルアミノエチルメタクリレート等のアミノアルキルメ
タクリレート、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチルアクリレ
ート等のアミノアルキルアクリレート、（ジエチレング
リコールエチルエーテル）のメタクリル酸エステル、
（トリエチレングリコールブチルエーテル）のメタクリ
ル酸エステル、（ジプロピレングリコールメチルエーテ
ル）のメタクリル酸エステル等の（ポリアルキレングリ
コールアルキルエーテル）のメタクリル酸エステル、
（ジエチレングリコールエチルエーテル）のアクリル酸
エステル、（トリエチレングリコールブチルエーテル）
のアクリル酸エステル、（ジプロピレングリコールメチ
ルエーテル）のアクリル酸エステル等の（ポリアルキレ
ングリコールアルキルエーテル）のアクリル酸エステ
ル、（ヘキサエチレングリコールフェニルエーテル）の
メタクリル酸エステル等の（ポリアルキレングリコール
アリールエーテル）のメタクリル酸エステル、（ヘキサ
エチレングリコールフェニルエーテル）のアクリル酸エ
ステル等の（ポリアルキレングリコールアリールエーテ
ル）のアクリル酸エステル、ジシクロペンタニルメタク
リレート、ジシクロペンタニルアクリレート、イソボル
ニルメタクリレート、メトキシ化シクロデカトリエンメ
タクリレート、イソボルニルアクリレート、メトキシ化
シクロデカトリエンアクリレート、グリセロールメタク
リレート、グリセロールアクリレート、ヘプタデカフロ
ロデシルメタクリレート等のフッ素化アルキルメタクリ
レート、ヘプタデカフロロデシルアクリレート等のフッ
素化アルキルアクリレート、２−ヒドロキシエチルメタ
クリレート、２−ヒドロキシエチルアクリレート等があ
る。

【００１８】光重合性不飽和結合を分子内に１個以上有
するモノマーのうち、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、ビスフェノールＡジメ
タクリレート、１，４−ブタンジオールジメタクリレー
ト、１，３−ブチレングリコールジメタクリレート、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メタクリレ
ート、ポリエチレングリコールジメタクリレート、ポリ
プロピレングリコールジメタクリレート、テトラエチレ
ングリコールジメタクリレート、トリメチロールプロパ
ントリメタクリレート、ペンタエリスリトールトリメタ
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メタクリレー
ト、ジペンタエリスリトールテトラメタクリレート、ジ
ペンタエリスリトールヘキサメタクリレート、ジペンタ
エリスリトールペンタメタクリレート、ビスフェノール
Ａジアクリレート、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アクリレート、グリセロールジア
クリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、
ポリエチレングリコールジアクリレート、ポリプロピレ
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、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、トリ
ス（アクリロキシエチル）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
レート等が挙げらる。

【００１９】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、さらに、一般式（ａ）

【化１】 （ただし、式中、Ｒはエチレン基又はプロピレン基を示
し、ｍ及びｎはそれぞれ独立に、１〜２０の整数を示
す）で示されるビスフェノールＡのアルキレンオキシド
付加物のジアクリレート、一般式（ｂ）

【化２】 （ただし、式中、ｍ及びｎはそれぞれ独立に、１〜１０
の整数を示す）で示されるビスフェノールＡのエピクロ
ルヒドリン変性物とアクリル酸の付加エステル化物、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、一般式（ｃ）

【化３】 （ただし、式中、Ｒはエチレン基又はプロピレン基を示
し、ｍ及びｎはそれぞれ独立に、１〜２０の整数を示
す）で示されるリン酸のアルキレンオキシド付加物のジ
アクリレート、一般式（ｄ）

【化４】 （ただし、式中、ｍ及びｎはそれぞれ独立に、１〜１０
の整数を示す）で示されるフタル酸のエピクロリン変性
物とアクリル酸の付加エステル化物、ポリエチレングリ
コールのジアクリレート、ポリプロピレングリコールの
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、一般式（ｅ）

【化５】 （ただし、式中、ｍ及びｎはそれぞれ独立に、１〜２０
の整数を示す）で示される１，６−ヘキサンジオールの
エピクロリン変性物とアクリル酸の付加エステル化物
（アクイリル基を一分子中に２個有するもの）、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、一般式（ｆ）

【化６】 （ただし、式中、Ｒはエチレン基又はプロピレン基を示
し、３個のｍはそれぞれ独立に、１〜２０の整数を示
す）で示されるリン酸のアルキンオキシド付加物のトリ
アクリレート、一般式（ｇ）

【化７】 （ただし、式中、Ｒはエチレン基又はプロピレン基を示
し、ｍ、ｍ′及びｍ″はそれぞれ独立に、１〜２０の整
数を示す）で示されるトリメチロールプロパンのアルキ
レンオキシド付加物のトリアクリレート、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
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。

【００２０】前記着色画像形成材料に使用される光開始
剤としては、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。

【００２１】前記着色画像形成材料に使用される樹脂、
顔料、光重合性不飽和結合を分子内に２個以上有するモ
ノマー及び光開始剤の配合割合は、これらの総量に対し
て、（ａ）樹脂は、好ましくは１０〜８５重量％、より
好ましくは２０〜６０重量％、特に好ましくは２５〜５
０重量％、（ｂ）顔料は、好ましくは５〜５０重量％、
より好ましくは１０〜４０重量％、特に好ましくは１５
〜３０重量％、（ｃ）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は、好ましくは２〜５０重量％、
より好ましくは５〜４０重量％、特に好ましくは１０〜
３０重量％（ｄ）光開始剤は、好ましくは０．０１〜２
０重量％、より好ましくは２〜１５重量％、特に好まし
くは５〜１０重量％とされる。

【００２２】前記着色画像形成材料に樹脂が少なくなり
すぎると顔料の分散安定性が低下する傾向があり、多す
ぎると感光液にしたときの粘度が高くなり、塗布性、特
にスピンコートする際の塗布性が低下する傾向がある。
また、顔料が少なくなりすぎると画像の色濃度が低くな
る傾向があり、多すぎると光感度が低下する傾向があ
る。また、光重合性不飽和結合を分子内に２個以上有す
るモノマーが少なくなりすぎると光感度が低くなる傾向
があり、多すぎると顔料の分散安定性が低下する傾向が
ある。さらに、光開始剤少なすぎると光感度が低くなる
傾向があり、多すぎると密着性が低下する傾向がある。

【００２３】本発明における着色画像形成材料には、必
須成分である前記の四成分以外に、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、基板との密着性を向上させるためのシランカップ
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）やチタネートカップリング剤（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）、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の基板上
への積層は、着色画像形成材料の成分と適当な有機溶剤
を混合して感光液とし、これを基板に直接塗布するか、
あるいはその感光液を一旦支持体に塗布して成膜した
後、基板に積層するなどして行うことができる。上記の
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板、その他セラミック板、光電変
換素子を有する半導体基板などが挙げられる。これらの
基板には予めクロム蒸着等によりブラックマトリックス
が形成されているものであってもよい。

【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。顔料を樹脂及び有
機溶剤並びに必要に応じて分散剤と混合し、分散させ
る。このとき、混合物は超音波分散機、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ことによ
り分散処理することが好ましい。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及び光開始剤は、この
分散処理の前に混合してもよく、分散処理後に混合して
もよい。

【００２６】上記の有機溶剤としては、特に制限はな
く、例えば、ケトン化合物、アルキレングリコールエー
テル化合物、アルコール化合物、芳香族化合物などが挙
げられる。具体的には、ケトン化合物として、アセト
ン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、ジオキサ
ン等があり、アルキレングリコールエーテル化合物とし
て、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、ブチゾレセ
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、プチル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、ジエ
チレングリコールジエチルエーテル、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エ等が
あり、アルコール化合物として、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、３−メチル−３−メトキシブタノール、テ
トラヒドロフラン等があり、芳香族化合物として、ベン
ゼン、トルエン、キシレン、Ｎ−メチル−２−ピロリド
ン、Ｎ−ヒドロキシメチル−２−ピロリドン等があり、
その他として、３−メチル−３−メトキシブチルアセテ
ート、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。

【００２７】有機溶剤は、感光液中の樹脂、顔料、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及
び光開始剤を含む全固形分が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。全固形分が４０重
量％を超えると粘度が高くなり、塗布性が悪くなる傾向
がある。全固形分が５重量％未満であると粘度が低くな
り、塗布性が悪くなる傾向がある。

【００２８】前記分散剤としては、ポリカルボン酸型高
分子界面活性剤、ポリスルホン酸型高分子界面活性剤等
のアニオン系分散剤、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
クドリ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がある。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。５０重量部を超えると色度が
ずれる傾向がある。

【００２９】前記の分散処理に際して、樹脂は、その全
量を分散処理時に顔料と共に用いてもよく、樹脂の一部
を分散処理後に加えてもよい。ただし、分散処理時に樹
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。同様に有機溶剤もその全量
を分散処理時に顔料と共に用いてもよく、有機溶剤の一
部を分散処理後に加えてもよい。ただし、有機溶剤は、
分散処理時の顔料及び樹脂の全量１００重量部に対し
て、分散処理時に少なくとも１００重量部用いることが
好ましい。１００重量部未満では分散処理時の粘度が高
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。

【００３０】感光液を基板に塗布する方法としては、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。
塗布後、５０〜１３０℃の温度で１〜３０分乾燥するこ
とが好ましい。このようにして着色画像形成材料からな
る膜を得ることができる。このようにして形成された着
色画像形成材料からなる膜の厚みは、用途によって適宜
定まるが、０．１〜３００μｍの範囲とされることが好
ましい。また、カラーフィルターに用いる場合には、
０．２〜５μｍの範囲とされることが好ましい。

【００３１】また、支持体上に上記と同様にして着色画
像形成材料からなる膜を形成することができる。この膜
を前記の基板に積層するには、基板に膜を重ねてローラ
を通して圧着する方法がある。このとき、ローラを少し
加熱することが好ましい。また、圧着を減圧下に行うこ
とが好ましい。支持体は、基板に着色画像形成材料から
なる膜を積層してから剥離することが好ましい。支持体
としては、ポリエチレンフィルム、アクリル樹脂フィル
ム、ポリエステルフィルム等を用いることができる。

【００３２】基板上に積層された着色画像形成材料から
なる膜への露光は、その膜に活性光線を画像状に照射す
ることにより行うことができる。これにより露光部の膜
を硬化させることができる。露光に際し、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０．５〜３０
μｍ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、ラングステンランプ、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。

【００３３】上記の露光に続いて現像工程を行う。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（アルカリ現像液）、有機溶剤等の現像液を吹
き付けるか、現像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より
強固に硬化させるため、ポストベークを行う。ポストベ
ーク温度は、６０〜２８０℃の温度が好ましく、加熱時
間は１〜６０分間程度が好ましい。

【００３４】感光性の着色画像形成材料からなる層を基
板上に積層し、露光現像後にポストベークする着色画像
形成工程は、本発明においては複数回、異なった色又は
同じ色について行われる。特に、カラーフィルターの製
造法においては、着色画像形成工程を異なる３〜４色の
着色画像について繰り返し行うことが好ましい。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
色の着色画像を意味し、黒色の着色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間隙に黒色の画像
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、黒、赤、緑、青の４色の着色画像を意味する。
赤、緑、青の着色画像の形成の順序は任意である。

【００３５】本発明において、最後の着色画像形成工程
におけるポストベーク温度をそれまでの着色画像形成工
程におけるポストベーク温度の最高温度よりも３０℃以
上高い温度とすることが好ましく、４０℃以上高い温度
とすることがより好ましく、５０℃以上高い温度とする
ことがより好ましい。最後の着色画像形成工程における
ポストベーク温度をそれまでの着色画像形成工程におけ
るポストベーク温度の最高温度よりもあまり高くないと
きは、最後に現像残渣が残りやすくなる。

【００３６】最後の着色画像形成工程におけるポストベ
ーク温度は１５０〜２８０℃とすることが好ましく、１
７０〜２５０℃とすることがより好ましく、１８０〜２
３０℃とすることが特に好ましい。このポストベーク温
度が高すぎると着色画像が変色する傾向があり、低すぎ
ると着色画像の耐溶剤性が低下しやすくなる。

【００３７】最後より前の着色画像形成工程におけるポ
ストベーク温度は１２０〜１７０℃とすることが好まし
く、１３０〜１６０℃とすることがより好ましく、１４
０〜１５０℃とすることが特に好ましい。このポストベ
ーク温度が高すぎると未露光部の現像残渣が多くなる傾
向があり、低すぎると着色画像の耐溶剤性が低下しやす
くなる。

【００３８】

【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１ メチルメタクリレート４２ｇ、ｎ−ブチルアクリレート
３３ｇ、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
９０ｇ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
１２ｇ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
１９３）溶液を得た。

【００３９】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。この樹脂の酸価（固形分）
は８８、重量平均分子量は４５，０００であった。樹脂
溶液の固形分は５５重量％であった。

【００４０】感光液の作製例１ 前記の合成例１で得られた樹脂溶液７３ｇ（固形分４０
ｇ）、顔料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を有機溶剤であるプロピ
レングリコールモノメチルエーテル１６７ｇに加え、ビ
ーズミルを用いて２時間混練した。得られた分散液２０
０ｇに、上記と同じ樹脂溶液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及びＮ，
Ｎ′−テトラエチル−４，４′−ジアミノベンゾフェノ
ン２ｇ並びに有機溶剤として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。

【００４１】感光液の作製例２ 前記の合成例１で得られた樹脂溶液１１０ｇ（固形分６
０ｇ）、顔料としてピグメントグリーン３６（C.I.）２
２ｇ及びピグメントイエロー８３（C.I.）８ｇを有機溶
剤であるプロピレングリコールモノメチルエーテル２０
０ｇに加え、これをビーズミルを用いて２時間混練し
た。得られた分散液２２０ｇに、モノマーとしてペンタ
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及びＮ，Ｎ′−テトラエチル−
４，４′−ジアミノベンゾフェノン３ｇ並びに有機溶剤
としてプロピレングリコールモノメチルエーテル１２５
ｇを加えて混合し、感光液を得た。

【００４２】感光液の作製例３ 前記の合成例１で得られた樹脂溶液３６ｇ（固形分２０
ｇ）、顔料としてピグメントブルー１５：６（C.I.）２
４ｇ及びピグメントバイオレット２３（C.I.）１ｇを有
機溶剤である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時間混練
したした。得られた分散液１４０ｇに上記と同じ樹脂溶
液７０ｇ（固形分３８．５ｇ）、顔料としてとして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及び有機溶剤としてＮ，Ｎ′−
テトラエチル−４，４′−ジアミノベンゾフェノン２ｇ
並びに有機溶剤として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、感光液を得た。

【００４３】感光液の作製例４ 前記の合成例１で得られた樹脂溶液７０ｇ（固形分３８
ｇ）、顔料としてピグメントブラック７（C.I.）４６ｇ
を有機溶剤である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
混練した。得られた分散液２００ｇに、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及びＮ，Ｎ′−テトラエ
チル−４，４′−ジアミノベンゾフェノン２ｇ並びに有
機溶剤として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。

【００４４】実施例１ 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２．０μ
ｍの膜を形成した。得られた膜に超高圧水銀灯により、
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％溶解した水溶液により現像し、赤色の画
像パターンを作製した。この後、１５０℃で１０分間加
熱してポストベークした。ついで、赤色の画像パターン
を有するガラス基板上に感光液の作製例２で作製した感
光液を用いて、上記と同様にして赤色の画像パターンに
接するように同様のパターン模様を有する緑色の画像パ
ターンを形成した。さらに、赤色及び緑色の画像パター
ンを有するガラス基板上に感光液の作製例３で作製した
感光液を用いたこと及びポストベーク時の加熱温度を１
８０℃としたこと以外上記と同様にして緑色の画像パタ
ーンに接するように同様のパターン模様を有する青色の
画像パターンを形成した。

【００４５】以上の操作により１つの画素が３０μｍ×
１００μｍの赤、緑及び青の３色からなるモザイク状の
画素が並んだ着色画像を有するカラーフィルタを作製し
た。その評価結果を表１に示す。

【００４６】実施例２ 表１に示したポストベーク温度でポストベークをしたこ
と以外は、実施例１と同じ方法でカラーフィルターを作
製した。その評価結果を表１に示す。

【００４７】比較例１〜３ 表１に示したポストベーク温度でポストベークをしたこ
と以外は、実施例１と同じ方法でカラーフィルターを作
製した。その評価結果を表１に示す。

【００４８】

【表１】

【００４９】表１に示した結果から、３色重ねてカラー
フィルタを作製した結果、１色目及び２色目のいずれか
又は全てのポストベークを３色目と同じ温度（１８０
℃）で行った比較例１及び２では、画素の未着性は良好
であっても未露光部の現像残渣が多くなったのに対し、
Ｉ色目及び２色目のポストベーク温度を３色目よりも低
い温度（１３０、１５０℃）にした場合（実施例ｌ及び
２）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。また、１色目及び２
色目のポストベーク温度を低くしすぎた（１００℃）場
合（比較例３）、末露光部の現像残渣は低減するもの
の、ｌ色目及び２色目の画素の密着性が不良となること
が分かる。

【００５０】実施例３ 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４で作製した感光液
を塗布し、１００℃で５分問の乾燥を行い、膜厚１．０
μｍ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、黒色のプ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、ついで、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。

【００５１】次いで、その基板上に、感光液の作製例２
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３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、１８０℃で１０分間の後加熱を行った。
以上の操作によりｌつの画素が３０μｍ×１００μｍの
赤、緑及び青の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。

【００５２】実施例４〜６ 表１に示したポストベーク温度でポストベークをした以
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２に示す。

【００５３】

【表２】

【００５４】比較例４〜７ 表３に示したポストベーク温度でポストベークをした以
外は、実施例３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。

【００５５】

【表３】

【００５６】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、１色
目、２色目及び３色目のいずれか又は全てのポストベー
クを４色目と同じ温度（１８０℃）で行った比較例４、
５及び６では、画素の未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、１色目、２色目及び
３色目のポストベーク温度を４色目よりも低い温度（１
３０℃、１５０℃）にした場合（実施例３、４、５及び
６）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。また、ｌ色目、２色
目及び３色目のポストベーク温度を低くしすぎた（１０
０℃）場合（比較例７）、未露光部の現像残渣は低減す
るものの、１色目、２色目及び３色目の画素の密着性が
不良となることが分かる。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５０
０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。

【００５７】

【発明の効果】請求項１〜５における着色画像の製造法
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
減することができる。請求項６におけるカラーフィルタ
ーは、光学特性に優れ、画像表示素子として好適であ
る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 横地 精吾 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 (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 感光性の着色画像形成材料からなる層を
   基板上に積層し、露光現像後にポストベークする着色画
   像形成工程を複数含む着色画像の製造法において、最後
   の着色画像形成工程におけるポストベーク温度を、それ
   までの着色画像形成工程におけるポストベーク温度より
   も高くすることを特徴とする着色画像の製造法。
2. 【請求項２】 着色画像形成工程を少なくとも３工程含
   む請求項１記載の着色画像の製造法。
3. 【請求項３】 最後の着色画像形成工程におけるポスト
   ベーク温度をそれまでの着色画像形成工程におけるポス
   トベーク温度の最高温度よりも３０℃以上高い温度とす
   る請求項１又は２記載の着色画像の製造法。
4. 【請求項４】 最後の着色画像形成工程におけるポスト
   ベーク温度が１５０〜２８０℃、それまでの着色画像形
   成工程におけるポストベーク温度が１２０〜１７０℃で
   ある請求項３記載の着色画像の製造法。
5. 【請求項５】 感光性の着色画像形成材料が樹脂、顔
   料、光重合性不飽和結合を分子内に１個以上含有するモ
   ノマー及び光開始剤を含有するものである請求項１〜４
   のいずれかに記載の着色画像の製造法。
6. 【請求項６】 請求項１乃至５のいずれかに記載の着色
   画像の製造法により作製することを特徴とするカラーフ
   ィルタの製造法。