JPH10260310A - カラーフィルター用着色組成物 - Google Patents

カラーフィルター用着色組成物

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JPH10260310A
JPH10260310A JP8574197A JP8574197A JPH10260310A JP H10260310 A JPH10260310 A JP H10260310A JP 8574197 A JP8574197 A JP 8574197A JP 8574197 A JP8574197 A JP 8574197A JP H10260310 A JPH10260310 A JP H10260310A
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JP
Japan
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weight
pigment
parts
polymers
pigments
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JP8574197A
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Satoshi Iwamoto
聡 岩本
Takashi Itano
孝史 板野
Hiroaki Nemoto
宏明 根本
Koji Kumano
厚司 熊野
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JSR Corp
Original Assignee
JSR Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、カラー液晶表示装置やカラー撮像
管素子に用いられる、カラーフィルター用着色組成物に
関する。 【解決手段】 (A)顔料、(B)バインダーポリマー
及び多官能性ポリマー、(C)放射線性重合開始剤並び
に(D)溶剤を含有するカラーフィルター用着色組成物
であって、粒子表面がポリマーで被覆されている顔料を
用いることを特徴とするカラーフィルター用着色組成
物。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、カラー液晶表示装
置やカラー撮像管素子等に用いられる、カラーフィルタ
ー用着色組成物に関する。
【0002】
【従来の技術】携帯用のパソコン等にはカラー液晶表示
が搭載されているが、近年におけるカラー液晶表示装置
の用途や需要の拡大に伴い、その低コスト化が望まれて
いる。特に、カラー液晶表示装置の必須部品であるカラ
ーフィルターには、従来、ブラックマトリクスとしてク
ロム薄膜をフォトリソグラフィを用いたエッチングによ
りパターンを形成したものが主流となっている。しか
し、このようなカラーフィルターは、製造コストが極め
て高く、また製造時に生じるクロム廃液の環境への影響
も社会的に問題視されている。このような問題を解決す
るために、近年、ブラックマトリクスとして、黒色の着
色剤を含有する樹脂組成物を用いる方法が注目されてい
る。例えば、特開平05−343631のようなネガ型
感放射線性組成物、特開平07−084121のような
ポジ型感放射線性組成物、特開平07−084111の
ような化学増幅型感放射線性組成物、特開平08−07
5915で用いられるような二層型の組成物を挙げるこ
とができる。
【0003】このようなブラックマトリクスを形成する
樹脂組成物に使用する着色剤として、主に、カーボンブ
ラック、金属酸化物、あるいは彩色顔料の混合系等が挙
げられる。この中でも、カーボンブラックは遮光性が大
きいため、カーボンブラックを用いた樹脂組成物が主に
検討されている。しかし、カーボンブラックは抵抗値が
低いため、液晶表示装置に電気的に悪影響を与え、液晶
表示装置が点灯不良を引き起こすという問題がある。ま
た、カラーフィルターの各画素を形成する着色剤には、
染料または顔料が用いられるが、特に近年、耐熱性、耐
光性及び耐薬品性に優れる顔料を用いる方法が主流にな
りつつある。しかし、顔料含有樹脂組成物を用いて形成
した画素は画素内の表面平滑性がやや劣り、その凹凸が
液晶の配向不良を引き起こし、表示不良が発生するとい
う問題がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は,電気的に悪
影響を与えることなく、液晶表示装置の点灯不良を起こ
さない、抵抗値が高く、かつ、遮光性が大きいブラック
マトリクスを作製することのできるカラーフィルター用
着色組成物を提供することにある。また、画素内の表面
平滑性が優れたカラーフィルターを作製することのでき
るカラーフィルター用着色組成物を提供することにあ
る。
【0005】
【課題を解決するための手段】この発明のカラーフィル
ター用感放射性組成物は,顔料の粒子表面がポリマーで
被覆されている顔料を含有することを特徴とし、また、
(A)顔料、(B)バインダーポリマーおよび多官能性
モノマー、(C)放射線重合開始剤、並びに(D)溶剤
を含有するカラーフィルター用着色組成物であって、
(A)のうち少なくとも1種の顔料の粒子表面がポリマ
ーで被覆されていることを特徴とし、それにより上記の
目的を達成することにある。以下,本発明のカラーフィ
ルター用感放射性組成物について詳細に説明する。
【0006】(A)顔料 本発明における顔料は、ポリマーを顔料粒子の表面に被
覆して、あるいはポリマーを構成するモノマーを吸着さ
せた後重合することによって得られる顔料を少なくとも
1種類は含有する。顔料粒子の表面に被覆するポリマー
として、ポリエステル、ポリアクリレート、ポリアミ
ド、ポリエーテル、ポリウレタン、ポリカーボネート、
アルキド樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、エポキ
シ樹脂、ノボラック樹脂等のポリマーを挙げることがで
きる。前記記載のポリマーのうち、ポリエステル、エポ
キシ樹脂、ポリカーボネートが好ましい。さらに、具体
的には、ビスフェノールA骨格を含有するポリマーが好
ましい。ポリマーを被覆する顔料は、色調が特に限定さ
れるものではなく、カラーフィルタの用途に応じて適宜
選定され、また有機顔料でも無機顔料でも体質顔料と呼
ばれる無機塩でもよい。前記有機顔料としては、例えば
カラーインデックス(C.I.;The Society ofDyers a
nd Colorists 社発行) においてピグメント(Pigmen
t)に分類されている化合物、具体的には、下記のよう
なカラーインデックス(C.I.)番号が付されているもの
を挙げることができる。C.I.ピグメントイエロー12、
C.I.ピグメントイエロー13、C.I.ピグメントイエロー
14、C.I.ピグメントイエロー17、C.I.ピグメントイ
エロー20、C.I.ピグメントイエロー24、C.I.ピグメ
ントイエロー31、C.I.ピグメントイエロー55、C.I.
ピグメントイエロー83、C.I.ピグメントイエロー9
3、C.I.ピグメントイエロー109、C.I.ピグメントイ
エロー110、C.I.ピグメントイエロー139、C.I.ピ
グメントイエロー150、C.I.ピグメントイエロー15
3、C.I.ピグメントイエロー154、C.I.ピグメントイ
エロー155、C.I.ピグメントイエロー166、C.I.ピ
グメントイエロー168;C.I.ピグメントオレンジ3
6、C.I.ピグメントオレンジ43、C.I.ピグメントオレ
ンジ51、C.I.ピグメントオレンジ71;C.I.ピグメン
トレッド9、C.I.ピグメントレッド97、C.I.ピグメン
トレッド122、C.I.ピグメントレッド123、C.I.ピ
グメントレッド149、C.I.ピグメントレッド176、
C.I.ピグメントレッド177、C.I.ピグメントレッド1
80、C.I.ピグメントレッド215、C.I.ピグメントレ
ッド254、;C.I.ピグメントバイオレット19、C.I.
ピグメントバイオレット23、C.I.ピグメントバイオレ
ット29;C.I.ピグメントブルー15、C.I.ピグメント
ブルー15:3、C.I.ピグメントブルー15:6;C.I.
ピグメントグリーン7、C.I.ピグメントグリーン36;
C.I.ピグメントブラウン23、C.I.ピグメントブラウン
25;C.I.ピグメントブラック1、ピグメントブラック
7。
【0007】また、前記無機顔料としては、具体的に
は、例えば酸化チタン、硫酸バリウム、亜鉛華、硫酸
鉛、黄色鉛、亜鉛黄、べんがら(赤色酸化鉄(III))、カ
ドミウム赤、群青、紺青、酸化クロム緑、コバルト緑、
アンバー、チタンブラック、合成鉄黒、カーボンブラッ
ク等を挙げることができる。前記顔料は、単独でまたは
複数を適宣選定して使用することができ、また、ポリマ
ーが被覆されていない顔料と組み合わせて使用すること
ができる。
【0008】本発明における顔料は、所望により、分散
剤、分散助剤とともに使用することができる。このよう
な分散剤としては、具体的に、例えばカチオン系、アニ
オン系、ノニオン系、両性、シリコーン系、フッ素系等
の界面活性剤を挙げることができる。前記界面活性剤と
しては、具体的に、例えば、ポリオキシエチレンラウリ
ルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、
ポリオキシエチレンオレイルエーテル等のポリオキシエ
チレンアルキルエーテル類;ポリオキシエチレンオクチ
ルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニ
ルエーテル等のポリオキシエチレンアルキルフェニルエ
ーテル類;ポリエチレングリコールジラウレート、ポリ
エチレングリコールジステアレート等のポリエチレング
リコールジエステル類;ソルビタン脂肪酸エステル類;
脂肪酸変性ポリエステル類;3級アミン変性ポリウレタ
ン類;等を挙げることができ、さらに具体的に商品名
で、例えばKP(信越化学工業製)、ポリフロー(共栄
社油脂化学工業製)、エフトップ(トーケムプロダクツ
製)、メガファック(大日本インキ化学工業製)、フロ
ラード(住友スリーエム製)、アサヒガード、サーフロ
ン(旭硝子製)等を挙げることができる。これらの界面
活性剤は、単独でまたは2種以上を混合して使用するこ
とができる。前記界面活性剤は、顔料100重量部に対
して、通常、50重量部以下、好ましくは0〜40重量
部使用する。
【0009】なお、上記に示した顔料は、単独でまたは
2種以上を混合して使用することができる。
【0010】カラーフィルターを製造する着色組成物と
して、例えば、特開平05−343631のようなネガ
型感放射線性組成物、特開平07−084121のよう
なポジ型感放射線性組成物、特開平07−084111
のような化学増幅型感放射線性組成物、特開平08−0
75915で用いられるような二層型の組成物を挙げる
ことができる。この中でも、得られる製品の品質の点、
製造プロセスの点等からネガ型感放射線性組成物を用い
る方法が主流となっている。以下、請求項2に記載した
ネガ型感放射線性組成物について詳細に説明する。
【0011】(B)バインダーポリマーおよび多官能性
モノマー 〈バインダーポリマー〉本発明におけるバインダーポリ
マーとしては、顔料に対してバインダーとして作用し、
かつカラーフィルタ製造時の現像処理工程において用い
られる現像液、特に好ましくはアルカリ現像液に可溶性
である限り、適宜のポリマーを使用することができる。
本発明における好ましいバインダーポリマーは、カルボ
キシル基を含有するポリマーであり、特に、1個以上の
カルボキシル基を有するエチレン性不飽和単量体(以
下、単に「カルボキシル基含有不飽和単量体」とい
う。)と他の共重合可能なエチレン性不飽和単量体(以
下、単に「他の不飽和単量体」という。)とからなる単
量体混合物の共重合体(以下、単に「カルボキシル基含
有共重合体」とう。)が好ましい。前記カルボキシル基
含有不飽和単量体としては、例えば、アクリル酸、メタ
クリル酸、クロトン酸、α−クロルアクリル酸、けい皮
酸等の不飽和モノカルボン酸類;マレイン酸、無水マレ
イン酸、フマル酸、イタコン酸、無水イタコン酸、シト
ラコン酸、無水シトラコン酸、メサコン酸等の不飽和ジ
カルボン酸(無水物)類;3価以上の不飽和多価カルボ
ン酸(無水物)類等を挙げることができる。これらのカ
ルボキシル基含有エチレン性不飽和単量体は、単独でま
たは2種以上を混合して使用することができる。また、
前記他の不飽和単量体としては、例えばスチレン、α−
メチルスチレン、ビニルトルエン、クロルスチレン、メ
トキシスチレン、ビニルベンジルグリシジルエーテル、
ビニルベンジルメチルエーテル、等の芳香族ビニル化合
物;メチルアクリレート、メチルメタクリレート、エチ
ルアクリレート、エチルメタクリレート、プロピルアク
リレート、プロピルメタクリレート、ブチルアクリレー
ト、ブチルメタクリレート、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、2−
ヒドロキシプロピルアクリレート、2−ヒドロキシプロ
ピルメタクリレート、2−ヒドロキシブチルアクリレー
ト、2−ヒドロキシブチルメタクリレート、アリルアク
リレート、アリルメタクリレート、フェニルメタクリレ
ートート、シクロヘキシルメタクリレート、ベンジルア
クリレート、ベンジルメタクリレート、フェノキシエチ
ルアクリレート、フェノキシエチルメタクリレート、イ
ソボロニルメタクリレート、ジシクロペンタジエニルメ
タクリレート、等の不飽和カルボン酸エステル類;アミ
ノエチルアクリレート、アミノエチルメタクリレート、
アミノプロピルアクリレート、アミノプロピルメタクリ
レート等の不飽和カルボン酸アミノアルキルエステル
類;グリシジルアクリレート、グリシジルメタクリレー
ト等の不飽和カルボン酸グリシジルエステル類;酢酸ビ
ニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル、安息香酸ビニ
ル等のカルボン酸ビニルエステル類;ビニルメチルエー
テル、ビニルエチルエーテル、アリルグリシジルエーテ
ル、メタリルグリシジルエーテル等の不飽和エーテル
類;アクリロニトリル、メタクリロニトリル、α−クロ
ロアクリロニトリル、シアン化ビニリデン等のシアン化
ビニル化合物;アクリルアミド、メタクリルアミド、α
−クロロアクリルアミド、N−ヒドロキシエチルアクリ
ルアミド、N−ヒドロキシエチルメタクリルアミド、マ
レイミド、N−フェニルマレイミド、N−シクロヘキシ
ルマレイミド等の不飽和アミドあるいは不飽和イミド
類;1,3−ブタジエン、イソプレン、クロロプレン等
の脂肪族共役ジエン類;ポリスチレン、ポリメチルアク
リレート、ポリメチルメタクリレート、ポリブチルアク
リレート、ポリブチルメタクリレート、ポリシリコーン
等の重合体分子鎖末端にモノアクリロイル基あるいはモ
ノメタクリロイル基を有するマクロモノマー類等を挙げ
ることができる。これらの他の不飽和単量体は、単独で
または2種以上を混合して使用することができる。
【0012】カルボキシル基含有共重合体としては、 ・アクリル酸および/またはメタクリル酸と ・メチルメタクリレート、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、ベンジ
ルアクリレート、ベンジルメタクリレート、スチレン、
ポリスチレンマクロモノマーおよびポリメチルメタクリ
レートマクロモノマーの群から選ばれる少なくとも1種
の他の不飽和単量体との共重合体が好ましい。好ましい
カルボキシル基含有共重合体の具体例としては、(メ
タ)アクリル酸/ベンジル(メタ)アクリレート共重合
体、(メタ)アクリル酸/メチル(メタ)アクリレート
共重合体、(メタ)アクリル酸/ベンジル(メタ)アク
リレート/ポリスチレンマクロモノマー共重合体、(メ
タ)アクリル酸/ベンジル(メタ)アクリレート/ポリ
メチルメタクリレートマクロモノマー共重合体、(メ
タ)アクリル酸/メチル(メタ)アクリレート/ポリス
チレンマクロモノマー共重合体、(メタ)アクリル酸/
メチル(メタ)アクリレート/ポリメチルメタクリレー
トマクロモノマー共重合体、(メタ)アクリル酸/2−
ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート/ベンジル(メ
タ)アクリレート/ポリスチレンマクロモノマー共重合
体、(メタ)アクリル酸/2−ヒドロキシエチル(メ
タ)アクリレート/ベンジル(メタ)アクリレート/ポ
リメチルメタクリレートマクロモノマー共重合体、等を
挙げることができる。
【0013】カルボキシル基含有共重合体におけるカル
ボキシル基含有不飽和単量体の共重合割合は、通常、5
〜50重量%、好ましくは10〜40重量%である。こ
の場合、カルボキシル基含有不飽和単量体の共重合割合
が5重量%未満では、得られる感放射線性組成物のアル
カリ現像液に対する溶解性が低下する傾向があり、また
50重量%を超えると、アルカリ現像液による現像時
に、形成された画素の基板からの脱落や画素表面の膜荒
れを来たしやすくなる傾向がある。
【0014】バインダーポリマーは、ゲルパーミエーシ
ョンクロマトグラフィー(GPC;溶出溶媒テトラヒド
ロフラン)で測定したポリスチレン換算重量平均分子量
(以下、単に「重量平均分子量」という。)が3、00
0〜300、000、特に5、000〜100、000
であることが好ましい。このような特定の重量平均分子
量を有するバインダーポリマーを使用することにより、
現像性に優れた感放射性組成物が得られ、それによりシ
ャープなパターンエッジを有する画素アレイを形成する
ことができるとともに、現像処理時に基板上の画素を形
成する部分以外の領域における地汚れ、膜残り等が発生
し難くなる。本発明におけるバインダーポリマーの使用
割合は、(A)顔料100重量部に対して、通常、10
〜1000重量部、好ましくは20〜500重量部であ
る。この場合、バインダーポリマーの使用割合が10重
量部未満では、例えば、アルカリ現像性が低下したり、
画素が形成される部分以外の領域での地汚れや膜残りが
発生するおそれがあり、一方1000重量部を超える
と、相対的に顔料濃度が低下するため、薄膜として目的
とする色濃度を達成することが困難となる場合がある。
【0015】〈多官能性モノマー〉本発明における多官
能性モノマーとしては、例えば、エチレングリコール、
プロピレングリコール等のアルキレングリコールのジア
クリレートまたはジメタクリレート類;ポリエチレング
リコール、ポリプロピレングリコール等のポリアルキレ
ングリコールのジアクリレートまたはジメタクリレート
類;グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリ
スリトール、ジペンタエリスリトール等の3価以上の多
価アルコールのポリアクリレートまたはポリメタクリレ
ート類;ポリエステル、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、
アルキド樹脂、シリコーン樹脂、スピラン樹脂等のオリ
ゴアクリレートまたはオリゴメタクリレート類;両末端
ヒドロキシポリブタジエン、両末端ヒドロキシポリイソ
プレン、両末端ヒドロキシポリカプロラクトン等の両末
端ヒドロキシル化重合体のジ(メタ)アクリレート
類;、トリスアクリロイルオキシエチルフォスフェー
ト、トリスメタクリロイルオキシエチルフォスフェート
等を挙げることができる。
【0016】これらの多官能性モノマーのうち、3価以
上の多価アルコールのポリアクリレートまたはポリメタ
クリレート類が好ましく、具体的にはトリメチロールプ
ロパントリアクリレート、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アクリレー
ト、ペンタエリスリトールトリメタクリレート、ペンタ
エリスリトールテトラアクリレート、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ヘ
キサアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサメタ
クリレート等を挙げることができ、特に、下記式(1)
に示される化合物、ペンタエリスリトールトリアクリレ
ート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレートが、
画素強度が高く、画素表面の平滑性に優れ、かつ画素が
形成される部分以外の領域での地汚れ、膜残り等を発生
し難い点で好ましい。
【0017】
【化1】
【0018】本発明において使用される多官能性モノマ
ーは、その一部が単官能性モノマーに置き換えられても
良い。このような単官能性モノマーとしては、前述した
バインダーポリマーの原料として使用したモノマーがそ
のまま適用できるほか、更に、例えばω−カルボキシ−
ポリカプロラクトンモノ(メタ)アクリレート、メトキ
シトリエチレングリコール(メタ)アクリレート、メト
キシジプロピレングリコール(メタ)アクリレート、2
−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピル(メタ)アクリ
レート、2−アクリロイロキシエチルこはく酸、を挙げ
ることができる。
【0019】前記単官能性モノマーの多官能性モノマー
に対する使用割合は、多官能性モノマーと単官能性モノ
マーの合計100に対して、単官能性モノマーが0〜9
0重量%、好ましくは0〜50重量%である。
【0020】本発明における多官能性モノマーの使用割
合は、上記に示したバインダーポリマー100重量部に
対して、通常、5〜500重量部、好ましくは20〜3
00重量部である。この場合、多官能性モノマーの使用
割合が5重量部未満では、画素強度あるいは画素表面の
平滑性が不十分となる傾向があり、一方500重量部を
超えると、例えば、アルカリ現像性が低下したり、画素
が形成される部分以外の領域での地汚れや膜残りが発生
しやすくなる傾向がある。
【0021】(C)放射線重合開始剤 本発明における放射線重合開始剤とは、放射線の照射に
より分解又は結合が解裂し、ラジカル種、カチオン種、
アニオン種等の前記多官能性モノマーの重合を開始する
ことができる活性種を発生する化合物を意味する。この
ような放射線重合開始剤としては、イミダゾール環を有
する化合物、ベンゾイン結合を有する化合物、その他の
放射線ラジカル発生剤、トリハロメチル基を有する化合
物等を例示することができる。
【0022】前記イミダゾール環を有する化合物として
は、例えば、特願平7−66514に記載の化合物が有
効である。これらのうち、特に2,2’−ビス(2−ク
ロルフェニル)−4,4’,5,5’−テトラキス(4
−エトキシカルボニルフェニル)ビイミダゾールおよび
2,2’−ビス(2−ブロモフェニル)−4,4’,
5,5’−テトラキス(4−エトキシカルボニルフェニ
ル)ビイミダゾール、2,2’−ビス(2,4−ジクロ
ロフェニル)−4,4’,5,5’−テトラフェニルビ
イミダゾール、2,2’−ビス(2,4−ジブロモフェ
ニル)−4,4’,5,5’−テトラフェニルビイミダ
ゾール、2,2’−ビス(2,4,6−トリクロロフェ
ニル)−4,4’,5,5’−テトラフェニルビイミダ
ゾールおよび2,2’−ビス(2,4,6−トリブロモ
フェニル)−4,4’,5,5’−テトラフェニルビイ
ミダゾールが好ましい。
【0023】ベンゾイン結合を有する化合物、その他の
光ラジカル発生剤としては、例えば、2−ヒドロキシ−
2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン、1−
(4−イソプロピルフェニル)−2−ヒドロキシ−2−
メチルプロパン−1−オン、4−(2−ヒドロキシエト
キシ)フェニル−(2−ヒドロキシ−2−プロピル)ケ
トン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、
2,2−ジメトキシ−2−フェニルアセトフェノン、2
−メチル−(4−メチルチオフェニル)−2−モルフォ
リノ−1−プロパン−1−オン、2−ベンジル−2−ジ
メチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)ブタ
ン−1−オン、ベンゾフェノン、2,4−ジエチルチオ
キサントン、3,3−ジメチル−4−メトキシベンゾフ
ェノン、4−アジドベンズアルデヒド、4−アジドアセ
トフェノン、4−アジドベンザルアセトフェノン、アジ
ドピレン、4−ジアゾジフェニルアミン、4−ジアゾ−
4’−メトキシジフェニルアミン、4−ジアゾ−3−メ
トキシジフェニルアミン、ビス(2,6−ジメトキシベ
ンゾイル)−2,4,4−トリメチルペンチルフォスフ
ィンオキサイド、ジベンゾイル、ベンゾインイソブチル
エーテル、N−フェニルチオアクリドン、トリフェニル
ピリリウムパークロレート、その他、製品名で、チバガ
イギー社製のイルガキュアシリーズ、ダロキュアシリー
ズ、等を挙げることができる。
【0024】これらの中では、製品名CGI−369
(チバガイギー社製;(2−ベンジル−2−ジメチルア
ミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)ブタン−1−
オン)、製品名CGI−1700(チバガイギー社製)
などが特に好ましい。
【0025】前記トリハロメチル基を有する化合物等と
しては、具体的に、例えば、1,3,5−トリス(トリ
クロロメチル)トリアジン、等を挙げることができる。
【0026】これらの他の放射線ラジカル発生剤は、単
独でまたは2種以上を混合して使用することができる。
【0027】本発明においては、(C)放射線重合開始
剤成分として、ビイミダゾール系化合物、ベンゾイン結
合を有する化合物、その他の放射線ラジカル発生剤また
はトリハロメチル基を有する化合物を含有するが必要に
応じて、増感剤、硬化促進剤等や、高分子化合物からな
る光架橋剤あるいは光増感剤(以下、「高分子光架橋・
増感剤」という。)の1種以上を併用することもでき
る。
【0028】前記増感剤としては、例えば、4,4’−
ビス(ジメチルアミノ)ベンゾフェノン、4,4’−ビ
ス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン、4−ジエチルア
ミノアセトフェノン、4−ジメチルアミノプロピオフェ
ノン、エチル−4−ジメチルアミノベンゾエート、2−
エチルヘキシル−1,4−ジメチルアミノベンゾエー
ト、2,5−ビス(4’−ジエチルアミノベンザル)シ
クロヘキサノン、7−ジエチルアミノ−3−(4−ジエ
チルアミノベンゾイル)クマリン、4−(ジエチルアミ
ノ)カルコン、等を挙げることができる。これらの増感
剤は、単独でまたは2種以上を混合して使用することが
できる。
【0029】前記硬化促進剤としては、例えば、2−メ
ルカプトベンゾイミダゾール、2−メルカプトベンゾチ
アゾール、2−メルカプトベンゾオキサゾール、2,5
−ジメルカプト−1,3,4−チアジアゾール、2−メ
ルカプト−4,6−ジメチルアミノピリジン、1−フェ
ニル−5−メルカプト−1H−テトラゾール、3−メル
カプト−4−メチル−4H−1,2,4−トリアゾール
等を挙げることができる。これらの硬化促進剤は、単独
でまたは2種以上を混合して使用することができる。
【0030】さらに、前記高分子光架橋・増感剤等は、
光架橋剤および/または光増感剤として機能しうる官能
基を主鎖および/または側鎖中に有する高分子化合物で
あり、その例としては、4−アジドベンズアルデヒドと
ポリビニルアルコールとの縮合物、4−アジドベンズア
ルデヒドとフェノールノボラック樹脂との縮合物、4−
アクリロイルフェニルシンナモイルエステルの単独重合
体あるいは共重合体、1,4−ポリブタジエン、1,2
−ポリブタジエン等を挙げることができる。これらの高
分子光架橋・増感剤は、単独でまたは2種以上を混合し
て使用することができる。
【0031】前記他の放射線ラジカル発生剤、増感剤お
よび硬化促進剤のうち、2−ヒドロキシ−2−メチル−
1−フェニルプロパン−1−オン、2−メチル−(4−
メチルチオフェニル)−2−モルフォリノ−1−プロパ
ン−1−オン、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1
−(4−モルフォリノフェニル)ブタン−1−オン、
4,4’−ビス(ジメチルアミノ)ベンゾフェノン、
4,4’−ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノンおよ
び2−メルカプトベンゾチアゾールなどを組み合わせて
使用するとことが、形成された画素が現像時に基板から
脱落し難く、画素強度および感度も高い点で好ましい。
【0032】本発明における(C)放射線重合開始剤の
使用割合は、(B)多官能性モノマー100重量部に対
して、通常、0.01〜200重量部、好ましくは1〜
120重量部、特に好ましくは1〜50重量部である。
この場合、これらの化合物の合計の使用割合が0.01
重量部未満では、放射線照射による硬化が不十分とな
り、パターンに欠落、欠損やアンダーカットを生じるお
それがあり、一方200重量部を超えると、形成された
パターンが現像時に基板から脱落しやすく、またパター
ンが形成される部分以外の領域で地汚れ、膜残り等を生
じやすくなる。
【0033】本発明における他の放射線ラジカル発生剤
の使用割合は、(C)放射線重合開始剤全体の80重量
%以下であることが好ましく、また増感剤および/また
は硬化促進剤の使用割合は、(C)放射線重合開始剤全
体の80重量%以下であることが好ましい。
【0034】本発明における高分子光架橋・増感剤の使
用割合は、ビイミダゾール系化合物(1)および/また
はビイミダゾール系化合物(2)100重量部に対し
て、通常、200重量部以下、好ましくは0.01〜2
00重量部、さらに好ましくは50〜180重量部であ
る。
【0035】(D)溶剤 本発明における溶剤としては、(A)、(B)および
(C)成分や、後述する所望により添加される他の添加
剤成分を溶解または分散し、かつこれらの成分と反応せ
ず、適度の揮発性を有するものである限り、適宜に選択
して使用することができる。このような溶剤としては、
例えば、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチ
レングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコ
ールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエ
チルエーテル、ジエチレングリコールモノプロピルエー
テル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、トリ
エチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレン
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、ジプロピレングリコールモノメチルエーテ
ル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプ
ロピレングリコールモノプロピルエーテル、ジプロピレ
ングリコールモノブチルエーテル、トリプロピレングリ
コールモノメチルエーテル、トリプロピレングリコール
モノエチルエーテル、等の(ポリ)アルキレングリコー
ルモノアルキルエーテル類;エチレングリコールモノメ
チルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチ
ルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチ
ルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチ
ルエーテルアセテート等の(ポリ)アルキレングリコー
ルモノアルキルエーテルアセテート類;ジエチレングリ
コールジメチルエーテル、ジエチレングリコールメチル
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、テトラヒドロフラン等の他のエーテル類;メチルエ
チルケトン、シクロヘキサノン、2−ヘプタノン、3−
ヘプタノン等のケトン類;2−ヒドロキシプロピオン酸
メチル、2−ヒドロキシプロピオン酸エチル等の乳酸ア
ルキルエステル類;2−ヒドロキシ−2−メチルプロピ
オン酸エチル、3−メトキシプロピオン酸メチル、3−
メトキシプロピオン酸エチル、3−エトキシプロピオン
酸メチル、3−エトキシプロピオン酸エチル、エトキシ
酢酸エチル、ヒドロキシ酢酸エチル、2−ヒドロキシ−
3−メチルブタン酸メチル、3−メチル−3−メトキシ
ブチルアセテート、3−メチル−3−メトキシブチルプ
ロピオネート、酢酸エチル、酢酸ブチル、ぎ酸アミル、
酢酸イソアミル、酢酸イソブチル、プロピオン酸ブチ
ル、酪酸イソプロピル、酪酸エチル、酪酸ブチル、ピル
ビン酸メチル、ピルビン酸エチル、ピルビン酸プロピ
ル、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、2−オキソ
ブタン酸エチル等の他のエステル類;トルエン、キシレ
ン等の芳香族炭化水素類;N−メチルピロリドン、N,
N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトア
ミド等の含窒素(アミド系)溶剤類;などを挙げること
ができる。これらの溶剤は、単独でまたは2種以上を混
合して使用することができる。
【0036】さらに、前記溶剤とともに、ベンジルエチ
ルエーテル、ジヘキシルエーテル、アセトニルアセト
ン、イソホロン、カプロン酸、カプリル酸、1−オクタ
ノール、1−ノナノール、ベンジルアルコール、酢酸ベ
ンジル、安息香酸エチル、しゅう酸ジエチル、マレイン
酸ジエチル、γ−ブチロラクトン、炭酸エチレン、炭酸
プロピレン、フェニルセロソルブアセテート等の高沸点
溶剤を併用することもできる。これらの高沸点溶剤は、
単独でまたは2種以上を混合して使用することができ
る。
【0037】前記溶剤のうち、溶解性、顔料分散性、塗
布性等の観点から、エチレングリコールモノメチルエー
テルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエー
テルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエー
テルアセテート、ジ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メチルエチルエーテル、シク
ロヘキサノン、2−ヘプタノン、3−ヘプタノン、2−
ヒドロキシプロピオン酸エチル、3−メチル−3−メト
キシブチルプロピオネート、3−メトキシプロピオン酸
エチル、3−エトキシプロピオン酸メチル、3−エトキ
シプロピオン酸エチル、酢酸ブチル、ぎ酸アミル、酢酸
イソアミル、酢酸イソブチル、プロピオン酸ブチル、酪
酸イソプロピル、酪酸エチル、酪酸ブチル、ピルビン酸
エチル等が好ましく、また高沸点溶剤としてはγ−ブチ
ロラクトン等が好ましい。
【0038】本発明における溶剤の使用割合には、特に
制限はないが、通常、(A)、(B)、(C)および後
述するその他各種添加剤を足し合わせた総量が重量%濃
度で、5〜50%になるように、さらには、10〜40
%になるように調整するのが、塗布性の点、組成物の安
定性の点などから好ましい。
【0039】本発明の感放射線性組成物は、前述した通
り、成分として、(A)〜(D)を含むものであるが、
アルカリ現像液に対する溶解性をより改善し、かつ現像
処理後の未溶解物の残存をより少なくするために、有機
酸を含有するこもできる。
【0040】このような有機酸としては、分子量が10
00以下である、脂肪族カルボン酸あるいはフェニル基
含有カルボン酸が好ましい。
【0041】これらの有機酸のうち、マロン酸、アジピ
ン酸、イタコン酸、シトラコン酸、フマル酸、メサコン
酸、フタル酸等の脂肪族ジカルボン酸類および芳香族ジ
カルボン酸類が、アルカリ溶解性、(D)溶剤に対する
溶解性、画素が形成される部分以外の領域での地汚れの
防止等の観点から好ましい。前記有機酸は、単独でまた
は2種以上を混合して使用することができる。本発明に
おける有機酸の使用割合は、組成物全体に対して、通
常、10重量%以下、好ましくは0.001〜10重量
%、さらに好ましくは0.01〜1重量%である。この
場合、有機酸の使用割合が10重量%を超えると、形成
された画素の基板に対する密着性が低下する傾向があ
る。
【0042】さらに、本発明の感放射線性組成物は、必
要に応じて種々の添加剤を含有することもできる。この
ような添加剤としては、例えば、ガラス、アルミナ等の
充填剤;ポリビニルアルコール、ポリエチレングリコー
ルモノアルキルエーテル、ポリフロロアルキルアクリレ
ート等の高分子化合物;ノニオン系界面活性剤、カチオ
ン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤等の界面活性
剤;ビニ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(2−メトキシエトキシ)シラン、
N−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルメチル
ジメトキシシラン、N−(2−アミノエチル)−3−ア
ミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピル
トリエトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリメ
トキシシラン、3−グリシジルプロピルトリメトキシシ
ラン、3−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラ
ン、2−(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、3−クロロプロピルメチルジメトキ
シシラン、3−クロロプロピルトリメトキシシラン、3
−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3−メ
ルカプトプロピルトリメトキシシラン等の密着促進剤;
2,2−チオビス(4−メチル−6−t−ブチルフェノ
ール)、2,6−ジ−t−ブチルフェノール等の酸化防
止剤;2−(3−t−ブチル−5−メチル−2−ヒドロ
キシフェニル)−5−クロロベンゾトリアゾール、アル
コキシベンゾフェノン等の紫外線吸収剤;ポリアクリル
酸ナトリウム等の凝集防止剤;エポキシ化合物、メラミ
ン化合物、ビスアジド化合物等の熱架橋剤;を挙げるこ
とができる。
【0043】<カラーフィルタの形成方法>次に、本発
明の感放射線性組成物を用いて、カラーフィルタを形成
する方法について説明する。まず、透明基板の表面上の
画素パターンを形成する部分を区画するように遮光層を
形成し、この基板上に、例えば赤色の顔料が分散された
感放射線性組成物を塗布したのち、プリベークを行って
溶剤を蒸発させ、塗膜を形成する。次いで、この塗膜に
フォトマスクを介して放射線を照射したのち、現像処理
を行い、塗膜の放射線未照射部を溶解除去することによ
って、赤色の画素が所定のパターンで配置された画素ア
レイを形成する。その後、緑色または青色の顔料が分散
された各感放射線性組成物を用い、上記と同様にして、
各組成物の塗布、プリベーク、放射線照射および現像処
理を行い、緑色の画素アレイおよび青色の画素アレイを
同一基板上に順次形成することにより、赤色、緑色およ
び青色の三原色の画素アレイが基板上に配置されたカラ
ーフィルタを得る。
【0044】カラーフィルタを形成する際に使用される
透明基板としては、例えばガラス、シリコン、ポリカー
ボネート、ポリエステル、芳香族ポリアミド、ポリアミ
ドイミド、ポリイミド等を挙げることができる。これら
の透明基板には、所望により、シランカップリング剤等
による薬品処理、プラズマ処理、イオンプレーティン
グ、スパッタリング、気相反応法、真空蒸着等の適宜の
前処理を施しておくこともできる。感放射線性組成物を
透明基板に塗布する際には、回転塗布、流延塗布、ロー
ル塗布等の適宜の塗布法を採用することができる。塗布
厚さは、乾燥後の膜厚として、通常、0.1〜10μ
m、好ましくは0.2〜5.0μm、特に好ましくは
0.2〜3.0μmである。
【0045】カラーフィルタを形成する際に使用される
放射線としては、可視光線、紫外線、遠紫外線、電子
線、X線等を使用することができるが、波長が190〜
450nmの範囲にある放射線が好ましい。放射線の照
射エネルギー量は、好ましくは1〜1000mJ/cm
2 である。
【0046】前記アルカリ現像液としては、例えば炭酸
ナトリウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、テト
ラメチルアンモニウムハイドロオキサイド、コリン、
1,8−ジアザビシクロ−[5.4.0]−7−ウンデ
セン、1,5−ジアザビシクロ−[4.3.0]−5−
ノネン等の水溶液が好ましい。また、前記アルカリ現像
液には、例えばメタノール、エタノール等の水溶性有機
溶剤や界面活性剤等を適量添加することもできる。な
お、アルカリ現像後は、通常、水洗する。現像処理法と
しては、シャワー現像法、スプレー現像法、ディップ
(浸漬)現像法、パドル(液盛り)現像法等を適用する
ことができ、現像条件は、常温で5〜300秒が好まし
い。このようにして形成されたカラーフィルタは、例え
ばカラー液晶表示装置、カラー撮像管素子、カラーセン
サー等に極めて有用である。
【0047】以下、比較例、実施例をもって本発明を具
体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものでは
ない。
【0048】比較例1 (A)成分として、カーボンブラック120重量部を分
散剤を用いて分散させた顔料分散液、(B)成分とし
て、メタクリル酸/ベンジルメタクリレート/2−ヒド
ロキシエチルメタクリレート/ポリスチレンマクロモノ
マー共重合体(共重合重量比:15/60/15/1
0、重量平均分子量:28000):50重量部、およ
び、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート:40
重量部、(C)成分として、2−ヒドロキシ−2−メチ
ル−1−フェニルプロパン−1−オン30重量部、
(D)成分として、プロピレングリコールモノメチルエ
ーテルアセテート:700重量部(顔料分散液の溶媒を
含む)、シクロヘキサノン:100重量部を混合して感
放射線性組成物を調製した。次いで、表面にナトリウム
イオンの溶出を防止するシリカ(SiO2)膜が形成されたソ
ーダガラス製透明基板の表面上に、スピンコーターを用
いて前記感放射線性組成物を塗布し、80℃のホットプ
レートで4分間プリベークを行ない、膜厚1.4μmの
塗膜を形成した。その後、基板を冷却したのち、高圧水
銀ランプを用い、塗膜に波長365nm、405nmお
よび436nmの光を含む400mJ/cm2 の紫外線
を照射した。次いで、220℃のクリーンオーブンで3
0分間ポストベークを行い、1.0μmの塗膜が形成さ
れた基板を作製した。
【0049】得られた塗膜の表面抵抗値を測定した。そ
の結果、7×106 Ω/□であった。
【0050】上記感放射性組成物を用い、表面にナトリ
ウムイオンの溶出を防止するシリカ(SiO2)膜が形成され
たソーダガラス製透明基板の表面上に、スピンコーター
を用いて前記感放射線性組成物を塗布し、80℃のホッ
トプレートで4分間プリベークを行ない、膜厚1.4μ
mの塗膜を形成した。その後、基板を冷却したのち、高
圧水銀ランプを用い、フォトマスクを介して、塗膜に波
長365nm、405nmおよび436nmの光を含む
400mJ/cm2 の紫外線を照射した。次いで、基板
を後述する条件で現像およびリンスを行い、風乾した
後、さらに220℃のクリーンオーブンで30分間ポス
トベークを行って、線幅20μmの格子状のブラックマ
トリクスを作製した。
【0051】<現像条件> 現像液:0.1重量%テトラメチルアンモニウムヒドロ
キシド水溶液 現像装置:シャワー現像装置 現像温度:23℃ シャワー圧力:1kg/cm2 現像時間:1分間 <リンス条件> リンス液:超純水 シャワー圧力:2kg/cm2 リンス時間:1分間
【0052】得られたブラックマトリクス基板を用いて
製造された液晶表示装置には点灯不良が生じた。
【0053】実施例1 (A)成分として、ビスフェノールA骨格含有ポリエス
テル12重量部で被覆したカーボンブラック132重量
部を分散剤を用いて分散させた顔料分散液、(B)成分
として、メタクリル酸/ベンジルメタクリレート/2−
ヒドロキシエチルメタクリレート/ポリスチレンマクロ
モノマー共重合体(共重合重量比:15/60/15/
10、重量平均分子量:28000):50重量部、お
よび、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート:4
0重量部、(C)成分として、2−ヒドロキシ−2−メ
チル−1−フェニルプロパン−1−オン30重量部、
(D)成分として、プロピレングリコールモノメチルエ
ーテルアセテート:700重量部(顔料分散液の溶媒を
含む)、シクロヘキサノン:100重量部を混合して感
放射線性組成物を調製した。この感放射線性組成物を用
い、比較例1と同様にして、表面抵抗値を測定した。そ
の結果、8×1011Ω/□であった。
【0054】また、比較例1と同様にして、ブラックマ
トリクスを作製した。得られたブラックマトリクス基板
を用いて製造された液晶表示装置には点灯不良が生じな
かった。
【0055】実施例1 (A)成分として、ビスフェノールA骨格含有エポキシ
樹脂12重量部で被覆したカーボンブラック132重量
部を分散剤を用いて分散させた顔料分散液、(B)成分
として、メタクリル酸/ベンジルメタクリレート/2−
ヒドロキシエチルメタクリレート/ポリスチレンマクロ
モノマー共重合体(共重合重量比:15/60/15/
10、重量平均分子量:28000):50重量部、お
よび、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート:4
0重量部、(C)成分として、2−ヒドロキシ−2−メ
チル−1−フェニルプロパン−1−オン30重量部、
(D)成分として、プロピレングリコールモノメチルエ
ーテルアセテート:700重量部(顔料分散液の溶媒を
含む)、シクロヘキサノン:100重量部を混合して感
放射線性組成物を調製した。この感放射線性組成物を用
い、比較例1と同様にして、表面抵抗値を測定した。そ
の結果、8×1011Ω/□であった。
【0056】また、比較例1と同様にして、ブラックマ
トリクスを作製した。得られたブラックマトリクス基板
を用いて製造された液晶表示装置には点灯不良が生じな
かった。
【0057】比較例2 (A)成分として、赤色顔料(C.I.ピグメントレッ
ド177)120重量部を分散剤を用いて分散させた顔
料分散液、(B)成分として、メタクリル酸/ベンジル
メタクリレート/2−ヒドロキシエチルメタクリレート
/ポリスチレンマクロモノマー共重合体(共重合重量
比:15/60/15/10、重量平均分子量:280
00):50重量部、および、ジペンタエリスリトール
ペンタアクリレート:40重量部、(C)成分として、
2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−
1−オン30重量部、(D)成分として、プロピレング
リコールモノメチルエーテルアセテート:700重量部
(顔料分散液の溶媒を含む)、シクロヘキサノン:10
0重量部を混合して感放射線性組成物を調製した。
【0058】実施例3 (A)成分として、ビスフェノールA骨格含有ポリカー
ボネート12重量部を被覆した赤色顔料(C.I.ピグ
メントレッド177)132重量部を分散剤を用いて分
散させた顔料分散液、(B)成分として、メタクリル酸
/ベンジルメタクリレート/2−ヒドロキシエチルメタ
クリレート/ポリスチレンマクロモノマー共重合体(共
重合重量比:15/60/15/10、重量平均分子
量:28000):50重量部、および、ジペンタエリ
スリトールペンタアクリレート:40重量部、(C)成
分として、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニル
プロパン−1−オン30重量部、(D)成分として、プ
ロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート:7
00重量部(顔料分散液の溶媒を含む)、シクロヘキサ
ノン:100重量部を混合して感放射線性組成物を調製
した。
【0059】この感放射線組成物を用い、比較例2と同
様にして、画素アレイを作製した。この画素の表面の凹
凸を比較例2と同様にして測定した結果、20nmであ
った。
【発明の効果】本発明によれば、顔料粒子の表面がポリ
マーで被覆された顔料を用いることで、抵抗値の高いブ
ラックマトリクス、画素内の表面平滑性の優れたカラー
フィルターを得ることができる。さらに、このカラーフ
ィルターを用いることによって、点灯不良、表示不良の
起こらないカラー液晶表示装置を製造することができ
る。本発明の着色組成物を用いて形成したカラーフィル
ターは、信頼性に優れ、例えば卓上計算機、腕時計、置
時計、係数表示板、ワードプロセッサ、パーソナルコン
ピューター、液晶テレビなどの表示装置に有効に用いら
れる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI C09D 201/00 C09D 201/00 G03F 7/004 501 G03F 7/004 501 505 505 7/028 7/028 7/033 7/033 (72)発明者 熊野 厚司 東京都中央区築地二丁目11番24号 日本合 成ゴム株式会社内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 顔料の粒子表面がポリマーで被覆されて
    いる顔料を含有することを特徴とするカラーフィルター
    用着色組成物。
  2. 【請求項2】 (A)顔料、(B)バインダーポリマー
    および多官能性モノマー、(C)放射線重合開始剤、並
    びに(D)溶剤を含有するカラーフィルター用着色組成
    物であって、(A)のうち少なくとも1種の顔料の粒子
    表面がポリマーで被覆されていることを特徴とするカラ
    ーフィルター用着色組成物。
JP8574197A 1997-03-19 1997-03-19 カラーフィルター用着色組成物 Pending JPH10260310A (ja)

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