JPH10288837A - 感光性着色組成物及びそれを用いたカラーフィルタ - Google Patents

感光性着色組成物及びそれを用いたカラーフィルタ

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JPH10288837A
JPH10288837A JP9607397A JP9607397A JPH10288837A JP H10288837 A JPH10288837 A JP H10288837A JP 9607397 A JP9607397 A JP 9607397A JP 9607397 A JP9607397 A JP 9607397A JP H10288837 A JPH10288837 A JP H10288837A
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JP
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acrylate
meth
tricyclo
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decanyl
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JP9607397A
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English (en)
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Masahiro Ito
正浩 伊藤
Mizuhito Tani
瑞仁 谷
Mariko Aoki
麻理子 青木
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Abstract

(57)【要約】 【課題】薄膜での光学濃度が高く、反射率が低く、かつ
着色パターンとのオーバーラップによる段差の少ない樹
脂BMを用いることにより、表示品位の高いカラーフィ
ルタを得ること。 【解決手段】アクリル系樹脂、有機色素、光重合性モノ
マー、光重合開始剤を主成分とする感光性着色組成物に
おいて、前記アクリル系樹脂の主成分が、イソボルニル
(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニル(メタ)ア
クリレート、ジシクロペンテニルオキシエチル(メタ)
アクリレート、トリシクロ−(5,2,1,02.6 )−
デカニル(メタ)アクリレート、トリシクロ−(5,
2,1,02. 6 )−デカニルオキシエチル(メタ)アク
リレートの少なくとも一つを20〜90重量部、アクリ
ル酸及び/又はメタクリル酸を10〜40重量部をモノ
マー成分とした共重合体からなることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、カラー液晶表示装
置の液晶セル内に設けることにより、好適なカラーフィ
ルタとすることができ、更に詳しくはTN(ツイステッ
ド・ネマチック)型液晶表示、GH(ゲスト・ホスト)
液晶表示およびFLC(強誘電液晶)方式などのカラー
液晶表示装置及びそれに使用されるカラーフィルタ、さ
らに、固体撮像素子などのビデオカメラ、カラーFAX
などの撮像用カラーフィルタを製造する際に用いる感光
性着色組成物に関する。
【0002】
【従来の技術】カラー液晶表示装置等に用いるカラーフ
ィルタ用のブラックマトリクス(以下BMとする)とし
ては、金属クロム膜をフォトリソ法を用いエッチングし
たものが一般的であった。しかし、BMの低反射化、低
コスト化、環境問題といった観点から金属クロム代替材
料が検討されてきた。このうち実用化されている方式と
して、カーボンブラックを分散した黒色樹脂を用いたも
の(以下樹脂BMとする)がある。樹脂BMは金属クロ
ムに較べて反射率が低くカラー液晶表示装置の表示コン
トラストを向上する事が可能であり、スパッタ装置を用
いない為低コスト化も可能である。
【0003】しかし樹脂BMは金属クロムに較べて光学
濃度(O.D)が低く、十分な光学濃度を得るには膜厚
を厚く設定する必要があり、それによって樹脂BMと着
色パターンのオーバーラップ段差も大きくなり、段差の
部分でラビング不良による液晶の配向不良や上層に設け
るITO電極の断線等の問題が生じる恐れがある。
【0004】また、樹脂BMの光学濃度を上げるために
カーボンブラックの含有率を上げると反射率も増加する
傾向にあり、樹脂BMの利点が損なわれることとなる。
また、カーボンブラックの代わりに数種の有機顔料を混
合して樹脂BMを製造する方法も提案されているが、有
機顔料の混合はカーボンブラックに較べて含有率を上げ
ても、反射率の増加は無いが光学濃度が低いため、前述
した着色パターンとのオーバーラップ段差による問題が
さらに顕在化する。
【0005】さらに簡便な方法としては、各着色パター
ンをオーバーラップさせて黒色化し遮光層とする方法も
提案されているが、この場合はオーバーラップ段差が前
記と比較してもさらに大きくなるため同様の問題が生じ
る。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
問題点に着目してなされたもので、その課題とするとこ
ろは、従来手法よりも、薄膜での光学濃度が高く、反射
率が低く、かつ着色パターンとのオーバーラップによる
段差の少ない樹脂BMを用いることにより、表示品位の
高いカラーフィルタを提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明はこの課題を解決
するため、アクリル系樹脂、有機色素、光重合性モノマ
ー、光重合開始剤を主成分とする感光性着色組成物にお
いて、前記アクリル系樹脂の主成分が、イソボルニル
(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニル(メタ)ア
クリレート、ジシクロペンテニルオキシエチル(メタ)
アクリレート、トリシクロ−(5,2,1,02.6 )−
デカニル(メタ)アクリレート、トリシクロ−(5,
2,1,02.6 )−デカニルオキシエチル(メタ)アク
リレートの少なくとも一つを20〜90重量部、アクリ
ル酸及び/又はメタクリル酸を含む共重合体を10〜4
0重量部とからなることを特徴とする感光性着色組成物
およびこれを用いたことを特徴とするカラーフィルタを
提供する。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
本発明におけるアクリル系樹脂は、イソボルニル(メ
タ)アクリレート、ジシクロペンテニル(メタ)アクリ
レート、ジシクロペンテニルオキシエチル(メタ)アク
リレート、トリシクロ−(5,2,1,02.6 )−デカ
ニル(メタ)アクリレート、トリシクロ−(5,2,
1,02.6 )−デカニルオキシエチル(メタ)アクリレ
ートの少なくとも一つと、アクリル酸及び/又はメタク
リル酸を含む共重合体と、有機色素とを良く混合するた
めに3本ロールを用いて練り合わせることにより作製す
る。この際に用いるアクリル系樹脂には、必要に応じて
他のアクリル系樹脂を混合することも出来る。その後、
光重合性モノマーと光重合開始剤を添加して感光性着色
組成物とする。
【0009】本発明にかかる有機色素としては、カーボ
ンブラックの他に酸化チタン、鉄黒、アニリンブラッ
ク、有機顔料の混合品等を用いることが出来る。
【0010】光重合性モノマーとしては、2官能、3官
能、多官能モノマーがあり、2官能モノマーとして、
1,6−ヘキサンジオールジアクリレート、エチレング
リコ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、トリエチレングリコールジアクリレートな
どがあり、3官能モノマーとして、トリメチロールプロ
パントリアクリレート、ペンタエリスリトールトリアク
リレート、トリス(2−ヒドロキシエチル)イソシアネ
ートなどがあり、多官能モノマーとして、ジトリメチロ
ールプロパンテトラアクリレート、ジペンタエリスリト
ールペンタおよびヘキサアクリレートなどがあり、これ
らのモノマーは、大阪有機化学工業(株)、、昭和高分
子(株)、東亜合成(株)、日本化薬(株)などの市販
品がある。光重合性モノマーの添加量は特に限定される
ものではないが、分散用アクリル樹脂の20〜150重
量部程度である。
【0011】光重合開始剤としては、トリアジン系化合
物、アセトフェノン系化合物、ベンゾフェノン系化合
物、チオキサンソン系化合物、イミダゾール系化合物、
ベンゾイン系化合物アミン系化合物等が使用できる。光
重合開始剤の添加量は特に限定されるものではないが、
トリアジン系化合物を1種または2種を用いる場合の添
加量は、光重合性モノマーの5〜50重量部、好ましく
は10〜30重量部を1種または2種添加して用いる。
また、トリアジン系化合物と他の開始剤との混合で用い
る場合の添加量はトリアジン系化合物が、光重合性モノ
マーの1〜50重量部、好ましくは5〜30重量部、ベ
ンゾフェノン系化合物、チオキサンソン系化合物、イミ
ダゾール系化合物については、光重合性モノマーの1〜
40重量部、好ましくは5〜20重量部の割合で添加す
るのか好ましい。
【0012】本発明におけるアクリル系樹脂の主成分と
して、イソボルニル(メタ)アクリレート、ジシクロペ
ンテニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニルオ
キシエチル(メタ)アクリレート、トリシクロ−(5,
2,1,02.6 )−デカニル(メタ)アクリレート、ト
リシクロ−(5,2,1,02.6 )−デカニルオキシエ
チル(メタ)アクリレートを用いることにより、パター
ン固着時の加熱による膜べりが大きく、結果として有機
色素が多い膜となるため、薄膜で高濃度な感光性着色組
成物を得ることが出来る。またその重量部としてはアク
リル樹脂中に20〜90重量部とするのが好ましい。2
0重量部より少ないと膜べり量が少なくなるため薄膜で
高濃度とすることができなくなり好ましくなく、90重
量部より多いと現像性が低下するため好ましくない。
【0013】また、本発明におけるアクリル樹脂を合成
する際に、基板との密着性、現像性、膜硬度等の特性を
向上させるモノマーを添加することが望ましい。このよ
うなモノマーとしては、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、ペンジルメタクリレート、シクロヘキシル
メタクリレート、ラウリルメタクリレート、ヒドロキシ
エチルメタクリレート、ヒドロキシプロピルメタクリレ
ート、エトキシエチルメタクリレート、グリシジルメタ
クリレート、ジメチルアミノエーテルメタクリレート、
ベンジルアクリレート、メチルアクリレート、エチルア
クリレート、ブチルアクリレート、ヒドロキシメルアク
リレート、シクロヘキシルアクリレート、ビニルアセテ
ート、テトラヒドロキシフルフリルアクリレート、N−
ビニルピロリドン、プロピルアクリレート、ヒドロキシ
エチルアクリレート、ヒドロキシプロピルアクリレート
等が挙げられる。
【0014】
【実施例】
<実施例1>メタクリル酸20重量部、ヒドロキシメチ
ルメタクリレート20重量部、イソボルニルメタクリレ
ート60重量部をエチルセロソルブ300重量部に溶解
し、窒素雰囲気下でアゾビスイソブチロニトリル0.7
5重量部を加え、70℃5時間反応により得られた樹脂
を樹脂濃度10%になるようにエチルセロソルブで希釈
した。この樹脂88.1gに対し有機色素としてカーボ
ンブラック12. 0gを添加し、、分散剤を0.9gを
添加して、3本ロールで十分混練した。
【0015】この樹脂100gに対して、光重合性モノ
マとしてートリメチロールプロパントリアクリレート
0. 4g、光重合開始剤として2−(p−メトキシスチ
リル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリ
アジン0.02gと2,2−ビス(2−クロロフェニ
ル)−4,5,4’,5’−テトラフェニル−1−2’
−ビイミダゾール0. 02gを加えて良く撹拌し感光性
着色組成物とした。
【0016】この感光性着色組成物を、基板上にスピン
コート(1000r. p. m、40秒間)し乾燥させ、
70℃で20分間プリベーク後、画素サイズ30mm×1
00mmのマスクを用いて露光(100mJ/cm 2 )し、
2. 5 %炭酸ナトリウム溶液で現像し、良く水洗し、
230℃で1時間ベークしてパターンを固着させた。以
上のようにして得られたパターンの光学濃度(O.D)
を測定したところ、3.5であった。
【0017】<実施例2>実施例1のイソボルニルメタ
クリレートの代わりにジシクロペンテルメタクリレート
を使用した以外は実施例1と同様にしてパターを得た。
得られたパターンの光学濃度(O.D)を測定したとこ
ろ、3.4であった。
【0018】<比較例>イソボルニルメタクリレート6
0重量部の代わりにブチルメタクリレート60重量部を
用いた以外は実施例1と同様にして感光性着色組成物を
得、カラーフィルタを作成した。ここで得られたパター
ンの光学濃度(O.D)を測定したところ、3.0であ
った。
【0019】
【発明の効果】以上に示したように、本発明は、イソボ
ルニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニル(メ
タ)アクリレート、ジシクロペンテニルオキシエチル
(メタ)アクリレート、トリシクロ−(5,2,1,0
2.6 )−デカニル(メタ)アクリレート、トリシクロ−
(5,2,1,02.6 )−デカニルオキシエチル(メ
タ)アクリレートの少なくとも一つと、アクリル酸及び
/又はメタクリル酸を含む共重合体とからなるアクリル
系樹脂からなる感光性着色組成物を用いることによっ
て、パターン固着時の加熱による膜べりが大きく、結果
として有機色素の多く含まれた膜となるため、薄膜で高
濃度なカラーフィルタを得ることが出来る。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】アクリル系樹脂、有機色素、光重合性モノ
    マー、光重合開始剤を主成分とする感光性着色組成物に
    おいて、前記アクリル系樹脂の主成分が、イソボルニル
    (メタ)アクリレート、ジシクロペンテニル(メタ)ア
    クリレート、ジシクロペンテニルオキシエチル(メタ)
    アクリレート、トリシクロ−(5,2,1,02.6 )−
    デカニル(メタ)アクリレート、トリシクロ−(5,
    2,1,02.6 )−デカニルオキシエチル(メタ)アク
    リレートの少なくとも一つと、アクリル酸及び/又はメ
    タクリル酸を含む共重合体とかならることを特徴とする
    感光性着色組成物。
  2. 【請求項2】前記アクリル系樹脂の主成分が、イソボル
    ニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニル(メ
    タ)アクリレート、ジシクロペンテニルオキシエチル
    (メタ)アクリレート、トリシクロ−(5,2,1,0
    2.6 )−デカニル(メタ)アクリレート、トリシクロ−
    (5,2,1,02.6 )−デカニルオキシエチル(メ
    タ)アクリレートの少なくとも一つを20〜90重量
    部、アクリル酸及び/又はメタクリル酸を含む共重合体
    を10〜40重量部からなることを特徴とする請求項1
    記載の感光性着色組成物。
  3. 【請求項3】前記請求項1または請求項2記載の感光性
    着色組成物を用いたことを特徴とするカラーフィルタ。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005157311A (ja) * 2003-10-27 2005-06-16 Sumitomo Chemical Co Ltd 着色感光性樹脂組成物
JP2011102991A (ja) * 2005-02-21 2011-05-26 Sumitomo Chemical Co Ltd 着色感光性樹脂組成物
KR101128171B1 (ko) 2003-10-27 2012-03-26 스미또모 가가꾸 가부시끼가이샤 착색 감광성 수지 조성물
JP2022550781A (ja) * 2019-09-27 2022-12-05 アルタナ アクチェンゲゼルシャフト カラーフィルタを調製するための組成物

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