JPH10319225A - カラーフィルタ用感光性組成物、感光性フィルム及びカラーフィルタの製造方法 - Google Patents

カラーフィルタ用感光性組成物、感光性フィルム及びカラーフィルタの製造方法

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JPH10319225A
JPH10319225A JP12853797A JP12853797A JPH10319225A JP H10319225 A JPH10319225 A JP H10319225A JP 12853797 A JP12853797 A JP 12853797A JP 12853797 A JP12853797 A JP 12853797A JP H10319225 A JPH10319225 A JP H10319225A
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photosensitive
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 耐熱性、追随性及び転写性に優れた感光性組
成物及びこれを用いてガラス等の透明基板上にピンホー
ルのない画面全体で均一な分光特性を有するカラーフィ
ルタを製造する方法を提供すること。 【解決手段】 (A)ジアリルフタレート、ジアリルイ
ソフタレート及びジアリルテレフタレートのうちの少な
くとも1種、(B)ペンタエリスリトールテトラ(3−
メルカプトプロピオネート)、(C)光重合開始剤及び
(D)顔料からなり、(A)成分と(B)成分の当量比
が3:1〜1:3である混合物中に(C)成分を0.0
1〜10重量%配合したことを特徴とする感光性組成物
の層を透明基板上に貼り合わせ、パターン状に露光さ
せ、現像する各工程を繰り返して多色パターンを形成さ
せ、カラーフィルタを製造する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、カラーフィルタ用
感光性組成物及びこの組成物を用いた感光性フィルム及
びカラーフィルタの製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】カラーフィルタは、ガラスなどの透明な
基板上に微細なパターンを一定の間隔をあけて平行又は
交差して並べたものである。ここで形成されるパターン
は、染色法、印刷法、電着法などにより着色される。ま
た、このパターンは、厚さにムラのない均一な膜とする
ことが要求される。例えば、スクリーン印刷の方法では
低コストのカラーフィルタが製造可能である。また、フ
ォトリソグラフィ技術を用いる方法もある。一方、フィ
ルム転写法と呼ばれる方法では、ベースフィルムに感光
性樹脂層を設けた感光性フィルムを使用し、微細なスト
ライプ状又はモザイク状のパターンを簡単に高精度で形
成することができる。透明基板上にベースフィルムと一
色に着色された感光性樹脂層からなる感光性フィルム
を、着色された感光性樹脂層が基板に対面するように貼
り合わせる工程、パターン状に露光する工程及び前記ベ
ースフィルムを剥がして現像する工程を繰り返して多色
パターンを持つカラーフィルタを製造する。例えば、ベ
ースフィルムに一色に着色された感光性樹脂層を塗布
し、透明基板上に感光性樹脂層を対面させて転写し、所
定のパターンのマスクを介して露光し、アルカリ現像に
よりパターンを形成する方法などが知られている。
【0003】しかしながら、従来のカラーフィルムの製
造法では、二色目以降の層を形成する際に、既に形成さ
れた着色層上の二色目以降の着色層と前記基板上に直接
接触する着色層との間に段差が生じる。この段差は、既
に形成された着色層の厚さ(通常1〜5μm)によって
決まる。フィルム転写法では、基板を加熱後、前記の感
光性フィルムの保護フィルムを剥がしながら、着色感光
性樹脂層を基板と接着させて加圧ロールでラミネートす
るので、二色目以降の工程では既に形成された着色層に
基づく段差が残り、この段差のために新着色層が透明基
板に密着せず、ベースフィルムを剥離すると、ベースフ
ィルムと共に剥離されたり、二色目以降の着色感光性樹
脂層が段差に追随できず、そのまま露光すると、新着色
層が存在しない部分を露光するなどの不都合が生じ、所
望のカラーフィルタが得られないという欠点がある。そ
のため、着色感光性樹脂層を加熱軟化させ、加圧ロール
の圧力を高くして追随性を改善する方法が採られてい
る。すなわち、このように段差が生じた場合、着色感光
性樹脂層を軟化させ、基板との密着性を向上させるため
にさらにロール圧力を高くし過ぎないようにラミネート
条件の最適化を図っている。ところが、このように段差
を少なくする目的でラミネートの条件を設定した場合、
画素内に着色感光性樹脂層が欠落してしまうピンホール
という問題点が生じた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記従来技
術の問題点を解消し、耐熱性、追随性及び転写性に優れ
た感光性組成物及びこれを用いてガラス等の透明基板上
にピンホールのない画面全体で均一な分光特性を有する
カラーフィルタを製造する方法を提供することを目的と
する。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明のカラーフィルタ
ー用感光性組成物は、(A)ジアリルフタレート、ジア
リルイソフタレート及びジアリルテレフタレートのうち
の少なくとも1種、(B)ペンタエリスリトールテトラ
(3−メルカプトプロピオネート)、(C)光重合開始
剤及び(D)顔料からなり、(A)成分と(B)成分の
当量比が3:1〜1:3である(A)成分と(B)成分
の混合物中に(C)成分を0.01〜10重量%配合し
たことを特徴とする。
【0006】本発明は、さらに、ベースフィルム上に着
色感光性組成物層を有する感光性フィルムにおいて、着
色感光性組成物層が上記の(A)〜(D)成分からなる
感光性組成物からなることを特徴とするカラーフィルタ
用感光性フィルム及び透明基板上にベースフィルムと所
望の色の着色感光性組成物層とからなる感光性フィルム
を貼り合わせ、パターン状に露光させ、現像する各工程
を繰り返して多色パターンを形成させるカラーフィルタ
の製造方法において、前記の着色感光性組成物層を、上
記の(A)〜(D)成分からなる感光性組成物を用いて
形成することを特徴とするカラーフィルタの製造方法を
提供するものである。
【0007】
【発明の実施の形態】以下、本発明をさらに詳細に説明
する。本発明のカラーフィルタ用感光性組成物は、上記
の(A)成分〜(D)成分からなるものであるが、
(A)成分と(B)成分とを3:1〜1:3の当量比で
用いる。この当量比以外の比率で両成分を配合すると、
未重合物が残留することがある。さらに、この未重合物
は、傷の原因となるものである。(A)成分のジアリル
成分と(B)成分とを1.1:1〜1:1.1の当量比
で用いるのが、重合反応及び硬化物の均一性の点でより
好ましい。
【0008】また、本発明の感光性組成物には、光線に
よる重合反応を引き起こさせる目的で(C)成分の光重
合開始剤を添加する。この光重合開始剤の添加量は、
(A)成分と(B)成分との混合物中に0.01〜10
重量%の量で含まれるような量とするのが好ましい。光
重合開始剤の量が0.01重量%未満であると、硬化に
充分な重合反応が起こらず、また、添加量が10重量%
を超えると、光重合開始剤を添加した後、急激に反応が
起き、溶液として不安定になる危険性がある。
【0009】(C)成分と光重合開始剤としては、特に
制限はなく、各種のものを用いることができ、例えば、
ビアセチル、アセトフェノン、2,2−ジエトキシアセ
トフェノン、p−ジメチルアミノアセトフェノン、p−
ジメチルアミノプロピオフェノン、ベンゾフェノン、2
−クロロベンゾフェノン、p,p’−ジクロロベンゾフ
ェノン、p,p’−ビスジエチルアミノベンゾフェノ
ン、ミヒラーケトン、ベンジル、ベンゾイン、ベンゾイ
ンメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾ
インイソプロピルエーテル、ベンゾインn−プロピルエ
ーテル、ベンゾインイソブチルエーテル、ベンゾインn
−ブチルエーテル、ベンジルジメチルケタール、テトラ
メチルチウラムモノサルファイド、チオキサントン、2
−クロロチオキサントン、2−メチルチオキサントン、
アゾビスイソブチロニトリル、ベンゾイルパーオキサイ
ド、ジ−tert−ブチルパーオキサイド、1−ヒドロ
キシシクロヘキシルフェニルケトン、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、メチルベンゾイルフォーメ
ート、p−イソプロピル−α−ヒドロキシイソブチルフ
ェノン、2,2−ジメトキシ−1,2−ジフェニルエタ
ン−1−オン、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−モルホリノプロパノン−1、2−ベンジ
ル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルホリノフェニ
ル)−ブタンノン−1、2−ヒドロキシ−2−メチル−
1−フェニルプロパン−1−オン、1−〔4−(2−ヒ
ドロキシエトキシ)−フェニル〕−2−ヒドロキシジ−
2−メチル−1−プロパン−1−オン、2,4,6−ト
リクロロメチル−s−トリアジン、2−(p−クロロフ
ェニル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−ト
リアジン、2−(p−トリル)−4,6−ビス(トリク
ロロメチル)−s−トリアジン、2,4−ビス(トリク
ロロメチル)−4’−メトキシフェニル−s−トリアジ
ン、2−(4−メトキシ−ナフト−1−イル)−4,6
−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、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、2−(2’,4’−ジメトキシ
スチリル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−
トリアジン等のラジカル系光重合開始剤、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、2−(o−フルオロフェニル)−4,5−ジフェニ
ルイミダゾール二量体、2−(o−メトキシフェニル)
−4,5−ジフェニルイミダゾール二量体、2−(p−
メトキシフェニル)−4,5−ジフェニルイミダゾール
二量体、2,4−ジ(p−メトキシフェニル)−5−フ
ェニルイミダゾール二量体、2−(2,4−ジメトキシ
フェニル)−4,5−ジフェニルイミダゾール二量体、
2−(p−メチルメルカプトフェニル)−4,5−ジフ
ェニルイミダゾール二量体等の2,4,5−トリアリー
ルイミダゾール二量体などが挙げられる。これらは単独
であるいは2種類以上組み合わせて用いることができ
る。さらに上記のような光重合開始剤とともに、N,N
−ジメチルアミノ安息香酸エチルエステル、N,N−ジ
メチルアミノ安息香酸イソアミルエステル、トリエタノ
ールアミン、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−メルカプトベンゾイ
ミダソール、2−メルカプト−5−メチルチオ−1,
3,4−チオジアゾールなどの光増感剤を単独あるいは
2種類以上組み合わせて用いることができる。
【0010】本発明の感光性組成物は、さらに(D)成
分として顔料を含有する。顔料としては、特に制限はな
く、分散性、相溶性、目標とする色相、光透過性などを
考慮して選択すればよい。カラーフィルタに使用しうる
顔料としては、例えば、硫酸バリウム、酸化亜鉛、硫酸
鉛、酸化チタン、ベンガラ、カーボンブラック等の無機
顔料、ローダミンBレーキ、リゾールレッド、ピラゾロ
レッド、キナクリドンレッド、フタロシアニングリー
ン、エメラルドグリーン、ギネーグリーン、ウルトラマ
リーンブルー、プルシアンブルー、フタロシアニンブル
ー、ファーストスカイブルー、インダスロンブルー等の
有機顔料が挙げられる。顔料の配合量は、(A)成分と
(B)成分の総量100重量部に対して、1〜50重量
部が好ましい。この配合量が1重量部未満では着色が不
充分となり、また、50重量部を超えると光透過率が低
下する。
【0011】本発明の感光性組成物は、上記の(A)〜
(D)の各成分を混合することによって製造されるが、
必須成分である(A)〜(D)の各成分の他に、本発明
の目的を損なわない範囲で、架橋剤、シランカップリン
グ剤、可塑剤、溶剤、消泡剤、界面活性剤などを添加す
ることができる。
【0012】本発明の感光性フィルムは、透明なベース
フィルム、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリ
エチレン、ポリプロピレン等のフィルム上に、一色に着
色された感光性組成物を塗布、積層することによって得
られる。この着色感光性組成物層は、未重合であるた
め、この上にさらにポリエチレンフィルムなどの保護フ
ィルムを貼り合わせて外部からの損傷や異物の混入を防
ぐのが好ましい。着色感光性組成物の厚さは、0.5〜
15μmであることが好ましい。この厚さが0.5μm
未満であると、充分な接着強度が得られず、15μmを
超えると、膜厚による段差が大きすぎて、凹凸に追随で
きなくなってまう。
【0013】本発明によりカラーフィルタを製造するに
は、透明基板上に必要に応じてブラックマトリックスを
形成した後、必要に応じて加熱し、その基板上に1色目
の感光性フィルムの保護フィルムを剥がしながら、加熱
ロールなどを用いて着色感光性組成物層を貼り合わせ、
所定のパターンを有するマスクを通して露光し、次いで
ベースフィルムを剥離し、現像し、未露光部分を除去し
て1色目のパターンが形成される。上記のような着色パ
ターンの形成工程を、色の異なる感光性フィルムを用い
て所定回数繰り返すことにより多色パターンを形成さ
せ、カラーフィルタを製造することができる。本発明の
感光性フィルムを用いると、追随性がよいため、2色目
以降の着色パターンを形成する際に、特別な処理をする
ことなくパターンの段差を低減でき、また、ピンホール
のないカラーフィルタが得られる。
【0014】カラーフィルタの製造に用いられる基板
は、透明であれば特に制限はなく、その材質としては、
例えばガラス、プラスチックなどが挙げられる。露光工
程は、一般に専用の露光機があり、接触又は非接触型の
ものを用いて行う。光源としては高圧水銀灯、超高圧水
銀灯、メタルハライドランプ、キセノンランプ等の紫外
線を有効に放射するものを用いることができる。現像に
は、例えば、炭酸ナトリウム水溶液などのアルカリ現像
液を用いるのが一般的である。
【0015】
【実施例】次に、実施例により本発明を説明するが、本
発明はこれらによって制限されるものではない。
【0016】実施例1 (1)着色感光性組成物の調製 ジアリルイソフタレートを100.4重量部、ペンタエ
リスリトールテトラ(3−メルカプトプロピオネート)
を99.6重量部、光重合開始剤として2−メチル−1
−〔4−(メチルチオ)フェニル〕−2−モルホリノプ
ロパノン−1を0.9重量部及び2−ベンジル−2−ジ
メチルアミノ−1−(4−モルホリノフェニル)−ブタ
ノン−1を0.1重量部混合し、均一に溶解した溶液中
に下記のいずれかの顔料ペースト160重量部及びシラ
ンカップリング剤(KBM503、信越化学工業(株)
製)5重量部を添加し、超音波で3時間分散して着色感
光性組成物を得た。
【0017】 顔料ペースト 緑 ギネーグリーン:ピグメントイエロー=59:136(重量比) 青 インダスロンブルー:ピグメントバイオレット=30:46(重量比) 赤 ピラゾロレッド:ピグメントイエロー=159:75(重量比) 黒 カーボンブラック 各顔料25重量部に対し、分散剤(ポリオキシエチレン
脂肪酸エステル系界面活性剤、日本油脂(株)製ニッサ
ンノニオンL)1重量部とメチルエチルケトン74重量
部を加え、ボールミルで混合し、均一に分散させて各色
のペーストを得た。
【0018】(2)感光性フィルムの製造 得られた感光性組成物を厚さ10μmのポリエチレンテ
レフタレートフィルム上に均一な厚さ(2.0μm)に
なるようにリバース方式で塗工し、100℃で2分間乾
燥させた。このときのラインスピードは、7m/分であ
った。さらにその上に保護フィルムとして厚さ30μm
のポリエチレンフィルムを貼り合わせて感光性フィルム
を得た。乾燥後の感光性樹脂層の厚さは、赤、青及び緑
ともに2.0μmであった。
【0019】(3)カラーフィルタの製造 (a)基板加熱工程 カラーフィルタ用の基板(コーニング7074、コーニ
ング社製)に、線幅0.1mmのパターンを有するマス
クパターンを用いて厚さ1μmのブラックマトリックス
を形成した後、80℃で10分間加熱した。 (b)貼り合わせ工程 前記(2)で製造した感光性フィルムの保護フィルムを
剥がしながら、着色感光性樹脂層を前記カラーフィルタ
用の基板にロール圧力4.0kg/cm2 、ロール温度
75℃、送り速度1.5m/分の条件でラミネートし
た。 (c)露光工程 所定のパターン(線幅0.4mmの正方形のパターン)
をマスクを通して露光機で露光した。露光は超高圧水銀
灯を用いて行った。このときの露光量は、50mJ/c
2 であった。 (d)剥離工程 ポリエチレンテレフタレートフィルムを剥離した。 (e)アニール工程 パターンの形を整えるために恒温乾燥機で60℃で15
分間加熱を行った。1色目の赤を作製する工程では、こ
の処理を省いた。 (f)現像工程 30℃の0.06重量%の炭酸ナトリウム水溶液中に3
0秒間浸漬し、現像して未露光部分を除去した。
【0020】以上の(a)〜(f)の着色パターンの作
製工程を、赤、青及び緑の順に各色の感光性フィルムを
用いて繰り返し行い、多色パターンを形成した。得られ
た多色パターンに紫外線照射機を用いて4J/cm2
照射した後、140℃で1時間加熱してカラーフィルタ
を得た。得られたカラーフィルタは、赤、青及び緑のパ
ターンが整然と並んでおり、追随性は良好であり、ピン
ホールの発生は見られなかった。
【0021】実施例2 ジアリルテレフタレートを100.4重量部、ペンタエ
リスリトールテトラ(3−メルカプトプロピオネート)
を99.6重量部、光重合開始剤として2−メチル−1
−〔4−(メチルチオ)フェニル〕−2−モルホリノプ
ロパノン−1を0.6重量部及び2−ベンジル−2−ジ
メチルアミノ−1−(4−モルホリノフェニル)−ブタ
ノン−1を0.1重量部混合し、均一に溶解した溶液中
に実施例1に記載した顔料ペースト160重量部及びシ
ランカップリング剤(KBM503、信越化学工業
(株)製)5重量部を添加し、超音波で3時間分散して
着色感光性組成物を得た。この着色感光性組成物を用い
た以外は、実施例1と同様に操作した。得られたカラー
フィルタは、赤、青及び緑のパターンが整然と並んでい
た。追随性は良好で、ピンホールの発生は見られなかっ
た。
【0022】実施例3 実施例1と同様に行うが2色目の青と3色目の緑につい
ては(3)カラーフィルタの製造工程を次の順序で実施
した。 (a)基板加熱工程 カラーフィルタ用の基板を80℃で10分間加熱した。 (b)貼り合わせ工程 感光性フィルムの保護フィルムを剥がしながら、着色感
光性組成物層を前記カラーフィルタ用の基板にロール圧
力4.0kg/cm2 、ロール温度75℃、送り速度
1.5m/分の条件でラミネートした。 (c)アニール工程 パターンの形を整えるために恒温乾燥機で60℃で15
分間加熱を行った。 (d)露光工程 所定のパターンのマスクを通して露光機で露光した。露
光は超高圧水銀灯を用いて行った。このときの露光量
は、50mJ/cm2 であった。 (e)剥離工程 ポリエチレンテレフタレートフィルムを剥離した。 (f)現像工程 30℃の0.06重量%の炭酸ナトリウム水溶液中に3
0秒間浸漬し、現像して未露光部分を除去した。得られ
たカラーフィルタは、赤、青及び緑のパターンが整然と
並んでいた。追随性は良好で、ピンホールの発生は見ら
れなかった。
【0023】実施例4 ジアリルフタレートを100.4重量部、ペンタエリス
リトールテトラ(3−メルカプトプロピオネート)を9
9.6重量部、光開始剤として2−メチル−1−〔4−
(メチルチオ)フェニル〕−2−モルホリノプロパノン
−1を1.2重量部及び2−ベンジル−2−ジメチルア
ミノ−1−(4−モルホリノフェニル)−ブタノン−1
を0.1重量部混合し、均一に溶解した溶液中に実施例
1に記載した顔料ペースト160重量部及びシランカッ
プリング剤(KBM503、信越化学工業株式会社製)
5重量部を添加し、超音波で3時間分散して着色感光性
組成物を得た。この着色感光性組成物を用いた以外は、
実施例1と同様に操作した。得られたカラーフィルタ
は、赤、青及び緑のパターンが整然と並んでいた。追随
性は良好で、ピンホールの発生は見られなかった。
【0024】比較例1 2,2−ビス〔4−(メタクリロキシ・ポリエトキシ)
フェニル〕プロパン(新中村化学株式会社製、NKエス
テル BPE−500)40重量部、γ−クロロ−β−
ヒドロキシプロピル−β’−メタクリロイルオキシエチ
ル−o−フタレート150重量部、メタクリル酸メチル
/メタクリル酸/2−エチルヘキシルアクリレート/ス
チレン(29:50:10:11)の共重合物50重量
部、1,7−ビス(9−アクリジニル)ヘプタン10重
量部、ジエチルエーテル50重量部及びプロピレングリ
コールモノメチルエーテル50重量部を混合し、溶解し
た溶液中に実施例1に記載した顔料ペースト220重量
部及びシランカップリング剤(KBM503、信越化学
工業(株)製)5重量部を添加し、超音波で3時間分散
して着色感光性組成物を得た。この着色感光性組成物を
用いた以外は、実施例1と同様に操作した。青色感光性
フィルム付きの基板は、光の散乱が起きていた。フィル
ムの表面をよく観察すると、凹凸が発生していた。この
凹凸は、感光性フィルムの追随性が良好でないことを示
すものである。得られたカラーフィルタは、画素の全体
にわたって所々、又は連続してピンホールの発生が確認
された。
【0025】比較例2 比較例1と同様に操作するが、(b)貼り合わせ工程の
ラミネートの条件を下記の通りとした。 (b)貼り合わせ工程 前記感光性フィルムの保護フィルムを剥がしながら、着
色感光性組成物層を前記カラーフィルタ用の基板にロー
ル圧力4.0kg/cm2 、ロール温度95℃、送り速
度1.5m/分の条件でラミネートした。得られたカラ
ーフィルタは、画素の全体にわたって所々、又は連続し
てピンホールの発生が確認された。
【0026】
【発明の効果】本発明の感光性組成物及びこれを用いた
感光性フィルムは、耐熱性、追随性及び転写性に優れて
おり、本発明の感光性フィルムをカラーフィルタの製造
に用いれば、作業性が良好で、2色目パターン以降のパ
ターン形成工程においてパターン形状に対して優れた追
随性を示し、ピンホールの発生を防止することができ、
基板上に均一な厚さの多色パターンを形成させることが
でき、品質の良好なカラーフィルタを製造することがで
きる。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (A)ジアリルフタレート、ジアリルイ
    ソフタレート及びジアリルテレフタレートのうちの少な
    くとも1種、(B)ペンタエリスリトールテトラ(3−
    メルカプトプロピオネート)、(C)光重合開始剤及び
    (D)顔料からなり、(A)成分と(B)成分の当量比
    が3:1〜1:3である(A)成分と(B)成分の混合
    物中に(C)成分を0.01〜10重量%配合したこと
    を特徴とするカラーフィルタ用感光性組成物。
  2. 【請求項2】 ベースフィルム上に着色感光性組成物層
    を有する感光性フィルムにおいて、着色感光性組成物層
    が請求項1記載の感光性組成物からなることを特徴とす
    るカラーフィルタ用感光性フィルム。
  3. 【請求項3】 透明基板上にベースフィルムと所望の色
    の着色感光性組成物層とからなる感光性フィルムを貼り
    合わせ、パターン状に露光させ、現像する各工程を繰り
    返して多色パターンを形成させるカラーフィルタの製造
    方法において、前記の着色感光性組成物層を請求項1記
    載の感光性組成物を用いて形成することを特徴とするカ
    ラーフィルタの製造方法。
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