JPH1138612A - 着色感光性樹脂組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】透明基板１０上の凹凸を減少させ、画素の形成
精度、及び位置精度を向上させ、且つ現像性、燃焼分解
性の優れた表示装置用カラーフィルタ１を製造するため
の着色感光性樹脂組成物を提供すること。 【解決手段】透明基板１０上に画素状に形成されるカラ
ーフィルタ層２０に使用される着色感光性樹脂組成物
が、少なくともアルカリ可溶性樹脂、水溶性樹脂、多官
能オリゴエステルアクリレート、光重合開始剤、無機顔
料を含有し、該アルカリ可溶性樹脂中に、少なくもカル
ボキシル基を有するモノマーとヒドロキシル基を有する
モノマーを含有す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、電界放射型表示装
置、蛍光表示装置、ガス放電型表示装置及び液晶表示装
置などの表示装置や固体撮像素子用のカラーフィルタの
形成に用いる着色感光性樹脂組成物に関するものであ
り、特に反射率の低減、コントラストの改善、分光特性
制御のカラーフィルタの形成に用いる着色感光性樹脂組
成物に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】表示装置や固体撮像素子などにおいて、
反射率の低減、コントラストの改善、分光特性制御など
の目的にカラーフィルタを用いることは、表示装置や固
体撮像素子などの表示品質を向上させるために有用な手
段となっている。電界放射型表示装置の場合は、その表
示装置を作製する工程に、２枚の透明ガラス基板を４０
０℃以上の高温で、低融点ガラスで溶融、封着する工程
がある。このため、電界放射型表示装置用のカラーフィ
ルタを形成する材料としては、一般に耐熱性を有する材
料である無機着色顔料を分散させた低融点ガラスが用い
られている。

【０００３】この無機着色顔料を分散させた低融点ガラ
スは、その塗工適性などの点から分散させる無機着色顔
料の含有量には限度があるため、カラーフィルタとして
適切な分光特性を得るのには膜厚が約１０μｍ程度にな
るものである。この膜厚が約１０μｍ程度の画素状のカ
ラーフィルタは、透明ガラス基板上ではその膜厚分が段
差となっており、この段差は後に形成される電極、配線
などの断線などの原因となるもので好ましくない。

【０００４】また、例えばガス放電型表示装置におい
て、既に電極が形成されている透明ガラス基板上にカラ
ーフィルタを形成する際には、電極が交わり形成する電
極間距離が狭くなり放電が安定しないことがあり好まし
いものではない。この断線や不安定な放電などの原因と
なる段差を減少させる一方法として、オーバーコート層
を形成し平坦化する方法があるが、約１０μｍ程度の段
差を解消するのは困難である。

【０００５】また、前記無機着色顔料を分散させた低融
点ガラスを用いて画素を形成する方法としては、一般に
スクリーン印刷法で印刷された画素を約６００℃で焼成
し、低融点ガラスを溶融させて無機着色顔料を透明ガラ
ス基板に固着する方法が用いられている。しかし、この
スクリーン印刷法は、他の画素形成法、例えばフォトリ
ソ法に比較し画素の形成精度、画素の位置精度が著しく
劣るものであり、高い精度が要求される目的には適切な
方法ではない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このような技術に関
し、発明者らは特開平８−２２０３４１号に記載のカラ
ーフィルタの発明において、「着色層が無機物からなる
カラーフィルタにおいて、カラーフィルタ層の形成によ
り生じる基板上の凹凸を減少させるため、無機顔料を基
板上に所定のパターンに形成したのち、顔料及びその周
辺部に一括して光透過性を有する材質からなるオーバー
コート層を設け、顔料を基板上に固着させる工程により
形成されたカラーフィルタ」を提案している。

【０００７】本発明における課題は、表示装置の製造工
程において高温の工程がある表示装置に用いられるカラ
ーフィルタにおいて、カラーフィルタ表面の凹凸を減少
させ、且つ画素の形成精度、及び位置精度を向上させた
カラーフィルタを製造するための着色感光性樹脂組成物
を提供することである。また、更にはカラーフィルタ層
形成時の現像性に優れ、高温焼成時の燃焼分解性に優れ
た着色感光性樹脂組成物を提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１の発明
は、透明基板上に画素状に形成されるカラーフィルタ層
に使用される着色感光性樹脂組成物が、少なくともアル
カリ可溶性樹脂、水溶性樹脂、多官能オリゴエステルア
クリレート、光重合開始剤、無機顔料を含有し、該アル
カリ可溶性樹脂中に、少なくともカルボキシル基を有す
るモノマーとヒドロキシル基を有するモノマーを含有す
ることを特徴とする着色感光性樹脂組成物である。

【０００９】また、本発明の請求項２の発明は、上記請
求項１の発明の着色感光性樹脂組成物において、前記ア
ルカリ可溶性樹脂１００重量％に対し、前記カルボキシ
ル基を有するモノマーを５重量％以上５０重量％未満、
及び前記ヒドロキシル基を有するモノマーを５重量％以
上３０重量％未満含有していることを特徴とする着色感
光性樹脂組成物である。

【００１０】また、本発明の請求項３の発明は、上記請
求項１の発明又は請求項２の発明の着色感光性樹脂組成
物において、前記アルカリ可溶性樹脂１００重量％に対
し、前記水溶性樹脂を５重量％以上５０重量％未満含有
していることを特徴とする着色感光性樹脂組成物であ
る。

【００１１】また、本発明の請求項４の発明は、上記請
求項１の発明、請求項２の発明又は請求項３の発明の着
色感光性樹脂組成物において、前記水溶性樹脂が少なく
ともＮ−ビニル−２−ピロリドンと酢酸ビニルを含有
し、この水溶性樹脂１００重量％に対し、Ｎ−ビニル−
２−ピロリドンを３０重量％以上７０重量％未満、及び
酢酸ビニルを３０重量％以上７０重量％未満含有してい
ることを特徴とする着色感光性樹脂組成物である。

【００１２】また、本発明の請求項５の発明は、上記請
求項１の発明、請求項２の発明、請求項３の発明、又は
請求項４の発明の着色感光性樹脂組成物において、前記
無機顔料がＴｉ、Ｃｏ、Ｃｒの複合酸化物から成り、着
色感光性樹脂組成物の全固形分１００重量％に対し、該
無機顔料を１５重量％以上７０重量％未満含有している
ことを特徴とする緑色着色感光性樹脂組成物である。

【００１３】また、本発明の請求項６の発明は、上記請
求項１の発明、請求項２の発明、請求項３の発明、又は
請求項４の発明の着色感光性樹脂組成物において、前記
無機顔料がＣｏＯ・ｎＡｌ₂ Ｏ₃ （ｎ＝２〜３）を主成
分とする無機顔料から成り、着色感光性樹脂組成物の全
固形分１００重量％に対し、該無機顔料を１５重量％以
上７０重量％未満含有していることを特徴とする青色着
色感光性樹脂組成物である。

【００１４】また、本発明の請求項７の発明は、上記請
求項１の発明、請求項２の発明、請求項３の発明、又は
請求項４の発明の着色感光性樹脂組成物において、前記
無機顔料が酸化鉄を主成分とする無機顔料から成り、着
色感光性樹脂組成物の全固形分１００重量％に対し、該
無機顔料を５重量％以上６０重量％未満含有しているこ
とを特徴とする赤色着色感光性樹脂組成物である。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下に本発明による着色感光性樹
脂組成物を、その一実施形態に基づいて詳細に説明す
る。図１は、本発明による着色感光性樹脂組成物を用い
て製作された表示装置用カラーフィルタの一実施例を示
す平面図である。図１に示すように、表示装置用カラー
フィルタ（１）は透明基板（１０）上に、赤色（Ｒ），
緑色（Ｇ），青色（Ｂ）各々の無機顔料からなるカラー
フィルタ層（２０）が画素状に配置されている。その画
素間には格子状に遮光のためのブラックマトリックス層
（３０）が配置され、また、画素周辺部にもその全面に
遮光のためのブラックマトリックス層（３０）が配置さ
れている。

【００１６】図２は、図１に示す本発明による着色感光
性樹脂組成物を用いて製作された表示装置用カラーフィ
ルタの一実施例のＡ−Ａ’断面図である。図２に示すよ
うに、透明基板（１０）上の無機顔料からなる画素状カ
ラーフィルタ層の画素間及び画素周辺部の透明基板表面
には遮光のためのブラックマトリックス層（３０）が形
成されている。また、この透明基板（１０）上のカラー
フィルタ層（２０）及びブラックマトリックス層（３
０）の上にはオーバーコート層（４０）が形成されてい
る。

【００１７】図３（イ）〜（ホ）は、本発明による着色
感光性樹脂組成物を用いて製作された表示装置用カラー
フィルタ（１）の製造工程の一実施例をＡ−Ａ’断面で
表した説明図である。

【００１８】本発明による着色感光性樹脂組成物は、少
なくともアルカリ可溶性樹脂、水溶性樹脂、多官能オリ
ゴエステルアクリレート、光重合開始剤、無機顔料を含
有し、該アルカリ可溶性樹脂は、少なくともカルボキシ
ル基を有するモノマーとヒドロキシル基を有するモノマ
ーを含有する共重合体により構成されているものであ
る。

【００１９】また、該着色感光性樹脂組成物において、
前記アルカリ可溶性樹脂は、アルカリ可溶性樹脂１００
重量％に対し、前記カルボキシル基を有するモノマーが
５重量％以上５０重量％未満、及び前記ヒドロキシル基
を有するモノマーが５重量％以上３０重量％未満を含有
していることがより好ましい。

【００２０】また、該着色感光性樹脂組成物において、
前記アルカリ可溶性樹脂１００重量％に対し、前記水溶
性樹脂が５重量％以上５０重量％未満含有されることが
好ましい。水溶性樹脂分が略５重量％以下含有される場
合には、パターン露光後の未露光部分の現像液に対する
溶解性が低くなる傾向にあり。また、形成されたパター
ンを焼成し、バインダ樹脂等の焼成除去する際に形成さ
れたパターンに感光性樹脂分等が強固に重合するため、
焼成における樹脂分の燃焼が不十分になり、燃え残りが
生じやすい傾向にある。

【００２１】また、水溶性樹脂分が略５０重量％以上含
有される場合には、パターン露光後の未露光部分の現像
液に対する溶解性が高すぎ、基板への密着性が低くなる
傾向にある。このため、着色感光性樹脂組成物の露光後
の現像性やそのパターン密着性、更に形成されたパター
ン中のバインダ樹脂等の燃焼除去を十分なものとする点
から、アルカリ可溶性樹脂１００重量％に対し、水溶性
樹脂が５重量％以上５０重量％未満含有されることが好
ましい。

【００２２】また、該着色感光性樹脂組成物において、
前記水溶性樹脂は少なくともＮ−ビニル−２−ピロリド
ンと酢酸ビニルを含有する共重合体で構成され、この水
溶性樹脂１００重量％に対し、Ｎ−ビニル−２−ピロリ
ドンが３０重量％以上７０重量％未満と酢酸ビニルが３
０重量％以上７０重量％未満含有している共重合体によ
り構成されることが望ましい。

【００２３】カルボキシル基を有するモノマーとして
は、例えば、アクリル酸、アクリル酸メチル、アクリル
酸エチル、アクリル酸ブチル等が好適である。これらの
モノマーは一種を用いても良く、二種以上を併用しても
良い。また、ヒドロキシル基を有するモノマーとして
は、例えば、２−ヒドロキシエチルメタクリレートが好
適である。

【００２４】水溶性樹脂としては、Ｎ，Ｎ−ジメチルア
クリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピルアクリ
ルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピルメタクリル
アミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチルアクリレート、
Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチルメタクリレート、Ｎ−ビ
ニル−２−ピロリドン、２−アクリルアミド−２−メチ
ルプロパンスルホン酸、パラスチレンスルホン酸ソー
ダ、２−ヒドロキシエチルメタクリレート、メトキシテ
トラエチレングリコールメタクリレート等が好適であ
る。これらの樹脂を二種以上併用することがより好適で
ある。

【００２５】また、多官能オリゴエステルアクリレート
としては、例えば、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、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好適である。これら
の一種を用いても良く、二種以上を併用しても良い。こ
れら多官能オリゴエステルアクリレートを用いることに
より、光照射された部分の多官能オリゴエステルアクリ
レートが三次元的に重合して、現像液に対して不溶にな
ると同時に透明基板との密着性が増大するものである。

【００２６】また、光重合開始剤としては、例えば、ア
セトフェノン、ベンゾフェノン、ベンジルジメチルケタ
ール、ベンゾイルパーオキサイド、２−クロロチオキサ
ントン、トリアジン系化合物等が好適である。用いる光
重合開始剤が、酸素の遮断された雰囲気下で光照射され
た場合にアクリル系モノマーの重合を促進させる特性を
有する場合には、上記着色感光性樹脂組成物層上にポリ
ビニルアルコール等からなる酸素遮断層を形成しても良
い。

【００２７】本発明による緑色着色感光性樹脂組成物に
用いる無機顔料はＴｉ、Ｃｏ、Ｃｒの複合酸化物であ
り、緑色着色感光性樹脂組成物の全固形分１００重量％
に対し１５重量％以上７０重量％未満含有されることを
特徴とするものである。無機顔料が略１５重量％以下含
有される場合には、所望の分光特性を得るために形成す
る緑色着色感光性樹脂組成物層の膜厚を厚くすることに
なり、加熱焼成時の燃焼が不十分になる傾向にあり、ま
た、無機顔料が略７０重量％以上含有される場合には、
緑色着色感光性樹脂組成物層への露光を行った際に無機
顔料による照射紫外光の吸収が大きくなり、多官能オリ
ゴエステルアクリレートの光重合を阻害して、画素の形
成が不十分になる傾向にある。すなわち、加熱焼成時の
燃焼及び画素の形成を確かなものにするために、無機顔
料は緑色着色感光性樹脂組成物の全固形分１００重量％
に対し１５重量％以上７０重量％未満含有されることが
好ましい。

【００２８】また、この無機顔料は高温焼成に対する耐
性を備えているので、高温焼成の後でも色純度の良好な
緑色のカラーフィルタが得られる。

【００２９】また、本発明による青色着色感光性樹脂組
成物に用いる無機顔料はＣｏＯ・ｎＡｌ₂ Ｏ₃ （ｎ＝２
〜３）を主成分とし、青色着色感光性樹脂組成物の全固
形分１００重量％に対し１５重量％以上７０重量％未満
含有していることを特徴とするものである。前記緑色着
色感光性樹脂組成物の際と同様に、無機顔料が略１５重
量％以下含有される場合には、加熱焼成時の燃焼が不十
分になる傾向にあり、また、無機顔料が略７０重量％以
上含有される場合には、画素の形成が不十分になる傾向
にある。すなわち、加熱焼成時の燃焼及び画素の形成を
確かなものにするために、無機顔料は青色着色感光性樹
脂組成物の全固形分１００重量％に対し１５重量％以上
７０重量％未満含有されることが好ましい。

【００３０】また、この無機顔料は高温焼成に対する耐
性を備えているので、高温焼成の後でも色純度の良好な
青色のカラーフィルタが得られる。

【００３１】また、本発明による赤色着色感光性樹脂組
成物に用いる無機顔料は酸化鉄を主成分とする無機顔料
であり、赤色着色感光性樹脂組成物の全固形分１００重
量％に対し３０重量％以上５０重量％未満含有している
ことを特徴とするものである。前記緑色着色感光性樹脂
組成物の際と同様に、無機顔料が略３０重量％以下含有
される場合には、加熱焼成時の燃焼が不十分になる傾向
にあり、また、無機顔料が略５０重量％以上含有される
場合には、画素の形成が不十分になる傾向にある。すな
わち、加熱焼成時の燃焼及び画素の形成を確かなものに
するために、無機顔料は赤色着色感光性樹脂組成物の全
固形分１００重量％に対し３０重量％以上５０重量％未
満含有されることが好ましい。

【００３２】また、この無機顔料は高温焼成に対する耐
性を備えているので、高温焼成の後でも色純度の良好な
赤色のカラーフィルタが得られる。

【００３３】また、本発明による着色感光性樹脂組成物
の希釈溶剤としては、例えば、トルエン、キシレン、エ
チルセルソルブ、エチルセルソルブアセテート、エチル
カルビトール、シクロヘキサノン、酢酸エチル等が好適
である。これらの希釈溶剤は、アルカリ可溶性樹脂、水
溶性樹脂、多官能オリゴエステルアクリレート、光重合
開始剤、無機顔料等の溶解性、分散性によって適宜選択
されるものであり、また、これらの希釈溶剤を適宜混合
して用いてもよい。特に、光重合開始剤の溶解性と着色
感光性樹脂組成物の塗膜の乾燥性の点からは、エチルカ
ルビトールを用いることが好ましい。また、この着色感
光性樹脂組成物において、顔料分散性の向上、密着性の
向上等のために分散剤、密着向上剤等を添加してもよ
い。

【００３４】また、本発明におけるオーバーコート層の
材料としては、ＳｉＯ₂ やＰｂＯを主成分とする低融点
ガラス等が用いることができる。このオーバーコート層
に用いる材料はカラーフィルタの透過率を大きく低下さ
せることがなければ適宜選択できるものである。

【００３５】次に、本発明による着色感光性樹脂組成物
を用いてカラーフィルタを形成する方法は次のようなも
のである。図３（イ）に示すように、まず、ブラックマ
トリックス層（３０）が形成された透明基板（１０）上
に該着色感光性樹脂組成物を塗布、乾燥し、着色感光性
樹脂組成物層（２）を形成する。続いて露光、現像を行
い図３（ロ）に示すように、画素状着色感光性樹脂組成
物層（３）を形成する。このような操作を緑色、青色の
各々の着色感光性樹脂組成物を用いて行い、図３（ハ）
に示すように、赤色、緑色、青色の画素状着色感光性樹
脂組成物層（３）を形成する。続いて、この画素状着色
感光性樹脂組成物層（３）上及びその周辺部にオーバー
コート層の材料を塗布し、これら画素状着色感光性樹脂
組成物層（３）及びオーバーコート材料層（４）を加熱
焼成することにより、図３（ホ）に示すような、画素と
透明基板間に段差のない、平坦なカラーフィルタ（１）
を得るものである。

【００３６】また、本発明による着色感光性樹脂組成物
を用いて得られたカラーフィルタは、上記のように高温
の加熱焼成後でも色特性に変化が生ぜず、色純度の良好
なカラーフィルタであるので、電界放射型表示装置のよ
うに、その表示装置を製作する工程に高温処理する工程
のある表示装置に用いるカラーフィルタとして適切なも
のである。

【００３７】

【実施例】以下に本発明の実施例を具体的に説明する。

【００３８】＜実施例１＞ （アルカリ可溶性樹脂液の調整）ブチルアクリレート５
５重量％、メタクリル酸２０重量％、２−ヒドロキシエ
チルメタクリレート１５重量％、メチルメタクリレート
１０重量％を２−（２−エトキシエトキシ）エタノール
を溶媒として共重合させ、アルカリ可溶性樹脂が４０重
量％、溶媒が６０重量％の比率になるようアルカリ可溶
性樹脂を調製した。

【００３９】（水溶性樹脂液の調整）Ｎ−ビニル−２−
ピロリドン５０重量％、酢酸ビニル５０重量％を２−
（２−エトキシエトキシ）エタノールを溶媒として共重
合させ、水溶性樹脂が４０重量％、溶媒が６０重量％の
比率になるよう水溶性樹脂を調製した。

【００４０】（赤色着色感光性樹脂組成物）上記アルカ
リ可溶性樹脂と水溶性樹脂を使用して以下の配合比率で
着色感光性組成物を調製した。

【００４１】 （配合比率） アルカリ可溶性樹脂液 １５．５重量％ 水溶性樹脂液 ３．９重量％ 多官能オリゴエステルアクリレート ジペンタエリスリトールペンタアクリレート ７．０重量％ ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート ４．７重量％ 光重合開始剤 ピペロニルトリクロロメチルＳ−トリアジン ２．３重量％ 希釈溶剤 ２−（２−エトキシエトキシ）エタノール ５１．６重量％ 着色顔料 赤色顔料（大日精化工業（株）製 ：ＴＲＡＮＳ ＯＸＩＤＥ ＲＥＤ） １５．０重量％ （Ｆｅ₂ Ｏ₃ ）

【００４２】（塗布）図３（イ）に示すように、縦２１
０μｍ×横２１０μｍの開口部を有する酸化クロムによ
るブラックマトリックス（３０）が、ピッチ２２０μｍ
で基板全面に形成された透明ガラス基板（１０）上に、
この赤色着色感光性樹脂組成物をスクリーン印刷法によ
り塗布した。使用したスクリーン版は３２５メッシュ、
版厚８０μｍのステンレス製であった。常温で５分間放
置して膜を乾燥させた後、更にもう一度印刷による塗布
を繰り返し、次に７０℃、２０分間乾燥して、赤色着色
感光性樹脂組成物層を形成した。得られた赤色着色感光
性樹脂組成物層の厚みは約９．８μｍで全面一様な膜厚
を有し、表面状態は平滑であった。図３において、２は
着色感光性樹脂組成物層を示している。

【００４３】（画素形成）次に、縦２１０μｍ×横２１
０μｍ、ピッチ２２０μｍのフォトマスクを上記赤色着
色感光性樹脂組成物層に密着し、超高圧水銀灯により、
露光量４５０ｍＪ／ｃｍ² の露光をした。露光後、温度
２０℃のアルカリ現像液を噴出圧力１ｋｇ／ｃｍ² で３
０秒間スプレー現像し、未露光部の赤色着色感光性樹脂
組成物層を除去した。この透明ガラス基板（１０）を乾
燥した後、約２３０℃、１時間加熱の硬膜処理を行い、
図３（ロ）に示すように、画素状赤色着色感光性樹脂組
成物層（３）を得た。この硬膜した画素状赤色着色感光
性樹脂組成物層の厚みは約９．１μｍであった。

【００４４】次に、上記と同様にして、緑色及び青色着
色感光性樹脂組成物を用いて図３（ハ）に示すように、
画素状緑色着色感光性樹脂組成物層及び画素状青色着色
感光性樹脂組成物層を形成した。

【００４５】（オーバーコート材料層の形成）次に、こ
の画素状着色感光性樹脂組成物層が形成された透明ガラ
ス基板（１０）上にオーバーコート材料層（４）を形成
した。オーバーコート層の材料として低融点ガラスペー
スト（日本電気硝子（株）製：ＬＦ−０１）を用いた。
塗布方法としてはスクリーン印刷法を用い、３２５メッ
シュ、版厚８０μｍのステンレス製スクリーン版を使用
した。常温で１０分間放置して膜表面が乾燥した後、更
にもう一度印刷を繰り返し、次に、９０℃、１５分間乾
燥させ、図３（ニ）に示すように、膜厚約１５μｍのオ
ーバーコート材料層（４）を得た。

【００４６】（カラーフィルタの形成）このオーバーコ
ート材料層（４）の形成された透明ガラス基板を、４℃
／分の昇温速度で大気雰囲気下で加熱し、約４２０℃で
６０分間焼成した後、引続き約５８０℃で３０分間焼成
した後に、４℃／分の降温速度で基板を冷却した。この
焼成処理により、図３（ホ）に示すように、赤色、緑
色、青色のカラーフィルタ層（２０）及びオーバーコー
ト層（４０）から成るカラーフィルタ（１）が形成され
た。

【００４７】このようにして得られたカラーフィルタ
（１）の表面の平坦度は、約０．８μｍであった。ま
た、このようにして得られたカラーフィルタ（１）の画
素形状は縦２１０μｍ×横２１０μｍ、ピッチは２２０
μｍであり、その画素形状、画素の位置精度（ピッチ）
共にフォトマスクから正確に形成されたものであった。
また、各色カラーフィルタ層の膜厚は約４．５μｍの値
を有しており、この分光透過率は図４に示すように、良
好なものであった。

【００４８】＜実施例２＞上記実施例１と同様に、アル
カリ可溶性樹脂液及び水溶性樹脂液を調整し表１に示す
ように、アルカリ可溶性樹脂１００重量％に対する水溶
性樹脂の比率を変化させた赤色着色感光性樹脂組成物を
調整し、実施例１と同様な処理を行い、そのパターニン
グ性能を確認した。表１に示すように、水溶性樹脂の比
率は略５重量％以上略５０重量％未満において良好な結
果が得られた。

【００４９】

【表１】

【００５０】また、上記実施例１と同様に、アルカリ可
溶性樹脂液及び水溶性樹脂液を調整し表２に示すよう
に、着色感光性樹脂組成物の全固形分１００重量％に対
する、Ｔｉ、Ｃｏ、Ｃｒの複合酸化物からなる前記無機
顔料の比率を変化させた緑色着色感光性樹脂組成物を調
整し、実施例１と同様な処理を行いそのパターニング性
能を確認した。表２に示すように、無機顔料の比率は略
１５重量％以上略７０重量％未満において良好な結果が
得られた。

【００５１】

【表２】

【００５２】また、上記実施例１と同様に、アルカリ可
溶性樹脂液及び水溶性樹脂液を調整し、着色感光性樹脂
組成物の全固形分１００重量％に対する、ＣｏＯ・ｎＡ
ｌ₂Ｏ₃ （ｎ＝２〜３）を主成分とする前記無機顔料の
比率を変化させた青色着色感光性樹脂組成物、及び酸化
鉄を主成分とする前記無機顔料の比率を変化させた赤色
着色感光性樹脂組成物を各々調整し、実施例１と同様な
処理を行いそのパターニング性能を確認した。青色着色
感光性樹脂組成物においては、無機顔料の比率は略１５
重量％以上略７０重量％未満において、また赤色着色感
光性樹脂組成物においては、無機顔料の比率は略５重量
％以上略６０重量％未満において良好な結果が得られ
た。

【００５３】＜比較例１＞ （着色感光性樹脂組成物の調製）上記実施例１と同様
に、ブチルアクリレート５５重量％、メタクリル酸２０
重量％、２−ヒドロキシエチルメタクリレート１５重量
％、メチルメタクリレート１０重量％を２−（２−エト
キシエトキシ）エタノールを溶媒として共重合させアル
カリ可溶性樹脂を得た。このアルカリ可溶性樹脂が４０
重量％、溶媒が６０重量％の比率になるようアルカリ可
溶性樹脂を調製した。そして、以下の配合比率からなる
赤色着色感光性樹脂組成物を調製した。透明ガラス基板
上への塗布は、上記実施例１と同様におこなった。

【００５４】 （配合比率） アルカリ可溶性樹脂液 １９．４重量％ 多官能オリゴエステルアクリレート ジペンタエリスリトールペンタアクリレート ７．０重量％ ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート ４．７重量％ 光重合開始剤 ピペロニルトリクロロメチルＳ−トリアジン ２．３重量％ 希釈溶剤 ２−（２−エトキシエトキシ）エタノール ５１．６重量％ 着色顔料 赤色顔料（大日精化工業（株）製 ：ＴＲＡＮＳ ＯＸＩＤＥ ＲＥＤ） １５．０重量％ （Ｆｅ₂ Ｏ₃ ）

【００５５】（画素形成）次に、上記透明ガラス基板を
９０℃、１５分間乾燥した後、フォトマスクを用いて超
高圧水銀灯で４５０ｍＪ／ｃｍ² 露光後、温度２０℃の
アルカリ現像液で噴出圧力１ｋｇ／ｃｍ² のスプレイ現
像を３０秒間行った。現像処理後２３０℃で１時間加熱
し、硬膜処理をした。硬膜後のパターン化された赤色着
色感光性組成物層の厚みは８．９μｍであった。次に、
上記と同様にして、緑色及び青色着色感光性樹脂組成物
を用いて、画素状緑色及び画素状青色着色感光性樹脂組
成物層を形成した。

【００５６】（オーバーコート材料層の形成）次に、こ
の画素状着色感光性樹脂組成物層が形成された透明ガラ
ス基板上にオーバーコート材料層を形成した。オーバー
コート層の材料として低融点ガラスペースト（日本電気
硝子（株）製：ＬＦ−０１）を用いた。塗布方法として
はスクリーン印刷法を用い、３２５メッシュ、版厚８０
μｍのステンレス製スクリーン版を使用した。常温で１
０分間放置して膜表面が乾燥した後、更にもう一度印刷
を繰り返し、次に、９０℃、１５分間乾燥させ、に示す
ように、膜厚約１５μｍのオーバーコート材料層を得
た。

【００５７】（カラーフィルタの形成）このオーバーコ
ート材料層の形成された透明ガラス基板を、４℃／分の
昇温速度で大気雰囲気下で加熱し、約４２０℃で６０分
間焼成した後、引続き約５８０℃で３０分間焼成した後
に、４℃／分の降温速度で基板を冷却した。この焼成処
理により、赤色、緑色、青色のカラーフィルタ層及びオ
ーバーコート層から成るカラーフィルタが形成された。

【００５８】このようにして得られたカラーフィルタの
表面の平坦度は、約１１．０μｍであった。また、この
ようにして得られたカラーフィルタの画素形状は縦２１
０μｍ×横２１０μｍ、ピッチは２２０μｍであり、そ
の画素形状、画素の位置精度（ピッチ）共にフォトマス
クから正確に形成されたものであった。また、各色カラ
ーフィルタ層の膜厚は約７．５μｍの値を有しており、
この分光透過率は着色感光性組成物中の感光性樹脂分が
燃焼していないことによる燃焼残りが生じて図５に示す
ように、所望の分光透過率特性を有するものではなかっ
た。

【００５９】

【発明の効果】本発明による着色感光性樹脂組成物は、
少なくともアルカリ可溶性樹脂、水溶性樹脂、多官能オ
リゴエステルアクリレート、光重合開始剤、無機顔料を
含有したものであり、該着色感光性樹脂組成物を用いて
得られるカラーフィルタは、画素状に形成された耐熱性
のある無機顔料からなるカラーフィルタ層を透明基板上
に形成したのち、この無機顔料からなるカラーフィルタ
層上及びその周辺部に耐熱性のある低融点ガラスからな
るオーバーコート材料層を設け、加熱焼成することによ
りカラーフィルタが形成されるため、電界放射型表示装
置のように表示装置の製造工程において高温処理の工程
がある表示装置に用いられるカラーフィルタとして適切
なものである。

【００６０】上記のように、本発明による着色感光性樹
脂組成物は、少なくともアルカリ可溶性樹脂、水溶性樹
脂、多官能オリゴエステルアクリレート、光重合開始
剤、無機顔料を含有したものであり、該着色感光性樹脂
組成物を用いて得られるカラーフィルタは、画素状に形
成された耐熱性のある無機顔料からなるカラーフィルタ
層を透明基板上に形成したのち、この無機顔料からなる
カラーフィルタ層上及びその周辺部に耐熱性のある光透
過性を有するオーバーコート材料層を設け、加熱焼成す
ることによりカラーフィルタが形成されるため、カラー
フィルタ表面の平坦性の良いカラーフィルタが得られ
る。

【００６１】また、本発明による着色感光性樹脂組成物
は、紫外線に感光性のある着色感光性樹脂組成物であ
り、該着色感光性樹脂組成物を用いたフォトリソグラフ
ィにより、画素が形成されるため、画素の形成精度、及
び画素の位置精度を向上させたカラーフィルタが得られ
る。

【００６２】また、本発明による着色感光性樹脂組成物
は、水溶性樹脂を含有しているので、高い水溶性を有し
露光後の現像工程の現像性に優れている。また水溶性樹
脂を含有しているので、焼成時の熱分解性に優れ、パタ
ーンの膜厚が厚くなった場合でも焼成時に樹脂分の焼成
残渣を生じることがない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による着色感光性樹脂組成物を用いて製
作された表示装置用カラーフィルタの一実施例を示す平
面図である。

【図２】図１に示す本発明による着色感光性樹脂組成物
を用いて製作された表示装置用カラーフィルタの一実施
例のＡ−Ａ’断面図である。

【図３】（イ）〜（ホ）は、本発明による着色感光性樹
脂組成物を用いて製作された表示装置用カラーフィルタ
（１）の製造工程の一実施例をＡ−Ａ’断面で表した説
明図である。

【図４】実施例１におけるカラーフィルタ層の分光透過
率を示したグラフである。

【図５】比較例１におけるカラーフィルタ層の分光透過
率を示したグラフである。

【符号の説明】

１…カラーフィルタ ２…着色感光性樹脂組成物層 ３…画素状着色感光性樹脂組成物層 ４…オーバーコート材料層 １０…透明基板 ２０…無機顔料からなるカラーフィルタ層 ３０…ブラックマトリックス層 ４０…オーバーコート層 Ｒ…赤色カラーフィルタ層 Ｇ…緑色カラーフィルタ層 Ｂ…青色カラーフィルタ層

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｇ０３Ｆ 7/004 ５０５ Ｇ０３Ｆ 7/004 ５０５ 7/028 7/028 // Ｃ０８Ｆ 2/50 Ｃ０８Ｆ 2/50

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】透明基板上に画素状に形成されるカラーフ
   ィルタ層に使用される着色感光性樹脂組成物が、少なく
   ともアルカリ可溶性樹脂、水溶性樹脂、多官能オリゴエ
   ステルアクリレート、光重合開始剤、無機顔料を含有
   し、該アルカリ可溶性樹脂中に、少なくともカルボキシ
   ル基を有するモノマーとヒドロキシル基を有するモノマ
   ーを含有することを特徴とする着色感光性樹脂組成物。
2. 【請求項２】前記アルカリ可溶性樹脂１００重量％に対
   し、前記カルボキシル基を有するモノマーを５重量％以
   上５０重量％未満、及び前記ヒドロキシル基を有するモ
   ノマーを５重量％以上３０重量％未満含有している請求
   項１記載の着色感光性樹脂組成物。
3. 【請求項３】前記アルカリ可溶性樹脂１００重量％に対
   し、前記水溶性樹脂を５重量％以上５０重量％未満含有
   している請求項１又は請求項２記載の着色感光性樹脂組
   成物。
4. 【請求項４】前記水溶性樹脂が少なくともＮ−ビニル−
   ２−ピロリドンと酢酸ビニルを含有し、この水溶性樹脂
   １００重量％に対し、Ｎ−ビニル−２−ピロリドンを３
   ０重量％以上７０重量％未満、及び酢酸ビニルを３０重
   量％以上７０重量％未満含有している請求項１、請求項
   ２又は請求項３記載の着色感光性樹脂組成物。
5. 【請求項５】前記無機顔料がＴｉ、Ｃｏ、Ｃｒの複合酸
   化物から成り、着色感光性樹脂組成物の全固形分１００
   重量％に対し、該無機顔料を１５重量％以上７０重量％
   未満含有している請求項１、請求項２、請求項３又は請
   求項４記載の緑色着色感光性樹脂組成物。
6. 【請求項６】前記無機顔料がＣｏＯ・ｎＡｌ₂ Ｏ₃ （ｎ
   ＝２〜３）を主成分とする無機顔料から成り、着色感光
   性樹脂組成物の全固形分１００重量％に対し、該無機顔
   料を１５重量％以上７０重量％未満含有している請求項
   １、請求項２、請求項３又は請求項４記載の青色着色感
   光性樹脂組成物。
7. 【請求項７】前記無機顔料が酸化鉄を主成分とする無機
   顔料から成り、着色感光性樹脂組成物の全固形分１００
   重量％に対し、該無機顔料を５重量％以上６０重量％未
   満含有している請求項１、請求項２、請求項３又は請求
   項４記載の赤色着色感光性樹脂組成物。