JPH03212466A - コーティング材およびその使用方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、耐熱性の各種インキ、耐熱性各種塗料等の着
色物の上層にコートすることにより、保護層として用い
ることができるコーティング材に関する。また液晶デイ
スプレィのカラー化に用いているカラーフィルタのオー
バーコートとして用いることにより、耐熱性に優れたカ
ラーフィルタとすることができるものに係わる。

〈発明の目的〉 アクリル系の樹脂は、そのアクリルモノマーの選択によ
り、透明性と耐熱性に優れた樹脂とすることができる。

耐熱性の色素または耐熱性の顔料を加えてインキ化する
ことにより耐熱性の塗料および各種着色コーティング剤
として用いられている。また基板上にコーティング後パ
ターニングすることにより、所望のパターン形状の各色
別に色分けしたカラーフィルタとすることができる。こ
の様にして作製されたカラーフィルタは、２４０°Ｃ〜
２７０°Ｃ１時間程度の耐熱性（分光安定性）を示し特
性的に優れている。しかしながら、この上層に用いて、
満足のできるオーバーコート材はなかった。従って本発
明は、耐熱性と透明性の良いオーバーコート材を提供す
ることを目的とする。

〈従来の技術〉 オーバーコート材に求められる特性として、（１）透明
性 （２）カラーフィルタとの密着性 （３）耐熱性２４０’Ｃ以上 （４）耐薬品性 （５）ＴＴＯ（透明導電膜）との密着性（６）村上剤と
の接着性 等がある。

従来カラーフィルタの上層に設けるオーバーコート材と
して、アクリル樹脂、シリカ系無機コート材が用いられ
ていた。しかしながらカラーフィルタが大型化するに従
って、カラーフィルタに高度の耐熱性が要求される様に
なり、アクリル樹脂では耐熱性（１９０〜２２０°Ｃ）
に欠ける。シリカ系のコート材は耐熱性は有するが、ク
ランクが入りやすく、信鎖性に欠ける等の問題があった
。

〈発明が解決しようとする課題〉 上述のごとく、カラーフィルタのオーバーコート材とし
て、耐熱性、透明性の良い材料が必要である０本発明者
らは、透明性と耐熱性とを満足できる材料について研究
を重ねた結果、アクリル樹脂に透明顔料を高度に分散す
ることにより、耐熱性と透明性を満たすことができるこ
とを見い出し、本発明を完成した。

く課題を解決するための手段〉 すなわち、本発明は、少なくともアクリル系樹脂、溶剤
および透明顔料からなるアクリル系コーティング材であ
り、必要に応じて透明顔料を分散する分散剤を添加して
なるものである。

本発明に用いるアクリル樹脂を構成するモノマーは、 Ｒ。

ヒドロキシエチルメタクリレートを示し、Ｒ２ では、Ｒ１がＨの場合は、メチル、エチル、プロピル、
イソプロピル、ブチル、イソブチル、アミル、イソアミ
ルの各アクリレートであり、Ｒ２がＣＨｆｆの場合は、
各メタクリレートを示す。

また、これらの組成のアクリル樹脂を合成する時に、少
量添加することにより、特性を変えることのできるモノ
マーとして、ベンジルアクリレート、フェニルアクリレ
ート、グリシジルメタクリレート、アクリロニトリル、
ビニルアセテート、Ｎ−ビニルピロリドン、テトラヒド
ロフルフリルメタクリレート等があり、これらのものを
（ｂ）　（Ｃ）に一部置き代えるか、または加えても良
い。

アクリル樹脂は、上記した（ａ）　（ｂ）　（Ｃ）を共
重合することにより得られる。これら（ａ）［有］）（
Ｃ）のモノマーの望ましい配合比は、（ａ）１０〜３０
重量部、（ｂ）１０〜３０重量部、（Ｃ）　３５〜８０
重量部である。

溶剤としては、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、
ブチルセロソルブ、シクロヘキサノン、キシレン等が良
く、またこれらの溶剤の混合物でも良いが、特に溶解性
、コーティング性の点からはシクロヘキサノン、エチル
セロソルブが好ましい。

透明顔料としては、パライト粉（ＢａＳ０４）、沈降性
硫酸バリウム（ＢａＳＯ４）　、炭酸バリウム（ＢａＣ
Ｏ，）、炭酸石灰粉（ＣａＣＯｚ）　　　シリカ粉（Ｓ
ｉＯｚ）、塩基性炭酸マグネシウム（ＭｇＣＯ３）　　
　アルミナホワイト（Ａ１２０３・ＸＨ，ＯまたはＡＩ
（ＯＨ）ｓ　　　グロスホワイト（ＡＩ（ＯＨ）　！　
＋　Ｂａ５Ｏｉ）、サチン白（ＣａＳ（ｌａ　＋　ＡＩ
　（ＯＨ）　ｓ）等があげられる。Ｃ，１，（カラーイ
ンデックス）ナンバーで示すと、１０．１８．１９．２
０．２４．２５．２６．２７等である。

これらの透明顔料は、０．３μｍ以下の粒子が全粒子の
５０重量％以上で、かつ、１μｍ以上の粒子が５重量％
以下の粒度を有するものを用いるのが、透明顔料の透明
性と分散性という見地から、好ましい、０．３μｍ以下
の粒子が全粒子の５０重量％より少ない場合、または１
μｍ以上の粒子が５重量％より多い場合は、いずれもコ
ーティング材の透明性が悪く、特にカラーフィルタ用オ
ーバーコート材のように高い透明性が要求される用途に
は適さない。

これら透明顔料を高度に分散する分散剤としては、各種
界面活性剤が有効である。具体的には、陽イオン系とし
て、アセタミン２４、アセタミン８６、コータジン８６
Ｐコンク（いずれも花王（株）製画品名）があり、陰イ
オン系としてデーモルＰ、デーモルＥＰ、ホモゲノール
？Ｉ−８ホモゲノール、し−１８、ホモゲノールし−９
５、ホモゲノールＬ４００（いずれも花王（株）製画品
名）がある。また、非イオン系としてエマルアンＡ−６
０、レオドール５Ｐ−ＬＩＯ、レオドール５Ｐ−５１０
，レオドール５ｐ−ｏｉｏ、エマソールＬ−１０８エマ
ソール５−２０　（いずれも花王（株）製画品名）等が
ある。

また、本発明におけるコーティング材塗布層に対して部
分露光して光硬化させ、パターニングする場合に光重合
法が適用できる。光重合法の場合、加えられるモノマー
及び重合開始剤として種々用いることができる。七ツマ
−としては２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、トリエチレングリエールジア
クリレート、ビス（アクリロキシエトキシ）ビスフェノ
ールＡ、３−メチルベンタンジオールジアクリレート等
があり、多官能モノマーとして、トリメチロールプロパ
ンアクリレート、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、
ジペンタエリスリトールへキサアクリレート等があり、
これらのモノマーは、昭和高分子（株）、東亜合成化学
工業（株）、セラニーズケミカル（株）等の市販品があ
る。また光重合開始剤としては、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、ヘンシイルバ
ーオキサイド、２−クロロチオキサンソン等があり、大
東化学工業所（株）、新日曹化工（株）、チバガイギー
、大阪有機化学工業（株）等から市販品がある。また基
体と組成物との接着性を向上させるために市販の各種ブ
ライマーを組成物に添加するか、または、あらかじめ基
体上にコートして乾燥させた後、組成物をコートしても
良い。

本発明である透明顔料コーティング材の製造方法は、 ■アクリル系樹脂に顔料及び分散剤を添加して：ネロー
ル等の攪拌機で十分混練してワニスを作る工程、 ■このワニスに光重合開始剤とアクリル系光重合性モノ
マーを添加して十分撹拌する工程、■咳ワニスを基体上
に、ロールコータまたはスピンコーターを用いてａ・要
とする膜厚にコートする工程、 ■部分露光によりパターン化する場合と、単に全面露光
した後、熱硬化させる工程、 からなる、ここでアクリル系樹脂は、顔料の分散媒であ
り、分散剤は、アクリル系樹脂中に顔料を均一に分散さ
せる補助剤である。

〈発明の詳細な 説明の組成物において、組成割合に特に限定はないが、
通常アクリル樹脂は、組成物に対し５〜３０重量％であ
り、光重合性モノマーは１０〜３０重量％、光重合開始
剤は０．０５〜３重量％、透明顔料は、５〜３０重量％
程度、分散剤は０〜３重量％程度である。

本発明に基づき組成物などを作る場合には、アクリル系
樹脂、溶剤、透明顔料、分散剤を予めロールミル、ボー
ルミル１、サンドミル、アトライター等の分散、混合装
置によって分散する。またアクリル系樹脂、透明顔料、
分散剤を予めロールミルなどで分散させ、次に溶剤ある
いはアクリル樹脂のワニスで希釈することにより作るこ
ともできる。なお、混合、分散の順序は、これだけに限
るものではなく、適宜行うことができる。また組成物に
光重合性をもたせる場合には、光重合性モツマーと光重
合開始剤を添加することによってパターニングできる組
成物とすることができる。

以上の様にして得られた樹脂組成物は、図面の第１図に
示すように、透明基板（１）とカラーフィルタ層（２）
等からなる基体上にロールコータスピンコーターなどに
より、任意の厚さに塗布することでオーバーコート層（
３）となり、カラーフィルタ層（２）の色調、透明性を
損なうことなく、カラーフィルタを保護することができ
る。

第２図のオーバーコート層（３）の形態としては、第２
回に示すようにオーバーコートが不要な端部（４）にお
いて、オーバーコート層を除去するものがあげられる。

このようにするには、オーバーコート剤に、前記したよ
うに光硬化の性質を持たせて感光性樹脂とし、除去した
い部分を遮光して露光し、適当な溶媒で現像するのが、
効率的である。もちろん、第３図に示すように、オーバ
ーコート層（３）°をカラーフィルタの全面に施す形態
もありうる。

以下に、本発明の実施例によって具体的に説明する。な
お、実施例中、配合比は全て重量比である。

〈実施例〉 アクリル樹脂（メタクリル酸２０部、ヒドロキシエチル
メタクリレート１５部、メチルメタクリレート１０部、
ブチルメタクリレート５５部をエチルセロソルブ３００
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０．７５部を加えて７０°Ｃ，５時間反応より得られ
たアクリル樹脂）を樹脂濃度１０％になる様にエチルセ
ロソルブで希釈した。

この希釈樹脂９０．８　ｇに対して、透明顔料としてパ
ライト粉末（硫酸バリウム）９．０ｇ、分散剤としてエ
マルアンＡ−６０を０．２ｇを添加して、三本ロールで
十分混練して透明ワニスを作成した。

このワニスに光重合性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４．０ｇと光重合開始剤として
ヘンジルジメチルケクール０．８ｇを加えて良く攪拌し
て、透明組成物とした。先に作成したカラーフィルタ上
にスピンコーターで１２００回転１分間コート後、７０
℃で２０分乾燥後、カラーフィルタの枠より約５ｍｍ大
きいマスクを用いて露光（３０ｍ　Ｊ　／　ｃ　ｍ”）
　ｔ、た、その後、炭酸ナトリウム（２，５重量％水溶
液）を用いて現像し非露光部を除去して、十分水洗いし
た。基板に透明顔料が少量残る可能性があるので、軟ら
かいスポンジでこすり、さらに水洗いしてスピン乾燥後
２３０°Ｃで１時間ベータしてカラーフィルタ上のオー
バーコートを定着させた。

このカラーフィルタは、 であり、液晶用カラーフィルタとして好ましい特性を示
した。

〈発明の効果〉 アクリル樹脂に着色顔料を分散することによる組成物か
ら耐熱性（２４０’Ｃ〜２７０°Ｃ）の良いカラーフィ
ルタを作成することはできるが、このカラーフィルタに
用いるオーバーコート材として、耐熱性、耐湿性に優れ
、かつクラック等の入らないものはなかった。それに対
して、本発明は、耐熱性に優れたカラーフィルタのオー
バーコート材であり、透明顔料を透明性が高いアクリル
系樹脂に分散することにより、耐熱性２５０°Ｃ１時間
処理後においてもカラーフィルタとの密着性、ＩＴＯと
の接着性に優れ、さらにパターニングすることにより、
封止剤との接着性を損なうことのないオーバーコート層
とすることができ、実用上極めて優れている。

【図面の簡単な説明】

第１図はカラーフィルタの一例を示す断面図、第２図は
、パターニングしたオーバーコート層を設けたカラーフ
ィルタの例を示す断面図であり、第３図は、パターニン
グしない全面オーバーコート層を設けたカラーフィルタ
の例を示す断面図である。 （１）・・・透明基板 （２）・・・カラーフィルタ層 （３）・・・オーバーコート層 （４）・・・端部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）少なくともアクリル系樹脂、溶剤および透明顔料
   からなるアクリル系コーティング材において、アクリル
   系樹脂のモノマー組成の主成分が、▲数式、化学式、表
   等があります▼………（ａ） ▲数式、化学式、表等があります▼………（ｂ） ▲数式、化学式、表等があります▼………（ｃ） （ただし、Ｒ＿１、Ｒ＿２はＨまたは、ＣＨ＿３であり
   、ｎは０〜４の整数）であり、その組成比は（ａ）１０
   〜３０重量部、（２）１０〜３０重量部（ｃ）３５〜８
   ０重量部である共重合体のアクリル樹脂を用いることを
   特徴とするコーティング材。
2. （２）界面活性剤を分散剤として添加することを特徴と
   する請求項（１）記載のコーティング材。
3. （３）透明顔料が硫酸バリウムを主成分とすることを特
   徴とする請求項（１）または（２）記載のコーティング
   材。
4. （４）透明顔料を含む請求項（１）のアクリル系コーテ
   ィング材を、カラーフィルタのオーバーコート層として
   設けることを特徴とするコーティング材の使用方法。