JPH03212467A - アクリル系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
ることができるアクリル系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関す
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は、（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）ＩＴＯ（透明導電膜）との密着性（６）封止剤と
の接着性 等がある。

従来、カラーフ・イ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、シリカ系の無機コート材が用
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、耐熱性はある
が、クラックが入りゃすく信頬性に欠ける等の問題があ
った。

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
材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°Ｃ１１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。

〈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。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〉 本発明は、アクリル系樹脂、溶剤および透明顔料を主成
分とし、必要に応じて分散剤を添加したアクリル系コー
ティング材である。

本発明に用いるアクリル樹脂のモノマーは、Ｒｏ ＣＨ２＝Ｃ−Ｃｏｏ（ａＩ（Ｚ）、１−Ｃ）１３　・−
−−−−（ａ）　　テは、Ｒ１がＨの場合、ｎ＝０で： Ｃｕ２＝ＣＣＯＯＣ）＋３　　（メチルアクリレート）
ｎ＝１で： ＣＨ２＝　ＣＣｏｏ　　ＣＨ２ＣＨ３（１−チル７　り
’Ｊ　レー日ｎ＝２で： ＣＨ２ ＝　Ｃ ００ −ＣＩ（。

ＣＨｘ ＣＨｘ （プロピルアク リ　　し　−　　ト　） ｎ＝４で： を表し、Ｒ１が−ＣＨ，の場合、それぞれメチルメタク
リレート（ｎ＝０）、エチルメタクリレート（ｎ＝１）
、プロピルメタクリレート（ｎ＝２）、ブチルメタクリ
レート（ｎ−３） クリレート（ｎ＝４）を表す。

ｚ ＣＨｘ　−ＣＣｏｏ　　ＣＨ２ＣＨｚ　　ＯＨ・・・ペ
ンチルメタ し） では、 Ｒ２がＨの場合、 ＣＨｚ　　　＝　　ＣＣ０Ｎ（ａＨａ）ｚ　　　・・・
　　　　・・・　　　（ａ）　　　　番よ　、Ｎ、Ｎジ
メチルアクリルアミドであり、これに代えて用いること
のできるモノマーとして、がある。

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七ツマ
−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、これらのものを加
えても良い、　アクリル樹脂は、上記した（ａ）　（ｂ
）　（ａ）を共重合することにより得られる。これら（
ａ）　（ｂ）　（ａ）のモノマーの望ましい配合比は、
（ａ）１０〜３０重量部、（ｂ）２０〜４０重量部、（
ａ）　１５〜６０重量部である。

を容剤としては、メチルセロソルフ゛、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、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（ＢａＳＯ，）、沈降性
硫酸バリウム（ＢａＳＯ，）、炭酸バリウム（ＢａＣＯ
ｊ）、炭酸石灰粉（ａａＣＯ３）、シリカ粉（ＳｉＯ□
）、塩基性炭酸マグネシウム（ＭｇＣＯｌ）、アルミナ
ホ’フイ！−（Ａ　１１０３ＸＨ，ＯまたハＡ　Ｉ　（
ＯＨ）ａ　）　、プロストホヮイト（Ａ　Ｉ（ＯＨ）ｉ
　＋Ｂ　ａ　ＳＯ４）　、サチン白（ａａ　ＣＯＪ　＋
Ａ　Ｉ　（ＯＨ）ｓ）等があげられるが、Ｃ，Ｉ、（カ
ラーインデックス）ナンバーで示すと１０．１８．１９
．２０．２４．２５．２６．２７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
１μｍ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
は通さない。

透明顔料を高度に分散する分散剤としては、各種界面活
性剤がを効である。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、コータミノ８６Ｐコンク
（いずれも花王（株）装面品名）があり、陰イオン系と
してデモールＰ１デモールＥＰ、ホモゲノールＭ−８、
ホモゲノールし−１８、ホモゲノールＬ−９５、ホモゲ
ノールＬ−１００（いずれも花王（株）装面品名）があ
る、また、非イオン系としてエマルアンＡ−６０、レオ
ドール５Ｐ−ＬＩＯ、レオドール５Ｐ−３ＩＯ、レオド
ール５ｐ０１０、エマゾールＬ−１０Ｈ，エマゾールＳ
−２０（いずれも花王（株）装面品名）等がある。

また、本発明のコーティング材塗布層に対して部分露光
に光硬化させ、バターニングする場合には、架橋法によ
る場合と重合法による場合とがある。

架橋法により硬化させる場合、加えられる架橋剤として
は、各種アンド化合物が使用できる。例えば１　、　３
−Ｂｉｓ（４’　−Ａｚｉｄｏ　ｂｅｎｚａｌ）　　　
２−ｐｒＯｐａｎｅ＋　１　、　３　　Ｂ１５（４’　
−Ａｚｉｄｏ　ｂｅｎｚａｌ）　−２−ｐｒｏｐａｎｅ
　２　’　−５ｕｌｆｏｎｉｃ　ａｃｉｄ、　４　、　
４　’　−Ｄｉａｚｉｄｏ　５ｔｙｌｂｅｎｅ　−２２
’　−ｄｉｓｕｌｆｏｎｉｃ　ａｃｉｄ等があるが、溶
解性の面から４　、　４　’　−Ｄｉａｚｉｄｅ　５ｔ
ｙｌｂ−ｅｎｅ　−２、２’　−ｄｉｓｏｆｏｎｉｃ　
ａｃｉｄが望ましい、また重合法により光硬化させる場
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。

モノマーとしては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メチルペンタンジオ−ルアクリレート
等があり、多官能モノマーとして、トリメチロールプロ
バトンアクリレート、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、ペ
ンゾフヱ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と向上させるために市販の各種
プ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三本ロー
ル等の攪拌機で十分混練してワニスを作る工程、 ■この組成物に架橋剤又は重合開始剤およびアクリル系
モノマーを加えて十分攪拌する工程、■８亥ワニスをカ
ラーフィルり上に、ロールコーターまたはスピンコータ
ーを用いて必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、または単に全
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、組成割合には特に限定はないが
、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、分散剤をロールミル、ボール
ミル、サンドミル、マドライタ−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
はエンボス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、光重合性モノ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図に示す
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。このようにするには、オー
バーコート材に、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１〉 アクリル樹脂、（ヒドロキシエチルヌククリレート３０
部、ジメチルアクリレート５０部、メチルメタクリレー
ト２０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℃、５時間反応に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９０．８ｇ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
架橋側として、４．４′−ジアジドスチルベン−２，２
′−ジスルホン酸１．２　ｇを添加して良く攪拌して、
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°Ｃ
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（３００ｍＪ／ｃＩ１１りシた。

その後、炭酸ナトリウム（２，５％水溶液）を用いて現
像し、非露光部を除去して、十分水洗した。基板に透明
顔料が少量残る可能性があるので、軟いスポンジでこす
り、さらに水洗してスピン乾燥後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。

〈実施例２〉 アクリル樹脂、（ヒドロキュチルメタクリレート３０部
、ジメチルアクリレート５０部、メチルメタクリレート
２０部をエチルセロソルブ３００部に溶解し、窒素雰囲
気下でアブビスイソブチロニトリル０．７５部を加えて
７０°Ｃ１５時間反応に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９０．８ｇに対して、透明顔料として、ハ
ライド粉末（硫酸バリウム）９．０ｇ、分散剤としてエ
マルアンＡ−６０を０．２　ｇを添加して、３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−）４．０　ｇと、光重合開始剤としてベンジルジ
メチルケタール０．８　ｇ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’Ｃで２
０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＠”　）　シた。

その後、炭酸ナトリウム（２，５％水溶液）を用いて現
像し、非露光部を除去して、十分水洗した。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、さらに水洗してスピン乾燥後２３０℃で１時間
ベーク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、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２５５°Ｃ以上で、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
うことのないオーバーコートとすることができ、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、第３図ば、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）・・・端部時 許　　出　　願　　人 凸版印刷株式会社 代表者　鈴木和夫

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）アクリル系樹脂、溶剤および透明顔料を主成分と
   することを特徴とするアクリル系コーティング剤におい
   て、アクリル系樹脂のモノマー組成の主成分が、 （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）▲数式、化学式、表等があります▼ （ただしＲ＿１、Ｒ＿２はそれぞれＨまたはＣＨ＿３、
   ｎは０〜４の整数） であり、その組成比は、（ａ）１０〜３０重量部、（ｂ
   ）２０〜４０重量部、（ｃ）１５〜６０重量部から重合
   したアクリル樹脂であることを特徴とするアクリル系コ
   ーティング材。
2. （２）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）記載のアクリル系コーティング
   材。
3. （３）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）記載のアクリル系コーティング材。
4. （４）請求項（１）記載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に用いることを特
   徴とするアクリル系コーティング材の使用方法。