JPH05333549A - カラーレジスト用着色ペースト - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 取扱い上の危険性と環境汚染を引起こさず、
ペースト中の顔料濃度を高く設定しても透明性と色品質
が低下せず、しかも透明基板に塗膜されたときの膜厚分
布が小さいカラーレジスト用着色ペーストを提供するこ
と。 【構成】 水、界面活性剤、有機顔料、及び、分散剤を
主成分とするカラーレジスト用着色ペーストであって、
添加剤として低級脂肪族アルコールを含有することを特
徴とする。そして、この低級脂肪族アルコールの添加に
より着色ペースト製造時の錬磨工程において泡沫の発生
が抑制され着色ペーストの透明性と色品質を改善でき、
かつ、透明基板に対する濡れ性が改善されて膜厚分布を
小さくすることが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、カラーフィルターを製
造する際に利用されるカラーレジスト用着色ペーストに
係り、特に、取扱い上の危険性と環境汚染を引起こす恐
れがなく、ペースト中の顔料濃度を高く設定しても透明
性と色品質が低下せず、しかも、透明基板に塗膜された
ときにその膜厚分布が小さいカラーレジスト用着色ペー
ストの改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種のカラーフィルターは、ガラス等
の透明基板と、この透明基板上の画素部位に設けられそ
の透過光を画素毎に着色する色フィルター層とでその主
要部が構成されており、上記色フィルター層はそれぞれ
の色に対応する色彩の有機顔料が含まれたカラーレジス
トにより形成されている。そして、このカラーレジスト
は、着色ペーストとこれに混合された感光性化合物とで
その主要部が構成され、上記カラーレジストを透明基板
上に一様に塗布し、かつ、選択的に露光、現像して上記
色フィルター層が形成されているものである。

【０００３】ところで、上記カラーレジストに適用され
る着色ペーストとして、例えば、特開昭６０−１８４２
０４号公報に記載されているように、有機溶剤と、これ
に分散された有機顔料と、界面活性剤と、特定のポリイ
ミド前駆体より構成され上記顔料を一様に分散させる分
散剤とを主成分とするものが知られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、この着色ペー
ストは有機溶剤を使用しているため取扱い上の危険性や
廃棄により環境汚染を引起こす弊害を有しており、製造
上並びに管理上多大な労力と費用を要する問題点があっ
た。

【０００５】一方、取扱い上の危険性や環境汚染を解消
することを目的として、ポリビニルアルコール等の水溶
性樹脂を上記分散剤に適用した水溶性着色ペーストも開
発されている。

【０００６】この水溶性着色ペーストの開発により上記
環境汚染等の問題は確かに改善されはしたが、カラーフ
ィルターの色特性を向上させるためペースト中の顔料濃
度を高く設定すると以下のような弊害を生ずる問題点が
あった。

【０００７】すなわち、顔料濃度を高く設定した場合、
顔料が増大する分その着色ペーストの粘度も高くなるた
め、着色ペースト製造時の錬磨工程において生じた泡沫
が消え難くなる。この結果、上記泡沫の存在により顔料
が微粒子分散され難くなるため、着色ペーストの透明性
が低下すると共に色品質も悪くなってしまう問題点があ
った。

【０００８】また、従来の水溶性着色ペーストはガラス
等の透明基板との濡れ性が悪いため透明基板に塗膜され
たときにその膜厚分布が大きくなる欠点があり、高品質
のカラーフィルターを製造できない問題点があった。

【０００９】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取扱い上の危険性
と環境汚染を引起こす恐れがなく、ペースト中の顔料濃
度を高く設定しても透明性と色品質が低下せず、しかも
透明基板に塗膜されたときにその膜厚分布が小さいカラ
ーレジスト用着色ペーストを提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】すなわち、請求項１に係
る発明は、水、界面活性剤、有機顔料、及び、分散剤を
主成分とするカラーレジスト用着色ペーストを前提と
し、添加剤として低級脂肪族アルコールを含有すること
を特徴とするものである。この様な技術的手段において
添加剤として適用される低級脂肪族アルコールはその炭
素数が大きくなると水に対する溶解度が小さくなる。従
って、水溶性の観点から炭素数１〜４の脂肪族アルコー
ルの適用が望ましい。

【００１１】また、上記低級脂肪族アルコールは、顔料
濃度が高く設定された着色ペースト製造時の錬磨工程に
おいて泡沫の発生を抑制し、顔料の微粒子分散を促進さ
せて着色ペーストの透明性と色品質を改善させる作用を
有すると共に、低級脂肪族アルコールが添加された着色
ペーストが透明基板に塗膜されたときにその濡れ性を改
善させる作用を有する。

【００１２】ここで、上記錬磨工程における消泡作用に
着目した場合、１級の低級脂肪族アルコールを適用する
より、２級、３級の低級脂肪族アルコールを適用した方
が望ましい。

【００１３】次に、請求項２に係る発明は、請求項１に
係るカラーレジスト用着色ペーストを前提とし、上記分
散剤が、ポリビニルアルコールにより構成されているこ
とを特徴とするものである。

【００１４】この技術的手段において適用されるポリビ
ニルアルコールは下記構造式で示されるポリマーであ
る。

【００１５】

【化１】 ここで、ケン化度は、ｍ／（ｍ＋ｎ）×１００％で表さ
れる。

【００１６】そして、このケン化度が９０％を越えると
ポリビニルアルコールの溶解度が急激に減少し、分散に
必要な濃度の高い水溶液を得ることが困難となり、同時
にその分散能力も減少してしまう。一方、上記ケン化度
が５０％未満ではポリビニルアルコールの分散能力が減
少し分散剤としての機能を果たすことが困難となる。従
って、上記分散剤としてはケン化度５０〜９０％、好ま
しくはケン化度７０〜９０％のポリビニルアルコールを
適用することが望ましい。

【００１７】なお、請求項１〜２に係る発明において適
用できる有機顔料については特に制限がなく任意の顔料
が利用でき、例えば、赤色有機顔料としてPigment Red
149（パーマネントレッドＢＬ）、Pigment Red 144 （C
romophtal Red typel）等が、また、緑色有機顔料とし
てPigment Green 7 （フタロシアニングリーン）、青色
有機顔料としてPigment Blue 15 （銅フタロシアニン）
等が挙げられる。

【００１８】また、上記界面活性剤としてアニオン系界
面活性剤又は非イオン系界面活性剤が使用でき、アニオ
ン系界面活性剤としては、ポリカルボン酸型アニオン系
界面活性剤やスルホサクシネート型アニオン系界面活性
剤が使用できる他、下記構造式で示されるジアルキルス
ルホ琥珀酸エステルナトリウム塩等が使用できる。

【００１９】

【化２】 （但し、式中Ｒはアルキル基を示す。）一方、非イオン
系界面活性剤としては下記構造式で示されるポリオキシ
エチレンポリオキシプロピレングリコールエーテルや、

【化３】 下記構造式で示される脂肪酸ポリエチレングリコールエ
ステルに加えて、

【化４】 ポリオキシエチレンオレイルエーテル等が挙げられる。

【００２０】そして、請求項１〜請求項２に係るカラー
レジスト用着色ペーストは、上記低級脂肪族アルコー
ル、分散剤、界面活性剤、並びに水を室温で攪拌しなが
らこの中へ有機顔料を徐々に加え、充分混ざったところ
でガラスビーズを加えサンドミルによって混練・分散さ
せることにより求めるものである。

【００２１】また、この着色ペーストを適用するに当た
っては、このペースト中に感光性化合物を混合してカラ
ーフィルター作成用のカラーレジストを求め、周知のフ
ォトリソグラフィー処理に従って透明基板上に色フィル
ター層を形成して所望のカラーフィルターを製造するも
のである。

【００２２】

【作用】請求項１に係る発明によれば、分散媒に水溶液
を適用し従来のように有機溶剤を使用していないためそ
の取扱いの危険性が低減すると共に環境汚染を防止する
ことが可能となる。

【００２３】また、添加剤として低級脂肪族アルコール
を含有しているため、顔料濃度が高く設定された着色ペ
ースト製造時の錬磨工程において泡沫の発生を抑制する
ことが可能となり、かつ、透明基板に塗膜されたときに
その濡れ性が改善される。

【００２４】従って、顔料の微粒子分散が促進されて着
色ペーストの透明性と色品質を改善することが可能とな
り、かつ、透明基板に塗膜されたときの膜厚分布を小さ
くすることも可能となる。

【００２５】一方、請求項２に係る発明によれば、分散
剤としてポリビニルアルコールが適用されているため分
散性が更に向上し、着色ペーストの透明性と色品質をよ
り改善させることが可能となる。

【００２６】

【実施例】以下、本発明の実施例について詳細に説明す
る。

【００２７】平均重合度２６００、ケン化度８０％のポ
リビニルアルコールを用いて１０ｗｔ％の水溶液を作製
し、この水溶液１００ｇに、水８０ｇ、界面活性剤とし
てポリオキシエチレンオレイルエーテル０．２ｇ、有機
顔料としてPigment Blue 15（銅フタロシアニン）２０
ｇ、添加剤としてエタノール０．５ｇを加え、更に、こ
の中にメディアとしてガラスビーズを２５０ｇ加え、サ
ンドミルで混練・分散させた。２時間の分散後、泡沫は
生じていなかった。また、この時の上記顔料の平均粒径
は０．０４μｍであった。

【００２８】こうして求めたカラーレジスト用着色ペー
ストについてその透明性と膜厚分布を評価するためこの
塗膜の透過率と膜厚を測定した。すなわち、このカラー
レジスト用着色ペーストをガラス基板上にスピンコータ
により１０００ｒｐｍの条件でスピンコートして塗膜を
形成し、回転中心部位の膜厚とこの中心から１５ｃｍ離
れた部位の膜厚をそれぞれ測定したところ、中心部位と
離れた部位共に１．０μｍであり、かつ、１．０μｍの
膜厚でピーク波長における透過率を測定したところ５０
％であった。

【００２９】［比較例］添加剤である上記エタノールが
添加されてない点を除き実施例と略同一のカラーレジス
ト用着色ペーストを製造した。

【００３０】尚、製造途上における錬磨工程において泡
が発生し、この泡沫は１週間経過しても消えなかった。
また、顔料の平均粒径は０．０８μｍであった。

【００３１】また、実施例と同様にこのカラーレジスト
用着色ペーストについても同一の条件で塗膜の透過率と
膜厚測定を行った。この結果、回転中心部位の膜厚は実
施例と同様に１．０μｍであったのに対し回転中心から
１５ｃｍ離れた部位の膜厚は１．３μｍであり膜厚のば
らつきが大きかった。また、中心部位の１．０μｍの膜
厚でピーク波長における透過率を測定したところ２０％
であり、透明性についても実施例に較べて劣っていた。

【００３２】『評価』このように比較例の透過率が２０
％であるのに対し実施例に係るカラーレジスト用着色ペ
ーストにおいては５０％と高くその透明性が改善されて
いることが確認できた。

【００３３】また、ガラス基板上に形成された塗膜の膜
厚分布については、実施例においては膜厚のばらつきが
なかったのに対し比較例では大きくばらついてしまい膜
厚分布も改善されていることが確認できた。

【００３４】

【発明の効果】請求項１に係る発明によれば、分散媒に
水溶液を適用し従来のように有機溶剤を使用していない
ためその取扱いの危険性が低減すると共に環境汚染を防
止できる効果を有している。

【００３５】また、添加剤として低級脂肪族アルコール
を含有しているため、顔料濃度が高く設定された着色ペ
ースト製造時の錬磨工程において泡沫の発生を抑制する
ことが可能となり、かつ、透明基板に塗膜されたときに
その濡れ性が改善される。

【００３６】従って、顔料の微粒子分散が促進されて着
色ペーストの透明性と色品質を改善できると共に、透明
基板に塗膜されたときの膜厚分布も小さくなる効果を有
している。

【００３７】一方、請求項２に係る発明によれば、分散
剤としてポリビニルアルコールが適用されているため分
散性が更に向上し、着色ペーストの透明性と色品質をよ
り改善できる効果を有している。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】水、界面活性剤、有機顔料、及び、分散剤
   を主成分とするカラーレジスト用着色ペーストにおい
   て、 添加剤として低級脂肪族アルコールを含有することを特
   徴とするカラーレジスト用着色ペースト。
2. 【請求項２】上記分散剤が、ポリビニルアルコールによ
   り構成されていることを特徴とする請求項１記載のカラ
   ーレジスト用着色ペースト。