JPH0675108A

JPH0675108A - カラーフィルター保護膜用樹脂組成物及びカラーフィルター保護膜

Info

Publication number: JPH0675108A
Application number: JP24887192A
Authority: JP
Inventors: Koichi Kunimune; 弘一国宗; Nobuyuki Otsuka; 信之大塚
Original assignee: Chisso Corp
Current assignee: JNC Corp
Priority date: 1992-08-26
Filing date: 1992-08-26
Publication date: 1994-03-18
Anticipated expiration: 2016-07-09
Also published as: JP3185399B2

Abstract

(57)【要約】【構成】極限粘度が０．０５〜１であるエポキシ基含有
（メタ）アクリル系重合体と、極限粘度が０．０５〜１
であるカルボン酸基及び多価カルボン酸無水物基のうち
１種以上を含有する（メタ）アクリル系重合体とにより
得られるカラーフィルター保護膜用樹脂組成物。該樹脂
組成物を加熱、硬化することにより得られるカラーフィ
ルター保護膜。【効果】透明性、耐熱性、耐薬品性、耐スパッター性及
び密着性などに優れているカラーフィルター保護膜及び
この用途に最適の樹脂組成物が提供される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、カラーフィルター保護
膜用樹脂組成物及びカラーフィルター保護膜に関する。

【０００２】

【従来の技術】カラーフィルター保護膜の必要特性とし
ては、透明性、基板との密着性、耐スパッター性、塗布
性、耐熱性等が要求されており、このカラーフィルター
保護膜としては、例えば、（メタ）アクリル系樹脂組成
物からなる保護膜（例えば、特開昭６０−２１６３０７
号公報）、エポキシ系樹脂組成物からなる保護膜（例え
ば、特開平４−９７１０２号公報）、ポリイミド系樹脂
組成物からなる保護膜（例えば、特開平１−２２９２０
３号公報）等が検討されてきた。これらのうち（メタ）
アクリル系樹脂組成物からなる保護膜が最も透明性に優
れており、幅広く検討されてきた。

【０００３】しかし、（メタ）アクリル系樹脂組成物か
らなる保護膜も含めこれらの保護膜は、密着性、耐スパ
ッター性、耐熱性等のバランスを取ることに若干問題点
を有しており、これらの点を改良するために多くの提案
がなされてきた。例えば、前記特開昭６０−２１６３０
７号公報及び特開平４−９７１０２号公報には、エポキ
シ基含有ポリマーに多価カルボン酸無水物を混合し、加
熱により架橋して保護膜を形成する方法が開示されてい
るが、この方法では、高分子化合物を混合下に低分子量
化合物と反応させることとなるため、未反応の多価カル
ボン酸無水物が残存して不均一層をなし、物性の低下を
きたし好ましくない。一方、ポリイミド系樹脂組成物か
らなる保護膜は本質的に透明性が劣り、かつ膜の硬化時
に高温加熱が必要であるという問題点を有している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
従来の問題点を解決するものであり、物性の低下がな
く、透明性、耐熱性、耐薬品性、耐スパッター性および
密着性などに優れているカラーフィルター保護膜及びこ
の保護膜用樹脂組成物を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記従来
の問題点を解決すべく種々検討の結果、特定の（メタ）
アクリル系樹脂の組み合わせにより、上記目的のカラー
フィルター保護膜用樹脂組成物及びカラーフィルター保
護膜が得られることを見いだし本発明を完成するに至っ
た。すなわち、本発明のカラーフィルター保護膜用樹脂
組成物は、下記（Ａ）成分及び（Ｂ）成分を含有するこ
とを特徴とする。（Ａ）ジエチレングリコールジメチルエーテル中におけ
る３０℃での極限粘度が０．０５〜１であるエポキシ基
含有（メタ）アクリル系重合体。（Ｂ）ジエチレングリコールジメチルエーテル中におけ
る３０℃での極限粘度が０．０５〜１であるカルボン酸
基及び多価カルボン酸無水物基の１種以上を含有する
（メタ）アクリル系重合体。また、本発明のカラーフィルター保護膜は、上記樹脂組
成物を加熱、硬化することにより得られる。（Ａ）成分
がメタクリル酸メチル（以下「ＭＭＡ」と略記すること
もある）とメタクリル酸グリシジル（以下「ＧＭＡ」と
略記することもある）を主成分とする共重合体であり、
（Ｂ）成分がＭＭＡと無水マレイン酸（以下「ＭＡＨ」
と略記することもある）を主成分とする共重合体である
場合が特に好ましい。

【０００６】本発明で用いられる（Ａ）及び（Ｂ）成分
は、通常のラジカル重合により容易に合成することがで
きる。これらの両成分により本発明のカラーフィルター
保護膜用樹脂組成物を得ることができる。

【０００７】本発明で用いられる（Ａ）成分中のエポキ
シ基含有（メタ）アクリル系重合体は、例えば、エポキ
シ基含有（メタ）アクリルモノマーをラジカル開始剤の
存在下で重合することによって得ることができる。この
場合、得られたポリマーの溶解性あるいは密着性などの
特性を改善するために、他のアクリル系モノマーあるい
は少量のビニル系モノマーを添加して共重合を行うこと
もできる。

【０００８】エポキシ基含有（メタ）アクリルモノマー
としては、下記一般式（Ｉ）で示すことができる。

【化１】（式中、Ｒは、水素原子、または、炭素数１〜５の炭化
水素基であり、ｍは１〜４の整数を示す。）

【０００９】それぞれのモノマーの重合体中の割合は、
エポキシ基含有（メタ）アクリルモノマーが３０〜１０
０重量％、他の（メタ）アクリル系モノマーが０〜７０
重量％及びビニル系モノマーが０〜３０重量％である。
上記他の（メタ）アクリル系モノマーあるいはビニル系
モノマーの一部として１０重量％以内の範囲で後述する
カルボン酸基または多価カルボン酸無水物基を有するモ
ノマーを添加することもできる。

【００１０】それぞれのモノマーを有機溶媒中でラジカ
ル開始剤の存在下で、常法により重合反応を行うことに
より容易に（Ａ）成分を得ることができる。得られた
（Ａ）の重合体の重合度は、ジエチレングリコールジメ
チルエーテル中における３０℃での極限粘度が０．０５
〜１の範囲であることが好ましい。該極限粘度が０．０
５未満では、カラーフィルター保護膜としての物性が低
下し、また、極限粘度が１を越える場合には、溶媒に対
する溶解性が低下し、溶媒の選択範囲がせばまり好まし
くない。

【００１１】本発明で用いる（Ｂ）成分中のカルボン酸
基及び多価カルボン酸基無水物基の１種以上を含有する
（メタ）アクリル系重合体は、例えば、カルボン酸基ま
たは多価カルボン酸無水物基含有（メタ）アクリルモノ
マーをラジカル開始剤の存在下で重合することによって
得ることができる。この場合、得られたポリマーの溶解
性あるいは密着性などの特性を改善するために、他の
（メタ）アクリル系モノマーあるいは少量のビニル系モ
ノマーを添加して共重合を行うこともできる。

【００１２】カルボン酸基または多価カルボン酸無水物
基を有するモノマーとしては、アクリル酸、メタクリル
酸等の（メタ）アクリル系モノマー、無水マレイン酸、
無水シトラコン酸、無水２，３ージメチルマレイン酸、
無水１−シクロヘキサン−１，２−ジカルボン酸、無水
エチルマレイン酸、無水２−メチル−３−エチルマレイ
ン酸、無水２，３−ジエチルマレイン酸等の無水マレイ
ン酸誘導体等を例示することができる。（Ａ）または
（Ｂ）成分の合成の際に用いる他の（メタ）アクリル系
モノマーとしては、アクリル酸メチル、アクリル酸エチ
ル、アクリル酸ｎ−ブチル、アクリル酸２−エチルヘキ
シル、アクリル酸２−エトキシエチル、アクリル酸２−
ヒドロキシエチル等のアクリル酸エステル類、もしく
は、メタクリル酸メチル、メタクリル酸ｎ−ブチル、メ
タクリル酸イソブチル、メタクリル酸ｔ−ブチル、メタ
クリル酸シクロヘキシル、メタクリル酸２−エチルヘキ
シル、メタクリル酸ベンジル、メタクリル酸２−ヒドロ
キシエチル、メタクリル酸２−ヒドロキシプロピルなど
のメタクリル酸エステル類等を例示することができる。
（Ａ）または（Ｂ）成分の合成の際に用いるビニル系モ
ノマーとしては、Ｎ−ビニルピロリドン、スチレン、ｐ
−ヒドロキシスチレン、α−メチルスチレン等を挙げる
ことができる。

【００１３】それぞれのモノマーの重合体中の割合は、
カルボン酸基または多価カルボン酸無水物基を有するモ
ノマーが１０〜７０重量％、他の（メタ）アクリル系モ
ノマーが３０〜９０重量％及びビニル系モノマーが０〜
３０重量％である。他の（メタ）アクリル系モノマ−の
一部として１０重量％以内の範囲内において前述したエ
ポキシ基含有（メタ）アクリル系モノマ−を添加するこ
とができる。

【００１４】それぞれのモノマーを有機溶媒中でラジカ
ル開始剤の存在下で、常法により重合反応を行うことに
より容易に（Ｂ）成分を得ることができる。得られた重
合体の重合度は、ジエチレングリコールジメチルエーテ
ル中における３０℃での極限粘度が０．０５〜１の範囲
であることが好ましい。該極限粘度が０．０５未満で
は、カラーフィルター保護膜用粘度としての物性が低下
し、また、極限粘度が１を越える場合には、溶媒に対す
る溶解性が低下し、溶媒の選択範囲がせばまり好ましく
ない。

【００１５】（Ａ）または（Ｂ）成分を得る重合反応に
用いる有機溶媒としては、メチルエチルケトン、メチル
イソブチルケトン、メチルシクロヘキサノン等のケトン
類、エチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレン
グリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジ
エチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエー
テル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル等のエ
ーテル類、あるいはエチレングリコールモノメチルエー
テルアセテート、ジエチレングリコールモノメチルエー
テルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエー
テルアセテート等のエステル類を例示することができ
る。

【００１６】（Ａ）または（Ｂ）成分を得る重合反応に
用いるラジカル開始剤としては、ベンゾイルパーオキサ
イド、ｔ−ブチルパーオキシベンゾエート、ラウロイル
パーオキサイド等の有機過酸化物、あるいはアゾブスイ
ソブチロニトリル等を例示することができる。

【００１７】本発明のカラーフィルター保護膜は、得ら
れた（Ａ）及び（Ｂ）成分からなる樹脂組成物と必要に
よりカップリング剤等とを有機溶媒に溶解させ塗布液を
形成せしめ、これを塗布して、加熱、硬化することによ
り得られる。すなわち、（Ａ）成分及び（Ｂ）成分のお
のおの１種以上を有機溶媒に溶解させることにより、塗
布液を得ることができる。この有機溶媒としては、
（Ａ）または（Ｂ）成分を得る重合反応で用いた有機溶
媒を用いることができる。両者の混合比は、（Ａ）成分
中のエポキシ基と（Ｂ）成分中のカルボン酸基（カルボ
ン酸無水物基はカルボン酸基２個として計算）が当量近
くであることが好ましいが、それほど厳密にする必要性
があるものではない。また、（Ａ）成分及び（Ｂ）成分
を別々に有機溶媒に溶解させ、使用直前に両者を混合す
るいわゆる２液混合法を採用することもできる。塗布液
中のポリマー濃度は必要とする塗膜の膜厚により選択す
ることになるが、５〜５０重量％の範囲が一般的であ
る。

【００１８】塗布液に、更に必要によりポリマーの２０
重量％以下の架橋助剤及びカップリング剤を添加するこ
ともできる。該架橋助剤としては、水酸基、カルボキシ
ル基及びアミノ基含有化合物が用いられる。上記カップ
リング剤は、基板との密着性を向上させるために使用す
るものであり、該カップリング剤としては、シラン、ア
ルミニウム及びチタネート系の化合物が用いられる。こ
れらの具体例としては、３−アミノプロピルトリエトキ
シシラン、３−アミノフェニルトリエトキシシラン、３
−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、３−メタ
クリロキシプロピルトリメトキシシラン等のシラン系、
アセトアルコキシアルミニウムジイソプロピレート等の
アルミニウム系、テトライソプロピルビス（ジオクチル
ホスファイト）チタネート等のチタネート系を挙げるこ
とができる。

【００１９】得られた塗布液をスピンコート、印刷、デ
ィッピングあるいはロールコーター法等従来から公知の
方法によりカラーフィルター上に塗布して塗膜を形成
し、該塗膜をホットプレート、電気炉、遠赤外線照射等
従来から公知の加熱方法により加熱することにより架
橋、硬化させて本発明のカラーフィルター保護膜を得る
ことができる。上記塗膜の加熱条件は、１５０〜２５０
℃、好ましくは１７０〜２２０℃に数分〜２時間程度で
ある。

【００２０】（Ａ）成分であるエポキシ基含有（メタ）
アクリル系共重合体を架橋することとなる（Ｂ）成分も
（メタ）アクリル系共重合体であるため相互の相溶性が
良く、従って、得られた本発明のカラーフィルター保護
膜は、透明性、耐薬品性、耐熱性及び耐スパッター性等
の必要特性に優れる。

【００２１】

【実施例】以下、合成例、実施例及び比較例によって、
本発明を更に具体的に説明するが、本発明はこれらの実
施例によってなんら限定されるものではない。

【００２２】エポキシ基含有（メタ）アクリル系重合体
の合成合成例１ＧＭＡの７０重量部（以下「部」と略記する）、ＭＭＡ
の３０部、アゾビスイソブチロニトリル（以下「ＡＩＢ
Ｎ」と略記する）の１部をメチルエチルケトン（以下
「ＭＥＫ」と略記する）の３００部に溶解させ６０℃で
４時間、続いて８０℃で１２時間重合を行った後、反応
液を多量のｎ−ヘプタン中に移してポリマーを沈殿さ
せ、ろ別した後、５０℃の真空乾燥器中で一昼夜減圧乾
燥し、共重合体を得た（この共重合体を「Ａ−Ｉ」とす
る）。この共重合体のジエチレングリコールジメチルエ
ーテル溶液中３０℃で測定した極限粘度は０．０９２で
あった。

【００２３】合成例２ＧＭＡの６０部、ＭＭＡの３０部、スチレンの１０部、
およびＡＩＢＮの０．８部を３００部のジエチレングリ
コールジメチルエーテル（以下「ＤＩＧ」と略記する）
中に溶解させた以外は前記合成例１と同様に合成し、極
限粘度０．３２の共重合体を得た（Ａ−II）。

【００２４】カルボン酸基及び多価カルボン酸無水物基
の１種以上を含有する（メタ）アクリル系重合体の合成合成例３ＭＡＨの３０部、ＭＭＡの７０部及びＡＩＢＮの１部を
ＭＥＫの３００部に溶解させた以外は前記合成例１と同
様に合成し、極限粘度０．１２の共重合体を得た（Ｂ−
Ｉ）。

【００２５】合成例４ＭＡＨの３０部、ＭＭＡの６５部、ＧＭＡの５部及びＡ
ＩＢＮの１部をＭＥＫの３５０部中に溶解させた以外は
前記合成例１と同様に合成し、極限粘度０．０８８の共
重合体を得た。（Ｂ−II）

【００２６】合成例５ＭＡＨの２０部、ＭＭＡの７０部、メタクリル酸の１０
部及びＡＩＢＮの１部をＤＩＧの３００部に溶解させた
以外は前記合成例１と同様に合成し、極限粘度０．３８
の共重合体を得た（Ｂ−III ）。

【００２７】実施例、比較例で得た保護膜について、カ
ラーフィルター保護膜として必要な特性である透明性、
基板との密着性、耐薬品性、耐熱性及び耐スパッター性
について下記の特性を評価した。これらの結果を表１に
示す。透明性：島津製作所（株）製分光光度計（ＵＶ−２１０
Ａ）により光透過性を測定し、波長 400ｎｍでの光透過
率（％）を示した。耐熱性：２５０℃で３時間熱処理後の前記透明性、すな
わち、波長４００ｎｍでの光透過率（％）を示した。耐薬品性：Ｎ−メチル−２−ピロリドン液に室温で３０
分間垂直に固定して浸し、液中に没している部分とそう
でない部分との境界線が目視により見分けられるかどう
かを判定した。境界線が目視できる場合を×、できない
場合を〇として評価した。耐スパッター性：スパッターにより、２００℃で膜厚２
００オングストロームのＩＴＯ膜（インジュウムースズ
酸化物膜）を保護膜上に形成せしめた時、膜の皺発生の
有無を調べた。皺がある時を×、ない時を○として評価
した。密着性：保護膜上に切り目を入れて一片１ｍｍの正方形
の小片を１００個作り、その表面にセロハンテープを貼
り付け直ちににはがした。その時、セロハンテープと共
に保護膜のはがれがある時を×とし、ない時を○として
評価した。

【００２８】実施例１合成例１で得た重合体（Ａ−Ｉ）の１３部と、合成例３
で得た重合体（Ｂ−Ｉの１２部とにより樹脂組成物を調
製した。該樹脂組成物２５部と、シラン系カップリング
剤（チッソ（株）製品）の２．５部とを有機溶媒である
ＤＩＧの７５部に溶解させ、塗布液を調整した。この塗
布液を、長さ２００mm、幅１００mmのガラス板上に塗布
し、２００℃に保たれたオーブン中で１時間加熱し、硬
化させ、膜厚２ミクロンの保護膜を形成せしめた。特
性評価を表１に示す。

【表１】

【００２９】実施例２〜６表１に示すように、合成例１もしくは２で得た重合体
（Ａ−Ｉ、Ａ−II）及び合成例３〜５で得た重合体（Ｂ
−Ｉ、Ｂ−II、Ｂ−III ）との組合せにより樹脂組成物
を調製した。該樹脂組成物とカップリング剤との組み合
せおよび配合割合を変えた以外は前記実施例１と同様に
して保護膜を形成し、これらの保護膜について透明性な
どを測定した。その結果を表１に示す。

【００３０】比較例１〜２（（Ｂ）成分を含有しない場
合）表１に示すように、合成例１で得た共重合体（Ａ−Ｉ）
と、無水トリメリット酸もしくはＭＡＨと、ＤＩＧと、
カップリング剤との組み合せで前記実施例１と同様にし
て保護膜を形成し、これらの保護膜について透明性など
を測定した。その結果を表１に示す。

【００３１】表１に示した結果から明らかなように、実
施例１〜６の保護膜は、透明性、耐熱性、耐薬品性、耐
スパッター性および密着性のすべての点で優れているこ
とが判る。これに対し、比較例１および２の保護膜は、
耐熱性、耐薬品性および耐スパッター性の点で特に劣っ
ており、従って、カラーフィルター保護膜としては不適
当である。

【００３２】

【発明の効果】本発明のカラーフィルター保護膜用樹脂
組成物は、カラーフィルター保護膜の用途に最適であ
る。本発明のカラーフィルター保護膜は、カラーフィル
ター保護膜の必要特性である透明性、耐熱性、耐薬品
性、耐スパッター性及び密着性などすべての点において
優れている。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】下記（Ａ）成分及び（Ｂ）成分を含有す
るカラーフィルター保護膜用樹脂組成物。（Ａ）ジエチレングリコールジメチルエーテル中におけ
る３０℃での極限粘度が０．０５〜１であるエポキシ基
含有（メタ）アクリル系重合体。（Ｂ）ジエチレングリコールジメチルエーテル中におけ
る３０℃での極限粘度が０．０５〜１であるカルボン酸
基及び多価カルボン酸無水物基の１種以上を含有する
（メタ）アクリル系重合体。
【請求項２】前記エポキシ基含有（メタ）アクリル系
重合体がメタクリル酸メチル及びメタクリル酸グリシジ
ルを主成分とする共重合体であり、かつ、前記カルボン
酸基及び多価カルボン酸無水物基の１種以上を含有する
（メタ）アクリル系重合体がメタクリル酸メチル及び無
水マレイン酸を主成分とする共重合体である請求項１に
記載のカラーフィルター保護膜用樹脂組成物。
【請求項３】下記（Ａ）成分及び（Ｂ）成分を含有す
る樹脂組成物を加熱、硬化することにより得られるカラ
ーフィルター保護膜。（Ａ）ジエチレングリコールジメチルエーテル中におけ
る３０℃での極限粘度が０．０５〜１であるエポキシ基
含有（メタ）アクリル系重合体。（Ｂ）ジエチレングリコールジメチルエーテル中におけ
る３０℃での極限粘度が０．０５〜１であるカルボン酸
基及び多価カルボン酸無水物基の１種以上を含有する
（メタ）アクリル系重合体。
【請求項４】前記エポキシ基含有（メタ）アクリル系
重合体がメタクリル酸メチル及びメタクリル酸グリシジ
ルを主成分とする共重合体であり、かつ、前記カルボン
酸基及び多価カルボン酸無水物基の１種以上を含有する
（メタ）アクリル系重合体がメタクリル酸メチル及び無
水マレイン酸を主成分とする共重合体である請求項３に
記載のカラーフィルター保護膜。