JPH07261014A - 感光性着色組成物及びこれを用いたカラーフィルタの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】高信頼性で、高感度な感光性樹脂組成物を提供
し、これを用いて、短い製造工程で作業性良く得られる
カラーフィルタの製造方法を提供すること。 【構成】アクリル系樹脂、色素、分散剤、光重合性モノ
マー、光重合開始剤及び溶剤を主成分とする着色樹脂組
成物において、前記光重合開始剤が、少なくともトリア
ジン系化合物、イミダゾール系化合物、アミノアセトフ
ェノン系化合物を一種ずつ含有した混合物からなること
を特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、カラー液晶ディスプレ
イ、または、カラービデオカメラ用に使用されるカラー
フィルタに関し、更に詳しくは、カラーフィルタを製造
する際に用いる感光性着色組成物に関する。

【０００２】

【従来の技術】色素、主に顔料を用いたカラーフィルタ
の製造方法としては、以下の（Ａ）〜（Ｃ）の方法が知
られている。

【０００３】（Ａ）顔料をアクリル樹脂中に分散剤など
により分散し（以下、この状態で着色組成物と称す
る）、この着色組成物をガラス基板にコートして乾燥
後、その上に、感光性レジスト材料（ヘキスト（株）
製：「ＡＺ」などのポジレジスト）をコートして乾燥
し、次いでマスクを用いて露光し、その後現像してレジ
ストのパターンを形成し、さらに、レジストのない部分
をエッチングにより除去して、着色物組成物のパターン
を形成する。その後、着色組成物のパターン上の不要と
なったレジストを剥離してカラーフィルタを完成させる
方法（特開昭６０−２３７４０３号公報参照）。

【０００４】（Ｂ）上記（Ａ）と同様の着色組成物にさ
らに感光剤を添加して着色組成物を感光化し、これを基
板上にコートし、乾燥後、露光・現像を行い、着色パタ
ーンを得る形成方法（特開平２−１８１７０４号公報参
照）。この場合、感光剤としては、ビスアジド化合物、
ジアゾ化合物などが使用されている。

【０００５】（Ｃ）上記（Ａ）と同様の着色組成物中に
さらに光重合開始剤と光重合性モノマーを添加して着色
組成物を感光化し、これを基板上にコート、乾燥後、Ｐ
ＶＡ等からなる酸素遮断膜を形成し、露光・現像を行い
着色パターンを得る方法（特開平２−１４４５０２号参
照）。この場合、光重合開始剤としては、アセトフェノ
ン、ベンジルジメチルケタールなどが使用される

【０００６】なお、この（Ｃ）の方法において、酸素遮
断膜を形成するのは次のような理由による。すなわち、
光重合開始剤を着色組成物に添加するこの方法では、光
重合反応が連鎖的に進むため、着色組成物を露光する際
の感度が上記（Ｂ）のタイプよりも多少高い。しかし、
この（Ｃ）の方法の着色組成物は酸素によって光重合反
応が阻害されるため、酸素雰囲気下ではパターニングが
し難く、かなり多くの露光量が必要となる。そこで、こ
のような影響を着色組成物が受けないようにするためＰ
ＶＡなどの酸素遮断膜を形成する。

【０００７】しかしながら、このような従来のカラーフ
ィルタの製造方法において、 （Ａ）の製造方法では、着色組成物自体に感光性がない
ために、着色組成物とは別個に感光性レジストをコート
し、パターニング、その後エッチングし、最後に不要と
なったレジストを剥離する必要があり工程が長く、収率
が低下するという製造上の不利益がある。 （Ｂ）の製造方法では、着色組成物自体に感光性を持た
せているので、（Ａ）のような不利益はないが、アクリ
ル樹脂中に色素が含まれており感度が低く、かなりの露
光量を必要とするという欠点がある。また、現像液の一
部として有機溶媒を用いている為、材料コスト、廃液処
理、取り扱い方法などいくつかの問題がある。 （Ｃ）の製造方法では、上記（Ｂ）同様アクリル樹脂中
に色素が含まれており感度が低く多くの露光量が必要で
ある。また、ＰＶＡなどの酸素遮断膜の形成が必要であ
り工程が長く、収率が低下するなど製造上の不利益があ
る。さらに（Ｃ）の製造方法で作製した場合、画素形状
が悪く、透明導電膜を形成する時に断線の原因となる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような問
題点を解決するためになされたものであり、その課題と
するところは、高信頼性で、高感度な感光性樹脂組成物
を提供するものであり、こをれ用いて、短い製造工程で
作業性良く得られるカラーフィルタの製造方法を提供す
ることにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は上述の課題を解
決するため、アクリル系樹脂、色素、分散剤、光重合性
モノマー、光重合開始剤及び溶剤を主成分とする着色樹
脂組成物において、前記光重合開始剤が、少なくともト
リアジン系化合物、イミダゾール系化合物、アミノアセ
トフェノン系化合物を一種ずつ含有した混合物からなる
ことを特徴とする感光性着色組成物を提供する。

【００１０】また、基板上に前記感光性着色組成物を全
面に塗布し、パターン露光して露光部分の感光性着色組
成物を光硬化し、現像して光硬化した感光性着色組成物
をパターン状に残すことにより着色樹脂層を形成するこ
とを特徴とするカラーフィルタの製造方法を提供する。

【００１１】本発明におけるアルリル系樹脂としては、
モノマーの一般式が

【００１２】

【化１】

【００１３】からなる（ａ）（ｂ）（ｃ）を少なくとも
１種ずつ含み、（ａ）１０〜２５重量部、（ｂ）１０〜
３０重量部（ｃ）４０〜８０重量部の共重合体が耐熱
性、現像性等の点から好ましく使用できる。

【００１４】本発明における色素としては、染料や顔料
があるが、耐熱性、耐光性の面から顔料が望ましい。前
記顔料としては、ＲｅｄとしてはＣ．Ｉ．Ｎo.９、９
７、１２２、１２３、１４９ １６８、１８０、１９
２、２１５など、ＧｒｅｅｎとしてはＣ．Ｉ．Ｐｉｇ．
７、３６、ＢｌｕｅとしてはＣ．Ｉ．Ｎo.１５、２２、
６０、６４など、ＹｅｌｌｏｗとしてはＣ．Ｉ．Ｎｏ．
２０、２４、８６、９３、１０９、１１０、１１７、１
３９、１５３など、バイオレットとしては、Ｃ．Ｉ．Ｎ
ｏ．１９、２３、２９、３０、４０、５０など、ブラッ
クとしてはＣ．Ｉ．Ｎｏ．７などが一般的に用いられ
る。

【００１５】本発明における分散剤としては、界面活性
剤、顔料の中間体、染料の中間体、ソルスパースなどの
広範囲のものが使用される。好ましくは、有機色素の誘
導体であり、母体となる有機色素としてはアゾ系、フタ
ロシアニン系、キナクリドン系、アントラキノン系、ベ
リレン系、チオインジコ系、ジオキサン系、金属錯塩系
である。これらの有機色素に置換基を有し、色素の分散
に有効な誘導体が用いられる。置換基としては、水酸
基、カルボキシル基、スルホン基、カルボンアミド基、
スルホンアミド基、あるいは下記の一般式で示されるい
ずれかの置換基である。これらの置換基から選ばれる少
なくとも１種の置換基を有する誘導体が用いられる。

【００１６】

【化２】

【００１７】なお、本発明に使用する色素と分散剤の母
体有機色素とは、通常相の関係から同一のものが組み合
わせられるが、必ずしも一致している必要はない。

【００１８】分散の際の組成の割合は、特に限定される
ものではないが、分散用アクリル樹脂に対する顔料の添
加量は５０〜１５０重量部程度であり、分散剤は顔料の
１〜１０重量部程度である。また、カラーフィルタの分
光調整の為には任意の顔料を２〜３点混ぜ合わせて調整
する。

【００１９】光重合性モノマーとしては、２官能、３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、トリエチレングリコールジアクリレート等
があり、３官能モノマーとして、トリメチロールプロパ
ントリアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリ
レート等があり、多官能モノマーとして、ジトリメチロ
ールプロパンテトラアクリレート、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）、日本
化薬（株）などの市販品がある。光重合性モノマーの添
加量は、特に限定されるものではないが、アクリル樹脂
の２０〜１５０重量部程度である。

【００２０】溶剤としては、メタノール、エタノール、
エチルセロソルブ、エチルセロソルブアセテート、ジグ
ライム、シクロヘキサノン、エチルベンゼン、キシレ
ン、酢酸イソアミル、酢酸ｎアミル、プロピレングリコ
ールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエ
チルエーテルなどが用いられているが、樹脂のモノマー
組成、感光剤などによって異なるので単一又は、複数の
溶剤組成の溶剤を適宜選択される。

【００２１】本発明の主たる特徴である光重合開始剤の
トリアジン系化合物としては、（１）２，４，６−トリ
ス( トリクロロメチル）−Ｓ−トリアジン、（２）２−
（ｐ−メトキシスチリル）４，６−ビス( トリクロロメ
チル）−Ｓ−トリアジン、（３）２−フェニル−４，６
−ビス( トリクロロメチル）−Ｓ−トリアジン、（４）
２−（ｐ−メトキシフェニル）−４，６−ビス（トリク
ロロメチル）−Ｓ−トリアジン、（５）２−（ｐ−クロ
ロフェニル）４，６−ビス( トリクロロメチル）−Ｓ−
トリアジン、（６）２−（４’−メトキシ−１’−ナフ
チル）−４，６−ビス（トリクロロメチル）−Ｓ−トリ
アジン等がある。トリアジン系化合物を２種以上使用す
る場合は、（２）と他の開始剤、または、（６）と他の
開始剤が好ましい。

【００２２】イミダゾール系化合物としては、２−
（２，３−ジクロロフェニル）−４，５−ジフェニル−
イミダゾール二量体、２−（２，３−ジクロロフェニ
ル）−４，５−ビス（３−メトキシフェニル）−イミダ
ゾール二量体、２−（２，３−ジクロロフェニル）−
４，５−ビス（４−メトキシフェニル）−イミダゾール
二量体、２−（２，３−ジクロロフェニル）−４，５−
ビス（４−クロロフェニル）−イミダゾール二量体、２
−（２，３−ジクロロフェニル）−４，５−ジ（２−フ
リル）−イミダゾール、２，２’−ビス（２−クロロフ
ェニル）−４，５，４’，５’−テトラフェニル−１−
２’−ビイミダゾール等がある。

【００２３】本発明におけるアミノアセトフェノン系化
合物は、下記の式で示される「イルガキュア３６９」
「イルガキュア９０７」（両者ともチバガイギー（株）
製、商品名）等がある。

【００２４】

【化３】

【００２５】なお光重合開始剤の添加量はとくに限定さ
れるものではないが、トリアジン系化合物が、光重合性
モノマーの１〜５０重量部、好ましくは５〜３０重量
部、イミダゾール系化合物については、光重合性モノマ
ーの１〜４０重量部、好ましくは５〜２０重量部、アミ
ノアセトフェノン系化合物については、光重合性モノマ
ーの１〜４０重量部、好ましくは５〜２０重量部の割合
で添加される。

【００２６】

【作用】本発明は、着色組成物中に少なくともトリアジ
ン系化合物とイミダゾール系化合物とアミノアセトフェ
ノン系化合物を一種ずつ含有した混合物を光重合開始剤
として用いることで感光性が向上し、酸素遮断膜なしで
もパターンの形成が可能となり、さらに、その形状も良
い感光性着色組成物とすることが出来る。従って、液晶
ディスプレイ用のカラーフィルタやスキャナーなどのカ
ラーフィルタの製造に適している材料を作製することが
出来る。

【００２７】

【実施例】アクリル樹脂（（ａ）メタクリル酸２０部、
（ｂ）ヒドロキシエチルメタクリレート１５部、（ｃ）
メチルメタクリレート１０部、（ｃ）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ルニトリル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％になるようにエチルセロソルブで希釈し
た。この希釈樹脂９０．１ｇに対し、顔料９．０ｇ、分
散剤０．９ｇを添加して、３本ロールで十分混練して、
赤、緑、青色のワニスを作成した。

【００２８】各着色樹脂１００ｇに対し、トリメチロー
ルプロパンアクリレート ０．４ｇ、２−（ｐ−メトキ
シスチリル）−４，６−ビス（トリクロロメチル）−Ｓ
−トリアジン０．０２ｇ、２，２’−ビス（２−クロロ
フェニル）−４，５，４’，５’−テトラフェニル１−
２’−ビイミダゾール ０．０２ｇ、イルガキュア３６
９ ０．０２ｇを加えて良く攪拌し感光性着色組成物と
した。まず、基板上にｒ−グリシドキシプロピルメチル
エトキシシランをスピンコートして良くスピン乾燥させ
た。青色組成物をスピンコート（１０００r.p.ｍ、４０
秒間）し乾燥させた。７０℃で２０分間プリベーク後、
画素サイズ３０μｍ×１００μｍのマスクを用いて露光
（２００ｍＪ／cm² ）した。２．５％炭酸ナトリウム溶
液で現像後良く水洗した。柔らかいスポンジでこすり基
板に付着した顔料を除去しさらに水洗乾燥後、２３０℃
で１時間ベークしてパターンを定着させた。各色の膜厚
はすべて１．２μｍで露光量は緑、赤それぞれ３００ｍ
Ｊ／cm² 、１５０ｍＪ／cm ² で同様に定着させカラーフ
ィルタを完成させた。

【００２９】＜比較例＞実施例と同様に青、緑、赤の着
色樹脂を作製した。各着色樹脂１００ｇに対して、ジペ
ンタエリスリトールペンタおよびヘキサアクリレート
０．４ｇ、「イルカギュア９０７」０．０２ｇを加えて
良く攪拌し、感光性着色組成物とした。まず、基板上に
ｒ−グリシドキシプロピルメチルエトキシシランをスピ
ンコートして良くスピン乾燥させた。青色組成物をスピ
ンコート（１３００r.p.ｍ、５０秒間）し乾燥させた。
７０℃で２０分間プリベーク後、ポリビニルアルコール
５％溶液をコートして酸素遮断膜とした。７０℃２０分
間の乾燥後、所定のマスクを用いて露光（１２００ｍＪ
／cm² ）後、２．５％炭酸ナトリウム溶液で現像後良く
水洗した。柔らかいスポンジでこすり、基板に付着した
顔料を除去し、さらに水洗乾燥後、２３０℃で１時間ベ
ークした。各色の膜厚はすべて１．２μｍで露光量は
緑、赤それぞれ２３００ｍＪ／cm² 、１０００ｍＪ／cm
² で同様に定着させてカラーフィルタを完成させた。

【００３０】

【発明の効果】以上に示したように本発明の感光性着色
樹脂組成物は、感光剤としてトリアジン系化合物とイミ
ダゾール系化合物とアミノアセトフェノン系化合物との
混合物を用いることにより、色素を含む着色組成物にお
いても画素形状が良く、感度の高い着色組成物とするこ
とができた。また、これを用いた本発明のカラーフィル
タの製造方法において、酸素遮断膜の形成が不要で作業
性、生産性が良く、品質の向上など従来技術に比べ効果
がある。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】アクリル系樹脂、色素、分散剤、光重合性
   モノマー、光重合開始剤及び溶剤を主成分とする着色樹
   脂組成物において、前記光重合開始剤が、少なくともト
   リアジン系化合物、イミダゾール系化合物、アミノアセ
   トフェノン系化合物を一種ずつ含有した混合物からなる
   ことを特徴とする感光性着色組成物。
2. 【請求項２】基板上にアクリル系樹脂、色素、分散剤、
   光重合性モノマー、少なくともトリアジン系化合物、イ
   ミダゾール系化合物、アミノアセトフェノン系化合物を
   一種ずつ含有した混合物からなる光重合開始剤、及び溶
   剤からなる感光性着色組成物を全面に塗布し、パターン
   露光して露光部分の感光性着色組成物を光硬化し、現像
   して光硬化した感光性着色組成物をパターン状に残すこ
   とにより着色樹脂層を形成することを特徴とする請求項
   １記載の感光性樹脂組成物を用いたカラーフィルタの製
   造方法。