JPH10133010A

JPH10133010A - カラーフィルターの製造法及びカラーフィルター

Info

Publication number: JPH10133010A
Application number: JP28436296A
Authority: JP
Inventors: Shiyouichi Sasaki; 晶市佐々木; Yuji Kobayashi; 雄二小林; Hiroyuki Sonobe; 宏幸園部
Original assignee: Hitachi Chemical Co Ltd
Current assignee: Resonac Corp
Priority date: 1996-10-25
Filing date: 1996-10-25
Publication date: 1998-05-22

Abstract

(57)【要約】【課題】顔料で着色した着色画像形成用感光液の膜の
基板への密着性及び光感度を向上させることのできるカ
ラーフィルターの製造法と、その製造法によって得られ
るカラーフィルターを提供する。【解決手段】（ａ）酸価が２０〜３００、重量平均分
子量が１，５００〜２００，０００の樹脂、（ｂ）顔
料、（ｃ）光重合性不飽和結合を分子内に１つ以上含有
するモノマー、（ｄ）光重合開始剤及び（ｅ）有機溶剤
を含有してなる着色画像形成用感光液を基板上に塗布
し、次いで乾燥して膜を形成し、活性光線を膜に対して
画像状に照射して露光部を光硬化させ、未露光部を現像
により除去することにより画素を形成することからなる
工程を、異なった色の複数の着色画像形成用感光液を用
いて繰り返し行い、異なった複数の色の画素を有するカ
ラーフィルターを製造する際に、露光時に基板を３０〜
１８０℃に加熱する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示デバイ
ス、センサー、色分解デバイス等に用いられるカラーフ
ィルターの製造法、及びその方法によって得られるカラ
ーフィルターに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、液晶表示デバイス、センサー及び
色分解デバイス等にカラーフィルターが多用されてい
る。このカラーフィルターの製造法として、従来は、染
色可能な樹脂、例えば天然のゼラチンやカゼインに感光
性を付与したものをパターン露光して現像し、そこに、
主に染料を用いて染色することにより、着色画素を形成
する方法がとられていた。しかし、この方法で得た画素
は、材料からの制約で、耐熱性、耐光性が低いという問
題があった。

【０００３】そこで、最近、耐熱性及び耐光性を改良す
る目的で、顔料を分散させて着色した感光性樹脂材料を
用い、これをパターン露光及び現像して着色画像を形成
する方法が注目され、多くの検討が行われるようになっ
た。この方法によれば、カラーフィルターの製法も簡略
化され、得られたカラーフィルターも安定で、寿命の長
いものになることが知られている。

【０００４】しかし、一方、基板上に画素を形成する際
に、顔料で着色した感光性の膜は基板への密着性が低い
こと、更に、光感度が低下してしまうために、現像時に
画素が剥離するという問題があった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記した従
来の技術の問題点を解消し、顔料で着色した感光性の膜
の基板への密着性及び光感度を向上させることのできる
カラーフィルターの製造法と、その製造法によって得ら
れるカラーフィルターを提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決すべく検討を重ねた結果、露光時に基板を加熱す
ることにより、顔料で着色した感光性の膜の基板への密
着性及び光感度を向上させることができることを見出
し、この知見に基づいて本発明を完成するに至った。

【０００７】即ち、本発明は、（ａ）酸価が２０〜３０
０、重量平均分子量が１，５００〜２００，０００の樹
脂、（ｂ）顔料、（ｃ）光重合性不飽和結合を分子内に
１つ以上含有するモノマー、（ｄ）光重合開始剤及び
（ｅ）有機溶剤を含有してなる着色画像形成用感光液を
基板上に塗布し、次いで乾燥して膜を形成し、活性光線
を膜に対して画像状に照射して露光部を光硬化させ、未
露光部を現像により除去することにより画素を形成する
ことからなる工程を、異なった色の複数の着色画像形成
用感光液を用いて繰り返し行い、異なった複数の色の画
素を有するカラーフィルターを製造する方法において、
露光時に基板を３０〜１８０℃に加熱することを特徴と
するカラーフィルターの製造法を提供するものである。

【０００８】更に、本発明は、本発明の製造法によって
得られるカラーフィルターを提供するものである。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明について詳述する。

【００１０】本発明の方法に用いられる着色画像形成用
感光液の（ａ）成分である酸価２０〜３００、重量平均
分子量が１，５００〜２００，０００の樹脂（ａ）は、
酸価及び重量平均分子量がこの範囲に入っているもので
あれば特に制限はないが、カルボキシル基含有樹脂、例
えば、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸等のカル
ボキシル基含有重合性モノマーと、メチルアクリレー
ト、エチルアクリレート等のアクリル酸エステル、メチ
ルメタクリレート、エチルメタクリレート等のメタクリ
ル酸エステル、スチレンなどの重合性モノマーとの共重
合体が代表的なものとして挙げられる。

【００１１】また、感光液の光感度向上の観点から、光
重合性不飽和結合を有するカルボキシル基含有樹脂も樹
脂（ａ）の好ましい例として挙げられる。

【００１２】光重合性不飽和結合を有するカルボキシル
基含有樹脂としては、例えば、水酸基を有するカルボキ
シル基含有樹脂に遊離イソシアネート基含有不飽和化合
物を反応させた樹脂、エポキシ樹脂と不飽和カルボン酸
との付加反応物に多塩基酸無水物を反応させた樹脂、共
役ジエン重合体や共役ジエン共重合体と不飽和ジカルボ
ン酸無水物との付加反応物に水酸基含有重合性モノマー
を反応させた樹脂、カルボキシル基含有樹脂、例えば、
上記のカルボキシル基含有樹脂に、グリシジルメタクリ
レート、アリルグリシジルエーテル等のグリシジル基含
有不飽和化合物や、アリルアルコール、２−ヒドロキシ
エチルアクリレート、２−ヒドロキシエチルメタクリレ
ート等の不飽和アルコールを反応させて得られる樹脂、
下記一般式（Ｉ）で表される繰り返し単位（Ｉ）、下記
一般式（ＩＩ）で表される繰り返し単位（ＩＩ）及び下
記一般式（ＩＩＩ）で表される繰り返し単位（ＩＩＩ）
からなり、繰り返し単位（Ｉ）と繰り返し単位（ＩＩ）
及び（ＩＩＩ）の合計とのモル比、（Ｉ）／｛（ＩＩ）
＋（ＩＩＩ）｝が１〜５である樹脂などが挙げられ、中
でも、画素の耐熱性、顔料の分散性向上の観点から、上
記の繰り返し単位（Ｉ）、（ＩＩ）及び（ＩＩＩ）から
なる樹脂が好ましい。

【００１３】

【化２】（上記式中、Ｒ¹は水素原子又はメチル基を示し、Ｒ²は
水素原子、水酸基又は炭素数１〜１２のアルキル基若し
くはアルコキシ基を示し、Ｒ³は各々独立に炭素数１〜
１２のアルキル基を示し、Ｒ⁴は光重合性不飽和結合を
有する基を示す。）上記の繰り返し単位（Ｉ）、（ＩＩ）及び（ＩＩＩ）か
らなる樹脂の製造法としては、例えば、繰り返し単位
（Ｉ）及び（ＩＩ）からなる前駆体樹脂に、不飽和アル
コール、例えばアリルアルコール、２−ブテン−４−オ
ール、フルフリルアルコール、オレイルアルコール、シ
ンナミルアルコール、２−ヒドロキシエチルアクリレー
ト、２−ヒドロキシエチルメタクリレート、Ｎ−メチロ
ールアクリルアミド等をエステル化反応させて製造する
方法、上記前駆体樹脂に、オキシラン環とエチレン性不
飽和結合をそれぞれ１個有する化合物、例えばグリシジ
ルメタクリレート、グリシジルアクリレート、アリルグ
リシジルエーテル、α−エチルグリシジルアクリレー
ト、クロトニルグリシジルエーテル、イタコン酸モノア
ルキルモノグリシジルエステル等を等モル未満の割合で
付加反応させて製造する方法などが挙げられる。

【００１４】繰り返し単位（Ｉ）及び（ＩＩ）からなる
前駆体樹脂は、スチレン又はその誘導体と、マレイン酸
モノアルキルエステル（マレイン酸のハーフエステル）
とを共重合することにより得ることができる。

【００１５】スチレン誘導体としては、例えば、α−メ
チルスチレン、ｍ又はｐ−メチルスチレン、ｍ又はｐ−
メトキシスチレン、ｐ−ヒドロキシスチレン、２−メト
キシ−４−ヒドロキシスチレン、２−ヒドロキシ−４−
メチルスチレン等が挙げられる。

【００１６】マレイン酸モノアルキルエステルとして
は、例えば、マレイン酸モノ−Ｃ_1-12アルキルエステ
ル、例えばマレイン酸モノメチル、マレイン酸モノエチ
ル、マレイン酸モノ−ｎ−プロピル、マレイン酸モノ−
イソプロピル、マレイン酸モノ−ｎ−ブチル、マレイン
酸モノ−ｎ−ヘキシル、マレイン酸モノ−ｎ−オクチ
ル、マレイン酸モノ−２−エチルへキシル、マレイン酸
モノ−ｎ−ノニル、マレイン酸モノ−ｎ−ドデシル等が
挙げられる。

【００１７】このようにして得られる上記繰り返し単位
（Ｉ）、（ＩＩ）及び（ＩＩＩ）からなる樹脂の不飽和
当量は、４００〜３，０００とすることが好ましく、６
００〜２，０００とすることがより好ましい。不飽和当
量が４００未満では、顔料との分散時に一部硬化する傾
向があり、３，０００を超えると光感度の向上効果が低
下する傾向がある。なお、ここで不飽和当量とは、不飽
和結合一つあたりの樹脂の分子量を意味している。ま
た、繰り返し単位（Ｉ）と繰り返し単位（ＩＩ）及び
（ＩＩＩ）の合計とのモル比、（Ｉ）／｛（ＩＩ）＋
（ＩＩＩ）｝は１〜５であり、１〜３とすることがより
好ましい。このモル比が１未満であると画素の耐熱性が
低下することがあり、５を超えると塗膜の溶解性が低下
することがある。

【００１８】樹脂（ａ）の酸価は２０〜３００であり、
４０〜２００とすることが好ましく、６０〜１５０とす
ることがより好ましい。酸価が２０未満では、アルカリ
現像性が低下し、また、３００を超えると画像パターン
の形状が不鮮明となる。

【００１９】また、樹脂（ａ）の重量平均分子量（ゲル
パーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）で測定
し、標準ポリスチレンによる検量線を用いて換算したも
の）は１，５００〜２００，０００であり、５，０００
〜１００，０００とすることが好ましく、１０，０００
〜５０，０００とすることがより好ましい。重量平均分
子量が１，５００未満では、顔料の分散安定性が低下
し、また、２００，０００を超えると、感光液にしたと
きの粘度が高くなり、基板上に塗布する際の塗布性が低
下し、均一な塗膜が得られにくくなる。

【００２０】なお、樹脂（ａ）として例示した上記の各
種樹脂は、１種単独で用いてもよいし、２種以上を併用
してもよい。画素の耐熱性及び顔料の分散性の向上を目
的として上記の繰り返し単位（Ｉ）、（ＩＩ）及び（Ｉ
ＩＩ）からなる光重合性不飽和基を有する樹脂を用いる
場合には、樹脂（ａ）の合計量に対し、この光重合性不
飽和基を有する樹脂の割合を１０〜１００重量％とする
ことが好ましく、３０〜１００重量％とすることがより
好ましい。

【００２１】本発明における樹脂（ａ）の使用量は、樹
脂（ａ）、顔料（ｂ）、モノマー（ｃ）及び光重合開始
剤（ｄ）の総量中、１０〜８５重量％とすることが好ま
しく、２０〜６０重量％とすることがより好ましく、２
５〜５０重量％とすることが特に好ましい。この使用量
が１０重量％未満では、顔料の分散安定性が低下する傾
向があり、８５重量％を超えると、感光液にしたときの
粘度が高くなり、塗布性が低下して均一な塗膜が得られ
にくくなる。

【００２２】本発明に用いられる顔料（ｂ）としては、
無機顔料、有機顔料のいずれも使用可能であるが、通
常、黒色のカーボンブラック（無機顔料）、黒鉛（無機
顔料）等をのぞいては、色調の豊富さなどから有機顔料
が好ましい。

【００２３】有機顔料としては、例えば、アゾ系、フタ
ロシアニン系、インジゴ系、アントラキノン系、ペリレ
ン系、キナクリドン系、メチン・アゾメチン系、イソイ
ンドリノン系等が挙げられる。

【００２４】本発明のカラーフィルターの製造法におい
ては、赤、緑、青及び黒色等の着色画像に適した各顔料
系が好ましく用いられる。

【００２５】赤色の着色画像には、単一の赤色顔料系を
用いてもよいし、黄色顔料系を赤色顔料系に混合して調
色を行ってもよい。

【００２６】赤色顔料系としては、例えば、カラーイン
デックス名で、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド９、１２３、
１５５、１６８、１７７、１８０、２１７、２２０、２
２４等が挙げられる。

【００２７】黄色顔料系としては、例えば、カラーイン
デックス名で、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー２０、２
４、８３、９３、１０９、１１０、１１７、１２５、１
３９、１４７、１５４等が挙げられる。

【００２８】これらの赤色顔料系及び黄色顔料系は、そ
れぞれ２種以上を混合して用いることもできる。なお、
赤色顔料系と黄色顔料系を混合して用いる場合には、黄
色顔料系を赤色顔料系と黄色顔料系の総量１００重量部
に対して、５０重量部以下で用いることが好ましい。

【００２９】緑色の着色画像には、単一の緑色顔料系を
用いてもよいし、上記の黄色顔料系を緑色顔料系に混合
して調色を行ってもよい。

【００３０】緑色顔料系としては、例えば、カラーイン
デックス名で、Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン７、３６、
３７等が挙げられる。

【００３１】これらの緑色顔料系及び黄色顔料系は、そ
れぞれ２種以上を混合して用いることもできる。なお、
緑色顔料系と黄色顔料系を混合して用いる場合には、黄
色顔料系を緑色顔料系と黄色顔料系の総量１００重量部
に対して、５０重量部以下で用いることが好ましい。

【００３２】青色の着色画像には、単一の青色顔料系を
用いてもよいし、紫色顔料系を青色顔料系に混合して調
色を行ってもよい。

【００３３】青色顔料系としては、例えば、カラーイン
デックス名で、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５、１５：
３、１５：４、１５：６、２２、６０等が挙げられる。

【００３４】紫色顔料系としては、例えば、カラーイン
デックス名で、Ｃ．Ｉ．ピグメントバイオレット１９、
２３、２９、３７、５０等が挙げられる。

【００３５】これらの青色顔料系及び紫色顔料系は、そ
れぞれ２種以上を混合して用いることもできる。なお、
青色顔料系と紫色顔料系を混合して用いる場合には、紫
色顔料系を青色顔料系と紫色顔料系の総量１００重量部
に対して、５０重量部以下で用いることが好ましい。

【００３６】黒色の着色画像には、例えば、カーボンブ
ラック、黒鉛、チタンカーボン、黒鉄、二酸化マンガン
等の黒色顔料系が用いられる。

【００３７】本発明における顔料（ｂ）の使用量は、樹
脂（ａ）、顔料（ｂ）、モノマー（ｃ）及び光重合開始
剤（ｄ）の総量中、５〜７０重量％とすることが好まし
く、１０〜５０重量％とすることがより好ましく、１５
〜４０重量％とすることが特に好ましい。この使用量が
５重量％未満では、画像の色濃度が低くなる傾向があ
り、また、７０重量％を超えると、光感度が低下する傾
向がある。

【００３８】本発明に用いられる光重合性不飽和結合を
分子内に１つ以上有するモノマー（ｃ）としては、例え
ば、メチルメタクリレート、ベンジルメタクリレート、
ブトキシエチルメタクリレート、ブトキシエチルアクリ
レート、ブトキシトリエチレングリコールアクリレー
ト、ＥＣＨ変性ブチルアクリレート（ここで、ＥＣＨは
エピクロルヒドリンを意味する。以下も同じ。）、ジシ
クロペンタニルアクリレート、ジシクロペンテニルオキ
シエチルメタクリレート、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチ
ルメタクリレート、エチルジエチレングリコールアクリ
レート、２−エチルヘキシルアクリレート、グリセロー
ルメタクリレート、ヘプタデカフロロデシルアクリレー
ト、２−ヒドロキシエチルメタクリレート、カプロラク
トン変性−２−ヒドロキシエチルアクリレート、イソボ
ルニルアクリレート、メトキシジプロピレングリコール
アクリレート、メトキシ化シクロデカトリエンアクリレ
ート、フェノキシヘキサエチレングリコールアクリレー
ト、ＥＯ変性リン酸アクリレート（ここで、ＥＯはエチ
レンオキシドを意味する。以下も同じ。）、カプロラク
トン変性テトラヒドロフルフリルアクリレート、ＥＯ変
性ビスフェノールＡジアクリレート、ＥＣＨ変性ビスフ
ェノールＡジアクリレート、ビスフェノールＡジメタク
リレート、１，４−ブタンジオールジアクリレート、
１，３−ブチレングリコールジアクリレート、ジエチレ
ングリコールジメタクリレート、グリセロールジメタク
リレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、Ｅ
Ｏ変性リン酸ジアクリレート、ＥＣＨ変性フタル酸ジア
クリレート、ポリエチレングリコール４００ジアクリレ
ート、ポリプロピレングリコール４００ジメタクリレー
ト、テトラエチレングリコールジアクリレート、ＥＣＨ
変性１，６−ヘキサンジオールジアクリレート、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、ＥＯ変性リン酸トリアクリレー
ト、ＥＯ変性トリメチロールプロパントリアクリレー
ト、ＰＯ変性トリメチロールプロパントリアクリレート
（ここで、ＰＯはプロピレンオキシドを意味する。以下
も同じ。）、トリス（メタクリロキシエチル）イソシア
ヌレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、
ジペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジペンタ
エリスリトールヘキサアクリレート、ジペンタエリスリ
トールペンタアクリレート等のアクリレート、これらに
対応するメタクリレート等が代表的な例として挙げられ
る。これらのモノマーは、単独で又は２種類以上を組み
合わせて用いられる。

【００３９】本発明におけるモノマー（ｃ）の使用量
は、樹脂（ａ）、顔料（ｂ）、モノマー（ｃ）及び光重
合開始剤（ｄ）の総量中２〜５０重量％とすることが好
ましく、５〜４０重量％とすることがより好ましく、１
０〜３０重量％とすることが特に好ましい。モノマー
（ｃ）の割合が２重量％未満では、光感度が低くなる傾
向があり、５０重量％を超えると、顔料の分散安定性が
低下する傾向がある。

【００４０】本発明における樹脂（ａ）とモノマー
（ｃ）の配合量の重量比（ａ）／（ｃ）は０．５〜５．
０とすることが好ましく、０．７〜３．５とすることが
より好ましく、１．０〜２．５とすることが特に好まし
い。この比率が０．５未満では、乾燥塗膜の表面タック
性が悪化する傾向があり、５．０を超えると、光感度が
低くなる傾向がある。

【００４１】本発明に用いられる（ｄ）成分の光重合開
始剤としては、例えば、ベンゾフェノン、２−ベンジル
−２−ジメチルアミノ−１−（４−モルフォリノフェニ
ル）ブタン−１−オン、Ｎ，Ｎ′−テトラエチル−４，
４′−ジアミノベンゾフェノン、４−メトキシ−４′−
ジメチルアミノベンゾフェノン、ベンジル、２，２−ジ
エトキシアセトフェノン、ベンゾイン、ベンゾインメチ
ルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル、ベンジル
ジメチルケタール、α−ヒドロキシイソブチルフェノ
ン、チオキサントン、２−クロロチオキサントン、１−
ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、２−メチル
−１−［４−（メチルチオ）フェニル］−２−モルホリ
ノ−１−プロパン、ｔ−ブチルアントラキノン、１−ク
ロロアントラキノン、２，３−ジクロロアントラキノ
ン、３−クロル−２−メチルアントラキノン、２−エチ
ルアントラキノン、１，４−ナフトキノン、９，１０−
フェナントラキノン、１，２−ベンゾアントラキノン、
１，４−ジメチルアントラキノン、２−フェニルアント
ラキノン、２−（ｏ−クロロフェニル）−４，５−ジフ
ェニルイミダゾール二量体等が挙げられる。これらの光
重合開始剤は単独で又は２種類以上を組み合わせて用い
られる。

【００４２】本発明における光重合開始剤（ｄ）の使用
量は、樹脂（ａ）、顔料（ｂ）、モノマー（ｃ）及び光
重合開始剤（ｄ）の総量中０．０１〜２０重量％とする
ことが好ましく、２〜１５重量％とすることがより好ま
しく、５〜１０重量％とすることが特に好ましい。この
使用量が０．０１重量％未満では、光感度が低くなる傾
向があり、２０重量％を超えると、密着性が低下する傾
向がある。

【００４３】本発明における有機溶剤（ｅ）としては、
例えば、ケトン系、セロソルブ系、アルコール系、芳香
族系、エステル系溶剤等が挙げられる。具体的には、ア
セトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、メチ
ルセロソルブ（エチレングリコールモノメチルエーテ
ル）、エチルセロソルブ（エチレングリコールモノエチ
ルエーテル）、ブチロセロソルブ、メチルセロソルブア
セテート（エチレングリコールモノメチルエーテルアセ
テート）、エチルセロソルブアセテート、ブチロセロソ
ルブアセテート、エチレングリコールモノプロピルエー
テル、エチレングリコールモノヘキシルエーテル、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
ルエチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエ
ーテル、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ジメチルエーテル、プロピレングリ
コールモノエチルエーテル、プロピレングリコールジエ
チルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエー
テル、プロピレングリコールジイソプロピルエーテル、
プロピレングリコールモノブチルエーテル、プロピレン
グリコールモノメチルエーテルアセテート、３−メチル
−３−メトキシブタノール、３−メチル−３−メトキシ
ブチルアセテート、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ−
ヒドロキシメチル−２−ピロリドン、メチルアルコー
ル、エチルアルコール、イソプロピルアルコール、ｎ−
ブチルアルコール、テトラヒドロフラン、ジオキサン、
ベンゼン、トルエン、キシレン、酢酸エチル等の有機溶
剤が挙げられる。これらの有機溶剤は単独で又は２種類
以上を組み合わせて用いられる。

【００４４】本発明に用いられる有機溶剤（ｅ）の量は
着色画像形成用感光液中の有機溶剤の割合が、６０〜９
５重量％となるような量とすることが好ましい。有機溶
剤の量が９５重量％を超えると、この有機溶剤を含有す
る着色画像形成用感光液の塗膜の乾燥に時間がかかる傾
向があり、６０重量％未満であると、感光液の粘度が高
すぎて、塗布性が低下する傾向がある。

【００４５】本発明に用いられる着色画像形成用感光液
には、必須成分である（ａ）樹脂、（ｂ）顔料、（ｃ）
モノマー、（ｄ）光重合開始剤及び（ｅ）有機溶剤以外
に、暗反応を抑制するためのハイドロキノン、ハイドロ
キノンモノメチルエーテル、ピロガロール、ｔ−ブチル
カテコール等の熱重合禁止剤、基板との密着性を向上さ
せるためのビニル基、エポキシ基、アミノ基、メルカプ
ト基等を有するシランカップリング剤や、イソプロピル
トリメタクリロイルチタネート、ジイソプロピルイソス
テアロイル−４−アミノベンゾイルチタネート等のチタ
ネートカップリング剤、膜の平滑性を向上させるための
フッ素系、シリコン系、炭化水素系等の界面活性剤、そ
の他、紫外線吸収剤、酸化防止剤等の各種添加剤を必要
に応じて適宜使用することができる。これら添加剤の合
計添加量は、通常、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）及び（ｄ）
からなる固形分総量１００重量部に対して０．１〜１０
重量部とすることが好ましく、０．５〜５重量部とする
ことがより好ましい。

【００４６】また、本発明に用いられる着色画像形成用
感光液には、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹
脂、メラミン樹脂等、（ａ）成分の樹脂の範囲外の樹脂
を、（ａ）成分の樹脂１００重量部に対して５０重量部
以下で使用することができる。この使用量が５０重量部
を超えると、顔料の分散安定性や光感度が低下する傾向
がある。

【００４７】本発明に用いられる着色画像形成用感光液
を調製する一般的な方法について以下に説明する。

【００４８】まず（ｂ）成分の顔料分散させるために、
（ａ）成分の樹脂及び（ｂ）成分の顔料を（ｅ）成分の
有機溶剤と混合し、この混合物を超音波分散機、三本ロ
ール、ボールミル、サンドミル、ビーズミル、ホモジナ
イザー、ニーダー等の分散／混練装置を用いて分散させ
る。

【００４９】この分散工程の際、ポリカルボン酸型高分
子活性剤、ポリスルホン酸型高分子活性剤等のアニオン
系顔料分散剤、ポリオキシエチレン・ポリオキシプロピ
レンブロックポリマー等のノニオン系顔料分散剤などの
顔料分散剤、アントラキノン系、ペリレン系、フタロシ
アニン系、キナクリドン系等の有機顔料にカルボキシル
基、スルホン酸基、スルホン酸塩基、カルボン酸アミド
基、スルホン酸アミド基、水酸基等の置換基を導入した
有機顔料の誘導体などを加えると、顔料の分散性や分散
安定性が良好になり好ましい。

【００５０】これら顔料分散剤や有機顔料の誘導体は、
顔料１００重量部に対して５０重量部以下で用いること
が好ましい。

【００５１】また、顔料分散時に（ｃ）成分のモノマー
及び（ｄ）成分の光重合開始剤を加えてもよく、顔料分
散後に（ｃ）成分のモノマー及び（ｄ）成分の光重合開
始剤を加えてもよい。

【００５２】（ａ）成分の樹脂は、全量を分散時に顔料
と共に用いてもよく、樹脂の一部を分散後に加えてもよ
い。ただし、樹脂は顔料１００重量部に対して、分散時
に少なくとも２０重量部以上用いることが好ましい。樹
脂の使用量が分散時に２０重量部未満では顔料の分散安
定性が低下する傾向がある。

【００５３】同様に、（ｅ）成分の有機溶剤も顔料の分
散時に全量用いてもよく、有機溶剤の一部を分散後に加
えてもよい。ただし、有機溶剤は分散時の顔料及び樹脂
の全量１００重量部に対して、分散時に、少なくとも１
００重量部以上用いることが好ましい。有機溶剤の使用
量が分散時に１００重量部未満では、分散時の粘度が高
すぎて、特にボールミル、サンドミル、ビーズミル等で
分散する場合には、分散が困難になる可能性がある。

【００５４】本発明のカラーフィルターの製造法は、上
記の着色画像形成用感光液を基板上に塗布し、次いで乾
燥して膜を形成し、活性光線を膜に対して画像状に照射
して露光部を光硬化させ、未露光部を現像により除去す
ることにより画素を形成することからなる工程を、異な
った色の複数の着色画像形成用感光液を用いて繰り返し
行い、基板上に異なった複数の色の画素を形成すること
からなるカラーフィルターの製造法において、露光時に
基板を３０〜１８０℃に加熱することを特徴とする。

【００５５】着色画像形成用感光液を基板上に塗布する
方法としては、例えば、ロールコーター塗布、スピンコ
ーター塗布、スプレー塗布、ホエラー塗布、ディップコ
ーター塗布、カーテンフローコーター塗布、ワイヤーバ
ーコーター塗布、グラビアコーター塗布、エアナイフコ
ーター塗布などにより行われる。

【００５６】この際に用いる基板としては、用途により
選択されるが、例えば、白板ガラス、青板ガラス、シリ
カコート青板ガラス等の透明ガラス基板、ポリエステル
樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、塩化ビニ
ル樹脂等の合成樹脂製シート、フィルム又は基板、アル
ミニウム板、銅板、ニッケル板、ステンレス板等の金属
基板、その他セラミック基板、光電変換素子を有する半
導体基板などが挙げられる。

【００５７】塗布後、塗膜の乾燥は、例えば、塗膜に対
し加熱された空気（乾燥風）を吹きつけるか、又は基板
を加熱されたホットプレート上に載置することによって
行うことが好適である。乾燥風又はホットプレートの加
熱温度は、通常、３０〜２００℃、特に５０〜１５０℃
の温度が好適であり、１〜３０分間加熱することにより
膜を形成することができる。加熱温度は乾燥中一定に保
ってもよいが、段階的に上昇させてもよい。

【００５８】このようにして基板表面に形成した乾燥塗
膜の厚みは、用途によって適宜定まるが、通常、０．２
〜５μｍ、好ましくは０．５〜１．５μｍの範囲であ
る。

【００５９】次いで、上記の方法で得られた基板上の膜
に、活性光線を画像状に照射し、露光部の膜を硬化させ
る。この際、基板上の膜の表面にポリビニルアルコール
等の酸素遮断膜を０．５〜３０μｍの厚みで形成し、そ
の上から露光してもよい。

【００６０】活性光線の光源としては、例えば、カーボ
ンアーク灯、超高圧水銀灯、高圧水銀灯、キセノンラン
プ、メタルハライドランプ、蛍光ランプ、タングステン
ランプ、可視光レーザー等が好ましく用いられる。これ
らの光源を用いてフォトマスクを介したパターン露光
や、走査による直接描画などにより画像状に活性光線が
照射される。露光の光量は、通常、１０〜１０００ｍＪ
／ｃｍ²、好ましくは５０〜５００ｍＪ／ｃｍ²である。

【００６１】本発明の製造法においては、この露光時
に、基板を加熱する。基板の加熱温度としては、３０〜
１８０℃、好ましくは４０〜１５０℃、より好ましくは
５０〜１３０℃とする。この加熱により、感光性の膜の
基板への密着性が向上すると同時に、その光感度も向上
し、露光時の光量を低くすることが可能となる。加熱温
度が３０℃より低いと硬化膜の基板への密着性が低く、
画素が剥離しやすくなり、また、加熱の効果がみられな
くなる。加熱温度が１８０℃を超えると、現像残渣が発
生したり、あるいは、露光部以外も熱硬化してしまい、
画素が得られなくなる傾向がある。

【００６２】基板の加熱方法としては、特に制限はな
く、例えば、基板をホットプレート上で加熱しながら露
光する方法等が好適である。

【００６３】続いて、未露光部を除去する現像工程によ
り、画像に対応した硬化膜の着色画像パターンを得るこ
とができる。

【００６４】現像方法としては、水酸化ナトリウム、水
酸化カリウム、炭酸ナトリウム、メタケイ酸ナトリウム
等の無機アルカリや、モノエタノールアミン、ジエタノ
ールアミン、トリエタノールアミン、テトラメチルアン
モニウムハイドロオキサイド、トリエチルアミン、ｎ−
ブチルアミン等の有機塩基や塩を含む水溶液を吹きつけ
る方法、これら水溶液に浸漬する方法などが挙げられ
る。

【００６５】現像後、更に、着色画像パターンを高圧水
銀灯等を用いて０．５〜５Ｊ／ｃｍ ²の光量を照射して
後露光するか、６０〜２００℃の温度で１〜６０分間後
加熱を行うことが好ましい。この後露光、後加熱によ
り、画像パターンがより強固となる。

【００６６】以上の工程を、複数の異なった色の複数の
着色画像形成用感光液を用いて繰り返して行うことによ
り、異なった複数の色の画素を有するカラーフィルター
を製造することができる。

【００６７】具体例として液晶表示素子に用いるカラー
フィルターの作製法を例示すると、例えばガラス基板上
に本発明の着色画像形成材料を用いて、前記した方法を
繰り返して行うことにより、赤、緑、青等の着色画素を
形成した後、この着色画素のすき間に、黒色の着色画像
をブラックマトリックスとして形成する方法や、先にク
ロム蒸着や黒色の着色画像等によりブラックマトリック
スを形成した後、上記と同様に、赤、緑、青等の着色画
素を形成してカラーフィルターを作製する方法などがあ
る。

【００６８】

【実施例】以下、本発明の実施例及びその比較例によっ
て本発明を更に具体的に説明するが、本発明はこれらの
実施例に限定されるものではない。

【００６９】実施例１樹脂（ａ）として表１に示す繰り返し単位（Ｉ）、（Ｉ
Ｉ）及び（ＩＩＩ）を有する樹脂Ａ（３４ｇ）及び顔料
（ｂ）としてカーボンブラック（４０ｇ）を、有機溶剤
（ｅ）であるプロピレングリコールジメチルエーテル
（２００ｇ）に加え、これをビーズミルを用いて２時間
溶解・分散した。この分散液に、モノマー（ｃ）として
ペンタエリスリトールテトラアクリレート（１０ｇ）、
光重合開始剤（ｄ）としてベンゾフェノン（１２ｇ）及
びＮ，Ｎ′−テトラエチル−４，４′−ジアミノベンゾ
フェノン（４ｇ）、並びに有機溶剤（ｅ）としてエチレ
ングリコールモノエチルエーテル（２００ｇ）を加えて
混合し、黒色の着色画像形成用感光液を得た。各材料の
配合量、量比を、表２に示す。

【００７０】得られた感光液を、ガラス基板（コーニン
グ社製、商品名７０５９）上にスピンコート法により塗
布した後、ホットプレート上で１２０℃、１０分の乾燥
を行い、膜厚１．０μｍの乾燥塗膜を形成した。

【００７１】次いで、乾燥塗膜に、ネガマスクを通して
超高圧水銀灯により、画像状に２００ｍＪ／ｃｍ²の露
光を行った。この露光の際、基板をホットプレート上で
６０℃に加熱した。

【００７２】次いで、トリエタノールアミンを３重量％
含む水溶液により現像を行い、黒色の画像パターンを得
た。得られた黒色の画像パターンの光学密度は２．５で
あった。

【００７３】得られた黒色の画像パターンの密着性を下
記の方法で評価し、結果を表３に示した。

【００７４】密着性：カッターにより１ｍｍ角のます
目１００個を形成し、セロテープによる引き剥がしテス
トを行い、剥離せずに残ったます目の数で密着性を評価
した。

【００７５】また、乾燥塗膜の光感度、解像度を下記の
方法で評価し、結果を表３に示した。

【００７６】光感度：光学密度０．０５を１段目と
し、１段ごとに光学密度が０．１５ずつ増加する２１段
のステップタブレットを用意し、乾燥塗膜上にこのステ
ップタブレットを載置した状態で超高圧水銀灯により２
００ｍＪ／ｃｍ²の露光を行い（基板の加熱温度：６０
℃）、次いで、トリエタノールアミンを３重量％含む水
溶液により現像を行い、露光時にステップタブレット下
にあった部分の膜の状態を観察した。露光時に乾燥塗膜
の硬化を妨げず、タブレット下にあった部分の現像処理
による溶解や流れを起こさせることのなかったステップ
の最大の段数を表３に示した。このステップ段数の値が
大きいほど、光感度が優れている。

【００７７】解像度：乾燥塗膜を、ライン及びスペー
ス幅（μｍ）の等しいストライプ状の複数のネガマスク
（ライン及びスペース幅：１μｍ、３μｍ、５μｍ、１
０μｍ、２０μｍ、３０μｍ）を用いて、超高圧水銀灯
により２００ｍＪ／ｃｍ²の露光を行い（基板の加熱温
度：６０℃）、次いで、トリエタノールアミンを３重量
％含む水溶液により現像を行った。解像度の評価を、完
全に現像できた最小のライン及びスペース幅（μｍ）で
表３に示した。この値が小さいほど解像度が優れてい
る。

【００７８】実施例２樹脂（ａ）として表１に示す繰り返し単位（Ｉ）、（Ｉ
Ｉ）及び（ＩＩＩ）を有する樹脂Ａ（１５ｇ）及び樹脂
Ｂ（１５ｇ）、顔料（ｂ）としてカラーインデックス名
でＣ．Ｉ．ピグメントレッド１７７（２１ｇ）及びＣ．
Ｉ．ピグメントイエロー１３９（４ｇ）を、有機溶剤
（ｅ）であるプロピレングリコールジエチルエーテル
（２５０ｇ）に加え、これをビーズミルを用いて２時間
溶解・分散した。この分散液に、上記の樹脂Ａ（５
ｇ）、モノマー（ｃ）としてトリメチロールプロパント
リアクリレート（３２ｇ）、光重合開始剤（ｄ）として
ベンゾフェノン（６ｇ）及びＮ，Ｎ′−テトラエチル−
４，４′−ジアミノベンゾフェノン（２ｇ）、並びに有
機溶剤（ｅ）としてプロピレングリコールジイソプロピ
ルエーテル（５０ｇ）及びエチレングリコールモノメチ
ルエーテルアセテート（１００ｇ）を加えて混合し、赤
色の着色画像形成用感光液を得た。各材料の配合量、量
比を表２に示す。

【００７９】得られた感光液を用い、実施例１と同様に
して膜厚２．０μｍの乾燥塗膜を形成した。

【００８０】得られた乾燥塗膜に、ネガマスクを通して
超高圧水銀灯により、画像状に５０ｍＪ／ｃｍ²の露光
を行った。この際、基板の加熱温度は８０℃とした。

【００８１】次いで、トリエタノールアミンを３重量％
含む水溶液により現像を行い、赤色の画像パターンを得
た。

【００８２】得られた赤色着色画像パターンの密着性及
び乾燥塗膜の光感度、解像度を、露光時の光量を５０ｍ
Ｊ／ｃｍ²とし、基板の加熱温度を８０℃とした以外は
実施例１と同様の方法で評価し、結果を表３に示した。

【００８３】実施例３樹脂（ａ）として表１に示す繰り返し単位（Ｉ）、（Ｉ
Ｉ）及び（ＩＩＩ）を有する樹脂Ａ（３２ｇ）及び樹脂
Ｂ（８ｇ）、顔料（ｂ）としてカラーインデックス名で
Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン３６（１５ｇ）及びＣ．
Ｉ．ピグメントイエロー８３（５ｇ）を、有機溶剤
（ｅ）であるプロピレングリコールモノメチルエーテル
（２００ｇ）に加え、これをビーズミルを用いて２時間
溶解・分散した。この分散液に、モノマー（ｃ）として
ペンタエリスリトールテトラアクリレート（３２ｇ）、
光重合開始剤（ｄ）としてベンゾフェノン（６ｇ）及び
Ｎ，Ｎ′−テトラエチル−４，４′−ジアミノベンゾフ
ェノン（２ｇ）、並びに有機溶剤（ｅ）としてプロピレ
ングリコールモノメチルエーテル（２００ｇ）を加えて
混合し、緑色の着色画像形成用感光液を得た。各材料の
配合量、量比を表２に示す。

【００８４】得られた感光液を用い、実施例１と同様に
して膜厚２．０μｍの乾燥塗膜を形成した。

【００８５】得られた乾燥塗膜に、ネガマスクを通して
超高圧水銀灯により、画像状に５０ｍＪ／ｃｍ²の露光
を行った。この際、基板の加熱温度は１１０℃とした。

【００８６】次いで、トリエタノールアミンを３重量％
含む水溶液により現像を行い、緑色の画像パターンを得
た。

【００８７】得られた緑色着色画像パターンの密着性及
び乾燥塗膜の光感度、解像度を、露光時の光量を５０ｍ
Ｊ／ｃｍ²とし、基板の加熱温度を１１０℃とした以外
は実施例１と同様の方法で評価し、結果を表３に示し
た。

【００８８】実施例４樹脂（ａ）として表１に示す繰り返し単位（Ｉ）、（Ｉ
Ｉ）及び（ＩＩＩ）を有する樹脂Ａ（２４ｇ）及び樹脂
Ｂ（２０ｇ）、顔料（ｂ）としてカラーインデックス名
でＣ．Ｉ．ピグメントブルー１５：６（１７ｇ）及び
Ｃ．Ｉ．ピグメントバイオレット２３（１ｇ）を、有機
溶剤（ｅ）であるプロピレングリコールモノメチルエー
テル（２６０ｇ）に加え、これをビーズミルを用いて２
時間溶解・分散した。この分散液に、モノマー（ｃ）と
してトリメチロールプロパントリアクリレート（３０
ｇ）、光重合開始剤（ｄ）としてベンゾフェノン（６
ｇ）及びＮ，Ｎ′−テトラエチル−４，４′−ジアミノ
ベンゾフェノン（２ｇ）、並びに有機溶剤（ｅ）として
エチレングリコールモノメチルエーテル（１４０ｇ）を
加えて混合し、青色の着色画像形成用感光液を得た。各
材料の配合量、量比を表２に示す。

【００８９】得られた感光液を用い、実施例１と同様に
して膜厚２．０μｍの乾燥塗膜を形成した。

【００９０】得られた乾燥塗膜に、ネガマスクを通して
超高圧水銀灯により、画像状に５０ｍＪ／ｃｍ²の露光
を行った。この際、基板の加熱温度は９０℃とした。

【００９１】次いで、炭酸ナトリウムを１重量％含む水
溶液により現像を行い、青色の画像パターンを得た。

【００９２】得られた青色着色画像パターンの密着性及
び乾燥塗膜の光感度、解像度を、露光時の光量を５０ｍ
Ｊ／ｃｍ²とし、基板の加熱温度を９０℃とし、現像を
炭酸ナトリウムを１重量％含む水溶液により行った以外
は実施例１と同様の方法で評価し、結果を表３に示し
た。

【００９３】比較例１実施例１で使用したと同じ着色画像形成用感光液を用
い、露光時の光量を６００ｍＪ／ｃｍ²とし、露光時の
基板の加熱を行わない以外は実施例１と同様にして黒色
の画像パターンを得た。

【００９４】得られた画像パターンの密着性、乾燥塗膜
の光感度及び解像度を実施例１と同様にして評価し、結
果を表３に示した。

【００９５】比較例２実施例２で使用したと同じ着色画像形成用感光液を用
い、露光時基板の加熱を行わない以外は実施例２と同様
にして赤色の画像パターンの作製を試みた。

【００９６】画像パターンの密着性、乾燥塗膜の光感度
及び解像度を実施例２と同様にして評価し、結果を表３
に示した。

【００９７】比較例３実施例２で使用したと同じ着色画像形成用感光液を用
い、露光時の基板の加熱温度を２００℃とした以外は実
施例２と同様にして赤色の画像パターンを得た。

【００９８】得られた画像パターンの密着性、乾燥塗膜
の光感度及び解像度を実施例２と同様にして評価し、結
果を表３に示した。

【００９９】実施例５実施例１で用いたガラス基板上に、クロム蒸着によりブ
ラックマトリックスを形成した後、実施例２と同様にし
て赤色の画像パターンを形成した。その後、乾燥機内で
１８０℃で１０分間の後加熱を行った。

【０１００】次いでその基板を用いて、実施例３と同様
にして、赤色画像パターンの隣に、緑色の画像パターン
を形成し、その後上記と同様にして１８０℃で１０分間
の後加熱を行った。

【０１０１】次いで、その基板を用いて、実施例４と同
様にして、緑色画像パターンと赤色画像パターンとの間
に青色の画像パターンを形成し、その後上記と同様にし
て２００℃で１０分間の後加熱を行った。

【０１０２】以上の操作により、各々３０μｍ×１００
μｍのサイズの赤、緑及び青色の三色の画素がモザイク
状に並んだ高品質のカラーフィルターを作製した。

【０１０３】実施例６実施例１で用いたガラス基板上に、実施例１と同様にし
て黒色の画像パターン（ブラックマトリックス）を形成
した後、上記と同様にして２０５℃で２０分間の後加熱
を行った。

【０１０４】次いで、実施例５と同様にして、赤、緑及
び青色の順で画素を形成し、各々３０μｍ×１００μｍ
のサイズの赤、緑及び青色の三色の画素がモザイク状に
並んだ高品質のカラーフィルターを作製した。

【０１０５】実施例５及び６で得られたカラーフィルタ
ーの消偏性を、カラーフィルターを２枚の偏向板に挟
み、０°と９０°の光量比を照度計にて測定した。

【０１０６】

【表１】

【０１０７】

【表２】ＰＧＤＭＥ：プロピレングリコールジメチルエーテルＥＧＥＥ：エチレングリルモノエチルエーテルＰＧＤＥＥ：プロピレングリコールジエチルエーテルＰＧＤｉｓｏ−ＰＥ：プロピレングリコールジイソプ
ロピルエーテルＥＧＭＥＡ：エチレングリコールモノメチルエーテル
アセテートＰＧＭＥ：プロピレングリコールモノメチルエーテルＥＧＭＥ：エチレングリコールモノメチルエーテル

【０１０８】

【表３】表３から、本発明における露光時の基板の加熱を行わな
い場合、光感度が低く、画素を密着させるためには露光
量を大きくする必要があることがわかる（比較例１）。
また、同じ露光量であれば、画素が密着せずに現像時に
剥離してしまう（比較例２）。露光時の加熱温度を高く
した場合（比較例３）、熱硬化により画素が全く得られ
ないことがわかる。

【０１０９】それに対し、本発明における露光時の基板
の加熱を行った場合、密着性が良好で、かつ、感光特性
に優れた画素を得ることができた。

【０１１０】また、実施例５及び実施例６のように、本
発明の製造法によって作製したカラーフィルターは、い
ずれも消偏性が５００以上と高く、光学特性に優れ、画
像表示素子として優れたものであることを確認した。

【０１１１】

【発明の効果】本発明のカラーフィルターの製造法にお
ける露光時の基板の加熱により、着色画像形成用感光液
の基板に対する密着性及び光感度を向上させることがで
きる。また、本発明の製造法によって製造したカラーフ
ィルターは、光学特性が優れ、高品位であり、画像表示
素子として優れたものである。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】（ａ）酸価が２０〜３００、重量平均分
子量が１，５００〜２００，０００の樹脂、（ｂ）顔
料、（ｃ）光重合性不飽和結合を分子内に１つ以上含有
するモノマー、（ｄ）光重合開始剤及び（ｅ）有機溶剤
を含有してなる着色画像形成用感光液を基板上に塗布
し、次いで乾燥して膜を形成し、活性光線を膜に対して
画像状に照射して露光部を光硬化させ、未露光部を現像
により除去することにより画素を形成することからなる
工程を、異なった色の複数の着色画像形成用感光液を用
いて繰り返し行い、異なった複数の色の画素を有するカ
ラーフィルターを製造する方法において、露光時に基板
を３０〜１８０℃に加熱することを特徴とするカラーフ
ィルターの製造法。
【請求項２】樹脂（ａ）が、下記一般式（Ｉ）で表さ
れる繰り返し単位（Ｉ）、下記一般式（ＩＩ）で表され
る繰り返し単位（ＩＩ）及び下記一般式（ＩＩＩ）で表
される繰り返し単位（ＩＩＩ）からなり、繰り返し単位
（Ｉ）と繰り返し単位（ＩＩ）及び（ＩＩＩ）の合計と
のモル比、（Ｉ）／｛（ＩＩ）＋（ＩＩＩ）｝が１〜５
である樹脂を含有するものである請求項１記載のカラー
フィルターの製造法。【化１】（上記式中、Ｒ¹は水素原子又はメチル基を示し、Ｒ²は
水素原子、水酸基又は炭素数１〜１２のアルキル基若し
くはアルコキシ基を示し、Ｒ³は各々独立に炭素数１〜
１２のアルキル基を示し、Ｒ⁴は光重合性不飽和結合を
有する基を示す。）
【請求項３】各々赤、緑、青及び黒の４種の着色画像
形成用感光液を用いて赤色画素、緑色画素、青色画素及
び黒色画素を有するカラーフィルターを製造する請求項
１記載のカラーフィルターの製造法。
【請求項４】請求項１〜３いずれか記載の方法によっ
て製造されたカラーフィルター。