JPH1172907A

JPH1172907A - 着色画像形成用感光液、これを用いた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: JPH1172907A
Application number: JP23163597A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Sonobe; 宏幸園部; Yuji Kobayashi; 雄二小林; Shiyouichi Sasaki; 晶市佐々木
Original assignee: Hitachi Chemical Co Ltd
Current assignee: Resonac Corp
Priority date: 1997-08-28
Filing date: 1997-08-28
Publication date: 1999-03-16

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】プロセス裕度が広く、現像残りを著しく低減
でき、高解像度を達成できる着色画像形成用感光液、カ
ラーフィルターの製造法及び、高精度で高品位のカラー
フィルターを提供する。【解決手段】（ａ）樹脂、（ｂ）顔料、（ｃ）光重合
性不飽和結合を有するモノマー、（ｄ）光重合開始剤、
（ｅ）有機溶剤及び（ｆ）次の一般式（Ｉ）（式中、Ｒ¹は水素原子、炭素数１〜２２のアルキル基
又は炭素数１〜１４のアリール基を示し、Ｒ²、Ｒ³及び
Ｒ⁴は、各々独立に炭素数２〜６のアルキレン基を示
し、Ｒ²とＲ³とは異なり、Ｒ³とＲ⁴とは異なり、ｐ、ｑ
及びｒは、各々独立に０〜２００の整数であり、ｐ＋ｑ
＋ｒ≧１となるように選ばれる）で表される化合物を含
有してなる着色画像形成用感光液、この着色画像形成用
感光液を用いたカラーフィルターの製造法並びにこのカ
ラーフィルターの製造法により製造したカラーフィルタ
ー。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、着色画像形成用感
光液、これを用いたカラーフィルターの製造法及びカラ
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をパタ
ーニングし、そこに、主に染料を用いて染色し、画素を
得るという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。そこで、最近、耐熱性及び耐光性を
改良する目的で、顔料を分散した感光材料を用いる方法
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、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。しかし、従来のカラーフィルター用の材料ではプ
ロセス裕度が狭く、最適条件から外れると現像後の基板
上に現像残渣が残り、また解像度が悪くなるという問題
があった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】請求項１及び２記載の
発明は、プロセス裕度が広く、現像残りを著しく低減で
き、高解像度を達成できる着色画像形成用感光液を提供
するものである。請求項３記載の発明は、請求項１記載
の発明の効果を奏し、さらに光感度、耐熱性等が優れた
着色画像形成用感光液を提供するものである。請求項４
及び５記載の発明は、プロセス裕度が広く、現像残りの
低減でき、高解像度を達成できるカラーフィルターの製
造法を提供するものである。請求項６記載の発明は、高
精度で高品位のカラーフィルターを提供するものであ
る。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、（ａ）樹脂、
（ｂ）顔料、（ｃ）光重合性不飽和結合を有するモノマ
ー、（ｄ）光重合開始剤、（ｅ）有機溶剤及び（ｆ）次
の一般式（Ｉ）

【化４】（式中、Ｒ¹は水素原子、炭素数１〜２２のアルキル基
又は炭素数１〜１４のアリール基を示し、Ｒ²、Ｒ³及び
Ｒ⁴は、各々独立に炭素数２〜６のアルキレン基を示
し、Ｒ²とＲ³とは異なり、Ｒ³とＲ⁴とは異なり、ｐ、ｑ
及びｒは、各々独立に０〜２００の整数であり、ｐ＋ｑ
＋ｒ≧１となるように選ばれる）で表される化合物を含
有してなる着色画像形成用感光液に関する。

【０００５】また、本発明は、（ａ）樹脂が、酸価が２
０〜３００、重量平均分子量が１，５００〜２００，０
００の樹脂である前記着色画像形成用感光液に関する。

【０００６】また、本発明は、（ａ）樹脂が、一般式
（II）

【化５】（式中、Ｒ⁵は水素原子又はメチル基を示し、Ｒ⁶は水素
原子、水酸基、炭素数１〜１２のアルキル基又はアルコ
キシ基を示す）で表される繰り返し単位及び一般式（II
I）

【化６】（式中、Ｒ⁷及びＲ⁸はそれぞれ独立に水素原子、炭素数
１〜１２のアルキル基又は光反応性不飽和結合を有する
基を示す）で表される繰り返し単位を有する樹脂である
前記着色画像形成用感光液に関する。

【０００７】また、本発明は、前記着色画像形成用感光
液を、基板上に塗布、乾燥して膜を形成し、活性光線を
画像状に照射し、露光部を光硬化させ、未露光部を現像
により除去する工程を、異なった複数の色について繰り
返し行い、画素を形成することを特徴とするカラーフィ
ルターの製造法に関する。また、本発明は、異なった複
数の色が、赤、緑、青及び黒である前記カラーフィルタ
ーの製造法に関する。また、本発明は、前記カラーフィ
ルターの製造法により製造したカラーフィルターに関す
る。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明について詳述する。
本発明における（ａ）樹脂としてはフィルム形成性を有
するものであればよく特に制限なく公知のものを使用し
うるが、アルカリ性水溶液を主成分とする現像液で現像
できる点、顔料分散性、塗布性等の点からの酸価が２０
〜３００、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）が１，５００〜２
００，０００の樹脂が好ましい。この樹脂の酸価は４０
〜２００とすることがより好ましく、６０〜１５０とす
ることがより好ましい。また、この樹脂の重量平均分子
量は、５，０００〜１００，０００とすることがより好
ましく、１０，０００〜５０，０００とすることが特に
好ましい。このような樹脂としては、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
重合性モノマーとアクリル酸エステル、メタクリル酸エ
ステル、スチレン等の重合性モノマーとの共重合体など
が挙げられる。

【０００９】また、（ａ）樹脂として光重合性不飽和結
合を有するカルボキシル基含有樹脂も、光感度の点か
ら、好ましいものとして挙げられる。

【００１０】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にグリシジ
ル基含有不飽和化合物（グリシジルメタアクリレート、
アリルグリシジルエーテル等）や不飽和アルコール（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）を反応させた
樹脂、下記一般式（II）

【化７】（式中、Ｒ⁵は水素原子又はメチル基を示し、Ｒ⁶は水素
原子、水酸基、炭素数１〜１２のアルキル基又はアルコ
キシ基を示す）で表される繰り返し単位及び下記一般式
（III）

【化８】（式中、Ｒ⁷及びＲ⁸はそれぞれ独立に水素原子、炭素数
１〜１２のアルキル基又は光反応性不飽和結合を有する
基を示す）で表される繰り返し単位を有する樹脂等が挙
げられ、中でも、耐熱性、分散性等の点から、上記一般
式（II）で表される繰り返し単位及び一般式（III）で
表される繰り返し単位を有する樹脂が好ましい。

【００１１】より優れた耐熱性、分散性を有する点か
ら、この一般式（II）で表される繰り返し単位及び一般
式（III）で表される繰り返し単位を有する樹脂は、一
般式（II）で表される繰り返し単位の個数ｍと一般式
（III）で表される繰り返し単位の個数ｎの比率ｍ／ｎ
が１〜５であることが好ましい。また、これらの繰り返
し単位の樹脂中の存在態様は、特に制限なく、ランダ
ム、ブロック、交互的のいずれか又はこれらの組み合わ
せ的なものであってよい。

【００１２】上記一般式（II）で表される繰り返し単位
及び一般式（III）で表される繰り返し単位を有する樹
脂の製造法としては、例えば、スチレン又はその誘導体
と無水マレイン酸とを共重合して得られる樹脂（ＳＭレ
ジン）にアルコールを反応させてマレイン酸部分をモノ
アルキルエステル（ハーフエステルとも言う）とした樹
脂、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）とを共重合し
て得られる樹脂（以下、前記した２つの樹脂をアルキル
基付与ＳＭレジンと略す）に、不飽和アルコール（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−ヒドロキシアクリレート、２−ヒドロキシメタ
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、アルキル基付与ＳＭレ
ジンに、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（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）を付加反応させて製造する方法などが挙げられ
る。

【００１３】上記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。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−ｎ−エチルヘキシル、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。

【００１４】一般式（II）で表される繰り返し単位及び
一般式（III）で表される繰り返し単位を有する樹脂の
不飽和当量は、３００〜３，０００とすることが好まし
い。不飽和当量が、３００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、ここでいう
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。

【００１５】本発明における（ａ）成分の樹脂の使用量
は、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）及び（ｄ）成分の総量１０
０重量部に対して、１０〜８５重量部とすることが好ま
しく、２０〜６０重量部とすることがより好ましく、２
５〜５０重量部とすることが特に好ましい。この使用量
が１０重量部未満では、顔料の分散安定性が低下する傾
向があり、８５重量部を超えると、感光液にしたときの
粘度が高くなり、塗布性が低下する傾向がある。

【００１６】本発明における（ｂ）成分の顔料として
は、無機顔料と有機顔料があるが、通常、黒色のカーボ
ンブラック、黒鉛等を除いては、色調の豊富さなどから
有機顔料が使用される。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。

【００１７】本発明の着色画像形成用感光液をカラーフ
ィルターに適用する場合には、赤、緑、青及び黒色等の
着色画像に適した各顔料系が使用される。赤色の着色画
像としては、単一の赤色顔料系を用いてもよく、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。赤色
顔料系としては、例えば、カラーインデッスク名で、C.
I.ピグメントレッド９、１２３、１５５、１６８、１７
７、１８０、２１７、２２０、２２４等が挙げられる。
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、２４、８３、９３、
１０９、１１０、１１７、１２５、１３９、１４７、１
５４等が挙げられる。これらの赤色顔料系及び黄色顔料
系は、それぞれ２種類以上を混合して使用することもで
きる。なお、赤色顔料系と黄色顔料系を混合して使用す
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重量部以下で使用する
ことが好ましい。

【００１８】緑色の着色画像としては、単一の緑色顔料
系を用いてもく、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。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。これらの緑色顔料系及
び黄色顔料系は、それぞれ２種類以上を混合して使用す
ることもできる。なお、緑色顔料系と黄色顔料系を混合
して使用する場合には、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。

【００１９】青色の着色画像としては、単一の青色顔料
系を用いてもよく、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。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、１
５：３、１５：４、１５：６、２２、６０等が挙げられ
る。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。これらの青色顔料系及び紫
色顔料系は、それぞれ２種類以上を混合して使用するこ
ともできる。なお、青色顔料系と紫色顔料系を混合して
使用する場合には、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。

【００２０】黒色の着色画像としては、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
ガン等の黒色顔料が使用される。

【００２１】本発明における（ｂ）成分の顔料の使用量
は、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）及び（ｄ）成分の総量１０
０重量部に対して、５〜７０重量部とすることが好まし
く、１０〜５０重量部とすることがより好ましく、１５
〜４０重量部とすることが特に好ましい。この使用量が
５重量部未満では画像の色濃度が低くなる傾向があり、
また、７０重量部を超えると、光感度が低下する傾向が
ある。

【００２２】本発明における（ｃ）成分の光重合性不飽
和結合を有するモノマーとしては、従来公知のものを使
用できるが、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、ジシクロペンタニルアクリレート、
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、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、ビスフェノールＡジメタク
リレート、１，４−ブタンジオ−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、リ
レート、ポリエチレングリコールジアクリレート、ポリ
プロピレングリコールジメタクリレート、テトラエチレ
ングリコールジアクリレート、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、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種類以上を組み合せて使用される。

【００２３】本発明における（ｃ）成分のモノマーの使
用量は、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）及び（ｄ）成分の総量
１００重量部に対して、２〜５０重量部とすることが好
ましく、５〜４０重量部とすることがより好ましく、１
０〜３０重量部とすることが特に好ましい。モノマーの
使用量が２重量部未満では、光感度が低くなる傾向があ
り、５０重量部を超えると、顔料の分散安定性が低下す
る傾向がある。

【００２４】本発明における（ｄ）成分の光重合開始剤
としては、例えば、ベンゾフェノン、４，４′−ビスジ
エチル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種類以上を組み合せて用いられる。

【００２５】本発明における（ｄ）成分の光重合開始剤
の使用量は、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）及び（ｄ）成分の
総量１００重量部に対して、０．０１〜２０重量部とす
ることが好ましく、２〜１５重量部とすることがより好
ましく、５〜１０重量部とすることが特に好ましい。こ
の使用量が０．０１重量部未満では、光感度が低くなる
傾向があり、また、２０重量部を超えると、密着性が低
下する傾向がある。

【００２６】本発明における（ｅ）成分の有機溶剤とし
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、エチルセロソルブ、ブチロセロソルブ、メチルセ
ロソルブアセテート、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モノエチルエーテル、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
せて用いられる。

【００２７】本発明における（ｅ）成分の有機溶剤の使
用量は、着色画像形成用感光液中の（ａ）、（ｂ）、
（ｃ）及び（ｄ）成分を含む全固形分が、５〜４０重量
％となるように使用することが好ましい。この配合量
が、５重量％未満では、塗膜の乾燥に時間がかかる傾向
があり、４０重量％を超えると、感光液の粘度が高すぎ
て、塗布性が低下する傾向がある。

【００２８】本発明における（ｆ）成分を表する一般式
中、アリール基としては、例えば、フェニル基、ナフチ
ル基、アントラニル基等が挙げられ、これらアリール基
は炭素数１〜２２のアルキル基、スチリル基等で置換さ
れていてもよい。

【００２９】本発明における（ｆ）一般式（Ｉ）で表さ
れる化合物としては、例えば、ポリエチレングリコール
（Ｒ¹が水素原子、Ｒ²がエチレン基、ｐが２〜１００、
ｑ及びｒが０）、ポリプロピレングリコール（Ｒ¹が水
素原子、Ｒ²がプロピレン基、ｐが２〜１００、ｑ及び
ｒが０）、メトキシポリエチレングリコール（Ｒ¹がメ
チル基、Ｒ²がエチレン基、ｐが２〜１００、ｑ及びｒ
が０）、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル
（Ｒ¹がフェニル基、Ｒ²がエチレン基、ｐが２〜３０、
ｑ及びｒが０）、ポリオキシエチレンノニルフェニルエ
ーテル（Ｒ¹がノニルフェニル基、Ｒ²がエチレン基、ｐ
が２〜３０、ｑ及びｒが０）、ポリオキシエチレンジノ
ニルフェニルエーテル（Ｒ¹がジノニルフェニル基、Ｒ²
がエチレン基、ｐが２〜３０、ｑ及びｒが０）、ポリオ
キシエチレンスチリルフェニルエーテル（Ｒ¹がスチリ
ルフェニル基、Ｒ²がエチレン基、ｐが２〜３０、ｑ及
びｒが０）、ポリオキシエチレンジスチリルフェニルエ
ーテル（Ｒ¹がジスチリルフェニル基、Ｒ²がエチレン
基、ｐが２〜３０、ｑ及びｒが０）、ポリオキシエチレ
ンラウリルエーテル（Ｒ¹がラウリル基、Ｒ²がエチレン
基、ｐが４〜３０、ｑ及びｒが０）、ポリオキシエチレ
ントリデシルエーテル（Ｒ¹がトリデシル基、Ｒ²がエチ
レン基、ｐが４〜３０、ｑ及びｒが０）、ポリオキシエ
チレンオレイルエーテル（ｎ＝４〜３０）、ポリオキシ
エチレンセチルエーテル（Ｒ¹がセチル基、Ｒ²がエチレ
ン基、ｐが４〜３０、ｑ及びｒが０）、ポリオキシエチ
レンステアリルエーテル（Ｒ¹がステアリル基、Ｒ²がエ
チレン基、ｐが４〜２０、ｑ及びｒが０）、ポリオキシ
エチレンポリオキシプロピレングリコール（Ｒ¹が水素
原子、Ｒ²及びＲ⁴がエチレン基、Ｒ³がプロピレン基、
ｐ及びｒが２〜５０、ｑが４〜５０）、ポリオキシエチ
レンポリオキシプロピレンノニルエーテル（Ｒ¹がノニ
ル基、Ｒ²がエチレン基、Ｒ³がプロピレン基、ｐが２〜
５０、ｑが２〜５０、ｒが０）等が挙げられる。なお、
前記した化合物名の次の括弧内の記載は、一般式（Ｉ）
との対応を示している。

【００３０】また、（ｆ）成分の化合物は、ポリエーテ
ル型非イオン活性剤として東邦化学工業(株)からペポー
ル、ノナール、ペグノール等の商品名で市販されてお
り、これを使用することもできる。

【００３１】本発明における（ｆ）一般式（Ｉ）で表さ
れる化合物の使用量は、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）及び
（ｄ）成分の総量１００重量部に対して、０．００１〜
５重量部とすることが好ましく、０．０１〜１重量部と
することがより好ましく、０．０５〜０．５重量部とす
ることが特に好ましい。この使用量が０．００１重量部
未満では、現像残渣、解像度向上には効果なく、また５
重量部を超えると、塗布性や密着性が低下する傾向があ
る。現像残渣、解像度向上の目的で（ｆ）成分の他に、
シリコン系界面活性剤やフッ素系界面活性剤を使用して
もよい。

【００３２】本発明の着色画像形成用感光液には、必須
成分である（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）及
び（ｆ）成分以外に、暗反応を抑制するための熱重合禁
止剤（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）、基板
との密着性を向上させるためのシランカップリング剤
（ビニル基、エポキシ基、アミノ基、メルカプト基等を
有する化合物）やチタネートカップリング剤（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）、膜の平滑性を向上させるための界面活性剤（フッ
素系、シリコン系、炭化水素系等）及びその他、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。また、本発明の着色画像形成用
感光液には、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹
脂、メラミン樹脂等の（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。

【００３３】本発明の着色画像形成用感光液の製造の一
例を以下に説明する。まず（ｂ）成分の顔料を分散させ
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、ニーダー等の各種分散、混練装置
を用いて行う。この分散工程の際、顔料分散剤や、有機
顔料に置換基（カルボキシル基、スルホン酸塩基、カル
ボン酸アミド基、水酸基等）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と
なり好ましい。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。また、顔料分散時に（ｃ）、（ｄ）及
び（ｆ）成分を加えることもでき、顔料分散後に
（ｃ）、（ｄ）及び（ｆ）成分を加えることもできる。

【００３４】（ａ）成分の樹脂は、全量を分散時に顔料
と共に使用することもでき、樹脂の一部を分散後に使用
することもできる。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重量部以上使用する
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。同様
に（ｅ）成分の有機溶剤も、顔料の分散時に全量を使用
することもでき、有機溶剤の一部を分散後に使用するこ
ともできる。ただし、有機溶剤は、分散時の顔料及び樹
脂の総量１００重量部に対して、分散時に、少なくとも
１００重量部以上使用することが好ましい。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、分散が困難となる傾向がある。

【００３５】本発明のカラーフィルターは、上記本発明
の着色画像形成用感光液を、基板上に塗布、乾燥して膜
を形成し、活性光線を画像状に照射し、露光部を光硬化
させ、未露光部を現像により除去する工程を、異なった
複数の色について繰り返し行い、画素を形成することに
より製造できる。上記本発明の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等が挙げられる。この
際に使用する基板としては、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等が挙
げられる。塗布後、通常、５０〜１５０℃の温度で、１
〜３０分間乾燥して膜を形成することができる。

【００３６】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、得られた膜の表面に、ポリビニルアルコー
ル等の酸素遮断膜を０．５〜３０μｍの厚みで形成した
後、その上から露光することもできる。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
挙げられる。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等により、画像
状に活性光線が照射される。

【００３７】次いで、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。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、炭酸カリウム、メタケ
イ酸ナトリウム、メタケイ酸カリウム、炭酸水素ナトリ
ウム、四ホウ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アル
カリを含む水溶液を吹きつける方法、水溶液に浸漬する
方法などが挙げられる。

【００３８】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/cm²の光量を後露光する
か、６０〜２００℃の温度で、１〜６０分間、後加熱を
することにより、画像パターンが、より強固となるため
に好ましい。以上の工程を、異なった複数の色について
繰り返し行い、画素を形成して、カラーフィルターが得
られる。

【００３９】液晶表示素子に用いるカラーフィルターの
作製法としては、例えば、ガラス基板上に、本発明の着
色画像形成用感光液を用いて、上記方法を繰り返して行
うことにより、赤、緑及び青の着色画素を形成した後、
この着色画素間のすき間に、上記方法で、本発明の着色
画像形成用感光液（黒色）を用いて、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、先にクロム
蒸着又は本発明の着色画像形成用感光液（黒色）を用い
て、上記方法で、黒色の着色画像をブラックマトリック
スとして形成した後、上記と同様な方法で、赤、緑及び
青の着色画素を形成する方法等が挙げられる。

【００４０】

【実施例】以下、実施例により本発明を説明する。合成例１（樹脂Ａの製造）攪拌機、温度計及び冷却管を備えた１
リットルのセパラブルフラスコにジエチレングリコール
ジメチルエーテル５７６ｇを投入し、次いで、オキシラ
ックＳＨ−１０１（(株)日本触媒製；スチレン／無水マ
レイン酸（モル比１．５／１）共重合樹脂にを反応させ
てマレイン酸部分をハーフエステル化した樹脂）３１４
ｇ、２，６−ジ−tert−ブチル−ｐ−クレゾール１ｇ、
塩化ベンジルトリメチルアンモニウム１ｇ及びグリシジ
ルメタクリレート１２２．６ｇを投入して溶解し、攪拌
しながら、１００℃に昇温して同温度で７時間保温し、
固形分酸価が６５（mgKOH/g）、固形分（１２０℃、２
Ｈｒで不揮発分を測定して算出）が４０重量％、重量平
均分子量が１１，０００の樹脂（以下、樹脂Ａという）
の溶液を得た。

【００４１】この樹脂Ａは、スチレン／マレイン酸モノ
イソプロピルエステル／マレイン酸モノイソプロピルエ
ステルのグリシジルメタクリレート付加物の構成割合
が、１．５／０．３６／０．６４（モル比）〔６０／１
４．４／２５．６（モル％）〕の共重合体である。な
お、マレイン酸モノイソプロピルエステルのグリシジル
メタクリレート付加物の構造を次に示した。

【化９】

【００４２】実施例１（ａ）成分として樹脂Ａの溶液を８５ｇ（固形分３４
ｇ）、（ｂ）成分として、カーボンブラック４０ｇを、
（ｅ）成分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時間分
散した。この分散液に、（ｃ）成分としてペンタエリス
リトールテトラアクリレート１０ｇ、（ｄ）成分として
ベンゾフェノン１２ｇ、４，４′−ビスジエチルアミノ
ベンゾフェノン４ｇ、（ｅ）成分であるプロピレングリ
コールモノメチルエーテルアセテート２００ｇ及び
（ｆ）成分としてポリエチレングリコール（一般式
（Ｉ）でＲ¹が水素原子、ｐが４、ｑ及びｒが０の化合
物）０．２ｇを加えて混合し、黒色の着色画像形成用感
光液を得た。

【００４３】この感光液を、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、９０℃、３分の乾燥を行い、膜厚１．０μｍの膜
を形成した。得られた膜に、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。
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濃度は、２．５であった。

【００４４】また、得られた黒色の画像パターンの密着
性及び感光特性を下記の方法で評価し、結果を表１に示
した。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。光感度：光学濃度０．００を１段目とし、１段ごとに光
学濃度が０．０５ずつ増加する４１段のステップタブレ
ットを用いて評価した。この値が大きいほど、光感度が
優れる。解像度：ライン及びスペースの幅（μｍ）の等しいパタ
ーンを有するネガマスクを用いて評価した。完全に現像
できた最小のライン及びスペースの幅（μｍ）で示さ
れ、この値が小さいほど、解像度が優れる。

【００４５】実施例２（ａ）成分として、樹脂Ａの溶液を３７．５ｇ（固形分
１５ｇ）及び樹脂Ｂ（メタクリル酸／メタクリル酸メチ
ル／アクリル酸ｎ−ブチル（１６／６３／２１（重量
比））共重合体、固形分酸価が１０４（mgKOH/g）、重
量平均分子量が３５，０００）を１５ｇ、（ｂ）成分と
して、カラーインデックス名で、C.I.ピグメントレッド
１７７を２１ｇ及びC.I.ピグメントイエロー１３９を４
ｇを、（ｅ）成分であるプロピレングリコールジエチル
エーテル２５０ｇの有機溶剤に加え、これをビーズミル
を用いて２時間分散した。この分散液に、上記の樹脂５
ｇ、（ｃ）成分としてトリメチロールプロパントリアク
リレート３２ｇ、（ｄ）成分としてベンゾフェノン６
ｇ、Ｎ，Ｎ′−テトラエチル−４，４′−ジアミノベン
ゾフェノン２ｇ（ｅ）成分であるプロピレングリコール
ジイソプロピルエーテル５０ｇ及びプロピレングリコー
ルモノメチルエーテルアセテート１００ｇ及び（ｆ）成
分としてポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル
（一般式（Ｉ）でＲ¹がノニルフェニル基、Ｒ²がエチレ
ン基、ｐが１０、ｑ及びｒが０の化合物）０．２ｇを加
えて混合し、赤色の着色画像形成用感光液を得た。

【００４６】また、得られた感光液を、実施例１と同様
にして、膜厚２．０μｍの膜を形成した。得られた膜
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。次いで、トリエタノール
アミンを５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。得られた赤色の画像パターンの密
着性及び感光特性を実施例１と同様にして評価し、結果
を表１に示した。

【００４７】実施例３（ａ）成分として、樹脂Ａの溶液を８０ｇ（固形分３２
ｇ）及び樹脂Ｂを８ｇ、（ｂ）成分として、カラーイン
デックス名で、C.I.ピグメントグリーン３６を１５ｇ及
びC.I.ピグメントイエロー８３を５ｇを、（ｅ）成分で
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時間分散した。こ
の分散液に、（ｃ）成分としてペンタエリスリトールテ
トラアクリレート３２ｇ、（ｄ）成分としてベンゾフェ
ノン４ｇ、Ｎ，Ｎ′−テトラエチル−４，４′−ジアミ
ノベンゾフェノン２ｇ（ｅ）成分であるプロピレングリ
コールモノメチルエーテル２００ｇ及び（ｆ）成分とし
てポリプロピレングリコール（一般式（Ｉ）でＲ¹が水
素原子、Ｒ²がプロピレン基、ｐが５、ｑ及びｒが０の
化合物）０．２ｇを加えて混合し、緑色の着色画像形成
用感光液を得た。

【００４８】また、得られた感光液を、実施例２と同様
にして、膜を形成した。得られた膜に、実施例２と同様
にして、２００mJ/cm²で露光した後、次いで現像を行
い、緑色の画像パターンを得た。得られた緑色の画像パ
ターンの密着性及び感光特性を実施例１と同様にして評
価し、結果を表１に示した。

【００４９】実施例４（ａ）成分として、樹脂Ａの溶液を６０ｇ（固形分２４
ｇ）及び樹脂Ｂを２０ｇ、（ｂ）成分として、カラーイ
ンデックス名で、C.I.ピグメントブルー１５：６を１７
ｇ及びC.I.ピグメントバイオレット２３を１ｇ、（ｅ）
成分であるプロピレングリコールモノメチルエーテル２
６０ｇに加え、これをビーズミルを用いて２時間分散し
た。この分散液に、（ｃ）成分としてトリメチロールプ
ロパントリアクリレート３０ｇ、（ｄ）成分としてベン
ゾフェノン６ｇ、Ｎ，Ｎ′−テトラエチル−４，４′−
ジアミノベンゾフェノン２ｇ（ｅ）成分として、エチレ
ングリコールモノメチルエーテル１４０ｇ及び（ｆ）成
分としてポリオキシエチレンジノニルフェニルエーテル
（一般式（Ｉ）でＲ¹がジノニルフェニル基、Ｒ²がエチ
レン基、ｐが１０、ｑ及びｒが０の化合物）０．５ｇを
加えて混合し、青色の着色画像形成用感光液を得た。

【００５０】また、得られた感光液を、実施例２と同様
にして、膜を形成した。得られた膜に、実施例２と同様
にして、２００mJ/cm²で露光した後、１重量％の炭酸ナ
トリウムを含む水溶液で現像を行い、青色の画像パター
ンを得た。得られた青色の画像パターンの密着性及び感
光特性を実施例１と同様にして評価し、結果を表１に示
した。

【００５１】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、１８０℃で１０分間
の後加熱を行った。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、１８０℃で１０分間の後加熱を行っ
た。次いで、その基板を用いて、実施例４と同様にし
て、緑色画像パターンの隣に、青色の画像パターンを形
成し、２００℃で１０分間の後加熱を行った。以上によ
り、一つの画素が、３０μｍ×１００μｍの赤、緑及び
青色の三色からなる、モザイク状に画素が並んだ高精度
で高品位なカラーフィルターを得た。

【００５２】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（ブラックマトリクス）を形成
した後、２０５℃で２０分間の後加熱を行った。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、一つの画素が、３０μｍ×１００μｍの赤、
緑及び青色の三色からなる、モザイク状に画素が並んだ
高精度で高品位なカラーフィルターを得た。

【００５３】比較例１（ｆ）成分の添加をしない以外は、実施例１と同様にし
て黒色の画像パターンを得た。得られた黒色の画像パタ
ーンの密着性及び感光特性を実施例１と同様にして評価
し、結果を表１に示した。

【００５４】比較例２（ｆ）成分の添加をしない以外は、実施例２と同様にし
て緑色の画像パターンを得た。得られた赤色の画像パタ
ーンの密着性及び感光特性を実施例１と同様にして評価
し、結果を表１に示した。

【００５５】比較例３（ｆ）成分の添加をしない以外は、実施例３と同様にし
て緑色の画像パターンを得た。得られた緑色の画像パタ
ーンの密着性及び感光特性を実施例１と同様にして評価
し、結果を表１に示した。

【００５６】比較例４（ｆ）成分の添加をしない以外は、実施例４と同様にし
て緑色の画像パターンを得た。得られた青色の画像パタ
ーンの密着性及び感光特性を実施例１と同様にして評価
し、結果を表１に示した。

【００５７】

【表１】

【００５８】表１から、本発明における（ｆ）成分を使
用しない着色画像形成用感光液（比較例１、２、３及び
４）は、現像残渣が観察された。それに対し、本発明に
おける（ｆ）成分を使用して作製した着色画像形成用感
光液（実施例１、２、３及び４）は、現像残渣がなく、
解像度も良好であった。また、実施例５及び実施例６の
ように、本発明の着色画像形成用感光液を用いて作製し
たカラーフィルターは、いずれも消偏性が５００以上と
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。

【００５９】

【発明の効果】請求項１及び２記載の着色画像形成用感
光液は、プロセス裕度が広く、現像残りを著しく低減で
き、高解像度を達成できるものである。請求項３記載の
着色画像形成用感光液は、請求項１記載の発明の効果を
奏し、さらに光感度、耐熱性等が優れたものである。請
求項４及び５記載のカラーフィルターの製造法は、プロ
セス裕度が広く、現像残りの低減でき、高解像度を達成
できるものである。請求項６記載のカラーフィルター
は、高精度で高品位のものである。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】（ａ）樹脂、（ｂ）顔料、（ｃ）光重合
性不飽和結合を有するモノマー、（ｄ）光重合開始剤、
（ｅ）有機溶剤及び（ｆ）次の一般式（Ｉ）【化１】（式中、Ｒ¹は水素原子、炭素数１〜２２のアルキル基
又は炭素数１〜１４のアリール基を示し、Ｒ²、Ｒ³及び
Ｒ⁴は、各々独立に炭素数２〜６のアルキレン基を示
し、Ｒ²とＲ³とは異なり、Ｒ³とＲ⁴とは異なり、ｐ、ｑ
及びｒは、各々独立に０〜２００の整数であり、ｐ＋ｑ
＋ｒ≧１となるように選ばれる）で表される化合物を含
有してなる着色画像形成用感光液。
【請求項２】（ａ）樹脂が、酸価が２０〜３００、重
量平均分子量が１，５００〜２００，０００の樹脂であ
る請求項１記載の着色画像形成用感光液。
【請求項３】（ａ）樹脂が、一般式（II）【化２】（式中、Ｒ⁵は水素原子又はメチル基を示し、Ｒ⁶は水素
原子、水酸基、炭素数１〜１２のアルキル基又はアルコ
キシ基を示す）で表される繰り返し単位及び一般式（II
I）【化３】（式中、Ｒ⁷及びＲ⁸はそれぞれ独立に水素原子、炭素数
１〜１２のアルキル基又は光反応性不飽和結合を有する
基を示す）で表される繰り返し単位を有する樹脂である
請求項１又は２記載の着色画像形成用感光液。
【請求項４】請求項１、２又は３記載の着色画像形成
用感光液を、基板上に塗布、乾燥して膜を形成し、活性
光線を画像状に照射し、露光部を光硬化させ、未露光部
を現像により除去する工程を、異なった複数の色につい
て繰り返し行い、画素を形成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５】異なった複数の色が、赤、緑、青及び黒
である請求項４記載のカラーフィルターの製造法。
【請求項６】請求項４及び５記載のカラーフィルター
の製造法により製造したカラーフィルター。