JP2575572B2

JP2575572B2 - アルカリ現像型感光性カラーフィルター用インク及びそれを用いたカラーフィルター

Info

Publication number: JP2575572B2
Application number: JP18476292A
Authority: JP
Inventors: 和弘渡部; 武郎寺本; 幸輝稲田
Original assignee: Shin Etsu Chemical Co Ltd; Nippon Steel Corp
Current assignee: Shin Etsu Chemical Co Ltd; Nippon Steel Corp
Priority date: 1992-06-19
Filing date: 1992-06-19
Publication date: 1997-01-29
Anticipated expiration: 2012-01-29
Also published as: JPH061938A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、アルカリ水溶液現像型
の感光性カラーフィルター用インク及びそれを用いて作
製したカラーフィルターに関するものである。更に詳し
くは、カラー液晶表示装置、カラーファクシミリ、イメ
ージセンサー等の各種の多色表示体や光学機器等に使用
されるカラーフィルターの作製時のインクとして使用で
き、また、それらによって形成されるカラーフィルター
に関しては、テレビ、ビデオモニターあるいはコンピュ
ーター等のディスプレーにも利用することができる。

【０００２】

【従来の技術】光の透過量あるいは反射量を制御する液
晶とカラーフィルターを構成要素とするカラー液晶表示
装置においては、そのカラーフィルターとして、染色
法、印刷法等により赤、緑、青の画素及びブラックマト
リックスをガラス基板上に形成したものが使用されてい
る。特に高精細度の画像が要求されるものにおいては、
染色法で作製されたカラーフィルターが主流となってい
る。

【０００３】この染色法によるカラーフィルターは、ガ
ラス基板上にブラックマトリックスを形成した後、ゼラ
チン等の天然感光樹脂やアミン変性ポリビニルアルコー
ル等の感光性合成樹脂に重クロム酸を加えて感光化した
感光液を塗布し、フォトマスクを通じて露光し現像して
パターニングし、若しくは、マスキング材コートを利用
し、酸性染色等の染料で染色して作製するが、先に染色
した色と次に染色する色との混色を防止するために着色
不要な部分に防染処理を施さねばならず、製造工程が複
雑になるという欠点がある。また、塗膜の物性には耐光
性、耐熱性、耐湿性等の信頼性に問題がある（特公平１
−５２，７３８号公報）。また、印刷法によるものは、
熱硬化性樹脂又は紫外線硬化性樹脂に顔料を分散させた
インクを用いて作製するが、印刷時に３色のフィルター
パターンの位置合わせを正確に行わなければならず、こ
の際に困難が伴い、高精細度のパターンの作成及び表面
平滑性に問題が生じる（特開昭６２−５４，７７４号公
報、特開昭６３−１２９，３０３号公報）。

【０００４】更に、特開平１−１５２，４４９号公報に
おいて、感光性樹脂としてベンジルメタクリレート・メ
タクリル酸共重合物を用い、これに顔料を分散したもの
が開示されている。この感光性塗料を用いれば、露光さ
れた部分の塗膜がそのままカラーフィルターを構成する
ことになる。ところが、この感光性塗料は、酸素の存在
下では硬化反応が不十分になり解像度や感度が低下す
る。このため、露光前に酸素遮断膜を形成し、現像前に
酸素遮断膜を剥離するという複雑な工程が必要になり、
更に、できたものの耐熱性及び現像性に問題があった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このように、従来の印
刷法、染色法又は顔料分散法で作製されたカラーフィル
ターは、解像度が低かったり、製造工程が複雑である等
の問題を有している。そこで、本発明者らは、このよう
な問題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、カルボキシ
ル基と光重合性不飽和結合とを有する光重合性不飽和化
合物をベースとし、これにエポキシ化合物と、光重合開
始剤又は増感剤と、顔料とを所定の割合で配合して得ら
れるインクを用いることにより、上記の問題を解決でき
ることを見出し、本発明を完成した。

【０００６】従って、本発明の目的は、酸素遮断膜を用
いることなくカラーフィルターを作製することができ、
しかも、解像度の高く、かつ、光照射後の耐熱性（２５
０℃以上）、透明性、密着性、硬度、耐溶剤性、耐アル
カリ性等に優れており、弱アルカリ水溶液で現像可能な
アルカリ現像型感光性カラーフィルター用インクを提供
することにある。また、本発明の他の目的は、このよう
なアルカリ現像型感光性カラーフィルター用インクを用
いて作製されるカラーフィルターを提供することにあ
る。更に、本発明の目的は、特に、テレビ、ビデオモニ
ターあるいはコンピューター等のディスプレー等として
用いられるカラーフィルターの製造に適した弱アルカリ
水溶液で現像可能なアルカリ現像型感光性カラーフィル
ター用インク及びこれを用いたカラーフィルターを提供
することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、
（Ａ）下記一般式（１）

【化４】（但し、式中Ｒ₁及びＲ₂は、水素原子、炭素数１〜５
のアルキル基、ハロゲン原子の何れかを示し、Ｒ₃は水
素原子又はメチル基を示し、Ｘは−ＣＯ−、−ＳＯ
₂−、−Ｃ（ＣＦ₃）₂−、−Ｓｉ（ＣＨ₃）₂−、−
ＣＨ₂−、−Ｃ（ＣＨ₃）₂−、−Ｏ−、

【化５】

【０００８】若しくは不存在を示し、Ｙは酸無水物の残
基を示し、Ｚは酸二無水物の残基を示し、構造単位ｍ：
ｎはモル比で１／９９〜９０／１０の割合である）で表
され、当該化合物の０．５ｇをＮ−メチルピロリドン１
００ｍｌに溶解した溶液を３０℃で測定したインヘレン
ト粘度（η_inh）が０．１ｄｌ／ｇ以上である光重合性
不飽和化合物と、（Ｂ）エポキシ基を有する化合物と、
（Ｃ）光重合開始剤若しくは増感剤と、（Ｄ）顔料とを
含有し、上記Ａ成分１００重量部に対する上記Ｂ成分、
Ｃ成分及びＤ成分の割合がそれぞれ５〜５０重量部、
０．１〜３０重量部及び１０〜２００重量部であるアル
カリ現像型感光性カラーフィルター用インクである。

【０００９】また、本発明は、透明基板上にこのような
アルカリ現像型感光性カラーフィルター用インクを被覆
し硬化させて赤、青、緑の画素とブラックマトリックス
とを設け、更にその表面上に透明電極層を設けたカラー
フィルターである。

【００１０】以下、本発明の内容を詳細に説明する。本
発明において、光重合性不飽和化合物（Ａ）（以下、Ａ
成分という）を構成する上記一般式（１）で表される化
合物において、Ｘとして−ＣＯ−を含むビスフェノール
成分の具体例としてはビス（４−ヒドロキシフェニル）
ケトン、ビス（４−ヒドロキシ−３，５−ジメチルフェ
ニル）ケトン、ビス（４−ヒドロキシ−３，５−ジクロ
ロフェニル）ケトン等を挙げることができ、また、Ｘと
して−ＳＯ₂−を含むものとしてはビス（４−ヒドロキ
シフェニル）スルホン、ビス（４−ヒドロキシ−３，５
−ジメチルフェニル）スルホン、ビス（４−ヒドロキシ
−３，５−ジクロロフェニル）スルホン等を挙げること
ができ、また、Ｘとして−Ｃ（ＣＦ₃）₂−を含むもの
としてはビス（４−ヒドロキシフェニル）ヘキサフルオ
ロプロパン、ビス（４−ヒドロキシ−３，５−ジメチル
フェニル）ヘキサフルオロプロパン、ビス（４−ヒドロ
キシ−３，５−ジクロロフェニル）ヘキサフルオロプロ
パン等を挙げることができ、また、Ｘとして−Ｓｉ（Ｃ
Ｈ₃）₂を含むものとしてはビス（４−ヒドロキシフェ
ニル）ジメチルシラン、ビス（４−ヒドロキシ−３，５
−ジメチルフェニル）ジメチルシラン、ビス（４−ヒド
ロキシ−３，５−ジクロロフェニル）ジメチルシラン等
を挙げることができ、また、Ｘとして−ＣＨ₂を含むも
のとしてはビス（４−ヒドロキシフェニル）メタン、ビ
ス（４−ヒドロキシ−３，５−ジクロロフェニル）メタ
ン、ビス（４−ヒドロキシ−３，５−ジブロモフェニ
ル）メタン、Ｘとして−Ｃ（ＣＨ₃）₂を含むものとし
ては２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパ
ン、２，２−ビス（４−ヒドロキシ−３，５−ジメチル
フェニル）プロパン、２，２−ビス（４−ヒドロキシ−
３，５−ジクロロフェニル）プロパン、２，２−ビス
（４−ヒドロキシ−３メチルフェニル）プロパン、２，
２−ビス（４−ヒドロキシ−３クロロフェニル）プロパ
ン等を挙げることができ、また、Ｘとして−Ｏを含むも
のとしてはビス（４−ヒドロキシフェニル）エーテル、
ビス（４−ヒドロキシ−３，５−ジメチルフェニル）エ
ーテル、ビス（４−ヒドロキシ−３，５−ジクロロフェ
ニルエーテル等を挙げることができ、また、Ｘとして

【化６】を含むものとしては９，９−ビス（４−ヒドロキシフェ
ニル）フルオレン、９，９−ビス（４−ヒドロキシ−３
−メチルフェニル）フルオレン、９，９−ビス（４−ヒ
ドロキシ−３−クロロフェニル）フルオレン、９，９−
ビス（４−ヒドロキシ−３−ブロモフェニル）フルオレ
ン、９，９−ビス（４−ヒドロキシ−３−フルオロフェ
ニル）フルオレン、９，９−ビス（４−ヒドロキシ−３
−メトキシフェニル）フルオレン、９，９−ビス（４−
ヒドロキシ−３，５−ジメチルフェニル）フルオレン、
９，９−ビス（４−ヒドロキシ−３，５−ジクロロフェ
ニル）フルオレン、９，９−ビス（４−ヒドロキシ−
３，５−ジブロモフェニル）フルオレン等を挙げること
ができ、また、Ｘが不存在のものとしては４，４’−ビ
フェノール、３，３’ビフェノール等を挙げることがで
きる。

【００１１】また、上記一般式（１）中のＹ及びＺにつ
いては、Ｙは酸無水物の残基を示し、また、Ｚは酸二無
水物の残基を示す。かかる残基Ｙを形成し得る酸無水物
化合物としては、例えば、無水マレイン酸、無水コハク
酸、無水イタコン酸、無水フタル酸、無水テトラヒドロ
フタル酸、無水ヘキサヒドロフタル酸、無水メチルエン
ドメチレンテトラヒドロフタル酸、無水クロレンド酸、
メチルテトラヒドロ無水フタル酸等が挙げられ、また、
残基Ｚを形成し得る酸二無水物化合物としては、例え
ば、無水ピロメリット酸、ベンゾフェノンテトラカルボ
ン酸二無水物、ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、
ビフェニルエーテルテトラカルボン酸二無水物等の芳香
族多価カルボン酸無水物が挙げられる。

【００１２】上記一般式（１）で表されるＡ成分は、必
ずしも上述したものに限定されるものではなく、また、
これらはその１種のみを単独で使用できるほか、２種以
上の混合物としても使用することができる。

【００１３】Ａ成分の光重合性不飽和化合物は、次のよ
うにして製造することができる。例えば、先ず、ビスフ
ェノールフルオレンから合成された下記一般式（２）で
表されるビスフェノールフルオレン型エポキシ化合物
と、下記一般式（３）で表される（メタ）アクリル酸と
を反応させて下記一般式（４）で表されるビスフェノー
ルフルオレン型エポキシアクリレート樹脂を合成し、次
いで、これを上記残基Ｙ及び残基Ｚを形成し得る酸無水
物化合物と酸二無水物化合物の混合物である酸無水物化
合物と溶媒中で加熱して反応させることにより製造され
る。

【００１４】

【化７】

【００１５】一般式（１）においてＹは酸無水物化合物
の残基を示し、また、Ｚは酸二無水物化合物の残基を示
すが、合成時にはこれら酸無水物化合物及び酸二無水物
化合物の混合物を上記一般式（４）のビスフェノールフ
ルオレン型エポキシアクリレートと反応させる。そし
て、この際に使用される酸無水物化合物と酸二無水物化
合物の使用割合は、モル比（ｍ：ｎ）で１：９９〜９
０：１０、好ましくは５：９５〜８０：２０である。ｍ
の割合が１モル％未満であると全体のカルボキシル基
（−ＣＯＯＨ）の量が多くなり、耐アルカリ性が低下
し、露光部も現像溶液であるアルカリ水溶液に溶出し、
目的のパターニングが得られない。また、ｍが９０％超
であるとアルカリ現像性が悪くなり、パターニングが困
難となる。

【００１６】また、光重合性不飽和化合物の分子量につ
いては、この化合物０．５ｇをＮ−メチルピロリドン１
００ｍｌに溶解した溶液を３０℃で測定したインヘレン
ト粘度（η_inh）が０．１ｄｌ／ｇ以上、好ましくは
０．１５ｄｌ／ｇ以上である。０．１ｄｌ／ｇ未満で
は、分子量が低すぎてプレキュアー（塗膜乾燥）後のタ
ック性に問題が生じ、密着露光ができなくなり、マスク
の汚れ等の原因となる。

【００１７】次に、エポキシ基を有する化合物（Ｂ）
（以下、Ｂ成分という）としては、例えば、フェノール
ノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エ
ポキシ樹脂、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフ
ェノールＦ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＳ型エポキ
シ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹
脂等のエポキシ樹脂や、フェニルグリシジルエーテル、
ｐ−ブチルフェノールグリシジルエーテル、トリグリシ
ジルイソシアヌレート、ジグリシジルイソシアヌレー
ト、アリルグリシジルエーテル、グリシジルメタクリレ
ート等のエポキシ基を少なくとも１個有する化合物等が
挙げられる。

【００１８】更に、本発明で使用する光重合開始剤若し
くは増感剤（Ｃ）（以下、Ｃ成分という）は、Ａ成分ば
かりでなく、必要に応じて配合される光重合性の（メ
タ）アクリルモノマーや（メタ）アクリルオリゴマーの
光重合開始剤として用いられるものであるが、このよう
な目的で使用されるＣ成分としては、例えば、アセトフ
ェノン、２，２−ジエトキシアセトフェノン、ｐ−ジメ
チルアセトフェノン、ｐ−ジメチルアミノプロピオフェ
ノン、ジクロロアセトフェノン、トリクロロアセトフェ
ノン、ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルアセトフェノン等のアセト
フェノン類や、ベンゾフェノン、２−クロロベンゾフェ
ノン、ｐ，ｐ’−ビスジメチルアミノベンゾフェノン等
のベンゾフェノン類や、ベンジル、ベンゾイン、ベンゾ
インメチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテ
ル、ベンゾインイソブチルエーテル等のベンゾインエー
テル類や、ベンジルジメチルケタール、チオキサンソ
ン、２−クロロチオキサンソン、２，４−ジエチルチオ
キサンソン、２−メチルチオキサンソン、２−イソプロ
ピルチオキサンソン等のイオウ化合物や、２−エチルア
ントラキノン、オクタメチルアントラキノン、１，２−
ベンズアントラキノン、２，３−ジフェニルアントラキ
ノン等のアントラキノン類や、アゾビスイソブチルニト
リル、ベンゾイルパーオキサイド、クメンパーオキシド
等の有機過酸化物や、２−メルカプトベンゾイミダゾー
ル、２−メルカプトベンゾオキサゾール、２−メルカプ
トベンゾチアゾール等のチオール化合物等を挙げること
ができる。これらの化合物は、その１種を単独で使用し
てもよく、また、２種以上を組み合わせて使用すること
もできる。また、それ自体では光重合開始剤として作用
しないが、上記の化合物と組み合わせて用いることによ
り、光重合開始剤の能力を増大させ得るような化合物を
添加することもできる。このような化合物としては、例
えば、ベンゾフェノンと組み合わせて使用すると効果の
あるトリエタノールアミン等の第三級アミンを挙げるこ
とができる。

【００１９】また、本発明においては塗膜を着色するた
めに顔料（以下、Ｄ成分という）が用いられる。ここで
用いる顔料には有機顔料と無機顔料がある。この有機顔
料の具体例としては、例えば、アゾレーキ系、不溶性ア
ゾ系、フタロシアニン系、キナクドリン系、ジオキサジ
ン系、イソインドリノン系、ベリノン系、アントラキノ
ン系、ペリレン系等のもの及びこれらの混合物が挙げら
れる。また、無機顔料の具体例としては、例えば、ミロ
リブルー、酸化鉄、コバルト系、マンガン系、群青、紺
青、コバルトブルー、セルリアンブルー、ピリジアン、
エメラルドグリーン、コバルトグリーン及びこれらの混
合物が挙げられる。これらの顔料については、塗膜の透
明性を維持しつつ塗膜を着色するために、可視光の波長
の下限である０．４μｍ以下の粒子径に分散されること
が好ましく、実用上より好ましくは０．２〜０．３μｍ
の平均粒子径を有するものである。

【００２０】本発明のアルカリ現像型感光性カラーフィ
ルター用インクは、上記Ａ成分、Ｂ成分、Ｃ成分及びＤ
成分からなるものである。そして、これら各成分の配合
割合は、Ａ成分１００重量部に対して、それぞれＢ成分
が５〜５０重量部、好ましくは１０〜３０重量部であ
り、Ｃ成分が０．１〜３０重量部、好ましくは１〜２０
重量部であり、また、Ｃ成分が１０〜２００重量部であ
る。Ａ成分１００重量部に対するＢ成分の配合割合が５
重量部未満であると、本発明のインク中の樹脂成分の硬
化後の特性、特に耐アルカリ性が不十分となり、反対
に、５０重量部を超えると、硬化時に割れが起こり、密
着性も低下し易くなる。また、Ａ成分１００重量部に対
するＣ成分の配合割合が０．１重量部未満であると、光
重合の速度が遅くなって、感度が低下し、反対に、３０
重量部を超えると、光が基板まで達し難いため、基板と
樹脂との密着性が悪くなる。更に、Ａ成分１００重量部
に対するＤ成分の配合割合が１０重量部未満であると、
所望の分光特性が得られず、また、２００重量部を越え
ると、塗膜の密着性が低下するので好ましくない。

【００２１】本発明のアルカリ現像型感光性カラーフィ
ルター用インクは、カラー液晶ディスプレー用カラーフ
ィルター等として好適に用いることができる。このカラ
ーフィルター上に保護膜をコーティングすることによ
り、従来のカラーフィルターでは耐熱性に乏しくて２０
０℃が限界であったものが、２５０℃という高温でもＩ
ＴＯのスパッタが可能になる。本発明のアルカリ現像型
感光性カラーフィルター用インクをアルカリ現像するの
に適した現像液としては、例えば、アルカリ金属やアル
カリ土類金属の炭酸塩の水溶液、アルカリ金属水酸化物
の水溶液等を挙げることができるが、特に炭酸ナトリウ
ム、炭酸カリウム、炭酸リチウム等の炭酸塩を０．１〜
３重量％の濃度で溶解している弱アルカリ性水溶液を用
いても微細な画像を精密に現像することができる。本発
明のインクのアルカリ現像は、通常１０〜５０℃、好ま
しくは２０〜４０℃の温度で、市販の現像機や超音波洗
浄機を用いて行うことができる。本発明のアルカリ現像
型感光性カラーフィルター用インクは、光や熱によって
も硬化し、この硬化のために用いる光として好適なもの
は、超高圧水銀ランプ、高圧水銀ランプあるいはメタル
ハライドランプ等のランプから発振される光である。

【００２２】本発明のアルカリ現像型感光性カラーフィ
ルター用インクは、上記のようなカラー液晶ディスプレ
ーのカラーフィルターの他に、カラー液晶表示装置、カ
ラーファクシミリ、イメージセンサー等の各種の多色表
示体として使用することができる。この場合には、先
ず、基板の表面に本発明のインクを塗布することによっ
て被膜を形成し、次いで、このようにして得られた被膜
の上にネガフィルムをあて、活性光線を照射して露光部
を硬化させ、更に弱アルカリ水溶液を用いて未露光部を
溶出する。次に、このアルカリ現像後、耐アルカリ性を
向上させるために加熱してエポキシ硬化処理を施すこと
が望ましい。本発明のインクは、加熱処理を行うことに
より、強アルカリ水に対する耐久性が著しく向上するば
かりでなく、ガラス、銅等の金属に対する密着性、耐熱
性、表面硬度等のソルダーレジストに要求される諸性質
も向上する。この加熱硬化処理における加熱温度や加熱
時間としては、例えば、それぞれ８０〜２００℃と１０
〜１２０分の範囲がよい。

【００２３】本発明のインクは、適当な溶剤に溶解若し
くは分散させたインク溶液として使用されるが、このイ
ンク溶液の調製に適した溶剤としては、例えば、メチル
エチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン類、
メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、ブチルセロソル
ブ、セロソルブアセテート等のセロソルブ類が挙げられ
る。また、本発明のインクを基板に塗布する方法として
は、溶液浸漬法、スプレー法の他、ローラーコーター機
やスピナー機を用いる等の何れの方法をも採用すること
ができる。

【００２４】更に、本発明のインクには、Ａ成分以外
に、その使用目的の物性に合わせて粘度調整剤あるいは
光架橋剤として作用する光重合性のモノマーやオリゴマ
ーを所定の範囲内で配合することができる。この光重合
性のモノマーやオリゴマーとしては、例えば、２−ヒド
ロキシエチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシプ
ロピル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル（メ
タ）アクリレート等の水酸基を有するモノマーや、エチ
レングリコールジ（メタ）アクリレート、ジエチレング
リコールジ（メタ）アクリレート、トリエチレングリコ
ールジ（メタ）アクリレート、テトラエチレングリコー
ルジ（メタ）アクリレート、テトラメチレングリコール
ジ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ
（メタ）アクリレート、トリメチロールエタントリ（メ
タ）アクリレート、ペンタエリスリトールジ（メタ）ア
クリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリ
レート、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレ
ート、ジペンタエリスルトールテトラ（メタ）アクリレ
ート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレ
ート、グリセロール（メタ）アクリレート等の（メタ）
アクリル酸エステル類等を挙げることができる。これら
の化合物は、その１種のみを単独で使用できるほか、２
種以上を併用して使用することもできる。この光重合性
のモノマーやオリゴマーの使用量は、本発明のインクの
性質を損なわない範囲であることが必要であり、一般式
（１）の光重合性不飽和化合物１００重量部に対して、
通常５０重量部以下の範囲で使用される。使用量が５０
重量部を超えるとプレキュアー後のタック性に問題が生
じる。

【００２５】また、本発明のインクには、必要に応じて
エポキシ基硬化促進剤、熱重合禁止剤、可塑剤、レベリ
ング剤、消泡剤等の添加剤を配合することができる。エ
ポキシ基硬化促進剤としては、アミン化合物類、イミダ
ゾール化合物、カルボン酸類、フェノール類、第４級ア
ンモニウム塩類、メチロール基含有化合物類等が挙げら
れ、これらを少量併用して塗膜を加熱することにより、
得られるレジスト被膜の耐熱性、耐溶剤性、耐酸性、耐
メッキ性、密着性、電気特性及び硬度等の諸特性を向上
させることができる。また、熱重合禁止剤としては、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、ｔｅｒｔ−ブチルカテコール、フェノチア
ジン等が挙げられる。可塑剤としては、ジブチルフタレ
ート、ジオクチルフタレート、トリクレジル等が挙げら
れる。消泡剤、レベリング剤としては、例えば、シリコ
ン系、フッソ系、アクリル系の化合物が挙げられる。

【００２６】次に、本発明のアルカリ現像型感光性カラ
ーフィルター用インク及びこれを用いたカラーフィルタ
ーの製造方法について説明する。本発明のインクを製造
するに際しては、先ず、一般式（１）で表される光重合
性不飽和化合物（Ａ成分）と、エポキシ基を有する化合
物（Ｂ成分）と、必要に応じて配合される光重合性のモ
ノマー又はオリゴマーと、顔料（Ｃ成分）と、分散剤
と、必要に応じて配合される溶剤とを攪拌下に混合し、
次に、光重合開始剤若しくは増感剤（Ｄ成分）を添加し
て再度攪拌下に混合し、所望のアルカリ現像型感光性カ
ラーフィルター用インクを得る。

【００２７】また、本発明のインクを用いたカラーフィ
ルターの作製方法については、先ず、カラーフィルター
の被形成媒体となる基板上に、赤、青、緑の何れか１つ
のインクをスピナー、ロールコター等を用いて全面塗布
し、プレキュアーをして溶媒を蒸発させる。次に、所望
のパターンを形成したフォトマスクを通じて、超高圧水
銀灯を用いて密着露光を行い、未露光部を１％炭酸ナト
リウム水溶液等のアルカリ現像液で現像し、更に水洗す
る。そして、適当な温度、例えば２００℃でポストキュ
アーして被膜を完全に乾燥し、最初のカラーフィルター
の画素を形成する。次に、残る２色のうちの何れか１色
の顔料を有するインクを用い、上記と同様の工程に従っ
て、第１のカラーフィルターの画素に隣接して第２のカ
ラーフィルターの画素を形成する。更に、残る一色の顔
料を有するインクを用い、同様にして第３のカラーフィ
ルターの画素を形成し、３原色からなるカラーフィルタ
ーの画素を得る。そして、このようにして調製した赤、
青、緑の画素に加えてブラックマトリックスを設け、更
にその表面上に例えばＩＴＯ（インジウム−スズの酸化
物）等からなる透明電極層を設けてカラーフィルターと
する。こうして目的の耐熱性、透明性、密着性、硬度、
耐溶剤性、耐アルカリ性等に優れるカラーフィルターを
得ることができる。

【００２８】

【実施例】以下、実施例及び比較例に基づいて、本発明
を具体的に説明する。なお、以下において「部」は「重
量部」を示す。

【００２９】合成例１５００ｍｌ四つ口フラスコ中にビスフェノールフルオレ
ン型エポキシ樹脂２３１ｇ（エポキシ当量２３１）と、
トリエチルベンジルアンモニウムクロライド４５０ｍｇ
と、２，６−ジ−イソブチルフェノール１００ｍｇと、
アクリル酸７２．０ｇとを仕込んで混合し、空気を毎分
２５ｍｌの速度で吹き込みながら９０〜１００℃で加熱
して溶解させた。この溶液は白濁していたがそのまま徐
々に昇温し、１２０℃に加熱して完全に溶解させた。溶
液は次第に透明粘稠になったがそのまま攪拌し続け、こ
の間に酸価を測定して酸価が２．０ｍｇＫＯＨ／ｇ未満
になるまでこの加熱攪拌を継続した。酸価が目標（酸価
０．８）に達するまで８時間を要した。その後、室温ま
で冷却し、無色透明な固体を得た。

【００３０】次に、このようにして得られたビスフェノ
ールフルオレン型エポキシアクリレート樹脂〔一般式
（４）の化合物〕３０３ｇをセロソルブアセテート２ｋ
ｇ中に溶解して溶液とした後、１，２，３，６−テトラ
ヒドロ無水フタル酸３８ｇと、ビフェニルテトラカルボ
ン酸二無水物７３．５ｇと、臭化テトラエチルアンモニ
ウム１ｇとを添加し、徐々に昇温して１１０〜１１５℃
で２時間反応させ、一般式（１）の光重合性不飽和化合
物（ｍ／ｎ＝５／５）を得た。酸無水物の反応はＩＲ
スペクトルにより確認した。得られた化合物のインヘレ
ント粘度は０．２ｄｌ／ｇであった（η_inh＝０．
２）。

【００３１】実施例１このようにして得られた光重合性不飽和化合物（ｍ／ｎ
＝５／５）をＡ成分として使用し、これに下記のＢ成
分、Ｃ成分、有機溶剤等を下記の割合で配合して感光性
樹脂組成物（樹脂組成物）を調製した。配合成分割合（重量部）光重合性不飽和化合物（ｍ／ｎ＝５／５）２０．０ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート８．６テトラメチルビフェニルエポキシ樹脂４．４ミヒラーケトン０．２イルガキュアー９０７１．２エチルセロソルブアセテート６５．６合計１００

【００３２】次に、赤色、緑色、青色及び黒色の顔料と
して御国色素（株）製のＣＦカラーレッドＥＸ−２７
４、ＣＦカラーグリーンＥＸ−２７６、ＣＦカラーブル
ーＥＸ−２７５及びＣＦカラーブラックＥＸ−２７７を
使用し、これらを予め有機溶剤中に分散させてから上記
の樹脂組成物と混合し、分散処理して表１に示す組成
を有するＲＥＤ、ＧＲＥＥＮ、ＢＬＵＥ及びＢＬＡＣＫ
の４種のカラーフィルター用インクを作製した。なお、
この際に、顔料粒子径については各色共に０．３μｍと
なるように分散処理した。

【００３３】

【表１】

【００３４】透明基板として中性洗剤、水、イソプロピ
ルアルコール及びフロンで洗浄したガラス基板を用い、
このガラス基板上に上記ＲＥＤ、ＧＲＥＥＮ、ＢＬＵＥ
及びＢＬＡＣＫの４種のインクを使用し、表２に示すイ
ンクの塗布条件及び露光量でカラーフィルターを作製し
た。プリベークは８０℃で５分間行い、現像は０．４重
量％炭酸ナトリウム水溶液を使用して行った。また、塗
布順序は、先ずブラックマトリックスを形成し、次いで
赤（Ｒ）−緑（Ｇ）−青（Ｂ）の順に各々所定の位置に
画素を形成した。このときの各画素の膜厚はＲ、Ｇ、Ｂ
及びブラックマトリックスの何れも２±０．１μｍとし
た。更に、これらのブラックマトリックス及び各画素の
上には、スパッタ法によって形成されたＩＴＯ透明電極
層が被覆された。このようにして、図１に示すように、
ガラス基板１上に積層されたブラックマトリックス２ａ
と、このブラックマトリックス２ａ所定の位置に設けら
れた赤色画素Ｒ、緑色画素Ｇ及び青色画素Ｂからなる画
素２ｂと、更にこれらの表面上に被覆された透明電極層
２ｃとからなるカラーフィルター２が作製される。

【００３５】

【表２】

【００３６】比較例１ポリビニルアルコール（日本合成（株）製：ＥＧ−３
０）６重量部、重クロム酸アンモニウム０．５重量部、
クロムミョウバン０．３重量部及び水９３．２重量部か
らなる感光性染色基材を用い、染料として赤２４Ｐ、緑
１Ｐ、青５Ｃを用いて表３に示す条件で染色した。な
お、プリベークは６０℃で１０分間行い、塗布順序はＲ
−Ｇ−Ｂで行った。このときの各画素の膜厚はＲ、Ｇ及
びＢ共に１．５±０．２μｍであった。

【００３７】

【表３】

【００３８】このようにして得られた実施例１と比較例
１のカラーフィルターについて、キセノンフェードメー
ターによる耐光性試験を行った。１，０００時間後のＬ
_abによるΔＥ（色差）の結果を表４に示す。この表４の
結果から明らかなように、実施例１の方が明らかにΔＥ
が小さく耐光性の信頼性に優れていることが判明した。

【００３９】

【表４】

【００４０】比較例２カラーモザイク〔Ｒ、Ｇ、Ｂ；フジハント（株）製〕を
用い、実施例１と同様の方法でカラーフィルターを作製
した。プリベークは９０℃で５分間行い、現像は指定現
像液を使用した。作製された各画素の膜厚は、Ｒ、Ｇ、
Ｂ共に２±０．１μｍであった。実施例１のカラーフィ
ルターとこのようにして得られた比較例２のカラーフィ
ルターについて、耐熱性試験（２８０℃、１時間）を行
い、そのときの分光透過率のピーク値の低下と膜厚の減
少率を表５に示す。この表５の結果から明らかなよう
に、本発明品は従来品と比較して、耐光性や耐熱性にお
いて格段に優れていることが判明した。

【００４１】

【表５】

【００４２】

【発明の効果】本発明のアルカリ現像型感光性カラーフ
ィルター用インクは、酸素の存在下においても架橋反応
が進行するので簡易な工程で容易に製造することがで
き、また、プレキュアー後に塗膜がタックフリーとなっ
て密着露光が可能になり、解像度が高く、しかも、耐熱
性や透明性、更には耐酸性、耐アルカリ性、耐溶剤性、
表面硬度等にも優れた性能を有するものである。また、
本発明のインクを使用して作製されたカラーフィルター
は、耐酸性、耐アルカリ性、耐溶剤性、表面硬度等に優
れており、カラー液晶表示装置、カラーファクシミリ、
イメージセンサー等の各種の多色表示体や、テレビ、ビ
デオモニターあるいはコンピューターのディスプレー等
の用途に有用である。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、カラーフィルターにおける画素の説
明図である。

【符号の説明】

１…ガラス基板、２…カラーフィルター、２ａ…ブラックマトリックス、２ｂ…画素、Ｒ…赤色画素、Ｇ…緑色画素、Ｂ…青色画
素、２ｃ…透明電極層。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｇ０３Ｆ 7/038 Ｇ０３Ｆ 7/038 (72)発明者稲田幸輝東京都千代田区大手町二丁目６番３号、新日本製鐵株式会社内 (56)参考文献特開昭63−129303（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−205650（ＪＰ，Ａ) 特開昭49−2601（ＪＰ，Ａ) 特開平４−51202（ＪＰ，Ａ) 特開平３−247678（ＪＰ，Ａ) 特開平４−355450（ＪＰ，Ａ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】（Ａ）下記一般式（１）【化１】（但し、式中Ｒ₁及びＲ₂は、水素原子、炭素数１〜５
のアルキル基、ハロゲン原子の何れかを示し、Ｒ₃は水
素原子又はメチル基を示し、Ｘは−ＣＯ−、−ＳＯ
₂−、−Ｃ（ＣＦ₃）₂−、−Ｓｉ（ＣＨ₃）₂−、−
ＣＨ₂−、−Ｃ（ＣＨ₃）₂−、−Ｏ−、【化２】若しくは不存在を示し、Ｙは酸無水物の残基を示し、Ｚ
は酸二無水物の残基を示し、構造単位ｍ：ｎはモル比で
１／９９〜９０／１０の割合である）で表され、当該化
合物の０．５ｇをＮ−メチルピロリドン１００ｍｌに溶
解した溶液を３０℃で測定したインヘレント粘度（η
_inh）が０．１ｄｌ／ｇ以上である光重合性不飽和化合
物と、（Ｂ）エポキシ基を有する化合物と、（Ｃ）光重合開始剤若しくは増感剤と、（Ｄ）顔料とを含有し、上記Ａ成分１００重量部に対す
る上記Ｂ成分、Ｃ成分及びＤ成分の割合がそれぞれ５〜
５０重量部、０．１〜３０重量部及び１０〜２００重量
部であることを特徴とするアルカリ現像型感光性カラー
フィルター用インク。
【請求項２】一般式（１）におけるＲ₁〜Ｒ₃が水素
原子である請求項１記載のアルカリ現像型感光性カラー
フィルター用インク。
【請求項３】一般式（１）におけるＸが【化３】である請求項１記載のアルカリ現像型感光性カラーフィ
ルター用インク。
【請求項４】上記Ａ成分、Ｂ成分、Ｃ成分及びＤ成分
に加えて、光重合性のモノマー及びオリゴマーから選ば
れた少なくとも１種を、Ａ成分１００重量部に対して５
０重量部以下の範囲で配合する請求項１〜３の何れかに
記載のアルカリ現像型感光性カラーフィルター用イン
ク。
【請求項５】透明基板上に請求項１〜４の何れかに記
載のアルカリ現像型感光性カラーフィルター用インクを
被覆し硬化させて赤、青、緑の画素とブラックマトリッ
クスとを設け、更にその表面上に透明電極層を設けたこ
とを特徴とするカラーフィルター。