JPH1152563A

JPH1152563A - 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: JPH1152563A
Application number: JP21224297A
Authority: JP
Inventors: Yuji Kobayashi; 雄二小林; Shiyouichi Sasaki; 晶市佐々木; Hiroyuki Sonobe; 宏幸園部; Satohiko Akahori; 聡彦赤堀
Original assignee: Hitachi Chemical Co Ltd
Current assignee: Resonac Corp
Priority date: 1997-08-06
Filing date: 1997-08-06
Publication date: 1999-02-26

Abstract

(57)【要約】【課題】顔料を分散した感光材料から成る溶液を塗布
したときの問題点である塗布むらを解消し、塗膜の均一
性を著しく向上させることのできる着色画像形成用感光
液を提供する。【解決手段】（ａ）樹脂、（ｂ）顔料、（ｃ）光重合
性不飽和結合を分子内に２つ以上含有するモノマー及び
（ｄ）光重合開始剤を含有してなる着色画像形成用感光
液にリン酸エステル系の界面活性剤を含有させる。

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
ィルターの製造に用いられる着色画像形成用感光液、そ
れを用いてカラーフィルターを製造する方法、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、基板上に画素形成材料を含む
感光液を塗布する場合、塗布むらが発生しやすいという
問題があった。特にスピンコート法を用いて塗布を行う
場合には、放射状むら（ストリエーション）、回転の中
心部が厚くなるむらや液の滴下した跡及び液の流れた跡
がむらとして残る問題があった。これらを解決するため
に従来、シリコン系やフッ素系のレベリング剤の添加な
どが行われてきた。しかしこれら従来のレベリング剤は
放射むら、液の流れ跡によるむらを改良する効果は認め
られるものの液の滴下跡のむらを解消することができな
かった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、顔料を分散
した感光材料から成る溶液を塗布したときの問題点であ
る塗布むらを解消し、塗膜の均一性を著しく向上させる
ことのできる着色画像形成用感光液を提供することを目
的とする。

【０００６】また、本発明は、この着色画像形成用感光
液を用いてカラーフィルターを製造する方法及びこの方
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。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決するために鋭意検討した結果、特定の界面活性剤
を用いることにより、塗布時の塗膜外観、特に液の滴下
跡や液の流れ跡によるむらを改良することができ、か
つ、その効力を長期に持続させられることを見出し、こ
の知見に基づいて本発明を完成するに至った。

【０００８】すなわち、本発明は、（ａ）樹脂、（ｂ）
顔料、（ｃ）光重合性不飽和結合を分子内に２つ以上含
有するモノマー及び（ｄ）光重合開始剤を含有してなる
着色画像形成用感光液において、該感光液がリン酸エス
テル系の界面活性剤を含むことを特徴とする着色画像形
成用感光液を提供する。

【０００９】更に、本発明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うことを特徴とする
カラーフィルターの製造法を提供する。

【００１０】更に、本発明は上記の製造方法によって製
造されたカラーフィルターを提供するものである。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の着色画像形成用感光液の
（ａ）成分である樹脂は特に制限はないが、酸価２０〜
３００、重量平均分子量が１，５００〜２００，０００
の樹脂が好ましく用いられ、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。

【００１２】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。

【００１３】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、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、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、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。

【００１４】

【化３】（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）、（Ｉ
Ｉ）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
モル以下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。

【００１５】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。

【００１６】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。

【００１７】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。

【００１８】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、６００〜３，０００とすることが好ましく、８
００〜２，０００とすることがより好ましい。不飽和当
量が６００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。

【００１９】（ａ）成分の樹脂の酸価は好ましくは２０
〜３００であり、より好ましくは４０〜２００であり、
特に好ましくは６０〜１５０である。酸価が２０未満で
は、アルカリ現像性が低下する傾向があり、また、３０
０を超えると画像パターンの形状が不鮮明となる傾向が
ある。

【００２０】また、（ａ）成分の樹脂の重量平均分子量
（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）は好ましくは１，５００〜２００，０００で
あり、より好ましくは５，０００〜１００，０００であ
り、特に好ましくは１０，０００〜５０，０００であ
る。重量平均分子量が１，５００未満では、顔料の分散
安定性が低下する傾向があり、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
くくなる傾向がある。

【００２１】なお、（ａ）成分の樹脂として例示した上
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（ＩＩＩ）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、（ａ）成分の樹脂の合計量に対し、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。

【００２２】本発明における（ａ）成分の樹脂の使用量
は、樹脂（ａ）、顔料（ｂ）、モノマー（ｃ）及び光重
合開始剤（ｄ）の総量に対して、１０〜８５重量％、好
ましくは２０〜６０重量％、より好ましくは２５〜５０
重量％とする。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、基板上にス
ピンコート法により塗布して製膜したりする際の塗布性
が低下する傾向がある。

【００２３】本発明に用いられる（ｂ）成分の顔料とし
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。

【００２４】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。

【００２５】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好ましく用いられる。

【００２６】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。

【００２７】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。

【００２８】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。

【００２９】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。

【００３０】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。

【００３１】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。

【００３２】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。

【００３３】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。

【００３４】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。

【００３５】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。

【００３６】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。

【００３７】黒色の着色画像には、例えば、カーボンブ
ラック、チタンカーボン、酸化チタン、鉄黒、二酸化マ
ンガン、銅−マンガン−鉄複合酸化物等の黒色顔料系が
用いられる。

【００３８】本発明における（ｂ）成分の顔料の使用量
は、樹脂（ａ）、顔料（ｂ）、モノマー（ｃ）及び光重
合開始剤（ｄ）の総量に対して、５〜５０重量％とする
ことが好ましく、１０〜４０重量％とすることがより好
ましく、１５〜３０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、５０重量％を超えると、光感度が
低下する傾向がある。

【００３９】本発明に用いられる（ｃ）成分の光重合性
不飽和結合を分子内に２つ以上有するモノマーとして
は、例えば、ＥＯ変性ビスフェノールＡジアクリレート
（ここで、ＥＯはエチレンオキシドを意味する。以下も
同じ。）、ＥＣＨ変性ビスフェノールＡジアクリレート
（ここで、ＥＣＨはエピクロルヒドリンを意味する。以
下も同じ。）、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、ＥＯ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。

【００４０】本発明における（ｃ）成分のモノマーは、
樹脂（ａ）、顔料（ｂ）、モノマー（ｃ）及び光重合開
始剤（ｄ）の総量に対して、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、１０〜３０重量％とすることが特に好ましい。モノ
マーの割合が２重量％未満では、光感度が低い傾向があ
る。また、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。

【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】本発明の（ｄ）成分の光重合開始剤の使用
量は、樹脂（ａ）、顔料（ｂ）、モノマー（ｃ）及び光
重合開始剤（ｄ）の総量に対して、０．０１〜２５重量
％とすることが好ましく、２〜２０重量％とすることが
より好ましく、５〜１５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、また、２５重量％を超えると、密着
性が低下する傾向がある。

【００４３】本発明におけるリン酸エステル系の界面活
性剤としては、下記一般式（ＩＶ）で表される構造を持
つ界面活性剤が好ましく用いられる。

【００４４】

【化４】（ここで、Ｒ⁵は炭素数１〜１８のアルキル基又は炭素
数７〜１４のアルキルアリール基、Ｒ⁶はＯＨ又はＲ⁵Ｏ
（ＣＨ₂ＣＨ₂Ｏ）_nを表し、ｎはエチレンオキサイドの
付加モル数を表す０〜２０の整数である。）具体的に
は、ラウリルリン酸、ポリオキシエチレン（ｎ＝２、
４）ラウリルエーテルリン酸、ポリオキシエチレン（ｎ
＝２、３、４、６、８、９）ノニルエーテルリン酸、ポ
リオキシエチレン（ｎ＝３、６、９）アルキル（Ｃ₁₂〜
Ｃ₁₅）エーテルリン酸、ポリオキシエチレン（ｎ＝２、
３）ステアリルエーテルリン酸、ポリオキシエチレン
（ｎ＝４）オレイルエーテルリン酸、ポリオキシエチレ
ン（ｎ＝４、６）アルキル（Ｃ₁〜Ｃ₈）フェニルエーテ
ルリン酸、ポリオキシエチレン（ｎ＝４）アルキル（Ｃ
₁〜Ｃ₈）エーテルリン酸、ポリオキシエチレン（ｎ＝
８、１１、１５）ジアルキル（Ｃ₁〜Ｃ₈）フェニルエー
テルリン酸、ポリオキシエチレン（ｎ＝６）フェニルエ
ーテルリン酸等を使用することができる。これらはリン
酸モノエステル及びリン酸ジエステルの混合物であり、
市販されている。

【００４５】リン酸エステル系の界面活性剤の添加量
は、樹脂（ａ）、顔料（ｂ）、モノマー（ｃ）及び光重
合開始剤（ｄ）の総量に対して、好ましくは０．０１〜
１０重量％、より好ましくは０．０５〜５重量％、さら
に好ましくは０．１〜１重量％である。０．０１重量％
未満では塗布むらの改良効果が小さく、１０重量％を超
えると感度が低下したり、硬化膜の耐現像液性が低下す
る傾向がある。界面活性剤としてはこの他にシリコン系
界面活性剤やフッ素系界面活性剤を併用してもよい。

【００４６】本発明の着色画像形成用感光液には、必須
成分である（ａ）樹脂、（ｂ）モノマー、（ｃ）顔料、
（ｄ）光重合開始剤及びリン酸エステル系の界面活性剤
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、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。

【００４７】また、本発明の着色画像形成用感光液に
は、塗膜とガラス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を使用してもよい。シランカッ
プリング剤の使用量は、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
０．２〜２０重量部とすることが好ましい。

【００４８】本発明の着色画像形成用感光液は、必要に
応じてさらに（ｅ）有機溶剤を含有していてもよい。本
発明の着色画像形成用感光液は、各成分が均一に分散さ
れた感光液を基板に直接塗布して乾燥し塗膜を形成する
か、又はいったん支持体に塗布して乾燥し塗膜を形成し
たのち基板にラミネートするなどして基板表面に膜を形
成する。その後、露光、現像を行い、目的とする画像パ
ターンを得る。

【００４９】（ｂ）成分の顔料が均一に分散された感光
液を得るには、（ａ）成分の樹脂、（ｂ）成分の顔料及
び前記界面活性剤を（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ことが好ましい。

【００５０】（ｅ）成分の有機溶剤としては特に制限は
なく、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。これらは単独で又は２種類以上を組み合わせて使用
される。

【００５１】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
有機色素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。

【００５２】これら顔料分散剤や有機色素の誘導体は、
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。

【００５３】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。

【００５４】（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。

【００５５】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。

【００５６】（ｅ）成分の有機溶剤は、感光液中の
（ａ）、（ｂ）、（ｃ）及、（ｄ）成分及び界面活性剤
を含む全固形分が５〜４０重量％の範囲になるように用
いられることが好ましい。

【００５７】次に本発明のカラーフィルターの製造法に
ついて説明する。

【００５８】本発明のカラーフィルターの製造法は、上
記本発明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。

【００５９】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などにより行われる。

【００６０】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。

【００６１】塗布後、塗膜の乾燥は、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５０〜１３０℃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。

【００６２】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、０．１
〜３００μｍの範囲で使用される。、好ましくは０．２
〜５μｍの範囲である。

【００６３】次いで、画像パターンを形成する方法につ
いて説明すると、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。

【００６４】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。

【００６５】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。

【００６６】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。

【００６７】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。

【００６８】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。

【００６９】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。

【００７０】

【実施例】以下、本発明を実施例により詳細に説明する
が、本発明はこれに限定されるものではない。

【００７１】実施例１（ａ）成分として、表１に示す樹脂Α２４ｇ、（ｂ）成
分として、カーボンブラック４０ｇをプロピレングリコ
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
分としてトリメチロールプロパントリアクリレート１８
ｇ、（ｄ）成分としてベンゾフェノン１０ｇ、Ｎ，Ｎ′
−テトラエチル−４，４′−ジアミノベンゾフェノン１
０ｇ、さらにγ−メタクリロキシプロピルトリメトキシ
シラン（信越シリコーン（株）製、商品名ＫＢＭ−５０
３）１．５ｇ、ポリオキシエチレンステアリルエーテル
リン酸（フォスファールＲＳ−２１０、東邦化学工業
株式会社商品名）０．５ｇ並びに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、本発明の
黒色着色画像形成用感光液を得た。

【００７２】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、更に８０℃、５分の乾燥を行い、膜厚１．０μｍの
膜を形成した。塗布膜の評価結果を表２に示す。

【００７３】得られた膜に、ネガマスクを通して超高圧
水銀灯により、格子状に１５０ｍＪ／ｃｍ²の露光を行
い、次いで、トリエタノールアミンを６重量％含む水溶
液により現像を行い、ブラックマトリックスパターンを
得た。

【００７４】実施例２（ａ）成分として、表１に示す樹脂Α４０ｇ、（ｂ）成
分として、カラーインデックス名で、ピグメントレッド
１７７を２５ｇ及びピグメントイエロー１３９５ｇをプ
ロピレングリコールモノメチルエーテル１６７ｇ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２７ｇ、（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１０ｇ、さらにＮ−β−（Ｎ−ビニルベン
ジルアミノエチル）−γ−アミノプロピルトリメトキシ
シラン・塩酸塩（東レ・ダウコーニングシリコーン
（株）製、商品名ＳＺ−６０３２）１．５ｇ、ポリオキ
シエチレンアルキルエーテルリン酸（フォスファールＲ
Ａ−６００、東邦化学工業株式会社商品名）０．５ｇ並
びにプロピレングリコールモノメチルエーテル２８０ｇ
を加えて混合し、本発明の着色画像形成用感光液を得
た。

【００７５】この感光液を、ガラス基板（コーンビング
社製、商品名７０５９）上にスピンコート法により塗布
し、更に８０℃、５分の乾燥を行い、膜厚２．０μｍの
膜を形成した。塗布膜の評価結果を表２に示す。

【００７６】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１５０ｍＪ／ｃｍ²の露光を行
い、次いで、トリエタノールアミンを６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。

【００７７】実施例３（ａ）成分として、表１に示す樹脂Ｂ４０ｇ、（ｂ）成
分として、カラーインデックス名で、ピグメントグリー
ン３６を１８ｇ及びピグメントイエロー８３６ｇをプロ
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３５ｇ、（ｄ）成分としてベンゾフェノン１２
ｇ、Ｎ，Ｎ′−テトラエチル−４，４′−ジアミノベン
ゾフェノン３ｇ、さらにｎ−β−（Ｎ−ビニルベンジル
アミノエチル）−γ−アミノプロピルトリメトキシシラ
ン・塩酸塩（東レ・ダウコーニングシリコーン（株）
製、商品名ＳＺ−６０３２）０．７ｇ、ポリオキシエチ
レンオレイルエーテルリン酸（フォスファールＲＢ−
４１０、東邦化学工業株式会社商品名）０．５ｇ並びに
プロピレングリコールモノメチルエーテル１８５ｇを加
えて混合し、本発明の着色画像形成用感光液を得た。

【００７８】この感光液を実施例１と同様にガラス基板
上に塗布、乾燥し、膜厚２．０μｍの膜を形成した。塗
布膜の評価結果を表２に示す。

【００７９】得られた膜に、実施例１と同様な方法及び
条件で露光、現像を行い、緑色の画像パターンを得た。

【００８０】実施例４（ａ）成分として、表１に示す樹脂溶液Ｂ３６ｇ、
（ｂ）成分として、カラーインデックス名でピグメント
ブルー１５：６を１８ｇ及びピグメントバイオレット２
３１ｇをプロピレングリコールモノメチルエーテル２
００ｇ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、上記の樹脂溶液７０ｇ（固形分３
８．５ｇ）、（ｃ）成分として１，４−ブタンジオール
ジアクリレート３５ｇ、（ｄ）成分としてベンゾフェノ
ン１０ｇ、Ｎ，Ｎ′−テトラエチル−４，４′−ジアミ
ノベンゾフェノン２ｇ、さらにγ−メタクリロキシプロ
ピルトリメトキシシラン（信越シリコーン（株）製、商
品名ＫＢＭ−５０３）５ｇ、ポリオキシエチレンラウリ
ルエーテルリン酸（フォスファールＲＤ−５１０Ｙ、
東邦化学工業株式会社商品名）０．７ｇ並びにプロピレ
ングリコールモノメチルエーテル２０５ｇを加えて混合
し、本発明の着色画像形成用感光液を得た。

【００８１】この感光液を、実施例１と同様にガラス基
板上に塗布、乾燥し、膜厚２．０μｍの膜を形成した。
塗布膜の評価結果を表２に示す。

【００８２】得られた膜に、実施例１と同様な方法及び
条件で露光及び現像を行い、青色の画像パターンを得
た。

【００８３】実施例５実施例１でブラックマトリックスを形成したガラス基板
上に、実施例２と同様な方法及び条件で赤色の画像パタ
ーンを形成した後、１５０℃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と同様な方法
及び条件で、赤色画像パターンの隣に緑色の画像パター
ンを形成した。その後、１５０℃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と同様な
方法及び条件で、緑色画像パターンの隣に青色の画像パ
ターンを形成した。その後、２００℃で１０分間の後加
熱を行った。以上により、１つの画素が、３０μｍ×１
００μｍの赤、緑色及び青色の三色からなるモザイク状
に画素が並んだカラーフィルターを作製した。

【００８４】比較例１実施例１の中でポリオキシエチレンステアリルエーテル
リン酸０．５ｇを除いた以外は、実施例１と同様な組成
及び方法、条件で感光液を得た。

【００８５】この感光液を用いて、実施例１と同様な方
法及び条件で膜厚１．０μｍの膜を形成した。得られた
塗膜の評価結果を表１に示す。

【００８６】比較例２実施例２の中でポリオキシエチレンアルキルエーテルリ
ン酸０．５ｇを除いた以外は、実施例２と同様な組成及
び方法、条件で感光液を得た。

【００８７】この感光液を用いて、実施例２と同様な方
法及び条件で膜厚２．０μｍの膜を形成した。得られた
塗膜の評価結果を表１に示す。

【００８８】比較例３実施例３でポリオキシエチレンオレイルエーテルリン酸
０．５ｇを除いた以外は、実施例３と同様な組成及び方
法、条件で感光液を得た。

【００８９】この感光液を用いて、実施例３と同様な方
法及び条件で膜厚２．０μｍの膜を形成した。得られた
塗膜の評価結果を表１に示す。

【００９０】

【表１】

【００９１】

【表２】塗膜の評価：バックライト上にガラス基板をおいて目視
で評価表１から、本発明におけるリン酸エステル系界面活性剤
を使用しない場合（比較例１、比較例２、比較例３）、
塗膜にむらが生じ、塗膜の均一性が低下する。特に、Ｂ
Ｍ用の黒では遮光性が不均一となり表示品質が低下する
ことがわかる。

【００９２】それに対し、本発明のリン酸エステル系界
面活性剤を使用した実施例１から実施例４の場合は、塗
膜に塗布むらがなくなり、膜の均一性を向上させること
ができ、良好な画像パターンを得ることができる。

【００９３】このように従来になく特性良好な着色画像
形成材料を用いて、作製したカラーフィルター（実施例
６）は、塗膜均一性に優れ、画像表示素子として極めて
有効であることを確認した。

【００９４】

【発明の効果】本発明の着色画像形成材料から成る感光
液は、塗布時に生じるむらを抑制することができ、塗膜
の均一性を著しく向上させることができる。

【００９５】また、これらの感光液を用いる本発明のカ
ラーフィルターの製造法によ製造したカラーフィルター
は、光学特性の優れた画像表示素子として用いることが
できる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＧ０３Ｆ 7/028 Ｇ０３Ｆ 7/028 7/033 7/033 7/038 ５０１ 7/038 ５０１ (72)発明者赤堀聡彦茨城県日立市東町４丁目13番１号日立化成工業株式会社茨城研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】（ａ）樹脂、（ｂ）顔料、（ｃ）光重合
性不飽和結合を分子内に２つ以上含有するモノマー及び
（ｄ）光重合開始剤を含有してなる着色画像形成用感光
液において、該感光液がリン酸エステル系の界面活性剤
を含むことを特徴とする着色画像形成用感光液。
【請求項２】樹脂（ａ）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】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又は２記載の
着色画像形成用感光液。【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４】リン酸エステル系の界面活性剤が下記一
般式（ＩＶ）で表される構造を持つ界面活性剤である請
求項１記載の着色画像形成用感光液。【化２】（ここで、Ｒ⁵は炭素数１〜１８のアルキル基又は炭素
数７〜１４のアルキルアリール基、Ｒ⁶はＯＨ又はＲ⁵Ｏ
（ＣＨ₂ＣＨ₂Ｏ）_nを表し、ｎはエチレンオキサイドの
付加モル数を表す０〜２０の整数である。）
【請求項５】請求項１〜４いずれか記載の着色画像形
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うことを特徴
とするカラーフィルターの製造法。
【請求項６】赤色着色画像形成用感光液、緑色着色画
像形成用感光液及び青色着色画像形成用感光液を用いて
行う請求項５記載のカラーフィルターの製造方法。
【請求項７】請求項５又は６記載の方法によって製造
されたカラーフィルター。