JPH11133599A - 着色画像形成用感光材、感光性エレメント、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 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高感度で、解像度に優れた着色画像形成用感
光材、これを用いたカラーフィルターの製造法及びカラ
ーフィルターを提供する。 【解決手段】 下記一般式（Ｉ）で表されるエポキシア
クリレート樹脂、顔料、光重合性モノマー、アセトフェ
ノン系光重合開始剤及び溶剤を含有してなる着色画像形
成用感光材、感光性エレメント、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。 【化１】 ［式中、Α¹は環を構成する炭素数が６〜１２の二価の
芳香族環を示し、Α²は環を構成する炭素数が６〜１２
の三価の芳香族環を示し、Ｒ¹は水素原子又はメチル基
を示し、Ｒ²は水素原子又は炭素数１〜６のアルキル基
を示し、Ｘは水素原子又は−ＣＯ−Ｙ−ＣＯＯＨ（但
し、Ｙは炭素数１〜１２の二価の炭化水素基を示す。）
を示し、Ｘにおける−ＣＯ−Ｙ−ＣＯＯＨの割合が１０
％モル％以上であり、ｎは０〜１５の整数を示す。］

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
光材、感光性エレメント、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。

【０００３】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、着色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。

【０００４】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。

【０００５】この顔料を用いたカラーフィルターのベー
ス樹脂としては、アクリル樹脂が一般的に用いられてき
た。しかし、これらの樹脂を用いた感光材では、感度が
低いという問題があった。また高解像度化という点でも
限界があった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記した従
来の技術の問題を解決するためのものであり、高感度
で、解像度に優れた着色画像形成用感光材、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を提
供するものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、特定のエポキ
シアクリレート樹脂とアセトフェノン系光重合開始剤を
含有させることにより、高感度で、解像度を向上させる
ことができることを見出し、この知見に基づいて本発明
に至った。

【０００８】すなわち、本発明は、下記一般式（Ｉ）で
表されるエポキシアクリレート樹脂、顔料、光重合性モ
ノマー、アセトフェノン系光重合開始剤及び溶剤を含有
してなる着色画像形成用感光材を提供するものである。

【０００９】

【化２】 ［式中、Α¹は環を構成する炭素数が６〜１２の二価の
芳香族環を示し、Α²は環を構成する炭素数が６〜１２
の三価の芳香族環を示し、Ｒ¹は水素原子又はメチル基
を示し、Ｒ²は水素原子又は炭素数１〜６のアルキル基
を示し、Ｘは水素原子又は−ＣＯ−Ｙ−ＣＯＯＨ（但
し、Ｙは炭素数１〜１２の二価の炭化水素基を示す。）
を示し、Ｘにおける−ＣＯ−Ｙ−ＣＯＯＨの割合が１０
％モル％以上であり、ｎは０〜１５の整数を示す。］ また、本発明は、前記着色画像形成用感光材からなる層
を有する感光性エレメントを提供するものである。

【００１０】また、本発明は、前記着色画像形成用感光
材を、基板上に膜形成し、活性光線を膜に対して画像状
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
の製造法及びその製造法により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】以下、本発明について詳述する。 ［着色画像形成用感光材］本発明において用いられる一
般式（Ｉ）で表されるエポキシアクリレート樹脂におい
て、Ａ¹の環を構成する炭素数が６〜１２の二価の芳香
族環及びＡ²の環を構成する炭素数が６〜１２の三価の
芳香族環における芳香族環は、単環、縮合環又は単環同
士が単結合で結合したものであってよく、また、炭素数
１〜６のアルキル基が１個以上結合していてもよい。

【００１２】Ａ¹の環を構成する炭素数が６〜１２の二
価の芳香族環としては、例えば、

【００１３】

【化３】 等が挙げられる。

【００１４】Ａ²の環を構成する炭素数が６〜１２の三
価の芳香族環としては、例えば、

【００１５】

【化４】 等が挙げられる。

【００１６】Ｘは水素原子又は−ＣＯ−Ｙ−ＣＯＯＨで
あり、−ＣＯ−Ｙ−ＣＯＯＨの存在比率（モル％）は１
０モル％以上であり、好ましくは３０〜１００モル％で
ある。１０モル％未満であるとアルカリ現像性が低下す
る。

【００１７】Ｙの炭素数１〜１２の二価の炭化水素基と
しては、例えば、マロン酸、コハク酸、マレイン酸、フ
タル酸、テトラヒドロフタル酸、ピロメリット酸等の多
価カルボン酸から２個のカルボキシル基を除いた二価の
残基が挙げられる。

【００１８】本発明において用いられる一般式（Ｉ）で
表されるエポキシアクリレート樹脂は、例えば、下記一
般式（Ｉ−１）

【００１９】

【化５】 （式中、Α¹、Α²、Ｒ²及びｎは、一般式（Ｉ）におけ
ると同意義である。）で表されるエポキシ化合物とアク
リル酸又はメタクリル酸とをエチルセロソルブアセテー
ト等の溶媒中で８０〜１２０℃で２〜３０時間加熱して
反応させ、エポキシ基とカルボキシル基の反応により生
成した２級のヒドロキシル基にテトラヒドロ無水フタル
酸等の酸無水物を６０〜１２０℃で１〜２０時間反応さ
せることにより得ることができる。

【００２０】前記一般式（Ｉ−１）で表されるエポキシ
化合物は、例えば、ＥＳＮ−１００シリーズ（一般式
（Ｉ−１）でΑ¹及びΑ²がナフタレン環で、フェニレン
基がｐ−フェニレン基で、Ｒ²が水素原子で、種々の分
子量のものとして、商品名ＥＳＮ−１７０、ＥＳＮ−１
８５、ＥＳＮ−１９５等がある。）として、新日鉄化学
株式会社から入手することができる。

【００２１】本発明におけるエポキシアクリレート樹脂
の重量平均分子量（ゲルパーミエイションクロマトグラ
フで測定し標準ポリスチレン換算したもの）は、塗工
性、耐熱性の点から１，０００〜５０，０００であるこ
とが好ましい。エポキシアクリレート樹脂の使用量は、
エポキシアクリレート樹脂、顔料、光重合性モノマー及
びアセトフェノン系光重合開始剤の総量１００重量部に
対して、５〜８５重量部とすることが好ましく、１５〜
５５重量部とすることがより好ましく、２０〜４５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、現像液に対する溶解性や解像度が低下する傾向
があり、８５重量部を超えると、基板への密着性が低下
し、画素の形成が困難になる傾向がある。

【００２２】また、本発明の着色画像形成用感光材に
は、アクリル樹脂、スチレンマレイン酸樹脂、変性スチ
レンマレイン酸樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、メ
ラミン樹脂等の一般式（Ｉ）で表されるエポキシアクリ
レート樹脂以外の樹脂を、一般式（Ｉ）で表されるエポ
キシアクリレート樹脂１００重量部に対して３００重量
部以下で使用することができる。この使用量が３００重
量部を超えると、解像度や光感度が低下する傾向があ
る。

【００２３】本発明に用いられる顔料としては、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、黒鉛等を除いては、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材をカラーフ
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。

【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１０
０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。

【００３０】緑色の着色画像としては、単一の緑色顔料
系を用いてもよく、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。

【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１０
０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。

【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１０
０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。

【００３８】本発明における顔料の使用量は、エポキシ
アクリレート樹脂、顔料、光重合性モノマー及びアセト
フェノン系光重合開始剤の総量１００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、１５〜５０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。

【００３９】本発明における光重合性モノマーとしては
光重合性不飽和結合を分子内に一つ以上有する光重合性
モノマーが好ましく用いられる、光重合性不飽和結合を
分子内に一つ以上有する光重合性モノマーとしては、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（エピクロルヒドリン）変性ブチルアクリ
レート、ジシクロペンタニルアクリレート、ＥＯ（エチ
レンオキシド）変性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、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、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Α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、ＥＣ
Ｈ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４
００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（プロピレンオキシド）変
性トリメチロールプロパントリアクリレート、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、メタクリレートあるいはこれ
らに対応するメタクリレート、アクリレート等が挙げら
れる。これらの光重合性モノマーは、単独で又は２種類
以上を組み合わせて使用される。

【００４０】本発明における光重合性モノマーの使用量
は、エポキシアクリレート樹脂、顔料、光重合性モノマ
ー及びアセトフェノン系光重合開始剤の総量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、１０〜３０重
量部とすることが特に好ましい。モノマーの割合が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、現像性が低下する傾向ある。

【００４１】本発明におけるアセトフェノン系光重合開
始剤としては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、４
−フェノキシジクロロアセトフェノン、４−ｔ−ブチル
ジクロロアセトフェノン、ジエトキシアセトフェノン、
２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−
１−オン、１−（４−イソプロピルフェニル）−２−ヒ
ドロキシ−２−メチルプロパン−１−オン、１−（４−
ドデシルフェニル）−２−ヒドロキシ−２−プロピルケ
トン、１−（４−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−モルフォリノプロパン−１−オンが好ましく
用いられる。

【００４２】また、他のアセトフェノン系光重合開始剤
以外の光重合開始剤を併用しても差し支えなく、例えば
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、ベンゾイル安息香酸、ベンゾイル安息香酸メチ
ル、４−フェニルベンゾフェノン、ヒドロキシベンゾフ
ェノン、４−ベンゾイル−４′−メチルジフェニルサル
ファイド、３，３′−ジメチル−４−メトキシベンゾフ
ェノン、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、２，２′−ビス（２−クロロフェニル）−４，
５，４′，５′−テトラ（３，４−メチレンジオキシフ
ェニル）４，４′−ビ−１Ｈ−イミダゾール、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
ンイソブチルエーテル、ベンジルジメチルメチルケター
ル、α−ヒドロキシイソブチルフェノン、チオキサント
ン、２，４−ジエチルチオキサントン、２−クロロチオ
キサントン、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、２−（ｐ−メトキシスチリル）−
４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン等
が挙げられる。

【００４３】本発明におけるアセトフェノン系光重合開
始剤の使用量は、エポキシアクリレート樹脂、顔料、光
重合性モノマー及びアセトフェノン系光重合開始剤の総
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。また全光重合開始剤のうちアセトフ
ェノン系光重合開始剤の使用量が３０重量％以上である
ことが好ましく、４０重量％以上であることがより好ま
しく、５０重量％以上であることが特に好ましい。

【００４４】本発明において用いられる有機溶剤として
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。

【００４５】本発明における有機溶剤の使用量は、エポ
キシアクリレート樹脂、顔料、光重合性モノマー及びア
セトフェノン系光重合開始剤を含む全固形分が、５〜４
０重量％となるように使用することが好ましい。この配
合量の全固形分が５重量％未満では、塗膜の乾燥時間に
時間がかかる傾向があり、４０重量％を超えると、感光
材の粘度が高過ぎて、塗布性が低下する傾向がある。

【００４６】本発明の着色画像形成用感光材には、必須
成分であるエポキシアクリレート樹脂、顔料、光重合性
モノマー及びアセトフェノン系光重合開始剤以外に、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（好ましくはビニル基、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。

【００４７】本発明の着色画像形成用感光材の製造例を
以下に説明する。

【００４８】まず、一般式（Ｉ）のエポキシアクリレー
ト樹脂及び顔料を有機溶剤と混合し、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
顔料の分散を行う。

【００４９】この分散工程の際、アニオン系顔料分散剤
（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）、ノ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）な
どの顔料分散剤や、有機顔料（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）に置換
基（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）
を導入した有機顔料の誘導体などの分散剤を加えると、
顔料の分散性や分散安定性が良好になり好ましい。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。

【００５０】また、顔料分散時に光重合性モノマー及び
光重合開始剤を加えることもでき、顔料分散後に光重合
性モノマー及び光重合開始剤を加えることもできる。

【００５１】一般式（Ｉ）で表されるエポキシアクリレ
ート樹脂は、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。

【００５２】同様に有機溶剤も、顔料の分散時に全量使
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
脂の全量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。

【００５３】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材を、基板上に膜を形成
し、活性光線を膜に対して画像状に照射し、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、画素を形成する方
法である。

【００５４】上記本発明の着色画像形成用感光材を、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。

【００５５】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
導体基板等が挙げられる。

【００５６】塗布後、通常、５０〜１５０℃の温度で、
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。

【００５７】一方、感光材を基板に直接塗布せずに、い
ったん支持体上に塗布乾燥し着色画像形成用感光材を含
む層（この層の厚さは、通常、０．１〜３００μｍ、好
ましくは０．２〜３０μｍ、より好ましくは０．２〜５
μｍである）を形成して感光性エレメントとし、これを
基板にラミネートするなどして、基板表面に膜として形
成することもできる。支持体に感光材を塗布する方法と
しては、ナイフコーター塗布、グラビアコーター塗布、
ロールコーター塗布、スプレーコーター塗布等で行うこ
とができるこの際に用いられる支持体としては、例え
ば、ポリエステルフィルム、ポリアミドイミドフィル
ム、ポリプロピレンフィルム、ポリスチレンフィルム等
のフィルムが挙げられる。塗布したのち、上記と同様
に、通常、５０〜１３０℃の温度で１〜３０分間乾燥し
て膜を得ることができる。更に膜の表面に塵が付着する
のを防ぐ等の目的で、膜の表面に剥離可能なカバーフィ
ルムを積層することが望ましい。

【００５８】剥離可能なカバーフィルムとしては、例え
ば、ポリエチレンフィルム、テフロンフィルム、ポリプ
ロピレンフィルム、表面処理した紙等があり、カバーフ
ィルムを剥離するときに膜と支持体との接着力よりも膜
とカバーフィルムとの接着力がより小さいものであれば
よい。

【００５９】このようにして得られた感光性エレメント
を基板上にラミネートする方法としては、基板と本発明
の着色画像形成用感光材を含む層を重ね合わせながら、
加熱圧着することが好ましい。この場合、雰囲気は常圧
でも減圧下でもよい。

【００６０】このようにして基板表面に形成した本発明
の着色画像形成用感光材を含む膜の厚みは、用途に夫っ
て適宜定まるが、通常、０．１〜３００μｍの範囲で使
用される。また、カラーフィルターに用いる場合には、
通常、０．２〜５μｍの範囲で使用される。

【００６１】次に画像パターンを形成する方法について
説明する。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、感光性エレメントを用いて膜を形成した場合には、
支持体をつけたまま上から露光してもよく、いったん支
持体を剥離したのち露光してもよい。また、基板に直接
感光材を塗布して膜を形成した場合でも、その膜の表面
にポリビニルアルコール等の酸素遮断膜を０．５〜３０
μｍの厚みで形成し、その上から露光してもよい。

【００６２】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。

【００６３】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。

【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。

【００６６】以上の工程を、複数の異なった複数の色に
ついて繰り返して行い、画素を形成して、カラーフィル
ターが得られる。

【００６７】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
画像形成用感光材を用いて、上記した方法を繰り返して
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、上記の方法で、本発明
の着色画像形成用感光材（黒色）を用いて、黒色の着色
画像を樹脂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材（黒
色）を用いて、上記方法で黒色の着色画像を樹脂ブラッ
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。

【００６８】

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

【００６９】実施例１ （Ａ）エポキシアクリレート樹脂の合成 エポキシ化合物（新日鐵化学株式会社製ＥＳＮ−１８
５、エポキシ当量２７７．５、溶融粘度（ポイズ、１５
０℃）４．５）１００重量部とアクリル酸２５重量部と
４−メトキシフェノール０．２重量部とエチルセロソル
ブアセテート１５０重量部を混合し、１００℃で１０時
間撹拌した。酸価が０．１ｍｍＫＯＨ／ｇ未満であるこ
とを確認したあと、テトラヒドロ無水フタル酸５０重量
部と臭化テトラエチルアンモニウム０．０５重量部とエ
チルセロソルブアセテート５０重量部を加え８０℃で４
時間撹拌した。得られた生成物の重量平均分子量は、Ｇ
ＰＣの測定から約２，０００であった。この反応生成物
を、以下、樹脂Αとした。樹脂Ａの構造を表１に示す。 （Ｂ）感光材の調製 上記で合成した樹脂Αを固形分として２５ｇ、顔料とし
て、カーボンブラック４０ｇ、ノニオン系顔料分散剤５
ｇを、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、光重合性モノマーとして、ペンタエリスリ
トールテトラアクリレート１８ｇ、光重合開始剤とし
て、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８ｇ、Ｎ，
Ｎ′−テトラエチル−４，４′−ジアミノベンゾフェノ
ン４ｇ及び有機溶剤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
成用感光材を得た。

【００７０】この感光材を、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、１００℃、５分の乾燥を行い、膜厚１．０μｍの
膜を形成した。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２００ｍＪ／ｃｍ²の
露光を行い、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。

【００７１】また、得られた黒色の画像パターンの光感
度、解像度、パターン形状を下記の方法で評価した結果
を表２に示す。

【００７２】光感度：光学密度０．００を１段目とし、
１段ごとに光学密度が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。

【００７３】解像度：ライン及びスペース幅（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幅（μｍ）
で示され、この値が小さいほど解像度が優れる。

【００７４】パターン形状：画像パターンの表面状態、
断面形状について評価した。表面が均一で、断面形状が
矩形に近いほど、パターン形状が優れる。

【００７５】実施例２ 光重合開始剤Ｎ，Ｎ′−テトラエチル−４，４′−ジア
ミノベンゾフェノン４ｇを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４ｇに代えた以外は実施例１と同
様にして、黒色の着色画像形成用感光材を得た。

【００７６】得られた膜に、実施例１と同様にして、露
光及び現像を行い、黒色の画像パターンを得た。

【００７７】得られた黒色の画像のパターンの光感度、
解像度及びパターン形状を実施例１と同様にして評価し
た結果を表２に示す。

【００７８】実施例３ 樹脂Αを固形分として３０ｇ、顔料として、カラーイン
デックス名でＣ．Ｉ．ピグメントレッド１７７を２１
ｇ、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１３９を４ｇ及びノニ
オン系顔料分散剤３ｇを、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
Αの固形分５ｇ、光重合性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２５ｇ、光重合開始剤とし
て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８ｇ、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材を得た。

【００７９】また、得られた感光材を、実施例１と同様
にして、膜厚２．０μｍの膜を形成し、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２００
ｍＪ／ｃｍ²の露光を行い、次いで、トリエタノールア
ミンを３重量％含む水溶液により赤色の画像パターンを
得た。

【００８０】得られた赤色の画像パターンの光感度、解
像度及びパターン形状を実施例１と同様にして評価した
結果を表２に示す。

【００８１】実施例４ 樹脂Αを固形分として４０ｇ、顔料として、カラーイン
デックス名でＣ．Ｉ．ピグメントグリーン３６を１５
ｇ、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー８３を６ｇ及びノニオ
ン系顔料分散剤２ｇ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、光重合性モノマーとし
てペンタエリスリトールテトラアクリレート２５ｇ、光
重合開始剤として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
６ｇ、２，４−ジエチルチオキサントン６ｇ及びプロピ
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材を得た。

【００８２】得られた膜に、実施例３と同様にして、露
光及び現像を行い、緑色の画像パターンを得た。

【００８３】得られた緑色の画像パターンの光感度、解
像度及びパターン形状を実施例１と同様にして評価した
結果を表２に示す。

【００８４】実施例５ 樹脂成分として表１に示すスチレンマレイン酸変性樹脂
Ｂ２０ｇ、顔料として、カラーインデックス名でＣ．
Ｉ．ピグメントブルー１５：６を１７ｇ、Ｃ．Ｉ．ピグ
メントバイオレット２３を１ｇ及びノニオン系顔料分散
剤２ｇを、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、樹脂Α固形分２５ｇ、光重合性モノ
マーとしてトリメチロールプロパントリアクリレート２
５ｇ、光重合開始剤として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５ｇ、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５ｇ及び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
光材を得た。

【００８５】得られた膜に、実施例３と同様にして、露
光した後、０．５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。

【００８６】得られた青色の画像パターンの光感度、解
像度及びパターン形状を実施例１と同様にして評価した
結果を表２に示す。

【００８７】実施例６ 実施例３で得られた感光材を、厚さ６μｍのポリエチレ
ンテレフタレートフィルム上に、グラビアコート法によ
り塗布し、１００℃、２分の乾燥により、膜厚２．０μ
ｍの着色画像形成用感光材を含む層を形成し、その上に
厚さ４０μｍのポリエチレンフィルムで被覆して感光性
エレメントを得た。

【００８８】得られた感光性エレメントからポリエチレ
ンフィルムを剥がした後、実施例１で用いたものと同様
のガラス基板上に、ラミネートした。ラミネート条件
は、ガラス基板温度４０℃、ラミネートロール温度１１
０℃、ラミネート圧力３．５ｋｇｆ／ｃｍ²、ラミネー
ト速度１．５ｍ／ｍｉｎで行った。

【００８９】次に、ネガマスクを通して、ポリエチレン
テレフタレートフィルム上から超高圧水銀灯により画像
状に６０ｍＪ／ｃｍ²の露光を行い、次いで、ポリエチ
レンテレフタレートフィルムを剥離した後、実施例１と
同様な方法及び条件で現像を行った。得られた赤色の画
像パターンについて評価した結果を表２に示す。

【００９０】比較例１ 樹脂Αを表１に示すアクリル樹脂Ｃに代えた以外は、実
施例１と同様にして、黒色の着色画像形成用感光材を得
た。

【００９１】得られた膜に、実施例１と同様にして、露
光及び現像を行い、黒色の画像パターンを得た。

【００９２】得られた黒色の画像パターンの光感度、解
像度及びパターン形状を実施例１と同様にして評価した
結果を表２に示す。

【００９３】比較例２ 樹脂Αを表１に示すアクリル樹脂Ｄに代えた以外は、実
施例３と同様にして、赤色の着色画像形成用感光液を得
た。

【００９４】得られた膜に、実施例２と同様にして、露
光及び現像を行い、赤色の画像パターンを得た。

【００９５】得られた赤色の画像パターンの光感度、解
像度及びパターン形状を実施例１と同様にして評価した
結果を表２に示す。

【００９６】比較例３ 光重合開始剤として、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８ｇ、Ｎ，Ｎ′−テトラエチル−４，４′−ジアミ
ノベンゾフェノン４ｇをＮ，Ｎ′−テトラエチル−４，
４′−ジアミノベンゾフェノン１２ｇに代えた以外は、
実施例１と同様にして、黒色の着色画像形成用感光材を
得た。

【００９７】得られた膜に、実施例１と同様にして、露
光及び現像を行い、黒色の画像パターンを得た。

【００９８】得られた黒色の画像パターンの光感度、解
像度及びパターン形状を実施例１と同様にして評価した
結果を表２に示す。

【００９９】

【表１】

【０１００】

【表２】 表２から、本発明におけるエポキシアクリレート樹脂を
使用しない着色画像形成用感光材（比較例１）は、光感
度が低く、パターン又は画素を得ることができなかっ
た。パターン又は画素を得られたものでも本発明におけ
るエポキシアクリレート樹脂を使用したものと比較して
感度及び解像度が劣っており、パターン形状も逆台形で
あった（比較例２）。また、本発明におけるアセトフェ
ノン系光重合開始剤を使用しない着色画像形成用感光液
（比較例３）はアセトフェノン系光重合開始剤を使用し
たものと比較して感度及び解像度が劣っており、パター
ン形状も逆台形であった。それに対し、本発明における
エポキシアクリレート樹脂を用いて作製した着色画像形
成用感光材（実施例１，２，３，４及び５）は、感度、
解像度、いずれも高く、得られたパターン形状も矩形で
良好であった。

【０１０１】また、実施例６に示した感光性エレメント
を用いた場合においても、感度、解像度、いずれも高
く、得られたパターン形状も矩形で良好であった。

【０１０２】実施例７ ガラス基板上に、実施例１と同様にして、樹脂ブラック
マトリックスを形成した後、実施例４と同様にして、赤
色の画像パターンを形成した。１８０℃で１０分間の後
加熱を行った。

【０１０３】次いでその基板を用いて、実施例５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。

【０１０４】次いで、その基板を用いて、実施例６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。

【０１０５】以上の操作により、一つの画素が、３０μ
ｍ×１００μｍの赤、緑及び青の三色からなる、モザイ
ク状に画素が並んだ高品質のカラーフィルターを作製し
た。

【０１０６】実施例８ 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（樹脂ブラックマトリックス）を
形成した後、２０５℃で２０分間の後加熱を行った。

【０１０７】次いで、実施例８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品質のカラーフィルターを作製し
た。

【０１０８】実施例７及び実施例８のように、従来にな
く特性良好な着色画像形成用感光材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。

【０１０９】

【発明の効果】本発明のエポキシアクリレート樹脂及び
アセトフェノン系光重合開始材を含有させた着色画像形
成用感光材は、高感度で解像度の優れたものである。

【０１１０】また、これらの着色画像形成用感光材を用
いる本発明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。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｇ０３Ｆ 7/027 ５１５ Ｇ０３Ｆ 7/027 ５１５ 7/028 7/028 // Ｃ０８Ｇ 59/17 Ｃ０８Ｇ 59/17 Ｃ０９Ｄ 4/02 Ｃ０９Ｄ 4/02 5/00 5/00 Ｃ 163/10 163/10 (72)発明者 園部 宏幸 茨城県日立市東町四丁目13番１号 日立化 成工業株式会社茨城研究所内 (72)発明者 村松 有紀子 茨城県日立市東町四丁目13番１号 日立化 成工業株式会社茨城研究所内 (72)発明者 深澤 正人 茨城県つくば市和台48番 日立化成工業株 式会社筑波開発研究所内 (72)発明者 木村 陽一 千葉県市原市五井南海岸14番地 日立化成 工業株式会社五井工場内 (72)発明者 山崎 浩二 千葉県市原市五井南海岸14番地 日立化成 工業株式会社五井工場内

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 下記一般式（Ｉ）で表されるエポキシア
   クリレート樹脂、顔料、光重合性モノマー、アセトフェ
   ノン系光重合開始剤及び溶剤を含有してなる着色画像形
   成用感光材。 【化１】 ［式中、Α¹は環を構成する炭素数が６〜１２の二価の
   芳香族環を示し、Α²は環を構成する炭素数が６〜１２
   の三価の芳香族環を示し、Ｒ¹は水素原子又はメチル基
   を示し、Ｒ²は水素原子又は炭素数１〜６のアルキル基
   を示し、Ｘは水素原子又は−ＣＯ−Ｙ−ＣＯＯＨ（但
   し、Ｙは炭素数１〜１２の二価の炭化水素基を示す。）
   を示し、Ｘにおける−ＣＯ−Ｙ−ＣＯＯＨの割合が１０
   ％モル％以上であり、ｎは０〜１５の整数を示す。］
2. 【請求項２】 光重合性モノマーが分子内に不飽和二重
   結合を一つ以上有する光重合性モノマーである請求項１
   記載の着色画像形成用感光材。
3. 【請求項３】 アセトフェノン系光重合開始剤が、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、４−フェノキシジク
   ロロアセトフェノン、４−ｔ−ブチルジクロロアセトフ
   ェノン、ジエトキシアセトフェノン、２−ヒドロキシ−
   ２−メチル−１−フェニルプロパン−１−オン、１−
   （４−イソプロピルフェニル）−２−ヒドロキシ−２−
   メチルプロパン−１−オン、１−（４−ドデシルフェニ
   ル）−２−ヒドロキシ−２−プロピルケトン、１−（４
   −ヒドロキシシクロヘキシル）フェニルケトン又は２−
   メチル−１−［４−（メチルチオ）フェニル］−２−モ
   ルフォリノプロパン−１−オンである請求項１又は２記
   載の着色画像形成用感光材。
4. 【請求項４】 請求項１記載の着色画像形成用感光材か
   らなる層を有する感光性エレメント。
5. 【請求項５】 剥離可能なカバーフィルムが着色画像形
   成用感光材からなる層の上に積層されている請求項４記
   載の感光性エレメント。
6. 【請求項６】 請求項１〜３のいずれかに記載の着色画
   像形成用感光材を基板上に膜形成し、活性光線を膜に対
   して画像状に照射し、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。
7. 【請求項７】 異なった複数の色が、赤、緑、青及び黒
   である請求項６記載のカラーフィルターの製造法。
8. 【請求項８】 請求項６又は７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。