WO1996034303A1 - Materiau permettant de realiser un film protecteur filtrant les couleurs et film protecteur filtrant ainsi les couleurs - Google Patents

Description

明 細 書

カ ラ ー フ ィ ル タ ー保護膜形成用 材料及 びカ ラ ー フ ィ ル タ 一保護膜 技 術 分 野

本発明 は、 液晶表示素子の カ ラ 一 フ ィ ル タ ー保護膜を 形成す る の に好適な カ ラ ー フ ィ ル タ ー保護膜形成用材料 及び こ れを用 いて形成 し た カ ラ ー フ ィ ル タ ー 保護膜に関 す る 。 背 景 技 術

従来、 カ ラ 一液晶デ ィ ス プ レ ーの画質を向上 さ せ る た め に、 カ ラ ー フ イ ノレ タ ー の段差を平坦に し 、 更 に カ ラ ー フ ィ ル タ ー作製後の工程で高温下での加熱処理や薬品処 理に対 して、 カ ラ 一 フ ィ ル タ ー を保護す る 目 的でそ の表 面上 に保護膜を設け る こ と が行われて い る 。

と こ ろ で、 こ の よ う な カ ラ ー フ イ ノレ タ ー保護膜に要求 さ れ る 性能 と し て は、 耐熱性、 耐薬品性の他 に、 カ ラ ー フ ィ ル タ 一 の ガ ラ ス基板等 と の密着性、 平坦性、 高硬度 等が挙げ られ る 。 こ の う ち 、 耐熱性につ いて は、 保護膜 に I T O ( イ ン ジ ウ ム チ ン オ キサ イ ド） 等の透明電極を ス パ ッ タ 法 に よ り 作製す る 際 に、 保護膜が 2 0 0 °C以上 、 ま た I T O の上 に液晶配向膜を焼成す る 場合に は 2 5 0 °C 、 更 に強誘電液晶 に対応す る 場合 に は 2 7 0 °C も の 加熱が必要 と さ れ、 こ の温度条件下で安定で あ る こ と が 要求 さ れ る 。 そ して、 こ の よ う な保護膜を形成す る ための樹脂 と し て は 、 現在、 ァ ク リ ノレ樹脂、 メ ラ ミ ン樹脂、 ポ リ イ ミ ド 樹脂 （特開平 1 一 1 5 6 3 7 1 号公報） 、 エポ キ シ樹脂 (特開平 4 一 1 7 0 4 2 1 号公報） 等が提案 さ れてい る ほか、

い る o

し か しなが ら、 従来の こ れ らの保護膜用樹脂は、 その 何れ も保護膜 と して要求さ れる 条件の全てを完全に満た すに は至 っ てお らず、 例えば、 ア ク リ ル榭脂では耐熱性 が低 く 、 硬度 も 小さ く 不十分であ り 、 ま た、 未反応の光 及び熱重合開始剤が真空度の高い I T 0 スパ ッ タ エ程で 蒸散物 と な り 、 こ の蒸散物が保護膜の表面を汚染 し、 I T O の密着性等の諸物性を低下さ せる原因に も な つ てい る o

ま た、 メ ラ ミ ン樹脂については、 三次元の網 目 構造を 有 して耐熱性が良好であ り 、 ま た、 I τ 0 スパ ッ タ 時に しわや ク ラ ッ ク が生 じ難い と い う 利点はあ るが、 ガラ ス 基板やカ ラ ー フ ィ ル タ ー と の濡れ性が悪 く 、 塗布性に劣 り 、 結果 と して形成さ れた保護膜の平坦性が損なわれる と い う 問題があ る。

更に、 ポ リ イ ミ ド榭脂において も、 耐熱性に は優れて い る が、 透明性に劣 り 、 画質の低下が避け られな い と い われてい る 。

一方、 エポ キ シ樹脂は、 ガラ ス基板 と の密着性が良好 で透明性ゃ耐薬品性に優れた保護膜を与え る が、 塗布時 に は じ き が生 じ易 く て塗布性に劣 り 、 結果 と して平坦性 と耐熱性のバラ ン スを と り 難い と い う 問題があ る。 そ こ で、 こ の根本的な塗布性の悪さ を高分子量体をベ ー ス樹 脂 と する こ と で解決す る こ と が提案さ れてい るが、 それ で も硬化 して保護膜が形成さ れた後において カ ラ ー フ ィ ル タ 一の画素間での平坦性に劣 り 、 カ ラ ー フ ィ ル タ 一保 護膜 と しての平坦性は十分に解決で き な い

更に、 発光素子ゃ受光素子のよ う な光一電気返還素子 等の よ う に透明性を必要 と す る素子や電子部品の封止榭 脂 と して透明性、 耐熱性、 機械的強度に優れたェポキ シ 樹脂組成物 （特公平 7 — 9 1 3 6 5 号公報 ) や、 硬化皮 膜が高い熱変形温度を有 して耐熱性、 耐湿性、 硬度、 耐 メ ッ キ性、 耐薬品性、 電気絶縁性等に優れた ソ ルダー レ ジ ス ト イ ンキ組成物 （特開平 4 — 3 4 5 6 7 3 号公報） も提案さ れてい る。 しか しなが ら、 こ れ らの樹脂組成物 について も、 前者には コ一テ ィ ン グ剤 と して平坦化能力 に乏 し い と い う 問題があ り 、 ま た、 後者に は ¾温処理時 に変色 し易い と い う 問題があ っ て、 何れ も カ ラ ー フ ィ ノレ タ一保護膜の用途に要求さ れる 条件の全てを満たすに は 至 つ ていな い

加えて、 耐熱性に優れたァ ク リ レー ト樹脂組成物 も提 案さ れてい る (特開平 4 — 3 6 3 3 1 1 号公報） が、 こ の もの は熱重合開始剤や光重合開始剤を添加す る ために 、 未反応の重合開始剤が真空度の高い I T 0 ス パ ッ タ エ 程で蒸散物にな る と い う 問題力《あ る。

に、 特開平 6 — 1 9 2 3 9 4 号公報に は、 低収縮性 ェボキ シ榭脂組成物が開示 さ れてい るが、 こ の も の は接 着剤 と しての用途を 目 的 と し た も のであ る。

本発明は、 かかる観点に鑑みて創案さ れた ものであ り 、 その 目 的 と する と こ ろ は、 平坦性に優れた カ ラ ー フ ィ ル タ ー保護膜形成用材料であ る エポ キ シ樹脂組成物を提 供す る こ と にあ る。

ま た、 本発明の他の 目 的は、 こ のよ う な平坦性に傻れ たカ ラ 一 フ ィ ルタ ー保護膜形成用材料であ る エポキ シ樹 脂組成物を用 いて、 耐熱性、 透明性、 硬度、 密着性、 耐 薬品性 （耐酸性、 耐ア ルカ リ 性、 耐溶剤性） 、 耐水性等 の点で も優れてお り 、 高品質な液晶表示素子を与え る こ とがで き る カ ラ ー フ ィ ルタ ー保護膜を提供する こ と にあ o 発 明 の 開 示

すなわち、 本発明は、 （ A ) 下記一般式 （ 1 )

(但 し 、 式中 、 R , 及び R ₂ は水素原子又は炭素数 1 〜 5 の ア ルキル基を示 し 、 n は 0 〜 2 0 の数を示す） で表 さ れ る エ ポ キ シ樹脂を含有す る カ ラ 一 フ ィ ル タ ー保護膜 形成用 材料であ る 。

ま た、 本発明 は、 （ A ) 上記一般式 （ 1 ) のエ ポ キ シ 樹脂 と 、 （ C ) 酸性硬化剤 と を含有す る カ ラ ー フ ィ ル タ 一保護膜形成用 材料であ る 。

更 に、 本発明 は、 （ A ) 上記一般式 （ 1 ) の エ ポ キ シ 樹脂 と 、 （ B ) 上記エ ポ キ シ樹脂 （ A ) 以外の エ ポ キ シ 樹脂であ っ て 2 官能以上のエ ポ キ シ樹脂 と 、 （ C ) 酸性 硬化剤 と を含有す る カ ラ 一 フ ィ ル タ ー保護膜形成用材料 であ る 。

更 に、 本発明 は、 こ の よ う な カ ラ ー フ イ ノレ タ ー保護膜 形成用材料を塗布、 硬化さ せて形成 し た カ ラ ー フ ィ ル タ 一保護膜、 あ る い は こ の よ う な カ ラ 一 フ ィ ル タ ー保護膜 を備え た カ ラ ー フ ィ ノレ タ ーであ る 。

本発明 に お いて、 A成分であ る 上記一般式 （ 1 ) 中 に 存在す る 二価 ア ル コ ー ル成分 （ ジ オ ー ル成分） は、 一般 に、 下記一般式 （ 2 )

(但 し 、 式中、 及 び R ₂ は一般式 （ 1 ) の場合 と 同 じ であ る ） で表 さ れ る ジ オ ー ル類に 由来す る も のであ る こ の よ う な ジ オ ー ル成分 は原料 と し て用 い られ る ジ ォ — ル類に よ る も のであ り 、 こ の ジ オ ー ル類の具体例 と し て は、 例えば、 9 ， 9 — ビ ス （ 4 — ヒ ド ロ キ シ フ エ 二 ル ） フ ノレ オ レ ン 、 9 , 9 — ビ ス （ 3 — メ チ ル 一 4 — ヒ ド ロ キ シ フ エ 二 ノレ ） フ ノレ オ レ ン 、 9 , 9 一 ビ ス （ 3 — ェ チ ル ー 4 — ヒ ド ロ キ シ フ ヱ 二 ノレ ） フ ノレ オ レ ン等が挙げ ら れ る

ま た、 A 成分の一般式 （ 1 ) のエ ポ キ シ樹脂を製造す る 方法 は、 一般の エ ポ キ シ樹脂の合成法 と 同様であ り 、 例えば、 上記一般式 （ 2 ) の ジ オ ー ル類を適当量のェ ピ ク ロ ロ ヒ ド リ ン と 共に加熱溶解 し て重合 さ せ る 。

A 成分の一般式 （ 1 ) にお いて、 平均の繰 り 返 し数 n は 0 〜 2 0 、 好ま し く は 0 〜 2 の範囲内であ り 、 n 力 2 0 を越え る と 樹脂の溶融粘度及び溶液 と し た時の粘度が 非常に高 く な っ て扱い難 く な る 。

本発明で使用 す る A 成分の一般式 （ 1 ) のエ ポ キ シ樹 脂の具体例 と して は、 例えば、 R , ， R ₂ = H でェポ キ シ 当量 2 5 6 の 力 ル ドエ ポ キ シ樹脂 〔新 日 鐡化学 （株） 製商品名 ： E S F — 3 0 0 〕 を挙げ る こ と がで き る 。

本発明 の カ ラ 一 フ ィ ル タ ー保護膜形成用材料は上記一 般式 （ 1 ) の エ ポ キ シ樹脂 （ A 成分） を含有す る ェ ポ キ シ樹脂組成物であ る が、 こ の組成物中 の他の必須成分は エ ポ キ シ 榭脂硬化剤であ り 、 こ の硬化剤 と し て は公知の も のを使用 す る こ と がで き 、 そ の使用量 も 公知の範囲で よ い。 ま た、 こ の エ ポ キ シ樹脂の ほかに他のエ ポ キ シ樹 脂及び特定の酸性硬化剤を含有 さ せ る こ と に よ り 、 よ り 良 い カ ラ ー フ ィ ル タ ー保護膜形成用 材料 と す る こ と がで き る 。 すなわ ち 、 一般式 （ 1 ) の エ ポ キ シ樹脂 （ A 成分 ) に、 こ の A 成分の エ ポ キ シ樹脂以外の他の エ ポ キ シ樹 月^ ( B 成分） や、 酸性硬化剤 （ C 成分） を配合す る も の であ り 、 こ れ ら B 成分及び C 成分 と し て は、 次の よ う な も のが挙げ ら れ る 。

本発明の B 成分であ る エ ポ キ シ樹脂 と して は、 A 成分 のエ ポ キ シ樹脂以外の他のエ ポ キ シ樹脂であ っ て 2 官能 以上のエ ポ キ シ樹脂であれば特に限定 さ れな いが、 A 成 分のエ ポ キ シ樹脂の特徴であ る 耐熱性を維持す る と い う 観点か ら 、 好ま し く は芳香族エ ポ キ シ樹脂あ る い は脂環 式エ ポ キ シ樹脂であ り 、 例え ば ビ ス フ ヱ ノ ー ル A型ェポ キ シ樹脂、 ビ ス フ ヱ ノ ー ル F 型エポ キ シ樹脂、 フ ヱ ノ ー ル ノ ボ ラ ッ ク 型エ ポ キ シ樹脂、 ク レ ゾー ノレ ノ ボ ラ ッ ク 型 エポ キ シ樹脂、 3 ， 4 — エポ キ シ シ ク ロ へキ シ ノレ メ チ ル - 3 ， 4 — エ ポ キ シ シ ク ロ へキ シ ノレ 力 ノレボキ シ レ ー ト 等 が挙げ られ、 ま た、 ポ リ カ ルボ ン酸 グ リ シ ジ ルエ ス テ ル 樹脂、 ポ リ オ ー ルポ リ グ リ シ ジ ル エ ス テ ル 、 脂肪族ェ ポ キ シ樹脂等 も 混合す る こ と がで き る 。 こ れ ら に は、 グ リ シ ジ ルエ ー テ ル化の際 に ォ リ ゴマ ー単位の も のが混入す る こ と に な る が、 本材料の性能に は問題がな い。

ま た、 こ の B 成分の エ ポ キ シ樹脂 と し て は、 平坦性を 改善す る と い う 観点力、 ら 、 好 ま し く は少な く と も カ ラ ー フ ィ ル タ ー上に塗布後の硬化温度以下で溶融す る か、 あ る い は、 常温で液体状の も のが よ い。 こ の よ う な B 成分 のエ ポ キ シ樹脂 と し ては、 具体的 に は、 液状の ビ ス フ エ ノ ー ル A型エ ポ キ シ樹脂、 ビ ス フ ヱ ノ 一 ル F 型エ ポ キ シ 樹脂、 3 ， 4 — エポ キ シ シ ク ロ へキ シ ノレ メ チノレ 一 3 , 4 一 エ ポ キ シ シ ク 口 へキ シ ルカ ルボキ ン レ ー ト 等が挙げ ら れ る 。

こ の B 成分であ る 2 官能以上のエ ポ キ シ樹脂を配合す る 場合、 その使用量は、 A 成分の エポ キ シ樹脂 1 0 0 重 量部 に対 し て 4 0 0 重量部以下であ る 。 4 0 0 重量部を 越え る と A 成分のエ ポ キ シ樹脂本来の特性が低下 し 、 結 果 と し て耐熱性、 耐水性、 平坦性が損なわれる原因 と な o

次に、 c 成分であ る エ ポ キ シ樹脂の酸性硬化剤 と して は、 具体的 に は多価 カ ルボ ン酸及びその酸無水物か ら な る 多価 カ ル ボ ン酸類や、 フ ユ ノ ー ル性水酸基を有す る 多 価 フ ヱ ノ ー ル類が挙げ ら れ る 。

本発明 にお いて、 C 成分 と して用 い る こ と がで き る 多 価 カ ルボ ン酸類 と し て は、 例えば、 多価 カ ルボ ン酸 と し て、 ィ タ コ ン酸、 コ ハ ク 酸、 フ タ ノレ酸、 テ ト ラ ヒ ド ロ フ 夕 ノレ酸、 へキサ ヒ ド ロ フ タ ル酸、 メ チ ルエ ン ド メ チ レ ン テ ト ラ ヒ ド ロ フ タ ノレ酸、 ク ロ レ ン ド酸、 ト リ メ リ ッ ト 酸 等を挙げる こ と がで き 、 ま た、 多価 カ ルボ ン酸無水物 と し て、 無水 コ ハ ク 酸、 無水ィ タ コ ン酸、 無水 フ タ ル酸、 無水テ ト ラ ヒ ド ロ フ タ ル酸、 無水へキ サ ヒ ド ロ フ タ ル酸 、 無水 メ チ ノレ エ ン ド メ チ レ ン テ ト ラ ヒ ド ロ フ タ ノレ酸、 無 水 ク ロ レ ン ド酸、 メ チ ノレテ ト ラ ヒ ド ロ 無水 フ タ ル酸等や 、 無水 ト リ メ リ ッ ト 酸、 無水 ピ ロ メ リ ッ ト 酸、 ベ ン ゾフ エ ノ ン テ ト ラ 力 ノレ ボ ン酸二無水物、 ビ フ ヱ ニ ル テ ト ラ 力 ル ボ ン酸二無水物、 ビ フ ヱ 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 ン酸無水物を挙げる こ と がで き る 。

ま た、 C 成分 と して用 い る こ と がで き る多価フ エ ノ ー ル類と しては、 例えば、 フ ヱ ノ ー ノレノ ボラ ッ ク 樹脂、 ク レ ゾール ノ ボラ ッ ク 樹脂、 その他各種の芳香族 ビス フ ヱ ノ ール化合物等を挙げる こ と がで き る 。

上記酸性硬化剤 と して用 い る 多価カ ルボ ン酸類や多価 フ ェ ノ ール類について は、 その 1 種のみを単独で使用で き る ほか、 2 種以上を組み合わせて使用する こ と もで き > o

なお、 エポキ シ樹脂の硬化剤 と しては、 例えば、 ジ シ ア ン ジ ア ミ ド、 イ ミ ダゾー ル化合物、 ト リ ア ジ ンィ匕合物 、 ゥ レ ア化合物、 芳香族ァ ミ ン化合物等のア ミ ン系化合 物 も存在するが、 本発明においては、 加熱 （加温） 時の 変色の問題や耐湿性劣化の問題が発生す る場合があ る こ と か ら、 酸性硬化剤を使用する のが有利であ る 。

上記 C成分であ る酸性硬化剤の混合比率は、 好ま し く は ( A ) + ( B ) ： ( C ) = 1 0 0 重量部 ： 1 〜 1 0 0 重量部の範囲であ り 、 よ り 好ま し く は ( A ) + ( B ) ： ( C ) = 1 0 0 重量部 ： 5 〜 8 0 重量部の範囲であ る。

C 成分であ る酸性硬化剤の量が 1 重量部に満たな い と 硬 化不足にな り 、 耐薬品性や硬度に劣 り 、 ま た、 1 0 0 重 量部を越え る と 耐水性ゃ耐ア ル力 リ 性が低下す る原因 と な る。

上記 A成分、 B成分及び C 成分の組み合わせは、 組成 物調製時に互いの相溶性が妨げ られな い限 り 、 如何な る 組み合わせで も有効であ り 、 用途に合わせて適宜選択さ れる。

ま た、 本発明の材料であ る エポキ シ樹脂組成物を コ ー テ ィ ン グ剤 と して用 い る場合、 粘度調整等の 目 的で、 溶 剤で希釈 して用 い る こ と がで き る。 こ の 目 的で使用 さ れ る溶剤 と しては、 こ れ ら A成分、 B 成分及び C 成分を溶 解 し、 かつ、 こ れ らの成分 と 反応 し な い ものであれば特 に制限はな く 、 種々 の溶剤を使用する こ と がで き る。 例 え ば 、 メ チ ル ェ チ ノレ ケ ト ン 、 メ チ ノレ イ ソ ブ チ ノレ ケ ト ン 等 の ケ ト ン 類 、 メ チ ノレ セ ロ ソ ノレ ブ 、 ェ チ ノレ セ ロ ソ ノレ ブ 、 ブ チ ノレ セ ロ ソ ノレ ブ 、 セ ロ ソ ノレ ブ ァ セ テ ー ト 等 の セ ロ ソ ノレ ブ 類、 エ チ レ ン グ リ コ ー ノレ ジ メ チ ノレ エ 一 テ ノレ 、 エ チ レ ン グ リ コ ー ル ジ ェ チ ノレ エ ー テ ノレ 、 ジ エ チ レ ン グ リ コ ー ノレ ジ メ チ ノレ エ一テ ル等 の エ ー テ ノレ 類 、 ァ 一 ブ チ ロ ラ ク ト ン 等 の ラ ク ト ン類、 等が挙げ られる。

更に、 上記エポキ シ樹脂組成物には、 必要に応 じて、 硬化促進剤や、 信頼性や耐湿性向上のための充塡材、 塗 布時の平坦性を高め る ための レペ リ ン グ剤、 塗布時や振 遣時に発生が予想さ れる 気泡を消すための消泡剤、 密着 性向上のための シ ラ ン カ ッ プ リ ン グ剤等の添加剤を配合 する こ と がで き る。

硬化促進剤 と しては、 ァ ミ ン化合物類、 イ ミ ダゾー ル 化合物、 1 , 8 — ジ ァ ザ ー ビ シ ク ロ （ 5 ， 4 ， 0 ) ゥ ン デセ ン 一 7 及 びそ の塩、 三 フ ッ 化ホ ウ 素 ア ミ ン錯体、 熱 に よ り ノレ イ ス酸を発生す る 有機 ス ル ホ ニ ゥ ム塩、 カ ル ボ ン酸類、 フ ヱ ノ ー ル類、 第四級ア ン モ ニ ゥ ム塩類又 は 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 硬化物の耐 熱性、 耐溶剤性、 耐酸性、 密着性、 電気特性及び硬度等 の諸特性を向上せ し め る こ と がで き る 。

ま た、 充填材 と し ては グ ラ ス フ ァ イ ノく一、 シ リ カ 、 マ イ カ 、 ア ル ミ ナ等が挙げ ら れ、 更 に、 消泡剤ゃ レ ベ リ ン グ剤 と し て は、 例えば、 シ リ コ ン系、 フ ッ 素系、 ァ ク リ ル系の化合物が挙げ られ、 こ れ ら は そ の 目 的 に合わせて 適宜添加す る こ と がで き る 。

更に、 シ ラ ン カ ッ プ リ ン グ剤の混合は、 密着性を向上 さ せ る 上で非常に有効であ り 、 特に官能性 シ ラ ン カ ッ プ リ ン グ剤が好適であ る 。 こ の官能性 シ ラ ン カ ツ プ リ ン グ 剤 と し て は、 ビニ ル基、 メ タ ク リ ロ イ ル基、 水酸基、 ァ ミ ノ 基、 イ ソ シ ァ ネ ー ト 基、 エ ポ キ シ基等の反応性置換 基を有す る も のが望ま し い。

本発明の カ ラ 一 フ ィ ル タ ー保護膜形成用材料は、 上記 A 成分、 B 成分及び C 成分をそ の使用 目 的、 用途、 カ ラ ー フ イ ノレ タ ー の製造プ ロ セ ス条件 （塗布法や温度等） 等 を勘案 し て上記配合割合の範囲内で配合 し 、 更 に 、 必要 に応 じ て溶剤で希釈 し、 硬化促進剤、 充塡材、 レ ベ リ ン グ剤、 消泡剤、 シ ラ ン カ ッ プ リ ン グ剤等を添加 し 、 保護 膜形成用材料 と して調製 さ れ る 。

こ の よ う に し て調製 さ れた本発明の カ ラ ー フ ィ ル タ ー 保護膜形成用 材料は、 カ ラ ー フ ィ ル タ ー の表面 に塗布 し 、 こ れを加熱硬化 さ せ る こ と に よ り カ ラ 一 フ ィ ル タ 一保 護膜を形成す る こ と がで き る 。

本発明 の材料を カ ラ ー フ ィ ル タ ーの表面に塗布す る 方 法 と し て は、 溶液浸漬法ゃ ス プ レ ー法の ほか、 ロ ー ラ 一 コ ー タ 一機や ラ ン ド コ 一 夕 一機あ る い は ス ピ ナ 一機を用 い る方法等の何れの方法を も 採用 す る こ と がで き る 。

塗布 さ れ る カ ラ ー フ イ ノレ タ ー は、 ガ ラ スや透明 フ ィ ル ム （例え ば、 ポ リ カ ー ボネ ー ト 、 ポ リ エ チ レ ン テ レ フ タ レ ー ト 、 ポ リ エー テ ルス ル フ ォ ン等） か ら な る 基板上に 着色硬化膜を積層 し てな る カ ラ ー フ イ ノレ タ ー 、 及びガ ラ スゃ透明 フ ィ ル ムか ら な る 基板上に I T O 、 金属等の透 明電極が蒸着 さ れ、 パ タ ーニ ン グ さ れた カ ラ ー フ ィ ノレ タ —等を用 い る こ と がで き る 。 ま た、 着色膜の形成方法 と し て電着法、 染色法、 顔料分散法、 印刷法等の何れの公 知の方法に よ り 形成さ れた カ ラ ー フ ィ ル タ ーであ っ て も 用 い る こ と がで き る 。

次に、 本発明の カ ラ ー フ ィ ル タ ー保護膜形成材料を用 いて、 本発明の カ ラ ー フ イ ノレ タ ー保護膜を備え た カ ラ ー フ ィ ル タ ー を製造す る典型的 な方法につ いて説明す る 。

先ず、 カ ラ ー フ ィ ル タ 一 の被形成媒体 と な る 樹脂ブ ラ ッ ク あ る い は ク ロ ム蒸着膜を用 いて格子状の ブ ラ ッ ク マ ト リ ッ ク ス を形成 し たガ ラ ス基板上に、 赤、 青、 緑の何 れカ、 1 つの イ ン ク を ス ピ ナ一、 ロ ー ノレ コ タ 一等を用 いて 全面塗布 し 、 プ レ キ ュ ア 一 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 卜 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 2 0 0 °Cでポ ス ト キ ュ ア 一 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 れカ、 1 色の顔料を有す る イ ン ク を用 い、 上記 と 同様のェ 程に従 っ て、 第 1 の カ ラ 一 フ ィ ルタ ーの画素に隣接 して 第 2 の カ ラ ー フ イ ノレタ 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 力 ラ ー フ イ ノレタ ーの画素を形成 し、 3 原色力、 ら な る カ ラ ー フ ィ ル タ ー の画素を得る。

こ のよ う して形成 し たカ ラ ー フ ィ ルタ ーの表面に、 本 発明のカ ラ ー フ ィ ルタ ー保護膜形成材料を任意の方法、 例えばス ピ ン コ ー ト 、 デ ィ ッ プ コ ー ト 、 バー コ ー ト 等の 塗布方法で コ ーテ ィ ン グする 。

こ の カ ラ ー フ ィ ル タ ー保護膜形成材料を コ ーテ ィ ン グ した後、 溶剤蒸発乾燥工程が必要であればプ リ べー ク 処 理を行な う 。 その際の熱処理条件は、 通常、 8 0 〜 1 5 0 で 1 〜 3 0 分であ る。 そ して、 エポキ シ樹脂を硬化さ せる ポ ス ト べー ク 処理は、 通常、 1 0 0 〜 2 5 0 °Cで 1 0 〜 1 2 0 分の条件で熱処理する こ と に よ り 行われ、 被 膜を完全に乾燥さ せ、 硬化さ せ、 カ ラ ー フ ィ ル タ 一の表 面に 目 的の耐熱性、 透明性、 密着性、 表面硬度、 平坦性 、 耐水性、 耐薬品性等に優れたカ ラ 一 フ ィ ル タ ー保護膜 を形成 し、 本発明の カ ラ 一 フ ィ ルタ ー保護膜を備え た 力 ラ 一 フ ィ ノレ タ 一を得る 。 更 に、 こ の表面上に I T O 等の透明電極を蒸着 し 、 必 要 に応 じ て こ の電極をエ ッ チ ン グ し てパ タ ー ン を形成 し 、 更 に配向膜を形成 し て カ ラ ー フ ィ ル タ 一 と し て液晶 デ ィ ス プ レ イ パネ ノレ に用 い ら れ る 。

本発明の カ ラ ー フ ィ ル タ ー保護膜形成用材料は、 コ ー テ ィ ン グ材 と して好適 に用 い る こ と がで き 、 特 に液晶の 表示装置あ る い は撮影素子に使われ る カ ラ ー フ ィ ル タ ー 保護膜材料 と して、 ま た、 こ れを用 いて形成 さ れ る カ ラ — フ イ ノレ タ ー保護膜 と し て、 更 に は こ のよ う な カ ラ 一 フ ィ ル タ ー保護膜を備え た カ ラ ー フ ィ ル タ ー の調製 に有用

図面の簡単な説明

図 1 は、 本発明の カ ラ ー フ ィ ル タ ー保護膜を備え た 力 ラ ー フ ィ ル タ ー の断面説明図であ る 。 発明 を実施す る た めの最良の形態 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 。

実施例 1 〜 6 及び比較例 1 〜 2

A成分、 B 成分及び C 成分 と 、 更 に必要に応 じて添加 剤 と 有機溶剤 と を混合 し 、 それぞれ表 1 に示す組成 （重 量部） の カ ラ ー フ ィ ル タ ー保護膜形成用 エポ キ シ樹脂組 成物を調製 し た。

次に、 こ の カ ラ 一 フ ィ ル タ ー 保護膜形成用 エ ポ キ シ榭 脂組成物を用 いて脱脂洗浄 し た ガ ラ ス基板上に ス ピ ン コ — タ ーを用 いて塗布 し、 オ ー ブ ンで 8 0 °Cで 5 分間乾燥 した後、 熱風乾燥機を用 いて 2 0 0 °Cで 6 0 分間加熱乾 燥 し、 硬化処理を行な つ た。 硬化後の最終膜厚は約 2 mでめ っ た

得 られた各実施例及び比較例の硬化膜について、 基板 と の密着性、 耐熱透明性、 硬度及び平坦性を評価 し た。

結果を表 1 に示す。

なお、 こ れ らの物性については以下の方法及び条件で 測定 し た。

( 1 ) 基板 と の密着性

①加熱硬化後

②耐熱試験後 （ 2 5 0 て 3 時間）

③耐湿試験後 （ 1 2 0 て、 R Η 9 0 % 3 6 時間）

④薬品浸漬後の密着性

耐酸性 ( a ) 5 % H C 1 , 2 4 時間

耐ァルカ リ 性 ： ( b ) 5 % N a 0 Η , 2 4 時間浸濱

( c ) 4 % K 0 H , 5 0 °C — 1 0 分 ( d ) 1 % N a 0 H , 8 0 °C — 5 分 耐溶剤性 ( e ) N M P , 4 0 °C — 1 0 分

( f ) N P , 8 0 °C — 5 分

( N M P ： N — メ チ ル ピ ロ リ ド ン ）

1 0 0 個の碁盤目 を作る よ う に ク ロ ス カ ツ ト を入れ、 次いでセ ロ テ ー プを用 いて ピー リ ン グ試験を行な い、 碁 盤目 の剝離の状態を 目視に よ っ て評価 し た。 評価の ラ ン ク は次の通 り であ ο

〇 ： 全 く 剝離が認め られな い も の X ： 剝離が少 しで も認め られる も の

( 2 ) 耐熱透明性 （光線透過率の測定）

2 0 0 °Cで 6 0 分間加熱硬化さ せた膜を 2 5 0 °Cで 3 時間オー ブ ンに入れ、 得 られた塗膜の状態を評価 し た。 塗膜を塗布 した も の と 同 じガラ ス板を リ フ ァ レ ン ス と し 耐熱性試験後におけ る 4 0 0 〜 8 0 0 n mの波長におけ る 吸収ス ぺ ク ト ルを測定 し た。

評価の ラ ン ク は次の通 り であ る。

〇 ： 塗膜の外観に異常な く 、 全領域で 9 0 %以上。

： 塗膜の外観にわれ、 剝離、 着色等があ り 、 9 0 0 小俩

( 3 ) 塗膜の硬度

2 0 0 °Cで 6 0 分間加熱 し た塗膜の硬度を J I S — K 5 4 0 0 の試験法に準 じて測定 した。 測定は、 鉛筆硬度 試験機を用 いて荷重 1 k g をかけた際に、 塗膜にキズが 付かな い最 も硬度の高い値で表示 した。 使用 し た鉛筆は

「三菱ハ イ ュニ」 であ る。

( 4 ) 平坦性テ ス ト

図 1 に示すよ う に、 透明基板 と して中性洗剤、 水、 ィ ソ プ ロ ピルア ル コ ール及びフ 口 ンで洗浄 し たガラ ス基板 1 を用 い、 こ のガラ ス基板 1 の上に ク ロ ム蒸着膜を施 し て格子状のブラ ッ ク マ ト リ ッ ク ス （膜厚 0 . 1 m以下 ) 2 a を形成 し、 次いでその所定の位置 （間隙） 上に赤 、 緑及び青の 3 種のイ ン ク を用 いて赤色画素 （ R ) 、 緑 色画素 （ G ) 及び青色画素 （ B ) の各画素 2 b を形成 し 、 カ ラ 一 フ イ ノレ タ ー ノ、' タ ー ン を作製 した。 こ の 際 の プ リ ベ ー ク は 8 0 °C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 、 赤 （ R ) —緑 （ G ) —青 （ B ) の順に各 々 所定の位置 に画素 2 b を形成 し た。 こ の と き の各画素 2 b の膜厚は いずれ も約 1 . 5 /z mであ り 、 こ の各画素 2 b の膜厚 （ 1 . 5 m ) がほぼそのま ま塗布前段差 D と して測定さ れた。

次に、 こ のよ う に して形成さ れたカ ラ ー フ ィ ノレタ ーパ タ ー ン上に、 各実施例及び比較例の カ ラ ー フ ィ ル タ 一保 護膜形成材料を塗布 し、 加熱硬化さ せて厚 さ 2 mの力 ラ ー フ イ ノレ タ ー保護膜 2 c を形成 し、 こ の カ ラ 一 フ ィ ル タ ー保護膜 2 c 表面に残留 し た段差 d を測定 した。

更に、 形成さ れた カ ラ ー フ イ ノレタ ー保護膜 2 c の上に スパ ッ タ法によ っ て I T O透明電極層 2 d を形成せ しめ 、 こ の I T O透明電極層 2 d の上に配向膜 2 e を形成 し て カ ラ ー フ イ ノレタ ー 2 と し た。

こ の カ ラ ー フ イ ノレタ ー 2 において、 保護膜 2 c を形成 する カ ラ ー フ ィ ルタ ー保護膜形成材料を塗布する前の塗 布面 （ブラ ッ ク マ ト リ ッ ク ス 2 a と 画素 2 b の上面） に おけ る段差 （塗布前段差 D ) と 、 こ の塗布前段差 D に従 つ て保護膜 2 c の表面に残留する段差 （塗布後段差 d ) と を測定 し、 こ れ ら塗布前段差 D に対す る塗布後段差 d の値によ り 平坦性の評価を行 っ た。 結果を下記表 1 に示 す。 【表 1 】 実施例

組成 （重量部） 1 2 3 4

A成分 ESF-300 * ¹ ' 90 34 25 25

B 成分 ：セロキサイド 2021 P* 5 61 75 75

ェビコ-ト 1009 * 5 5 - 一

C 成分 無水 M 7ト酸 40 40 40 100 サイラエ-ス 510S * ⁵¹ 1 1 1 1

707 -ト' FC- 430 * ⁶¹ 0. 2 0. 2 0. 2 0. 2 ジグラィム * 300 300 300 430

①加熱硬化後 〇 〇 〇 〇

②耐熱試験後 〇 〇 〇 〇

③耐湿試験後 〇 〇 〇 〇 密

④薬品浸 (a) 〇 〇 〇 〇 着 漬後

物 (b) 〇 〇 〇 〇 性

(c) 〇 〇 〇 〇

(d) 〇 〇 〇 〇 性 (e) 〇 〇 〇 〇

(f) 〇 〇 〇 〇 耐熱透明性 〇 〇 〇 〇 硬度 5H 4H 4H 5H 塗布前段差 D ( μηι ) 1. 5 1. 5 1. 5 I. 5 塗布後段差 d { μη ) 0. 05 0. 03 0， 07 0. 08

実施例 比較例 組成 （重量部） 5 6 1 2

A成分 ： ESF- 300 * ^{1 1} 90 34 B 成分 ェビコ-ト 828 * ² ) 34 50

' ： セロキサイト' 2021 P * 3 i

5 61 61 -

4 )

ェビコ-ト 1009 * - - 5 50

C 成分 7R メチルエンドメチレン

テトラ tドロフ夕ル酸 40

" ： 夕マノール 752 * ⁸ > 30

サイラエ-ス 510S * ⁵¹ 1 1 1 1 フ Dラ -ト' FC- 430 * ^{6 >} 0. 2 0. 2 0. 2 0. 2

7 )

ジグライム * 300 300 300 300

①加熱硬化後 〇 〇 〇 〇

②耐熱試験後 〇 〇 X X

③耐湿試験後 〇 〇 X 〇 密

④薬品浸 (a) 〇 〇 〇 〇 漬後

物 (b) 〇 〇 X 〇 性

(c) 〇 〇 〇 〇

(d) 〇 〇 X 〇 性 (e) 〇 〇 〇 〇

(f) 〇 〇 〇 X 耐熱透明性 〇 〇 X X 硬度 4H 4H 4H 4H 塗布前段差 D ( μτη ) 1. 5 1. 5 1. 5 1. 5 塗布後段差 d ( μη ) 0. 07 0. 09 0. 20 0. 30

(注） "） 一般式（1)のエポキシ樹脂 （R ,， R₂ =H、 新 日 鐵化学㈱ 製ヽ

ビスフエノ-ル A 型エポキシ樹脂 （エポキシ当量 190、 油化 シェルエポキシ ㈱製）

脂環型エポキシ榭脂 ボキ'ン当 量 134、 ダイセル化学ェ 業㈱製）

*4) ビスフエノ-ル A 型エポキシ樹脂 (エポキシ当 1: 2660、 ィヒ シェルエポキシ ㈱ ) * 5 ) ： シラン力，ブリング斉 ij、 * 6 ) ： レベリング斉 ij、 * 7 ) ： ジエチレングリコ ールジメチルエーテル

* 8 )： ノ-ルノボラ 樹脂 （水酸基当量 1 0 4、荒川 化学㈱ 製） 表 1 に示す結果か ら 明 ら かな よ う に、 本発明 の実施例 1 〜 6 に係 る エポ キ シ樹脂組成物を用 いて形成 し た カ ラ 一フ ィ ル タ ー保護膜は、 密着性、 耐熱性、 平坦性 に優れ て い る こ と が確認さ れた。

ま た、 比較例 1 の エ ポ キ シ樹脂組成物 は、 A 成分であ る 一般式 （ 1 ) のエポ キ シ樹脂を ビ ス フ ヱ ノ ー ル A タ イ プの エ ポ キ シ樹脂 に代え た以外は実施例 2 と 同 じ の組成 であ り 、 ま た、 比較例 2 のエ ポ キ シ樹脂組成物 は、 更 に B 成分を脂環エス テ ル型のエ ポ キ シ樹脂 に代え た も ので あ る が、 何れ も実施例の場合 に比べて密着性、 耐熱性、 平坦性が劣 っ てい る 。

産業上の利用可能性

本発明 の カ ラ ー フ ィ ル タ ー保護膜形成用 材料は塗布性 に優れてお り 、 ま た、 こ れを用 いて形成 し た カ ラ 一 フ ィ ル タ ー保護膜は耐熱性、 密着性、 表面硬度、 耐水性、 平 坦性等 に優れて い る 。

従 っ て、 本発明の カ ラ ー フ ィ ル タ 一保護膜形成用材料 及び カ ラ ー フ ィ ル タ ー保護膜 は、 高品質、 高信頼性の 力 ラ ー フ イ ノレ タ ー を提供す る こ と がで き 、 液晶 カ ラ 一 デ ィ ス プ レ ー 、 液 晶 カ ラ ー テ レ ビ 、 カ ラ ー フ ァ ク シ ミ リ 、 力 ラ ー イ メ 一 ジ セ ン サ 一 等の作製 に極めて有用 であ る 。

Claims

請 求 の 範 囲

(1) ( A ) 下記一般式 （ 1 )

(但 し、 式中、 R , 及び R ₂ は水素原子又は炭素数 1 〜

5 のア ルキル基を示 し、 n は 0 〜 2 0 の数を示す） で表 さ れる エポキ シ樹脂を含有する こ と を特徴 と する カ ラ ー フ ィ ルタ ー保護膜形成用材料。

(2) ( A ) 下記一般式 （ 1 )

(但 し 、 式中、 R , 及び R ₂ は水素原子又 は炭素数 1 〜 5 の ア ルキ ル基を示 し 、 n は 0 〜 2 0 の数を示す） で表 さ れ る エ ポ キ シ樹脂 と 、 （ C ) 酸性硬化剤 と を含有す る こ と を特徴 と す る カ ラ 一 フ ィ ル タ ー保護膜形成用材料。

(3) 酸性硬化剤が、 多価 カ ル ボ ン酸、 多価 カ ル ボ ン酸 無水物及び多価 フ エ ノ ー ル類か ら 選ばれた少な く と も 1 種の化合物であ る 請求項 2 に記載の カ ラ 一 フ ィ ル タ ー保 護膜形成用 材料。

(4) ( A ) 下記一般式 （ 1 )

(但 し 、 式中 、 R , 及び R 2 は水素原子又は炭素数 1 〜 5 の ァ ルキ ル基を示 し 、 n は 0 〜 2 0 の数を示す） で表 さ れ る ェ ポ キ シ樹脂 と 、 ( B ) 上記エ ポ キ シ樹脂 （ A ) 以外の ェ ポ キ シ榭脂であ つ て 2 官能以上のエ ポ キ シ樹脂 と 、 （ C ) 酸性硬化剤 と を含有す る こ と を特徴 と す る 力 ラ ー フ イ ノレ タ 一保護膜形成用 材料。

(5) 酸性硬化剤が、 多価 カ ルボ ン酸、 多価 力 ノレ ボ ン酸 無水物及び多価 フ ヱ ノ ー ル類か ら選ばれた少な く と も 1 種の化合物であ る 請求項 4 に記載の カ ラ 一 フ ィ ゾレ タ ー保 護膜形成用材料。

(6) 請求項 1 、 2 又 は 4 に記載 し た カ ラ 一 フ ィ ル タ ー 保護膜形成用 材料を塗布 し 、 硬化 さ せて形成 し た カ ラ ー フ ィ ル タ ー保

(7) 請求項 1 、 2 又は 4 に記載 し た カ ラ 一 フ イ ノレ タ ー 保護膜形成用 材料を カ ラ ー フ ィ ル タ ー上に塗布 し 、 こ の カ ラ 一 フ ィ ル タ ー保護膜形成用 材料を硬化 さ せて形成 し た カ ラ 一 フ ィ ル タ 一保護膜 を有す る こ と を特徴 と す る 力 ラ 一 フ イ ノレ タ ー 。