JPH0727912A - 遮光性薄膜形成用樹脂 - Google Patents
遮光性薄膜形成用樹脂Info
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- JPH0727912A JPH0727912A JP17034193A JP17034193A JPH0727912A JP H0727912 A JPH0727912 A JP H0727912A JP 17034193 A JP17034193 A JP 17034193A JP 17034193 A JP17034193 A JP 17034193A JP H0727912 A JPH0727912 A JP H0727912A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ガラス基板や液晶表示器用基板に微細な遮光
性薄膜パターンを形成するために必要な遮光性薄膜形成
用樹脂に関し、光硬化性樹脂中に特殊な黒色顔料を単独
または混合して分散させることによって、ＴＦＴ基板上
に低コストで、耐熱性、耐光性に優れているブラックマ
トリックスを形成させることができるようにすることを
目的とする。 【構成】 光硬化性樹脂に鉄系複合酸化物もしくはクロ
ム系複合酸化物のうち１種以上を主成分とする黒色顔料
を含有させたことを特徴とする。
性薄膜パターンを形成するために必要な遮光性薄膜形成
用樹脂に関し、光硬化性樹脂中に特殊な黒色顔料を単独
または混合して分散させることによって、ＴＦＴ基板上
に低コストで、耐熱性、耐光性に優れているブラックマ
トリックスを形成させることができるようにすることを
目的とする。 【構成】 光硬化性樹脂に鉄系複合酸化物もしくはクロ
ム系複合酸化物のうち１種以上を主成分とする黒色顔料
を含有させたことを特徴とする。
Description
【産業上の利用分野】本発明は、ガラス基板や液晶表示
器用基板に微細な遮光性薄膜パターンを形成するために
必要な遮光性薄膜形成用樹脂に関する。
器用基板に微細な遮光性薄膜パターンを形成するために
必要な遮光性薄膜形成用樹脂に関する。
【従来の技術】従来のカラー液晶表示器、特に、ＴＦＴ
（Thin Film Transistor）駆動方式のカラー液晶表示器
では、カラーフィルターにブラックマトリクスを設ける
ことにより、表示画像のコントラストの向上を計るとと
もに、駆動部であるＴＦＴの遮光を行い、光が当たるこ
とにより発現する暗電流の発生を防止していた。最近で
は、カラー液晶表示器のより高精細・高輝度化に対応す
るために、カラーフィルターの開口部を大きくすること
が検討されてきている。そのための一方法として、カラ
ーフィルターのブラックマトリクスをなくし、ＴＦＴ基
板上にブラックマトリクスを形成したカラー液晶表示器
の構造が提案されている。このような構造の液晶表示器
においては、ＴＦＴ基板上にブラックマトリクスを形成
する方法として、カラーフィルターにおけるブラックマ
トリクスの形成方法と同様に、金属クロム膜をスパッタ
法により形成したのちフォトリソグラフィー法によりパ
ターニングする方法が一般的であった。
（Thin Film Transistor）駆動方式のカラー液晶表示器
では、カラーフィルターにブラックマトリクスを設ける
ことにより、表示画像のコントラストの向上を計るとと
もに、駆動部であるＴＦＴの遮光を行い、光が当たるこ
とにより発現する暗電流の発生を防止していた。最近で
は、カラー液晶表示器のより高精細・高輝度化に対応す
るために、カラーフィルターの開口部を大きくすること
が検討されてきている。そのための一方法として、カラ
ーフィルターのブラックマトリクスをなくし、ＴＦＴ基
板上にブラックマトリクスを形成したカラー液晶表示器
の構造が提案されている。このような構造の液晶表示器
においては、ＴＦＴ基板上にブラックマトリクスを形成
する方法として、カラーフィルターにおけるブラックマ
トリクスの形成方法と同様に、金属クロム膜をスパッタ
法により形成したのちフォトリソグラフィー法によりパ
ターニングする方法が一般的であった。
【発明が解決しようとする課題】前記従来の技術におい
て、液晶表示器のＴＦＴ基板上に形成させるブラックマ
トリクスとして、金属クロム膜を形成させた場合は、そ
の金属的導電性のため、金属クロム膜の上下に絶縁層を
形成する必要があり、また、蒸着やスパッタ法による成
膜後には、エッチングによりパターニングを行わなけれ
ばならず、遮光膜パターンを形成する工程が煩雑となっ
て、製造コストが極めて高くなる。そして、形成させた
金属クロム膜は、遮光性は良好であるものの、金属特有
の反射が大きいために、外光の映り込みが生じ、画面が
見ずらくなる。また、ブラックマトリクスとして黒色顔
料を混入させた樹脂を使用する場合、黒色顔料として一
般的なカーボンブラックやチタンブラックでは、金属ク
ロムと同様に導電性があるために、ＩＴＯ（Indium Tin
Oxide）画素電極間の短絡を防止するために、遮光膜の
上下に絶縁膜を設ける必要が生じ、その結果、製造コス
トが極めて高くなる。また、有機顔料混入樹脂を使用し
た場合では、遮光性が十分でなくディスプレイのコント
ラストの低下を招き、さらには、耐光性に劣るために、
長時間の使用に当たっては信頼性が不足する。このよう
に液晶表示器のＴＦＴ基板上に形成させるブラックマト
リクスに対しては、種々の問題点があった。本発明は前
記問題点に鑑みてなされたもので、その解決を目的とし
て設定された技術的課題は、光硬化性樹脂中に特殊な黒
色顔料を単独または混合して分散させることによって、
ＴＦＴ基板上に低コストで、耐熱性、耐光性に優れてい
るブラックマトリックスを形成させることができるよう
になる遮光性薄膜形成用樹脂を提供することにある。
て、液晶表示器のＴＦＴ基板上に形成させるブラックマ
トリクスとして、金属クロム膜を形成させた場合は、そ
の金属的導電性のため、金属クロム膜の上下に絶縁層を
形成する必要があり、また、蒸着やスパッタ法による成
膜後には、エッチングによりパターニングを行わなけれ
ばならず、遮光膜パターンを形成する工程が煩雑となっ
て、製造コストが極めて高くなる。そして、形成させた
金属クロム膜は、遮光性は良好であるものの、金属特有
の反射が大きいために、外光の映り込みが生じ、画面が
見ずらくなる。また、ブラックマトリクスとして黒色顔
料を混入させた樹脂を使用する場合、黒色顔料として一
般的なカーボンブラックやチタンブラックでは、金属ク
ロムと同様に導電性があるために、ＩＴＯ（Indium Tin
Oxide）画素電極間の短絡を防止するために、遮光膜の
上下に絶縁膜を設ける必要が生じ、その結果、製造コス
トが極めて高くなる。また、有機顔料混入樹脂を使用し
た場合では、遮光性が十分でなくディスプレイのコント
ラストの低下を招き、さらには、耐光性に劣るために、
長時間の使用に当たっては信頼性が不足する。このよう
に液晶表示器のＴＦＴ基板上に形成させるブラックマト
リクスに対しては、種々の問題点があった。本発明は前
記問題点に鑑みてなされたもので、その解決を目的とし
て設定された技術的課題は、光硬化性樹脂中に特殊な黒
色顔料を単独または混合して分散させることによって、
ＴＦＴ基板上に低コストで、耐熱性、耐光性に優れてい
るブラックマトリックスを形成させることができるよう
になる遮光性薄膜形成用樹脂を提供することにある。
【課題を解決するための手段】本発明では、前記課題を
解決するための具体的手段として、遮光性薄膜形成用樹
脂においては、光硬化性樹脂に鉄系複合酸化物もしくは
クロム系複合酸化物のうち１種以上を主成分とする黒色
顔料を含有させたことを特徴とする。そして、遮光性薄
膜形成用樹脂においては、黒色顔料の主成分としては、
鉄系複合酸化物もしくはクロム系複合酸化物の単独また
は混合物を、６０〜１００％含むことを特徴とする。さ
らに、遮光性薄膜形成用樹脂においては、光硬化性樹脂
８０〜３０重量部に対して黒色顔料２０〜７０重量部を
配合したことを特徴とする。そしてまた、遮光性薄膜形
成用樹脂においては、ＴＦＴ基板上に形成させた場合の
樹脂厚さを０．５〜５μｍとしたものであることを特徴
とする。
解決するための具体的手段として、遮光性薄膜形成用樹
脂においては、光硬化性樹脂に鉄系複合酸化物もしくは
クロム系複合酸化物のうち１種以上を主成分とする黒色
顔料を含有させたことを特徴とする。そして、遮光性薄
膜形成用樹脂においては、黒色顔料の主成分としては、
鉄系複合酸化物もしくはクロム系複合酸化物の単独また
は混合物を、６０〜１００％含むことを特徴とする。さ
らに、遮光性薄膜形成用樹脂においては、光硬化性樹脂
８０〜３０重量部に対して黒色顔料２０〜７０重量部を
配合したことを特徴とする。そしてまた、遮光性薄膜形
成用樹脂においては、ＴＦＴ基板上に形成させた場合の
樹脂厚さを０．５〜５μｍとしたものであることを特徴
とする。
【作用】このように構成した遮光性薄膜形成用樹脂は、
光硬化性樹脂に鉄系複合酸化物、もしくはクロム系複合
酸化物のうち１種以上を主成分とする黒色顔料を含有さ
せたことによって、電気絶縁性皮膜を設ける必要がなく
なり、印刷法または塗布法等の低コストな製造法を適用
することができるようになり、低コストで、遮光性、耐
熱性、耐光性に優れた遮光性薄膜形成用樹脂となる。そ
して、前記黒色顔料の主成分としては、鉄系複合酸化物
もしくはクロム系複合酸化物の単独または混合物を６０
〜１００％含むことにしたことによって、塗布性、遮光
膜の色目等を改善し、あるいは遮光性を向上させる。さ
らに、遮光性薄膜形成用樹脂は、光硬化性樹脂８０〜３
０重量部に対して黒色顔料２０〜７０重量部を配合した
ことにより、光硬化性樹脂の光硬化性を損なわない範囲
で効果的に遮光性を発揮させる。そしてまた、遮光性薄
膜形成用樹脂は、ＴＦＴ基板上に形成させた場合の樹脂
厚さを０．５〜５μｍとしたことにより、紫外線硬化性
能を備えるとともに、実用的な露光時間内で硬化する遮
光性薄膜が得られる。
光硬化性樹脂に鉄系複合酸化物、もしくはクロム系複合
酸化物のうち１種以上を主成分とする黒色顔料を含有さ
せたことによって、電気絶縁性皮膜を設ける必要がなく
なり、印刷法または塗布法等の低コストな製造法を適用
することができるようになり、低コストで、遮光性、耐
熱性、耐光性に優れた遮光性薄膜形成用樹脂となる。そ
して、前記黒色顔料の主成分としては、鉄系複合酸化物
もしくはクロム系複合酸化物の単独または混合物を６０
〜１００％含むことにしたことによって、塗布性、遮光
膜の色目等を改善し、あるいは遮光性を向上させる。さ
らに、遮光性薄膜形成用樹脂は、光硬化性樹脂８０〜３
０重量部に対して黒色顔料２０〜７０重量部を配合した
ことにより、光硬化性樹脂の光硬化性を損なわない範囲
で効果的に遮光性を発揮させる。そしてまた、遮光性薄
膜形成用樹脂は、ＴＦＴ基板上に形成させた場合の樹脂
厚さを０．５〜５μｍとしたことにより、紫外線硬化性
能を備えるとともに、実用的な露光時間内で硬化する遮
光性薄膜が得られる。
【実施例】以下、本発明を詳細に説明する。 〔薄膜形成用樹脂〕本発明の遮光性薄膜形成用樹脂は、
低コストの製造に適している印刷法、塗布法によって成
膜できる光硬化性樹脂を選択し、その樹脂に少なくとも
黒色顔料を混入、分散させるものとする。遮光性薄膜形
成用樹脂の配合割合としては、光硬化性樹脂３０〜８０
重量部に対し、黒色顔料を７０〜２０重量部配合させ
る。黒色顔料のうち、鉄系複合酸化物およびクロム系酸
化物が、特に、耐熱性、耐光性に優れているため、これ
らの酸化物を単独または混合したものを主成分とした顔
料を光硬化性樹脂中に分散させることにする。光硬化性
樹脂に対する顔料の配合量は、光硬化性樹脂３０〜８０
重量部に対して無機顔料７０〜２０重量部とされるが、
これは配合比が７０：３０よりも大きくなると光硬化性
が著しく低下して、遮光性薄膜パターンの形成が不良に
なってしまい、一方、配合比が２０：８０よりも小さく
なると遮光性が不十分となり、いずれも実用的ではない
からである。光硬化性樹脂としては、ＵＶ領域あるいは
可視光領域で感光硬化する樹脂を使用する。特に、４０
０〜５００ｎｍの波長領域において感光硬化する樹脂が
好適である。また、光硬化性樹脂中に光開始剤や光増感
剤を適量加えて、遮光膜のパターン精度を向上させた
り、露光時間を短縮させるようにしても良い。このよう
な樹脂としては、アクリル系、ウレタン系、エポキシ
系、ポリエステル系、ポリエーテル系、合成ゴム系等の
ＵＶ硬化樹脂やネガ型レジストがあり、これらを単独あ
るいは混合して配合されたものを用いる。黒色顔料とし
ての鉄系複合酸化物およびクロム系酸化物は、可視光吸
収特性（遮光性）、耐熱性、耐光性において優れ、導電
性においても１０4 Ω・ｃｍ以上の値を有しており、他
の黒色顔料であるカーボンブラック、チタンブラックや
前記金属クロム膜に比べて６桁以上も電気絶縁性に優れ
ているため、カラー液晶表示器におけるＴＦＴ遮光膜用
顔料として最適である。鉄系複合酸化物またはクロム系
複合酸化物は、粒径が１．０μｍ程度以下のものが望ま
しい。そして、このような鉄系複合酸化物またはクロム
系複合酸化物は、黒色で３００℃の高温でも安定であ
り、かつ電気抵抗も高いという特徴を有する。特に、鉄
系複合酸化物またはクロム系複合酸化物は、青みを帯び
た黒色であるために４００〜５００ｎｍの波長領域にお
ける遮光性はそれ以外の波長領域に比較して低い。その
ため、鉄系複合酸化物またはクロム系複合酸化物を配合
した光硬化性樹脂は、基板上に薄膜状に成膜した後、Ｕ
Ｖ光や可視光を照射することによって、硬化させること
ができるようになる。鉄系複合酸化物としては、マンガ
ン−銅−鉄系化合物（Ｍｎ2 Ｏ3 −ＣｕＯ−Ｆｅ
2 Ｏ3 ）、コバルト−クロム−鉄系化合物（ＣｏＯ−Ｃ
ｒ2 Ｏ3 −Ｆｅ2 Ｏ 3 ）が、また、クロム系複合酸化物
としては銅−マンガン−クロム系化合物（ＣｕＯ−Ｍｎ
2 Ｏ3 −Ｃｒ2 Ｏ3 ）、銅−クロム系化合物（ＣｕＯ−
Ｃｒ2 Ｏ3 ）が代表的な物質であり、これらは一般に市
販されており、容易に入手することができる物質であ
る。鉄系複合酸化物またはクロム系複合酸化物と併用で
きる顔料成分としては、従来から用いられているカーボ
ンブラック、チタンブラック、硫化ビスマスなどの黒色
顔料や黒色染料はもちろん、これら以外にも、チタンホ
ワイト、赤色酸化鉄、フタロシアニン系顔料、ペリレン
系顔料等の無機あるいは有機の着色顔料、シリカ粉、ケ
イ酸アルミニウム、ケイ酸マグネシウム等の体質顔料が
あり、それぞれ単独でまたは、混合して鉄系複合酸化物
やクロム系複合酸化物とともに使用することができる。
これらの顔料は、塗布性の改善や遮光膜の色目（反射
色）の改善等を目的にして加えられるが、鉄系複合酸化
物またはクロム系複合酸化物の優れた顔料特性を失わな
いためには、なるべく少量であることが望ましい。ま
た、カーボンブラックのようにきわめて電気抵抗の低い
顔料を鉄系複合酸化物またはクロム系複合酸化物と併用
する場合には、得られる遮光性薄膜の電気抵抗に特に注
意する必要がある。ただし、硫化ビスマスは少量の添加
で遮光性が著しく向上する効果があるばかりでなく、電
気絶縁性に優れているため、顔料成分としては、鉄系複
合酸化物もしくはクロム系複合酸化物の単独または混合
物と硫化ビスマスとの配合比を８０：２０〜６０：４０
程度まで配合させてもよい。光硬化性樹脂と鉄系複合酸
化物またはクロム系複合酸化物を含む全顔料との重量比
は、前述した光硬化性樹脂と無機顔料との配合比の場合
と同様の理由によって、光硬化性樹脂：全顔料＝８０：
２０〜３０：７０の範囲が望ましい。すなわち、３０：
７０よりも顔料の重量比が大きい場合には光硬化性が著
しく低下してしまい、一方８０：２０よりも顔料比が小
さい場合には得られる遮光性薄膜の遮光性が悪くなって
しまうために、いずれも実用的でないからである。 〔薄膜形成用樹脂生成方法〕遮光性薄膜形成用樹脂は、
光硬化性樹脂と鉄系複合酸化物またはクロム系複合酸化
物と必要に応じ併用される顔料とを所定比で配合して混
合し、その後、光重合開始剤や光増感剤を適量加えるこ
とによって得られる。この顔料混合時には、鉄系複合酸
化物またはクロム系複合酸化物や併用する顔料の分散性
を向上させる目的で、高分子系分散剤を適量添加するの
が望ましい。このようにして得られた遮光性薄膜形成用
樹脂を使用するに際しては、その塗布作業性を良くする
ために、アルコール系、エステル系、ケトン系、セロソ
ルブ系、炭化水素系等の適当な有機溶剤を加えて、適当
な粘度に希釈して使用しても良い。 〔薄膜形成方法〕次に、このような遮光性薄膜形成用樹
脂を用いて、基板に遮光性薄膜を形成する方法について
説明する。まず、ガラス、プラスチック板、プラスチッ
クフィルム等の基板表面にロールコート、スピンコー
ト、スクリーン印刷、オフセット印刷等の方法で前記遮
光性薄膜形成用樹脂を塗布し、さらに必要に応じてプリ
ベークを行い、厚さ０．５〜５μｍの未硬化の塗膜を形
成する。次に、所望パターンのマスクを被せて、超高圧
水銀灯やメタルハライドランプ等を使用した紫外線照射
装置を用い、前記未硬化塗膜上に照射して１〜１２０秒
程度露光させる。前述したように、本塗膜は４００〜５
００ｎｍの波長領域において若干の光透過性を有するた
めに、鉄系複合酸化物やクロム系複合酸化物を配合しな
い光硬化性樹脂単独の場合よりも露光時間は長く必要と
なるものの実用の露光時間範囲内で硬化した遮光性薄膜
が得られる。樹脂硬化後、この薄膜付き基板を現像液に
５〜１２０秒程度浸漬または現像液をシャワーがけし
て、未硬化の部分を徐去する。現像液としては、用いら
れた光硬化性樹脂の種類により種々選択されるが、通常
は水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム、テトラメチルア
ンモニウムハイドロオキサイド等の無機または有機のア
ルカリ水溶液やエステル、ケトン、アルコール、芳香族
および脂肪族の炭化水素等の有機溶剤が使用される。現
像後、この基板を純水で十分に洗浄をおこなった後、９
０〜２００℃の温度でポストベークを行い、所定の遮光
性薄膜パターンを基板上に形成する。 〔従来例との比較〕比較用実施例として透明基板上へ形
成した遮光性薄膜を説明する。 〔比較用実施例の調整〕以下の物質をサンドミルにて混
合し、分散させて、遮光性薄膜形成用樹脂を作成した。 光硬化性樹脂（東京応化工業製 ネガ型レジストＰＭＥＲ−Ｎ−ＨＣ４０） ４３重量部 鉄系複合酸化物粉末（大日精化工業製ダイピロキサイドブラック＃９５１０） １０．５重量部 光重合開始剤（チバガイギ−社製 イルガキュア−３６９） １重量部 酢酸セロソルブ（酢酸セロソルブ） ４５重量部 高分子分散剤 微量 〔遮光性薄膜パターンの形成〕比較用実施例の透明ガラ
ス基板上に、前記遮光性薄膜形成用樹脂をスピナーを用
いて１０００ｒｐｍにて塗布し、さらに９０℃で５分間
プリベークした。次いで、その上にポリビニルアルコー
ルの５％水溶液を同様にしてスピナーにより塗布し、９
０℃で１０分間プリベークした。次いで、塗布基板に５
〜２０μｍのパターンの入ったマスクを被せて、露光装
置（ミカサ製 マスクアライナ−Ｍ−２Ｌ）により１０
０ｍｗ／ｃｍ2 のＵＶ光を２０秒間照射し、露光させ
た。この時のＵＶ光の主波長は３６５ｎｍ、４０５ｎ
ｍ、および４３６ｎｍである。その後、露光させた基板
を純水シャワーにて洗浄し、ポリビニルアルコール膜を
取り除いた後、現像液（東京応化製 ＰＭＥＲ 現像液
Ｎ−Ａ５）に４５秒間浸漬して未硬化部分の遮光性薄
膜を除去し、さらに純水で洗浄を行った後、２００℃で
３０分間ポストベークした。このようにして得られた基
板を観察したところ、図１（写真）に示すように、精度
よく遮光性薄膜が形成されているのが確認された。この
ような遮光性薄膜の膜厚、遮光率、表面抵抗、耐熱性を
調べ、その結果を表１に示す。 〔比較用従来例〕比較用従来例として、表２に示す従来
の樹脂を、実施例と同様に遮光性薄膜を形成し、その特
性を調べて表１に併記する。 〔比較の結果〕表１に示すように、本発明による薄膜
は、７００ｎｍ以下の波長領域で高い遮光性を維持しつ
つ、電気絶縁性にも優れ、かつ、良好なパターニング性
を有しているなど、比較例のものに比べ優れた特性を有
していることが確認された。
低コストの製造に適している印刷法、塗布法によって成
膜できる光硬化性樹脂を選択し、その樹脂に少なくとも
黒色顔料を混入、分散させるものとする。遮光性薄膜形
成用樹脂の配合割合としては、光硬化性樹脂３０〜８０
重量部に対し、黒色顔料を７０〜２０重量部配合させ
る。黒色顔料のうち、鉄系複合酸化物およびクロム系酸
化物が、特に、耐熱性、耐光性に優れているため、これ
らの酸化物を単独または混合したものを主成分とした顔
料を光硬化性樹脂中に分散させることにする。光硬化性
樹脂に対する顔料の配合量は、光硬化性樹脂３０〜８０
重量部に対して無機顔料７０〜２０重量部とされるが、
これは配合比が７０：３０よりも大きくなると光硬化性
が著しく低下して、遮光性薄膜パターンの形成が不良に
なってしまい、一方、配合比が２０：８０よりも小さく
なると遮光性が不十分となり、いずれも実用的ではない
からである。光硬化性樹脂としては、ＵＶ領域あるいは
可視光領域で感光硬化する樹脂を使用する。特に、４０
０〜５００ｎｍの波長領域において感光硬化する樹脂が
好適である。また、光硬化性樹脂中に光開始剤や光増感
剤を適量加えて、遮光膜のパターン精度を向上させた
り、露光時間を短縮させるようにしても良い。このよう
な樹脂としては、アクリル系、ウレタン系、エポキシ
系、ポリエステル系、ポリエーテル系、合成ゴム系等の
ＵＶ硬化樹脂やネガ型レジストがあり、これらを単独あ
るいは混合して配合されたものを用いる。黒色顔料とし
ての鉄系複合酸化物およびクロム系酸化物は、可視光吸
収特性（遮光性）、耐熱性、耐光性において優れ、導電
性においても１０4 Ω・ｃｍ以上の値を有しており、他
の黒色顔料であるカーボンブラック、チタンブラックや
前記金属クロム膜に比べて６桁以上も電気絶縁性に優れ
ているため、カラー液晶表示器におけるＴＦＴ遮光膜用
顔料として最適である。鉄系複合酸化物またはクロム系
複合酸化物は、粒径が１．０μｍ程度以下のものが望ま
しい。そして、このような鉄系複合酸化物またはクロム
系複合酸化物は、黒色で３００℃の高温でも安定であ
り、かつ電気抵抗も高いという特徴を有する。特に、鉄
系複合酸化物またはクロム系複合酸化物は、青みを帯び
た黒色であるために４００〜５００ｎｍの波長領域にお
ける遮光性はそれ以外の波長領域に比較して低い。その
ため、鉄系複合酸化物またはクロム系複合酸化物を配合
した光硬化性樹脂は、基板上に薄膜状に成膜した後、Ｕ
Ｖ光や可視光を照射することによって、硬化させること
ができるようになる。鉄系複合酸化物としては、マンガ
ン−銅−鉄系化合物（Ｍｎ2 Ｏ3 −ＣｕＯ−Ｆｅ
2 Ｏ3 ）、コバルト−クロム−鉄系化合物（ＣｏＯ−Ｃ
ｒ2 Ｏ3 −Ｆｅ2 Ｏ 3 ）が、また、クロム系複合酸化物
としては銅−マンガン−クロム系化合物（ＣｕＯ−Ｍｎ
2 Ｏ3 −Ｃｒ2 Ｏ3 ）、銅−クロム系化合物（ＣｕＯ−
Ｃｒ2 Ｏ3 ）が代表的な物質であり、これらは一般に市
販されており、容易に入手することができる物質であ
る。鉄系複合酸化物またはクロム系複合酸化物と併用で
きる顔料成分としては、従来から用いられているカーボ
ンブラック、チタンブラック、硫化ビスマスなどの黒色
顔料や黒色染料はもちろん、これら以外にも、チタンホ
ワイト、赤色酸化鉄、フタロシアニン系顔料、ペリレン
系顔料等の無機あるいは有機の着色顔料、シリカ粉、ケ
イ酸アルミニウム、ケイ酸マグネシウム等の体質顔料が
あり、それぞれ単独でまたは、混合して鉄系複合酸化物
やクロム系複合酸化物とともに使用することができる。
これらの顔料は、塗布性の改善や遮光膜の色目（反射
色）の改善等を目的にして加えられるが、鉄系複合酸化
物またはクロム系複合酸化物の優れた顔料特性を失わな
いためには、なるべく少量であることが望ましい。ま
た、カーボンブラックのようにきわめて電気抵抗の低い
顔料を鉄系複合酸化物またはクロム系複合酸化物と併用
する場合には、得られる遮光性薄膜の電気抵抗に特に注
意する必要がある。ただし、硫化ビスマスは少量の添加
で遮光性が著しく向上する効果があるばかりでなく、電
気絶縁性に優れているため、顔料成分としては、鉄系複
合酸化物もしくはクロム系複合酸化物の単独または混合
物と硫化ビスマスとの配合比を８０：２０〜６０：４０
程度まで配合させてもよい。光硬化性樹脂と鉄系複合酸
化物またはクロム系複合酸化物を含む全顔料との重量比
は、前述した光硬化性樹脂と無機顔料との配合比の場合
と同様の理由によって、光硬化性樹脂：全顔料＝８０：
２０〜３０：７０の範囲が望ましい。すなわち、３０：
７０よりも顔料の重量比が大きい場合には光硬化性が著
しく低下してしまい、一方８０：２０よりも顔料比が小
さい場合には得られる遮光性薄膜の遮光性が悪くなって
しまうために、いずれも実用的でないからである。 〔薄膜形成用樹脂生成方法〕遮光性薄膜形成用樹脂は、
光硬化性樹脂と鉄系複合酸化物またはクロム系複合酸化
物と必要に応じ併用される顔料とを所定比で配合して混
合し、その後、光重合開始剤や光増感剤を適量加えるこ
とによって得られる。この顔料混合時には、鉄系複合酸
化物またはクロム系複合酸化物や併用する顔料の分散性
を向上させる目的で、高分子系分散剤を適量添加するの
が望ましい。このようにして得られた遮光性薄膜形成用
樹脂を使用するに際しては、その塗布作業性を良くする
ために、アルコール系、エステル系、ケトン系、セロソ
ルブ系、炭化水素系等の適当な有機溶剤を加えて、適当
な粘度に希釈して使用しても良い。 〔薄膜形成方法〕次に、このような遮光性薄膜形成用樹
脂を用いて、基板に遮光性薄膜を形成する方法について
説明する。まず、ガラス、プラスチック板、プラスチッ
クフィルム等の基板表面にロールコート、スピンコー
ト、スクリーン印刷、オフセット印刷等の方法で前記遮
光性薄膜形成用樹脂を塗布し、さらに必要に応じてプリ
ベークを行い、厚さ０．５〜５μｍの未硬化の塗膜を形
成する。次に、所望パターンのマスクを被せて、超高圧
水銀灯やメタルハライドランプ等を使用した紫外線照射
装置を用い、前記未硬化塗膜上に照射して１〜１２０秒
程度露光させる。前述したように、本塗膜は４００〜５
００ｎｍの波長領域において若干の光透過性を有するた
めに、鉄系複合酸化物やクロム系複合酸化物を配合しな
い光硬化性樹脂単独の場合よりも露光時間は長く必要と
なるものの実用の露光時間範囲内で硬化した遮光性薄膜
が得られる。樹脂硬化後、この薄膜付き基板を現像液に
５〜１２０秒程度浸漬または現像液をシャワーがけし
て、未硬化の部分を徐去する。現像液としては、用いら
れた光硬化性樹脂の種類により種々選択されるが、通常
は水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム、テトラメチルア
ンモニウムハイドロオキサイド等の無機または有機のア
ルカリ水溶液やエステル、ケトン、アルコール、芳香族
および脂肪族の炭化水素等の有機溶剤が使用される。現
像後、この基板を純水で十分に洗浄をおこなった後、９
０〜２００℃の温度でポストベークを行い、所定の遮光
性薄膜パターンを基板上に形成する。 〔従来例との比較〕比較用実施例として透明基板上へ形
成した遮光性薄膜を説明する。 〔比較用実施例の調整〕以下の物質をサンドミルにて混
合し、分散させて、遮光性薄膜形成用樹脂を作成した。 光硬化性樹脂（東京応化工業製 ネガ型レジストＰＭＥＲ−Ｎ−ＨＣ４０） ４３重量部 鉄系複合酸化物粉末（大日精化工業製ダイピロキサイドブラック＃９５１０） １０．５重量部 光重合開始剤（チバガイギ−社製 イルガキュア−３６９） １重量部 酢酸セロソルブ（酢酸セロソルブ） ４５重量部 高分子分散剤 微量 〔遮光性薄膜パターンの形成〕比較用実施例の透明ガラ
ス基板上に、前記遮光性薄膜形成用樹脂をスピナーを用
いて１０００ｒｐｍにて塗布し、さらに９０℃で５分間
プリベークした。次いで、その上にポリビニルアルコー
ルの５％水溶液を同様にしてスピナーにより塗布し、９
０℃で１０分間プリベークした。次いで、塗布基板に５
〜２０μｍのパターンの入ったマスクを被せて、露光装
置（ミカサ製 マスクアライナ−Ｍ−２Ｌ）により１０
０ｍｗ／ｃｍ2 のＵＶ光を２０秒間照射し、露光させ
た。この時のＵＶ光の主波長は３６５ｎｍ、４０５ｎ
ｍ、および４３６ｎｍである。その後、露光させた基板
を純水シャワーにて洗浄し、ポリビニルアルコール膜を
取り除いた後、現像液（東京応化製 ＰＭＥＲ 現像液
Ｎ−Ａ５）に４５秒間浸漬して未硬化部分の遮光性薄
膜を除去し、さらに純水で洗浄を行った後、２００℃で
３０分間ポストベークした。このようにして得られた基
板を観察したところ、図１（写真）に示すように、精度
よく遮光性薄膜が形成されているのが確認された。この
ような遮光性薄膜の膜厚、遮光率、表面抵抗、耐熱性を
調べ、その結果を表１に示す。 〔比較用従来例〕比較用従来例として、表２に示す従来
の樹脂を、実施例と同様に遮光性薄膜を形成し、その特
性を調べて表１に併記する。 〔比較の結果〕表１に示すように、本発明による薄膜
は、７００ｎｍ以下の波長領域で高い遮光性を維持しつ
つ、電気絶縁性にも優れ、かつ、良好なパターニング性
を有しているなど、比較例のものに比べ優れた特性を有
していることが確認された。
【表１】
【表２】 〔実施例の効果〕本発明の遮光性薄膜形成用樹脂は、鉄
系複合酸化物またはクロム系複合酸化物が青みを帯びた
黒色で、３００℃の高温でも安定であり、かつ電気抵抗
も高いので、これによって例えば、ＴＦＴ基板上に微細
な遮光性薄膜を形成すれば、得られる薄膜は遮光性、電
気絶縁性、耐熱性、およびパターニング性等の優れた特
性を有する遮光膜となる。したがって、この遮光性薄膜
形成用樹脂をＴＦＴ駆動方式のカラー液晶表示製造に用
いて、ＴＦＴ上に遮光性の保護膜を形成すれば、従来に
なく簡単な工程で安価に液晶表示器が製造可能となり、
かつ、金属クロムを使用した場合のような金属反射がな
いため、極めて視認性に優れた液晶表示器を作成するこ
とができる。
系複合酸化物またはクロム系複合酸化物が青みを帯びた
黒色で、３００℃の高温でも安定であり、かつ電気抵抗
も高いので、これによって例えば、ＴＦＴ基板上に微細
な遮光性薄膜を形成すれば、得られる薄膜は遮光性、電
気絶縁性、耐熱性、およびパターニング性等の優れた特
性を有する遮光膜となる。したがって、この遮光性薄膜
形成用樹脂をＴＦＴ駆動方式のカラー液晶表示製造に用
いて、ＴＦＴ上に遮光性の保護膜を形成すれば、従来に
なく簡単な工程で安価に液晶表示器が製造可能となり、
かつ、金属クロムを使用した場合のような金属反射がな
いため、極めて視認性に優れた液晶表示器を作成するこ
とができる。
【発明の効果】以上のように本発明による遮光性薄膜形
成用樹脂は、光硬化性樹脂に鉄系複合酸化物、もしくは
クロム系複合酸化物のうち１種以上を主成分とする黒色
顔料を含有させたことによって、電気絶縁性皮膜を設け
る必要がなく、低コストな製造法を適用することがで
き、低コストで、遮光性、耐熱性、耐光性に優れた遮光
性薄膜形成用樹脂の提供を実現できる。そして、本発明
による遮光性薄膜形成用樹脂では、前記黒色顔料の主成
分として、鉄系複合酸化物もしくはクロム系複合酸化物
の単独または混合物を６０〜１００％含むことにしたこ
とによって、遮光性薄膜形成用樹脂に絶縁性を持たせる
ことができ、可視光吸収特性、耐熱性、耐光性を向上さ
せることができるとともに、塗布性、遮光膜の色目等を
改善し、あるいは遮光性を向上させることができる。さ
らに、本発明による遮光性薄膜形成用樹脂は、光硬化性
樹脂８０〜３０重量部に対して黒色顔料２０〜７０重量
部を配合したことにより、光硬化性樹脂の光硬化性を損
なわない範囲で効果的に遮光性を発揮させることができ
る。そしてまた、本発明による遮光性薄膜形成用樹脂
は、ＴＦＴ基板上に形成させた場合の樹脂厚さを、０．
５〜５μｍとしたことにより、紫外線硬化性能を備える
ことができるとともに、実用的な露光時間内で硬化させ
ることができる。
成用樹脂は、光硬化性樹脂に鉄系複合酸化物、もしくは
クロム系複合酸化物のうち１種以上を主成分とする黒色
顔料を含有させたことによって、電気絶縁性皮膜を設け
る必要がなく、低コストな製造法を適用することがで
き、低コストで、遮光性、耐熱性、耐光性に優れた遮光
性薄膜形成用樹脂の提供を実現できる。そして、本発明
による遮光性薄膜形成用樹脂では、前記黒色顔料の主成
分として、鉄系複合酸化物もしくはクロム系複合酸化物
の単独または混合物を６０〜１００％含むことにしたこ
とによって、遮光性薄膜形成用樹脂に絶縁性を持たせる
ことができ、可視光吸収特性、耐熱性、耐光性を向上さ
せることができるとともに、塗布性、遮光膜の色目等を
改善し、あるいは遮光性を向上させることができる。さ
らに、本発明による遮光性薄膜形成用樹脂は、光硬化性
樹脂８０〜３０重量部に対して黒色顔料２０〜７０重量
部を配合したことにより、光硬化性樹脂の光硬化性を損
なわない範囲で効果的に遮光性を発揮させることができ
る。そしてまた、本発明による遮光性薄膜形成用樹脂
は、ＴＦＴ基板上に形成させた場合の樹脂厚さを、０．
５〜５μｍとしたことにより、紫外線硬化性能を備える
ことができるとともに、実用的な露光時間内で硬化させ
ることができる。
【図１】実施例による遮光性薄膜パターンを示す拡大写
真である。
真である。
Claims (4)
- 【請求項１】 光硬化性樹脂に鉄系複合酸化物もしくは
クロム系複合酸化物のうち１種以上を主成分とする黒色
顔料を含有させたことを特徴とする遮光性薄膜形成用樹
脂。 - 【請求項２】 前記黒色顔料の主成分としては、鉄系複
合酸化物もしくはクロム系複合酸化物の単独または混合
物を、６０〜１００％含むことを特徴とする請求項１記
載の遮光性薄膜形成用樹脂。 - 【請求項３】 前記光硬化性樹脂８０〜３０重量部に対
して前記黒色顔料２０〜７０重量部を配合したことを特
徴とする請求項１記載の遮光性薄膜形成用樹脂。 - 【請求項４】 ＴＦＴ基板上に形成させた場合の樹脂厚
さを０．５〜５μｍとしたものであることを特徴とする
請求項１記載の遮光性薄膜形成用樹脂。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17034193A JPH0727912A (ja) | 1993-07-09 | 1993-07-09 | 遮光性薄膜形成用樹脂 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17034193A JPH0727912A (ja) | 1993-07-09 | 1993-07-09 | 遮光性薄膜形成用樹脂 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001076358A Division JP2001311013A (ja) | 2001-03-16 | 2001-03-16 | 遮光性薄膜形成用樹脂、カラー液晶表示器、カラーフィルターおよびｔｆｔ基板 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0727912A true JPH0727912A (ja) | 1995-01-31 |
Family
ID=15903137
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17034193A Pending JPH0727912A (ja) | 1993-07-09 | 1993-07-09 | 遮光性薄膜形成用樹脂 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0727912A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0740183A1 (en) * | 1995-04-24 | 1996-10-30 | DAINICHI SEIKA COLOR & CHEMICALS MFG. CO. LTD. | Composition for black matrix, formation of black matrix and article provided with black matrix |
| JPH09265006A (ja) * | 1996-03-27 | 1997-10-07 | Toray Ind Inc | 樹脂ブラックマトリックス、黒色ペースト、およびカラーフィルタ |
| US5907008A (en) * | 1996-03-18 | 1999-05-25 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Black coloring composition, high heat resistance light-shielding component, array substrate, liquid crystal and method of manufacturing array substrate |
| US6251548B1 (en) * | 1996-03-27 | 2001-06-26 | Dai Nippon Printing Co., Ltd. | Color filter |
| JP2002520679A (ja) * | 1998-07-14 | 2002-07-09 | ブリューワー サイエンス インコーポレイテッド | 感光性ブラックマトリクス組成物およびその製造方法 |
| JP2005167265A (ja) * | 2004-12-20 | 2005-06-23 | Toshiba Corp | アレイ基板の製造方法、アレイ基板、および液晶表示装置 |
-
1993
- 1993-07-09 JP JP17034193A patent/JPH0727912A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0740183A1 (en) * | 1995-04-24 | 1996-10-30 | DAINICHI SEIKA COLOR & CHEMICALS MFG. CO. LTD. | Composition for black matrix, formation of black matrix and article provided with black matrix |
| US5907008A (en) * | 1996-03-18 | 1999-05-25 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Black coloring composition, high heat resistance light-shielding component, array substrate, liquid crystal and method of manufacturing array substrate |
| JPH09265006A (ja) * | 1996-03-27 | 1997-10-07 | Toray Ind Inc | 樹脂ブラックマトリックス、黒色ペースト、およびカラーフィルタ |
| US6251548B1 (en) * | 1996-03-27 | 2001-06-26 | Dai Nippon Printing Co., Ltd. | Color filter |
| JP2002520679A (ja) * | 1998-07-14 | 2002-07-09 | ブリューワー サイエンス インコーポレイテッド | 感光性ブラックマトリクス組成物およびその製造方法 |
| JP2005167265A (ja) * | 2004-12-20 | 2005-06-23 | Toshiba Corp | アレイ基板の製造方法、アレイ基板、および液晶表示装置 |
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