JPH10133365A - 非導電性遮光層用組成物、非導電性遮光層及びカラーフイルター - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 長期にわたり安定で、遮光能力及び黒色度に
優れ、且つ非導電性の遮光層を作製するのに適した非導
電性遮光層用組成物、該組成物を用いて作製した非導電
性遮光層及びカラーフィルターを提供すること。 【解決手段】 アルカリ可溶性バインダー、光重合性モ
ノマー、光重合性開始剤、顔料及び溶剤を主成分とする
非導電性遮光層用組成物において、上記顔料が、その表
面に０．１〜３０μｍｏｌ／ｇの水酸基を有する金属酸
化物微粒子及び／又は金属硫化物微粒子から選択された
少なくとも一種を含むことを特徴とする非導電性遮光層
用組成物。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、遮光能力が高く、
且つ非導電性が要求される用途において有用な遮光層用
組成物に関する。更に詳しくは、液晶表示装置等に用い
られるカラーフィルターにおける遮光層（ブラックマト
リックス）の形成に有用な非導電性遮光層用組成物、非
導電性遮光層、及びカラーフィルターに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、液晶表示装置に使用するカラーフ
ィルターにおいて、表示画像のコントラストを高めるた
めに、非画素領域にクロム、ニッケル、アルミニウム等
の薄膜金属よりなる遮光層、又はカーボンブラックやチ
タンブラック等の顔料をバインダー樹脂中に分散してな
る遮光層を設ける方法が知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
たような従来の方法では、遮光層が導電性を持つため
に、該遮光層を透明電極間に用いる場合には、別途絶縁
層を設けなければならないこと、遮光層によっては電極
間の短絡を起こしやすいこと、及び導電性の遮光層を通
して隣接する電極層間のクロストークが大きくなること
等の問題点がある。

【０００４】上記の問題点を解決するのために、本発明
者らは、遮光能力及び黒色度に優れ、且つ非導電性の遮
光層を作製するのに適した黒色顔料であるＣｕＭｎ₂Ｏ₄
及び該ＣｕＭｎ₂Ｏ₄の一部をＦｅ、Ｃｏ及び／又はＮｉ
で置換した複合酸化物微粒子を用いた非導電性遮光層用
組成物を提案している（特許平８−９５８８４号明細
書）。

【０００５】しかしながら、上記酸化物微粒子からなる
顔料は表面に多数の水酸基を有し、且つその表面積大き
いため、顔料自身が凝集し易いと同時に、高分子量でア
ルカリ現像液に対して一度膨潤してから溶解するアルカ
リ可溶性バインダー等を強く吸着して凝集するために、
層形成後の現像において本来溶解すべき領域の不溶化が
起こり、遮光層の解像性の悪化や平滑性の低下を引き起
こす。又、凝集した顔料粒子は液状組成物の保存安定性
の低下や組成物本来の特性が発現しないために起こる現
像工程中の基板密着性の低下を引き起こすという問題が
ある。これらの問題点は他の組成物成分、特にアルカリ
可溶性バインダーの分子量にも強く支配され、分子量が
大きくなると上記問題点はより顕著に現れることも分か
った。

【０００６】従って本発明の目的は、顔料粒子表面に存
在し、上記問題点を引き起こす水酸基の量の最適化を行
うことで、顔料粒子によるバインダー等の他の組成物成
分の強い吸着や顔料粒子自身の凝集が生じにくくして、
長期にわたり安定で、遮光能力及び黒色度に優れ、且つ
非導電性の遮光層を作製するのに適した非導電性遮光層
用組成物、該組成物を用いて作製した非導電性遮光層及
びカラーフィルターを提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的は以下の本発明
によって達成される。即ち、本発明は、アルカリ可溶性
バインダー、光重合性モノマー、光重合性開始剤、顔料
及び溶剤を主成分とする非導電性遮光層用組成物におい
て、上記顔料が、その表面に０．１〜３０μｍｏｌ／ｇ
の水酸基を有する金属酸化物微粒子及び／又は金属硫化
物微粒子から選択された少なくとも一種を含むことを特
徴とする非導電性遮光層用組成物である。

【０００８】本発明においては、顔料粒子表面に存在
し、前記問題点を引き起こす水酸基の量の最適化を行う
ことで、顔料粒子によるバインダー等の他の組成物成分
の強い吸着や顔料粒子自身の凝集が生じにくくして、組
成物中における顔料粒子の凝集とバインダーとの相互作
用を少なくすることで、液状組成物の保存安定性を向上
させ且つ組成物本来の特性が発現される。

【０００９】更にアルカリ可溶性バインダーの分子量を
従来の組成物より低下させると同時に、その少なくとも
一部を露光及び現像を含むパターン形成工程、特にアル
カリ現像液に長時間曝された場合でも、基板との密着性
を損なわない骨格構造を持つ樹脂、例えば、エポキシ樹
脂とし、且つ光重合性モノマーの少なくとも一部を多官
能性アクリレートや多官能性メタアクリレート、特にジ
ペンタエリスリトールペンタ（メタ）アクリレート、及
びその誘導体を用いることで非導電性遮光層の解像性が
向上すると同時に、実使用に耐え得る強度を持つ非導電
性の遮光層を作製するのに適した組成物が提供される。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下に、好ましい実施の形態を挙
げて本発明を更に詳細に説明する。本発明の非導電性遮
光層用組成物において使用する黒色顔料は、黒色で且つ
電気絶縁性の金属酸化物微粒子及び／又は金属硫化物微
粒子であり、例えば、酸化鉄、酸化クロム、三酸化バナ
ジン、二酸化バナジン、三硫化アンチモン、三硫化ビス
マス、硫化クロム、三硫化モリブデン、二硫化モリブデ
ン、二硫化タングステン、二酸化マンガン、二酸化レニ
ウム、三酸化レニウム、二硫化レニウム、硫化鉄、硫化
第二鉄、酸化コバルト、酸化第二コバルト、四三酸化コ
バルト、硫化コバルト、硫化ニッケル、Ｃｕ−Ｍｎ−Ｆ
ｅより成る複合酸化物微粒子、Ｃｕ−Ｆｅ−Ｚｎより成
る複合酸化物微粒子等から選択された少なくとも１種で
ある。

【００１１】本発明において好ましい黒色顔料は、Ｃｕ
Ｍｎ_２Ｏ_４及び該ＣｕＭｎ_２Ｏ_４のＭｎの一部をＦｅ、
Ｃｏ及び／又はＮｉで置換した複合酸化物微粒子であ
り、上記顔料は、非導電性で黒色度に優れ、且つ微粒子
化が可能な顔料であってスピネル型の化合物であり、耐
候性、耐熱性及び電気的絶縁性に優れた顔料として知ら
れている。特開平４−５０１１９号公報によれば、Ｃ
ｕ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ及びＮｉの水溶性の金属塩にアル
カリを添加して中和析出させ、その析出したスラリー中
に過酸化水素等の酸化剤を加えることにより液相中で酸
化を行った後、洗浄、乾燥、焼成及び粉砕して前記無機
顔料が得られている。

【００１２】この製造方法により、低い製造コストで高
い比表面積を有する微細な顔料を得ることができる。更
に、上記ＣｕＭｎ_２Ｏ_４の複合酸化物のＭｎの一部をＦ
ｅ、Ｃｏ又はＮｉによって置換すると、より比表面積が
大きく且つ微細な顔料が得られる。本発明で使用する顔
料の好ましい組成としては、例えば、ＣｕＯ、Ｆｅ_２Ｏ
_３及びＭｎ_２Ｏ_３からなる複合酸化物が挙げられる。そ
の組成比としては、ＣｕＯが２５〜４０重量％、Ｆｅ_２
Ｏ_３が５〜３０重量％、及びＭｎ_２Ｏ_３が４０〜６０重
量％の範囲のものが特に好ましい。

【００１３】これらの顔料の粒子径は０．０１μｍ〜
０．５μｍであることが好ましい。粒子径が０．０１μ
ｍ未満の場合には、形成される遮光層の遮光性が充分で
なく、一方、粒子径が０．５μｍを越える場合には、形
成された遮光層の膜面の平滑性が損なわれたり、パター
ン形成精度を大幅に低減させるために好ましくない。上
記絶縁性顔料微粒子の表面には多数の水酸基（ＯＨ基）
が存在し、前記問題点を引き起こすが、これら水酸基の
量を調節することで、顔料粒子の凝集やバインダー等の
他の成分が顔料表面に吸着されるのが妨げられるため、
組成物が本来有する特性を損なうことなく、遮光層の形
成、更には遮光層を含むカラーフィルター形成用の組成
物として有用となる。

【００１４】顔料表面の水酸基の量は０．１〜３０μｍ
ｏｌ／ｇの範囲にあることが好ましい。水酸基量が３０
μｍｏｌ／ｇを超える場合には、顔料粒子の凝集に基づ
く前記問題を引き起こし、一方、水酸基量が０．１μｍ
ｏｌ／ｇ未満の場合には、顔料の親水性が大幅に低減す
るため、組成物中における安定な分散状態が形成され
ず、結果として顔料粒子の凝集が起こるために好ましく
ない。

【００１５】顔料の表面水酸基の量の定量は以下の様に
して行う。即ち、顔料２．０ｇに対し０．０１Ｎの水酸
化テトラブチルアンモニウム−エタノール溶液３０ｍｌ
を添加し、１時間撹拌させた後に上澄み１０ｍｌを取
り、エタノール３０ｍｌを加え、０．０１Ｎ過塩素酸−
エタノール溶液で定量した残留水酸化テトラブチルアン
モニウム量を、上記０．０１Ｎの水酸化テトラブチルア
ンモニウム−エタノール溶液３０ｍｌ中に含まれる水酸
化テトラブチルアンモニウム量から引いた値を顔料表面
の水酸基量とした。

【００１６】顔料表面の水酸基の量を０．１〜３０μｍ
ｏｌ／ｇの範囲に調整する方法としては、上記測定によ
り顔料表面の水酸基の量を測定し、水酸基の量が多すぎ
る場合には、顔料を２００℃以上で１時間以上加熱する
ことにより、水酸基を低減させる方法、アルキル基、フ
ェニル基等を有するカップリング剤を添加して、該カッ
プリング剤と水酸基とを反応させて水酸基を低減させる
方法、更には水酸基（エチレングリコールモノ−ｎ−ブ
チルエーテル等）、カルボキシル基（無水フタル酸等）
等の官能基と疎水性部とを併せ持つ有機化合物を顔料に
添加し、有機溶剤中で加熱撹拌して水酸基を低減させる
方法等が挙げられる。一方、顔料の水酸基の量が少なす
ぎる場合には、顔料に対して、その表面の少なくとも一
部を金属酸化物超微粒子で被覆する方法や、顔料を水中
に分散させた後、酸や塩基等を添加し９０℃以上で煮沸
する方法等が挙げられる。このような方法によって顔料
表面の水酸基の量を０．１〜３０μｍｏｌ／ｇの範囲に
調整することができるが、本発明は上記方法に限定され
ない。

【００１７】本発明の非導電性遮光層用組成物において
使用するアルカリ可溶性バインダーとしては、顔料の分
散性に寄与し、光重合性モノマーや光重合性開始剤との
相性がよく、アルカリ現像液に対する溶解性、有機溶剤
溶解性、露光及び現像を含むパターン形成工程中、特に
アルカリ現像液や洗浄液に長時間曝された場合でも基板
に対する密着性に優れ、且つ遮光層及びカラーフィルタ
ー部材としての強度、軟化温度等が適当であるものが好
ましい。これらの好ましいバインダーは以下の広範な種
類の高分子物質の中から選択することができる。

【００１８】具体的には、メタクリル酸共重合体、アク
リル酸共重合体、イタコン酸共重合体、クロトン酸共重
合体、マレイン酸共重合体、部分エステル化マレイン酸
共重合体等、側鎖にカルボン酸基を有するセルロース誘
導体が挙げられる。この他にも水酸基を有するポリマー
に環状酸無水物を付加したカルボキシル変性ポリマーも
有用である。又、この他にもポリビニルピロリドンやポ
リエチレンオキシド、ポリビニルアルコール等の水溶性
ポリマーを挙げることができる。又、不飽和有機酸とメ
チルアクリレート、エチルメタクリレート、ベンジルメ
タクリレート、グリシジルメタクリレート等の不飽和有
機酸エステルをモノマーとした共重合物が挙げられ、こ
の共重合物に他の不飽和有機酸エステルを所定量付加重
合させたものも使用できる。

【００１９】具体的には、メタクリル酸共重合体、アク
リル酸共重合体、イタコン酸共重合体、クロトン酸共重
合体、マレイン酸共重合体、部分エステル化マレイン酸
共重合体等、側鎖にカルボン酸基を有するセルロース誘
導体が挙げられる。この他にも水酸基を有するポリマー
に環状酸無水物を付加したカルボキシル変性ポリマーも
有用である。又、この他にもポリビニルピロリドンやポ
リエチレンオキシド、ポリビニルアルコール等の水溶性
ポリマーを挙げることができる。又、不飽和有機酸とメ
チルアクリレート、エチルメタクリレート、ベンジルメ
タクリレート、グリシジルメタクリレート等の不飽和有
機酸エステルをモノマーとした共重合物が挙げられ、こ
の共重合物に他の不飽和有機酸エステルを所定量付加重
合させたものも使用できる。

【００２０】好ましいアルカリ可溶性バインダーの１例
としては、該バインダーの少なくとも一部が、エポキシ
樹脂であって、該エポキシ樹脂の分子内に２個以上含ま
れるエポキシ基に、グリシジルメタクリレート等を付加
して反応性二重結合基を導入した樹脂や、上記エポキシ
樹脂に環状酸無水物を付加してカルボキシル基を導入し
て、エポキシ樹脂に重合開始能やアルカリ現象性を付与
したエポキシ樹脂変性物が挙げられる。これらのエポキ
シ樹脂としては、特に基本骨格がビスフェノールＡとエ
ピクロロヒドリンとの縮合反応物であるビスフェノール
Ａ型ビニルエステルが好ましく、これらのエポキシ樹脂
変性物はアルカリに対する耐性や基板に対する密着性、
更には形成される遮光層の膜強度の実現のうえで前記し
たような特性を満たすものとして好適である。

【００２１】又、上記のようにアルカリ可溶型バインダ
ーの少なくとも一部に反応性二重結合基を導入して重合
性のバインダーとすることで、形成される遮光層の各種
強度を向上させることができる。導入する反応性二重結
合基は、バインダー１分子当たり平均で０．１〜２０個
の範囲が好ましい。又、適度なアルカリ現像液耐性を付
与するためには、その酸価が約７０〜２５０ｍｇＫＯＨ
／ｇの範囲であることが好ましい。酸価数がこの範囲を
超える場合には、遮光層の露光・現像後においてパター
ン解像はされるものの、アルカリ現像液に対する耐性が
なく、現像パターン面に小さなクラックが発生し、ここ
からアルカリ現像液の浸透が急速に起こることによっ
て、最終的には基板面からレジスト剥れ（剥離）を引き
起こす。又、酸価数がこの範囲未満の場合には、アルカ
リに対する溶解性が無くなり、遮光膜の未露光部でも現
像液に対して溶解が起こらず、適切なパターン形成が行
えない。

【００２２】これらのアルカリ可溶性バインダーの分子
量は、２，０００〜２０，０００の範囲が好ましい。
２，０００未満の場合ではバインダーとして充分に機能
せず、一方、２０，０００を越える場合には複数の顔料
粒子の凝集物を作りやすく、顔料粒子の凝集に起因する
組成物の貯蔵安定性や、基板に対する密着性、パターン
形成性や塗膜の平滑性の低下等を引き起こすために好ま
しくない。アルカリ可溶性バインダーの含有量として
は、液状組成物中の全固形分の５〜８０重量％の範囲と
することが好ましい。又、上記アルカリ可溶性バインダ
ーの少なくとも一部に用いられるエポキシ樹脂は、液中
での顔料に対する分散安定化の効果も有している。

【００２３】以上の如きアルカリ可溶性バインダーの好
ましい例としては、昭和高分子（株）製のビスフェノー
ルＡ型エポキシアクリレート（商品名：ＶＲ−６０、Ｖ
Ｒ−９０）、ダイセル・ユーシービー（株）製のビスフ
ェノールＡ型エポキシアクリレート（商品名：ＥＢ６０
０、ＥＢ３７０１）、新中村化学工業（株）製のジメタ
クリレート（商品名：ＮＫエステル、ＢＰＥ−１００、
ＢＰＥ−２００）、その他クレゾールノボラック型エポ
キシアクリレート、フェノールノボラック型エポキシア
クリレート等が挙げられる。

【００２４】本発明の組成物で使用される光重合性モノ
マーとしては、１分子中に３個以上の二重結合官能基を
持つ多官能アクリレートや多官能メタアクリレートが好
ましく用いられ、特に光重合性モノマーの少なくとも一
部が、５個の二重結合基を持つジペンタエリスリトール
ペンタ（メタ）アクリレートであることが好適である。
ジペンタエリスリトールペンタ（メタ）アクリレートが
特に好ましい理由としては、官能基数が６以上の場合に
は、形成される遮光層自身が硬くなる反面、脆くなるた
めに充分な膜強度が発現し得ず、又、４以下の場合には
膜の硬化が不充分となり、この場合も強度が不充分とな
るものと考えられる。

【００２５】本発明で使用される他の光重合性モノマー
としては、例えば、ポリエチレングリコールジ（メタ）
アクリレート、ポリプロピレングリコールジ（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、トリメチロールプロパンジ（メタ）アクリレー
ト、ネオペンチルグリコールジ（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、ペ
ンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、ジペン
タエリスリトールペンタ（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、ヘキサ
ンジオールジ（メタ）アクリレート、トリメチロールプ
ロパントリ（（メタ）アクリロイルオキシプロピル）エ
ーテル、トリ（（メタ）アクリロイルオキシエチル）イ
ソシアヌレート、トリ（（メタ）アクリロイルオキシエ
チル）シアヌレート、グリセリントリ（メタ）アクリレ
ート、トリメチロールプロパン、グリセリン等の多官能
アルコールにエチレンオキシドやプロピレンオキシドを
付加反応した後に（メタ）アクリレート化したもの、及
びポリエステル（メタ）アクリレート類が挙げられ、モ
ノマーの他にプレポリマー、即ち２量体や３量体も有効
である。上記モノマーの含有量としては、非導電性遮光
層用組成物中の全固形分の５〜５０重量％の範囲とする
ことが好ましい。

【００２６】本発明を実施するうえで、前記アルカリ可
溶性バインダーと上記光重合性モノマーとを組み合わせ
ることで好適な非導電性遮光層を形成することが可能で
はあるが、アルカリ可溶性バインダーとして好適に用い
られるエポキシ樹脂変性物は、本発明におけるアルカリ
可溶性バインダーの好適な分子量範囲である２，０００
〜２０，０００の範囲では、粘着性化合物であり、その
ために形成される非導電性遮光層自体が粘着性を帯び
る。このような非導電性遮光層用組成物を用いて遮光層
やカラーフィルターを製造すると、製造中にゴミ等が遮
光層の表面に付着しやすく、遮光層やカラーフィルター
の欠陥を生じやすくなる。そこで本発明においては、ア
ルカリ可溶性バインダーとして前記エポキシ樹脂変性物
を用いる場合には、上記組成物に更に高分子量体添加剤
を加えて、形成される遮光層の粘着性を取り除くことが
好ましい。

【００２７】遮光層の粘着性を解消する高分子量体添加
剤としては、現像性や解像性等の非導電性遮光層の特性
を保持したまま、粘着性のみを取り除ける特性を有する
ものが好ましく、本発明においては、アルカリ可溶性バ
インダーとの相溶部（親水部）と非相溶部（疎水部）と
を併せ持つグラフト共重合物及び／又はブロック共重合
物を用いることで、非導電性遮光層中に不均質部（疎水
部）を均一に分布させることができ、非導電性遮光層の
特性を保持しながら、粘着性のみを取り除くことが可能
である。

【００２８】本発明における高分子量体添加剤の相溶部
（親水部）とは、−ＯＨ基や−ＣＯＯＨ基等の親水性官
能基を持つ高分子量体、例えば、ポリアクリル酸、ポリ
ビニルピロリドン、ポリビニルアルコール、ポリ（メタ
クリル酸−２−ヒドロキシエチル）、ヒドロキシプロピ
ルメチルセルロース等が、又、主鎖中に−Ｏ−結合を持
つ高分子量体、例えば、ポリエチレングリコール、ポリ
プロピレングリコール等が挙げられ、一方、高分子量体
添加剤の非相溶部（疎水部）とは、骨格中に親水基を持
たないポリメタクリル酸メチル、ポリスチレン、ポリブ
テン等が挙げられ、これらが特に本発明においては好適
である。

【００２９】高分子量体添加剤の分子量は、グラフト共
重合物の場合には、疎水部の分子量が５，０００〜３
０，０００の範囲であり、且つ親水部の分子量が１，０
００〜１０，０００の範囲にあることが好ましく、一
方、ブロック共重合物の場合には、５，０００〜５０，
０００の範囲にあることが好ましい。それぞれの分子量
が、上記範囲未満の場合には、遮光層の粘着性の除去効
果が殆どなく、一方、上記範囲を越える場合には、組成
物中において顔料粒子の凝集を引き起こすために好まし
くない。

【００３０】本発明において、上記高分子量体添加剤
は、反応性二重結合基やアルカリ溶解性の酸価を持って
いてもよい。。導入する反応性二重結合基は、高分子量
体添加剤１分子当たり平均で０．１〜２０個の範囲、及
びアルカリ溶解性の酸価は１０〜２５０ｍｇＫＯＨ／ｇ
の範囲であることが好ましい。これらの高分子量体添加
剤は、その少なくとも一部が顔料粒子表面に吸着し、液
状組成物中での顔料粒子の凝集を防ぐ所謂分散安定化剤
としての効果をも併せ持っている。以上の如き高分子量
体添加剤は、公知の種々の方法で合成可能であり、又、
市場から容易に入手して使用することができ、１例とし
ては、例えば、綜研化学（株）製の櫛形ポリマー（商品
名：Ｌ−２０）が挙げられる。

【００３１】本発明の非導電性遮光層用組成物に用いら
れる光重合性開始剤としては、例えば、チオキサントン
系、アセトフェノン系、ベンゾフェノン系、ベンゾイン
エーテル系及びパーオキシド系の化合物が挙げられ、そ
の他、感度の向上等の必要性に応じて、アミン系やキノ
ン系の光重合促進剤を併用することも有効である。上記
光重合開始剤や光重合促進剤の含有量は、非導電性遮光
層用組成物中の全固形分の０．５〜４０重量％の範囲と
することが好ましい。

【００３２】本発明の非導電性遮光層用組成物において
使用する溶剤としては、該組成物の塗布適性、ポリマー
やモノマー及び光重合開始剤の溶解性、並びに顔料の分
散性を考慮して、１種又は２種以上の溶剤を選択して用
いることができ、上記溶剤は少なくとも１種の多価アル
コール又はその誘導体を含むことが好ましい。特に、顔
料の分散性を考慮すると、多価アルコール又はその誘導
体のうち、水１００重量部に対して２０重量部以上の溶
解性を持つものが特に本発明に有効である。

【００３３】溶剤の具体例としては、例えば、エチレン
グリコール、エチレングリコールモノメチルエーテル、
エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エ
チレングリコールモノエチルエーテル、グリコールモノ
エチルエーテルアセテート、エチレングリコールジエチ
ルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、
エチレングリコールイソアミルエーテル、メトキシメト
キシエーテル、エチレングリコールモノアセテート、ジ
エチレングリコール、ジエチレングリコールモノメチル
エーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、
ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、
ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレング
リコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールメチ
ルエチルエーテル、プロピレングリコール、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
モノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコール
モノエチルエーテル、１−ブトキシエトキシプロパノー
ル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ブタ
ンジオール等が挙げられる。

【００３４】本発明の非導電性遮光層用組成物は、以上
の成分の他に、該組成物が塗布される基板との密着性を
付与するために、上記組成物中にシランカップリング剤
やチタネートカップリング剤、アルミニウムカップリン
グ剤等を添加することもできる。更に、必要に応じて、
公知の添加剤、例えば、分散剤、可塑剤、界面活性剤等
を添加することもできる。本発明の非導電性遮光層用組
成物を、公知の方法で基板上に塗布及び乾燥させること
により、基板上に非導電性遮光層を形成することができ
る。塗布方法の具体例としては、例えば、スピンナー、
ホワイラー、ローラーコーター、カーテンコーター、ナ
イフコーター、バーコーター、エクストルーダー等が挙
げられ、塗布層を乾燥させることによって本発明の非導
電性遮光層を基板上に設けることができる。

【００３５】上記のようにして本発明の非導電性遮光層
を形成した基板にパターンを露光する場合に、光源は非
導電性遮光層の感光性に応じて選択され、例えば、超高
圧水銀灯、キセノン灯、カーボンアーク灯、アルゴンレ
ーザー等の公知のものが使用できる。又、パターン露光
した非導電性遮光層を現像するための現像液としては、
例えば、アルカリ水系現像剤が好適である。本発明にお
いていうアルカリ水系現像液とは、現像を水系で行うた
めに、狭義には現像時にＯＨ^-を放出する現像液であ
る。このアルカリ水系現像液のｐＨは、最適には７．５
〜１２までの領域であり、使用するアルカリ成分は、例
えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリ
ウム、更に有機アンモニウム系化合物、例えば、水酸化
テトラエチルアンモニウム、その他、硫化物、酸化物或
いは弱酸の陰イオン（例えば、Ｆ^-、ＣＮ^-等）等により
加水分解されたものが挙げられる。又、上記ｐＨ領域に
ある緩衝溶液を調整してアルカリ水系現像液として使用
してもよい。

【００３６】更に本発明では、公知の方法に従って、透
明基板上に、赤、緑、及び青の画素、及びブラックマト
リックスを設け、更に表面に透明電極層を設けたカラー
フィルターにおいて、上記ブラックマトリックスを、前
記本発明の非導電性遮光層用組成物から形成したカラー
フィルターを提供することができる。

【００３７】

【実施例】次に、実施例及び比較例を挙げて本発明を具
体的に説明するが、本発明はこれらに限定されない。実施例１ （１）黒色顔料分散液の調製 非導電性黒色顔料：ＴＭブラック＃９５５０（水酸基量：４．２３μｍｏｌ／ ｇ） ２３重量部 （ＣｕＭｎ_２Ｏ_４のＭｎの一部をＦｅに置換した複合酸化物微粒子；大日精化工 業（株）製） 分散液：Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ １１１ ２重量部 （高分子分散剤；ビックケミー・ジャパン（株）製） エチレングリコールモノブチルエーテル ７５重量部 上記成分を混合しサンドミルで充分に分散した。

【００３８】 （２）非導電性遮光層用組成物の調製 （１）で作製した黒色顔料分散液 ６１重量部 アルカリ可溶性バインダー：ＶＲ−６０ ２．８重量部 （ビスフェノールＡ型エポキシアクリレート；昭和高分子（株）製） 光重合性モノマー：ジペンタエリスリトールペンタアクリレート ３．５重量部 高分子量体添加剤：Ｌ−２０ ０．７重量部 （櫛形ポリマー；綜研化学（株）製） 光重合性開始剤： 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）− ブタノン−１ １．６重量部 ４，４−ジエチルチオキサントン ０．３重量部 ２，４−ジエチルチオキサントン ０．１重量部 エチレングリコールモノブチルエーテル ３０重量部 上記成分を充分に混合して本発明の非導電性遮光層用組
成物を得た。

【００３９】（３）遮光層の作製 ガラス基板上に（２）で作製した非導電性遮光層用組成
物をロールコーターで塗布し、１００℃で３分間乾燥さ
せ、膜厚約１μｍの遮光層を形成した。 （４）露光及び現像 上記遮光層に対して、窒素気流下、超高圧水銀灯で遮光
層パターンを露光した後、１重量％炭酸ナトリウム水溶
液で現像した。

【００４０】実施例２ （１）黒色顔料分散液の調製 非導電性黒色顔料としてSICOCER F Black ２９１２
（Ｃｕ−Ｆｅ−Ｚｎ系複合酸化物微粒子；ＢＡＳＦ社
製；水酸基量：５．０４μｍｏｌ／ｇ）を用いた以外は
実施例１と同様にして黒色顔料分散液を得た。 （２）非導電性遮光層用組成物の調製 実施例１と同様の調製条件で非導電性遮光層用組成物を
得た。

【００４１】（３）遮光層の作製 ガラス基板上に（２）で作製した非導電性遮光層用組成
物をロールコーターで塗布し、１００℃で３分間乾燥さ
せ、膜厚約１μｍの遮光層を形成した。 （４）露光及び現像 上記遮光層に対して、窒素気流下、超高圧水銀灯で遮光
層パターンを露光した後、１重量％炭酸ナトリウム水溶
液で現像した。

【００４２】実施例３ （１）非導電性黒色顔料分散液の調製 非導電性黒色顔料としてＰＡ−８４６４Ｍ（酸化鉄系微
粒子；堺化学（株）製；水酸基量：３．３３μｍｏｌ／
ｇ）を用いた以外は実施例１と同様にして非導電性黒色
顔料分散液を得た。 （２）非導電性遮光層用組成物の調製 実施例１と同様の調製条件で非導電性遮光層用組成物を
得た。

【００４３】（３）遮光層の作製 ガラス基板上に（２）で作製した非導電性遮光層用組成
物をロールコーターで塗布し、１００℃で３分間乾燥さ
せ、膜厚約１μｍの遮光層を形成した。 （４）露光及び現像 上記遮光層に対して、窒素気流下、超高圧水銀灯で遮光
層パターンを露光した後、１重量％炭酸ナトリウム水溶
液で現像した。

【００４４】比較例 非導電性黒色顔料ＴＭブラック＃３５５０（水酸基量：
３２μｍｏｌ／ｇ）を用いて実施例１と同様の手法で黒
色顔料分散液、非導電性遮光層用組成物を調製し、遮光
層を作製して露光及び現像を行った。以上の非導電性遮
光層用組成物の特性比較結果を以下に示す。

【００４５】非導電性遮光層用組成物溶液の経時変化 実施例１乃至３の組成物溶液は１ケ月以上にわたり粘度
や粒度分布に変化が認められなかったが、比較例の組成
物溶液は３日後に沈殿物が認められ、７日後に溶液全体
が流動性を失った。遮光層の平滑性 実施例１乃至３の組成物溶液からの遮光層は完全に平滑
であったが、比較例からの遮光層は膜中に数μｍの凝集
物を確認した。

【００４６】現像、洗浄中の基板密着性 比較例の遮光層は現像、洗浄中にその殆どが剥れてしま
ったが、実施例１乃至３の遮光層は現像、洗浄中の剥れ
や欠落は認められなかった。

【００４７】

【発明の効果】本発明によれば、長期にわたり安定で、
且つ遮光能力が高く、アルカリ現像液に長時間さらされ
た場合でも基板密着性に優れパターン形成に優れた非導
電性遮光層得ることができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｇ０２Ｂ 5/20 １０１ Ｇ０２Ｂ 5/20 １０１ Ｇ０２Ｆ 1/1335 ５００ Ｇ０２Ｆ 1/1335 ５００ ５０５ ５０５ Ｇ０３Ｆ 7/027 ５０２ Ｇ０３Ｆ 7/027 ５０２ // Ｃ０８Ｆ 2/48 Ｃ０８Ｆ 2/48 Ｃ０９Ｄ 4/00 Ｃ０９Ｄ 4/00

Claims (17)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 アルカリ可溶性バインダー、光重合性モ
   ノマー、光重合性開始剤、顔料及び溶剤を主成分とする
   非導電性遮光層用組成物において、上記顔料が、その表
   面に０．１〜３０μｍｏｌ／ｇの水酸基を有する金属酸
   化物微粒子及び／又は金属硫化物微粒子から選択された
   少なくとも一種を含むことを特徴とする非導電性遮光層
   用組成物。
2. 【請求項２】 顔料の粒子径が０．０１〜０．５μｍで
   ある請求項１に記載の非導電性遮光層用組成物。
3. 【請求項３】 アルカリ可溶性バインダーの少なくとも
   一部が、反応性二重結合基をバインダー１分子当たり平
   均で０．１〜２０個含み、且つ酸価が７０〜２５０ｍｇ
   ＫＯＨ／ｇであるエポキシ樹脂である請求項１に記載の
   非導電性遮光層用組成物。
4. 【請求項４】 エポキシ樹脂が、ビスフェノールＡ型ビ
   ニルエステルである請求項３に記載の非導電性遮光層用
   組成物。
5. 【請求項５】 アルカリ可溶性バインダーの分子量が、
   ２，０００〜２０，０００である請求項１に記載の非導
   電性遮光層用組成物。
6. 【請求項６】 光重合性モノマーの少なくとも一部が３
   個以上の二重結合官能基を持つ多官能アクリレート及び
   ／又は多官能メタアクリレートである請求項１に記載の
   非導電性遮光層用組成物。
7. 【請求項７】 光重合性モノマーの少なくとも一部が、
   ジペンタエリスリトールペンタ（メタ）アクリレート又
   はその誘導体である請求項１に記載の非導電性遮光層用
   組成物。
8. 【請求項８】 更に高分子量体添加剤を含む請求項１に
   記載の非導電性遮光層用組成物。
9. 【請求項９】 高分子量体添加剤の少なくとも一部が、
   疎水性の主鎖と親水性の側鎖とからなるグラフト共重合
   物である請求項８に記載の非導電性遮光層用組成物。
10. 【請求項１０】 高分子量体添加剤の少なくとも一部
    が、親水性の主鎖と疎水性の側鎖とからなるグラフト共
    重合物である請求項８に記載の非導電性遮光層用組成
    物。
11. 【請求項１１】 グラフト共重合物の疎水性部の分子量
    が、５，０００〜３０，０００であり且つ親水性部の分
    子量が、１，０００〜１０，０００である請求項９又は
    １０に記載の非導電性遮光層用組成物。
12. 【請求項１２】 高分子量体添加剤の少なくとも一部
    が、疎水部と親水部とを併せ持つブロック共重合物であ
    る請求項８に記載の非導電性遮光層用組成物。
13. 【請求項１３】 ブロック共重合物の分子量が、５，０
    ００〜５０，０００である請求項１２に記載の非導電性
    遮光層用組成物。
14. 【請求項１４】 高分子量体添加剤が、反応性二重結合
    基を高分子量体添加剤１分子当たり平均で０．１〜２０
    個含む請求項８に記載の非導電性遮光層用組成物。
15. 【請求項１５】 高分子量体添加剤の酸価が、１０〜２
    ５０ｍｇＫＯＨ／ｇである請求項８に記載の非導電性遮
    光層用組成物。
16. 【請求項１６】 請求項１〜１５に記載の非導電性遮光
    層用組成物を基板上に塗布及び乾燥した後、少なくとも
    露光及び現像を含むパターン形成工程により形成された
    ことを特徴とする非導電性遮光層。
17. 【請求項１７】 透明基板上に、赤、緑及び青の画素、
    及びブラックマトリックスを設け、更に表面に透明電極
    層を設けたカラーフィルターにおいて、上記ブラックマ
    トリックスが、請求項１〜１５に記載の非導電性遮光層
    用組成物から形成されていることを特徴とするカラーフ
    ィルター。