JP2009237466A - カーボンブラック分散液、黒色感光性組成物、カラーフィルタ、及び液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明の課題は、カーボンブラック顔料の分散液の安定性を向上させ、十分な感度、適切なパターン形状や微細パターンを得ることのできるカーボンブラック分散液及び黒色感光性組成物、それを用いた遮光性の高いブラックマトリクスを有するカラーフィルタ及びそのカラーフィルタを含む液晶表示装置を提供することである。
【解決手段】少なくとも（A）カーボンブラック顔料、（B）高分子分散剤、（C）溶剤からなるカーボンブラック分散液において、前記（B）高分子分散剤のうちの一つが、不飽和二重結合とウレタン結合を有する化合物であることを特徴とするカーボンブラック分散液である。またその分散液を使用した黒色感光性組成物、それを用いた遮光性の高いブラックマトリクスを有するカラーフィルタ及びそのカラーフィルタを含む液晶表示装置である。
【選択図】なし

Description

本発明は、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、エレクトロルミネッセンスパネル、ビデオカメラ等のカラーフィルタに使用されるブラックマトリクス用のアルカリ現像性の黒色感光性樹脂組成物とそれを使用したカラーフィルタ、液晶表示装置に関する。

最近、電子機器の軽薄短小化や高機能化の進展に伴い、微細パターンを精度良く形成することが望まれている。たとえば、液晶ディスプレイ等に使用されるカラーフィルタにおいても、ブラックマトリクス（以下ＢＭと略記することもある）として遮光性が高く、線幅が狭いものが要求されている。

種々のブラックマトリクス用の黒色感光性組成物の中には、エチレン性不飽和結合を有する特定の化合物を含有する感光性組成物、カーボンブラック顔料、及び光重合開始剤を含有するものがある。この黒色感光性組成物に紫外線もしくは電子線を照射することによって重合硬化させることができる。

この黒色感光性組成物及びアルカリ現像性の黒色感光性樹脂組成物として、特許文献１には、フルオレン骨格を有するエポキシ樹脂に不飽和一塩基性化合物を反応してなるアルカリ現像性感光性組成物が提案されている。また、特許文献２には、ジシクロペンタジエン骨格を有するクレゾール又はノボラックエポキシに不飽和一塩基性化合物を反応してなる黒色感光性組成物が提案されている。また、特許文献３には、アルカリ可溶性不飽和樹脂及び該樹脂を含有する感放射線性組成物が提案されている。しかし、これらの公知の黒色アルカリ現像性の感光性組成物では、感度が低く、適切なパターン形状や微細パターンを得ることが困難であった。そのため、密着性、耐アルカリ性に優れ、微細パターンを精度良く形成できるアルカリ現像性感光性組成物が望まれていた。

また、特許文献４には、カーボンブラック分散液の分散剤として、トリレンジイソシアネートの３量体、グリコール類アルコールとアミンを反応させた高分子分散剤が提案されている。しかし、これを用いても十分な感度、及び密着性を得ることが困難であった。

以下に特許文献を示す。
特許３１４８４２９号公報 特許３９３８３７５号公報 特開平２００３−８９７１６号公報 特開平２００６−１７１７８１号公報

カラーフィルタのブラックマトリクスの遮光性を増加するために、ブラックマトリクス用の黒色感光性組成物中の黒色顔料濃度を高くする方向の開発が進んでいる。黒色顔料濃度を高くすると、感光感度を向上させるための感光性樹脂や不飽和二重結合を有する化合物の添加量が少なくなり、十分な感度、適切なパターン形状や微細パターンを得ることが難しくなっている。更に、顔料濃度が高くなることで、顔料分散液の安定性が低下するようになって来た。安定性が低いと黒色感光性組成物の感度や解像性も低下する。通常、黒色顔料としてカーボンブラックが使用されている。

本発明の課題は、カーボンブラック顔料の分散液の安定性を向上させ、十分な感度、適切なパターン形状や微細パターンを得ることのできるカーボンブラック分散液及び黒色感光性組成物、それを用いた遮光性の高いブラックマトリクスを有するカラーフィルタ及びそのカラーフィルタを含む液晶表示装置を提供することである。

本発明は、上記課題を解決するためのものであり、本発明の請求項１に係わる発明は、少なくとも（Ａ）カーボンブラック顔料、（Ｂ）高分子分散剤、（Ｃ）溶剤からなるカーボンブラック分散液において、前記（B）高分子分散剤が、少なくとも不飽和二重結合とウレタン結合を有する化合物を含むことを特徴とするカーボンブラック分散液である。

本発明の請求項２に係わる発明は、前記不飽和二重結合とウレタン結合を有する化合物が、フェニルメタンイソシアネートの多量体と水酸基を有する多官能又は単官能（メタ）アクリル化合物を反応させた一般式（１）に示すウレタンアクリレート樹脂、であることを特徴とする請求項１に記載のカーボンブラック分散液である。

（式（１）においてＲは、多官能又は単官能（メタ）アクリル化合物を示し、ｎは０〜１０である。）。

本発明の請求項３に係わる発明は、前記ウレタンアクリレート樹脂の添加量がカーボンブラック顔料に対して、５質量％から５０質量％であることを特徴とする請求項２に記載のカーボンブラック分散液である。

本発明の請求項４に係わる発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載のカーボンブラック分散液に、少なくとも（Ｄ）バインダー樹脂、（Ｅ）光重合開始剤、（Ｆ）エチレン性二重結合を少なくとも一個以上有する化合物、を加えたことを特徴とする黒色感光性組成物である。

本発明の請求項５に係わる発明は、カーボンブラック顔料が全固形分の４０質量％から６０質量％の範囲で含まれることを特徴とする請求項４に記載の黒色感光性組成物である。

本発明の請求項６に係わる発明は、請求項４または５に記載の黒色感光性組成物を使用してブラックマトリクスを形成したことを特徴とするカラーフィルタである。

本発明の請求項７に係わる発明は、請求項６に記載のカラーフィルタを使用したことを特徴とする液晶表示装置である。

本発明請求項１の発明によって、カーボンブラック顔料の分散安定性がよいカーボンブラック分散液を得ることができる。

本発明請求項２の発明によって、さらに分散安定性がよいカーボンブラック分散液を得ることができる。

本発明請求項３の発明によって、分散液の経時安定性がよく、また黒色感光性組成物に使用した場合に露光感度が十分であり、さらにカラーフィルタのブッラクマトリクスとして使用した場合に十分なアルカリ耐性を有するようにすることができるカーボンブラック分散液をうることができる。

本発明請求項４の発明によって、カラーフィルタのブラックマトリクス形成用として感光性、現像性、耐熱性に優れた黒色感光性組成物を得ることができる。

本発明請求項５の発明によって、液晶表示装置用カラーフィルタのブラックマトリクスとして遮光性に優れ、かつ露光感度が高く、現像性、基板への密着性も良好な黒色感光性組成物を得ることができる。

本発明請求項６の発明によって、優れた解像度、透明性、密着性を有する液晶表示装置用のカラーフィルタを得ることができる。

本発明請求項７の発明によって、表示品質、信頼性が高い液晶表示装置を得ることができる。

すなわち、本発明のカーボンブラック分散液及び黒色感光性組成物は、感度、解像度、透明性、密着性等に優れ、微細パターンを精度良く形成できる。また、本発明の黒色感光性組成物を用いて形成した、カラーフィルタは耐アルカリ性に優れ、カラーフィルタを含む液晶表示装置は信頼性が高く、表示品質も良好である。

以下、本発明のカーボンブラック分散液及び黒色感光性組成物及びカラーフィルタについて、好ましい実施形態に基づき詳細に説明する。

請求項１の発明のカーボンブラック分散液は、（Ａ）カーボンブラック顔料、（Ｂ）高分子分散剤、（Ｃ）溶剤からなり、（Ｂ）高分子分散剤が少なくとも不飽和二重結合とウレタン結合を有する化合物を含むことを特徴とするものである。その他の分散剤については後記する。

（Ａ）カーボンブラック顔料としては、三菱化学社製のカーボンブラック＃２４００、＃２３５０、＃２３００、＃２２００、＃１０００、＃９８０、＃９７０、＃９６０、＃９５０、＃９００、＃８５０、ＭＣＦ８８、＃６５０、ＭＡ６００、ＭＡ７、ＭＡ８、ＭＡ１１、ＭＡ１００、ＭＡ２２０、ＩＬ３０Ｂ、ＩＬ３１Ｂ、ＩＬ７Ｂ、ＩＬ１１Ｂ、ＩＬ５２Ｂ、＃４０００、＃４０１０、＃５５、＃５２、＃５０、＃４７、＃４５、＃４４、＃４０、＃３３、＃３２、＃３０、＃２０、＃１０、＃５、ＣＦ９、＃３０５０、＃３１５０、＃３２５０、＃３７５０、＃３９５０、ダイヤブラックＡ、ダイヤブラックＮ２２０Ｍ、ダイヤブラックＮ２３４、ダイヤブラックＩ、ダイヤブラックＬＩ、ダイヤブラックＬＨ、ダイヤブラックＮ３３９、ダイヤブラックＳＨ、ダイヤブラックＳＨＡ、ダイヤブラックＬＨ、ダイヤブラックＨ、ダイヤブラックＨＡ、ダイヤブラックＳＦ，ダイヤブラックＮ５５０Ｍ、ダイヤブラックＥ、ダイヤブラックＧ、ダイヤブラックＲ、ダイヤブラックＮ７６０Ｍ、ダイヤブラックＬＲ、キャンカーブ社製のカーボンブラックサーマックスＮ９９０、Ｎ９９１、Ｎ９０７、Ｎ９０８、Ｎ９９０、Ｎ９９１、Ｎ９０８、旭カーボン社製のカーボンブラック旭＃８０、旭＃７０、旭＃７０Ｌ、旭Ｆ−２００、旭＃６６、旭＃６６Ｕ、旭＃５０、旭＃３５、旭＃１５、アサヒサーマル、デグザ社製のカーボンブラックＣｏｌｏｒＢｌａｃｋ Ｆｗ２００、ＣｏｌｏｒＢｌａｃｋ Ｆｗ２、ＣｏｌｏｒＢｌａｃｋ Ｆｗ２Ｖ、ＣｏｌｏｒＢｌａｃｋ Ｆｗ１、ＣｏｌｏｒＢｌａｃｋ Ｆｗ１８、ＣｏｌｏｒＢｌａｃｋ Ｓ１７０、ＣｏｌｏｒＢｌａｃｋ Ｓ１６０、ＳｐｅｃｉａｌＢｌａｃｋ６、ＳｐｅｃｉａｌＢｌａｃｋ５、ＳｐｅｃｉａｌＢｌａｃｋ４、ＳｐｅｃｉａｌＢｌａｃｋ４Ａ、ＳｐｅｃｉａｌＢｌａｃｋ２５０、ＳｐｅｃｉａｌＢｌａｃｋ３５０、ＰｒｉｎｔｅｘＵ、ＰｒｉｎｔｅｘＶ、Ｐｒｉｎｔｅｘ１４０Ｕ、Ｐｒｉｎｔｅｘ１４０Ｖ（いずれも商品名）等を使用することができる。

（Ｂ）高分子分散剤として、少なくとも不飽和二重結合とウレタン結合を有するフェニルメタンイソシアネートの多量体と水酸基を有する多官能又は、単官能（メタ）アクリル化合物を反応させたウレタンアクリレート樹脂を使用することが好ましい。なお、本発明においては、（メタ）アクリル化合物とはアクリル化合物とメタアクリル化合物の両方を示している。

請求項２に記載のフェニルメタンイソシアネートの多量体としては、ポリメリックＭＤＩとしてルプラネートＭ２０Ｓ、Ｍ１１Ｓ、Ｍ５Ｓ（ＢＡＳＦ ＩＮＯＡＣ ポリウレタン社製）、Ｍ−１００、Ｍ−２００、Ｍ−５０、Ｍ−３００、Ｍ−１５００、ＭＸ、ＣＸ（三井化学ポリウレタン社製）、ミリオネートＭＴ、ＭＲ（日本ポリウレタン社製）などが市販されており、好ましく使用することができる。

フェニルメタンイソシアネートの多量体のポリメリックＭＤＩは、分散時に、２５℃における粘度が４００ｍＰａ・ｓ以下のものを使用することが好ましい。４００ｍＰａ・ｓ以上のものでは、分散時に増粘し、分散が不十分になり、分散液の経時安定性が損なわれることがある。

請求項２に記載の水酸基を有する多官能又は、単官能の（メタ）アクリル化合物としては、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、４−ヒドロキシブチル（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、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、ジトリメチロールプロパントリ（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エチレンオキサイド変性ペンタ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールプロピレンオキサイド変性ペンタ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールカプロラクトン変性ペンタ（メタ）アクリレート、グリセロールアクリレートメタクリレート、グリセロールジメタクリレート、２−ヒドロキシ−３−アクリロイルプロピルメタクリレート、エポキシ基含有化合物とカルボキシ（メタ）アクリレートの反応物、水酸基含有ポリオールポリアクリレート等が挙げられる。また、多官能イソシアネートとしては、トリレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、ジフェニルメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ポリイソシアネート等が挙げられる。

多官能又は単官能（メタ）のアクリル化合物をフェニルメタンイソシアネートの多量体に付加反応させた式（１）に示す化合物において、アクリレートの導入率が高いほど高感度化が可能になり、また分散剤としての機能も向上する。

カーボンブラック分散液において、ウレタンアクリレート樹脂の含有量はカーボンブラック顔料に対して、５質量％から５０質量％が好ましい。５質量％以下では、黒色感光性組成物にした時に、感度不足になる。また、５０質量％以上では、分散液中に他の分散剤を添加することができなくなり、分散安定性が悪くなる。

カーボンブラック分散液に用いられるその他の（Ｂ）高分子分散剤としては、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１６１、１６２、１６３、１６４、１６６、１８２（以上、ビックケミー・ジャパン（株）製）、ＥＦＫＡ−４７、−４７ＥＡ、−４８、−４９、−１００、−４００、−４５０（以上、ＥＦＫＡ社製）；ソルスパース １３２４０、１３９４０、１７０００、２４０００ＧＲ、２８０００、２００００、１２０００、２７０００（以上、ゼネカ（株）製）などがあげられる。分散剤の添加量は特に限定されるものではない。

分散液中の（Ｂ）高分子分散剤として、使用できる分散剤の量は、カーボンブラック顔料に対して、５質量％から６０質量％の範囲で用いられることが好ましい。５質量％以下
では、分散が不十分で分散液の経時安定性が悪く、増粘などの不具合が発生する。また、６０質量％以上の場合は黒色感光性組成物の感度が低下したり、カラーフィルタ用のブラックマトリクスのアルカリ耐性が低下したりする。

カーボンブラック分散液の（Ｃ）溶剤としては、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、クロロホルム、塩化メチレン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、シクロヘキサン、ベンゼン、トルエン、キシレン、メタノール、エタノール、イソプロパノール、ジプロピレングリコールメチルエーテル、プロピレングリコールｎ−ブチルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、シクロヘキサノールアセテート、３−メトキシブチルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテートの単体、またはそれら任意の２種類以上の混合物であって、液状のものを使用する。しかし、これらに限定されるものではない。

ここで、ウレタンアクリのレート樹脂を溶剤に溶解した溶液を調製して、そこへ（Ａ）カーボンブラック顔料やウレタンアクリレート樹脂以外の（Ｂ）高分子分散剤を分散させる場合には、三本ロールミル、二本ロールミル、サンドミル、ニーダー、ディゾルバー、ハイスピードミキサー、ホモミキサー、アトライター等の各種分散装置を用いて行うことができる。また、分散を良好に行うために、各種界面活性剤を添加して分散を行っても良い。

また、別の方法として、カーボンブラック顔料と高分子分散剤を予め混合して顔料組成物を調製する場合、粉末のカーボンブラック顔料と高分子分散剤を単に混合するだけでも良いが、ニーダー、ロール、アトライター、スーパーミル等の各種粉砕機により機械的に混合する方法や、カーボンブラック顔料を溶剤に分散させた後、高分子分散剤を含む溶液を添加し、カーボンブラック顔料表面に高分子分散剤を吸着させる方法、などの混合方法を採用することが好ましい。

本発明において使用する（Ｄ）バインダー樹脂としては、アクリル酸、メタクリル酸、メチルアクリレート、メチルメタクリレート、エチルアクリレート、エチルメタクリレート、ブチルアクリレート、ブチルメタクリレートなどのアルキルアクリレートまたはアルキルメタクリレート、環状のシクロヘキシルアクリレートまたはメタクリレート、ヒドロキシエチルアクリレートまたはメタクリレート、スチレンなどの内から３〜５種類程度のモノマーを用いて、分子量５０００〜１０００００程度に重合した樹脂を用いる。

アクリル系樹脂の一部に不飽和二重結合を付加させた樹脂は、上記のアクリル樹脂にイソシアネート基と少なくとも１個以上のビニル基を有するイソシアネートエチルアクリレート、メタクリロイルイソシアネートなどの化合物を反応させることによって得られる。

更にバインダー樹脂として、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂、ポリカルボン酸グリシジルエステル、ポリオールポリグリシジルエステル、脂肪族又は脂環式エポキシ樹脂、アミンエポキシ樹脂、トリフェノールメタン型エポキシ樹脂、ジヒドロキシベンゼン型エポキシ樹脂などのエポキシ樹脂と（メタ）アクリル酸を反応させて得られるエポキシ（メタ）アクリレート等の通常の光重合可能な樹脂等やカルド樹脂も、単体または混合して使用することができる。

更に、フェノールノボラック系エポキシ樹脂、クレゾールノボラック系エポキシ樹脂等に（メタ）アクリル酸等のカルボン酸含化合物を付加させた後、酸価の付与と熱処理で解離する部分を結合するため、酸無水物を付加させ、さらに酸価調整のためにカルボン酸をキャップした樹脂なども使用できる。

上記の（Ｄ）バインダー樹脂は酸価１０〜１５０ｍｇＫＯＨ／ｇのものが好ましく、より好ましくは５０〜１２０ｍｇＫＯＨ／ｇの範囲である。ここで樹脂の酸価は樹脂１ｇを中和するに必要な水酸化カリウムの量（ｍｇ）として測定される値であり、通常は水酸化カリウム水溶液を用いて滴定することにより求めることができる。

本発明に使用される（Ｅ）光重合開始剤としては、従来既知の化合物を用いることが可能であり、例えば、ベンゾフェノン、フェニルビフェニルケトン、１−ヒドロキシ−１−ベンゾイルシクロヘキサン、ベンジル、ベンジルジメチルケタール、１−ベンジル−１−ジメチルアミノ−１−（４’−モルホリノベンゾイル）プロパン、２−モルホリル−２−（４’−メチルメルカプト）ベンゾイルプロパン、チオキサントン、１−クロル−４−プロポキシチオキサントン、イソプロピルチオキサントン、ジエチルチオキサントン、エチルアントラキノン、４−ベンゾイル−４’−メチルジフェニルスルフィド、ベンゾインブチルエーテル、２−ヒドロキシ−２−ベンゾイルプロパン、２−ヒドロキシ−２−（４’−イソプロピル）ベンゾイルプロパン、４−ブチルベンゾイルトリクロロメタン、４−フェノキシベンゾイルジクロロメタン、ベンゾイル蟻酸メチル、１，７−ビス（９’−アクリジニル）ヘプタン、９−ｎ−ブチル−３，６−ビス（２’−モルホリノイソブチロイル）カルバゾール、２−メチル−１−［４−（メチルチオ）フェニル］−２−モルホリノプロパン−１−オン、２−メチル−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２−フェニル−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２−ナフチル−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、および一般式（２）で表される下記化合物等が挙げられる。

（式中、Ｘ１はハロゲン原子又はアルキル基を表し、Ｒ１はＲ、ＯＲ、ＣＯＲ、ＳＲ、ＣＯＮＲＲ’又はＣＮを表し、Ｒ２はＲ、ＯＲ、ＣＯＲ、ＳＲ、ＮＲＲ’を表し、Ｒ３はＲ、ＯＲ、ＣＯＲ、ＳＲ、ＮＲＲ’を表す。Ｒ及びＲ’は、アルキル基、アリール基、アラルキル基又は複素環基を表し、これらはハロゲン原子及び／又は複素環基で置換されていてもよく、これらのうちアルキル基及びアラルキル基のアルキレン部分は、不飽和結合、エーテル結合、チオエーテル結合、エステル結合により中断されていてもよい。また、Ｒ及びＲ’は一緒になって環を形成していてもよく、ｎは０〜５である。）。

本発明に使用できる（Ｆ）エチレン性二重結合を少なくとも一個以上有する化合物としては、アクリル酸−２−ヒドロキシエチル、アクリル酸−２−ヒドロキシプロピル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸Ｎ−オクチル、アクリル酸イソオクチル、アクリル酸イソノニル、アクリル酸ステアリル、アクリル酸メトキシエチル、アクリル酸ジメチルアミノエチル、アクリル酸亜鉛、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、メタクリル酸−２−ヒドロキシエチル、メタクリル酸−２−ヒドロキシプロピル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸ターシャリーブチル、メタクリル酸シクロヘキシル、トリメチロールプロパントリメタクリレート、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、トリシクロデカンジメチロールジアクリレート等が挙げられる。

本発明の黒色感光性組成物中にカーボンブラック顔料が４０質量％から６０質量％（全固形分中）の範囲で含まることが好ましい。４０質量％以下では、十分な遮光性（光学濃度（ＯＤ値））を得ることが出来ない。光学濃度（ＯＤ値）が３．６以下の場合、パネル化した際にバックライトの光を透過させてしまう。また、顔料が６０質量％を超えると、露光感度、現像液に対する溶解性が悪くなり。パターンの直線性や、基板にたいする密着性が低下する。

本発明の黒色感光性組成物中に界面活性剤などを添加しても良い。界面活性剤としては、パーフルオロアルキルリン酸エステル、パーフルオロアルキルカルボン酸塩等のフッ素界面活性剤、高級脂肪酸アルカリ塩、アルキルスルホン酸塩、アルキル硫酸塩等のアニオン系界面活性剤、高級アミンハロゲン酸塩、第四級アンモニウム塩等のカチオン系界面活性剤、ポリエチレングリコールアルキルエーテル、ポリエチレングリコール脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、脂肪酸モノグリセリド等の非イオン界面活性剤、両性界面活性剤、シリコーン系界面活性剤等の界面活性剤を用いることができ、これらは組み合わせて用いてもよい。

本発明の黒色感光性組成物には、さらに熱可塑性有機重合体を用いることによって、硬化物の特性を改善することもできる。該熱可塑性有機重合体としては、例えば、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、メチルメタクリレート−エチルアクリレート共重合体、ポリ（メタ）アクリル酸、スチレン−（メタ）アクリル酸共重合体、（メタ）アクリル酸−メチルメタクリレート共重合体、ポリビニルブチラール、セルロースエステル、ポリアクリルアミド、飽和ポリエステル等が挙げられる。

また、本発明の黒色感光性組成物には、必要に応じて、アニソール、ハイドロキノン、ピロカテコール、第三ブチルカテコール、フェノチアジン等の熱重合抑制剤や、可塑剤、接着促進剤、充填剤、消泡剤、レベリング剤等の慣用の添加物を加えることができる。

本発明の黒色感光性組成物は、ロールコーター、カーテンコーター、各種の印刷、浸漬等の公知の手段で、金属、紙、プラスチック等の支持基体上に適用される。また、一旦フィルム等の支持基体上に施した後、他の支持基体上に転写することもでき、その適用方法に制限はない。

本発明の黒色感光性組成物は、光硬化性塗料、光硬化性接着剤、印刷版、印刷配線板用フォトレジスト等の各種の用途に使用することができ、その用途に特に制限はない。

また、本発明の黒色感光性組成物を硬化させる際に用いられる活性光の光源としては、波長３００〜４５０ｎｍの光を発光するものを用いることができ、例えば、超高圧水銀、水銀蒸気アーク、カーボンアーク、キセノンアーク等を用いることができる。

次に、本発明のカラーフィルタについて説明する。本発明のカラーフィルタは、透明基板上に、少なくとも本発明の黒色感光性組成物を基板上に塗布した黒色膜を使用したブラックマトリクスと、着色層を具備するものである。ブラックマトリクスの厚さは、０．５μｍから２．０μｍが好ましい。０．５μｍ以下では、十分な遮光性が得られず、パネル化した際にバックライトの光の一部を透過してしまうので、表示品質が低下する。また、２．０μｍ以上では、パターン形成した場合にパターンの端面の断面形状が逆テーパ状となり、後工程である着色層用溶液の塗布において気泡の巻き込みが発生しやすい、などの問題が生じる。

ブラックマトリクスは、本発明の黒色感光性組成物を使用して、通常の印刷法または通常のフォトリソグラフィー法により、透明基板上に形成することができる。

透明基板としては、ソーダ石灰ガラス、低アルカリ硼珪酸ガラス、無アルカリアルミノ硼珪酸ガラス等のガラス板や、ポリカーボネート、ポリメタクリル酸メチル、ポリエチレンテレフタレート等の樹脂板が用いられる。また、ガラス板や樹脂板の表面には、液晶パネル化後の液晶駆動のために、酸化インジウム、酸化錫等からなる透明電極が形成されていてもよい。

フォトリソグラフィー法によりブラックマトリクスを形成する場合は、図１に示すように、まず透明基板上１に黒色感光性組成物２を、スプレーコートやスピンコート、スリットコート、ロールコート等の塗布方法により、乾燥膜厚が０．７〜２．５μｍとなるように塗布する。塗布膜を乾燥させる際には、減圧乾燥機、コンベクションオーブン、ＩＲオーブン、ホットプレート等を使用してもよい。次に、乾燥された黒色感光性組成物の膜に、所定のパターンを有するフォトマスク４を通して紫外線露光７を行う。その後、アルカリ現像液に浸漬するかもしくはスプレー等により現像液を噴霧して未硬化部を除去して所望のパターンを形成し、カラーフィルタ用ブラックマトリクス３を形成する。

なお、紫外線露光感度を上げるために、上記黒色レジストを塗布乾燥後、水溶性あるいはアルカリ水溶性樹脂、例えばポリビニルアルコールや水溶性アクリル樹脂等を塗布乾燥し酸素による重合阻害を防止する膜を形成した後、紫外線露光を行うこともできる。

ブラックマトリクスを形成するのと同様の操作を着色層（赤色、緑色、青色）のパターン形成について繰り返すことによって、カラーフィルタを製造することができる（図２）。

本発明の黒色感光性組成物の膜は、アルカリ溶解性なので、アルカリ現像液として炭酸ナトリウム、水酸化ナトリウム等の水溶液を使用する。また、ジメチルベンジルアミン、トリエタノールアミン等の有機アルカリを用いることもできる。さらに、現像液には、消泡剤や界面活性剤を添加することもできる。

現像方法としては、シャワー現像法、スプレー現像法、ディップ（浸漬）現像法、パドル（液盛り）現像法等を適用することができる。

以下、実施例等を挙げて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。

一般式（１）で示される化合物の合成
（合成例１）
内容量が１リットルの反応容器に、２−ヒドロキシエチルアクリレート８０ｇとＭ１１Ｓ（ＢＡＳＦ社製、粘度１００〜１５０ｍＰａ・ｓ）１００ｇを混合し、６０℃で８時間反応させ、多官能ウレタンアクリレート樹脂（１）を含む生成物を得た。

（合成例２）
内容量が１リットルの反応容器に、トリメチロールプロパンジアクリレート１５０ｇとルプラネートＭ５Ｓ（ＢＡＳＦ社製、粘度４０〜６０ｍＰａ・ｓ）１００ｇを混合し、６０℃で８時間反応させ、多官能ウレタンアクリレート樹脂（２）を含む生成物を得た。

（合成例３）
内容量が１リットルの反応容器に、トリメチロールプロパンジアクリレート１５０ｇとルプラネートＭ２０Ｓ（ＢＡＳＦ社製 、粘度１７０〜２５０ｍＰａ・ｓ）１００ｇを混合し、６０℃で８時間反応させた。多官能ウレタンアクリレート樹脂（３）を含む生成物を得た。

（合成例４）
内容量が１リットルの反応容器に、トリメチロールプロパンジアクリレート１５０ｇとルプラネートＭＰ−１０２（ＢＡＳＦ社製 、粘度５５０〜７５０ｍＰａ・ｓ）１００ｇ
を混合し、６０℃で８時間反応させた。多官能ウレタンアクリレート樹脂（４）を含む生成物を得た。

＜実施例１＞
《カーボンブラック分散液（１）の作製》
カーボンブラック顔料２５質量部、分散剤４質量部、分散助剤としてスルホン酸基を有する銅フタロシアニン誘導体を１．０部及び合成例１で合成した多官能ウレタンアクリレート樹脂（１）を２．５質量部、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート６７．５質量部を混合し、よく攪拌した後、直径０．５ｍｍのビーズを用いてビーズミル分散機にて５時間撹拌して、５μｍのフィルターでろ過し、カーボンブラック分散液（１）とした。（分散液中のウレタンアクリレート樹脂の含有量が顔料に対して、１０質量％）。

《黒色感光性組成物（１）の作成》
・カーボンブラック分散液 ２５．２質量部
・バインダー樹脂Ｖ２５９（新日鐵化学社製） ５．８２質量部
・多官能ウレタンアクリレート樹脂（１） ０．８１質量部
・アロニクスＭ−４０２（東亜合成社製） １．１８質量部
・イルガキュアー３６９（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製） ０．２３質量部
・イルガキュアーＯＸＥ−０２（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製）
０．４６質量部
・ＢＹＫ−３２３（ビックケミー社製） ０．０１質量部
・プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート ２７．９質量部
・シクロヘキサノン ３６．９質量部
上記の組成比で混合し、混合物が均一になるよう十分に攪拌した後、２μｍのフィルターでろ過して、黒色感光性組成物（１）を得た（顔料濃度４５質量％）。

《カラーフィルタの作製》
１）ＢＭの形成
上記ＢＭ形成用の黒色感光性組成物（１）をガラス基板にスピンコートで塗布し、乾燥させ、膜厚１．６μｍの塗膜を作製した。この塗膜を１００℃で３分間加熱した後、所定の線幅３０．５μｍのストライプ状パターンを有するフォトマスクを用い、光源として超高圧水銀灯ランプを用いて２００ｍＪ／ｃｍ²露光した。次に、２．５質量％炭酸ナトリウム水溶液で６０秒間現像し、現像後よく水洗し、さらに乾燥後、２３０℃で６０分加熱処理してパターンを定着させて、所定のパターンを有するＢＭを基板上に形成した。なお、アルカリ現像液は以下の組成からなる。
・炭酸ナトリウム １．５質量％
・炭酸水素ナトリウム ０．５質量％
・陰イオン系界面活性剤（花王・ペリレックスＮＢＬ） ８．０質量％
・水 ９０．０質量％。

２）着色膜形成用分散液の作製
着色膜の形成に用いられる着色剤として、以下のものを使用した。
（赤色用顔料）
・Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ ２５４（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製
「イルガーフォーレッド Ｂ−ＣＦ」）
・Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ １７７（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製
「クロモフタールレッド Ａ２Ｂ」）
（緑色用顔料）
・Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｇｒｅｅｎ ３６（東洋インキ製造製「リオノールグリーン
６ＹＫ」）
・Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ １５０（バイエル社製「ファンチョンファーストイエロー Ｙ−５６８８」）
（青色用顔料）
・Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌｕｅ １５ （東洋インキ製造製「リアノールブルーＥＳ」）
・Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｖｉｏｌｅｔ ２３（ＢＡＳＦ社製「バリオゲンバイオレット ５８９０」）
上記の顔料を用いて、以下に示す赤色、緑色、青色の各分散液を作製した。
（赤色顔料分散液）
・赤色顔料：Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ ２５４ １８質量部
・赤色顔料：Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ １７７ ２質量部
・アクリルワニス（固形分２０質量％） １０８質量部
上記の組成の混合物を均一に攪拌した後、ガラスビーズを用いて、サンドミルで５時間分散し、５．０μｍフィルタで濾過して赤色顔料分散液を作製した。
（緑色顔料分散液）
・Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｇｒｅｅｎ ３６ １６質量部
・Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ １５０ ８質量部
・アクリルワニス（固形分２０質量％） １０２質量部
上記の組成の混合物に対して、赤色顔料分散液と同様の作製方法を用いて、緑色顔料分散液を作製した。
（青色顔料分散液）
・Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌｕｅ １５ ５０質量部
・Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｖｉｏｌｅｔ ２３ ２質量部
・分散剤（ゼネカ社製「ソルスバース２００００」 ） ６質量部
・アクリルワニス（固形分２０質量％） ２００質量部
上記の組成の混合物に対して、赤色顔料分散液と同様の作製方法を用いて、青色顔料分散液を作製した。

３）着色膜形成用レジストの作製
（赤色着色膜形成レジスト）
・赤色分散液 １５０質量部
・トリメチロールプロパントリアクリレート １３質量部
（大阪有機化学工業社製「ＴＭＰ３Ａ」 ）
・光重合開始剤 ４質量部
（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製「Ｉｒｇａｃｕｒｅ９０７」）
・増感剤（保土ヶ谷化学社製「ＥＡＢ−Ｆ」 ） ２質量部
・溶剤：シクロヘキサノン ２５７質量部
上記組成の混合物を均一になるように攪拌混合した後、５μｍのフィルターで濾過して赤色着色膜形成レジストを得た。
（緑色着色膜形成レジスト）
・緑色分散液 １２６質量部
・トリメチロールプロパントリアクリレート １４質量部
（大阪有機化学工業社製「ＴＭＰ３Ａ」）
・光重合開始剤 ４質量部
（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製「Ｉｒｇａｃｕｒｅ９０７」）
・増感剤（保土ヶ谷化学社製「ＥＡＢ−Ｆ」 ） ２質量部
・シクロヘキサノン ２５７質量部
上記組成の混合物を均一になるように攪拌混合した後、５μｍのフィルターで濾過して、緑色着色膜形成レジストを得た。
（青色着色膜形成レジスト）
組成がそれぞれ下記組成となるように，赤色着色膜形成レジストと同様の方法で作製した。
・青色分散液 ２５８質量部
・トリメチロールプロパントリアクリレート １９質量部
（大阪有機化学工業社製「ＴＭＰ３Ａ」）
・光重合開始剤 ４質量部
（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製「Ｉｒｇａｃｕｒｅ９０７」）
・増感剤（保土ヶ谷化学社製「ＥＡＢ−Ｆ」 ） ２質量部
・シクロヘキサノン ２１４質量部。

４）着色膜の形成
上記の方法によって得られた着色膜形成レジストを用いて以下のようにして着色膜を形成した。着色膜の形成は、まずガラス基板に、赤色着色膜形成用レジストをスピンコートにより仕上り膜厚が１．８μｍとなるように塗布した。９０℃５分間乾燥の後、着色膜形成用のストライプ状パターンを有するフォトマスクを通して高圧水銀灯の光を３００ｍＪ／ｃｍ²照射し、アルカリ現像液にて６０秒間現像して、ストライプ形状の赤色の着色膜を得た。その後、２３０℃で３０分間焼成した。ＢＭ部と着色膜の重なり部分の幅を３．０μｍとした。

次に、緑色着色膜形成用レジストも同様にスピンコートにより仕上り膜厚が１．８μｍとなるように塗布した。９０℃５分間乾燥した後、前述の赤色着色膜と隣接した位置にパターンが形成されるようにフォトマスクを通して露光し現像することで、緑色着色膜を得た。その後、２３０℃で３０分間焼成した。

さらに、赤色、緑色と全く同様にして、青色着色膜形成用レジストについても仕上り膜厚が１．８μｍで赤色、緑色の着色膜と隣接した青色着色膜を得た。以上で、基板上に赤、緑、青３色のストライプ状の着色膜を持つカラーフィルタ（１）が得られた。その後、２３０℃で３０分間焼成した。

＜実施例２＞
《カーボンブラック分散液（２）の作製》
合成例２で合成した多官能ウレタンアクリレート樹脂（２）を用いた以外は実施例１と同様にして、カーボンブラック分散液（２）を得た。（分散液中のウレタンアクリレート樹脂の含有量が顔料に対して、１０質量％）。
《黒色感光性組成物（２）の作製》
合成例２で合成した多官能ウレタンアクリレート樹脂（２）を用いた以外は実施例１と同様にして、黒色感光性組成物（２）を得た（顔料濃度４５質量％）。
カラーフィルタ（２）も実施例１と同様に作製した。

＜実施例３＞
《カーボンブラック分散液（１）の作製》
実施例１と同じ組成の多官能ウレタンアクリレート樹脂（１）を用いたカーボンブラック分散液（１）を作製した。（分散液中のウレタンアクリレート樹脂の含有量が顔料に対して、１０質量％）。
《黒色感光性組成物（３）の作製》
・カーボンブラック分散液（１） ３２．４８質量部
・バインダー樹脂Ｖ２５９（新日鐵化学社製） ３．００質量部
・多官能ウレタンアクリレート樹脂（１） ０．４２質量部
・アロニクスＭ−４０２（東亜合成社製） ０．９０質量部
・イルガキュアー３６９（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製） ０．１５質量部
・イルガキュアーＯＸＥ−０２（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製）
０．３０質量部
・ＢＹＫ−３２３（ビックケミー社製） ０．０１質量部
・プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート ２４．７質量部
・シクロヘキサノン ３６．７質量部
上記の組成比で混合し、混合物が均一になるよう十分に攪拌した後、２μｍのフィルターでろ過して、黒色感光性組成物を得た（顔料濃度５８質量％）。
また、カラーフィルタは実施例１と同様に作製した。

＜実施例４＞
《カーボンブラック分散液（１）の作製》
実施例１と同じ組成の多官能ウレタンアクリレート樹脂（１）を用いたカーボンブラック分散液（１）を作製した。（分散液中のウレタンアクリレート樹脂の含有量が顔料に対して、１０質量％）。
《黒色感光性組成物（４）の作製》
・カーボンブラック分散液（１） ２２．４０質量部
・バインダー樹脂Ｖ２５９（新日鐵化学社製） ６．９０質量部
・多官能ウレタンアクリレート樹脂（１） ０．９５質量部
・アロニクスＭ−４０２（東亜合成社製） １．２９質量部
・イルガキュアー３６９（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製）
０．２５質量部
・イルガキュアーＯＸＥ−０２（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製）
０．４０質量部
・ＢＹＫ−３２３（ビックケミー社製） ０．０１質量部
・プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート ２９．０質量部
・シクロヘキサノン ３６．９質量部
上記の組成比で混合し、混合物が均一になるよう十分に攪拌した後、２μｍのフィルターでろ過して、黒色感光性組成物を得た（顔料濃度４０質量％）。
また、カラーフィルタは、実施例１と同様に作製した。

＜実施例５＞
《カーボンブラック分散液（３）の作製》
ウレタンアクリレート樹脂の添加量を９．０質量部に変更する以外は、実施例１と同様に作製した。すなわち、カーボンブラック顔料２５質量部、分散剤４質量部、分散助剤としてスルホン酸基を有する銅フタロシアニン誘導体を１．０部及び合成例１で合成した多官能ウレタンアクリレート樹脂（１）を９．０質量部、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート６７．５質量部を混合し、よく攪拌した後、直径０．５ｍｍのビーズを用いてビーズミル分散機にて５時間撹拌して、５μｍのフィルターでろ過し、カーボンブラック分散液（３）とした。（分散液中のウレタンアクリレート樹脂の含有量が顔料に対して、３６質量％）。
《黒色感光性組成物（５）の作製》
・カーボンブラック分散液（３） ２５．２質量部
・バインダー樹脂Ｖ２５９（新日鐵化学社製） ３．４１質量部
・多官能ウレタンアクリレート樹脂（１） ０．４７質量部
・アロニクスＭ−４０２（東亜合成社製） １．１８質量部
・イルガキュアー３６９（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製）
０．２３質量部
・イルガキュアーＯＸＥ−０２（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製）
０．４６質量部
・ＢＹＫ−３２３（ビックケミー社製） ０．０１質量部
・プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート ３１．０質量部
・シクロヘキサノン ３６．９質量部
上記の組成比で混合し、混合物が均一になるよう十分に攪拌した後、２μｍのフィルターでろ過して、黒色感光性組成物を得た（顔料濃度４５質量％）。
また、カラーフィルタは実施例１と同様に作製した。

＜実施例６＞
《カーボンブラック分散液（４）の作製》
ウレタンアクリレート樹脂の添加量を１．２５質量部に変更する以外は、実施例１と同様に作製した。すなわち、カーボンブラック顔料２５質量部、分散剤４質量部、分散助剤としてスルホン酸基を有する銅フタロシアニン誘導体を１．０部及び合成例１で合成した多官能ウレタンアクリレート樹脂（１）を１．２５質量部、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート６７．５質量部を混合し、よく攪拌した後、直径０．５ｍｍのビーズを用いてビーズミル分散機にて５時間撹拌して、５μｍのフィルターでろ過し、カーボンブラック分散液（４）とした。（分散液中のウレタンアクリレート樹脂の含有量が顔料に対して、５．０質量％）。
《黒色感光性組成物（６）の作製》
・カーボンブラック分散液（４） ２５．２質量部
・バインダー樹脂Ｖ２５９（新日鐵化学社製） ６．１９質量部
・多官能ウレタンアクリレート樹脂（１） ０．８６質量部
・アロニクスＭ−４０２（東亜合成社製） １．１８質量部
・イルガキュアー３６９（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製） ０．２３質量部
・イルガキュアーＯＸＥ−０２（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製）
０．４６質量部
・ＢＹＫ−３２３（ビックケミー社製） ０．０１質量部
・プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート ２７．３質量部
・シクロヘキサノン ３６．９質量部
上記の組成比で混合し、混合物が均一になるよう十分に攪拌した後、２μｍのフィルターでろ過して、黒色感光性組成物を得た（顔料濃度４５質量％）。
また、カラーフィルタは実施例１と同様に作製した。

＜比較例１＞
《カーボンブラック分散液（５）の作製》
合成例３で合成した多官能ウレタンアクリレート樹脂（３）を用いた以外は実施例１と同様にして、カーボンブラック分散液（５）を得た。（分散液中のウレタンアクリレート樹脂の含有量が顔料に対して、１０質量％）。
《黒色感光性組成物（比１）の作製》
合成例３で合成した多官能ウレタンアクリレート樹脂（３）を用いた以外は実施例１と同様にして、黒色感光性組成物（比１）を得た（顔料濃度４５質量％）。
また、カラーフィルタは実施例１と同様に作製した。

＜比較例２＞
《カーボンブラック分散液（６）の作製》
合成例４で合成した多官能ウレタンアクリレート樹脂（４）を用いた以外は実施例１と同様にして、カーボンブラック分散液（６）を得た。（分散液中のウレタンアクリレート樹脂の含有量が顔料に対して、１０質量％）
《黒色感光性組成物（比２）の作製》
合成例４で合成した多官能ウレタンアクリレート樹脂（４）を用いた以外は実施例１と同様にして、黒色感光性組成物（比２）を得た（顔料濃度４５質量％）。
また、カラーフィルタは実施例１と同様に作製した。

＜比較例３＞
《カーボンブラック分散液（１）の作製》
実施例１と同じ組成の多官能ウレタンアクリレート樹脂（１）を用いたカーボンブラック分散液（１）を作製した。
《黒色感光性組成物（比３）の作製》
・カーボンブラック分散液（１） ２１．２８質量部
・バインダー樹脂Ｖ２５９（新日鐵化学社製） ７．３３質量部
・多官能ウレタンアクリレート樹脂（１） １．０１質量部
・アロニクスＭ−４０２（東亜合成社製） １．３３質量部
・イルガキュアー３６９（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製）
０．２５質量部
・イルガキュアーＯＸＥ−０２（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製）
０．４２質量部
・ＢＹＫ−３２３（ビックケミー社製） ０．０１質量部
・プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート ２９．６質量部
・シクロヘキサノン ３６．９質量部
上記の組成比で混合し、混合物が均一になるよう十分に攪拌した後、２μｍのフィルターでろ過して、黒色感光性組成物（比３）を得た（顔料濃度３８質量％）。
また、カラーフィルタは実施例１と同様に作製した。

＜比較例４＞
《カーボンブラック分散液（１）の作製》
実施例１と同じ組成の多官能ウレタンアクリレート樹脂（１）を用いたカーボンブラック分散液（１）を作製した。（分散液中のウレタンアクリレート樹脂の含有量が顔料に対して、１０質量％）
《黒色感光性組成物（比４）の作製》
・カーボンブラック分散液（１） ３４．１質量部
・バインダー樹脂Ｖ２５９（新日鐵化学社製） ２．３５質量部
・多官能ウレタンアクリレート樹脂（１） ０．３３質量部
・アロニクスＭ−４０２（東亜合成社製） ０．８４質量部
・イルガキュアー３６９（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製）
０．２５質量部
・イルガキュアーＯＸＥ−０２（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製）
０．２７質量部
・ＢＹＫ−３２３（ビックケミー社製） ０．０１質量部
・プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート ２３．９質量部
・シクロヘキサノン ３６．７質量部
上記の組成比で混合し、混合物が均一になるよう十分に攪拌した後、２μｍのフィルターでろ過して、黒色感光性組成物（比４）を得た（顔料濃度６１質量％）。
また、カラーフィルタは実施例１と同様に作製した。

＜比較例５＞
《カーボンブラック分散液（７）の作製》
ウレタンアクリレート樹脂の添加量を１．０質量部に変更する以外は、実施例１と同様に作製した。すなわち、カーボンブラック顔料２５質量部、分散剤４質量部、分散助剤としてスルホン酸基を有する銅フタロシアニン誘導体を１．０部及び合成例１で合成した多官能ウレタンアクリレート樹脂（１）を１．０質量部、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート６７．５質量部を混合し、よく攪拌した後、直径０．５ｍｍのビーズ
を用いてビーズミル分散機にて５時間撹拌して、５μｍのフィルターでろ過し、カーボンブラック分散液（７）とした。（分散液中のウレタンアクリレート樹脂の含有量が顔料に対して、４．０質量％）。
《黒色感光性組成物（比５）の作製》
・カーボンブラック分散液（７） ２５．２質量部
・バインダー樹脂Ｖ２５９（新日鐵化学社製） ６．２８質量部
・多官能ウレタンアクリレート樹脂（１） ０．８７質量部
・アロニクスＭ−４０２（東亜合成社製） １．１８質量部
・イルガキュアー３６９（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製）
０．２３質量部
・イルガキュアーＯＸＥ−０２（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製）
０．４６質量部
・ＢＹＫ−３２３（ビックケミー社製） ０．０１質量部
・プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート ２７．２質量部
・シクロヘキサノン ３６．９質量部
上記の組成比で混合し、混合物が均一になるよう十分に攪拌した後、２μｍのフィルターでろ過して、黒色感光性組成物（比５）を得た（顔料濃度４５質量％）。
また、カラーフィルタは実施例１と同様に作製した。

＜比較例６＞
《カーボンブラック分散液（８）の作製》
ウレタンアクリレート樹脂の添加量を１２．７５質量部に変更する以外は、実施例１と同様に作製した。すなわち、カーボンブラック顔料２５質量部、分散剤４質量部、分散助剤としてスルホン酸基を有する銅フタロシアニン誘導体を１．０部及び合成例１で合成した多官能ウレタンアクリレート樹脂（１）を１２．７５質量部、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート６７．５質量部を混合し、よく攪拌した後、直径０．５ｍｍのビーズを用いてビーズミル分散機にて５時間撹拌して、５μｍのフィルターでろ過し、カーボンブラック分散液（８）とした。（分散液中のウレタンアクリレート樹脂の含有量が顔料に対して、５１質量％）。
《黒色感光性組成物（比６）の作製》
・カーボンブラック分散液（８） ２５．２質量部
・バインダー樹脂Ｖ２５９（新日鐵化学社製） ２．０６質量部
・多官能ウレタンアクリレート樹脂（１） ０．２８質量部
・アロニクスＭ−４０２（東亜合成社製） １．１８質量部
・イルガキュアー３６９（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製）
０．２３質量部
・イルガキュアーＯＸＥ−０２（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製）
０．４６質量部
・ＢＹＫ−３２３（ビックケミー社製） ０．０１質量部
・プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート ３２．８質量部
・シクロヘキサノン ３６．７質量部
上記の組成比で混合し、混合物が均一になるよう十分に攪拌した後、２μｍのフィルターでろ過して、黒色感光性組成物（比６）を得た（顔料濃度４５質量％）。
また、カラーフィルタは実施例１と同様に作製した。

上記のように作製したカーボンブラック分散液と黒色感光性組成物について、以下の方法で評価した。
＜カーボンブラック分散液の安定性＞
カーボンブラック分散液の分散終了後から１日経過した後の粘度と４０℃の恒温槽で７日間経過後の粘度の差が１ｍＰａ・ｓ以下であるものを○、１〜２ｍＰａ・ｓの変化であ
るものを△、２ｍＰａ・ｓ以上の粘度変化が確認できたものを×とした。結果を表１に示す。
＜遮光性＞
形成したパターンをマクベス光学濃度計（ＴＤ−９０７）で測定し、光学濃度（ＯＤ値）が３．６以上のものを○、３．６以下のものを×とした。
＜感度＞
露光時に、露光量が１００ｍＪ／ｃｍ²で十分だったものを○、１００ｍＪ／ｃｍ²では不十分で、２００ｍＪ／ｃｍ²で露光したものを△、それ以上の照射露光量が必要なものを×とした。
＜解像度＞
露光現像時に、線幅５μｍ〜９μｍでも良好にパターン形成できたものを○、線幅１０〜３０μｍであれば良好にパターン形成できたものを△、線幅３０μｍ以上のものでないと良好なパターン形成ができなかったものを×と評価した。
＜密着性＞
ＪＩＳ Ｄ ０２０２の試験方法に従い、塗膜に基盤目状にクロスカットを入れ、次いでセロハンテープによってピーリングテストを行い、基盤目の剥離の状態を目視により評価した。全く剥離が認められなかったものを○、剥離が認められたものを×とした。
＜耐アルカリ性＞
加熱処理後の塗膜をａ）５質量％ＮａＯＨ水溶液中２４時間、ｂ）４質量％ＫＯＨ水溶液中５０℃で１０分間、ｃ）１質量％ＮａＯＨ水溶液中８０℃で５分間の条件で浸漬し、浸漬後の外観を目視により評価した。外観変化もなくレジストの剥離も全くなかったものを○、レジストの浮きが見られたりレジストの剥離が認められたものを×とした。それぞれの評価結果を表２に示す。

表１に示されているように、実施例１、２、５、６で作製したカーボンブラック分散液（１）、（２）、（３）、（４）は分散安定性が良好であった。一方、比較例１、２、５、６で作製したカーボンブラック分散液は、比較例５のカーボン分散液（７）の分散安定性が良好である以外は、分散安定性が好ましくなかった。

表２に示されているように、実施例１〜６の黒色感光性組成物は、感度、解像度に優れるものであった。また、得られたカラーフィルタのブラックマトリクスは、基板との密着性、耐アルカリ性に優れるものであった。

それに対して、比較例１〜６の黒色感光性組成物は、感度が低いため露光量を多くせざるを得ず、解像度が低下し、線幅３０μｍ以上でないと形成できず、また、得られたカラーフィルタのブラックマトリクスは密着性、耐アルカリ性も思わしくなかった。

また、液晶表示装置に本発明のカラーフィルタを用いることで、光漏れが少なく、信頼性も高い液晶表示装置を作製することができた。

フォトリソグラフィ法でカラーフィルタのブラックマトリクスを作製する場合の工程の説明図である。 フォトリソグラフィ法でカラーフィルタの着色層を作製する場合の工程の説明図である。

符号の説明

１：透明基板（ガラス）
２：ＢＭ塗布膜
３：完成したＢＭ
４：フォトマスク
５：着色塗布膜
６ａ：完成した着色膜（Ｒｅｄ）
７：露光光

Claims (7)

1. 少なくとも（Ａ）カーボンブラック顔料、（Ｂ）高分子分散剤、（Ｃ）溶剤からなるカーボンブラック分散液において、前記（B）高分子分散剤が、少なくとも不飽和二重結合とウレタン結合を有する化合物を含むことを特徴とするカーボンブラック分散液。
2. 前記不飽和二重結合とウレタン結合を有する化合物が、フェニルメタンイソシアネートの多量体と水酸基を有する多官能又は単官能（メタ）アクリル化合物を反応させた一般式（１）に示すウレタンアクリレート樹脂、であることを特徴とする請求項１に記載のカーボンブラック分散液。
   

   

   （式（１）においてＲは、多官能又は単官能（メタ）アクリル化合物を示す。）
3. 前記ウレタンアクリレート樹脂の添加量がカーボンブラック顔料に対して、５質量％から５０質量％であることを特徴とする請求項２に記載のカーボンブラック分散液。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載のカーボンブラック分散液に、少なくとも（Ｄ）バインダー樹脂、（Ｅ）光重合開始剤、（Ｆ）エチレン性二重結合を少なくとも一個以上有する化合物、を加えたことを特徴とする黒色感光性組成物。
5. カーボンブラック顔料が全固形分の４０質量％から６０質量％の範囲で含まれることを特徴とする請求項４に記載の黒色感光性組成物。
6. 請求項４または５に記載の黒色感光性組成物を使用してブラックマトリクスを形成したことを特徴とするカラーフィルタ。
7. 請求項６に記載のカラーフィルタを使用したことを特徴とする液晶表示装置。

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