JPH0812806A - 感光性樹脂組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 赤色系、青色系、緑色系、紫色系および黄色
系からなる群より選ばれる少なくとも一つの顔料；黒色
系顔料；水溶性感光性樹脂；架橋剤；界面活性剤および
水を含有する感光性樹脂組成物であって、該界面活性剤
中にＨＬＢ値が６以下のノニオン性界面活性剤が含まれ
ることを特徴とする感光性樹脂組成物。 【効果】 透明基板に塗布され、乾燥されるとき、塗膜
に色分かれが生じることなく、その結果、色むらのない
きれいなブラックマトリックスを作製し得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、感光性樹脂組成物に関
し、特に、カラー液晶表示装置のカラーフイルタにおけ
るブラックマトリックスの作製に適した感光性樹脂組成
物に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、遮光膜は、カラーフイルタ、液晶
表示材料、カラーディスプレー等の表示素子に欠かせぬ
ものとなっており、これらの表示素子は、オーディオ、
時計、電卓、ビデオデッキ、ファックス、通信機、ゲー
ム機および測定機器等の各種分野において広く利用され
ている。

【０００３】例えば、カラーフイルタにおいては、赤、
緑、青等の各画素間に形成されるブラックマトリックス
として遮光膜が用いられている。このブラックマトリッ
クスは、画素間の漏れ光によるコントラストおよび色純
度の低下を防止する役割を果たしている。

【０００４】従来、ブラックマトリックスの作製方法と
して、遮光材と着色材を含有する感光性樹脂組成物を透
明基板に塗布し、フォトリソグラフィー法により画素を
形成させる方法がある。このブラックマトリックス用感
光性樹脂組成物として、特開平４−１９０３６２号公報
に、黒および／または赤、青、緑、紫、黄、シアニンお
よびマゼンタから選ばれる少なくとも２種類以上の有機
顔料を混合し擬似黒色化した有機顔料と遮光材と感光性
樹脂とを、溶剤中に含有してなる組成物が開示されてい
る。上記遮光材としては、例えば、カーボンブラック、
酸化クロム、チタンブラック等が使用されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記発
明では、有機顔料と遮光材とを含めると、少なくとも２
種以上の着色物質を混合しているため、次の問題点があ
った。即ち、上記の組成物を透明基板に塗布し、塗膜を
乾燥させるとき、塗膜内で対流が起こり粒子の再配置が
起こるが、このとき、組成物中に分散している有機顔料
と遮光材からなる着色物質の平均粒径が大きく異なる場
合、それぞれの粒子の移動の程度に差が生じ、塗膜に色
の濃淡ができ、色分かれが生じる。色分かれの生じた塗
膜は均一な色がでなく、この塗膜から作製したブラック
マトリックスを使用してカラーフィルタを作り、ディス
プレーに実装すると、場所によりコントラストが異な
り、同じ色でも場所により異なった色に見えるという問
題点があった。本発明は、上記の問題点を解決するもの
であり、その目的は、透明基板に塗布され、乾燥される
とき、塗膜に色分かれが生じることなく、その結果、色
むらのないきれいなブラックマトリックスを作製し得る
感光性樹脂組成物を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の感光性樹脂組成
物は、赤色系、青色系、緑色系、紫色系および黄色系か
らなる群より選ばれる少なくとも一つの顔料；黒色系顔
料；水溶性感光性樹脂；架橋剤；界面活性剤および水を
含有する感光性樹脂組成物であって、該界面活性剤中に
ＨＬＢ値が６以下のノニオン性界面活性剤が含まれるこ
とを特徴とする。

【０００７】本発明で使用される赤色系顔料は、例え
ば、べんがら、鉛丹、銀朱、カドミニウムレッド、アン
チモン朱等の無機顔料；パーマネントレッド、クロモフ
タールレッド、キナクリドンレッド、チオインジゴレッ
ド等の有機顔料が挙げられる。青色系顔料としては、例
えば、群青、紺青、コバルトブルー、セルリアンブルー
等の無機顔料；フタロシアニンブルー、インダスレンブ
ルー、インジゴ等の有機顔料が挙げられる。

【０００８】緑色系顔料としては、例えば、クロムグリ
ーン、ビリジアン、エメラルドグリーン、コバルトグリ
ーン、ジンクグリーン等の無機顔料；ナフトールグリー
ン、フタロシアニングリーン等の有機顔料が挙げられ
る。紫色系顔料としては、例えば、コバルト紫、マンガ
ン紫等の無機顔料；ジオキサジンヴァイオレット、イン
ダスレンブリリアントヴァイオレット等の有機顔料等が
挙げられる。

【０００９】黄色系顔料としては、例えば、黄鉛、亜鉛
黄、カドミニウムイエロー、クロム酸バリウム、チタン
黄、鉛シアナミド等の無機顔料；ジスアゾイエロー、ナ
フトールイエロー、ハンザイエロー、ベンジジンイエロ
ー、パーマネントイエロー、バルカンファストイエロ
ー、クロモフタールイエロー、キノリンイエロー、アン
スラゲンイエロー、アンスラピリジンイエロー等の有機
顔料等が挙げられる。黒色系顔料としては、例えば、カ
ーボンブラック、アセチレンブラック、アイボリーブラ
ック、黒鉛、アニリンブラック、ミネラルブラック、鉄
黒、チタンブラック、シアニンブラック等が挙げられ
る。

【００１０】本発明の組成物は、赤色系、青色系、緑色
系、紫色系および黄色系からなる群より選ばれる少なく
とも一つの顔料と黒色系顔料が混合されることにより、
擬似黒色化される。この擬似黒色化するには、補色の関
係にある色同士を混合すると減法混色により殆ど黒に近
い色となるので、これに他の色を加えて、微調整するの
がよい。

【００１１】本発明で使用される水溶性感光性樹脂とし
ては、水溶性の感光性樹脂であれば、特に限定されない
が、例えば、ビニルアルコール系樹脂、ビニルピロリド
ン系樹脂、アクリル酸系樹脂、アミド系樹脂等が挙げら
れる。

【００１２】本発明で使用される架橋剤としては、水溶
性感光性樹脂の種類により変わるが、例えば、ジアゾ化
合物、アジド化合物等が挙げられる。上記ジアゾ化合物
とは、１分子中に１個、好ましくは２個以上のジアゾ塩
を有するものを指し、芳香族ジアゾ化合物が好ましい。
ジアゾ化合物の例としては、ｐ−ジアゾジフェニルアミ
ン；２，５−ジメトキシ−４−ｐ−トリルメルカプトベ
ンゼンジアゾニウム；２，５−ジメトキシ−４−モルホ
リノベンゼンジアゾニウムとホルムアルデヒドとの縮合
物等が挙げられる。

【００１３】上記アジド化合物とは、１分子中に１個、
好ましくは２個以上のアジド塩を有するものを指す。ア
ジド化合物は、通常、スルホン酸またはスルホン酸塩の
形で使用される。アジド化合物の例としては、４，４−
ジアジドスツルベン−２，２’−ジスルホン酸ナトリウ
ム、２，６−ビス（４−アジドベンザール）アセトン２
−スルホン酸、２，６−ビス（４−アジドベンザール）
アセトン２，２’−ジスルホン酸、２，６−ビス（４−
アジドベンザール）シクロヘキサノン−２，２’−ジス
ルホン酸、２，６−ビス（４−アジドベンザール）メチ
ルシクロヘキサノン−２，２’−ジスルホン酸等が挙げ
られる。

【００１４】本発明の感光性樹脂組成物において、界面
活性剤が使用されるが、この界面活性剤中に、ＨＬＢ値
が６以下のノニオン性界面活性剤が含まれることが必要
である。なお、ＨＬＢとは、界面活性剤の分子内の親水
性と親油性のバランス（hydrophilic-lipophilic balan
ce) のことであり、界面活性剤の水に対する溶解性の大
小を示す指標として用いられ、ＨＬＢ値が大きくなる
と、親水性が大きくなるものである。

【００１５】上記のノニオン性界面活性剤としては、例
えば、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル
類、ポリオキシエチレンアルキルエーテル類、ポリオキ
シエチレンアルキルエステル類、ソルビタンアルキルエ
ステル類、ポリオキシエチレンソルビタンアルキルエス
テル類が挙げられる。

【００１６】本発明の感光性樹脂組成物において、ＨＬ
Ｂ値が６以下のノニオン性界面活性剤の配合割合は、赤
色系、青色系、緑色系、紫色系および黄色系からなる群
より選ばれる少なくとも一つの顔料、黒色系顔料、水溶
性感光性樹脂、架橋剤、ＨＬＢ値が６以下のノニオン性
界面活性剤以外の界面活性剤および水との混合物１００
重量部に対して、１重量部以下が好ましく、０．１〜
０．５重量部が特に好ましい。

【００１７】また、本発明の感光性樹脂組成物におい
て、それぞれの顔料の分散性を高めるために分散剤とし
て、ＨＬＢ値が６以下のノニオン性界面活性剤以外の界
面活性剤が使用されてもよい。上記の界面活性剤として
は、ノニオン性界面活性剤、イオン性界面活性剤のいず
れも、使用可能であり、イオン性界面活性剤としては、
カチオン性界面活性剤、アニオン性界面活性剤、両性界
面活性剤のいずれも使用可能である。

【００１８】上記ノニオン性界面活性剤としては、例え
ば、前述の界面活性剤が挙げられ、これらのうちＨＬＢ
値が６を超える界面活性剤組成が選ばれる。特に、ＨＬ
Ｂ値が１４を超える界面活性剤が水に溶けるので好まし
い。

【００１９】上記カチオン性界面活性剤としては、例え
ば、脂肪族アミン類、第４アンモニウム塩類、アルキル
ピリジニウム塩類等が挙げられる。上記アニオン性界面
活性剤としては、例えば、脂肪酸塩類、硫酸エステル
類、スルホン酸塩類、燐酸エステル類等が挙げられる。
上記両性界面活性剤としては、例えば、アミノ酸塩類等
が挙げられる。

【００２０】本発明の感光性樹脂組成物の製造は、例え
ば、次のように行われる。まず、赤色系、青色系、緑色
系、紫色系、黄色系および黒色系顔料のそれぞれの顔料
を水に分散する。この分散に際して、顔料の分散剤とし
て、ＨＬＢ値が６を超えるノニオン性界面活性剤やイオ
ン性界面活性剤を使用する。また、同じ目的で水溶性ポ
リマーを使用してもよい。この水溶性ポリマーとして
は、例えば、ブチラール樹脂、ポリビニルアルコール、
ポリビニルピロリドン、ポリアクリル酸、ポリメタクリ
ル酸、ポリ２−ヒドロキシエチルアクリレート、ポリ２
−ヒドロキシエチルメタクリレート、ポリ２−ヒドロキ
シプロピルメタクリレート、ポリアクリルアミド等、或
いはこれらのポリマーを形成するモノマー同士の共重合
体が挙げられる。

【００２１】上記の顔料分散工程における配合比率とし
ては、顔料濃度が高くなると、分散安定性が低下するの
で、顔料は、顔料、分散剤および水中に、３０重量％以
下の濃度で配合されるのが好ましく、特に好ましくは２
０重量％以下である。

【００２２】上記の分散剤の濃度は、高くなると粘度が
高くなり、塗布性が低下するので、顔料、分散剤および
水中に、界面活性剤の場合であれば、４０重量％以下、
水溶性ポリマーであれば、２０重量％以下の濃度で配合
されるのが好ましい。

【００２３】また、顔料と分散剤の重量比率は、分散剤
が少なくなると分散性が悪くなり、分散剤が多くなる
と、塗布性が低下するので、顔料：分散剤＝１：０．２
〜１０が好ましい。

【００２４】上記の顔料分散工程の攪拌は、サンドミ
ル、ボールミル、ホモジナイザー等を使用して行えばよ
い。

【００２５】次いで、水に分散された顔料同士を混合し
て擬似黒色化する。

【００２６】次に、得られた、擬似黒色化された顔料分
散水に水溶性感光性樹脂と架橋剤を加える。添加する水
溶性感光性樹脂の量は、少なくなると感度が悪くなり、
多くなると遮光性が低下するので、重量比率で、擬似黒
色化された顔料分散水の固形分（即ち、顔料と分散剤の
和）：水溶性感光性樹脂＝１：０．２〜２が好ましい。
また、架橋剤の添加量は、少なくなると架橋程度が不足
し、多くなると顔料分散性が低下するので、水溶性感光
性樹脂１重量部に対して、０．０１〜０．３重量部が好
ましい。

【００２７】次いで、得られた感光性樹脂含有組成物
（即ち、擬似黒色化された顔料分散水に、感光性樹脂と
架橋剤が添加された組成物）に、ＨＬＢ値が６以下の界
面活性剤を添加して本発明の感光性樹脂組成物を得る。
添加するＨＬＢ値が６以下の界面活性剤の量は、前述の
ように、上記の感光性樹脂含有組成物１００重量部に対
して、１重量部以下が好ましく、０．１〜０．５重量部
が特に好ましい。

【００２８】

【作用】水系の感光性樹脂組成物中に、ＨＬＢ値が６以
下の界面活性剤が含まれており、該界面活性剤は非水溶
性であるので、該組成物が塗装され乾燥される際に、塗
膜表面を該界面活性剤が覆うため、塗膜の乾燥速度が遅
くなり、乾燥時に塗膜内に対流が起こらないので、塗膜
の色分かれが生じない。

【００２９】

【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。 （実施例）まず、青色系顔料としてフタロシアニンブル
ー（大日本インキ社製、商品名「Fastogen Blue TGR
」) 、黄色系顔料としてジスアゾイエロー（山陽色素
社製、商品名「Pigment Yellow IRN」) 、紫色系顔料と
してジオキサジンヴァイオレット（大日本インキ社製、
商品名「Fastogen Super Violet RVS 」) 、黒色系顔料
としてカーボンブラック（三菱化成社製、商品名「MA10
0 」) を、それぞれ別々に、以下の配合により、サンド
ミルにて分散した。なお、配合は、顔料２０重量部、界
面活性剤としてＨＬＢ値１７のポリオキシエチレンアル
キルフェニルエーテル（第一工業製薬社製、商品名「ノ
イゲンＥＡ１７７」）５重量部および水７５重量部とし
た。

【００３０】次に、得られた各色の配合物を、青色：黄
色：紫色：黒色の重量比で、１２：９：１：４で混合し
て、擬似黒色化した配合物を得た。上記擬似黒色化した
配合物１００重量部に、感光性樹脂としてポリ２−ヒド
ロキシエチルメタクリレート（平均重合度６００）の１
０重量％水溶液を５０重量部、更に、架橋剤としてｐ−
ジアゾジフェニルアミン１重量部を混合した。

【００３１】得られた感光性樹脂含有組成物に１００重
量部に、界面活性剤としてＨＬＢ値４のポリオキシエチ
レンアルキルフェニルエーテル（第一工業製薬社製、商
品名「ノイゲンＥＡ３３」）０．１重量部を混合して、
本発明の感光性樹脂組成物を得た。

【００３２】（比較例）界面活性剤としてＨＬＢ値４の
ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル（第一工
業製薬社製、商品名「ノイゲンＥＡ３３」）を使用しな
いことの他は、上記実施例と同様にして感光性樹脂組成
物を得た。

【００３３】性能評価 実施例および比較例で得られた感光性樹脂組成物を、以
下の方法で性能評価した。感光性樹脂組成物約１０ｍｌ
を、ソーダーガラス基板（１００ｍｍ×１００ｍｍ×厚
み２ｍｍ）にスポイトにて全面塗布後、スピンコーター
により８００ｒｐｍで６０秒間回転させて塗膜を作製し
た。得られた塗膜をホットプレート上で６０℃で３分間
乾燥した。乾燥後の塗膜の中央部（上記基板の相対する
辺の中点同士を結ぶ線分）について、５ｍｍ間隔で測定
点を移動して１０点についてそれぞれ、微小分光光度計
（東京電色社製、「Color Analyzer TC-1800M 」) を用
いて、３８０〜７８０ｎｍの波長範囲に渡って光の透過
スペクトルを測定した。

【００３４】その結果、実施例の感光性樹脂組成物から
得られた塗膜の透過スペクトルは、測定点１０点につい
て、ほぼ一致していたが、比較例の感光性樹脂組成物か
ら得られた塗膜の透過スペクトルは、測定点１０点につ
いて、それぞれバラツキが見られた。従って、比較例の
感光性樹脂組成物から得られた塗膜は、色むらが発生し
ており、実施例のものは色むらがないことが分かった。

【００３５】

【発明の効果】本発明の感光性樹脂組成物の構成は、前
記した通りであり、この感光性樹脂組成物は、透明基板
に塗布され、乾燥されるとき、塗膜に色分かれが生じる
ことなく、その結果、色むらのないきれいなブラックマ
トリックスの作製に使用し得る。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 赤色系、青色系、緑色系、紫色系および
   黄色系からなる群より選ばれる少なくとも一つの顔料；
   黒色系顔料；水溶性感光性樹脂；架橋剤；界面活性剤お
   よび水を含有する感光性樹脂組成物であって、該界面活
   性剤中にＨＬＢ値が６以下のノニオン性界面活性剤が含
   まれることを特徴とする感光性樹脂組成物。