JPH0834938A - 機能性薄膜形成用顔料組成物およびそれを用いる液晶表示素子の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 カラーフィルターや液晶表示素子に求められ
る諸特性が優れ、導電性が低く、遮光性等の機能性を有
する薄膜を形成することができる顔料組成物、および高
画質液晶表示素子の製造方法を提供する。 【構成】 フタロシアニンブラックまたは／およびニグ
ロシン、またはフタロシアニンブラックまたは／および
ニグロシンとアニリンブラックとの混合物を必須の成分
とする遮光性材料および高分子材料を用いて顔料組成物
を製造し、その顔料組成物を用いて液晶表示素子を製造
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は機能性薄膜形成用顔料組
成物およびその応用に関する。更に詳しくは、本発明
は、特に表示素子や撮像素子などにおけるカラーフィル
ターの透明着色微細パターンの間隙を構成する機能性薄
膜などを形成するために有用な、機能性薄膜形成用顔料
組成物およびそれを用いる液晶表示素子の製造方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】液晶
表示素子などのカラーフィルターにおいて、不要光を遮
ってスイチッング素子などへの光リークを防止したり、
画質を向上（見かけのコントラストの向上）するため
に、例えば赤、緑および青色の各透明着色微細パターン
の間隙にブラックマトリックスと呼ばれる機能性薄膜を
形成することが知られている。また、液晶表示素子にお
いて、スイッチング素子の上に不要光を遮る機能性薄膜
を形成することも知られている。

【０００３】これらの機能性薄膜の形成方法としては、
樹脂等の高分子材料およびカーボンブラック等の遮光性
材料を含む塗料を用いる方法が工業的に有利な方法とし
て知られている。このような塗料は光硬化型塗料、アル
カリまたは溶剤可溶型塗料、電着塗料、印刷インキなど
の形態で使用されている。すなわち、光硬化型塗料は、
塗布後所定のパターンを有するフォトマスクを介して露
光、現像する方法で、アルカリまたは溶剤可溶型塗料
は、塗布後その塗膜上にフォトレジスト層を形成し、所
定のパターンを有するフォトマスクを介して露光、現像
する方法、あるいはそのことによって、一旦、所定のパ
ターンのアルカリまたは溶剤可溶性塗膜の表面を露出さ
せ、次いで、現像する方法などで、電着塗料は、所望に
よりパターン化した導電性回路上に電着法で塗膜を形成
する方法で、また、印刷インキは文字どうり直接印刷す
る方法でそれぞれ使用されている。

【０００４】これらの方法において、塗料中の遮光性材
料としては、特開平４−２８２０１号公報等に記載され
ているようにカーボンブラックが主に使用されており、
その他にはチタンブラックや黒色酸化鉄等の金属酸化物
系黒色顔料、あるいは黒色染料、更に各色染、顔料の混
合物などを使用することが知られている。

【０００５】しかしながら、特にカーボンブラック、チ
タンブラック、酸化鉄などは導電性が高いために、例え
ば、透明着色微細パターンとその間隙の機能性薄膜から
なるカラーフィルターの上に液晶駆動用の導電性回路を
形成して液晶表示素子を製造したときに、回路間の絶縁
性が損なわれたり短絡する問題が生じる。また、スイッ
チング素子の上に機能性薄膜を形成して液晶表示素子を
製造したときには、絶縁性不良のほかに、回路に不要な
静電容量が生じるなどの問題がある。更には、例えば特
開昭６２−１６０４２１号公報に記載されている方法な
どに従って、先ず機能性薄膜を形成し、次いで電着法で
透明着色微細パターンを形成してカラーフィルターを製
造したときに、機能性薄膜の上にも電着塗膜が形成さ
れ、カラーフィルターの平坦性が損なわれるという問題
も生じる。

【０００６】このような問題を解決するために、特開平
５−２８９３３６号公報には遮光性材料として硫化ビス
マスを用いる方法が提案されているが、尚一層の改善が
求められている。

【０００７】本発明者らは上記の問題を解決し、且つ、
特に、カラーフィルターや液晶表示素子において要求さ
れる諸特性を満たす機能性薄膜を形成する方法について
鋭意検討した結果、該薄膜を形成するために用いる塗料
において遮光性材料として特定の顔料を用いることによ
って目的が達成されることを見出して本発明を完成する
に至った。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、フタロシアニ
ンブラックまたは／およびニグロシン、またはフタロシ
アニンブラックまたは／およびニグロシンとアニリンブ
ラックとの混合物を必須成分とする遮光性材料および高
分子材料を含有してなる機能性薄膜形成用顔料組成物、
およびその顔料組成物を用いることを特徴とする液晶表
示素子の製造方法を提供する。

【０００９】以下に本発明を詳細に説明する。本発明で
用いるフタロシアニンブラック、ニグロシンおよびアニ
リンブラックはいずれも有機顔料として公知であり、フ
タロシアニンブラックは、例えば、フタロシアニンをニ
トロ化、還元、次いで酸化することによって製造するこ
とができ、ニグロシンおよびアニリンブラックは、それ
ぞれスピリット ブラック８５０（住友化学工業社製）
およびダイヤモンドブラック２ＲＷ（住化カラー社製）
などの名称で市販されている。

【００１０】本発明において遮光性材料の必須成分とし
て用いる有機顔料としては、特に、フタロシアニンブラ
ック、フタロシアニンブラックとニグロシンまたは／お
よびアニリンブラックとの混合物、およびニグロシンと
アニリンブラックとの混合物などが好適であり、これら
の中では、２種または３種の混合物が好ましく、とりわ
け、フタロシアニンブラックとアニリンブラックとの混
合物およびニグロシンとアニリンブラックとの混合物が
好ましい。

【００１１】本発明において、これらの有機顔料は、好
ましくは５μｍ以下、更に好ましくは０．０５〜１μｍ
の平均粒子径に調整して用いることが望ましい。

【００１２】本発明における遮光性材料は上記の有機顔
料を必須成分として含み、そのほかに、所望によりカー
ボンブラック、チタンブラック、黒色酸化鉄、硫化ビス
マス、ペリレンブラックなどの黒色顔料、その他の有色
顔料、体質顔料、直接染料、酸性染料、反応染料、分散
染料、および建染染料などを本発明の効果が損なわれな
い範囲で含むことができる。

【００１３】本発明における高分子材料としては、光硬
化型塗料、アルカリまたは溶剤可溶型塗料、電着塗料ま
たは印刷インキなどで従来から使用されている公知の光
硬化性樹脂、アルカリまたは溶剤可溶性樹脂、電気泳動
型の光または熱硬化性樹脂、熱硬化性樹脂などが特に制
限されることなく使用できる。

【００１４】遮光性材料および高分子材料の使用量は特
に制限されることはなく、遮光性材料の粒子径や比表面
積、高分子材料の種類などによって適宜決定することが
できるが、本発明の組成物を用いて形成される機能性薄
膜の遮光性、平坦性、膜強度およびカラーフィルターや
液晶表示素子に要求される光学特性などを考慮して、遮
光性材料：高分子材料の重量比は好ましくは１０〜８
０：９０〜２０、更に好ましくは２０〜７０：８０〜３
０である。

【００１５】本発明の機能性薄膜形成用顔料組成物は、
所定の遮光性材料および高分子材料のほかに、必要によ
りその他の遮光性材料、溶剤、分散剤など、更には、前
述した各種の塗料やインキに通常用いられる各種の添加
物などを、常法に従ってロールミル、ボールミル、サン
ドミル、ビーズミルなどを用いて均一に混合することに
より製造することができる。

【００１６】このようにして得られる本発明の顔料組成
物は、特に、液晶表示素子の製造に有用である。液晶表
示素子におけるカラーフィルターの透明着色微細パター
ンは印刷法、フォトリソグラフィー法、電着法などの公
知の方法によって、また機能性薄膜は、本発明の顔料組
成物を前述した各種の塗料やインキ、好ましくは、光硬
化型塗料として用い、それぞれ公知の方法によって形成
することができる。また、機能性薄膜をカラーフィルタ
ーの透明着色微細パターンの間隙に形成する場合には、
公知の方法にしたがって透明着色微細パターンの形成後
または形成前に機能性薄膜を形成することができる。

【００１７】

【実施例】以下に本発明を実施例により更に詳細に説明
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。 実施例 １ 幅８０μｍのＩＴＯ膜の透明導電膜を２０μｍ間隔で線
状に付けたガラス基板を用いた。この導電膜の表面抵抗
率は約６０Ω／ｃｍ² であった。アクリル系ネガ型フォ
トレジスト組成物（日本化薬社製：ＩＮＣ−１１６Ｎ）
４０重量部にフタロシアニンブラック（住友化学工業社
製：スミトーン シアニン ブラック２ＢＸ）４０重量
部とアニリンブラック（住化カラー社製：ダイヤモンド
ブラック ２ＲＷ）２０重量部を加え、さらに溶剤と
してブチルカビトールアセテートを５重量部を加えて良
く混合してからロールミルで処理し、これに光重合開始
剤（チバガイギー社製：イルガキュアー＃９０７）を３
重量部加えて良く攪拌して本発明の機能性薄膜形成用顔
料組成物を得た。この組成物をスクリーン印刷にて前記
のガラス基板の全面に塗布し、９０℃で１０分間プレベ
ークし約８μｍの膜厚の塗膜を得た。この基板に幅２０
μｍで間隙が８０μｍの線状のパターンを有するマスク
を基板の透明導電膜と直行するように設定して、高圧水
銀灯を用いて８０Ｗ／ｃｍ² の放射照度で４秒間露光し
た。その後、常温でブチルセロソルブに２分間浸漬して
未露光部の塗膜を除去し、さらにイオン交換水で洗浄し
て、２００℃で３０分間加熱処理して、膜厚が約１．５
μｍのパターン化された機能性薄膜を透明基板上に得
た。

【００１８】この透明基板に、赤色の電着塗料〔クロモ
フタル レッド Ａ２Ｂ（チバガイギー社製）２５重量
部とエスビア＃３０００クリヤー（神東塗料社製の電気
泳動型熱硬化性樹脂）７５重量部を用いて調整〕を用い
て、４０ないし８０Ｖで１０ないし２０秒間電着を行
い、水洗後２００℃で３０分間熱処理して、厚さ約１．
５μｍの透明着色微細パターンを得た。このとき機能性
薄膜の上には電着塗料の析出が無く、機能性薄膜と着色
パターンとの境界部での光リークも認められず、表面が
平坦で均一性が高く、カラーフィルターとして良好な仕
上がりであった。

【００１９】実施例 ２ フタロシアニンブラックおよびアリニンブラックの代わ
りに、アリニンブラック３０重量部、ニグロシン２０重
量部およびチタンブラック１０重量部を用いて実施例１
を繰返した。機能性薄膜上の電着塗膜の形成も、機能性
薄膜と着色パターンとの境界部での光リークも認められ
ず、表面が平坦で均一であり、カラーフィルターとして
良好な仕上がりであった。

【００２０】

【発明の効果】本発明の機能性薄膜形成用顔料組成物を
用いることにより、導電性が十分に低く、高い遮光性な
ど優れた機能性を有する薄膜を形成することができ、光
リークがなく表面の平坦性に優れ電気絶縁性が高いカラ
ーフィルターを得ることもでき、そして高画質の液晶表
示素子を製造することができる。また、工業的に有利な
電着法によるカラーフィルターの製造において、機能性
薄膜を形成し、次いで電着法で透明着色微細パターンを
形成する場合、先に形成した薄膜上に電着塗膜が形成さ
れ易いという問題も解決することができる。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 フタロシアニンブラックまたは／および
   ニグロシン、またはフタロシアニンブラックまたは／お
   よびニグロシンとアニリンブラックとの混合物を必須成
   分とする遮光性材料および高分子材料を含有してなる機
   能性薄膜形成用顔料組成物。
2. 【請求項２】 遮光性材料と高分子材料との重量比が１
   ０〜８０：９０〜２０である請求項１に記載の顔料組成
   物。
3. 【請求項３】 請求項１または２に記載の顔料組成物を
   用いることを特徴とする液晶表示素子の製造方法。