JPH1010311A - カラーフィルター用ブラックレジスト組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 現像性、解像性が高く、高精度のブラックマ
トリックスを高能率で形成し、ひいては、高品位、低コ
ストでカラーフィルターを製造する。 【解決手段】 黒色着色剤を含有する感光性樹脂組成物
からなるカラーフィルター用ブラックレジスト組成物に
おいて、該黒色着色剤が、樹脂で分散処理され、樹脂を
１〜２００ｍｇ／ｇ吸着してなるカーボンブラックであ
ることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶の表示装置ま
たは固体撮像素子と組み合わせて用いるカラーフィルタ
ーの製造に好適なブラックレジスト組成物である。ブラ
ックマトリックスとなる黒色パターン形成に好適に使用
できる。

【０００２】

【従来の技術】カラーフィルターは染色法、印刷法、電
着法、顔料分散法などによりガラス基板上に赤、緑、
青、などの微細な画素を形成したものである。これら公
知の方法については以下のような特徴、問題点を有す
る。染色法によるカラーフィルターはゼラチンやポリビ
ニルアルコールなどに感光剤として重クロム酸塩を混合
した感光性樹脂により画像を形成した後、染色して製造
される。多色を同一基板に形成するためには、防染工程
が必須であり、工程が複雑になる問題点がある。また、
染料を使用しているため耐光性に劣る。感光剤として用
いる重クロム酸は公害防止の観点からも問題である。

【０００３】印刷法によるカラーフィルターはスクリー
ン印刷またはフレキソ印刷などの方法で、熱硬化または
光硬化インキをガラス基板に転写させる。画像形成、染
色が不要であるため工程が簡略である反面、高精細な画
像が得られず、インキの平滑性にも問題がある。電着法
によるカラーフィルターは、顔料または染料を含んだ浴
に電極をもうけたガラス基板を浸し電気泳動により色相
を付着させるものである。平滑性に優れるが、あらかじ
め、ガラス基板に電極が必要なため、複雑なパターンを
形成させるのが困難である。

【０００４】顔料分散法は光硬化性樹脂に顔料を分散さ
せた着色レジストにより画像を形成する。高耐熱性、染
色がいらないなどの利点があり、また、高精度な画像形
成が可能である。品質、製造コストの点から上記製造法
に比較し顔料分散法は優れ、現在カラーフィルター製造
の主流となっている。カラーフィルターの赤、青、緑の
着色画像の間には通常コントラストを向上させる目的の
ためブラックマトリックスと呼ばれる格子状の黒色パタ
ーンを配置するのが一般的である。ブラックマトリック
スはガラス基板全体にクロムを蒸着し、エッチング処理
によりパターン形成するのが一般的であるが、クロムを
使用するため、高コスト、高反射率であり、廃液処理に
も問題を有している。このため、微細加工のできる顔料
分散法でブラックマトリックスを製造する検討が鋭意な
されている。

【０００５】ブラックマトリックス形成用のブラックレ
ジストは黒色顔料または数種の顔料を混合して黒色にし
た感光性組成物である。ブラックレジストは遮光を目的
としているため、現像液に不溶の顔料を多量に含有する
組成物である。このため、ブラックレジストは現像性が
悪く、長時間の現像が必要であったり、必要とする解像
力が得られない等の問題点があった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来のブラックレジス
トは含有される多量の黒色顔料により現像性が著しく阻
害され、極端な場合には非画線部が現像液に不溶であっ
たり、あるいは現像が可能であっても解像力が不十分で
あり、ブラックマトリックス形成が著しく困難であっ
た。現像液への溶解性が低い場合には現像時間を延ば
す、あるいは溶解力の強い現像液を使う必要性が生じ
る。現像時間を延ばすことでは生産性が低下し、溶解性
の強い現像液では画線部をも侵してしまうため解像性、
密着性低下等の問題が発生する。本発明の目的は上記に
あげた従来のブラックレジストの問題点を解決し、高現
像性、高解像力のカラーフィルター用ブラックレジスト
組成物を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者らは鋭意研究を
進めた結果、黒色着色剤を含有する光硬化性樹脂組成物
からなるカラーフィルター用ブラックレジスト組成物に
おいて、該黒色着色剤として、樹脂で分散処理され、且
つ樹脂吸着量が１〜２００ｍｇ／ｇの範囲にあるカーボ
ンブラックを用いることにより、現像性および解像力が
改良され、高品位、低コストでカラーフィルターを製造
できることを見出し、本発明に到達した。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明をより詳細に説明す
る。本発明ブラックレジスト組成物に用いられる光硬化
性樹脂組成物は、ブラックレジスト用として十分な光硬
化性を有する樹脂なら特に限定されないが、黒色着色剤
以外に、バインダー樹脂、光重合開始剤および該光重合
開始剤の作用により硬化するモノマーおよび溶剤を含有
する構成をとるのが好ましい。バインダー樹脂としては
塗膜形成能を有する高分子化合物であれば特に制限は無
く、具体的な例としては例えば下記の化合物が挙げられ
る。 １）ポリオレフィン系ポリマー ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリイソブチレン等 ２）ジエン系ポリマー ポリブタジエン、ポリイソプレン等 ３）共役ポリエン構造を有するポリマー ポリアセチレン系ポリマー、ポリフェニレン系ポリマー
等 ４）ビニルポリマー ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、酢酸ビニル、ポリビニ
ルアルコール、ポリアクリル酸、ポリアクリル酸エステ
ル、ポリアクリルアミド、ポリアクリロニトリル、ポリ
ビニルフェノール等 ５）ポリエーテル ポリフェニレンエーテル、ポリオキシラン、ポリオキセ
タン、ポリテトラヒドロフラン、ポリエーテルケトン、
ポリエーテルエーテルケトン、ポリアセタール等 ６）フェノール樹脂 ノボラック樹脂、レゾール樹脂等 ７）ポリエステル ポリエチレンテレフタレート、ポリフェノールフタレイ
ンテレフタレート、ポリカーボネート、アルキッド樹
脂、不飽和ポリエステル樹脂等 ８）ポリアミド ナイロン−６、ナイロン６６、水溶性ナイロン、ポリフ
ェニレンアミド等 ９）ポリペプチド ゼラチン、カゼイン等 １０）エポキシ樹脂及びその変性物 ノボラックエポキシ樹脂、ビスフェノールエポキシ樹
脂、ノボラックエポキシアクリレート及び酸無水物によ
る変性樹脂等 １１）その他 ポリウレタン、ポリイミド、メラミン樹脂、尿素樹脂、
ポリイミダゾール、ポリオキサゾール、ポリピロール、
ポリアニリン、ポリスルフィド、ポリスルホン、セルロ
ース類等

【０００９】これらの樹脂の中では樹脂側鎖または主鎖
にカルボキシル基あるいはフェノール性水酸基等を有す
るものがアルカリ現像可能なため、公害防止の観点から
好ましい。特にカルボキシル基を有する樹脂、例えば、
アクリル酸（共）重合体、スチレン／無水マレイン酸樹
脂、ノボラックエポキシアクリレートの酸無水物変性樹
脂等は高アルカリ現像性なので好ましい。さらに、アク
リル樹脂は現像性に優れているので好ましく、その共重
合体は様々なモノマーを選択して重合が可能なため、性
能および製造制御の観点からより好ましい。

【００１０】より具体的にはカルボキシル基を含有する
アクリル樹脂は、例えば、（メタ）アクリル酸、（無
水）マレイン酸、クロトン酸、イタコン酸、フマル酸、
などのカルボキシル基を有するモノマーとスチレン、α
−メチルスチレン、（メタ）アクリル酸メチル、（メ
タ）アクリル酸エチル、（メタ）アクリル酸プロピル、
（メタ）アクリル酸イソプロピル、（メタ）アクリル酸
ブチル、酢酸ビニル、アクリロニトリル、（メタ）アク
リルアミド、グリシジル（メタ）アクリレート、アリル
グリシジルエーテル、エチルアクリル酸グリシジル、ク
ロトン酸グリシジルエーテル、（メタ）アクリル酸クロ
ライド、ベンジル（メタ）アクリレート、ヒドロキシエ
チル（メタ）アクリレート、Ｎ−メチロールアクリルア
ミド、Ｎ，Ｎジメチルアクリルアミド、Ｎ−メタクリロ
イルモルホリン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチル（メ
タ）アクリレート、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチルアク
リルアミド、などのコモノマーを共重合させたポリマー
が挙げられる。中でも好ましいのは、構成モノマーとし
て少なくとも（メタ）アクリル酸あるいは（メタ）アク
リル酸アルキルエーテルを含有するアクリル樹脂であ
り、さらに好ましくは（メタ）アクリル酸およびスチレ
ンを含有するアクリル樹脂である。

【００１１】また、これらの樹脂は樹脂側鎖にエチレン
性二重結合を付加させることもできる。樹脂側鎖に二重
結合を付与することにより光硬化性が高まるため、解像
性、密着性をさらに向上させることができ好ましい。エ
チレン性二重結合を導入する合成手段として、例えば、
特公昭５０−３４４４３、特公昭５０−３４４４４など
に記載の方法等が挙げられる。具体的には、カルボキシ
ル基や水酸基にグリシジル基、エポキシシクロヘキシル
基および（メタ）アクリロイル基を併せ持つ化合物やア
クリル酸クロライドなどを反応させる方法が挙げられ
る。例えば、（メタ）アクリル酸グリシジル、アリルグ
リシジルエーテル、α−エチルアクリル酸グリシジル、
クロトニルグリシジルエーテル、（イソ）クロトン酸グ
リシジルエーテル、（３，４−エポキシシクロヘキシ
ル）メチル（メタ）アクリレート、（メタ）アクリル酸
クロライド、（メタ）アリルクロライドなどの化合物を
使用し、カルボキシル基や水酸基を有する樹脂に反応さ
せることにより側鎖に重合基を有する樹脂を得ることが
できる。特に、（３，４−エポキシシクロヘキシル）メ
チル（メタ）アクリレートを反応させた樹脂が好まし
い。なお、本明細書において、「（メタ）アクリル
〜」、「（メタ）アクリレート」等は、「アクリル〜ま
たはメタクリル〜」、「アクリレートまたはメタクリレ
ート」等を意味するものとし、例えば「（メタ）アクリ
ル酸」は「アクリル酸またはメタクリル酸」を意味する
ものとする。

【００１２】これらのアクリル樹脂のＧＰＣで測定した
重量平均分子量の好ましい範囲は１０００〜１００，０
００を超えると現像性が低下する傾向がある。また、カ
ルボキシル基の好ましい含有量の範囲は酸価で５〜２０
０である。酸価が５以下であるとアルカリ現像液に不溶
となり、また、２００を超えると感度が低下することが
ある。

【００１３】光重合開始剤の作用により硬化するモノマ
ーとしては、光重合開始剤の発生するラジカルの作用に
よりラジカル重合するモノマーおよび光重合開始剤から
発生する酸の作用で付加縮合するモノマー等公知のいず
れのものも用い得る。前者の代表的例としては、エチレ
ン性二重結合を有するモノマーが挙げられ、より具体的
には、イソブチルアクリレート、ｔ−ブチルアクリレー
ト、ラウリルアクリレート、セチルアクリレート、ステ
アリルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、イ
ソボニルアクリレート、ベンジルアクリレート、２−メ
トキシエチルアクリレート、３−メトキシブチルアクリ
レート、エチルカルビトールアクリレート、フェノキシ
エチルアクリレート、テトラヒドロフリルアクリレー
ト、フェノキシポリエチレングリコールアクリレート、
メトキシプロピレングリコールアクリレート、２−ヒド
ロキシエチルアクリレート、２−ヒドロキシプロピルア
クリレート、２−アクリロイルオキシエチルハイドロゲ
ンフタレート、２−アクリロイルオキシプロピルハイド
ロゲンフタレート、２−アクリロイルオキシプロピルハ
イドロゲンフタレート、２−アクリロイルオキシプロピ
ルテトラヒドロハイドロゲンフタレート、モルホリノエ
チルメタクリレート、トリフルオロエチルアクリレー
ト、トリフルオロエチルメタクリレート、テトラフルオ
ロプロピル（メタ）アクリレート、ヘキサフロオロプロ
ピル（メタ）アクリレート、オクタフルオロペンチル
（メタ）アクリレート、ヘプタデカフルオロドデシルア
クリレート、トリメチルシロキシエチルメタクリレー
ト、１，４−ブタンジオールジアクリレート、１，６−
ヘキサンジオールジアクリレート、１，９−ノナンジオ
ールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリ
レート、テトラエチレングリコールジアクリレート、ト
リプロピレングリコールジアクリレート、プロピレング
リコールジアクリレート、グリセリンメタクリレートア
クリレート、ビスフェノールＡ、エチレンオキサイド付
加物ジアクリレート、トリメチロールプロパントリアク
リレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペ
ンタエリスリトールテトラアクリレート、トリメチロー
ルプロパンエチレンオキサイド付加トリアクリレート、
グリセリンプロピレンオキサイド付加トリアクリレー
ト、トリスアクリロイルオキシエチルフォスフェート、
ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ノボラッ
クエポキシのアクリル酸変性物、ノボラックエポキシの
アクリル酸および酸無水物の変性物、Ｎ−ビニルピロリ
ドン、Ｎ−ビニルカプロラクタム、アクリル化イソシア
ヌレート、ジペンタエリスリトールモノヒドロキシペン
タアクリレート、ウレタンアクリレート、不飽和ポリエ
ステルアクリレートなどが挙げられる。これらのモノマ
ーのなかではアクリルモノマー、特に３個以上の二重結
合を有するアクリルモノマーが好ましい。これらのモノ
マーは単独または複数組み合わせて使用される。一方、
光重合開始剤から発生する酸の作用で付加縮合するモノ
マーとしては、メラミン、ベンゾグアナミン、グリコー
ルウリルもしくは尿素にホルムアルデヒドを作用させた
化合物またはそれらのアルキル変性化合物、エポキシ化
合物およびレゾール化合物等の架橋作用を有する化合物
が挙げられる。

【００１４】具体的には、三井サイアナミド社のサイメ
ル（登録商標）３００、３０１、３０３、３５０、７３
６、７３８、３７０、７７１、３２５、３２７、７０
３、７０１、２６６、２６７、２８５、２３２、２３
５、２３８、１１４１、２７２、２５４、２０２、１１
５６、１１５８は、メラミンにホルムアルデヒドを作用
させた化合物またはそのアルキル変性物の例である。サ
イメル（登録商標）１１２３、１１２５、１１２８は、
ベンゾグアナミンにホルムアルデヒドを作用させた化合
物またはそのアルキル変性物の例である。サイメル（登
録商標）１１７０、１１７１、１１７４、１１７２はグ
リコールウリルにホルムアルデヒドを作用させた化合物
またはそのアルキル変性物の例である。尿素にホルムア
ルデヒドを作用させた化合物またはそのアルキル変性物
の例として三井サイアナミド社のＵＦＲ（登録商標）６
５、３００を挙げることができる。

【００１５】エポキシ化合物の例として、トリグリシジ
ルトリスヒドロキシエチルイソシアヌレート、アリルグ
リシジルエーテル、エチルヘキシルグリシジルエーテ
ル、フェニルグリシジルエーテル、フェノールグリシジ
ルエーテル、ラウリルアルコールグリシジルエーテル、
アジピン酸グリシジルエーテル、フタル酸グリシジルエ
ーテル、ジブロモフェニルグリシジルエーテル、ジブロ
モネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、グリ
シジルフタルイミド、（ポリ）エチレングリコールグリ
シジルエーテル、ポリプロピレングリコールジグリシジ
ルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエー
テル、グリセリンポリグリシジルエーテル、トリメチロ
ールプロパンポリグリシジルエーテル、ブチルグリシジ
ルエーテル等を挙げることができる。

【００１６】この中で特に好ましい化合物として、分子
中に−Ｎ（ＣＨ₂ ＯＲ）₂ 基を有する化合物（式中、Ｒ
は水素原子またはアルキル基を示す）が挙げられる。詳
しくは、尿素あるいはメラミンにホルムアルデヒドを作
用させた化合物またはそのアルキル変性物が特に好まし
い。レゾール化合物の例として、群栄化学社製のＰＰ−
３０００ｓ、ＰＰ−３０００Ａ、ＲＰ−２９７８、ＳＰ
−１９７４、ＳＰ−１９７５、ＳＰ−１９７６、ＳＰ−
１９７７、ＲＰ−３９７３等が挙げられる。

【００１７】これらのバインダー樹脂およびモノマーの
中では、前記のカルボキシル基を含有するアクリル樹脂
とアクリルモノマーとの組合せが、現像性の点で最も好
ましい。光重合開始剤としては、公知のいずれのものも
用いることができ、紫外線によりエチレン性不飽和基を
重合させるラジカルを発生させることのできる化合物お
よび紫外線により酸を発生させる化合物が挙げられる。

【００１８】具体的には２−（４−メトキシフェニル）
−４、６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジ
ン、２−（４−メトキシナフチル）−４、６−ビス（ト
リクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２−（４−エトキ
シナフチル）−４、６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ
−トリアジン、２−（４−エトキシカルボニルナフチ
ル）−４、６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリア
ジン、などのハロメチル化トリアジン誘導体、ハロメチ
ル化オキサゾール誘導体、２−（２′−クロロフェニ
ル）−４，５−ジフェニルイミダゾール２量体、２−
（２′−クロロフェニル）−４，５−ビス（３′−メト
キシフェニル）イミダゾール２量体、２−（２′−フル
オロフェニル）−４，５−ジフェニルイミダゾール２量
体、２−（２′−メトキシフェニル）−４，５−ジフェ
ニルイミダゾール２量体、（４′−メトキシフェニル）
−４，５−ジフェニルイミダゾール２量体などのイミダ
ゾール誘導体、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾイン
フェニルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル、ベ
ンゾインイソプロピルエーテルなどのベンゾイン、ベン
ゾインアルキルエーテル類、２−メチルアントラキノ
ン、２−エチルアントラキノン、２−ｔ−ブチルアント
ラキノン、１−クロロアントラキノンなどのアントラキ
ノン誘導体、ベンズアンスロン誘導体、ベンゾフェノ
ン、４，４′−ビス（ジメチルアミノ）ベンゾフェノン
（ミヒラーズケトン）、４，４′−ビス（ジエチルアミ
ノ）ベンゾフェノン、２−メチルベンゾフェノン、３−
メチルベンゾフェノン、４−メチルベンゾフェノン、２
−クロロベンゾフェノン、４−ブロモベンゾフェノン、
２−カルボキシベンゾフェノンなどのベンゾフェノン誘
導体、２，２−ジメトキシ−２−フェニルアセトフェノ
ン、２，２−ジエトキシアセトフェノン、１−ヒドロキ
シシクロヘキシルフェニルケトン、α−ヒドロキシ−２
−メチルフェニルプロパノン、１−ヒドロキシ−１−メ
チルエチル−（ｐ−イソプロピルフェニル）ケトン、１
−ヒドロキシ−１−（ｐ−ドデシルフェニル）ケトン、
２−メチル−（４′−（メチルチオ）フェニル）−２−
モルホリノ−１−プロパノン、１，１，１−トリクロロ
メチル−（ｐ−ブチルフェニル）ケトンなどのアセトフ
ェノン誘導体、チオキサントン、２−エチルチオキサン
トン、２−イソプロピルチオキサントン、２−クロロチ
オキサントン、２，４−ジメチルチオキサントン、２，
４−ジエチルチオキサントン、２，４−ジイソプロピル
チオキサントンなどのチオキサントン誘導体、ｐ−ジメ
チルアミノ安息香酸エチル、ｐ−ジエチルアミノ安息香
酸エチルなどの安息香酸エステル誘導体、９−フェニル
アクリジン、９−（ｐ−メトキシフェニル）アクリジン
などのアクリジン誘導体、９，１０−ジメチルベンズフ
ェナジンなどのフェナジン誘導体、ジ−シクロペンタジ
エニル−Ｔｉ−ジ−クロライド、ジ−シクロペンタジエ
ニル−Ｔｉ−ビス−フェニル、ジ−シクロペンタジエニ
ル−Ｔｉ−ビス−２，３，４，５，６−ペンタフルオロ
フェニ−１−イル、ジ−シクロペンタジエニル−Ｔｉ−
ビス−２，３，５，６−テトラフルオロフェニル−１−
イル、ジ−シクロペンタジエニル−Ｔｉ−ビス−２，
４，６−トリフルオロフェニ−１−イル、ジ−シクロペ
ンタジエニル−Ｔｉ−２，６−ジ−フルオロフェニ−１
−イル、ジ−シクロペンタジエニル−Ｔｉ−２，４−ジ
−フルオロフェニ−１−イル、ジ−メチルシクロペンタ
ジエニル−Ｔｉ−ビス−２，３，４，５，６−ペンタフ
ルオロフェニ−１−イル、ジ−メチルシクロペンタジエ
ニル−Ｔｉ−ビス−２，６−ジ−フルオロフェニ−１−
イル、ジ−シクロペンタジエニル−Ｔｉ−２，６−ジ−
フルオロ−３−（ピル−１−イル）−フェニ−１−イル
などのチタノセン誘導体等が挙げられる。これらの光重
合開始剤は単独または複数組み合わせて使用される。例
えば、特公昭５３−１２８０２、特開平１−２７９９０
３、特開平２−４８６６４、特開平４−１６４９０２、
特開平６−７５３７３などに記載の開始剤の組み合わせ
などが挙げられる。

【００１９】本発明で用いるカーボンブラックとして
は、具体的に三菱化学社製のカーボンブラック＃２４０
０、＃２３５０、＃２３００、＃２２００、＃１００
０、＃９８０、＃９７０、＃９６０、＃９５０、＃９０
０、＃８５０、ＭＣＦ８８、＃６５０、ＭＡ６００、Ｍ
Ａ７、ＭＡ８、ＭＡ１１、ＭＡ１００、ＭＡ２２０、Ｉ
Ｌ３０Ｂ、ＩＬ３１Ｂ、ＩＬ７Ｂ、ＩＬ１１Ｂ、ＩＬ５
２Ｂ、＃４０００、＃４０１０、＃５５、＃５２、＃５
０、＃４７、＃４５、＃４４、＃４０、＃３３、＃３
２、＃３０、＃２０、＃１０、＃５、ＣＦ９、＃３０５
０、＃３１５０、＃３２５０、＃３７５０、＃３９５
０、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ＩＩ、ダイヤブラックＮ３３
９、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Ｈ
Ａ、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ＬＰ。
キャンカーブ社製のカーボンブラックサーマックスＮ９
９０、Ｎ９９１、Ｎ９０７、Ｎ９０８、Ｎ９９０、Ｎ９
９１、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＃６
６、旭＃６６ＨＮ、旭＃６０Ｈ、旭＃６０Ｕ、旭＃６
０、旭＃５５、旭＃５０Ｈ、旭＃５１、旭＃５０Ｕ、旭
＃５０、旭＃３５、旭＃１５、アサヒサーマル、デグサ
社製のカーボンブラックＣｏｌｏｒＢｌａｃｋ Ｆｗ２
００、ＣｏｌｏｒＢｌａｃｋ Ｆｗ２、ＣｏｌｏｒＢｌ
ａｃｋ Ｆｗ２Ｖ、ＣｏｌｏｒＢｌａｃｋ Ｆｗ１、Ｃ
ｏｌｏｒＢｌａｃｋ Ｆｗ１８、ＣｏｌｏｒＢｌａｃｋ
Ｓ１７０、ＣｏｌｏｒＢｌａｃｋＳ１６０、Ｓｐｅｃ
ｉａｌＢｌａｃｋ６、ＳｐｅｃｉａｌＢｌａｃｋ５、Ｓ
ｐｅｃｉａｌＢｌａｃｋ４、ＳｐｅｃｉａｌＢｌａｃｋ
４Ａ、ＰｒｉｎｔｅｘＵ、ＰｒｉｎｔｅｘＶ、Ｐｒｉｎ
ｔｅｘ１４０Ｕ、Ｐｒｉｎｔｅｘ１４０Ｖ等が挙げられ
る。

【００２０】これらのカーボンブラックはそのままの状
態では凝集しているため、本発明では分散処理が必要で
ある。カーボンブラックに分散剤及び溶剤を加えてミル
ベースをつくり、それをボールミル、サンドミル、ビー
ズミル、３本ロール、ペイントシェーカー、超音波、バ
ブルホモジナイザーなどの方法により分散処理を行う。
これらの処理方法は２つ以上組合わせることも可能であ
る。分散剤には本発明レジスト組成物のバインダー樹脂
をそのまま用いるほか、ＢＹＫ社製のＡｎｔｉ−Ｔｅｒ
ｒａ−Ｕ、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１６０、１６１、１６
２、１６３、ＺＥＮＥＣＡ社製のＳｏｌｓｐｅｒｓ２０
０００、２４０００ＧＲ、２６０００、２８０００、楠
本化成社製のＤＡ−７０３−５０、ＮＤＣ−８１９４
Ｌ、ＮＤＣ−８２０３Ｌ、ＮＤＣ−８２５７Ｌ、ＫＳ−
８６０、花王社製のホモゲナールＬ−１８、Ｌ−１８２
０、Ｌ−９５、Ｌ−１００、日本ペイント社製のＶＰ５
０００、グッドリッチ社製のＥ５７０３Ｐ、ユニオンカ
ーバイド社製のＶＡＧＨ、東洋紡社製のＵＲ８２００、
日本ゼオン社製のＭＲ１１３、等の公知の分散樹脂が使
用可能である。これらの分散樹脂は単独でも、また、複
数組み合わせても使用可能である。これらの分散樹脂で
好ましいのは前記のカルボキシル基を含有するアクリル
樹脂である。分散処理によりカーボンブラック表面に樹
脂が吸着されると同時にカーボンブラック粒子の凝集が
破壊され粒径が微細化される。カーボンブラックの好ま
しい平均粒径は０．０１〜１μの範囲である。本発明で
は、カーボンブラック表面上に吸着される樹脂は樹脂吸
着量で１〜２００ｍｇ／ｇの範囲である必要がある。さ
らに好ましくは５〜１８０ｍｇ／ｇである。より好まし
くは２０〜１６０ｍｇ／ｇである。樹脂吸着量が上記範
囲の上限を越えると現像性、解像性の低下が起こる。ま
た、下限以下では分散が安定化されずに短期間で再凝集
が起こる。なお、樹脂吸着量はカーボンブラック分散液
を超遠心分離させ、上澄みの樹脂濃度を重量法によりも
とめ、仕込量との差から決定することができる。

【００２１】より具体的には、樹脂中にカーボンブラッ
クを分散したペーストをプロピレングリコールモノメチ
ルエーテルアセテートで１０倍に希釈し、日本エマソン
（株）製ＢＲＡＮＳＯＮ５２００を用いて超音波で３分
間処理した後、２７０００ｒｐｍで１時間超遠心分離
し、上澄み液を１２０℃２時間乾固させ、精密天秤によ
り樹脂重量を求め、仕込量との差から決定することがで
きる。

【００２２】本発明レジスト組成物は、分散性、塗布性
向上のため、溶剤を含有することが好ましいが溶剤とし
ては具体的に、ジイソプロピルエーテル、ミネラルスピ
リット、ｎ−ペンタン、アミルエーテル、エチルカプリ
レート、ｎ−ヘキサン、ジエチルエーテル、イソプレ
ン、エチルイソブチルエーテル、ブチルステアレート、
ｎ−オクタン、バルソル＃２、アプコ＃１８ソルベン
ト、ジイソブチレン、アミルアセテート、ブチルブチレ
ート、アプコシンナー、ブチルエーテル、ジイソブチル
ケトン、メチルシクロヘキセン、メチルノニルケトン、
プロピルエーテル、ドデカン、Ｓｏｃａｌ ｓｏｌｖｅ
ｎｔ Ｎｏ．１およびＮｏ．２、アミルホルメート、ジ
ヘキシルエーテル、ジイソプロピルケトン、ソルベッソ
＃１５０、（ｎ，ｓｅｃ，ｔ）−酢酸ブチル、ヘキセ
ン、シェル、ＴＳ２８、ソルベント、ブチルクロライ
ド、エチルアミルケトン、エチルベンゾネート、アミル
クロライド、エチレングリコールジエチルエーテル、エ
チルオルソホルメート、メトキシメチルペンタノン、メ
チルブチルケトン、メチルヘキシルケトン、メチルイソ
ブチレート、ベンゾニトリル、エチルプロピオネート、
メチルセロソルブアセテート、メチルイソアミルケト
ン、メチルイソブチルケトン、プロピルアセテート、ア
ミルアセテート、アミルホルメート、ビシクロヘキシ
ル、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテー
ト、ジペンテン、メトキシメチルペンタノール、メチル
アミルケトン、メチルイソプロピルケトン、プロピルプ
ロピオネート、プロピレングリコール−ｔ−ブチルエー
テル、メチルエチルケトン、メチルセロソルブ、エチル
セロソルブ、エチルセロソルブアセテート、カルビトー
ル、シクロヘキサノン、酢酸エチル、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、プロピレングリ
コールモノエチルエーテルアセテート、ジプロピレング
リコールモノエチルエーテル、ジ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エチル
エーテルアセテート、ジプロピレングリコールモノメチ
ルエーテルアセテート、３−メトキシプロピオン酸、３
−エトキシプロピオン酸、３−エトキシプロピオン酸エ
チル、３−メトキシプロピオン酸メチル、３−メトキシ
プロピオン酸エチル、３−メトキシプロピオン酸プロピ
ル、３−メトキシプロピオン酸ブチル、ジグライム、ジ
プロピレングリコールモノメチルエーテル、エチレング
リコールアセテート、エチルカルビトール、ブチルカル
ビトール、エチレングリコールモノブチルエーテル、プ
ロピレングリコール−ｔ−ブチルエーテル、３−メチル
−３−メトキシブタノール、トリプロピレングリコール
メチルエーテル、３−メチル−３−メトキシブチルアセ
テートなどの有機溶剤が挙げられる。溶剤は沸点が１０
０℃から２００℃の範囲のものを選択するのが好まし
い。より好ましくは１２０℃〜１７０℃の沸点をもつも
のである。これらの溶剤は単独もしくは混合して使用さ
れる。

【００２３】本発明はバインダー樹脂１００重量部に対
しモノマーは５重量部〜８０重量部、光重合開始剤は
０．０１〜３０重量部、カーボンブラックは１００重量
部〜５００重量部、溶剤は２００〜１００００重量部の
範囲で含有されるのが好ましい。モノマーが上記範囲以
下であると像露光された画線部の架橋密度が十分でなく
なり良好な画像が得られにくく、また、上記範囲を超え
ると乾燥後のレジスト膜のベタつきが大きくなり作業性
に劣るようになることがある。光重合開始剤の添加量が
上記範囲以下であると十分な感度がえられず、また、上
記範囲を超えると、ときに開始剤が感光液から析出する
ことがある。カーボンブラックの添加量が上記範囲以下
であると十分な色濃度が出しにくく、遮光力も劣り、ま
た、上記範囲を超えると顔料の分散安定性を保持できな
くなるため、顔料の凝集が起こり均一な塗膜が得られな
くなることがある。溶剤の添加量が上記範囲以下である
と塗布むらがでやすく膜厚の均一性に欠け、上記範囲を
超えると十分な膜厚を得ることができず、また、ピンホ
ールなどの塗布欠陥がでやすくなることがある。尚、カ
ーボンブラックの全固形分中の濃度は、２５〜７０重量
％であるのが好ましい。本発明には上記の成分以外に増
感剤、塗布性改良剤、重合禁止剤、可塑剤、難燃剤、な
どを好適に添加することができる。これらは単独もしく
は数種併用することも可能である。

【００２４】本発明の組成物はスピンコーター、ロール
コーター、カーテンコーター、スクリーン印刷などの公
知の方法でガラス基板に塗布される。塗布膜厚は０．１
μｍ〜１０μｍが好ましい。塗布膜を乾燥させるために
コンベクションオーブンまたはホットプレートが使用さ
れる。乾燥温度は５０℃〜１５０℃、乾燥時間は３０秒
〜６０分が好適である。露光は高圧水銀灯、超高圧水銀
灯、キセノン燈、カーボンアーク燈等が一般的に用いら
れ、マスクを通して露光することによりレジスト膜に潜
像が形成される。その後、未露光部分を溶解させる溶剤
で現像することにより画像が形成される。現像液はアセ
トン、トルエン、ＭＥＫなどの有機溶剤も使用可能であ
るが、環境問題からアルカリ現像液の方が好ましい。一
例をあげるならば水酸化ナトリウム水溶液、水酸化カリ
ウム水溶液、炭酸ナトリウム水溶液、炭酸カリウム、ア
ンモニア水、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサ
イド水溶液、などが用いられる。アルカリ現像液には界
面活性剤、消泡剤などが添加されていてもよい。現像方
法としては、特に制限はなく、パドル法、ディッピング
法、スプレー法など公知の方法でおこなうことができ
る。またプリウエットを採用してもよい。画像形成後現
像液の乾燥、レジスト膜の硬化を高める目的でポストベ
ーク、後光硬化などを採用してもよい。

【００２５】

【実施例】次に、実施例を用いて具体的に説明するが、
本発明はその要旨を超えない限り以下の実施例に限定さ
れるものではない。合成例−１ 酸価２００、重量平均分子量５０００のスチレン・アク
リル酸樹脂２０ｇ、ｐ−メトキシフェノール０．２ｇ、
ドデシルトリメチルアンモニウムクロリド０．２ｇ、プ
ロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート４０
ｇをフラスコに仕込み（３，４エポキシシクロヘキシ
ル）メチルアクリレート７．６ｇを滴下し１００℃の温
度で３０時間反応させた。反応液を水に再沈殿、乾燥さ
せて樹脂を得た。ＫＯＨによる中和滴定をおこなったと
ころ樹脂の酸価は８０であった。

【００２６】カーボンブラックの分散 カーボンブラック（三菱化学（株）製、ＭＡ２２０）１
００ｇに合成例−１の樹脂ワニス１００ｇ、プロピレン
グリコールモノメチルエーテルアセテート１００ｇを混
合、撹拌し、ミルベースを作った。これをビーズミルに
より処理した。ビーズは粒径０．５ｍｍ、材質ジルコニ
アを用いた。分散温度は約６０℃でディスク周速及び分
散時間を変えて樹脂吸着量の異なるカーボンブラックペ
ーストを作った。

【００２７】樹脂吸着量の測定 上記カーボンブラックペーストを一部採取し、プロピレ
ングリコールモノメチルエーテルアセテートで１０倍に
希釈し、日本エマソン（株）製 ＢＲＡＮＳＯＮ５２０
０を用いて超音波で３分間処理した。このサンプルを超
遠心分離（２７０００ｒｐｍ、１時間）にかけ上澄み液
をとった。上澄み液を１２０℃で２時間乾固させた後、
精密天秤により樹脂重量を求め、仕込量との差からカー
ボンブラックに吸着した樹脂量を算出した。

【００２８】ブラックレジストの調合 １）カーボンブラックペースト：４０ｇ ２）ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート５ｇ ３）ジシクロペンタジエニル−Ｔｉ−ビス−２，６−ジ
フルオロ−３−（ピロール−１−イル）−フェニル−１
−イル０．５ｇ ４）４，４′−ビス（ジエチルアミノ）ベンゾフェノン
０．５ｇ ５）プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテー
ト３０ｇ 以上の割合で混合しブラックレジスト感光液を調合し
た。

【００２９】レジストの評価 ブラックレジスト感光液をスピンコーターにてガラス基
板に塗布し、ホットプレートで８０℃、１分間乾燥し
た。乾燥後のレジスト膜厚は１μであった。このサンプ
ルをマスクを通して高圧水銀燈で２０００ｍｊ／ｃｍ²
像露光した。温度２５℃、濃度０．０５％の水酸化カリ
ウム水溶液に浸漬現像してレジストパターンを得た。非
画線部が現像される時間を目視観察により現像速度を求
めた。また、形成できる最小レジストパターンを顕微鏡
で観察し解像力を求めた。

【００３０】

【表１】

【００３１】

【発明の効果】表−１の実施例の如く、本発明のブラッ
クレジスト組成物は現像性、解像性が高いため高精度の
ブラックマトリックスを高能率で形成できる。従って、
本発明のレジスト組成物を用いることにより、高品位、
低コストでカラーフィルターを製造することができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０３Ｆ 7/004 ５０５ Ｇ０３Ｆ 7/004 ５０５ // Ｃ０９Ｄ 4/02 ＰＤＲ Ｃ０９Ｄ 4/02 ＰＤＲ (72)発明者 松尾 史之 神奈川県横浜市青葉区鴨志田町1000番地 三菱化学株式会社横浜総合研究所内

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 黒色着色剤を含有する光硬化性樹脂組成
   物からなるカラーフィルター用ブラックレジスト組成物
   において、該黒色着色剤が、樹脂で分散処理され、且つ
   樹脂吸着量が１〜２００ｍｇ／ｇの範囲にあるカーボン
   ブラックであることを特徴とするカラーフィルター用ブ
   ラックレジスト組成物。
2. 【請求項２】 前記光硬化性樹脂組成物が、バインダー
   樹脂、光重合開始剤、該光重合開始剤の作用で硬化する
   モノマー、黒色着色剤および溶剤を含有する請求項１の
   カラーフィルター用ブラックレジスト組成物。
3. 【請求項３】 前記バインダー樹脂が、カルボキシル基
   を含有するアクリル樹脂である、請求項２のカラーフィ
   ルター用ブラックレジスト組成物。
4. 【請求項４】 前記アクリル樹脂が、構成モノマーとし
   て少なくともスチレンおよび（メタ）アクリル酸を含む
   請求項３のカラーフィルター用ブラックレジスト組成
   物。
5. 【請求項５】 前記の光重合開始剤の作用で硬化するモ
   ノマーが、アクリルモノマーである請求項２〜４のカラ
   ーフィルター用ブラックレジスト組成物。
6. 【請求項６】 全固形分中のカーボンブラックの濃度が
   ２５〜７０重量％である請求項１〜５のカラーフィルタ
   ー用ブラックレジスト組成物。
7. 【請求項７】 前記アクリル樹脂が樹脂側鎖にエチレン
   性二重結合を有する請求項３〜６のカラーフィルター用
   ブラックレジスト組成物。