JPH101626A - 顔料分散組成物および表面に遮光性薄膜を有する基板の製造方法 - Google Patents

顔料分散組成物および表面に遮光性薄膜を有する基板の製造方法

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JPH101626A
JPH101626A JP17705796A JP17705796A JPH101626A JP H101626 A JPH101626 A JP H101626A JP 17705796 A JP17705796 A JP 17705796A JP 17705796 A JP17705796 A JP 17705796A JP H101626 A JPH101626 A JP H101626A
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light
substrate
thin film
dispersion composition
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JP17705796A
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Toshinobu Yamashita
敏信 山下
Takeo Tokuda
武雄 徳田
Koshi Tsujimoto
耕嗣 辻本
Kiyoharu Nakatsuka
木代春 中塚
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Sumitomo Chemical Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Chemical Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 カラーフィルターや液晶表示素子における遮
光性薄膜に求められる遮光性をはじめとする諸特性が優
れ、保存安定性、分散安定性にも優れる工業的有利な顔
料分散組成物、および表面に遮光性薄膜を有する高品質
基板の製造方法を提供する。 【解決手段】 遮光性材料として有機顔料と酸化チタン
顔料又は/及び酸窒化チタン顔料とからなる顔料混合物
を用いて顔料分散組成物を製造し、その顔料分散組成物
を用いて基板の表面に遮光性薄膜を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は顔料分散組成物およ
びその応用に関する。更に詳しくは、本発明は、特に、
液晶表示素子や撮像素子などに用いられるカラーフィル
ターの遮光性薄膜の形成に有用な顔料分散組成物および
その応用に関する。
【0002】
【従来の技術】液晶表示素子(LCD)などに用いられ
るカラーフィルターにおいて、コントラストや色純度の
向上、あるいは、スイチッング素子などへの光洩れの防
止のために、例えば、透明基板上に形成された赤、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遮光性薄膜を設けることや、スイ
ッチング素子の上に配置される基板上に不要光を遮る遮
光性薄膜を設けることが知られている。
【0003】近年、LCDの急速な大型化、高精彩化、
生産量の増加などに伴って遮光性薄膜の諸特性や生産性
などに対する要求が一層強まってきている。例えば、高
遮光性とともに、塗膜の平坦性や平滑性、基板やオーバ
ーコート(保護膜)との密着性がよりすぐれることなど
の他、最近では、特に耐熱性、耐水性、耐湿性、耐アル
カリ性、耐溶剤性、耐液晶性等の信頼性が強く要望され
るようになってきている。
【0004】このような遮光性薄膜を形成する材料とし
ては、金属系および樹脂系材料が主に用いられている。
金属系材料としてはクロム等が、また、樹脂系材料とし
ては、樹脂等の高分子材料とカーボンブラック等の遮光
性材料とを含む塗料組成物が用いられている。しかしな
がら、クロム等の金属材料には、環境汚染の問題、形成
した遮光性薄膜の光反射率が高いという問題、さらには
製造コストが高いといった問題などがあるために、現在
では樹脂系材料が注目されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明者らは、特に、
液晶表示素子などに用いられるカラーフィルターの遮光
性薄膜に要求される諸特性が優れ、保存安定性や分散安
定性にも優れる工業的有利な樹脂系材料について鋭意検
討を行い、特定の顔料分散組成物を見出して本発明を完
成するに至った。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、遮光性材料お
よび高分子材料を含有し、該遮光性材料が有機顔料と酸
化チタン顔料又は/及び酸窒化チタン顔料とからなる顔
料混合物であることを特徴とする顔料分散組成物、およ
びその顔料分散組成物を用いて表面に遮光性薄膜を有す
る基板を製造する方法を提供する。
【0007】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て詳細に説明する。
【0008】本発明においては、有機顔料と酸化チタン
顔料又は/及び酸窒化チタン顔料とからなる顔料混合物
を遮光性材料として用いる。ここで、有機顔料は、着色
力が大きく、色彩的特性が優れているほか耐光性、耐熱
性、 耐溶剤性、 耐薬品性を備えているかぎり特に制限さ
れることはなく、例えば、ペリレン系、フタロシアニン
系、アンスラキノン系、ジオキサジン系、キナクリドン
系、アゾ系、イソインドリノン系、 チオインジゴ系など
の顔料の一種または二種以上の混合物を用いることがで
きる。これらの有機顔料中、本発明においては、特に、
ペリレンブラック等のペリレン系顔料が好適である。
【0009】酸化チタン顔料としては、 酸化チタンのほ
かに、酸化チタンに硫酸カルシウム、 硫酸マグネシウ
ム、 硫酸バリウム等の白色顔料を配合した複合顔料、 酸
化チタン粒子の表面をアルミナ、 ジルコニア、三酸化ア
ンチモン、 酸化亜鉛等の白色顔料で被覆した被覆顔料等
を挙げることができる。
【0010】酸窒化チタン顔料としては、例えば、二酸
化チタンまたは水酸化チタンに、必要によりバナジウム
化合物を付着させた後、アンモニアの存在下に高温還元
することによって得られるものなどが挙げられるが、通
常は、チタンブラックとして市販されているものを好適
に用いることができる。これらの酸化チタン顔料および
酸窒化チタン顔料は、それぞれに、その単独または、 二
種以上を混合して使用することができ、また酸化チタン
顔料の少なくとも一種と酸窒化チタン顔料の少なくとも
一種との混合物を使用することもできる。 本発明におい
ては、このような態様で使用する酸化チタン顔料又は/
及び酸窒化チタン顔料を、以下チタン系顔料という。
【0011】有機顔料とチタン系顔料との混合割合は、
それぞれ使用する有機顔料およびチタン系顔料の種類や
それぞれの特性によって適宜決定することができる。顔
料分散組成物の分散安定性およびその組成物によって形
成される遮光性薄膜の諸特性に鑑みて、通常は、顔料混
合物100重量部あたり、有機顔料が20〜80重量
部、チタン系顔料が80〜20重量部である範囲から適
宜選択することが望ましい。
【0012】高分子材料としては、感光型塗料、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、それぞれ従来から使用されている公知の感光性樹
脂、アルカリまたは溶剤可溶性樹脂、電気泳動型の光ま
たは熱硬化性樹脂または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。
【0013】本発明の顔料分散組成物は、特に、感光性
であることが好ましく、感光性樹脂材料としては、アク
リル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂などを含
む材料が例示される。特に、ネガ型またはポジ型フォト
レジストとして知られている感光性樹脂材料が好適であ
る。ネガ型フォトレジストとしては、アクリル樹脂にベ
ンゾフェノン類、アントラキノン類などの光開始剤を含
有したものなどが挙げられ、市販品としてV−259−
PA(新日鉄化学社)、Kayarad INC−11
6N(日本化薬社)などが挙げられる。
【0014】ポジ型フォトレジストとしては、ノボラッ
ク型フェノール樹脂にO−キノンジアジドのエステル化
物を含有したものなどが挙げられ、市販品として、OF
PR−800(東京応化社)、PF−7400(住友化
学社)、FH−2030(富士ハントエレクトロニクス
テクノロジー社)などが挙げられる。
【0015】高分子材料の使用量は特に制限されること
はなく、その種類や遮光性材料の種類などによって適宜
決定することができる。本発明の組成物を用いて形成さ
れる遮光性薄膜の遮光性、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
考慮すると、高分子材料と遮光性材料との重量比は80
〜30:20〜70が好ましい。
【0016】本発明の顔料分散組成物は、所定の遮光性
材料および高分子材料のほかに、必要により炭化水素、
エーテル、エステル、ケトン、アルコール、セロソルブ
類などの有機溶剤や水、補助的に用いられるその他の顔
料、光増感剤、シランカップリング剤、チタンカップリ
ング剤、分散剤、pH調整剤、消泡剤、塗膜流展剤な
ど、前述した各種の塗料やインキに通常用いられる各種
の添加剤を含有していてもよい。
【0017】本発明の顔料分散組成物は、これらの各材
料を、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分散、混合すること
により製造することができる。
【0018】このようにして得られる本発明の顔料分散
組成物は、特に、表面にブラックマトリックスと呼ばれ
ている遮光性薄膜を有する基板の製造に有用である。こ
のような遮光性薄膜は、赤、緑および青色等の透明着色
微細パターンが形成されていてもよい基板上に、公知の
方法によって形成することができる。すなわち、遮光性
薄膜は、透明着色微細パターンの形成後または形成前に
形成して透明着色微細パターンの間隙に形成してもよ
く、また、透明着色微細パターンとは独立に別の基板上
に形成することもできる。
【0019】例えば、ガラスなどの透明基板上に、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
にしたがって透明着色微細パターンを形成し、次いで、
本発明の顔料分散組成物を用い、公知の方法で遮光性薄
膜を形成することによって、透明着色微細パターンの間
隙に遮光性薄膜を有する基板を製造することができる。
【0020】この場合、本発明の顔料分散組成物が感光
性組成物であるときは、透明基板上に所望の透明着色微
細パターンを形成した後、本発明の顔料分散組成物を、
形成した透明着色微細パターンを覆うように基板上の全
面に塗布し、次いで基板の背面から露光、現像を行うと
いう、所謂、背面露光法としてよく知られている方法に
よって、所望の基板を得ることができる。
【0021】このような背面露光法による場合、従来
は、使用する塗料組成物によっては造膜性が不十分にな
るとか、透明着色微細パターンとの間に隙間が生じる、
あるいは透明着色微細パターンの上にも遮光性薄膜が形
成されるといった種々の問題が発生することがあった
が、本発明の塗料組成物はそのような問題もなく所望の
基板を得ることができることが特徴的である。
【0022】あるいは、特開平7−35920号公報に
記載された方法にしたがって、先ず、窓枠状の遮光性薄
膜を形成し、次いで窓状の透明着色微細パターンを形成
することによって、所望の基板を得ることができる。
【0023】
【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。
【0024】実施例 1 ペリオゲンブラックL0084(ペリレンブラック、B
ASF社製)9.3重量部とBY−004(チタンブラ
ック、三菱マテリアル社製)24.8重量部からなる顔
料混合物、INC−116N(アクリル系ネガ型フォト
レジスト組成物、日本化薬社製)28重量部、およびプ
ロピレングリコールモノメチルエーテル33.5重量
部、ジエチレングリコールモノブチルエーテル4.4重
量部からなる配合物100重量部をビーズミルなどを用
いて分散を行った。この分散物にイルガキュアー#90
7(光重合開始剤、チバガイギー社製)を0.5重量部
加えて良く攪拌した。このようにして本発明の顔料分散
組成物を得た。
【0025】一方、幅80μmのITO膜の透明導電膜
を20μm間隔で短冊状に付けたガラス基板を準備し
た。この導電膜の表面抵抗率は約60Ω/cm2 であっ
た。この透明基板に、青色の電着塗料〔リオノール ブ
ルー ES(東洋インク社製)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、40〜80
Vで10〜20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。
【0026】上記で得た顔料分散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
分間プレベークして約8μmの膜厚の塗膜を得た。この
基板の背面から高圧水銀灯を用いて80W/cm2 の放
射照度で3〜20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
熱処理した。このようにして、透明着色微細パターンお
よびその間隙に膜厚が約1.5μmの遮光性薄膜を表面
に有する基板を得た。
【0027】得られた基板は、遮光性薄膜と着色微細パ
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、さらに基板単独でも、また両面から
偏光板で挟んでこの2枚の偏光板の偏光軸を直交したと
きにも光漏れが無く高い遮光性が得られ、カラーフィル
ターとして良好な仕上がりであった。また、上記で得た
顔料分散組成物を冷暗所に1ヶ月間保存した後も劣化が
認められず、安定性も良好であった。
【0028】
【発明の効果】本発明の顔料分散組成物は保存安定性、
分散安定性に優れ、それを用いることによって、高遮光
性であるとともに、塗膜の平坦性や平滑性、基板やオー
バーコート(保護膜)との密着性が優れ、耐熱性、耐水
性、耐湿性、耐アルカリ性、耐溶剤性、耐液晶性等の信
頼性が高く、精細な所定の形状を有する遮光性薄膜を、
その形成方法にかかわらず形成することができる。ま
た、本発明の顔料分散組成物を用いて、透明着色微細パ
ターンの間隙に遮光性薄膜を形成してなる基板は、光リ
ークがなく表面の平坦性、平滑性に優れ、さらに基板単
独でも、また両面から偏光板で挟んでこの2枚の偏光板
の偏光軸を直交したときにも光漏れが無いことから、高
性能のカラーフィルターを製造することができ、そして
高画質の液晶表示素子を製造することができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中塚 木代春 兵庫県尼崎市南塚口町6丁目10番73号 神 東塗料株式会社内

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 遮光性材料および高分子材料を含有し、
    該遮光性材料が有機顔料と酸化チタン顔料又は/及び酸
    窒化チタン顔料とからなる顔料混合物であることを特徴
    とする顔料分散組成物。
  2. 【請求項2】 有機顔料と酸化チタン顔料又は/及び酸
    窒化チタン顔料との混合重量比が20〜80:80〜2
    0である請求項1に記載の顔料分散組成物。
  3. 【請求項3】 有機顔料がペリレン系、フタロシアニン
    系、アンスラキノン系、ジオキサジン系、キナクリドン
    系、アゾ系、イソインドリノン系またはチオインジゴ系
    顔料である請求項1または2に記載の顔料分散組成物。
  4. 【請求項4】 高分子材料と遮光性材料との重量比が8
    0〜30:20〜70である請求項1〜3のいずれかに
    記載の顔料分散組成物。
  5. 【請求項5】 請求項1〜4のいずれかに記載の顔料分
    散組成物を用い基板の表面に遮光性薄膜を形成すること
    を特徴とする表面に遮光性薄膜を有する基板の製造方
    法。
JP17705796A 1996-04-11 1996-06-17 顔料分散組成物および表面に遮光性薄膜を有する基板の製造方法 Pending JPH101626A (ja)

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