JPH10253820A - ブラックマトリクス用レジスト組成物およびそれを用いてなるブラックマトリクス - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 低膜厚でも遮光性能が極めて高く、しかも高
抵抗のブラックマトリクス用レジスト組成物を得る。そ
の上に形成した配向膜表面の各画素内における凹凸を小
さくし、画素内の液晶の配向状態の不均一性を小さくす
ることができ、アクティブ素子アレイ側にブラックマト
リクスを形成した際、あるいは電着法を用いて該ブラッ
クマトリクスを形成後に赤・青・緑のカラーフィルター
を形成する際、隣接する画素間が電気的に導通すること
が避けることができるブラックマトリクスを得る。 【解決手段】 感光性樹脂、顔料、分散剤および溶剤を
含有してなるブラックマトリクス用レジスト組成物であ
って、該分散剤が塩基性官能基を有する分散剤であり、
該顔料が実質的にカーボンブラックのみからなり、乾燥
膜厚１μｍにおける膜抵抗が１０⁹Ω／□以上であるこ
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】本発明は液晶表示素子等の部
材であるカラーフィルター上や、液晶表示素子のアクテ
ィブ素子アレイ側に駆動電極間からの光のもれを防ぐた
めに形成される、ブラックマトリクス用のレジスト組成
物およびそれを用いてなるブラックマトリクスに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示素子用ブラックマトリクスは、
液晶表示素子において駆動電極間からの光のもれを防ぐ
ために用いられ、カラーフィルター側に用いる場合はガ
ラスまたはプラスチックシートなどの透明基板上に、ア
クティブ素子アレイ側に用いる場合はアクティブ素子ア
レイ形成後の駆動電極間に、フォトリソグラフィー法、
印刷法、電着法等を用いて形成されたストライプ状また
は格子状の遮光性材料のパターンである。

【０００３】カラーフィルターの場合は、該ブラックマ
トリクス上に赤・緑・青の３色の画素を所定の位置にフ
ォトリソグラフィー法、印刷法、電着法等を用いて形成
した後、透明電極を形成し、その上に配向膜を形成し、
その配向膜をラビングすることによりカラーフィルター
が得られる。また、アクティブ素子アレイ側の場合に
は、ガラスまたはプラスチック基板上にスパッタ法、プ
ラズマＣＶＤ法等により成膜した金属膜、ＩＴＯ膜、半
導体膜、絶縁膜を、フォトレジストを用いて所定のパタ
ーンにエッチングする工程を繰り返すことによりアクテ
ィブ素子アレイを形成した後、駆動電極を除く部分にフ
ォリソグラフィー法、印刷法、電着法等を用いてブラッ
クマトリクスを形成し、その上に配向膜を形成し、その
配向膜をラビングすることによりアクティブ素子アレイ
が得られる。この場合、カラーフィルター側にブラック
マトリクスを形成する場合に比べ、アクティブ素子側と
の位置合わせマージンを取る必要がなくなるため、結果
として開口率を高くすることができる。

【０００４】ブラックマトリクスの形成方法としては、
従来基板上にクロムを成膜しエッチングすることにより
ブラックマトリクスパターンを得る方法が主流であった
が、コスト的に高価である、表面反射率が高い、廃棄の
際公害が起こる、金属であるため駆動電極間が電気的に
導通されてしまうといった問題があった。これらの点か
らカーボンブラックなどの無公害の黒色顔料を用いたレ
ジスト法を用いた有機物からなるブラックマトリクスが
提案されている。より具体的には、黒色顔料として、有
機顔料とカーボンブラックとを併用し、他に分散剤、感
光性樹脂および溶剤を含有する、比較的遮光性の高いブ
ラックマトリクスを形成可能なレジスト組成物等が知ら
れている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ブラックマトリクス用レジスト組成物は、十分な遮光性
を得ようとするとブラックマトリクスの膜厚を厚くせざ
るを得ず、その上に赤、緑、青のパターンを形成したと
きにブラックマトリクスとの重なり部分の盛り上りが大
きく、更にその上に透明電極、配向膜を形成しラビング
したときに、画素内でラビングの不均一性が生じ液晶の
配向制御が画素内で均一にならないといった問題があっ
た。

【０００６】アクティブ素子アレイ側にブラックマトリ
クスを形成する場合にも同様な問題がある。駆動電極が
電気的に十分絶縁されていないと隣の駆動電極のスイッ
チングの影響を受けるという問題もあった。また、ガラ
スまたはプラスチック基板上にカラーフィルターの画素
パターンに透明電極パターンを形成し、パターン間をブ
ラックマトリクスによって遮光し、次に赤・青・緑に着
色された電着液に浸漬し、それぞれの色を形成するべき
透明電極パターンに選択的に通電することにより赤・青
・緑のカラーフィルターを形成するいわゆる電着法にお
いても、通電時に隣接する透明電極パターンに電流が流
れないようにするために、ある程度以上の絶縁性が要求
されるが、従来のレジストを用いたブラックマトリクス
では、十分な絶縁性を得るのが困難であった。

【０００７】即ち、本発明の目的は、上記の従来のレジ
スト法ブラックマトリクスを用いたカラーフィルターの
問題を解消すること、即ち、カラーフィルターまたはア
クティブ素子における各画素内の段差を小さくし、また
アクティブ素子アレイの駆動電極間や電着法における画
素パターンに対応した透明電極間を電気的に絶縁するこ
とのできるブラックマトリクスを提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記の課
題を解決すべく鋭意検討した結果、感光性樹脂、顔料、
分散剤および溶剤を含有してなるブラックマトリクス用
レジスト組成物の、該分散剤として塩基性官能基を有す
る分散剤を、該顔料として実質的にカーボンブラックの
みを用いることにより、十分な量のカーボンブラックを
レジスト中に十分に分散させて遮光性とレジストとして
の性能を両立しつつ、十分な膜抵抗を達成し得るので、
画素内の膜厚差の問題なく、十分な遮光性、絶縁性を有
するブラックマトリクスを形成可能であることを見出
し、本発明に到達した。

【０００９】即ち、本発明の要旨は、感光性樹脂、顔
料、分散剤および溶剤を含有してなるブラックマトリク
ス用レジスト組成物であって、該分散剤が塩基性官能基
を有する分散剤であり、該顔料が実質的にカーボンブラ
ックのみからなり、乾燥膜厚１μｍにおける膜抵抗が１
０⁹Ω／□以上であることを特徴とするブラックマトリ
クス用レジスト組成物およびそれを用いてなるブラック
マトリクスに存する。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下本発明を詳細に説明する。本
発明のブラックマトリクス用レジスト（以下ブラックレ
ジストという）は、感光性樹脂、顔料、分散剤および溶
剤を含有する。感光性樹脂は特に限定されないが、光を
吸収してラジカルを発生する光重合開始剤と、光重合開
始剤の作用により硬化モノマーを含有し、さらに好まし
くは、相溶性、被膜形成性、現像性、接着性等の光重合
性層の改善のために、結合剤としての有機高分子物質を
含有させたものが一般的である。

【００１１】かかる有機高分子物質、光重合開始剤の作
用により硬化するモノマー及び光重合開始剤は一般にこ
の種レジストに使用される広い範囲から選ぶことができ
る。有機高分子物質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）ポリエスエル 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 これらの有機高分子物質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
樹脂を含有するレジスト組成物が、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。

【００１２】さらに、アクリル系樹脂は現像性に優れて
いるので好ましく、様々なモノマーを選択して種々の共
重合体を得ることが可能なため、性能および製造制御の
観点からより好ましい。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。

【００１３】また、これらの樹脂は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）アクリレートのような脂環式エポキシ化合物を反応
させた樹脂が好ましい。

【００１４】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。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１０００〜１０
０，０００である。重量平均分子量が１０００以下であ
ると均一な塗膜をえるのが難しく、また、１００，００
０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５〜２００
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。

【００１５】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、ヘキサフルオロプロピル
（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レンフォスフェート、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。

【００１６】これらのモノマーのなかではアクリルモノ
マー、特に３個以上のエチレン性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。

【００１７】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。

【００１８】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。

【００１９】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。

【００２０】光重合開始剤の作用により硬化するモノマ
ーの内エチレン性二重結合を少なくとも一つ有する化合
物が有利に使用できる。また、これらのバインダー樹脂
およびモノマーの中では、カラーフィルター用レジスト
組成物がアルカリ現像可能である点に於て特に前記のカ
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
ーとの組合せが最も好ましい。

【００２１】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。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
ジアゾール誘導体、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、ミヒラ
ーケトン、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−Ｔ
ｉ−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−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、ヘキサンジチオール、デカンジシオー
ル、１，４−ジメチルメルカプトベンゼン、ブタンジオ
ールビスチオグリコレート、トリメチロールプロパント
リスチオグリコレート、ブタンジオールビスチオプロピ
オネート、トリメチロールプロパントリスチオプロピオ
ネート、ペンタエリスリトールテトラキスチオプロピオ
ネート、トリスヒドロキシエチルトリスチオプロピオネ
ート等の多官能脂肪族化合物等が挙げられる。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１−２７
９９０３、特開平２−４８６６４、特開平４−１６４９
０２、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。

【００２２】本発明における感光性樹脂中の組成は、
（ａ）有機高分子物資１００重量部に対し（ｂ）モノマ
ーは５重量部〜１００重量部（ｃ）開始剤は０．０１〜
３０重量部の範囲で含有される。 （ｂ）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。（ｃ）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。

【００２３】本発明のブラックレジストは顔料として実
質的にカーボンブラックのみを含有し、有機黒色顔料
等、カーボンブラック以外の顔料を実質的に含有しな
い。遮光性能という点からカーボンブラックが最も適し
ており、遮光性能に劣る有機顔料を実質量含むと、乾燥
膜厚１μｍにおけるＯＤが３．０以上であるという、本
発明に要求を達成できなくなるという欠点がある。

【００２４】カーボンブラックとしては後述するように
少量の分散剤でカーボンブラック粒子を被覆できるもの
が好適であり、この点で好適なカーボンブラックはＤＢ
Ｐ吸油量が１００ｍｌ／１００ｇ以下、さらに好ましく
は８０ｍｌ／１００ｇ以下であり、窒素吸着表面積が１
２０ｍ²／ｇ以下、好ましくは１００ｍ²／ｇ以下であ
る。

【００２５】上記のようなカーボンブラックの具体例と
しては、三菱化学（株）製＃５、＃１０、＃２５、＃３
３、＃４４、＃４５、＃４５Ｌ、＃４７、＃５０、＃５
２、＃５５、ＭＡ７、ＭＡ８、ＭＡ１１、ＭＡ２２０
等、旭カーボン（株）製ＭＴＣ、ＦＴＣ、ＦＴＣ＃１５
等、デグサ社製Printex 25, Printex 35, Printex 45,P
rintex 55, Printex 200, Printex 300, Special Black
100, Special Black 250, Special Black 350, Specia
l Black 550等、キャボット社Monarch 120, Regal 330
R, Regal 415R, Regal 250R, Regal 99R, Regal 400R,
Regal 350R,Regal500R等が挙げられる。

【００２６】これらのカーボンブラックはブラックレジ
ストの固形分中の重量濃度で３０〜８０重量％、好まし
くは４０〜７０重量％であることが望ましい。本発明の
ブラックレジストは遮光性能の点から、乾燥膜厚１μｍ
におけるＯＤが３．０以上であるのが好ましい。カーボ
ンブラックの含有量が上記範囲より小さいときは十分な
遮光性能が得られず、まだ多すぎると光硬化が十分に進
行しない可能性がある。

【００２７】本発明においては、前述の如く高い含有量
でカーボンブラックを均一に分散させ、しかも粒子間の
距離を大きくする必要があるために、分散剤を配合する
ことが必要である。従来の画素内の段差の問題を回避
し、ブラックマトリックスの膜厚を薄くしつつ十分な遮
光性を確保するためには、黒色顔料の重量分率を高くす
ることと、遮光性能の高いカーボンブラックを大量に使
用する必要があるが、従来の技術ではこの場合レジスト
として機能しなくなるか、あるいは光重合性化合物の重
合度が十分でなくなり、レジスト膜に要求される耐熱
性、耐溶剤性、耐現像液性、接着性等が得られなくなる
だけでなく、導電性が高くなり駆動電極間が電気的に導
通されてしまうといった問題があった。また、単に抵抗
を高くするためにカーボンブラックを被覆する分散剤を
大量に含有すると、レジストとしての性能が失われてし
まう。

【００２８】本発明においては、分散剤としては塩基性
官能基を持つ分散剤を用いることを特徴とするが、かか
る分散剤であればカーボンブラックに対し十分に吸着さ
せることができ、カーボンブラックを十分に分散剤で被
覆することができる。塩基性官能基としては脂肪族アミ
ノ基、グアニジン基、第４水酸化アルキルアンモニウム
基、アミド基等の脂肪族塩基、アニリン基、ジメチルア
ニリン基、２、４、６−トリニトロアニリン基等の芳香
族塩基、ピリジン基、ピロール基、ジアザビシクロウン
デセン基、イミダゾール基等の複素環塩基等が挙げられ
る。この内で特に脂肪族アミノ基、イミダゾール基が好
適に用いられる。

【００２９】一般にカーボンブラック含有樹脂の導電機
構は粒子間のトンネル電流であると考えれている。この
ことは粒子間の距離により導電性がべき乗で変化し、粒
子間距離を大きくすることが、高抵抗を達成するための
ポイントとなる。一般にカーボンブラックの粒子間距離
は、被覆した分散剤による立体障害により決まると考え
られており、その意味で分散剤としてはより粒子間距離
を大きくしやすい高分子分散剤が好ましい。

【００３０】本発明で使用される分散剤としては塩基性
官能基を有する分散剤であればいずれのものも使用でき
るが、上記の理由から高分子分散剤がより好ましい。
高分子分散剤としては塩基性官能基を含有していれば熱
硬化性樹脂、熱可塑性樹脂いずれも使用でき、熱硬化性
樹脂としてはウレタン系、アクリル系、ポリイミド系、
アルキッド系、エポキシ系、不飽和ポリエステル系、メ
ラミン系、フェノール系等が挙げられ、熱可塑性樹脂と
しては、アクリル系、塩化ビニル系、塩化ビニル酢酸ビ
ニル系共重合系、ウレタン系、ポリアミド系、ポリカー
ボネート系等が挙げられる。分子量はポリスチレン換算
の重量平均で１０００〜１００，０００の範囲が好まし
い。分子量が１００，０００を超えると現像性、解像性
が低下する。塩基性官能基はアミン価で１〜１００ｍｇ
ＫＯＨ／ｇの範囲のものが好ましい。アミン価が上記範
囲以下であると分散安定性が低下し、逆に超えると現像
性、解像性が低下する。なお、アミン価は、塩基性官能
基を酸により中和滴定し、酸価に対応させてＫＯＨのｍ
ｇ数で表した値である。

【００３１】このような条件を満たす分散剤として具体
的にビックケミー社製のＤｉｓｐｅｒｂｙｋ１６０、Ｄ
ｉｓｐｅｒｂｙｋ１６１、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ１６２、
Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ１６３、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ１６
４、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ１６６；ゼネカ社製のＳＯＬＳ
ＰＥＲＳＥ２００００、ＳＯＬＳＰＥＲＳＥ２４００
０、ＳＯＬＳＰＥＲＳＥ２７０００、ＳＯＬＳＰＥＲＳ
Ｅ２８０００等（いずれも商品名）の市販品が挙げられ
る。。これらの分散剤の配合比率はカーボンブラックを
被覆するのに必要十分な量であればよく、高すぎるとか
えってレジストとしての性能を落とすことになる。この
点を考慮すると、配合比率としてはカーボンブラックに
対して１〜１００重量％であることが好ましい。

【００３２】本発明レジスト組成物は、かかる特定の分
散剤でカーボンブラックを被覆することにより、高濃度
のカーボンブラックを含有していてもレジストとして高
い性能を保ち、かつカーボンブラック粒子間距離を制御
し、粒子から粒子へ電子またはホールが移動する確率を
低くでき、レジスト膜が駆動電極間を絶縁するのに十分
高い電気抵抗を持ち得る。

【００３３】本発明のブラックレジストは、乾燥膜厚１
μｍにおける膜抵抗が１０⁹Ω／□である必要がある。
膜抵抗が１０⁹Ω／□より小さいと、通電時に隣接する
アクティブ素子パターンに電流が流れることになり、ブ
ラックマトリクスとしての性能を満足しないこととな
る。本発明で使用される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 ｓｏｌｖｅｎｔ Ｎｏ．１およびＮ
ｏ．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、酢酸ブチル
（ｎ，ｓｅｃ，ｔ）、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（以下ＰＧＭＥＡと略す）、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。

【００３４】溶剤は沸点が１００℃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。本発明の組成物は
（イ）感光性樹脂１００重量部に対し（ロ）カーボンブ
ラックは４０重量部〜５００重量部、（ハ）高分子分散
剤は０．４から５００重量部、（ニ）溶剤は２００〜１
００００重量部の範囲で含有される。（ロ）顔料の添加
量が上記範囲以下であると十分な色濃度が出しにくく、
遮光力も劣る。また、上記範囲を超えると顔料分散安定
性、現像性、解像性、密着性が低下する。（ニ）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。尚、全固形分中のカーボンブラック濃度は３
０〜８０％であるのが好ましい。本発明の組成物の好ま
しい態様に於いては、有機高分子物質１００重量部に対
し、モノマーは５重量部〜１００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５０重量
部〜５００重量部、溶剤は２００〜１００００重量部の
範囲で含有される。

【００３５】本発明にはこれら、必須成分以外に増感
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。次に本発明の組成物の
調整方法について説明する。本発明の組成物は上記本発
明成分を混合することにより調整できるが、好ましくは
まずカーボンブラックと分散剤をあらかじめ十分に分散
混合し、分散剤をカーボンブラック粒子表面に十分に吸
着せしめた上で、これを他の本発明組成物成分と混合す
ることにより調整される。

【００３６】本発明におけるカーボンブラックの分散方
法について説明する。カーボンブラック、分散剤を前記
の塗布溶媒に固形分が１〜９０重量％になるように混合
し、混合液とガラスビーズ、ジルコニアビーズ等の分散
用のビーズを適量加える。このときビーズの粒径は０．
１〜２０ｍｍを使用することができる。この混合液をペ
イントコンディショナー、ボールミル、サンドグライン
ダー等にかけてカーボンブラックの分散を行う。また、
３本ロール、ホモジナイザー系、ジェットミル、超音波
等を用い、ビーズを用いずに分散させることもできる。
これらの処理方法は２つ以上組み合わせることも可能で
ある。分散処理によって得られる好ましいカーボンブラ
ックの粒径は小さすぎると粒子間距離が小さくなり導電
性があがってしまい、大きすぎると画像パターンの解像
度が悪くなるため適当な範囲内にあることが必要であ
る。具体的にはレーザードップラー式の粒度測定器によ
り測定された粒径で０．００５〜０．７μｍ、より好ま
しくは０．０１〜０．５μｍの範囲である。分散処理時
間は粒径が上記範囲となる時間であれば特に限定され
ず、上記分散方法ごとに適宜選定されるが、１０ｇ程度
の分散液を得るためにはペイントコンディショナーを用
いた場合、通常、実分散時間で１〜２０時間程度であ
る。

【００３７】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０．２
μｍ〜１０μｍが好ましい。より好ましくは０．３から
５μｍである。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。露光には高圧水銀燈、超高圧水銀燈、キセノ
ンランプ、カーボンアーク燈等の紫外線を発する光源が
使用でき、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。

【００３８】次に以上のようにして得られたブラックレ
ジスト及びカラーレジストを用い、ブラックマトリクス
及び、該ブラックマトリックス上にカラーフィルターを
製造する方法について説明する。本発明で使用されるカ
ラーフィルター用およびアクティブ素子アレイ用の透明
基板としては、各種ガラス板、ポリエチレンテレフタレ
ート等のポリエステルやポリプロピレン、ポリエチレン
等のポリオレフィン等のプラスチックシートを上げるこ
とができる。電着法でカラーフィルターを形成する場合
には予めカラー画素パターン状に透明電極が形成された
基板を用いる。また、アクティブ素子アレイ用ブラック
マトリクスとして用いる場合は予めアクティブ素子アレ
イが形成されている基板を用いる。

【００３９】このような透明基板には、表面の接着性等
の物性を改良するために、必要に応じて、コロナ放電処
理、オゾン処理、シランカップリング剤やウレタンポリ
マー等の各種ポリマーの薄膜形成処理等を行うことがで
きる。なお、透明基板の板厚は、０．０５〜１０ｍｍ、
特に０．１〜７ｍｍの範囲であることが好ましい。ま
た、各種ポリマー薄膜形成処理を行う場合には、その膜
厚は０．０１〜１０μｍ、特に０．０５〜５μｍの範囲
であることが好ましい。

【００４０】上記透明基板上に、ブラックレジストをス
ピナー、ワイヤーバー、フローコータ、ダイコーター、
スプレー等の塗布装置により、乾燥後の膜厚が好ましく
は０．５〜１．５μｍ、より好ましくは１〜１．５μｍ
になるように塗布した後、５０℃〜２００℃の温度で１
５秒〜１０分間、好ましくは３０秒〜５分間乾燥してブ
ラックレジスト膜を形成する。

【００４１】ここで、乾燥温度は高温なほど透明基板に
対する接着性が向上するが、高温過ぎると光重合開始系
が分解し熱重合を誘発して現像不良を起こしやすい。次
にこのブラックレジスト膜上にブラックマトリクス用の
ネガフォトマスクを置き、該フォトマスクを介して、紫
外又は可視等の光源を用いて画像露光する。この際、必
要に応じて酸素によるレジスト膜の感度低下を防ぐた
め、レジスト膜上にポリビニルアルコール層等の酸素遮
断膜を塗設した後、露光を行なってもよい。

【００４２】即ち、ブラックマトリクスの製造に当り、
レジスト膜の露光の際、酸素によるレジスト膜の感度低
下を防止する目的で、レジスト膜の上に、ポリビニルア
ルコール層等の酸素遮断膜を塗設する場合がある。しか
しながら、このような酸素遮断膜を塗設することなく、
レジスト膜を露光、現像して画像形成することが、工程
数の大幅な短縮の面から好ましい。酸素遮断膜を設けな
い場合、ブラックレジスト中に、ヒドロキシフェニル
（メタ）アクリルアミド、ヒドロキシフェニル（メタ）
アクリルスルホアミド等のヒドロキシフェニル基等の芳
香族水酸基を有するモノマーを共重合モノマー成分とし
て、５〜５０モル％、好ましくは１０〜３０モル％の割
合で有する有機高分子物質を使用したり、特開平４−２
１８０４８号公報、特開平５−１９４５３号公報等に記
載のジアゾ化合物を１〜２０重量％、好ましくは２〜１
０重量％含有させたりする。これにより酸素による感度
低下を低く抑えることができ、酸素遮断膜を不要とする
ことができる。

【００４３】露光後は、アルカリ現像あるいは含水有機
溶剤現像液により現像処理を行い、透明基板上にブラッ
クマトリクスを形成させる。なお、必要に応じて、この
現像処理の前に、レジスト膜の感度あるいはγ値（階
調）を高くする目的で露光試料を７０〜２００℃で１５
秒〜２０分間、好ましくは８０〜１５０℃で３０秒〜１
０分間の熱処理を施すことができる。

【００４４】現像に使用されるアルカリ現像液として
は、例えば、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、珪酸ナト
リウム、珪酸カリウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリ
ウム等の無機アルカリ剤、あるいはジエタノールアミ
ン、トリエタノールアミン、水酸化テトラアルキルアン
モニウム塩等の有機のアルカリ剤を含有し、必要に応じ
画質向上、現像時間の短縮等の目的で界面活性剤、水溶
性の有機溶剤、水酸基又はカルボン酸基を有する低分子
化合物等を含有させた水溶液を用いることができる。

【００４５】現像液の界面活性剤としては、ナフタレン
スルホン酸ナトリウム基、ベンゼンスルホン酸ナトリウ
ム基を有するアニオン性界面活性剤、ポリアルキレンオ
キシ基を有するノニオン系界面活性剤、テトラアルキル
アンモニウム基を有するカチオン性界面活性剤等を挙げ
ることができ、また、水溶性の有機溶剤としては、エタ
ノール、プロピオンアルコール、ブタノール、メチルセ
ロソルブ、ブチルセロソルブ、フェニルセロソルブ、エ
チレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレ
ングリコール、テトラエチレングリコール、プロピレン
グリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレン
グリコール、テトラ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等を挙げることができ
る。

【００４６】また、水酸基又はカルボキシ基を有する低
分子化合物としては、１−ナフトール、２−ナフトー
ル、ピロガール、安息香酸、コハク酸、グルタル酸等を
挙げることができる。一方、含水有機溶媒現像液に使用
される有機溶剤としては、前記のアルカリ現像液中に用
いられた水溶性の有機溶剤の中より適宜選択して用いる
ことができる。

【００４７】上記の現像処理は、通常、１５〜４０℃、
好ましくは２０〜３０℃の現像液温度で、浸漬現像、ス
プレー現像、ブラシ現像、超音波現像等の方法により行
われる。現像後の試料は、必要に応じて、この上に塗布
されるカラーレジスト、あるいはポリアミド、ポリイミ
ド等の保護層用の塗布溶剤に対する耐久性、又は、ガラ
ス基板等の透明基板との接着性を高める目的で、該試料
を１００〜２５０℃、５０〜６０分間の熱処理を行う
か、あるいは、適正露光量以上の露光量、好ましくは、
適正露光量の１〜１００倍の露光量による光硬化処理を
施すことができる。

【００４８】なお、適正露光量とは、レジスト膜上にウ
グラテストチャートを置き、該テストチャートを介して
露光量を変化させながら光照射し、次いで現像処理を行
なって得られるテストチャートの画像と、テストチャー
ト画像中のネガとポジの細線画像の最も細い細線の線幅
が同じになる時の露光量をいう。続いて、該試料の上に
赤、緑、青の３色のカラーレジストを同様にしてそれぞ
れ塗布・乾燥した後、該試料を、色材画素用のネガフォ
トマスクを用いて前記と同様に露光・現像、必要に応じ
て熱または光硬化処理を繰り返し行ない、ブラックマト
リクス間に３色の画素を形成してカラーフィルターを作
成する。なお、カラーレジストの塗布厚さは、乾燥後の
膜厚で、好ましくは０．５〜３μｍ、より好ましくは１
〜２μｍである。

【００４９】このようにして作成されたカラーフィルタ
ーはこのままの状態で、上にＩＴＯ（透明電極）が形成
され、カラー表示素子の部品の一部として使用される
が、更にカラーフィルターの表面平滑性、あるいは耐久
性を高める目的でポリアミド、ポリイミド等のオーバー
コート層を設けることもできる。次に本発明で得られた
ブラックレジストを用いアクティブアレイ素子上にブラ
ックマトリクスを形成する方法について説明する。あら
かじめアクティブ素子アレイが形成された基板上に、カ
ラーフィルターの場合と全く同様にして、ブラックレジ
ストを塗布・乾燥し、アクティブ素子アレイパターンに
対応したブラックマトリクスパターンのネガフォトマス
クを用い、前記と同様に露光・現像することにより得ら
れる。得られたブラックマトリクスパターン上に前記と
同様にして直接または平滑性・耐久性を高める目的でポ
リアミド、ポリイミド等のオーバーコートを塗設した後
にＩＴＯが形成される。

【００５０】なお、本発明において画像露光に使用され
る光源としては、キセノンランプ、ハロゲンランプ、タ
ングステンランプ、高圧水銀灯、メタルハライドラン
プ、中圧水銀灯、低圧水銀灯等のランプ光源、及びアル
ゴンイオンレーザー、ＹＡＧレーザー、エキシマーレー
ザー、窒素レーザー等のレーザー光源が挙げられる。こ
れらの光源には必要とされる照射光の波長領域に応じ
て、適宜光学フィルターを使用することもできる。

【００５１】なお、ブラックレジストを用いて、透明基
板上及び／またはアクティブ素子アレイ上にブラックマ
トリクスを形成させる際、透明基板との現像画像接着性
及び／又は熱硬化画像の接着性を高める目的で、該透明
基板上に色材料を含有しないカラーレジストを塗布して
光硬化させた光硬化接着層を設けてもよい。

【００５２】

【実施例】次に実施例を示し、本発明を具体的に説明す
るが、本発明は以下の実施例によって限定されるもので
はない。実施例１ カーボンブラックとしてＤｅｇｕｓｓａ社製 Ｓｐｅｃ
ｉａｌ Ｂｌａｃｋ３５０（ＤＢＰ＝４５ｍｌ／１００
ｇ、窒素吸着比表面積＝６５ｍ²／ｇ）１０ｇ、塩基性
官能基としてイミダゾール基を有する分散剤としてＢｙ
ｋｃｈｅｍｉｅ社製Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ１８２ ５ｇを
ＰＧＭＥＡ ３５ｇと混合し、粒子径０．５ｍｍのジル
コニアビーズ１８０ｇを加え、ペイントコンディショナ
ーで６時間振とうし、カーボンブラックの分散液を得
た。このとき顔料／分散剤比（固形分）＝４．７であっ
た。またこの分散液を１０００倍に希釈し、レーザード
ップラー法により測定した粒子径分布は０．０１〜０．
５μｍの範囲内であった。

【００５３】この分散液を６．２ｇを分取し、エチレン
性化合物として、ジペンタエリスリトールヘキサアクリ
レート ０．３ｇ、合成例１によって合成された樹脂
０．５ｇ、光重合開始剤として２、２’−ビス（ｏ−ク
ロロフェニル）−４、４’、５、５’−テトラフェニル
ビイミダゾール ０．０５ｇ、４、４’−ビスジエチル
アミノベンゾフェノール ０．０３ｇ、ペンタエリスリ
トールテトラキスチオプロピオネート ０．０３ｇ、レ
ベリング剤として住友３Ｍ社製 ＦＣ−４３００．００
０１g,有機溶媒としてＰＧＭＥＡ ２．９ｇを加え、１
時間撹拌することによりブラックレジストを調整した。

【００５４】得られたブラックレジストをガラス基板
（コーニング社製 ７０５９；厚さ０．７ｍｍ）上にス
ピンコート法を用いて塗布し、７０℃のホットプレート
上で乾燥し、膜厚１．０μｍのブラックレジスト膜を得
た。なお、ブラックレジスト膜中のカーボンブラックの
固形分濃度は５２重量％である。このレジスト膜にブラ
ックマトリクス用フォトマスクを用いて紫外線１００ｍ
Ｊ／ｃｍ²を露光した後、０．０１重量％の水酸化カリ
ウムと０．０５％のノニオン性界面活性剤（花王製エマ
ルゲンＡ−６０）を含有する水溶液よりなる現像液を用
い、２３℃でシャワー現像することにより、膜厚１．０
μｍ、解像度５μｍ、ＯＤ ３．７のブラックマトリク
スパターンが得られた。

【００５５】またこのブラックレジストをガラス基板
（コーニング社製 ７０５９；厚さ0.7mm）上にスピンコ
ート法を用いて塗布し、７０℃のホットプレート上で乾
燥し、膜厚1.0μｍのブラックレジスト膜を得た後、フ
ォトマスクを用いずに紫外線を１００ｍＪ／ｃｍ²全面
露光し、前記と同様の現像液を用いて現像することによ
り、抵抗測定用サンプルを得た。この膜をオーブン中で
２００℃で１０分間熱処理した後、三菱化学（株）製
「ＨＩＲＥＳＴＡ−ＩＰ」を用いて測定プローブ「ＨＲ
Ｓ」、測定電圧５００Ｖで膜抵抗を測定したところ１×
１０¹³Ω／□であった。実施例２ カーボンブラックとしてＤｅｇｕｓｓａ社製 Ｓｐｅｃ
ｉａｌ Ｂｌａｃｋ２５０（ＤＢＰ＝４５ｍｌ／１００
ｇ、窒素吸着比表面積＝６５ｍ²／ｇ）を用いたこと以
外は実施例１と全く同様にしてブラックマトリクスパタ
ーンを形成したところ、膜厚１μｍ、解像度５μｍ、透
過光濃度３．７のブラックマトリクスパターンが得られ
た。

【００５６】また実施例１と同様にして膜抵抗を測定し
たところ２×１０¹³Ω／□であった。実施例３ カーボンブラックとして三菱化学社製 ＭＡ２２０（Ｄ
ＢＰ＝９１ｍｌ／１００ｇ、窒素吸着比表面積＝３１ｍ
²／ｇ）を用いたこと以外は実施例１と全く同様にして
ブラックマトリクスパターンを形成したところ、膜厚１
μｍ、解像度５μｍ、透過光濃度３．５のブラックマト
リクスパターンが得られた。

【００５７】また実施例１と同様にして膜抵抗を測定し
たところ１×１０¹⁰Ω／□であった。実施例４ 塩基性官能基として３級脂肪族アミンを有する分散剤と
してＢｙｋｃｈｅｍｉｅ社製Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ １６
１を用いたこと以外は実施例１と全く同様にしてブラッ
クマトリクスパターンを形成したところ、膜厚１μｍ、
解像度４μｍ、透過光濃度３．７のブラックマトリクス
パターンが得られた。

【００５８】また実施例１と同様にして膜抵抗を測定し
たところ、５×１０¹⁰Ω／□であった。比較例１ カーボンブラックとしてＤｅｇｕｓｓａ社製 Ｓｐｅｃ
ｉａｌ Ｂｌａｃｋ３５０（ＤＢＰ＝４５ｍｌ／１００
ｇ、窒素吸着比表面積＝６５ｍ²／ｇ） ８．１ｇ、塩基
性官能基を持たない分散剤として合成例１に示す樹脂
４．４ｇをＰＧＭＥＡ ３７．５ｇと混合し、粒子径
０．５ｍｍのジルコニアビーズ５０ｃｃを加え、ペイン
トコンディショナーで５時間振とうし、カーボンブラッ
クの分散液を得た。このとき、顔料／分散剤比＝１．８
であった。またこの分散液を１０００倍に希釈し、レー
ザードップラー法により測定した粒子径分布は０．０１
〜０．５μｍの範囲内であった。

【００５９】この分散液を６．５ｇ分取し、エチレン性
化合物として、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレ
ート０．３ｇ、光重合開始剤として２、２’−ビス（ｏ
−クロロフェニル）−４、４’、５、５’−テトラフェ
ニルビイミダゾール ０．０５、４、４’−ビスジエチ
ルアミノベンゾフェノール ０．０３ｇ、ペンタエリス
リトールテトラキスチオプロピオネート ０．０３ｇ、
レベリング剤として住友３Ｍ社製 ＦＣ−４３０ ０．０
００１ｇ,有機溶媒としてＰＧＭＥＡ ３．１ｇを加え、
１時間撹拌することによりブラックレジストを調整し
た。

【００６０】得られたブラックレジストをガラス基板
（コーニング社製 ７０５９；厚さ０．７ｍｍ）上にス
ピンコート法を用いて塗布し、７０℃のホットプレート
上で乾燥し、膜厚１μｍのブラックレジスト膜を得た。
なお、ブラックレジスト膜中のカーボンブラックの固形
分濃度は５２重量％である。このレジスト膜にブラック
マトリクス用フォトマスクを用いて紫外線を１００ｍＪ
／ｃｍ²を露光し、実施例１と同様の現像液で現像する
ことにより膜厚１μｍ、解像度５μｍ、ＯＤ３．５のブ
ラックマトリクスパターンが得られた。

【００６１】またこのブラックレジストをガラス基板
（コーニング社製 ７０５９；厚さ0.7mm）上にスピンコ
ート法を用いて塗布し、70℃のホットプレート上で乾燥
し、膜厚1.0μｍのブラックレジスト膜を得た後、フォ
トマスクを用いずに紫外線を100mJ/cm²を全面露光し、
0.02重量％水酸化カリウム水溶液で現像することにより
膜厚1.0μｍのブラックマトリクス膜を得た。この膜を
オーブン中で２００℃×１０分熱処理した後、三菱化学
（株）製「ＨＩＲＥＳＴＡ−ＩＰ」を用いて測定プロー
ブ「ＨＲＳ」、測定電圧１０Ｖで膜抵抗を測定したとこ
ろ１×１０⁶Ω／□であり十分な抵抗を得られなかっ
た。比較例２ カーボンブラックとして三菱化学（株）製 ＭＡ−２３
０（ＤＢＰ＝１１３ｍｌ／１００ｇ、窒素吸着比表面積
＝８５ｍ²／ｇ）を用いた以外は実施例１と全く同様の
分散剤、組成でペイントコンディショナーにて１１時間
振とうして得た分散液を用いて実施例１と全く同様にし
て膜抵抗を測定したところ１×１０⁵Ω／□であり十分
な抵抗を得られなかった。比較例３ カーボンブラックとして三菱化学（株）製 ＭＡ７（Ｄ
ＢＰ＝６５ｍｌ／１００ｇ、窒素吸着比表面積＝１３７
ｍ²／ｇ）を用いた以外は実施例１と全く同様の分散
剤、組成でペイントコンディショナーにて１３時間振と
うして得た分散液を用いて実施例１と全く同様にして膜
抵抗を測定したところ１×１０⁵Ω／□であり十分な抵
抗を得られなかった。合成例−１ 酸価２００、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４０ｇ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３
０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。

【００６２】

【発明の効果】本発明のブラックマトリクス用レジスト
組成物は、顔料が実質的にカーボンブラックだけである
にもかかわらず、低膜厚でも遮光性能が極めて高く、し
かも高抵抗の樹脂製ブラックマトリクスを得ることがで
きる。また高抵抗であるためアクティブ素子アレイ上に
形成することも可能となり、高開口率の液晶ディスプレ
イを得るために有用である。

【００６３】また、本発明のブラックマトリクスは、そ
の上に形成した配向膜表面の各画素内における凹凸を小
さくし、画素内の液晶の配向状態の不均一性を小さくす
ることができ、アクティブ素子アレイ側にブラックマト
リクスを形成した際、あるいは電着法を用いて該ブラッ
クマトリクスを形成後に赤・青・緑のカラーフィルター
を形成する際、隣接する画素間が電気的に導通すること
が避けることができる。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 感光性樹脂、顔料、分散剤および溶剤を
   含有してなるブラックマトリクス用レジスト組成物であ
   って、該分散剤が塩基性官能基を有する分散剤であり、
   該顔料が実質的にカーボンブラックのみからなり、乾燥
   膜厚１μｍにおける膜抵抗が１０⁹Ω／□以上であるこ
   とを特徴とするブラックマトリクス用レジスト組成物。
2. 【請求項２】 乾燥膜厚１μｍにおける透過光濃度が３
   以上であることを特徴とする請求項１に記載のブラック
   マトリックス用レジスト組成物。
3. 【請求項３】 感光性樹脂、顔料および分散剤の合計に
   対する顔料の割合が３０〜８０重量％であることを特徴
   とする請求項１又は２に記載のブラックマトリクス用レ
   ジスト組成物。
4. 【請求項４】 該カーボンブラックのＤＢＰ吸油量が１
   ００ｍｌ／１００ｇ以下であることを特徴とする請求項
   １〜３のいずれかに記載のブラックマトリクス用レジス
   ト組成物。
5. 【請求項５】 窒素吸着表面積が１００ｍ²／ｇ以下で
   あることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の
   ブラックマトリクス用レジスト組成物。
6. 【請求項６】 該感光性樹脂が、エチレン性二重結合を
   少なくとも１つ有する化合物および光重合開始剤を含有
   することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の
   ブラックマトリクス用レジスト組成物。
7. 【請求項７】 請求項１〜６のいずれかに記載のブラッ
   クマトリクス用レジスト組成物を用いて形成されること
   を特徴とするブラックマトリクス。