JPH10282311A

JPH10282311A - ブラックマトリックス用着色組成物、ブラックマトリックスの製造方法及び遮光性ブラックマトリックスを付した部品

Info

Publication number: JPH10282311A
Application number: JP10831897A
Authority: JP
Inventors: Michiei Nakamura; 道衛中村; Takamitsu Shinoda; 孝光篠田; Yoshimasa Tsuchiya; 好正土屋; Shigeru Sakamoto; 茂坂本; Mitsuo Yamazaki; 三雄山崎; Toshiaki Anzai; 俊明安斉; Keiji Nakajima; 啓二中島
Original assignee: Dainichiseika Color and Chemicals Mfg Co Ltd
Current assignee: Dainichiseika Color and Chemicals Mfg Co Ltd
Priority date: 1997-04-11
Filing date: 1997-04-11
Publication date: 1998-10-23
Anticipated expiration: 2017-04-11
Also published as: JP3372020B2

Abstract

(57)【要約】【目的】精度が高く遮光性に優れたブラックマトリッ
クスを有するカラーフィルター等の遮光性ブラックマト
リックスを付した部品を提供すること。【解決手段】カラーフィルター等の基板にブラックマ
トリックスを形成させる為の遮光性顔料含有着色組成物
において、使用される遮光性顔料がカーボンブラック系
顔料であって、その表面が、水和無定形シリカ、無水無
定形シリカ、硬化重合体及び媒体に対して実質的に不溶
性である重合体からなる群から選ばれた一種又は二種以
上の被覆材料で表面処理されていることを特徴とするブ
ラックマトリックス用着色組成物、該着色組成物を使用
するブラックマトリックスの製造方法及びその結果得ら
れるブラックマトリックスを付した遮光性部品。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はカラーディスプレ
イ、液晶カラーディスプレイ或いは撮像素子等に使用さ
れるカラーフィルター等の遮光性ブラックマトリックス
を形成する為に使用される黒色乃至暗色の着色組成物、
該ブラックマトリックスの製造方法及び該遮光性ブラッ
クマトリックスを付した部品に関する。

【０００２】更に詳しくは、本発明は、カラーフィルタ
ー等の基板にブラックマトリックスを形成させる為の遮
光性顔料含有着色組成物において、遮光性顔料として、
優れた着色力及び遮光性等の特性及び耐光性、耐熱性等
の優れた堅牢性を有するカーボンブラック系顔料を、電
気抵抗性や荷電性の制御等の電気的特性の改良、着色組
成物における分散性、分散安定性等の特性を更に改良す
る為に、その表面を水和無定形シリカ、無水無定形シリ
カ、硬化重合体及び媒体に対して実質的に不溶性である
重合体からなる群から選ばれた被覆材料で表面処理した
黒色乃至暗色の顔料を使用するブラックマトリックス用
着色組成物、それを使用した遮光性ブラックマトリック
スの製造方法及びその方法で製造した遮光性ブラックマ
トリックスを付した部品に関する。

【０００３】従来、液晶カラーディスプレイ或いは撮像
素子等に使用されるカラーフィルターは、ガラス等の透
明基板上に赤色（以下Ｒと称す）、緑色（以下Ｇと称
す）及び青色（以下Ｂと称す）の３原色のモザイク状又
はストライプ状等の画素パターンを印刷又はリソグラフ
法等により形成したものであるが、Ｒ、Ｇ及びＢの３色
だけでは各色の分離性や鮮明度に難点がある為に、Ｒ、
Ｇ及びＢの３色にブラックマトリックスを加えて上記の
問題点を解決する試みが提案されている。

【０００４】このブラックマトリックスの形成はカラー
フィルター側に上記Ｒ、Ｇ及びＢの画素パターンと共に
形成させる方法と、画素パターンの開口率を上げる為に
画素パターンとは別に、例えば、ＴＦＴアレイ基盤側に
ブラックマトリックスを形成させるオン・アレイの方法
等がある。

【０００５】本発明においては、これらのブラックマト
リックスを形成させる基板をカラーフィルター等の基板
と総称する。ブラックマトリックスを形成する方法とし
ては（１）クロム等の金属を蒸着する方法、（２）黒色
染料による染着方法、（３）カーボンブラックや黒色の
配合染料等を含む印刷インキを用いる印刷方法及び
（４）感光性黒色樹脂組成物を使用し、リソグラフ法に
よる方法等が提案されている。

【０００６】

【発明が解決しようとしている課題】上記（１）の方法
は、コスト高で工程が複雑で生産性が向上しないこと
や、設備等が大型で高価になる欠点がある。（２）の方
法は、黒色に染める良い染料がなく、２色乃至３色の染
料を混合して黒色に染色する必要があり、色むらが出来
たり、充分な濃度の黒色が染色出来ず、又、高温処理を
する場合の耐熱性や耐光性等の物性に問題があり、実用
化されるには至っていない。（３）の方法の黒色顔料を
含有する印刷法及び（４）の感光性樹脂を使用するリソ
グラフ法は、黒色顔料として無処理のカーボンブラック
顔料を使用した場合には、カーボンブラック特有の導電
性の問題や高含有量の場合における光硬化が不充分にな
る等の問題があった。

【０００７】又、鉄黒は磁性を有しており、着色組成物
を製造するに分散が困難であり、着色力も低く、経時安
定性に劣った。従って、上記した如き色素は優れた遮光
性、分散性、堅牢性等を要求されるブラックマトリック
ス用色素としては不十分であった。本発明は、従来のブ
ラックマトリックス形成に伴う問題点を解決し、精度が
高く遮光性に優れたブラックマトリックスを有するカラ
ーフィルター等の遮光性ブラックマトリックスを付した
部品を提供する事を目的とする。

【０００８】

【課題を解決する為の手段】本発明者等はバックライト
に用いる蛍光ランプの等の光に対して遮光性を有する顔
料をブラックマトリックス用として種々検討した結果、
特定の表面処理を施した特定のカーボンブラック系顔料
が上記の問題解決に有効な手段を与えることを見出し本
発明を完成した。

【０００９】即ち、本発明は、カラーフィルター等の基
板にブラックマトリックスを形成させる為の遮光性顔料
含有着色組成物において、使用される遮光性顔料がカー
ボンブラック系顔料であって、その表面が、水和無定形
シリカ、無水無定形シリカ、硬化重合体及び媒体に対し
て実質的に不溶性である重合体からなる群から選ばれた
一種又は二種以上の被覆材料で表面処理されていること
を特徴とするブラックマトリックス用着色組成物、該着
色組成物を使用するブラックマトリックスの製造方法及
びその結果得られるブラックマトリックスを付した遮光
性部品である。

【００１０】従来、一般の印刷等に使用する印刷インキ
の黒色顔料としてはカーボンブラックが使用されてい
る。カーボンブラックは導電性を有し、又、感光性樹脂
の重合反応を禁止する性質を有し、樹脂の光硬化反応を
阻害する欠点を有している。又、カーボンブラックは紫
外部から赤外部迄一様に光を吸収し、高含有量の場合は
光硬化型のリソグラフ法に使用するには難しい場合もあ
った。

【００１１】又、ソルベントブラック３等の黒色染料を
用いる場合、黒色としての濃度は充分であるものの耐熱
性が不十分であり、ポリイミド前駆体のポリアミック酸
ワニス等の耐熱性樹脂ワニス中に溶解させて使用する場
合、イミドを閉環させる焼付条件が高温である為に黒色
染料が褪色する場合もあった。又、鉄黒はマグネタイト
とも呼ばれ磁性を有している為に、顔料粒子が磁性によ
って凝集する傾向があり、着色組成物を製造する際に分
散が困難で且つ分散してもすぐ凝集する傾向にあり経時
的にも分散安定性が劣り、着色力も低く、空気酸化に対
しても安定性に劣り黒度が徐々に低下して茶色味に変わ
るという欠点を有している。

【００１２】これに対して、本発明において表面を被覆
して使用されるカーボンブラック系顔料は本来、遮光性
顔料として着色力及び遮光性等の特性に優れ、又、耐光
性、耐熱性等の優れた堅牢性を有する顔料である。それ
らの顔料の表面を水和無定形シリカ、無水無定形シリ
カ、それらの混合物、硬化重合体及び媒体に対して実質
的に不溶性である重合体から選ばれた被覆材料で表面処
理することによって、カーボンブラック系顔料はカーボ
ンブラックの官能基の作用に起因する感光性樹脂ワニス
の重合阻害が改良され、顔料の導電性の性質も電気絶縁
性の方向に改良することが出来た。又、被覆により顔料
に荷電性や親媒性を付与することが出来、着色組成物の
製造や保存時においてもワニス中での分散性も良好にな
った。

【００１３】カラーフィルター等の製造時には、フィル
ター基板上にＩＴＯ電極を蒸着により形成させたり、ワ
ニスや配向膜の樹脂としてポリイミド前駆体のポリアミ
ック酸を使用し、後処理でイミド化反応をする場合等、
高温熱処理を必要とする場合においても、表面処理黒色
顔料は前記した様に本来耐熱性が優れており充分使用す
ることが出来る。

【００１４】従来使用範囲が限られていたカーボンブラ
ック系顔料も表面処理によって特に電気的特性が改良さ
れたことで、表面処理黒色顔料はカラーフィルター等の
使用時の耐久性や耐光性にも優れている汎用性のブラッ
クマトリックス用遮光性顔料として使用することが出来
る様になった。

【００１５】

【発明の実施の形態】次に好ましい発明の実施の形態に
より本発明を更に詳しく説明する。本発明のブラックマ
トリックス用着色組成物は、表面処理黒色顔料を従来公
知のブラックマトリックス用の感光性或いは非感光性樹
脂ワニス等に練肉分散させたものであり、従来公知の方
法でカラーフィルター等のガラス基板等にパターンを形
成することにより、所望のブラックマトリックスを形成
することが出来る。特に上記顔料を感光性樹脂ワニスに
分散させて感光性着色組成物とした場合には、フォトリ
ソグラフ法によりパターニングし、所望のブラックマト
リックスを形成することが出来る。

【００１６】本発明の表面処理される母体のカーボンブ
ラック系顔料としては、例えば、Ｃ．Ｉ．ピグメントブ
ラック６、Ｃ．Ｉ．ピグメントブラック７、Ｃ．Ｉ．ピ
グメントブラック８、Ｃ．Ｉ．ピグメントブラック９又
はＣ．Ｉ．ピグメントブラック１０等の単独或いは混合
物があげられ、カーボンブラック系であることから高い
着色力及び隠蔽力を有し、耐熱性、耐光性、耐水性、耐
薬品性、耐溶剤性等、優れた特性を有している。

【００１７】本発明においては、上記のカーボンブラッ
ク系顔料は、その表面が水和無定形シリカ、無水無定形
シリカ、それらの混合物等の無機表面処理性化合物、或
いは硬化重合体、媒体に対して実質的に不溶性である重
合体から選ばれた一種又は二種以上の被覆材料で表面処
理されている。

【００１８】上記の水和無定形シリカ、無水無定形シリ
カ、それらの混合物等の無機表面処理性化合物による表
面処理は、従来公知のこれらシリカの形成方法により行
われる。例えば、上記のカーボンブラック系顔料を水中
に微細に分散させ、これに珪酸ナトリウム、珪酸カリウ
ム等の水溶液と希硫酸水溶液を同時に滴下乃至流下して
添加し、攪拌する方法、又、これら顔料を含水エタノー
ル等の溶媒中に微細に分散させ、これにテトラエチルオ
ルソシリケートやテトラメチルオルソシリケート等を添
加し、加水分解反応及び縮合反応させる方法によって得
られる。

【００１９】生成した表面処理カーボンブラック系顔料
においては、カーボンブラック系顔料の表面は水和無定
形シリカ、無水無定形シリカ、それらの混合物でほぼ均
質に表面処理されている。この水和無定形シリカ、無水
無定形シリカ、それらの混合物の処理量はカーボンブラ
ック系顔料の表面が被覆される量が必要であり、カーボ
ンブラック系顔料に対しては１００重量部当たり３〜３
００重量部、好ましくは５〜１００重量部の割合で処理
される。顔料粒子の粒子径及び比表面積の大小により、
それに見合った量で処理することが望ましく、顔料の吸
油量を目安としてもよい。

【００２０】又、硬化重合体としては従来公知の硬化樹
脂が使用され、例えば、硬化アミノ樹脂、硬化エポキシ
樹脂、硬化フェノール樹脂、硬化ウレタン樹脂、架橋不
飽和ポリエステル樹脂、架橋ポリ（メタ）アクリレート
樹脂等が挙げられる。又、カラーフィルターの製造の工
程で使用される溶媒や薬品等に実質的に不溶性であれば
非硬化性重合体でも使用出来る。これら媒体に対して実
質的に不溶性である重合体としては、例えば、ポリアミ
ド系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリアミドイミド系樹
脂、ポリエステルイミド系樹脂等が挙げられる。

【００２１】これらの不溶性被覆を形成し得る有機表面
処理性化合物としては、硬化性樹脂の場合では従来公知
の如くそれぞれの単量体、初期縮合物等の可溶性の状態
のもので、必要に応じて適切な架橋剤、硬化剤、触媒、
重合開始剤等と共に使用される。非硬化性重合体の場合
はそれぞれ可溶性の溶媒中に溶解させて使用される。

【００２２】これらの有機表面処理性化合物による表面
処理は上記のカーボンブラック系顔料を水中或いは溶剤
中に微細に分散させ、攪拌しつつ、これに上記の有機表
面処理性化合物をそれぞれ被覆形成の常法に従って、例
えば、水溶液、エマルジョン、溶剤溶液等の形で滴下乃
至流下して添加し、必要に応じて加熱し、アミン等の硬
化剤或いは酸或いはアルカリ等の硬化触媒、重合開始剤
の添加等によって表面処理が行われる。

【００２３】生成した表面処理カーボンブラック系顔料
においては、カーボンブラック系顔料の表面は、生成し
た媒体に対して実質的に不溶性である重合体によりほぼ
均質に表面処理されている。この重合体の処理量も上記
と同様にカーボンブラック系顔料の表面が被覆される量
が必要であり、カーボンブラック系顔料に対しては１０
０重量部当たり３〜４００重量部、好ましくは５〜３０
０重量部の割合で処理される。顔料粒子の粒子径、比表
面積及び顔料の吸油量を目安とすることも同様である。

【００２４】又、上記の水和無定形シリカ、無水無定形
シリカ、それらの混合物の被覆及び硬化重合体、不溶性
重合体の被覆は同一のカーボンブラック系顔料に対して
多重に或いは混合して行ってもよい。

【００２５】被覆した水和無定形シリカ、無水無定形シ
リカ、それらの混合物或いは硬化重合体、不溶性重合体
の量が過小であると電気絶縁性等の特性の改良が不十分
であり、過剰であると顔料の含有率が下がる為に所望の
着色度を確保する為に多量の表面処理顔料を必要とす
る。生成した表面処理カーボンブラック系顔料は処理を
行った後、可溶性の塩類や水可溶分を除く為に充分に水
洗し、乾燥後使用される。

【００２６】前記表面処理カーボンブラック系顔料を分
散させてブラックマトリックス用着色組成物とする為の
ワニスとしては、従来公知のブラックマトリックス用着
色組成物とする為のワニスが用いられる。感光性の樹脂
ワニスとして、例えば、紫外線硬化型インキ、電子線硬
化型インキ等に用いられる感光性樹脂ワニスであり、非
感光性の樹脂ワニスとしては凸版インキ、平版インキ、
凹版グラビヤインキ、孔版スクリーンインキ等の印刷イ
ンキに使用するワニス、電着塗装に使用するワニス、電
子印刷や静電印刷の現像剤に使用するワニス、熱転写リ
ボンに使用するワニス等のいずれもが使用出来る。

【００２７】本発明の着色組成物が感光性である場合に
は、ワニスとして感光性樹脂ワニスを用いる。感光性樹
脂ワニスの例としては、レジストとして使用される感光
性環化ゴム系樹脂、感光性フェノール系樹脂、感光性ポ
リメチルメタクリレート系樹脂、感光性ポリメチルイソ
プロペニルケトン系樹脂、感光性ポリアミド系樹脂、感
光性ポリイミド系樹脂等のワニスが挙げられる。

【００２８】又、一般的な光硬化型樹脂ワニスとして、
不飽和ポリエステル系樹脂、ポリエステルアクリレート
系樹脂、ポリエポキシアクリレート系樹脂、ポリウレタ
ンアクリレート系樹脂、ポリエーテルアクリレート系樹
脂、ポリオールアクリレート系樹脂等に反応性希釈剤と
してモノマーが加えられたワニスが挙げられる。前記の
表面処理カーボンブラック系顔料と上記のワニスにベン
ゾインエーテル、ベンゾフェノン等の光重合開始剤を加
え、従来公知の方法により練肉することにより、本発明
のコーティング剤タイプの感光性着色組成物とすること
が出来る。

【００２９】又、上記の光重合開始剤に代えて熱重合開
始剤を使用して熱重合性着色組成物とすることが出来
る。上記表面処理カーボンブラック系顔料に対するバイ
ンダーの添加重量割合は、処理顔料１００重量部に対
し、バインダー５〜５００重量部、好ましくは１０〜３
００重量部の範囲である。

【００３０】上記の感光性樹脂コーティング剤を用いて
ブラックマトリックスを形成する場合には、該コーティ
ング剤をスピンコート、ロールコート等のコーティング
方式により透明基板上に均一に塗布し、予備乾燥後フォ
トマスクを密着させ、超高圧水銀灯を使用し露光を行
う。次いで現像及び洗浄を行い、必要に応じポストベー
クを行うことによりブラックマトリックスを形成するこ
とが出来る。

【００３１】非感光性の樹脂コーティング剤のバインダ
ーの例としては、セルロースアセテートブチレート系樹
脂、ニトロセルロース系樹脂、スチレン系（共）重合
体、ポリビニルブチラート系樹脂、アミノアルキッド系
樹脂、ポリエステル系樹脂、アミノ樹脂変性ポリエステ
ル樹脂、ポリウレタン系樹脂、アクリルポリオールウレ
タン系樹脂、可溶性ポリアミド系樹脂、可溶性ポリイミ
ド系樹脂等、カゼイン、ヒドロキシエチルセルロース、
スチレン−マレイン酸エステル系共重合体の水溶性塩、
（メタ）アクリルエステル系（共）重合体の水溶性塩、
水溶性アミノアルキッド系樹脂、水溶性アミノ樹脂変性
ポリエステル樹脂、水溶性ポリアミド系樹脂等が挙げら
れ、単独或いは組み合わせて使用される。

【００３２】前記表面処理カーボンブラック系顔料と上
記のバインダーを従来公知の方法により、混合及び分散
練肉することにより本発明の着色組成物が得られる。
又、上記着色組成物を用いてブラックマトリックスを形
成する印刷方法としては、凸版印刷、平版印刷、凹版印
刷、グラビア印刷、スクリーン印刷、電着塗装、電子印
刷、静電印刷、熱転写等が挙げられる。

【００３３】上記の如くして形成されたブラックマトリ
ックスは、同様にしてカソードレイチューブを用いたカ
ラーディスプレイ、発光ダイオードを用いたカラーディ
スプレイ等のカラーディスプレイの色の滲み或いは色の
重なり合いを避ける手段としても使用され、鮮明でくっ
きりとした画像を生じるカラーディスプレイを提供する
ことが出来る。

【００３４】上記の表面処理カーボンブラック系顔料含
有着色組成物に、例えば、塗布膜の黒色度を上げてオプ
ティカルデンシティを大きくする等の為に、更に従来公
知の顔料を添加することも好ましいことである。使用さ
れる顔料としては堅牢性に優れ、電気的物性に優れ、着
色力が高く且つ黒色乃至黒色に調色し易い色相の顔料が
好ましい。例えば、黒色顔料として特公平４−１５２６
５号公報に記載のアゾメチンアゾ系黒色顔料、Ｃ．Ｉ．
ピグメントブラック３１、３２、青色顔料としてＣ．
Ｉ．ピグメントブルー１５、２２、紫色顔料としてＣ．
Ｉ．ピグメントバイオレット２３、３３、茶色顔料とし
てＣ．Ｉ．ピグメントブラウン２８、ボルドー色顔料と
して特公昭５６−２１０２号公報に記載のアゾメチンア
ゾ系ボルドー色顔料等が挙げられる。又、二種以上の金
属の酸化物からなる複合酸化物顔料、例えば、Ｃ．Ｉ．
ピグメントブラック２６、２８等が挙げられる。これら
の各種の顔料は上記と同様な表面処理をして、あるいは
せずにそのままで上記の表面処理カーボンブラック系顔
料と組み合わせて使用される。

【００３５】本発明のカラーフィルター及びその製造方
法は、上記の表面処理カーボンブラック系顔料含有着色
組成物を上記の如くブラックマトリックスの形成に使用
することを特徴としたものであり、その他、カラーフィ
ルターのＲ、Ｇ及びＢ画素を形成する為の着色組成物及
び形成方法は、従来公知のものでよく、使用する顔料の
好ましい例としては、例えば、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッ
ド１２２、１２３、１４９、１７７、１７９、１９０、
１９４、２０７、２０９等、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロ
ー２４、１０８、１０９、１１０、１６６等、Ｃ．Ｉ．
ピグメントグリーン７、３６、３７等、Ｃ．Ｉ．ピグメ
ントブルー１５、６０、６６等が挙げられる。又、カラ
ーフィルターの画素はＲ、Ｇ及びＢの三原色の組合せに
限られず、藍色、紅色及び黄色の三原色の組合せ等の他
の組合せも勿論可能である。

【００３６】

【実施例】次に実施例を挙げて本発明を更に具体的に説
明する。尚、文中、部又は％とあるのは特に断りのない
限り重量基準である。合成例１（シリカ表面処理）カーボンブラック顔料（Ｃ．Ｉ．ピグメントブラック
７）５００部を５０部のアニオン性分散剤を含む１０％
メタノール水溶液１，０００部を加えて湿潤させ、更に
４，０００部の水を加え、スチールボールを充填したア
トライターで均一で粘稠なスラリーになるまで充分に分
散させる。得られたスラリーを網を通してスチールボー
ルと分離し、水で希釈して１０，０００容量部とした。

【００３７】別に珪酸ナトリウム水溶液（無水珪酸とし
て３０％）３３４部を水で希釈して２，０００容量部と
した。又、２．５０％硫酸水溶液２，０００部を準備し
た。上記の顔料分散液を９０℃に加熱し、希水酸化ナト
リウム水溶液の添加によりｐＨを１０．０に調整した。
そこへ上記で調製した希釈珪酸ナトリウム水溶液及び希
硫酸水溶液を同時に滴下した。滴下量は反応液がアルカ
リ性を保つ様に制御して添加した。上記の両液の添加終
了後、更に２時間攪拌を続け、希硫酸を加えｐＨを６．
５〜７．０に調整する。次いでスラリーを濾過し、可溶
性塩がなくなるまで洗浄し、乾燥し、表面処理カーボン
ブラック顔料６００部を得た。表面処理量は顔料に対し
ておよそ２０％である。上記で得られた表面処理カーボ
ンブラック顔料（ＢＫ−１）はブローオフ法による摩擦
帯電量を測定したところマイナスの値を示し、又、電気
絶縁性の向上が認められた。

【００３８】合成例２（メラミン樹脂表面処理）メチル化メチロールメラミンの７０％水溶液５０部を水
５０部で希釈溶解し、その溶液にグリシン２．５部、７
％塩酸水溶液１．４部及び水１０部を加えて５０〜５５
℃で反応させ、初期縮合物が冷水中に析出するまで重縮
合をさせた後、２０％水酸化ナトリウム水溶液７．６部
及び水３．５部を加えて中和し、反応を終了させた。こ
の溶液は約３０％の固形分を有し、水で希釈しても透明
な溶解状態を保った。この樹脂溶液２００部に水を加え
て６００部にし、顔料処理用のメチロールメラミン系初
期縮合物樹脂溶液とした。

【００３９】別に、カーボンブラック顔料（Ｃ．Ｉ．ピ
グメントブラック７）１００部に１０部のアニオン性分
散剤を含む１０％メタノール水溶液２００部を加えて湿
潤させ、更に１７００部の水を加え十分に解膠分散し
た。次いで反応容器に仕込み、酢酸水溶液でｐＨを４．
５〜５にし、８０〜９０℃で上記樹脂溶液６００部を４
時間を要して滴下した。更に、酢酸水溶液でｐＨを４．
５〜５にして３時間攪拌をつづけ皮膜を硬化させた。そ
の後、濾過、水洗、乾燥して表面処理をしたカーボンブ
ラック顔料１３０部を得た。表面処理量は顔料に対して
およそ３０％である。上記で得られた表面処理カーボン
ブラック顔料（ＢＫ−２）はブローオフ法による摩擦帯
電量を測定したところプラスの値を示し、又、電気絶縁
性の向上が認められた。

【００４０】合成例３（エポキシ樹脂表面処理）ビスフェノールＡのジグリシジルエーテルを主成分とす
る液状エポキシ樹脂をアスパラギン酸のナトリウム塩と
反応させた１０％水溶液を３００部準備し、顔料処理用
の水性エポキシ樹脂溶液とした。別に、カーボンブラッ
ク顔料（Ｃ．Ｉ．ピグメントブラック７）１００部に１
０部のアニオン性分散剤を含む１０％メタノール水溶液
２００部を加えて湿潤させ、更に１，７００部の水を加
え十分に解膠分散した。次いで反応容器に仕込み、上記
樹脂溶液３００部を常温で２時間を要して滴下した。更
に、５０℃に昇温し、２％ヘキサメチレンジアミン水溶
液を１時間を要して滴下し、６０℃にて３時間攪拌を続
けて皮膜を硬化させた。その後、濾過、水洗、乾燥して
表面処理をしたカーボンブラック顔料１３０部を得た。
表面処理量は顔料に対しておよそ３０％である。上記で
得られた表面処理カーボンブラック顔料（ＢＫ−３）は
ブローオフ法による摩擦帯電量を測定したところプラス
の値を示し、又、電気絶縁性の向上が認められた。

【００４１】合成例４（熱重合性ポリイミド樹脂処理）カーボンブラック顔料（Ｃ．Ｉ．ピグメントブラック
７）１００部に、芳香族テトラカルボン酸二無水物と芳
香族ジアミンとからなる全芳香族ポリイミドを骨格とす
る熱重合性ポリイミド樹脂ワニス（溶剤：Ｎ−メチルピ
ロリドン、固形分：１０％）１００部及びＮ−メチルピ
ロリドン３２０部を加え、解膠し、充分に分散した。次
いで分散液を取り出し、更にＮ−メチルピロリドン１３
０部を加えて残存の分散液を取り出した。同量のＮ−メ
チルピロリドンで希釈し、１００倍量のキシロールを攪
拌し、その中に徐々に滴下して被覆処理顔料を析出させ
た。析出物を濾別し、メタノールで洗浄し、水洗し、加
熱乾燥した。表面処理をしたカーボンブラック顔料９６
部を得た。表面処理量は顔料に対しておよそ１０％であ
る。上記で得られた表面処理カーボンブラック顔料（Ｂ
Ｋ−４）は電気絶縁性の大幅な向上が認められた。

【００４２】合成例５（非架橋性ポリイミド樹脂処理）芳香族テトラカルボン酸二無水物と芳香族ジアミンとか
らなる非架橋性全芳香族ポリイミドワニス（溶剤：Ｎ−
ビニルピロリドン、固形分：１０％）を準備した。この
非架橋性全芳香族ポリイミドの乾燥皮膜は以下の実施例
１、３及び５に使用した溶剤には実質的に不溶性であ
る。カーボンブラック顔料（Ｃ．Ｉ．ピグメントブラッ
ク７）１００部に、上記の非架橋性全芳香族ポリイミド
ワニス１００部及びＮ−ビニルピロリドン３２０部を加
え、解膠し、充分に分散した。次いで分散液を取り出
し、更にＮ−ビニルピロリドン１３０部を加えて残存の
分散液を取り出した。同量のＮ−ビニルピロリドンで希
釈し、１００倍量のキシロールを攪拌し、その中に徐々
に滴下して被覆処理顔料を析出させた。析出物を濾別
し、メタノールで洗浄し、水洗、乾燥した。表面処理を
したカーボンブラック顔料９８部を得た。表面処理量は
顔料に対しておよそ１０％である。上記で得られた表面
処理カーボンブラック顔料（ＢＫ−５）は電気絶縁性の
大幅な向上が認められた。

【００４３】実施例１合成例１にて得られた表面処理カーボンブラック顔料Ｂ
Ｋ−１、赤色顔料Ｒ、緑色顔料Ｇ及び青色顔料Ｂの顔料
を分散機を用いてポリウレタンアクリレート樹脂を主体
とする感光性樹脂ワニス中に分散させ、ＵＶ硬化型のイ
ンキを調製した。配合は下記表１の処方にて行った。

【００４４】

【表１】

【００４５】液晶ディスプレー用のブラックマトリック
スとしての性能を調べる為に、上記黒色インキをロール
コーターを用いて、シランカップリング剤で表面処理を
行ったガラス基板上に乾燥前３μｍの厚さで全面に塗布
し、６０℃で５分間予備乾燥を行った。次いで超高圧水
銀灯２５０Ｗを用い、４００ｍＪ／ｃｍ²の光量で全面
に露光を行った。塗膜の光学密度は２．６であった。表
面抵抗も高く十分な電気絶縁性を示し、遮光性も高く、
ブラックマトリックスとして優れた性能を有することが
示された。

【００４６】次いで、ブラックマトリックスを有するカ
ラーフィルターを作製した。上記黒色インキをロールコ
ーターを用いて、シランカップリング剤で表面処理を行
ったガラス基板上に乾燥前３μｍの厚さで塗布した。次
いで６０℃で５分間予備乾燥を行った。その後、格子状
のパターンを有するフォトマスクを密着させ、超高圧水
銀灯２５０Ｗを用い、４００ｍＪ／ｃｍ²の光量で露光
を行ない不溶化させた。次いでイソプロピルアルコール
／トルエン／酢酸エチルを主成分とする現像剤で未露光
部を洗い流し、イソプロピルアルコールでリンス後、乾
燥空気で乾燥させ、線巾５０μｍの格子状のブラックマ
トリックスを得た。

【００４７】上記で得た格子状のブラックマトリックス
を有するガラス基板上に青色、緑色及び赤色のインキ及
びＢ、Ｇ及びＲ各々のフォトマスクを用いて同様な操作
を３回繰り返し、モザイク状のＲ、Ｇ及びＢパターンを
有するカラーフィルターを得た。

【００４８】上記で得られたカラーフィルターは、Ｒ、
Ｇ及びＢ各色がブラックマトリックスによって分離され
ており、色の純度、コントラストが高く、輝度に優れた
鮮明な画像を形成することが出来る。

【００４９】又、上記において使用した表面処理カーボ
ンブラック顔料ＢＫ−１に代えて、合成例２、３、４及
び５にて得られた表面処理カーボンブラック顔料ＢＫ−
２、−３、−４及び−５をそれぞれ使用して上記と同様
に優れたブラックマトリックスを有するカラーフィルタ
ーを得た。

【００５０】実施例２合成例２にて得られた表面処理カーボンブラック顔料Ｂ
Ｋ−２、実施例１で使用したＲ、Ｇ及びＢの各色の顔料
及び光増感剤を含む感光性芳香族ポリイミド樹脂ワニス
から下記表２の処方にて分散して４色のカラーフィルタ
ー用感光性コーティング剤を調製した。

【００５１】

【表２】

【００５２】ブラックマトリックスとしての性能を調べ
る為にシランカップリング剤処理を行ったガラス板をス
ピンナーにセットし、上記の黒色コーティング剤を１，
５００ｒｐｍで３０秒間、次いで４，０００ｒｐｍで５
秒間の条件でスピンコートした。次いで６５℃及び３０
秒間プリベークを行い、超高圧水銀灯を用い、９００ｍ
Ｊ／ｃｍ²の光量で全面露光を行った。次いで２００℃
で３０分間及び３００℃で６０分間ポストベークを行な
った。塗膜の光学密度は２．９であった。表面抵抗も高
く十分な電気絶縁性を示し、遮光性も高く、ブラックマ
トリックスとして優れた性能を有することが示された。

【００５３】次いで、ブラックマトリックスを有するカ
ラーフィルターを作製した。上記と同様にしてシランカ
ップリング剤処理を行ったガラス板上に上記の黒色コー
ティング剤をスピンコートし、プリベーク後、格子状の
パターンを有するフォトマスクを密着させ、超高圧水銀
灯を用いて露光し不溶化させた。次いで専用現像液及び
専用リンスで現像及び洗浄を行い、２００℃で３０分間
及び３００℃で６０分間ポストベークを行い、線巾２０
μｍの格子状のブラックマトリックスパターンを有する
ガラス基板を得た。青色、緑色及び赤色のコーティング
剤を用いて同様な操作を３回繰り返し、モザイク状の
Ｒ、Ｇ及びＢパターンを有するカラーフィルターを得
た。

【００５４】上記で得られたカラーフィルターは、Ｒ、
Ｇ及びＢ各色がブラックマトリックスによって分離され
ており、色の純度、コントラストが高く、輝度に優れた
鮮明な画像を形成することが出来る。又、上記において
使用した表面処理カーボンブラック顔料ＢＫ−２に代え
て、合成例１及び３にて得られた表面処理カーボンブラ
ック顔料ＢＫ−１、−３及び−４をそれぞれ使用し、上
記と同様に優れたブラックマトリックスを有するカラー
フィルターを得た。

【００５５】実施例３実施例１と同様にして表面処理黒色複合酸化物顔料、表
面処理カーボンブラック顔料ＢＫ−２、赤色顔料Ｒ、緑
色顔料Ｇ及び青色顔料Ｂの顔料をポリウレタンアクリレ
ート樹脂を主体とする感光性樹脂ワニス中に分散させ、
ＵＶ硬化型のインキを調製した。配合は下記表３の処方
にて行った。

【００５６】

【表３】

【００５７】上記に於て表面処理黒色複合酸化物顔料は
以下のようにして黒色複合酸化物顔料をシリカ表面処理
したものである。合成例１と同様にして、銅、鉄及びマ
ンガン系複合酸化物よりなるＣ．Ｉ．ピグメントブラッ
ク２６を５００部をアニオン性分散剤を含むメタノール
水溶液を加えて湿潤させ、更に水を加え、スチールボー
ルを充填したアトライターで均一で粘稠なスラリーにな
るまで充分に分散させる。得られたスラリーを網を通し
てスチールボールと分離し、水で希釈して１０，０００
容量部とした。別に珪酸ナトリウム水溶液１６７部を水
で希釈して１０００容量部とし、又、硫酸水溶液１００
０部を準備した。顔料分散液を９０℃に加熱し、ｐＨを
１０．０に調整した。そこへ上記の希釈珪酸ナトリウム
水溶液及び希硫酸水溶液を滴下して添加した。添加終了
後１時間攪拌を続け、ｐＨを６．５〜７．０に調整す
る。次いでスラリーをろ過し、洗浄、乾燥し、表面処理
黒色複合酸化物顔料５５０部を得た。表面処理量は顔料
に対しておよそ１０％である。

【００５８】ブラックマトリックスとしての性能を調べ
る為に、上記黒色インキを実施例１と同様にしてシラン
カップリング剤処理を行ったガラス板上にロールコータ
ーを用いて全面に塗布し、プリベーク後、超高圧水銀灯
を用いて全面露光し不溶化させた。塗膜の光学密度は
２．８であった。表面抵抗も高く十分な電気絶縁性を示
し、遮光性も高く、ブラックマトリックスとして優れた
性能を有することが示された。

【００５９】次いで、実施例１と同様にしてブラックマ
トリックスを有するカラーフィルターを作製した。上記
黒色インキをロールコーターを用いて、シランカップリ
ング剤で表面処理を行ったガラス基板上に塗布し、予備
乾燥を行った。次いで、格子状のパターンを有するフォ
トマスクを密着させ、超高圧水銀灯を用いて露光を行な
い不溶化させた。現像剤で未露光部を洗い流し、リンス
後、乾燥させ、線巾５０μｍの格子状のブラックマトリ
ックスを得た。次いで、青色、緑色及び赤色のインキ及
びＢ、Ｇ及びＲ各々のフォトマスクを用いて同様な操作
を３回繰り返し、モザイク状のＲ、Ｇ及びＢパターンを
有するカラーフィルターを得た。

【００６０】上記で得られたカラーフィルターは、Ｒ、
Ｇ及びＢ各色がブラックマトリックスによって分離され
ており、色の純度、コントラストが高く、輝度に優れた
鮮明な画像を形成することが出来る。又、上記において
使用した表面処理カーボンブラック顔料ＢＫ−１に代え
てＢＫ−３、−４及び−５をそれぞれ使用して上記と同
様に優れたブラックマトリックスを有するカラーフィル
ターを得た。

【００６１】実施例４表面処理カーボンブラック顔料ＢＫ−１、Ｃ．Ｉ．ピグ
メントブルー１５（ＢＬ−１）及びＣ．Ｉ．ピグメント
バイオレット２３（Ｖ−１）、及び赤色顔料Ｒ、緑色顔
料Ｇ、青色顔料Ｂの顔料を、下記表４の処方にて配合
し、分散させ、オフセット平版印刷の黒、赤、緑及び青
のインキを調製した。

【００６２】

【表４】

【００６３】ブラックマトリックスとしての性能を調べ
る為に上記の黒色インキをオフセット印刷機を用いてベ
タ印刷した。塗膜の光学密度は２．７であった。表面抵
抗も高く十分な電気絶縁性を示し、遮光性も高く、ブラ
ックマトリックスとして優れた性能を有することが示さ
れた。次いで、ブラックマトリックスを有するカラーフ
ィルターを作製した。４色オフセット印刷機を用い、線
幅２００μｍのストライプ状のＲ、Ｇ及びＢの画素パタ
ーンを形成した。又、黒色インキはＲ、Ｇ及びＢの各々
のストライプの上下及び左右を埋めつくす形で印刷し、
Ｒ、Ｇ及びＢのを黒のマトリックス完全に分離させた。

【００６４】上記で得られたカラーフィルターは、Ｒ、
Ｇ及びＢ各色がブラックマトリックスによって分離され
ており、色の純度、コントラストが高く、輝度に優れた
鮮明な画像を形成することが出来る。又、上記において
使用した表面処理カーボンブラック顔料ＢＫ−１に代え
てＢＫ−２、−３、−４及び−５をそれぞれ使用し、上
記と同様に優れたブラックマトリックスを有するカラー
フィルターを得た。

【００６５】

【効果】上記本発明によれば、遮光性顔料として優れた
堅牢性、隠蔽力及び優れた着色力を併せ有するカーボン
ブラック系顔料の表面を、水和無定形シリカ、無水無定
形シリカ、それらの混合物、硬化重合体或いは媒体に対
して実質的に不溶性である重合体から選ばれた被覆材料
で処理している表面処理黒色顔料を含有する着色組成物
は更に分散液としても分散安定性にも優れており、この
表面処理黒色顔料含有着色組成物をカラーフィルター等
のブラックマトリックスの形成に使用することにより、
従来方法に比べより容易に且つ安価に、遮光性、電気絶
縁性に優れ、耐熱性、耐溶剤性や耐光性等の堅牢性に優
れたブラックマトリックスが提供される。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＣ０９Ｄ 7/12 Ｃ０９Ｄ 7/12 ＺＧ０２Ｂ 5/20 １０１Ｇ０２Ｂ 5/20 １０１Ｇ０２Ｆ 1/1335 Ｇ０２Ｆ 1/1335 (72)発明者坂本茂東京都中央区日本橋馬喰町一丁目７番６号大日精化工業株式会社内 (72)発明者山崎三雄東京都中央区日本橋馬喰町一丁目７番６号大日精化工業株式会社内 (72)発明者安斉俊明東京都中央区日本橋馬喰町一丁目７番６号大日精化工業株式会社内 (72)発明者中島啓二東京都中央区日本橋馬喰町一丁目７番６号大日精化工業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】カラーフィルター等の基板にブラックマ
トリックスを形成させる為の遮光性顔料含有着色組成物
において、使用される遮光性顔料がカーボンブラック系
顔料であって、その表面が、水和無定形シリカ、無水無
定形シリカ、硬化重合体及び媒体に対して実質的に不溶
性である重合体からなる群から選ばれた一種又は二種以
上の被覆材料で表面処理されていることを特徴とするブ
ラックマトリックス用着色組成物。
【請求項２】カーボンブラック系顔料が、Ｃ．Ｉ．ピ
グメントブラック６、Ｃ．Ｉ．ピグメントブラック７、
Ｃ．Ｉ．ピグメントブラック８、Ｃ．Ｉ．ピグメントブ
ラック９及びＣ．Ｉ．ピグメントブラック１０からなる
群から選ばれたカーボンブラック系顔料の単独或いは混
合物である請求項１に記載のブラックマトリックス用着
色組成物。
【請求項３】硬化重合体が、硬化アミノ樹脂、硬化エ
ポキシ樹脂、硬化フェノール樹脂、硬化ウレタン樹脂、
架橋不飽和ポリエステル樹脂、架橋ポリ（メタ）アクリ
レート樹脂からなる群から選ばれた樹脂である請求項１
に記載のブラックマトリックス用着色組成物。
【請求項４】媒体に対して実質的に不溶性である重合
体が、ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリアミ
ドイミド系樹脂、ポリエステルイミド系樹脂から選ばれ
た樹脂である請求項１に記載のブラックマトリックス用
着色組成物。
【請求項５】カラーフィルター等の基板上に遮光性顔
料含有着色組成物によりブラックマトリックスを形成す
る製造方法において、使用される遮光性顔料がカーボン
ブラック系顔料であって、その表面が、水和無定形シリ
カ、無水無定形シリカ、硬化重合体及び媒体に対して実
質的に不溶性である重合体からなる群から選ばれた一種
又は二種以上の被覆材料で表面処理されていることを特
徴とするブラックマトリックスの製造方法。
【請求項６】カラーフィルター等の基板上に遮光性顔
料含有着色組成物により形成された遮光性ブラックマト
リックスを付した部品において、使用される遮光性顔料
がカーボンブラック系顔料であって、その表面が、水和
無定形シリカ、無水無定形シリカ、硬化重合体及び媒体
に対して実質的に不溶性である重合体からなる群から選
ばれた一種又は二種以上の被覆材料で表面処理されてい
ることを特徴とする遮光性ブラックマトリックスを付し
た部品。