JPH1090511A - 非導電性遮光層用組成物、非導電性遮光層及びカラーフイルター - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 長期にわたり安定で、遮光能力及び黒色度に
優れ、且つ非導電性の遮光層を作製するのに適した非導
電性遮光層用組成物、該組成物を用いて作製した非導電
性遮光層及びカラーフィルターを提供すること。 【解決手段】 アルカリ可溶性バインダー、光重合性モ
ノマー、高分子量体添加剤、光重合性開始剤、顔料及び
溶剤を主成分とする非導電性遮光層用組成物において、
上記顔料が、表面の少なくとも一部にアルキル基又はフ
ェニル基等の疎水性の官能基を持った酸化物微粒子から
選択された少なくとも一種を含むことを特徴とする非導
電性遮光層用組成物、該組成物を用いた非導電性遮光層
及びカラーフィルター。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、遮光能力が高く、
且つ非導電性が要求される用途において有用な遮光層用
組成物に関する。更に詳しくは、液晶表示装置等に用い
られるカラーフィルターにおける遮光層（ブラックマト
リックス）の形成に有用な非導電性遮光層用組成物、非
導電性遮光層、及びカラーフィルターに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、液晶表示装置に使用するカラーフ
ィルターにおいて、表示画像のコントラストを高めるた
めに、非画素領域にクロム、ニッケル、アルミニウム等
の薄膜金属よりなる遮光層、又はカーボンブラックやチ
タンブラック等の顔料をバインダー樹脂中に分散してな
る遮光層を設ける方法が知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
たような従来の方法では、遮光層が導電性を持つため
に、該遮光層を透明電極間に用いる場合には、別途絶縁
層を設けなければならないこと、遮光層によっては電極
間の短絡を起こしやすいこと、及び導電性の遮光層を通
して隣接する電極層間のクロストークが大きくなること
等の問題点がある。

【０００４】上記の問題点を解決するのために、本発明
者らは、遮光能力及び黒色度に優れ、且つ非導電性の遮
光層を作製するのに適した黒色顔料であるＣｕＭｎ₂Ｏ₄
及び該ＣｕＭｎ₂Ｏ₄の一部をＦｅ、Ｃｏ及び／又はＮｉ
で置換した複合酸化物微粒子を用いた非導電性遮光層用
組成物を提案している（特許平８−９５８８４号明細
書）。

【０００５】しかしながら、上記酸化物微粒子からなる
顔料は表面に多数の極性基を有し、且つその表面積大き
いため、顔料自身が凝集し易いと同時に、高分子量でア
ルカリ現像液に対して一度膨潤してから溶解するアルカ
リ可溶性バインダー等を強く吸着して凝集するために、
層形成後の現像において本来溶解すべき領域の不溶化が
起こり、遮光層の解像性の悪化や平滑性の低下を引き起
こす。又、凝集した顔料粒子は液状組成物の保存安定性
の低下や組成物本来の特性が発現しないために起こる現
像工程中の基板密着性の低下を引き起こすことを確認し
た。

【０００６】従って本発明の目的は、上記組成物に用い
る顔料表面の改質とアルカリ可溶性バインダーの骨格構
造や分子量の調節を行うことで、長期にわたり安定で、
遮光能力及び黒色度に優れ、且つ非導電性の遮光層を作
製するのに適した非導電性遮光層用組成物、該組成物を
用いて作製した非導電性遮光層及びカラーフィルターを
提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的は以下の本発明
によって達成される。即ち、本発明は、アルカリ可溶性
バインダー、光重合性モノマー、光重合性開始剤、顔料
及び溶剤を主成分とする非導電性遮光層用組成物におい
て、上記顔料が、表面の少なくとも一部にアルキル基又
はフェニル基等の疎水性の官能基を持った金属酸化物微
粒子から選択された少なくとも一種を含むことを特徴と
する非導電性遮光層用組成物、該組成物を用いた非導電
性遮光層及びカラーフィルターである。

【０００８】本発明においては、表面の少なくとも一部
にアルキル基又はフェニル基等の疎水性の官能基を持っ
た金属酸化物微粒子顔料を使用することで、非導電性遮
光層用組成物中における顔料粒子の凝集とバインダーと
の相互作用を少なくすることで、液状組成物の保存安定
性を向上させ且つ組成物本来の特性が発現される。更に
アルカリ可溶性バインダーの分子量を従来の組成物より
低下させると同時に、その少なくとも一部を露光及び現
像を含むパターン形成工程、特にアルカリ現像液に長時
間曝された場合でも、基板との密着性を損なわない骨格
構造を持つ樹脂、例えば、エポキシ樹脂とし、且つ光重
合性モノマーの少なくとも一部を多官能性アクリレート
や多官能性メタアクリレート、特にジペンタエリスリト
ールペンタ（メタ）アクリレート、及びその誘導体を用
いることで非導電性遮光層の解像性が向上すると同時
に、実使用に耐え得る強度を持つ非導電性の遮光層を作
製するのに適した組成物が提供される。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下に、好ましい実施の形態を挙
げて、本発明を更に詳細に説明する。本発明の非導電性
遮光層用組成物において使用する黒色顔料は、黒色で、
且つ電気絶縁性に優れた金属酸化物微粒子であり、例え
ば、酸化鉄、酸化クロム、非導電性チタンブラック、Ｃ
ｕ−Ｍｎ−Ｆｅよりなる複合金属酸化物、Ｃｕ−Ｆｅ−
Ｚｎよりなる複合金属酸化物等から選択された少なくと
も１種を含み、その粒子径は０．０１〜０．５μｍであ
ることが好ましい。粒子径が０．０１μｍ未満の場合に
は、形成される遮光層の遮光性が充分でなく、一方、粒
子径が０．５μｍを越える場合には、形成された遮光層
の膜面の平滑性が損なわれたり、パターン形成精度を大
幅に低減させるために好ましくない。

【００１０】本発明において好ましい黒色顔料は、Ｃｕ
Ｍｎ_２Ｏ_４及び該ＣｕＭｎ_２Ｏ_４のＭｎの一部をＦｅ、
Ｃｏ及び／又はＮｉで置換した複合酸化物微粒子であ
り、上記顔料は、非導電性で黒色度に優れ、且つ微粒子
化が可能な顔料であってスピネル型の化合物であり、耐
候性、耐熱性及び電気的絶縁性に優れた顔料として知ら
れている。特開平４−５０１１９号公報によれば、Ｃ
ｕ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ及びＮｉの水溶性の金属塩にアル
カリを添加して中和析出させ、その析出したスラリー中
に過酸化水素等の酸化剤を加えることにより液相中で酸
化を行った後、洗浄、乾燥、焼成及び粉砕して前記無機
顔料が得られている。

【００１１】この製造方法により、低い製造コストで高
い比表面積を有する微細な顔料を得ることができる。更
に、上記ＣｕＭｎ_２Ｏ_４の複合酸化物のＭｎの一部をＦ
ｅ、Ｃｏ又はＮｉによって置換すると、より比表面積が
大きく且つ微細な顔料が得られる。本発明で使用する顔
料の好ましい組成としては、例えば、ＣｕＯ、Ｆｅ_２Ｏ
_３及びＭｎ_２Ｏ_３からなる複合酸化物が挙げられる。そ
の組成比としては、ＣｕＯが２５〜４０重量％、Ｆｅ_２
Ｏ_３が５〜３０重量％、及びＭｎ_２Ｏ_３が４０〜６０重
量％の範囲のものが特に好ましい。

【００１２】上記絶縁性の金属酸化物微粒子顔料の表面
には多数の極性基（ＯＨ基）が存在し、上記した顔料粒
子の凝集等の問題点を引き起こすが、本発明では、これ
ら極性基の少なくとも一部を、アルキル基やフェニル基
等の疎水性基で置き換えることで上記微粒子顔料の凝集
が妨げられ、組成物が本来有する特性を損なうことな
く、遮光層の形成、更には遮光層を含むカラーフィルタ
ー形成用の組成物として有用となる。

【００１３】以上の顔料の疎水性化は、炭素数１３以下
のアルキル基、アルコキシ基、フェニル基、ナフチル
基、フェノキシ基、ナフトキシ基等の疎水性基を有する
従来公知のシラン系、チタニウム系或いはアルミニウム
系等のカップリング剤を用いて行われる。カップリング
剤による顔料の処理は、顔料の水系分散液中に、顔料に
対して２０重量％以下、好ましくは０．０１〜２０重量
％の範囲で上記カップリング剤を添加し、常温で適当な
時間撹拌するか、或いは８０℃以下の温度に加熱して適
当な時間撹拌することによって行うことが好ましい。上
記カップリング剤の使用量が０．０１重量％未満では、
顔料の疎水性化の効果が不十分であり、一方、添加量が
２０重量％を超えると、他の組成物成分同士の相溶性が
極端に悪くなり、組成物の成分同士の凝集が生じるので
好ましくはない。尚、上記カップリング剤による顔料の
処理は、上記の方法以外の方法でもよく、カップリング
剤の添加は組成物の調製の何れの段階でもよく、特に限
定されない。

【００１４】本発明の非導電性遮光層用組成物において
使用するアルカリ可溶性バインダーとしては、顔料の分
散性に寄与し、光重合性モノマーや光重合性開始剤との
相性がよく、アルカリ現像液に対する溶解性、有機溶剤
溶解性、露光及び現像を含むパターン形成工程中、特に
アルカリ現像液や洗浄液に長時間曝された場合でも基板
に対する密着性に優れ、且つ遮光層及びカラーフィルタ
ー部材としての強度、軟化温度等が適当であるものが好
ましい。これらの好ましいバインダーは以下の広範な種
類の高分子物質の中から選択することができる。

【００１５】具体的には、メタクリル酸共重合体、アク
リル酸共重合体、イタコン酸共重合体、クロトン酸共重
合体、マレイン酸共重合体、部分エステル化マレイン酸
共重合体等、側鎖にカルボン酸基を有するセルロース誘
導体が挙げられる。この他にも水酸基を有するポリマー
に環状酸無水物を付加したカルボキシル変性ポリマーも
有用である。又、この他にもポリビニルピロリドンやポ
リエチレンオキシド、ポリビニルアルコール等の水溶性
ポリマーを挙げることができる。又、不飽和有機酸とメ
チルアクリレート、エチルメタクリレート、ベンジルメ
タクリレート、グリシジルメタクリレート等の不飽和有
機酸エステルをモノマーとした共重合物が挙げられ、こ
の共重合物に他の不飽和有機酸エステルを所定量付加重
合させたものも使用できる。

【００１６】好ましいアルカリ可溶性バインダーの１例
としては、該バインダーの少なくとも一部が、エポキシ
樹脂であって、該エポキシ樹脂の分子内に２個以上含ま
れるエポキシ基に、グリシジルメタクリレート等を付加
して反応性二重結合基を導入した樹脂や、上記エポキシ
樹脂に環状酸無水物を付加してカルボキシル基を導入し
て、エポキシ樹脂に重合開始能やアルカリ現象性を付与
したエポキシ樹脂変性物が挙げられる。これらのエポキ
シ樹脂としては、特に基本骨格がビスフェノールＡとエ
ピクロロヒドリンとの縮合反応物であるビスフェノール
Ａ型ビニルエステルが好ましく、これらのエポキシ樹脂
変性物はアルカリに対する耐性や基板に対する密着性、
更には形成される遮光層の膜強度の実現のうえで前記し
たような特性を満たすものとして好適である。

【００１７】又、上記のようにアルカリ可溶型バインダ
ーの少なくとも一部に反応性二重結合基を導入して重合
性のバインダーとすることで、形成される遮光層の各種
強度を向上させることができる。導入する反応性二重結
合基は、バインダー１分子当たり平均で０．１〜２０個
の範囲が好ましい。又、適度なアルカリ現像液耐性を付
与するためには、その酸価が約７０〜２５０ｍｇＫＯＨ
／ｇの範囲であることが好ましい。酸価数がこの範囲を
超える場合には、遮光層の露光・現像後においてパター
ン解像はされるものの、アルカリ現像液に対する耐性が
なく、現像パターン面に小さなクラックが発生し、ここ
からアルカリ現像液の浸透が急速に起こることによっ
て、最終的には基板面からレジスト剥れ（剥離）を引き
起こす。又、酸価数がこの範囲未満の場合には、アルカ
リに対する溶解性が無くなり、遮光膜の未露光部でも現
像液に対して溶解が起こらず、適切なパターン形成が行
えない。

【００１８】これらのアルカリ可溶性バインダーの分子
量は、２，０００〜２０，０００の範囲が好ましい。
２，０００未満の場合ではバインダーとして充分に機能
せず、一方、２０，０００を越える場合には複数の顔料
粒子の凝集物を作りやすく、顔料粒子の凝集に起因する
組成物の貯蔵安定性や、基板に対する密着性、パターン
形成性や塗膜の平滑性の低下等を引き起こすために好ま
しくない。

【００１９】アルカリ可溶性バインダーの含有量として
は、液状組成物中の全固形分の５〜８０重量％の範囲と
することが好ましい。又、上記アルカリ可溶性バインダ
ーの少なくとも一部に用いられるエポキシ樹脂は、液中
での顔料に対する分散安定化の効果も有している。以上
の如きアルカリ可溶性バインダーの好ましい例として
は、昭和高分子（株）製のビスフェノールＡ型エポキシ
アクリレート（商品名：ＶＲ−６０、ＶＲ−９０）、ダ
イセル・ユーシービー（株）製のビスフェノールＡ型エ
ポキシアクリレート（商品名：ＥＢ６００、ＥＢ３７０
１）、新中村化学工業（株）製のジメタクリレート（商
品名：ＮＫエステル、ＢＰＥ−１００、ＢＰＥ−２０
０）、その他クレゾールノボラック型エポキシアクリレ
ート、フェノールノボラック型エポキシアクリレート等
が挙げられる。

【００２０】本発明の組成物で使用される光重合性モノ
マーとしては、１分子中に３個以上の二重結合官能基を
持つ多官能アクリレートや多官能メタアクリレートが好
ましく用いられ、特に光重合性モノマーの少なくとも一
部が、５個の二重結合基を持つジペンタエリスリトール
ペンタ（メタ）アクリレートであることが好適である。
ジペンタエリスリトールペンタ（メタ）アクリレートが
特に好ましい理由としては、官能基数が６以上の場合に
は、形成される遮光層自身が硬くなる反面、脆くなるた
めに充分な膜強度が発現し得ず、又、４以下の場合には
膜の硬化が不充分となり、この場合も強度が不充分とな
るものと考えられる。

【００２１】本発明で使用される他の光重合性モノマー
としては、例えば、ポリエチレングリコールジ（メタ）
アクリレート、ポリプロピレングリコールジ（メタ）ア
クリレート、トリメチロールエタントリ（メタ）アクリ
レート、トリメチロールプロパンジ（メタ）アクリレー
ト、ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート、
ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ペ
ンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、ジペン
タエリスリトールペンタ（メタ）アクリレート、ジペン
タエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート、ヘキサ
ンジオールジ（メタ）アクリレート、トリメチロールプ
ロパントリ（（メタ）アクリロイルオキシプロピル）エ
ーテル、トリ（（メタ）アクリロイルオキシエチル）イ
ソシアヌレート、トリ（（メタ）アクリロイルオキシエ
チル）シアヌレート、グリセリントリ（メタ）アクリレ
ート、トリメチロールプロパン、グリセリン等の多官能
アルコールにエチレンオキシドやプロピレンオキシドを
付加反応した後に（メタ）アクリレート化したもの、及
びポリエステル（メタ）アクリレート類が挙げられ、モ
ノマーの他にプレポリマー、即ち２量体や３量体も有効
である。上記モノマーの含有量としては、非導電性遮光
層用組成物中の全固形分の５〜５０重量％の範囲とする
ことが好ましい。

【００２２】本発明を実施するうえで、前記アルカリ可
溶性バインダーと上記光重合性モノマーとを組み合わせ
ることで好適な非導電性遮光層を形成することが可能で
はあるが、アルカリ可溶性バインダーとして好適に用い
られるエポキシ樹脂変性物は、本発明におけるアルカリ
可溶性バインダーの好適な分子量範囲である２，０００
〜２０，０００の範囲では、粘着性化合物であり、その
ために形成される非導電性遮光層自体が粘着性を帯び
る。このような非導電性遮光層用組成物を用いて遮光層
やカラーフィルターを製造すると、製造中にゴミ等が遮
光層の表面に付着しやすく、遮光層やカラーフィルター
の欠陥を生じやすくなる。そこで本発明においては、ア
ルカリ可溶性バインダーとして前記エポキシ樹脂変性物
を用いる場合には、上記組成物に更に高分子量体添加剤
を加えて、形成される遮光層の粘着性を取り除くことが
好ましい。

【００２３】遮光層の粘着性を解消する高分子量体添加
剤としては、現像性や解像性等の非導電性遮光層の特性
を保持したまま、粘着性のみを取り除ける特性を有する
ものが好ましく、本発明においては、アルカリ可溶性バ
インダーとの相溶部（親水部）と非相溶部（疎水部）と
を併せ持つグラフト共重合物及び／又はブロック共重合
物を用いることで、非導電性遮光層中に不均質部（疎水
部）を均一に分布させることができ、非導電性遮光層の
特性を保持しながら、粘着性のみを取り除くことが可能
である。

【００２４】本発明における高分子量体添加剤の相溶部
（親水部）とは、−ＯＨ基や−ＣＯＯＨ基等の親水性官
能基を持つ高分子量体、例えば、ポリアクリル酸、ポリ
ビニルピロリドン、ポリビニルアルコール、ポリ（メタ
クリル酸−２−ヒドロキシエチル）、ヒドロキシプロピ
ルメチルセルロース等が、又、主鎖中に−Ｏ−結合を持
つ高分子量体、例えば、ポリエチレングリコール、ポリ
プロピレングリコール等が挙げられ、一方、高分子量体
添加剤の非相溶部（疎水部）とは、骨格中に親水基を持
たないポリメタクリル酸メチル、ポリスチレン、ポリブ
テン等が挙げられ、これらが特に本発明においては好適
である。

【００２５】高分子量体添加剤の分子量は、グラフト共
重合物の場合には、疎水部の分子量が５，０００〜３
０，０００の範囲であり、且つ親水部の分子量が１，０
００〜１０，０００の範囲にあることが好ましく、一
方、ブロック共重合物の場合には、５，０００〜５０，
０００の範囲にあることが好ましい。それぞれの分子量
が、上記範囲未満の場合には、遮光層の粘着性の除去効
果が殆どなく、一方、上記範囲を越える場合には、組成
物中において顔料粒子の凝集を引き起こすために好まし
くない。

【００２６】本発明において、上記高分子量体添加剤
は、反応性二重結合基やアルカリ溶解性の酸価を持って
いてもよい。。導入する反応性二重結合基は、高分子量
添加剤１分子当たり平均で０．１〜２０個の範囲、及び
アルカリ溶解性の酸価は１０〜２５０ｍｇＫＯＨ／ｇの
範囲であることが好ましい。これらの高分子量体添加剤
は、その少なくとも一部が顔料粒子表面に吸着し、液状
組成物中での顔料粒子の凝集を防ぐ所謂分散安定化剤と
しての効果をも併せ持っている。以上の如き高分子量体
添加剤は、公知の種々の方法で合成可能であり、又、市
場から容易に入手して使用することができ、１例として
は、例えば、綜研化学（株）製の櫛形ポリマー（商品
名：Ｌ−２０）が挙げられる。

【００２７】本発明の非導電性遮光層用組成物に用いら
れる光重合性開始剤としては、例えば、チオキサントン
系、アセトフェノン系、ベンゾフェノン系、ベンゾイン
エーテル系及びパーオキシド系の化合物が挙げられ、そ
の他、感度の向上等の必要性に応じて、アミン系やキノ
ン系の光重合促進剤を併用することも有効である。上記
光重合開始剤や光重合促進剤の含有量は、非導電性遮光
層用組成物中の全固形分の０．５〜４０重量％の範囲と
することが好ましい。

【００２８】本発明の非導電性遮光層用組成物において
使用する溶剤としては、該組成物の塗布適性、ポリマー
やモノマー及び光重合開始剤の溶解性、並びに顔料の分
散性を考慮して、１種又は２種以上の溶剤を選択して用
いることができ、上記溶剤は少なくとも１種の多価アル
コール又はその誘導体を含むことが好ましい。特に、顔
料の分散性を考慮すると、多価アルコール又はその誘導
体のうち、水１００重量部に対して２０重量部以上の溶
解性を持つものが特に本発明に有効である。

【００２９】溶剤の具体例としては、例えば、エチレン
グリコール、エチ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モノメチルエーテルアセテート、エ
チレングリコールモノエチルエーテル、グリコールモノ
エチルエーテルアセテート、エチレングリコールジエチ
ルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、
エチレングリコールイソアミルエーテル、メトキシメト
キシエーテル、エチレングリコールモノアセテート、ジ
エチレングリコール、ジエチレングリコールモノメチル
エーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、
ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、
ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレング
リコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールメチ
ルエチルエーテル、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、１−ブトキシエトキシプロパノー
ル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ブタ
ンジオール等が挙げられる。

【００３０】本発明の非導電性遮光層用組成物は、以上
の成分の他に、該組成物が塗布される基板との密着性を
付与するために、上記組成物中にシランカップリング剤
やチタネートカップリング剤、アルミニウムカップリン
グ剤等を添加することもできる。更に、必要に応じて、
公知の添加剤、例えば、分散剤、可塑剤、界面活性剤等
を添加することもできる。

【００３１】本発明の非導電性遮光層用組成物を、公知
の方法で基板上に塗布及び乾燥させることにより、基板
上に非導電性遮光層を形成することができる。塗布方法
の具体例としては、例えば、スピンナー、ホワイラー、
ローラーコーター、カーテンコーター、ナイフコータ
ー、バーコーター、エクストルーダー等が挙げられ、塗
布層を乾燥させることによって本発明の非導電性遮光層
を基板上に設けることができる。

【００３２】上記のようにして本発明の非導電性遮光層
を形成した基板にパターンを露光する場合に、光源は非
導電性遮光層の感光性に応じて選択され、例えば、超高
圧水銀灯、キセノン灯、カーボンアーク灯、アルゴンレ
ーザー等の公知のものが使用できる。又、パターン露光
した非導電性遮光層を現像するための現像液としては、
例えば、アルカリ水系現像剤が好適である。

【００３３】本発明においていうアルカリ水系現像液と
は、現像を水系で行うために、狭義には現像時にＯＨ^-
を放出する現像液である。このアルカリ水系現像液のｐ
Ｈは、最適には７．５〜１２までの領域であり、使用す
るアルカリ成分は、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化
カリウム、炭酸ナトリウム、更に有機アンモニウム系化
合物、例えば、水酸化テトラエチルアンモニウム、その
他、硫化物、酸化物或いは弱酸の陰イオン（例えば、Ｆ
^-、ＣＮ^-等）等により加水分解されたものが挙げられ
る。又、上記ｐＨ領域にある緩衝溶液を調整してアルカ
リ水系現像液として使用してもよい。

【００３４】更に本発明では、公知の方法に従って、透
明基板上に、赤、緑、及び青の画素、及びブラックマト
リックスを設け、更に表面に透明電極層を設けたカラー
フィルターにおいて、上記ブラックマトリックスを、前
記本発明の非導電性遮光層用組成物から形成したカラー
フィルターを提供することができる。

【００３５】

【実施例】次に、実施例及び比較例を挙げて本発明を更
に具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されな
い。実施例１ （１）非導電性黒色顔料表面への疎水基の導入 非導電性黒色顔料：ＴＭブラック＃９５５０ ３０重量部 （ＣｕＭｎ_２Ｏ_４のＭｎの一部をＦｅに置換した複合酸化物微粒子；大日精化工 業（株）製） フェニルトリエトキシシラン ０．３重量部 エチレングリコールモノブチルエーテル ２７０重量部 上記成分を１２０℃で８時間撹拌することで黒色顔料表
面にフェニル基を導入した。導入量は３μｍｏｌ／ｇ
（非導電性黒色顔料の全極性基量の１／３）であった。

【００３６】 （２）黒色顔料分散液の調製 上記疎水性基導入非導電性黒色顔料 ２３重量部 分散液：Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ １１１ ２重量部 （高分子分散剤；ビックケミー・ジャパン（株）製） エチレングリコールモノブチルエーテル ７５重量部 上記成分を混合しサンドミルで充分に分散した。

【００３７】 （３）非導電性遮光層用組成物の調製 （２）で作製した黒色顔料分散液 ６１重量部 アルカリ可溶性バインダー：ＶＲ−６０ ２．８重量部 （ビスフェノールＡ型エポキシアクリレート；昭和高分子（株）製）光重合 性モノマー：ジペンタエリスリトールペンタアクリレート） ３．５重量部 高分子量体添加剤：Ｌ−２０ ０．７重量部 （櫛形ポリマー；綜研化学（株）製） 光重合性開始剤： ２−ベンジル−２−ジメチルアミノ−１−（４−モルフォリノフェニル）− ブタノン−１ １．６重量部 ４，４−ジエチルチオキサントン ０．３重量部 ２，４−ジエチルチオキサントン ０．１重量部 エチレングリコールモノブチルエーテル ３０重量部 上記成分を充分に混合して本発明の非導電性遮光層用組
成物を得た。

【００３８】（４）遮光層の作製 ガラス基板上に（２）で作製した非導電性遮光層用組成
物をロールコーターで塗布し、１００℃で３分間乾燥さ
せ、膜厚約１μｍの遮光層を形成した。 （５）露光及び現像 上記遮光層に対して、窒素気流下、超高圧水銀灯で遮光
層パターンを露光した後、１重量％炭酸ナトリウム水溶
液で現像した。

【００３９】実施例２ （１）非導電性黒色顔料表面への疎水基の導入 非導電性黒色顔料：ＴＭブラック＃９５５０ ３０重量部 （ＣｕＭｎ_２Ｏ_４のＭｎの一部をＦｅに置換した複合酸化物微粒子；大日精化 工業（株）製） メチルトリエトキシシラン ０．３重量部 エチレングリコールモノブチルエーテル ２７０重量部

【００４０】上記成分を１２０℃で８時間撹拌すること
で、黒色顔料表面にメチル基を導入した。導入量は３μ
ｍｏｌ／ｇ（非導電性黒色顔料の全極性基量の１／３）
であった。 （２）黒色顔料分散液の調製 実施例１と同様の調製条件で黒色顔料分散液を得た。 （３）非導電性遮光層用組成物の調製 実施例１と同様の調製条件で非導電性遮光層用組成物を
得た。 （４）遮光層の作製 ガラス基板上に（２）で作製した非導電性遮光層用組成
物をロールコーターで塗布し、１００℃で３分間乾燥さ
せ、膜厚約１μｍの遮光層を形成した。 （５）露光、及び現像 上記遮光層に対して、窒素気流下、超高圧水銀灯で遮光
層パターンを露光した後、１重量％炭酸ナトリウム水溶
液で現像した。

【００４１】実施例３ （１）非導電性黒色顔料表面への疎水基の導入 非導電性黒色顔料：SICOCER F Black 2912 ３０重量部 （Ｃｕ−Ｆｅ−Ｚｎ系複合酸化物微粒子；ＢＡＳＦ社製） フェニルトリエトキシシラン ０．３重量部 エチレングリコールモノブチルエーテル ２７０重量部 上記成分を１２０℃で８時間撹拌することで黒色顔料表
面にフェニル基を導入した。導入量は４μｍｏｌ／ｇで
あった。

【００４２】（２）黒色顔料分散液の調製 実施例１と同様の調製条件で黒色顔料分散液を得た。 （３）非導電性遮光層用組成物の調製 実施例１と同様の調製条件で非導電性遮光層用組成物を
得た。 （４）遮光層の作製 ガラス基板上に（２）で作製した非導電性遮光層用組成
物をロールコーターで塗布し、１００℃で３分間乾燥さ
せ、膜厚約１μｍの遮光層を形成した。 （５）露光及び現像 上記遮光層に対して、窒素気流下、超高圧水銀灯で遮光
層パターンを露光した後、１重量％炭酸ナトリウム水溶
液で現像した。

【００４３】実施例４ （１）非導電性黒色顔料表面への疎水基の導入 非導電性黒色顔料：ＰＡ−８４６４Ｍ ３０重量部 （酸化鉄系微粒子；堺化学（株）製） フェニルトリエトキシシラン ０．３重量部 エチレングリコールモノブチルエーテル ２７０重量部 上記成分を１２０℃で８時間、撹拌することで黒色顔料
表面にフェニル基を導入した。導入量は３μｍｏｌ／ｇ
であった。

【００４４】（２）黒色顔料分散液の調製 実施例１と同様の調製条件で黒色顔料分散液を得た。 （３）非導電性遮光層用組成物の調製 実施例１と同様の調製条件で非導電性遮光層用組成物を
得た。 （４）遮光層の作製 ガラス基板上に（２）で作製した非導電性遮光層用組成
物をロールコーターで塗布し、１００℃で３分間乾燥さ
せ、膜厚約１μｍの遮光層を形成した。 （５）露光及び現像 上記遮光層に対して、窒素気流下、超高圧水銀灯で遮光
層パターンを露光した後、１重量％炭酸ナトリウム水溶
液で現像した。

【００４５】比較例１ 非導電性黒色顔料ＴＭブラック＃９５５０へ疎水基を導
入せずに実施例１と同様の手法で黒色顔料分散液、非導
電性遮光層用組成物を調製し、遮光層を作製して露光、
現像を行った。

【００４６】比較例２ （１）非導電性黒色顔料表面への疎水基の導入 非導電性黒色顔料：ＴＭブラック＃９５５０ ３０重量部 （ＣｕＭｎ_２Ｏ_４のＭｎの一部をＦｅに置換した複合酸化物微粒子；大日精化 工業（株）製） フェニルトリエトキシシラン ０．３重量部 エチレングリコールモノブチルエーテル ２７０重量部 上記成分を１２０℃で８時間撹拌することで、黒色顔料
表面にフェニル基を導入した。導入量は３μｍｏｌ／ｇ
（非導電性黒色顔料の全極性基量の１／３）であった。 （２）黒色顔料分散液の調製 実施例１と同様の調製条件で黒色顔料分散液を得た。

【００４７】 （３）非導電性遮光層用組成物の調製 （２）で作製した黒色顔料分散液 ６１重量部 ベンジルメタクリレート・スチレン・メタクリル酸共重合物 ３重量部 （重量比１／１／１、分子量約３０，０００） 光重合性モノマー：ジペンタエリスリトールペンタアクリレート ４重量部 光重合性開始剤： ２−ベンジル−２− ジメチルアミノ−１−（４−モルフォリノフェニル） −ブタノン−１ １．６重量部 ４，４−ジエチルチオキサントン ０．３重量部 ２，４−ジエチルチオキサントン ０．１重量部 エチレングリコールモノブチルエーテル ３０重量部 上記成分を充分に混合して本発明の非導電性遮光層用組
成物を得た。

【００４８】（４）遮光層の作製 ガラス基板上に（３）で作製した非導電性遮光層用組成
物をロールコーターで塗布し、１００℃で３分間乾燥さ
せ、膜厚約１μｍの遮光層を形成した。 （５）露光及び現像 上記遮光層に対して、窒素気流下、超高圧水銀灯で遮光
層パターンを露光した後、１重量％炭酸ナトリウム水溶
液で現像した。以上の非導電性遮光層用組成物の特性比
較結果を以下に示す。

【００４９】非導電性遮光層用組成物溶液の経時変化 実施例１乃至４の組成物溶液は１ケ月以上に渡り粘度や
粒度分布に変化が認められなかったが、比較例の組成物
溶液１及び２は３日後に沈殿物が認められ、７日後に溶
液全体が流動性を失った。遮光層の平滑性 実施例１乃至４の組成物溶液からの遮光層は完全に平滑
であったが、比較例１及び２からの遮光層は膜中に数μ
ｍの凝集物を確認した。現像、洗浄中の基板密着性 比較例１及び２の遮光層は現像、洗浄中にその殆どが剥
れてしまったが、実施例１乃至４の遮光層は現像、洗浄
中の剥れや欠落は認められなかった。

【００５０】

【発明の効果】本発明によれば、長期にわたり安定で、
且つ遮光能力が高く、アルカリ現像液に長時間さらされ
た場合でも基板密着性に優れ、パターン形成性に優れた
非導電性遮光層を得ることができる。

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【手続補正書】

【提出日】平成８年１１月１日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項１１

【補正方法】変更

【補正内容】

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｇ０３Ｆ 7/004 ５０５ Ｇ０３Ｆ 7/004 ５０５ 7/027 ５０２ 7/027 ５０２ 7/028 7/028

Claims (17)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 アルカリ可溶性バインダー、光重合性モ
   ノマー、光重合性開始剤、顔料及び溶剤を主成分とする
   非導電性遮光層用組成物において、上記顔料が、表面の
   少なくとも一部にアルキル基又はフェニル基等の疎水性
   の官能基を持った金属酸化物微粒子から選択された少な
   くとも一種を含むことを特徴とする非導電性遮光層用組
   成物。
2. 【請求項２】 顔料の粒子径が０．０１〜０．５μｍで
   ある請求項１に記載の非導電性遮光層用組成物。
3. 【請求項３】 アルカリ可溶性バインダーの少なくとも
   一部が、反応性二重結合基をバインダー１分子当たり平
   均で０．１〜２０個含み、且つ酸価が７０〜２５０ｍｇ
   ＫＯＨ／ｇであるエポキシ樹脂である請求項１に記載の
   非導電性遮光層用組成物。
4. 【請求項４】 エポキシ樹脂が、ビスフェノールＡ型ビ
   ニルエステルである請求項３に記載の非導電性遮光層用
   組成物。
5. 【請求項５】 アルカリ可溶性バインダーの分子量が、
   ２，０００〜２０，０００である請求項１に記載の非導
   電性遮光層用組成物。
6. 【請求項６】 光重合性モノマーの少なくとも一部が３
   個以上の二重結合官能基を持つ多官能アクリレート及び
   ／又は多官能メタアクリレートである請求項１に記載の
   非導電性遮光層用組成物。
7. 【請求項７】 光重合性モノマーの少なくとも一部が、
   ジペンタエリスリトールペンタ（メタ）アクリレート又
   はその誘導体である請求項１に記載の非導電性遮光層用
   組成物。
8. 【請求項８】 更に高分子量体添加剤を含む請求項１に
   記載の非導電性遮光層用組成物。
9. 【請求項９】 高分子量体添加剤の少なくとも一部が、
   疎水性の主鎖と親水性の側鎖とからなるグラフト共重合
   物である請求項８に記載の非導電性遮光層用組成物。
10. 【請求項１０】 高分子量体添加剤の少なくとも一部
    が、親水性の主鎖と疎水性の側鎖とからなるグラフト共
    重合物である請求項８に記載の非導電性遮光層用組成
    物。
11. 【請求項１１】 グラフト共重合物の疎水性主鎖の分子
    量が、５，０００〜３０，０００であり且つ親水性側鎖
    の分子量が、１，０００〜１０，０００である請求項１
    ０に記載の非導電性遮光層用組成物。
12. 【請求項１２】 高分子量体添加剤の少なくとも一部
    が、疎水部と親水部とを併せ持つブロック共重合物であ
    る請求項８に記載の非導電性遮光層用組成物。
13. 【請求項１３】 ブロック共重合物の分子量が、５，０
    ００〜５０，０００である請求項１２に記載の非導電性
    遮光層用組成物。
14. 【請求項１４】 高分子量体添加剤が、反応性二重結合
    基を高分子量体添加剤１分子当たり平均で０．１〜２０
    個含む請求項８に記載の非導電性遮光層用組成物。
15. 【請求項１５】 高分子量体添加剤の酸価が、１０〜２
    ５０ｍｇＫＯＨ／ｇである請求項８に記載の非導電性遮
    光層用組成物。
16. 【請求項１６】 請求項１〜１５に記載の非導電性遮光
    層用組成物を基板上に塗布及び乾燥した後、少なくとも
    露光及び現像を含むパターン形成工程により形成された
    ことを特徴とする非導電性遮光層。
17. 【請求項１７】 透明基板上に、赤、緑及び青の画素、
    及びブラックマトリックスを設け、更に表面に透明電極
    層を設けたカラーフィルターにおいて、上記ブラックマ
    トリックスが、請求項１〜１５に記載の非導電性遮光層
    用組成物から形成されていることを特徴とするカラーフ
    ィルター。