JPH1090512A

JPH1090512A - 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

Info

Publication number: JPH1090512A
Application number: JP26375196A
Authority: JP
Inventors: Toshio Yoshihara; 俊夫吉原; Shunsuke Sega; 俊介瀬賀; Kyoko Ito; 恭子伊藤
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 1996-09-13
Filing date: 1996-09-13
Publication date: 1998-04-10

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、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、上記添加剤
の少なくとも一部が、以下の構造を有することを特徴と
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。Ｒ_ｎ−Ｍ−（ＯＲ’）_ｍ−ｎＭ：遷移金属化合物元素Ｒ：フェニル基及び／又は炭素数１〜５のアルキル基Ｒ’：炭素数１〜５のアルキル基ｍ：遷移金属化合物Ｍの価数ｎ：１、２及び３

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という問題が
ある。更に、得られる遮光層はアルカリ可溶性、即ち吸
湿性の有機成分を含むために、環境変化、特に湿度や温
度変化に起因する膜特性の変化（水分吸収による膜膨
潤、膜強度の劣化等）が認められるという問題がある。

【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同時に、環境変化に耐え得るように
遮光層を補強する添加剤を該組成物に加え、更にアルカ
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、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、上記添加剤の少なくとも一部が、以下の構
造を有することを特徴とする非導電性遮光層用組成物で
ある。Ｒ_ｎ−Ｍ−（ＯＲ’）_ｍ−ｎＭ：遷移金属化合物元素Ｒ：フェニル基及び／又は炭素数１〜５のアルキル基Ｒ’：炭素数１〜５のアルキル基ｍ：遷移金属化合物Ｍの価数ｎ：１、２及び３

【０００８】本発明においては、非導電性遮光層用組成
物に特定の添加剤を添加して、顔料表面の改質と同時
に、環境変化に耐え得るように遮光層を補強することが
できると同時に、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、Ｃｕ−
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の表面には
多数の極性基（ＯＨ基）が存在し、前記問題点を引き起
こすが、本発明では下記の構造を有する添加剤を用いる
ことで前記問題を解決することができる。Ｒ_ｎ−Ｍ−（ＯＲ’）_ｍ−ｎＭ：遷移金属化合物元素Ｒ：フェニル基及び／又は炭素数１〜５のアルキル基Ｒ’：炭素数１〜５のアルキル基ｍ：遷移金属化合物Ｍの価数ｎ：１、２及び３

【００１３】これら添加剤の少なくとも一部は、上記顔
料粒子表面の極性基の少なくとも一部を被覆することが
でき、顔料粒子の凝集やバインダー等の他の成分が顔料
表面に吸着されるのが妨げられるため、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。又、上記構造を有する添加剤は、遮光層形成後に
バインダー等の有機成分を補強するため、遮光層の環境
に対する劣化を大幅に低減させることが可能となる。

【００１４】上記添加剤のＭは遷移金属化合物元素であ
り、好ましくはＳｉ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｚｒ等が用いられ
る。又、顔料表面の少なくとも一部を被覆し、顔料の凝
集や他の組成物成分の顔料表面への吸収を妨げるために
は上記添加剤のＲがフェニル基及び／又は炭素数１〜５
のアルキル基であることが好ましい。Ｒの炭素数が６個
を越える場合には、顔料が他の組成物成分と完全に分離
され、再び凝集を引き起こすために好ましくない。前記
一般式で表わされる化合物としてはシラン系、チタネー
ト系、アルミニウム系等のカップリング剤があり、これ
らの中から前記微粒子顔料に適した化合物を選択して使
用する。

【００１５】シラン系カップリング剤としては、例え
ば、γ−（２−アミノエチル）アミノプロピルトリメト
キシシラン、γ−（２−アミノエチル）アミノプロピル
ジメトキシシラン、β−（３，４−エポキシシクロヘキ
シル）エチルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピル
トリエトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリ
メトキシシラン、Ｎ−β−（Ｎ−ビニルベンジルアミノ
エチル）−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン・塩
酸塩、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、
アミノシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシ
ラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシ
シラン、ビニルトリアセトキシシラン、γ−クロロプロ
ピルトリメトキシシラン、ヘキサメチルジシラザン、γ
−アニリノプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリメ
トキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリ
ス（β−メトキシエトキシ）シラン、オクタデシルジメ
チル［３−（トリメトキシシリル）プロピル］アンモニ
ウムクロライド、γ−クロロプロピルメチルジメトキシ
シラン、γ−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラ
ン、メチルトリクロロシラン、ジメチルジクロロシラ
ン、トリメチルクロロシラン等が挙げられる。

【００１６】チタネート系カップリング剤としては、例
えば、イソプロピルトリイソステアロイルチタネート、
イソプロピルトリデシルベンゼンスルホニルチタネー
ト、イソプロピルトリス（ジオクチルパイロホスフェー
ト）チタネート、テトライソプロピルビス（ジオクチル
ホスファイト）チタネート、テトラオクチルビス（ジト
リデシルホスファイト）チタネート、テトラ（２，２−
ジアリルオキシメチル）ビス（ジ−トリデシル）ホスフ
ァイトチタネート、ビス（ジオクチルパイロホスフェー
ト）オキシアセテートチタネート、ビス（ジオクチルパ
イロホスフェート）エチレンチタネート、イソプロピル
トリオクタノイルチタネート、イソプロピルジメタクリ
ルイソステアロイルチタネート、イソプロピルイソステ
アロイルジアクリルチタネート、トリイソプロピルトリ
（ジオクチルホスフェート）チタネート、イソプロピル
トリクミルフェニルチタネート、イソプロピルトリ（Ｎ
−アミドエチル・アミノエチル）チタネート、ジクミル
フェニルオキシアセテートチタネート、ジイソステアロ
イルエチレンチタネート等が挙げられる。アルミニウム
系カップリング剤としては、例えば、アセトアルコキシ
アルミニウムジイソプロピレート等が挙げられる。

【００１７】上記化合物の添加は、例えば、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％の範囲で行い、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、添加効果が不十分であ
り、一方、添加量が２０重量％を超えると、組成物の成
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、上記化合物の添
加は、上記の方法以外の方法でもよく、化合物の添加は
組成物の調製の何れの段階でもよく、特に限定されな
い。

【００１８】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。

【００１９】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。

【００２０】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。

【００２１】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。

【００２２】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。

【００２３】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。

【００２４】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。

【００２５】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、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。

【００２６】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。

【００２７】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。

【００２８】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。

【００２９】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、高分子量体
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。

【００３０】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。

【００３１】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。

【００３２】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。

【００３３】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。

【００３４】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。

【００３５】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。

【００３６】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。

【００３７】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。

【００３８】

【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】次に、実施例及び比較例を挙げて本発明を具
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）黒色顔料分散液の調製非導電性黒色顔料：ＴＭブラック＃９５５０２３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０．２重量部分散液：Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ１１１１．８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にて充分に分散した。

【００３９】（２）非導電性遮光層用組成物の調製（１）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−６０２．８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−２００．７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−１１．６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。

【００４０】（３）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。（４）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２（１）黒色顔料分散液の調製非導電性黒色顔料：ＴＭブラック＃９５５０２３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０．２重量部分散液：Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ１１１１．８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、サンドミルにて充分に分散した。（２）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。

【００４２】（３）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。（４）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３（１）黒色顔料分散液の調製非導電性黒色顔料：SICOCER F Black 2912 ２３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０．２重量部分散剤：Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ１１１１．８重量部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、サンドミルにて充分に分散した。（２）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。

【００４４】（３）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。（４）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を用いた黒色
顔料分散液の調製時にフェニルトリエトキシシランンを
添加せずに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）黒色顔料分散液の調製非導電性黒色顔料：ＴＭブラック＃９５５０２３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重量部分散剤：Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ１１１１．８重量部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、サンドミルにて充分に分散した。

【００４７】（２）非導電性遮光層用組成物の調製（１）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−１１．６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】（３）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。（４）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３の組成物溶液は１ケ月以上にわたり粘度
や粒度分布に変化が認められなかったが、比較例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３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。

【００５０】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３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。遮光層の耐熱性遮光層を２５０℃で１時間加熱したところ、比較例１で
１５重量％、比較例２では１３重量％の重量減少がある
のに対し、実施例１乃至３の遮光層の重量減少は３重量
％未満であった。。遮光層の耐湿性遮光層を６０℃、湿度９０％の環境下に２４時間放置し
たところ、比較例１及び２の遮光層は２０重量％の水分
を吸収し、膜全体が膨潤したのに対し、実施例１乃至３
の水分吸収は３重量％以下で、膜形状の変化は認められ
なかった。

【００５１】

【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る
と同時に、熱や湿度等の環境変化に影響を受けない、実
用性に優れる非導電性遮光層を得ることができる。

─────────────────────────────────────────────────────

【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１２

【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ＦＩＧ０３Ｆ 7/004 ５０５Ｇ０３Ｆ 7/004 ５０５

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】アルカリ可溶性バインダー、光重合性モ
ノマー、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、上記添加剤
の少なくとも一部が、以下の構造を有することを特徴と
する非導電性遮光層用組成物。Ｒ_ｎ−Ｍ−（ＯＲ’）_ｍ−ｎＭ：遷移金属化合物元素Ｒ：フェニル基及び／又は炭素数１〜５のアルキル基Ｒ’：炭素数１〜５のアルキル基ｍ：遷移金属化合物Ｍの価数ｎ：１、２及び３
【請求項２】添加剤の少なくとも一部が、上記顔料表
面の少なくとも一部を被覆している請求項１に記載の非
導電性遮光層用組成物。
【請求項３】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。
【請求項４】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。
【請求項５】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。
【請求項６】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。
【請求項７】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。
【請求項８】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。
【請求項９】添加剤として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。
【請求項１０】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９に記載の非導電性遮光層用組成
物。
【請求項１１】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９に記載の非導電性遮光層用組成
物。
【請求項１２】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。
【請求項１３】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９に記載の非導電性遮光層用組成物。
【請求項１４】ブロック共重合物の分子量が、５，０
００〜５０，０００である請求項１３に記載の非導電性
遮光層用組成物。
【請求項１５】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０．１〜２
０個含む請求項９に記載の非導電性遮光層用組成物。
【請求項１６】高分子量体添加剤の酸価が、１０〜２
５０ｍｇＫＯＨ／ｇである請求項９に記載の非導電性遮
光層用組成物。
【請求項１７】請求項１〜１６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。
【請求項１８】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１〜１６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。