JPH11172150A - 非導電性遮光層用組成物、非導電性遮光層、およびカラーフィルター - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】露光部の耐現像性を保持したまま、未露光部の
現像液に対する溶解性を向上させ、異物の付着を無くし
た非導電性遮光層用組成物、遮光能力や黒色度に優れた
非導電性遮光層およびカラーフィルターの提供。 【解決手段】平均分子量が２０００〜２０，０００のア
ルカリ可溶性バインダー、光重合性モノマー、塗膜物性
改良剤、光重合性開始剤、少なくとも銅、マンガン、
鉄、亜鉛、ジルコニウムの５種の金属を含む複合金属酸
化物微粒子である顔料および溶剤を主成分とし、前記光
重合性モノマーが、多官能（メタ）アクリレート及び／
又は平均分子量１０００〜１０，０００の直鎖状オリゴ
マーとからなり、非導電性遮光層は、上記組成物が、基
板に塗布乾燥され、パターン露光、及び現像処理されて
パターン形成され、カラーフィルターは、透明基板上
に、赤、緑、および青の画素および上記の非導電性遮光
層からなるブラックマトリックスが設けられたもの。

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、
かつ、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、非導電性遮光層に関し、さらに、詳しくは液
晶表示装置など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、ブラックマトリックスの形成方法として、非画素
領域に金属クロム膜をスパッタ法により形成した後、フ
ォトリソグラフィー法によりパターニングする方法、ま
たはカーボンブラック等の顔料をバインダー樹脂中に分
散してなる塗布膜を基板上に印刷、または上記と同様フ
ォトリソグラフィー法による形成方法が一般的であっ
た。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の方法で形成される遮光層は全て導電性を持つため、
該遮光層を透明電極間に用いる場合には、別途絶縁層を
設けねばならないこと、また、遮光層によって電極間の
短絡を起こしやすいこと、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などの問
題点があった。さらに、金属クロム膜は遮光性は良好で
あるものの、金属特有の反射が大きいために、外光の映
り込みが生じ、画面が見づらくなるという欠点がある。
また、カーボンブラック等の顔料を用いて十分な遮光性
を得るためには、微細な顔料をバインダー樹脂中へ大
量、均一に分散する必要があるが、顔料の凝集等が起こ
りやすいため実現は非常に困難である。

【０００４】本発明等は、先に、黒色度、絶縁性ともに
優れる銅、マンガン、鉄の複合金属酸化物微粒子を用い
た非導電性遮光層用組成物を提案（特願平８−９５８８
４号）したが、上記の金属の組合せにより得られる複合
金属酸化物微粒子は、アルカリ可溶性バインダー樹脂を
はじめ、他の成分との親和性に乏しく、十分な遮光性を
得るためにバインダー樹脂中へ顔料を大量に混入させた
場合、顔料が著しく凝集し、膜面の平滑性の低下や塗布
面内での遮光性の不均一化を引き起こすため、他の成分
が十分な特性を有しているにも係わらず、カラーフィル
ター用非導電性遮光層用組成物として使用するには一定
の課題を有することが判明した。

【０００５】また、フォトリソグラフィー法により遮光
層を形成する場合、露光部は現像に耐えうる十分な強度
を有するが、未露光部の現像液に対する溶解性に一定の
課題があり、パターンの一部に未露光部が残ること、ま
た、現像液により基板から剥離した未露光部が溶解する
のではなく大きな塊のまま基板上、類は現像装置中に残
留する場合があり、基板上に異物となって製品欠陥が生
じる場合があることが判明した。

【０００６】本発明の目的は、顔料が有する上記の課題
を解決し、遮光性や絶縁性などの特性は維持しつつ、ア
ルカリ可溶性バインダー樹脂をはじめとする他の成分中
に大量に混合した場合でも均一に分散し、長期にわたり
安定で、また、露光部の耐現像性を保持したまま、未露
光部の現像液に対する溶解性を向上させ、異物の付着を
無くした非導電性遮光層用組成物、遮光能力や黒色度に
優れた非導電性遮光層およ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】本発明の非導電性遮光層
用組成物は、平均分子量が２０００〜２０，０００のア
ルカリ可溶性バインダー、光重合性モノマー、塗膜物性
改良剤、光重合性開始剤、少なくとも銅、マンガン、
鉄、亜鉛、ジルコニウムの５種の金属を含む複合金属酸
化物微粒子である顔料および溶剤を主成分とし、前記光
重合性モノマーが、少なくとも３個以上の反応性二重結
合基を持つ多官能（メタ）アクリレートと、２個の反応
性二重結合基を持つ直鎖状（メタ）アクリレート及び／
又は平均分子量１０００〜１０，０００の直鎖状オリゴ
マーとからなることを特徴とする。

【０００８】複合金属酸化物微粒子は、その表面に亜鉛
及びジルコニウムを多く含有するものであることを特徴
とする。

【０００９】顔料の粒子径が、０．０１μｍ〜０．５μ
ｍ、顔料の比表面積が１５ｍ² ／ｇ〜４０ｍ² ／ｇであ
り、かつ、顔料が表面に０．１μｍｏｌ／ｇ〜４０μｍ
ｏｌ／ｇの水酸基を有し、該水酸基が以下の定量法によ
り決定されるものであることを特徴とする。

【００１０】（定量法）顔料２．０ｇに対し、０．０１
Ｎの水酸化テトラブチルアンモニウム−エタノール溶液
３０ｍｌを添加し、１時間攪拌させて上澄み１０ｍｌを
採り、エタノール３０ｍｌを加え、０．０１Ｎ過塩素酸
−エタノール溶液で定量した残留水酸化テトラブチルア
ンモニウム量を上記０．０１Ｎの水酸化テトラブチルア
ンモニウム−エタノール溶液３０ｍｌ中に含まれる水酸
化テトラブチルアンモニウム量から引いた値を顔料表面
の水酸基量とする。

【００１１】顔料の表面には、疎水性基が共有結合によ
り結合されたことを特徴とする。

【００１２】顔料粒子が、遷移（複合）金属水酸化物微
粒子、及び／又は遷移（複合）金属酸化物微粒子により
被覆されていることを特徴とする。

【００１３】アルカリ可溶性バインダーが、反応性二重
結合基を０．１モル〜２０モル％含み、かつ、酸価が５
０ｍｇＫＯＨ／ｇ〜２５０ｍｇＫＯＨ／ｇのエポキシ樹
脂であることを特徴とする。

【００１４】光重合性モノマーにおける３個以上の反応
性二重結合基を持つ多官能（メタ）アクリレートが、ジ
ペンタエリスリトールペンタ（メタ）アクリレート又は
その誘導体であることを特徴とする。

【００１５】上記の３個以上の反応性二重結合基を持つ
多官能（メタ）アクリレートが、その少なくとも一部に
１〜３０モルのエチレンオキサイドを付加したものであ
ることを特徴とする。

【００１６】上記の光重合性モノマーにおける２個の反
応性二重結合基を持つ直鎖状（メタ）アクリレートが、
１，６−ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート及び
その誘導体であることを特徴とする。

【００１７】上記の塗膜物性改良剤が、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ことを
特徴とする。

【００１８】上記の塗膜物性改良剤が、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ことを
特徴とする。

【００１９】上記のグラフト共重合物の疎水部の平均分
子量が５０００〜３０，０００で、親水部の平均分子量
が１０００〜３０，０００であり、グラフト共重合物の
平均分子量が、１０００〜１００，０００であることを
特徴とする。

【００２０】上記の塗膜物性改良剤が、疎水部と親水部
を合わせもつブロック共重合物であることを特徴とす
る。

【００２１】上記のブロック共重合物における疎水部と
親水部との割合（重量比）が９：１〜１：９であり、平
均分子量が１０００〜５０，０００であることを特徴と
する。

【００２２】上記の塗膜物性改良剤が、反応性二重結合
基を０モル〜５０モル％含み、かつその酸価が０ｍｇＫ
ＯＨ／ｇ〜２５０ｍｇＫＯＨ／ｇであることを特徴とす
る。

【００２３】上記の非導電性遮光層用組成物が、更にフ
ッ素系界面活性剤、シコン系界面活性剤の少なくとも１
種を０．０００１重量％〜１重量％含有することを特徴
とする。

【００２４】上記の溶剤が、２０℃において、純水１０
０重量部に１０重量部以上の可溶性を有することを特徴
とする。

【００２５】上記の溶剤が、重量法による比蒸発速度に
おいて、ｎ−酢酸ブチルを１００とした時、１０〜５０
の比蒸発速度を有するものであることを特徴とする。

【００２６】上記の溶剤の沸点が、大気圧下で１００℃
〜２００℃であることを特徴とする。

【００２７】上記の溶剤の２０℃における表面張力が、
１０dyne/cm 〜５０dyne/cm であることを特徴とする。

【００２８】上記の光重合性開始剤が、アセトフェノン
化合物、イミダゾール化合物、ベンゾフェノン化合物、
チオキサントン化合物の少なくとも１種以上からなるこ
とを特徴とする。

【００２９】本発明の非導電性遮光層は、平均分子量が
２０００〜２０，０００のアルカリ可溶性バインダー、
光重合性モノマー、塗膜物性改良剤、光重合性開始剤、
少なくとも銅、マンガン、鉄、亜鉛、ジルコニウムの５
種の金属を含む複合金属酸化物微粒子である顔料および
溶剤を主成分とし、前記光重合性モノマーが、少なくと
も３個以上の反応性二重結合基を持つ多官能（メタ）ア
クリレートと、２個の反応性二重結合基を持つ直鎖状
（メタ）アクリレート及び／又は平均分子量１０００〜
１０，０００の直鎖状オリゴマーとからなる非導電性遮
光層用組成物が、基板に塗布され、次いで乾燥された
後、少なくともパターン露光、及び現像処理されてパタ
ーン形成されたことを特徴とする。

【００３０】上記の非導電性遮光層の鉛筆硬度が１Ｈ以
上であることを特徴とする。

【００３１】上記の非導電性遮光層は、下記の硬度測定
法によって定義されるダイナミック硬度が３０以上であ
ることを特徴とする。

【００３２】島津ダイナミック超微小硬度計（形式 Ｄ
ＵＨ−２０１ｓ、（株）島津製作所製）を使用し、測定
モード：ＭＯＤＥ５、押し込み深さ１μｍ、押し込み速
度０．０１４ｍＮ／ｓの条件で測定して得られるダイナ
ミック硬度 上記の非導電性遮光層は、下記で定義される光学濃度が
１〜４．５であることを特徴とする。

【００３３】光学濃度＝− log〔４００ｎｍ〜７００ｎ
ｍの可視光領域での透過率〕 上記の非導電性遮光層の体積抵抗率が１０⁵ Ω・ｃｍ以
上であることを特徴とする。

【００３４】上記の非導電性遮光層の膜厚が０．３μｍ
〜５μｍであることを特徴とする。

【００３５】本発明のカラーフィルターは、透明基板上
に、赤、緑、および青、またはイエロー、マゼンタ、シ
アンの画素およびブラックマトリックスが設けられ、該
ブラックマトリックスが、平均分子量が２０００〜２
０，０００のアルカリ可溶性バインダー、光重合性モノ
マー、塗膜物性改良剤、光重合性開始剤、少なくとも
銅、マンガン、鉄、亜鉛、ジルコニウムの５種の金属を
含む複合金属酸化物微粒子である顔料および溶剤を主成
分とし、前記光重合性モノマーが、少なくとも３個以上
の反応性二重結合基を持つ多官能（メタ）アクリレート
と、２個の反応性二重結合基を持つ直鎖状（メタ）アク
リレート及び／又は平均分子量１０００〜１０，０００
の直鎖状オリゴマーとからなる非導電性遮光層用組成物
を、基板に塗布し、次いで乾燥した後、少なくともパタ
ーン露光、及び現像処理してパターン形成した非導電性
遮光層であることを特徴とする。

【００３６】本発明のカラーフィルターは、透明基板上
に、赤、緑、および青、またはイエロー、マゼンタ、シ
アンの画素およびブラックマトリックスが設けられ、さ
らに、該表面に透明保護膜、または透明電極層、または
該表面に透明保護膜、透明電極層が順次設けられてな
り、前記ブラックマトリックスが、平均分子量が２００
０〜２０，０００のアルカリ可溶性バインダー、光重合
性モノマー、塗膜物性改良剤、光重合性開始剤、少なく
とも銅、マンガン、鉄、亜鉛、ジルコニウムの５種の金
属を含む複合金属酸化物微粒子である顔料および溶剤を
主成分とし、前記光重合性モノマーが、少なくとも３個
以上の反応性二重結合基を持つ多官能（メタ）アクリレ
ートと、２個の反応性二重結合基を持つ直鎖状（メタ）
アクリレート及び／又は平均分子量１０００〜１０，０
００の直鎖状オリゴマーとからなる非導電性遮光層用組
成物を、基板に塗布し、次いで乾燥した後、少なくとも
パターン露光、及び現像処理してパターン形成した非導
電性遮光層であることを特徴とする。

【００３７】上記の透明保護膜が、熱硬化エポキシ樹脂
及び／又は光硬化アクリル樹脂であることを特徴とす
る。

【００３８】上記の非導電性遮光層上に透明保護膜を積
層した状態での鉛筆硬度が１Ｈ以上であることを特徴と
する。

【００３９】上記の非導電性遮光層上に透明保護膜を積
層した状態での下記の硬度測定法によって定義されるダ
イナミック硬度が３０以上であることを特徴とする。

【００４０】島津ダイナミック超微小硬度計（形式 Ｄ
ＵＨ−２０１ｓ、（株）島津製作所製）を使用し、測定
モード：ＭＯＤＥ５、押し込み深さ１μｍ、押し込み速
度０．０１４ｍＮ／ｓの条件で測定して得られるダイナ
ミック硬度 上記の非導電性遮光層上に透明保護膜を積層した状態で
の下記で定義される光学濃度が１〜４．５であることを
特徴とする。

【００４１】光学濃度＝− log〔４００ｎｍ〜７００ｎ
ｍの可視光領域での透過率〕 上記の非導電性遮光層上に透明保護膜を積層した状態で
の体積抵抗率が１０⁵Ω・ｃｍ以上であることを特徴と
する。

【００４２】

【発明の実施の形態】本発明における遮光性顔料は、少
なくとも銅、マンガン、鉄、亜鉛、ジルコニウムの５種
の金属酸化物からなる複合金属酸化物微粒子である。こ
の複合金属酸化物微粒子においては、少なくとも銅、マ
ンガン、鉄の３種の金属酸化物よりなる複合金属酸化
物、例えばＣｕＭｎ₂ Ｏ₄ のＭｎの一部をＦｅで置き換
えた複合金属酸化物により遮光性、黒色度を得るもので
あるが、これら３種の複合金属酸化物のみであると、バ
インダー樹脂との親和性に劣り、大量、均一な混入が困
難なために、バインダー樹脂との親和性に優れる亜鉛、
ジルコニウムの金属酸化物を加えたものである。

【００４３】また、この５種類の金属からなる複合金属
酸化物粒子の非導電性遮光層用組成物における親和性
は、他の成分と接触する顔料表面の性質にあるとの考え
からすると、顔料表面にジルコニウム及び亜鉛の酸化物
または両者を含む複合酸化物を多く含有するものとす
る。

【００４４】さらに、この５種類の金属からなる複合金
属酸化物粒子の非導電性遮光層用組成物における均一分
散化には、その粒子径、比表面積、表面の官能基量とし
て最適値があることを見いだした。また、顔料の均一分
散化を容易に実現するために、顔料粒子表面に疎水基を
導入して疎水化するか、或いは、顔料粒子を遷移（複
合）金属水酸化物微粒子や遷移（複合）金属酸化物微粒
子で被覆して改質するものである。

【００４５】また、アルカリ可溶性バインダーとして、
重合性を付与したエポキシ樹脂誘導体を採用することに
より、露光、およ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した場合でも基板への密着性
を損なわない骨格構造のアルカリ可溶性バインダーとな
しえるものである。

【００４６】また、光重合性モノマーとして、多官能性
（メタ）アクリレートを使用することで、非導電性遮光
層の解像性の向上を図ることができ、実用上耐えうる強
度を持つ非導電性遮光層を形成できるものであり、ま
た、現像適性を向上させるために、２官能性直鎖状（メ
タ）アクリレート及びその誘導体及び／又は分子量１０
００〜１０，０００の直鎖状オリゴマーを併用すること
で製品欠陥の原因となる異物の発生の生じない、かつ未
露光部の溶解性に優れた非導電性遮光層用組成物となし
うることを見出した。

【００４７】本発明では、さらに、非導電性遮光層の塗
膜物性改良剤として、非導電性遮光層用組成物中に親水
部と組成物を合わせ持つ共重合物を含有させることで、
アルカリ可溶性パインダーであるエポキシ樹脂誘導体や
光重合性モノマーによる粘着性を見かけ上取り除くこと
ができるので、パターン形成工程中にカラーフィルター
パネルの製造上好ましくない異物が発生しても、その付
着を抑えることを可能とする。

【００４８】以下、本発明を具体的に説明する。本発明
の非導電性遮光層用組成物における顔料は、特開平４−
５０１１９号公報に開示される湿式法に準じ、銅、マン
ガン、鉄、ジルコニウム、及び亜鉛の５種類の水溶性金
属塩にアルカリを添加し、中和析出させ、その析出した
スラリー中に過酸化水素などの酸化剤を加え、液相中で
酸化した後、洗浄、乾燥、焼成および粉砕して製造する
ことができる。また、ジルコニウムや亜鉛の金属酸化物
を粒子表面に多く集めるためには、銅、マンガン、鉄の
水溶性金属塩にアルカリを添加し、中和析出させ、その
析出したスラリー中に過酸化水素などの酸化剤を加え、
液相中で酸化して複合金属酸化物を作製する工程の途
中、または作製後にジルコニウム、及び亜鉛の水溶性金
属塩を添加する方法等により調製することができる。

【００４９】銅、マンガン、鉄からなる複合金属酸化物
は、例えば、ＣｕＭｎ₂ Ｏ₄ のＭｎの一部をＦｅによっ
て置換したもので、組成比としては、ＣｕＯが２５重量
％〜４０重量％、Ｆｅ₂ Ｏ₃ が５重量％〜３０重量％、
およびＭｎ₂ Ｏ₃ が４０重量％〜６０重量％の範囲のも
のが挙げられる。

【００５０】ジルコニウム及び亜鉛の複合金属酸化物の
含有量は、銅、マンガン、鉄からなる複合金属酸化物に
対し、０．１重量％〜５０重量％、好ましくは０．１重
量％〜２０重量％である。０．１重量％未満の場合には
アルカリ可溶性バインダー等との親和性に劣るため所望
の非導電性遮光層を得ることができず、また５０重量％
を越えると顔料の黒色度が大幅に低下し、カラーフィル
ターとして使用した際に現認性に劣るので好ましくな
い。

【００５１】また、本発明における顔料には、銅、マン
ガン、鉄、ジルコニウム、及び亜鉛の５種類の複合金属
酸化物に加え、コバルト、ニッケル等の金属酸化物も含
有していてもよい。

【００５２】また、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、粒子径、比表面積、表面水
酸基量に夫々最適値が存在する。

【００５３】粒子径については、０．０１μｍ〜０．５
μｍ、好ましくは０．０１μｍ〜０．３μｍの範囲にあ
ることが好ましい。粒子径が０．０１μｍ未満では遮光
性が十分でなく、０．５μｍを越えると膜面の平滑性が
損なわれたり、パターン形成精度を大幅に低減させるた
め好ましくない。

【００５４】比表面積としては、１５ｍ² ／ｇ〜４０ｍ
² ／ｇ、好ましくは１８ｍ² ／ｇ〜３５ｍ² ／ｇの範囲
である。ここで比表面積が４０ｍ² ／ｇを越えるものと
なるには適性粒子径以下の顔料が含まれる場合と、適性
粒子径の範囲内であっても多孔質やアモルファス構造を
とる場合とが考えられる。適性粒子径未満の場合は遮光
性が十分にとれず、また、適性粒子径の範囲内であって
も顔料が多孔質体やアモルファス構造を取る場合には、
顔料自身の凝集力が強いと同時にバインダー成分をも強
固に吸着し凝集体を形成するため、顔料の分散性が著し
く阻害され好ましくない。比表面積が１５ｍ² ／ｇ未満
では適性粒子径以上の顔料が含まれるために好ましくな
い。

【００５５】さらに、粒子径、および比表面積が適性範
囲内にある場合でも、本発明で使用される顔料は表面の
水酸基量が０．１μｍｏｌ／ｇ〜４０μｍｏｌ／ｇ、好
ましくは、０．５μｍｏｌ／ｇ〜２５μｍｏｌ／ｇであ
る必要がある。表面水酸基量が０．１μｍｏｌ／ｇ未満
では、顔料表面の溶剤やバインダー成分に対する親和性
が極端に落ちるために顔料の凝集や析出等が起こり、４
０μｍｏｌ／ｇを越えると、比表面積が大きすぎる場合
と同様、顔料自身の凝集力や他のバインダー成分の吸着
力が強くなりすぎるため好ましくない。

【００５６】なお、本発明における顔料表面の水酸基量
は、以下の定量法で決定するものである。

【００５７】（定量法）顔料２．０ｇに対し、０．０１
Ｎの水酸化テトラブチルアンモニウム−エタノール溶液
３０ｍｌを添加し、１時間攪拌させて上澄み１０ｍｌを
取り、エタノール３０ｍｌを加え、０．０１Ｎ過塩素酸
−エタノール溶液で定量した残留水酸化テトラブチルア
ンモニウム量を、上記０．０１Ｎの水酸化テトラブチル
アンモニウム−エタノール溶液３０ｍｌ中に含まれる水
酸化テトラブチルアンモニウム量から引いた値を顔料表
面の水酸基量とする。

【００５８】このような顔料は、市販されているものと
して、例えば大日精化工業（株）製「ダイピロキサイド
ＴＭブラック♯３９５０」、「ダイピロキサイドＴＭブ
ラック＃３９５２」、「ダイピロキサイドＴＭブラック
＃９５５０」、「ダイピロキサイドＴＭブラック＃３５
５０」、ＢＡＳＦ社製「SICOCER F Black 2904」、「SI
COCER F Black 2912」、「SICOPUR SE 1435 」等が挙げ
られる。

【００５９】また、上記の条件を満たす場合でも、本発
明に用いる顔料表面は本質的にアルカリ可溶性バインダ
ーや光重合性モノマーとの親和性に乏しいため、特に十
分な遮光性を実現するために多量の顔料を含有させるよ
うな場合には、顔料同士の凝集が起こりやすくなる。そ
のため、本発明の非導電性遮光層用組成物では、更に、
顔料粒子表面にアルキル基やフェニル基等の疎水性基を
共有結合により導入するか、または、顔料粒子表面に遷
移金属水酸化物粒子や遷移金属酸化物粒子を被覆するこ
とにより、アルカリ可溶性バインダーや光重合性モノマ
ーとの親和性を増大させ、顔料の凝集状態の緩和やアル
カリ可溶性バインダーや光重合性モノマーとの親和性の
向上をさせるとよい。

【００６０】顔料表面に疎水性基を共有結合により導入
するには、例えば顔料表面の水酸基をシラン系、チタネ
ート系、アルミニウム系のカップリング剤で処理するこ
とによりアルキル化またはフェニル化すればよく、その
置換量は顔料に対して０．０１重量％〜２０重量％が適
当である。

【００６１】また、顔料表面を、粒子径が０．００５μ
ｍ〜０．０２μｍのＺｒ、Ｚｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、又はＮｉ
等の遷移金属水酸化物微粒子、及び／又は遷移金属酸化
物微粒子で被覆してもよい。また、遷移金属は単独でも
また複合していてもよい。

【００６２】被覆方法としては、遷移金属塩水溶液中に
顔料を分散させ、アルカリ溶液を滴下させて顔料表面に
遷移金属水酸化物微粒子及び／又は遷移金属酸化物微粒
子として中和析出・沈着させる等の公知の方法で被覆す
るとよい。顔料粒子表面への被覆量としては、０．０１
重量％〜２０重量％である。

【００６３】次に、アルカリ可溶性バインダーとして
は、顔料粒子の分散性に寄与し、光重合性モノマーや光
重合性開始剤との相性が良く、また、アルカリ現像液に
対する溶解性や有機溶剤溶解性に優れることが要求され
る。また、露光、現像を含むパターン形成工程にあって
は、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ることが要求され、更
に、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。

【００６４】このようなアルカリ可溶性バインダーとし
ては、エポキシ樹脂、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って、分子
内に２個以上含まれるエポキシ基の開環反応を利用して
グリシジルメタクリレート等により反応性二重結合基や
環状酸無水物を付加し、得られるカルボキシル基等によ
り重合開始能やアルカリ現像性を付与したものが好まし
い。例えば、ビスフェノールＡ型ビニルエステルが挙げ
られ、アルカリに対する耐性や基板密着性、膜強度の実
現の上で上記特性を満たすものである。

【００６５】また、本発明のアルカリ可溶性バインダー
においては、更に、反応性二重結合基の導入により重合
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。導入される反応性二重結
合基は、０．１モル〜２０モル％、好ましくは０．５モ
ル〜１５モル％の範囲である。また、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５０ｍｇＫＯ
Ｈ／ｇ〜２５０ｍｇＫＯＨ／ｇ、好ましくは６０ｍｇＫ
ＯＨ／ｇ〜１５０ｍｇＫＯＨ／ｇの範囲である。

【００６６】酸価数が２５０ｍｇＫＯＨ／ｇを越える
と、露光・現像後においてパターン解像はされるが、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
が急速に生じて最終的にはガラス基板面からレジスト剥
がれ（剥離）を引き起こす。また、酸価数が７０ｍｇＫ
ＯＨ／ｇ未満であると、アルカリに対する溶解性が無く
なり、未露光部でも溶解が起こらず、適切なパターン形
成が行えない。

【００６７】アルカリ可溶性バインダーの平均分子量
は、２０００〜２０，０００、好ましくは３０００〜１
５，０００の範囲である。２０００未満ではバインダー
として十分に機能せず、２０，０００を越えると顔料同
士の凝集物を作りやすく、顔料凝集に起因する組成物寿
命や、基板密着性、パターン形成性や塗膜の平滑性の低
下を引き起こすため好ましくない。また、アルカリ可溶
性バインダーとして、上述したエポキシ樹脂を使用する
と、非導電性遮光層用組成物中での顔料に対する分散安
定化の効果も有する。

【００６８】アルカリ可溶性バインダーとして好ましい
エポキシ樹脂としては、例えば昭和高分子（株）製「ビ
スフェノールＡ型エポキシアクリレート、ＶＲ−６０Ｔ
Ｈ、二重結合基２０モル％、酸価７０ｍｇＫＯＨ／ｇ、
平均分子量７，０００」、「ビスフェノールＡ型エポキ
シアクリレート、ＶＲ−９０ＴＨ、二重結合基２６モル
％、酸価１２５ｍｇＫＯＨ／ｇ、平均分子量３５０
０」、「クレゾール型ノボラック型エポキシアクリレー
ト、二重結合基３８モル％、酸価１１０ｍｇＫＯＨ／
ｇ、平均分子量７５００」、「フェノールノボラック型
エポキシアクリレート、二重結合基３８モル％、酸価１
２０ｍｇＫＯＨ／ｇ、平均分子量５５００」等が挙げら
れる。

【００６９】アルカリ可溶性バインダーは、非導電性遮
光層用組成物中の全固形分の５重量％〜８０重量％、好
ましくは５重量％〜６０重量％の範囲である。

【００７０】なお、本発明のアルカリ可溶性バインダー
には、例えば特願平８−９５８８４号に記載される高分
子量のものでも、アルカリ可溶性バインダーとして好ま
しいエポキシ樹脂の作用を損なわない範囲において併用
してもよい。

【００７１】次に、光重合性モノマーとしては、一つの
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（以下、アクリレート
体とメタクリレート体とを同時に示す場合（メタ）アク
リレートと称する）と、２個の二重結合基を持つ直鎖状
（メタ）アクリレート及び／又は平均分子量１０００〜
１０，０００の直鎖状オリゴマーとの混合物が好ましく
用いられる。

【００７２】多官能（メタ）アクリレートにおいて、官
能基数が６を越えると、膜自身が固くなる反面、脆くな
るため十分な強度が発現し得ず、４未満では効果が不十
分で、この場合も強度が不十分となることが考えられる
が、実使用上は３個以上の二重結合基を有していればよ
い。特に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）アクリレート及びその誘導体が好まし
い。

【００７３】その他にも、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
アクリレート、トリメチロールプロパンジアクリレー
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（アクリロイルオキシプロピル）エーテル、トリ（ア
クリロイルオキシエチル）イソシアヌレート、トリ（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）アクリレート等が例示される。また、トリメ
チロールプロパンやグリセリン等の多官能アルコールに
おける水酸基の少なくとも一部にエチレンオキシドやプ
ロピレンオキシド等のアルキレンオキサイドを１モル〜
３０モル、好ましくは３モル〜２０モル付加反応した後
に（メタ）アクリレート化したものが挙げられる。ま
た、ポリエステルアクリレート類も挙げられる。

【００７４】上記のアクリレート体とメタクリレート体
とはそれぞれ単独、また混合して使用してもよく、ま
た、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。

【００７５】また、２個の二重結合基を持つ直鎖状（メ
タ）アクリレート及び／又は平均分子量１０００〜１
０，０００の直鎖状オリゴマーは、現像液による未露光
部の溶解性を改良することを目的として添加され、未露
光部の基板上での残留や基板上への異物の付着を防止す
ることができる。これらはいずれも上述のアルカリ可溶
性バインダーや多官能（メタ）アクリレートの両者に親
和性を有し、未露光部の溶解性不良の原因と考えられる
両者の強固な絡み合い構造を解きほぐす効果を有するも
のである。

【００７６】２個の二重結合基を持つ直鎖状（メタ）ア
クリレートとして、好ましくは１，６−ヘキサンジオー
ルジ（メタ）アルカリ可溶性バインダーであるが、実使
用上においては２個の二重結合基を有していれば好まし
く使用される。

【００７７】その他にも、例えば、ポリエチレングリコ
ールジ（メタ）アクリレート、ジエチレングリコールジ
（メタ）アクリレート、ト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、ジプロピレングリコールジ（メタ）
アクリレート、トリプロピレングリコールジ（メタ）ア
クリレート、ポリエーテルジ（メタ）アクリレート、エ
チレンオキサイド付加ビスフェノールＡジ（メタ）アク
リレート、プロピレンオキサイド付加ビスフェノールＡ
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、１，４−ブタンジオールジ（メ
タ）アクリレート、１，９−ノナンジオールジ（メタ）
アクリレート、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリ
コールジ（メタ）アクリレート、ヒドロキシピバリン酸
ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレートカプロ
ラクトン付加物、トリメチロールプロパンジ（メタ）ア
クリレート、トリシクロデカンジメタノールジ（メタ）
アクリレート、ペンタエリスリトールジ（メタ）アクリ
レートモノステアレート、イソシアヌル酸エチレンオキ
サイド変性ジ（メタ）アクリレート等が挙げられる。

【００７８】また、平均分子量１０００〜１０，０００
の直鎖状オリゴマーとしては、この分子量のオリゴマー
であれば使用できるが、特にアルカリ可溶性バインダー
や多官能（メタ）アクリレートの両者との相溶性を考慮
すると（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
ル酸ブチル等の（メタ）アクリレートオリゴマー単独、
またはこれらのコオリゴマーが特に好ましい。

【００７９】上記の光重合性モノマーの含有量は、非導
電性遮光層用組成物中の全固形分の５重量％〜５０重量
％、好ましくは５重量％〜４０重量％であり、多官能
（メタ）アクリレート、二官能性（メタ）アクリレー
ト、平均分子量１０００〜１０，０００の直鎖状オリゴ
マーのそれぞれの含有量は、光重合性モノマーの含有量
の範囲で適宜調整されるとよい。

【００８０】本発明を実現する上で、上記アルカリ可溶
性バインダーと光重合性モノマー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あるが、
アルカリ可溶性バインダーとして用いるエポキシ樹脂
は、好ましい分子量範囲である２０００〜２０，０００
では粘着性であり、非導電性遮光層自体がべとつき、製
造中にゴミ等が表面に付着しやすく、カラーフィルター
の欠陥を生じやすくなる。そのため、本発明の非導電性
遮光層用組成物においては、塗膜物性改良剤を添加して
「べとつき」を取り除くことが望ましい。

【００８１】塗膜物性改良剤としては、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、べとつきの
みを取り除ける特性を有することが望ましく、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）を合わせ持つグラフト共重合物やブロック共重合
物が挙げられる。このような塗膜物性改良剤を非導電性
遮光層中に添加すると、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、べとつきのみを取り除くこ
とができる。

【００８２】塗膜物性改良剤の相溶部（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、ま
た、主鎖中にＣＯ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のこ
とである。また、疎水部とは、骨格中に親水部を持たな
いポリメタクリル酸メチル、ポリスチレン、ポリブテン
等である。

【００８３】塗膜物性改良剤の平均分子量は、グラフト
共重合物の場合、疎水部が１０００〜３０，０００、好
ましくは２０００〜２０，０００、親水部が１０００〜
３０，０００、好ましくは２０００〜２０，０００であ
り、グラフト共重合物の平均分子量は１０００〜１０
０，０００、好ましくは４０００〜８０，０００であ
る。グラフト共重合物においては、疎水部を主鎖とし、
親水部を側鎖としてもよく、また、親水部を主鎖とし、
疎水部を側鎖としてもよい。

【００８４】塗膜物性改良剤が、疎水部と親水部を合わ
せもつブロック共重合物の場合、疎水部と親水部との割
合（重量比）が９：１〜１：９、好ましくは８：２〜
２：８とするとよく、また、平均分子量は１０００〜５
０，０００、好ましくは２０００〜４０，０００であ
る。

【００８５】それぞれの分子量が上記の範囲未満の場
合、「べとつき」の除去効果がほとんどなく、上記範囲
を越えると、顔料の凝集を引き起こすため好ましくな
い。

【００８６】塗膜物性改良剤は、アルカリ可溶性バイン
ダー同様に反応性二重結合基やアルカリ溶解性の酸価を
有するものとしてもよく、その量はそれぞれ０モル％〜
５０モル％、０ｍｇＫＯＨ／ｇ〜２５０ｍｇＫＯＨ／ｇ
の範囲にあるものが好ましい。

【００８７】塗膜物性改良剤は、顔料表面に吸着し、液
中での顔料の凝集を防ぐ、いわゆる分散安定化剤として
の効果も合わせ持つ。

【００８８】このような塗膜物性改良剤として、例えば
綜研化学（株）製「Ｌ−２０−３（櫛形ポリマー）、二
重結合基０モル％、酸価０ｍｇＫＯＨ／ｇ、平均分子量
５６，０００」、「Ｌ−４０３Ａ、二重結合基０モル
％、酸価０ｍｇＫＯＨ／ｇ、平均分子量３０，００
０」、「ＬＨ−４４８、二重結合基０モル％、酸価０ｍ
ｇＫＯＨ／ｇ、平均分子量３０，０００」や、公知の方
法で得られるエチレン性不飽和二重結合を含有する主鎖
ポリ（メタクリル酸−２−ヒドロキシエチル）／側鎖ポ
リメタクリル酸メチルのグラフトポリマー（二重結合基
５モル％、酸価７ｍｇＫＯＨ／ｇ、平均分子量１８，０
００」、エチレン性不飽和二重結合を含有する主鎖ポリ
メタクリル酸メチル）／側鎖ポリ（メタクリル酸−２−
ヒドロキシエチル）のグラフトポリマー（二重結合基５
モル％、酸価７ｍｇＫＯＨ／ｇ、平均分子量１３，６０
０」等が挙げられる。

【００８９】塗膜物性改良剤の含有量は、非導電性遮光
層用組成物の全固形分の０．１重量％〜５０重量％、好
ましくは０．１重量％〜３０重量％である。

【００９０】光重合性開始剤としては、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、パーオキシド系、ビイミダゾール系、イミ
ダゾール系の化合物の単独、または２種以上の混合使用
が挙げられる。また、感度の向上などの必要性に応じ
て、上記の光重合開始剤に加えて、アミン系やキノン系
の光重合促進剤の添加も有効である。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の全固
形分の０．５重量％〜４０重量％、好ましくは５重量％
〜４０重量％である。

【００９１】また、フッ素系またはシリコン系界面活性
剤を非導電性遮光層用組成物の全固形分の０．０００１
重量％〜１重量％、好ましくは０．００１量％〜０．０
１量％含有させるとよい。

【００９２】本発明の非導電性遮光層用組成物には、以
上の成分の他に、組成物が塗布される基板との密着性を
付与するために、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
等を添加することができる。さらに、必要に応じて公知
の添加剤、例えば分散剤、可塑剤等を添加することがで
きる。

【００９３】溶剤としては、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
リコールモノプロピルエーテル、エチレングリコールモ
ノプロピルエーテルアセテート、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モノブチルエー
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
レングリコールモノエ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、３−メチル
−３−メトキシブタノール、３−メチル−３−メトキシ
ブチルアセテート、メチルアミルケトン、乳酸メチル、
乳酸エチル、メチル−α−ヒドロキシイソブチレート、
メチル−β−メトキシイソブチレート等が挙げられる。

【００９４】上記の溶剤において、非導電性遮光層用組
成物の塗布適性、アルカリ可溶性バインダー等のポリマ
ーやモノマー、光重合開始剤に対する溶解性、ならびに
顔料の分散性を考慮して、上記に示す１種又は２種以上
の溶剤を適宜選択して用いることができるが、好ましく
は多価アルコールまたはその誘導体を１種以上含むこと
が望ましい。特に、顔料の分散性を考慮すると、２０℃
において、純水１００重量部に対して１０重量部以上、
好ましくは２０重量部以上の溶解性を持つ多価アルコー
ルまたはその誘導体が有効である。また、コーティング
適性を考慮すると、ｎ−酢酸ブチルを１００とした重量
法による比蒸発速度が１０〜５０、好ましくは２０〜４
０の溶剤が好ましい。さらに、大気圧下の沸点が１００
℃〜２００℃、好ましくは１１０℃〜１９０℃のもの、
更に、表面張力としては、２０℃において、１０dyne/c
m 〜５０dyne/cm 、好ましくは２０dyne/cm 〜４０dyne
/cm のものを使用するとよい。これらにより非導電性遮
光層の表面が柚子肌状となるを防止することができる。

【００９５】本発明の非導電性遮光層用組成物は、公知
の方法で基板上に塗布、およ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
の方法の具体例としては、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、乾燥後膜
厚０．３μｍ〜５μｍ、好ましくは０．３μｍ〜２．５
μｍで塗工される。

【００９６】非導電性遮光層を形成した基板の露光に際
しては、光源は非導電性遮光層の感光性に応じて選択さ
れ、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。

【００９７】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好適に用いられるものはアルカリ
水系現像剤である。アルカリ水系現像液とは、現像を水
系で行なうため、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ｐＨは、最適に
は７．５〜１２までの領域である。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、さら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で、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。ま
た、このｐＨ領域の緩衝溶液を調製してアルカリ水系現
像液として使用してもよい。

【００９８】本発明では、公知の方法に従って、透明基
板上に赤、緑および青、または、イエロー、マゼンタ、
シアンの画素、および本発明の非導電性遮光層からなる
ブラックマトリックスをそれぞれ設け、その表面に透明
保護膜を設けるか、または、各画素及びブラックマトリ
ックスの表面に透明電極層を設けるか、または、各画素
及びブラックマトリックスの表面に透明保護膜を設け、
その透明保護膜上に透明電極層を設けてカラーフィルタ
とされる。

【００９９】透明保護層は、イオン性物質のパシベーシ
ョン防止等を目的として設けられ、例えばグリシジルエ
ーテル、グリシジルエステル、グリシジルアミン、線状
脂肪族エポキサイド、脂環族エポキサイド等の重合物ま
たは付加重合物である熱硬化性エポキシ樹脂及び／又は
（メタ）アクリレート類等の重合物及び付加重合物であ
る光硬化性アクリル樹脂を上記の各画素およびブラック
マトリックス上に、硬化または乾燥後膜厚０．５μｍ〜
５μｍで形成されるとよい。

【０１００】得られたカラーフィルターは、例えばスペ
ーサーを介して対向電極側と積層され液晶表示装置に組
み上げられるが、そのためには、非導電性遮光層自体、
また、透明保護膜が積層された非導電性遮光層として
は、下記のごとき、硬度、光学濃度、体積抵抗率、平滑
性が要求される。

【０１０１】硬度としては、鉛筆硬度で１Ｈ以上、好ま
しくは４Ｈ〜５Ｈの硬度、または、島津ダイナミック超
微小硬度計（形式 ＤＵＨ−２０１ｓ、（株）島津製作
所製）を使用し、測定モード：ＭＯＤＥ５、押し込み深
さ１μｍ、押し込み速度０．０１４ｍＮ／ｓの条件で測
定して得られるダイナミック硬度で３０以上、好ましく
は４０以上の硬度とするとよい。

【０１０２】光学濃度としては、式 光学濃度＝− log〔４００ｎｍ〜７００ｎｍの可視光領
域での透過率〕 で定義される光学濃度が１〜４．５、好ましくは２．０
〜４．０のものとするとよい。体積抵抗率としては、１
０⁵ Ω・ｃｍ以上、好ましくは、１０⁷ Ω・ｃｍ以上と
するとよい。表面平滑性（表面粗さ）としては、±０．
３μｍ、好ましくは±０．１μｍとするとよい。

【０１０３】

【実施例】以下、実施例により本発明を詳細に説明する
が、本発明はこれらの実施例に限定されるものではな
い。

【０１０４】 （実施例１） （１）黒色顔料分散液の調製 ・非導電性黒色顔料（ＣｕＭｎ₂ Ｏ₄ のＭｎの３０重量％をＦｅに置換した複合 金属酸化物微粒子の表面付近にジルコニウムをＺｒＯ₂ 換算で前記複合金属酸化 物に対し２．５重量％、亜鉛をＺｎＯ₂ 換算で１．０重量％付与した複合金属酸 化物微粒子、大日精化工業（株）製「ＴＭブラック♯３９５２」、粒子径０．１ μｍ、比表面積３０ｍ² ／ｇ、水酸基量３０μｍｏｌ／ｇ） ・・・・ ２３重量部 ・高分子分散剤（ビックケミー・ジャパン（株）製 Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ １１ １） ・・・・ ２重量部 ・溶剤（ジエチレングリコールジメチルエーテル）・・ ７５重量部 上記成分を混合し、サンドミルにて十分に分散し、黒色
顔料分散液を調製した。

【０１０５】 （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（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「ＶＲ−６０ＴＨ」、平均分子量７０００、反応性二重結合基２ ０モル％、酸価７０ｍｇＫＯＨ／ｇ） ・・・・ ２．８重量部 ・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 ・２官能性モノマー（１，６−ヘキサンジオールジアクリレート） ・・・・ ０．７重量部 ・直鎖状オリゴマー（メタクリル酸メチル−メタクリル酸ブチルコオリゴマー、 平均分子量２，０００） ・・・・ ０．３重量部 ・塗膜物性改良剤（櫛形ポリマー、綜研化学（株）製 Ｌ−２０−３、平均分子 量５６，０００、反応性二重結合基０モル％、酸価０ｍｇＫＯＨ／ｇ） ・・・・ ０．７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 ビイミダゾール ・・・・ ０．４重量部 ・溶剤（ジエチレングリコールジメチルエーテル）・・・ ３０重量部 上記成分を十分に混合して、本発明の非導電性遮光層用
組成物を得た。

【０１０６】（３）非導電性遮光層の作製 ガラス基板上に（２）で作製した非導電性遮光層用組成
物をスピンコーターで塗布し、１００℃で３分間乾燥さ
せ、膜厚約１μｍの遮光層を形成した。

【０１０７】（４）露光、および現像 上記遮光層に対して、窒素気流下、超高圧水銀等で遮光
パターンを露光した後、１％水酸化カリウム水溶液で現
像した。

【０１０８】 （比較例） （１）黒色顔料分散液の調製 ・非導電性黒色顔料（ＣｕＭｎ₂ Ｏ₄ のＭｎの３０重量％をＦｅに置換した複合 金属酸化物微粒子、大日精化工業（株）製「ＴＭブラック♯３９５０」、粒子径 ０．１μｍ、比表面積２０ｍ² ／ｇ、水酸基量１３μｍｏｌ／ｇ） ・・・・ ２３重量部 ・高分子分散剤（ビックケミー・ジャパン（株）製 Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ １１ １） ・・・・ ２重量部 ・溶剤（ジエチレングリコールジメチルエーテル）・・ ７５重量部 上記成分を混合し、サンドミルにて十分に分散し、黒色
顔料分散液を調製した。

【０１０９】 （２）非導電性遮光層用組成物の調整 ・（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｛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（重量比１：１：１、平均分子量約３万）｝ ・・・・ ３重量部 ・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 ビイミダゾール ・・・・ ０．４重量部 ・溶剤（ジエチレングリコールジメチルエーテル）・・ ３０重量部 上記成分を十分に混合して非導電性遮光層用組成物を得
た。

【０１１０】（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
物をスピンコーターで塗布し、１００℃で３分間乾燥さ
せ、膜厚約１μｍの遮光層を形成した。

【０１１１】（４）露光、および現像 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％水酸化カリウム水溶液で
現像した。

【０１１２】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。

【０１１３】（１）非導電性遮光層用組成物溶液の経時
変化 実施例の組成物溶液は１ヵ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は３
日後に沈澱物が認められ、７日後に溶液全体が流動性を
失った。

【０１１４】（２）遮光層の平滑性 実施例の組成物溶液からの遮光層は完全に平滑であった
が、比較例の遮光層は膜中に数μｍの凝集物を確認し
た。

【０１１５】（３）現像、洗浄中の基板密着性 比較例の遮光層は現像によるパターン形成時の未露光部
が溶解しきれずに、適切なパターン形成ができず、ま
た、現像により一度基板から剥がれ落ちた未露光部が大
きな塊として基板上に多数付着したが、実施例の遮光層
は現像、洗浄中の剥がれや欠落、及び基板上への未露光
部の付着は認められなかった。

【０１１６】（実施例２）ガラス基板上に、赤、緑およ
び青の画素を形成すると共に、実施例１で作製した非導
電性遮光層用組成物をスピンコーターで塗布し、１００
℃で３分間乾燥させ、膜厚約１μｍの遮光層を形成し
た。上記遮光層に対して、窒素気流下、超高圧水銀等で
遮光パターンを露光した後、１％水酸化カリウム水溶液
で現像した。次いで、赤、緑および青の画素および遮光
層上に、熱硬化性エポキシ樹脂であるｏ−クレゾールノ
ボラックエポキシ樹脂のジエチレングリコールジメチル
エーテル溶液をスピンコーターで塗布した後、加熱硬化
させ、膜厚１．５μｍの透明保護層を設けた。

【０１１７】得られた遮光層と透明保護層の積層物は、
鉛筆硬度は４Ｈ、また、島津ダイナミック超微小硬度計
（形式 ＤＵＨ−２０１ｓ、（株）島津製作所製）を使
用し、測定モード：ＭＯＤＥ５、押し込み深さ１μｍ、
押し込み速度０．０１４ｍＮ／ｓの条件で測定して得ら
れるダイナミック硬度は４５、コニカ（株）製「ＰＤＡ
−６５」で測定して得られる光学濃度は、３、体積抵抗
率としては、１０¹¹Ω・ｃｍ、表面平滑性（表面粗さ）
としては、±０．１μｍであった。

【０１１８】

【発明の効果】本発明によれば、遮光性顔料の均一分散
化が容易であり、長期にわたり安定で、かつ、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、また、未露光部の溶解性に優れるこ
とによるパターン形成性に優れた非導電性遮光層用組成
物、および非導電性遮光層を得ることができ、優れたカ
ラーフィルターとできる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｇ０２Ｆ 1/1335 Ｇ０２Ｆ 1/1335 // Ｇ０３Ｆ 7/004 ５０５ Ｇ０３Ｆ 7/004 ５０５ 7/027 ５０１ 7/027 ５０１ (72)発明者 山縣 秀明 東京都新宿区市谷加賀町一丁目１番１号 大日本印刷株式会社内 (72)発明者 西島 弘敬 東京都新宿区市谷加賀町一丁目１番１号 大日本印刷株式会社内

Claims (34)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 平均分子量が２０００〜２０，０００の
   アルカリ可溶性バインダー、光重合性モノマー、塗膜物
   性改良剤、光重合性開始剤、少なくとも銅、マンガン、
   鉄、亜鉛、ジルコニウムの５種の金属を含む複合金属酸
   化物微粒子である顔料および溶剤を主成分とし、前記光
   重合性モノマーが、少なくとも３個以上の反応性二重結
   合基を持つ多官能（メタ）アクリレートと、２個の反応
   性二重結合基を持つ直鎖状（メタ）アクリレート及び／
   又は平均分子量１０００〜１０，０００の直鎖状オリゴ
   マーとからなることを特徴とする非導電性遮光層用組成
   物。
2. 【請求項２】 複合金属酸化物微粒子が、その表面に亜
   鉛及びジルコニウムを多く含有するものであることを特
   徴とする請求項１記載の非導電性遮光層用組成物。
3. 【請求項３】 顔料の粒子径が、０．０１μｍ〜０．５
   μｍ、顔料の比表面積が１５ｍ² ／ｇ〜４０ｍ² ／ｇで
   あり、かつ、顔料が表面に０．１μｍｏｌ／ｇ〜４０μ
   ｍｏｌ／ｇの水酸基を有し、該水酸基が以下の定量法に
   より決定されるものであることを特徴とする請求項１記
   載の非導電性遮光層用組成物。 （定量法）顔料２．０ｇに対し、０．０１Ｎの水酸化テ
   トラブチルアンモニウム−エタノール溶液３０ｍｌを添
   加し、１時間攪拌させて上澄み１０ｍｌを採り、エタノ
   ール３０ｍｌを加え、０．０１Ｎ過塩素酸−エタノール
   溶液で定量した残留水酸化テトラブチルアンモニウム量
   を上記０．０１Ｎの水酸化テトラブチルアンモニウム−
   エタノール溶液３０ｍｌ中に含まれる水酸化テトラブチ
   ルアンモニウム量から引いた値を顔料表面の水酸基量と
   する。
4. 【請求項４】 顔料の表面には、疎水性基が共有結合に
   より結合されたことを特徴とする請求項１記載の非導電
   性遮光層用組成物。
5. 【請求項５】 顔料粒子が、遷移（複合）金属水酸化物
   微粒子、及び／又は遷移（複合）金属酸化物微粒子によ
   り被覆されていることを特徴とする請求項１記載の非導
   電性遮光層用組成物。
6. 【請求項６】 アルカリ可溶性バインダーが、反応性二
   重結合基を０．１モル〜２０モル％含み、かつ、酸価が
   ５０ｍｇＫＯＨ／ｇ〜２５０ｍｇＫＯＨ／ｇのエポキシ
   樹脂であることを特徴とする請求項１記載の非導電性遮
   光層用組成物。
7. 【請求項７】 光重合性モノマーにおける３個以上の反
   応性二重結合基を持つ多官能（メタ）アクリレートが、
   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ことを特徴とする請求項１記載の非
   導電性遮光層用組成物。
8. 【請求項８】 ３個以上の反応性二重結合基を持つ多官
   能（メタ）アクリレートが、その少なくとも一部に１〜
   ３０モルのエチレンオキサイドを付加したものであるこ
   とを特徴とする請求項７記載の非導電性遮光層用組成
   物。
9. 【請求項９】 光重合性モノマーにおける２個の反応性
   二重結合基を持つ直鎖状（メタ）アクリレートが、１，
   ６−ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート及びその
   誘導体であることを特徴とする請求項１記載の非導電性
   遮光層用組成物。
10. 【請求項１０】 塗膜物性改良剤が、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ことを特
    徴とする請求項１記載の非導電性遮光層用組成物。
11. 【請求項１１】 塗膜物性改良剤が、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ことを特
    徴とする請求項１記載の非導電性遮光層用組成物。
12. 【請求項１２】 グラフト共重合物の疎水部の平均分子
    量が５０００〜３０，０００で、親水部の平均分子量が
    １０００〜３０，０００であり、グラフト共重合物の平
    均分子量が、１０００〜１００，０００であることを特
    徴とする請求項１０、又は請求項１１記載の非導電性遮
    光層用組成物。
13. 【請求項１３】 塗膜物性改良剤が、疎水部と親水部を
    合わせもつブロック共重合物であることを特徴とする請
    求項１記載の非導電性遮光層用組成物。
14. 【請求項１４】 ブロック共重合物における疎水部と親
    水部との割合（重量比）が９：１〜１：９であり、平均
    分子量が１０００〜５０，０００であることを特徴とす
    る請求項１３記載の非導電性遮光層用組成物。
15. 【請求項１５】 塗膜物性改良剤が、反応性二重結合基
    を０モル〜５０モル％含み、かつその酸価が０ｍｇＫＯ
    Ｈ／ｇ〜２５０ｍｇＫＯＨ／ｇであることを特徴とする
    請求項１記載の非導電性遮光層用組成物。
16. 【請求項１６】 非導電性遮光層用組成物が、更にフッ
    素系界面活性剤、シコン系界面活性剤の少なくとも１種
    を０．０００１重量％〜１重量％含有することを特徴と
    する請求項１記載の非導電性遮光層用組成物。
17. 【請求項１７】 溶剤が、２０℃において、純水１００
    重量部に１０重量部以上の可溶性を有することを特徴と
    する請求項１記載の非導電性遮光層用組成物。
18. 【請求項１８】 溶剤が、重量法による比蒸発速度にお
    いて、ｎ−酢酸ブチルを１００とした時、１０〜５０の
    比蒸発速度を有するものである請求項１記載の非導電性
    遮光層用組成物。
19. 【請求項１９】 溶剤の沸点が、大気圧下で１００℃〜
    ２００℃であることを特徴とする請求項１記載の非導電
    性遮光層用組成物。
20. 【請求項２０】 溶剤の２０℃における表面張力が、１
    ０dyne/cm 〜５０dyne/cm であることを特徴とする請求
    項１記載の非導電性遮光層用組成物。
21. 【請求項２１】 光重合性開始剤が、アセトフェノン化
    合物、イミダゾール化合物、ベンゾフェノン化合物、チ
    オキサントン化合物の少なくとも１種以上からなること
    を特徴とする請求項１記載の非導電性遮光層用組成物。
22. 【請求項２２】 平均分子量が２０００〜２０，０００
    のアルカリ可溶性バインダー、光重合性モノマー、塗膜
    物性改良剤、光重合性開始剤、少なくとも銅、マンガ
    ン、鉄、亜鉛、ジルコニウムの５種の金属を含む複合金
    属酸化物微粒子である顔料および溶剤を主成分とし、前
    記光重合性モノマーが、少なくとも３個以上の反応性二
    重結合基を持つ多官能（メタ）アクリレートと、２個の
    反応性二重結合基を持つ直鎖状（メタ）アクリレート及
    び／又は平均分子量１０００〜１０，０００の直鎖状オ
    リゴマーとからなる非導電性遮光層用組成物が、基板に
    塗布され、次いで乾燥された後、少なくともパターン露
    光、及び現像処理されてパターン形成されたことを特徴
    とする非導電性遮光層。
23. 【請求項２３】 鉛筆硬度が１Ｈ以上である請求項２２
    記載の非導電性遮光層。
24. 【請求項２４】 下記の硬度測定法によって定義される
    ダイナミック硬度が３０以上である請求項２２記載の非
    導電性遮光層。島津ダイナミック超微小硬度計（形式
    ＤＵＨ−２０１ｓ、（株）島津製作所製）を使用し、測
    定モード：ＭＯＤＥ５、押し込み深さ１μｍ、押し込み
    速度０．０１４ｍＮ／ｓの条件で測定して得られるダイ
    ナミック硬度
25. 【請求項２５】 下記で定義される光学濃度が１〜４．
    ５である請求項２２記載の非導電性遮光層。 光学濃度＝− log〔４００ｎｍ〜７００ｎｍの可視光領
    域での透過率〕
26. 【請求項２６】 体積抵抗率が１０⁵ Ω・ｃｍ以上であ
    る請求項２２記載の非導電性遮光層。
27. 【請求項２７】 膜厚が０．３μｍ〜５μｍである請求
    項２２記載の非導電性遮光層。
28. 【請求項２８】 透明基板上に、赤、緑、および青、ま
    たはイエロー、マゼンタ、シアンの画素およびブラック
    マトリックスが設けられ、該ブラックマトリックスが、
    平均分子量が２０００〜２０，０００のアルカリ可溶性
    バインダー、光重合性モノマー、塗膜物性改良剤、光重
    合性開始剤、少なくとも銅、マンガン、鉄、亜鉛、ジル
    コニウムの５種の金属を含む複合金属酸化物微粒子であ
    る顔料および溶剤を主成分とし、前記光重合性モノマー
    が、少なくとも３個以上の反応性二重結合基を持つ多官
    能（メタ）アクリレートと、２個の反応性二重結合基を
    持つ直鎖状（メタ）アクリレート及び／又は平均分子量
    １０００〜１０，０００の直鎖状オリゴマーとからなる
    非導電性遮光層用組成物を、基板に塗布し、次いで乾燥
    した後、少なくともパターン露光、及び現像処理してパ
    ターン形成した非導電性遮光層であることを特徴とする
    カラーフィルター。
29. 【請求項２９】 透明基板上に、赤、緑、および青、ま
    たはイエロー、マゼンタ、シアンの画素およびブラック
    マトリックスが設けられ、さらに、該表面に透明保護
    膜、または透明電極層、または該表面に透明保護膜、透
    明電極層が順次設けられてなり、前記ブラックマトリッ
    クスが、平均分子量が２０００〜２０，０００のアルカ
    リ可溶性バインダー、光重合性モノマー、塗膜物性改良
    剤、光重合性開始剤、少なくとも銅、マンガン、鉄、亜
    鉛、ジルコニウムの５種の金属を含む複合金属酸化物微
    粒子である顔料および溶剤を主成分とし、前記光重合性
    モノマーが、少なくとも３個以上の反応性二重結合基を
    持つ多官能（メタ）アクリレートと、２個の反応性二重
    結合基を持つ直鎖状（メタ）アクリレート及び／又は平
    均分子量１０００〜１０，０００の直鎖状オリゴマーと
    からなる非導電性遮光層用組成物を、基板に塗布し、次
    いで乾燥した後、少なくともパターン露光、及び現像処
    理してパターン形成した非導電性遮光層であることを特
    徴とするカラーフィルター。
30. 【請求項３０】 透明保護膜が、熱硬化エポキシ樹脂及
    び／又は光硬化アクリル樹脂であることを特徴とする請
    求項２９記載のカラーフィルター。
31. 【請求項３１】 非導電性遮光層上に透明保護膜を積層
    した状態での鉛筆硬度が１Ｈ以上である請求項２９記載
    のカラーフィルター。
32. 【請求項３２】 非導電性遮光層上に透明保護膜を積層
    した状態での下記の硬度測定法によって定義されるダイ
    ナミック硬度が３０以上である請求項２９記載のカラー
    フィルター。島津ダイナミック超微小硬度計（形式 Ｄ
    ＵＨ−２０１ｓ、（株）島津製作所製）を使用し、測定
    モード：ＭＯＤＥ５、押し込み深さ１μｍ、押し込み速
    度０．０１４ｍＮ／ｓの条件で測定して得られるダイナ
    ミック硬度
33. 【請求項３３】 非導電性遮光層上に透明保護膜を積層
    した状態での下記で定義される光学濃度が１〜４．５で
    ある請求項２９記載のカラーフィルター。 光学濃度＝− log〔４００ｎｍ〜７００ｎｍの可視光領
    域での透過率〕
34. 【請求項３４】 非導電性遮光層上に透明保護膜を積層
    した状態での体積抵抗率が１０⁵ Ω・ｃｍ以上である請
    求項２９記載のカラーフィルター。