WO2016076028A1

WO2016076028A1 - 遮光性顔料組成物及びディスプレイ用遮光性部材

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Publication number: WO2016076028A1
Application number: PCT/JP2015/077920
Authority: WO
Inventors: 一司鈴木; 亮介浅見; 尊男荻原
Original assignee: Dic株式会社
Priority date: 2014-11-14
Filing date: 2015-10-01
Publication date: 2016-05-19
Also published as: TW201627414A

Abstract

　高絶縁性、低誘電率でありかつ光学濃度が高く、液晶表示素子の安定駆動が可能な遮光性顔料組成物および、該遮光性顔料組成物を用いたディスプレイ用遮光性部材を提供することにある。　特定の構造を有する亜鉛フタロシアニン顔料を必須成分として橙色、黄色、紫色等の有機顔料を併用することにより構成される顔料組成物を、ディスプレイ用遮光性部材に使用することにより、絶縁性が高く、誘電率が低く、遮光性が高いことを見出し、本発明を完成するに至った。

Description

遮光性顔料組成物及びディスプレイ用遮光性部材

　本発明は、高絶縁性、低誘電率でありかつ光学濃度が高く、液晶表示素子の安定駆動が可能な遮光性顔料組成物および、該遮光性顔料組成物を用いたディスプレイ用遮光性部材に関する。

　近年、液晶表示装置の分野において、カラーフィルタ基板とＴＦＴ（Ｔｈｉｎ　Ｆｉｌｍ　Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：薄膜トランジスタ）アレイ基板を一体化させたカラーフィルタオンアレイ（ＣＯＡ）を導入した液晶パネルが注目を浴びている。カラーフィルタオンアレイを用いれば、上記二つの基板を用いた場合に行われる精密な位置合わせが不要となるとともに、カラーフィルタの赤、青、緑の各画素を限界にまで微細化することができるため、液晶パネルの高精細化が可能となる。

　このようなカラーフィルタオンアレイ用の樹脂ブラックマトリクスについては、高い遮光性が必要とされるため、厚膜化が要求されている。しかし、樹脂ブラックマトリクスの膜厚が増大するにつれて、露光された部分での膜厚方向に対する架橋密度の差が拡大するため、高感度化を達成し良好な形状のブラックパターンを得ることが困難になる。また、高遮光化の手段として、遮光材を大量に使用することも試みられているが、遮光材としてカーボン等の導電性材料を使用した場合、ブラックマトリクスの比誘電率が高くなり体積抵抗が低下することにより、表示装置の信頼性を低下させるという問題があった。

　このような欠点を解消するために、カーボンブラックに代えて、各有機顔料を黒色となる様に混合して得た黒色有機顔料組成物（有機ブラックマトリックス）を遮光材に用いる試みが近年活発に行われている。

　例えば、特許文献１には、黄色顔料、青色顔料、紫色顔料の組み合わせ、または、黄色顔料、赤色顔料及び青色顔料の組み合わせからなる擬似黒色化した混色有機顔料であることを特徴とした遮光膜形成用着色樹脂組成物が記載されている。

　しかしながら、これら最近の試みでは、従来のカーボンブラックを使用したブラックマトリックスと比較して、まだＯＤ（Ｏｐｔｉｃａｌ　Ｄｅｎｓｉｔｙ）値が低く、実用に耐えうる遮光性を実現することが出来ないという問題があった。

一方ここで、亜鉛フタロシアニン顔料は有機顔料の一種として公知の顔料である。例えば、特許文献２及び特許文献３には、亜鉛フタロシアニンをカラーフィルタ用の着色材として使用する方法が開示されている。

しかしながら、これらの文献に記載の発明では、亜鉛フタロシアニン顔料は青色画素の色特性（輝度、彩度等）を向上させることを目的として使用されていることから、本発明とは目的や実施の形態が異なっている。さらに、特許文献１～３に記載のいずれの発明においても、亜鉛フタロシアニン顔料の遮光性着色材としての使用は何ら示唆されておらず、ブラックマトリクス用の着色材としての使用についても何も示されていない。

特開平９－３０２２６５号公報特開２０１１－１８０３６５号公報特開２０１２－１８６０８４号公報

　本発明が解決しようとする課題は、高絶縁性、低誘電率でありかつ高い光学濃度を満足できる遮光性顔料組成物、該遮光性顔料組成物を含むディスプレイ用遮光性部材を提供することにある。

　本発明者らは、前記実状に鑑みて鋭意検討した結果、特定の構造を有する亜鉛フタロシアニン顔料を含有する遮光性顔料組成物を、ディスプレイ用遮光性部材に使用することにより、誘電率が低く、遮光性が高いことを見出し、本発明を完成するに至った。

　すなわち本発明は、下記一般式（１）で示される亜鉛フタロシアニンを含有することを特徴とする遮光性顔料組成物。

(式中、Ｘ_１～Ｘ_１６はそれぞれ水素原子又はハロゲン原子又は置換基を有していてもよい一価の炭化水素基を示す。）

　また、本発明は、前記一般式（１）中のＸ_１～Ｘ_１６が水素原子である請求項１記載の遮光性顔料組成物。

　また、本発明は、前記いずれかの遮光性顔料組成物を含有するディスプレイ用遮光性部材に関するものである。

　本発明の遮光性顔料組成物は、特定の亜鉛フタロシアニン顔料を使用することで、高絶縁性、低誘電率であり、光学濃度の高いディスプレイ用遮光性部材が容易に得られるという格別顕著な技術的効果を奏する。

　以下、本発明の詳細について説明する。
　本発明の遮光性顔料組成物は、必須成分として特定の亜鉛フタロシアニン顔料を含有し、橙色、黄色、紫色等の有機顔料を併用することにより、黒色の遮光性顔料組成物を構成する。得られた黒色の遮光性顔料組成物を含有するディスプレイ用遮光性部材は、高絶縁性、低誘電率であり、光学濃度の高い遮光性に優れたものである。

　本発明の遮光性顔料組成物のうち下記一般式（１）で示される亜鉛フタロシアニン顔料を含有することを特徴とする。

一価の炭化水素基の具体的な例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ヘキシル基、シクロヘキシル基、フェニル基、ナフチル基、ビニル基、アリル基等を挙げることができるが、これらに限定されない。

　Ｘ_１～Ｘ_１６は水素原子又はハロゲン原子又は置換基を有していてもよい一価の炭化水素基であれば特に限定されるものではないが、好ましくは前記一般式（１）中のＸ_１～Ｘ_１６が水素原子であるものを使用すると、ＯＤ値が高く、結果として遮光性の高いディスプレイ用遮光性部材を得ることができる。

　ここで、ＯＤ値とは遮光性能を表す数値であり、数値が大きいほど遮光性能が高いことを示す。

ここで、ディスプレイとは、コンピュータ、テレビなどの機器から出力される静止画または動画の映像信号を表示する機器である。モニタともいい、プラズマディスプレイ（ＰＤＰ）や液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、ＥＬディスプレイ（ＥＬＤ）、電界放出ディスプレイ（ＦＥＤ）、クリスタルＬＥＤディスプレイ（ＣＬＥＤ）などがある。

　また、本発明のディスプレイ用遮光性部材とは、可視光域または、ディスプレイにおけるバックライトのような発光部材からの発光を遮蔽するための材料である。具体的には、ブラックマトリクスや、ＴＦＴ遮光膜、ブラックマスク、ブラックシール、ブラックカラムスペーサ、ＥＬＤにおける電界制限層などがある。

　本発明の遮光性顔料組成物は、ＯＤ値を高くするため、つまり、可視光領域全体の光の吸収強度を高めるため、吸収強度のピーク波長の異なる顔料の中から、吸収強度の大きいものを組み合わせて使用される。しかし、長波長領域(概ね６００ｎｍ～７８０ｎｍ)に吸収を有する顔料として従来使用されていた銅フタロシアニン系顔料などその他の有機顔料では吸収強度が不足していた。それに対し、亜鉛フタロシアニン系顔料は銅フタロシアニン系顔料などより、吸収強度が大きく、より長波長領域に吸収を有するため、混合顔料系の遮光性剤として使用した時に、吸収波長領域の分布を最適化して一層遮光性を高めることができることを見出したものである。

　本発明の遮光性顔料組成物には他の有機顔料や無機顔料、染料などの着色剤を可視領域の透過性のバランスを損なわないように混合しても良い。混合される着色剤としては、アゾ顔料、縮合アゾ顔料、アゾメチン顔料、フタロシアニン顔料、キナクリドン顔料、イソインドリノン顔料、イソインドリン顔料、ジオキサジン顔料、スレン顔料、ペリレン顔料、ペリノン顔料、キノフタロン顔料、ジケトピロロピロール顔料、チオインジゴ顔料、ベンズイミダゾロン顔料、インダンスレン顔料などの絶縁性の有機顔料が好ましく、特に、黄色、橙色、赤色、紫色から選ばれた少なくとも１種の有機顔料を含有することが有利である。

黄色の有機顔料としては、例えば、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１、１：１、２、３、４、５、６、９、１０、１２、１３、１４、１６、１７、２４、３１、３２、３４、３５、３５：１、３６、３６：１、３７、３７：１、４０、４１、４２、４３、４８、５３、５５、６１、６２、６２：１、６３、６５、７３、７４、７５、８１、８３、８７、９３、９４、９５、９７、１００、１０１、１０４、１０５、１０８、１０９、１１０、１１１、１１６、１１７、１１９、１２０、１２６、１２７、１２７：１、１２８、１２９、１３０、１３３、１３４、１３６、１３８、１３９、１４２、１４７、１４８、１５０、１５１、１５３、１５４、１５５、１５７、１５８、１５９、１６０、１６１、１６２、１６３、１６４、１６５、１６６、１６７、１６８、１６９、１７０、１７２、１７３、１７４、１７５、１７６、１８０、１８１、１８２、１８３、１８４、１８５、１８８、１８９、１９０、１９１、１９１：１、１９２、１９３、１９４、１９５、１９６、１９７、１９８、１９９、２００、２０２、２０３、２０４、２０５、２０６、２０７、２０８、２１３、２１４等を挙げることができる。この中でも、好ましくはＣ．Ｉ．ピグメントイエロー８３、１１７、１２９、１３８、１３９、１５０、１５４、１５５、１８０、１８５が挙げられ、さらに好ましくはＣ．Ｉ．ピグメントイエロー８３、１３８、１３９、１５０、１８０を挙げることができる。

橙色の有機顔料としては、例えば、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ１、２、５、１３、１６、１７、１９、２０、２１、２２、２３、２４、３４、３６、３８、３９、４３、４６、４８、４９、６１、６２、６４、６５、６７、６８、６９、７０、７１、７２、７３、７４、７５、７７、７８、７９、８１等を挙げることができる。この中でも、好ましくは、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ３６、３８、６０、６２、６４、７２を挙げることができる。

赤色の有機顔料としては、例えば、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１、２、３、４、５、６、７、８、９、１２、１４、１５、１６、１７、２１、２２、２３、３１、３２、３７、３８、４１、４７、４８、４８：１、４８：２、４８：３、４８：４、４９、４９：１、４９：２、５０：１、５２：１、５２：２、５３、５３：１、５３：２、５３：３、５７、５７：１、５７：２、５８：４、６０、６３、６３：１、６３：２、６４、６４：１、６８、６９、８１、８１：１、８１：２、８１：３、８１：４、８３、８８、９０：１、１０１、１０１：１、１０４、１０８、１０８：１、１０９、１１２、１１３、１１４、１２２、１２３、１４４、１４６、１４７、１４９、１５１、１６６、１６８、１６９、１７０、１７２、１７３、１７４、１７５、１７６、１７７、１７８、１７９、１８１、１８４、１８５、１８７、１８８、１９０、１９３、１９４、２００、２０２、２０６、２０７、２０８、２０９、２１０、２１３、２１４、２１６、２２０、２２１、２２４、２３０、２３１、２３２、２３３、２３５、２３６、２３７、２３８、２３９、２４２、２４３、２４５、２４７、２４９、２５０、２５１、２５３、２５４、２５５、２５６、２５７、２５８、２５９、２６０、２６２、２６３、２６４、２６５、２６６、２６７、２６８、２６９、２７０、２７１、２７２、２７３、２７４、２７５、２７６、２７９等を挙げることができる。この中でも、好ましくはＣ．Ｉ．ピグメントレッド４８：１、１２２、１６８、１７７、２０２、２０６、２０７、２０９、２２４、２４２、２５４が挙げられ、さらに好ましくはＣ．Ｉ．ピグメントレッド１７７、２０９、２２４、２５４を挙げることができる。

紫色の有機顔料としては、例えば、Ｃ．Ｉ．ピグメントバイオレット１、１：１、２、２：２、３、３：１、３：３、５、５：１、１４、１５、１６、１９、２３、２５、２７、２９、３１、３２、３７、３９、４２、４４、４７、４９、５０等を挙げることができる。この中でも、好ましくはＣ．Ｉ．ピグメントバイオレット１９、２３、２９が挙げられ、さらに好ましくはＣ．Ｉ．ピグメントバイオレット２３を挙げることができる。

　用いる有機顔料及びその組み合わせは、目的とするブラックマトリックスに求められている黒色度が得られれば良い。たとえば青色、黄色、赤色の三原色を減法混色することで黒色とすることなどは、当業者の技術常識に属することであり、それらの混合割合は特に制限されるものではない。

　本発明の遮光性顔料組成物は、ディスプレイ用遮光性部材の仕様に合わせて、各有機顔料を単独に微細化して混合しても良いし、混合後微細化処理をしても構わない。

　顔料の微細化の方法は、公知公用の方法であれば限定されるものではない。一般に、ソルベントソルトミリング法、硫酸溶解法、乾式磨砕法、有機溶媒および水による常圧および加圧による顔料化法、または、これらの組み合わせによる方法等を採用することができる。

　本発明の有機顔料組成物と共に、有機色素誘導体を混在させても良く、有機色素誘導体は、スルホン酸基、フタルイミド基を有する又は、スルホン酸塩である有機色素誘導体であればいかなる化学構造を有していても良い。スルホン酸基、フタルイミド基を有する又は、スルホン酸塩である有機色素誘導体は、有機顔料をバインダおよび溶剤系において、分散性を向上するために添加する場合が多く、その効果は良く知られている。スルホン酸基の置換基数は、１分子あたり１～４であり、好ましくは１～２である。本発明の顔料組成物は、黒色系のため、如何なる有機色素誘導体を使用することができる。具体的にはアゾ構造、ベンツイミダゾロン構造、キナクリドン構造、ジケトピロロピロール構造、フタロシアニン構造、ジオキサジンバイオレット構造等があり、その中でも好ましいのが、銅フタロシアニンスルホン酸またはその塩、フタルイミドメチル銅フタロシアニン、キナクリドンスルホン酸またはその塩、フタルイミドメチルキナクリドンである。スルホン酸と塩を形成する金属は、Ｃａ、Ｎａ、Ｋ、Ｍｇ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ等の一価又は二価の金属である。また、金属塩以外の塩を形成するもものとして、脂肪族アミン（ＮＨＲ_２、ＮＨ_２Ｒ，［ＮＲ_４］^＋（Ｒ：炭素１～２０のアルキル基））等の有機アミン塩がある。

　有機色素誘導体は、有機顔料１００部当たり、１～２０部の範囲で含有する。色相、生産性を考慮するとさらに、１～１５部の範囲で含有することが好ましい。有機色素を添加する時期は、本発明で実施している有機顔料を微細化する工程で添加しても構わないし、微細化工程後、有機顔料を洗浄し精製した後に添加しても構わない。しかし、スルホン酸基を有する又はその塩である有機色素誘導体による分散性効果の付与を考慮すると、微細化した後の有機顔料に処理することが好ましい。

　有機色素誘導体の処理方法は、固体またはアルカリにより染料化し、酸性状態で有機顔料表面に吸着させる方法がある。固体の場合、微細化処理した有機顔料と水等の溶媒を含有したウェットケーキに添加する。アルカリによる有機色素誘導体の染料化は、通常ｐＨ８～１２で行われ、その後、微細化した有機顔料とスラリー中で混合、その後、系内を酸性、通常ｐＨ３～５に調整し、有機顔料表面に有機色素誘導体を析出させる。また、本発明の遮光性顔料組成物を製造する上で、有機色素誘導体以外に各種添加剤を添加してもよい。具体的には、光又は熱硬化性樹脂、界面活性剤、分散剤、ロジン等をあげることができる。

　本発明の顔料組成物と、樹脂系分散剤と有機溶剤から着色組成物を作成する。着色組成物の作成方法としては、別々に各色有機顔料、有機溶剤、分散剤を分散した着色組成物を混合しても良いし、全有機顔料を一度に有機溶剤、分散剤と分散させても良い。

　これら顔料組成物を有機溶剤中に分散させる場合、分散性の向上、及び分散安定性の向上のために、樹脂系分散剤が併用される。この樹脂系分散剤は、有機顔料とアンカー部位と結合して、相溶性部分が分散媒に伸長して分散体を構成する機能を有するものであり、後記する感光性組成物の調製に用いるアルカリ可溶性樹脂や、光重合性モノマーとは、別種のものである。

　樹脂系分散剤としては、高分子鎖を有するもの、例えば、ポリウレタン樹脂、ポリエチレンイミン、ポリオキシエチレングリコールジエステル、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂等を挙げることができる。中でも、ポリエステル樹脂系分散剤及び／又はアクリル樹脂系分散剤が、分散性、耐熱性、耐光性の点で好ましい。

　各種樹脂系分散剤の具体例としては、商品名で、アジスパー(味の素ファインテクノ社製)、ＥＦＫＡ（チバ（Ｃｉｂａ）社製）、ＤＩＳＰＥＲＢＹＫ（ビックケミー社製）、ディスパロン（楠本化成社製）、ＳＯＬＳＰＥＲＳＥ（ルーブリゾール社製）、ＫＰ（信越化学工業社製）、ポリフロー（共栄社化学社製）等を挙げることができる。これらの分散剤は、１種を用いてもよく、２種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用することができる。

　樹脂系分散剤は、各色の有機顔料の合計の質量換算１００部当たり、通常３０～６０部、好ましくは３８～５０部である。

　着色組成物の調製には、有機溶剤が用いられる。

　ここで用いられる有機溶剤としては、例えば、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、ブチルアセテート、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、ソーカルソルベントＮｏ．１及びＮｏ．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、（ｎ，ｓｅｃ，ｔ－）酢酸ブチル、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、エチルベンゾエート、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、ｎ－アミルメチルケトン（２－ヘプタノン）、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、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ジメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、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メチル、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、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－メトキシブタノール、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－メトキシブチルアセテート、３－メチル－３－メトキシブチルアセテート等が挙げられる。

　着色組成物を用いて、フォトリソグラフィー方式でブラックマトリックスを形成するための感光性組成物を調製する際には、低粘度で塗工性、作業性、吐出性に優れたものとするために、少なくとも、着色組成物に含有させる有機溶剤としてはｎ－アミルメチルケトン（２－ヘプタノン）を用いることが好ましい。

　着色組成物を調製するために、有機溶剤は１種を単独で用いてもよく、２種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用することができる。しかしながら、本発明の着色組成物において、有機溶剤は、各色の有機顔料の合計の質量換算１００部当たり、通常３００～８００部、好ましくは４００～６００部用いることが好ましい。

　着色組成物の調製に当たっては、必要に応じて、例えば各種の顔料誘導体等を併用することができる。顔料誘導体の置換基としては、例えばスルホン酸基、スルホンアミド基及びその４級塩、フタルイミドメチル基、ジアルキルアミノアルキル基、水酸基、カルボキシル基、アミド基等が顔料骨格に直接又はアルキル基、アリール基、複素環基等を介して結合したものが挙げられる。

　着色組成物は、上記した各色の有機顔料組成物、樹脂系分散剤及び有機溶剤を撹拌混合することにより調製することができる。必要であれば、ビーズやロッド等の各種粉砕メディアの存在下、上記混合物を必要時間に亘って振とう、分散させ、当該メディアを濾過等により除くことで調製することもできる。

　着色組成物は、従来公知の方法でディスプレイの構成部材であるカラーフィルタのブラックマトリックスやブラックマスク、液晶層のカラムスペーサーやブラックシール、ＴＦＴ遮光膜、ＥＬＤにおける電界制限層、その他ディスプレイの遮光を必要とする部材に使用することができる。

　カラーフィルタの代表的な製造方法は、フォトリソグラフィー法であり、ブラックマトリックスは、本発明の着色組成物から調製された後記する感光性組成物を、カラーフィルタ用の透明基板上に塗布し、加熱乾燥（プリベーク）した後、フォトマスクを介して紫外線を照射することでパターン露光を行って、ブラックマトリックス部に対応する箇所の光硬化性化合物を硬化させた後、未露光部分を現像液で現像し、非画素部を除去して画素部を透明基板に固着させる方法である。この方法で、感光性組成物の硬化着色皮膜からなるブラックマトリックス部が透明基板上に形成される。ＲＧＢの各画素部も、より比表面積の大きな各色の有機顔料から調製された感光性組成物から、上記の様にして同様に調製することができる。

　後記する感光性組成物をガラス等の透明基板上に塗布する方法としては、例えば、スピンコート法、ロールコート法、スリットコート法、インクジェット法等が挙げられる。

　透明基板に塗布した感光性組成物の塗膜の乾燥条件は、各成分の種類、配合割合等によっても異なるが、通常、５０～１５０℃で、１～１５分間程度である。この加熱処理を一般に「プリベーク」という。また、感光性組成物の光硬化に用いる光としては、２００～５００ｎｍの波長範囲の紫外線、あるいは可視光を使用するのが好ましい。この波長範囲の光を発する各種光源が使用出来る。

　現像方法としては、例えば、液盛り法、ディッピング法、スプレー法等が挙げられる。感光性組成物の露光、現像の後に、ブラックマトリックス或いは必要な色の画素部が形成された透明基板は水洗いし乾燥させる。こうして得られたカラーフィルタは、ホットプレート、オーブン等の加熱装置により、１００～２８０℃で、所定時間加熱処理（ポストベーク）することによって、着色塗膜中の揮発性成分を除去すると同時に、感光性組成物の硬化着色皮膜中に残存する未反応の光硬化性化合物が熱硬化し、カラーフィルタが完成する。

　カラーフィルタのブラックマトリックス部を形成するための感光性組成物は、本発明の着色組成物と、アルカリ可溶性樹脂と、光重合性モノマーと、光重合開始剤とを必須成分とし、これらを混合することで調製することが出来る。

　ブラックマトリックス部を形成する着色樹脂皮膜に、カラーフィルタの実生産で行われるベーキング等に耐え得る強靱性等が要求される場合には、前記感光性組成物を調製するに当たって、光重合性モノマーだけでなく、このアルカリ可溶性樹脂を併用することが不可欠である。アルカリ可溶性樹脂を併用する場合には、有機溶剤としては、それを溶解するものを使用するのが好ましい。

　前記感光性組成物の製造方法としては、本発明の着色組成物を事前に調製してから、そこに、アルカリ可溶性樹脂と、光重合性モノマーと、光重合開始剤を加えて前記感光性組成物とする方法が一般的である。

　感光性組成物の調製に使用するアルカリ可溶性樹脂としては、カルボキシル基又は酸性を呈する水酸基を含む樹脂、例えば、ノボラック型フェノール樹脂、（メタ）アクリル酸アルキルエステル－（メタ）アクリル酸共重合体、スチレン－（メタ）アクリル酸共重合体、スチレン－マレイン酸共重合体等が挙げられる。尚、本発明において、（メタ）アクリルとの記載は、アクリルとメタクリルとを合わせた総称である。

　なかでも、硬化皮膜の耐熱性をより高めるためには、イミド構造、スチレン及び（メタ）アクリル酸の各重合単位を含有するアルカリ可溶性樹脂を用いることが好ましい。

　このアルカリ可溶性樹脂は、上記した、有機顔料とアンカー部位と結合して、相溶性部分が分散媒に伸長して分散体を構成する機能を有さないものであるが、一方で、アルカリに接触することで溶解する特徴を活かし、感光性組成物の未露光部分の除去の目的で専ら用いられる。

　光重合性モノマーとしては、例えば、１，６－ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、エチレングリコールジ（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、トリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ビス〔（メタ）アクリロキシエトキシ〕ビスフェノールＡ、３－メチルペンタンジオールジ（メタ）アクリレート等のような２官能モノマー、トリメチルロールプロパトントリ（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、トリス（２－ヒドロキシエチル）イソシアヌレートのトリ（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、ジペンタエリスリトールペンタ（メタ）アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート等の比較的分子量の小さな多官能モノマー、ポリエステルアクリレート、ポリウレタンアクリレート、ポリエーテルアクリレート等の様な比較的分子量の大きな多官能モノマーが挙げられる。上記同様に、（メタ）アクリレートとの記載は、アクリレートとメタクリレートとを合わせた総称である。

　なかでも、硬化皮膜の耐熱性をより高めるためには、四官能～六官能の（メタ）アクリレートを用いることが好ましい。

　光重合開始剤としては、例えば、アセトフェノン、ベンゾフェノン、ベンジルジメチルケタノール、ベンゾイルパーオキサイド、２－クロロチオキサントン、１，３－ビス（４’－アジドベンザル）－２－プロパン、１，３－ビス（４－アジドベンザル）－２－プロパン－２’－スルホン酸、４，４’－ジアジドスチルベン－２，２’－ジスルホン酸、エタノン，１－〔９－エチル－６－[２－メチル－４－（２，２－ジメチル－１，３－ジオキソラニル）メトキシベンゾイル]－９．Ｈ．－カルバゾール－３－イル〕－，１－（Ｏ－アセチルオキシム）等が挙げられる。

　しかしながら、本発明の感光性組成物は、黒色であるため、硬化性に優れる光重合開始剤を用いることが好ましい。

　光透過率に影響を及ぼさないアルカリ可溶性樹脂と、光重合性モノマーを選択することにより、感光性組成物の硬化皮膜は、ブラックマトリックスに好適な、波長４００～８００ｎｍの範囲における最高光透過率が１％以下であり、波長８００～１１００ｎｍの近赤外線領域における光透過率８０％とすることができる。

　ブラックマトリックスの光透過率とは、ガラス基板等の透明基板上に形成された膜厚３μｍのブラックマトリックス（硬化膜）について、樹脂ブラックマトリックスが形成されていない該基板を対照として、分光光度計により測定された光透過率をいう。

　最高光透過率とは、特定の波長領域（範囲）における光透過率の中で最も大きな値を意味する。より詳しくは、特定の波長領域における光透過率曲線の最大値である。例えば、「波長４００ｎｍ～８００ｎｍの範囲における最高光透過率が１％以下である」とは、波長４００ｎｍ～８００ｎｍの範囲における光透過率曲線の最大値が１％以下であって、この範囲において光透過率が１％を超える領域がないことを意味する。

　一方、「波長８００ｎｍ～１１００ｎｍ」とは、いわゆる近赤外線領域を意味する。「波長８００ｎｍ～１１００ｎｍの近赤外線領域における光透過率が８０％以上のブラックマトリックスとは、すなわち、近赤外線長領域においては光の吸収が小さく、光透過率が高いブラックマトリックスである。

　近赤外線領域における光透過率が大きいほど、ブラックマトリックスは、発熱源であるＴＦＴ素子における発熱を発散しやすくなる。このため、ＴＦＴ素子においてはオン電流やオフ電流の増加も少なく、熱暴走を起こし難くなる。

　また、体積抵抗率が１×１０^１３Ω・ｃｍ以上かつ誘電率５以下となるようにすれば、漏れ電流によるＴＦＴ素子（薄膜トランジスタからなるスイッチング素子）の短絡を低減することができ、ＴＦＴ素子のスイッチングが正確に伝達され、液晶の駆動の乱れも低減することができる。

　体積抵抗率とは、物質の絶縁性の尺度であり、単位体積あたりの電気抵抗である。体積抵抗率は、例えば、社団法人電気学会「電気学会大学講座電気電子材料－基礎から試験法まで－」（株式会社オーム社、２００６年、第２２３頁～第２３０頁）等に記載されている手法により測定することができる。

　誘電率とは、いわゆる比誘電率を意味し、物質の誘電率と真空の誘電率の比である。誘電率は、例えば、社団法人電気学会「電気学会大学講座電気電子材料－基礎から試験法まで－」（株式会社オーム社、２００６年、第２３３頁～第２４３頁）等に記載されている手法により測定することができる。

　この様な特性の本発明の感光性組成物は、本発明の着色組成物１００部当たり、アルカリ可溶性樹脂と光重合性モノマーの合計が３～２０部、光重合性モノマー１部当たり０．０５～３部の光重合開始剤と、必要に応じて、さらに上記した着色組成物の調製に用いた有機溶剤を添加し、均一となる様に攪拌分散してブラックマトリックス部を形成するための感光性組成物を得ることが出来る。

　フォトリソグラフィー方式でブラックマトリックスを形成させるには、本発明の感光性組成物を低粘度で塗工性、作業性に優れたものとするために、少なくとも、質量換算で不揮発分は５～２０％となるように調製することが好ましい。

　現像液としては、公知慣用のアルカリ水溶液を使用することが出来る。特に前記感光性組成物には、アルカリ可溶性樹脂が含まれていることから、アルカリ水溶液での洗浄がブラックマトリックス部の形成に効果的である。本発明の感光性組成物の優れた耐熱性は、この様なアルカリ洗浄後に焼成を行なうカラーフィルタの製造方法において発揮される。

　顔料分散法のうち、フォトリソグラフィー法によるブラックマトリックス部の製造方法について詳記したが、本発明の感光性組成物を使用して調製されたブラックマトリックス部は、その他の電着法、転写法、ミセル電解法、ＰＶＥＤ（Ｐｈｏｔｏ　Ｖｏｌｔａｉｃ　Ｅｌｅｃｔｒｏ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法等の方法で形成して、カラーフィルタを製造してもよい。

　カラーフィルタは、赤色有機顔料、緑色有機顔料、青色有機顔料ならびに本発明の着色組成物を使用して得た各色の感光性組成物を使用し、平行な一対の透明電極間に液晶材料を封入し、透明電極を不連続な微細区間に分割すると共に、この透明電極上のブラックマトリックスにより格子状に区分けされた微細区間のそれぞれに、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）および青（Ｂ）のいずれか１色から選ばれたカラーフィルタ着色画素部を交互にパターン状に設ける方法、あるいは基板上にカラーフィルタ着色画素部を形成した後、透明電極を設ける様にすることで得ることが出来る。

　本発明の感光性組成物から得られるブラックマトリックス部は、上記した各色有機顔料が黒色となる様に含まれたものであり、一見すると、各色の感光性組成物を混合して黒色感光性組成物を調製した場合と、同様のブラックマトリックスが得られるかの様に思われるが、本発明では、感光性組成物とする以前の段階である着色組成物の調製時に、予め、各色の有機顔料が混合される結果、より均一な混合が達成され、より優れた特性のブラックマトリックスが得られる。

　以下、実施例および比較例を用いて本発明をさらに詳細に説明する。以下の実施例および比較例において、「部」および「％」は、いずれも質量基準である。

（実施例１）
＜顔料のソルトミリング工程＞
ＦＡＳＴＯＧＥＮ　ＢＬＵＥ　８５１０（ＤＩＣ株式会社製、亜鉛フタロシアニン粗顔料）１００部、塩化ナトリウム１０００部、およびジエチレングリコール２００部をステンレス製１Ｌニーダー（井上製作所社製）に仕込み、９０℃で７時間混練した。つぎにこの混合物を２リットルの温水に投入し、３０分間攪拌してスラリー状とし、比電導度１５０μＳ／ｃｍ以下となるまで濾過、水洗をくりかえして塩化ナトリウムおよび溶剤を除き、乾燥、粉砕し、顔料（Ｐ－１）を得た。

＜着色組成物の作製工程＞
顔料（Ｐ－１）４．５部、Ｓｙｍｕｌｅｒ　Ｆａｓｔ　Ｙｅｌｌｏｗ　４１１９（ＤＩＣ株式会社製、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１３９、着色剤）６．０部、ＦＡＳＴＯＧＥＮ　ＳＵＰＥＲ　ＶＩＯＬＥＴ　ＲＮ－ＳＵ－０２（ＤＩＣ社製、ピグメント・バイオレット２３、着色剤）４．５部、樹脂系分散剤としてＰＢ－８２１（味の素ファインテクノ株式会社製、ポリエステル樹脂系分散剤）４．５部、プロピレングリコールモノメチルアセテート７３．７５部の混合物に０．２～０．３ｍｍφのジルコニアビーズを加え、ペイントコンディショナー（東洋精機株式会社製）で２時間分散し、着色組成物（Ａ－１）を得た。

＜感光性樹脂組成物の作製工程＞
着色組成物（Ａ－１）１００部、アルカリ可溶性樹脂（Ｂ）としてメタクリル酸／こはく酸モノ（２－メタクリロイロキシエチル）／Ｎ－フェニルマレイミド／スチレン／ベンジルメタクリレート共重合体（共重合質量比＝２５／１０／３０／２０／１５、Ｍｗ＝１２，０００、Ｍｎ＝６，５００）５部、光重合性モノマー（Ｃ）としてジペンタエリスリトールヘキサアクリレート１０部、光重合開始剤（Ｄ）としてエタノン，１－〔９－エチル－６－[２－メチル－４－（２，２－ジメチル－１，３－ジオキソラニル）メトキシベンゾイル]－９．Ｈ．－カルバゾール－３－イル〕－，１－（Ｏ－アセチルオキシム）を１部、および有機溶剤（Ｅ）としてジプロピレングリコールジメチルエーテル２５部、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート２５重量部、３－メトキシブチルアセテート７５部、シクロヘキサノン５０部を混合して、感光性樹脂組成物（Ｘ－１）を調製した。

＜ブラックマトリックスの作製工程＞
　１０ｃｍ角のガラス基板（日本電気硝子製カラーフィルタ用ガラス板「ＯＡ－１０」）を信越化学製シランカップリング剤「ＫＢＭ－６０３」の１％希釈液に３分間浸漬し、１０秒間水洗して、エアーガンで水切り後、１１０℃のオーブンで５分間乾燥した。このガラス基板上に、上記にて調製した感光性樹脂組成物（Ｘ－１）をスピンコーターを用いて塗布した。１分間真空乾燥後、ホットプレート上で９０℃にて９０秒間加熱乾燥し、乾燥膜厚約３．５μｍの塗布膜を得た。その後、塗布膜側から、１５μｍ幅の細線パターンマスクを介して画像露光を施すもの（パターン１）と、マスクを介さずに全面に露光を施すもの（パターン２）との２通りの露光を行った。露光条件は、それぞれ３ｋＷ高圧水銀灯を用い５０ｍＪ／ｃｍ^２（ｉ線基準）とした。次いで、０．０５％の水酸化カリウムと０．０８％のノニオン性界面活性剤（花王製「Ａ－６０」）を含有する水溶液よりなる現像液を用い、２３℃において水圧０．１５ＭＰａのシャワー現像を施した後、純水にて現像を停止し、水洗スプレーにて洗浄しブラックマトリックス（Ｂ－１）を得た。なお、シャワー現像時間は、１０～１２０秒間の間で調整し、未露光の塗布膜が溶解除去される時間の１．５倍とした。
（実施例２）

実施例１の顔料（Ｐ－１）を、ソルトミリング処理を施していないＦＡＳＴＯＧＥＮ　ＢＬＵＥ　８５１０（ＤＩＣ株式会社製、亜鉛フタロシアニン粗顔料）に変更した以外は、実施例１と同条件で着色組成物（Ａ－２）を作製した。着色組成物（Ａ－１）を着色組成物（Ａ－２）に代える以外は、上記実施例１と同様の操作を行い、ブラックマトリックス（Ｂ－２）を調製した。

［比較例１］
実施例１の顔料（Ｐ－１）をＦＡＳＴＯＧＥＮ　ＢＬＵＥ　５３７５（ＤＩＣ株式会社製、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：３）に変更した以外は、実施例１と同条件で着色組成物（Ａ－３）を作製した。着色組成物（Ａ－１）を着色組成物（Ａ－３）に代える以外は、上記実施例１と同様の操作を行い、ブラックマトリックス（Ｂ－３）を調製した。

［比較例２］
実施例１の顔料（Ｐ－１）をＦＡＳＴＯＧＥＮ　ＢＬＵＥ　ＥＰ－ＣＦ（ＤＩＣ株式会社製、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：６）に変更した以外は、実施例１と同条件で着色組成物（Ａ－４）を作製した。着色組成物（Ａ－１）を着色組成物（Ａ－４）に代える以外は、上記実施例１と同様の操作を行い、ブラックマトリックス（Ｂ－４）を調製した。

（比較例３）
実施例１の顔料（Ｐ－１）をＦＡＳＴＯＧＥＮ　ＢＬＵＥ　８１３０（ＤＩＣ株式会社製、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１６）に変更した以外は、実施例１と同条件で着色組成物（Ａ－５）を作製した。着色組成物（Ａ－１）を着色組成物（Ａ－５）に代える以外は、上記実施例１と同様の操作を行い、ブラックマトリックス（Ｂ－５）を調製した。

〈評価〉
　実施例、比較例で作製したブラックマトリックスのＯＤ値を、実施例１のＯＤ値を１００に換算して、表１に記載した。

＜光学濃度＞
　透過濃度計（エックスライト製Ｘ－Ｒｉｔｅ　３６１Ｔ）を用いて得られた測定値を下記計算式（１）に適用し求めた。

　ＯＤ値＝ｌｏｇ₁₀（Ｉ_０／Ｉ）　　　（１）

　以上より、銅フタロシアニン又は無金属フタロシアニンからなる比較例１～３と比較すると、本発明の顔料組成物から得られたブラックマトリックスは、従来よりもＯＤ値が向上することが明らかとなった。　

Claims

下記一般式（１）で示される亜鉛フタロシアニンを含有することを特徴とする遮光性顔料組成物。

(式中、Ｘ_１～Ｘ_１６はそれぞれ水素原子又はハロゲン原子又は置換基を有していてもよい一価の炭化水素基を示す。）
前記一般式（１）中のＸ_１～Ｘ_１６が水素原子である請求項１記載の遮光性顔料組成物。
　請求項１～２いずれか一項記載の遮光性顔料組成物を含有するディスプレイ用遮光性部材。