(57)【要約】【課題】  本発明は、表面平滑性及び遮光性に優れた、高い光学濃度を有するブラックマトリックスを得ることができるブラックマトリックス用黒色着色材料、該ブラックマトリックス用黒色着色材料を含有するブラックマトリックス用黒色組成物、該黒色組成物から得られる感光性が付与されたブラックマトリックス用黒色組成物、該ブラックマトリックス用黒色組成物又は該感光性ブラックマトリックス用黒色組成物から得られる塗膜形成物を含むカラーフィルターを提供する。【解決手段】  カーボンブラック粒子粉末の粒子表面の少なくとも１部が表面処理剤によって被覆されていると共に、該表面処理剤被覆カーボンブラック粒子の粒子表面に顔料誘導体及び／又は有機顔料が存在する黒色複合粒子粉末からなるブラックマトリックス用黒色着色材料である。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
カーボンブラック粒子粉末の粒子表面の少なくとも１部が表面処理剤によって被覆されていると共に、該表面処理剤被覆カーボンブラック粒子の粒子表面に顔料誘導体及び／又は有機顔料が存在する黒色複合粒子粉末からなることを特徴とするブラックマトリックス用黒色着色材料。
【請求項２】
カーボンブラック粒子粉末の粒子表面の少なくとも１部が表面処理剤によって被覆されていると共に、該表面処理剤被覆カーボンブラック粒子の粒子表面に顔料誘導体が存在する黒色複合粒子粉末からなることを特徴とするブラックマトリックス用黒色着色材料。
【請求項３】
カーボンブラック粒子粉末の粒子表面の少なくとも１部が表面処理剤によって被覆されていると共に、該表面処理剤被覆カーボンブラック粒子の粒子表面にフタロシアニン誘導体、もしくはＣＩＥ  Ｌａｂ色空間表示系におけるＬ＊値が４０以下、彩度Ｃ＊値が３０以下である有機顔料が存在する黒色複合粒子粉末からなることを特徴とするブラックマトリックス用黒色着色材料。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３記載のブラックマトリックス用黒色着色材料を溶剤に分散してなることを特徴とするブラックマトリックス用黒色組成物。
【請求項５】
請求項４記載のブラックマトリックス用黒色組成物が、少なくとも一つの酸性基及び／又は潜在性酸性基を有する透明樹脂を含有することを特徴とするブラックマトリックス用黒色組成物。
【請求項６】
請求項５記載のブラックマトリックス用黒色組成物が、光ラジカル重合開始剤とエチレン性不飽和二重結合を２つ以上有する多官能性モノマーとを含有することを特徴とする感光性が付与されたブラックマトリックス用黒色組成物。
【請求項７】
請求項５記載のブラックマトリックス用黒色組成物が、光酸発生剤を含有することを特徴とする感光性が付与されたブラックマトリックス用黒色組成物。
【請求項８】
請求項５乃至７のいずれかに記載のブラックマトリックス用黒色組成物からなるブラックマトリックス。
【請求項９】
請求項５乃至７のいずれかに記載のブラックマトリックス用黒色組成物からなる塗膜形成物を含有することを特徴とするカラーフィルター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面平滑性及び遮光性に優れた、高い光学濃度を有するブラックマトリックスを得ることができるブラックマトリックス用黒色着色材料、該ブラックマトリックス用黒色着色材料を含有するブラックマトリックス用黒色組成物、該黒色組成物から得られる感光性が付与されたブラックマトリックス用黒色組成物、該ブラックマトリックス用黒色組成物又は該感光性ブラックマトリックス用黒色組成物から得られる塗膜形成物を含むカラーフィルターを提供する。
【背景技術】
【０００２】
現在の情報化社会において、パーソナルコンピュータを始めとした各種情報機器がビジネス用、個人・家庭用を問わず普及しており、その端末には必ずディスプレイが組み込まれている。殊に、携帯型の情報機器は、軽量、省スペースが要求されることから、液晶表示素子（ＬＣＤ）が用いられていると共に、カラー化が進んでいる。
【０００３】
カラー液晶表示素子（ＬＣＤ）は、ガラス基板上に、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３原色又はＣ（シアン）、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）の３原色を規則的に配列したカラーフィルター層と遮光用のブラックマトリックス層を形成することにより得られる。
【０００４】
ブラックマトリックス層は、１）画素以外の部分でのバックライトの光を遮り表示コントラストを向上する、２）隣接する各画素の混色を防止し、色純度の低下を防ぐ、３）光電流によるＴＦＴの動作不全を防止する、４）表示面への背景光の映り込みによるコントラストの低下を防ぐ、等の目的のために設けられている。
【０００５】
近年の液晶表示素子（ＬＣＤ）の高画質化に伴い、ブラックマトリックス層にもより高性能化が求められており、上記目的を達成するために、高い遮光率、低反射率及びファインパターン性が要求されている。
【０００６】
これまでに、塗料中における分散安定性を改善することを目的として、有機色素誘導体等をカーボンブラック表面に湿式処理（特許文献１及び２）又は乾式処理（特許文献３）することが行われている。
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−３１３８３７号公報
【特許文献２】特開２００４−２２４９４７号公報
【特許文献３】特開２００４−２２４９４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
表面平滑性及び遮光性に優れた、高い光学濃度を有するブラックマトリックスを得ることのできるブラックマトリックス用黒色着色材料は、現在最も要求されているところであるが、未だ得られていない。
【０００９】
また、特許文献１乃至２には、有機色素誘導体等をカーボンブラック表面に湿式処理することが記載されているが、溶剤中で処理を行うと、溶剤とカーボンブラック表面との相溶性の点から、十分な量の有機色素誘導体を処理するためには過剰の有機色素誘導体が必要であり、工業的及び環境負荷の観点から不利である。また、粒子表面からの脱離率が高く、ブラックマトリックス用黒色組成物中での効果的な分散が期待できないため、十分な表面平滑性及び光学濃度を有するブラックマトリックスを得ることは困難である。
【００１０】
また、特許文献３には、有機色素誘導体等をカーボンブラック表面に乾式処理することが記載されているが、カーボンブラックと有機色素誘導体とを物理的に混合しているだけであり、後出比較例に示す通り、粒子表面からの脱離率が高く、ブラックマトリックス用黒色組成物中での分散性が低下するため、十分な表面平滑性及び光学濃度を有するブラックマトリックスを得ることは困難である。
【００１１】
そこで、本発明は、表面平滑性及び遮光性に優れ、しかも、高い光学濃度を有するブラックマトリックスを得ることができるブラックマトリックス用黒色着色材料を得ることを技術的課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明者らは、前記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、カーボンブラック粒子粉末の粒子表面の少なくとも１部が表面処理剤によって被覆されていると共に該表面処理剤被覆表面に顔料誘導体及び／又は有機顔料が存在することを特徴とする黒色複合粒子粉末をブラックマトリックス用着色材として用いることにより、表面平滑性及び光学濃度に優れたブラックマトリックスが得られることを見いだし、本発明をなすに至った。
【００１３】
即ち、本発明は、カーボンブラック粒子粉末の粒子表面の少なくとも１部が表面処理剤によって被覆されていると共に、該表面処理剤被覆カーボンブラック粒子の粒子表面に顔料誘導体及び／又は有機顔料が存在する黒色複合粒子粉末からなることを特徴とするブラックマトリックス用黒色着色材料である（本発明１）。
【００１４】
また、本発明は、カーボンブラック粒子粉末の粒子表面の少なくとも１部が表面処理剤によって被覆されていると共に、該表面処理剤被覆カーボンブラック粒子の粒子表面に顔料誘導体が存在する黒色複合粒子粉末からなることを特徴とするブラックマトリックス用黒色着色材料である（本発明２）。
【００１５】
また、本発明は、カーボンブラック粒子粉末の粒子表面の少なくとも１部が表面処理剤によって被覆されていると共に、該表面処理剤被覆カーボンブラック粒子の粒子表面にフタロシアニン誘導体、もしくはＣＩＥ  Ｌａｂ色空間表示系におけるＬ＊値が４０以下、彩度Ｃ＊値が３０以下である有機顔料が存在する黒色複合粒子粉末からなることを特徴とするブラックマトリックス用黒色着色材料である（本発明３）。
【００１６】
また、本発明は、本発明１乃至３のブラックマトリックス用黒色着色材料を溶剤に分散してなることを特徴とするブラックマトリックス用黒色組成物である（本発明４）。
【００１７】
また、本発明は、本発明４のブラックマトリックス用黒色組成物が、少なくとも一つの酸性基及び／又は潜在性酸性基を有する透明樹脂を含有することを特徴とするブラックマトリックス用黒色組成物である（本発明５）。
【００１８】
また、本発明は、本発明５記載のブラックマトリックス用黒色組成物が、光ラジカル重合開始剤とエチレン性不飽和二重結合を２つ以上有する多官能性モノマーとを含有することを特徴とする感光性が付与されたブラックマトリックス用黒色組成物である（本発明６）。
【００１９】
また、本発明は、本発明５記載のブラックマトリックス用黒色組成物が、光酸発生剤を含有することを特徴とする感光性が付与されたブラックマトリックス用黒色組成物である（本発明７）。
【００２０】
また、本発明は、本発明５乃至７のいずれかのブラックマトリックス用黒色組成物からなるブラックマトリックスである（本発明８）。
【００２１】
また、本発明は、本発明５乃至７のいずれかのブラックマトリックス用黒色組成物からなる塗膜形成物を含むことを特徴とするカラーフィルターである（本発明９）。
【発明の効果】
【００２２】
本発明に係るブラックマトリックス用黒色着色材料は、ビヒクル中における分散性に優れると共に、着色力が高くいので、ブラックマトリックス用黒色着色材料として好適である。
【００２３】
本発明におけるブラックマトリックス用黒色組成物は、前記ブラックマトリックス用黒色着色材料を用いたことにより、高い光学濃度を有するブラックマトリックスを得ることができるので、ブラックマトリックス用黒色組成物として好適である。
【００２４】
本発明におけるカラーフィルターは、高い光学濃度を有するブラックマトリックスを用いているので、コントラストの高いカラーフィルターとして好適である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
本発明の構成をより詳しく説明すれば次の通りである。
【００２６】
先ず、本発明に係るブラックマトリックス用黒色着色材料について述べる。
【００２７】
本発明に係るブラックマトリックス用黒色着色材料は、芯粒子粉末であるカーボンブラックの粒子表面の少なくとも１部が表面処理剤によって被覆されていると共に、該表面処理剤被覆粒子及び／又は前記カーボンブラック粒子の粒子表面に有機顔料もしくは顔料誘導体が存在している複合粒子からなる。
【００２８】
本発明におけるカーボンブラック粒子粉末としては、ファーネスブラック、チャンネルブラック、アセチレンブラック及びサーマルブラック等を用いることができる。
【００２９】
カーボンブラックの粒子形状は、球状、粒状、多面体状、針状、紡錘状、米粒状、フレーク状、鱗片状及び板状等のいずれの形状であってもよい。
【００３０】
カーボンブラックの粒子サイズは平均粒子径０．００１〜２．０μｍが好ましく、より好ましくは０．００５〜１．５μｍ、更により好ましくは０．０１〜１．０μｍである。
【００３１】
平均粒子径が２．０μｍを超える場合には、得られるブラックマトリックス用黒色着色材料が粗大粒子となり、着色力及び隠蔽力が低下するため好ましくない。また、一般に、ブラックマトリックスの膜厚の上限値は２．０μｍ程度であるため、それ以上の粒子径の場合、表面が荒れるため好ましくない。
【００３２】
カーボンブラックのＢＥＴ比表面積値は０．５ｍ２／ｇ〜５００ｍ２／ｇ以上であり、好ましくは０．７５ｍ２／ｇ〜４００ｍ２／ｇ、より好ましくは１．０ｍ２／ｇ〜３００ｍ２／ｇである。
【００３３】
本発明におけるカーボンブラックの黒色度は、Ｌ＊値が３３．０以下であり、好ましくは３２．０以下、より好ましくは３１．０以下である。
【００３４】
本発明におけるカーボンブラックの隠蔽力は、２，０００ｃｍ２／ｇ以上が好ましく、より好ましくは２，５００ｃｍ２／ｇ以上、更に好ましくは３，０００ｃｍ２／ｇ以上である。
【００３５】
本発明に用いられるカーボンブラックの粒子表面は、該表面の少なくとも１部が表面処理剤によって被覆されている。表面処理剤としては、カーボンブラックの粒子表面へ顔料誘導体及び／又は有機顔料を付着できるものであれば何を用いてもよく、表面処理剤としては、アルコキシシラン、フルオロアルキルシラン、シラン系カップリング剤及びオルガノポリシロキサン等の有機ケイ素化合物、チタネート系、アルミネート系及びジルコネート系などのカップリング剤、低分子あるいは高分子界面活性剤等が好適に用いられる。より好ましくはアルコキシシラン、フルオロアルキルシラン、シラン系カップリング剤及びオルガノポリシロキサン等の有機ケイ素化合物である。
【００３６】
有機ケイ素化合物としては、メチルトリエトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、プロピルトリエトキシシラン、ブチルトリエトキシシラン、イソブチルトリメトキシシラン、ヘキシルトリエトキシシラン、オクチルトリエトキシシラン及びデシルトリエトキシシラン等のアルコキシシラン、トリフルオロプロピルトリメトキシシラン、トリデカフルオロオクチルトリメトキシシラン、ヘプタデカフルオロデシルトリメトキシシラン、トルフルオロプロピルトリエトキシシラン、ヘプタデカフルオロデシルトリエトキシシラン及びトリデカフルオロオクチルトリエトキシシラン等のフルオロアルキルシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、γ―アミノプロピルトリエトキシシラン、γ―グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ―メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ―メタクロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−（β−アミノエチル）−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−クロロプロピルトリメトキシシラン等のシラン系カップリング剤、ポリシロキサン、メチルハイドロジェンポリシロキサン、変性ポリシロキサン等のオルガノポリシロキサン等が挙げられる。
【００３７】
チタネート系カップリング剤としては、イソプロピルトリステアロイルチタネート、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、イソプロピルトリ（Ｎ−アミノエチル・アミノエチル）チタネート、テトラオクチルビス（ジトリデシルホスフェートチタネート、テトラ（２，２ジアリルオキシメチル−１−ブチル）ビス（ジトリデシル）ホスフェートチタネート、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等が挙げられる。
【００３８】
アルミネート系カップリング剤としては、アセトアルコキシアルミニウムジイソプロピレート、アルミニウムジイソプロポキシモノエチルアセトアセテート、アルミニウムトリスエチルアセトアセテート、アルミニウムトリスアセチルアセトネート等が挙げられる。
【００３９】
ジルコネート系カップリング剤としては、ジルコニウムテトラキスアセチルアセトネート、ジルコニウムジブトキシビスアセチルアセトネート、ジルコニウムテトラキスエチルアセトアセテート、ジルコニウムトリボトキシモノエチルアセトアセテート、ジルコニウムトリブトキシアセチルアセトネート等が挙げられる。
【００４０】
低分子系界面活性剤としては、アルキルベンゼンスルホン酸塩、ジオクチルスルホンコハク酸塩、アルキルアミン酢酸塩、アルキル脂肪酸塩等が挙げられる。高分子系界面活性剤としては、ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸塩、カルボキシメチルセルロース、アクリル酸−マレイン酸塩コポリマー、オレフィン−マレイン酸塩コポリマー等が挙げられる。
【００４１】
表面処理剤の被覆量は、カーボンブラックに対して表面処理剤に含まれる金属元素換算で０．０２〜５．０重量％であることが好ましい。より好ましくは０．０３〜３．０重量％、更により好ましくは０．０５〜２．０重量％である。０．０２重量％未満の場合には、カーボンブラック１００重量部に対して０．０５重量部以上の顔料誘導体及び／又は有機顔料を付着させることが困難である。５．０重量％までの被覆量で、カーボンブラック１００重量部に対して顔料誘導体及び／又は有機顔料を０．０５〜５０重量部付着させることができるため、必要以上に被覆する意味がない。
【００４２】
本発明における有機顔料としては、一般に、着色剤として用いられている赤色系有機顔料、青色系有機顔料、黄色系有機顔料、緑色系有機顔料、橙色系有機顔料、褐色系有機顔料及び紫色系有機顔料等の各種有機顔料粒子粉末を使用することができる。
【００４３】
各種有機顔料の中で、赤色系有機顔料としては、ブリリアントカーミン、パーマネントレッド等のアゾ系顔料、縮合アゾレッド等の縮合アゾ顔料及びジアミノアントラキノニルレッド、キナクリドンレッド、チオインジゴレッド、ペリレンレッド、ペリノンレッド、イソインドリンレッド、ジケトピロロピロールレッド等の縮合多環系顔料を用いることができる。青色系有機顔料としては、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー、ファストスカイブルー等のフタロシアニン系顔料、インダンスロンブルー、インジゴブルー等の縮合多環系顔料及びアルカリブルーを用いることができる。黄色系有機顔料としては、ハンザエロー等のモノアゾ系顔料、ベンジジンエロー、パーマネントエロー等のジスアゾ系顔料、縮合アゾイエロー等の縮合アゾ顔料及びアントラピリミジンイエロー、イソインドリノンイエロー、イソインドリンイエロー、キノフタロンイエロー等の縮合多環系顔料を用いることができる。緑色系有機顔料としては、フタロシアニングリーン等のフタロシアニン系顔料を用いることができる。橙色系有機顔料としては、パーマネントオレンジ、リソールファストオレンジ、ピラゾロンオレンジ、バルカンファストオレンジ等のアゾ系顔料及びキナクリドン、ペリノンオレンジ、イソインドリノンオレンジ、イソインドリンオレンジ、ジケトピロロピロールオレンジ等の縮合多環系顔料を用いることができる。褐色系有機顔料としては、パーマネントブラウン、パラブラウン、ベンズイミダゾロンブラウン等のアゾ系顔料及びチオインジゴブラウン等の縮合多環系顔料を用いることができる。紫色系有機顔料としては、ファストバイオレット等のアゾ系顔料及び無置換キナクリドン、ジオキサジンバイオレット、ペリレンバイオレット等の縮合多環系顔料を用いることができる。得られるブラックマトリックス用黒色着色材料の黒色度を考慮すれば、ＣＩＥ  Ｌａｂ色空間表示系におけるＬ＊値が７０．０以下のものが好ましく、より好ましくは５０．０以下、更により好ましくは４０．０以下である。また、同様の理由で、彩度Ｃ＊値は４０．０以下以下のものが好ましく、より好ましくは３０．０以下、更により好ましくは２０．０以下である。
【００４４】
本発明における顔料誘導体としては、有機顔料の顔料骨格中に置換基を導入して得られた化合物を用いることができる。
【００４５】
主骨格となる有機顔料としては、フタロシアニン系顔料、キクリドン系、アントラキノン系、ペリレン系、ペリノン系、インジゴ系、ジオキサジン系、キノフタロン系、イソインドリノン系、イソインドリン系、ジケトピロロピロール系等の縮合多環系顔料及びアゾ系顔料等が挙げられる。
【００４６】
顔料誘導体の置換基としては、スルホン酸基、カルボキシル基、リン酸基、アルキルアミノ基、フタルイミド基等が挙げられる。具体的には、−ＳＯ３Ｍ、−ＯＳＯ３Ｍ、−ＣＯＯＭ、−Ｐ＝Ｏ（ＯＭ）２（式中、Ｍは水素原子あるいはリチウム、カリウム、ナトリウム等のアルカリ金属を示す）、−ＮＲ１Ｒ２、−ＮＲ１Ｒ２Ｒ３＋Ｘ−の末端基を有する側鎖型アミン、＞ＮＲ１Ｒ２＋Ｘ−で表される主鎖型アミン（式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３は水素原子あるいは炭化水素基を表し、Ｘ−はフッ素、塩素、臭素、ヨウ素等のハロゲン元素イオンあるいは無機・有機イオンを表す）等である。
【００４７】
具体的には、フタロシアニン系誘導体及びアゾ系顔料誘導体である、Ｓｏｌｓｐｅｒｓｅ  ５０００（商品名）、Ｓｏｌｓｐｅｒｓｅ  １２０００（商品名）、Ｓｏｌｓｐｅｒｓｅ  ２２０００（商品名）（以上、アビシア株式会社製）、ＥＦＫＡ  ６７４５（商品名）、ＥＦＫＡ  ６７５０（商品名）（以上、エフカ  アディティブズ製）等の市販品を好適に使用することができる。有機顔料と同様の理由から、フタロシアニン系誘導体がより好ましい。
【００４８】
得られるブラックマトリックス用黒色着色材料の黒色度を考慮すれば、酸性系の置換基を有するフタロシアニン系誘導体を用いることが好ましく、より好ましくは置換基としてスルホン酸基を有するフタロシアニン系誘導体である。
【００４９】
本発明における顔料誘導体及び／又は有機顔料の付着量は、芯粒子粉末の表面積によっても異なるが、芯粒子粉末１００重量部に対して顔料誘導体と有機顔料の総量として０．０５〜５０重量部であり、好ましくは０．１〜４０重量部、より好ましくは０．２〜３０重量部である。０．０５重量部未満の場合には、芯粒子の粒子表面を被覆する顔料誘導体及び有機顔料が少なすぎるため、本発明の目的とする黒色複合粒子粉末を得ることが困難となる。５０重量部を超える場合には、芯粒子粉末に対して顔料誘導体及び有機顔料が多すぎるため、黒色組成物中における分散性及び分散安定性が低下する。
【００５０】
本発明に係るブラックマトリックス用黒色着色材料の粒子形状や粒子サイズは、芯粒子であるカーボンブラックの粒子形状や粒子サイズに大きく依存し、芯粒子に相似する粒子形態を有している。
【００５１】
即ち、本発明に係るブラックマトリックス用黒色着色材料の平均粒子径は０．００１〜２．０μｍが好ましく、より好ましくは０．００５〜１．５μｍ、更により好ましくは０．０１〜１．０μｍである。
【００５２】
平均粒子径が２．０μｍを超える場合には、粒子サイズが大きすぎるため、着色力及び隠蔽力が低下するため好ましくない。また、一般に、ブラックマトリックスの膜厚の上限値は２．０μｍ程度であるため、それ以上の粒子径の場合、表面が荒れるため好ましくない。平均粒子径が０．００１μｍ未満の場合には、ビヒクル中への分散が困難となる場合がある。
【００５３】
本発明に係るブラックマトリックス用黒色着色材料の粒子形状は、球状、粒状、多面体状、針状、紡錘状、米粒状、フレーク状、燐片状及び板状等のいずれの形状であってもよい。
【００５４】
本発明に係るブラックマトリックス用黒色着色材料のＢＥＴ比表面積値は０．５ｍ２／ｇ〜５００ｍ２／ｇが好ましく、より好ましくは０．７５ｍ２／ｇ〜４００ｍ２／ｇ、更により好ましくは１．０ｍ２／ｇ〜３００ｍ２／ｇである。ＢＥＴ比表面積値が０．５ｍ２／ｇ未満の場合には、粒子が粗大であり、着色力及び隠蔽力が低下するため好ましくない。
【００５５】
本発明に係るブラックマトリックス用黒色着色材料の黒色度は、Ｌ＊値が２９．０以下であり、好ましくは２８．０以下であり、更により好ましくは２７．０以下である。Ｌ＊値が２９．０を超える場合には、明度が高過ぎるため、光学濃度の高いブラックマトリックスを得ることが困難となる。
【００５６】
本発明に係るブラックマトリックス用黒色着色材料の隠蔽力は、４，０００ｃｍ２／ｇ以上が好ましく、より好ましくは５，０００ｃｍ２／ｇ以上、更に好ましくは６，０００ｃｍ２／ｇ以上，最も好ましくは７，０００ｃｍ２／ｇ以上である。隠蔽力が４，０００ｃｍ２／ｇ未満の場合には、遮光性に優れたブラックマトリックスを得ることが困難となる。
【００５７】
本発明に係るブラックマトリックス用黒色着色材料の顔料誘導体もしくは有機顔料の脱離率は、後述する評価方法において、２０％以下が好ましく、より好ましくは１５％以下、更により好ましくは１０％以下である。顔料誘導体もしくは有機顔料の脱離率が２０％を超える場合には、カーボンブラック粒子表面からの脱離率が高く、ブラックマトリックス用黒色組成物中での効果的な分散が期待できないため、これを用いてブラックマトリックスとした場合、十分な光学濃度及び表面平滑性を得ることが困難となる。
【００５８】
次に、本発明に係るブラックマトリックス用黒色組成物について述べる。
【００５９】
本発明に係るブラックマトリックス用黒色組成物は、本発明に係るブラックマトリックス用黒色着色材料を溶剤に分散して構成され、更に、少なくとも一つの酸性基を有する透明樹脂を含有して構成され、更にまた、感光性を付与するために、光重合開始剤及びエチレン性不飽和二重結合を２つ以上有する多官能性モノマーあるいは光酸発生剤を含有して構成される。
【００６０】
以下に、本発明に係るブラックマトリックス用黒色組成物を構成する化合物及び組成物について詳細に説明する。
【００６１】
本発明４に係るブラックマトリックス用黒色組成物は、前記ブラックマトリックス用黒色着色材料及び溶剤を含んでいる。必要により、分散剤などを添加してもよい。
【００６２】
＜溶剤＞
本発明における溶剤としては、ブラックマトリックス用黒色着色材料及び透明樹脂、更には、エチレン性不飽和二重結合を２つ以上有する多官能性モノマー、光重合開始剤及び光酸発生剤を溶解あるいは分散し、且つ、塗布後に揮発除去できるものであれば、適宜用いることができる。例えば、水；トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素；メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類；Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチルピロリドン等のアミド類；エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングル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、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エチルエーテル等のエーテルアルコール類；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アセテート、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アセテート等のエーテルアセテート類；酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸イソブチル、乳酸メチルエステル等の酢酸エステル類；乳酸エチルエステル、乳酸プロピルエステル等の乳酸エステル類；エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、γ−ブチルラクトン等の環状エステル類等を用いることができる。これらの溶剤は１種又は２種以上を混合して用いることができる。
【００６３】
本発明における溶剤の使用割合は、ブラックマトリックス用黒色着色材料、透明樹脂、更には、多官能性モノマーや光重合開始剤の全量に対して５〜９０重量％、好ましくは１０〜８０重量％である。５重量％未満の場合には粘度が高くて均一な製膜が困難となる。９０重量％以上の場合、塗布膜が薄くなり、十分な光学濃度を有するブラックマトリックスを得ることが困難となる。
【００６４】
＜分散剤＞
本発明における分散剤としては、ラウリル硫酸アンモニウム、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸トリエタノールアミン等のアニオン性界面活性剤、ステアリルアミンアセテート、ラウリルトリメチルアンモニウムクロライド等のカチオン性界面活性剤、ラウリルジメチルアミンオキサイド、ラウリルカルボキシメチルヒドロキシエチルイミダゾリウムベタイン等の両性界面活性剤、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ソルビタンモノステアレート等の非イオン性界面活性剤の１種又は２種以上を用いることができる。
【００６５】
殊に、溶剤が水の場合には、分散剤としてアニオン界面活性剤、ノニオン界面活性剤、カチオン界面活性剤、ナフタレンスルホン酸ナトリウムホルマリン縮合物、アセチレングリコール系分散剤等を好適に用いることができる。
【００６６】
本発明４に係るブラックマトリックス用黒色組成物の粘度は、０．５〜８００ｍＰａ・ｓであることが好ましい。粘度が８００ｍＰａ・ｓを超える場合には、均一なコーティングが困難となる。０．５ｍＰａ・ｓ未満の場合には、塗膜が薄くなりすぎるために好ましくない。
【００６７】
また、本発明４に係るブラックマトリックス用黒色組成物を用いて得られた黒色膜の波長５５５ｎｍにおける光透過率は、膜厚が０．３〜０．４μｍの範囲で２．０％以下が好ましく、より好ましくは１．５％以下である。
【００６８】
本発明５に係るブラックマトリックス用黒色組成物は、前記本発明４のブラックマトリックス用黒色組成物に透明樹脂を添加したものからなる。
【００６９】
＜透明樹脂＞
本発明における透明樹脂としては、アルカリ現像液に可溶であり、可視波長領域に吸収帯を有さず、且つ、フィルム形成能を有する、という条件を満たすものであればいかなるものでもよい。このための透明樹脂としては、一つ以上の酸性基で置換されたポリマー、あるいは、酸の作用による脱保護反応によって酸性基に変換される潜在性酸性基を１つ以上有するポリマーが挙げられる。本発明における酸性基は、フェノール性水酸基及びカルボキシル基であり、その導入量はアルカリ水溶液への溶解性によって適宜調節すればよい。
【００７０】
フェノール性水酸基を有するポリマーとしては、ノボラック樹脂、４−ヒドロキシスチレンのホモポリマー及び共重合体を挙げることができる。
【００７１】
カルボキシル基を有する透明樹脂としては、エチレン性不飽和モノマーと他の共重合可能な不飽和モノマーとのビニル系共重合体が好ましい。このためのカルボキシル基を有するモノマーとしては、アクリル酸、メタクリル酸、２−アクロイルオキシエチルフタレート、２−アクロイルオキシプロピルフタレート、マレイン酸、無水マレイン酸、イタコン酸、無水イタコン酸等を挙げることができる。これらのカルボキシル基を有するモノマーと共重合する他のモノマーとしては、（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、（メタ）アクリル酸シクロヘキシル、（メタ）アクリル酸イソボルニル、（メタ）アクリル酸２−ヒドロキシエチル、（メタ）アクリル酸２−ヒドロキシプロピル、（メタ）アクリル酸ベンジル、（メタ）アクリル酸フェニル、（メタ）アクリル酸２−エトキシエチル、（メタ）アクリル酸２−フェノキシエチル、（メタ）アクリル酸２−（Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノ）エチル、（メタ）アクリル酸グリシジル、（メタ）アクリロニトリル、（メタ）アクリルアミド、メタ（ア）クロイルモルホリド、Ｎ−メチルマレイミド、Ｎ−フェニルマレイミド、Ｎ−シクロヘキシルマレイミド、スチレン、４−ビニルトルエン、酢酸ビニル、ビニルメチルエーテル等を挙げることができることができるが、この限りではない。
【００７２】
該透明樹脂におけるカルボキシル基含有モノマーが占めるモル割合は、０．００５〜０．５、好ましくは０．０５〜０．４である。０．００５未満のモル割合を持つ共重合体ではアルカリ水溶液に対する溶解性が低下して、パターニングにおける地汚れが発生しやすくなる。一方、０．５を越えるモル割合では、得られる感光性組成物からなる塗膜を露光した後にアルカリ現像を施すと、不溶化した露光部の膨潤が起こるために解像性が低下したり、塗膜表面の平滑性が損なわれる。透明樹脂の重量平均分子量は２０００〜５０００００、好ましくは３０００〜３０００００である。
【００７３】
カルボキシル基を含有する透明樹脂として、テトラカルボン酸二無水物とジアミンとの重付加反応により得られるポリアミック酸を用いることができる。テトラカルボン酸二無水物の例として、１，２，３，４―シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、１，２，３，４−シクロペンタンテトラカルボン酸二無水物、１，２，３，５−シクロペンタンテトラカルボン酸二無水物、１，２，４，５−ビシクルヘキセンテトラカルボン酸二無水物、３，３’，４，４’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、ピロメリット酸二無水物、３，３’，４，４’−ジフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物、３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。また、これらの二無水物を１種または２種以上を用いることができる。これらの二無水物と反応させるジアミンとしては、エチレンジアミン、１，３−ジアミノシクロヘキサン、１，４−ジアミノシクロヘキサン、４，４’―ジアミノジフェニルエーテル、３，４’−ジアミノジフェニルエーテル、４，４’−ジアミノジフェニルメタン、３，３’−ジアミノジフェニルメタン、４，４’−ジアミノジフェニルスルホン、３，３’−ジアミノジフェニルスルホン、ｍ−フェニレンジアミン、ｐ−フェニレンジアミン、２，４−ジアミノトルエン、２，５−ジアミノトルエン等を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
【００７４】
ポリアミック酸の合成は、極性有機溶媒中でテトラカルボン酸二無水物とジアミンを公知の方法により行われるが、その混合モル比によってポリアミック酸の重合度を調整することができる。
【００７５】
潜在性酸性基を有する透明樹脂は、光酸発生剤から発生する酸の触媒作用によってカルボキシル基あるいはフェノール性水酸基を生成する置換基を有するポリマーであり、アルカリ現像性化学増幅型フォトレジストに用いられるベースポリマーを活用することができる（Ｃ．Ｐ．Ｗｏｎｇ編、Ｐｏｌｙｍｅｒｓ  ｆｏｒ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  ａｎｄ  Ｐｈｏｔｏｎｉｃ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ，Ａｃａｄｅｍｉｃ  Ｐｒｅｓｓ，ｐ．６７（１９９３）参照）。例えば、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、ｔｅｒｔ−ブチル（メタ）アクリレート、ｔｅｒｔ−アミル（メタ）アクリレート、１，１−ジメチルベンジル（メタ）アクリレート、１−エトキシエチル（メタ）アクリレート等と（メタ）アクリル酸を含む他のアクリレートモノマーとの共重合体、４−（ｔｅｒｔ−ブトキシカルボニルオキシ）スチレン、４−（１−メトキシエトキシ）スチレン、４−（１−エトキシエトキシ）スチレン等のホモポリマーあるいは４−ヒドロキシスチレンとの共重合体を挙げることができる。
【００７６】
前記ブラックマトリックス用黒色着色材料に対するこれらの酸性基及び／又は潜在性酸性基で置換された透明樹脂の混合割合は、ブラックマトリックス用黒色着色材料１００重量部に対して、通常、５〜５００重量部、好ましくは７〜３００重量部である。透明樹脂の混合割合が５重量部未満の場合には、製膜性及びアルカリ現像性が低下する。５００重量部を越える場合には、相対的に顔料濃度が低下するので、ブラックマトリックスとしての光学濃度を確保するために膜厚が増大して均一膜厚を得るのが困難になる。
【００７７】
本発明５に係るブラックマトリックス用黒色組成物の粘度は、０．５〜１０００ｍＰａ・ｓであることが好ましい。粘度が１０００ｍＰａ・ｓを超える場合には、均一なコーティングが困難となる。０．５ｍＰａ・ｓ未満の場合には、塗膜が薄くなりすぎるために好ましくない。
【００７８】
本発明５に係るブラックマトリックス用黒色組成物を用いて作製したブラックマトリックスの光学濃度（ＯＤ値）は３．００以上であり、好ましくは３．３０以上、より好ましくは３．６０以上である。また、光沢度は８０％以上であることが好ましく、より好ましくは８５％以上、更により好ましくは９０％以上であり、表面粗度Ｒａは８．０ｎｍ以下であることが好ましく、より好ましくは７．５ｎｍ以下、更により好ましくは７．０ｎｍ以下である。
【００７９】
本発明６に係るブラックマトリックス用黒色組成物は、前記本発明５に係るブラックマトリックス用黒色組成物に光ラジカル重合開始剤及びエチレン性不飽和二重結合を２つ以上有する多官能性モノマーを添加したものからなる。
【００８０】
また、本発明７に係るブラックマトリックス用黒色組成物は、前記本発明５に係るブラックマトリックス用黒色組成物に光酸発生剤を添加したものからなる。
【００８１】
＜エチレン性不飽和二重結合を２つ以上有する多官能性モノマー＞
本発明におけるエチレン性不飽和二重結合を２つ以上有する多官能性モノマーとして、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、トリメチレンエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、テトラメチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ペンタメチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ヘキサメ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、ペンタエリスリトールトリ（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、ステアリン酸変性ペンタエリスリトールメタ（ア）クリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、トリス（アクリロイルオキシエチル）イソシアヌレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート等の多官能性モノマー等が挙げられる。更には、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、シリコン樹脂等から得られるアクリレートオリゴマー等が挙げられる。
【００８２】
これらの多官能性モノマーに、単官能性モノマーを混合することができる。単官能性モノマーとしては、メトキシトリエチレングリコール（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシ−３−フェノキシプロピル（メタ）アクリレート、２−アクリロイルオキシエチルサクシネート、２−アクロイルオキシエチルフタレート、２−アクロイルオキシプロピルフタレート等を挙げることができる。これらの単官能性モノマーは前記多官能性モノマー１００重量部に対して、０〜８０重量％、好ましくは０〜４０重量％である。この範囲を越えて単官能性モノマーを混合すると、露光後の皮膜をアルカリ現像処理する際に、膜が一部剥離したり、解像性が低下する。
【００８３】
本発明における多官能性モノマーは、前記した透明樹脂のうち、殊に、カルボキシル基を有するビニル系共重合体に好適に混合される。多官能性モノマーの使用割合は、透明樹脂１００重量部に対して５〜３００重量部、より好ましくは１０〜２００重量部である。多官能性モノマーの混合割合が５重量部未満の場合には、アルカリ現像後の塗膜が一部剥離したり、解像性が低下する。混合割合が３００重量部を越える場合には、アルカリ現像性が劣化して、未露光部での地汚れや膜残りといった不具合が生じる。
【００８４】
＜光重合開始剤＞
本発明における光重合開始剤は、光照射によってラジカル種を効率よく発生する物質であって、これが前記した多官能性モノマーの重合を開始して架橋構造を形成し、酸性基を有する透明樹脂のアルカリ溶解性が低下することによって、ネガ型画像を与える。光重合開始剤としては、ケトン系化合物、トリクロロメチル基を有するトリアジン系化合物、電子移動型開始剤等を挙げることができるが、２００〜４５０ｎｍの範囲の紫外線によりラジカル種を発生する重合開始剤が選択される。
【００８５】
ケトン系光重合開始剤としては、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−オン、１−ヒドロキシ−１−ベンゾイルシクロヘキサン、２−モルホリノ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−オン、２−モルホリノ−２−メチル−１−（４−メトキシフェニル）プロパン−１−オン、２−モルホリノ−２−メチル−１−（４−メチルチオフェニル）プロパン−１−オン、２−ベンジル−２−ジメチルアミノ−１−（４−モルホリノフェニル）ブタン−１−オン、２−フェニル−２，２−ジメトキシ−１−（４−メチルチオフェニル）エタンー１−オン、ジフェニルメシチレンホスフィンオキサイド、フェナシルテトラメチレンスルホニウムヘキサフルオロホスフェート等が挙げられる。
【００８６】
トリクロロメチル基を有するトリアジン誘導体としては、２−（４−メトキシ−β−スチリル）−ビス（４，６−トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、１−フェニル−３，５−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、１−（４−クロロフェニル）−３，５−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、１−（４−メトキシフェニル）−３，５−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、１−（４−ブトキシフェニル）−３，５−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、１−（３，４−メチレンジオキシフェニル）−３，５−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、１−（３，４−ジメトキシフェニル）−３，５−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、１−（４−メトキシナフチル−１）−３，５−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、１−｛２−（４−メトキシフェニル）エテニル｝−３，５−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、１−｛２−（２−メトキシフェニル）エテニル｝−３，５−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、１−｛２−（３，４−ジメトキシフェニル）エテニル｝−３，５−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、１−｛２−（３−クロロ−４−メトキシフェニル）エテニル｝−３，５−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、１−（ビフェニル−１）−３，５−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン等が挙げられる。
【００８７】
電子移動型開始剤は電子受容性化合物あるいは電子供与性化合物としてのラジカル発生剤と増感剤からなる。電子受容性化合物としては、前記のトリクロロメチル置換トリアジン誘導体、２，２’−ビス（２−クロロフェニル）−４，４’，５，５’フェニルビイミダゾール、２，２’−ビス（２，４−ジクロロフェニル）−４，４’，５，５’フェニルビイミダゾール、２，２’−ビス（２−クロロフェニル）−４，４’，５，５’テトラキス（４−エトキシカルボニルフェニル）ビイミダゾール等のビイミダゾール化合物、ジフェニルヨードニウムヘキサフルオロホスフェート、ビス（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）ヨードニウムヘキサフルオロホスフェート、（４−メトキシフェニル）（４−オクチルオキシフェニル）ヨードニウムヘキサフルオロホスフェート等のヨードニウム塩を挙げることができる。増感剤としては、９，１０−ジメチルアントラセン、９，１０−ジフェニルアントラセン、９，１０−ビス（フェニルエチニル）アントラセン、１，８−ジメチル−９，１０−ビス（フェニルエチニル）アントラセン、９，１０−ジメトキシアントラセン、９，１０−ジエトキシアントラセン、９，１０−ジプロポキシアントラセン、９，１０−ジブトキシアントラセン、チオキサントン、イソプロピルチオキサントン、４，４’−ビス（ジエチルアミノ）ベンゾフェノン等が挙げられる。更には、電子供与性化合物と増感剤からなる光重合開始剤を用いることができる。電子供与体として、ｐ−ジメチルアミノ安息香酸エステル、ジエタノールアミン等であり、増感剤としてチオキサントン誘導体が好適に用いられる。以上の増感剤の１種あるいは２種以上を前記の電子受容性化合物あるいは電子供与性化合物と組み合わせて使用することができる。
【００８８】
＜光酸発生剤＞
本発明における光酸発生剤としては、化学増幅型フォトレジストや光カチオン重合に利用される化合物のうち、２００〜４３０ｎｍの範囲に吸収を持つ化合物が用いられ（有機エレクトロニクス材料研究会編、「イメージング用有機材料」、ぶんしん出版（１９９３年）、１８７〜１９２ページ参照）、オニウムカチオン化合物、ハロゲン化水素酸を発生する含ハロゲン化合物、スルホン酸を発生するスルホン化化合物を挙げることができる。オニウム塩としては、ｐ−フェニルチオフェニルジフェニルスルホニウム、フェナシルテトラメチレンスルホニウム、フェナシルジメチルスルホニウム、（２−ナフチルカルボニルメチル）テトラメチレンスルホニウム、フェニル（４−メトキシフェニル）ヨードニウム、フェニル｛４−（ｔｅｒｔ―ブチル）フェニル｝ヨードニウム、（４−ビス｛４−（ｔｅｒｔ―ブチル）フェニル｝ヨードニウム、ビス（４−ドデシルフェニル）ヨードニウム等のＢＦ４−，ＰＦ６−，ＡｓＦ６−，ＳｂＦ６−，ＣＨ３ＳＯ３−，ＣＦ３ＳＯ３−，パーフルオロブタンスルホネート、ベンゼンスルホネート、ｐ−トルエンスルホネート、（Ｃ６Ｆ５）４Ｂ−塩が挙げられる。ハロゲン化水素酸を発生する化合物としては、１−（３，４−ジメトキシフェニル）−３，５−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、１−（４−メトキシナフチル−１）−３，５−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、１−｛２−（４−メトキシフェニル）エテニル｝−３，５−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、１−｛２−（２−メトキシフェニル）エテニル｝−３，５−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、１−｛２−（３，４−ジメトキシフェニル）エテニル｝−３，５−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、１−｛２−（３−クロロ−４−メトキシフェニル）エテニル｝−３，５−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、１−（ビフェニル−１）−３，５−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、１−（４−ヒドロキシビフェニル−１）−３，５−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、１−（４−メトキシビフェニル−１）−３，５−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン等が挙げられる。スルホン酸を発生する酸発生剤としては、Ｎ−トリフルオロメタンスルホニルオキシジフェニルマレイミド、Ｎ−ｐ−トルエンスルホニルオキシサクシンイミド、Ｎ−カンファースルホニルオキシサクシンイミド、Ｎ−トルフルオロメタンスルホニルオキシサクシンイミド、Ｎ−パーフルオロブタンスルホニルオキシフタルイミド、Ｎ−ｐ−トルエンスルホニルオキシ−１，８−ナフタレンカルボキシイミド、Ｎ−カンファースルホニルオキシ−１，８−ナフタレンカルボキシイミド、Ｎ−トリフルオロメタンスルホニルオキシ−１，８−ナフタレンカルボキシイミド、Ｎ−パーフルオロブタンスルホニルオキシ−１，８−ナフタレンカルボキシイミド等が挙げられる。
【００８９】
これらの光酸発生剤は、単独、あるいは、以下に示す増感剤の共存下で用いることができる。増感剤としては、９−メチルアントラセン、９，１０−ジメチルアントラセン、９，１０−ジフェニルアントラセン、９，１０−ジメトキシアントラセン、９，１０−ジエトキシアントラセン、９，１０−ジプロポキシアントラセン、９，１０−ジブトキシアントラセン、１−メチルピレン、チオキサントン誘導体等が挙げられる。
【００９０】
本発明６及び７に係るブラックマトリックス用黒色組成物の粘度は、０．５〜１０００ｍＰａ・ｓであることが好ましい。粘度が１０００ｍＰａ・ｓを超える場合には、均一なコーティングが困難となる。０．５ｍＰａ・ｓ未満の場合には、塗膜が薄くなりすぎるために好ましくない。
【００９１】
本発明６及び７に係るブラックマトリックス用黒色組成物を用いて作製したブラックマトリックスの光学濃度（ＯＤ値）は３．００以上であり、好ましくは３．３０以上、より好ましくは３．６０以上である。また、光沢度は８０％以上であることが好ましく、より好ましくは８５％以上、更により好ましくは９０％以上であり、表面粗度Ｒａは８．０ｎｍ以下であることが好ましく、より好ましくは７．５ｎｍ以下、更により好ましくは７．０ｎｍ以下である。
【００９２】
次に、本発明に係るブラックマトリックス用黒色着色材料を用いたカラーフィルターについて述べる。
【００９３】
本発明に係るカラーフィルターは、透明基板上に形成されたブラックマトリックス層、カラー表示用のＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）等の有機顔料を樹脂中に分散させた各色の透明着色層又は／及び透明導電膜（ＩＴＯ）から構成される。なお、必要に応じて着色層上に透明保護膜を形成してもよい。また、横電界によって液晶を駆動する方式の表示装置の場合には、ＩＴＯ透明導電膜を省略することもできる。
【００９４】
本発明における有機顔料としては、赤色、緑色、青色又はシアン、マゼンタ、イエローの各色を呈する有機顔料を用いることができる。また、有機顔料の分光特性を向上させるために、青色の補色である紫色系有機顔料などの他の色相を持つ有機顔料を併用してもよい。
【００９５】
赤色系有機顔料としては、キナクリドンレッド等のキナクリドン顔料、パーマネントレッド等のアゾ系顔料、縮合アゾレッド等の縮合アゾ顔料、ジアンスラキノニルレッド、ジケトピロロピロール系顔料等の建染染料系顔料及びペリレンレッド等のペリレン顔料を用いることができる。緑色系有機顔料としては、フタロシアニングリーン等のフタロシアニン系顔料を用いることができる。青色系有機顔料としては、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー、ファストスカイブルー等のフタロシアニン系顔料及びアルカリブルーを用いることができる。黄色系有機顔料としては、ハンザイエロー等のモノアゾ系顔料、ベンジジンイエロー、パーマネントイエロー等のジスアゾ系顔料、縮合アゾイエロー等の縮合アゾ顔料及びイソインドリンイエロー等のイソインドリン系顔料を用いることができる。紫色系有機顔料としては、ジオキサジンバイオレット等のジオキサジン系顔料を用いることができる。本発明に用いられる有機顔料としては、以上に例示した顔料に限られるものではない。また、より高い透明性を得るために、白色無機微粒子表面に前記有機顔料を付着させた有機無機複合顔料を用いてもよい。
【００９６】
本発明に係るカラーフィルターは、各色の透過領域において、光透過率が８０％以上であり、好ましくは８３％以上、より好ましくは８６％以上を有している。また、コントラストは、１，６００以上が好ましく、より好ましくは１，８００以上、更により好ましくは２，０００以上である。
【００９７】
次に、本発明に係るブラックマトリックス用黒色着色材料の製造法について述べる。
【００９８】
本発明に係るブラックマトリックス用黒色着色材料は、カーボンブラックと表面処理剤とを混合し、カーボンブラックの粒子表面の少なくとも１部を表面処理剤によって被覆し、次いで、表面処理剤によって被覆されたカーボンブラックと顔料誘導体及び／又は有機顔料とを混合することによって得ることができる。
【００９９】
本発明におけるカーボンブラック粒子表面への表面処理剤による被覆は、カーボンブラックと表面処理剤又は表面処理剤の溶液とを機械的に混合攪拌したり、カーボンブラックに表面処理剤の溶液又は表面処理剤を噴霧しながら機械的に混合攪拌すればよい。添加した表面処理剤は、ほぼ全量がカーボンブラックの粒子表面に被覆される。
【０１００】
カーボンブラックと表面処理剤との混合攪拌、顔料誘導体及び／又は有機顔料と粒子表面に表面処理剤が被覆されているカーボンブラックとの混合攪拌をするための機器としては、粉体層にせん断力を加えることのできる装置が好ましく、殊に、せん断、へらなで及び圧縮が同時に行える装置、例えば、ホイール型混練機、ボール型混練機、ブレード型混練機、ロール型混練機を用いることができ、ホイール型混練機がより効果的に使用できる。
【０１０１】
前記ホイール型混練機としては、エッジランナー（「ミックスマラー」、「シンプソンミル」、「サンドミル」と同義語である）、マルチマル、ストッツミル、ウエットパンミル、コナーミル、リングマラー等があり、このましくはエッジランナ−、マルチマル、ストッツミル、ウエットパンミル、リングマラー、であり、より好ましくはエッジランナ−である。前記ボール型混練機としては、振動ミル等がある。前記ブレード型混練機としては、ヘンシェルミキサー、プラネタリーミキサー、ナウターミキサー等がある。前記ロール型混練機としては、エクストルーダー等がある。
【０１０２】
カーボンブラックと表面処理剤との混合攪拌時における条件は、カーボンブラックの粒子表面に表面処理剤ができるだけ均一に被覆されるように、線荷重は１９．６〜１９６０Ｎ／ｃｍ（２〜２００Ｋｇ／ｃｍ）、好ましくは９８〜１４７０Ｎ／ｃｍ（１０〜１５０Ｋｇ／ｃｍ）、より好ましくは１４７〜９８０Ｎ／ｃｍ（１５〜１００Ｋｇ／ｃｍ）、処理時間は５分〜２４時間、好ましくは１０分〜２０時間の範囲で調整すればよい。攪拌速度は２〜２０００ｒｐｍ、好ましくは５〜１０００ｒｐｍ、より好ましくは１０〜８００ｒｐｍの範囲で調整すればよい。
【０１０３】
表面処理剤の添加量は、カーボンブラック１００重量部に対して０．１５〜４５重量部が好ましい。０．１５〜４５重量部の添加量により、カーボンブラック１００重量部に対して顔料誘導体及び／又は有機顔料を０．５〜５０重量部存在させることができる。
【０１０４】
カーボンブラックの粒子表面に表面処理剤を被覆した後、顔料誘導体及び／又は有機顔料を添加し混合攪拌して、表面処理剤被覆カーボンブラック粒子表面に顔料誘導体及び／又は有機顔料を付着もしくは被覆させる。必要により更に、乾燥乃至加熱処理及び／又は粉砕・分級を行ってもよい。
【０１０５】
顔料誘導体及び／又は有機顔料は、少量ずつを時間をかけながら、殊に５分〜２４時間、好ましくは５分〜２０時間程度をかけて添加するか、若しくは、カーボンブラック１００重量部に対して５〜２５重量部の顔料誘導体及び／又は有機顔料を、所望の添加量となるまで分割して添加することが好ましい。また、顔料誘導体と有機顔料を添加する際は、予め顔料誘導体と有機顔料を混合しておいてもよいし、別々に添加してもよい。別々に添加する場合は、どちらが先でも構わない。
【０１０６】
混合攪拌時における条件は、顔料誘導体及び／又は有機顔料が粒子表面にできるかぎり均一に存在するように、線荷重は１９．６〜１９６０Ｎ／ｃｍ（２〜２００Ｋｇ／ｃｍ）、好ましくは９８〜１４７０Ｎ／ｃｍ（１０〜１５０Ｋｇ／ｃｍ）、より好ましくは１４７〜９８０Ｎ／ｃｍ（１５〜１００Ｋｇ／ｃｍ）、処理時間は５分〜２４時間、好ましくは１０分〜２０時間の範囲で処理条件を適宜調整すればよい。なお、撹拌速度は２〜２０００ｒｐｍ、好ましくは５〜１０００ｒｐｍ、より好ましくは１０〜８００ｒｐｍの範囲で処理条件を適宜調整すればよい。
【０１０７】
顔料誘導体及び／又は有機顔料の添加量は、カーボンブラック１００重量部に対して顔料誘導体と有機顔料の総量として０．０５〜５０重量部であり、好ましくは０．１〜４０重量部、より好ましくは０．２〜３０重量部である。顔料誘導体及び／又は有機顔料の添加量が前記範囲外の場合には、目的とするブラックマトリックス用黒色着色材料が得られない。
【０１０８】
乾燥乃至加熱処理を行う場合の加熱温度は、通常４０〜１５０℃が好ましく、より好ましくは６０〜１２０℃であり、加熱時間は、１０分〜１２時間が好ましく、３０分〜３時間がより好ましい。
【０１０９】
得られたブラックマトリックス用黒色着色材料を粉砕するための機器としては、微粉砕機もしくは超微粉砕機を用いることが好ましく、例えば、ローラミル、衝撃式粉砕機、ボールミル、攪拌ミル、ジェット粉砕機等を用いることが好ましい。ジェット粉砕機及び衝撃式粉砕機がより効果的に使用できる。
【０１１０】
前記ジェット粉砕機としては、旋回流型ジェットミル、流動層型ジェットミル等があり、好ましくは流動層型ジェットミルである。衝撃式粉砕機としては、ハンマミル、ピンミル、スクリーンミル、ターボ型ミル、遠心分級型ミル等があり、好ましくはピンミルである。ローラミルとしては、リングローラミル、遠心ローラミル等がある。ボールミルとしては、転動ボールミル、振動ボールミル、遊星ミル等がある。攪拌ミルとしては、攪拌槽型ミル、流通管型ミル、アニュラミル等がある。
【０１１１】
粉砕後のブラックマトリックス用黒色着色材料を分級するための機器としては、乾式分級機を用いることが好ましく、例えば、重力分級機、慣性分級機、遠心分級機等を用いることが好ましい。遠心分級機がより効果的に使用できる。
【０１１２】
前記遠心分級機としては、サイクロン、クラシクロン、スターテバント型、ミクロンセパレータ、ターボプレックス、タボクラシファイヤ、スーパセパレータ、ディスパージョンセパレータ等があり、好ましくはターボプレックス、ミクロンセパレータである。重力分級機としては、水平流型、垂直流型、傾斜流型がある。慣性分級機としては、直線型、曲線型、傾斜型等がある。
【０１１３】
次に、本発明に係るブラックマトリックス用黒色組成物の製造法について述べる。
【０１１４】
本発明４のブラックマトリックス用黒色組成物を製造するために、前記ブラックマトリックス用黒色着色材料及び分散剤を前記溶剤に混合して分散する。混合・分散は、ボールミル、ビーズミル、サンドミル、エッジランナー、２本又は３本ロールミル、エクストルーダー及び高速衝撃ミル等を用いることができる。磨砕型ミルに用いられる磨砕媒体としては、ミルの材質に応じて、スチールビーズ、ガラスビーズ、セラミックビーズ等が使用でき、その大きさは０．０１〜１０ｍｍの範囲が好ましく、０．０３〜３ｍｍの範囲がより好ましい。磨砕温度は特に限定されず、室温から溶媒の沸点以下の範囲にあればよい。
【０１１５】
本発明５のブラックマトリックス用黒色組成物を調製するためには、本発明４の黒色組成物に酸性基を有する透明樹脂又は潜在性酸性基を有する透明樹脂を溶解すればよい。あるいは、あらかじめ酸性基を有する透明樹脂又は潜在性酸性基を有する透明樹脂を溶解した溶剤を用いてブラックマトリックス用黒色着色材料を混合分散することもできる。
【０１１６】
本発明６の感光性が付与されたブラックマトリックス用黒色組成物を調製するためには、本発明５の酸性基を有する透明樹脂を含有する黒色組成物に光重合開始剤及びエチレン性不飽和二重結合を２つ以上有する多官能性モノマーを添加、混合すればよい。この場合、必要に応じて溶剤を添加して、顔料濃度、粘度等を調整することができる。更に、必要に応じて、重合禁止剤、２−メルカプトビエンゾイミダゾールなどの硬化促進剤等を使用することができる。
【０１１７】
本発明７の感光性が付与されたブラックマトリックス用黒色組成物を調製するためには、本発明５の潜在性酸性基を有する透明樹脂を含有する黒色組成物に光酸発生剤を添加、混合すればよい。
【０１１８】
次に、本発明に係るカラーフィルターの製造法について述べる。
【０１１９】
本発明に係るカラーフィルターは、ブラックマトリックスのパターンを形成した透明基板上にカラー表示用のＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）からなる各透明着色組成物を塗布した後に、プリベーク処理によって溶剤を十分に蒸発除去して着色塗膜を得る。感光性が付与されていない着色塗膜の場合には、その膜上にアルカリ現像可能なポジ型フォトレジスト層を設けて、二層構造からなる塗膜を得る。アルカリ現像性ポジ型フォトレジストとしては、キノンジアジド系フォトレジストが好適に用いられる。この着色塗膜にフォトマスクを介して光照射した後、アルカリ水溶液による現像処理を施す。ポジ型フォトレジスト層で被覆した塗膜の露光部はアルカリ可溶となるので、露出した着色層もアルカリ液によってエッチングされて着色ポジ画像となる。ついで、フォトレジスト層を溶剤で選択的に除去して着色パターンを得る。一方、光重合開始剤及び多官能性モノマーが添加された感光性透明着色組成物の場合には、それから調製される塗膜をそのまま着色感光層として用いる。同様に、フォトマスクを介して露光してからアルカリ現像を施せば、露光部が不溶化してネガ型の着色パターンを得ることができる。現像処理には、浸漬法、スプレー法、パドル法、シャワー法等が用いられ、アルカリ現像後は水洗し、乾燥させる。
【０１２０】
カラーフィルターを作製する透明基板として、シリカガラスの他、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリアミド、ポリイミド、ポリアミドイミド等を用いることができる。また、固体撮像素子作製のために、シリコン基板を用いることもできる。透明着色組成物をこれらの透明基板上に塗布するために、回転塗布、流延塗布、ロール塗布、スクリーン印刷法等の方法を適宜用いることができる。塗布膜の厚さは、透明着色組成物中の有機顔料の濃度にも依存するが、０．１〜１０μｍ、好ましくは０．２〜５．０μｍである。
【０１２１】
アルカリ現像液としては、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド等の水溶液が好ましい。アルカリ水溶液にメタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、界面活性剤等を添加することもできる。
【０１２２】
＜作用＞
本発明において最も重要な点は、カーボンブラック粒子粉末の粒子表面の少なくとも１部が表面処理剤によって被覆されていると共に、該表面処理剤被覆カーボンブラック粒子の粒子表面に顔料誘導体及び／又は有機顔料が存在するブラックマトリックス用黒色着色材料を用いて得られたブラックマトリックスは、表面平滑性及び遮光性に優れ、しかも、高い光学濃度を有するという事実である。
【０１２３】
本発明に係るブラックマトリックス用黒色組成物を用いて得られたブラックマトリックスが高い光学濃度を有する理由として、本発明者は、以下のように考えている。微粒子であることに起因して、通常は凝集体として挙動する微細なカーボンブラックが、本発明に係るブラックマトリックス用黒色着色材料の場合は、顔料誘導体及び／又は有機顔料がカーボンブラックの表面処理剤被覆層に強固に付着もしくは被覆されていることによって、顔料誘導体及び／又は有機顔料が粒子表面から脱離することなく高い分散性改善効果を得ることができる。そのため、本発明に係るブラックマトリックス用黒色着色材料は、ブラックマトリックス用黒色組成物中で凝集することなく均一に分散し、ブラックマトリックス中における単位体積当たりの黒色着色材料の含有量を増加することができる。
【実施例】
【０１２４】
以下、本発明における実施例を示し、本発明を具体的に説明する。
【０１２５】
各粒子粉末の平均粒子径は、いずれも電子顕微鏡写真に示される粒子３５０個の粒子径をそれぞれ測定し、その平均値で示した。
【０１２６】
比表面積値は、ＢＥＴ法により測定した値で示した。
【０１２７】
カーボンブラックの粒子表面に被覆されている表面処理剤の被覆量は、各表面処理剤に含まれる金属元素について、「蛍光Ｘ線分析装置３０６３Ｍ型」（理学電機工業株式会社製）を使用し、ＪＩＳ  Ｋ０１１９の「けい光Ｘ線分析通則」に従って測定した。
【０１２８】
カーボンブラックの粒子表面に被覆されている有機顔料及び顔料誘導体の被覆量は、「堀場金属炭素・硫黄分析装置ＥＭＩＡ−２２００型」（株式会社堀場製作所製）を用い、炭素量を測定することにより求めた。
【０１２９】
カーボンブラックの粒子表面に付着もしくは被覆されている顔料誘導体及び／又は有機顔料の脱離率（％）は、下記の方法により求めた値で示した。有機顔料・顔料誘導体の脱離率（％）が０に近いほど、粒子からの顔料誘導体及び／又は有機顔料の脱離量が少ないことを示す。
【０１３０】
被測定粒子粉末２ｇとプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート２０ｍｌを５０ｍｌの三角フラスコに入れ、６０分間超音波分散を行った後、３日間静置し、被測定粒子粉末を沈降させて上澄み液を分取した。次いで得られた上澄み液の光透過率を「自記光電分光光度計ＵＶ−２１００」（株式会社島津製作所）を用いて測定し、予め算出したプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート中の各顔料誘導体もしくは各有機顔料の濃度と光透過率との検量線より、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート中に存在する脱離した顔料誘導体及び／又は有機顔料の濃度を計算し、下記数１に従って求めた値を有機顔料・顔料誘導体の脱離率（％）とした。
【０１３１】
＜数１＞
顔料誘導体・有機顔料の脱離率（％）＝｛（Ｗａ−Ｗｅ）／Ｗａ｝×１００
Ｗａ：カーボンブラックの顔料誘導体及び／又は有機顔料付着量
Ｗｅ：脱離テスト後のカーボンブラックの顔料誘導体及び／又は有機顔料付着量
【０１３２】
カーボンブラック及びブラックマトリックス用黒色着色材料の黒色度は、試料０．５ｇとヒマシ油０．５ｍｌとをフーバー式マーラーで練ってペースト状とし、このペーストにクリアラッカー４．５ｇを加え、混練、塗料化してキャストコート紙上に１５０μｍ（６ｍｉｌ）のアプリケーターを用いて塗布した塗布片（塗膜厚み：約３０μｍ）を作製し、該塗布片について、「分光測色計ＣＭ−３６１０ｄ」（ミノルタ株式会社製）を用いて測定を行い、ＣＩＥ  Ｌａｂ色空間表示系における明度Ｌ＊値で示した。
【０１３３】
有機顔料の色相は、試料０．５ｇとヒマシ油０．５ｍｌとをフーバー式マーラーで練ってペースト状とし、このペーストにクリアラッカー４．５ｇを加え、混練、塗料化してクリアフィルム上に１５０μｍ（６ｍｉｌ）のアプリケーターを用いて塗布した塗布片（塗膜厚み：約３０μｍ）を作製し、該塗布片について標準白色板をバックにして、「分光測色計ＣＭ−３６１０ｄ」（ミノルタ株式会社製）を用いて測定を行い、ＣＩＥ  Ｌａｂ色空間表示系における表色指数Ｌ＊値、ａ＊値、ｂ＊値及びＣ＊値で示した。なお、Ｃ＊値は彩度を表し、下記数２に従って求めることができる。
【０１３４】
＜数２＞
Ｃ＊値＝（（ａ＊値）２＋（ｂ＊値）２）１／２
【０１３５】
カーボンブラック及びブラックマトリックス用黒色着色材料の隠蔽力は、下記に示す方法に従って作製した原色エナメルを用いて、ＪＩＳ  Ｋ  ５１０１  ８．２のクリプトメーター法に従って得られた値で示した。
【０１３６】
原色エナメルの作製：
上記試料粉体１０ｇとアミノアルキッド樹脂１６ｇ及びシンナー６ｇとを配合して３ｍｍφガラスビーズ９０ｇと共に１４０ｍｌのガラスビンに添加し、次いで、ペイントシェーカーで４５分間混合分散した後、アミノアルキッド樹脂５０ｇを追加し、更に５分間ペイントシェーカーで分散させて、原色エナメルを作製した。
【０１３７】
ブラックマトリックス用黒色組成物の粘度は、得られた組成物の２５℃における粘度を、「Ｅ型粘度計ＥＭＤ−Ｒ」（株式会社東京計器製）を用いて測定し、ずり速度Ｄ＝１．９２ｓｅｃ−１における値で示した。
【０１３８】
ブラックマトリックスの光学濃度は、後述する処方によって調製したブラックマトリックス用黒色組成物をノンアルカリガラス基板上に印刷し、得られたブラックマトリックス層の５５５ｎｍにおける光透過率を、「自記光電分光光度計ＵＶ−２１００」（株式会社島津製作所製）を用いて測定し、下記数３に従って光学濃度ＯＤ値を算出した後、膜厚１μｍ当たりの光学濃度（ＯＤ値）に換算した。
【０１３９】
＜数３＞
光学濃度（ＯＤ値）＝ｌｏｇ（１／Ｔ）
Ｔ：５５５ｎｍにおける光透過率（％）
【０１４０】
ブラックマトリックスの光沢度は、前記測定用塗布片を「グロスメーター  ＵＧＶ−５Ｄ」（スガ試験機株式会社製）を用いて入射角６０°の時の光沢度で示した。光沢度が高いほど、ブラックマトリックス用黒色着色材料を配合したブラックマトリックス用黒色組成物の分散性が優れていることを示す。
【０１４１】
ブラックマトリックスの表面粗度Ｒａは、「Ｓｕｒｆｃｏｍ−５７５Ａ」（東京精密株式会社製）を用いて中心線平均粗さを測定することによって求めた。
【０１４２】
ブラックマトリックス用黒色着色材料（Ｉ）を用いて得られた黒色膜の光透過率は、後述する方法によって作製した黒色膜を用いて、５５５ｎｍの波長の光透過率を、「自記光電分光光度計ＵＶ−２１００」（株式会社島津製作所製）を用いて測定した。
【０１４３】
カラーフィルターの光透過率は、後述する方法によって作製したカラーフィルターを用いて、６２０ｎｍ、５４０ｎｍ及び４６０ｎｍの各波長の光透過率を、「自記光電分光光度計ＵＶ−２１００」（株式会社島津製作所製）を用いて測定した。
【０１４４】
カラーフィルターのコントラストは、後述する方法によって作製したカラーフィルターをバックライト上で、２枚の偏光板の間に挟み、該偏光板の向きをパラレルにしたときの輝度（Ａ）とクロスにしたときの輝度（Ｂ）を測定し、（Ａ）／（Ｂ）で示した。
【０１４５】
＜ブラックマトリックス用黒色着色材料の製造＞
実施例１−１
カーボンブラック  粒子１（種類：カーボンブラック、粒子形状：粒状、平均粒子径０．０８４μｍ、ＢＥＴ比表面積値３０．６ｍ２／ｇ、黒色度Ｌ＊値２７．１５、隠蔽力１１，１００ｃｍ２／ｇ）５．０ｋｇに、メチルハイドロジェンポリシロキサン（商品名：ＴＳＦ４８４：ＧＥ東芝シリコーン株式会社製）２５ｇを、エッジランナーを稼動させながらカーボンブラックに添加し、５８８Ｎ／ｃｍ（６０Ｋｇ／ｃｍ）の線荷重で３０分間混合攪拌を行った。なお、このときの攪拌速度は２２ｒｐｍで行った。
【０１４６】
次に、顔料誘導体１（種類：フタロシアニン誘導体、官能基：スルホン酸基）２００ｇを、エッジランナーを稼動させながら３０分間かけて添加し、更に５８８Ｎ／ｃｍ（６０Ｋｇ／ｃｍ）の線荷重で６０分間、混合攪拌を行い、顔料誘導体を付着もしくは被覆させた後、乾燥機を用いて１０５℃で６０分間加熱処理を行い、ブラックマトリックス用黒色着色材料を得た。なお、このときの撹拌速度は２２ｒｐｍで行った。
【０１４７】
得られたブラックマトリックス用黒色着色材料は、平均粒子径が０．０８４μｍの粒状粒子であった。ＢＥＴ比表面積値は２５．８ｍ２／ｇ、黒色度Ｌ＊値は２６．７６、隠蔽力は１２，３００ｃｍ２／ｇ、顔料誘導体の脱離率は１．６％であり、メチルハイドロジェンポリシロキサンの被覆量はＳｉ換算で０．２１重量％、付着している顔料誘導体の量は、Ｃ換算で２．６３重量％（カーボンブラック１００重量部に対して４重量部に相当する）であった。
【０１４８】
＜ブラックマトリックス用黒色組成物（Ｉ）の製造＞
実施例２
前記ブラックマトリックス用黒色着色材料、分散剤（塩基性クシ型ポリマー）及びプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートを下記組成割合でビーズミルを用いて分散し、ブラックマトリックス用黒色組成物（Ｉ）を得た。
【０１４９】
ブラックマトリックス用黒色着色材料                １００．０重量部、
分散剤（塩基性クシ型ポリマー）                      ５０．０重量部、
（商品名：Ｓｏｌｓｐｅｒｓｅ  ２４０００：アビシア株式会社製）
フタロシアニン系顔料誘導体                          １０．０重量部、
（商品名：Ｓｏｌｓｐｅｒｓｅ  ５０００：アビシア株式会社製）
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート  ３４０．０重量部。
【０１５０】
得られたブラックマトリックス用黒色組成物（Ｉ）の粘度は７．６ｍＰａ・ｓであった。
【０１５１】
次いで、光透過率を評価するために、上記ブラックマトリックス用黒色組成物（Ｉ）に、更にプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートを１２０．０重量部添加し、ビーズミルを用いて分散した後、ノンアルカリガラス基板（厚さ０．７ｍｍ）上にスピンコートし、９０℃で４分間、ホットプレートを用いてプリベークを行った。
【０１５２】
得られた黒色膜の５５５ｎｍにおける光透過率は、０．８２％であった。
【０１５３】
＜ブラックマトリックス用黒色組成物（ＩＩ）の製造＞
実施例３
前記ブラックマトリックス用黒色組成物（Ｉ）及びメチルメタクリレート／メタクリル酸共重合体を下記組成割合でサンドグラインダーを用いて分散し、得られた混練物を５μｍのグラスフィルターで濾過した。
【０１５４】
ブラックマトリックス用黒色組成物（Ｉ）            ５００．０重量部、
メチルメタクリレート／メタクリル酸共重合体        １００．０重量部。
【０１５５】
得られたブラックマトリックス用黒色組成物（ＩＩ）の粘度は５．８ｍＰａ・ｓであった。
【０１５６】
＜ブラックマトリックス（ＩＩ）の作製＞
ノンアルカリガラス基板（厚さ０．７ｍｍ）上に前記ブラックマトリックス用黒色組成物（ＩＩ）をスピンコートし、９０℃で４分間、ホットプレートを用いてプリベークを行った後、この膜上にポジ型フォトレジストを塗布し、８０℃で２０分間加熱乾燥してレジスト膜を得た。超高圧水銀灯２．５０ｋＷを用い、４００ｍＪ／ｃｍ２の光量で露光を行った。次いで、炭酸ナトリウム水溶液で現像を行った後、不要となったフォトレジスト層をメチルセルソルブアセテートで剥離した。更に、得られた黒色膜を窒素雰囲気中で２５０℃で３０分間加熱処理することによってブラックマトリックス（ＩＩ）を得た。
【０１５７】
得られたブラックマトリックス（ＩＩ）の光学濃度（ＯＤ）は３．９２、光沢度は１０２％、表面粗度Ｒａは５．８ｎｍであった。
【０１５８】
＜ブラックマトリックス用黒色組成物（ＩＩＩ）の製造＞
実施例４−１
前記ブラックマトリックス用黒色組成物（ＩＩ）、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート及び重合開始剤（２−（４−メトキシ−β−スチリル）−ビス（４，６−トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン）を下記組成割合でサンドグラインダーを用いて分散し、得られた混練物を１μｍのグラスフィルターで濾過した。
【０１５９】
ブラックマトリックス用黒色組成物（ＩＩ）            ４８０．０重量部、
ジペンタエリスリトールペンタアクリレート            １００．０重量部、
２−（４−メトキシ−β−スチリル）−ビス（４，６−トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン                                                ５．０重量部。
【０１６０】
得られたブラックマトリックス用黒色組成物（ＩＩＩ）の粘度は１０．３ｍＰａ・ｓであった。
【０１６１】
＜ブラックマトリックス（ＩＩＩ）の作製＞
ノンアルカリガラス基板（厚さ０．７ｍｍ）上に前記ブラックマトリックス用黒色組成物（ＩＩＩ）をスピンコートし、９０℃で４分間、ホットプレートを用いてプリベークを行った後、超高圧水銀灯２．５０ｋＷを用い、４００ｍＪ／ｃｍ２の光量でパターン露光を行った。次いで、炭酸ナトリウム水溶液で現像し、未露光部分のフォトレジスト層を除去し、更に、得られた着色膜を窒素雰囲気中で２５０℃で３０分間加熱処理することによってブラックマトリックス（ＩＩＩ）を得た。
【０１６２】
得られたブラックマトリックス（ＩＩＩ）の光学濃度（ＯＤ）は３．９６、光沢度は１０５％、表面粗度Ｒａは５．６ｎｍであった。
【０１６３】
＜ブラックマトリックス用黒色組成物（ＩＶ）の製造＞
実施例５
前記ブラックマトリックス用黒色組成物（ＩＩ）、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート及び重合開始剤（ｐ−フェニルチオフェニルジフェニルスルホニウムトリフルオロアセテート）を下記組成割合でサンドグラインダーを用いて分散し、得られた混練物を１μｍのグラスフィルターで濾過した。
【０１６４】
ブラックマトリックス用黒色組成物（ＩＩ）          ４８０．０重量部、
ジペンタエリスリトールペンタアクリレート          １００．０重量部、
ｐ−フェニルチオフェニルジフェニルスルホニウムトリフルオロアセテート
５．０重量部。
【０１６５】
得られたブラックマトリックス用黒色組成物（ＩＶ）の粘度は１０．５ｍＰａ・ｓであった。
【０１６６】
＜ブラックマトリックス（ＩＶ）の作製＞
ブラックマトリックス用黒色組成物として前記ブラックマトリックス用黒色組成物（ＩＶ）を用いた以外は前記ブラックマトリックス（ＩＩＩ）と同様にしてブラックマトリックス（ＩＶ）を得た。
【０１６７】
得られたブラックマトリックス（ＩＶ）の光学濃度（ＯＤ）は３．９３、光沢度は１０３％、表面粗度Ｒａは５．８ｎｍであった。
【０１６８】
＜カラーフィルターの作製＞
実施例６−１
ノンアルカリガラス基板（厚さ０．７ｍｍ）上に形成したブラックマトリックス（ＩＩＩ）上に、後述する組成によって作製した透明黒色組成物（Ｇ）をスピンコートし、９０℃で４分間、ホットプレートを用いてプリベークを行った後、超高圧水銀灯２．５０ｋＷを用い、４００ｍＪ／ｃｍ２の光量でパターン露光を行った。次いで、炭酸ナトリウム水溶液で現像し、未露光部分のフォトレジスト層を除去し、更に、得られた着色膜を窒素雰囲気中で２５０℃で３０分間加熱処理することによって着色膜（Ｇ）のパターンを得た。
【０１６９】
その後、同様にして、透明黒色組成物（Ｂ）及び透明黒色組成物（Ｒ）を用いて、それぞれの着色膜のパターンを形成した。
【０１７０】
得られたカラーフィルターの透過率は、波長６２０ｎｍが９２．７％、波長５４０ｎｍが９１．０％、波長４６０ｎｍが９０．２％であり、コントラストは２，２４０であった。
【０１７１】
＜透明黒色組成物（Ｇ）の製造＞
着色顔料Ｇ−１、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート及び分散剤（塩基性クシ型ポリマー）を下記組成割合で３本ロールミルを用いて混練した。
【０１７２】
着色顔料Ｇ−１                                    １００．０重量部、
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート    ５０．０重量部、
分散剤（塩基性クシ型ポリマー）                      ２０．０重量部、
（商品名：Ｓｏｌｓｐｅｒｓｅ    ２４０００：アビシア株式会社製）。
【０１７３】
得られた混練物に、更にプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート２３０．０重量部を添加し、ビーズミルを用いて分散し、透明黒色組成物（Ｉ−Ｇ）を得た。
【０１７４】
前記透明黒色組成物（Ｉ−Ｇ）及びメチルメタクリレート／メタクリル酸共重合体を下記組成割合でサンドグラインダーを用いて分散し、透明黒色組成物（ＩＩ−Ｇ）を得た。
【０１７５】
透明黒色組成物（Ｉ−Ｇ）                          ４００．０重量部、
メチルメタクリレート／メタクリル酸共重合体        １００．０重量部。
【０１７６】
前記透明黒色組成物（ＩＩ−Ｇ）、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート及び重合開始剤２−（４−メトキシ−β−スチリル）−ビス（４，６−トリクロロメチル）−ｓ−トリアジンを下記組成割合でサンドグラインダーを用いて分散し、得られた混練物を１μｍのグラスフィルターで濾過することによって、透明黒色組成物（Ｇ）を得た。
【０１７７】
透明黒色組成物（ＩＩ−Ｇ）                        ４８０．０重量部、
ジペンタエリスリトールペンタアクリレート          １００．０重量部、
２−（４−メトキシ−β−スチリル）−ビス（４，６−トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン                                              ５．０重量部。
【０１７８】
＜透明黒色組成物（Ｂ）の製造＞
着色顔料として着色顔料Ｂ−１を用いた以外は前記透明黒色組成物（Ｇ）と同様にして、透明黒色組成物（Ｂ）を得た。
【０１７９】
＜透明黒色組成物（Ｒ）の製造＞
着色顔料として着色顔料Ｒ−１を用いた以外は前記透明黒色組成物（Ｇ）と同様にして、透明黒色組成物（Ｒ）を得た。
【０１８０】
前記実施例１〜６に従ってブラックマトリックス用黒色着色材料、ブラックマトリックス用黒色組成物及びカラーフィルターを作製した。各製造条件及び得られた着色材料、黒色組成物及びカラーフィルターの諸特性を示す。
【０１８１】
カーボンブラック１〜５：
芯粒子粉末として、表１に示す特性を有するカーボンブラックを用意した。
【０１８２】
【表１】
2006126387.tif 000002
【０１８３】
有機顔料：
有機顔料として表２に示す諸特性を有する有機顔料を用意した。
【０１８４】
【表２】
2006126387.tif 000003
【０１８５】
顔料誘導体１〜３：
顔料誘導体として表３に示す諸特性を有する顔料誘導体を用意した。
【０１８６】
【表３】
2006126387.tif 000004
【０１８７】
実施例１−２〜１−７、比較例１：
表面処理剤による被覆工程における添加物の種類、添加量、エッジランナー処理の線荷重及び時間、顔料誘導体及び／又は有機顔料の付着もしくは被覆工程における有機顔料及び顔料誘導体の種類、添加量、エッジランナー処理の線荷重及び時間を種々変化させた以外は、前記実施例１−１と同様にしてブラックマトリックス用黒色着色材料を得た。
【０１８８】
このときの製造条件を表４に、得られたブラックマトリックス用黒色着色材料の諸特性を表５に示す。
【０１８９】
比較例２（特開２００４−２２４９４８号公報  実施例１  追試実験）
実施例１ Ｐｒｉｎｔｅｘ２５（デグサ社製：ＢＥＴ比表面積４６ｍ２／ｇ）７０．０ｇとスルホン化したフタロシアニン誘導体３．５ｇを１Ｌ乾式用アトライターに仕込み、ＳＵＳ３０４ビーズをメディアとして３０分分散した後、ビーズと分離し、乾式処理カーボンブラックを得た。
【０１９０】
得られた黒色粒子粉末の諸特性を表５に示す。
【０１９１】
【表４】
2006126387.tif 000005
【０１９２】
【表５】
2006126387.tif 000006
【０１９３】
＜ブラックマトリックス＞
実施例４−２〜４−７、比較例３〜９：
ブラックマトリックス用黒色着色材料の種類を種々変化させた以外は、前記実施例４−１のブラックマトリックス用黒色組成物（ＩＩＩ）と同様にしてブラックマトリックス用黒色組成物を得た。
【０１９４】
このときの製造条件、得られたブラックマトリックス用黒色組成物及びブラックマトリックスの諸特性を表６に示す。
【０１９５】
【表６】
2006126387.tif 000007
【０１９６】
＜カラーフィルター＞
【０１９７】
着色顔料：
着色顔料として表７に示す諸特性を有する着色顔料を用意した。
【０１９８】
なお、着色顔料Ｂ−２、Ｇ−２及びＲ−２は、特開２００２−３５６６２５号公報に記載された、白色無機粒子粉末の粒子表面に糊剤を介して有機顔料を付着させる方法により得ることができる。
【０１９９】
【表７】
2006126387.tif 000008
【０２００】
実施例６−２〜６−１０、比較例１０〜１６：
ブラックマトリックスの種類及び着色顔料の種類を種々変化させた以外は、前記実施例６−１のカラーフィルターと同様にしてカラーフィルターを得た。
【０２０１】
このときの製造条件及び得られたカラーフィルターの諸特性を表８に示す。
【０２０２】
【表８】
2006126387.tif 000009