(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶剤を８０〜９０重量％含有し、溶剤を除く固形分に対して、アクリル系感光性樹脂を８〜３５重量％、黒色顔料を４５〜６５重量％、ＨＬＢ値が８以下のシリコン系界面活性剤を０．００３〜０．０２重量％又はＨＬＢ値が８以下のフッソ系界面活性剤を０．１〜１．０重量％及び光重合開始剤を含有し、常温における粘度が１．０〜１０．０ｍＰａ・ｓである樹脂組成物において、全溶剤に対して、第一溶剤としてプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、又はプロピレングリコールモノエチルエーテルアセテートを３０〜４０重量％、第二溶剤としてプロピレングリコールジアセテートを０〜２５重量％、第三溶剤として分子内に３-エトキシプロピオン酸構造を有する溶剤を２０〜５０重量％、第四溶剤としてカルボニル基を１つ有する脂環式化合物を１０〜３０重量％含有することを特徴とするカラーフィルター用遮光性樹脂組成物。
【請求項２】
第一溶剤の常圧における沸点が、１４０〜１８０℃であり、第三溶剤の常圧における沸点が１６０℃〜１９０℃であり、第四溶剤の常圧における沸点が１６０℃〜１９０℃であることを特徴とする請求項１記載のカラーフィルター用遮光性樹脂組成物。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のカラーフィルター用遮光性樹脂組成物の硬化膜を有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、スリットコーターなどの省液対応の塗工装置によって塗膜を形成し得る液晶ディスプレイ等に用いられるカラーフィルターの製作のためのカラーフィルター用遮光性樹脂組成物及びこれを用いて形成されるカラーフィルターに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
カラーフィルターは液晶ディスプレイ等のカラー化の目的に広く用いられており、一般に赤、緑、青の三原色の画素がモザイク様に配置された形態で使用されている。表示画像のコントラストを確保するため、赤、緑、青の三原色の画素間に遮光性の格子（以下、ブラックマトリックスという）を形成する手法が取られている。このカラーフィルターのブラックマトリックスを製作する方法としては、顔料分散法、蒸着法が知られているが、中でも感光性樹脂組成物中に顔料を分散させた遮光性樹脂組成物（以下、遮光性レジストインキ又はブラックレジストインキともいう）を用い、フォトリソグラフィによってブラックマトリックスを製作する顔料分散法が広く行われている。その理由は、フォトリソグラフィにより微細な画像を精度よく形成できることと、遮光材として使用する顔料が、耐光性、耐熱性及び耐溶剤性に優れていることにある。
【０００３】
顔料分散法のブラックレジストインキとしては、顔料、感光性樹脂、光重合開始剤及び溶剤を含有することが一般的である。ここで、溶剤は、感光性樹脂及び光重合開始剤を溶解させる溶媒としてはたらくとともに、顔料を分散する分散媒としても機能する主要な成分である。更に、溶剤はブラックレジストインキの塗布性（粘弾性、延展性、濡れ性、平滑性、乾燥性等）や保存安定性に大きく寄与するため、その選定は非常に重要である。
【０００４】
そこで、これまでも種々の溶剤が検討され、使用されてきた。例えば、カラーレジストインキに好適に使用できる溶剤として、特許文献１にはエーテル類、エステル類が開示されている。具体的な例として、エーテル類においてはプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートが、エステル類においては３−エトキシプロピオン酸エチルが開示されており、これら溶剤の組合せることで省液対応の塗工装置における平坦性を確保している。しかし、これらの溶剤の組合わせでは、対固形分４５％以上の黒色顔料の分散性、対固形分８％以上のアクリル系感光性樹脂及び多量の光重合開始剤の溶解性を同時に満足することが求められる高遮光レジストインキにおいて、溶解性、顔料分散性、保存安定性が不十分であるという問題があった。
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−４９８２８号公報
【０００６】
一方、ブラックレジストインキの添加剤として、界面活性剤が広く用いられている。例えば、特許文献１にはシリコーン系の界面活性剤及びフッソ系界面活性剤が開示されている。界面活性剤はブラックレジストインキの塗布性に大きな影響をおよぼすため、溶剤の選定と同様に界面活性剤の選定も非常に重要であり、更には、溶剤と界面活性剤を種々組み合わせることにより、最も優れた塗布性を実現することが検討されてきた。
【０００７】
省液対応の塗工装置におけるレジストインキをガラス基板に塗工する場合の課題として、吐出部分であるヘッドが容易に乾燥しないこと、塗膜の乾燥後のベトツキがないことが求められる。そのためには、レジストインキの乾燥速度は適正な範囲内であることが必要である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、かかる従来技術の欠点に鑑みなされたもので、高遮光性レジストインキにおける省液対応の塗工装置時の平坦性、省液対応の塗工装置の吐出部の乾燥防止性、塗工基板の乾燥性、固形分溶解性、保存安定性に優れたカラーフィルター用遮光性樹脂組成物及びこれを用いて形成されるカラーフィルターを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために検討した結果、本発明者等は、特定の構造を有する溶剤及び特定の性状を示す界面活性剤の組み合わせが省液対応の塗工装置に用いるカラーフィルター用遮光性樹脂組成物に適していることを見出し、本発明を完成した。
【００１０】
すなわち、本発明は、溶剤を８０〜９０重量％含有し、溶剤を除く固形分に対して、アクリル系感光性樹脂を８〜３５重量％、黒色顔料を４５〜６５重量%、ＨＬＢ値が８以下のシリコン系界面活性剤を０．００３〜０．０２重量％又はＨＬＢ値が８以下のフッソ系界面活性剤を０．１〜１．０重量％及び光重合開始剤を含有し、常温における粘度が１．０〜１０．０ｍＰａ・ｓである樹脂組成物において、全溶剤に対して、第一溶剤として分子内にプロピレングリコール骨格を有し、アセトキシ基を１つ有する溶剤を３０〜４０重量％、第二溶剤としてプロピレングリコールジアセテートを０〜２５重量％、第三溶剤として分子内に３-エトキシプロピオン酸構造を有する溶剤を２０〜５０重量％、第四溶剤としてカルボニル基を１つ有する脂環式化合物を１０〜３０重量％含有することを特徴とするカラーフィルター用遮光性樹脂組成物である。ここで、第一溶剤はプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、又はプロピレングリコールモノエチルエーテルアセテートである。
【００１１】
ここで、第一溶剤が、プロピレングリコール骨格を有するものであること、又は、第一溶剤の常圧における沸点が、１４０〜１８０℃であり、第三溶剤の常圧における沸点が１６０℃〜１９０℃であり、第四溶剤の常圧における沸点が１６０℃〜１９０℃であることのいずれか１以上を満足するとよりよいカラーフィルター用遮光性樹脂組成物を与える。
【００１２】
また、本発明は、上記のカラーフィルター用遮光性樹脂組成物の硬化膜を有するカラーフィルターである。
以下、本発明を詳細に説明する。
【００１３】
本発明のカラーフィルター用遮光性樹脂組成物（以下、遮光性樹脂組成物ともいう）は、溶剤を８０〜９０重量％含有し、溶剤を除く固形分を１０〜２０重量％含有する。ここで、溶剤を除く固形分とは、硬化後に残存する成分であり、モノマーや液状界面活性剤のような液状物を含む。
【００１４】
本発明の遮光性樹脂組成物は、常温（２５℃）における粘度が１．０〜１０．０ｍＰａ・ｓ、好ましくは２．０〜７．０ｍＰａ・ｓ、より好ましくは３．０〜６．０ｍＰａ・ｓである。粘度が上記の範囲を外れる場合は、粘度が高すぎたり低すぎたりするために一定の膜厚で塗布を行うことが難しいばかりか、塗布面にスジ、ムラ、ビビリ、ハジキ等の欠陥を生じやすく、良好な塗布性が得られない。粘度の測定は市販の粘度計により行えばよいが、Ｂ型粘度計やＥ型粘度計のような回転式粘度計によることが適する。
【００１５】
本発明のカラーフィルター用遮光性樹脂組成物は、溶剤を８０〜９０重量％含有してなるが、上記の範囲の粘度とするために溶剤を８２〜８６重量％含有することがより好ましい。
【００１６】
本発明のカラーフィルター用遮光性樹脂組成物は、溶剤として、第一溶剤、第三溶剤及び第四溶剤を含むが、第二溶剤をも含むことが望ましい。
【００１７】
第一溶剤は、分子内にアセトキシ基（ＣＨ3ＣＯＯ−）を１つ有する溶剤である。この第一溶剤は、−ＯＣＨ2ＣＨ（ＣＨ3）Ｏ−で表されるプロピレングリコール骨格を有する溶剤であることが好ましい。ここで、プロピレングリコール骨格の酸素原子は、アセトキシ基のエステル結合の一部となることができるが、プロピレングリコール骨格同士の縮合や他のアルコール類との縮合によりエーテル結合等を形成してもよく、あるいは水素原子と結合して末端のヒドロキシル基として存在していてもよい。第一溶剤は常圧における沸点が１４０℃〜１８０℃であることが好ましい。
【００１８】
第一溶剤の例としては、アルキルアセテート、アリールアセテート、アラルキルアセテート、エチレングリコールモノアルキルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノアルキルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノアルキルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールモノアルキルエーテルアセテート、アルコキシブチルアセテート、アルキルアルコキシブチルアセテート等の１価アルコール類のアセテートが挙げられるが、プロピレングリコール骨格を有する点で、プロピレングリコールモノアルキルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールモノアルキルエーテルアセテート等が好ましい。
【００１９】
第二溶剤は、プロピレングリコールジアセテートである。
【００２０】
第三溶剤は、分子内にＣＨ3ＣＨ2ＯＣＨ2ＣＨ2−ＣＯＯ−で表される３-エトキシプロピオン酸構造を有する溶剤である。ここで、３-エトキシプロピオン酸構造有する溶剤としては、ＣＨ3ＣＨ2ＯＣＨ2ＣＨ2−ＣＯＯ−Ｒで表される化合物が好ましい。ここで、Ｒは炭素数１〜５のアルキル基であることが好ましい。第三溶剤は常圧における沸点が１６０℃〜１９０℃であることが好ましい。
【００２１】
第三溶剤の例としては、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-エトキシプロピオン酸プロピル、３-エトキシプロピオン酸ブチル等が挙げられるが、３-エトキシプロピオン酸エチルが好ましい。
【００２２】
第四溶剤は、分子内にカルボニル基（Ｃ＝Ｏ）を有する脂環式化合物からなる溶剤である。好ましくは炭素数４〜７の脂環式カルボニル基含有化合物である。第四溶剤は、常圧における沸点が１６０℃〜１９０℃であることが好ましい。
【００２３】
第四溶剤の例としては、２-ヘプタノン、３−ヘプタノン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン等が挙げられるが、シクロヘキサノンが好ましい。
【００２４】
第一溶剤として、アセトキシ基を有する構造が選ばれる理由は、樹脂組成物に適した沸点や溶解パラメータを得られること、原料とする１価、２価アルコール類の選択により構造のバリエーションを得られること、比較的安価で経済的であること等が挙げられる。また、プロピレングリコール骨格を有する構造が好ましい理由は、上記の理由に加え、環境への悪影響の懸念が少ないことが挙げられる。
【００２５】
第二溶剤として、プロピレングリコールジアセテートが選ばれる理由は、樹脂組成物中の黒色顔料分散性に優れているだけでなく、常圧における沸点が１９０℃と高いので、省液対応の塗工装置におけるレジストインキの吐出部分であるヘッドが容易に乾燥することを防ぐため、基板への連続塗工に有効であることが挙げられる。
【００２６】
第三溶剤として、分子内に３-エトキシプロピオン酸構造を有する溶剤が選ばれる理由は、常圧における沸点が１７０℃と省液対応の塗工装置におけるレジストインキの吐出部分であるヘッドの乾燥防止のみならず、塗膜の乾燥速度を適正な範囲内に調節して乾燥ムラを低減に有効であることが挙げられる。
【００２７】
第四溶剤として、カルボニル基を有する構造が選ばれる理由は固形分溶解性の高さにある。遮光性樹脂組成物では遮光性の高さに比例して、黒色顔料が樹脂組成物中の固形分の中で占める比率が高くなるので、光重合開始剤のフォトリソグラフィーにおける感光性が低下に比例して格子状パターンの形成能力も低下する。格子状パターン形成能力確保のためには、一般的に溶剤溶解性の低い光重合開始剤の固形分中に占める比率をより高くする必要があるので、固形分溶解性の高い溶剤を組成物中に含める必要がある。高遮光性樹脂組成物においては、対固形分４５％以上の黒色顔料の分散性、対固形分８％以上のアクリル系感光性樹脂及び対固形分５%以上の光重合開始剤などの多量の固形分が含まれることが望まれるが、省液対応の塗工装置に用いた３-エトキシプロピオン酸エチルでは、これらを十分に溶解させることができないので、カルボニル基を含む溶解性の高い溶剤が必須であることが挙げられる。
【００２８】
上記溶剤の沸点は一定の範囲内にあることが好ましく、その範囲は第一溶剤、第二溶剤、第三溶剤、第四溶剤で異なることがよい。なお、溶剤の沸点範囲は上記した範囲が好ましいが、各溶剤が複数の化合物からなる混合溶剤であることを妨げない。沸点範囲は、塗膜の乾燥性と密接な関係があり、沸点が上記の範囲を外れる場合は、乾燥性が高すぎたり低すぎたりするために良好な塗布性が得られにくい。なお、第一溶剤、第二溶剤、第三溶剤、第四溶剤で異なる範囲の沸点を有することが好ましい理由は、塗膜の乾燥速度を適正な範囲内に調節し、乾燥ムラを低減することにある。
【００２９】
上記の沸点を満足する具体的な溶剤の例としては、第一溶剤にブチルアセテート（１２６℃）、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート（１４５℃）、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート（１５６℃）、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（１４６℃）、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート（１５８℃）、３−メトキシブチルアセテート（１７１℃）、シクロヘキサノールアセテート（１７３℃）等が挙げられ、第二溶剤にエチレングリコールジアセテート（１８６℃）、プロピレングリコールジアセテート（１９０℃）、１，３−ブチレングリコールジアセテート（２３２℃）等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００３０】
全溶剤中の各溶剤の含有量は、第一溶剤が３０〜４０重量％、第二溶剤が０〜２５重量％、第三溶剤が２０〜５０重量％、第四溶剤が１０〜３０重量％であり、第二溶剤は含有しなくてもよい。好ましくは、第一溶剤が３０〜４０重量％、第二溶剤が５〜２０重量％、第三溶剤が３５〜４５重量％及び第四溶剤が１０〜３０重量％である。第一溶剤〜第四溶剤の合計の全溶剤中の各溶剤の含有量は、７０〜１００重量％、好ましくは８０〜１００重量％である。１００重量％未満の場合は、本発明の効果を阻害しない範囲でその他の溶剤を用いることができる。
【００３１】
その他の溶剤の例としては、エステル系溶剤、エーテル系溶剤、アルコール系溶剤、ケトン系溶剤、脂肪族系溶剤、芳香族系溶剤、含窒素系溶剤、含硫黄系溶剤等を挙げることができるが、中でもエステル系溶剤、エーテル系溶剤、アルコール系溶剤が好ましい。これらは単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。また、その他の溶剤の常圧における沸点は１２０〜２４０℃であることが好ましく、溶解パラメータの値は８．０〜１１．０（ｃａｌ／ｃｍ2）0.5であることが好ましい。その他の溶剤は、遮光性樹脂組成物の塗布性や保存安定性の微調整をはかるために用いることができる。
【００３２】
本発明の遮光性樹脂組成物において、複数の溶剤を組み合わせて用いる理由は、樹脂組成物の塗布性や保存安定性を適度に調節しやすく、１種類の溶剤のみを用いる場合よりも良好な結果が得られやすいことにある。更に、第一溶剤としてアセトキシ基を１つ有する構造を、第二溶剤としてアセトキシ基を２つ有する構造を選択することにより、カラーフィルター用樹脂組成物の塗布性や保存安定性はきわめて良好なものとなる。
【００３３】
本発明のカラーフィルター用遮光性樹脂組成物は、溶剤を除く固形分を含む。固形分には、着色剤として黒色顔料、感光性樹脂、界面活性剤及び光重合開始剤等がある。
【００３４】
界面活性剤としては、ＨＬＢ値が８以下のシリコン系界面活性剤を０．００３〜０．０２重量％又はＨＬＢ値が８以下のフッソ系界面活性剤を０．１〜１．０重量％含有する。ここで、親水親油バランスの指標であるＨＬＢ値が６以下の界面活性剤は、親油性が高いために主に消泡剤やｗ／ｏ型エマルジョン乳化剤として用いられているが、本発明においては遮光性樹脂組成物の塗布性向上剤として使用し、特に上記の第一溶剤、第二溶剤、第三溶剤、第四溶剤との組み合わせにおいて良好な結果を得ることができる。界面活性剤の構造としては、シリコーン系、フッ素系があるが、ＨＬＢ値が８以下であればとくに限定されるものではなく、公知の界面活性剤を用いることができる。なお、界面活性剤の含有量は、効果と経済性のバランスを鑑みてシリコン系界面活性剤の場合は０．００３〜０．０１重量％、フッソ系界面活性剤の場合は０．１〜０．５重量％であることが好ましい。
【００３５】
シリコン系界面活性剤の具体例としては、ジメチルシリコーンとポリオキシアルキレンの共重合体であるＳＨ３７４９、ＳＨ３７７２Ｍ、ＳＨ３７７３Ｍ、ＳＨ３７７５Ｍ、ＳＳ−２８０３、ＳＳ―２８０５（いずれも商品名、東レ・ダウコーニング社製）、ジメチルシロキサンとポリオキシアルキレンの共重合体であるＦＺ−２１２２、ＦＺ−２１２３（いずれも商品名、東レ・ダウコーニング社製）などが挙げられる。但し、ＨＬＢ値が８以下であれば、これらに限定されるものではない。
【００３６】
フッ素界面活性剤の具体例としては、パーフルオロアルキル基を有するメガファック（商品名）Ｆ−４７０、フロリナート（商品名）ＦＣ−４３０（大日本インキ化学工業社製）などが挙げられる。但し、ＨＬＢ値が８以下であれば、これらに限定されるものではない。
【００３７】
黒色顔料としては、単独又は複数の顔料、染料からなる着色剤がある。本発明においては、着色剤の少なくとも一部が顔料で全体として黒色又は遮光性を示すものを黒色顔料という。黒色顔料としては、公知の顔料、染料等を用いることができるが、特に有機顔料を用いることが好ましく、カーボンブラックがより好ましい。これらは、目的とする遮光性に合わせて選択されればよく、その１種又は２種以上を併用して用いることができる。黒色顔料の配合量は、各原色の目的とする彩度に合わせて決定されればよいが、遮光性樹脂組成物の固形分中４５〜６０重量％である。
【００３８】
アクリル系感光性樹脂としては、アクリル系の光重合性樹脂、光重合性モノマー又は光重合性オリゴマーの少なくとも１種から選ばれるものであるが、硬化した状態で樹脂となるものであればよく、未硬化の状態ではモノマーやオリゴマーのような樹脂化していない成分のみを含むものであってもよい。アクリル系の感光性樹脂としては、（メタ）アクリレート基を１以上有する公知の光重合性樹脂、光重合性モノマー及び光重合性オリゴマーをいずれも好ましく用いることができ、例えば、トリメチロールプロパントリ（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、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート等の（メタ）アクリル酸エステル類や、ビスフェノールＡ型エポキシジ（メタ）アクリレート、ビスフェノールＦ型エポキシジ（メタ）アクリレート、ビスフェノールフルオレン型エポキシジ（メタ）アクリレート等の（メタ）アクリル酸エポキシエステル類等を挙げることができる。また、ビニル樹脂（（メタ）アクリル酸（共）重合体、マレイン酸（共）重合体等）、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエーテル樹脂等の主鎖又は側鎖に（メタ）アクリロイル基を導入した樹脂類等も挙げることができる。これらは単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。なお、これらの感光性樹脂は、アルカリ現像性を高める目的で、構造中にカルボキシル基やフェノール性水酸基等のアルカリ溶解性官能基を有していることが好ましい。これらのアクリル系の感光性樹脂のなかでも、ビスフェノールフルオレン型ジエポキシに（メタ）アクリル酸を反応させて得られるビスフェノールフルオレン型エポキシジ（メタ）アクリレート又はその酸付加物が好ましいものとして挙げられる。これらアクリル系の感光性樹脂の配合量は、カラーフィルター用遮光性樹脂組成物の固形分中の８〜３５重量％であり、１０〜３５重量％であることが好ましい。
【００３９】
また、光重合開始剤としては、公知の光重合開始剤をいずれも好ましく用いることができ、例えば、アセトフェノン類、ベンゾフェノン類、ベンゾインエーテル類、α−アミノアルキルフェノン類、オキシムエステル類、トリアジン類、有機過酸化物類、チオキサントン類、リン化合物類、ビイミダゾール類等を挙げることができる。これらはカラーフィルター用樹脂組成物の露光感度等に応じて適宜選ばれればよく、単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。これら光重合開始剤の配合量は特に限定されるものではないが、カラーフィルター用遮光性樹脂組成物の固形分中の３〜１５重量％であることが好ましく、５〜１２重量％であることがより好ましい。
【００４０】
本発明のカラーフィルター用遮光性樹脂組成物には、顔料等の着色材を安定に分散させる目的で、分散剤を配合することができる。ここで、分散剤としては、分散剤、分散促進剤等として市販されているもの又はその同等品であれば特に限定されるものではないが、例えば、カチオン性高分子系分散剤、アニオン性高分子系分散剤、ノニオン性高分子系分散剤等を挙げることができ、特に特開平９−１６９８２１号公報に開示されているカチオン性高分子系分散剤等が好ましい。これら分散剤の配合量は特に限定されるものではないが、樹脂組成物の固形分中の３〜２３重量％であることが好ましく、４〜２０重量％であることがより好ましい。また、分散剤の配合量は、分散安定性の点で着色材に対して１０〜１００重量％であることが好ましく、１２〜４０重量％であることがより好ましい。なお、樹脂類のような高粘度物質は一般に分散を安定させる作用をも有するが、分散促進能を有しないものは分散剤とは扱わない。しかし、分散を安定させる目的で使用することを制限するものではない。
【００４１】
本発明のカラーフィルター用遮光性樹脂組成物には、耐光性、耐熱性、耐溶剤性、分散安定性、現像性等を向上させる目的で、非感光性の樹脂（バインダー樹脂）を加えることもできる。非感光性の樹脂としては、ビニル樹脂（（メタ）アクリル酸（共）重合体、マレイン酸（共）重合体等）、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエーテル樹脂、エポキシ樹脂等を挙げることができるが、構造中にカルボキシル基やフェノール性水酸基等のアルカリ溶解性官能基を有し、アルカリ現像性を持つものや、グリシジル基やイソシアネート基等の反応性官能基を有し、熱硬化性を持つものが好ましい。これらは単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。これら非感光性の樹脂の配合量は特に限定されるものではないが、遮光性樹脂組成物の固形分中の０〜２０重量％であることが好ましく、１〜１０重量％であることがより好ましい。
【００４２】
本発明のカラーフィルター用遮光性樹脂組成物には、必要によりシランカップリング剤、粘度調整剤、湿潤剤、消泡剤、酸化防止剤等の添加剤を配合することができる。これら添加剤の配合量は特に限定されるものではないが、樹脂組成物の固形分中の０〜５重量％であることが好ましく、０〜２重量％であることがより好ましい。
【００４３】
本発明のカラーフィルター用遮光性樹脂組成物の製法は特に限定されるものではないが、顔料等の着色材を（好ましくは分散剤を用いて）溶剤に分散させた黒色顔料分散体をあらかじめ調製し、これに感光性樹脂、光重合開始剤及び必要により加えられるその他の成分を配合して遮光性樹脂組成物を製作する方法が有利である。また、感光性樹脂等を溶剤に溶解させた感光性組成物中に着色材を分散させてカラーフィルター用遮光性樹脂組成物を製作する方法もあるが、樹脂組成物の安定性の点で前者の方法が好ましい。
【００４４】
黒色顔料分散体を製作する方法としては公知の方法が利用でき、例えば、ニーダー、アトライター、ロールミル、ビーズミル、ペイントシェーカー、ディスパーザー等による分散処理等を挙げることができる。分散液の製作方法も特に限定されるものではない。
【００４５】
本発明のカラーフィルター用遮光性樹脂組成物は、基板等に塗布し、光照射、加熱等で硬化させることによって硬化物を得ることができる。遮光性樹脂組成物を塗布する方法としては公知の方法が利用でき、例えば、スピンコーター、バーコーター、スリットコーター等による塗布を挙げることができるが、省液対応の塗工装置、例えばスリットコーターによる塗布が好ましい。また、塗布後は、ホットプレートや減圧乾燥機等を用いて乾燥を行うことが好ましい。但し、塗布及び乾燥の方法は上記に限定されない。
【００４６】
光照射による硬化の方法も公知の方法が利用でき、例えば、キセノンランプ、ハロゲンランプ、タングステンランプ、超高圧水銀灯、高圧水銀灯、中圧水銀灯、低圧水銀灯等を光源とする光照射等を挙げることができる。かかる光照射を行う際、フォトマスク等を用いて画像露光を行い、現像液で処理すれば基板上に画像を形成することができる。現像液としては、未露光部分を溶解し露光部分を溶解しない現像液であれば特に制限はないが、種々の添加剤を含むアルカリ水溶液であることが好ましい。ここで、現像液のアルカリ成分としては、例えば、アルカリ金属の炭酸塩、アルカリ金属の水酸化物、四級アンモニウムの水酸化物等を、添加剤としては、例えば、有機溶剤、界面活性剤、消泡剤、防カビ剤等を挙げることができる。現像方法についても公知の方法が利用でき、例えば、浸漬現像、スプレー現像、ブラシ現像、超音波現像等を挙げることができる。光照射及び現像の方法も特に限定されるものではない。
【００４７】
更に、硬化膜の強度を高めるため、光照射後に加熱硬化を行うことが好ましい。加熱硬化の方法も公知の方法が利用でき、例えば、ホットプレート、熱風オーブン等による加熱焼成等を挙げることができるが、これらに限定されない。
遮光性樹脂組成物の硬化条件については特に制約はないが、形成される硬化膜の変色や褪色を防ぐために、光照射については１０００ｍＪ／ｃｍ2以下、加熱については２７０℃以下で１時間以内とすることが好ましい。
【００４８】
なお、遮光性樹脂組成物の硬化膜を用いてカラーフィルターを製作する方法としては、遮光性樹脂組成物を用いてブラックマトリックスを基板上に形成し、次に各色の画素を形成し、更にその上に保護膜を形成するなどの公知の方法を利用できる。
【発明の効果】
【００４９】
本発明におけるカラーフィルター用遮光性樹脂組成物は、特定の構造を有する溶剤及び特定の性状を示す界面活性剤を組み合わせて用いるため、省液対応の塗工装置時の平坦性、省液対応の塗工装置の吐出部分の乾燥防止性、塗工基板の乾燥性、固形分溶解性、保存安定性に優れる点できわめて有用である。また、この遮光性樹脂組成物を用いて形成されるカラーフィルターは、表面粗度が小さく膜厚の均一性に優れるため、高品位のカラー液晶ディスプレイ等の製造を可能にする点できわめて有用である。
【実施例】
【００５０】
以下、実施例により本発明を具体的に説明する。なお、以下における「部」はいずれも重量部を示す。
【００５１】
実施例１
黒色顔料分散体（黒色顔料２０．２重量％、カチオン系高分子分散剤２．５重量％、ビスフェノールフルオレン型エポキシジアクリレート構造を有するアルカリ現像型感光性樹脂７．５重量％、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート：６９．８重量％で構成されるもの）３９．３部に、ビスフェノールフルオレン型エポキシジアクリレート構造を有するアルカリ現像型感光性樹脂の５６．５重量％プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート溶液（新日鐵化学社製商品名：Ｖ−２５９ＭＥ、溶剤分は第一溶剤に含む）２．８部、ペンタエリスリトールテトラアクリレート１．７部、オキシムエステル系光重合開始剤０．６部、トリアジン系光重合開始剤０．３部、アセトフェノン系光重合開始剤０．１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（第一溶剤：PGMEA）４．９部、プロピレングリコールジアセテート（第二溶剤：PGDA）１６．８部、３−エトキシプロピオン酸エチル（第三溶剤：EP）１６．８部、シクロヘキサノン（第四溶剤：ANON）１６．８部、ＨＬＢ値６のシリコーン系界面活性剤ＳＨ３７７５Ｍ  ０．００５部、イソシアネート基を有するシランカップリング剤０．２部を配合し、十分に攪拌して遮光性樹脂組成物（ブラックレジストインキ）を調製した。得られたブラックレジストインキは１６重量％の固形分を有し、その粘度は３．３ｍＰａ・ｓであった。このブラックレジストインキは、固形分溶解性に優れ、常温に１週間放置しても粘度はほとんど変化せず、保存安定性は良好であった。また、ブラックレジストインキの溶剤の組成は、第一溶剤４０重量％、第二溶剤２０重量％、第三溶剤２０重量％、第四溶剤２０重量％であった。
【００５２】
上記のブラックレジストインキを、５インチ角、厚さ０．７ｍｍのガラス基板上にスリットコーターを用いて塗布し、試験片を作成した。このとき、送液圧力、ガラス基板と塗工ヘッドの間隔、塗工速度を調節して、製作されるカラーフィルターの膜厚が１．２μｍとなるように塗布膜厚を制御した。この試験片を７０℃のホットプレート上で２分間乾燥させ、ナトリウムランプを用いて塗布面を観察したところ、スジ、ムラ、ビビリ、ハジキ、ヘイズ、異物等の欠陥は認められず、良好な塗布状態であった。
次に、試験片にフォトマスクを被せて８０ｍＪ／ｃｍ2の紫外線露光を行い、露光部を光硬化させた後、試験片をアルカリ現像液で処理して露光部を現像させた。最後に試験片を２３０℃の熱風オーブン中で２０分間焼成し、モデルカラーフィルターを製作した。また、試験片内５ヶ所（中央部＋四隅）の膜厚の測定値は、最小値１．１６ｍ、最大値１．２４μｍであり、膜厚均一性に優れるものであった。また７０℃の乾燥後の乾燥性（基板表面のベトツキ：タック）を評価したところ、タックはなく良好であった。なお、本塗工装置の吐出部分であるヘッドを２３℃〜２５℃室温下で５分間放置後、同様に塗工をしたところ、放置前と同等の良好な塗工面が得られた。
【００５３】
実施例２〜１５
実施例１の黒色顔料分散体、第一溶剤、第二溶剤、第三溶剤、第四溶剤の量及び界面活性剤の種類と量を表１に示すように変更し、ブラックレジストインキ及びモデルカラーフィルターを製作した。いずれもブラックレジストインキの省液対応の塗工装置時の平坦性、省液対応の塗工装置の吐出部の乾燥防止性、塗工基板の乾燥性、固形分溶解性、保存安定性は良好で、高品質なモデルカラーフィルターが得られた。
【００５４】
比較例３〜８
実施例１の黒色顔料分散体、第一溶剤、第二溶剤、第三溶剤、第四溶剤及び界面活性剤を表１に示すように変更し、ブラックレジストインキ及びモデルカラーフィルターを製作した。実施例と比較して、いずれもブラックレジストインキの省液対応の塗工装置時の平坦性、省液対応の塗工装置の吐出部の乾燥防止性、塗工基板の乾燥性、固形分溶解性、保存安定性は悪く、モデルカラーフィルターの性能も不十分なものであった。
モデルカラーフィルターの評価結果をまとめて表２に示す。なお、比較例１〜２は欠番である。
【００５５】
【表１】
0004828275.tif 000002
【００５６】
【表２】
0004828275.tif 000003