(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
黒色感光性樹脂組成物を透明基板上に塗布、乾燥する黒色樹脂層形成工程と、該黒色樹脂層側から黒色樹脂層をパターン露光する露光工程と、該露光済みの黒色樹脂層を加熱する加熱工程と、該加熱後の黒色樹脂層を現像する現像工程とを有し、
前記黒色感光性樹脂組成物が、架橋剤、光酸発生剤、ヒドロキシスチレンのホモポリマー及びカーボンブラックを含有し、かつ前記カーボンブラックは高分子化合物によりグラフト化され、
前記高分子化合物が、メチルメタクリレート・２−ヒドロキシエチルメタクリレート・グリシジルメタクリレートの共重合体マクロモノマーに、スチレンと２−ヒドロキシエチルメタクリレートとイソプロペニルオキサゾリンを重合して得た、オキサゾリン基を有する高分子化合物であることを特徴とするカラーフィルタの製造方法。
【請求項２】
前記カーボンブラックはｐＨ７以下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の製造方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載のカラーフィルタの製造方法により製造され、ブラックマトリクスと、複数色画素とが透明基板上に形成されていることを特徴とするカラーフィルタ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶ディスプレイ等に用いられるカラーフィルタに関するもので、特にブラックマトリクスの形成されたカラーフィルタ及びその製造方法ならびにその為の黒色感光性樹脂組成物に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、カラーフィルタは液晶ディスプレイ装置を始めとする多くの分野にて広く用いられている。通常、カラーフィルタは赤、緑、青等の複数色の画素を透明基板上に配列したものである。
カラーフィルタにおいては、良好なコントラストの画像を得るために、各画素間に黒色のブラックマトリクスを形成することが行なわれている。このブラックマトリクスは、ＴＦＴ駆動方式の液晶表示に用いられるトランジスターの誤動作を防ぐ効果も発揮する。
【０００３】
通常、ブラックマトリクスはガラス基板上に微細パターンからなる金属薄膜で形成される。例えば、クロム、ニッケル、アルミニウム等の金属あるいは金属化合物からなる薄膜を蒸着法やスパッタ法などの真空成膜法等で成膜した後、フォトリソグラフィ法、例えば、その薄膜上にフォトレジストを塗布、乾燥し、フォトマスクを介して紫外線を照射し、現像することによりレジストパターンを形成した後、エッチング工程、レジスト剥離工程を経て、微細なパターン状のブラックマトリクスを形成する方法が一般的である。
しかしながら、上記工程にて製造されたブラックマトリクスはその工程の複雑さから製造コストが非常に高く、その結果、これを用いるカラーフィルタのコストも高くなるという問題がある。
【０００４】
また、金属薄膜として一般的に使用されている金属は、その表面の反射率が高いので、透過型の液晶ディスプレイに、この金属薄膜を用いたカラーフィルタを搭載した場合、強い外光がカラーフィルタに入射したときに、例えば、クロム薄膜の場合等は反射光が強いために、表示品位が著しく低下してしまうという問題がある。
そこで、このような金属薄膜を用いたブラックマトリクスの問題点を改善すべく、種々の方法が検討されており、例えば、ラジカル重合法を用い、かつカーボンブラックをアクリル樹脂に分散した黒色感光性樹脂組成物を用いてブラックマトリクスを形成する方法が提案されている。
この黒色感光性樹脂組成物を用いる方法であると、製造過程が簡略化してコストダウンを図れる上、反射による表示品位の低下がないという利点がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、黒色感光性樹脂組成物においてはその分散安定性を維持する為、カーボンブラックの添加量をあまり多くすることはできない。その為、十分な遮光性を得るためには、約１μｍ以上の膜厚を必要としてしまう。その結果、位置合わせのマージンである複数色画素との重なりの部分に、凸状の突起が形成されてしまい、表示ムラの原因になったり、パネル点灯時にショートする等の問題があった。
また、ラジカル重合法を用いてブラックマトリクスの形成を行う際、カーボンブラックは、紫外線照射時に光重合系感光性樹脂が用いる光重合開始剤が発生させたラジカルを捕捉してしまう性質を有する。したがって、黒色顔料は光重合を阻害し、経済的な露光量における充分な画素形成を困難なものとし、現像時のパターンの剥離や多量の露光量を要する等の不都合がある。
【０００６】
本発明はこのような問題点を解決するためになされたものであり、膜厚が薄くても光を遮光するのに充分な濃度を持ち、反射率が低く、膜強度が高く、複教色画素との重なり部分における凸状の突起を低下し、かつ、低露光量でブラックマトリクスが形成できる黒色感光性樹脂組成物、それを用いたカラーフィルタ及びその製造方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明のカラーフィルタの製造方法は、黒色感光性樹脂組成物を透明基板上に塗布、乾燥する黒色樹脂層形成工程と、該黒色樹脂層側から黒色樹脂層をパターン露光する露光工程と、該露光済みの黒色樹脂層を加熱する加熱工程と、該加熱後の黒色樹脂層を現像する現像工程とを有し、
前記黒色感光性樹脂組成物が、架橋剤、光酸発生剤、ヒドロキシスチレンのホモポリマー及びカーボンブラックを含有し、かつ前記カーボンブラックは高分子化合物によりグラフト化され、
前記高分子化合物が、メチルメタクリレート・２−ヒドロキシエチルメタクリレート・グリシジルメタクリレートの共重合体マクロモノマーに、スチレンと２−ヒドロキシエチルメタクリレートとイソプロペニルオキサゾリンを重合して得た、オキサゾリン基を有する高分子化合物であることを特徴とする。
また、カーボンブラックとしてはｐＨ７以下のものが望ましい。
本発明のカラーフィルタは、上記カラーフィルタの製造方法により製造され、ブラックマトリクスと、複数色画素とが透明基板上に形成されているものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明においてカラーフィルタのブラックマトリクスとなる黒色感光性樹脂組成物は、架橋可能な樹脂系材料と架橋剤と光酸発生剤とポリマーグラフト化されたカーボンブラックとを含有してなる。
【０００９】
架橋可能な樹脂系材料は、架橋点となりうるＯＨ基を含有しかつアルカリ性水溶液可溶性である高分子化合物が好適である。架橋可能な樹脂系材料としては、フェノールノボラック、ｐ−ヒドロキシスチレンに代表されるフェノール類、メタクリル酸２−ヒドロキシエチル、アクリル酸２−ヒドロキシエチル、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、フマル酸等のＯＨ基を含むモノマーのホモポリマーあるいは共重合体が用いられる。共重合に使用できる他のモノマーとしては、スチレン、フェニルマレイミド、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸ベンジル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸ベンジルなどが挙げられる。
露光により発生した酸の存在下での加熱処理において、架橋剤のＮ−メチロール構造の部分と、ＯＨ基構造の部分とが脱水架橋反応を起こす。その結果、樹脂どうしの架橋により架橋密度が向上し、形成されたパターンの耐薬品性が大幅に向上する。
これらの架橋可能な樹脂系材料は１０〜５５重量％の範囲内で使用される。少なすぎると、感光機能の劣化、カーボンの凝集によるパターン形状の劣化、膜強度や密着性の不足などの問題が生じ、多すぎると遮光性が不足する。
【００１０】
架橋剤としては、メチロール化尿素、尿素樹脂、メチロール化メラミン、ブチロール化メラミン、メチロール化グアナミンあるいはこれらの化合物のアルキルエーテルを用いることが可能である。熱安定性が優れている点からアルキルエーテル化物がより好ましい。このアルキルエーテルのアルキル基としては炭素数１〜５のアルキル基が好ましい。特に、このアルキルエーテル化合物としては感度の点で優れているヘキサメチロールメラミンのアルキルエーテル化物がより好ましい。また、エポキシ基を２つ以上持つ化合物も用いることができる。
これらの架橋剤は４〜１７重量％の範囲内で使用される。少なすぎると、感光特性に支障をきたし、多すぎると遮光性が不足する。
【００１１】
光散発生剤としては、光源の発光に含まれる波長域において吸収があり、かつ、光吸収により酸を発生するトリハロメチル基含有トリアジン誘導体またはオニウム塩類が使用できる。特に感度に優れている点から、トリハロメチル基含有トリアジン誘導体が好ましい。
トリハロメチル基含有トリアジン誘導体としては、例えば２,４,６−トリス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２−（ｐ−メトキシスチリル）−４,６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２−フェニル−４,６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２−（ｐ−メトキシフェニル）−４,６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２−（ｐ−クロロフェニル）−４,６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２−（４’−メトキシ−１’−ナフチル）−４,６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２−（ｐ−メチルチオフェニル）−４,６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジンなどを挙げることができる。
【００１２】
オニウム塩類としては、ジフェニルヨードニウムテトラフルオロボレート、ジフェニルヨードニウムヘキサフルオロホスホネート、ジフェニルヨードニウムヘキサフルオロアルセネート、ジフェニルヨードニウムトリフルオロメタンスルホナート、ジフェニルヨードニウムトリフルオロアセテート、ジフェニルヨードニウム−ｐ−トルエンスルホナート、４−メトキシフェニルフェニルヨードニウムテトラフルオロボレート、４−メトキシフェニルフェニルヨードニウムヘキサフルオロホスホネート、４−メトキシフェニルフェニルヨードニウムヘキサフルオロアルセネート、４−メトキシフェニルフェニルヨードニウムトリフルオロメタンスルホナート、４−メトキシフェニルフェニルヨードニウムトリフルオロアセテート、４−メトキシフェニルヨ−ドニウム−ｐ−トルエンスルホナート、ビス（４−tert−ブチルフェニル）ヨードニウムテトラフルオロボレート、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ホネート、ビス（４−tert−ブチルフェニル）ヨードニウムヘキサフルオロアルセネート、ビス（４−tert−ブチルフェニル）ヨードニウムトリフルオロメタンスルホナート、ビス（４−tert−ブチルフェニル）ヨードニウムトリフルオロアセテート、ビス（４−tert−ブチルフェニル）ヨードニウム−ｐ−トルエンスルホナート等のジアリールヨードニウム塩、トリフェニルスルホニウムテトラフルオロボレート、トリフェニルスルホニウムヘキサフルオロホスホネート、トリフェニルスルホニウムヘキサフルオロアルセネート、トリフェニルスルホニウムトリフルオロメタンスルホナート、トリフェニルスルホニウムトリフルオロアセテート、トリフェニルスルホニウム−ｐ−トルエンスルホナート、４−メトキシフェニルジフェニルスルホニウムテトラフルオロボレート、４−メトキシフェニルジフェニルスルホニウムヘキサフルオロホスホネート、４−メトキシフェニルジフェニルスルホニウムヘキサフルオロアルセネート、４−メトキシフェニルジフェニルスルホニウムトリフルオロメタンスルホナート、４−メトキシ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、４−メトキシフェニルジフェニルスルホニウム−ｐ−トリエンスルホナート、４−フェニルチオフェニルジフェニルチトラフルオロボレート、４−フェニルチオフェニルジフェニルヘキサフルオロホスホネート、４−フェニルチオフェニルジフェニルヘキサフルオロアルセネート、４−フェニルチオフェニルジフェニルトリフルオロメタンスルホナート、４−フェニルチオフェニルジフェニルトリフルオロアセテート、４−フェニルチオフェニルジフェニル−ｐ−トルエンスルホナート等のトリアリールスルホニウム塩等が挙げられる。
【００１３】
これらの光酸発生剤は、単独で、あるいは、混合して使用しても良い。たとえば、光吸収剤と酸発生剤の組み合わせ等が利用できる。
添加量は、架橋可能な樹脂系材料に対して、０.５〜４０重量％が好ましい。４０重量％を越えて添加した場合は、酸発生量が多すぎパターン露光後の加熱によって未露光部にも酸が拡散し架橋反応を起こし、解像性が低下してしまう原因となる。また、添加量が０.５重量％より少ない場合においては、酸発生量が乏しく、架橋反応が十分進行せず、パターンが形成できない。
【００１４】
カーボンブラックをグラフト化するのに用いる高分子化合物は、カーボンブラック表面に存在する官能基と容易に反応しうる基を有するものである。この基の具体例としては、アジリジン基、オキサゾリン基、Ｎ−ヒドロキシアルキルアミド基、エポキシ基、チオエポキシ基、イソシアネート基、ビニル基、アクリル基、メタクリル基、珪素系加水分解性基、アミノ基等が挙げられ、高分子化合物には、これらの基が分子内に１種又は２種以上有する必要がある。特にカーボンブラック表面の官能基との反応性の面で、アジリジン基、オキサゾリン基、Ｎ−ヒドロキシアルキルアミド基、エポキシ基、チオエポキシ基、イソシアネート基から選ばれる１種又は２種以上の基を有する高分子化合物が好ましい。より好ましくはアジリジン基、オキサゾリン基、Ｎ−ヒドロキシアルキルアミド基から選ばれる１種又は２種以上の基を有する高分子化合物である。
カーボンブラックと高分子化合物を反応させる場合には、反応を阻害しない限りにおいて、反応系に該高分子化合物以外のポリマー成分、モノマー、有機溶剤等の物質が存存してもよい。
高分子化合物はカーボンブラックの１０〜１００重量％、好ましくは２０〜６０重量％含有することが必要である。１０重量％以下ではグラフトの効果即ち膜強度の向上がなく、１００重量％以上では感光性に障害がでたり、光学濃度が不足する。
カーボンブラックとしてはｐＨが７以下好ましくは、ｐＨ５以下が好ましい。ｐＨが７より高いと、グラフトの効果、即ち膜強度の向上が認められない。
【００１５】
これらの各成分からなる本発明の黒色感光性樹脂組成物には、更に分散時の作業性を向上させるため、希釈溶剤として、エチルセロソルブ、エチルセロソルブアセテート、ブチルセロソルブ、ブチルセロソルブアセテート、エチルカルビトール、エチルカルビトールアセテート、ジエチレングリコール、シクロヘキサノン、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、乳酸エステル類等の有機溶剤を用いてもよい。
また、本発明の効果を損なわない範囲内で各種の添加剤等を配合することもできる。
本発明における黒色感光性樹脂組成物は、上述したこれらの材料を、２本ロールミル、３本ロールミル、サンドミル、ペイントコンディジョナー等の分散機を用いて混練すれば良い。
【００１６】
以上のように本発明においては、架橋可能な樹脂系材料、架橋剤及び光酸発生剤を用いることにより、高感度の黒色感光性樹脂組成物が得られる。また、グラフト化されたカーボンブラックを用いることにより、膜強度が優れ且つ高遮光性のブラックマトリクスが得られる。光酸発生剤から発生する酸を利用し架橋する感光性樹脂組成物を用いることにより、感度特性曲線の傾きが大きくなり、ある露光量以上の領域で急に現像後の残膜率が大きくなるため、低露光量にて所定の膜厚を得る作用が発現する。これらの作用により従来のラジカル重合型黒色感光性樹脂組成物を用いた場合のように多量の紫外線で黒色感光性樹脂層の内部まで硬化させる必要がなく、低露光量にて所定のブラックマトリクスを形成することが可能となる。
【００１７】
本発明のカラーフィルタは、上述した黒色感光性樹脂組成物からなるブラックマトリクスと複数色画素とが透明基板上に形成されてなるものである。
すなわち、例えば図１に示すように、透明基板１上に、所定パターン状にブラックマトリクス５，５，・・・が形成され、さらに複数色画素７が形成されてカラーフィルタが構成される。
本発明の黒色感光性樹脂組成物からなるブラックマトリクス５であると、遮光性が高い為、ブラックマトリクス５の膜厚Ｔｂを薄くすることができ、複数色画素の膜厚Ｔｃの半分以下とすることができる。
この種のカラーフィルタにおいては、各複数色画素７とブラックマトリクス５との間に間隙が形成されないように、ブラックマトリクス５上に複数色画素７が僅かに重複するように形成される。そして、この重複部分が突起８，８，・・・となるが、本発明のカラーフィルタであると、従来のカラーフィルタと比べて、ブラックマトリクス５の膜厚がきわめて薄いので、突起８の高さを低下せしめることができる。その結果、対向基板とのショートを防止できる。
【００１８】
ブラックマトリクスは例えば次のようにして形成され得る。
まず、図２（ａ）に示すように、ガラス板またはプラスチック板若しくはプラスチックフィルム等からなる透明基板１上に、黒色感光性樹脂組成物をスピンナー法、バーコート法、ロールコート法、カーテンコート法等を用いて均一に塗布し、乾燥して黒色樹脂層２を形成する。尚、黒色樹脂層２と透明基板１を密着させる場合には、７０℃〜１００℃程度の熱を加えてもかまわない。
次に、図２（ｂ）に示すように、マスクパターン３を用いて紫外線を照射してパターン露光を行い、ブラックマトリクスとする箇所にのみ酸を発生させる。露光に用いる光源としては、高圧水銀灯、超高圧水銀灯等が適当である。
次に、図２（ｃ）に示すように、透明基板１をホットプレート４上に載せ、温度７０℃〜１５０℃、時間１５秒〜５分の加熱処理にて酸の触媒反応を利用して、黒色樹脂層２の複数色画素間隙部６，６，・・・のみ架橋反応を起こさせる。
そして、アルカリ現像液を用いて、未架橋部の黒色樹脂を除去して、図２（ｄ）に示すように、所定パターン形状のブラックマトリクス５を形成する。現像液には、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、炭酸カリウム等の無機アルカリ溶液、トリエチルアミン等のアルキルアミン類、トリエタノールアミン等のアルコールアミン類、テトラメチルアンモニウムヒドロキサイド等の第４級アンモニウム塩等が適用できる。
カラーフィルタとするには、さらに所定の複数色画素を所定形状に形成すれば良い。複数色画素の形成は、染色法、顔料分散法、印刷法、電着法等の周知の方法を適用すれば良い。
【００１９】
【実施例】
［実施例１］
〔黒色感光性樹脂分散液の調製例〕
（調製工程１）
攪拌羽根、不活性ガス導入管、還流冷却管、温度計および滴下漏斗を備え付けたセパラブルフラスコに溶剤として、トルエン８０部、メチルエチルケトン２０部を仕込み、さらに、メチルメタクリレート（ＭＭＡ）８５部、２−ヒドロキシエチルメタクリレート（ＨＥＭＡ）１５部、チオグリコール酸４.３部、アゾビスイソブチロニトリル（ＡＩＢＮ）２部の混合溶液を４時間かかって連続的に滴下して重合を行った。その後、同温度で３時間かかって加熱した後、９５℃で２時間熟成を行い、重合を終了した。
この反応液２００部に対してグリシジルメタクリレート（ＧＭＡ）を８.５部（１.３倍当量／ＣＯＯＨ）、触媒としてテトラブチルアンモニウムブロマイドを１.３部及び重合禁止剤としてハイドロキノンモノメチルエーテル０.０４部を加え、反応温度８５〜９０℃にて１０時間反応させた。
これをｎ−ヘキサンに再沈後、５０℃にて２日間減圧乾燥させ片末端メタクリレート型のＭＭＡ−ＨＥＭＡ共重合体マクロモノマーを得た。
【００２０】
（調製工程２）
上記調製工程１で得られたマクロモノマーを５０部と、スチレン（Ｓｔ）２５部、ＨＥＭＡを２０部、イソプロペニルオキサゾリン（ＩＰ０）５部、開始剤としてＡＩＢＮ３部を、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（ＰＧＭ−Ａｃ）１００部に溶解させ、重合性単量体組成物を得た。
調製工程１で用いたものと同様のセパラブルフラスコにＰＧＭ−Ａｃを５０部仕込み、８０℃に昇温した。滴下漏斗に上記重合性単量体組成物を仕込み温度を８０℃に保持させながら、３時間にわたり滴下を行った後、さらに同温度にて２時間重合反応を続けた。その後、１１０℃に昇温し２時間熟成反応を行い、反応性の基としてオキサゾリン基を有する高分子化合物（不揮発分４０％）の溶液を得た。
【００２１】
（調製工程３）
攪拌羽根、冷却管、温度センサーを備えたセパラブルフラスコに、カーボンブラックを３０部、上記調製工程２で得られた高分子化合物の溶液を２２.５部、ＰＧＭ−Ａｃを９７.５部及びジルコニアビーズ８００部を仕込んだ。回転数６００ｒｐｍで攪拌しながら１００℃で３時間反応させた。冷却した後、ビーズとの分離を行いカーボンブラック含有量２０％のカーボンブラックグラフトポリマー（ＧＣＢ）分散体を得た。
【００２２】
（調製工程４）
上記調製工程３で得られたＧＣＢ分散体１５０部に対して、無水トリメリット酸（重量平均分子量１９２.１３）３.５９部、触媒として１,８−ジアザピシクロ［５,４,０］−ウンデセン（ＤＢＵ）０.０９部を添加し８０℃の温度にて１時間反応を行い、カルボキシル基を含有したＧＣＢ分散体を得た。
【００２３】
（調製工程５）
上記調製工程４で得られたＧＣＢ分散体を３００部、樹脂系材料としてポリヒドロキシスチレン（重量平均分子量５０００）２４部、架橋剤として三和ケミカル社製「ニッカラックMW-30M」を１０部、光酸発生剤としてみどり化学社製「TAZ-104」を６部、溶剤としてＰＧＭ−Ａｃを２６０部、さらにガラスビーズを５００ｇをガラス瓶に入れ、ペイントシェーカーにより２時間分散し黒色感光性樹脂分散液を調製した。
【００２４】
〔ブラックマトリクスの形成〕
上記得られた黒色感光性樹脂分散液をスピンナーにより７６０ｒｐｍ、５秒で塗布し、乾燥し、透明ガラス基板上に均一な黒色樹脂層を形成した。
３ｋＷ超高圧水銀灯により１００ｍＪ／cm2の露光量で、マスタパターンを介して露光を行った。
その後、ホットプレートを用いて９０℃で１分間加熱した。
０.１％水酸化ナトリウム水溶液を用いて、基板を回転させながらシャワーを噴霧する方式で６０秒間現像し、非露光部の黒色感光性樹脂層を除去した。最後にオーブン中にて２３０℃で１時間加熱しブラックマトリクスを得た。
【００２５】
［実施例２］
上述した実施例１における調製工程５において、調製工程４で得られたＧＣＢ分散体を３００部、樹脂系材料としてポリヒドロキシスチレン（重量平均分子量５０００）１４部、架橋剤として三和ケミカル社製「ニッカラックMW-30M」を６部、光酸発生剤としてみどり化学社製「TAZ-104」を６部、溶剤としてＰＧＭ−Ａｃを２５０部、さらにガラスビーズを５００ｇをガラス瓶に入れ、ペイントシェーカーにより２時間分散し黒色感光性樹脂分散液を作製したこと以外は実施例１と同様にして透明基板上にブラックマトリクスを形成した。
【００２６】
［比較例］
〔黒色感光性樹脂組成物の調製〕
メタクリル酸ブチル（ＢＭＡ）を５０部、ＭＭＡ３０部、メタクリル酸（ＭＡＡ）を２０部からなるアクリル樹脂の３０％エチルセロソルブ溶液１００ｇに、カーボンブラック４５ｇ、分散剤として「ソルスパース＃５０００」（ゼネカ社製）を３ｇ加えて３本ロールミルで十分混練して作製した黒色樹脂組成物１００ｇに対して、光重合性モノマーとして、東洋合成社製の「アロニクスM310」を１０ｇ、光重合性開始剤としてチバガオギー社製の「イルガキュア907」を７ｇ加えて、エチルセロソルブで固形分２０％になるように希釈して感光性黒色樹脂組成物を調製した。
【００２７】
〔黒色感光性樹脂層の形成〕
透明基板上に上記得られた黒色感光性樹脂組成物を、スピンコーターを用いて１０００ｒｐｍで１０秒間スピンコートし、クリーンオーブンを用いて７０℃で２０分間乾燥させた。続いてフォトマスクを介して超高圧水銀灯を用いて１５０ｍＪ／cm2で露光し、２３℃の１％炭酸ナトリウム水溶液に９０秒間浸漬して現像した。最後にオーブン中にて２３０℃で１時間加熱しブラックマトリクスを得た。
【００２８】
以上の実施例１，２及び比較例に関し、遮光性についての光学濃度、基板との密着性、保存安定性について試験した。結果を表１に示した。
光学濃度は、ブラックマトリクスの膜厚１.０μｍ当りのものである。
密着性は、プレシャークッカー試験器を用いて１２０℃、１００％ＲＨ、２気圧の条件にて５０時間放置後、JIS K5400に準じた基盤目付着性試験方法にて行った。１００個当りの剥離した個数を求めた。
保存安定性は、黒色感光性樹脂組成物の粘度および所定膜厚を現像するのに必要な時間についての経時変化を２ヵ月間にわたって数回測定したもので、初期値からの変化量の小さいものを良好とし、変化量の大きいものを不良と評価した。尚、黒色感光性樹脂組成物は、密閉容器に入れて２３.０℃にて保存した。粘度の測定にはＥ型粘度計を使用した。
【００２９】
【表１】
0004166302.tif 000002
【００３０】
表１から、化学増幅型の実施例１，２の黒色感光性樹脂組成物であると、少ない露光量で十分で感度が高く、かつ、遮光性に優れ、基板との密着性が良好な上、保存安定性にも優れていることが明らかである。
【００３１】
【発明の効果】
本発明の黒色感光性樹脂組成物は、γ値が高く高感度レジストのため、実用レベルの露光量でブラックマトリクスを形成できる。またカーボンブラックに高分子化合物が化学結合しているため樹脂のみが現像液等で流出することがなく、ブラックマトリクスの膜強度が極めて高いものである。
さらにｐＨが７以下のカーボンブラックであると膜強度が特に高い。
この黒色感光性樹脂組成物を用いたカラーフィルタであると、ブラックマトリクスの光反射率光は低く表示品位が高く、また、遮光性が高いのでブラックマトリクスの膜厚を薄くすることができ、複数色画素との重なりの部分に形成される突起の高さを低く抑えることができ、表示ムラや、パネル点灯時のショートを防止できる。
また、本発明の黒色感光性樹脂組成物を用いたカラーフィルタの製造方法は、簡易でかつ少ない露光量で製造されるので、製造コストの低いものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】  カラーフィルタの一例の断面図である。
【図２】  ブラックマトリクスの製造過程を示す断面図である。
【符号の説明】
１  透明基板
２  黒色感光性樹脂組成物
３  マスクパターン
４  ホットプレート
５  ブラックマトリクス
７  複数色画素
【図１】
0004166302.tif 000003
【図２】
0004166302.tif 000004