JPH10268128A - カップリング剤を配合したカラーフィルター用遮光性塗料組成物 - Google Patents

カップリング剤を配合したカラーフィルター用遮光性塗料組成物

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JPH10268128A
JPH10268128A JP7705797A JP7705797A JPH10268128A JP H10268128 A JPH10268128 A JP H10268128A JP 7705797 A JP7705797 A JP 7705797A JP 7705797 A JP7705797 A JP 7705797A JP H10268128 A JPH10268128 A JP H10268128A
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JP
Japan
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light
shielding
thin film
substrate
color filter
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JP7705797A
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Inventor
Takeo Tokuda
武雄 徳田
Takako Maki
高子 眞木
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Sumitomo Chemical Co Ltd
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Sumitomo Chemical Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 LCD用のカラーフィルターなどの遮光性薄
膜に要求される諸特性に優れ、特に耐光性、耐湿性に優
れる遮光性塗料組成物、および表面に遮光性薄膜を有す
る高品位な基板を製造する方法を提供する。 【解決手段】 遮光性材料および高分子材料を含有し、
特定のカップリンング剤の1種または2種以上を配合し
得られる遮光性塗料組成物を製造し、その組成物を用い
て基板を製造する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示素子や撮
像素子などに用いられるカラーフィルターの遮光性薄膜
の形成に有用な遮光性塗料組成物に関する。
【0002】
【従来の技術】液晶表示素子(LCD)などに用いられ
るカラーフィルターにおいて、コントラストや色純度の
向上、あるいは、スイチッング素子などへの光洩れの防
止のために、透明基板上に形成された赤、緑、青色の各
透明着色微細パターンの間隙にブラックマトリックスと
呼ばれる遮光性薄膜を設けることや、スイチッング素子
の上に配置される基板上に不要光を遮る遮光性薄膜を設
けることが知られている。
【0003】近年、LCDの急速な大型化、高精彩化、
生産量の増加などに伴って遮光性薄膜の諸特性や生産性
などに対する要求が一層強まってきている。例えば、高
遮光性とともに、塗膜の平坦性や平滑性、基板やオーバ
ーコート(保護膜)との密着性がよりすぐれることなど
の他に、最近では、特に耐光性、耐熱性、耐水性、耐湿
性、耐アルカリ性、耐酸性、耐溶剤性、耐液晶性等の信
頼性が強く要望されている。
【0004】このような遮光性薄膜を形成する材料とし
ては、金属系および樹脂系材料が主に用いられている。
金属系材料としてはクロム等が、また、樹脂系材料とし
ては、樹脂等の高分子材料とカーボンブラック等の遮光
性材料とを含む塗料組成物が用いられている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】これまで、液晶表示素
子などに用いられるカラーフィルターの遮光性薄膜に要
求される耐光性、耐湿性等の諸特性が優れた該薄膜を提
供するための塗料組成物として十分なものは見出されて
いない。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、遮光性材
料とを含む塗料組成物にカップリング剤を配合すること
により、上記の課題を解決できることを見出し、本発明
を完成するに至った。すなわち、本発明は、(1)カッ
プリンング剤の1種、または2種以上の混合物を配合す
ることを特徴としたカラーフィルター用遮光性塗料組成
物、(2)請求項1乃至2に記載の塗料組成物を用いて
基板上に遮光性薄膜を形成することを特徴とするカラー
フィルター用遮光性薄膜を有する基板の製造方法を提供
する。
【0007】
【発明の実施の形態】以下、本発明について、詳細に説
明する。本発明に用いるカップリング剤としては、一般
構造がR−Si(OR′)3{Rは、ビニルやアミノの
ような有機官能基、R′は、ハライド、アシロキシ、ア
ルコキシ基のような加水分解性基}で表されるシラン系
カップリング剤、例えば、ビニルトリクロロシラン、γ
ーアミノプロピルトリエトキシシラン、γーグリシドキ
シプロピルトリエトキシシランなどが挙げられる。一般
構造が、RO−Ti−OR′(Rは、アルキルエステ
ル、カルボキシホスフェート、ピロポスフェートポスフ
ァイスルホニルのような有機官能基、R′は、アルコキ
シ基のような加水分解性基)で表されるチタン系カップ
リング剤、例えば、イソプロピルトリイソステアロイル
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、イソプロピルトリドデシル
ベンゼンスルホニルチタネートなどが挙げられる。アル
ミニウム系カップリング剤、例えば、アセトアルコキシ
アルミニウムジイソプロピレート、エチルアセトアセテ
ートアルミニウムジイソプロピレート、アルミニウムト
リス(アセチルアセトネート)、などが挙げられる。そ
して、ジルコアルミネートカップリング剤、例えば、テ
トラプロピルジルコアルミネートなどが挙げられ、これ
らの1種または2種以上の混合物を用いることができ
る。
【0008】本発明で用いるカップリング剤の配合量
は、その種類や特性によって異なるが、遮光性塗料組成
物の保存安定性およびその組成物によって形成される遮
光性薄膜の諸特性に鑑みて、通常は、全固形分に対して
0.1〜30.0重量%である範囲から適宜選択するこ
とが望ましい。0.1%未満の場合は、光照射や高湿度
雰囲気での劣化テストを実施した場合のガラス基板との
接着性が十分でなく、30%を超える場合は塗料の保存
安定性が悪くなり好ましくない。
【0009】本発明で用いる遮光性材料としては、カー
ボンブラック、チタンブラック、黒色酸化鉄などの金属
酸化物、硫化ビスマスなどの金属硫化物、ペリオゲンブ
ラックなどの有機顔料およびシアニンブルー、ジオキサ
ジンバイオレットなどの有彩色顔料が例示され、これら
の1種または2種以上の混合物を用いることができる。
【0010】本発明の塗料組成物に用いる高分子材料と
しては、感光型塗料、アルカリまたは溶剤可溶型塗料、
電着塗料または印刷インキなど、それぞれ従来から使用
されている公知の光硬化性樹脂が特に制限されることな
く使用できる。
【0011】遮光性材料と高分子材料として用いる光硬
化性樹脂との固形分換算重量比は、形成される遮光性薄
膜の諸特性などに鑑みて、10〜70:90〜30が好
ましい。
【0012】また、本発明の塗料組成物は、一般的に使
用されている光重合開始剤を紫外線照射条件に応じて含
有することができる。そのような開始剤としてはベンゾ
イン、ベンゾインメチルエーテルなどのベンゾイン類、
アセトフェノン、2,2−ジメトキン−2−フェニルア
セトフェノン等のアセトフェノン類、2−エチルアント
ラキノン等のアントラキノン類、2,4−ジメチルチオ
キサントン等のチオキサントン類、アセトフェノンジメ
チルケタール等のケタール類などが例示され、その使用
量は、高分子材料として用いる光硬化性樹脂と遮光性材
料との固形分換算重量に対し、0.1〜10重量%が適
当である。
【0013】更に、本発明の塗料組成物には、必要に応
じて光反応性希釈剤、有機溶剤、重合禁止剤、分散助
剤、流展剤、増(低)粘度化剤、他の充填剤、などが適
宜使用されてもよい。
【0014】このようにして得られる本発明の塗料組成
物は、特に、ブラックマトリックスと呼ばれている遮光
性薄膜を表面に有する基板の製造に有用である。このよ
うな遮光性薄膜は、赤、緑および青色等の透明着色微細
パターンが形成されていてもよい基板上に、公知の方法
によって形成することができる。すなわち、遮光性薄膜
は、透明着色微細パターンの形成後または形成前に透明
着色微細パターンの間隙に形成してもよく、また、透明
着色微細パターンとは独立に別の基板上に形成すること
もできる。
【0015】例えば、ガラスなどの透明基板上に、印刷
法、フォトリソグラフィー法、電着法などの公知の方法
にしたがって透明着色微細パターンを形成し、次いで、
本発明の塗料組成物を用い、公知の方法で遮光性薄膜を
形成することによって、透明着色微細パターンの間隙に
遮光性薄膜を有する基板を製造することができる。
【0016】具体的には、例えば、特開昭62−247
331号公報に記載された方法にしたがって、透明基板
上に所望の透明着色微細パターンを電着法によって形成
した後、本発明の塗料組成物を、形成した透明着色微細
パターンを覆うように基板上の全面に塗布し、次いで基
板の背面から露光、現像を行うという、所謂、背面露光
法としてよく知られている方法によって、所望の基板を
得ることができる。
【0017】あるいは、特開平7−35920号公報に
記載された方法にしたがって、先ず、窓枠状の遮光性薄
膜を形成し、次いで窓枠の透明着色微細パターンを形成
することによっても、所望の基板を得ることができる。
【0018】従来、このような方法によって得られる遮
光性薄膜は、現在、要求品質が高まってきている中、耐
光性の信頼性試験を行うと、JIS B 7752のサ
ンシャインウェザー試験240時間では、問題ないがそ
れ以上の時間では、ガラスとの界面において、遮光性薄
膜が剥がれるといった問題が発生した。例えば、自動車
に積載されるLCDや屋外で使用されるLCDといった
ものは、今後さらに高い耐光性が要求されてくると考え
られる。これに対し本発明の塗料組成物は、上述の試験
で480時間以上の性能を有するため十分に有用である
と考えられる。
【0019】
【実施例】以下、実施例を示して本発明を更に詳細に説
明する。例中、部、およぶ%は、特記しないかぎり、そ
れぞれ重量部、重量%を表す。
【0020】 実施例1 1) アセトアルコキシアルミニウムジイソプロピレート 5部 2) γーアミノプロピルトリエトキシシラン 2部 3) プロピレングリコールモノメチルエーテル 100部 4) カーボンブラック 40部 5) プロピレンオキサイド変性ビスフェノールA 60部 ジエポキシジアクリレート付加物 6) イルガキュア907 1部 (光開始剤、チバ・ガイギー社製)
【0021】1)、2)、3)、4)および5)の混合
物をガラスビーズミルで5時間分散し、分散物を更にロ
ールミルで分散処理し、次いで、6)を添加して遮光性
塗料組成物を得た。
【0022】得られた塗料組成物を、公知の方法によっ
て形成した赤、緑、および青色等の透明着色微細パター
ンを覆うようにガラス基板の全面にスクリーン印刷によ
り塗布した。90℃×10分予備乾燥後、装置としてU
VC−5039〔ウシオ電機(株)製〕を使用して背面
から紫外線を照射した。露光条件は、80W/cm、高
さ240mm、コンベアスピード1200mm/分であ
った。露光後、ブチルセロソルブに室温で30分浸漬し
た。次いで、脱イオン水にて洗浄し、洗浄水が清澄にな
ったことを確認後、イソプロパノールに浸漬揺動し、2
00℃で60分焼付乾燥した。
【0023】このようにして、ガラス基板上に、膜厚が
1μmであって、所定の安定した形状を有し、高遮光性
かつガラスとの密着が良好でカラーフィルターに要求さ
れる諸特性にも優れた遮光性薄膜を形成したガラス基板
を得た。この基板について、サンシャインウエザーメー
ターで480時間促進耐候試験を行ったが遮光性薄膜と
ガラスとの密着性に劣化は認められなかった。また、上
記で得た遮光性塗料組成物を冷暗所に一カ月間保存した
後も劣化が認められず保存安定性も優れるものであっ
た。
【0024】実施例2 市販の遮光性塗料、CFPR−BK−710(東京応化
社製)100部にテトラ(2.2−ジアリルオキシメチ
ルー1−ブチル)ビス(ジトリデシル)ホスファイトチ
タネート5部を添加し、均一に混合して遮光性塗料組成
物を得た。
【0025】得られた塗料組成物を、ガラス基板の全面
にスピンコーターにより塗布した。90℃×10分予備
乾燥後、露光部がストライプ巾20μm、遮光部がスト
ライプ巾80μmになるようなマスクを使用して紫外線
照射した。装置としてUVC−5039〔ウシオ電機
(株)製〕を使用し、照射露光条件は、80W/cm、
高さ240mm、コンベアスピード1200mm/分で
あった。露光後、3%炭酸ソーダに室温で30分浸漬し
た。次いで、脱イオン水にて洗浄し、洗浄水が清澄にな
ったことを確認後、200℃で60分焼付乾燥した。
【0026】このようにして、ガラス基板上に、膜厚が
1μmであって、所定の安定した形状を有し、高遮光性
かつガラスとの密着が良好でカラーフィルターに要求さ
れる諸特性にも優れた遮光性薄膜を形成したガラス基板
を得た。この基板について、サンシャインウエザーメー
ターで480時間促進耐候試験を行ったが遮光性薄膜と
ガラスとの密着性に劣化は認められなかった。また、上
記で得た遮光性塗料組成物を冷暗所に一カ月間保存した
後も劣化が認められず保存安定性も優れるものであっ
た。
【0027】比較例1 実施例1でカップリング剤を配合しない塗料組成物を用
いて同様な遮光性薄膜を形成したガラス基板を得た。得
られた基板は、上述の促進耐候試験240時間では問題
ないが、260時間では薄膜の剥がれが発生した。
【0028】
【発明の効果】本発明によって、高遮光性であるととも
に、耐光性、耐湿性等の保存安定性に優れた、精細な所
定の形状を有する遮光性薄膜を、その形成方法にかかわ
らず形成することができるために、特に、LCD用のカ
ラーフィルターの遮光性薄膜の形成に有用で、遮光性塗
料組成物が工業的有利に提供される。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】カップリンング剤の1種、または2種以上
    の混合物を配合することを特徴としたカラーフィルター
    用遮光性塗料組成物。
  2. 【請求項2】カップリング剤の1種、または2種以上の
    混合物の含有量が、全固形分に対して0.1〜30.0
    重量%である請求項1に記載の組成物。
  3. 【請求項3】請求項1乃至2に記載の組成物を用いて基
    板上に遮光性薄膜を形成することを特徴とするカラーフ
    ィルター用遮光性薄膜を有する基板の製造方法。
JP7705797A 1997-03-28 1997-03-28 カップリング剤を配合したカラーフィルター用遮光性塗料組成物 Pending JPH10268128A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008146041A (ja) * 2006-11-15 2008-06-26 Taiyo Ink Mfg Ltd 黒色ペースト組成物、及びそれを用いたブラックマトリックスパターンの形成方法、並びにそのブラックマトリックスパターン

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008146041A (ja) * 2006-11-15 2008-06-26 Taiyo Ink Mfg Ltd 黒色ペースト組成物、及びそれを用いたブラックマトリックスパターンの形成方法、並びにそのブラックマトリックスパターン

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