차광성 수지 조성물, 컬러 필터 및 액정 표시 장치 document_id A220623053632

컬러 필터는 통상, 유리, 플라스틱 시트 등의 투명 기판의 표면에 흑색 화소 (이하, 「블랙 매트릭스」라고 칭하는 경우가 있다.) 를 형성하고, 이어서, 적색, 녹색, 청색 등의 3종 이상의 상이한 착색 화소를 순차적으로, 스트라이프상 혹은 모자이크상등의 색 패턴으로 형성하여 이루어진 것이다. 패턴 사이즈는 컬러 필터의 용도 그리고 각각의 색에 따라 상이하나 통상 5 ∼ 700㎛ 정도이다. 또, 중첩의 위치 정밀도는 수㎛ ∼ 수십㎛ 이며, 치수 정밀도가 높은 미세 가공 기술에 의해 제조되고 있다. 컬러 필터의 대표적인 제조 방법으로는, 염색법, 인쇄법, 안료 분산법, 전착법 등이 있다. 이들 중, 특히, 색 재료를 함유하는 착색 수지 조성물을, 투명 기판 상에 도포하고, 화상 노광, 현상, 필요에 따라 경화를 반복함으로써, 컬러 필터 화상을 형성하는 안료 분산법은, 형성되는 컬러 필터 화소의 위치, 막두께 등의 정밀도가 높고, 내광성ㆍ내열성 등의 내구성이 우수하고, 핀홀 등의 결함이 적기 때문에, 널리 채용되고 있다. 컬러 필터의 제조에는 상기 서술한 바와 같이 치수 정밀도가 높은 미세 가공 기술이 요구되기 때문에, 사용되는 착색 수지 조성물에는 엄밀한 현상성, 해상성, 밀착성이 요구된다. 특히, 블랙 매트릭스의 제조에 있어서는, 차광성 수지 조성물에 의해 형성되기 때문에, 보다 고성능인 현상성, 해상성, 밀착성이 요구되고, 후공정에서 중첩하여 형성되는 적색, 녹색, 청색의 착색 화소의 평탄성이 손상되지 않게, 박막 형성성도 요구되고 있다. 이러한 요구에 대해서, 예를 들어, 광중합 개시제의 개량에 의해 감도를 향상시키고, 블랙 매트릭스에서의 고성능인 현상성, 해상성, 밀착성을 실현하는 기술이 개시되어 있다 (특허 문헌 1). 한편, 차광성 수지 조성물에 의해 블랙 매트릭스가 형성되었을 경우, 액정 표시 장치 내에서 액정과 인접할 가능성이 있고, 블랙 매트릭스 형성용 차광성 수지 조성물에 유래하는 금속 이온 등의 양도성(良導性) 물질 등이 액정측으로 유출되면, 액정의 전압 유지율이 저하되어, 액정 표시 장치의 수명을 짧게 하는 것이 알려져 있다. 이러한 문제에 대해, 착색 화소 및 블랙 매트릭스 중의 나트륨 원자와 나트륨 이온의 합계 함유량을 일정한 범위로 저감시키는 기술, 1가의 금속 양이온의 양이 일정치 이하의 블랙 매트릭스 형성용 감광성 조성물 (특허 문헌 2), 및 Na 와 Ca 의 합계 함유량을 일정치 이하로 저감시킨 카본블랙을 차광재로 한 블랙 매트릭스를 사용하여 이루어지는 컬러 필터 (특허 문헌 3) 등이 개시되어 있다. 특허 문헌 1 : 일본 공개특허공보 2005-128483호 특허 문헌 2 : 일본 공개특허공보 평7-271020호 특허 문헌 3 : 일본 공개특허공보 평9-71733호 금속 이온 함유량을 저감시키는 상기의 종래 기술은 액정의 전압 유지율의 저하 방지를 목적으로 하는 것으로서, 상기 기술만으로는 현상성, 해상성, 밀착성을 달성할 수 있는 것은 아니었다. 또, 상기 종래 기술에서의 광중합 개시제의 개량 등에 의해서도, 엄밀한 현상성, 해상성, 밀착성, 특히 직선성, 밀착성의 향상에 관한 점에서는 불충분한 면이 있었다. 차광성 수지 조성물에 사용되는 카본블랙으로는, 비교적 스트럭쳐가 작은 것이 바람직하다. 이러한 카본블랙은, 예를 들어 칼륨 원소를 함유하는 무기 화합물을 첨가한 계내에서, 중유를 연소시킴으로써 제조된다. 얻어진 카본블랙은 당연히 칼륨 이온을 함유하는데, 본 발명자들의 검토에 의해, 차광성 수지 조성물 중의 칼륨 이온은 그 차광성 수지 조성물을 사용하여 형성된 화소의 기판과의 밀착성, 해상성, 엄밀한 현상성 등을 저해시키는 요인이 되는 것을 알아냈다.