感光性黑色组合物、使用该组合物的黑底基板和滤色器制造技术

本发明专利技术提供一种感光性黑色组合物，其含有比表面积为５０～２０ｍ↑［２］／ｇ的碳黑、以右通式（Ａ）表示的色素衍生物、以及烯键式不饱和化合物。本发明专利技术还提供具有由该感光性黑色组合物形成的黑底的黑底基板以及在该黑底基板上形成黑色以外的至少两种颜色的滤色区域的滤色器。通式（Ａ）中，Ｑ表示有机色素残基。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及同液晶显示装置或固体摄像元件等组合使用的滤色器的黑底(black matrix)的制造中所使用的感光性黑色组合物、使用该组合物的黑底基板和滤色器(也称为彩色滤光片，color filter)。
技术介绍
在滤色器的红、绿、蓝的滤色区域(filter segment)之间的间隙部分，为了提高对比度，通常的情况是，形成具有遮光性的称之为黑底的格子状的黑色图案。以前，黑底是由铬、镍等金属薄膜形成，但从显示品质和成本的观点来看，正在尝试使用分散有黑色着色剂(混合碳黑等黑色颜料或数种颜料而成为黑色的着色剂)的感光性黑色组合物形成黑底。使用感光性黑色组合物形成的黑底，表面的光反射率低，可缩短制造工序，且生产大型的滤色器成为可能，所以比使用铬等金属材料形成的黑底有更多的优点。但是，在使用感光性黑色组合物通过照相平版印刷法形成黑底的场合，为了得到高遮光性，需要在组合物中掺混大量的碳黑等黑色着色剂，但黑色着色剂的含量越高，越难以使黑色着色剂均匀地分散，产生的问题是感光性黑色组合物的经时粘度增加之类的分散稳定性降低。而且，随着感光性增加，感度明显降低，即使进行活性能量线的照射，也难以得到硬化涂膜。为了得到充分硬化的涂膜，需要更多的曝光量，会产生导致生产率降低和黑底形状的劣化之类的问题。为了解决这样的问题，已经提出了在含有黑底的滤色器形成用组合物中掺混以下述通式(B)表示的色素衍生物(例如可参照日本特开平3-153780号公报)。通式(B) 其中，Q表示有机色素残基、X1表示氢原子、羧基或磺酸基、X2表示以式 或 表示的取代基、i和j各自独立地表示1～4的整数、R1、R2各自独立地表示氢原子、或可以具有取代基的烷基、芳基或杂环残基、Y表示氢原子、卤原子、-NO2、-NH2或-SO3H、k表示1～4的整数、n表示1～4的整数、A是以下列通式表示的二价键 Z1表示直接键合、-CONH-R3-、-SO2NH-R3-、或者-CH2NHCOCH3-R3-、Z2表示-NH-或者-O-、Z3表示羟基、烷氧基或以下述通式 或 表示的取代基，其中，在i为1的场合，Z3可以是-NH-Z1-Q。含有以通式(B)表示的色素衍生物的感光性黑色组合物在耐热性、耐药品性等方面表现出优良的特性，但不能满足关于分散稳定性、感度、黑底形状、对基板的附着性(密合性)、遮光性所要求的性能。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是提供一种感光性黑色组合物、使用该组合物的黑底基板和滤色器，所述感光性黑色组合物在耐热性、耐药品性等方面表现出优良的特性，而且分散稳定性、感度、黑底形状、对基板的附着性、遮光性也优良。根据本专利技术的第一个方面，是提供一种感光性黑色组合物，其含有比表面积为50～200m2/g的碳黑、以下述通式(A)表示的色素衍生物、以及烯键式不饱和化合物(也称为乙烯性不饱和化合物)。通式(A) 其中，Q表示有机色素残基、X表示直接键合、-CONH-Y2-、-SO2NH-Y2-、或者-CH2NHCOCH2NH-Y2-、Y2表示可以具有取代基的亚烷基或芳基、Y1表示-NH-或者-O-、Z表示羟基、烷氧基或以下述通式(i)表示的取代基， 其中，在n为1的场合，Z可以是-NH-X-Q、Y3表示-NH-或者-O-、R1和R2各自独立地表示具有取代基或无取代基的烷基、或者R1和R2可以相互键合以形成至少含有氮原子的杂环、m表示1～6的整数、n表示1～4的整数、在本专利技术的感光性黑色组合物中，碳黑的邻苯二甲酸二丁酯的吸收量优选是120cm3/100g或以下，碳黑的平均一次粒径优选是20～50nm。其次，根据本专利技术的第二方面，是提供具有由本专利技术的感光性黑色组合物形成的黑底的黑底基板。对于该黑底的干燥膜厚每1微米的光密度为3.0或以上。再者，根据本专利技术的第三方面，是提供在本专利技术的黑底基板(衬底)上形成黑色以外的至少两种颜色的滤色区域的滤色器。具体实施例方式首先，就本专利技术的感光性黑色组合物进行说明。本专利技术的感光性黑色组合物，其含有比表面积为50～200m2/g的碳黑、以下述通式(A)表示的色素衍生物、以及烯键式不饱和化合物。在本专利技术的感光性黑色组合物中含有的碳黑是具有遮光性的黑色颜料，作为市售的碳黑，例如可以列举出三菱化学株式会社制#260、#25、#30、#32、#33、#40、#44、#45、#45L、#47、#50、#52、MA7、MA8、MA11、MA100、MA100R、MA100S、MA230、DEGUSSA公司制Printex L，Printex P，Printex 30，Printex 35，Printex 40，Printex 45，Printex 55，Printex 60，Printex 300，Printex 350，Special Black 4，SpecialBlack 350，Special Black 550等。碳黑可以单独使用一种，也可以混合使用两种或以上。作为碳黑，使用比表面积为50～200m2/g的。其原因在于，在使用比表面积不足50m2/g的碳黑的场合，引起黑底形状的劣化；而在使用比表面积大于200m2/g的碳黑的场合，在碳黑上过度地吸附由通式(A)表示的色素衍生物，为了显现出各个物理特性，需要掺混多量的以通式(A)表示的色素衍生物。而且，作为碳黑，从感度方面考虑，优选邻苯二甲酸二丁酯(以下称之为DBP)的吸收量为120cm3/100g或以下者，该DBP吸收量越少越好。DBP吸收量可以通过使用吸油计而测定(参照日本工业规格JIS K6217-4)。另外，碳黑的平均一次粒径优选是20～50纳米。其理由在于，平均一次粒径不足20纳米的碳黑，难以高浓度地分散，难以得到经时稳定性良好的感光性黑色组合物；而若使用比50纳米大的碳黑，会导致黑底的形状的劣化。感光性黑色组合物中的碳黑的含量以组合物的固形分为基准优选为20～70重量％，更优选为30～60重量％。碳黑的含量不足20重量％时，不能得到充分的感光性，而碳黑的含量超过70重量％时，难以得到分散稳定性，导致感度降低，且有可能难以形成黑底。在感光性黑色组合物中含有的色素衍生物是以上述通式(A)表示，起着使碳黑分散在烯键式不饱和组合物中的作用。在通式(A)中，Q表示有机色素残基。作为提供有机色素残基Q的有机色素，例如可列举出具有酞菁骨架的酞菁系色素、具有喹吖啶酮骨架的喹吖啶酮系色素、具有喹吖啶酮醌骨架的喹吖啶酮醌系色素、具有异吲哚满酮骨架的异吲哚满酮系色素、具有奎酞酮骨架的奎酞酮系色素、具有二酮基吡咯并吡咯骨架的二酮基吡咯并吡咯系色素、具有苝骨架的苝系色素、具有ペリノン(perinone)骨架的ペリノン系色素、具有靛蓝骨架的靛蓝系色素、具有硫靛蓝骨架的硫靛蓝系色素、具有二噁嗪骨架的二噁嗪系色素、具有蒽醌骨架的蒽醌系色素、具有吡蒽二酮(ピランスロン)骨架的吡蒽二酮系色素、具有蒽蒽酮(アンスァンスロン)骨架的蒽蒽酮系色素、具有黄蒽酮骨架的黄蒽酮系色素、具有标准还原蓝骨架的标准还原蓝系色素、金属配合物系等稠合多环系有机颜料、具有苯并咪唑酮骨架的苯并咪唑酮系色素、不溶性偶氮系色素、缩合偶氮系色素、溶性偶氮系色素等。这些色素之中，优选酞菁系色素、蒽醌系色素和苯并咪唑酮系色素。在通式(A)中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种感光性黑色组合物，其含有：（ａ）比表面积为５０～２００ｍ↑［２］／ｇ的碳黑，　（ｂ）以下述通式（Ａ）表示的色素衍生物，＊＊＊（Ａ）其中，Ｑ表示有机色素残基、Ｘ表示直接键合、－ＣＯＮＨ－Ｙ↓［２ ］－、－ＳＯ↓［２］ＮＨ－Ｙ↓［２］－、或者－ＣＨ↓［２］ＮＨＣＯＣＨ↓［２］ＮＨ－Ｙ↓［２］－、Ｙ↓［２］表示可以具有取代基的亚烷基或芳基、Ｙ↓［１］表示－ＮＨ－或者－Ｏ－、Ｚ表示羟基、烷氧基或以下述通式（ｉ）表示 的取代基，－Ｙ↓［３］－（－ＣＨ↓［２］－）－↓［ｍ］－＊（ｉ）其中，在ｎ为１的场合，Ｚ可以是－ＮＨ－Ｘ－Ｑ、Ｙ↓［３］表示－ＮＨ－或者－Ｏ－、Ｒ↓［１］和Ｒ↓［２］各自独立地表示具有取代基或无取代基的烷 基、或者Ｒ↓［１］和Ｒ↓［２］可以相互键合以形成至少含有氮原子的杂环、ｍ表示１～６的整数、ｎ表示１～４的整数，以及（ｃ）烯键式不饱和化合物。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：佐佐木宽，山田和则，港浩一，糸井健，谷瑞仁，
申请(专利权)人：东洋油墨制造株式会社，凸版印刷株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]