黑色组合物及其制造方法技术

本发明专利技术提供具有高遮光性且稳定性优良的黑色组合物。该黑色组合物含有（ａ１）平均一次粒径为８～２０ｎｍ的碳黑、（ａ２）平均一次粒径为２１～４０ｎｍ的碳黑、（ｂ）色素衍生物、（ｃ）树脂、和（ｄ）溶剂，所述（ａ１）碳黑和所述（ａ２）碳黑的平均一次粒径的差为５ｎｍ以上，并且，不含有平均一次粒径超过４０ｎｍ的碳黑。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及含有碳黑的黑色组合物。另外，本专利技术涉及含有碳黑的黑色组合物的制造方法。进一步，本专利技术涉及使用所述黑色组合物形成的彩色滤光片。
技术介绍
彩色滤光片中，一般是在红(R)、绿(G)、蓝(B)滤波器节(フイルタセグメント)之间形成称作黑色矩阵(以下，简称为“BM”)的晶格状黑色图案。该BM的功能是，遮断来自背照灯的光，以提高对比度，防止相邻RGB象素的混色。作为BM形成法，已开发出了在透明基板上使用铬等金属化合物，通过蒸镀法、溅射法等形成金属薄膜后，经过光刻工艺和蚀刻工艺形成微细图案的方法(金属BM法)，以及使用将碳黑等黑色成分分散于树脂材料中得到的黑色组合物，通过印刷法或光刻法形成的方法(树脂BM法)。但是，金属BM法，制造工艺复杂且制造成本非常高，并且由于采用蒸镀法或溅射法，从装置成本或技术的角度考虑，金属BM很难形成大型基板。而且，一般使用的铬可能在废弃物处理过程中产生环境问题。从上述低成本化的角度、技术的角度，进一步从环境的角度考虑，近年来着眼于以树脂BM代替金属BM。但是，就树脂BM来说，与金属BM相比存在遮光性(光学浓度＝OD)低的问题。即，与金属BM的一般以膜厚0.1～0.2μm就可以得到的期望的遮光性相比，对树脂BM来说为了得到与金属BM相同的遮光性，就必须将膜厚设定得更厚。进一步，树脂BM的遮光性越低，越需要加大膜厚。制成彩色滤光片时，为了不漏光需要重叠BM和相邻的RGB层来形成。遮光性低的树脂BM中，BM和RGB层重叠部分的落差(段差)变大，该落差部分扰乱液晶取向，导致显示质量下降的问题。在这样的背景下，就要求树脂BM具有高遮光性，即单位膜厚的高OD值。作为树脂BM的形成方法，如上所述例如有印刷法或光刻法。通过印刷法形成BM时，有使用凸版在基板上形成图案的方法，或由凹版形成图案后，经由橡皮布，在同一基板上重复转印多个图案的方法。但是，这些印刷法虽然工艺短，但是在从印版向基板的油墨转印工艺、或从印版向橡皮布、或从橡皮布向基板的油墨转印工艺中，发生拉线(糸引き)现象，存在图案的直线性恶化等，引起图案形状变差的问题。因此，一般采用没有这些担忧的光刻法。
技术实现思路
专利技术要解决的技术问题出于提高树脂BM的遮光性，且降低落差的目的，尝试过增加组合物中所含的碳黑等遮光成分的含量的方法。但是，增加遮光成分含量的方法，存在组合物稳定性恶化等问题。另外，出于提高BM的遮光性的目的，提出了并用2种遮光性材料提高OD值的方法。即，通过在BM内形成最密填充结构而提高遮光性(OD值)的方法(例如，参考特开平9-133806号公报、特开平9-279082号公报、特开平11-80584号公报)。即，特开平9-133806号公报中公开了，由优选一种碳黑的平均粒径是40～130nm，另一种碳黑的平均粒径是135～500nm的，具有不同平均粒径的至少两种碳黑和感光性树脂构成的感光性黑色树脂组合物。另外，特开平9-279082号公报中揭示了含有遮光性材料和高分子材料的黑色涂料组合物，该遮光性材料为，由优选以50nm以上的粒径为平均粒径的大粒径分布和小于其的小粒径为平均粒径的小粒径分布构成的具有多粒径分布的粉体粒子(例如，碳黑)。另外，特开平11-80584号公报中揭示了含有被树脂披覆的平均一次粒径至少差20nm的2种以上碳黑的黑色抗蚀图案形成用碳黑。特开平11-80584号公报中，2种以上的碳黑为，优选一种碳黑的平均一次粒径为10～40nm，另一种碳黑的平均一次粒径为45～300nm，两者的平均一次粒径的差为30nm。但是，当黑色组合物中含有平均一次粒径超过40nm的碳黑时，存在遮光性方面不利等问题。另一方面，特开2005-10604号公报和特开2005-99488号公报中公开了，使用特定色素衍生物或特定引发剂的感光性黑色组合物。但是，至于同时满足感光性黑色组合物的稳定性和高遮光性来说，两者都不够充分。本专利技术的目的是，提供具有高遮光性，且稳定性优良的黑色组合物。本专利技术的另一个目的是，提供具有高遮光性，且稳定性优良的黑色组合物的制造方法。另外，本专利技术的再一个目的是，形成具有遮光性高的黑色矩阵的彩色滤光片。解决问题的技术方案本专利技术涉及一种黑色组合物，其为含有(a1)平均一次粒径为8～20nm的碳黑、(a2)平均一次粒径为21～40nm的碳黑、(b)色素衍生物、(c)树脂、和(d)溶剂的黑色组合物，其特征为，所述(a1)碳黑和所述(a2)碳黑的平均一次粒径的差为5nm以上，并且，不含有平均一次粒径超过40nm的碳黑。本专利技术的黑色组合物，优选为将(a1)平均一次粒径为8～20nm的碳黑、(a2)平均一次粒径为21～40nm的碳黑、(b)色素衍生物、(c)树脂、和(d)溶剂混合而得到的黑色混合物，其中，所述(a1)碳黑和所述(a2)碳黑的平均一次粒径的差为5nm以上，并且，不含有平均一次粒径超过40nm的碳黑。另外，本专利技术还涉及黑色组合物的制造方法，其特征为，将(a1)平均一次粒径为8～20nm的碳黑、(a2)平均一次粒径为21～40nm的碳黑、和(b)色素衍生物混合而得到混合物，对得到的混合物进行干式粉碎，将干式粉碎后的混合物和(c)树脂和(d)溶剂混合。另外，本专利技术还涉及黑色组合物的制造方法，其特征为，将(a1)平均一次粒径为8～20nm的碳黑和(a2)平均一次粒径为21～40nm的碳黑混合而得到混合物，对得到的混合物进行干式粉碎，将干式粉碎后的混合物与(b)色素衍生物、(c)树脂和(d)溶剂混合。进一步，本专利技术还涉及彩色滤光片，其特征为，具有透明基板和在透明基板上使用上述黑色组合物形成的黑色矩阵。专利技术的有益效果本专利技术的黑色组合物为，由于含有平均一次粒径的差为5nm以上的、平均一次粒径为8～20nm的碳黑和平均一次粒径为21～40nm的碳黑，并且不含有超过40nm的碳黑，因此遮光性高且稳定性优良。进一步，通过对所述碳黑进行干式粉碎，或者将所述碳黑与色素衍生物混合后进行干式粉碎，即使是碳黑浓度高的情况，也可以得到分散性良好且低粘度的黑色组合物。通过使用本专利技术的黑色组合物，可以形成遮光性高的黑色矩阵。具体实施例方式本专利技术的黑色组合物的特征为，作为遮光成分，含有平均一次粒径的差为5nm以上的、(a1)平均一次粒径为8～20nm的碳黑和(a2)平均一次粒径为21～40nm的碳黑，并且不含有超过40nm的碳黑。使用各自碳黑的黑色组合物中，具有以下所示的倾向。单独使用(a1)平均一次粒径为8～20nm的碳黑的黑色组合物，与单独使用同重量的平均一次粒径更大的碳黑的黑色组合物相比，每单位体积的碳黑粒子数多，在遮光性方面是有利的，但由于高遮光性而光固性差。进一步，碳黑的稳定分散较为困难，容易残生引起显影后的玻璃基板上残留一部分黑色组合物的所谓残渣(或者也叫做污版)现象的问题。另一方面，单独使用(a2)平均一次粒径为21～40nm的碳黑的黑色组合物，与单独使用同重量的平均一次粒径更小的碳黑的黑色组合物相比，每单位体积的碳黑粒子数少，在光固化方面是有利的，但遮光性不充分。另外，粘度变高，黑色组合物的调制变得困难。并且，使用平均一次粒径超过40nm的碳黑的黑色组合物，与只使用同重量的平均一次粒径小于40nm的碳黑的黑色组合物相比本文档来自技高网...

【技术保护点】
黑色组合物，其为含有（ａ１）平均一次粒径为８～２０ｎｍ的碳黑、（ａ２）平均一次粒径为２１～４０ｎｍ的碳黑、（ｂ）色素衍生物、（ｃ）树脂、及（ｄ）溶剂的黑色组合物，其特征为，所述（ａ１）碳黑和所述（ａ２）碳黑的平均一次粒径的差为５ｎｍ以上，并且，不含有平均一次粒径超过４０ｎｍ的碳黑。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：池田良平，正阿弥重雄，押田俊男，池田真吾，吉泽俊启，上野慎司，山崎秀明，桐谷康治，
申请(专利权)人：东洋油墨制造株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]