CN101266311A - 遮光性组合物及滤色器 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的是提供一种遮光性高、绝缘性及分散稳定性优良的遮光性组合物及采用它形成的滤色器。把通式(1)表示的苯并咪唑酮二噁嗪颜料作为必需成分的着色材料，在固体成分中含40重量％以上的遮光性组合物中，该固化膜的光密度，当膜厚1μm时为2.0以上(式中，R1及R2分别独立地表示氢原子或也可具有取代基的1价烃基，X表示氢原子或卤原子)。

Description

遮光性组合物及滤色器
技术领域
本发明涉及遮光性组合物及采用它形成的滤色器。
背景技术
此前，滤色器，为使液晶显示器等彩色化而广泛使用，一般，红、绿、蓝三原色的像素，以配置成玛赛克样子的形态使用。在这些像素间，为了提高显示的对比度，通常设置具有遮光性的区域，由于可看到黑色格子状，故称其为黑底。
黑底的制造方法，大致分为(A)通过蒸镀形成铬、镍、铝等金属薄膜，将其蚀刻制造的方法；(B)采用使炭黑、钛黑等高遮光性的着色材料分散的遮光性树脂组合物，采用光刻法制造的方法。(A)法的成本比较高，另外，大型基板的制造困难，故近年来正在进行向(B)法的转变。(B)法已被广泛采用，但采用炭黑作为着色材料时，在I PS驱动方式或STN驱动方式的液晶显示器中，存在难以保持必要的绝缘性的问题。另外，用钛黑作为着色材料时，比重大的钛黑的分散稳定性困难，并且还有成本高等问题发生。
因此，作为绝缘性高、分散稳定性及成本优良的着色材料，已探讨采用有机颜料。例如，专利文献1(特许第2552391号公报)及专利文献2(特许第3700398号公报)公开了黑色有机颜料的使用，以及通过多种有机颜料的组合模拟黑色化的混合有机颜料的使用。然而，用一般的有机颜料作为着色材料时，在作为黑底的使用中，由于仅得到不充分的遮光性，故在这些文献记载的发明中，为了确保遮光性，与炭黑或钛黑等并用，实质上是必要的。因此，上述问题仍未解决。
另一方面，作为有机颜料之一，已知苯并咪唑酮二噁嗪颜料。苯并咪唑酮二噁嗪颜料，其特征是具有高的着色力与鲜明的色调，专利文献3(特开2005-49636号公报)、专利文献4(特开2005-242123号公报)及专利文献5(特开2006-53329号公报)公开了采用苯并咪唑酮二噁嗪颜料作为滤色器用着色材料。然而，在这些文献记载的发明中，因苯并咪唑酮二噁嗪颜料是作为为了提高蓝色像素的色特性(明亮度、饱和度等)的着色材料，作为优选的范围举出着色材料的配合量，实质上在固体成分中少于40重量％的含量，目的及实施方案与本发明不同。另外，即使在专利文献1～5中记载的任何一项发明中，用苯并咪唑酮二噁嗪颜料作为遮光性着色材料使用，未作任何公开，用苯并咪唑酮二噁嗪颜料作为黑底的着色材料使用也未作任何公开。
[专利文献1]特许第2552391号公报
[专利文献2]特许第3700398号公报
[专利文献3]特开2005-49636号公报
[专利文献4]特开2005-242123号公报
[专利文献5]特开2006-53329号公报
发明内容
本发明是鉴于所涉及的现有技术的课题而提出的，目的是提供一种遮光性高、绝缘性及分散稳定性优良的遮光性组合物及采用它形成的滤色器。
为了解决上述课题进行探讨的结果，本发明人等发现，特定的有机颜料适于作为目的遮光性组合物的着色材料，含特定量该有机颜料的遮光性组合物，适于黑底的形成，从而完成了本发明。
即，本发明涉及的遮光性组合物，其特征在于，在固体成分中含40重量％以上着色材料的遮光性组合物中，使遮光性组合物固化得到的固化膜的光密度，当膜厚1μm时达到2.0以上，其中，所述着色材料把以下列通式(1)表示的苯并咪唑酮二噁嗪颜料作为必需成分。
[化1]
Figure A20081008653500051
(式中，R1及R2分别独立地表示氢原子或也可以具有取代基的1价烃基，X表示氢原子或卤原子)。
在这里，苯并咪唑酮二噁嗪颜料，在着色材料中含30重量％以上是优选的，另外，选自黄色、橙色、红色或茶色的至少1种有机颜料在着色材料中含1～70重量％是优选的。
另外，本发明涉及，在上述遮光性组合物中，固体成分中含感光性树脂5～50重量％以及光聚合引发剂1～10重量％，可采用光刻法形成图像的滤色器用遮光性组合物。在这里，使滤色器用遮光性组合物固化的固化膜的体积电阻率在1014Ω·cm以上。
另外，本发明涉及具有上述滤色器用遮光性组合物的固化膜的滤色器。
下面详细说明本发明。
本发明涉及的遮光性组合物，由以通式(1)表示的苯并咪唑酮二噁嗪颜料作为必需成分的着色材料在固体成分中含40重量％以上所构成。在这里，作为着色材料，意指颜料、染料等。另外，所谓固体成分，意指遮光性组合物中溶剂以外的成分，意指有助于遮光性组合物的固化膜形成的成分。本发明的遮光性组合物，着色材料在固体成分中含40重量％以上是必要的，但从提高遮光性这点考虑，含50重量％以上是优选的，含60重量％以上是更优选的。还有，本发明的遮光性组合物，可根据需要含着色材料及溶剂以外的成分，例如，可以配合树脂类或分散剂等。
本发明的遮光性组合物，其特征在于，其固化膜的光密度在膜厚1μm时为2.0以上。光密度，一般是用透过率的倒数的常用对数定义的数值，用市场销售的光密度计(グレタグマクベス社制造的“D200-II”等)也可容易地得到测定值。本发明的遮光性组合物，其固化膜的光密度必需在膜厚1μm时为2.0以上，达到2.2以上是优选的，达到2.5以上是更优选的。光密度是遮光性指标，可以说单位膜厚的光密度愈高，遮光性愈好。另外，通过提高固化膜的膜厚，可以得到更高的光密度，在本发明的遮光性组合物中，可以实现当形成1.5μm的膜厚时，光密度在3.0以上，当形成2.0μm的膜厚时，光密度在4.0以上。
本发明的遮光性组合物，为进行光密度评价，要求可以形成膜厚1μm的固化膜。作为该固化膜的最标准的制造方法，可以举出，把遮光性组合物涂布在基板等上，照射100mJ/cm2的紫外光以及于230℃进行20分钟加热焙烧，使其固化的方法。把这样得到的固化膜用光密度计测定，即可求出目的光密度。作为涂布遮光性组合物的方法，可以采用公知的方法，例如，可以举出旋转涂布、棒式涂布、狭缝涂布等涂布方法。在这里，当遮光性组合物含溶剂时，在涂布后用热板或减压干燥机等进行遮光性组合物的干燥是优选的。其次，固化的方法也可以采用公知的方法，例如，可以举出氙灯、卤素灯、钨灯、超高压水银灯、高压水银灯、中压水银灯、低压水银灯等作光源的紫外光照射，以及用热板、热风炉等进行加热焙烧。还有，上述100mJ/cm2的紫外光照射，以及于230℃进行20分钟加热焙烧是最标准的固化条件，但在遮光性组合物实际使用中，这些条件也可配合所用基板的性质及遮光性组合物的固化膜利用形态进行适当调整。例如，光固化采用10～1000mJ/cm2的紫外光照射、热固化于200～250℃进行20～60分钟加热焙烧也可，当然，两种固化方法既可并用，也可以视场合仅采用1种固化方法。
本发明中使用的苯并咪唑酮二噁嗪颜料，具有以通式(1)表示的结构，显示来自7个缩环结构特征的可见光中波长区域的吸收。在这里，R1及R2只要是氢原子或也可具有取代基的1价烃基即可，没有作特别限定，但氢原子或碳原子数4以下的烷基是优选的。作为1价烃基的具体例子，可以举出甲基、乙基、丙基、丁基、己基、环己基、苯基、萘基、乙烯基、烯丙基等，作为取代基的具体例子，可以举出卤原子、硝基、氰基、羟基、羧基、磺基、氨基等，但不限于这些。另外，X表示氢原子或卤原子，但卤原子是优选的，氯原子是特别优选的。这些苯并咪唑酮二噁嗪颜料，既可以只用1种，也可以2种以上并用。为了提高遮光性，苯并咪唑酮二噁嗪颜料在着色材料中含30重量％以上是优选的，含50重量％以上是更优选的。
具有上述结构的苯并咪唑酮二噁嗪颜料中，作为特别优选的可以举出：R1为氢原子、R2为乙基、以及X为氯原子的颜料·蓝80。作为颜料·蓝80的市场销售品的例子，可以举出クラリアント社制造的“Hostaperm Blue R5R VP2548”、“Hostaperm Blue R5R 01 VP3317”、“Hostaperm Blue R5R-WD”。
本发明的遮光性组合物中也可以配合苯并咪唑酮二噁嗪颜料以外的着色材料(以下称作“其他着色材料”)。作为其他着色材料，可以采用公知的颜料、染料等，但偶氮颜料、缩合偶氮颜料、甲亚胺颜料、酞菁颜料、喹吖啶酮颜料、异吲哚啉酮颜料、异吲哚满颜料、咔唑二噁嗪颜料、士林颜料、苝颜料、苝酮(ペリノン)颜料、奎酞酮颜料、二酮吡咯并吡咯(ジケトピロロピロ一ル)颜料、硫靛颜料等为代表的绝缘性有机颜料是优选的，特别是选自黄色、橙色、红色或茶色的至少1种有机颜料，在着色材料中含70重量％以下是优选的，在着色材料中含50重量％以下的范围是更优选的。作为黄色、橙色、红色及茶色的有机颜料，可以举出，例如，颜料·黄1、颜料·黄3、颜料·黄12、颜料·黄13、颜料·黄14、颜料·黄16、颜料·黄17、颜料·黄55、颜料·黄73、颜料·黄74、颜料·黄81、颜料·黄83、颜料·黄93、颜料·黄95、颜料·黄97、颜料·黄109、颜料·黄110、颜料·黄111、颜料·黄117、颜料·黄120、颜料·黄126、颜料·黄127、颜料·黄128、颜料·黄129、颜料·黄130、颜料·黄136、颜料·黄138、颜料·黄139、颜料·黄150、颜料·黄151、颜料·黄153、颜料·黄154、颜料·黄155、颜料·黄173、颜料·黄174、颜料·黄175、颜料·黄176、颜料·黄180、颜料·黄181、颜料·黄183、颜料·黄185、颜料·黄191、颜料·黄194、颜料·黄199、颜料·黄213、颜料·黄214、颜料·橙5、颜料·橙13、颜料·橙16、颜料·橙34、颜料·橙36、颜料·橙38、颜料·橙43、颜料·橙61、颜料·橙62、颜料·橙64、颜料·橙67、颜料·橙68、颜料·橙71、颜料·橙72、颜料·橙73、颜料·橙74、颜料·橙81、颜料·红2、颜料·红3、颜料·红4、颜料·红5、颜料·红9、颜料·红12、颜料·红14、颜料·红22、颜料·红23、颜料·红31、颜料·红38、颜料·红112、颜料·红122、颜料·红144、颜料·红146、颜料·红147、颜料·红149、颜料·红166、颜料·红168、颜料·红170、颜料·红175、颜料·红176、颜料·红177、颜料·红178、颜料·红179、颜料·红184、颜料·红185、颜料·红187、颜料·红188、颜料·红202、颜料·红207、颜料·红208、颜料·红209、颜料·红210、颜料·红213、颜料·红214、颜料·红220、颜料·红221、颜料·红242、颜料·红247、颜料·红253、颜料·红254、颜料·红255、颜料·红256、颜料·红257、颜料·红262、颜料·红264、颜料·红266、颜料·红272、颜料·红279、颜料·棕23、颜料·棕25、颜料·棕41等，但又不限于这些。另外，当配合其他着色材料时，用于实质上完成其目的的下限，在着色材料中为1重量％。
在本发明的遮光性组合物中，选择苯并咪唑酮二噁嗪颜料作为着色材料必需成分的理由，是由于基于特征的可见光中波长区域的吸收的高着色力，作为有机颜料可以得到显著的遮光性。另外，作为其他着色材料，通过并用选自黄色、橙色、红色或茶色的至少1种有机颜料，使吸收波长区域的分布最佳化，可进一步提高遮光性。还有，当着色材料中不使用苯并咪唑酮二噁嗪颜料，而采用其他有机颜料构成遮光性组合物时，一般遮光性不足，膜厚1μm的固化膜光密度达不到2.0。
在本发明的遮光性组合物中，为了进一步提高遮光性，作为其他着色材料，也可以配合炭黑或钛黑。但是，当含炭黑时，根据其量，绝缘性保持变得困难，当含钛黑时，同样，分散稳定性的保持成为问题。
本发明的遮光性组合物，其特征在于，其固化膜光密度在膜厚1μm时达到2.0以上，为了稳定地达到这一数值，作为其他着色材料，当使用选自黄色、橙色、红色或茶色的至少1种有机颜料时，固体成分中的着色材料配合量P(重量％)与着色材料中的苯并咪唑酮二噁嗪颜料的配合量Q(重量％)，优选必需设定同时满足下列(2)～(4)的3个式子：
Q≥30(2)
P+Q≥90(3)
5P-2Q≥100(4)
在这里，上式(2)及(3)意指Q的优选下限，上式(4)意指Q的优选上限。从上述3式示出了至少P必需≥40，以及伴随着P的增加，Q的自由度增加，特别是在P≥60的区域是有利的。另外，示出了选自黄色、橙色、红色或茶色的至少1种有机颜料在着色材料中含(100-Q)重量％是优选的。
本发明中使用的颜料，通过整粒化处理使粒径整齐者是有利的。作为整粒化处理，可以采用公知的方法，例如，可以举出盐研磨法、溶剂盐研磨法、酸糊法(アシツドペ一ステイング法)、酸浆法等，但又不限于这些。这样整粒化过的颜料的平均粒径为10～500nm是优选的，50～200nm是更优选的。在这里，当颜料的平均粒径过小时，由于隐蔽力降低，难以得到充分的遮光性，反之，当过大时，颜料颗粒成为障碍，难以得到表面平滑的固化膜。另外，作为表示颜料的平均粒径的指标，已知有比表面积，本发明使用的颜料的比表面积优选为10～150m2/g，30～100m2/g是更优选的。还有，作为本发明使用的颜料，除用通式(1)表示的苯并咪唑酮二噁嗪颜料外，当根据需要配合其他着色材料时，也包含其中所用的颜料(下面也同样)。
另外，本发明使用的颜料，为了提高分散稳定性，进行过表面处理者是优选的。作为表面处理可采用公知的方法，例如，可以举出松香处理、颜料衍生物处理、酸·碱处理、等离子体处理、胶囊化处理等，但又不限于这些。
在本发明的遮光性组合物中，为了容易形成固化膜，可以配合树脂类。可以使用的树脂类，只要是公知的高分子化合物或高粘度的化合物即可，未作特别限定，例如，可以举出乙烯树脂(丙烯酸(共)聚合物、甲基丙烯酸(共)聚合物、马来酸(共)聚合物、苯乙烯(共)聚合物等)、聚酯树脂、聚酰胺树脂、聚酰亚胺树脂、聚氨酯树脂、聚醚树脂、环氧树脂等，结构中具有羧基或酚式羟基等碱溶解性官能基，具有碱显影性者，或具有缩水甘油基或异氰酸酯基等反应性官能基，具有热固性者是优选的。这些树脂类的配合量未作特别限定，固体成分中含5～50重量％是优选的，含10～30重量％是更优选的。还有，这里所说的树脂类中，也包括下述感光性树脂。
在本发明的遮光性组合物中，为使上述颜料等着色材料稳定分散，可以配合分散剂。可以使用的分散剂，只要是公知的分散剂或分散促进剂等即可，未作特别限定，例如，阳离子性高分子类分散剂、阴离子性高分子类分散剂、非离子性高分子类分散剂、颜料衍生物型分散剂(分散助剂)等，特别是作为颜料吸附点，具有咪唑基、吡咯基、吡啶基、伯、仲或叔氨基等阳离子性官能基，胺值达到1～100mgKOH/g、平均分子量1千～10万范围的阳离子性高分子类分散剂是优选的。这种阳离子性高分子类分散剂的例子，在特开平9-169821号公报中已经公开。这些分散剂的配合量，未作特别限定，但固体成分中为1～25重量％是优选的，2～15重量％是更优选的。还有，树脂类高粘度物质，一般也具有使分散稳定的作用，但不具有分散促进能力者，不作为分散剂使用。然而，为使分散稳定的目的而使用者不进行限制。另外，上述颜料衍生物型分散剂，当具有来自颜料骨架的着色时，该颜料衍生物型分散剂具有作为着色材料一部分的功能。
在本发明的遮光性组合物中，为了提高着色材料的分散稳定性或遮光性组合物的涂布性，可以配合溶剂。作为溶剂，可采用公知的溶剂而未作特别限定，例如，可以举出乙酸乙酯、乙酸丁酯、丙二醇二乙酸酯、γ-丁内酯等酯类，甲基异丁酮、环己酮、异佛尔酮等酮类，乙二醇二甲醚、二乙二醇二甲醚、三乙二醇二甲醚、丙二醇二甲醚、二丙二醇二甲醚等醚类，溶纤剂、甲基溶纤剂、卡必醇、甲基卡必醇、丙二醇一甲醚、二丙二醇一甲醚等醚醇类，溶纤剂乙酸酯、丙二醇一甲醚乙酸酯、3-甲氧基丁基乙酸酯等醚酯类，乙醇酸甲酯、乳酸乙酯、乳酸丁酯等醇酯类，甲苯、二甲苯、枯烯等芳香族类溶剂，2-吡咯烷酮、N-甲基-2-吡咯烷酮、N，N-二甲基甲酰胺等含氮类溶剂等。这些溶剂的配合量未作特别限定，但对固体成分为100～1900重量％(遮光性组合物中50～95重量％)是优选的，150～900重量％(遮光性组合物中60～90重量％)是更优选的。
本发明的遮光性组合物，可根据需要进一步含有任意的成分，例如，也可以配合填料或添加剂等。还有，作为添加剂，可以举出固化剂、交联剂、表面活性剂、硅烷偶联剂、粘度调整剂、润湿剂、消泡剂、抗氧剂等，但又不限于这些。
本发明的遮光性组合物的制造方法未作特别限定，例如，可举出把颜料等着色材料分散(优选采用分散剂)在树脂类或溶剂等中制造的方法。还有，作为使着色材料分散的方法，可以采用公知的方法，例如，可以举出采用捏和机、立式球磨机、辊磨机、玻珠研磨机、涂料搅拌机(ペイントシエ一カ一)、分散机等进行分散加工处理，但又不限于这些。
本发明的滤色器用遮光性组合物，其特征在于，在固体成分中含有感光性树脂5～50重量％，同时，在固体成分中含有光聚合引发剂1～10重量％，可采用光刻法形成图像。在这里，所谓光刻法，意指对涂布、干燥遮光性组合物得到的涂布膜，通过光掩蔽膜等选择地进行光照射(图像曝光)，光照射部通过光能固化后，通过显影除去未照射光的部分，得到图像的方法，特别意指称作负型(ネガ型)光刻法的方法。
本发明中使用的以通式(1)表示的苯并咪唑酮二噁嗪颜料，对小于380nm的紫外光波长区域具有透过性。因此，本发明的滤色器用遮光性组合物，非常适于用紫外光照射进行光刻。以炭黑作为着色材料的滤色器用遮光性组合物已广泛采用，但由于炭黑几乎不透紫外光，故通过紫外光照射进行光刻，从本质上看是困难的。特别是，采用1.5μm以上的较高膜厚的图像形成，以炭黑作为着色材料时，由于涂布膜的深处不能光固化，成为大的障碍。但是，本发明的滤色器用遮光性组合物，即使是这种高膜厚，直到涂布膜的深处也可以充分光固化，故图像形成极容易，还可以适用于厚膜的黑底的形成。作为这种厚膜黑底的例子，有在采用喷墨法进行滤色器的形成中，为具有像素间隔功能所必要的材料。
本发明使用的感光性树脂，只要是选自光聚合性树脂、光聚合性单体或光聚合性低聚物中的至少1种即可，既可以是固化状态下为树脂的材料，也可以是仅含有未固化状态下为单体或低聚物等未树脂化成分的材料。作为感光性树脂，可优选采用公知的光聚合性树脂、光聚合性单体及光聚合性低聚物的任何一种，特别是丙烯酸及甲基丙烯酸(下面把两者合称“(甲基)丙烯酸”)的衍生物是优选的，例如，可以举出二甘醇二(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、双三羟甲基丙烷四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯等(甲基)丙烯酸酯类，双酚A型环氧二(甲基)丙烯酸酯、双酚F型环氧二(甲基)丙烯酸酯、双酚芴型环氧二(甲基)丙烯酸酯、苯酚酚醛型环氧聚(甲基)丙烯酸酯、甲酚酚醛型环氧聚(甲基)丙烯酸酯等(甲基)丙烯酸环氧酯类等。另外，上述(甲基)丙烯酸化合物类与结构中具有(优选多个)异氰酸酯基或酸酐基等的化合物的反应生成物也是优选的。另外，还可以举出作为公知的树脂类的乙烯树脂、聚酯树脂、聚酰胺树脂、聚酰亚胺树脂、聚氨酯树脂、聚醚树脂等主链或侧链上，通过酯键、酰胺键、氨酯键等导入(甲基)丙烯酰基的树脂类等。还有，除(甲基)丙烯酸衍生物以外，还可以采用马来酸衍生物、马来酰亚胺衍生物、巴豆酸衍生物、衣康酸衍生物、桂皮酸衍生物、乙烯醇衍生物等。这些感光性树脂，可根据滤色器用遮光性组合物的曝光感度等加以适当选择即可，既可仅用1种，也可2种以上并用，但结构中具有羧基或酚性羟基等碱溶解性官能团的具有碱显影性者是优选的。这些感光性树脂的配合量必需在固体成分中达到5～50重量％，但7～40重量％是优选的，10～30重量％是更优选的。在这里，当感光性树脂的配合量过少时，遮光性组合物的感光性降低，用光刻法难以得到图像。另一方面，当感光性树脂的配合量过多时，相对着色材料的配合量减少，感光性变得不充分。
作为光聚合引发剂，可优选采用公知的任何一种光聚合引发剂，例如，可以举出苯乙酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基丙烷-1-酮、苄基二甲基缩酮等苯乙酮类，二苯甲酮、2，4，6-三甲基二苯甲酮、4，4′-双(N，N-二乙基氨基)二苯甲酮等二苯甲酮类，苯偶姻乙醚、苯偶姻-叔丁醚等苯偶姻醚类，2-甲基-1-[4-(甲基对氨基苯磺基)苯基]-2-吗啉代丙烷-1-酮、2-苄基-2-(N，N-二甲基氨基)-1-(4-吗啉代苯基)丁烷-1-酮等α-氨基烷基苯酮类，2，4，6-三(三氯甲基)-1，3，5-三嗪、2-[3，4-(亚甲基二氧基)苯基]-4，6-双(三氯甲基)-1，3，5一三嗪等三嗪类，3，3′，4，4′-四(叔丁基过氧羰基)二苯甲酮等有机过氧化物类，噻吨酮、2，4-二乙基噻吨酮等硫化合物类，(2，4，6-三甲基苯甲酰基)二苯基膦氧化物、双(2，4，6-三甲基苯甲酰基)苯基膦氧化物等磷化合物类，1-[4-(苯基对氨基苯磺基)苯基]辛烷-1，2-二酮-2-O-苯甲酰基肟、1-(9-乙基-6-(2-甲基苯甲酰基)-9H-咔唑-3-基)乙酮-1-O-乙酰肟等肟酯类，2，2′-双(2-氯苯基)-4，4′，5，5′-四苯基-1，2-双咪唑等双咪唑类等，从得到高感光性这点考虑，三嗪类或肟酯类是特别优选的。这些光聚合引发剂，可根据滤色器用遮光性组合物的曝光感度等适当选择，既可以仅采用1种，也可以2种以上并用。这些光聚合引发剂的配合量，固体成分中必需达到1～10重量％，2～8重量％是优选的，3～6重量％是更优选的。在这里，当光聚合引发剂的配合量过少时，遮光性组合物的感光性低，用光刻法难以得到图像。另一方面，当光聚合引发剂的配合量过多时，着色材料的配合量相对变少，遮光性变得不充分。
本发明的滤色器用遮光性组合物的固化膜，体积电阻率为1014Ω·cm以上是优选的。体积电阻率是绝缘性的指标，可以说体积电阻率愈高，绝缘性愈高。体积电阻率的测定，采用公知的方法进行即可，但用导电性金属蒸镀膜夹住固化膜，各金属蒸镀膜分别与电极连接，采用微电流计(アドバンテスト社制造，“R8340A”等)，进行测定的方法是优选的。还有，当着色材料中不使用苯并咪唑酮二噁嗪颜料时，采用炭黑构成滤色器用遮光性组合物时，一般绝缘性降低，固化膜的体积电阻率达不到1014Ω·cm。
本发明的滤色器用遮光性组合物的制造方法，未作特别限定，预先配制颜料等着色材料(优选采用分散剂)分散在溶剂等中的分散液，在其中配合感光性树脂或光聚合引发剂，制成滤色器用遮光性组合物的方法是有利的。另外，也有在感光性树脂等溶解在溶剂中的感光性树脂组合物中，分散着色材料，制成滤色器用遮光性组合物的方法，从得到的滤色器用遮光性组合物的稳定性这点考虑，前者的方法是优选的。
本发明的滤色器用遮光性组合物，涂布在基板等上，通过照射紫外光、加热焙烧等使其固化，可以得到固化膜。作为涂布滤色器用遮光性组合物的方法，可以采用公知的方法，例如，可以举出旋转涂布、棒式涂布、狭缝涂布等涂布方法。另外，涂布后用热板或减压干燥机等进行滤色器用遮光性组合物的干燥是优选的。但是，涂布及干燥方法不限于上述方法。
通过紫外光照射使固化的方法也可以采用公知的方法，例如，可以举出氙灯、卤素灯、钨灯、超高压水银灯、高压水银灯、中压水银灯、低压水银灯等作光源的紫外光照射。进行这种紫外光照射时，可采用光学掩蔽膜等进行图像曝光，进一步用显影液进行处理，在基板上形成图像。作为显影液，只要是溶解未曝光部分、不溶解曝光部分的显影液即可而未作特别限定，但含各种添加剂的碱水溶液是优选的。在这里，作为显影液的碱成分，例如，可以采用碱金属碳酸盐、碱金属氢氧化物、季铵氢氧化物等，作为添加剂，可以举出有机溶剂、表面活性剂、消泡剂、防霉剂等。显影方法，也可以采用公知的方法，例如，可以举出浸渍显影、喷雾显影、电刷(ブラシ)显影、超声波显影等。对紫外光照射及显影方法也未作特别限定。
另外，为了提高固化膜的强度，紫外光照射后进行加热焙烧是优选的。加热焙烧的方法也可以采用公知的方法，例如，可以举出采用热板、热风炉等进行处理，但又不限于这些。
对滤色器用遮光性组合物的固化条件未作特别限定，光固化采用10～1000mJ/cm2的紫外光照射、热固化于200～250℃进行20～60分钟加热焙烧是优选的。
还有，采用上述滤色器用遮光性组合物的固化膜，制造滤色器的方法，可采用公知的方法。
本发明的遮光性组合物，由于以苯并咪唑酮二噁嗪颜料作为着色材料的必需成分，故实现高遮光性，进一步，从绝缘性及分散稳定性优良这点考虑是极有用的。另外，采用本发明的滤色器用遮光性组合物形成的滤色器，具有以高遮光性与高绝缘性为特征的黑底，特别是从可制造IPS驱动方式或STN驱动方式的高质量液晶显示器这点考虑，是极为有用的。另外，本发明的滤色器用遮光性组合物，即使1.5μm以上的较厚膜也可以容易地形成图像，故对采用喷墨法等要求的厚膜黑底的形成也可适用。此外，本发明的滤色器用遮光性组合物具有介电率非常低的特征，故也适于在阵列基板上滤色器的形成(ColorFilter On Array)。
另外，本发明的遮光性组合物，除在滤色器中使用外，作为涂料用、印刷油墨用、书写器具油墨用、塑料用的着色成分等也是有用的，作为绝缘性材料在电路配线等用途中使用，作为可见光选择吸收性材料也可在滤光器等用途中使用。
具体实施方式
下面通过实施例，具体地说明本发明。还有，下面所述的“份”，都表示重量份。
实施例1
遮光性组合物的制造
取颜料·蓝80(クラリアント社制造的“Hostaperm Blue R5RVP2548”，着色材料)60.0份、阳离子性高分子类分散剂(味の素フアインテクノ社制造，“アジスパ一PB821”)20.0份、及丙二醇一甲醚乙酸酯(溶剂)320.0份进行配合，用涂料搅拌机进行3小时分散加工处理，配制分散液。在这里，涂料搅拌机的媒质，以填充率20％采用0.4mmΦ氧化锆珠。其次，具有双酚芴型环氧二丙烯酸酯结构的碱显影型感光性树脂56.5重量％的丙二醇一甲醚乙酸酯溶液(新日铁化学社制造的“V-259ME”)11.9份、二季戊四醇六丙烯酸酯(感光性树脂)6.8份、1-(9-乙基-6-(2-甲基苯甲酰基)-9H-咔唑-3-基)乙酮-1-O-乙酰肟(光聚合引发剂)5.0份、丙二醇一甲醚乙酸酯(溶剂)14.8份、丙二醇二乙酸酯(溶剂)60.0份、聚硅氧烷类表面活性剂(东レ·ダウコ一ニング社制造，“FZ-2122”)0.5份、以及3-(缩水甘油氧基)丙基三甲氧基硅烷(硅烷偶联剂)1.0份加以配合，充分搅拌，配制感光性树脂组合物。往其中混合上述分散液，进一步充分搅拌，制成着色材料在固体成分中达到60重量％的滤色器用遮光性组合物500.0份。
模型滤色器的制造
把上述滤色器用遮光性组合物，在5英寸方形、厚度1mm的玻璃基板上，采用旋转涂布机进行涂布，制成试片。此时，调节旋转的转数，控制涂布条件，使制成的固化膜的膜厚达到1.0μm。其次，把该试片在80℃的热板上处理3分钟，使滤色器用遮光性组合物干燥，得到其涂布膜。在涂布膜上被覆光掩蔽膜，用高压水银灯照射100mJ/cm2的紫外光，进行图像曝光，再用碱显影液(新日铁化学社制造，“V-2401ID”的10倍稀释液)进行处理，水洗，使图像显影。最后，把试片在230℃热风炉中焙烧20分钟，得到固化膜，制成具有由各种线宽构成的黑底或线和间隔的图像等的模型滤色器。
对这样得到的固化膜的光密度，用グレタグマクベス社制造的“D200-II”进行测定，其值为2.0。另外，所得到的固化膜用光学显微镜进行观察，从形成的最小线和间隔的图像评价图像形成能力，结果是该值为5μm(值愈小愈优良)。另外，用铝蒸镀基板代替玻璃基板，同样制作固化膜，在其上再蒸镀铝，用アドバンテスト社制造的“R8340A”测定外加电压5V下的体积电阻率，结果是该值为2×1015Ω·cm。着色材料种类等以及这些结果汇总示于表1。
实施例2～4
把实施例1中使用的着色材料，按表1所示变更，其他同实施例1，制造滤色器用遮光性组合物及模型滤色器。然后，对得到的固化膜，与实施例1同样测定光密度、图像形成能力及体积电阻率，结果是任何一个均得到遮光性及绝缘性优良的高质量模型滤色器。结果示于表1。还有，例如，对于实施例2使用的着色材料，所谓表1中所示的“PB80/PY139＝70/30”，意指着色材料中含PB80为70重量％，含PY139为30重量％，其他含义同样。
表1
  固体成分中的着色材料量(重量％)   着色材料的种类和配合量(着色材料中的重量％)   光密度  画像形成能力(μm)   体积电阻率(Ω·cm)
  实施例1   60   PB80＝100   2.0   5   2×1015
  实施例2   60   PB80/PY139＝70/30   2.4   3   7×1014
  实施例3   60   PB80/PY139＝50/50   2.7   3   8×1014
  实施例4   60   PB80/PY139＝30/70   2.0   2   8×1014
  实施例5   50   PB80/PY139＝70/30   2.1   3   5×1015
  实施例6   50   PB80/PR254＝70/30   2.0   3   9×1014
  实施例7   50   PB80/PY139＝50/50   2.3   2   1×1015
  实施例8   50   PB80/PR254＝50/50   2.1   2   3×1015
  实施例9   40   PB80/PY139＝50/50   2.0   2   4×1015
  比较例1   60   PBk31＝100   1.3   10   9×1014
  比较例2   60   PB15:4＝100   0.6   10   5×1014
  比较例3   60   PB15:4/PY139＝50/50   1.1   5   6×1014
  比较例4   60   PB80/PY139＝20/80   1.7   2   6×1014
  比较例5   30   PB 80/PY139＝50/50   1.6   2   6×1015
  比较例6   30   炭黑＝100   2.4   5   4×108
*PB80＝颜料·蓝80
(クラリアント社制“Hostaperm Blue R5R VP2548”)
PY139＝颜料·黄139
(BASF社制“Paliotol Yellow D1819”)
PR254＝颜料·红254
(チバ·スペシヤルテイ·ケミカルズ社制“Irgaphor Red BT-CF”)
PBk 31＝颜料·黑31
(BASF社制“Paliogen Black S 0084”)
PB15:4＝颜料·蓝15:4
(BASF社制“Heliogen Blue D 7107”)
炭黑
(三菱化学社制“MA100”)
实施例5
取颜料·蓝80(クラリアント社制造的“Hostaperm Blue R5RVP2548”，着色材料)35.0份、颜料·黄139(BASF社制造，“PaliotolYellow D 1819”，着色材料)15.0份、阳离子性高分子类分散剂(味の素フアインテクノ社制造，“アジスパ一PB821”)16.7份、及丙二醇一甲醚乙酸酯(溶剂)266.7份进行配合，与实施例1同样进行分散加工处理，配制分散液。其次，具有双酚芴型环氧二丙烯酸酯结构的碱显影型感光性树脂56.5重量％的丙二醇一甲醚乙酸酯溶液(新日铁化学社制造的“V-259ME”)22.4份、二季戊四醇六丙烯酸酯(感光性树脂)12.6份、双酚芴型环氧树脂(新日铁化学社制造的“ESF-300”)2.5份、1-(9-乙基-6-(2-甲基苯甲酰基)-9H-咔唑-3-基)乙酮-1-O-乙酰肟(光聚合引发剂)4.0份、丙二醇一甲醚乙酸酯(溶剂)63.6份、丙二醇二乙酸酯(溶剂)60.0份、聚硅氧烷类表面活性剂(东レ·ダウコ一ニング社制造，“FZ-2122”)0.5份、以及3-(缩水甘油氧基)丙基三甲氧基硅烷(硅烷偶联剂)1.0份加以配合，充分搅拌，配制感光性树脂组合物。往其中混合上述分散液，进一步充分搅拌，制成着色材料在固体成分中达到50重量％的滤色器用遮光性组合物500.0份。
采用上述滤色器用遮光性组合物，与实施例1同样制造模型滤色器。然后，对得到的固化膜，与实施例1同样测定光密度、图像形成能力及体积电阻率，结果得到遮光性及绝缘性优良的高质量模型滤色器。结果示于表1。
实施例6～8
把实施例5中使用的着色材料，按表1所示变更，其它与实施例5同样进行，制造滤色器用遮光性组合物及模型滤色器。然后，对得到的固化膜，与实施例1同样测定光密度、图像形成能力及体积电阻率，结果是任何一个均得到遮光性及绝缘性优良的高质量模型滤色器。结果示于表1。
实施例9
取颜料·蓝80(クラリアント社制造的“Hostaperm Blue R5RVP2548”，着色材料)20.0份、颜料·黄139(BASF社制造，“PaliotolYellow D 1819”，着色材料)20.0份、阳离子性高分子类分散剂(味の素フアインテクノ社制造，“アジスパ一PB821”)13.3份、及丙二醇一甲醚乙酸酯(溶剂)213.3份进行配合，与实施例1同样进行分散加工处理，配制分散液。其次，具有双酚芴型环氧二丙烯酸酯结构的碱显影型感光性树脂56.5重量％的丙二醇一甲醚乙酸酯溶液(新日铁化学社制造的“V-259ME”)34.3份、二季戊四醇六丙烯酸酯(感光性树脂)19.4份、双酚芴型环氧树脂(新日铁化学社制造的“ESF-300”)3.9份、1-(9-乙基-6-(2-甲基苯甲酰基)-9H-咔唑-3-基)乙酮-1-O-乙酰肟(光聚合引发剂)2.5份、丙二醇一甲醚乙酸酯(溶剂)111.8份、丙二醇二乙酸酯(溶剂)60.0份、聚硅氧烷类表面活性剂(东レ·ダウコ一ニング社制造，“FZ-2122”)0.5份、以及3-(缩水甘油氧基)丙基三甲氧基硅烷(硅烷偶联剂)1.0份加以配合，充分搅拌，配制感光性树脂组合物。往其中混合上述分散液，进一步充分搅拌，制成着色材料在固体成分中达到40重量％的滤色器用遮光性组合物500.0份。
采用上述滤色器用遮光性组合物，与实施例1同样制造模型滤色器。然后，对得到的固化膜，与实施例1同样测定光密度、图像形成能力及体积电阻率，结果得到遮光性及绝缘性优良的高质量模型滤色器。结果示于表1。
参考例1
除采用实施例7的滤色器用遮光性组合物，变更涂布条件，使制造的固化膜的膜厚达到1.5、2.0、2.5及3.0μm以外，与实施例1同样制造各种膜厚的模型滤色器。然后，对得到的固化膜，与实施例5同样测定光密度及图像形成能力，结果是光密度为3.3(膜厚1.5μm)、4.2(膜厚2.0μm)、5.1(膜厚2.5μm)、5.9(膜厚3.0μm)，图像形成能力为3μm(膜厚1.5μm)、3μm(膜厚2.0μm)、5μm(膜厚2.5μm)、及5μm(膜厚3.0μm)，任何一种均得到具有高质量的厚膜黑底的模型滤色器。
参考例2
将实施例7的滤色器用遮光性组合物涂布在铜箔上，与实施例1同样操作，制造膜厚2.0μm的固化膜。对该固化膜采用LCR计(アジレント·テクノロジ一社制造，“4284A”)进行静电容量测定，算出比介电率的结果是，该值在20Hz～1MHz范围内达到3.7～2.7，非常低。
比较例1～4
把实施例1中使用的着色材料，按表1所示变更，其他与实施例1同样，制造滤色器用遮光性组合物及模型滤色器。然后，对得到的固化膜，与实施例1同样测定光密度、图像形成能力及体积电阻率，结果是固化膜的遮光性低，模型滤色器的性能不充分。结果示于表1。
比较例5
取颜料·蓝80(クラリアント社制造的“Hostaperm Blue R5RVP2548”，着色材料)15.0份、颜料·黄139(BASF社制造，“PaliotolYellow D 1819”，着色材料)15.0份、阳离子性高分子类分散剂(味の素フアインテクノ社制造，“アジスパ一PB821”)10.0份、及丙二醇一甲醚乙酸酯(溶剂)160.0份进行配合，与实施例1同样进行分散加工处理，配制分散液。其次，具有双酚芴型环氧二丙烯酸酯结构的碱显影型感光性树脂56.5重量％的丙二醇一甲醚乙酸酯溶液(新日铁化学社制造的“V-259ME”)45.5份、二季戊四醇六丙烯酸酯(感光性树脂)25.7份、双酚芴型环氧树脂(新日铁化学社制造的“ESF-300”)5.1份、1-(9-乙基-6-(2-甲基苯甲酰基)-9H-咔唑-3-基)乙酮-1-O-乙酰肟(光聚合引发剂)2.0份、丙二醇一甲醚乙酸酯(溶剂)160.2份、丙二醇二乙酸酯(溶剂)60.0份、聚硅氧烷类表面活性剂(东レ·ダウコ一ニング社制造，“FZ-2122”)0.5份、以及3-(缩水甘油氧基)丙基三甲氧基硅烷(硅烷偶联剂)1.0份加以配合，充分搅拌，配制感光性树脂组合物。往其中混合上述分散液，进一步充分搅拌，制成着色材料在固体成分中达到30重量％的滤色器用遮光性组合物500.0份。
采用上述滤色器用遮光性组合物，与实施例1同样制造模型滤色器。然后，对得到的固化膜，与实施例1同样测定光密度、图像形成能力及体积电阻率，结果是固化膜的遮光性低，模型滤色器性能不充分。结果示于表1。
比较例6
把比较例5中使用的着色材料，变更为炭黑(三菱化学社制造，“MA100”)，其他与比较例5同样，制造滤色器用遮光性组合物及模型滤色器。然后，对得到的固化膜，与实施例1同样测定光密度、图像形成能力及体积电阻率，结果是固化膜的遮光性良好，但绝缘性不充分。结果示于表1。
产业上利用的可能性
本发明的遮光性组合物可适于形成滤色器，特别适于黑底的形成。另外，本发明的遮光性组合物除滤色器用外，例如，作为涂料用、印刷油墨用、书写器具油墨用、塑料用的着色成分等是有用的，可作为绝缘性材料在电路配线等中使用，也可作为可见光选择吸收性材料在滤光器等中使用。

Claims (6)

1.遮光性组合物，其特征在于，在固体成分中含40重量％以上着色材料的遮光性组合物中，使遮光性组合物固化得到的固化膜的光密度，当膜厚1μm时达到2.0以上，其中，所述着色材料把以下列通式(1)表示的苯并咪唑酮二噁嗪颜料作为必需成分：
[化1]
Figure A20081008653500021
式中，R1及R2分别独立地表示氢原子或也可具有取代基的1价烃基，X表示氢原子或卤原子。
2.按照权利要求1中所述的遮光性组合物，其特征在于，苯并咪唑酮二噁嗪颜料在着色材料中含30重量％以上。
3.按照权利要求1或2中所述的遮光性组合物，其特征在于，选自黄色、橙色、红色或茶色的至少1种有机颜料在着色材料中含1～70重量％。
4.滤色器用遮光性组合物，其特征在于，在权利要求1中所述的遮光性组合物中，固体成分中含感光性树脂5～50重量％及光聚合引发剂1～10重量％，可采用光刻法形成图像。
5.按照权利要求4中所述的滤色器用遮光性组合物，其特征在于，使滤色器用遮光性组合物固化得到的固化膜的体积电阻率在1014Ω·cm以上。
6.滤色器，其特征在于，具有权利要求4或5中所述的滤色器用遮光性组合物的固化膜。
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