CN1573369A - 感光性黑色组合物、使用该组合物的黑底基板和滤色器 - Google Patents

感光性黑色组合物、使用该组合物的黑底基板和滤色器 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种感光性黑色组合物，其含有比表面积为50～20m2/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。

Description

感光性黑色组合物、使用该组合物的黑底基板和滤色器
技术领域
本发明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)。
背景技术
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)：
Figure A20041006003200051
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
Figure A20041006003200052
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：
Figure A20041006003200062
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。
发明内容
因此，本发明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。
根据本发明的第一个方面，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)：
Figure A20041006003200071
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、
在本发明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，根据本发明的第二方面，是提供具有由本发明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，根据本发明的第三方面，是提供在本发明的黑底基板(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。
具体实施方式
首先，就本发明的感光性黑色组合物进行说明。
本发明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。
在本发明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，X表示直接键合、-CONH-Y2-、-SO2NH-Y2-、或者-CH2NHCOCH2NH-Y2-、其中，Y2表示可以具有取代基的亚烷基或芳基。Y2的优选例子包括碳原子数为1～6的烷基、苯基等。
在通式(A)中，Y1表示-NH-或者-O-、
在通式(A)中，Z表示羟基、烷氧基或以通式(i)表示的取代基，
其中，在n为1的场合，Z可以是-NH-X-Q。其中，Y3表示-NH-或者-O-。作为由Z表示的烷氧基，优选碳原子数是1～6的烷氧基。
在通式(A)中(在通式(i)中也相同)，R1和R2各自独立地表示具有取代基或无取代基的烷基、而且R1和R2可以相互键合以形成至少含有氮原子的杂环。作为由R1或R2表示的烷基，优选碳原子数为1～6的烷基。作为烷基的取代基，优选羟基、碳原子数为1～6的烷氧基。作为R1和R2相互结合而形成的杂环，优选是咪唑基、亚氨基、哌啶基、吡咯烷基。
在通式(A)中(在通式(i)中也相同)，m表示1～6的整数。
在通式(A)中(在通式(i)中也相同)，n表示1～4的整数。
作为通式(A)所表示的色素衍生物，例如可列举出：下述通式(1)～(10)所表示的色素衍生物。
Figure A20041006003200111
在通式(A)中的色素衍生物可以单独使用一种，也可以混合使用两种或以上。
通式(A)所表示的色素衍生物的含量相对于100重量份碳黑优选是0.1～30重量份，更优选是0.5～20重量份。当色素衍生物的含量少于0.1重量份时，不能充分地发挥分散碳黑的效果，而当色素衍生物的含量超过30重量份时，碳黑的分散变得不稳定，因此是不优选的。
在感光性黑色组合物中含有的烯键式不饱和化合物是具有一个、两个或以上的烯键式不饱和双键的化合物，可以使用单体、低聚物、感光性树脂。作为单体，可以列举出：例如2-羟乙基(甲基)丙烯酸酯、2-羟丙基(甲基)丙烯酸酯、环己基(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯等。此外，作为低聚物，可列举出：环氧(甲基)丙烯酸酯、氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯、酯(甲基)丙烯酸酯等。作为感光性树脂，可列举出：在聚酯、聚氨酯、环氧树脂、丙烯酸树脂等中通过公知的方法导入烯键式不饱和双键的那些。烯键式不饱和化合物可以单独使用一种，也可以混合使用两种或以上。作为烯键式不饱和化合物，优选三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯。烯键式不饱和化合物优选以为组合物的固形分的重量的5％～30％的比率使用。
另外，在通过紫外线照射使感光性黑色组合物硬化而形成黑底的场合，在感光性黑色组合物中含有光聚合引发剂。作为光聚合引发剂，可以使用4-苯氧基二氯乙酰苯、4-叔丁基-二氯乙酰苯、二乙氧基乙酰苯、1-(4-异丙基苯基)-2-羟基-2-甲基丙-1-酮、1-羟基环己基苯基酮、2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉基苯基)-丁-1-酮等乙酰苯系光聚合引发剂、苯偶姻、苯偶姻甲醚、苯偶姻乙醚、苯偶姻异丙基醚、苄基二甲醛缩苯乙酮等苯偶姻系光聚合引发剂、二苯甲酮、苯甲酰苯甲酸、苯甲酰苯甲酸甲酯、4-苯基二苯酮、羟基二苯酮、丙烯酰化二苯酮、4-苯甲酰-4’-甲基二苯基硫醚等二苯酮系光聚合引发剂、噻吨酮(チオキサンソン)、2-氯噻吨酮、2-甲基噻吨酮、异丙基噻吨酮、2，4-二异丙基噻吨酮等噻吨酮系光聚合引发剂、2，4，6-三氯-s-三嗪、2-苯基-4，6-二(三氯甲基)-s-三嗪、2-(对甲氧基苯基)-4，6-二(三氯甲基)-s-三嗪、2-(对甲苯基)-4，6-二(三氯甲基)-s-三嗪、2-胡椒基-4，6-二(三氯甲基)-s-三嗪、2，4-二(三氯甲基)-6-苯乙烯基-s-三嗪、2-(萘-1-酰基)-4，6-二(三氯甲基)-s-三嗪、2-(4-甲氧基-萘-1-酰基)-4，6-二(三氯甲基)-s-三嗪、2，4-三氯甲基-(胡椒基)-6-三嗪、2，4-三氯甲基(4’-甲氧基苯乙烯基)-6-三嗪等三嗪系光聚合引发剂、咔唑系光聚合引发剂、咪唑系光聚合引发剂。光聚合引发剂可单独地使用，或混合使用两种或以上。这些光聚合引发剂优选为组合物的固形分的重量的5～25％的比率使用。
另外，在感光性黑色组合物中，也可以含有增感剂。作为增感剂，可以列举出：例如α-酰氧基酯、酰基膦氧化物、甲基苯基乙醛酸、苄基、9，10-菲醌、樟脑醌(カンフア一キノン)、乙基蒽醌、4，4’-二乙基间苯二甲酰基苯酮、3，3’，4，4’-四(丁基过氧化羰基)二苯酮、4，4’-二乙基氨基二苯酮等。上述增感剂可单独地使用，或混合使用两种或以上。增感剂优选以为光聚合引发剂的重量的3％～60％的比率使用。
另外，为了使得感光性黑色组合物为碱显影型，在该组合物中可以含有碱溶性树脂。而且，在感光性黑色组合物中，根据赋予耐热性和附着性等目的，也可以同碱溶性树脂一起含有不具有碱溶性的树脂。
作为碱溶性树脂，可列举出：例如(甲基)丙烯酸共聚物和苯乙烯-马来酸酐共聚物、和具有羧基的聚酯树脂等。
根据赋予涂膜的耐热性和耐溶剂性、耐药品性等各种目的，碱溶性树脂也可以组合使用两种或以上。
碱溶性树脂的含量以感光性黑色组合物的固形分为基准优选为3～70重量％，更优选为5～60重量％。碱溶性树脂的含量不足3重量％时，碱显影性变低，而碱溶性树脂的含量超过70重量％时，感光性黑色组合物的硬化性和在用于形成黑底时遮光性变低。
为了使得碳黑充分地分散、形成具有所希望的膜厚的黑底，在感光性黑色组合物中可以含有溶剂。作为溶剂，例如可以列举出：环己酮、乙基溶纤剂乙酸酯、丁基溶纤剂乙酸酯、1-甲氧基-2-丙基乙酸酯、二乙二醇二甲基醚、乙基苯、乙二醇二乙醚、二甲苯、乙基溶纤剂、甲基-正戊基酮、丙二醇单甲醚、甲苯、甲基乙基酮、醋酸乙酯、甲醇、乙醇、异丙醇、丁醇、异丁酮、石油系溶剂等。这些溶剂单独使用，或者混合使用。溶剂优选以为感光性黑色组合物总量的60～95重量％的比率使用。
在感光性黑色组合物中，为了提高涂装性(涂布性)、感度、附着性等目的，可以添加链转移剂、表面活性剂、硅烷偶合剂、其它添加剂等。
通过混合碳黑、以通式(A)所示的色素衍生物、烯键式不饱和化合物以及根据需要使用的光聚合引发剂、碱溶性树脂、溶剂和其它添加剂，使用三辊混炼机、两辊混炼机、砂磨机、捏合机、和精碎机等各种分散装置进行分散而可以制造感光性黑色组合物。
对于感光性黑色组合物，优选的是，通过离心分离、烧结过滤器、膜过滤器等手段，除去感光性黑色组合物中的5微米或以上的粗大粒子、优选1微米或以上的粗大粒子、更优选是0.5微米或以上的粗大粒子和混入的灰尘。
下面就黑底基板进行说明。
黑底基板是通过如下的步骤制得的：在玻璃板等透明基板上通过旋涂法、缝涂法(slit coating)、辊涂法等涂布方法涂布感光性黑色组合物之后，经由光掩模从组合物涂布面侧照射活性能量线、浸渍在溶剂或碱显影液中或通过喷雾等喷涂显影液、除去未照射部分即未硬化部分，进行显影，形成所需形状的黑底。
感光性黑色组合物的膜厚优选是0.2～5微米(干燥时)的范围，更优选易于得到涂装性和遮光性的平衡的0.5～2微米的范围。
从具有高遮光性的观点来看，黑底的干燥膜厚每1微米的光密度优选为3.0或以上。光密度越高越好，但在活性能量线是紫外线、可见光时，难以得到硬化涂膜，所以光密度优选大致是4.5或以下。
作为碱性显影液，使用碳酸钠、氢氧化钠等的水溶液，也可使用二甲基苄胺、三乙醇胺等有机碱。而且，在显影液中也可以添加消泡剂或表面活性剂。
另外，为了提高活性能量线的曝光感度，也可以在涂布感光性黑色组合物并干燥后，涂布水溶性或碱溶性树脂例如聚乙烯醇或水溶性丙烯酸树脂等并干燥，形成防止由氧气产生阻止聚合的薄膜后，从组合物涂布面侧照射活性能量线。
作为活性能量线，可以使用电子线、紫外线、400～500纳米的可见光。对于从组合物涂布面侧照射的电子线的线源，可以使用热电子发射枪、场致发射枪等。另外，对于紫外线和400～500纳米的可见光的线源(光源)，例如可以使用高压水银灯、超高压水银灯、金属卤化物灯、稼灯、氙灯、碳弧灯等。具体地说，作为点光源，从使辉度具有稳定性的观点来看，多数使用超高压水银灯、氙水银灯。当从组合物涂布面侧照射的活性能量线的线量是可适时地设定在5～1000mJ的范围内，优选是工程上易于管理的50～300mJ的范围。
最后，就滤色器进行说明。
滤色器是在上述黑底基板上，形成黑色以外的至少两种颜色的滤色区域。滤色区域的颜色是可从蓝色、绿色、红色、青色、黄色、绛红色(magneta)、橙色、紫色等之中选择的大约2～6色。同色系的颜色，可以形成浓度不同的滤色区域。
作为向黑底基板上形成滤色区域的方法，可列举出：凹版胶印印刷法、无水胶印印刷法、丝网印刷法、使用溶剂显影型或碱显影型着色抗蚀剂的照相平版印刷法、通过胶体粒子的电泳在透明导电膜上电沉积形成着色材料的电沉积法、使在转印膜的表面上预先形成的滤色区域层转印至黑底基板上的转印法等。
因为印刷法仅仅通过重复印刷和干燥就能图案化，印刷法作为滤色器的制造方法是低成本的、且批量生产性优良。另外，随印刷技术的发展，可以进行高尺寸精度的和平滑度的微细图案的印刷。在通过印刷法制造滤色器的场合，印刷机上的油墨的流动性的控制是重要的，也可通过分散剂或体质颜料调整油墨粘度。
使用溶剂显影型或碱显影型着色抗蚀剂的照相平版印刷法是，在黑底基板上通过旋转涂布、狭缝涂布、辊涂等涂布方法涂布着色抗蚀剂，其次经由光掩模进行紫外线曝光，用溶剂或碱显影液冲洗未曝光部形成所需的图案之后，对其它的颜色重复同样的操作而制造滤色器的方法。该制造方法可制造比上述印刷法精度更高的滤色器。
着色抗蚀剂(coloring resist)是，代替在本发明的感光性黑色组合物中含有的黑色颜料，可以使用所需颜色的着色剂制备而成的抗蚀剂，可以不必含有通式(A)所示的色素衍生物。作为着色剂，可使用各种耐受性优良的着色剂，但是从耐光性、耐热性和耐溶剂性的观点来看优选使用颜料，从光吸收能的大小看特别优选使用有机颜料。以下，用颜色指数(CI)示出了代表性的颜料的具体例。
作为黄色的着色剂，可列举出：Pigment Yellow 12，13，14，20，24，83，86，93，94，109，110，117，125，137，138，139，147，148，153，154，166，173等。
作为橙色的着色剂，可列举出：Pigment Orange 13，31，36，38，40，42，43，51，55，59，61，64，65等。
作为红色和绛红色的着色剂，可列举出：Pigment Red 9，97，122，123，144，149，166，168，177，190，192，215，216，224，254，255等。
作为紫色的着色剂，可列举出：Pigment Violet 19，23，29，32，33，36，37，38等。
作为蓝色和青色的着色剂，可列举出：Pigment Blue 15(15，15:1，15:2，15:3，15:4，15:6等)、21、22、60、64等。
作为绿色的着色剂，可列举出Pigment Green 7，10，36，47等。
这些着色剂，可以组合使用两种或以上以得到所需的颜色。
以下，基于实施例说明本发明，但是本发明不限制于此。另外，以下的实施例和比较例中，“份”表示重量份，“％”表示重量％。
(丙烯酸树脂溶液的制备)
将800份环己酮加入至反应容器中，一边向反应容器中注入氮气，一边加热至100℃，在该温度下，在1小时之内滴下由60.0份甲基丙烯酸、65.0份甲基丙烯酸丁酯、65.0份甲基丙烯酸甲酯、60.0份苯乙烯和10.0份偶氮二异丁腈组成的混合物，进一步在100℃下反应3小时之后，加入2.0份偶氮二异丁腈溶解在50份环己酮中所得的混合物，进一步在100℃下继续反应1小时，从而合成树脂溶液。冷却至室温以后，抽取约2克树脂溶液，在180℃下加热干燥20分钟，测定不挥发成分，在先前合成的树脂溶液中环己酮的添加量是使得不挥发成分为20％，从而制备成所需的丙烯酸酯树脂溶液。另外，丙烯酸酯树脂的重均分子量是40000。
(碳黑分散体的制备)
将下述实施例和比较例中记载的碳黑和色素衍生物同24份上述的丙烯酸酯树脂溶液和40份环己酮均匀地混合，采用直径为1毫米的玻璃珠、用砂磨机分散5小时之后，制成碳黑分散体。
实施例和比较例中所使用的碳黑的物性值示于表1中。
表1
碳黑     平均一次粒径   DBP吸收量(cm3/100g)   比表面积(m2/g)
#40     24nm   110   115
#260     40nm   74   79
MA77     23nm   68   130
ブラツクパ一ルズ800     17nm   68   210
MONARCH 120     75nm   71   25
而且，将在下述实施例和比较例中使用的色素衍生物示于如下。
色素衍生物①
Figure A20041006003200191
色素衍生物②
                (CuPc：铜酞菁残基)
色素衍生物③
实施例1
碳黑(三菱化学公司制“#40”)                 10.0份
色素衍生物①                                0.5份
实施例2
碳黑(三菱化学公司制“#260”)                8.0份
色素衍生物②                                0.3份
实施例3
碳黑(三菱化学公司制“MA77”)                12.0份
色素衍生物③                                1.0份
比较例1
碳黑(CABOT公司制“ブラツクパ一ルズ800”)    8.0份
色素衍生物①                                0.2份
比较例2
碳黑(CABOT公司制“MONARCH 120”)            10.0份
色素衍生物②                                0.8份
<碳黑分散体的经时稳定性评价>
将黑分散体的分散刚刚完成之后的粘度同在40℃保存7天后的粘度进行比较，评价经时稳定性。结果示于表2中。
<感光性黑色组合物的制备>
将由60份碳黑分散体、4.3份三丙烯酸(三羟甲基丙)酯(新中村化学社制“NKエステルATMPT”)、1.4份光聚合引发剂(Ciba Geigy公司制“Irgacure 907”)、0.2份增感剂(保土ケ谷化学社制“EAB-F”)、和21.6份环己酮组成的混合物均匀地搅拌混合后，用1微米的过滤器滤过而制备成感光性黑色组合物。对得到的感光性黑色组合物，用下述的方法评价感度、黑底形状、玻璃附着性、光密度。结果一并记载于表2中。
[感度]
通过旋涂法在10cm×10cm的玻璃基板上涂装感光性黑色组合物，之后通过在70℃干燥15分钟以制成干燥膜厚为1微米的涂膜。然后，使用超高压水银灯、经由光掩模，用100mJ/cm2的紫外线曝光。接着，使用碳酸钠水溶液喷涂未曝光部分进行显影，之后用离子交换水洗涤以除去未曝光部分，测定曝光部分的显影后的膜厚。将结果一并记载于表2中。
[黑底形状]
用上述方法制成黑底基板。通过光学显微镜进行观察而评价在曝光部分形成的黑底形状的直线性的好或否。将结果一并记载于表2中。
[玻璃附着性]
通过上述方法将感光性黑色组合物涂装在玻璃基板上，使用超高压水银灯、经由光掩模，用300mJ/cm2的紫外线曝光。接着，使用碳酸钠水溶液喷涂未曝光部分进行显影，之后用离子交换水洗涤而除去未曝光部分，在230℃加热1小时。接着，基于JIS K5400的基盘目附着性试验方法评价玻璃附着性，计算100个基盘目中的剥离个数。将结果一并记载于表2中。
[光密度]
通过上述方法将感光性黑色组合物涂装在玻璃基板上后，在230℃加热1小时。用マクベス浓度计(GRETAG D200-II)测定这样得到的感光性黑色组合物涂装基板的光密度(OD)，求得膜厚为1.0微米的光密度(OD)。将结果一并记载于表2中。
表2
  碳黑分散体   碳黑分散体的经时稳定性     感度   黑底形状     玻璃附着性  光密度
  实施例1   ○     △   ○     ○  3.6/微米
  实施例2   ○     ○   △     ○  3.6/微米
  实施例3   ○     ○   ○     ○  3.8/微米
  比较例1   ×     ×   ×     ×  2.9/微米
  比较例2   △     ×   ×     ×  3.5/微米
在表2中，
经时稳定性：○：在40℃保存7天后的粘度/刚刚制成之后的粘度＜1.3
            △：1.3≤在40℃保存7天后的粘度/刚刚制成之后的粘度＜1.8
            ×：在40℃保存7天后的粘度/刚刚制成之后的粘度≥1.8
感度：○：膜厚≥0.95微米
      △：0.90微米≤膜厚＜0.95微米
          ×：膜厚＜0.90微米
黑底形状：○：直线性良好
          △：局部直线性良好
          ×：直线性不良
玻璃附着性：○：基盘目的剥离个数＜3个
            △：3个≤基盘目的剥离个数＜10个
            ×：基盘目的剥离个数≥10个
如表2所示，在未使用比表面积为50～200m2/g的碳黑的场合，得不到碳黑分散体的经时稳定性、感度，导致黑底的形状性不良，得不到玻璃附着性。与此相对，在使用比表面积为50～200m2/g的碳黑的场合，碳黑分散体的经时稳定性良好、感度优良，黑底形状性、玻璃附着性良好。
如上述所示，根据本发明，可以将以高浓度稳定地分散碳黑。而且，本发明的感光性黑色组合物经时稳定性优良、达到了高感度化；通过本发明的感光性黑色组合物，黑底形状、玻璃附着性、光密度也良好，得到具有在构成黑底时所要求的性能的黑底基板。

Claims (9)

1、一种感光性黑色组合物，其含有：
(a)比表面积为50～200m2/g的碳黑，
(b)以下述通式(A)表示的色素衍生物，
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，以及
(c)烯键式不饱和化合物。
2、根据权利要求1所述的感光性黑色组合物，其中所述碳黑的邻苯二甲酸二丁酯的吸收量是120cm3/100g或以下。
3、根据权利要求1所述的感光性黑色组合物，其中所述碳黑的平均一次粒径是20～50nm。
4、根据权利要求1所述的感光性黑色组合物，其中所述组合物中的碳黑的含量比率是，以组合物的总固形分重量为基准为20～70重量％。
5、根据权利要求4所述的感光性黑色组合物，其中所述通式(A)所表示的色素衍生物的含量比率是，相对于100重量份碳黑为0.1～30重量份。
6、根据权利要求5所述的感光性黑色组合物，其中所述烯键式不饱和化合物以为组合物的固形分的重量的5％～30％的比率含有。
7、一种黑底基板，其具有由权利要求1至6任一项所述的感光性黑色组合物形成的黑底。
8、根据权利要求7所述的黑底基板，其中黑底的干燥膜厚每1微米的光密度为3.0或以上。
9、在权利要求7所述的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。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102099947A (zh) * 2008-06-04 2011-06-15 东洋油墨制造股份有限公司 电池用组合物
CN101324754B (zh) * 2007-06-14 2013-05-22 东洋油墨制造株式会社 感光性黑色组合物以及滤色器
CN101646977B (zh) * 2007-11-08 2014-08-27 株式会社Lg化学 有色分散体、光致抗蚀剂组合物和黑色矩阵

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5489386B2 (ja) * 2005-03-03 2014-05-14 富士フイルム株式会社 固体撮像素子の反射防止膜用光硬化性組成物、それを用いた固体撮像素子用反射防止膜、固体撮像素子用反射防止膜の製造方法、及び固体撮像素子
JP2006301101A (ja) * 2005-04-18 2006-11-02 Fujifilm Electronic Materials Co Ltd 遮光・反射防止積層膜及びその形成方法、並びにそれを有する固体撮像素子及びその製造方法
JP5151126B2 (ja) * 2005-11-30 2013-02-27 東洋インキＳｃホールディングス株式会社 黒色組成物及びそれを用いたカラーフィルタ
TWI332519B (en) * 2005-11-30 2010-11-01 Toyo Ink Mfg Co Black composition and process for manufacturing the same
JP4848936B2 (ja) * 2006-01-27 2011-12-28 東洋インキＳｃホールディングス株式会社 感光性黒色組成物およびカラーフィルタ
JP5991040B2 (ja) * 2012-06-22 2016-09-14 凸版印刷株式会社 黒色感光性樹脂組成物、ブラックマトリックス及びカラーフィルタ
KR101907220B1 (ko) * 2013-06-20 2018-10-11 동우 화인켐 주식회사 블랙 매트릭스용 감광성 수지 조성물, 이를 이용하여 제조된 블랙 매트릭스 및 이를 포함하는 표시 장치
JP6217404B2 (ja) * 2014-01-17 2017-10-25 東洋インキＳｃホールディングス株式会社 黒色組成物および黒色塗膜

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60250052A (ja) * 1984-05-28 1985-12-10 Mitsubishi Chem Ind Ltd 樹脂用着色材
JPH01247467A (ja) * 1988-03-30 1989-10-03 Toyo Ink Mfg Co Ltd 顔料分散剤および顔料組成物
JP2679851B2 (ja) * 1989-11-10 1997-11-19 東洋インキ製造株式会社 カラーフィルター用着色組成物
JPH07100764B2 (ja) * 1990-07-03 1995-11-01 宇部興産株式会社 黒色光硬化性ポリマー組成物及び黒色の光硬化膜の形成方法
JP3132314B2 (ja) * 1994-06-03 2001-02-05 東洋インキ製造株式会社 水性顔料分散体の製造方法
TW425484B (en) * 1995-04-28 2001-03-11 Toray Industries A resin black matrix for liquid crystal display device
JP3674086B2 (ja) * 1995-07-03 2005-07-20 三菱化学株式会社 カラーフィルター用ブラックマトリックス及びブラックマトリックス用レジスト組成物
JP3268748B2 (ja) * 1996-12-16 2002-03-25 大日精化工業株式会社 顔料の分散剤、顔料分散液、カラーフイルター用顔料分散液
JP3998304B2 (ja) * 1997-02-28 2007-10-24 三菱化学株式会社 カラーフィルター
JP2000292615A (ja) * 1999-04-07 2000-10-20 Mitsubishi Chemicals Corp カラーフィルタ、およびそれを用いた液晶表示装置
JP2002287335A (ja) * 2001-03-28 2002-10-03 Fuji Photo Film Co Ltd 平版印刷版の形成方法
KR20040030534A (ko) * 2001-05-15 2004-04-09 쇼와 덴코 가부시키가이샤 감광성 착색 조성물, 이 조성물을 사용한 컬러필터 및 그제조방법
JP3878451B2 (ja) * 2001-10-22 2007-02-07 富士フイルムホールディングス株式会社 感光性樹脂転写材料、画像形成方法、カラーフィルターとその製造方法、フォトマスクとその製造方法
KR100481014B1 (ko) * 2002-10-04 2005-04-07 주식회사 동진쎄미켐 포토폴리머를 이용한 감광성 수지 조성물

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101324754B (zh) * 2007-06-14 2013-05-22 东洋油墨制造株式会社 感光性黑色组合物以及滤色器
CN101646977B (zh) * 2007-11-08 2014-08-27 株式会社Lg化学 有色分散体、光致抗蚀剂组合物和黑色矩阵
CN102099947A (zh) * 2008-06-04 2011-06-15 东洋油墨制造股份有限公司 电池用组合物

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