JP2015125710A - 黒色組成物、黒色塗膜、および積層体 - Google Patents

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珠希 山川
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Abstract

【課題】 本発明は、表示デバイスとして使用するに当たり、有機層との密着性が良好で、美観に優れた色味を付与することができる安定性に優れた黒色組成物を提供することを目的とする。さらに、該黒色組成物を用いた、タッチパネル加飾用に適した高品質の黒色塗膜を提供することを目的とする。
【解決手段】 少なくとも2種類の有機顔料(A)、バインダー樹脂(B)、およびシランカップリング剤(C)を含有する黒色組成物であって、
該黒色組成物を膜厚2.0μmとなる条件で塗膜を形成したときに、波長400〜700nmの全ての波長範囲における光透過率が25%以下であり、
かつ該黒色組成物からなる黒色塗膜層の有機層に対する密着性が、碁盤目付着層試験方法による碁盤目100個中の剥離個数で10個未満であることを特徴とする黒色組成物により解決される。
【選択図】図1

Description

本発明は、例えばスマートフォンやデジタル音楽プレーヤーといった電子機器などに使用できる操作パネルの加飾に使用される黒色組成物と、該黒色組成物を用いて形成される黒色塗膜、特にタッチパネル加飾用に適した塗膜に関する。
近年、スマートフォンやデジタル音楽プレーヤーなどの電子機器には、内部に静電容量方式タッチパネルと呼ばれる入力デバイスが多く搭載されるようになってきた。静電容量方式タッチパネルとは、指が電極に近づくと電極の静電容量が変化する現象を利用したスイッチである。
静電容量方式タッチパネルにおいては、特許文献1に記載されるように遮光部に十分な隠蔽性を備えつつ静電容量スイッチに誤動作や不動作を生じさせないよう、操作パネルを製造する際に加飾が施される。携帯電話等では使用者側から液晶表示部を見ると、透明ガラス全面に情報や画像が表示されるのでなく、ガラス基板の外周部分に、表示部を区画するように黒塗りの部分があり、この内側で表示がなされている。この枠部分(加飾部)は、表示部分を4角形状に規定するとともに見えると都合が悪い部分(タッチパネル用の配線部分等)を視認されないように隠蔽する機能がある。
また、タッチパネルの構造としては、カラーフィルタ基板製造に用いるブラックマトリックス用の樹脂材料等を使用してカバーグラス上に加飾部を形成し、次いで加飾部上に、脱ガス防止、絶縁性の確保、平坦性向上の目的で、透明絶縁材料からなるオーバーコート層を設け、さらにその上にタッチパネルセンサーを形成してゆく加飾カバーグラス一体型タッチパネルセンサー構造等が知られている(例えば特許文献2)。
このように、ガラス基板上に加飾部が形成された上にタッチパネルを作製するためには、加飾部からの出ガス防止、被塗布面としての平坦性向上等の目的でオーバーコート層を形成することが必要であるが、従来のカラーフィルタ基板製造に用いられるブラックマトリックス用の樹脂材料を転用しただけでは、有機層であるオーバーコート層との密着性が悪いために、界面ではがれが発生するという問題がある。
特開2000−012345号公報 特開2012−155644号公報
本発明は、表示デバイスとして使用するに当たり、有機層との密着性が良好で、美観に優れた色味、およびパターンの直線性を付与することができる、安定性に優れた黒色組成物を提供することを目的とする。さらに、該黒色組成物を用いた、タッチパネル加飾用に適した高品質の黒色塗膜を提供することを目的とする。
本発明者らは、前記諸問題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、少なくとも2種類の有機顔料(A)、バインダー樹脂(B)、およびシランカップリング剤(C)を含有し、かつ特定の分光特性を有する黒着色組成物により、少なくとも片面が有機層である積層体に用いた場合に、該有機層との密着性に優れ、特にタッチパネル加飾用に適した高品質の黒色塗膜が得られることを見出し、この知見に基づいて本発明をなしたものである。
すなわち本発明は、 少なくとも2種類の有機顔料(A)、バインダー樹脂(B)、およびシランカップリング剤(C)を含有する黒色組成物であって、
該黒色組成物を膜厚2.0μmとなる条件で塗膜を形成したときに、波長400〜700nmの全ての波長範囲における光透過率が25%以下であり、
かつ該黒色組成物からなる黒色塗膜層の有機層に対する密着性が、碁盤目付着層試験方法による碁盤目100個中の剥離個数で10個未満であることを特徴とする黒色組成物に関する。
また、本発明は、シランカップリング剤(C)が、エポキシ基、(メタ)アクリロキシ基、またはイソシアノ基を有するシランカップリング剤を含むことを特徴とする前記黒色組成物に関する。
また、本発明は、シランカップリング剤(C)の含有量が、黒色組成物の固形分合計100重量%中、0.1重量%以上5重量%未満であることを特徴とする前記黒色組成物に関する。
また、本発明は、さらに光重合性単量体(E)を含有し、バインダー樹脂(B)の含有量[P]と、光重合性単量体(E)の含有量[M]との比率([M]/[P])が、0.30〜1.70であることを特徴とする前記黒色組成物に関する。
また、本発明は、さらに、オキシムエステル系光重合開始剤を含有することを特徴とする前記黒色組成物に関する。
また、本発明は、前記黒色組成物を用いて形成されてなることを特徴とする黒色塗膜に関する。
また、本発明は、膜厚1.0μm以上であることを特徴とする前記黒色塗膜に関する。
また、本発明は、タッチパネル加飾用であることを特徴とする前記黒色塗膜に関する。
また、本発明は、前記黒色塗膜からなる黒色塗膜層と、前記黒色塗膜層の少なくとも片面に接する有機層とを有することを特徴とする積層体に関する。
本発明の黒色組成物は、安定性に優れ、有機層との密着性が良好で、美観に優れた色味、およびパターンの直線性を付与することができるために、該黒色組成物を用いた黒色塗膜は、特にタッチパネル加飾用に適している。
パターンの線幅の最大値(PW1)と最小値(PW2)の差PW1−PW2を表す。
以下、本発明を詳細に説明する。
なお、本願では、「(メタ)アクリロイル」、「(メタ)アクリル」、「(メタ)アクリル酸」、「(メタ)アクリレート」、又は「(メタ)アクリルアミド」と表記した場合には、特に説明がない限り、それぞれ、「アクリロイル及び/又はメタクリロイル」、「アクリル及び/又はメタクリル」、「アクリル酸及び/又はメタクリル酸」、「アクリレート及び/又はメタクリレート」、又は「アクリルアミド及び/又はメタクリルアミド」を表すものとする。
また、本明細書に挙げる「C.I.」は、カラーインデクッス(C.I.)を意味する。
まず、本発明における黒色組成物について具体的に説明する。
《黒色組成物》
本発明の黒色組成物は、少なくとも2種類の有機顔料(A)、バインダー樹脂(B)、およびシランカップリング剤(C)を含有する黒色組成物であって、該黒色組成物を膜厚2.0μmとなる条件で塗膜を形成したときに、波長400〜700nmの全ての波長範囲における光透過率が25%以下であり、かつ該黒色組成物からなる黒色塗膜層の有機層に対する密着性が、碁盤目付着層試験方法による碁盤目100個中の剥離個数で10個未満であることを特徴とする。
<着色剤>
(有機顔料(A))
本発明の黒色組成物は、少なくとも2種の有機顔料(A)を含む。これにより、遮光性・美観に優れた黒色塗膜とすることができる。。
用いることの出来る有機顔料としては、本発明の作用効果を損なわない範囲で、さまざまな顔料が使用可能であり、たとえば以下のものが挙げられる。
赤色顔料としては、C.I.ピグメントレッド7、9、14、41、48:1、48:2、48:3、48:4、81:1、81:2、81:3、97、122、123、146、149、168、177、178、179、180、184、185、187、192、200、202、208、210、215、216、217、220、223、224、226、227、228、240、242、246、254、255、264、266、272、276などが挙げられる。
黄色顔料としては、C.I.ピグメントイエロー1、2、3、4、5、6、10、12、13、14、15、16、17、18、20、24、31、32、34、35、35:1、36、36:1、37、37:1、40、42、43、53、55、60、61、62、63、65、73、74、77、81、83、86、93、94、95、97、98、100、101、104、106、108、109、110、113、114、115、116、117、118、119、120、123、125、126、127、128、129、137、138、139、147、148、150、151、152、153、154、155、156、161、162、164、166、167、168、169、170、171、172、173、174、175、176、177、179、180、181、182、185、187、188、193、194、199、213などが挙げられる。
橙色顔料としては、C.I.ピグメントオレンジ36、43、51、55、59、61、71、81などが挙げられる。
緑色顔料としては、C.I.ピグメントグリーン7、10、36、58などが挙げられる。
青色顔料としては、C.I.ピグメントブルー15、15:1、15:2、15:3、15:4、15:6、16、22、60、64、80などが挙げられる。
紫色顔料としては、C.I.ピグメントバイオレット1、19、23、27、29、30、32、37、40、42、50などが挙げられる。
黒色顔料としてはC.I.ピグメントブラック 1,31,32などが挙げられる。
これらの中でも、赤色顔料、青色顔料、黄色顔料、および黒色顔料からなる群より選ばれる少なくとも2種の顔料を含む組合せ、あるいは、ピグメントブラック31や32のようなペリレンブラックとペリレンブラック以外の有機顔料の組合せが好ましい。より好ましくは、遮光性・美観の観点から、少なくとも赤色顔料および青色顔料を含む場合である。
より具体的には、中でも、赤色顔料として、C.I.ピグメントレッド177、または254、青色顔料として、C.I.ピグメントブルー15:6または15:3を含むことが好ましい。その他の顔料としては、黄色顔料としてC.I.ピグメントエロー138、139、150、または185、黒色顔料として、C.I.ピグメントブラック31、または32を含むことが好ましいものである。
有機顔料(A)中のそれぞれの含有量は、有機顔料(A)の合計を基準(100重量%)として、赤色顔料が20〜60重量%、青色顔料が20〜60重量%、その他の顔料が0〜40重量%が好ましい。
また、有機顔料(A)の含有量は、黒色組成物の全固形分重量を基準(100重量%)として、好ましくは合計して5〜50重量%、より好ましくは合計して10〜40重量%の量で用いることができる。
(カーボンブラック)
本発明の黒色組成物は、タッチパネルの配線部の隠蔽に必要な遮光性を付与することを目的として、カーボンブラックを含有させることができる。カーボンブラックは特に規定がなくどのようなカーボンブラックを使用してもよく、樹脂などで表面処理されていてもよい。カーボンブラックの種類は単独でもよく、2種類以上のカーボンブラックを併用して用いてもよい。
カーボンブラックとしては、例えば、CABOT製のMONARCH、あるいは、BLACK PERLS(1400、1300、1100、1000、900、880、800、700、L、570、520、490、480、470、460、450、430、420、410)、VULCAN(P、9A32、XC72R、XC72)、MOGULL、REGAL(660R、660、500R、330R、330、300R、250R、250、99R、99I)、ELFTEX(5、8、12、PELLETS115)、三菱化学製のMA(77、7、8、11、100、100R、100S、230、200RB、14)、#(2700B、2650、2600、2450B、2400B、2350、2300、1000、990、980、970、960、950、900、850750B、650B、52、50、47、45、45L、44、40、33、32、30、95、85、260、3230B、3350B)、CF9、MCF88、MA600、DEGUSSA製のColor Black(FW2000、FW2、FW2V、FW1、FW18、S170、S160)、Special Black(4、4A、550、350、6、5)、Printex(95、90、85、80、75、40、60、150T、U、V、140U、140V、55、45、P、L6、L、300、30、ES23、3、ES22、35、XE2)、NIPex35、東海カーボン製のシースト(9H SAF−HS、9 SAF、[6ISAF、600ISAF−LS、5H−IISAF−HS、KH(N339)、3H HAF−HS、NH(N351)、3 HAF、3M、N LI−HAF、300 HAF−LS、116 MAF])、旭カーボン製の旭#80、旭#75、旭#70(−IH、−IN、−L)、旭HS−500、旭F−200、コロンビヤン・カーボン製のROYAL SPECTRA、NEO SPECTRA MARK(IおよびII)、NEO SPECTRA AG、SUPERBA(NEO MK III)、NEO SPECTRA MARK IV、RAVEN(5000、7000、5750、5250、3500、3200、2000、1500)、CONDUCTEX(40−220、SC)、RAVEN C BEADS、RAVEN(1255、1250、1200、1170、1040、1035、1030 BEADS、1020、1000、890POWDWE、890HPOWDER、850、825BEADS)、CONDUCTEX(975BEADS、900BEADS)などを挙げることができる。好ましくはCABOT製のMONARCH(1100、800)、BLACK PERLS(1100、800)、DEGUSSA製のPrinteX 95、三菱化学製の#850、CABOT製のREGAL(300R、250R、250、99R、99I)、三菱化学製のMA(7、11、100R)、#(47、45、45L)、DEGUSSA製のPrintex55、NIPex35、特に好ましくはCABOT製のMONARCH1100、DEGUSSA製のPrinteX 95、三菱化学製の#47、CABOT製のREGAL 250R、DEGUSSA製のPrinteX55、NIPex35を用いることができる。上記カーボンブラックは、1種を単独で使用しても、2種以上を混合して使用してもよい。
また、カーボンブラックを用いる場合、その含有量は、黒色組成物の全固形分重量を基準(100重量%)として、遮光性の観点から、好ましくは1〜50重量%、より好ましくは、1〜30重量%の量で用いることができる。
<バインダー樹脂(B)>
本発明の樹脂組成物に含まれるバインダー樹脂(B)は、着色剤(A)を分散するものであって、例えば、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂等が挙げられる。バインダー樹脂(B)は、可視光領域の400〜700nmの全波長領域において分光透過率が好ましくは80%以上、より好ましくは95%以上の透明樹脂であることが好ましい。また、アルカリ現像型感光性着色組成物の形態で用いる場合には、酸性置換基含有エチレン性不飽和単量体を共重合したアルカリ可溶性ビニル系樹脂を用いることが好ましい。また、さらに光感度を向上させるために、エチレン性不飽和二重結合を有する活性エネルギー線硬化性樹脂を用いることもできる。
熱可塑性樹脂としては、例えば、アクリル樹脂、ブチラール樹脂、スチレンーマレイン酸共重合体、塩素化ポリエチレン、塩素化ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリ酢酸ビニル、ポリウレタン系樹脂、ポリエステル樹脂、ビニル系樹脂、アルキッド樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアミド樹脂、ゴム系樹脂、環化ゴム系樹脂、セルロース類、ポリエチレン(HDPE、LDPE)、ポリブタジエン、およびポリイミド樹脂等が挙げられる。
熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、ロジン変性マレイン酸樹脂、ロジン変性フマル酸樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、およびフェノール樹脂等が挙げられる。
酸性置換基含有エチレン性不飽和単量体を共重合したビニル系アルカリ可溶性樹脂としては、例えば、カルボキシル基、スルホン基等の酸性置換基を有する樹脂が挙げられる。アルカリ可溶性樹脂として具体的には、酸性置換基を有するアクリル樹脂、α−オレフィン/(無水)マレイン酸共重合体、スチレン/スチレンスルホン酸共重合体、エチレン/(メタ)アクリル酸共重合体、又はイソブチレン/(無水)マレイン酸共重合体等が挙げられる。中でも、酸性置換基を有するアクリル樹脂、およびスチレン/スチレンスルホン酸共重合体から選ばれる少なくとも1種の樹脂、特に酸性置換基を有するアクリル樹脂は、耐熱性、透明性が高いため、好適に用いられる。
エチレン性不飽和二重結合を有する活性エネルギー線硬化性樹脂としては、たとえば以下に示す(i)や(ii)の方法によりエチレン性不飽和二重結合を導入した樹脂が挙げられる。
[方法(i)]
方法(i)としては、例えば、エポキシ基を有するエチレン性不飽和単量体と、他の1種類以上の単量体とを共重合することによって得られた共重合体の側鎖エポキシ基に、エチレン性不飽和二重結合を有する不飽和一塩基酸のカルボキシル基を付加反応させ、更に、生成した水酸基に、多塩基酸無水物を反応させ、エチレン性不飽和二重結合およびカルボキシル基を導入する方法がある。
エポキシ基を有するエチレン性不飽和単量体としては、例えば、グリシジル(メタ)アクリレート、メチルグリシジル(メタ)アクリレート、2−グリシドキシエチル(メタ)アクリレート、3,4−エポキシブチル(メタ)アクリレート、及び3,4−エポキシシクロヘキシル(メタ)アクリレートが挙げられ、これらは、単独で用いても、2種類以上を併用してもかまわない。次工程の不飽和一塩基酸との反応性の観点で、グリシジル(メタ)アクリレートが好ましい。
不飽和一塩基酸としては、(メタ)アクリル酸、クロトン酸、o−、m−、p−ビニル安息香酸、(メタ)アクリル酸のα位ハロアルキル、アルコキシル、ハロゲン、ニトロ、シアノ置換体等のモノカルボン酸等が挙げられ、これらは、単独で用いても、2種類以上を併用してもかまわない。
多塩基酸無水物としては、テトラヒドロ無水フタル酸、無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、無水コハク酸、無水マレイン酸等が挙げられ、これらは単独で用いても、2種類以上を併用してもかまわない。カルボキシル基の数を増やす等、必要に応じて、トリメリット酸無水物等のトリカルボン酸無水物を用いたり、ピロメリット酸二無水物等のテトラカルボン酸二無水物を用いて、残った無水物基を加水分解したりすること等もできる。また、多塩基酸無水物として、エチレン性不飽和二重結合を有する、テトラヒドロ無水フタル酸、又は無水マレイン酸を用いると、更にエチレン性不飽和二重結合を増やすことができる。
方法(i)の類似の方法として、例えば、カルボキシル基を有するエチレン性不飽和単量体と、他の1種類以上の単量体とを共重合することによって得られた共重合体の側鎖カルボキシル基の一部に、エポキシ基を有するエチレン性不飽和単量体を付加反応させ、エチレン性不飽和二重結合およびカルボキシル基を導入する方法がある。
[方法(ii)]
方法(ii)としては、水酸基を有するエチレン性不飽和単量体を使用し、他のカルボキシル基を有する不飽和一塩基酸の単量体や、他の単量体とを共重合することによって得られた共重合体の側鎖水酸基に、イソシアネート基を有するエチレン性不飽和単量体のイソシアネート基を反応させる方法がある。
水酸基を有するエチレン性不飽和単量体としては、2−ヒドロキシエチル(メタ)アク
リレート、2−若しくは3−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2−若しくは3
−若しくは4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、グリセロール(メタ)アクリレート、又はシクロヘキサンジメタノールモノ(メタ)アクリレート等のヒドロキシアルキルメタアクリレート類が挙げられ、これらは、単独で用いても、2種類以上を併用して用いてもかまわない。また、上記ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートに、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、及び/又はブチレンオキシド等を付加重合させたポリエーテルモノ(メタ)アクリレートや、ポリγ−バレロラクトン、ポリε−カプロラクトン、及び/又はポリ12−ヒドロキシステアリン酸等を付加したポリエステルモノ(メタ)アクリレートも使用できる。塗膜異物抑制の観点から、2−ヒドロキシエチルメタアクリレート、又はグリセロールメタアクリレートが好ましい。
イソシアネート基を有するエチレン性不飽和単量体としては、2−(メタ)アクリロイルオキシエチルイソシアネート、又は1,1−ビス〔メタアクリロイルオキシ〕エチルイソシアネート等が挙げられるが、これらに限定することなく、2種類以上併用することもできる。
有機顔料(A)を好ましく分散させるためには、バインダー樹脂(B)の重量平均分子量(Mw)は10,000〜100,000の範囲が好ましく、より好ましくは10,000〜80,000の範囲である。また数平均分子量(Mn)は5,000〜50,000の範囲が好ましく、Mw/Mnの値は10以下であることが好ましい。
また、上記着色剤の分散性、安定性、現像性、及び耐熱性の観点から、着色剤吸着基及び現像時のアルカリ可溶性基として働くカルボキシル基、着色剤担体及び溶剤に対する親和性基として働く脂肪族基及び芳香族基のバランスが、顔料の分散性、塗膜における現像液浸透性、未硬化部分の現像液溶解性、さらには耐久性にとって重要であり、酸価20〜300mgKOH/gの樹脂を用いることが好ましい。酸価が、20mgKOH/g未満では、現像液に対する溶解性が悪く、微細パターン形成するのが困難である。また300mgKOH/gを超えると、微細パターンが残らなくなる場合がある。
バインダー樹脂(B)の含有量は、成膜性および諸耐性が良好なことから、着色剤の全重量100重量部に対して、30重量部以上の量で用いることが好ましく、着色剤濃度が高く、良好な色特性を発現できることから、500重量部以下の量で用いることが好ましい。より好ましくは100〜400重量部。さらに好ましくは160〜320重量部である。このような顔料の構成比率により色度領域を広げることができる。
<シランカップリング剤(C)>
本発明の黒色組成物は、有機層に良好な密着性を付与することを目的として、シランカップリング剤(C)を含む。シランカップリング剤(C)としては公知のものが特に制限なく用いられるが、具体的にはビニル基、エポキシ基、スチリル基、(メタ)アクリロキシ基、アミノ基、ウレイド基、メルカプト基、スルフィド基、またはイソシアネート基等を有するシランカップリング剤が挙げられる。
これらのなかでも、シランカップリング剤(C)が、エポキシ基、(メタ)アクリロキシ基、またはイソシアノ基を有するシランカップリング剤を含むことが、有機層との密着性により優れる点で好ましい。最も好ましくはエポキシ基を有するシランカップリング剤である。
このようなシランカップリング剤(C)として具体的には、
ビニルトリス(β−メトキシエトキシ)シラン、ビニルエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン等のビニル基を有するシランカップリング剤、
β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)メチルトリメトキシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリエトキシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)メチルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、3−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン等のエポキシ基を有するシランカップリング剤、
p-スチリルトリメトキシシラン等のスチリル基を有するシランカップリング剤、
γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン等の(メタ)アクリロキシ基を有するシランカップリング剤、
N−β(アミノエチル)γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−β(アミノエチル)γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−β(アミノエチル)γ−アミノプロピルメチルジエトキシシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−フェニル−γ−アミノプロピルトリエトキシシラン等のアミノ基を有するシランカップリング剤、
3-ウレイドプロピルトリエトキシシラン等のウレイド基を有するシランカップリング剤、
γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン等のメルカプト基を有するシランカップリング剤、
ビス(トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィト゛等のスルフィド基を有するシランカップリング剤、
3−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン等のイソシアノ基を有するシランカップリング剤
などがあげられる。
これらのシランカップリング剤(C)は、1種を単独で、または必要に応じて任意の比率で2種以上混合して用いることができる。
これらのなかでも、シランカップリング剤(C)が、エポキシ基、(メタ)アクリロキシ基、またはイソシアノ基を有するシランカップリング剤を含むことが、好ましく、具体的には、エポキシ基を有する3−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、(メタ)アクリロキシ基を有する3−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、イソシアノ基を有する3−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン等が、密着性が良好となるために好ましいものである。
シランカップリング剤(C)の含有量は、感度および安定性の観点から、黒色組成物の全固形分量を基準(100重量%)として0.1重量%以上5重量%未満であることが好ましい。より好ましくは、密着性の観点から0.5重量%以上4.5重量%以下である。
また、本発明の黒色組成物は、フォトリソ方式や印刷方式等により塗膜を形成することが可能である。フォトリソ方式で塗膜を形成する場合、黒色組成物は上記(A)〜(C)以外に光重合開始剤(D)、光重合性単量体(E)、増感剤、連鎖移動剤、溶剤等を含んでいてもよい。
以下、これらの材料について例示する。
<光重合開始剤(D)>
光重合開始剤(D)としては、フォトリソ方式で使用する露光装置から発生する光を吸収してラジカルまたはイオンを発生する化合物であれば特に限定しない。
光重合開始剤(D)としては、4−フェノキシジクロロアセトフェノン、4−t−ブチル−ジクロロアセトフェノン、ジエトキシアセトフェノン、1−(4−イソプロピルフェニル)−2−ヒドロキシ−2−メチルプロパン−1−オン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)−ブタン−1−オン等のアセトフェノン系化合物、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンジルジメチルケタール等のベンゾイン系化合物、ベンゾフェノン、ベンゾイル安息香酸、ベンゾイル安息香酸メチル、4−フェニルベンゾフェノン、ヒドロキシベンゾフェノン、アクリル化ベンゾフェノン、4−ベンゾイル−4'−メチルジフェニルサルファイド、3,3',4,4'−テトラ(t−ブチルパーオキシカルボニル)ベンゾフェノン等のベンゾフェノン系化合物、チオキサントン、2−クロルチオキサントン、2−メチルチオキサントン、イソプロピルチオキサントン、2,4−ジイソプロピルチオキサントン、2,4−ジエチルチオキサントン等のチオキサントン系化合物、2,4,6−トリクロロ−s−トリアジン、2−フェニル−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(p−メトキシフェニル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(p−トリル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−ピペロニル−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2,4−ビス(トリクロロメチル)−6−スチリル−s−トリアジン、2−(ナフト−1−イル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(4−メトキシ−ナフト−1−イル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2,4−トリクロロメチル−(ピペロニル)−6−トリアジン、2,4−トリクロロメチル(4'−メトキシスチリル)−6−トリアジン等のトリアジン系化合物、1,2−オクタンジオン,−1−〔4−(フェニルチオ)フェニル〕−2−(O−ベンゾイルオキシム)、O−(アセチル)−N−(1−フェニル−2−オキソ−2−(4'−メトキシ−ナフチル)エチリデン)ヒドロキシルアミン、エタノン,1−[9−エチル−6−(2−メチルベンゾイル)−9H−カルバゾール−3−イル]−,1−(0−アセチルオキシム)等のオキシムエステル系化合物、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)フェニルホスフィンオキサイド、2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキサイド等のホスフィン系化合物、9,10−フェナンスレンキノン、カンファーキノン、エチルアントラキノン等のキノン系化合物、ボレート系化合物、カルバゾール系化合物、イミダゾール系化合物、チタノセン系化合物等が用いられる。
これらの光重合開始剤は、1種を単独で、または必要に応じて任意の比率で2種以上混合して用いることができる。
中でもオキシムエステル系光重合開始剤が、一般に感度が高く、直線性に優れたパターンを形成することができるため好ましい。オキシムエステル系光重合開始剤としては、例えばフェノール系やカルバゾール系が挙げられるが、本発明においてはカルバゾール系が好ましい。
さらに、下記一般式(5)で表されるオキシムエステル系光重合開始剤が好ましく、特に、下記化学式(6)で表される化合物であることがより好ましい。

[一般式(5)中、R1〜R4は、水素原子、C1〜C6のアルキル基、または置換基を有しても良いフェニル基を示す。]
置換基としては、ヒドロキシル基、メルカプト基、シアノ基、ニトロ基、ハロゲン原子、アルキル基、アリール基、アシル基、アルコキシル基、アリールオキシ基、アシルオキシ基、アルキルチオ基、アリールチオ基等が挙げられる。
光重合開始剤(D)の含有量は、感度の観点から、感光性黒色組成物の全固形分量を基準(100重量%)として0.5〜50重量%が好ましく、より好ましくは3〜30重量%である。
<増感剤>
さらに、本発明の黒色組成物には、増感剤を含有させることができる。
増感剤としては、トリエタノールアミン、メチルジエタノールアミン、トリイソプロパノールアミン、4−ジメチルアミノ安息香酸メチル、4−ジメチルアミノ安息香酸エチル、4−ジメチルアミノ安息香酸イソアミル、安息香酸2−ジメチルアミノエチル、4−ジメチルアミノ安息香酸2−エチルヘキシル、N,N−ジメチルパラトルイジン、4,4'−ビス(ジメチルアミノ)ベンゾフェノン、4,4'−ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン、4,4'−ビス(エチルメチルアミノ)ベンゾフェノン等のアミン系化合物を併用することもできる。これらの増感剤は1種または2種以上混合して用いることができる。
また、増感剤の中でも4,4'−ビス(ジメチルアミノ)ベンゾフェノン、4,4'−ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノンが好ましく、より好ましくは4,4'−ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノンである。
これらの増感剤は、1種を単独で、または必要に応じて任意の比率で2種以上混合して用いることができる。
増感剤の含有量は、黒色組成物中に含まれる光重合開始剤(D)100重量部に対し、3〜60重量部であることが好ましく、光硬化性、現像性の観点から5〜50重量部であることがより好ましい。
<光重合性単量体(E)>
光重合性単量体(E)には、紫外線や熱などにより硬化して透明樹脂を生成するモノマーもしくはオリゴマーが含まれる。
光重合性単量体(E)としては、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、β−カルボキシエチル(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、1, 6−ヘキサンジオールジグリシジルエーテルジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAジグリシジルエーテルジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテルジ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタアクリレートおよびこはく酸とのモノエステル化物、トリシクロデカニル(メタ)アクリレート、エステルアクリレート、メチロール化メラミンの(メタ)アクリル酸エステル、エポキシ(メタ)アクリレート、ウレタンアクリレート等の各種アクリル酸エステルおよびメタクリル酸エステル、(メタ)アクリル酸、スチレン、酢酸ビニル、ヒドロキシエチルビニルエーテル、エチレングリコールジビニルエーテル、ペンタエリスリトールトリビニルエーテル、(メタ)アクリルアミド、N−ヒドロキシメチル(メタ)アクリルアミド、N−ビニルホルムアミド、アクリロニトリル等が挙げられる。
これらの光重合性単量体は、1種を単独で、または必要に応じて任意の比率で2種以上混合して用いることができる。
光重合性単量体(E)の含有量は、着色剤の合計100重量部に対し、10〜300重量部であることが好ましく、光硬化性および現像性の観点から10〜200重量部であることがより好ましい。
光重合性単量体(E)の含有量は、バインダー樹脂(B)の含有量[P]と、光重合性単量体(E)の含有量[M]との比率([M]/[P])が、0.30〜1.70であることが好ましく、0.35〜1.50であることがより好ましい。([M]/[P])がこの範囲であれば、パターン形状の直線性が良い、あるいは密着性により優れたものとなるために好ましい。
<連鎖移動剤>
さらに、本発明の感光性黒色組成物には、感度を調整する目的で連鎖移動剤を添加することができる。連鎖移動剤としては多官能チオールが好ましい。多官能チオールは、チオール基を2個以上有する化合物であればよく、例えば、ヘキサンジチオール 、デカンジチオール 、1,4−ブタンジオールビスチオプロピオネート、1,4−ブタンジオールビスチオグリコレート、エチレングリコールビスチオグリコレート、エチレングリコールビスチオプロピオネート、トリメチロールプロパントリスチオグリコレート、トリメチロールプロパントリス(3−メルカプトプロピオネート)、トリメチロールプロパントリス(3−メルカプトブチレート)、ペンタエリスリトールテトラキスチオグリコレート、ペンタエリスリトールテトラキスチオプロピオネート、ジペンタエリスリトールヘキサキス(3−メルカプトプロピオネート)、トリメルカプトプロピオン酸トリス(2−ヒドロキシエチル)イソシアヌレート、1,4−ジメチルメルカプトベンゼン、2、4、6−トリメルカプト−s−トリアジン、2−(N,N−ジブチルアミノ)−4,6−ジメルカプト−s−トリアジン等が挙げられる。これらの多官能チオールは、1種または2種以上混合して用いることができる。
連鎖移動剤の含有量は、黒色組成物の全固形分量を基準(100重量%)として0.1〜30重量%が好ましく、より好ましくは1〜20重量%である。0.1質量%未満では多官能チオールの添加効果が不充分であり、30質量%を越えると感度が高すぎて逆に解像度が低下する場合がある。
<酸化防止剤>
さらに、本発明の感光性黒色組成物には、光や熱による塗膜の劣化を抑制するために酸化防止剤を含有させることもできる。
酸化防止剤としては、ヒンダードフェノール系、ヒンダードアミン系、リン系、イオウ系、ベンゾトリアゾール系、ベンゾフェノン系、ヒドロキシルアミン系、サルチル酸エステル系、およびトリアジン系の化合物があげられ、公知の紫外線吸収剤、酸化防止剤等が使用できる。
これらの酸化防止剤の中でも、塗膜の透過率と感度の両立の観点から、好ましいものとしては、ヒンダードフェノール系酸化防止剤、ヒンダードアミン系酸化防止剤、リン系酸化防止剤またはイオウ系酸化防止剤が挙げられる。また、より好ましくは、ヒンダードフェノール系酸化防止剤、ヒンダードアミン系酸化防止剤、またはリン系酸化防止剤である。
ヒンダードフェノール系酸化防止剤としては、2,4−ビス〔(ラウリルチオ)メチル〕−o−クレゾール、1,3,5−トリス(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)、1,3,5−トリス(4−t−ブチル−3−ヒドロキシ−2,6−ジメチルベンジル)、2,4−ビス−(n−オクチルチオ)−6−(4−ヒドロキシ−3,5−ジ−t−ブチルアニリノ)−1,3,5−トリアジン、ペンタエリスリトールテトラキス[3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート、2,6−ジ−t−ブチル−4−ノニルフェノール、2,2’−イソブチリデン−ビス−(4,6−ジメチル−フェノール)、4,4’−ブチリデン−ビス−(2−t−ブチル−5−メチルフェノール)、2,2’−チオ−ビス−(6−t−ブチル−4−メチルフェノール)、2,5−ジ−t−アミル−ヒドロキノン、2,2’チオジエチルビス−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)−プロピオネート、1,1,3−トリス−(2’−メチル−4’−ヒドロキシ−5’−t−ブチルフェニル)−ブタン、2,2’−メチレン−ビス−(6−(1−メチル−シクロヘキシル)−p−クレゾール)、2,4−ジメチル−6−(1−メチル−シクロヘキシル)−フェノール、N,N−ヘキサメチレンビス(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシ−ヒドロシンナムアミド)等が挙げられる。その他ヒンダードフェノール構造を有するオリゴマータイプ及びポリマータイプの化合物等が挙げられる。
ヒンダードフェノール系酸化防止剤として具体的には、ヨシノックスBHT(=2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェノール)、トミノックスTT(=テトラキス−[メチレン−3−(3,5’−ジ−t−ブチル−4’−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]メタン)、ヨシノックスSR、ヨシノックスBB、ヨシノックス2246G、ヨシノックス425、ヨシノックス250、ヨシノックス930、トミノックスSS、トミノックス917、GSY−314(以上、エーピーアイコーポレーション製)、IRGANOX245、IRGANOX259、IRGANOX565、IRGANOX1010、IRGANOX1035、IRGANOX1076、IRGANOX1098、IRGANOX1135、IRGANOX1076、IRGANOX1425WL、IRGANOX1222、IRGANOX1330(以上、BASF・ジャパン社製)、アデカスタブAO−70、アデカスタブAO−50、アデカスタブAO−330、アデカスタブAO−20、アデカスタブAO−30、アデカスタブAO−80(以上、旭電化工業社製)、SumilizerBBM、SumilizerGM、SumilizerGP、SumilizerGS、SumilizerGA−80、SumilizerBP−101、SumilizerBP−76、SumilizerBP−101(以上、住友化学社製)が挙げられる。
ヒンダードアミン系酸化防止剤としては、ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)セバケート、ビス(N−メチル−2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)セバケート、N,N′−ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)−1,6−ヘキサメチレンジアミン、2−メチル−2−(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)アミノ−N−(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)プロピオンアミド、テトラキス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)(1,2,3,4−ブタンテトラカルボキシレート、ポリ〔{6−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)イミノ−1,3,5−トリアジン−2,4−ジイル}{(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)イミノ}ヘキサメチル{(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)イミノ}〕、ポリ〔(6−モルホリノ−1,3,5−トリアジン−2,4−ジイル){(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)イミノ}ヘキサメチン{(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)イミノ}〕、コハク酸ジメチルと1−(2−ヒドロキシエチル)−4−ヒドロキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジンとの重縮合物、N,N′−4,7−テトラキス〔4,6−ビス{N−ブチル−N−(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)アミノ}−1,3,5−トリアジン−2−イル〕−4,7−ジアザデカン−1,10−ジアミン等が挙げられる。その他ヒンダードアミン構造を有するオリゴマータイプ及びポリマータイプの化合物等が挙げられる。
ヒンダードアミン系酸化防止剤として具体的には、サノールLS−770、サノールLS−765、サノールLS−622LD、キマソープ944(以上、三共株式会社)、CYASORB UV−3346(以上、サンケミカル株式会社製)、ノックラック224、ノックラックCD、Uvasil299−299LM(以上、大内新興化学工業社製)、MARK LAー63、MARKLA−68(以上、旭電化工業社製)、TINUVIN 144、TINUVIN 312(以上、BASF・ジャパン社製)が挙げられる。
リン系酸化防止剤としては、トリス(イソデシル)フォスファイト、トリス(トリデシル)フォスファイト、フェニルイソオクチルフォスファイト、フェニルイソデシルフォスファイト、フェニルジ(トリデシル)フォスファイト、ジフェニルイソオクチルフォスファイト、ジフェニルイソデシルフォスファイト、ジフェニルトリデシルフォスファイト、トリフェニルフォスファイト、トリス(ノニルフェニル)フォスファイト、4,4’イソプロピリデンジフェノールアルキルフォスファイト、トリスノニルフェニルフォスファイト、トリスジノニルフェニルフォスファイト、トリス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)フォスファイト、トリス(ビフェニル)フォスファイト、ジステアリルペンタエリスリトールジフォスファイト、ジ(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)ペンタエリスリトールジフォスファイト、ジ(ノニルフェニル)ペンタエリスリトールジフォスファイト、フェニルビスフェノールAペンタエリスリトールジフォスファイト、テトラトリデシル4,4’−ブチリデンビス(3−メチル−6−t−ブチルフェノール)ジフォスファイト、ヘキサトリデシル1,1,3−トリス(2−メチル−4−ヒドロキシ−5−t−ブチルフェニル)ブタントリフォスファイト、3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジルフォスファイトジエチルエステル、ソジウムビス(4−t−ブチルフェニル)フォスファイト、ソジウム−2,2−メチレン−ビス(4,6−ジ−t−ブチルフェニル)−フォスファイト、1,3−ビス(ジフェノキシフォスフォニロキシ)−ベンゼン、亜リン酸エチルビス(2,4−ジtert−ブチル−6−メチルフェニル)等が挙げられる。その他フォスファイト構造を有するオリゴマータイプ及びポリマータイプの化合物等が挙げられる。
リン系酸化防止剤として具体的には、IRGAFOS168、IRGAFOS12、IRGAFOS38、IRGAFOSEPQ、(以上、BASF・ジャパン社製)、SumilizerP−16(住友化学社製)、アデカスタブPEP−4C、アデカスタブPEP−8F、アデカスタブPEP−8、アデカスタブPEP−45、アデカスタブPEP−11C、アデカスタブPEP−24G、アデカスタブPEP−36、アデカスタブHP−10、アデカスタブP、アデカスタブC、アデカスタブQL、アデカスタブ135A、アデカスタブ1178、アデカスタブ1500、アデカスタブ2112、アデカスタブ3010、アデカスタブ522A、アデカスタブTPP(以上、旭電化工業社製)、GSY−202(以上、エーピーアイコーポレーション製)、SANKOHCA(三光株式会社製)、JPH1200、JP302、JPM313、JP304、JP308、JPP100、JP333E、JP318E、JP312(以上、エーピーアイコーポレーション製)が挙げられる。
イオウ系酸化防止剤としては、2,2−チオ−ジエチレンビス〔3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート〕、2,4−ビス〔(オクチルチオ)メチル〕−o−クレゾール、2,4−ビス〔(ラウリルチオ)メチル〕−o−クレゾール等が挙げられる。その他チオエーテル構造を有するオリゴマータイプ及びポリマータイプの化合物等が挙げられる。
イオウ系酸化防止剤として具体的には、IRGANOXPS800FD、IRGANOXPS802FD(以上、BASF・ジャパン社製)、アデカスタブAO−503、アデカスタブAO−412S(以上、旭電化工業社製)、SumilizerTPL−R、SumilizerTPM、SumilizerTPS、SumilizerTP−D、SumilizerTL、SumilizerMB(以上、住友化学社製)、DLTP「ヨシトミ」、DSTP「ヨシトミ」,DMTP「ヨシトミ」、DTTP「ヨシトミ」(以上、エーピーアイコーポレーション製)が挙げられる。
ベンゾトリアゾール系酸化防止剤としては、ベンゾトリアゾール構造を有するオリゴマータイプ及びポリマータイプの化合物等が挙げられる。
ベンゾトリアゾール系酸化防止剤として具体的には、トミソープ600(吉富ファインケミカル製)、TINUVIN326、TINUVIN327、TINUVIN P、TINUVIN328(以上、BASF・ジャパン社製)、VIOSORB583、VIOSORB590(共同薬品社製)が挙げられる。
ベンゾフェノン系酸化防止剤としては、ベンゾフェノン構造を有するオリゴマータイプ及びポリマータイプの化合物等が挙げられる。
ベンゾフェノン系酸化防止剤としては、2−ヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン、2,4−ジヒドロキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−n−オクトキシベンゾフェノン、4−ドデシロキシ−2−ヒドロキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−オクタデシロキシベンゾフェノン、2,2’ジヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン、2,2’ジヒドロキシ−4,4’−ジメトキシベンゾフェノン、2,2’,4,4’−テトラヒドロキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−メトキシ−5スルフォベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−メトキシ−2’−カルボキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−クロロベンゾフェノン、LA−51(以上、旭電化工業社製)等が挙げられる。その他ベンゾフェノン構造を有するオリゴマータイプ及びポリマータイプの化合物等が挙げられる。
ベンゾフェノン系酸化防止剤として具体的には、トミソープ800(エーピーアイコーポレーション製)、LA−51(旭電化工業社製)が挙げられる。
トリアジン系酸化防止剤としては、2,4−ビス(アリル)−6−(2−ヒドロキシフェニル)1,3,5−トリアジン等が挙げられる。その他トリアジン構造を有するオリゴマータイプ及びポリマータイプの化合物等が挙げられる。
トリアジン系酸化防止剤として具体的には、CYASORB UV−1164(サンケミカル株式会社製)が挙げられる。
ヒドロキシルアミン系酸化防止剤として、具体的には、IRGASTABFS042(以上、BASF・ジャパン社製)等の化合物が挙げられる。
サルチル酸エステル系酸化防止剤としては、サリチル酸フェニル、サリチル酸p−オクチルフェニル、サリチル酸p−tertブチルフェニル等が挙げられる。その他サルチル酸エステル構造を有するオリゴマータイプ及びポリマータイプの化合物等が挙げられる。
これらの酸化防止剤は、1種を単独で、または必要に応じて任意の比率で2種以上混合して用いることができる。
また酸化防止剤の含有量は、黒色組成物の固形分重量を基準として、0.001〜5.0重量%の場合、紫外線で硬化させる場合に十分な感度が得られ、尚且つ光・熱による塗膜の劣化を抑制することが可能であるため好ましい。
<溶剤>
黒色組成物には、色素を充分に色素担体中に分散させ、ガラス基板等の透明基板上に乾燥膜厚が0.2〜10μmとなるように塗布してフィルタセグメントやブラックマトリクスを形成することを容易にするために溶剤を含有させることができる。溶剤としては、例えばシクロヘキサノン、エチルセロソルブアセテート、ブチルセロソルブアセテート、1−メトキシ−2−プロピルアセテート、ジエチレングリコールジメチルエーテル、エチルベンゼン、エチレングリコールジエチルエーテル、キシレン、エチルセロソルブ、メチル−nアミルケトン、プロピレングリコールモノメチルエーテルトルエン、メチルエチルケトン、酢酸エチル、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、ブタノール、イソブチルケトン、石油系溶剤等が挙げられ、これらを単独でもしくは混合して用いることができる。
溶剤は、黒色組成物を適正な粘度に調節し、目的とする均一な膜厚の着色膜を形成できることから、着色剤100重量部に対して、500〜4000重量部の量で用いることが好ましい。
<黒色組成物の製造方法>
黒色組成物は、各有機顔料を、バインダー樹脂などの色素担体および/または溶剤中に、好ましくは分散助剤と一緒に、三本ロールミル、二本ロールミル、サンドミル、ニーダー、アトライター等の各種分散手段を用いて微細に分散して製造することができる。
(分散助剤)
着色剤を着色剤担体中に分散する際に、適宜、色素誘導体、樹脂型分散剤、界面活性剤等の分散助剤を含有してもよい。分散助剤は、分散後の着色剤の再凝集を防止する効果が大きいので、分散助剤を用いて着色剤を着色剤担体中に分散してなる着色組成物は粘度安定性等が良好になる。
色素誘導体としては、有機顔料、アントラキノン、アクリドンまたはトリアジンに、塩基性置換基、酸性置換基、または置換基を有していても良いフタルイミドメチル基を導入した化合物があげられ、例えば、特開昭63−305173号公報、特公昭57−15620号公報、特公昭59−40172号公報、特公昭63−17102号公報、特公平5−9469号公報、特開2001−335717号公報、特開2003−128669号公報、特開2004−091497号公報、特開2007−156395号公報、特開2008−094873号公報、特開2008−094986号公報、特開2008−095007号公報、特開2008−195916号公報、特許第4585781号公報等に記載されているものを使用でき、これらは単独または2種類以上を混合して用いることができる。
色素誘導体の含有量は、分散性向上の観点から、着色剤100重量部に対し、好ましくは0.5重量部以上、さらに好ましくは1重量部以上、最も好ましくは3重量部以上である。また、耐熱性、耐光性の観点から、好ましくは40重量部以下、さらに好ましくは35重量部以下である。
樹脂型顔料分散剤としては、顔料に吸着する性質を有する顔料親和性部位と、樹脂や溶剤と相溶性のある部位とを有し、顔料に吸着して顔料が樹脂や溶剤へ分散するのを安定化する働きをするものである。樹脂型顔料分散剤として具体的には、ポリウレタン、ポリアクリレートなどのポリカルボン酸エステル、不飽和ポリアミド、ポリカルボン酸、ポリカルボン酸(部分)アミン塩、ポリカルボン酸アンモニウム塩、ポリカルボン酸アルキルアミン塩、ポリシロキサン、長鎖ポリアミノアマイドリン酸塩、水酸基含有ポリカルボン酸エステルや、これらの変性物、ポリ(低級アルキレンイミン)と遊離のカルボキシル基を有するポリエステルとの反応により形成されたアミドやその塩などの油性分散剤、(メタ)アクリル酸−スチレン共重合体、(メタ)アクリル酸−(メタ)アクリル酸エステル共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドンなどの水溶性樹脂や水溶性高分子化合物、ポリエステル系、変性ポリアクリレート系、エチレンオキサイド/プロピレンオキサイド付加化合物、燐酸エステル系等が用いられ、これらは単独でまたは2種以上を混合して用いることができる。
界面活性剤としては、ラウリル硫酸ソーダ、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩、ドデシルベンゼンスルホン酸ソーダ、スチレン−アクリル酸共重合体のアルカリ塩、ステアリン酸ナトリウム、アルキルナフタリンスルホン酸ナトリウム、アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウム、ラウリル硫酸モノエタノールアミン、ラウリル硫酸トリエタノールアミン、ラウリル硫酸アンモニウム、ステアリン酸モノエタノールアミン、ステアリン酸ナトリウム、ラウリル硫酸ナトリウム、スチレン−アクリル酸共重合体のモノエタノールアミン、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸エステルなどのアニオン性界面活性剤;ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート、ポリエチレングリコールモノラウレートなどのノニオン性界面活性剤;アルキル4級アンモニウム塩やそれらのエチレンオキサイド付加物などのカオチン性界面活性剤;アルキルジメチルアミノ酢酸ベタインなどのアルキルベタイン、アルキルイミダゾリンなどの両性界面活性剤が挙げられ、これらは単独でまたは2種以上を混合して用いることができる。
樹脂型分散剤、界面活性剤を添加する場合には、着色剤の合計100重量部に対し、好ましくは0.1〜55重量部、さらに好ましくは0.1〜45重量部である。樹脂型分散剤、界面活性剤の配合量が、0.1重量部未満の場合には、添加した効果が得られ難く、含有量が55重量部より多いと、過剰な分散剤により分散に影響を及ぼすことがある。
黒色組成物には、組成物の経時粘度を安定化させるために貯蔵安定剤を含有させることができる。
貯蔵安定剤としては、例えばベンジルトリメチルクロライド、ジエチルヒドロキシアミンなどの4級アンモニウムクロライド、乳酸、シュウ酸などの有機酸およびそのメチルエーテル、t−ブチルピロカテコール、テトラエチルホスフィン、テトラフェニルフォスフィンなどの有機ホスフィン、亜リン酸塩等が挙げられる。
貯蔵安定剤は、着色剤100重量部に対し、0.1〜10重量部の量で用いることができる。
《黒色塗膜》
本発明の黒色塗膜は、黒色組成物を膜厚2.0μmとなる条件で塗膜を形成したときに、波長400〜700nmの全ての波長範囲における光透過率が25%以下であり、かつ該黒色組成物からなる黒色塗膜層の有機層に対する密着性が、碁盤目付着層試験方法による碁盤目100個中の剥離個数で10個未満であることを特徴とする。
膜厚2.0μmとなる条件のときに、400〜700nmの光線透過率の最大値が25%を上回ると、タッチパネルの加飾塗膜として使用したときに遮光性が不足し、タッチパネルの配線を十分に隠蔽できず好ましくない。
また、黒色塗膜からなる黒色塗膜層は、前記黒色塗膜層の少なくとも片面に接する有機層とを有することを特徴とする積層体に用いることが好ましい。本発明の黒色塗膜は、剥離層、接着層、オーバーコート層などの有機層に対する密着性に優れている。そのため、少なくとも片面が有機層である、黒色塗膜を有する積層体として用い、タッチパネルのカバーガラスや保護フィルム基板の外周部に枠状に形成することにより遮光性・美観に優れたタッチパネルの加飾用として使用することができる。
碁盤目付着層試験方法による碁盤目の剥離個数は、黒色塗膜上にアクリル系樹脂等の有機層を塗布し、得られた塗布基板を用いて、JIS K5400に準じた碁盤目付着性試験方法により、碁盤目100個中の剥離個数を数えることで得られる。
この剥離個数が、10個未満であることにより、特にタッチパネルのカバーガラスや保護フィルム基板の外周部に枠状に形成することにより遮光性・美観に優れたタッチパネルの加飾用として適したものとすることができる。より好ましくは3個未満であり、最も好ましくは剥離個数が0個の場合である。
オーバーコート剤としては、例えば、アクリル系,ウレタン系,エポキシ系等の有機系樹脂が一般的に使用され、その他光硬化性、熱硬化性、または熱可塑性の透明樹脂材料を用いることができる。
黒色塗膜の乾燥膜厚は、1.0〜10μmで用いることが好ましく、1.0μm以上であることがより好ましい。1.0μm以上の場合、遮光部の隠蔽性がより優れたものとできる。
塗膜を乾燥させる際には、減圧乾燥機、コンベクションオーブン、IRオーブン、ホットプレート等を使用してもよい。
黒色組成物は、遠心分離、焼結フィルタ、メンブレンフィルタ等の手段にて、5μm以上の粗大粒子、好ましくは1μm以上の粗大粒子、さらに好ましくは0.5μm以上の粗大粒子および混入した塵の除去を行うことが好ましい。
本発明の黒色組成物により形成される黒色塗膜は、ガラス基板・プラスチック基板などの基材上に、スクリーン印刷などの印刷法やフォトリソグラフィー法により形成し、遮光膜として用いることができる。
フォトリソグラフィー法による黒色塗膜の形成は、例えば下記の方法で行うことができる。すなわち、溶剤現像型あるいはアルカリ現像型着色レジスト材として調製した感光性黒色組成物を、基材上に、スプレーコートやスピンコート、スリットコート、ロールコート等の塗布方法により、乾燥膜厚が0.2〜10μmとなるように塗布する。必要により乾燥された膜には、この膜と接触あるいは非接触状態で設けられた所定のパターンを有するマスクを通して紫外線露光を行う。その後、溶剤またはアルカリ現像液に浸漬するか、もしくはスプレーなどにより現像液を噴霧して未硬化部を除去し所望のパターンを形成することができる。さらに、着色レジスト材の重合を促進するため、必要に応じて加熱を施すこともできる。フォトリソグラフィー法によれば、印刷法より位置合わせ精度の高い黒色塗膜が形成できる。
現像に際しては、アルカリ現像液として炭酸ナトリウム、水酸化ナトリウム等の水溶液が使用され、ジメチルベンジルアミン、トリエタノールアミン等の有機アルカリを用いることもできる。また、現像液には、消泡剤や界面活性剤を添加することもできる。
現像処理方法としては、シャワー現像法、スプレー現像法、ディップ(浸漬)現像法、パドル(液盛り)現像法等を適用することができる。
なお、紫外線露光感度を上げるために、上記着色レジスト材を塗布乾燥後、水溶性あるいはアルカリ可溶性樹脂、例えばポリビニルアルコールや水溶性アクリル樹脂等を塗布乾燥し、酸素による重合阻害を防止する膜を形成した後、紫外線露光を行うこともできる。
以下に、本発明を実施例に基づいて説明するが、本発明はこれによって限定されるものではない。なお、実施例中、「部」および「%」は、「重量部」および「重量%」をそれぞれ表す。また、「PGMAC」とはメトキシプロピルアセテートを意味する。
また、樹脂の重量平均分子量(Mw)の測定方法は以下の通りである。
(樹脂の重量平均分子量(Mw))
樹脂の重量平均分子量(Mw)は、TSKgelカラム(東ソー社製)を用い、RI検出器を装備したGPC(東ソー社製、HLC−8120GPC)で、展開溶媒にTHFを用いて測定したポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)である。
続いて、実施例および比較例で用いたバインダー樹脂溶液の製造方法、微細化顔料の製造方法、色素誘導体の構造、および顔料分散体の製造方法について説明する。
<バインダー樹脂溶液の製造方法>
(アクリル樹脂溶液1の調製)
セパラブル4口フラスコに温度計、冷却管、窒素ガス導入管、滴下管および撹拌装置を取り付けた反応容器にシクロヘキサノン196部を仕込み、80℃に昇温し、反応容器内を窒素置換した後、滴下管より、ベンジルメタクリレート20.0部、n−ブチルメタクリレート17.2部、2−ヒドロキシエチルメタクリレート12.9部、メタクリル酸12.0部、パラクミルフェノールエチレンオキサイド変性アクリレート(東亞合成株式会社製「アロニックスM110」)20.7部、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル1.1部の混合物を2時間かけて滴下した。滴下終了後、更に3時間反応を継続し、アクリル樹脂の溶液を得た。
室温まで冷却した後、樹脂溶液約2部をサンプリングして180℃、20分加熱乾燥して不揮発分を測定し、先に合成した樹脂溶液に不揮発分が20質量%になるようにPGMACを添加してアクリル樹脂溶液1を調製した。重量平均分子量(Mw)は26000であった。
(アクリル樹脂溶液2の調製)
セパラブル4口フラスコに温度計、冷却管、窒素ガス導入管、滴下管および撹拌装置を取り付けた反応容器にシクロヘキサノン207部を仕込み、80℃に昇温し、反応容器内を窒素置換した後、滴下管より、メタクリル酸20部、ベンジルメタクリレート20部、パラクミルフェノールエチレンオキサイド変性アクリレート(東亜合成社製アロニックスM110)20部、メタクリル酸メチル25部、2−ヒドロキシエチルメタクリレート8.5部、及び2,2'−アゾビスイソブチロニトリル1.33部の混合物を2時間かけて滴下した。滴下終了後、更に3時間反応を継続し、共重合体樹脂溶液を得た。次に得られた共重合体溶液全量に対して、窒素ガスを停止し乾燥空気を1時間注入しながら攪拌したのちに、室温まで冷却した後、2−メタクリロイルオキシエチルイソシアネート(昭和電工社製カレンズMOI)6.5部、ラウリン酸ジブチル錫0.08部、シクロヘキサノン26部の混合物を70℃で3時間かけて滴下した。滴下終了後、更に1時間反応を継続し、アクリル樹脂の溶液を得た。室温まで冷却した後、樹脂溶液約2部をサンプリングして180℃、20分加熱乾燥して不揮発分を測定し、先に合成した樹脂溶液に不揮発分が20質量%になるようにシクロヘキサノンを添加してアクリル樹脂溶液2を調製した。重量平均分子量(Mw)は18000であった。
<微細化顔料の製造方法>
(赤色微細化顔料(R1))
ジケトピロロピロール系赤色顔料C.I.ピグメントレッド 254(PR254、BASF社製「IRGAZIN RED 2030」)200部、塩化ナトリウム1400部、およびジエチレングリコール360部をステンレス製1ガロンニーダー(井上製作所製)に仕込み、80℃で6時間混練した。次にこの混練物を8000部の温水に投入し、80℃に加熱しながら2時間攪拌してスラリー状とし、濾過、水洗を繰り返して塩化ナトリウムおよびジエチレングリコールを除いた後、85℃で一昼夜乾燥し、190部のジケトピロロピロール系の赤色微細化顔料(R1)を得た。
(赤色微細化顔料(R2))
アントラキノン系赤色顔料C.I.ピグメントレッド 177(PR177、BASF社製「クロモフタルレッド A2B」)200部、塩化ナトリウム1400部、およびジエチレングリコール360部をステンレス製1ガロンニーダー(井上製作所製)に仕込み、80℃で6時間混練した。次にこの混練物を8000部の温水に投入し、80℃に加熱しながら2時間攪拌してスラリー状とし、濾過、水洗を繰り返して塩化ナトリウムおよびジエチレングリコールを除いた後、85℃で一昼夜乾燥し、190部のアントラキノン系の赤色微細化顔料(R2)を得た。
(青色微細化顔料(B1))
フタロシアニン系青色顔料C.I.ピグメントブルー 15:6(PB15:6、トーヨーカラー株式会社製「LIONOL BLUE ES」)200部、塩化ナトリウム1400部、およびジエチレングリコール360部をステンレス製1ガロンニーダー(井上製作所製)に仕込み、80℃で6時間混練した。次にこの混練物を8000部の温水に投入し、80℃に加熱しながら2時間攪拌してスラリー状とし、濾過、水洗を繰り返して塩化ナトリウムおよびジエチレングリコールを除いた後、85℃で一昼夜乾燥し、青色微細化顔料(B1)を得た。
(青色微細化顔料(B2))
フタロシアニン系青色顔料C.I.ピグメントブルー 15:3(PB15:3、トーヨーカラー株式会社製「LIONOL BLUE FG−7351」200部、塩化ナトリウム600部、およびジエチレングリコール600部をステンレス製1ガロンニーダー(井上製作所製)に仕込み、80℃で6時間混練した。次にこの混練物を8000部の温水に投入し、120℃に加熱しながら8時間攪拌してスラリー状とし、濾過、水洗を繰り返して塩化ナトリウムおよびジエチレングリコールを除いた後、85℃で一昼夜乾燥し、190部の青色微細化顔料(B2)を得た。
(黄色微細化顔料(Y1))
イソインドリノン系黄色顔料3C.I.ピグメントイエロー 139(PY139、BASF社製「PALIOTOL YELLOW D1819」)100部、粉砕した食塩800部、及びジエチレングリコール180部をステンレス製1ガロンニーダー(井上製作所製)に仕込み、70℃で4時間混練した。この混合物を温水3000部に投入し、約80℃に加熱しながらハイスピードミキサーで約1時間攪拌してスラリー状とし、濾過、水洗をくりかえして食塩及び溶剤を除いた後、80℃で24時間乾燥し、96部の黄色微細化顔料(Y1)を得た。
(黄色微細化顔料(Y2))
イソインドリン系黄色顔料C.I.ピグメントイエロー 185(PY185、BASF社製「パリオゲンイエロー D1155」)100部、粉砕した食塩800部、及びジエチレングリコール180部をステンレス製1ガロンニーダー(井上製作所製)に仕込み、70℃で4時間混練した。この混合物を温水3000部に投入し、約80℃に加熱しながらハイスピードミキサーで約1時間攪拌してスラリー状とし、濾過、水洗をくりかえして食塩及び溶剤を除いた後、80℃で24時間乾燥し、96部の黄色微細化顔料(Y2)を得た。
(黄色微細化顔料(Y3))
アゾ系黄色顔料C.I.ピグメントイエロー 150(PY150、ランクセス社製「E−4GN」)100部、粉砕した食塩500部、及びジエチレングリコール250部をステンレス製1ガロンニーダー(井上製作所製)に仕込み、70℃で4時間混練した。この混合物を温水5000部に投入し、約80℃に加熱しながらハイスピードミキサーで約1時間攪拌してスラリー状とし、濾過、水洗をくりかえして食塩及び溶剤を除いた後、80℃で24時間乾燥し、490部の黄色微細化顔料(Y3)を得た。
(黄色微細化顔料(Y4))
キノフタロン系黄色顔料C.I.ピグメントイエロー 138(PY138、BASF社製「パリオトールイエロー K0960−HD」):500部、塩化ナトリウム:500部、およびジエチレングリコール:250部をステンレス製1ガロンニーダー(井上製作所製)に仕込み、120℃で2時間混練した。次に、この混練物を5リットルの温水に投入し、70℃に加熱しながら1時間攪拌してスラリー状とし、濾過、水洗を繰り返して塩化ナトリウム及びジエチレングリコールを除いた後、80℃で一昼夜乾燥し、490部の黄色微細化顔料(Y4)を得た。
(緑色微細化顔料(G1))
フタロシアニン系緑色顔料C.I.ピグメントグリーン 36(PG36、トーヨーカラー株式会社製「リオノールグリーン 6YK」)500部、塩化ナトリウム1500部、及びジエチレングリコール250部をステンレス製1ガロンニーダー(井上製作所社製)に仕込み、80℃で8時間混練した。次に、この混練物を5リットルの温水に投入し、70℃に加熱しながら1時間攪拌してスラリー状とし、濾過、水洗を繰り返して塩化ナトリウム及びジエチレングリコールを除いた後、80℃で一昼夜乾燥し、緑色微細化顔料(G1)を得た。
(緑色微細化顔料(G2))
フタロシアニン系緑色顔料C.I.ピグメントグリーン 7(PG7、トーヨーカラー株式会社製「リオノールグリーン YS−07」)500部、塩化ナトリウム1500部、及びジエチレングリコール250部をステンレス製1ガロンニーダー(井上製作所社製)に仕込み、80℃で8時間混練した。次に、この混練物を5リットルの温水に投入し、70℃に加熱しながら1時間攪拌してスラリー状とし、濾過、水洗を繰り返して塩化ナトリウム及びジエチレングリコールを除いた後、80℃で一昼夜乾燥し、緑色微細化顔料(G2)を得た。
(黒色微細化顔料(K1))
ペリレン系黒色顔料C.I.ピグメントブラック 31(BASF社製「PalIogen Black S0084」))を、500部、塩化ナトリウム2500部、及びジエチレングリコール:250部をステンレス製1ガロンニーダー(井上製作所社製)に仕込み、80℃で5時間混練した。次に、この混練物を5リットルの温水に投入し、70℃に加熱しながら1時間攪拌してスラリー状とし、濾過、水洗を繰り返して塩化ナトリウム及びジエチレングリコールを除いた後、80℃で一昼夜乾燥し、黒色微細化顔料(K1)を得た。
<色素誘導体の構造>
顔料分散体の作成に用いた色素誘導体の構造式を表1に記載した。
<顔料分散体の製造方法>
(顔料分散体RP−1の作製)
下記の混合物を均一になるように攪拌混合した後、直径1mmのジルコニアビーズを用いて、アイガーミル(アイガージャパン社製「ミニモデルM−250 MKII」)で5時間分散した。その後メトキシプロピルアセテートを30.0部加えた後、5μmのフィルタで濾過し、顔料分散体RP−1を得た。

赤色微細化顔料(R1) :10.8部
C.I.ピグメントレッド 254
色素誘導体1(A−1) : 1.2部
アクリル樹脂溶液1 :40.0部
メトキシプロピルアセテート :18.0部
(顔料分散体RP−2、BP−1〜2、YP1〜4、GP−1〜2、KP−1の作製)
表2記載の組成、および配合量(重量部)に変更した以外は、顔料分散体RP−1と同様にして、顔料分散体RP−2、BP−1〜2、YP1〜4、GP−1〜2、KP−1を得た。
<カーボンブラック分散体の製造方法>
(カーボンブラック分散体CP−1の作製)
下記の混合物を均一になるように攪拌混合した後、直径1mmのジルコニアビーズを用いて、アイガーミル(アイガージャパン社製「ミニモデルM−250 MKII」)で5時間分散した。その後メトキシプロピルアセテートを30.0部加えた後、5μmのフィルタで濾過し、顔料分散体CP−1を得た。

カーボンブラック(CB−1) :12.6部
CABOT社製「Regal250R」
色素誘導体A−4 : 1.4部
アクリル樹脂溶液1 :30.0部
メトキシプロピルアセテート :26.0部
[実施例1]
(感光性黒色組成物BLK−1の製造)
下記の混合物(合計100部)を均一になるように攪拌混合した後、1.0μmのフィルタで濾過して、感光性黒色組成物BLK−1を得た。

顔料分散体RP−1(PR254) :25.21部
顔料分散体BP−1(PB15:6) :25.21部
シランカップリング剤(C−1) : 0.66部
3−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン
アクリル樹脂溶液2 :27.10部
光重合性単量体 : 5.16部
東亞合成株式会社製「アロニクスM402」
(ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート/ペンタアクリレート混合物)
光重合開始剤 : 0.66部
BASF社製「イルガキュア OXE−02」
(エタノン,1−[9−エチル−6−(2−メチルベンゾイル)−9H
−カルバゾール−3−イル]−,1−(0−アセチルオキシム))
レベリング剤溶液 : 2.00部
東レ・ダウコーニング社製「FZ−2122」
((不揮発分100重量%)1部をシクロヘキサノン99部で希釈した溶液)
溶剤 :14.01部
メトキシプロピルアセテート
[実施例2〜26、比較例1]
(感光性黒色組成物BLK−2〜27の製造)
表3記載の組成、および配合量(重量部)に変更した以外は、感光性黒色組成物BLK−1と同様にして、感光性黒色組成物BLK−2〜27を得た。
表3〜5における略語について下記に記す。
光重合開始剤
・BASF社製「イルガキュア OXE−02」(エタノン,1−[9−エチル−6−(2−メチルベンゾイル)−9H−カルバゾール−3−イル]−,1−(0−アセチルオキシム))
・BASF社製「イルガキュア379」(2−(ジメチルアミノ)−2−[(4−メチルフェニル)メチル]−1−[4−(4−モルホリニル)フェニル]−1−ブタノン)
光重合性単量体
・東亞合成株式会社製「アロニクスM402」(ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート/ペンタアクリレート混合物)
レベリング剤溶液
・東レ・ダウコーニング社製「FZ−2122」
((不揮発分100重量%)1部をシクロヘキサノン99部で希釈した溶液。)
シランカップリング剤
・シランカップリング剤(C−1);エポキシ基を有するシランカップリング剤
3−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン
・シランカップリング剤(C−2);(メタ)アクリロキシ基を有するシランカップリング剤
3−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン
・シランカップリング剤(C−3);イソシアノ基を有するシランカップリング剤
3−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン
・シランカップリング剤(C−4);ビニル基を有するシランカップリング剤
ビニルトリメトキシシラン
・シランカップリング剤(C−5);アミノ基を有するシランカップリング剤
3−アミノプロピルトリメトキシシラン
<光透過率測定評価>
得られた黒色組成物の膜厚2.0μmとなる条件で塗膜を形成したときに、波長400〜700nmの光線透過率の最大値(Tmax)を表6に示す。
[塗膜作製]
実施例・比較例の黒色組成物を、100mm×100mm、0.7mm厚のガラス基板上に、スピンコーターを用いて塗布し、次に70℃のオーブンで20分乾燥し、超高圧水銀ランプを用いて、積算露光量150mJ/cmで紫外線露光を行い、23℃のアルカリ現像液で現像を行いイオン交換水で洗浄し、ついで220℃で30分間加熱、放冷後し、膜厚2.0μmの塗膜基板を得た。
[光透過率測定]
得られた塗膜基板について、顕微分光光度計(オリンパス光学社製「OSP−SP100」)を用いて波長400〜700nmの光透過率を測定し光透過率の最大値(Tmax)を求めた。
<感光性着色組成物の評価>
実施例および比較例で得られた黒色組成物について、安定性、直線性、および密着性、を下記のように評価した。評価結果を表6に示す。
[安定性の評価]
実施例および比較例で得られた黒色組成物について、E型粘度計(東機産業社製「ELD型粘度計」)を用いて、作製後24時間後の粘度(V1)と23度の条件で30日保存後の粘度(V2)を評価し、粘度変化率(V2−V1)/V1を評価した。

粘度変化率 0.05未満 安定性優良(◎)
粘度変化率 0.05以上、0.10未満 安定性良好(○)
粘度変化率 0.10以上、0.20未満 安定性可(△)
粘度変化率 0.20以上 安定性不良(×)
[密着性評価]
実施例・比較例の黒色組成物を、100mm×100mm、0.7mm厚のガラス基板上に、スピンコーターを用いて塗布し、次に70℃のオーブンで20分乾燥し、超高圧水銀ランプを用いて、積算露光量130mJ/cmで紫外線露光を行い、23℃のアルカリ現像液で現像を行いイオン交換水で洗浄し、ついで230℃で30分間加熱、放冷後し、膜厚2.5μmの塗膜基板を得た。作製した黒色基板上に、膜厚が2.00μmとなるように、JSR社製「オプトマーSS6699G」を塗布した後、230℃で20分加熱した。その後、得られた塗布基板をJIS K5400に準じた碁盤目付着性試験方法により塗膜の密着性を評価し、碁盤目100個中の剥離個数を数えた。
密着性評価:
◎;碁盤目の剥離個数 0個
○;碁盤目の剥離個数 1個以上3個未満
△;碁盤目の剥離個数 3個以上10個未満
×;碁盤目の剥離個数 10個以上
[直線性評価(PW1-PW2)]
実施例および比較例で得られた黒色組成物を、100mm×100mm、0.7mm厚のガラス基板上に塗布し、70℃で20分乾燥したあとの膜厚が、2.5μmとなる塗膜を作製した。
超高圧水銀ランプを用いて、フォトマスクを介し積算光量130mJ/cmで紫外線露光を行ったあと、未露光部分を23℃のアルカリ現像液で現像を行いイオン交換水で洗浄した。作製した黒色パターン形成部分の直線性を顕微鏡にて確認し、直線性の良否を評価した。直線性の良否は顕微鏡にて図1に示すパターンの線幅の最大値(PW1)と最小値(PW2)の差PW1−PW2を評価することにより判定した。PW1−PW2の優劣により下記の判定基準により直線性を評価した。
PW1−PW2≦2μmの場合は精密加工されたタッチパネルの電極配線パターンを精度良く被覆することができると判定し、より優れた組成物であるということがいえる。

1μm以下であれば直線性優良(◎)
1μmより大きく、2μm以下であれば直線性良好(○)
2μmより大きい場合は直線性不良(×)
表6に示すように、本発明の黒色組成物は、少なくとも2種類の有機顔料(A)を含み、かつ膜厚2.0μmとなる条件のときに、400〜700nmの光線透過率の最大値が25%以下であるために、遮光性・美観に優れ、タッチパネルの加飾塗膜として使用した場合にも遮光性が高く、タッチパネルの配線を十分に隠蔽できる。かつ、シランカップリング剤(C)を含有することで、該黒色組成物からなる黒色塗膜層の有機層に対する密着性が、碁盤目付着層試験方法による碁盤目100個中の剥離個数で10個未満であり、密着性に優れているだけでなく、増粘率が低く安定性が良好であり、直線性も良好であった。
なかでも、シランカップリング剤の種類だけ異なる組成物を比較すると、エポキシ基を含むシランカップリング剤、または(メタ)アクリロキシ基を含むシランカップリング剤、またはイソシアノ基を含むシランカップリング剤である黒色組成物は、より有機層への密着性が良好な結果であった。
また、感光性組成物の固形分合計100重量%中の該シラン化合物(C)の含有量が0.1重量%以上5重量%未満である黒色組成物では、0.1重量%未満の実施例22に対して密着性に優れており、および5重量%以上の実施例23と比較して黒色組成物の安定性が良好な結果であった。
また、透明樹脂の重量(P)と透明樹脂の前駆体の重量(M)との比率(M/P)が、0.30〜1.70である実施例1〜23の黒色組成物の直線性は、0.3以下の実施例24、および1.70以上の実施例25と比較して黒色組成物の直線性が良好な結果であった。
また、光重合開始剤としてオキシムエステル系化合物を使用した黒色組成物においてはアセトフェノン系化合物を使用した黒色組成物よりも、光重合開始剤の含有量が少なくても、密着性が良好であり、形状も優れていた。
一方、シランカップリング剤(C)を含まない比較例1の黒色組成物においては碁盤目の剥離個数が10個より多く、密着性評価において有機層との密着性が悪かった。
以上の結果より、本発明の黒色組成物により、表示デバイスとして使用するに当たり、特に有機層との密着性が良好で、美観に優れた色味を付与することができる安定性に優れ、特にタッチパネル加飾用に適した高品質の黒色塗膜であることが確認できた。

Claims (9)

  1. 少なくとも2種類の有機顔料(A)、バインダー樹脂(B)、およびシランカップリング剤(C)を含有する黒色組成物であって、
    該黒色組成物を膜厚2.0μmとなる条件で塗膜を形成したときに、波長400〜700nmの全ての波長範囲における光透過率が25%以下であり、
    かつ該黒色組成物からなる黒色塗膜層の有機層に対する密着性が、碁盤目付着層試験方法による碁盤目100個中の剥離個数で10個未満であることを特徴とする黒色組成物。
  2. シランカップリング剤(C)が、エポキシ基、(メタ)アクリロキシ基、またはイソシアノ基を有するシランカップリング剤を含むことを特徴とする請求項1記載の黒色組成物。
  3. シランカップリング剤(C)の含有量が、黒色組成物の固形分合計100重量%中、0.1重量%以上5重量%未満であることを特徴とする請求項1または2記載の黒色組成物。
  4. さらに光重合性単量体(E)を含有し、バインダー樹脂(B)の含有量[P]と、光重合性単量体(E)の含有量[M]との比率([M]/[P])が、0.30〜1.70であることを特徴とする請求項1〜3いずれか1項記載の黒色組成物。
  5. さらに、オキシムエステル系光重合開始剤を含有することを特徴とする請求項1〜4いずれか1項記載の黒色組成物。
  6. 請求項1〜5いずれか1項記載の黒色組成物を用いて形成されてなることを特徴とする黒色塗膜。
  7. 膜厚1.0μm以上であることを特徴とする請求項6記載の黒色塗膜。
  8. タッチパネル加飾用であることを特徴とする請求項6または7記載の黒色塗膜。
  9. 請求項6〜8いずれか1項記載の黒色塗膜からなる黒色塗膜層と、前記黒色塗膜層の少なくとも片面に接する有機層とを有することを特徴とする積層体。
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