TWI641656B - Light-shielding pigment composition and light-shielding member for flat display - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種高絕緣性、低介電常數且可滿足較高之光學濃度之遮光性顏料組合物、及包含該遮光性顏料組合物之平面顯示用遮光性構件。藉由將以特定之比率含有苯并咪唑酮二系顏料、苯并咪唑酮系顏料及咔唑二

Description

遮光性顏料組合物及平面顯示用遮光性構件
本發明係關於一種高絕緣性、低介電常數且光學濃度較高、可實現液晶顯示元件之穩定驅動之遮光性顏料組合物及使用該遮光性顏料組合物之平面顯示用遮光性構件。
近年來，於液晶顯示裝置之領域中，導入有使彩色濾光片基板與TFT(Thin Film Transistor：薄膜電晶體)陣列基板一體化而得之整合式彩色濾光片(COA)的液晶面板受到關注。若使用整合式彩色濾光片，則無需於使用上述兩種基板之情形時所進行之精密之位置對準，並且可將彩色濾光片之紅、藍、綠之各像素微細化至極限，故而可實現液晶面板之高精細化。
關於此種整合式彩色濾光片用之樹脂黑矩陣，由於需要較高之遮光性，故而要求厚膜化。然而，隨著樹脂黑矩陣之膜厚增大，經曝光之部分中膜厚方向之交聯密度之差擴大，故而難以達成高感度化而獲得形狀良好之黑色圖案。又，作為高遮光化之方法，亦嘗試了大量使用遮光材，但於使用碳等導電性材料作為遮光材之情形時，存在因黑矩陣之相對介電常數增高而體積電阻降低從而導致顯示裝置之可靠性降低的問題。
為了消除此種缺點，將以成為黑色之方式將各有機顏料混合而得之黑色有機顏料組合物(有機黑矩陣)代替碳黑而用於遮光材之嘗試最近正活躍地進行。
於專利文獻1中記載有藉由將含有苯并咪唑酮二顏料之遮光性組合物使用於黑矩陣而具有較高之遮光性之方法。又，於專利文獻2中記載有如下遮光膜形成用著色樹脂組合物，其特徵在於：其係包含黃色顏料、藍色顏料、紫色顏料之組合或黃色顏料、紅色顏料及藍色顏料之組合的類黑色化而成之混色有機顏料。進而，於專利文獻3中記載有將具有某一特定比表面積之藍色、黃色、紅色之各種有機顏料混合而成之黑矩陣用有機顏料組合物、及包含其等之黑矩陣用感光性組合物。
然而，於該等最近之嘗試中，存在如下問題：與先前之使用碳黑之黑矩陣相比，OD(Optical Density，光學密度)值仍然較低而無法實現可耐受實際使用之遮光性。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2008-257204號公報
[專利文獻2]日本專利特開平9-302265號公報
[專利文獻3]日本專利特開2012-32697號公報
本發明所欲解決之問題在於提供一種高絕緣性、低介電常數且可滿足較高之光學濃度的遮光性顏料組合物、及包含該遮光性顏料組合物之平面顯示用遮光性構件。
本發明者等人鑒於上述實際情況而進行努力研究，結果發現，藉由將以特定之比率含有具有特定之結構之苯并咪唑酮二系顏料、苯并咪唑酮系顏料、及咔唑二系顏料的遮光性顏料組合物使用於平面顯示用遮光性構件，而其介電常數較低且遮光性較高，以至 完成本發明。
本發明提供一種遮光性顏料組合物，其特徵在於含有：下述通式(1)所表示之苯并咪唑酮二系顏料5~80重量%、及包含下述通式(2)及通式(3)之化學結構之苯并咪唑酮系顏料20~50重量%，進而含有包含至少一個以上之下述通式(4)~(6)之化學結構之咔唑二系顏料5~80重量%。
(式中，R1~R4分別表示氫原子或亦可具有取代基之一價烴基，X1表示氫原子或鹵素原子)
(式中，R5~R7分別表示氫原子或鹵素原子或亦可具有取代基之一價烴基)
(式中，X2表示氫原子或鹵素原子，R8表示氫原子或亦可具有取代基之一價烴基)
又，本發明提供如技術方案1之遮光性顏料組合物，其中上述苯并咪唑酮二系顏料係C.I.顏料藍80。
又，本發明提供如技術方案1之遮光性顏料組合物，其中上述苯并咪唑酮系顏料係選自C.I.顏料橙36、C.I.顏料橙60、C.I.顏料橙62、C.I.顏料橙64、C.I.顏料橙72之至少一者之有機顏料。
又，本發明提供如技術方案1之遮光性顏料組合物，其中上述咔唑二系顏料係C.I.顏料紫23。
又，本發明提供一種平面顯示用遮光性構件，其包含上述任一遮光性顏料組合物。
本發明之遮光性顏料組合物實現如下格外顯著之技術效果：藉由以特定之比率使用特定之苯并咪唑酮二系顏料、苯并咪唑酮系顏料、及咔唑二系顏料，而容易地獲得高絕緣性、低介電常數、且光學濃度較高之平面顯示用遮光性構件。
以下，對本發明之詳細內容進行說明。
本發明之遮光性顏料組合物為了提高OD值，即為了增高可見光區域整體之光之吸收強度，需要將吸收強度之峰值波長不同之顏料進行組合。因此，本發明係一種以特定之比率含有具有特定之結構之苯并咪唑酮二系顏料、苯并咪唑酮系顏料、及咔唑二系顏料的遮光性顏料組合物、及包含該遮光性顏料組合物之平面顯示用遮光性構件。
本發明之遮光性顏料組合物之特徵在於：其中含有下述通式(1)所表示之苯并咪唑酮二系顏料5~80重量%。
(式中，R1~R4分別表示氫原子或亦可具有取代基之一價烴基， X1表示氫原子或鹵素原子)
作為苯并咪唑酮二系顏料，具體而言，可列舉C.I.顏料藍80。藉由以顏料組合物中之5~80重量%、較佳為25~70重量%之量包含本案發明之顏料組合物中所含之苯并咪唑酮二系顏料，可獲得OD值較高、結果遮光性較高之平面顯示用遮光性構件。
又，本發明之遮光性顏料組合物之中，苯并咪唑酮系顏料係包含下述通式(2)及通式(3)之化學結構之苯并咪唑酮系顏料，具體而言，係選自C.I.顏料橙36、C.I.顏料橙60、C.I.顏料橙62、C.I.顏料橙64、C.I.顏料橙72之至少一者之顏料。藉由以20~50重量%、較佳為20~25重量%之重量含有本案發明之顏料組合物中所含之苯并咪唑酮系顏料，可獲得OD值較高、結果遮光性較高之平面顯示用遮光性構件。
(式中，R5~R7分別表示氫原子或鹵素原子或亦可具有取代基之一價烴基)
本發明之遮光性顏料組合物之特徵在於：其含有包含下述通式 (2)及通式(3)之化學結構之苯并咪唑酮系顏料20~50重量%，進而含有包含至少一個以上之下述通式(4)~(6)之化學結構之咔唑二系顏料5~80重量%。
又，本發明之遮光性顏料組合物之中，咔唑二系顏料係包含下述通式(4)~(6)之化學結構之咔唑二系顏料，具體而言係C.I.顏料紫23。藉由以5~80重量%、較佳為10~50重量%之重量含有本發明之顏料組合物中所含之咔唑二系顏料，可獲得OD值較高、結果遮光性較高之平面顯示用遮光性構件。
(式中，X2表示氫原子或鹵素原子，R8表示氫原子或亦可具有取代基之一價烴基)。
關於本發明之遮光性顏料組合物，很明確，藉由製成含有通式(1)所表示之苯并咪唑酮二系顏料5~80重量%及包含通式(2)及通式(3)之化學結構之苯并咪唑酮系顏料20~50重量%，且進而含有包含至少一個以上之通式(4)~(6)之化學結構之咔唑二系顏5~80重量%的遮光性顏料組合物，而首次發揮最大之OD值。與日本專利特開2008-257204號公報所揭示之C.I.顏料藍80、或由C.I.顏料藍80與「選自黃色、橙色、紅色或茶色中之至少1種有機顏料」構成之顏料組合物不同，根據本發明之遮光性顏料組合物，與先前技術相比可發揮最大之OD值。
進而，亦可於本發明之遮光性顏料組合物中以無損可見光區域之透過性之平衡之方式進而混合其他有機顏料或無機顏料。
此處，所謂平面顯示器，係指顯示電腦、電視等機器輸出之靜態圖像或動態圖像之影像信號之機器。亦稱為監視器，有電漿平面顯示器(PDP)或液晶平面顯示器(LCD)、EL平面顯示器(ELD)、場發射平面顯示器(FED)、及結晶LED平面顯示器(CLED)等。
又，所謂本發明之平面顯示用遮光性構件，係指用以遮蔽來自可見光區域或如平面顯示器中之背光裝置之發光構件的發光之材料。具體而言，有黑矩陣或TFT遮光膜、黑色光罩、黑色密封圈、黑色柱狀間隔物、及ELD(Electroluminescence display，電致發光顯示器)中之電場限制層等。
本發明之遮光性顏料組合物可配合平面顯示用遮光性構件之規格，而將各有機顏料單獨微細化而混合，亦可於混合後進行微細化處理。
顏料之微細化之方法只要為公知公用之方法則並無限定。通常，可採用溶劑鹽研磨法、硫酸溶解法、乾式磨碎法、有機溶劑及水之藉由常壓及加壓之顏料化法、或藉由該等之組合之方法等。
亦可使有機色素衍生物與本發明之有機顏料組合物一併混合存在，有機色素衍生物只要為具有磺酸基、鄰苯二甲醯亞胺基、或為磺酸鹽之有機色素衍生物，則可具有任何化學結構。關於具有磺酸基、鄰苯二甲醯亞胺基、或為磺酸鹽之有機色素衍生物，為了提高分散性而將有機顏料添加於黏合劑及溶劑系中之情形較多，且其效果係已充分悉知。磺酸基之取代基數量為每1分子1~4個，較佳為1~2個。本發明之顏料組合物由於為黑色系，故而可使用任何有機色素衍生物。具體而言，有偶氮結構、苯并咪唑酮結構、喹吖啶酮結構、二酮基吡咯并吡咯結構、酞菁結構、二紫結構等，其中較佳者為銅酞菁磺酸或其鹽、鄰苯二甲醯亞胺甲基銅酞菁、喹吖啶酮磺酸或其鹽、鄰苯二甲醯亞胺甲基喹吖啶酮。與磺酸形成鹽之金屬係Ca、Na、K、Mg、Fe、Co、Ni、Cu、Zn等一價或二價金屬。又，作為形成金屬鹽以外之鹽者，有脂肪族胺(NHR2、NH2R、[NR4]+(R：碳1~20之烷基))等有機胺鹽。
有機色素衍生物於有機顏料每100份中以1~20份之範圍含有。若考慮到色相、生產性，則進而較佳為以1~15份之範圍含有。關於添加有機色素之時期，可於本發明中所實施之將有機顏料微細化之步驟中添加，亦可於微細化步驟後在將有機顏料清洗並精製後添加。然而，若考慮到利用具有磺酸基或為其鹽之有機色素衍生物的分散性效果之賦予，則較佳為於經微細化後之有機顏料中進行處理。
有機色素衍生物之處理方法有固體或利用鹼進行染料化並於酸性狀態下使其吸附於有機顏料表面之方法。於為固體之情形時，添加至含有經微細化處理之有機顏料與水等溶劑之濕濾餅中。利用鹼之有 機色素衍生物之染料化通常於pH值8~12下進行，其後，與經微細化之有機顏料於漿料中進行混合，其後，將體系內調整為酸性通常為pH值3~5，而使有機色素衍生物於有機顏料表面析出。又，於製造本發明之遮光性顏料組合物方面，除有機色素衍生物以外亦可添加各種添加劑。具體而言，可列舉光或熱硬化性樹脂、界面活性劑、分散劑、及松香等。
由本發明之顏料組合物與樹脂系分散劑及有機溶劑製作著色組合物。作為著色組合物之製作方法，可將分別分散有各色有機顏料、有機溶劑、分散劑之著色組合物混合，亦可使所有有機顏料一次性與有機溶劑、分散劑進行分散。
於使該等顏料組合物分散於有機溶劑中之情形時，為了提高分散性及提高分散穩定性，而併用樹脂系分散劑。該樹脂系分散劑係具有有機顏料與錨固部位結合而相溶性部分伸長至分散介質而構成分散體的功能者，與下述感光性組合物之製備中使用之鹼可溶性樹脂或光聚合性單體為不同種類。
作為樹脂系分散劑，可列舉具有高分子鏈者，例如聚胺基甲酸酯樹脂、聚乙烯亞胺、聚氧乙二醇二酯、丙烯酸系樹脂、及聚酯樹脂等。其中，聚酯樹脂系分散劑及/或丙烯酸系樹脂系分散劑於分散性、耐熱性、耐光性方面較佳。
作為各種樹脂系分散劑之具體例，可列舉商品名為Ajisper(Ajinomoto Fine-Techno公司製造)、EFKA(汽巴(Ciba)公司製造)、Disperbik(BYK-Chemie公司製造)、Disparlon(楠本化成公司製造)、SOLSPERSE(Lubrizol公司製造)、KP(信越化學工業公司製造)、及Polyflow(共榮社化學公司製造)等。該等分散劑可使用1種，亦可以任意之組合及比率併用2種以上。
樹脂系分散劑相對於各色之有機顏料之合計質量換算每100份通 常為30~60份，較佳為38~50份。
著色組合物之製備使用有機溶劑。
作為此處所使用之有機溶劑，例如可列舉：二異丙醚、礦油精、正戊烷、戊醚、辛酸乙酯、正己烷、二乙醚、異戊二烯、乙基異丁基醚、硬脂酸丁酯、正辛烷、Barsol#2、Apco#18溶劑、二異丁烯、乙酸戊酯、乙酸丁酯、Apco稀釋劑、丁醚、二異丁基酮、甲基環己烯、甲基壬基酮、丙醚、十二烷、Socal Solvent No.1及No.2、甲酸戊酯、二己醚、二異丙基酮、Solvesso#150、乙酸(正、第二、第三)丁酯、己烯、Shell TS28溶劑、氯丁烷、乙基戊基酮、苯甲酸乙酯、氯戊烷、乙二醇二乙醚、原甲酸乙酯、甲氧基甲基戊酮、甲基丁基酮、甲基己基酮、異丁酸甲酯、苯甲腈、丙酸乙酯、乙酸甲基溶纖素、甲基異戊基酮、正戊基甲基酮(2-庚酮)、甲基異丁基酮、乙酸丙酯、乙酸戊酯、甲酸戊酯、聯環己烷、二乙二醇單乙醚乙酸酯、雙戊烯、甲氧基甲基戊醇、甲基戊基酮、甲基異丙基酮、丙酸丙酯、丙二醇-第三丁基醚、甲基乙基酮、甲基溶纖素、乙基溶纖素、乙酸乙基溶纖素、卡必醇、環己酮、乙酸乙酯、丙二醇、丙二醇單甲醚、丙二醇單甲醚乙酸酯、丙二醇單乙醚、丙二醇單乙醚乙酸酯、二丙二醇單乙醚、二丙二醇二甲醚、二丙二醇單甲醚、二丙二醇單甲醚乙酸酯、3-甲氧基丙酸、3-乙氧基丙酸、3-乙氧基丙酸甲酯、3-乙氧基丙酸乙酯、3-甲氧基丙酸甲酯、3-甲氧基丙酸乙酯、3-甲氧基丙酸丙酯、3-甲氧基丙酸丁酯、二乙二醇二甲醚、乙二醇乙酸酯、乙基卡必醇、丁基卡必醇、乙二醇單丁醚、丙二醇-第三丁基醚、3-甲氧基丁醇、3-甲基-3-甲氧基丁醇、三丙二醇甲醚、3-等。
於使用著色組合物製備用以利用光微影方式形成黑矩陣之感光性組合物時，為了製成低黏度且塗佈性、作業性、噴出性優異者，作為至少使著色組合物含有之有機溶劑，較佳為使用正戊基甲基酮(2- 庚酮)。
為了製備著色組合物，有機溶劑可單獨使用1種，亦可以任意之組合及比率併用2種以上。然而，於本發明之著色組合物中，有機溶劑相對於各色之有機顏料之合計質量換算每100份通常使用300~800份，較佳為使用400~600份。
於製備著色組合物時，視需要可併用例如各種顏料衍生物等。作為顏料衍生物之取代基，例如可列舉磺酸基、磺醯胺基及其四級鹽、鄰苯二甲醯亞胺甲基、二烷基胺基烷基、羥基、羧基、醯胺基等直接或經由烷基、芳基、雜環基等鍵結於顏料骨架者。
著色組合物可藉由攪拌混合上述各色之有機顏料組合物、樹脂系分散劑及有機溶劑而製備。若需要，則亦可藉由如下方式而製備：在顆粒或棒等各種粉碎介質之存在下，持續必要時間進行振盪，並藉由過濾等使該介質分散。
著色組合物可利用先前公知之方法使用於平面顯示器之構成構件即彩色濾光片之黑矩陣或黑光罩、液晶層之柱狀間隔物或黑色密封圈、TFT遮光膜、ELD中之電場限制層、其他顯示器之需要遮光之構件。
彩色濾光片之代表性製造方法係光微影法，即如下方法：黑矩陣係將由本發明之著色組合物製備成之下述感光性組合物塗佈於彩色濾光片用之透明基板上，於加熱乾燥(預烘烤)後，藉由介隔光罩照射紫外線而進行圖案曝光，使與黑矩陣部對應之部位之光硬化性化合物硬化，然後利用顯影液使未曝光部分顯影，去除非像素部而使像素部固著於透明基板。利用該方法，包含感光性組合物之硬化著色皮膜之黑矩陣部形成於透明基板上。RGB之各像素部亦可以由比表面積更大之各色之有機顏料製備而成之感光性組合物以上述方式同樣地製備。
作為將下述感光性組合物塗佈於玻璃等透明基板上之方法，例 如可列舉旋轉塗佈法、輥塗法、狹縫式塗佈法、及噴墨法等。
塗佈於透明基板之感光性組合物之塗膜之乾燥條件亦根據各成分之種類、調配比率等而不同，但通常為50~150℃、1~15分鐘左右。通常將該加熱處理稱為「預烘烤」。又，作為感光性組合物之光硬化中使用之光，較佳為使用200~500nm之波長範圍之紫外線或者可見光。可使用發出該波長範圍之光之各種光源。
作為顯影方法，例如可列舉溢液法、浸漬法、及噴霧法等。於感光性組合物之曝光、顯影之後，對形成有黑矩陣或者必要顏色之像素部的透明基板進行水洗並使其乾燥。針對如此而獲得之彩色濾光片，利用加熱板、烘箱等加熱裝置於100~280℃下進行特定時間之加熱處理(後烘烤)，藉此去除著色塗膜中之揮發性成分，同時使殘留於感光性組合物之硬化著色皮膜中之未反應之光硬化性化合物熱硬化，從而完成彩色濾光片。
用以形成彩色濾光片之黑矩陣部之感光性組合物可藉由將本發明之著色組合物、鹼可溶性樹脂、光聚合性單體、及光聚合起始劑作為必需成分並將該等混合而製備。
於對形成黑矩陣部之著色樹脂皮膜要求可耐受彩色濾光片之實際生產中所進行之烘烤等之強韌性等之情形時，於製備上述感光性組合物時，不僅併用光聚合性單體，併用該鹼可溶性樹脂亦不可欠缺。於併用鹼可溶性樹脂之情形時，作為有機溶劑，較佳為使用溶解該鹼可溶性樹脂者。
作為上述感光性組合物之製造方法，通常為如下方法：事先製備本發明之著色組合物，後向其中添加鹼可溶性樹脂、光聚合性單體、及光聚合起始劑，而製備上述感光性組合物。
作為使用於製備感光性組合物之鹼可溶性樹脂，可列舉包含羧基或呈酸性之羥基之樹脂，例如酚醛清漆型酚系樹脂、(甲基)丙烯酸 烷基酯-(甲基)丙烯酸共聚物、苯乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物、及苯乙烯-馬來酸共聚物等。再者，於本發明中，(甲基)丙烯酸之記載係將丙烯酸與甲基丙烯酸合併之總稱。
尤其，為了進一步提高硬化皮膜之耐熱性，較佳為使用含有醯亞胺結構、苯乙烯及(甲基)丙烯酸之各聚合單元的鹼可溶性樹脂。
該鹼可溶性樹脂雖不具有上述有機顏料與錨固部位結合而相溶性部分伸長至分散介質而構成分散體的功能，但另一方面，有效利用藉由與鹼接觸而溶解之特徵，以去除感光性組合物之未曝光部分為目標而被專門使用。
作為光聚合性單體，例如可列舉：1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、三乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、雙[(甲基)丙烯醯氧基乙氧基]雙酚A、3-甲基戊二醇二(甲基)丙烯酸酯等二官能單體；三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、三(2-羥基乙基)異氰尿酸酯之三(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、二-三羥甲基丙烷四(甲基)丙烯酸酯等分子量相對較小之多官能單體；聚酯丙烯酸酯、丙烯酸聚胺基甲酸酯、聚醚丙烯酸酯等分子量相對較大之多官能單體。與上述同樣地，(甲基)丙烯酸酯之記載係將丙烯酸酯與甲基丙烯酸酯合併之總稱。
尤其，為了進一步提高硬化皮膜之耐熱性，較佳為使用四官能~六官能之(甲基)丙烯酸酯。
作為光聚合起始劑，例如可列舉：苯乙酮、二苯甲酮、苯偶醯二甲基縮酮、過氧化苯甲醯、2-氯噻噸酮、1,3-雙(4'-疊氮苯亞甲基)-2-丙烷、1,3-雙(4-疊氮苯亞甲基)-2-丙烷-2'-磺酸、4,4'-二疊氮茋-2,2'-二磺酸、乙酮,1-[9-乙基-6-[2-甲基-4-(2,2-二甲基-1,3-二氧戊環基)甲氧基苯甲醯基]-9.H.-咔唑-3-基]-,1-(O-乙醯基肟)等。
然而，本發明之感光性組合物為黑色，故而較佳為使用硬化性優異之光聚合起始劑。
藉由選擇不對透光率造成影響之鹼可溶性樹脂與光聚合性單體，而感光性組合物之硬化皮膜可製成適合黑矩陣之於波長400~800nm之範圍之最高透光率為1%以下，於波長800~1100nm之近紅外線區域之透光率為80%。
所謂黑矩陣之透光率，係指針對形成於玻璃基板等透明基板上之膜厚3μm之黑矩陣(硬化膜)，將未形成樹脂黑矩陣之該基板作為對照，利用分光光度計所測得之透光率。
所謂最高透光率，意指於特定之波長區域(範圍)之透光率中之最大值。更詳細而言，係於特定之波長區域之透光率曲線之最大值。例如，所謂「於波長400nm~800nm之範圍之最高透光率為1%以下」，意指於波長400nm~800nm之範圍之透光率曲線之最大值為1%以下，且於該範圍內不存在透光率超過1%之區域。
另一方面，所謂「波長800nm~1100nm」，意指所謂之近紅外線區域。所謂「於波長800nm~1100nm之近紅外線區域之透光率為80%以上之黑矩陣」，即，於近紅外線長區域中光之吸收較小且透光率較高之黑矩陣。
近紅外線區域中之透光率越大，黑矩陣越易分散作為發熱源之TFT元件之發熱。因此，於TFT元件中通態電流或斷態電流之增加亦較少，而難以發生熱失控。
又，若使體積電阻率為1×1013Ω‧cm以上且介電常數為5以下，則可減少因洩漏電流所導致之TFT元件(包含薄膜電晶體之開關元件)之短路，從而可正確地傳達TFT元件之開關，而可減少液晶之驅動紊亂。
所謂體積電阻率，係物質之絕緣性程度，即每單位體積之電 阻。體積電阻率可藉由例如社團法人電氣學會「電氣學會大學講座電氣電子材料-基礎至試驗法-」(Ohmsha股份有限公司，2006年，第223頁~第230頁)等所記載之方法進行測定。
所謂介電常數，意指所謂之相對介電常數，即物質之介電常數與真空之介電常數之比。介電常數可藉由例如社團法人電氣學會「電氣學會大學講座電氣電子材料-基礎至試驗法-」(Ohmsha股份有限公司，2006年，第233頁~第243頁)等所記載之方法進行測定。
關於此種特性之本發明之感光性組合物，可添加相對於本發明之著色組合物每100份而合計為3~20份之鹼可溶性樹脂與光聚合性單體、相對於光聚合性單體每1份而為0.05~3份之光聚合起始劑，視需要進而添加上述用於著色組合物之製備之有機溶劑，並以變均勻之方式進行攪拌分散，而獲得用以形成黑矩陣部之感光性組合物。
利用光微影方式形成黑矩陣時，為了將本發明之感光性組合物製成低黏度且塗佈性、作業性優異者，較佳為以按質量換算計非揮發成分至少成為5~20%之方式進行製備。
作為顯影液，可使用公知慣用之鹼性水溶液。尤其是於上述感光性組合物中包含鹼可溶性樹脂，因此利用鹼性水溶液之清洗對黑矩陣部之形成有效。本發明之感光性組合物之優異耐熱性於在此種鹼清洗後進行焙燒之彩色濾光片之製造方法中得以發揮。
顏料分散法之中，已對利用光微影法之黑矩陣部之製造方法進行了詳細記載，但使用本發明之感光性組合物而製備之黑矩陣部亦可利用其他電鍍法、轉印法、膠束電解法、PVED(PhotovoltaicElectrodeposition，光電鍍)法等方法形成而製造彩色濾光片。
彩色濾光片可利用如下方法而獲得：使用利用紅色有機顏料、綠色有機顏料、藍色有機顏料以及本發明之著色組合物而獲得之各色之感光性組合物，將液晶材料封入平行之一對透明電極間，將透明電 極分割成不連續之微細區間，並且於該透明電極上之由黑矩陣劃分成格子狀之微細區間之各者，交替地按圖案狀設置選自紅(R)、綠(G)及藍(B)之任一顏色之彩色濾光片著色像素部；或者可以於基板上形成彩色濾光片著色像素部後設置透明電極之方式而獲得。
由本發明之感光性組合物而獲得之黑矩陣部係以成為黑色之方式包含有上述藍色、黃色、紅色之各有機顏料者，乍看之下，會思考是否能與將各色之感光性組合物混合而製備黑色感光性組合物之情形獲得相同之黑矩陣，但於本發明中，於製成感光性組合物之前之階段的著色組合物之製備時，預先將各色之有機顏料混合，結果達成更均勻之混合，獲得特性更優異之黑矩陣。
以下，使用實施例及比較例對本發明進而詳細地進行說明。於以下實施例及比較例中，「份」及「%」均為質量基準。
[實施例]
[實施例1]
<著色組合物之製作步驟>
向顏料藍80(基於日本專利特開平11-335575號公報而合成，著色劑)3.75份、PV FASTORANGE H4GL(Clariant公司製造之顏料橙72，著色劑)3.75份、FASTOGEN SUPER VIOLET RN-SU-02(DIC公司製造之顏料紫23，著色劑)7.5份、PB-821(Ajinomoto Fine-Techno股份有限公司製造，聚酯樹脂系分散劑)4.5份、丙二醇單甲醚乙酸酯73.75份之混合物中，添加0.2~0.3mm 之氧化鋯珠，並利用塗料調節器進行2小時分散，而獲得著色組合物(A-1)。
<感光性樹脂組合物之製作步驟>
將著色組合物(A-1)100份、作為鹼可溶性樹脂之甲基丙烯酸/丁二酸單(2-甲基丙烯醯氧基乙酯)/N-苯基馬來醯亞胺/苯乙烯/甲基丙烯酸苄酯共聚物(共聚質量比=25/10/30/20/15，Mw=12,000，Mn= 6,500)5份、作為光聚合性單體之二季戊四醇六丙烯酸酯10份、作為光聚合起始劑之乙酮,1-[9-乙基-6-[2-甲基-4-(2,2-二甲基-1,3-二氧戊環基)甲氧基苯甲醯基]-9.H.-咔唑-3-基]-,1-(O-乙醯基肟)1份、及作為有機溶劑之二丙二醇二甲醚25份、丙二醇單甲醚乙酸酯25份、3-甲氧基丁基乙酸酯75份、環己酮50份進行混合，而製備感光性樹脂組合物(X-1)。
<黑矩陣之製作步驟>
將10cm見方之玻璃基板(日本電氣硝子製造之彩色濾光片用玻璃板「OA-10」)於信越化學製造之矽烷偶合劑「KBM-603」之1%稀釋液中浸漬3分鐘，進行10秒鐘水洗，並利用氣槍除盡水後，於110℃之烘箱中乾燥5分鐘。使用旋轉塗佈機將以上述方式製備之感光性樹脂組合物(X-1)塗佈於該玻璃基板上。進行1分鐘真空乾燥後，於加熱板上以90℃加熱90秒進行乾燥，而獲得乾燥膜厚約3.5μm之塗佈膜。其後，自塗佈膜側進行介隔15μm寬之細線圖案光罩實施圖像曝光(圖案1)與不介隔光罩而對整個面實施曝光(圖案2)之2組曝光。曝光條件係分別使用3kW高壓水銀燈並設定為50mJ/cm2(i線基準)。繼而，使用包含含有0.05%之氫氧化鉀與0.08%之非離子性界面活性劑(花王製造「A-60」)之水溶液的顯影液，於23℃下實施水壓0.15MPa之噴淋顯影後，利用純水停止顯影，並利用水洗噴霧進行清洗而獲得黑矩陣(B-1)。再者，噴淋顯影時間於10~120秒之間進行調整，並設定為溶解去除未曝光之塗佈膜之時間之1.5倍。
[實施例2]
將實施例1之顏料藍80變更為10.5份，將PV FASTORANGE H4GL變更為3份，將FASTOGEN SUPER VIOLET RN-SU-02變更為1.5份，除此以外，以與實施例1相同之條件製作著色組合物(A-2)。除將著色組合物(A-1)替代為著色組合物(A-2)以外，進行與上述實施例1相同之 操作，而製備黑矩陣(B-2)。
[實施例3]
將實施例1之顏料藍80變更為4.5份，將PV FASTORANGE H4GL變更為6.0份，將FASTOGEN SUPER VIOLET RN-SU-02變更為4.5份，除此以外，以與實施例1相同之條件製作著色組合物(A-3)。除將著色組合物(A-1)替代為著色組合物(A-3)以外，進行與上述實施例1相同之操作，而製備黑矩陣(B-3)。
[實施例4]
將實施例1之顏料藍80變更為1.5份，將PV FASTORANGE H4GL變更為3份，將FASTOGEN SUPER VIOLET RN-SU-02變更為10.5份，除此以外，以與實施例1相同之條件製作著色組合物(A-4)。除將著色組合物(A-1)替代為著色組合物(A-4)以外，進行與上述實施例1相同之操作，而製備黑矩陣(B-4)。
[實施例5]
除將實施例1之PV FASTORANGE H4GL變更為CROMOPHTAL ORANGE GP(Ciba Speciality公司製造之顏料橙64)以外，以與實施例1相同之條件製作著色組合物(A-5)。除將著色組合物(A-1)替代為著色組合物(A-5)以外，進行與上述實施例1相同之操作，而製備黑矩陣(B-5)。
[實施例6]
除將實施例1之PV FASTORANGE H4GL變更為NOVOPERM ORANGE H5G 70(Clariant公司製造之顏料橙62)以外，以與實施例1相同之條件製作著色組合物(A-6)。除將著色組合物(A-1)替代為著色組合物(A-6)以外，進行與上述實施例1相同之操作，而製備黑矩陣(B-6)。
[實施例7]
除將實施例1之PV FASTORANGE H4GL變更為HOSTAPERM ORANGE HGL(Clariant公司製造之顏料橙60)以外，以與實施例1相同之條件製作著色組合物(A-7)。除將著色組合物(A-1)替代為著色組合物(A-7)以外，進行與上述實施例1相同之操作，而製備黑矩陣(B-7)。
[實施例8]
除將實施例1之PV FASTORANGE H4GL變更為SYMULER FAST ORANGE 4183H(DIC公司製造之顏料橙36)以外，以與實施例1相同之條件製作著色組合物(A-8)。除將著色組合物(A-1)替代為著色組合物(A-8)以外，進行與上述實施例1相同之操作，而製備黑矩陣(B-8)。
(比較例1)
除將實施例1之著色劑變更為顏料藍80 15份以外，以與實施例1相同之條件製作著色組合物(A-9)。除將著色組合物(A-1)替代為著色組合物(A-9)以外，進行與上述實施例1相同之操作，而製備黑矩陣(B-9)。
(比較例2)
除將實施例1之著色劑變更為PV FASTORANGE H4GL 15份以外，以與實施例1相同之條件製作著色組合物(A-10)。除將著色組合物(A-1)替代為著色組合物(A-10)以外，進行與上述實施例1相同之操作，而製備黑矩陣(B-10)。
(比較例3)
除將實施例1之著色劑變更為FASTOGEN SUPER VIOLET RN-SU-02 15份以外，以與實施例1相同之條件製作著色組合物(A-11)。除將著色組合物(A-1)替代為著色組合物(A-11)以外，進行與上述實施例1相同之操作，而製備黑矩陣(B-11)。
(比較例4)
除將實施例1之著色劑變更為顏料藍80 7.5份、PV FASTORANGE H4GL 7.5份以外，以與實施例1相同之條件製作著色組合物(A-12)。除將著色組合物(A-1)替代為著色組合物(A-12)以外，進行與上述實施例1相同之操作，而製備黑矩陣(B-12)。
(比較例5)
除將實施例1之著色劑變更為顏料藍80 7.5份、FASTOGEN SUPER VIOLET RN-SU-02 7.5份以外，以與實施例1相同之條件製作著色組合物(A-13)。除將著色組合物(A-1)替代為著色組合物(A-13)以外，進行與上述實施例1相同之操作，而製備黑矩陣(B-13)。
(比較例6)
除將實施例1之著色劑變更為PV FASTORANGE H4GL 7.5份、FASTOGEN SUPER VIOLET RN-SU-02 7.5份以外，以與實施例1相同之條件製作著色組合物(A-14)。除將著色組合物(A-1)替代為著色組合物(A-14)以外，進行與上述實施例1相同之操作，而製備黑矩陣(B-14)。
<評價>
將實施例1之OD值換算成100而將於實施例、比較例中製作之黑矩陣之OD值記載於表1。
根據以上，若與由C.I.顏料藍80構成之比較例1、或包含2種顏料之比較例4~6進行比較，則明確，由本發明之顏料組合物而獲得之黑矩陣係OD值較先前提高。

Claims (5)

  1. 一種遮光性顏料組合物，其特徵在於含有：下述通式(1)所表示之苯并咪唑酮二系顏料5~80重量%、及包含下述通式(2)及通式(3)之化學結構之苯并咪唑酮系顏料20~50重量%，進而含有包含至少一個以上之下述通式(4)~(6)之化學結構之咔唑二 系顏料5~80重量%， (式中，R1~R4分別表示氫原子或亦可具有取代基之一價烴基，X1表示氫原子或鹵素原子) (式中，R5~R7分別表示氫原子或鹵素原子或亦可具有取代基之一價烴基) (式中，X2表示氫原子或鹵素原子，R8表示氫原子或亦可具有取代基之一價烴基)。
  2. 如請求項1之遮光性顏料組合物，其中上述苯并咪唑酮二系顏料係C.I.顏料藍80。
  3. 如請求項1之遮光性顏料組合物，其中上述苯并咪唑酮系顏料係選自C.I.顏料橙36、C.I.顏料橙60、C.I.顏料橙62、C.I.顏料橙64、C.I.顏料橙72之至少一者之有機顏料。
  4. 如請求項1之遮光性顏料組合物，其中上述咔唑二系顏料係C.I.顏料紫23。
  5. 一種平面顯示用遮光性構件，其含有如請求項1至4中任一項之遮光性顏料組合物。
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