專利名稱：感光性黑色組合物、使用該組合物的黑底基板和濾色器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及同液晶顯示裝置或固體攝像元件等組合使用的濾色器的黑底(black matrix)的制造中所使用的感光性黑色組合物、使用該組合物的黑底基板和濾色器(也稱為彩色濾光片，color filter)。
背景技術：
在濾色器的紅、綠、藍的濾色區(qū)域(filter segment)之間的間隙部分，為了提高對比度，通常的情況是，形成具有遮光性的稱之為黑底的格子狀的黑色圖案。
以前，黑底是由鉻、鎳等金屬薄膜形成，但從顯示品質(zhì)和成本的觀點來看，正在嘗試使用分散有黑色著色劑(混合碳黑等黑色顏料或數(shù)種顏料而成為黑色的著色劑)的感光性黑色組合物形成黑底。使用感光性黑色組合物形成的黑底，表面的光反射率低，可縮短制造工序，且生產(chǎn)大型的濾色器成為可能，所以比使用鉻等金屬材料形成的黑底有更多的優(yōu)點。
但是，在使用感光性黑色組合物通過照相平版印刷法形成黑底的場合，為了得到高遮光性，需要在組合物中摻混大量的碳黑等黑色著色劑，但黑色著色劑的含量越高，越難以使黑色著色劑均勻地分散，產(chǎn)生的問題是感光性黑色組合物的經(jīng)時粘度增加之類的分散穩(wěn)定性降低。而且，隨著感光性增加，感度明顯降低，即使進行活性能量線的照射，也難以得到硬化涂膜。為了得到充分硬化的涂膜，需要更多的曝光量，會產(chǎn)生導致生產(chǎn)率降低和黑底形狀的劣化之類的問題。
為了解決這樣的問題，已經(jīng)提出了在含有黑底的濾色器形成用組合物中摻混以下述通式(B)表示的色素衍生物(例如可參照日本特開平3-153780號公報)。
通式(B) 其中，Q表示有機色素殘基、X1表示氫原子、羧基或磺酸基、X2表示以式 或 表示的取代基、i和j各自獨立地表示1～4的整數(shù)、R1、R2各自獨立地表示氫原子、或可以具有取代基的烷基、芳基或雜環(huán)殘基、Y表示氫原子、鹵原子、-NO2、-NH2或-SO3H、k表示1～4的整數(shù)、n表示1～4的整數(shù)、A是以下列通式表示的二價鍵
Z1表示直接鍵合、-CONH-R3-、-SO2NH-R3-、或者-CH2NHCOCH3-R3-、Z2表示-NH-或者-O-、Z3表示羥基、烷氧基或以下述通式 或 表示的取代基，其中，在i為1的場合，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組合物在耐熱性、耐藥品性等方面表現(xiàn)出優(yōu)良的特性，但不能滿足關于分散穩(wěn)定性、感度、黑底形狀、對基板的附著性(密合性)、遮光性所要求的性能。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是提供一種感光性黑色組合物、使用該組合物的黑底基板和濾色器，所述感光性黑色組合物在耐熱性、耐藥品性等方面表現(xiàn)出優(yōu)良的特性，而且分散穩(wěn)定性、感度、黑底形狀、對基板的附著性、遮光性也優(yōu)良。
根據(jù)本發(fā)明的第一個方面，是提供一種感光性黑色組合物，其含有比表面積為50～200m2/g的碳黑、以下述通式(A)表示的色素衍生物、以及烯鍵式不飽和化合物(也稱為乙烯性不飽和化合物)。
通式(A) 其中，Q表示有機色素殘基、X表示直接鍵合、-CONH-Y2-、-SO2NH-Y2-、或者-CH2NHCOCH2NH-Y2-、Y2表示可以具有取代基的亞烷基或芳基、Y1表示-NH-或者-O-、Z表示羥基、烷氧基或以下述通式(i)表示的取代基， 其中，在n為1的場合，Z可以是-NH-X-Q、Y3表示-NH-或者-O-、R1和R2各自獨立地表示具有取代基或無取代基的烷基、或者R1和R2可以相互鍵合以形成至少含有氮原子的雜環(huán)、m表示1～6的整數(shù)、n表示1～4的整數(shù)、在本發(fā)明的感光性黑色組合物中，碳黑的鄰苯二甲酸二丁酯的吸收量優(yōu)選是120cm3/100g或以下，碳黑的平均一次粒徑優(yōu)選是20～50nm。
其次，根據(jù)本發(fā)明的第二方面，是提供具有由本發(fā)明的感光性黑色組合物形成的黑底的黑底基板。對于該黑底的干燥膜厚每1微米的光密度為3.0或以上。
再者，根據(jù)本發(fā)明的第三方面，是提供在本發(fā)明的黑底基板(襯底)上形成黑色以外的至少兩種顏色的濾色區(qū)域的濾色器。
具體實施例方式
首先，就本發(fā)明的感光性黑色組合物進行說明。
本發(fā)明的感光性黑色組合物，其含有比表面積為50～200m2/g的碳黑、以下述通式(A)表示的色素衍生物、以及烯鍵式不飽和化合物。
在本發(fā)明的感光性黑色組合物中含有的碳黑是具有遮光性的黑色顏料，作為市售的碳黑，例如可以列舉出三菱化學株式會社制#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。碳黑可以單獨使用一種，也可以混合使用兩種或以上。
作為碳黑，使用比表面積為50～200m2/g的。其原因在于，在使用比表面積不足50m2/g的碳黑的場合，引起黑底形狀的劣化；而在使用比表面積大于200m2/g的碳黑的場合，在碳黑上過度地吸附由通式(A)表示的色素衍生物，為了顯現(xiàn)出各個物理特性，需要摻混多量的以通式(A)表示的色素衍生物。
而且，作為碳黑，從感度方面考慮，優(yōu)選鄰苯二甲酸二丁酯(以下稱之為DBP)的吸收量為120cm3/100g或以下者，該DBP吸收量越少越好。DBP吸收量可以通過使用吸油計而測定(參照日本工業(yè)規(guī)格JIS K6217-4)。
另外，碳黑的平均一次粒徑優(yōu)選是20～50納米。其理由在于，平均一次粒徑不足20納米的碳黑，難以高濃度地分散，難以得到經(jīng)時穩(wěn)定性良好的感光性黑色組合物；而若使用比50納米大的碳黑，會導致黑底的形狀的劣化。
感光性黑色組合物中的碳黑的含量以組合物的固形分為基準優(yōu)選為20～70重量％，更優(yōu)選為30～60重量％。碳黑的含量不足20重量％時，不能得到充分的感光性，而碳黑的含量超過70重量％時，難以得到分散穩(wěn)定性，導致感度降低，且有可能難以形成黑底。
在感光性黑色組合物中含有的色素衍生物是以上述通式(A)表示，起著使碳黑分散在烯鍵式不飽和組合物中的作用。
在通式(A)中，Q表示有機色素殘基。作為提供有機色素殘基Q的有機色素，例如可列舉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、具有異吲哚滿酮骨架的異吲哚滿酮系色素、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、具有靛藍骨架的靛藍系色素、具有硫靛藍骨架的硫靛藍系色素、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、具有黃蒽酮骨架的黃蒽酮系色素、具有標準還原藍骨架的標準還原藍系色素、金屬配合物系等稠合多環(huán)系有機顏料、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、縮合偶氮系色素、溶性偶氮系色素等。這些色素之中，優(yōu)選酞菁系色素、蒽醌系色素和苯并咪唑酮系色素。
在通式(A)中，X表示直接鍵合、-CONH-Y2-、-SO2NH-Y2-、或者-CH2NHCOCH2NH-Y2-、其中，Y2表示可以具有取代基的亞烷基或芳基。Y2的優(yōu)選例子包括碳原子數(shù)為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表示羥基、烷氧基或以通式(i)表示的取代基，
其中，在n為1的場合，Z可以是-NH-X-Q。其中，Y3表示-NH-或者-O-。作為由Z表示的烷氧基，優(yōu)選碳原子數(shù)是1～6的烷氧基。
在通式(A)中(在通式(i)中也相同)，R1和R2各自獨立地表示具有取代基或無取代基的烷基、而且R1和R2可以相互鍵合以形成至少含有氮原子的雜環(huán)。作為由R1或R2表示的烷基，優(yōu)選碳原子數(shù)為1～6的烷基。作為烷基的取代基，優(yōu)選羥基、碳原子數(shù)為1～6的烷氧基。作為R1和R2相互結(jié)合而形成的雜環(huán)，優(yōu)選是咪唑基、亞氨基、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的整數(shù)。
在通式(A)中(在通式(i)中也相同)，n表示1～4的整數(shù)。
作為通式(A)所表示的色素衍生物，例如可列舉出下述通式(1)～(10)所表示的色素衍生物。


在通式(A)中的色素衍生物可以單獨使用一種，也可以混合使用兩種或以上。
通式(A)所表示的色素衍生物的含量相對于100重量份碳黑優(yōu)選是0.1～30重量份，更優(yōu)選是0.5～20重量份。當色素衍生物的含量少于0.1重量份時，不能充分地發(fā)揮分散碳黑的效果，而當色素衍生物的含量超過30重量份時，碳黑的分散變得不穩(wěn)定，因此是不優(yōu)選的。
在感光性黑色組合物中含有的烯鍵式不飽和化合物是具有一個、兩個或以上的烯鍵式不飽和雙鍵的化合物，可以使用單體、低聚物、感光性樹脂。作為單體，可以列舉出例如2-羥乙基(甲基)丙烯酸酯、2-羥丙基(甲基)丙烯酸酯、環(huán)己基(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三(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，作為低聚物，可列舉出環(huán)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。作為感光性樹脂，可列舉出在聚酯、聚氨酯、環(huán)氧樹脂、丙烯酸樹脂等中通過公知的方法導入烯鍵式不飽和雙鍵的那些。烯鍵式不飽和化合物可以單獨使用一種，也可以混合使用兩種或以上。作為烯鍵式不飽和化合物，優(yōu)選三羥甲基丙烷三(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。烯鍵式不飽和化合物優(yōu)選以為組合物的固形分的重量的5％～30％的比率使用。
另外，在通過紫外線照射使感光性黑色組合物硬化而形成黑底的場合，在感光性黑色組合物中含有光聚合引發(fā)劑。作為光聚合引發(fā)劑，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-異丙基苯基)-2-羥基-2-甲基丙-1-酮、1-羥基環(huán)己基苯基酮、2-芐基-2-二甲基氨基-1-(4-嗎啉基苯基)-丁-1-酮等乙酰苯系光聚合引發(fā)劑、苯偶姻、苯偶姻甲醚、苯偶姻乙醚、苯偶姻異丙基醚、芐基二甲醛縮苯乙酮等苯偶姻系光聚合引發(fā)劑、二苯甲酮、苯甲酰苯甲酸、苯甲酰苯甲酸甲酯、4-苯基二苯酮、羥基二苯酮、丙烯?；酵?、4-苯甲酰-4’-甲基二苯基硫醚等二苯酮系光聚合引發(fā)劑、噻噸酮(チオキサンソン)、2-氯噻噸酮、2-甲基噻噸酮、異丙基噻噸酮、2，4-二異丙基噻噸酮等噻噸酮系光聚合引發(fā)劑、2，4，6-三氯-s-三嗪、2-苯基-4，6-二(三氯甲基)-s-三嗪、2-(對甲氧基苯基)-4，6-二(三氯甲基)-s-三嗪、2-(對甲苯基)-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-?；?-4，6-二(三氯甲基)-s-三嗪、2-(4-甲氧基-萘-1-?；?-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發(fā)劑、咔唑系光聚合引發(fā)劑、咪唑系光聚合引發(fā)劑。光聚合引發(fā)劑可單獨地使用，或混合使用兩種或以上。這些光聚合引發(fā)劑優(yōu)選為組合物的固形分的重量的5～25％的比率使用。
另外，在感光性黑色組合物中，也可以含有增感劑。作為增感劑，可以列舉出例如α-酰氧基酯、?；⒀趸?、甲基苯基乙醛酸、芐基、9，10-菲醌、樟腦醌(カンフア一キノン)、乙基蒽醌、4，4’-二乙基間苯二甲?；酵?、3，3’，4，4’-四(丁基過氧化羰基)二苯酮、4，4’-二乙基氨基二苯酮等。上述增感劑可單獨地使用，或混合使用兩種或以上。增感劑優(yōu)選以為光聚合引發(fā)劑的重量的3％～60％的比率使用。
另外，為了使得感光性黑色組合物為堿顯影型，在該組合物中可以含有堿溶性樹脂。而且，在感光性黑色組合物中，根據(jù)賦予耐熱性和附著性等目的，也可以同堿溶性樹脂一起含有不具有堿溶性的樹脂。
作為堿溶性樹脂，可列舉出例如(甲基)丙烯酸共聚物和苯乙烯-馬來酸酐共聚物、和具有羧基的聚酯樹脂等。
根據(jù)賦予涂膜的耐熱性和耐溶劑性、耐藥品性等各種目的，堿溶性樹脂也可以組合使用兩種或以上。
堿溶性樹脂的含量以感光性黑色組合物的固形分為基準優(yōu)選為3～70重量％，更優(yōu)選為5～60重量％。堿溶性樹脂的含量不足3重量％時，堿顯影性變低，而堿溶性樹脂的含量超過70重量％時，感光性黑色組合物的硬化性和在用于形成黑底時遮光性變低。
為了使得碳黑充分地分散、形成具有所希望的膜厚的黑底，在感光性黑色組合物中可以含有溶劑。作為溶劑，例如可以列舉出環(huán)己酮、乙基溶纖劑乙酸酯、丁基溶纖劑乙酸酯、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、乙基溶纖劑、甲基-正戊基酮、丙二醇單甲醚、甲苯、甲基乙基酮、醋酸乙酯、甲醇、乙醇、異丙醇、丁醇、異丁酮、石油系溶劑等。這些溶劑單獨使用，或者混合使用。溶劑優(yōu)選以為感光性黑色組合物總量的60～95重量％的比率使用。
在感光性黑色組合物中，為了提高涂裝性(涂布性)、感度、附著性等目的，可以添加鏈轉(zhuǎn)移劑、表面活性劑、硅烷偶合劑、其它添加劑等。
通過混合碳黑、以通式(A)所示的色素衍生物、烯鍵式不飽和化合物以及根據(jù)需要使用的光聚合引發(fā)劑、堿溶性樹脂、溶劑和其它添加劑，使用三輥混煉機、兩輥混煉機、砂磨機、捏合機、和精碎機等各種分散裝置進行分散而可以制造感光性黑色組合物。
對于感光性黑色組合物，優(yōu)選的是，通過離心分離、燒結(jié)過濾器、膜過濾器等手段，除去感光性黑色組合物中的5微米或以上的粗大粒子、優(yōu)選1微米或以上的粗大粒子、更優(yōu)選是0.5微米或以上的粗大粒子和混入的灰塵。
下面就黑底基板進行說明。
黑底基板是通過如下的步驟制得的在玻璃板等透明基板上通過旋涂法、縫涂法(slit coating)、輥涂法等涂布方法涂布感光性黑色組合物之后，經(jīng)由光掩模從組合物涂布面?zhèn)日丈浠钚阅芰烤€、浸漬在溶劑或堿顯影液中或通過噴霧等噴涂顯影液、除去未照射部分即未硬化部分，進行顯影，形成所需形狀的黑底。
感光性黑色組合物的膜厚優(yōu)選是0.2～5微米(干燥時)的范圍，更優(yōu)選易于得到涂裝性和遮光性的平衡的0.5～2微米的范圍。
從具有高遮光性的觀點來看，黑底的干燥膜厚每1微米的光密度優(yōu)選為3.0或以上。光密度越高越好，但在活性能量線是紫外線、可見光時，難以得到硬化涂膜，所以光密度優(yōu)選大致是4.5或以下。
作為堿性顯影液，使用碳酸鈉、氫氧化鈉等的水溶液，也可使用二甲基芐胺、三乙醇胺等有機堿。而且，在顯影液中也可以添加消泡劑或表面活性劑。
另外，為了提高活性能量線的曝光感度，也可以在涂布感光性黑色組合物并干燥后，涂布水溶性或堿溶性樹脂例如聚乙烯醇或水溶性丙烯酸樹脂等并干燥，形成防止由氧氣產(chǎn)生阻止聚合的薄膜后，從組合物涂布面?zhèn)日丈浠钚阅芰烤€。
作為活性能量線，可以使用電子線、紫外線、400～500納米的可見光。對于從組合物涂布面?zhèn)日丈涞碾娮泳€的線源，可以使用熱電子發(fā)射槍、場致發(fā)射槍等。另外，對于紫外線和400～500納米的可見光的線源(光源)，例如可以使用高壓水銀燈、超高壓水銀燈、金屬鹵化物燈、稼燈、氙燈、碳弧燈等。具體地說，作為點光源，從使輝度具有穩(wěn)定性的觀點來看，多數(shù)使用超高壓水銀燈、氙水銀燈。當從組合物涂布面?zhèn)日丈涞幕钚阅芰烤€的線量是可適時地設定在5～1000mJ的范圍內(nèi)，優(yōu)選是工程上易于管理的50～300mJ的范圍。
最后，就濾色器進行說明。
濾色器是在上述黑底基板上，形成黑色以外的至少兩種顏色的濾色區(qū)域。濾色區(qū)域的顏色是可從藍色、綠色、紅色、青色、黃色、絳紅色(magneta)、橙色、紫色等之中選擇的大約2～6色。同色系的顏色，可以形成濃度不同的濾色區(qū)域。
作為向黑底基板上形成濾色區(qū)域的方法，可列舉出凹版膠印印刷法、無水膠印印刷法、絲網(wǎng)印刷法、使用溶劑顯影型或堿顯影型著色抗蝕劑的照相平版印刷法、通過膠體粒子的電泳在透明導電膜上電沉積形成著色材料的電沉積法、使在轉(zhuǎn)印膜的表面上預先形成的濾色區(qū)域?qū)愚D(zhuǎn)印至黑底基板上的轉(zhuǎn)印法等。
因為印刷法僅僅通過重復印刷和干燥就能圖案化，印刷法作為濾色器的制造方法是低成本的、且批量生產(chǎn)性優(yōu)良。另外，隨印刷技術的發(fā)展，可以進行高尺寸精度的和平滑度的微細圖案的印刷。在通過印刷法制造濾色器的場合，印刷機上的油墨的流動性的控制是重要的，也可通過分散劑或體質(zhì)顏料調(diào)整油墨粘度。
使用溶劑顯影型或堿顯影型著色抗蝕劑的照相平版印刷法是，在黑底基板上通過旋轉(zhuǎn)涂布、狹縫涂布、輥涂等涂布方法涂布著色抗蝕劑，其次經(jīng)由光掩模進行紫外線曝光，用溶劑或堿顯影液沖洗未曝光部形成所需的圖案之后，對其它的顏色重復同樣的操作而制造濾色器的方法。該制造方法可制造比上述印刷法精度更高的濾色器。
著色抗蝕劑(coloring resist)是，代替在本發(fā)明的感光性黑色組合物中含有的黑色顏料，可以使用所需顏色的著色劑制備而成的抗蝕劑，可以不必含有通式(A)所示的色素衍生物。作為著色劑，可使用各種耐受性優(yōu)良的著色劑，但是從耐光性、耐熱性和耐溶劑性的觀點來看優(yōu)選使用顏料，從光吸收能的大小看特別優(yōu)選使用有機顏料。以下，用顏色指數(shù)(CI)示出了代表性的顏料的具體例。
作為黃色的著色劑，可列舉出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。
作為橙色的著色劑，可列舉出Pigment Orange 13，31，36，38，40，42，43，51，55，59，61，64，65等。
作為紅色和絳紅色的著色劑，可列舉出Pigment Red 9，97，122，123，144，149，166，168，177，190，192，215，216，224，254，255等。
作為紫色的著色劑，可列舉出Pigment Violet 19，23，29，32，33，36，37，38等。
作為藍色和青色的著色劑，可列舉出Pigment Blue 15(15，15:1，15:2，15:3，15:4，15:6等)、21、22、60、64等。
作為綠色的著色劑，可列舉出Pigment Green 7，10，36，47等。
這些著色劑，可以組合使用兩種或以上以得到所需的顏色。
以下，基于實施例說明本發(fā)明，但是本發(fā)明不限制于此。另外，以下的實施例和比較例中，“份”表示重量份，“％”表示重量％。
(丙烯酸樹脂溶液的制備)將800份環(huán)己酮加入至反應容器中，一邊向反應容器中注入氮氣，一邊加熱至100℃，在該溫度下，在1小時之內(nèi)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份偶氮二異丁腈組成的混合物，進一步在100℃下反應3小時之后，加入2.0份偶氮二異丁腈溶解在50份環(huán)己酮中所得的混合物，進一步在100℃下繼續(xù)反應1小時，從而合成樹脂溶液。冷卻至室溫以后，抽取約2克樹脂溶液，在180℃下加熱干燥20分鐘，測定不揮發(fā)成分，在先前合成的樹脂溶液中環(huán)己酮的添加量是使得不揮發(fā)成分為20％，從而制備成所需的丙烯酸酯樹脂溶液。另外，丙烯酸酯樹脂的重均分子量是40000。
(碳黑分散體的制備)將下述實施例和比較例中記載的碳黑和色素衍生物同24份上述的丙烯酸酯樹脂溶液和40份環(huán)己酮均勻地混合，采用直徑為1毫米的玻璃珠、用砂磨機分散5小時之后，制成碳黑分散體。
實施例和比較例中所使用的碳黑的物性值示于表1中。
表1

而且，將在下述實施例和比較例中使用的色素衍生物示于如下。
色素衍生物①

色素衍生物②

(CuPc銅酞菁殘基)
色素衍生物③ 實施例1碳黑(三菱化學公司制“#40”) 10.0份色素衍生物①0.5份實施例2碳黑(三菱化學公司制“#260”)8.0份色素衍生物②0.3份實施例3碳黑(三菱化學公司制“MA77”)12.0份色素衍生物③1.0份比較例1碳黑(CABOT公司制“ブラツクパ一ルズ800”)8.0份色素衍生物①0.2份比較例2碳黑(CABOT公司制“MONARCH 120”)10.0份色素衍生物②0.8份<碳黑分散體的經(jīng)時穩(wěn)定性評價>
將黑分散體的分散剛剛完成之后的粘度同在40℃保存7天后的粘度進行比較，評價經(jīng)時穩(wěn)定性。結(jié)果示于表2中。
<感光性黑色組合物的制備>
將由60份碳黑分散體、4.3份三丙烯酸(三羥甲基丙)酯(新中村化學社制“NKエステルATMPT”)、1.4份光聚合引發(fā)劑(Ciba Geigy公司制“Irgacure 907”)、0.2份增感劑(保土ケ谷化學社制“EAB-F”)、和21.6份環(huán)己酮組成的混合物均勻地攪拌混合后，用1微米的過濾器濾過而制備成感光性黑色組合物。對得到的感光性黑色組合物，用下述的方法評價感度、黑底形狀、玻璃附著性、光密度。結(jié)果一并記載于表2中。
通過旋涂法在10cm×10cm的玻璃基板上涂裝感光性黑色組合物，之后通過在70℃干燥15分鐘以制成干燥膜厚為1微米的涂膜。然后，使用超高壓水銀燈、經(jīng)由光掩模，用100mJ/cm2的紫外線曝光。接著，使用碳酸鈉水溶液噴涂未曝光部分進行顯影，之后用離子交換水洗滌以除去未曝光部分，測定曝光部分的顯影后的膜厚。將結(jié)果一并記載于表2中。
用上述方法制成黑底基板。通過光學顯微鏡進行觀察而評價在曝光部分形成的黑底形狀的直線性的好或否。將結(jié)果一并記載于表2中。
通過上述方法將感光性黑色組合物涂裝在玻璃基板上，使用超高壓水銀燈、經(jīng)由光掩模，用300mJ/cm2的紫外線曝光。接著，使用碳酸鈉水溶液噴涂未曝光部分進行顯影，之后用離子交換水洗滌而除去未曝光部分，在230℃加熱1小時。接著，基于JIS K5400的基盤目附著性試驗方法評價玻璃附著性，計算100個基盤目中的剝離個數(shù)。將結(jié)果一并記載于表2中。
通過上述方法將感光性黑色組合物涂裝在玻璃基板上后，在230℃加熱1小時。用マクベス?jié)舛扔?GRETAG D200-II)測定這樣得到的感光性黑色組合物涂裝基板的光密度(OD)，求得膜厚為1.0微米的光密度(OD)。將結(jié)果一并記載于表2中。
表2

在表2中，經(jīng)時穩(wěn)定性○在40℃保存7天后的粘度/剛剛制成之后的粘度＜1.3△1.3≤在40℃保存7天后的粘度/剛剛制成之后的粘度＜1.8×在40℃保存7天后的粘度/剛剛制成之后的粘度≥1.8感度○膜厚≥0.95微米△0.90微米≤膜厚＜0.95微米
×膜厚＜0.90微米黑底形狀○直線性良好△局部直線性良好×直線性不良玻璃附著性○基盤目的剝離個數(shù)＜3個△3個≤基盤目的剝離個數(shù)＜10個×基盤目的剝離個數(shù)≥10個如表2所示，在未使用比表面積為50～200m2/g的碳黑的場合，得不到碳黑分散體的經(jīng)時穩(wěn)定性、感度，導致黑底的形狀性不良，得不到玻璃附著性。與此相對，在使用比表面積為50～200m2/g的碳黑的場合，碳黑分散體的經(jīng)時穩(wěn)定性良好、感度優(yōu)良，黑底形狀性、玻璃附著性良好。
如上述所示，根據(jù)本發(fā)明，可以將以高濃度穩(wěn)定地分散碳黑。而且，本發(fā)明的感光性黑色組合物經(jīng)時穩(wěn)定性優(yōu)良、達到了高感度化；通過本發(fā)明的感光性黑色組合物，黑底形狀、玻璃附著性、光密度也良好，得到具有在構(gòu)成黑底時所要求的性能的黑底基板。
權(quán)利要求
1.一種感光性黑色組合物，其含有(a)比表面積為50～200m2/g的碳黑，(b)以下述通式(A)表示的色素衍生物， 其中，Q表示有機色素殘基、X表示直接鍵合、-CONH-Y2-、-SO2NH-Y2-、或者-CH2NHCOCH2NH-Y2-、Y2表示可以具有取代基的亞烷基或芳基、Y1表示-NH-或者-O-、Z表示羥基、烷氧基或以下述通式(i)表示的取代基， 其中，在n為1的場合，Z可以是-NH-X-Q、Y3表示-NH-或者-O-、R1和R2各自獨立地表示具有取代基或無取代基的烷基、或者R1和R2可以相互鍵合以形成至少含有氮原子的雜環(huán)、m表示1～6的整數(shù)、n表示1～4的整數(shù)，以及(c)烯鍵式不飽和化合物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的感光性黑色組合物，其中所述碳黑的鄰苯二甲酸二丁酯的吸收量是120cm3/100g或以下。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的感光性黑色組合物，其中所述碳黑的平均一次粒徑是20～50nm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的感光性黑色組合物，其中所述組合物中的碳黑的含量比率是，以組合物的總固形分重量為基準為20～70重量％。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的感光性黑色組合物，其中所述通式(A)所表示的色素衍生物的含量比率是，相對于100重量份碳黑為0.1～30重量份。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的感光性黑色組合物，其中所述烯鍵式不飽和化合物以為組合物的固形分的重量的5％～30％的比率含有。
7.一種黑底基板，其具有由權(quán)利要求1至6任一項所述的感光性黑色組合物形成的黑底。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的黑底基板，其中黑底的干燥膜厚每1微米的光密度為3.0或以上。
9.在權(quán)利要求7所述的黑底基板上形成黑色以外的至少兩種顏色的濾色區(qū)域的濾色器。
全文摘要
本發(fā)明提供一種感光性黑色組合物，其含有比表面積為50～20m
文檔編號G02B5/20GK1573369SQ20041006003
公開日2005年2月2日 申請日期2004年6月21日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月20日
發(fā)明者佐佐木寬, 山田和則, 港浩一, 糸井健, 谷瑞仁 申請人:東洋油墨制造株式會社, 凸版印刷株式會社