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CN111596523A - 着色组合物以及着色抗蚀剂组合物 - Google Patents

着色组合物以及着色抗蚀剂组合物 Download PDF

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CN111596523A CN202010098247.7A CN202010098247A CN111596523A CN 111596523 A CN111596523 A CN 111596523A CN 202010098247 A CN202010098247 A CN 202010098247A CN 111596523 A CN111596523 A CN 111596523A
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Abstract

本发明提供一种能够得到遮光性优异且耐溶剂性也优异的黑色抗蚀剂图案的着色组合物、以及含有其的着色抗蚀剂组合物。本发明涉及一种着色组合物，其特征在于，包含颜料和粘合剂树脂，并且上述颜料包含：选自C.I.颜料橙16和C.I.颜料黄139中的一种以上，以及C.I.颜料蓝60。

Description

着色组合物以及着色抗蚀剂组合物
技术领域
本发明涉及着色组合物以及含有其的着色抗蚀剂组合物。
背景技术
近年来，黑矩阵(black matrix，另有称“黑色基质”)用着色组合物的用途多种多样，例如在液晶或等离子体等平板显示器中，用于设置画面的显示区域内的着色图案的间隙、显示区域周边部分的边缘，此外，在使用TFT的液晶显示器中，用于在TFT的外光侧等设置遮光膜(黑矩阵)。并且，在液晶显示器中，主要用于防止来自背光的漏光，此外在等离子体显示器中主要用于防止因各色光的混淆而导致的渗染写入画面中，从而提高显示特性(对比度和颜色纯度)。
例如，在将液晶显示器的背光的白色光转化为着色光而使用的滤色器中，通常通过在形成有黑矩阵的玻璃或塑料片材等透明基板表面上，依次以条状或马赛克状等图案形成红、绿、蓝的不同色相的像素的方法，从而制造。
此外，在使图像显示装置与位置输入装置对齐的触控面板中，也同样地作为遮光膜而利用形成有黑矩阵的滤色器，迄今，一般而言夹着玻璃盖板，在与传感器基板相反一侧形成。然而，随着对触控面板的轻量化的要求提高，为了实现进一步轻量化，推进开发在与玻璃盖板相同侧同时形成遮光膜和触控传感器的技术。
例如，专利文献1中，公开了下述技术：在颜色间隔物形成用感光性着色组合物中，作为着色剂而组合使用特定的颜料和炭黑，且将炭黑的含有比例设为特定范围，由此赋予遮蔽性等。
此外，例如专利文献2中，公开了下述技术：适当组合光吸收特性不同的颜料种类，通过确保紫外区域和可见区域的光吸收的平衡，从而维持遮光性和液晶的电压保持率。
然而，当构成图像显示装置的液晶层的着色组合物(例如黑矩阵)的耐溶剂性低时，存在像素图案破裂、缺损或者着色成分从像素图案溶出的问题发生。
在上述技术中，尚未针对耐溶剂性进行研究，期望开发一种能够获得耐溶剂性优异的黑色抗蚀剂图案的黑矩阵着色组合物。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2016-177190号公报
专利文献2：国际公开第2013/115268号手册
发明内容
发明要解决的课题
因此，本发明的课题的目的在于，提供能够得到遮光性优异、且耐溶剂性也优异的黑色抗蚀剂图案的着色组合物、以及含有其的着色抗蚀剂组合物。
用于解决问题的手段
本发明人等发现，可获得一种着色组合物，其能够通过在包含颜料和粘合剂树脂的着色组合物中组合使用特定的颜料来制作具有优异遮蔽性和优异耐溶剂性的黑色抗蚀剂图案，从而完成了本发明。
即，本发明涉及一种黑矩阵用着色组合物，其特征在于包含颜料和粘合剂树脂，并且上述颜料包含：选自C.I.颜料橙16和C.I.颜料黄139中的一种以上，以及C.I.颜料蓝60。
此外，优选上述颜料还包含选自C.I.颜料紫23和C.I.颜料紫29中的一种以上。
此外，本发明也是一种通过使用本发明的着色组合物来制造的着色抗蚀剂组合物。
另外，也是作为黑矩阵、黑色柱间隔物或黑色隔壁材料使用的本发明的着色组合物或者本发明的着色抗蚀剂组合物。
下面，针对本发明的着色组合物、以及含有其的着色抗蚀剂组合物进行详细说明。
(颜料)
对于本发明的着色组合物而言，颜料包括：选自C.I.颜料橙16和C.I.颜料黄139中的一种以上，以及C.I.颜料蓝60。
通过使用上述颜料，能够制成可以获得遮光性优异且耐溶剂性也优异的黑矩阵用着色组合物。从赋予耐溶剂性的观点出发，优选上述颜料包含C.I.颜料黄139和C.I.颜料蓝60。
从遮光性的观点出发，选自C.I.颜料橙16和C.I.颜料黄139的一种以上的颜料的含量相对于颜料总量为5～60质量％、更优选为8～50质量％、进一步优选为10～45质量％、特别优选为10～40质量％。
从遮光性的观点出发，C.I.颜料蓝60的含量相对于颜料的总质量优选为5～70质量％、更优选为10～60质量％、进一步优选为15～55质量％、特别优选为20～50质量％。
优选上述颜料还包含选自C.I.颜料紫23和C.I.颜料紫29中的一种以上。
通过使上述颜料还包含选自C.I.颜料紫23和C.I.颜料紫29中的至少一种来针对由着色组合物所获得的黑色抗蚀剂图案赋予优异的遮蔽性。
从赋予耐溶剂性的观点出发，优选上述颜料包含CI颜料紫29。
从遮光性的观点出发，选自C.I.颜料紫23和C.I.颜料紫29的一种以上的颜料的含量相对于颜料总量为1～70质量％、更优选为10～60质量％。
本发明的着色组合物中，上述颜料相对于全部固体成分以质量分数计优选为20～90质量％、更优选为30～80质量％。
本发明的着色组合物中，上述颜料可以在不损害本发明的效果范围内包含炭黑、红色颜料、橙色颜料、蓝色颜料、绿色颜料等其他颜料。
(粘合剂树脂)
本发明的着色组合物包含粘合剂树脂。
作为上述粘合剂树脂，只要是能够用于滤色器的构件的树脂则可以没有特别限制地使用，可以举出碱溶性树脂、热固性树脂、热塑性树脂、光聚合性化合物(光聚合性树脂、在分子内具有1个以上的光聚合性不饱和键的单体、低聚物等)等。它们可以单独使用或混合使用两种以上。
本发明的着色组合物中，上述粘合剂树脂相对于全部固体成分以质量分数计优选为1～40质量％、更优选为3～25质量％。
作为上述碱溶性树脂，可以例示出碱溶性共聚物、碱溶性Cardo树脂等。
作为碱溶性共聚物，例如是：使丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、马来酸、马来酸酐、马来酸单烷基酯、柠康酸、柠康酸酐、柠康酸单烷基酯等含羧基的不饱和单体，与选自苯乙烯、丙烯酸2-羟基乙酯、甲基丙烯酸2-羟基乙酯、丙烯酸烯丙酯、甲基丙烯酸烯丙酯、丙烯酸苄酯、甲基丙烯酸苄酯、单丙烯酸甘油酯、甲基丙烯酸甘油酯、具有二环戊二烯骨架的单(甲基)丙烯酸酯、N-苯基马来酰亚胺、聚苯乙烯大分子单体和聚甲基丙烯酸甲酯大分子单体中的至少一种反应而得到的共聚物；以及，环氧丙烯酸酯树脂。
作为上述碱溶性Cardo树脂，可以举出：作为芴环氧(甲基)丙烯酸衍生物与二羧酸酐和/或四羧酸二酐的加成产物的、具有芴骨架的环氧(甲基)丙烯酸酯的酸加成物等。
上述碱溶性树脂可以单独使用或组合使用两种以上。从涂膜形成性、碱显影性的观点出发，优选碱溶性树脂的酸值为40～200mgKOH/g、重均分子量为1000～5万。
上述碱溶性树脂根据所要求的性能，可以适当组合使用一种或两种以上。
作为上述热固性树脂或热塑性树脂，例如，可以举出：缩丁醛树脂、苯乙烯-马来酸共聚物、氯化聚乙烯、氯化聚丙烯、聚氯乙烯、氯乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、聚乙酸乙烯酯、聚氨酯类树脂、酚醛树脂、聚酯树脂、丙烯酸类树脂、醇酸树脂、苯乙烯树脂、聚酰胺树脂、橡胶类树脂、环化橡胶、环氧树脂、纤维素类、聚丁二烯、聚酰亚胺树脂、聚酰胺酰亚胺树脂、苯并胍胺树脂、三聚氰胺树脂、脲树脂等。
作为上述光聚合性树脂，可以使用在具有羟基、羧基、氨基等反应性的取代基的线状高分子中经由异氰酸酯基、醛基、环氧基等而导入(甲基)丙烯酸化合物、肉桂酸等光交联性基团得到的树脂。还可以使用将苯乙烯-马来酸酐共聚物、α-烯烃-马来酸酐共聚物等包含酸酐的线状高分子通过(甲基)丙烯酸羟基烷基酯等具有羟基的(甲基)丙烯酸化合物进行半酯化而得到的聚合物。
上述光聚合性化合物中，作为在分子内具有1个上述光聚合性不饱和键的单体，例如，可以举出：甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸2-乙基己酯等甲基丙烯酸烷基酯或丙烯酸烷基酯；甲基丙烯酸苄酯、丙烯酸苄酯等甲基丙烯酸芳烷基酯或丙烯酸芳烷基酯；甲基丙烯酸丁氧基乙酯、丙烯酸丁氧基乙酯等甲基丙烯酸烷氧基烷基酯或丙烯酸烷氧基烷基酯；甲基丙烯酸N,N-二甲基氨基乙酯、丙烯酸N,N-二甲基氨基乙酯等甲基丙烯酸氨基烷基酯或丙烯酸氨基烷基酯；二乙二醇乙醚、三乙二醇丁醚、二丙二醇甲基醚等聚亚烷基二醇烷基醚的甲基丙烯酸酯或丙烯酸酯；六乙二醇苯基醚等聚亚烷基二醇芳基醚的甲基丙烯酸酯或丙烯酸酯；甲基丙烯酸异冰片基酯或丙烯酸异冰片基酯；甲基丙烯酸甘油酯或丙烯酸甘油酯；甲基丙烯酸2-羟基乙酯或丙烯酸2-羟基乙酯等。
上述光聚合性化合物中，作为在分子内具有2个以上的上述光聚合性不饱和键的单体，例如，可以举出：双酚A二甲基丙烯酸酯、1,4-丁二醇二甲基丙烯酸酯、1,3-丁二醇二甲基丙烯酸酯、二乙二醇二甲基丙烯酸酯、二甲基丙烯酸甘油酯、新戊二醇二甲基丙烯酸酯、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、聚丙二醇二甲基丙烯酸酯、四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、季戊四醇四甲基丙烯酸酯、二季戊四醇四甲基丙烯酸酯、二季戊四醇六甲基丙烯酸酯、二季戊四醇五甲基丙烯酸酯、双酚A二丙烯酸酯、1,4-丁二醇二丙烯酸酯、1,3-丁二醇二丙烯酸酯、二乙二醇二丙烯酸酯、甘油二丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、聚丙二醇二丙烯酸酯、四乙二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、二季戊四醇四丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯、二季戊四醇五丙烯酸酯等。
(炭黑)
本发明的着色组合物从调整色调的观点出发，可以包含炭黑。
作为上述炭黑，可以举出乙炔黑、槽法炭黑、炉黑、以及科琴黑等。
作为上述炭黑的具体例，可以举出三菱化学株式会社制造的MA7、MA8、MA11、MA14、#1000、#2350等、欧励隆工程炭(Orion Engineered Carbons)公司制造的SpecialBlack350、SpecialBlack250、SpecialBlack550、NEROX2500、NEROX3500、NEROX305等、卡博特(CABOT)公司制造的MOGUL L、REGAL400R、TPK1101R、TPK1104R、TPK1227R等、哥伦比亚炭黑(Colombia Carbon)公司制造的RAVEN1200、RAVEN1250、RAVEN1255、RAVEN1190U、RAVEN1170、RAVEN1035、RAVEN1080U、RAVEN1060U、RAVEN1100U等。
其中，优选为pH为5以下、具有羧基等酸性基团的酸性炭黑。此外，优选粒径为20～60nm。
作为满足上述的酸性炭黑，可以举出NEROX2500、NEROX3500、TPK1101R、TPK1104R、TPK1227R等。
应予说明，上述粒径是指通过显微镜观察而测定或算出的平均一次粒径。
上述酸性炭黑的含量没有特别限定，例如相对于本发明的着色组合物的全部颜料的质量优选含有70质量％以下。若上述酸性炭黑的含量大于70质量％，则有时会引起电压保持率的降低、或者曝光灵敏度的降低。
上述酸性炭黑的含量的更优选的上限相对于本发明的着色组合物的全部颜料的质量为50质量％。
应予说明，本发明的着色组合物可以不包含上述酸性炭黑。
本发明的着色组合物进一步优选含有颜料分散剂、后述的通式(1)和/或(2)所示出的颜料分散助剂、以及/或者作为酞菁铜的磺化物(任选被中和)的颜料分散助剂、以及/或者作为C.I.颜料黄138的磺化物(任选被中和)的颜料分散助剂、粘合剂树脂、以及有机溶剂。
(颜料分散剂)
本发明的着色组合物优选含有颜料分散剂。
作为上述颜料分散剂，其是含碱性基团的颜料分散剂，可以使用阴离子性表面活性剂、含碱性基团的聚酯类颜料分散剂、含碱性基团的丙烯酸类颜料分散剂、含碱性基团的聚氨酯颜料类颜料分散剂、含碱性基团的碳二亚胺类颜料分散剂、含酸性基团的高分子颜料分散剂等。
这些含碱性基团的颜料分散剂可以单独使用，此外也可以使用两种以上的组合。其中，从得到良好的颜料分散性的观点出发，优选为含碱性基团的高分子颜料分散剂。
作为含碱性基团的高分子颜料分散剂的具体例，可以举出：
(1)多胺化合物(例如聚烯丙基胺、聚乙烯基胺、聚亚乙基亚胺(polyethylenepolyimine)等聚(低级亚烷基胺)等)的氨基和/或亚氨基、与选自具有游离的羧基的聚酯、聚酰胺和聚酯酰胺中的至少一种的反应产物(日本特开2001-59906号公报)；
(2)聚(低级)亚烷基亚胺、甲基亚氨基双丙基胺等低分子氨基化合物、与具有游离的羧基的聚酯的反应产物(日本特开昭54-37082号公报、日本特开平01-311177号公报)；
(3)使多异氰酸酯化合物的异氰酸酯基与甲氧基聚乙二醇等醇类或己内酯聚酯等具有1个羟基的聚酯类、具有2～3个的异氰酸酯基反应性官能团的化合物、具有异氰酸酯基反应性官能团和叔氨基的脂肪族或杂环式烃化合物依次反应而得到的反应产物(日本特开平02-612号公报)；
(4)使具有醇性羟基的丙烯酸酯的聚合物与多异氰酸酯化合物和具有氨基的烃化合物反应而得到的化合物；
(5)使低分子氨基化合物与聚醚链加成而得到的反应产物；
(6)使具有异氰酸酯基的化合物与具有氨基的化合物反应而得到的反应产物(日本特开平04-210220号公报)；
(7)使聚环氧化合物与具有游离的羧基的线状聚合物和具有1个仲氨基的有机胺化合物反应而得到的反应产物(日本特开平09-87537号公报)；
(8)使在一侧末端上具有能够与氨基反应的官能团的聚碳酸酯化合物与多胺化合物的反应产物(日本特开平09-194585号公报)；
(9)选自甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸硬脂酯、甲基丙烯酸苄酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸硬脂酯、丙烯酸苄酯等甲基丙烯酸酯或丙烯酸酯中的至少一种、与丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、N-羟甲基酰胺、乙烯基咪唑、乙烯基吡啶、具有氨基和聚己内酯骨架的单体等含碱性基团的聚合单体中的至少一种、与苯乙烯、苯乙烯衍生物、其他聚合性单体的至少一种的共聚物(日本特开平01-164429号公报)；
(10)含碱性基团的碳二亚胺类颜料分散剂(国际公开WO04/000950号公报)；
(11)包含叔氨基、季铵盐机等具有碱性基团的嵌段和不具有官能团的嵌段的嵌段共聚物(参照日本特开2005-55814号的记载)；
(12)使聚烯丙基胺与聚碳酸酯化合物进行迈克尔加成反应而得到的颜料分散剂(日本特开平09-194585号公报)；
(13)分别具有至少一个聚丁二烯链和碱性含氮基团的碳二亚胺类化合物(日本特开2006-257243号公报)；
(14)在分子内分别含有至少一个具有酰胺基的侧链以及碱性含氮基团的碳二亚胺类化合物(日本特开2006-176657号公报)等；
(15)具有具备环氧乙烷链和环氧丙烷链的结构单元、且具有通过季铵化剂进行了季铵化氨基的聚氨酯类化合物(日本特开2009-175613号公报)；
(16)使在分子内具有异氰脲酸酯环的异氰酸酯化合物的异氰酸酯基、与在分子内具有活性氢基团且具有咔唑环和/或偶氮苯骨架的化合物的活性氢基发生反应而得到的化合物，该化合物的分子内的相对于源自具有异氰脲酸酯环的异氰酸酯化合物的异氰酸酯基、与通过异氰酸酯基和活性氢基团的反应而产生的氨基甲酸酯键和脲键的总计而言，咔唑环和偶氮苯骨架的数量为15～85％(日本特愿2009-220836)；
(17)在具有氨基的丙烯酸酯聚合物中导入了聚醚或聚酯侧链的接枝共聚物。
上述含碱性基团的高分子颜料分散剂之中，更优选为含碱性基团的聚氨酯颜料类高分子颜料分散剂、含碱性基团的聚酯类高分子颜料分散剂、含碱性基团的丙烯酸类高分子颜料分散剂，进一步优选为含氨基的聚氨酯颜料类高分子颜料分散剂、含氨基的聚酯类高分子颜料分散剂、含氨基的丙烯酸类高分子颜料分散剂。上述含碱性基团的高分子颜料分散剂之中，特别优选为具有选自聚酯链、聚醚链、以及聚碳酸酯链中的至少一种的含碱性基团(氨基)的高分子颜料分散剂。
本发明的着色组合物中，上述颜料分散剂相对于上述颜料100质量份，优选为1～200质量份、更优选为5～100质量份。
(颜料分散助剂)
本发明的着色组合物优选包含下列通式(1)和/或(2)所示出的颜料分散助剂、以及/或者作为酞菁铜的磺化物(任选被中和)的颜料分散助剂、以及/或者作为C.I.颜料黄138的磺化物(任选被中和)的颜料分散助剂。
Figure BDA0002385965690000091
式中，X和Y相同或不同，表示任选被F、Cl、Br、NO2、CH3或OCH3取代的苯基；M表示H、Na、K、NH4或NR1R2R3R4(在此，R1、R2、R3和R4相同或不同，表示任选被其他取代基取代的碳原子数1～10的饱和或不饱和的脂肪族烃基、或任选被其他取代基取代的碳原子数6～10的芳族烃基；m表示1以上的整数。
上述颜料分散助剂用于分散上述颜料。
分散上述颜料时，通过组合使用上述颜料分散助剂和上述颜料分散剂，能够得到优异的流动性、经时稳定性(时间稳定性)。此外，将上述着色组合物用作着色抗蚀剂组合物的情况下，能够得到高光密度。
上述通式(1)、(2)中，X和Y相同或不同，表示任选被F、Cl、Br、NO2、CH3或OCH3取代的苯基。M表示H、Na、K、NH4或NR1R2R3R4。
关于上述通式(1)、(2)的“NR1R2R3R4”(M)，R1、R2、R3和R4相同或不同，表示任选被其他取代基取代的碳原子数1～10的饱和或不饱和的脂肪族烃基、或者任选被其他取代基取代的碳原子数6～10的芳族烃基。在此，作为上述饱和或不饱和的脂肪族烃基，可以举出：甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、己基、辛基、癸基等烷基；乙烯基、烯丙基、1-丁烯基等烯基；乙炔基、丙炔基等炔基等。作为上述芳族烃基，可以举出苯基、萘基等。此外，作为上述其他取代基，可以举出羟基、卤素、羧基、氨基、低级烷基(碳原子数1～5)等。
应予说明，上述R1、R2、R3和R4中，可以1个被其他取代基取代，也可以2个以上被其他取代基取代。
进一步，上述通式(1)、(2)的“m”为1以上的整数。
上述化合物(颜料分散助剂)中，上述通式(1)所示的化合物为烯醇型，上述通式(2)所示的化合物为酮型的互变异构体，上述颜料分散助剂中包括两种化合物。即，上述颜料分散助剂中，还包括由上述通式(1)或(2)所示的化合物的情况、以及上述通式(1)和(2)所示的化合物两者组成的情况。
这样的颜料分散助剂是新型化合物，没有市售品，例如可以通过下述方式制造：将下述式(3)～(30)的单偶氮化合物溶解在浓硫酸、发烟硫酸、氯磺酸或它们的混合液中，室温或者加热至80～90℃，接着用大量的水稀释而得到悬浮液，将悬浮液过滤后进行水洗，将所得滤饼干燥、粉碎，由此制得。
Figure BDA0002385965690000111
这些颜料分散助剂之中，从能够获得的着色抗蚀剂组合物具有良好的流动性和经时稳定性以及较高的光密度的观点出发，优选的是：使用上述通式(1)和/或(2)的X为2,5-二氯苯基、Y为苯基的下列通式(31)所示的化合物(上述式(3)的单偶氮化合物，通过上述制造方法等而得到的化合物：烯醇型)和/或使用下列通式(32)所示的化合物(上述式(4)的单偶氮化合物，通过上述制造方法等而得到的化合物：酮型)。
Figure BDA0002385965690000121
本发明的着色组合物中，上述颜料分散助剂相对于上述颜料100质量份优选为30质量份以下、更优选为0.1～20质量份。
上述颜料分散助剂相对于上述颜料100质量份即使大于30质量份，有时也无法提高颜料分散效果。
(有机溶剂)
本发明的着色组合物优选包含有机溶剂。
作为上述有机溶剂，作为上述溶剂优选为常压(1.013×102kPa)中的沸点为70～300℃的酯类有机溶剂、醚类有机溶剂、醚酯类有机溶剂、酮类有机溶剂、芳族烃类有机溶剂、含氮类有机溶剂等。
作为这样的溶剂，具体而言，可以例示出：乙二醇单甲基醚、乙二醇单乙醚、乙二醇单异丙基醚、乙二醇单丁醚、二乙二醇单甲基醚、二乙二醇单乙醚、丙二醇单甲基醚、丙二醇单乙醚、丙二醇单丁醚、二乙二醇二乙醚、二乙二醇二甲基醚、二乙二醇甲基乙醚等醚类有机溶剂类，乙二醇单甲基醚乙酸酯、乙二醇单乙醚乙酸酯、乙二醇单丁醚乙酸酯、丙二醇单甲基醚乙酸酯、丙二醇单乙醚乙酸酯等醚酯类有机溶剂类，甲基异丁基酮、环己酮、2-庚酮、δ-丁内酯等酮类有机溶剂类，2-羟基丙酸甲酯、2-羟基丙酸乙酯、2-羟基-2-甲基丙酸乙酯、丙酸3-甲基-3-甲氧基丁酯、3-甲氧基丙酸甲酯、3-甲氧基丙酸乙酯、3-乙氧基丙酸甲酯、3-乙氧基丙酸乙酯、乙氧基乙酸乙酯、羟基乙酸酯、甲酸正戊酯等酯类有机溶剂类，N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺等含氮类有机溶剂类等；这些有机溶剂可以单独使用或者混合两种以上使用。
这些有机溶剂之中，从沸点、溶解性、分散性、涂布性等观点来看，优选为二乙二醇二甲基醚、二乙二醇甲基乙醚、乙二醇单甲基醚乙酸酯、丙二醇单甲基醚乙酸酯、丙二醇单乙醚乙酸酯、环己酮、2-庚酮、2-羟基丙酸乙酯、3-甲基-3-甲氧基丁基丙酸酯、3-甲氧基丙酸乙酯、3-乙氧基丙酸甲酯、甲酸正戊酯等，更优选为丙二醇单甲基醚乙酸酯。
(其他添加剂)
根据本发明的着色组合物的制造方法，可以适当使用光聚合引发剂、阻热聚剂、紫外线吸收剂、抗氧化剂等各种添加剂。
作为上述光聚合引发剂，没有特别限定，可以使用例如：二苯甲酮、N,N'-四乙基-4,4'-二氨基二苯甲酮、4-甲氧基-4'-二甲基氨基二苯甲酮、苯偶酰、2,2-二乙氧基苯乙酮、安息香、安息香甲醚、安息香异丁醚、苯偶酰二甲基缩醛、α-羟基异丁基苯甲酮、噻吨酮、2-氯噻吨酮、1-羟基环己基苯基酮、叔丁基蒽醌、1-氯蒽醌、2,3-二氯蒽醌、3-氯-2-甲基蒽醌、2-乙基蒽醌、1,4-萘醌、1,2-苯并蒽醌、1,4-二甲基蒽醌、2-苯基蒽醌、三嗪类光聚合引发剂、肟酯类光聚合引发剂等。这些光聚合引发剂可以单独使用或者组合两种以上使用。
本发明的着色组合物中，上述光聚合引发剂相对于全部固体成分以质量分数计优选为0.1～10质量％、更优选为0.5～4质量％。
＜着色组合物的制造方法＞
针对使用以上的材料而制造着色组合物的方法的一例进行说明。
针对上述各色的颜料，根据需要而添加粘合剂树脂、炭黑、颜料分散剂、颜料分散助剂、有机溶剂和其他添加剂并混合，得到混合物。
将所得混合物使用辊磨机、捏合机、高速搅拌装置、珠磨机、球磨机、砂磨机、超声分散机、高压分散机等各种分散机进行混炼、分散处理，得到各色的颜料分散组合物。
接着，将所得各色的颜料分散组合物以达到模拟黑色化的方式按规定的组合进行配合，根据需要而添加粘合剂树脂、有机溶剂、其他添加剂，使用高速搅拌机等搅拌装置而均匀混合后，用过滤器过滤，得到本发明的着色组合物。上述制造方法中，粘合剂树脂可以在制作颜料分散组合物时添加。此外，也可以在制作颜料分散组合物后，在制作着色组合物时添加。
(共分散)
得到混合物，该混合物包含：将各颜料以达到模拟黑色化的方式进行配合而得到的混合颜料，颜料分散剂，颜料分散助剂，有机溶剂，根据需要而任选的粘合剂树脂，进一步任选的其他添加剂。将所得混合物使用辊磨机、捏合机、高速搅拌装置、珠磨机、球磨机、砂磨机、超声分散机、高压分散机等各种分散机进行混炼、分散处理，得到颜料分散组合物。
接着，向所得颜料分散组合物中，根据需要而添加粘合剂树脂、有机溶剂、其他添加剂，使用高速搅拌机等搅拌装置进行均匀混合后，用过滤器过滤，得到本发明的着色组合物。上述制造方法中，粘合剂树脂可以在制作颜料分散组合物时添加。
此外，也可以在制作颜料分散组合物后，在制作着色组合物时添加。
本发明的着色组合物在25℃下测定的粘度优选为2.0～20.0mPa·s。
若上述粘度低于2.0mPa·s、或大于20.0mPa·s，则有时对涂布性造成负面影响。
应予说明，上述粘度是将本发明的着色组合物密封于玻璃瓶等中(加密封塞)并保存1天后使用E型粘度计(东机产业株式会社制造)测定的粘度。
本发明的着色组合物的经时稳定性优选为0.8～1.1。
若上述经时稳定性低于0.8、或大于1.1，则有时对涂布性、显影性造成负面影响。
应予说明，上述经时稳定性是通过下述步骤得到：使用E型粘度计(东机产业株式会社制造)，测定本发明的着色组合物在被密封于玻璃瓶等中(加密封塞)并在室温(25℃)下保存1天后的25℃下的粘度、以及本发明的着色组合物在被密封于玻璃瓶等中并在40℃下保存7天后的25℃下的粘度，以(40℃下保存7天后的粘度)/(室温下保存1天后的粘度)的方式求出经时稳定性。
接着，针对将本发明的着色组合物用作着色抗蚀剂组合物的例子进行说明。
本发明的着色抗蚀剂组合物包含本发明的着色组合物。
本发明的着色抗蚀剂组合物优选通过如下方式来获得：除了本发明的着色组合物之外，还由碱溶性树脂、光聚合性化合物、光聚合引发剂、有机溶剂构成，并且根据需要而适当添加阻聚剂等各种添加剂。
＜着色抗蚀剂组合物的构成材料＞
(着色组合物)
本发明的着色抗蚀剂组合物通过使用本发明的着色组合物来制造。
本发明的着色组合物的含量相对于本发明的着色抗蚀剂组合物的全部固体成分以质量分数计优选为20～90质量％、更优选为30～80质量％。
(颜料分散剂)
作为颜料分散剂，可以优选使用上述本发明的着色组合物中记载的物质。
本发明的着色抗蚀剂组合物中，颜料分散剂的含量相对于所使用的全部颜料100质量份，优选为0.1～50质量份、更优选为1～20质量份。
(粘合剂树脂)
作为粘合剂树脂，可以优选使用本发明的着色组合物中记载的物质。
本发明的着色抗蚀剂组合物中，粘合剂树脂的含量在本发明的着色抗蚀剂组合物的固体成分中优选为3～50质量％。
(光聚合引发剂)
作为光聚合引发剂，没有特别限定，可以使用例如：二苯甲酮、N,N'-四乙基-4,4'-二氨基二苯甲酮、4-甲氧基-4'-二甲基氨基二苯甲酮、苯偶酰、2,2-二乙氧基苯乙酮、安息香、安息香甲醚、安息香异丁醚、苯偶酰二甲基缩醛、α-羟基异丁基苯甲酮、噻吨酮、2-氯噻吨酮、1-羟基环己基苯基酮、叔丁基蒽醌、1-氯蒽醌、2,3-二氯蒽醌、3-氯-2-甲基蒽醌、2-乙基蒽醌、1,4-萘醌、1,2-苯并蒽醌、1,4-二甲基蒽醌、2-苯基蒽醌、2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-吗啉-1-丙酮、三嗪类光聚合引发剂、肟酯类光聚合引发剂(例如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)等。这些光聚合引发剂可以单独使用或者组合两种以上使用。
本发明的着色组合物中，上述光聚合引发剂相对于全部固体成分以质量分数计优选为0.1～10质量％、更优选为0.5～6质量％。
(光聚合性单体)
作为光聚合性单体，使用烯属(烯键式)不饱和化合物等。从聚合性、交联性等观点出发，优选在此使用的烯属不饱和化合物是在分子内具有2个以上的烯属不饱和键的化合物。这些光聚合性单体可以单独使用或者组合两种以上使用。
(有机溶剂)
作为有机溶剂，可以优选使用本发明的着色组合物中记载的物质。
本发明的着色抗蚀剂组合物中，从各材料的溶解性、颜料分散性、涂布性等观点出发，优选有机溶剂的含量相对于本发明的着色抗蚀剂组合物的总量为5～90质量％。
(其他添加剂)
本发明的着色抗蚀剂组合物中，根据需要，可以适当使用阻热聚剂(热聚抑制剂)、紫外线吸收剂、抗氧化剂等各种添加剂。
＜本发明的着色抗蚀剂组合物的制造方法＞
本发明的着色抗蚀剂组合物的制造方法是本发明优选的实施方式的一例，本发明不限于此。
例如，可以利用如下方法：向本发明的着色组合物中，添加粘合剂树脂、光聚合性化合物、光聚合引发剂、有机溶剂、其他添加剂，使用搅拌装置等进行搅拌混合。
本发明的着色抗蚀剂组合物优选25℃下测定的粘度为1.0～30.0mPa·s。
若上述粘度低于1.0mPa·s、或大于30.0mPa·s，则有时对涂布性造成负面影响。
应予说明，上述粘度是将本发明的着色抗蚀剂组合物密封于玻璃瓶等中并保存1天后的使用E型粘度计(东机产业株式会社制造)测定的粘度。
本发明的着色抗蚀剂组合物的经时稳定性优选为0.8～1.2。
若上述经时稳定性低于0.8、或大于1.2，则有时对涂布显影性造成负面影响。应予说明，上述经时稳定性是通过下述步骤得到：使用E型粘度计(东机产业株式会社制造)，测定本发明的着色组合物在被密封于遮光玻璃瓶等中并在低温(5℃)下保存1天后的25℃下的粘度、以及本发明的着色组合物在被密封于遮光玻璃瓶等中并在低温(5℃)下保存7天后的25℃下的粘度，以(5℃下保存7天后的粘度)/(5℃下保存1天后的粘度)的方式求出经时稳定性。
本发明的着色抗蚀剂组合物的形成厚度1μm的抗蚀剂图案时的光密度(OD值)优选为1.00以上、更优选为1.20以上。
若上述光密度(OD值)为1.25以上，则可以说遮蔽性充分。
应予说明，上述光密度(OD值)是使用本发明的着色抗蚀剂组合物形成仅有1μm的抗蚀剂图案，用Macbeth密度计(TD-931、商品名、Macbeth公司(Macbeth Co.,Ltd.)制造)测定的值。
对于本发明的着色抗蚀剂组合物而言，优选在形成厚度为2μm的固化涂膜时的耐溶剂性为0.6以下，更优选为0.5以下，进而优选为0.4以下，特别优选为0.3以下，最优选为0.2以下。
此外，上述耐溶剂性，将厚度为2μm的固化涂膜浸渍于加热至100℃的N-甲基吡咯烷酮中，并在100℃的烘箱中保温10分钟；然后，用分光光度计(UV-2500PC)测定上述N-甲基吡咯烷酮的吸光度，将最大峰处的吸光度设定为耐溶剂性的值。
本发明的着色组合物和着色抗蚀剂组合物具有上述特性，因此能够适当地用作图像显示装置或触控面板等的黑矩阵、黑色柱间隔物或黑色隔壁材料。
发明效果
基于本发明能够提供一种能够得到遮光性优异且耐溶剂性也优异的着色组合物、以及含有该着色组合物的着色抗蚀剂组合物。
具体实施方式
以下，使用实施例具体说明本发明，但本发明在不脱离其主旨和应用范围的情况下，不限于此。应予说明，在没有特别说明的情况下，本实施例中，“份”和“％”各自表示“质量份”和“质量％”。
以下的实施例1～10、比较例1～3中使用的着色组合物的材料如下所述。
＜颜料＞
P.V.23(C.I.颜料紫23)
P.V.29(C.I.颜料紫29)
P.V.32(C.I.颜料紫32)
P.Y.139(C.I.颜料黄139)
P.Y.185(C.I.颜料黄185)
P.O.16(C.I.颜料橙16)
P.O.64(C.I.颜料橙64)
P.R.254(C.I.颜料红254)
P.B.60(C.I.颜料蓝60)
P.B.15:6(C.I.颜料蓝15:6)
＜炭黑＞
TPK1104R(卡博特(CABOT)制造，吸油量为38ml/100g，pH为2.7)
＜粘合剂树脂＞
BzMA/MAA(碱溶性树脂、苯甲基丙烯酸甲酯/甲基丙烯酸共聚物，理论酸值为120mgKOH/g，质均分子量为10000)
＜颜料分散剂＞
BYK-LPN-22102(ビックケミー株式会社制造，包含具有颜料亲和性基团的段和具有粘合剂相容性基团的段的丙烯酸系嵌段共聚物)
＜颜料分散助剂＞
向100ml锥形瓶中投料浓硫酸30ml，用磁力搅拌器搅拌的同时，投入颜料红2(上述式(3)和/或(4)所示的化合物)10g，在室温下搅拌30分钟。向1L烧杯中加入水50g和冰50g的混合物，将上述的反应物注入该冰水中，用磁力搅拌器搅拌30分钟。将其在减压下过滤、水洗，使所得固体干燥，得到颜料分散助剂1(上述通式(31)和/或(32)所示的化合物:M＝H)12g。
＜有机溶剂＞
PGMEA(丙二醇单甲基醚乙酸酯)
以下的实施例11～20、比较例4～6中使用的着色抗蚀剂组合物的材料如下所述。
＜粘合剂树脂＞
SPC-3500(碱溶性树脂，含碳＝碳不饱和键，理论酸值为60mgKOH/g，质均分子量为11000)
＜光聚合引发剂＞
Irgacure(イルガキュア)907(BASF公司制造，2-甲基-1[4-(甲硫基)苯基]-2-吗啉代丙-1-酮)和Irgacure OXE02(BASF公司制造，1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲酰基)-9H-咔唑-3-基]乙酮1-(O-乙酰肟))的1比1的混合物
＜光聚合性单体＞
DPEHA(光聚合性化合物、二季戊四醇六丙烯酸酯)
＜有机溶剂＞
PGMEA(丙二醇单甲基醚乙酸酯)
＜实施例1～10、比较例1～3的着色组合物的制备＞
以达到表1的组成(表1中的各材料的使用量为质量％)的方式将各种材料混合，用珠磨机混炼一昼夜，制备实施例1～10、比较例1～3的着色组合物。
＜实施例11～20、比较例4～6的着色抗蚀剂组合物的制备＞
使用高速搅拌机，将实施例1～10、比较例1～3的各着色组合物和其他材料以达到表2的组成(表2中的各材料的使用量为质量％)的方式均匀混合后，用孔径3μm的过滤器过滤，得到实施例11～20、比较例4～6的着色抗蚀剂组合物。
(评价试验)
针对实施例1～10、比较例1～3中得到的着色组合物、以及实施例11～20、比较例4～6中得到的着色抗蚀剂组合物，通过下述的方法评价流动性和经时稳定性，将其结果示于表1和2。
此外，涂布实施例11～20、比较例4～6中得到的着色抗蚀剂组合物，形成抗蚀剂图案，评价其光密度和耐溶剂性，将其结果示于表2。
＜流动性＞
针对实施例1～10、比较例1～3中得到的着色组合物，各自采集在玻璃瓶中加密封塞进行密封，在室温(25℃)下保存1天后，使用E型粘度计(东机产业株式会社制造)测定25℃下的粘度[mPa·s]，评价流动性。
针对实施例11～20、比较例4～6中得到的着色抗蚀剂组合物，各自采集在遮光玻璃瓶中加密封塞进行密封，在低温(5℃)下保存1天后，使用E型粘度计(东机产业株式会社制造)，测定25℃下的粘度[mPa·s]，评价流动性。
＜经时稳定性＞
针对实施例1～10、比较例1～3中得到的着色组合物，各自采集在玻璃瓶中，使用E型粘度计(东机产业株式会社制造)测定将本发明的着色组合物密封于玻璃瓶等中并在室温(25℃)下保存1天后的25℃下的粘度、以及将本发明的着色组合物密封于玻璃瓶等中并在40℃下保存7天后的25℃下的粘度，以(40℃下保存7天后的粘度)/(室温下保存1天后的粘度)的方式来求出。
此外，针对实施例11～20、比较例4～6中得到的着色抗蚀剂组合物，使用E型粘度计(东机产业株式会社制造)测定在遮光玻璃瓶等中加密封塞并在低温(5℃)下保存1天后的25℃下的粘度、以及将本发明的着色组合物在遮光玻璃瓶等中加密封塞并在低温(5℃)下保存7天后的25℃下的粘度，以(5℃下保存7天后的粘度)/(5℃下保存1天后的粘度)方式来求出。
＜光密度(OD值)＞
将实施例11～20、比较例4～6的着色抗蚀剂组合物用旋涂机以膜厚达到1μm的方式在玻璃基板上涂布，在100℃下进行3分钟预烘烤后，用高压水银灯曝光，进一步在230℃下进行30分钟后烘烤，得到仅以实地部形成的黑色抗蚀剂图案。用Macbeth密度计(TD-931、商品名、Macbeth公司制造)测定所得各实地部的黑色抗蚀剂图案的光密度(OD值)。
＜耐溶剂性＞
将实施例11～20、比较例4～6的着色抗蚀剂组合物用旋涂机以膜厚达到1μm的方式在玻璃基板上涂布，在100℃下进行3分钟预烘烤后，用高压水银灯曝光，进一步在230℃下进行30分钟的后烘烤，得到仅以实地部形成的固化涂膜。
将所得到的各实地部的固化涂膜，浸渍于加热至100℃的N-甲基吡咯烷酮中，并在100℃的烘箱中保温10分钟；然后，用分光光度计(UV-2500PC)测定上述N-甲基吡咯烷酮的吸光度，将最大峰处的吸光度设定为耐溶剂性的值。
[表1]
Figure BDA0002385965690000221
[表2]
Figure BDA0002385965690000222
实施例所涉及的着色组合物和着色抗蚀剂组合物已确认：流动性和经时稳定性优异。
此外，实施例所涉及的着色抗蚀剂组合物已确认：OD值为1.25以上，且耐溶剂性为0.60以下，遮光性和耐溶剂性均优异。
实施例的着色组合物和着色抗蚀剂组合物具有上述特性，因此能够适当地用作图像显示装置或触控面板等的黑矩阵、黑色柱间隔物或黑色隔壁材料。
另一方面，比较例所涉及的着色组合物和着色抗蚀剂组合物中，均没有遮光性优异而且耐溶剂性也优异者。
工业实用性
基于本发明能够提供一种能够得到遮光性优异且耐溶剂性也优异的着色组合物、以及含有该着色组合物的着色抗蚀剂组合物。

Claims (4)

1.一种着色组合物，其特征在于，
其包含颜料和粘合剂树脂，并且
所述颜料包含：选自C.I.颜料橙16和C.I.颜料黄139中的一种以上，以及C.I.颜料蓝60。
2.如权利要求1所述的着色组合物，其中，所述颜料还包含选自C.I.颜料紫23和C.I.颜料紫29中的一种以上。
3.一种着色抗蚀剂组合物，其通过使用权利要求1或2所述的着色组合物来制造。
4.如权利要求1或2所述的着色组合物或者权利要求3所述的着色抗蚀剂组合物，其用作黑矩阵、黑色柱间隔物或黑色隔壁材料。
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