TW202147028A - 黑矩陣用光阻組成物、及黑矩陣 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種黑矩陣用光阻組成物，其能夠形成即使進行高溫且長時間之後烘烤，表面電阻值亦不會降低之黑矩陣。 本發明係一種黑矩陣用光阻組成物，其含有：黑色著色劑、具有羧基之鹼可溶性樹脂、光聚合起始劑、有機溶劑、及
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Figure 110109122-A0101-12-02
化合物，且 上述
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Figure 110109122-A0101-12-02
化合物為下述通式（1）及/或（2）所表示之化合物，
Figure 110109122-A0101-11-0001-1
[通式（1）中，R1 及R2 表示可具有不飽和鍵之烷基或芳基，彼此可相同亦可不同；X1 表示下述式（3）～（5）所示之連結基之任一者； 通式（2）中，R3 及R4 表示可具有不飽和鍵之烷基或芳基，彼此可相同亦可不同；X2 為2價連結基]，

Description

黑矩陣用光阻組成物、及黑矩陣
本發明係關於一種黑矩陣用光阻組成物、及黑矩陣。
於使用液晶或電漿等之影像顯示裝置中，在畫面之顯示區域內之著色圖案之間隙或顯示區域周邊部分之邊緣設置有遮光膜（黑矩陣），又，於使用TFT之液晶顯示器中，在TFT之外界光側等處設置有遮光膜（黑矩陣）。 並且，遮光膜（黑矩陣）在液晶顯示裝置中主要有助於防止來自背光源之漏光映入至畫面，又，在電漿顯示裝置中主要有助於防止由各色光之混濁導致之污斑映入至畫面，從而提昇顯示特性（對比度及色純度）。
例如，用以將液晶顯示裝置之背光源之白色光轉換為著色光之彩色濾光片通常藉由以下方法製造：於形成有黑矩陣之玻璃或塑膠片等透明基板表面，以條紋狀或鑲嵌狀等圖案依序形成紅、綠、藍之不同色相之像素。
又，於使影像顯示裝置與位置輸入裝置重合之觸控面板中，亦同樣地利用形成有黑矩陣作為遮光膜之彩色濾光片，以往通常隔著覆蓋玻璃而形成於與感測器基板相反之側。然而，隨著對觸控面板輕量化之要求提高，為了進一步謀求輕量化，正在進行對於在覆蓋玻璃之同側同時形成遮光膜及觸控感測器之技術之開發。
例如，專利文獻1中揭示有以下技術：於顏色間隔物形成用感光性著色組成物中，作為著色劑，將特定之顏料與碳黑加以組合而使用，且將碳黑之含有比率設為特定範圍，藉此賦予遮蔽性等。
近年來，影像顯示裝置被用於行動電話用途等各種用途。 隨著此種影像顯示裝置之用途擴大，逐漸要求更牢固之黑矩陣。
作為使黑矩陣更牢固之方法，有時使用進行高溫且長時間之後烘烤之方法。 然而，習知黑矩陣用光阻組成物存在以下問題，即，若進行高溫且長時間之後烘烤，則表面電阻值會降低，而仍有改善之餘地。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2016-177190號公報
[發明所欲解決之課題]
因此，本發明之目的在於：提供一種黑矩陣用光阻組成物，其能夠形成即使進行高溫且長時間之後烘烤，表面電阻值亦不會降低之黑矩陣。 [解決課題之技術手段]
本發明者發現，藉由使用含有黑色著色劑、具有羧基之鹼可溶性樹脂、光聚合起始劑、有機溶劑、及
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化合物，且具有特定結構作為上述
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化合物的化合物，可獲得一種黑矩陣用光阻組成物，其能夠形成即使進行高溫且長時間之後烘烤，表面電阻值亦不會降低之黑矩陣，從而完成本發明。
即，本發明係一種黑矩陣用光阻組成物，其含有：黑色著色劑、具有羧基之鹼可溶性樹脂、光聚合起始劑、有機溶劑、及
Figure 110109122-A0101-12-01
Figure 110109122-A0101-12-02
化合物，且上述
Figure 110109122-A0101-12-01
Figure 110109122-A0101-12-02
化合物為下述通式（1）及/或（2）所表示之化合物，
Figure 02_image005
[通式（1）中，R1 及R2 表示可具有不飽和鍵之烷基或芳基，彼此可相同亦可不同；X1 表示下述式（3）～（5）所示之連結基之任一者； 通式（2）中，R3 及R4 表示可具有不飽和鍵之烷基或芳基，彼此可相同亦可不同；X2 為2價連結基]，
Figure 02_image007
。
於本發明之黑矩陣用光阻組成物中，上述
Figure 110109122-A0101-12-01
Figure 110109122-A0101-12-02
化合物之含量以相對於全部固形物成分之質量百分率表示，較佳為0.1～15質量%。 本發明亦為一種由本發明之黑矩陣用光阻組成物形成之黑矩陣。 以下，對本發明之黑矩陣用光阻組成物、及由此形成之黑矩陣進行詳細說明。
＜黑矩陣用光阻組成物＞ 本發明之黑矩陣用光阻組成物含有：黑色著色劑、具有羧基之鹼可溶性樹脂、光聚合起始劑、有機溶劑、及㗁
Figure 110109122-A0101-12-02
化合物，且上述
Figure 110109122-A0101-12-01
Figure 110109122-A0101-12-02
化合物為上述通式（1）及/或（2）所表示之化合物。
（黑色著色劑） 本發明之黑矩陣用光阻組成物含有黑色著色劑。 上述黑色著色劑為平均一次粒徑20～60 nm之碳黑，其中，較佳為平均一次粒徑20～60 nm之中性碳黑及/或平均一次粒徑20～60 nm之酸性碳黑。 於上述黑色著色劑之一次粒徑小於20 nm或大於60 nm之情形時，存在不具充分之遮光性或保存穩定性變差之情況。 再者，上述平均一次粒徑為藉由電子顯微鏡觀察所獲得之算術平均直徑之值。
於併用上述中性碳黑與酸性碳黑之情形時，中性碳黑與酸性碳黑之混合比率（質量比）較佳為85/15～15/85，更佳為75/25～40/60。 於上述碳黑中之中性碳黑之比率大於85/15之情形時，存在密封強度降低之情況，於酸性碳黑之比率大於15/85之情形時，存在顯影寬容度（development margin）或細線密接性降低之情況。
對上述酸性碳黑及中性碳黑進行說明。 碳黑根據表面之結構可大致劃分為酸性碳與中性碳。酸性碳係指原本為酸性或經人工處理而酸化之碳質物質，與蒸餾水混合煮沸時顯示酸性。另一方面，已知中性碳在與蒸餾水混合煮沸時顯示中性或高於中性之pH。
作為上述中性碳黑，較佳為pH為8.0～10.0之範圍，具體而言，可列舉：Orion Engineered Carbons公司製造之Printex 25（平均一次粒徑56 nm、pH9.5）、Printex 35（平均一次粒徑31 nm、pH9.5）、Printex 65（平均一次粒徑21 nm、pH9.5）、三菱化學公司製造之MA#20（平均一次粒徑40 nm、pH8.0）、MA#40（平均一次粒徑40 nm、pH8.0）、MA#30（平均一次粒徑30 nm、pH8.0）等。
作為上述酸性碳黑，較佳為pH為2.0～4.0之範圍，具體而言，可列舉：Columbia Chemicals公司製造之Raven 1080（平均一次粒徑28 nm、pH2.4）、Raven 1100（平均一次粒徑32 nm、pH2.9）、三菱化學公司製造之MΑ-8（平均一次粒徑24 nm、pH3.0）、MΑ-100（平均一次粒徑22 nm、pH3.5）、Orion Engineered Carbons公司製造之Special black 250（平均一次粒徑56 nm、pH3.0）、Special black 350（平均一次粒徑31 nm、pH3.0）、Special black 550（平均一次粒徑25 nm、pH4.0）等。
作為上述黑色著色劑，就確保顏料分散性或電阻值之觀點而言，較佳為Special black 250。
再者，上述pH可藉由以下方式測得：將1 g碳黑添加至20 ml之去除碳酸後之蒸餾水（pH7.0）中，並利用磁攪拌器進行混合而製備水性懸濁液，使用玻璃電極於25℃進行測定（德國工業品標準規格 DIN ISO 787/9）。
作為上述黑色著色劑之含量，以相對於本發明之黑矩陣用光阻組成物之全部固形物成分之質量百分率表示，較佳為3～70質量%，更佳為10～50質量%。 若上述黑色著色劑之含量未達3質量%，則存在形成黑矩陣時之遮光性變低之情況，若超過70質量%，則存在顏料變得難以分散之情況。
（具有羧基之鹼可溶性樹脂） 本發明之黑矩陣用光阻組成物含有具有羧基之鹼可溶性樹脂。 作為上述具有羧基之鹼可溶性樹脂，較佳為以下者：作為黏合劑對上述黑色著色劑發揮作用，且於製造黑矩陣時，對於其顯影處理步驟中使用之顯影液、尤其是鹼性顯影液具有可溶性。
作為上述具有羧基之鹼可溶性樹脂，可設為嵌段共聚物。藉由採用嵌段共聚物，與其他共聚物相比，顏料分散能力提昇，可賦予對PGMEA或鹼性顯影液之溶解性。 該嵌段共聚物中，較佳為具有由具有1個以上羧基之乙烯性不飽和單體構成之嵌段、及由其他可共聚合之乙烯性不飽和單體構成之嵌段的嵌段共聚物。
作為上述嵌段共聚物，並無特別限定，可使用自往使用者。其中，具體而言，可列舉：丙烯酸、甲基丙烯酸等具有羧基之乙烯性不飽和單體與選自可與具有羧基之乙烯性不飽和單體共聚合之苯乙烯、丙烯酸-2-羥基乙酯、甲基丙烯酸-2-羥基乙酯、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、丙烯酸環己酯、甲基丙烯酸環己酯、單丙烯酸甘油酯、甲基丙烯酸甘油酯、N-苯基馬來醯亞胺、聚苯乙烯巨單體、聚甲基丙烯酸甲酯巨單體、碳環氧基二丙烯酸酯等單體、低聚物類之群中之至少1種乙烯性不飽和單體的共聚物。 其中，較理想為不使用N-乙烯基吡咯啶酮、含硫元素之單體。 作為上述嵌段共聚物，可採用利用活性自由基聚合、陰離子聚合所合成之嵌段樹脂。 上述嵌段共聚物之一部分嵌段部分可由無規共聚物構成。
作為上述具有羧基之鹼可溶性樹脂，亦可採用鹼可溶性Cardo樹脂。 作為上述鹼可溶性Cardo樹脂，可列舉：作為茀環氧(甲基)丙烯酸衍生物與二羧酸酐及/或四羧酸二酐之加成產物之具有茀骨架之環氧(甲基)丙烯酸酯酸加成物等。 又，本鹼可溶性樹脂可具有光聚合性之官能基。
作為上述具有羧基之鹼可溶性樹脂之酸值，就顯影特性之觀點而言，較佳為5～200 mgKOH/g，更佳為30～180 mgKOH/g，進而較佳為50～150 mgKOH/g，尤佳為70～120 mgKOH/g。 再者，於本說明書中，上述酸值係理論酸值，為基於具有羧基之乙烯性不飽和單體及其含量進行計算而求出之值。
就顯影特性或對有機溶劑之溶解性之觀點而言，上述具有羧基之鹼可溶性樹脂之重量平均分子量較佳為1,000～100,000，更佳為5,000～50,000，進而較佳為10,000～30,000。 再者，於本發明中，上述重量平均分子量為基於GPC所獲得之聚苯乙烯換算之重量平均分子量。 於本說明書中，作為測定上述重量平均分子量之裝置，使用Water2690（沃特斯公司製造），作為管柱，使用PLgel 5 μm MIXED-D（Agilent Technologies公司製造）。
關於上述具有羧基之鹼可溶性樹脂之含量，相對於上述黑色著色劑100質量份，較佳為1～200質量份，進而較佳為10～150質量份。 於該情形時，若上述具有羧基之鹼可溶性樹脂之含量未達1質量份，則存在顯影特性降低之情況，若上述具有羧基之鹼可溶性樹脂之含量超過200質量份，則上述黑色著色劑之濃度相對降低，故存在難以達成作為薄膜之目標色濃度之情況。
作為上述具有羧基之鹼可溶性樹脂，較佳為不含一級、二級、及三級之任一胺基，進而亦不含四級銨基。更佳為進而亦不具鹼性基。 再者，可於不損害本發明之效果之範圍摻合具有除嵌段共聚物以外之結構之鹼可溶性樹脂。
（光聚合起始劑） 本發明之黑矩陣用光阻組成物含有光聚合起始劑。 作為上述光聚合起始劑，只要為藉由照射紫外線或電子束等活性能量線，可產生自由基或陽離子者即可，並無特別限定，例如可列舉：1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲醯基)-9H-咔唑-3-基]-1-(O-乙醯基肟)、二苯基酮、N,N'-四乙基-4,4'-二胺基二苯基酮、4-甲氧基-4'-二甲胺基二苯基酮、2,2-二乙氧基苯乙酮、安息香、安息香甲醚、安息香異丁醚、二甲苄縮酮、α-羥基異丁基苯酮、9-氧硫
Figure 110109122-A0101-12-03
Figure 110109122-A0101-12-04
、2-氯9-氧硫
Figure 110109122-A0101-12-03
Figure 110109122-A0101-12-04
、1-羥基環己基苯基酮、第三丁基蒽醌、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-(N-𠰌啉基)丙-1-酮等二苯基酮系、9-氧硫
Figure 110109122-A0101-12-03
Figure 110109122-A0101-12-04
系、蒽醌系、三
Figure 110109122-A0101-12-02
系等光聚合起始劑等。 上述光聚合起始劑可單獨使用或將2種以上加以組合而使用。
上述光聚合起始劑之含量以相對於本發明之黑矩陣用光阻組成物之全部固形物成分之質量百分率表示，較佳為1～20質量%。
（有機溶劑） 本發明之黑矩陣用光阻組成物含有有機溶劑。 作為上述有機溶劑，可較佳地使用自往於液晶黑矩陣光阻之領域中使用之有機溶劑。
作為上述有機溶劑，具體而言，為於常壓（1.013×102 kPa）之沸點為100～250℃之酯系有機溶劑、醚系有機溶劑、醚酯系有機溶劑、酮系有機溶劑、芳香族烴系有機溶劑、含氮系有機溶劑等。 若含有大量上述沸點超過250℃之有機溶劑，則存在以下情況：於對塗佈黑矩陣用光阻組成物所形成之塗膜進行預烘烤時，有機溶劑未充分蒸發而殘留於乾燥塗膜內，從而乾燥塗膜之耐熱性降低。 又，若含有大量上述沸點未達100℃之有機溶劑，則存在難以無不均而均勻地塗佈，從而無法獲得表面平滑性優異之塗膜之情況。
作為上述有機溶劑，具體而言，可例示：乙二醇單甲醚、乙二醇單***、乙二醇單異丙醚、乙二醇單丁醚、二乙二醇單甲醚、二乙二醇單***、丙二醇單甲醚、丙二醇單***、丙二醇單丁醚、二乙二醇二***、二乙二醇二甲醚、二乙二醇甲基乙基醚等醚系有機溶劑；乙二醇單甲醚乙酸酯、乙二醇單***乙酸酯、乙二醇單丁醚乙酸酯、丙二醇單甲醚乙酸酯、丙二醇單***乙酸酯等醚酯系有機溶劑；甲基異丁基酮、環己酮、2-庚酮、δ-丁內酯等酮系有機溶劑；2-羥基丙酸甲酯、2-羥基丙酸乙酯、2-羥基-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、羥基乙酸乙酯、甲酸正戊酯等酯系有機溶劑；甲醇、乙醇、異丙醇、丁醇等醇系溶劑；N-甲基吡咯啶酮、N,N-二甲基甲醯胺、N,N-二甲基乙醯胺等含氮系有機溶劑等。該等可單獨使用或將2種以上加以混合而使用。
上述有機溶劑中，就溶解性、分散性、塗佈性等方面而言，較佳為二乙二醇二甲醚、二乙二醇甲基乙基醚、乙二醇單甲醚乙酸酯、丙二醇單甲醚乙酸酯、丙二醇單***乙酸酯、環己酮、2-庚酮、2-羥基丙酸乙酯、丙酸-3-甲基-3-甲氧基丁酯、3-甲氧基丙酸乙酯、3-乙氧基丙酸甲酯、甲酸正戊酯等，更佳為丙二醇單甲醚乙酸酯。
（㗁
Figure 110109122-A0101-12-02
化合物） 本發明之黑矩陣用光阻組成物含有㗁
Figure 110109122-A0101-12-02
化合物，且上述
Figure 110109122-A0101-12-01
Figure 110109122-A0101-12-02
化合物為下述通式（1）及/或（2）所表示之化合物。 藉由使本發明之黑矩陣用光阻組成物含有上述㗁
Figure 110109122-A0101-12-02
化合物，而藉由後烘烤時之高溫，上述㗁
Figure 110109122-A0101-12-02
化合物聚合而成為高分子量體，藉此，即使因高溫而軟化之塗膜中產生上述黑色著色劑之移動，亦由於該㗁
Figure 110109122-A0101-12-02
化合物之聚合物成為間隔物，而上述黑色著色劑彼此不接觸。因此，推定本發明之黑矩陣用光阻組成物中，由於不形成導電性之組織結構，故可確保高表面電阻值。 但本發明可不限定於該作用機制而解釋。
Figure 02_image009
[通式（1）中，R1 及R2 表示可具有不飽和鍵之烷基或芳基，彼此可相同亦可不同；X1 表示下述式（3）～（5）所示之連結基之任一者； 通式（2）中，R3 及R4 表示可具有不飽和鍵之烷基或芳基，彼此可相同亦可不同；X2 為2價連結基]，
Figure 02_image011
R1 及R2 、以及R3 及R4 為可具有不飽和鍵之烷基或芳基。 作為上述烷基，例如可為直鏈狀、支鏈狀、環狀之任一者，作為其具體例，可列舉：甲基、乙基、正丙基、異丙基、環丙基、正丁基、異丁基、第二丁基、第三丁基、環丁基、正戊基、環戊基、環己基、降莰基、金剛烷基等或來自腰果殼液（CNSL）之可具有不飽和鍵之烷基等。
作為上述芳基，例如可列舉：甲苯基、二甲苯基、苯基、聯苯基、萘基、蒽基等。
X2 為2價連結基。 作為上述2價連結基，除上述式（3）～（5）所示之連結基以外，亦可列舉：碳數1～12之直鏈狀或支鏈狀之伸烷基；或者構成上述伸烷基之1個以上-CH2 -經-O-、-S-、-NH-、胺酯基（urethane group）、脲基、醯胺基、可具有取代基之矽氧烷鍵、或-CO-取代之2價連結基等。
作為上述通式（1）所表示之㗁
Figure 110109122-A0101-12-02
化合物，就形成表面電阻值優異之黑矩陣之觀點而言，較佳為R1 及R2 為芳基且X1 為上述式（3）～（5）所示之連結基之任一者。 又，作為上述通式（2）所表示之㗁
Figure 110109122-A0101-12-02
化合物，就形成表面電阻值優異之黑矩陣之觀點而言，較佳為R3 及R4 為H且X2 為亞甲基二氧基，或者R3 及R4 為來自腰果殼液（CNSL）之可具有不飽和鍵之烷基且X2 為伸乙基。
作為獲得上述㗁
Figure 110109122-A0101-12-02
化合物之方法，可使用公知之方法，例如可使用日本特開2000-178332號公報、日本特開2003-344996號公報等中記載之方法。
作為上述㗁
Figure 110109122-A0101-12-02
化合物之含量，就較佳地形成即使進行高溫且長時間之後烘烤，表面電阻值亦不會降低之黑矩陣之觀點而言，以相對於本發明之黑矩陣用光阻組成物之全部固形物成分之質量百分率表示，較佳為下限為0.1質量%，更佳為下限為0.5質量%，進而較佳為下限為1質量%，尤佳為下限為3質量%，最佳為下限為5質量%。 又，作為上述㗁
Figure 110109122-A0101-12-02
化合物之含量，就較佳地確保黑矩陣之源自黑色著色劑之濃度之光學濃度的觀點而言，以相對於本發明之黑矩陣用光阻組成物之全部固形物成分之質量百分率表示，較佳為上限為30質量%，更佳為上限為25質量%，進而較佳為上限為20質量%，尤佳為上限為15質量%。
（光聚合性化合物） 本發明之黑矩陣用光阻組成物較佳為含有光聚合性化合物。作為上述光聚合性化合物，可列舉：分子內具有1個或2個以上光聚合性不飽和鍵之單體、具有光聚合性不飽和鍵之低聚物等。
作為上述分子內具有1個光聚合性不飽和鍵之單體，例如可使用：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-二甲胺基乙酯、丙烯酸-N,N-二甲胺基乙酯等甲基丙烯酸胺基烷基酯或丙烯酸胺基烷基酯；二乙二醇單***、三乙二醇單丁醚、二丙二醇單甲醚等聚伸烷基二醇單烷基醚之甲基丙烯酸酯或丙烯酸酯；六乙二醇單苯醚等聚伸烷基二醇單芳醚之甲基丙烯酸酯或丙烯酸酯；甲基丙烯酸異莰酯或丙烯酸異莰酯；甲基丙烯酸甘油酯或丙烯酸甘油酯；甲基丙烯酸-2-羥基乙酯或丙烯酸-2-羥基乙酯等。
作為上述分子內具有2個以上光聚合性不飽和鍵之單體，例如可使用：雙酚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、甘油二甲基丙烯酸酯、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、三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、新戊四醇三甲基丙烯酸酯、新戊四醇四甲基丙烯酸酯、二新戊四醇四甲基丙烯酸酯、二新戊四醇六甲基丙烯酸酯、二新戊四醇五甲基丙烯酸酯、雙酚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、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、新戊四醇三丙烯酸酯、新戊四醇四丙烯酸酯、二新戊四醇四丙烯酸酯、二新戊四醇六丙烯酸酯、二新戊四醇五丙烯酸酯等。
作為上述具有光聚合性不飽和鍵之低聚物，可使用使上述單體適當聚合而獲得者。 上述光聚合性化合物可單獨使用或將2種以上加以組合而使用。
上述光聚合性化合物之含量以相對於本發明之黑矩陣用光阻組成物之全部固形物成分之質量百分率表示，較佳為3～50質量%。
（顏料分散劑） 本發明之黑矩陣用光阻組成物較佳為含有顏料分散劑。 作為上述顏料分散劑，為含鹼性基之顏料分散劑，可使用陰離子性界面活性劑、含鹼性基之聚酯系顏料分散劑、含鹼性基之丙烯酸系顏料分散劑、含鹼性基之胺酯系顏料分散劑、含鹼性基之碳二醯亞胺系顏料分散劑、含酸性基之高分子顏料分散劑等。 該等含鹼性基之顏料分散劑可單獨使用，又，亦可將2種以上加以組合而使用。其中，就獲得良好之顏料分散性之方面而言，較佳為含鹼性基之高分子顏料分散劑。
作為上述含鹼性基之高分子顏料分散劑之具體例， 可列舉：（1）聚胺化合物（例如聚烯丙基胺、聚乙烯基胺、聚乙烯聚亞胺等聚(低級伸烷基胺)等）之胺基及/或亞胺基與選自由具有游離羧基之聚酯、聚醯胺及聚酯醯胺所組成之群中之至少1種的反應產物（日本特開2001-59906號公報）、 （2）聚(低級)伸烷基亞胺、甲基亞胺基雙丙基胺等低分子胺基化合物與具有游離羧基之聚酯的反應產物（日本特開昭54-37082號公報、日本特開平01-311177號公報）、 （3）使聚異氰酸酯化合物之異氰酸基依序與甲氧基聚乙二醇等醇類或己內酯聚酯等具有1個羥基之聚酯類、具有2～3個異氰酸基反應性官能基之化合物、具有異氰酸基反應性官能基及三級胺基之脂肪族或雜環式烴化合物發生反應而生成之反應產物（日本特開平02-612號公報）、 （4）使具有醇性羥基之丙烯酸酯之聚合物與聚異氰酸酯化合物及具有胺基之烴化合物發生反應而獲得之化合物、 （5）使低分子胺基化合物與聚醚鏈進行加成而生成之反應產物、 （6）使具有異氰酸基之化合物與具有胺基之化合物發生反應而生成之反應產物（日本特開平04-210220號公報）、 （7）使多環氧化合物與具有游離羧基之線狀聚合物及具有1個二級胺基之有機胺化合物發生反應而獲得之反應產物（日本特開平09-87537號公報）、 （8）單末端具有可與胺基發生反應之官能基之聚碳酸酯化合物與聚胺化合物之反應產物（日本特開平09-194585號公報）、 （9）選自甲基丙烯酸甲酯、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之至少1種、及丙烯醯胺、甲基丙烯醯胺、N-羥甲基醯胺、乙烯基咪唑、乙烯基吡啶、具有胺基及聚己內酯骨架之單體等含鹼性基之聚合單體之至少1種、以及苯乙烯、苯乙烯衍生物、其他聚合性單體之至少1種的共聚物（日本特開平01-164429號公報）、 （10）含鹼性基之碳二醯亞胺系顏料分散劑（國際公開WO04/000950號公報）、 （11）由具有三級胺基、四級銨鹽基等鹼性基之嵌段與不具官能基之嵌段構成之嵌段共聚物（參照日本特開2005-55814號之記載）、 （12）使聚烯丙基胺與聚碳酸酯化合物發生麥可加成反應而獲得之顏料分散劑（日本特開平09-194585號公報）、 （13）分別具有至少1個聚丁二烯鏈及含鹼性氮之基的碳二醯亞胺系化合物（日本特開2006-257243號公報）、 （14）分子內分別具有至少1個具醯胺基之側鏈及含鹼性氮之基的碳二醯亞胺系化合物（日本特開2006-176657號公報）、 （15）具有含有環氧乙烷鏈及環氧丙烷鏈之構成單位，且具有藉由四級化劑而四級化之胺基之聚胺酯系化合物（日本特開2009-175613號公報）、 （16）使分子內具有三聚異氰酸酯環之異氰酸酯化合物之異氰酸基與分子內具有活性氫基且具有咔唑環及/或偶氮苯骨架之化合物之活性氫基發生反應而獲得之化合物，且於該化合物之分子內，相對於來自具有三聚異氰酸酯環之異氰酸酯化合物之異氰酸基與藉由異氰酸基與活性氫基之反應而產生之胺酯鍵及脲鍵的總計，咔唑環與偶氮苯骨架之數量為15～85%（日本特願2009-220836）。 （17）向具有胺基之丙烯酸酯聚合物導入聚醚或聚酯側鏈而獲得之接枝共聚物等。
上述含鹼性基之高分子顏料分散劑中，更佳為含鹼性基之胺酯系高分子顏料分散劑、含鹼性基之聚酯系高分子顏料分散劑、含鹼性基之丙烯酸系高分子顏料分散劑，進而較佳為含胺基之胺酯系高分子顏料分散劑、含胺基之聚酯系高分子顏料分散劑、含胺基之丙烯酸系高分子顏料分散劑。上述含鹼性基之高分子顏料分散劑中，尤佳為具有選自由聚酯鏈、聚醚鏈、及聚碳酸酯鏈所組成之群中之至少1種之含鹼性基（胺基）之高分子顏料分散劑。
作為上述顏料分散劑之含量，相對於上述黑色著色劑100質量份，較佳為1～200質量份，更佳為5～100質量份。
（其他添加劑） 本發明之黑矩陣用光阻組成物可視需要適當使用熱聚合抑制劑、紫外線吸收劑、抗氧化劑等各種添加劑。
（黑矩陣用光阻組成物之製造方法） 作為本發明之黑矩陣用光阻組成物之製造方法，例如可藉由以下方式製作：添加上述黑色著色劑、上述有機溶劑及視需要而定之上述顏料分散劑，並進行混合而製作顏料分散物，其後，向上述顏料分散劑添加剩餘之材料，使用攪拌裝置等進行攪拌混合。 作為上述攪拌、混合之方法，並無特別限定，可使用超音波分散機、高壓乳化機、珠磨機、三輥研磨機、砂磨機、捏合機等公知之方法。 再者，上述㗁
Figure 110109122-A0101-12-02
化合物可於製作上述顏料分散物時添加，亦可於製作上述顏料分散物之後與剩餘之材料一同添加。
＜黑矩陣＞ 本發明之黑矩陣由本發明之黑矩陣用光阻組成物形成。
作為本發明之黑矩陣之形成方法，並無特別限定，例如，可於透明基板上塗佈本發明之黑矩陣用光阻組成物，並進行乾燥而形成塗膜之後，於上述塗膜上放置光罩，經由該光罩，藉由影像曝光、顯影、及視需要而定之光硬化等方法形成黑矩陣。
關於對本發明之黑矩陣用光阻組成物進行塗佈、乾燥、曝光及顯影之方法等，可適當選擇公知之方法。 又，作為上述透明基板，可適當選擇玻璃基板、塑膠基板等公知之透明基板而使用。
作為上述塗膜之厚度，以乾燥後之膜厚計，較佳為0.2～10 μm，更佳為0.5～6 μm，進而較佳為1～4 μm。 藉由設為上述厚度範圍，可使特定之圖案較佳地顯影，可較佳地賦予特定之光學濃度。
關於本發明之黑矩陣，於玻璃基板（Corning 1737）上進行塗佈，並於100℃進行3分鐘預烘烤之後，利用高壓水銀燈進行曝光（UV累計光量400 mJ/cm2 ），進而於230℃進行30分鐘後烘烤，從而形成厚度1 μm之光阻圖案，此時之光學濃度（OD值）較佳為3.0以上，更佳為3.5以上，進而較佳為4.0以上，尤佳為4.5以上。 只要上述光學濃度（OD值）為3.0以上，則可謂遮蔽性充分。 再者，上述光學濃度（OD值）為僅於固體部形成1 μm之光阻圖案，並利用麥克貝斯濃度計（TD-931，商品名，麥克貝斯公司製造）測得之值。
關於本發明之黑矩陣，於玻璃基板（Corning 1737）上進行塗佈，並於100℃進行3分鐘預烘烤之後，利用高壓水銀燈進行曝光（UV累計光量400 mJ/cm2 ），進而於230℃進行30分鐘後烘烤，從而形成厚度1 μm之光阻圖案，此時之表面電阻值較佳為5.0×1013 Ω/□以上，更佳為1.0×1014 Ω/□以上，進而較佳為5.0×1014 Ω/□以上，尤佳為1.0×1015 Ω/□以上，最佳為3.0×1015 Ω/□以上。 再者，上述表面電阻值可利用本體：微小電流計 R8340、選用零件（option）：屏蔽箱（Shield box）R12702A（均為Advance公司製造）測得。
關於本發明之黑矩陣，於玻璃基板（Corning 1737）上進行塗佈，並於100℃進行3分鐘預烘烤之後，利用高壓水銀燈進行曝光（UV累計光量400 mJ/cm2 ），進而於230℃進行3小時後烘烤，從而形成厚度1 μm之光阻圖案，此時之表面電阻值較佳為1.0×1013 Ω/□以上，更佳為5.0×1013 Ω/□以上，進而較佳為1.0×1014 Ω/□以上，尤佳為5.0×1014 Ω/□以上。
本發明之黑矩陣用光阻組成物、及黑矩陣具有上述特性，故可較佳地用作影像顯示裝置或觸控面板等之黑矩陣。 [發明之效果]
根據本發明，可提供一種黑矩陣用光阻組成物，其能夠形成即使進行高溫且長時間之後烘烤，表面電阻值亦不會降低之黑矩陣。
以下使用實施例對本發明進行具體說明，但本發明只要不脫離其主旨及應用範圍，則並不限定於該等實施例。再者，只要未特別聲明，則於本實施例中，「份」及「%」分別表示「質量份」及「質量%」。
以下實施例、比較例中使用之各種材料如下。 ＜黑色著色劑＞ 碳黑（製品名「SPECIAL BLACK 250」、平均一次粒徑56 nm、pH3.0、Orion Engineered Carbons公司製造） ＜具有羧基之鹼可溶性樹脂＞ 樹脂1：甲基丙烯酸苄酯/甲基丙烯酸嵌段共聚物（重量平均分子量23000、酸值100 mgKOH/g） 樹脂2：甲基丙烯酸苄酯/甲基丙烯酸嵌段共聚物（重量平均分子量23000、酸值50 mgKOH/g） 樹脂3：甲基丙烯酸苄酯/甲基丙烯酸嵌段共聚物（重量平均分子量23000、酸值150 mgKOH/g） 樹脂4：甲基丙烯酸苄酯/甲基丙烯酸嵌段共聚物（重量平均分子量5000、酸值100 mgKOH/g） 樹脂5：甲基丙烯酸苄酯/甲基丙烯酸嵌段共聚物（重量平均分子量50000、酸值100 mgKOH/g） ＜光聚合起始劑＞ Omnirad 907（製品名「Omnirad 907」、2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-(N-𠰌啉基)丙-1-酮、IGM Resins B.V.公司製造） ＜有機溶劑＞ PGMEA（丙二醇單甲醚乙酸酯） ＜㗁
Figure 110109122-A0101-12-02
化合物＞ （㗁
Figure 110109122-A0101-12-02
化合物1） 上述通式（2）中R3 及R4 為H且X2 為亞甲基二氧基所表示之㗁
Figure 110109122-A0101-12-02
化合物（商品名「JBZ-OP100N」、JFE化學公司製造） （㗁
Figure 110109122-A0101-12-02
化合物2） 藉由公知之方法（日本特開2000-178332號公報等中記載之方法）合成上述通式（1）中R1 及R2 為苯基且X1 為上述式（3）所表示之㗁
Figure 110109122-A0101-12-02
化合物。 （㗁
Figure 110109122-A0101-12-02
化合物3） 上述通式（2）中R3 及R4 為來自腰果殼液（CNSL）之可具有不飽和鍵之烷基且X2 為伸乙基所表示之㗁
Figure 110109122-A0101-12-02
化合物（商品名「CR-276」、東北化工公司製造） （㗁
Figure 110109122-A0101-12-02
化合物4） 藉由公知之方法（日本特開2000-178332號公報等中記載之方法）合成上述通式（1）中R1 及R2 為苯基且X1 為上述式（4）所表示之㗁
Figure 110109122-A0101-12-02
化合物。 （㗁
Figure 110109122-A0101-12-02
化合物5） 藉由公知之方法（日本特開2000-178332號公報等中記載之方法）合成上述通式（1）中R1 及R2 為苯基且X1 為上述式（5）所表示之㗁
Figure 110109122-A0101-12-02
化合物。 （㗁
Figure 110109122-A0101-12-02
化合物6） 藉由公知之方法（日本特開2000-178332號公報等中記載之方法）合成上述通式（1）中R1 及R2 為苯基且X1 為亞甲基所表示之㗁
Figure 110109122-A0101-12-02
化合物。 （㗁
Figure 110109122-A0101-12-02
化合物7） 藉由公知之方法（日本特開2000-178332號公報等中記載之方法）合成上述通式（1）中R1 及R2 為苯基且X1 為2-伸丙基所表示之㗁
Figure 110109122-A0101-12-02
化合物。 ＜光聚合性化合物＞ DPHA（二新戊四醇六丙烯酸酯） ＜顏料分散劑＞ 向具備回流冷卻管、氮氣導入管、攪拌棒、溫度計之四口燒瓶添加50.0份之具有異氰酸基之碳二醯亞胺當量316之聚碳二醯亞胺化合物、115.7份之分子量1000之二醇聚(己二酸-3-甲基戊酯)，並於約100℃保持5小時，使異氰酸基與羥基發生反應，繼而，添加84.6份之末端具有羧基之分子量2000之聚己內酯之開環聚合物，並於約100℃保持2小時，使碳二醯亞胺基與羧基發生反應，其後，添加375.5份之丙二醇單甲醚乙酸酯，製成數量平均分子量約4200、碳二醯亞胺當量1583之顏料分散劑之溶液（固形物成分40質量%）。
＜顏料分散物之製作＞ 以成為表1之組成之方式將上述黑色著色劑、顏料分散劑之溶液（固形物成分40質量%）及有機溶劑加以混合，利用珠磨機混練一晝夜，製成顏料分散物。
[表1]
黑色著色劑 22.5
顏料分散劑之溶液 （固形物成分40質量%） 22.5
有機溶劑 55.0
  
總計（質量%） 100.0
使用高速攪拌機，以成為表2之組成之方式將上述顏料分散物與其他材料（㗁
Figure 110109122-A0101-12-02
化合物1～7、光聚合性化合物、鹼可溶性樹脂、光聚合起始劑及有機溶劑）均勻地混合之後，利用孔徑3 μm之過濾器進行過濾，獲得實施例及比較例之黑矩陣用光阻組成物。
＜評價試驗＞ （OD值） 以膜厚成為1 μm之方式利用旋轉塗佈機將實施例及比較例之各黑矩陣用顏料分散光阻組成物塗佈於玻璃基板（Corning 1737）上，並於100℃進行3分鐘預烘烤之後，利用高壓水銀燈進行曝光（UV累計光量400 mJ/cm2 ），進而於230℃進行30分鐘後烘烤，製成僅於固體部形成之黑色光阻圖案。 利用麥克貝斯濃度計（TD-931，商品名，麥克貝斯公司製造）對製作之各黑色光阻圖案之光學濃度（OD值）進行測定。將其結果示於表2。
（表面電阻值1） 以與上述OD值之測定相同之方式製作黑色光阻圖案。 利用本體：微小電流計 R8340、選用零件：屏蔽箱 R12702A（均為Advance公司製造）對製作之各黑色光阻圖案之表面電阻值進行測定。將其結果示於表2。
（表面電阻值2） 以膜厚成為1 μm之方式利用旋轉塗佈機將實施例及比較例之各黑矩陣用顏料分散光阻組成物塗佈於玻璃基板（Corning 1737）上，並於100℃進行3分鐘預烘烤之後，利用高壓水銀燈進行曝光（UV累計光量400 mJ/cm2 ），進而於230℃進行3小時後烘烤，製成僅於固體部形成之黑色光阻圖案。 利用本體：微小電流計 R8340、選用零件：屏蔽箱 R12702A（均為Advance公司製造）對製作之各黑色光阻圖案之表面電阻值進行測定。將其結果示於表2。
[表2]
   實施例1 實施例2 實施例3 實施例4 實施例5 實施例6 實施例7 實施例8 實施例9 實施例10 實施例11 實施例12 實施例13 比較例1 比較例2 比較例3
顏料分散物 40.0 40.0 40.0 40.0 40.0 40.0 40.0 40.0 40.0 40.0 40.0 40.0 40.0 40.0 40.0 40.0
具有羧基之鹼可溶性樹脂 樹脂1 4.6 4.6 4.6 4.6 4.6 4.6 4.6 4.6 4.6 - - - - 4.6 4.6 4.6
樹脂2 - - - - - - - - - 4.6 - - - - - -
樹脂3 - - - - - - - - - - 4.6 - - - - -
樹脂4 - - - - - - - - - - - 4.6 - - - -
樹脂5 - - - - - - - - - - - - 4.6 - - -
㗁
Figure 110109122-A0101-12-02
化合物		 㗁
Figure 110109122-A0101-12-02
化合物1		 1.0 - - - - - - - - 1.0 1.0 1.0 1.0 - - -
㗁
Figure 110109122-A0101-12-02
化合物2		 - 1.0 - - - 0.5 1.5 0.2 1.9 - - - - - - -
㗁
Figure 110109122-A0101-12-02
化合物3		 - - 1.0 - - - - - - - - - - - - -
㗁
Figure 110109122-A0101-12-02
化合物4		 - - - 1.0 - - - - - - - - - - - -
㗁
Figure 110109122-A0101-12-02
化合物5		 - - - - 1.0 - - - - - - - - - - -
㗁
Figure 110109122-A0101-12-02
化合物6		 - - - - - - - - - - - - - - 1.0 -
㗁
Figure 110109122-A0101-12-02
化合物7		 - - - - - - - - - - - - - - - 1.0
光聚合性化合物 DPHA 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.5 0.5 1.8 0.1 1.0 1.0 1.0 1.0 2.0 1.0 1.0
光聚合起始劑 Omnirad 907 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8
有機溶劑 PGMEA 52.6 52.6 52.6 52.6 52.6 52.6 52.6 52.6 52.6 52.6 52.6 52.6 52.6 52.6 52.6 52.6
總計（質量%） 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0
＜評價試驗＞
OD值 4.2 4.2 4.2 4.2 4.2 4.2 4.2 4.2 4.2 4.2 4.2 4.2 4.2 4.2 4.2 4.2
表面電阻值1（Ω/□） 3.5×1015 4.4×1015 3.0×1015 1.7×1015 2.2×1015 6.1×1014 4.6×1015 9.6×1013 4.6×1015 1.0×1015 3.1×1015 8.8×1014 4.9×1015 2.0×1011 1.8×1015 3.2×1015
表面電阻值2（Ω/□） 7.6×1014 9.3×1014 5.4×1014 3.8×1014 4.9×1014 1.4×1014 8.8×1014 4.6×1013 9.5×1014 1.8×1014 7.0×1014 2.5×1014 8.5×1014 3.8×1010 3.2×1012 1.6×1012
根據實施例確認到：藉由使用含有黑色著色劑、具有羧基之鹼可溶性樹脂、光聚合起始劑、有機溶劑、及特定之㗁
Figure 110109122-A0101-12-02
化合物之黑矩陣用光阻組成物，可形成具有優異之遮蔽性，且即使進行高溫且長時間之後烘烤，表面電阻值亦不會降低之黑矩陣。 另一方面，確認到：未使用㗁
Figure 110109122-A0101-12-02
化合物之比較例1無法形成具有充分之表面電阻值之黑矩陣，使用並非特定之㗁
Figure 110109122-A0101-12-02
化合物之㗁
Figure 110109122-A0101-12-02
化合物之比較例2及3中，若進行高溫且長時間之後烘烤，則表面電阻值降低。 [產業上之可利用性]
根據本發明，可提供一種黑矩陣用光阻組成物，其能夠形成即使進行高溫且長時間之後烘烤，表面電阻值亦不會降低之黑矩陣。
無
無

Claims (3)

  1. 一種黑矩陣用光阻組成物，其含有：黑色著色劑、具有羧基之鹼可溶性樹脂、光聚合起始劑、有機溶劑、及㗁
    Figure 110109122-A0101-12-02
    化合物，且 上述㗁
    Figure 110109122-A0101-12-02
    化合物為下述通式（1）及/或（2）所表示之化合物，
    Figure 03_image013
    [通式（1）中，R1 及R2 表示可具有不飽和鍵之烷基或芳基，彼此可相同亦可不同；X1 表示下述式（3）～（5）所示之連結基之任一者； 通式（2）中，R3 及R4 表示可具有不飽和鍵之烷基或芳基，彼此可相同亦可不同；X2 為2價連結基]，
    Figure 03_image015
    。
  2. 如請求項1之黑矩陣用光阻組成物，其中，上述㗁
    Figure 110109122-A0101-12-02
    化合物之含量以相對於全部固形物成分之質量百分率表示，為0.1～15質量%。
  3. 一種黑矩陣，其係由請求項1或2之黑矩陣用光阻組成物形成。
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