颜料分散液、感光性树脂组合物、固化物、黑色矩阵和图像显示装置的制作方法

本发明涉及颜料分散液、感光性树脂组合物、固化物、黑色矩阵(black matrix。以下有时简称为“bm”。)和图像显示装置。本申请要求基于2021年10月20日在日本申请的特愿2021-171566号、和2021年12月9日在日本申请的特愿2021-199773号的优先权，将其内容援引至其中。

背景技术：

1、滤色器通常在玻璃、塑料等透明基板的表面形成黑色的黑色矩阵，接着，依次以格子状、条纹状或马赛克状等图案形成了红、绿、蓝等3种以上不同颜色的像素。图案尺寸根据滤色器的用途以及各自的颜色而不同，通常为5～700μm左右。

2、作为滤色器的代表性的制造方法，已知有颜料分散法。通过颜料分散法制造滤色器的情况下，首先，将含有炭黑等黑色颜料的感光性树脂组合物涂布在透明基板上后，利用真空干燥装置进行减压干燥，其后利用热板进行加热干燥，进而进行图像曝光、显影后，通过200℃以上的高温处理使其固化(cure)，由此形成bm，将其按照红、绿、蓝等各颜色重复，形成像素，由此形成具有bm及像素的滤色器。但是，若上述的热板中的加热干燥不均匀地进行，则膜厚均匀性恶化，有时在bm及像素上产生显影不均，特别是存在会过显影的部分中bm的密合性大幅恶化的问题。

3、bm通常在红、绿、蓝等像素间以格子状、条纹状或马赛克状配置，有各像素间的混色抑制所带来的对比度提高或防止漏光的作用。因此，对bm要求高的遮光性。另外，在bm形成后形成的红、绿、蓝等像素的边缘部与该bm的一部分重叠，因此受bm膜厚的影响，在重叠的部分形成高度差。在该重叠的部分，像素的平坦性受损，发生液晶单元间隙的不均匀化或液晶取向的紊乱，从而成为显示能力降低的原因。因此，近年来尤其要求使bm膜厚细线化和薄膜化，由于即使在进行了薄膜化时也表现充分的遮光性，因此bm中的颜料浓度有变高的趋势，如果产生显影不均则特别是bm的密合性的恶化变得显著。

4、此外，由于节能化、移动电源(mobile battery)的长寿化，因此背光灯的输出有变低的趋势，为了即使在这样的条件下也能够以高亮度进行图像显示，正在进行作为遮光部的bm的细线化。另外，近年，在液晶显示器的市场中，平板电脑等之类的小型化逐渐成为主流，另一方面，大型的电视机中高分辨率的要求逐渐变高。基于这些理由，bm的高精细化的要求也变高，近年来，由以往的10μm左右的线宽变为现在要求6～8μm左右的线宽的bm细线。

5、另外，在曝光后的显影中，为了没有残渣，通常将显影时间设定为较长，由此与基板的界面部分的bm的溶解(嵌入)进展，容易引起bm细线线图案的剥离。图案线宽为10μm以上的情况下，即使在bm细线单侧发生约1～2μm的嵌入(细线线两侧的合计为约2～4μm)，也能够维持与基板的细线密合性，但线宽小于10μm的细线图案中由于bm/基板界面的密合面积小，因此，线宽每缩小1μm的图案密合性的降低幅度会显著变大。

6、基于这样的背景，寻求细线密合性和显影溶解性优异的感光性树脂组合物，推进了对细线特性和显影溶解性产生影响的颜料分散液的改良。

7、例如，已知有颜料分散液中使用分散助剂，作为分散助剂，例如可以举出含有羧基、磺酸基、或磷酸基的化合物，但从颜料分散性、工业利用性的观点出发，有时使用含磺酸基化合物。

8、例如，专利文献1中记载了，通过在特定的碱溶性树脂中配混使用了酸值为0～30的分散助剂(含磺酸基化合物)的分散颜料，从而改善了显影密合性和残渣的滤色器用感光性树脂组合物。

9、现有技术文献

10、专利文献

11、专利文献1：日本特开2008-164937号公报

技术实现思路

1、发明要解决的问题

2、本发明人等使用专利文献1中记载的感光性树脂组合物进行了bm评价，结果可知溶解性和细线密合性并不充分。

3、因此，本发明的目的在于，提供：得到溶解性和细线密合性优异的感光性树脂组合物的颜料分散液、以及使用其的感光性树脂组合物。

4、用于解决问题的方案

5、本发明人等进行了深入研究，结果发现：通过使用特定化合物从而可以解决前述课题。即，本发明的主旨在于以下。

6、[1]一种颜料分散液，其含有：(a)颜料、(b)分散剂和(c)含磺酸基化合物，

7、前述(c)含磺酸基化合物的电导率为2000μs/cm以上且9000μs/cm以下，

8、前述(c)含磺酸基化合物的酸值为40mgkoh/g以上。

9、[2]根据[1]所述的颜料分散液，其中，前述(c)含磺酸基化合物包含选自由酞菁的磺酸衍生物、喹酞酮的磺酸衍生物、蒽醌的磺酸衍生物、喹吖啶酮的磺酸衍生物、二酮吡咯并吡咯的磺酸衍生物和二噁嗪的磺酸衍生物组成的组中的至少一种。

10、[3]根据[1]所述的颜料分散液，其中，前述(c)含磺酸基化合物包含铜酞菁磺酸衍生物。

11、[4]根据[1]～[3]中任一项所述的颜料分散液，其中，前述(a)颜料与前述(c)含磺酸基化合物的以质量基准计的含有比率((a)颜料/(c)含磺酸基化合物)为10以上。

12、[5]根据[1]～[4]中任一项所述的颜料分散液，其中，前述(a)颜料与前述(b)分散剂的以质量基准计的含有比率((a)颜料/(b)分散剂)为4以上。

13、[6]根据[1]～[5]中任一项所述的颜料分散液，其中，前述(a)颜料含有炭黑。

14、[7]一种感光性树脂组合物，其含有：(a)颜料、(b)分散剂、(c)含磺酸基化合物、(d)碱溶性树脂、(e)光聚合性化合物和(f)光聚合引发剂，前述(c)含磺酸基化合物的电导率为2000μs/cm以上且9000μs/cm以下，前述(c)含磺酸基化合物的酸值为40mgkoh/g以上。

15、[8]根据[7]所述的感光性树脂组合物，其中，前述(c)含磺酸基化合物包含选自由酞菁的磺酸衍生物、喹酞酮的磺酸衍生物、蒽醌的磺酸衍生物、喹吖啶酮的磺酸衍生物、二酮吡咯并吡咯的磺酸衍生物和二噁嗪的磺酸衍生物组成的组中的至少一种。

16、[9]根据[7]所述的感光性树脂组合物，其中，前述(c)含磺酸基化合物包含铜酞菁磺酸衍生物。

17、[10]根据[7]～[9]中任一项所述的感光性树脂组合物，其中，前述(a)颜料含有炭黑。

18、[11]一种固化物，其是使[7]～[10]中任一项所述的感光性树脂组合物固化而得到的。

19、[12]一种黑色矩阵，其包含[11]所述的固化物。

20、[13]一种图像显示装置，其具有[11]所述的固化物。

21、发明的效果

22、根据本发明，可以提供：能够得到溶解性和细线密合性优异的感光性树脂组合物的颜料分散液、以及使用其的感光性树脂组合物。

技术特征：

1.一种颜料分散液，其含有：(a)颜料、(b)分散剂和(c)含磺酸基化合物，

2.根据权利要求1所述的颜料分散液，其中，所述(c)含磺酸基化合物包含选自由酞菁的磺酸衍生物、喹酞酮的磺酸衍生物、蒽醌的磺酸衍生物、喹吖啶酮的磺酸衍生物、二酮吡咯并吡咯的磺酸衍生物和二噁嗪的磺酸衍生物组成的组中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的颜料分散液，其中，所述(c)含磺酸基化合物包含铜酞菁磺酸衍生物。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的颜料分散液，其中，所述(a)颜料与所述(c)含磺酸基化合物的以质量基准计的含有比率((a)颜料/(c)含磺酸基化合物)为10以上。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的颜料分散液，其中，所述(a)颜料与所述(b)分散剂的以质量基准计的含有比率((a)颜料/(b)分散剂)为4以上。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的颜料分散液，其中，所述(a)颜料含有炭黑。

7.一种感光性树脂组合物，其含有：(a)颜料、(b)分散剂、(c)含磺酸基化合物、(d)碱溶性树脂、(e)光聚合性化合物和(f)光聚合引发剂，

8.根据权利要求7所述的感光性树脂组合物，其中，所述(c)含磺酸基化合物包含选自由酞菁的磺酸衍生物、喹酞酮的磺酸衍生物、蒽醌的磺酸衍生物、喹吖啶酮的磺酸衍生物、二酮吡咯并吡咯的磺酸衍生物和二噁嗪的磺酸衍生物组成的组中的至少一种。

9.根据权利要求7所述的感光性树脂组合物，其中，所述(c)含磺酸基化合物包含铜酞菁磺酸衍生物。

10.根据权利要求7～9中任一项所述的感光性树脂组合物，其中，所述(a)颜料含有炭黑。

11.一种固化物，其是使权利要求7～10中任一项所述的感光性树脂组合物固化而得到的。

12.一种黑色矩阵，其包含权利要求11所述的固化物。

13.一种图像显示装置，其具有权利要求11所述的固化物。

技术总结提供：能够得到溶解性和细线密合性优异的感光性树脂组合物的颜料分散液、以及使用其的感光性树脂组合物。本发明的颜料分散液含有：(A)颜料、(B)分散剂和(C)含磺酸基化合物，前述(C)含磺酸基化合物的电导率为2000μS/cm以上且9000μS/cm以下，前述(C)含磺酸基化合物的酸值为40mgKOH/g以上。技术研发人员：石井宏明,入木谦一,藤本翔受保护的技术使用者：三菱化学株式会社技术研发日：技术公布日：2024/5/29