[发明专利]黑矩阵用组合物、黑矩阵、以及黑矩阵的制造方法

说明书

本发明提供一种材料，其为黑矩阵用的组合物，其适于制造适用于高亮度的显示设备结构的、高耐热性且高遮光性的黑矩阵。使用一种黑矩阵用组合物，其特征在于，含有：(I)包含体积平均粒径为1～300nm的炭黑的黑色着色剂、(II)在酸性或者碱性催化剂的存在下将由预定的式子表示的硅烷化合物进行水解以及缩合而获得的硅氧烷聚合物、(III)表面改性二氧化硅微粒、(IV)热碱产生剂、以及(V)溶剂。

技术领域

本发明涉及黑矩阵用组合物。本发明进一步也涉及由此黑矩阵用组合物形成的黑矩阵。另外，本发明也涉及由黑矩阵用组合物制造黑矩阵的方法。

背景技术

作为在彩色显示设备中使用的滤色器用的黑矩阵，以往使用了如下的黑矩阵，该黑矩阵通过使用分散剂将炭黑等遮光性黑色颜料分散于丙烯酸类树脂、环氧树脂、聚酰亚胺树脂等高分子聚合物中而制成液状组合物，将其进行涂布、固化、以及图案化从而得到。例如，在液晶显示元件中，为了防止光从不切换(switching)的像素间泄漏，维持高的对比度，因而使用黑矩阵。另外，对非晶硅、氧化物半导体进行光照射时，则基于光激发而产生了泄漏电流，因而通过利用黑矩阵层将薄膜晶体管部分进行遮光从而抑制了泄漏电流。

作为这样的目的的黑矩阵用组合物，一直以来提出了各种各样的提案。例如，有人提出了一种炭黑分散液，关于该炭黑分散液，通过对于一次粒径20～30nm的炭黑，使用包含特定的有机化合物的分散液，从而兼顾高的OD值与高的电绝缘性(参照专利文献1)。另外，有人还提出了，通过将导电性炭黑与氧化钛颜料进行混合从而改善遮光性(参照专利文献2)。此外，有人提出了一种绝缘性黑色颜料组合物，其包含由电绝缘性的金属氧化物形成的复合金属氧化物颜料以替代导电性炭黑(参照专利文献3)。另外，有人提出了一种黑矩阵，其通过使用通过将钛氧氮化物分散于聚酰亚胺树脂而得到的组合物，从而具有稳定的电绝缘性(参照专利文献4)。

此外，有人还提出了一种使用了硅氧烷聚合物的黑矩阵用的组合物。例如提出了，通过向在滤色器中使用的着色层形成用感辐射线性组合物中，配混具有特定的官能团的硅氧烷低聚物，进行涂布，然后进行辐射线固化，从而改良密接性、耐溶剂性(参照专利文献5)。另外，有人提出了，通过使用一种硅氧烷聚合物作为滤色器的保护膜，从而获得透明性、平整性以及耐透水性优异的膜，所述硅氧烷聚合物通过利用在侧链具有酸酐基的硅烷单体的水解缩合而获得(参照专利文献6)。此外，作为发挥炭黑的高的遮光性、使用导电性的炭黑并且获得高的电阻值的方法，有人提出了一种在炭黑中内含了二氧化硅的结构的着色剂(参照专利文献7)。关于对着色剂施加了改良的其它的例子，有人还提出了一种由二氧化硅微粒将表面进行了包覆的钛黑颗粒(参照专利文献8)等。其外，有人提出了，通过配混着色颜料与二氧化硅微粒作为滤色器用着色组合物，从而实现高对比度(参照专利文献9)。

另外，特别是，随着移动显示器的高分辨率化，显示像素区域变小的问题日益明显化。作为显示像素区域受限制的原因，列举布线、薄膜晶体管以及辅助容量、以及将它们覆盖的黑矩阵等。其中特别是，因粘贴在形成了晶体管的阵列基板上、形成在滤色器基板的黑矩阵，导致显示像素区域受限制。

为了将阵列基板与滤色器基板贴合而必需进行冗余设计，因而进一步限制显示像素区域。对于这样的问题，有人提出了一种方法，其中，通过将黑矩阵形成于阵列侧基板上，然后由BCB(注册商标、The Dow Chemical Company制造)那样的透明材料进行平整化，然后在其上形成薄膜晶体管，从而提供高透射率的显示元件用基板(参照专利文献10)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2004-292672号公报

专利文献2：日本特开平8-73800号公报

专利文献3：日本特开平10-204321号公报

专利文献4：日本特开2000-143985号公报