[发明专利]黑色基质用颜料分散组合物及含有其的黑色基质用颜料分散抗蚀剂组合物

说明书

本发明的课题在于提供分散稳定性高的黑色基质用颜料分散组合物以及遮光性良好且反射率低的黑色基质用颜料分散抗蚀剂组合物。具体而言，在于提供如下黑色基质用颜料分散组合物，其含有碳黑、沉降性硫酸钡、含碱性基团的颜料分散剂、颜料衍生物、碱可溶性树脂、溶剂，其特征在于，碳黑与沉降性硫酸钡的含有比率(碳黑/沉降性硫酸钡)为95/5～65/35。

技术领域

本发明涉及用于液晶屏的黑色基质的形成的黑色基质用颜料分散组合物及含有该黑色基质用颜料分散组合物的黑色基质用颜料分散抗蚀剂组合物。

背景技术

在计算机、彩色电视机、手机、平板设备、游戏终端机等的图像显示元件中大多使用液晶方式。液晶图像显示元件利用形成各色像素的彩色滤光片与具有快门作用的液晶来在画面上显示图像。

其次，彩色滤光片通常在玻璃、塑料板等透明基板的表面上形成具有条纹状或马赛克状等的开口部的黑色基质(black matrix)，接着，开口部上依次形成红、绿、蓝等3种以上不同色素的像素。

在此，黑色基质抑制各色间的混色及防止露光从而发挥提高对比度的功能。因此，需要高遮光性，曾经使用即使为薄膜遮光性也高的铬等的蒸镀膜。然而，出于形成的工序复杂而且价格高这样的理由，最近利用含有颜料与感光性树脂的光刻法(颜料法)。

对于该颜料法而言，作为黑色颜料，使用碳黑等的黑色颜料或组合使用几种颜料使成为黑色。

进而，为了得到高遮光性，也需要大量配合颜料自身的含量，但颜料浓度越高，显影性、分辨率、密着性、稳定性等其他的必需性能越低，且在提高遮光性上存在限度。另一方面，对于形成彩色滤光片的膜而寻求薄膜化，成为不得不以颜料的高浓度化来应对的情况。

不过，最近在彩色液晶显示装置中，显示鲜明直接关系着装置自身销售的增加，且鲜明性提高的需求非常强。因此，消除成为颜色洇出等有损鲜明性的原因的彩色滤光片、黑色基质的图案形成不良为非常大的课题。

通过光刻法形成黑色基质时，首先，将黑色基质用抗蚀剂组合物涂布于基板上。其后，穿过具有所期望图案的掩膜并用紫外线进行曝光，使曝光部的涂膜固化。并且，将未曝光部的涂膜用显影液除去，从而形成如上述所期望的图案的黑色基质。此时，为了得到良好的图案，需要抗蚀剂组合物有良好的图案再现性。例如，要求显影结束时在未曝光部中没有显影残渣，曝光部具有充分的细线再现性，可形成清晰边缘的图案等。

然而，作为黑色基质，遮光性高是指相对于紫外线的遮光性也高。因此，在曝光部分中，即使涂膜表面固化，在基板的附近紫外线也不能通过从而以未固化的状态残留。而且，产生下述现象：未固化而残留的部分慢慢地被显影液侵入而变少，最终曝光部分全部被除去而黑色基质消失。

这样，将从首先未曝光部完全被除去之后到曝光部变少而无法得到作为黑色基质的规定性能的时间长度称作显影宽容度(Development Latitude)。该显影宽容度少是由于未曝光部分被除去后立刻发生曝光部的变少、消失，故而确认终止显影的时机存在困难。尤其是，对于上述这样的经高颜料浓度化的抗蚀剂组合物而言，由于曝光部中的未固化的程度易于增高，故而无法充分取得显影宽容度，密着性也降低。因此，未曝光部无法完全除去，或者曝光部变少而无法得到规定的性能等，在工序管理方面成为非常大的问题。

因此，作为黑色基质用的组合物，从不使显影工序中的显影发生困难的观点出发，也寻求能够实现足够的高遮光率(OD值)、低反射率的组合物。而且，在手机等的用途中，从防止画面上眩光的观点出发也寻求低反射率。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2014-157179号公报

专利文献2：日本特开2015-138180号公报

专利文献3：日本特开2015-102792号公报