遮光膜用黑色樹脂組合物、帶遮光膜的基板、彩色濾光片及觸控屏的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種遮光膜用黑色樹脂組合物、在玻璃等透明基板上包含使該組合物 硬化而成的遮光膜的帶遮光膜的基板，以及以該帶遮光膜的基板為構(gòu)成元件的液晶顯示器 (Liquid Crystal Display，IXD)等的顯示器用彩色濾光片及顯示裝置用觸控屏。詳細(xì)而 言涉及一種適于在透明基板上形成微細(xì)的遮光膜的由于光或熱而硬化的黑色樹脂組合物， 及一種在選擇的位置上形成該遮光膜的帶遮光膜的基板。
【背景技術(shù)】
[0002] 在液晶電視、液晶顯示器、彩色液晶移動(dòng)電話等各種領(lǐng)域中使用彩色液晶面板。彩 色液晶面板成為如下的結(jié)構(gòu)：經(jīng)由密封材料將形成有彩色濾光片的基板與對(duì)向基板（薄膜 晶體管（Thin Film Transistor，TFT)基板）貼合，在兩個(gè)基板之間填充液晶。其中，彩色 濾光片的制造方法通常使用如下方法：在玻璃、塑料片材等透明基板的表面，形成黑色矩陣 (所述黑色矩陣起到通過抑制紅、綠、藍(lán)各色之間的混色而提高對(duì)比度的作用），繼而順次 用條紋狀或馬賽克狀等彩色圖案形成起到表現(xiàn)出所有自然色的作用的紅、綠、藍(lán)的不同色 相。而且，在觸控屏中，在前面玻璃上形成觸控屏電路的情況下，為了隱藏金屬等取出配線， 采用在畫面的周邊部形成以邊框狀形成的遮光層的方法。
[0003] 作為形成彩色濾光片的黑色矩陣或觸控屏的邊框的遮光膜的遮光材料，主要使用 遮光性高的炭黑。然而，產(chǎn)生如下的問題：炭黑的反射光通常并不成為并未著色的黑色、亦 即無(wú)彩色的黑色，在多數(shù)情況下多少會(huì)著色為茶色系的色調(diào)，因此變得漏出該著色的光、亦 即自無(wú)彩色偏離的光，因此在用彩色濾光片顯示黑色或亮度低的顏色的情況下，無(wú)法顯示 所期望的顏色。而且，還存在如下問題：在電源關(guān)閉（OFF)時(shí)，與黑色嵌槽（液晶顯示裝置 或觸控屏的顯示畫面的周圍的邊框部分）產(chǎn)生顏色偏差而造成設(shè)計(jì)性欠佳，在對(duì)設(shè)計(jì)性的 要求多樣化中，調(diào)整黑色的色相的需求逐漸變高。另外，在炭黑以外的黑色遮光材料中，在 多數(shù)情況下并不為無(wú)彩色的黑色，因此要求調(diào)整為無(wú)彩色的黑色的技術(shù)。近年來(lái)，為了使液 晶面板的視認(rèn)性提高及使其具有設(shè)計(jì)性，要求黑色矩陣為"中性黑"（并未著色的黑色：無(wú) 彩色）。而且，在觸控屏中也存在需要使邊框部分與黑色嵌槽的色相一致的情況，在這種情 況下，要求觸控屏邊框?yàn)橹行院凇?br>[0004] 為了實(shí)現(xiàn)中性黑，在專利文獻(xiàn)1中記載了需要使C光源或F10光源中的樹脂黑色 矩陣的透射光及/或反射光的XYZ表色系統(tǒng)中的色度坐標(biāo)與光源的色度坐標(biāo)一致。其中， 具體記載的技術(shù)是使炭黑與有機(jī)顏料（相對(duì)于該炭黑帶自無(wú)彩色偏離的茶色系的色相而 言，該有機(jī)顏料包含作為茶色系色相的補(bǔ)色的藍(lán)色系或紫色系的顏料）分散而調(diào)整色度的 技術(shù)，需要加入較多的補(bǔ)色用顏料。然而，特別是在為了提高遮光性而使炭黑的含量在抗蝕 劑中高的情況下，如果進(jìn)一步大量加入補(bǔ)色用顏料，則有助于硬化性的粘合樹脂或硬化性 單體成分等的調(diào)配比例相對(duì)變小，因此涂膜變得難以充分硬化，涂膜與玻璃基板的密接性 降低，產(chǎn)生變得容易產(chǎn)生剝落等的問題，或者耐環(huán)境試驗(yàn)后的電阻率、密接性降低等對(duì)可靠 性特性的不良影響。而且，僅僅關(guān)于透射光的色度調(diào)整而加以記載，但關(guān)于反射光的色度調(diào) 整，并未具體地表示。
[0005] 而且，作為使反射色為中性黑的方法，揭示了在作為遮光材料的炭黑或氮化鈦中 添加著色顏料的紅色顏料或黃色顏料而進(jìn)行調(diào)色的技術(shù)（專利文獻(xiàn)2及專利文獻(xiàn)3)，但并 未提及關(guān)于所使用的遮光材料與著色顏料的分散狀態(tài)，對(duì)于可確實(shí)地調(diào)整為目標(biāo)的中性黑 或具有優(yōu)選的傾向的自中性黑稍許變藍(lán)的反射色的技術(shù)的要求變高。
[0006] [現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)]
[0007] [專利文獻(xiàn)]
[0008] [專利文獻(xiàn)l]W095/35525號(hào)說(shuō)明書
[0009][專利文獻(xiàn)2]日本專利特開2011-227467號(hào)公報(bào)
[0010] [專利文獻(xiàn)3]日本專利特開2014-119640號(hào)公報(bào)
【發(fā)明內(nèi)容】
[0011] [發(fā)明所欲解決的問題]
[0012] 本發(fā)明是鑒于該技術(shù)的諸多缺點(diǎn)而發(fā)明，其目的在于提供遮光膜及帶遮光膜的基 板，所述遮光膜是遮光性高的黑色的遮光膜，且是反射光被調(diào)整為無(wú)彩色的黑色或稍許帶 藍(lán)色調(diào)的黑色的色度的彩色濾光片用黑色矩陣等的遮光膜。亦即，其中一個(gè)目的是使用使 遮光材料分散于樹脂中而成的特定的遮光膜用黑色樹脂組合物，獲得反射光的L #aVs表色 系統(tǒng)中的色度坐標(biāo)（a#，b#) N (〇.〇,〇.〇)的遮光膜，于實(shí)用上而言，重要的是可進(jìn)行用以使 色度與黑色嵌槽一致的色度調(diào)整，因此目的在于獲得對(duì)aW進(jìn)行色度調(diào)整為-側(cè)（負(fù)側(cè)） 而使其與黑色嵌槽等的色相吻合的遮光膜。
[0013] [解決問題的技術(shù)手段]
[0014] 本發(fā)明人等人為了解決所述現(xiàn)有技術(shù)的問題點(diǎn)而進(jìn)行了努力研宄，結(jié)果發(fā)現(xiàn)通過 除了炭黑、鈦黑等黑色遮光性粒子、及硬化性樹脂或硬化性單體以外，使用特定的顏色調(diào)整 用粒子而制成黑色樹脂組合物，可將遮光膜的色度調(diào)整為無(wú)彩色化或帶藍(lán)色調(diào)的黑色。而 且，發(fā)現(xiàn)在該黑色樹脂組合物中，通過將黑色遮光性粒子的平均二次粒徑與顏色調(diào)整用粒 子的平均二次粒徑的比設(shè)為特定的范圍，且將黑色遮光性粒子的質(zhì)量與顏色調(diào)整用粒子的 質(zhì)量的質(zhì)量比設(shè)為特定的范圍，可確實(shí)地實(shí)現(xiàn)色度的調(diào)整。此時(shí)，作為顏色調(diào)整粒子的色 相，發(fā)現(xiàn)在炭黑為自無(wú)彩色偏離為茶色系的色相的情況下，并不調(diào)配與該偏離的色相處于 補(bǔ)色（相反色）的關(guān)系的藍(lán)色或紫色的顏料，相反地含有少量的與偏離的色相為同系色的 黃色或橙色的顏料，由此可維持硬化后的膜特性或可靠性，且將遮光膜的色度調(diào)整為無(wú)彩 色化或帶藍(lán)色調(diào)的黑色，從而完成本發(fā)明。
[0015] 亦即，本發(fā)明的主旨如下所示。亦即，
[0016] (1)本發(fā)明是一種遮光膜用黑色樹脂組合物，其包含如下成分作為必須成分：(A) 利用光或熱的硬化性樹脂、及/或利用光或熱的硬化性單體、(B)在分散介質(zhì)中分散黑色遮 光性粒子而成的含有黑色遮光性粒子的分散液、及（C)在分散介質(zhì)中分散顏色調(diào)整用粒子 而成的含有顏色調(diào)整用粒子的分散液。
[0017] (2)本發(fā)明還是根據(jù)（1)的遮光膜用黑色樹脂組合物，（C)成分中的顏色調(diào)整用 粒子的平均二次粒徑D c與（B)成分中的黑色遮光性粒子的平均二次粒徑D B的比Dc/DbS 0. 2~1. 2的范圍，且（C)成分中所含的顏色調(diào)整用粒子的質(zhì)量％與（B)成分中所含的黑 色遮光性粒子的質(zhì)量mB的比m c/mBS 0. 03~0. 2的范圍。
[0018] (3)本發(fā)明還是根據(jù)（1)或（2)的遮光膜用黑色樹脂組合物，所述黑色遮光性粒子 是炭黑粒子。
[0019] (4)本發(fā)明還是根據(jù)（1)~（3)中任一項(xiàng)的遮光膜用黑色樹脂組合物，所述顏色調(diào) 整用粒子是作為黃色顏料的C. I.顏料黃139及/或作為橙色顏料的C. I.顏料橙61。
[0020] (5)本發(fā)明還是一種遮光膜用黑色樹脂組合物，所述遮光膜用黑色樹脂組合物是 使用含有聚合性不飽和基的堿可溶性樹脂與具有乙烯性不飽和雙鍵的聚合性單體作為（A) 成分，且進(jìn)一步含有（D)溶劑及（E)光聚合引發(fā)劑的根據(jù)（1)~（4)中任一項(xiàng)所述的遮光 膜用黑色樹脂組合物，且在包含光硬化后成為固形的聚合性單體的固體成分中，含有聚合 性不飽和基的堿可溶性樹脂為10質(zhì)量％~60質(zhì)量％，相對(duì)于含有聚合性不飽和基的堿可 溶性樹脂100質(zhì)量份而言，具有乙烯性不飽和雙鍵的聚合性單體為10質(zhì)量份~60質(zhì)量份， 相對(duì)于含有聚合性不飽和基的堿可溶性樹脂與具有乙烯性不飽和雙鍵的聚合性單體的合 計(jì)量100質(zhì)量份而言，（E)為2質(zhì)量份~50質(zhì)量份，進(jìn)一步在固體成分中，（B)成分中的黑 色遮光性粒子為30質(zhì)量％~60質(zhì)量％，在固體成分中（C)成分中的顏色調(diào)整用粒子為1 質(zhì)量％~15質(zhì)量％。
[0021] (6)本發(fā)明還是根據(jù)（5)的遮光膜用黑色樹脂組合物，含有聚合性不飽和基的堿 可溶性樹脂使用使（a)二羧酸或三羧酸或其酸酐、及（b)四羧酸或其酸二酐和由雙酚類所 衍生的具有2個(gè)縮水甘油醚基的環(huán)氧化合物與含有不飽和基的單羧酸的反應(yīng)物進(jìn)行反應(yīng) 而所得的含有聚合性不飽和基的堿可溶性樹脂。
[0022] (7)本發(fā)明還是一種帶遮光膜的基板，所述帶遮光膜的基板是將根據(jù)⑴~（6)中 任一項(xiàng)所述的遮光膜用黑色樹脂組合物涂布于透明基板上的單面上，使其硬化而所得的帶 遮光膜的基板，自所述透明基板的涂布有遮光膜的面的相反面?zhèn)人鶞y(cè)定的CIE Lab色彩空 間表示系統(tǒng)中的帶遮光膜的基板的b#值滿足-1. 0 < b #< +0. 2。
[0023] (8)本發(fā)明還是一種彩色濾光片，其包含根據(jù)（7)的帶遮光膜的基板。
[0024] (9)本發(fā)明還是一種觸控屏，其包含根據(jù)（7)的帶遮光膜的基板。
[0025] [發(fā)明的效果]
[0026] 通過使用本發(fā)明的黑色樹脂組合物，可在透明基板上形成將反射色控制為無(wú)彩色 的黑色或自無(wú)彩色起帶藍(lán)色調(diào)的黑色的色相的黑色硬化膜（遮光膜），可將形成有該遮光 膜的帶遮光膜的透明基板應(yīng)用于顯示裝置用彩色濾光片或觸控屏中。亦即，通過本發(fā)明，可 設(shè)計(jì)即使在顯示畫面未點(diǎn)亮?xí)r，設(shè)計(jì)性也優(yōu)異的彩色濾光片或觸控屏。
【具體實(shí)施方式】
[0027] 以下，對(duì)本發(fā)明加以詳細(xì)說(shuō)明。
[0028] 本發(fā)明的黑色樹脂組合物中的作為（A)成分的利用光或熱的硬化性樹脂、及/或 利用光或熱的硬化性單體如果是在分子內(nèi)具有至少1個(gè)以上由于熱或光而產(chǎn)生硬化反應(yīng) 的官能基（例如（甲基）丙烯酰基、乙烯基等具有乙烯性不飽和雙鍵的基，或環(huán)氧基、氧雜 環(huán)丁烷基等環(huán)狀反應(yīng)性基）的樹脂或單體，則可使用。
[0029] 作為（A)成分的具有乙烯性不飽和雙鍵的化合物存在有（A-1)具有乙烯性不飽和 雙鍵的樹脂與（A-2)具有乙烯性不飽和雙鍵的聚合性單體，考慮涂敷等處理?xiàng)l件、由于光 或熱而使其硬化的條件、硬化物的物性等，可以單獨(dú)使用（A-1)或（A-2)，還可以以任意比 例加以混合而使用。
[0030] (A-1)成分例如可列舉使用包含1種以上具有羧基的單體的3種~5種聚合性單 體（所述單體選自丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙 烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯等丙烯酸烷基酯或甲基丙烯酸烷基酯（以下，有時(shí) 將這些化合物匯總記載為"（甲基）丙烯酸烷基酯"等）、環(huán)狀的（甲基）丙烯酸環(huán)己酯、 (甲基）丙烯酸羥基乙酯及苯乙烯等）而合成的共聚物的羧基，與具有環(huán)氧基或異氰酸酯基 和至少1個(gè)以上乙烯性不飽和雙鍵的甲基丙烯酸縮水甘油酯、異氰酸酯基乙基丙烯酸酯或 甲基丙烯?；惽杷狨サ确磻?yīng)而所得的由于光或熱而硬化的具有不飽和雙鍵的硬化性樹 月旨。自耐熱性、顯影性的方面考慮，具有此種結(jié)構(gòu)的硬化性樹脂優(yōu)選使用重量平均分子量為 5000~100000、酸值為50~150的硬化性樹脂。
[0031] 而且，（A-1)成分的其它例可列舉雙酚A型環(huán)氧樹脂、雙酚F型環(huán)氧樹脂、酚醛清 漆型環(huán)氧樹脂、多羧酸縮水甘油酯、多元醇聚縮水甘油酯、脂肪族或脂環(huán)式環(huán)氧樹脂、胺型 環(huán)氧樹脂、三苯酚甲烷型環(huán)氧樹脂或二羥基苯型環(huán)氧樹脂等環(huán)氧樹脂與（甲基）丙烯酸反 應(yīng)而所得的環(huán)