黑色涂料组合物及其应用制造技术

一种黑色涂料组合物，包括遮光材料和高分子材料，其中遮光材料由具有复合粒度分布的颗粒组成，该涂料组合物具有高遮光性，在贮存稳定性、分散体稳定性和涂覆效率方面是优异的，并且在用于液晶显示装置等的滤色器的遮光薄膜所需的其它性能上也令人满意。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及黑色涂料组合物及其应用。更具体地说，本专利技术涉及一种形成液晶显示装置(LCD)、成像装置等所用滤色器的遮光薄膜的黑色涂料组合物，以及用该黑色涂料组合物制造滤色器的方法。为了提高滤色器的对比度和彩色纯度或防止光线向液晶显示装置等所用滤色器的开关装置等漏出，已知的如以下方法一种称为黑色基质的遮光薄膜形成在透明被涂物上形成的分别为红色、绿色和蓝色的透明、彩色并细致的图案之间的空隙中，或者，遮蔽不必要光线的遮光薄膜形成在位于开关装置上的被涂物上。在近几年，随着LCD的尺寸、产量等的迅速增长，对遮光薄膜的性能和生产率寻求进一步改进的愿望有所增加。例如，所希望的不仅有涂膜的高遮光性，还有改进的平坦度和光洁度以及改进的对被涂物和罩面层(保护膜)的粘接性。另外，近来特别对包含耐热性、耐水性、耐湿性、耐碱性、耐溶剂性、耐液晶性等在内的可靠性有迫切的愿望。作为形成这种遮光薄膜的材料，主要使用金属材料和树脂基材料。铬等被用作金属材料，包含高分子材料(如树脂)和遮光材料(如炭黑)的涂料组合物被用作树脂基材料。就这些材料而言，金属材料如铬涉及环境污染问题，所形成的遮光薄膜具有不希望的高光反射性，生产成本高等等。因此，目前关注的是树脂基材料。但是，树脂基材料的缺点在于其遮光性能比金属材料差。为了通过使用树脂基材料而获得高的遮光性能，提高遮光材料加入量是有效的。但是，提高遮光材料加入量使涂料组合物粘度升高，贮存稳定性降低，并使涂料组合物的分散体稳定性降低，尤其是降低了涂覆效率，所以会引起下面的问题滤色器的生产率降低，此外上面提到的遮光薄膜特性的可靠性下降。为了找到一种具有高遮光性，贮存稳定性、分散体稳定性和涂覆效率优秀，并在液晶显示装置等所用滤色器的遮光薄膜所需的各种性能方面令人满意的有利于工业应用的树脂基材料，本专利技术人进行了认真的研究并且完成了本专利技术。本专利技术提供了一种包含遮光材料和高分子材料的黑色涂料组合物，其特征在于遮光材料由具有复合粒度分布的颗粒组成。以下，详细说明本专利技术的实施方案。用于本专利技术的遮光材料在种类上没有特别的限制。遮光材料包括如炭黑，钛黑，金属氧化物(如氧化铁黑)，金属硫化物(如硫化铋)，选自苝型、酞菁型、蒽醌型、二噁嗪型、喹吖啶酮型、偶氮型、异吲哚啉型、硫靛型等颜料的黑色有机颜料(如酞菁黑、尼格、苯胺黑和苝黑)。黑色有机颜料包括许多有色有机颜料等。这些遮光材料可以单独使用或两种或更多种混合使用。遮光材料能适当地从市场可购得的材料中选出，如Special Black 550(Degussa)，Raven 410、1250等(Colombian Carbon)，BY-004(Mitsubishi MaterialsCorp.)，Paliogen Black L0084(BASF AG)等。当用本专利技术的涂料组合物作为形成滤色器遮光薄膜的材料时，特别适于使用炭黑、钛黑、有机颜料或它们的混合物。作为有机颜料，苝型颜料如苝黑是特别适宜的。当使用混合遮光材料时，钛黑与有机颜料的混合物是特别适宜的。有机颜料和钛黑的混合比例完全能由它们的类型和性能确定。从黑色涂料组合物的分散体稳定性和由该组合物形成的遮光薄膜的性能方面看，以每100重量份混合物计，通常有机颜料与钛黑的比例最好选择在20到80重量份比80到20重量份范围内。用于本专利技术的遮光材料由具有复合粒径分布的颗粒组成。本专利技术中，术语“复合粒度分布”是指多于一种标准的组合，即高斯粒度分布。更具体地说，本专利技术所用的遮光材料由颗粒的标准粒度分布具有预定平均粒度(下文称为“具有较大平均粒度的分布”)的一组颗粒和另外的一组或多组颗粒组成，所述的“另外的一组或多组颗粒”的标准粒度分布都具有比具有较大平均粒度的分布小的平均粒度(下文称为“具有较小平均粒度的分布)。在另一方面，满足以上条件的遮光材料在纵轴代表分布(wt％/nm)、横轴代表粒度(nm)的图中是这样的或是得到一条具有一组表示平均粒度的峰的曲线，或是一条单峰曲线，而且该曲线朝小粒度的下降长于朝大粒度的下降。尽管颗粒的粒度不受特别的限制，但优选约为700nm或更小，更优选约为300nm或更小。下降值通常约为5nm。一组颗粒的平均粒度能根据所用遮光材料的种类和待混合颗粒组的数量而适当地确定。例如，当具有较大平均粒度的分布和具有较小平均粒度的分布的两组粒子混合时，当具有较小平均粒度的分布的平均粒度被当作1时，则较大平均粒度的分布的平均粒度优选不小于约4，并优选不大于约50。在这种情形下，具有较大粒度的分布的平均粒度优选约为50nm或更大，更优选约为100nm或更大，通常约为500nm或更小。以两组颗粒的总重量为基准，具有较小粒度的分布的颗粒组的比例优选从1到40％(重量)，更优选从5到30％(重量)。在本专利技术中，待混合的颗粒组数不限于上面的两种，可包括三种或更多。用于本专利技术遮光材料的颗粒形状优选为球形或近于球形。但是，它不限于此，也可以是片状、棒形、针形等。确定粒度和粒度分布的方法可以包括例如液相沉积法，小角度X射线散射法，X射线透射法，光散射法，光子关联法，比表面积法和电子显微镜法。通过适当地选择一种调节粒度的方法以得到上述粒度分布，或者适当地选择遮蔽或分类条件，就可以制成满足上述条件的遮光材料。也可以这样制备所需的遮光材料例如，按常规方法将粒度调节到所需粒度以制成两组或多组颗粒，这些颗粒有互不相同的具有预定平均粒度的分布，并适当地混合如此制成的两组或多组颗粒。在这种情况下，这两组或多组将被混合的颗粒可以是同一种遮光材料或不同种的遮光材料。本专利技术中所用高分子材料可以是任何本领域常用的高分子材料，包括如具有象耐热和耐溶剂性的热固性材料或光敏材料。热固性材料包括顺丁烯二酸化油树脂、丙烯酸树脂、聚酯树脂、聚丁二烯树脂、聚烯烃树脂、可溶可熔酚醛树脂、甲酚酚醛树脂、聚酰亚胺、聚乙烯醇、改性丙烯酸树脂、改性环氧树脂、改性有机硅树脂等。光敏材料包括的材料诸如丙烯酸树脂、聚酯树脂、聚酰亚胺树脂、环氧树脂等。在工业应用中，适用的是被称为阳抗光蚀剂和阴抗光蚀剂的光敏材料。阴抗光蚀剂包括含有诸如二苯酮或蒽醌光引发剂的丙烯酸树脂。市场可购得的阴抗光蚀剂包括V-259-PA(Shin-Nittetsu Kagaku)、Kayarad INC-116(Nippon Kayaku Co.，Ltd.)等。阳抗光蚀剂包括含邻醌二叠氮化物的酯化产物的可溶可熔酚醛树脂。市场可购得的阳抗光蚀剂包括OFPR-800(Tokyo Ohka Kogyo Co.，Ltd.)，PF-7400(Sumitomo Chemical Co.，Ltd.)，FH-2030(Fuji HuntElectronics Technology，Co.，Ltd.)等。本专利技术的黑色涂料组合物中，遮光材料与高分子材料的混合比可大范围选择而不受特别限制。依据遮光材料和高分子材料的种类以及本专利技术中黑色涂料组合物的使用目的，该比例可从10∶90(重量)到80∶20(重量)的宽范围内适当选取，通常从20∶80(重量)到70∶30(重量)范围内选取。根据目的，除了含遮光材料和高分子材料外，本专利技术的黑色涂料组合物还包括有机溶剂(如烃、醚、酮、醇和溶纤剂)，水，以及辅助添加剂如以上未提到本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种黑色涂料组合物，包括遮光材料和高分子材料，其特征在于遮光材料由具有复合粒度分布的颗粒组成。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：山下敏信，本耕嗣，古林俊树，德田武雄，中木代春，
申请(专利权)人：住友化学工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]