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JP7638878B2 - Photocurable black composition, cured product of photocurable black composition, and black coated substrate - Google Patents
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Photocurable black composition, cured product of photocurable black composition, and black coated substrate Download PDF

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Description

本発明は、光硬化性黒色組成物、光硬化性黒色組成物の硬化物及び光硬化性黒色組成物の硬化被膜を有する黒色被覆基材に関し、特に、アルカリ現像を可能とする光硬化性黒色組成物、光硬化性黒色組成物の硬化物及び光硬化性黒色組成物の硬化被膜が透明基材上に被覆されてなる黒色被覆基材に関する。The present invention relates to a photocurable black composition, a cured product of the photocurable black composition, and a black-coated substrate having a cured coating of the photocurable black composition, and in particular to a photocurable black composition that allows alkaline development, a cured product of the photocurable black composition, and a black-coated substrate in which a transparent substrate is coated with a cured coating of the photocurable black composition.

近年、車両のインストルメント・パネル内にスピードメーター等のアナログ式の車載計器類を配置することに代えて、これらをディスプレイ表示することのニーズがある。この場合、ディスプレイ内の表示領域の周辺部位はブラックレジストで形成された被膜で覆われ、また、表示領域にはブラックマトリクスが形成されることとなる。In recent years, there has been a need to display analog in-vehicle instruments such as speedometers on a vehicle's instrument panel instead of placing them on the panel. In this case, the periphery of the display area on the display is covered with a coating made of black resist, and a black matrix is formed in the display area.

ブラックマトリクスを形成するために用いられる着色感光性樹脂組成物は、例えば、特許文献1に開示されている。具体的には、特許文献1は、遮光性を確保するために、光重合性化合物と、光重合開始剤と、遮光剤としての着色剤と、を含有する着色感光性組成物を開示する。この着色感光性組成物により遮光性の高いブラックマトリクスが形成され、カラーフィルタに適用されることで、液晶ディスプレイのコントラスト向上や光漏れ防止を図ることができる。A colored photosensitive resin composition used to form a black matrix is disclosed, for example, in Patent Document 1. Specifically, Patent Document 1 discloses a colored photosensitive composition that contains a photopolymerizable compound, a photopolymerization initiator, and a colorant as a light-blocking agent in order to ensure light-blocking properties. This colored photosensitive composition forms a black matrix with high light-blocking properties, and by applying it to a color filter, it is possible to improve the contrast of a liquid crystal display and prevent light leakage.

特開2009-168948号公報JP 2009-168948 A

しかし、遮光用の着色剤として特許文献1に示すようなカーボンブラックやチタンブラック等の慣用の着色剤を用いた組成物に基づくブラックレジストで形成された被膜やブラックマトリクスを有するディスプレイのガラス面側から、すなわち、ディスプレイを見るユーザー側からディスプレイに光が当たった場合に、光が当たった領域だけでなくその周囲までぼんやりと光が反射し、当該光が当たった領域及びその周囲領域がぼんやりと白く見える現象(以下、本明細書においてこの現象を白ボケともいう)が生じる場合があることが、発明者らの検討によりわかった。特に、車両等の室内にてブラックレジストで形成された比較的大きな被膜領域が車内灯などで照らされた場合に白ボケが顕著なものとなった。白ボケが生じると、ディスプレイ表示領域とその周囲の視認性の悪化につながる。However, the inventors have found through their studies that when light hits a display having a coating or black matrix formed from a black resist based on a composition using a conventional colorant such as carbon black or titanium black as shown in Patent Document 1 from the glass side, i.e., from the user's side looking at the display, the light is dimly reflected not only in the area where the light hits but also in the surrounding area, causing the area where the light hits and the surrounding area to look dimly white (hereinafter, this phenomenon is also referred to as white blur in this specification). In particular, white blur becomes noticeable when a relatively large coating area formed from black resist is illuminated by an interior light or the like inside a vehicle or the like. White blur leads to a deterioration in visibility of the display area and its surroundings.

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、ユーザー側からディスプレイに照射される光の反射を低減した黒色遮蔽材を形成するための光硬化性黒色組成物を提供することにある。The present invention has been made in consideration of the above-mentioned problems, and its object is to provide a photocurable black composition for forming a black shielding material that reduces the reflection of light irradiated from the user to the display.

本発明者らは、上記目的達成に向け鋭意検討を行った。その結果、遮光用の着色剤として所定の窒素吸着比表面積を有するカーボンブラックを使用することで上記目的が達成し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。The present inventors conducted extensive research to achieve the above object. As a result, they discovered that the above object can be achieved by using carbon black having a specific nitrogen adsorption surface area as a light-blocking colorant, and thus completed the present invention.

すなわち、本発明の上記目的は、
(A)アルカリ可溶性樹脂と、
(B)光重合開始剤と、
(C)光重合性多官能モノマーと、
(D)JIS K6217-2:2017に基づく窒素吸着比表面積が300m/g以上であるカーボンブラックと、
を有することを特徴とする光硬化性黒色組成物により達成されることが見出された。
That is, the above object of the present invention is to
(A) an alkali-soluble resin;
(B) a photopolymerization initiator;
(C) a photopolymerizable multifunctional monomer;
(D) carbon black having a nitrogen adsorption specific surface area based on JIS K6217-2:2017 of 300 m 2 /g or more;
It has been found that this can be achieved by a photocurable black composition comprising:

本発明の光硬化性黒色組成物は、さらに、(E)セルロースと短鎖脂肪酸とのエステルを含むことが好ましい。It is preferable that the photocurable black composition of the present invention further contains (E) an ester of cellulose and a short-chain fatty acid.

さらに、(C)光重合性多官能モノマーが、(C1)RO付加光重合性多官能モノマー及び(C2)ラクトン付加光重合性多官能モノマーを含むことが好ましく、(C1)RO付加光重合性多官能モノマー/(C2)ラクトン付加光重合性多官能モノマーの質量比(固形分)が、0.5以上10以下の範囲であることがさらに好ましい。Furthermore, it is preferable that the (C) photopolymerizable multifunctional monomer contains (C1) an RO-addition photopolymerizable multifunctional monomer and (C2) a lactone-addition photopolymerizable multifunctional monomer, and it is even more preferable that the mass ratio (solid content) of (C1) RO-addition photopolymerizable multifunctional monomer/(C2) lactone-addition photopolymerizable multifunctional monomer is in the range of 0.5 or more and 10 or less.

そのうえ、(D)カーボンブラックが、300m/g以上400m/g以下のJIS K6217-2:2017に基づく窒素吸着比表面積を有することが好ましい。 In addition, it is preferable that the (D) carbon black has a nitrogen adsorption specific surface area based on JIS K6217-2:2017 of 300 m 2 /g or more and 400 m 2 /g or less.

また、(F)熱硬化性成分を含むことが好ましい。 It is also preferable that it contains (F) a thermosetting component.

さらに、本発明の上記目的は、本発明の光硬化性黒色組成物の硬化物、及び透明基材と、本発明の光硬化性黒色組成物の硬化被膜と、を有することを特徴とする黒色被覆基材によっても達成することができる。Furthermore, the above-mentioned object of the present invention can also be achieved by a black-coated substrate characterized by having a cured product of the photocurable black composition of the present invention, a transparent substrate, and a cured coating of the photocurable black composition of the present invention.

本発明によれば、透明基材上に光硬化性黒色組成物により形成された硬化被膜が施され、透明基材越しに硬化被膜に光が照射された場合に、光の反射が抑制され、したがって、硬化被膜上の白ボケの発生を抑制することができ、有機又は無機ELディスプレイや液晶ディスプレイ等に適用された場合に視認性を向上させることができる。According to the present invention, a cured coating formed from a photocurable black composition is applied onto a transparent substrate, and when light is irradiated onto the cured coating through the transparent substrate, reflection of light is suppressed, thereby suppressing the occurrence of white blur on the cured coating, and improving visibility when applied to organic or inorganic EL displays, liquid crystal displays, etc.

<光硬化性黒色組成物>
本発明の光硬化性黒色組成物は、
(A)アルカリ可溶性樹脂と、
(B)光重合開始剤と、
(C)光重合性多官能モノマーと、
(D)JIS K6217-2:2017に基づく窒素吸着比表面積が300m/g以上であるカーボンブラックと
を有する。
<Photocurable black composition>
The photocurable black composition of the present invention comprises:
(A) an alkali-soluble resin;
(B) a photopolymerization initiator;
(C) a photopolymerizable multifunctional monomer;
and (D) carbon black having a nitrogen adsorption specific surface area based on JIS K6217-2:2017 of 300 m 2 /g or more.

[(A)アルカリ可溶性樹脂]
(A)アルカリ可溶性樹脂は、光硬化性黒色組成物のアルカリ現像液への溶解、すなわち、アルカリでの現像を可能とする樹脂である。
[(A) Alkali-soluble resin]
The alkali-soluble resin (A) is a resin that enables the photocurable black composition to be dissolved in an alkali developer, i.e., enables development with an alkali.

(A)アルカリ可溶性樹脂は、エチレン性不飽和基を有していてもよく、また、有していなくても良い。エチレン性不飽和基とは、エチレン性不飽和結合を有する置換基であって、例えば、ビニル基、(メタ)アクリロイル基が挙げられ、反応性の観点から、(メタ)アクリロイル基であることが好ましい。ここで、(メタ)アクリロイル基とは、アクリロイル基及びメタアクリロイル基を総称する用語である。(A) The alkali-soluble resin may or may not have an ethylenically unsaturated group. The ethylenically unsaturated group is a substituent having an ethylenically unsaturated bond, such as a vinyl group or a (meth)acryloyl group. From the viewpoint of reactivity, the (meth)acryloyl group is preferable. Here, the (meth)acryloyl group is a general term for an acryloyl group and a methacryloyl group.

(A)アルカリ可溶性樹脂としては、カルボキシル基含有樹脂またはフェノール樹脂を用いると好ましい。特に、カルボキシル基含有樹脂を用いると現像性の面からより好ましい。(A) As the alkali-soluble resin, it is preferable to use a carboxyl group-containing resin or a phenol resin. In particular, it is more preferable to use a carboxyl group-containing resin from the standpoint of developability.

カルボキシル基含有樹脂としては、分子中にカルボキシル基を有し、さらにエチレン性不飽和基を有さない(非感光性の)、又はこれを有する(感光性の)従来公知の各種カルボキシル基含有樹脂を使用することができる。As the carboxyl group-containing resin, various conventionally known carboxyl group-containing resins that have a carboxyl group in the molecule and further do not have an ethylenically unsaturated group (non-photosensitive) or that do have an ethylenically unsaturated group (photosensitive) can be used.

エチレン性不飽和基を有さないカルボキシル基含有樹脂の具体例としては、以下のような化合物(オリゴマーおよびポリマーのいずれでもよい)を挙げることができる。 Specific examples of carboxyl group-containing resins that do not have ethylenically unsaturated groups include the following compounds (which may be either oligomers or polymers):

(1)脂肪族ジイソシアネート、分岐脂肪族ジイソシアネート、脂環式ジイソシアネート、芳香族ジイソシアネート等のジイソシアネートと、ジメチロールプロピオン酸、ジメチロールブタン酸等のカルボキシル基を含有する、ジアルコール化合物、ポリカーボネート系ポリオール、ポリエーテル系ポリオール、ポリエステル系ポリオール、ポリオレフィン系ポリオール、ビスフェノールA系アルキレンオキシド付加体ジオール、フェノール性ヒドロキシル基およびアルコール性ヒドロキシル基を有する化合物等のジオール化合物の重付加反応によるカルボキシル基含有ウレタン樹脂。(1) Carboxyl group-containing urethane resins obtained by polyaddition reaction of diisocyanates such as aliphatic diisocyanates, branched aliphatic diisocyanates, alicyclic diisocyanates, and aromatic diisocyanates with diol compounds containing carboxyl groups such as dimethylolpropionic acid and dimethylolbutanoic acid, such as dialcohol compounds, polycarbonate polyols, polyether polyols, polyester polyols, polyolefin polyols, bisphenol A alkylene oxide adduct diols, and compounds having phenolic hydroxyl groups and alcoholic hydroxyl groups.

(2)ジイソシアネートと、カルボキシル基含有ジアルコール化合物の重付加反応によるカルボキシル基含有ウレタン樹脂。(2) A carboxyl group-containing urethane resin obtained by a polyaddition reaction between a diisocyanate and a carboxyl group-containing dialcohol compound.

(3)(メタ)アクリル酸等の不飽和カルボン酸と、スチレン、α-メチルスチレン、低級アルキル(メタ)アクリレート、イソブチレン等の不飽和基含有化合物との共重合により得られるカルボキシル基含有樹脂。(3) Carboxyl group-containing resins obtained by copolymerization of unsaturated carboxylic acids such as (meth)acrylic acid with unsaturated group-containing compounds such as styrene, α-methylstyrene, lower alkyl (meth)acrylates, and isobutylene.

(4)2官能エポキシ樹脂または2官能オキセタン樹脂にアジピン酸、フタル酸、ヘキサヒドロフタル酸等のジカルボン酸を反応させ、生じた水酸基に無水フタル酸、テトラヒドロ無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸等の2塩基酸無水物を付加させたカルボキシル基含有ポリエステル樹脂。(4) Carboxyl group-containing polyester resins obtained by reacting a dicarboxylic acid such as adipic acid, phthalic acid, or hexahydrophthalic acid with a bifunctional epoxy resin or a bifunctional oxetane resin, and then adding a dibasic acid anhydride such as phthalic anhydride, tetrahydrophthalic anhydride, or hexahydrophthalic anhydride to the resulting hydroxyl groups.

(5)エポキシ樹脂またはオキセタン樹脂を開環させ、生成した水酸基に多塩基酸無水物を反応させて得られるカルボキシル基含有樹脂。(5) A carboxyl group-containing resin obtained by ring-opening an epoxy resin or an oxetane resin and reacting the resulting hydroxyl group with a polybasic acid anhydride.

(6)1分子中に複数のフェノール性水酸基を有する化合物、すなわちポリフェノール化合物を、エチレンオキシド、プロピレンオキシド等のアルキレンオキシドと反応させて得られるポリアルコール樹脂等の反応生成物に、多塩基酸無水物を反応させて得られるカルボキシル基含有樹脂。(6) A carboxyl group-containing resin obtained by reacting a reaction product such as a polyalcohol resin obtained by reacting a compound having multiple phenolic hydroxyl groups in one molecule, i.e., a polyphenol compound, with an alkylene oxide such as ethylene oxide or propylene oxide, with a polybasic acid anhydride.

また、エチレン性不飽和基を有するカルボキシル基含有樹脂の具体例としては、以下のような化合物(オリゴマーおよびポリマーのいずれでもよい)を挙げることができる。なお、カルボキシル基含有樹脂におけるエチレン性不飽和結合は、アクリル酸もしくはメタクリル酸またはそれらの誘導体由来であることが好ましい。 Specific examples of carboxyl group-containing resins having ethylenically unsaturated groups include the following compounds (which may be either oligomers or polymers). The ethylenically unsaturated bond in the carboxyl group-containing resin is preferably derived from acrylic acid or methacrylic acid or a derivative thereof.

(7)脂肪族ジイソシアネート、分岐脂肪族ジイソシアネート、脂環式ジイソシアネート、芳香族ジイソシアネート等のジイソシアネートと、ジメチロールプロピオン酸、ジメチロールブタン酸等のカルボキシル基を含有する、ジアルコール化合物、ポリカーボネート系ポリオール、ポリエーテル系ポリオール、ポリエステル系ポリオール、ポリオレフィン系ポリオール、アクリル系ポリオール、ビスフェノールA系アルキレンオキシド付加体ジオール、フェノール性ヒドロキシル基およびアルコール性ヒドロキシル基を有する化合物等のジオール化合物の重付加反応によるカルボキシル基含有感光性ウレタン樹脂。(7) Carboxyl group-containing photosensitive urethane resins obtained by the polyaddition reaction of diisocyanates, such as aliphatic diisocyanates, branched aliphatic diisocyanates, alicyclic diisocyanates, and aromatic diisocyanates, with diol compounds, such as dialcohol compounds containing carboxyl groups, such as dimethylolpropionic acid and dimethylolbutanoic acid, polycarbonate-based polyols, polyether-based polyols, polyester-based polyols, polyolefin-based polyols, acrylic polyols, bisphenol A-based alkylene oxide adduct diols, and compounds having phenolic hydroxyl groups and alcoholic hydroxyl groups.

(8)ジイソシアネートと、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、水添ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ビスフェノールS型エポキシ樹脂、ビキシレノール型エポキシ樹脂、ビフェノール型エポキシ樹脂等の2官能エポキシ樹脂の(メタ)アクリレートもしくはその部分酸無水物変性物と、カルボキシル基含有ジアルコール化合物の重付加反応によるカルボキシル基含有感光性ウレタン樹脂。(8) A carboxyl group-containing photosensitive urethane resin obtained by a polyaddition reaction of a diisocyanate with a (meth)acrylate or a partially acid anhydride-modified product of a bifunctional epoxy resin such as bisphenol A type epoxy resin, hydrogenated bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, bisphenol S type epoxy resin, bixylenol type epoxy resin, or biphenol type epoxy resin, and a carboxyl group-containing dialcohol compound.

(9)上述の(7)または(8)の樹脂の合成中に、ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート等の分子内に1つの水酸基と1つ以上の(メタ)アクリロイル基を有する化合物を加え、末端(メタ)アクリル化したカルボキシル基含有感光性ウレタン樹脂。(9) A carboxyl group-containing photosensitive urethane resin that has been terminally (meth)acrylated by adding a compound having one hydroxyl group and one or more (meth)acryloyl groups in the molecule, such as a hydroxyalkyl (meth)acrylate, during the synthesis of the resin (7) or (8) described above.

(10)上述の(8)または(9)の樹脂の合成中に、イソホロンジイソシアネートとペンタエリスリトールトリアクリレートの等モル反応物など、分子内に1つのイソシアネート基と1つ以上の(メタ)アクリロイル基を有する化合物を加え末端(メタ)アクリル化したカルボキシル基含有感光性ウレタン樹脂。(10) A carboxyl group-containing photosensitive urethane resin that has been (meth)acrylated at the terminal by adding a compound having one isocyanate group and one or more (meth)acryloyl groups in the molecule, such as an equimolar reactant of isophorone diisocyanate and pentaerythritol triacrylate, during the synthesis of the resin (8) or (9) described above.

(11)2官能またはそれ以上の多官能(固形)エポキシ樹脂に(メタ)アクリル酸を反応させ、側鎖に存在する水酸基に2塩基酸無水物を付加させたカルボキシル基含有感光性樹脂。(11) A carboxyl group-containing photosensitive resin obtained by reacting a difunctional or more polyfunctional (solid) epoxy resin with (meth)acrylic acid and adding a dibasic acid anhydride to the hydroxyl groups present in the side chains.

(12)2官能(固形)エポキシ樹脂の水酸基をさらにエピクロロヒドリンでエポキシ化した多官能エポキシ樹脂に(メタ)アクリル酸を反応させ、生じた水酸基に2塩基酸無水物を付加させたカルボキシル基含有感光性樹脂。(12) A carboxyl group-containing photosensitive resin obtained by reacting a polyfunctional epoxy resin in which the hydroxyl groups of a bifunctional (solid) epoxy resin have been further epoxidized with epichlorohydrin with (meth)acrylic acid, and then adding a dibasic acid anhydride to the resulting hydroxyl groups.

(13)2官能オキセタン樹脂にアジピン酸、フタル酸、ヘキサヒドロフタル酸等のジカルボン酸を反応させ、生じた1級の水酸基に無水フタル酸、テトラヒドロ無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸等の2塩基酸無水物を付加させたカルボキシル基含有ポリエステル感光性樹脂。(13) A carboxyl group-containing polyester photosensitive resin obtained by reacting a dicarboxylic acid such as adipic acid, phthalic acid, or hexahydrophthalic acid with a bifunctional oxetane resin, and then adding a dibasic acid anhydride such as phthalic anhydride, tetrahydrophthalic anhydride, or hexahydrophthalic anhydride to the resulting primary hydroxyl groups.

(14)1分子中に複数のフェノール性水酸基を有する化合物、すなわちポリフェノール化合物を、エチレンオキシド、プロピレンオキシド等のアルキレンオキシドと反応させて得られるポリアルコール樹脂等の反応生成物に、(メタ)アクリル酸等の不飽和基含有モノカルボン酸を反応させ、得られる反応生成物に、更に多塩基酸無水物を反応させて得られるカルボキシル基含有感光性樹脂。(14) A carboxyl group-containing photosensitive resin obtained by reacting a compound having multiple phenolic hydroxyl groups in one molecule, i.e., a polyphenol compound, with an alkylene oxide such as ethylene oxide or propylene oxide to obtain a reaction product such as a polyalcohol resin, reacting the reaction product with an unsaturated group-containing monocarboxylic acid such as (meth)acrylic acid, and further reacting the resulting reaction product with a polybasic acid anhydride.

(15)1分子中に複数のフェノール性水酸基を有する化合物とエチレンカーボネート、プロピレンカーボネート等の環状カーボネート化合物とを反応させて得られる反応生成物に不飽和基含有モノカルボン酸を反応させ、得られる反応生成物に多塩基酸無水物を反応させて得られるカルボキシル基含有感光性樹脂。(15) A carboxyl group-containing photosensitive resin obtained by reacting a compound having multiple phenolic hydroxyl groups in one molecule with a cyclic carbonate compound such as ethylene carbonate or propylene carbonate, reacting the reaction product obtained with an unsaturated group-containing monocarboxylic acid, and reacting the resulting reaction product with a polybasic acid anhydride.

(16)上述の(3)のカルボキシル基含有樹脂にさらに1分子内に1つのエポキシ基と1つ以上の(メタ)アクリロイル基を有する化合物を付加してなるカルボキシル基含有感光性樹脂。(16) A carboxyl group-containing photosensitive resin obtained by further adding a compound having one epoxy group and one or more (meth)acryloyl groups in one molecule to the carboxyl group-containing resin (3) described above.

これら感光性カルボキシル基含有樹脂は、(7)~(16)として述べた以外のものも使用することができ、1種類を単独で用いてもよく、複数種を混合して用いてもよい。特に、(16)で述べたカルボキシル基含有感光性樹脂を用いることが好ましい。These photosensitive carboxyl group-containing resins may also be used other than those described as (7) to (16), and may be used alone or in combination. In particular, it is preferable to use the carboxyl group-containing photosensitive resin described in (16).

(16)において、不飽和カルボン酸は、1分子中に1個の不飽和基と少なくとも1個のカルボキシル基を有する化合物であり、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、不飽和基とカルボン酸の間が鎖延長された変性不飽和モノカルボン酸、例えばβ-カルボキシエチル(メタ)アクリレート、2-アクリロイルオキシエチルコハク酸、2-アクリロイルオキシエチルヘキサヒドロフタル酸、ラクトン変性等によりエステル結合を有する不飽和モノカルボン酸、エーテル結合を有する変性不飽和モノカルボン酸、さらにはマレイン酸等のカルボキシル基を分子中に2個以上含むものなどが挙げられる。これらは単独で用いても、2種以上を混合して用いてもよい。In (16), the unsaturated carboxylic acid is a compound having one unsaturated group and at least one carboxyl group in one molecule, and examples thereof include acrylic acid, methacrylic acid, modified unsaturated monocarboxylic acids in which the unsaturated group and the carboxylic acid are chain-extended, such as β-carboxyethyl (meth)acrylate, 2-acryloyloxyethyl succinic acid, 2-acryloyloxyethyl hexahydrophthalic acid, unsaturated monocarboxylic acids having an ester bond due to lactone modification, modified unsaturated monocarboxylic acids having an ether bond, and even those containing two or more carboxyl groups in the molecule, such as maleic acid. These may be used alone or in a mixture of two or more.

また、(16)において、不飽和基含有化合物は好ましくは(メタ)アクリル酸エステルであり、例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、ペンチル(メタ)アクリレート、ヘキシル(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリル酸アルキルエステル類、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、カプロラクトン変性2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート等の水酸基含有(メタ)アクリル酸エステル類、メトキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、エトキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、イソオクチルオキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、フェノキシトリエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシトリエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート等のグリコール変性(メタ)アクリレート類などが挙げられる。これらは単独で用いても、2種以上を混合して用いてもよい。なお、本明細書中において、(メタ)アクリレートとは、アクリレートおよびメタアクリレートを総称する用語である。In addition, in (16), the unsaturated group-containing compound is preferably a (meth)acrylic acid ester, for example, (meth)acrylic acid alkyl esters such as methyl (meth)acrylate, ethyl (meth)acrylate, propyl (meth)acrylate, butyl (meth)acrylate, pentyl (meth)acrylate, and hexyl (meth)acrylate; hydroxyl group-containing (meth)acrylic acid esters such as 2-hydroxyethyl (meth)acrylate, hydroxypropyl (meth)acrylate, hydroxybutyl (meth)acrylate, and caprolactone-modified 2-hydroxyethyl (meth)acrylate; and glycol-modified (meth)acrylates such as methoxydiethylene glycol (meth)acrylate, ethoxydiethylene glycol (meth)acrylate, isooctyloxydiethylene glycol (meth)acrylate, phenoxytriethylene glycol (meth)acrylate, methoxytriethylene glycol (meth)acrylate, and methoxypolyethylene glycol (meth)acrylate. These may be used alone or in combination of two or more. In this specification, (meth)acrylate is a general term for acrylate and methacrylate.

さらに、(16)において、1分子内に1つのエポキシ基と1つ以上の(メタ)アクリロイル基を有する化合物としては、1分子中にエチレン性不飽和基とオキシラン環を有する化合物であればよく、例えば、グリシジル(メタ)アクリレート、α-メチルグリシジル(メタ)アクリレート、3,4-エポキシシクロヘキシルメチル(メタ)アクリレート、3,4-エポキシシクロヘキシルエチル(メタ)アクリレート、3,4-エポキシシクロヘキシルブチル(メタ)アクリレート、3,4-エポキシシクロヘキシルメチルアミノアクリレート等を挙げることができる。中でも、3,4-エポキシシクロヘキシルメチル(メタ)アクリレートが好ましい。これら(b)1分子中にオキシラン環とエチレン性不飽和基を有する化合物は、単独で用いても2種以上を混合して用いてもよい。 Furthermore, in (16), the compound having one epoxy group and one or more (meth)acryloyl groups in one molecule may be a compound having an ethylenically unsaturated group and an oxirane ring in one molecule, such as glycidyl (meth)acrylate, α-methylglycidyl (meth)acrylate, 3,4-epoxycyclohexylmethyl (meth)acrylate, 3,4-epoxycyclohexylethyl (meth)acrylate, 3,4-epoxycyclohexylbutyl (meth)acrylate, and 3,4-epoxycyclohexylmethylaminoacrylate. Of these, 3,4-epoxycyclohexylmethyl (meth)acrylate is preferred. These (b) compounds having an oxirane ring and an ethylenically unsaturated group in one molecule may be used alone or in a mixture of two or more.

上述のカルボキシル基含有樹脂は、感光性、非感光性問わず、以下のことが言える。すなわち、バックボーン・ポリマーの側鎖に多数のカルボキシル基を有するため、希アルカリ水溶液による現像が可能になる。The following can be said about the above-mentioned carboxyl group-containing resins, regardless of whether they are photosensitive or non-photosensitive: Since the backbone polymer has many carboxyl groups on its side chains, development with a dilute alkaline aqueous solution is possible.

また、カルボキシル基含有樹脂の酸価は、20~200mgKOH/gの範囲が適当であり、より好ましくは40~150mgKOH/gの範囲である。カルボキシル基含有樹脂の酸価が20mgKOH/g以上の場合、塗膜の密着性が良好となり、アルカリ現像が良好となる。一方、200mgKOH/g以下の場合には、現像液による露光部の溶解を抑制できるために、必要以上にラインが痩せたり、場合によっては、露光部と未露光部の区別なく現像液で溶解剥離したりすることを抑制して、良好にレジストパターンを描画することができる。The acid value of the carboxyl group-containing resin is preferably in the range of 20 to 200 mgKOH/g, more preferably in the range of 40 to 150 mgKOH/g. When the acid value of the carboxyl group-containing resin is 20 mgKOH/g or more, the adhesion of the coating film is good and alkaline development is good. On the other hand, when the acid value is 200 mgKOH/g or less, dissolution of the exposed area by the developer can be suppressed, so that the lines are prevented from becoming thinner than necessary, and in some cases, the exposed and unexposed areas are prevented from being dissolved and peeled off by the developer without distinction, allowing a good resist pattern to be drawn.

また、上述のカルボキシル基含有樹脂の重量平均分子量は、樹脂骨格により異なるが、一般的に2,000~150,000、さらには5,000~100,000の範囲にあるものが好ましい。重量平均分子量が2,000以上の場合、タックフリー性能が良好であり、露光後の塗膜の耐現像性が良好で、現像時の膜減りを抑制し、解像性も良好である。一方、重量平均分子量が150,000以下の場合、現像性が良好で、貯蔵安定性にも優れる。 The weight-average molecular weight of the above-mentioned carboxyl group-containing resin varies depending on the resin skeleton, but is generally preferably in the range of 2,000 to 150,000, and more preferably 5,000 to 100,000. When the weight-average molecular weight is 2,000 or more, the tack-free performance is good, the development resistance of the coating film after exposure is good, film loss during development is suppressed, and the resolution is also good. On the other hand, when the weight-average molecular weight is 150,000 or less, the developability is good and the storage stability is also excellent.

このようなカルボキシル基含有樹脂の配合量は、光硬化性黒色組成物の合計質量(固形分)に対して、10~95質量%、好ましくは10~80質量%の範囲が適当である。カルボキシル基含有樹脂の配合量が光硬化性黒色組成物の合計質量(固形分)に対して10質量%以上95質量%以下の範囲内にある場合、被膜強度が良好であり、光硬化性黒色組成物の粘性が適度で塗布性等が向上する。The amount of such carboxyl group-containing resin is suitably in the range of 10 to 95% by mass, preferably 10 to 80% by mass, based on the total mass (solid content) of the photocurable black composition. When the amount of carboxyl group-containing resin is in the range of 10% to 95% by mass based on the total mass (solid content) of the photocurable black composition, the coating strength is good, and the viscosity of the photocurable black composition is appropriate, improving the coatability, etc.

また、本発明においては、(A)アルカリ可溶性樹脂として、感光性カルボキシル基含有樹脂、および、感光性を有しないカルボキシル基含有樹脂のいずれか一方を用いることも、これらを混合して用いることも可能である。In addition, in the present invention, as the alkali-soluble resin (A), it is possible to use either a photosensitive carboxyl group-containing resin or a carboxyl group-containing resin that does not have photosensitivity, or to use a mixture of these.

混合比は、(A)アルカリ可溶性樹脂のエチレン性不飽和結合当量が1200以上となるように調整されるのであれば、どのようなものであってもよい。The mixing ratio may be any ratio as long as it is adjusted so that the ethylenically unsaturated bond equivalent of the alkali-soluble resin (A) is 1,200 or more.

感光性カルボキシル基含有樹脂、および、感光性を有しないカルボキシル基含有樹脂は、上述以外のものも使用することができ、それぞれ1種類を単独で用いてもよく、複数種を混合して用いてもよい。カルボキシル基含有樹脂の中でも、特に、芳香環を有さない樹脂は、耐光性に優れるので好ましい。The photosensitive carboxyl group-containing resin and the non-photosensitive carboxyl group-containing resin may be other than those described above, and each may be used alone or in combination. Among the carboxyl group-containing resins, resins without aromatic rings are particularly preferred because they have excellent light resistance.

フェノール樹脂としては、フェノール性水酸基を有する化合物、例えば、ビフェニル骨格若しくはフェニレン骨格またはその両方の骨格を有する化合物、または、フェノール性水酸基含有化合物、例えば、フェノール、オルソクレゾール、パラクレゾール、メタクレゾール、2,3-キシレノール、2,4-キシレノール、2,5-キシレノール、2,6-キシレノール、3,4-キシレノール、3,5-キシレノール、カテコール、レゾルシノール、ハイドロキノン、メチルハイドロキノン、2,6-ジメチルハイドロキノン、トリメチルハイドロキノン、ピロガロール、フロログルシノール等を用いて合成した、様々な骨格を有するフェノール樹脂を用いてもよい。The phenolic resin may be a compound having a phenolic hydroxyl group, such as a compound having a biphenyl skeleton or a phenylene skeleton or both, or a phenolic hydroxyl group-containing compound, such as phenol, orthocresol, paracresol, metacresol, 2,3-xylenol, 2,4-xylenol, 2,5-xylenol, 2,6-xylenol, 3,4-xylenol, 3,5-xylenol, catechol, resorcinol, hydroquinone, methylhydroquinone, 2,6-dimethylhydroquinone, trimethylhydroquinone, pyrogallol, phloroglucinol, or the like.

例えば、フェノールノボラック樹脂、アルキルフェノールボラック樹脂、ビスフェノールAノボラック樹脂、ジシクロペンタジエン型フェノール樹脂、Xylok型フェノール樹脂、テルペン変性フェノール樹脂、ポリビニルフェノール類、ビスフェノールF、ビスフェノールS型フェノール樹脂、ポリ-p-ヒドロキシスチレン、ナフトールとアルデヒド類の縮合物、ジヒドロキシナフタレンとアルデヒド類との縮合物など公知慣用のフェノール樹脂を用いることができる。For example, well-known and commonly used phenolic resins such as phenol novolac resin, alkylphenol volac resin, bisphenol A novolac resin, dicyclopentadiene type phenolic resin, Xylok type phenolic resin, terpene modified phenolic resin, polyvinylphenols, bisphenol F, bisphenol S type phenolic resin, poly-p-hydroxystyrene, condensation products of naphthol and aldehydes, and condensation products of dihydroxynaphthalene and aldehydes can be used.

これらは、単独でまたは2種以上を組み合わせて使用することができる。These can be used alone or in combination of two or more.

かかるフェノール樹脂の市販品としては、HF1H60(明和化成社製)、フェノライトTD-2090、フェノライトTD-2131(大日本印刷社製)、ベスモールCZ-256-A(DIC社製)、シヨウノールBRG-555、シヨウノールBRG-556(昭和電工社製)、CGR-951(丸善石油社製)、または、ポリビニルフェノールのCST70、CST90、S-1P、S-2P(丸善石油社製)等を挙げることができる。これらのフェノール樹脂は、単独で、あるいは2種類以上を適宜組合せて用いることができる。 Examples of commercially available phenolic resins include HF1H60 (manufactured by Meiwa Kasei Co., Ltd.), Phenolite TD-2090, Phenolite TD-2131 (manufactured by Dai Nippon Printing Co., Ltd.), Besumor CZ-256-A (manufactured by DIC Corporation), Showol BRG-555, Showol BRG-556 (manufactured by Showa Denko KK), CGR-951 (manufactured by Maruzen Oil Co., Ltd.), and polyvinylphenols CST70, CST90, S-1P, and S-2P (manufactured by Maruzen Oil Co., Ltd.). These phenolic resins can be used alone or in appropriate combination of two or more types.

本発明においては、(A)アルカリ可溶性樹脂として、エチレン性不飽和結合当量が1200以上、またはエチレン性不飽和基を有さないという条件を満たす限り、カルボキシル基含有樹脂およびフェノール樹脂のいずれか一方、または、これらの混合物を用いてもよい。In the present invention, as the alkali-soluble resin (A), either a carboxyl group-containing resin or a phenolic resin, or a mixture of these, may be used as long as it satisfies the conditions that it has an ethylenically unsaturated bond equivalent of 1,200 or more or does not have an ethylenically unsaturated group.

また、本発明で使用される光硬化性黒色組成物は、更に以下の光重合開始剤を含む。 In addition, the photocurable black composition used in the present invention further contains the following photopolymerization initiator.

[(B)光重合開始剤]
(B)光重合開始剤は、エネルギー線の照射により、(メタ)アクリレートを重合させる。(B)光重合開始剤としては、ベンゾフェノン系、アセトフェノン系、アミノアセトフェノン系、ベンゾインエーテル系、ベンジルケタール系、アシルホスフィンオキシド系、オキシムエーテル系、オキシムエステル系、チタノセン系などの公知慣用の化合物が挙げられる。
[(B) Photopolymerization initiator]
The photopolymerization initiator (B) polymerizes the (meth)acrylate by irradiation with energy rays. Examples of the photopolymerization initiator (B) include known and commonly used compounds such as benzophenone-based, acetophenone-based, aminoacetophenone-based, benzoin ether-based, benzil ketal-based, acylphosphine oxide-based, oxime ether-based, oxime ester-based, and titanocene-based compounds.

(B)光重合開始剤としては、以下に示す一般式(I)で表される構造部分を含むオキシムエステル系光重合開始剤が好ましい。前記オキシムエステル系光重合開始剤は、2量体のオキシムエステル系光重合開始剤であることがより好ましい。また、前記オキシムエステル系光重合開始剤は、カルバゾール構造を有することが好ましく、カルバゾール構造を有する2量体のオキシムエステル系光重合開始剤であることがさらに好ましい。また、アミノアセトフェノン系光重合開始剤としては、下記一般式(II)で表される構造部分を含むα-アミノアセトフェノン系光重合開始剤が挙げられる。アシルホスフィンオキシド系光重合開始剤としては、一般式(III)で表される構造部分を含むアシルホスフィンオキサイド系光重合開始剤が挙げられる。チタノセン系光重合開始剤としては、一般式(IV)で表されるチタノセン系光重合開始剤が挙げられる。As the (B) photopolymerization initiator, an oxime ester-based photopolymerization initiator containing a structural portion represented by the following general formula (I) is preferred. The oxime ester-based photopolymerization initiator is more preferably a dimeric oxime ester-based photopolymerization initiator. The oxime ester-based photopolymerization initiator preferably has a carbazole structure, and more preferably is a dimeric oxime ester-based photopolymerization initiator having a carbazole structure. As the aminoacetophenone-based photopolymerization initiator, an α-aminoacetophenone-based photopolymerization initiator containing a structural portion represented by the following general formula (II) is given. As the acylphosphine oxide-based photopolymerization initiator, an acylphosphine oxide-based photopolymerization initiator containing a structural portion represented by the following general formula (III) is given. As the titanocene-based photopolymerization initiator, a titanocene-based photopolymerization initiator represented by the general formula (IV) is given.

Figure 0007638878000001

Figure 0007638878000002
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一般式(I)中、Rは、水素原子、フェニル基、アルキル基、シクロアルキル基、アルカノイル基またはベンゾイル基を表わす。Rは、フェニル基、アルキル基、シクロアルキル基、アルカノイル基またはベンゾイル基を表す。 In formula (I), R1 represents a hydrogen atom, a phenyl group, an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkanoyl group, or a benzoyl group, and R2 represents a phenyl group, an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkanoyl group, or a benzoyl group.

およびRにより表されるフェニル基は、置換基を有していてもよく、該置換基としては、例えば、炭素数1~6のアルキル基、フェニル基、ハロゲン原子等が挙げられる。 The phenyl group represented by R 1 and R 2 may have a substituent, and examples of the substituent include an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, a phenyl group, a halogen atom, and the like.

およびRにより表されるアルキル基としては、炭素数1~20のアルキル基が好ましく、アルキル鎖中に1個以上の酸素原子を含んでいてもよい。また、1個以上の水酸基で置換されていてもよい。 The alkyl group represented by R1 and R2 is preferably an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, which may contain one or more oxygen atoms in the alkyl chain, and may be substituted with one or more hydroxyl groups.

およびRにより表されるシクロアルキル基としては、炭素数5~8のシクロアルキル基が好ましい。 The cycloalkyl group represented by R 1 and R 2 is preferably a cycloalkyl group having 5 to 8 carbon atoms.

およびRにより表されるアルカノイル基としては、炭素数2~20のアルカノイル基が好ましい。 The alkanoyl group represented by R 1 and R 2 is preferably an alkanoyl group having 2 to 20 carbon atoms.

およびRにより表されるベンゾイル基は、置換基を有していてもよく、該置換基としては、例えば、炭素数が1~6のアルキル基、フェニル基等が挙げられる。 The benzoyl group represented by R 1 and R 2 may have a substituent, and examples of the substituent include an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, a phenyl group, and the like.

一般式(II)中、RおよびRは、各々独立に、炭素数1~12のアルキル基またはアリールアルキル基を表し、RおよびRは、各々独立に、水素原子、または炭素数1~6のアルキル基を表し、あるいは2つが結合して環状アルキルエーテル基を形成していてもよい。 In general formula (II), R3 and R4 each independently represent an alkyl group or an arylalkyl group having 1 to 12 carbon atoms, and R5 and R6 each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, or two of them may be bonded to form a cyclic alkyl ether group.

一般式(III)中、RおよびRは、各々独立に、炭素数1~10のアルキル基、シクロヘキシル基、シクロペンチル基、アリール基またはハロゲン原子、アルキル基若しくはアルコキシ基で置換されたアリール基、または炭素数1~20のカルボニル基(但し、双方が炭素数1~20のカルボニル基である場合を除く。)を表す。 In general formula (III), R 7 and R 8 each independently represent an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a cyclohexyl group, a cyclopentyl group, an aryl group, or an aryl group substituted with a halogen atom, an alkyl group, or an alkoxy group, or a carbonyl group having 1 to 20 carbon atoms (excluding the case where both are carbonyl groups having 1 to 20 carbon atoms).

一般式(IV)中、RおよびR10は、各々独立に、ハロゲン原子、アリール基、ハロゲン化アリール基、複素環含有ハロゲン化アリール基を表す。 In formula (IV), R 9 and R 10 each independently represent a halogen atom, an aryl group, a halogenated aryl group, or a heterocycle-containing halogenated aryl group.

一般式(I)で表される構造部分を含むオキシムエステル系光重合開始剤としては、1,2-オクタンジオン-1-[4-(フェニルチオ)-2-(O-ベンゾイルオキシム)]、下記式(I-1)で表される化合物、2-(アセチルオキシイミノメチル)チオキサンテン-9-オン、ならびに、エタノン,1-[9-エチル-6-(2-メチルベンゾイル)-9H-カルバゾール-3-イル]-,1-(O-アセチルオキシム)および下記一般式(I-2)で表わされる化合物等のカルバゾール骨格を有るオキシムエステル系化合物などが挙げられる。Examples of oxime ester photopolymerization initiators containing the structural portion represented by general formula (I) include 1,2-octanedione-1-[4-(phenylthio)-2-(O-benzoyloxime)], the compound represented by the following formula (I-1), 2-(acetyloxyiminomethyl)thioxanthen-9-one, and oxime ester compounds having a carbazole skeleton, such as ethanone, 1-[9-ethyl-6-(2-methylbenzoyl)-9H-carbazol-3-yl]-, 1-(O-acetyloxime), and the compound represented by the following general formula (I-2).

Figure 0007638878000003

Figure 0007638878000004
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一般式(I-2)中、R11は、一般式(I)におけるRと同義であり、R12およびR14は、それぞれ独立に、一般式(I)におけるRと同義である。R13は、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1~12のアルキル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、フェニル基、ベンジル基、ベンゾイル基、炭素数2~12のアルカノイル基、炭素数2~12のアルコキシカルボニル基(アルコキシル基を構成するアルキル基の炭素数が2以上の場合、アルキル基は1個以上の水酸基で置換されていてもよく、アルキル鎖の中間に1個以上の酸素原子を有してもよい)またはフェノキシカルボン基を表す。 In the general formula (I-2), R 11 has the same meaning as R 1 in the general formula (I), and R 12 and R 14 each independently have the same meaning as R 2 in the general formula (I). R 13 represents a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, a phenyl group, a benzyl group, a benzoyl group, an alkanoyl group having 2 to 12 carbon atoms, an alkoxycarbonyl group having 2 to 12 carbon atoms (when the carbon number of the alkyl group constituting the alkoxyl group is 2 or more, the alkyl group may be substituted with one or more hydroxyl groups and may have one or more oxygen atoms in the middle of the alkyl chain), or a phenoxycarbonyl group.

このようなオキシムエステル系光重合開始剤は、例えば、ダイレクトイメージング用の露光に対して、本発明の光硬化性黒色組成物の感度を高くでき、解像性に優れるため好ましい。また、オキシムエステル系光重合開始剤は二量体であることが特に好ましい。Such oxime ester photopolymerization initiators are preferred because, for example, they can increase the sensitivity of the photocurable black composition of the present invention to exposure to light for direct imaging, and provide excellent resolution. It is particularly preferred that the oxime ester photopolymerization initiator is a dimer.

二量体のオキシムエステル系光重合開始剤としては、下記一般式(I-3)で表される化合物であることがより好ましい。As a dimeric oxime ester-based photopolymerization initiator, a compound represented by the following general formula (I-3) is more preferred.

Figure 0007638878000005
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一般式(I-3)中、R23は、水素原子、アルキル基、アルコキシ基、フェニル基、ナフチル基を表す。R21、R22はそれぞれ独立に、水素原子、アルキル基、アルコキシ基、ハロゲン基、フェニル基、ナフチル基、アンスリル基、ピリジル基、ベンゾフリル基、ベンゾチエニル基を表す。 In formula (I-3), R 23 represents a hydrogen atom, an alkyl group, an alkoxy group, a phenyl group, or a naphthyl group. R 21 and R 22 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, an alkoxy group, a halogen group, a phenyl group, a naphthyl group, an anthryl group, a pyridyl group, a benzofuryl group, or a benzothienyl group.

Arは、単結合、又は、炭素数1~10のアルキレン基、ビニレン基、フェニレン基、ビフェニレン基、ピリジレン基、ナフチレン基、アントリレン基、チエニレン基、フリレン基、2,5-ピロール-ジイル基、4,4’-スチルベン-ジイル基、4,2’-スチレン-ジイル基を表す。 Ar represents a single bond, an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, a vinylene group, a phenylene group, a biphenylene group, a pyridylene group, a naphthylene group, an anthrylene group, a thienylene group, a furylene group, a 2,5-pyrrole-diyl group, a 4,4'-stilbene-diyl group, or a 4,2'-styrene-diyl group.

nは0~1の整数を表す。 n represents an integer between 0 and 1.

23により表されるアルキル基としては、炭素数1~17のアルキル基が好ましい。 The alkyl group represented by R 23 is preferably an alkyl group having 1 to 17 carbon atoms.

23により表されるアルコキシ基としては、炭素数1~8のアルコキシ基が好ましい。 The alkoxy group represented by R 23 is preferably an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms.

23により表されるフェニル基は、置換基を有していてもよく、該置換基としては、例えば、アルキル基(好ましくは炭素数1~17)、アルコキシ基(好ましくは炭素数1~8)、アミノ基、アルキルアミノ基(好ましくはアルキル基の炭素数1~8)またはジアルキルアミノ基(好ましくはアルキル基の炭素数1~8)等が挙げられる。 The phenyl group represented by R 23 may have a substituent. Examples of the substituent include an alkyl group (preferably having 1 to 17 carbon atoms), an alkoxy group (preferably having 1 to 8 carbon atoms), an amino group, an alkylamino group (preferably having an alkyl group with 1 to 8 carbon atoms), and a dialkylamino group (preferably having an alkyl group with 1 to 8 carbon atoms).

23により表されるナフチル基は、置換基を有していてもよく、該置換基としては、R23により表されるフェニル基が有し得る上記置換基と同様の基が挙げられる。 The naphthyl group represented by R 23 may have a substituent, and examples of the substituent include the same groups as the above-mentioned substituents which the phenyl group represented by R 23 may have.

21およびR22により表されるアルキル基としては、炭素数1~17のアルキル基が好ましい。 The alkyl group represented by R 21 and R 22 is preferably an alkyl group having 1 to 17 carbon atoms.

21およびR22により表されるアルコキシ基としては、炭素数1~8のアルコキシ基が好ましい。 The alkoxy group represented by R 21 and R 22 is preferably an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms.

21およびR22により表されるフェニル基は、置換基を有していてもよく、該置換基としては、例えば、アルキル基(好ましくは炭素数1~17)、アルコキシ基(好ましくは炭素数1~8)、アミノ基、アルキルアミノ基(好ましくはアルキル基の炭素数1~8)またはジアルキルアミノ基(好ましくはアルキル基の炭素数1~8)等が挙げられる。 The phenyl group represented by R 21 and R 22 may have a substituent. Examples of the substituent include an alkyl group (preferably having 1 to 17 carbon atoms), an alkoxy group (preferably having 1 to 8 carbon atoms), an amino group, an alkylamino group (preferably having an alkyl group with 1 to 8 carbon atoms), and a dialkylamino group (preferably having an alkyl group with 1 to 8 carbon atoms).

21およびR22により表されるナフチル基は、置換基を有していてもよく、該置換基としては、R21およびR22により表されるフェニル基が有し得る上記置換基と同様の基が挙げられる。 The naphthyl group represented by R 21 and R 22 may have a substituent, and examples of the substituent include the same groups as the above-mentioned substituents which the phenyl group represented by R 21 and R 22 may have.

さらに、一般式(I-3)中、R21、R23が、それぞれ独立に、メチル基またはエチル基であり、R22はメチルまたはフェニルであり、Arは、単結合か、フェニレン基、ナフチレン基またはチエニレン基、nは0であることが好ましい。 Furthermore, in general formula (I-3), it is preferable that R 21 and R 23 are each independently a methyl group or an ethyl group, R 22 is methyl or phenyl, Ar is a single bond, a phenylene group, a naphthylene group or a thienylene group, and n is 0.

一般式(I-3)で表される化合物としては、下記化合物がより好ましい。As the compound represented by general formula (I-3), the following compound is more preferred.

Figure 0007638878000006
Figure 0007638878000006

このようなオキシムエステル系光重合開始剤を使用する場合、露光に対する感度を向上させ、また、一般式(III)で表される構造部分を含むアシルホスフィンオキサイド系光重合開始剤などと併用すると、光硬化性黒色組成物の硬化被膜の断面形状が良好となるため好ましい。When such an oxime ester-based photopolymerization initiator is used, it is preferable to use it in combination with an acylphosphine oxide-based photopolymerization initiator containing a structural portion represented by general formula (III), since this improves the sensitivity to light exposure and results in a good cross-sectional shape of the cured coating of the photocurable black composition.

一般式(II)で表される構造部分を含むα-アミノアセトフェノン系光重合開始剤としては、2-メチル-1-[4-(メチルチオ)フェニル]-2-モルホリノプロパノン-1、2-ベンジル-2-ジメチルアミノ-1-(4-モルホリノフェニル)-ブタン-1-オン、2-(ジメチルアミノ)-2-[(4-メチルフェニル)メチル]-1-[4-(4-モルホリニル)フェニル]-1-ブタノン、N,N-ジメチルアミノアセトフェノンなどが挙げられ、市販品としては、IGM Resins B.V.社製のOmnirad 907、Omnirad 369、Omnirad 379などが挙げられる。Examples of α-aminoacetophenone-based photopolymerization initiators containing the structural portion represented by general formula (II) include 2-methyl-1-[4-(methylthio)phenyl]-2-morpholinopropanone-1, 2-benzyl-2-dimethylamino-1-(4-morpholinophenyl)-butan-1-one, 2-(dimethylamino)-2-[(4-methylphenyl)methyl]-1-[4-(4-morpholinyl)phenyl]-1-butanone, and N,N-dimethylaminoacetophenone. Commercially available products include Omnirad 907, Omnirad 369, and Omnirad 379 manufactured by IGM Resins B.V.

一般式(III)で表される構造部分を含むアシルホスフィンオキサイド系光重合開始剤としては、2,4,6-トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキサイド、ビス(2,4,6-トリメチルベンゾイル)-フェニルフォスフィンオキサイド、ビス(2,6-ジメトキシベンゾイル)-2,4,4-トリメチル-ペンチルフォスフィンオキサイドなどが挙げられ、市販品としては、IGM Resins B.V.社製のOmnirad TPO、Omnirad 819などが挙げられる。Examples of acylphosphine oxide photopolymerization initiators containing the structural portion represented by general formula (III) include 2,4,6-trimethylbenzoyldiphenylphosphine oxide, bis(2,4,6-trimethylbenzoyl)-phenylphosphine oxide, and bis(2,6-dimethoxybenzoyl)-2,4,4-trimethyl-pentylphosphine oxide. Commercially available products include Omnirad TPO and Omnirad 819 manufactured by IGM Resins B.V.

一般式(IV)で表されるチタノセン系光重合開始剤としては、ビス(η5-2,4-シクロペンタジエン-1-イル)-ビス(2,6-ジフルオロ-3-(1H-ピロール-1-イル)-フェニル)チタニウムが挙げられる。 Examples of titanocene photopolymerization initiators represented by general formula (IV) include bis(η5-2,4-cyclopentadiene-1-yl)-bis(2,6-difluoro-3-(1H-pyrrol-1-yl)-phenyl)titanium.

オキシムエステル系光重合開始剤の市販品としては、BASFジャパン社製のイルガキュアーOXE01(1.2-オクタンジオン,1-[4-(フェニルチオ)-,2-(O-ベンゾイルオキシム)])、イルガキュアーOXE02(エタノン,1-[9-エチル-6-(2-メチルベンゾイル)-9H-カルバゾール-3-イル]-,1-(0-アセチルオキシム))、ADEKA社製N-1919、NCI-831、常州強力電子新材料有限公司社製のTR―PBG-304、日本化学工業所社製のTOE-04-A3等が挙げられる。Commercially available oxime ester photopolymerization initiators include IRGACURE OXE01 (1,2-octanedione, 1-[4-(phenylthio)-, 2-(O-benzoyloxime)]) and IRGACURE OXE02 (ethanone, 1-[9-ethyl-6-(2-methylbenzoyl)-9H-carbazol-3-yl]-, 1-(0-acetyloxime)) manufactured by BASF Japan, N-1919 and NCI-831 manufactured by ADEKA, TR-PBG-304 manufactured by Changzhou Power Electronics New Materials Co., Ltd., and TOE-04-A3 manufactured by Nippon Chemical Industry Co., Ltd.

(B)光重合開始剤は、(A)アルカリ可溶性樹脂100質量部(固形分)に対して1質量部以上30質量部以下であり、3質量部以上25質量部以下であることが好ましく、4質量部以上20質量部以下であることがさらに好ましい。 (B) The photopolymerization initiator is present in an amount of 1 part by mass or more and 30 parts by mass or less per 100 parts by mass (solids) of (A) the alkali-soluble resin, preferably 3 parts by mass or more and 25 parts by mass or less, and more preferably 4 parts by mass or more and 20 parts by mass or less.

(B)光重合開始剤の配合量が(A)アルカリ可溶性樹脂100質量部(固形分)に対して1質量部以上30質量部以下であることで、解像性が良好となる。(B) The amount of photopolymerization initiator blended is 1 part by mass or more and 30 parts by mass or less per 100 parts by mass (solids) of (A) alkali-soluble resin, thereby achieving good resolution.

[(C)光重合性多官能モノマー]
本発明の光硬化性黒色組成物は、公知慣用の光重合性多官能モノマーを含む。光重合性多官能モノマーは、1分子中に2個以上のエチレン性不飽和基を有する化合物である。光重合性多官能モノマーは、活性エネルギー線照射により光硬化し、光硬化性黒色組成物を硬化させるものである。
[(C) Photopolymerizable polyfunctional monomer]
The photocurable black composition of the present invention contains a known and commonly used photopolymerizable polyfunctional monomer. The photopolymerizable polyfunctional monomer is a compound having two or more ethylenically unsaturated groups in one molecule. The photopolymerizable polyfunctional monomer is photocured by irradiation with active energy rays, thereby curing the photocurable black composition.

前記光重合性多官能モノマーとして用いられる化合物としては、例えば、慣用公知のポリエステル(メタ)アクリレート、ポリエーテル(メタ)アクリレート、ウレタン(メタ)アクリレート、カーボネート(メタ)アクリレート、エポキシ(メタ)アクリレートなどが挙げられる。具体的には、エチレングリコール、メトキシテトラエチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコールなどのグリコールのジアクリレート類;ヘキサンジオール、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、トリス-ヒドロキシエチルイソシアヌレートなどの多価アルコール又はこれらのエチレオキサイド付加物、プロピレンオキサイド付加物、もしくはε-カプロラクトン付加物などの多価アクリレート類;フェノキシアクリレート、ビスフェノールAジアクリレート、及びこれらのフェノール類のエチレンオキサイド付加物もしくはプロピレンオキサイド付加物などの多価アクリレート類;グリセリンジグリシジルエーテル、グリセリントリグリシジルエーテル、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル、トリグリシジルイソシアヌレートなどのグリシジルエーテルの多価アクリレート類;前記に限らず、ポリエーテルポリオール、ポリカーボネートジオール、水酸基末端ポリブタジエン、ポリエステルポリオールなどのポリオールを直接アクリレート化、もしくは、ジイソシアネートを介してウレタンアクリレート化したアクリレート類及びメラミンアクリレート、及び前記アクリレートに対応する各メタクリレート類の少なくとも何れか一種などが挙げられる。Examples of compounds used as the photopolymerizable polyfunctional monomer include commonly known polyester (meth)acrylates, polyether (meth)acrylates, urethane (meth)acrylates, carbonate (meth)acrylates, and epoxy (meth)acrylates. Specifically, diacrylates of glycols such as ethylene glycol, methoxytetraethylene glycol, polyethylene glycol, and propylene glycol; polyhydric alcohols such as hexanediol, trimethylolpropane, pentaerythritol, dipentaerythritol, and tris-hydroxyethyl isocyanurate, or polyhydric acrylates such as ethylene oxide adducts, propylene oxide adducts, or ε-caprolactone adducts of these; phenoxy acrylate, bisphenol A diacrylate, and ethylene oxide adducts or propylene oxide adducts of these phenols. polyhydric acrylates such as glycerin diglycidyl ether, glycerin triglycidyl ether, trimethylolpropane triglycidyl ether, triglycidyl isocyanurate, and other glycidyl ether polyacrylates; and, without being limited to the above, examples thereof include acrylates and melamine acrylates obtained by directly acrilating polyols such as polyether polyols, polycarbonate diols, hydroxyl group-terminated polybutadienes, and polyester polyols, or by urethane acrilation via diisocyanates, and at least one of the methacrylates corresponding to the above acrylates.

なかでも、(C)光重合性多官能モノマーが、(C1)RO付加光重合性多官能モノマー及び(C2)ラクトン付加光重合性多官能モノマーを含むことが好ましい。なお、本発明において、ROとはアルキレンオキサイドのことをいうものとし、アルキレンオキサイドとしては、エチレンオキサイド(EO)とプロピレンオキサイド(PO)が含まれるものとする。また、本発明において、ラクトンは、γ-ブチロラクトン、δ-バレロラクトン、ε-カプロラクトン、メチル化ε-カプロラクトンを含むものとする。In particular, it is preferable that the (C) photopolymerizable multifunctional monomer includes (C1) an RO-addition photopolymerizable multifunctional monomer and (C2) a lactone-addition photopolymerizable multifunctional monomer. In the present invention, RO refers to alkylene oxide, and alkylene oxide includes ethylene oxide (EO) and propylene oxide (PO). In the present invention, lactone includes γ-butyrolactone, δ-valerolactone, ε-caprolactone, and methylated ε-caprolactone.

(C1)RO付加光重合性多官能モノマーとしては、エチレングリコール、メトキシテトラエチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコールなどのグリコールのエチレオキサイド付加物、プロピレンオキサイド付加物;ヘキサンジオール、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、トリス-ヒドロキシエチルイソシアヌレートなどの多価アルコールのエチレオキサイド付加物、プロピレンオキサイド付加物が挙げられる。(C1) Examples of RO-added photopolymerizable polyfunctional monomers include ethylene oxide adducts and propylene oxide adducts of glycols such as ethylene glycol, methoxytetraethylene glycol, polyethylene glycol, and propylene glycol; and ethylene oxide adducts and propylene oxide adducts of polyhydric alcohols such as hexanediol, trimethylolpropane, pentaerythritol, dipentaerythritol, and tris-hydroxyethyl isocyanurate.

また、(C2)ラクトン付加光重合性多官能モノマーとしては、エチレングリコール、メトキシテトラエチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコールなどのグリコールのε-カプロラクトン付加物;ヘキサンジオール、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、トリス-ヒドロキシエチルイソシアヌレートなどの多価アルコールのε-カプロラクトン付加物が挙げられる。 Examples of (C2) lactone-addition photopolymerizable polyfunctional monomers include ε-caprolactone adducts of glycols such as ethylene glycol, methoxytetraethylene glycol, polyethylene glycol, and propylene glycol; and ε-caprolactone adducts of polyhydric alcohols such as hexanediol, trimethylolpropane, pentaerythritol, dipentaerythritol, and tris-hydroxyethyl isocyanurate.

(C)光重合性多官能モノマーが、(C1)RO付加光重合性多官能モノマー及び(C2)ラクトン付加光重合性多官能モノマーを含む場合、本発明の光硬化性黒色組成物中の(C1)RO付加光重合性多官能モノマー/(C2)ラクトン付加光重合性多官能モノマーの質量比(固形分)は、0.5以上10以下の範囲であり、好ましくは0.5以上7以下の範囲であり、特に好ましくは1以上5以下の範囲である。(C1)RO付加光重合性多官能モノマー/(C2)ラクトン付加光重合性多官能モノマーの質量比(固形分)が0.5以上10以下の範囲にあることで、解像性が良好となる。When the (C) photopolymerizable multifunctional monomer contains the (C1) RO-addition photopolymerizable multifunctional monomer and the (C2) lactone-addition photopolymerizable multifunctional monomer, the mass ratio (solid content) of the (C1) RO-addition photopolymerizable multifunctional monomer/(C2) lactone-addition photopolymerizable multifunctional monomer in the photocurable black composition of the present invention is in the range of 0.5 to 10, preferably in the range of 0.5 to 7, and particularly preferably in the range of 1 to 5. When the (C1) RO-addition photopolymerizable multifunctional monomer/(C2) lactone-addition photopolymerizable multifunctional monomer mass ratio (solid content) is in the range of 0.5 to 10, the resolution is good.

また、(C)光重合性多官能モノマーは、1分子中に3個以上のエチレン性不飽和基を有することが好ましく、1分子中に3個以上6個以下のエチレン性不飽和基を有することがさらに好ましい。 In addition, (C) the photopolymerizable polyfunctional monomer preferably has three or more ethylenically unsaturated groups in one molecule, and more preferably has three or more and six or less ethylenically unsaturated groups in one molecule.

(C)光重合性多官能モノマーの配合量は、(A)アルカリ可溶性樹脂の合計100質量部(固形分)に対して、5質量部以上50質量部以下の範囲であり、5質量部以上40質量部以下の割合であることが好ましい。The amount of (C) photopolymerizable polyfunctional monomer is in the range of 5 parts by mass or more and 50 parts by mass or less per 100 parts by mass (solids) of (A) alkali-soluble resin, and it is preferable that the ratio is 5 parts by mass or more and 40 parts by mass or less.

配合量が5質量部以上50質量部以下では、解像性が良好となる。 When the blend amount is 5 parts by mass or more and 50 parts by mass or less, the resolution is good.

なお、(C)光重合性多官能モノマーに加えて、光重合性単官能モノマーが含まれていても良い。光重合性単官能モノマーとしては、例えば、2-ヒドロキシエチルアクリレート、2-ヒドロキシプロピルアクリレートなどのヒドロキシアルキルアクリレート類が挙げられる。In addition to the (C) photopolymerizable polyfunctional monomer, a photopolymerizable monofunctional monomer may be included. Examples of photopolymerizable monofunctional monomers include hydroxyalkyl acrylates such as 2-hydroxyethyl acrylate and 2-hydroxypropyl acrylate.

さらに、本発明の光硬化性黒色組成物は、(D)JIS K6217-2:2017に基づく窒素吸着比表面積が300m/g以上であるカーボンブラックを含むことが好ましい。 Furthermore, the photocurable black composition of the present invention preferably contains (D) carbon black having a nitrogen adsorption specific surface area based on JIS K6217-2:2017 of 300 m 2 /g or more.

[(D)JIS K6217-2:2017に基づく窒素吸着比表面積が300m/g以上であるカーボンブラック]
(D)JIS K6217-2:2017に基づく窒素吸着比表面積が300m/g以上であるカーボンブラックは、光硬化性黒色組成物から得られる黒色遮蔽材(黒色被覆基材)に必要な遮光性と、いわゆる白ボケを抑制する効果と、を付与する。
[(D) Carbon black having a nitrogen adsorption specific surface area of 300 m 2 /g or more based on JIS K6217-2:2017]
(D) Carbon black having a nitrogen adsorption specific surface area based on JIS K6217-2:2017 of 300 m2 /g or more provides the black shielding material (black coated substrate) obtained from the photocurable black composition with the necessary light-shielding properties and the effect of suppressing so-called white blur.

(D)JIS K6217-2:2017に基づく窒素吸着比表面積が300m/g以上であるカーボンブラックの市販品としては、#2300、#2350、#2600、#2650(以上、三菱ケミカル社製)が挙げられる。 (D) Commercially available carbon black having a nitrogen adsorption specific surface area of 300 m 2 /g or more based on JIS K6217-2:2017 includes #2300, #2350, #2600, and #2650 (all manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation).

また、JIS K6217-2:2017に基づく窒素吸着比表面積は、300m/g以上400m/g以下であることが好ましい。 In addition, the nitrogen adsorption specific surface area based on JIS K6217-2:2017 is preferably 300 m 2 /g or more and 400 m 2 /g or less.

(D)JIS K6217-2:2017に基づく窒素吸着比表面積が300m/g以上であるカーボンブラックの配合量は、光硬化性黒色組成物の合計質量(固形分)に対して、8質量部以上40質量部以下の範囲であり、好ましくは10質量部以上30質量部以下の範囲であり、特に好ましくは10質量部以上20質量部以下である。 (D) The amount of carbon black having a nitrogen adsorption specific surface area of 300 m2 /g or more based on JIS K6217-2:2017 is in the range of 8 parts by mass or more and 40 parts by mass or less, preferably 10 parts by mass or more and 30 parts by mass or less, and particularly preferably 10 parts by mass or more and 20 parts by mass or less, relative to the total mass (solid content) of the photocurable black composition.

(D)JIS K6217-2:2017に基づく窒素吸着比表面積が300m/g以上であるカーボンブラックの配合量が光硬化性黒色組成物の合計質量(固形分)に対して8質量部以上40質量部以下の範囲であることで、黒色遮蔽材(黒色被覆基材)に必要な遮蔽性を維持しつつ、光硬化し得る光硬化性黒色組成物を提供することが可能となる。 (D) When the amount of carbon black having a nitrogen adsorption specific surface area of 300 m2 /g or more based on JIS K6217-2:2017 is in the range of 8 parts by mass or more and 40 parts by mass or less relative to the total mass (solid content) of the photocurable black composition, it is possible to provide a photocurable black composition that can be photocured while maintaining the shielding properties required for a black shielding material (black coated substrate).

[(E)セルロースと短鎖脂肪酸とのエステル]
本発明の光硬化性黒色組成物は、(E)セルロースと短鎖脂肪酸とのエステルを含むことが好ましい。本発明において短鎖脂肪酸は、炭素数が4以下のものをいうものとし、また、セルロースと短鎖脂肪酸とのエステルには、セルロース分子の水酸基の水素が完全にアシル基に置換されているものだけでなく、セルロース分子中に水酸基が残っているものも含まれるものとする。
[(E) Ester of cellulose and short chain fatty acid]
The photocurable black composition of the present invention preferably contains (E) an ester of cellulose and a short-chain fatty acid. In the present invention, the short-chain fatty acid refers to one having 4 or less carbon atoms, and the ester of cellulose and a short-chain fatty acid includes not only one in which the hydrogen of the hydroxyl group of the cellulose molecule is completely substituted with an acyl group, but also one in which the hydroxyl group remains in the cellulose molecule.

(E)セルロースと短鎖脂肪酸とのエステルが本発明の光硬化性黒色組成物中に含まれることで、耐現像性が向上するとともに、硬化物のタック性(指触乾燥性)が向上する。(E) By including an ester of cellulose and a short-chain fatty acid in the photocurable black composition of the present invention, the development resistance is improved and the tackiness (dryness to the touch) of the cured product is also improved.

(E)セルロースと短鎖脂肪酸とのエステルとしては、セルロースアセテートブチレート(CAB)、セルロースアセテートプロピオネート(CAP)が挙げられ、セルロースアセテートブチレート(CAB)の市販品としては、CAB-551-0.01、CAB-551-0.2、CAB-553-0.4、CAB-381-0.1、CAB-381-0.5(以上、イーストマン社製)などを挙げることができ、セルロースアセテートプロピオネート(CAP)の市販品としては、CAP-504-0.2、CAP-482-0.5(以上、イーストマン社製)などを挙げることができる。(E) Examples of esters of cellulose and short-chain fatty acids include cellulose acetate butyrate (CAB) and cellulose acetate propionate (CAP). Commercially available products of cellulose acetate butyrate (CAB) include CAB-551-0.01, CAB-551-0.2, CAB-553-0.4, CAB-381-0.1, and CAB-381-0.5 (all manufactured by Eastman Co.), and commercially available products of cellulose acetate propionate (CAP) include CAP-504-0.2 and CAP-482-0.5 (all manufactured by Eastman Co.).

(E)セルロースと短鎖脂肪酸とのエステルが配合される場合、その配合量は、光硬化性黒色組成物の合計質量(固形分)に対して、2質量部以上15質量部以下の範囲であることが好ましい。(E) When an ester of cellulose and a short-chain fatty acid is blended, the blending amount is preferably in the range of 2 parts by mass or more and 15 parts by mass or less relative to the total mass (solid content) of the photocurable black composition.

(E)セルロースと短鎖脂肪酸とのエステルの配合量が光硬化性黒色組成物の合計質量(固形分)に対して2質量部以上15質量部以下の範囲であることで、耐現像性が向上するとともに、硬化物のタック性(指触乾燥性)が向上する。(E) When the amount of ester of cellulose and short-chain fatty acid is in the range of 2 parts by mass or more and 15 parts by mass or less relative to the total mass (solid content) of the photocurable black composition, the development resistance is improved and the tackiness (dryness to the touch) of the cured product is improved.

[(F)熱硬化性成分]
本発明の光硬化性黒色組成物は、その硬化物の耐熱性、形状安定性の向上の観点から、光硬化に加えて熱硬化を受けることが好ましく、従って、本発明の光硬化性黒色組成物は、(F)熱硬化性成分を含むことが好ましい。
[(F) Thermosetting component]
From the viewpoint of improving the heat resistance and shape stability of the cured product, the photocurable black composition of the present invention is preferably heat-cured in addition to photocuring. Therefore, the photocurable black composition of the present invention preferably contains a thermosetting component (F).

(F)熱硬化性成分としては、イソシアネート化合物(ブロックイソシアネート化合物を含む)、アミノ樹脂、マレイミド化合物、ベンゾオキサジン樹脂、カルボジイミド樹脂、シクロカーボネート化合物、エポキシ化合物、多官能オキセタン化合物、エピスルフィド樹脂などの公知慣用の熱硬化性樹脂が使用できる。(F) As the thermosetting component, known and commonly used thermosetting resins such as isocyanate compounds (including blocked isocyanate compounds), amino resins, maleimide compounds, benzoxazine resins, carbodiimide resins, cyclocarbonate compounds, epoxy compounds, polyfunctional oxetane compounds, and episulfide resins can be used.

本発明では、特にエポキシ樹脂が好ましく用いられる。In the present invention, epoxy resins are particularly preferred.

エポキシ樹脂としては、1分子中に少なくとも2つのエポキシ基を有する公知慣用の多官能エポキシ樹脂が使用できる。エポキシ樹脂は、液体のものであってもよく、固形又は半固形のものであってもよい。ここで、液体、固形、半固形とは、それぞれ、30℃におけるエポキシ樹脂の状態をいう。As the epoxy resin, a known and commonly used multifunctional epoxy resin having at least two epoxy groups in one molecule can be used. The epoxy resin may be liquid, solid, or semi-solid. Here, liquid, solid, and semi-solid refer to the state of the epoxy resin at 30°C.

エポキシ樹脂としては、例えば、三菱ケミカル社製のjER828、jER834、jER1001、jER1004、DIC社製のEPICLON 840、EPICLON 850、EPICLON 850-S、EPICLON 1050、EPICLON 2055、新日鉄住金化学社製のエポトートYD-011、YD-013、YD-127、YD-128、ダウケミカル社製のD.E.R.317、D.E.R.331、D.E.R.661、D.E.R.664、住友化学工業社製のスミエポキシESA-011、ESA-014、ELA-115、ELA-128等(何れも商品名)のビスフェノールA型エポキシ樹脂;三菱ケミカル社製のjERYL903、DIC社製のEPICLON 152、EPICLON 165、新日鉄住金化学社製のエポトートYDB-400、YDB-500、ダウケミカル社製のD.E.R.542、住友化学工業社製のスミエポキシESB-400、ESB-700、等(何れも商品名)のブロム化エポキシ樹脂;三菱ケミカル社製のjER152、jER154、ダウケミカル社製のD.E.N.431、D.E.N.438、DIC社製のEPICLON N-730、EPICLON N-770、EPICLON N-865、新日鉄住金化学社製のエポトートYDCN-701、YDCN-704、日本化薬社製のEPPN-201、EOCN-1025、EOCN-1020、EOCN-104S、RE-306、NC-3000、住友化学工業社製のスミ-エポキシESCN-195X、ESCN-220、新日鉄住金化学社製のYDCN-700-2、YDCN-700-3、YDCN-700-5,YDCN-700-7、YDCN-700-10、YDCN-704 YDCN-704A、DIC社製のEPICLON N-680、EPICLON N-690、EPICLON N-695(いずれも商品名)等のノボラック型エポキシ樹脂;DIC社製のEPICLON 830、三菱ケミカル社製jER807、新日鉄住金化学社製のエポトートYDF-170、YDF-175、YDF-2004等(何れも商品名)のビスフェノールF型エポキシ樹脂;新日鉄住金化学社製のエポトートST-2004、ST-2007、ST-3000(商品名)、三菱ケミカル社製のYX8034等の水添ビスフェノールA型エポキシ樹脂;三菱ケミカル社製のjER604、新日鉄住金化学社製のエポトートYH-434、住友化学工業社製のスミエポキシELM-120等(何れも商品名)のグリシジルアミン型エポキシ樹脂;ヒダントイン型エポキシ樹脂;ダイセル化学工業社製のセロキサイド2021等(何れも商品名)の脂環式エポキシ樹脂;三菱ケミカル社製のYL-933、日本化薬社製のT.E.N.、EPPN-501、EPPN-502等(何れも商品名)のトリヒドロキシフェニルメタン型エポキシ樹脂;三菱ケミカル社製のYL-6056、YX-4000、YL-6121(何れも商品名)等のビキシレノール型もしくはビフェノール型エポキシ樹脂又はそれらの混合物;日本化薬社製EBPS-200、ADEKA社製EPX-30、DIC社製のEXA-1514(商品名)等のビスフェノールS型エポキシ樹脂;三菱ケミカル社製のjER157S(商品名)等のビスフェノールAノボラック型エポキシ樹脂;三菱ケミカル社製のjERYL-931等(何れも商品名)のテトラフェニロールエタン型エポキシ樹脂;日産化学工業社製のTEPIC等(何れも商品名)の複素環式エポキシ樹脂;日油社製ブレンマーDGT等のジグリシジルフタレート樹脂;新日鉄住金化学社製ZX-1063等のテトラグリシジルキシレノイルエタン樹脂;新日鉄住金化学社製ESN-190、ESN-360、DIC社製HP-4032、EXA-4750、EXA-4700等のナフタレン基含有エポキシ樹脂;DIC社製HP-7200、HP-7200H等のジシクロペンタジエン骨格を有するエポキシ樹脂;日油社製CP-50S、CP-50M等のグリシジルメタアクリレート共重合系エポキシ樹脂;さらにシクロヘキシルマレイミドとグリシジルメタアクリレートの共重合エポキシ樹脂;CTBN変性エポキシ樹脂(例えば新日鉄住金化学社製のYR-102、YR-450等)等が挙げられるが、これらに限られるものではない。 Examples of epoxy resins include jER828, jER834, jER1001, and jER1004 manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, EPICLON 840, EPICLON 850, EPICLON 850-S, EPICLON 1050, and EPICLON 2055 manufactured by DIC Corporation, Epotohto YD-011, YD-013, YD-127, and YD-128 manufactured by Nippon Steel & Sumikin Chemical Co., Ltd., and D.E.R. 317, D.E.R. 331, D.E.R. 661, and D.E.R. manufactured by The Dow Chemical Company. 664, bisphenol A type epoxy resins such as Sumiepoxy ESA-011, ESA-014, ELA-115, ELA-128 (all trade names) manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.; jERYL903 manufactured by Mitsubishi Chemical Co., Ltd., EPICLON 152, EPICLON 165 manufactured by DIC Corporation, Epotohto YDB-400, YDB-500 manufactured by Nippon Steel & Sumikin Chemical Co., Ltd., D.E.R. 542 manufactured by Dow Chemical Co., Ltd., Sumiepoxy ESB-400, ESB-700 (all trade names) and other brominated epoxy resins; jER152, jER154 manufactured by Mitsubishi Chemical Co., Ltd., D.E.N. 431, D.E.N. 542 manufactured by Dow Chemical Co., Ltd. ... 438, EPICLON N-730, EPICLON N-770, EPICLON N-865 manufactured by DIC Corporation, Epotohto YDCN-701, YDCN-704 manufactured by Nippon Steel & Sumikin Chemical Co., Ltd., EPPN-201, EOCN-1025, EOCN-1020, EOCN-104S, RE-306, NC-3000 manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd., Sumi-Epoxy ESCN-195X, ESCN-220 manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd., YDCN-700-2, YDCN-700-3, YDCN-700-5, YDCN-700-7, YDCN-700-10, YDCN-704 manufactured by Nippon Steel & Sumikin Chemical Co., Ltd. Novolac type epoxy resins such as YDCN-704A, EPICLON N-680, EPICLON N-690, and EPICLON N-695 (all trade names) manufactured by DIC Corporation; EPICLON 830, jER807 manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, Epotohto YDF-170, YDF-175, YDF-2004, etc. (all trade names) of bisphenol F type epoxy resins manufactured by Nippon Steel & Sumikin Chemical Co., Ltd.; hydrogenated bisphenol A type epoxy resins such as Epotohto ST-2004, ST-2007, ST-3000 (trade names) manufactured by Nippon Steel & Sumikin Chemical Co., Ltd., YX8034, etc. manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation; glycidylamine type epoxy resins such as jER604 manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, Epotohto YH-434 manufactured by Nippon Steel & Sumikin Chemical Co., Ltd., Sumiepoxy ELM-120, etc. (all trade names) of Sumitomo Chemical Co., Ltd.; hydantoin type epoxy resins; alicyclic epoxy resins such as CELLOXIDE 2021, etc. (all trade names) manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd.; YL-933 manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, T. Trihydroxyphenylmethane type epoxy resins such as E.N., EPPN-501, EPPN-502 (all trade names); bixylenol type or biphenol type epoxy resins or mixtures thereof such as YL-6056, YX-4000, YL-6121 (all trade names) manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation; bisphenol S type epoxy resins such as EBPS-200 manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd., EPX-30 manufactured by ADEKA Corporation, and EXA-1514 (trade name) manufactured by DIC Corporation; bisphenol A novolac type epoxy resins such as jER157S (trade name) manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation; tetraphenylolethane type epoxy resins such as jERYL-931 (all trade names) manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation; heterocyclic epoxy resins such as TEPIC (all trade names) manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.; Bress-1000 (trade name) manufactured by NOF Corporation; diglycidyl phthalate resins such as NMA DGT; tetraglycidyl xylenoylethane resins such as ZX-1063 manufactured by Nippon Steel & Sumitomo Metal Chemical Co., Ltd.; naphthalene group-containing epoxy resins such as ESN-190 and ESN-360 manufactured by Nippon Steel & Sumitomo Metal Chemical Co., Ltd., and HP-4032, EXA-4750, and EXA-4700 manufactured by DIC Corporation; epoxy resins having a dicyclopentadiene skeleton such as HP-7200 and HP-7200H manufactured by DIC Corporation; glycidyl methacrylate copolymer epoxy resins such as CP-50S and CP-50M manufactured by NOF Corporation; further, copolymer epoxy resins of cyclohexylmaleimide and glycidyl methacrylate; and CTBN-modified epoxy resins (for example, YR-102 and YR-450 manufactured by Nippon Steel & Sumitomo Metal Chemical Co., Ltd.), but are not limited thereto.

これらのエポキシ樹脂は、30℃で液体、固形、半固形のものと様々であるが、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。また、エポキシ樹脂と、他の上記公知慣用の熱硬化性成分とを組み合わせて用いてもよい。These epoxy resins are liquid, solid, or semi-solid at 30°C, and may be used alone or in combination of two or more. Epoxy resins may also be used in combination with other known and commonly used thermosetting components.

(F)熱硬化性成分が配合される場合、その配合量は、(A)アルカリ可溶性樹脂の合計100質量部(固形分)に対して、(F)熱硬化性成分が30質量部以上120質量部以下となる範囲であることが好ましく、40質量部以上80質量部以下となる範囲であることがさらに好ましい。When (F) a thermosetting component is blended, the blending amount is preferably in the range of 30 parts by mass or more and 120 parts by mass or less, and more preferably in the range of 40 parts by mass or more and 80 parts by mass or less, per 100 parts by mass (solids) of the alkali-soluble resin (A).

[レベリング剤]
本発明の光硬化性黒色組成物は、レベリング剤を含むことが好ましい。レベリング剤は、光硬化性黒色組成物の流動性を調整し、光硬化性黒色組成物の塗膜を平坦化させる。レベリング剤としては界面活性剤を挙げることができ、なかでも、ポリアクリレート化合物を主成分とするレベリング剤を用いることが好ましい。
[Leveling agent]
The photocurable black composition of the present invention preferably contains a leveling agent. The leveling agent adjusts the fluidity of the photocurable black composition and flattens the coating film of the photocurable black composition. Examples of the leveling agent include a surfactant, and among them, it is preferable to use a leveling agent containing a polyacrylate compound as a main component.

ポリアクリレート化合物を主成分とするレベリング剤の市販品としては、BYK-350、BYK-354、BYK-355、BYK-356、BYK-358N、BYK-361N、BYK-381、BYK-392、BYK-394、BYK-3441(以上、ビックケミー・ジャパン社製。BYKは登録商標)を挙げることができる。Commercially available leveling agents whose main component is a polyacrylate compound include BYK-350, BYK-354, BYK-355, BYK-356, BYK-358N, BYK-361N, BYK-381, BYK-392, BYK-394, and BYK-3441 (all manufactured by BYK Japan; BYK is a registered trademark).

本発明の光硬化性黒色組成物がレベリング剤を含む場合、その配合量は、光硬化性黒色組成物の合計質量(固形分)に対して、0.05質量部以上5質量部以下の範囲であることが好ましく、0.1質量部以上3質量部以下の範囲であることがさらに好ましい。When the photocurable black composition of the present invention contains a leveling agent, the amount of the leveling agent is preferably in the range of 0.05 parts by mass or more and 5 parts by mass or less, and more preferably in the range of 0.1 parts by mass or more and 3 parts by mass or less, relative to the total mass (solids content) of the photocurable black composition.

[他の成分]
本発明の光硬化性黒色組成物には、さらに、必要に応じて、ハイドロキノン、ハイドロキノンモノメチルエーテル、t-ブチルカテコール、ピロガロール、フェノチアジンなどの公知慣用の重合禁止剤、硫酸バリウム、チタン酸バリウム、酸化ケイ素粉、クレー、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム、酸化アルミニウム、水酸化アルミニウム、雲母粉などの公知慣用の無機充填材、微粉シリカ、有機ベントナイト、モンモリロナイトなどの公知慣用の増粘剤、シリコーン系、フッ素系などの消泡剤、酸化防止剤、光重合増感剤、光安定剤、分散剤、硬化促進剤、難燃剤、難燃助剤などのような公知慣用の添加剤類を配合することができる。
[Other ingredients]
The photocurable black composition of the present invention may further contain, as necessary, known and commonly used additives such as known and commonly used polymerization inhibitors such as hydroquinone, hydroquinone monomethyl ether, t-butylcatechol, pyrogallol, and phenothiazine; known and commonly used inorganic fillers such as barium sulfate, barium titanate, silicon oxide powder, clay, magnesium carbonate, calcium carbonate, aluminum oxide, aluminum hydroxide, and mica powder; known and commonly used thickeners such as finely powdered silica, organic bentonite, and montmorillonite; silicone-based and fluorine-based defoamers; antioxidants, photopolymerization sensitizers, light stabilizers, dispersants, curing accelerators, flame retardants, and flame retardant assistants.

また、本発明の光硬化性黒色組成物は、光硬化性黒色組成物の調製や粘度調整のために用いられる有機溶剤を含有してもよい。有機溶剤としては、例えば、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類;トルエン、キシレン、テトラメチルベンゼン等の芳香族炭化水素類;セロソルブ、メチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、カルビトール、メチルカルビトール、ブチルカルビトール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル(DPM)、ジプロピレングリコールジエチルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル等のグリコールエーテル類;酢酸エチル、酢酸ブチル、乳酸ブチル、セロソルブアセテート、ブチルセロソルブアセテート、カルビトールアセテート、ブチルカルビトールアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、炭酸プロピレン等のエステル類;オクタン、デカン等の脂肪族炭化水素類;石油エーテル、石油ナフサ、ソルベントナフサ等の石油系溶剤などを使用することができる。これらの有機溶剤は、単独で、または、2種類以上を組み合わせて用いることができる。 In addition, the photocurable black composition of the present invention may contain an organic solvent used for preparing the photocurable black composition or adjusting the viscosity. Examples of organic solvents that can be used include ketones such as methyl ethyl ketone and cyclohexanone; aromatic hydrocarbons such as toluene, xylene, and tetramethylbenzene; glycol ethers such as cellosolve, methyl cellosolve, butyl cellosolve, carbitol, methyl carbitol, butyl carbitol, propylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether (DPM), dipropylene glycol diethyl ether, and tripropylene glycol monomethyl ether; esters such as ethyl acetate, butyl acetate, butyl lactate, cellosolve acetate, butyl cellosolve acetate, carbitol acetate, butyl carbitol acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, dipropylene glycol monomethyl ether acetate, and propylene carbonate; aliphatic hydrocarbons such as octane and decane; and petroleum-based solvents such as petroleum ether, petroleum naphtha, and solvent naphtha. These organic solvents can be used alone or in combination of two or more.

本発明の光硬化性黒色組成物は、1液系に調整されていても良いし、2液系として組成されていてもよい。2液系とする場合には、(B)光重合開始剤は、(A)アルカリ可溶性樹脂及び(C)光重合性多官能モノマーを含む液とは別の液に配合される。保存時の望まない光重合反応を防止するためである。The photocurable black composition of the present invention may be prepared as a one-liquid system or may be formulated as a two-liquid system. When it is a two-liquid system, the (B) photopolymerization initiator is blended in a liquid separate from the liquid containing the (A) alkali-soluble resin and (C) photopolymerizable polyfunctional monomer. This is to prevent undesired photopolymerization reactions during storage.

本発明の光硬化性黒色組成物は、白ボケの発生を抑制することができるので、視認性が向上した高品質の、高級感のあるディスプレイ用部材を得ることができる。本発明の光硬化性黒色組成物は、その他、印刷インク、印刷用プルーフ作製材料、エッチングレジスト、ソルダーレジスト、有機又は無機ELディスプレイパネルの隔壁、誘電体パターン、電極(導体回路)パターン、電子部品の配線パターン、導電ペースト、導電フィルム、ブラックマトリクス、ブラックシール材、ブラックマスク材等の遮蔽画像等の作製に用いられ、特に本発明の光硬化性黒色組成物は、カラー液晶表示装置等に用いるカラーフィルタの視認性向上のために、着色パターンの間隔部、周辺部分、及びTFTの外光側等に遮光画像(ブラックマトリクスを含む。)を設けるためや、タッチパネル用遮光膜に好適に用いることができる。特に好ましくは、液晶表示装置、有機又は無機ELを備えたEL表示装置、タッチパネルを具備した表示装置の周辺部に設けられた黒色の縁(ベゼル形成)、や赤、青、緑の着色画素間の格子状やストライプ状の黒色の部分、更に好ましくはTFT遮光のためのドット状や線状の黒色パターン等のブラックマトリクスとして好適に用いられる。The photocurable black composition of the present invention can suppress the occurrence of white blur, so that a high-quality, high-quality display member with improved visibility can be obtained. The photocurable black composition of the present invention can also be used to produce shielding images such as printing inks, materials for producing printing proofs, etching resists, solder resists, partitions of organic or inorganic EL display panels, dielectric patterns, electrode (conductor circuit) patterns, wiring patterns of electronic components, conductive pastes, conductive films, black matrices, black seal materials, and black mask materials. In particular, the photocurable black composition of the present invention can be suitably used to provide a light-shielding image (including a black matrix) in the gaps and periphery of a colored pattern and on the external light side of a TFT in order to improve the visibility of a color filter used in a color liquid crystal display device or the like, or as a light-shielding film for a touch panel. Particularly preferably, the film is used as a black edge (bezel formation) provided in the periphery of a liquid crystal display device, an EL display device having an organic or inorganic EL, or a display device having a touch panel, or as a lattice-like or stripe-like black portion between red, blue, and green colored pixels, and more preferably as a black matrix such as a dot-like or line-like black pattern for TFT light shielding.

<本発明の光硬化性黒色組成物の硬化物、及び黒色被覆基材>
本発明の黒色被覆基材は、透明基材と、この透明基材上に塗布された本発明の光硬化性黒色組成物の硬化被膜(硬化物)と、を有する。
<Cured product of the photocurable black composition of the present invention, and black-coated substrate>
The black coated substrate of the present invention comprises a transparent substrate and a cured coating (cured product) of the photocurable black composition of the present invention applied onto the transparent substrate.

透明基材は、400~800nmの全光透過率が50%以上の基材であり、具体的には、ガラス製基材、又は、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリイミド(PI)等の樹脂製基材が挙げられ、形状としては、板状から薄膜状のものが挙げられる。なお、板状のものとしては、平板状に限られず、凹レンズや凸レンズ形状、カーブした形状のものであってもよい。The transparent substrate is a substrate with a total light transmittance of 50% or more in the range of 400 to 800 nm. Specific examples include glass substrates, or resin substrates such as polyethylene naphthalate (PEN), polyethylene terephthalate (PET), and polyimide (PI), and the substrate may have a shape ranging from a plate-like shape to a thin film-like shape. The plate-like shape is not limited to a flat plate-like shape, and may also be a concave or convex lens shape, or a curved shape.

本発明の光硬化性黒色組成物は、キャリアフィルム(支持体)上に塗布、乾燥させて得られるドライフィルムの形態とすることができる。ドライフィルム化に際しては、本発明の光硬化性黒色組成物を上記有機溶剤により希釈して適切な粘度に調整し、コンマコーター、ブレードコーター、リップコーター、ロッドコーター、スクイズコーター、リバースコーター、トランスファロールコーター、グラビアコーター、スプレーコーター等でキャリアフィルム上に均一な厚さに塗布し、通常、50~130℃の温度で1~30分間乾燥して、乾燥塗膜とすることができる。塗布膜厚については特に制限はないが、一般に、乾燥後の膜厚で0.1~100μm、好適には0.5~50μmの範囲で適宜選択される。The photocurable black composition of the present invention can be in the form of a dry film obtained by applying it to a carrier film (support) and drying it. When making it into a dry film, the photocurable black composition of the present invention is diluted with the above-mentioned organic solvent to adjust the viscosity to an appropriate level, and applied to a uniform thickness on a carrier film using a comma coater, blade coater, lip coater, rod coater, squeeze coater, reverse coater, transfer roll coater, gravure coater, spray coater, or the like, and typically dried at a temperature of 50 to 130°C for 1 to 30 minutes to obtain a dried coating film. There are no particular restrictions on the coating film thickness, but it is generally selected appropriately in the range of 0.1 to 100 μm, preferably 0.5 to 50 μm, in terms of the film thickness after drying.

キャリアフィルムとしては、プラスチックフィルムが用いられ、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステルフィルム、ポリイミドフィルム、ポリアミドイミドフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリスチレンフィルム等のプラスチックフィルムを用いることが好ましい。キャリアフィルムの厚さについては特に制限はないが、一般に、0.1~150μmの範囲で適宜選択される。As the carrier film, a plastic film is used, and it is preferable to use a plastic film such as a polyester film such as polyethylene terephthalate, a polyimide film, a polyamideimide film, a polypropylene film, or a polystyrene film. There is no particular restriction on the thickness of the carrier film, but it is generally selected appropriately in the range of 0.1 to 150 μm.

この場合、キャリアフィルム上に塗膜を成膜した後、塗膜の表面に塵が付着するのを防ぐなどの目的で、塗膜の表面にさらに、剥離可能なカバーフィルムを積層することが好ましい。剥離可能なカバーフィルムとしては、例えば、ポリエチレンフィルム、ポリテトラフルオロエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム、表面処理した紙等を用いることができ、カバーフィルムを剥離する際に、塗膜とカバーフィルムとの接着力が、塗膜とキャリアフィルムとの接着力よりも小さいものであればよい。In this case, after forming the coating film on the carrier film, it is preferable to further laminate a peelable cover film on the surface of the coating film for the purpose of preventing dust from adhering to the surface of the coating film. Examples of the peelable cover film that can be used include polyethylene film, polytetrafluoroethylene film, polypropylene film, and surface-treated paper. When peeling off the cover film, the adhesive strength between the coating film and the cover film should be smaller than the adhesive strength between the coating film and the carrier film.

また、本発明の光硬化性黒色組成物を上記有機溶剤を用いて塗布方法に適した粘度に調整した後、透明基材上に、スプレーコート法、ディップコート法、フローコート法、ロールコート法、バーコーター法、スクリーン印刷法、カーテンコート法、ダイコーター法等の方法により塗布して、約50℃~90℃の温度で組成物中に含まれる有機溶剤を揮発乾燥(仮乾燥)させることにより、タックフリーの乾燥塗膜を形成することができる。また、本発明の光硬化性黒色組成物をキャリアフィルム上に塗布し、乾燥させてフィルムとして巻き取ったドライフィルムの場合、これを、ラミネーター等により光硬化性黒色組成物の塗膜が透明基材と接触するように透明基材上に貼り合わせた後、キャリアフィルムを剥がすことにより、基材上に塗膜の層を形成することができる。In addition, the photocurable black composition of the present invention is adjusted to a viscosity suitable for the coating method using the organic solvent, and then coated on a transparent substrate by a method such as spray coating, dip coating, flow coating, roll coating, bar coating, screen printing, curtain coating, or die coating, and the organic solvent contained in the composition is evaporated and dried (pre-dried) at a temperature of about 50°C to 90°C to form a tack-free dry coating film. In addition, in the case of a dry film in which the photocurable black composition of the present invention is coated on a carrier film, dried, and wound up as a film, this can be laminated on a transparent substrate by a laminator or the like so that the coating film of the photocurable black composition is in contact with the transparent substrate, and then the carrier film can be peeled off to form a coating layer on the substrate.

これらの塗膜を、例えば、活性エネルギー線照射により光硬化させ、さらに(F)熱硬化成分が含まれる場合には、さらに100℃~250℃の温度に加熱して熱硬化させることにより、硬化被膜を得ることができる。すなわち、透明基材と、この透明基材上に塗布された本発明の光硬化性黒色組成物の硬化被膜(硬化物)と、を有する黒色被覆基材が得られる。 A cured coating can be obtained by photocuring these coating films, for example, by irradiation with active energy rays, and, if a thermosetting component (F) is contained, by further heat curing at a temperature of 100°C to 250°C. In other words, a black-coated substrate is obtained that has a transparent substrate and a cured coating (cured product) of the photocurable black composition of the present invention applied onto the transparent substrate.

本発明の光硬化性黒色組成物を塗布した後に行う揮発乾燥は、熱風循環式乾燥炉、IR炉、ホットプレート、コンベクションオーブンなど、蒸気による空気加熱方式の熱源を備えたものを用いて乾燥機内の熱風を向流接触させる方法、および、ノズルより支持体に吹き付ける方法を用いて行うことができる。The volatilization drying carried out after application of the photocurable black composition of the present invention can be carried out by using a method in which hot air in a dryer equipped with a heat source that uses steam for air heating, such as a hot air circulation drying oven, IR oven, hot plate, or convection oven, is brought into countercurrent contact with the substrate, or by spraying the substrate from a nozzle.

活性エネルギー線照射に用いられる露光機としては、高圧水銀灯ランプ、超高圧水銀灯ランプ、メタルハライドランプ、水銀ショートアークランプ等を搭載し、350~450nmの範囲で紫外線を照射する装置であればよく、さらに、直接描画装置(例えば、コンピューターからのCADデータにより直接活性エネルギー線を照射し画像を描くダイレクトイメージング装置)も用いることができる。直描機の光源としては、最大波長が350~410nmの範囲にある光を用いているものであればよい。画像形成のための露光量は膜厚等によって異なるが、一般には20~1000mJ/cm、好ましくは20~800mJ/cmの範囲内とすることができる。 The exposure machine used for the active energy ray irradiation may be a machine equipped with a high pressure mercury lamp, an ultra-high pressure mercury lamp, a metal halide lamp, a mercury short arc lamp, or the like, and irradiates ultraviolet rays in the range of 350 to 450 nm, and further, a direct imaging machine (for example, a direct imaging machine that directly irradiates active energy rays to draw an image based on CAD data from a computer) may also be used. The light source of the direct imaging machine may be one that uses light with a maximum wavelength in the range of 350 to 410 nm. The exposure dose for image formation varies depending on the film thickness, etc., but can generally be within the range of 20 to 1000 mJ/cm 2 , preferably 20 to 800 mJ/cm 2 .

また、現像方法としては、ディッピング法、シャワー法、スプレー法、ブラシ法等によることができ、現像液としては、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、リン酸ナトリウム、ケイ酸ナトリウム、アンモニア、アミン類などのアルカリ水溶液が使用できる。 The development method can be a dipping method, a shower method, a spray method, a brush method, etc., and the developer can be an alkaline aqueous solution of potassium hydroxide, sodium hydroxide, sodium carbonate, potassium carbonate, sodium phosphate, sodium silicate, ammonia, amines, etc.

以下、実施例を示して本発明について具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。なお、以下において特に断りのない限り、「部」は質量部を意味するものとする。The present invention will be described in detail below with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples. In the following, "parts" refers to parts by mass unless otherwise specified.

<1.実施例1~7および比較例1~3の光硬化性黒色組成物の調製>
表1に示す各材料をそれぞれ配合、撹拌機にて混合して第1液を調製し、同じく表1に示す各材料をそれぞれ配合、撹拌機にて混合して第2液を調製した。その後、第1液及び第2液を混合・撹拌することで光硬化性黒色組成物を調製した。
1. Preparation of photocurable black compositions of Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 3
The materials shown in Table 1 were blended and mixed with a stirrer to prepare a first liquid, and the materials shown in Table 1 were blended and mixed with a stirrer to prepare a second liquid. Thereafter, the first and second liquids were mixed and stirred to prepare a photocurable black composition.

Figure 0007638878000007
Figure 0007638878000007

*1:アクリロイル基及びカルボキシル基含有ラジカル硬化型アクリルポリマーの高沸点溶媒希釈品(固形分46%)(サイクロマーP(ACA)Z250:ダイセル・オルネクス社製)
*2:2,4,6-トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド(Omnirad TPO H:IGM Resins B.V.社製)
*3:EO付加トリメチロールプロパントリアクリレート(ラロマーLR8863:BASFジャパン社製)
*4:ε-カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールのヘキサアクリレート(DPCA-60:日本化薬社製)
*5:窒素吸着比表面積370m/gのカーボンブラック(#2650:三菱ケミカル社製)
*6:窒素吸着比表面積320m/gのカーボンブラック(#2350:三菱ケミカル社製)
*7:窒素吸着比表面積260m/gのカーボンブラック(#980:三菱ケミカル社製)
*8:窒素吸着比表面積88m/gのカーボンブラック(#52:三菱ケミカル社製)
*9:セルロースアセテートブチレートのDPM(ジプロピレングリコールモノメチルエーテル)希釈品(固形分30%)(CAB-551-0.2:イーストマンケミカル社製)
*10:ポリアクリレート化合物を主成分とするレベリング剤(BYK-361N:ビックケミー・ジャパン社製)
*11:ジプロピレングリコールモノメチルエーテル
*12:プロピレングリコールモノメチルエーテル
*13:固体のビスフェノールA型エポキシ樹脂(jER(登録商標)1001:三菱ケミカル社製)のカルビトールアセテート希釈品(固形分75%)
*14:液体の水添ビスフェノールA型エポキシ樹脂(YX8034:三菱ケミカル社製)
*15:二量体のオキシムエステル系光重合開始剤(TOE-04-A3:日本化学工業所社製)
*16:炭酸プロピレン
*1: High-boiling point solvent dilution product of radical curing acrylic polymer containing acryloyl and carboxyl groups (solid content 46%) (Cyclomer P (ACA) Z250: manufactured by Daicel Allnex Corporation)
*2: 2,4,6-trimethylbenzoyldiphenylphosphine oxide (Omnirad TPO H: manufactured by IGM Resins B.V.)
*3: EO-added trimethylolpropane triacrylate (Laromer LR8863: manufactured by BASF Japan)
*4: ε-caprolactone-modified dipentaerythritol hexaacrylate (DPCA-60: manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.)
*5: Carbon black with a nitrogen adsorption specific surface area of 370 m2 /g (#2650: manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation)
*6: Carbon black with a nitrogen adsorption specific surface area of 320 m 2 /g (#2350: manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation)
*7: Carbon black with a nitrogen adsorption specific surface area of 260 m 2 /g (#980: manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation)
*8: Carbon black with a nitrogen adsorption specific surface area of 88 m 2 /g (#52: manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation)
*9: Cellulose acetate butyrate diluted with DPM (dipropylene glycol monomethyl ether) (solid content 30%) (CAB-551-0.2: manufactured by Eastman Chemical Co.)
*10: Leveling agent whose main component is a polyacrylate compound (BYK-361N: manufactured by BYK Japan)
*11: Dipropylene glycol monomethyl ether
*12: Propylene glycol monomethyl ether
*13: Solid bisphenol A type epoxy resin (jER (registered trademark) 1001: manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) diluted with carbitol acetate (solid content 75%)
*14: Liquid hydrogenated bisphenol A type epoxy resin (YX8034: manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation)
*15: Dimeric oxime ester photopolymerization initiator (TOE-04-A3: manufactured by Nippon Chemical Industry Co., Ltd.)
*16: Propylene carbonate

<2.硬化被膜(硬化物)の作成及びその評価>
2-1.硬化被膜(硬化物)の作成
ガラス基材(イーグルXG 1.1mm厚、コーニング社製)の表面をアルコールで脱脂処理し、脱脂処理後のその表面に、実施例1~7及び比較例1~3により調製された各光硬化性黒色組成物をスプレーコーター(エアースプレー方式)にて、DRY膜厚が約10μmとなるように塗布した。その後、熱風循環式乾燥炉で90℃で30分乾燥し、露光装置(HMW680GW、ORC社製)にて紫外光を1500mJ/cmで露光した。
2. Preparation of cured coating (cured product) and its evaluation
2-1. Preparation of cured coating (cured product) The surface of a glass substrate (Eagle XG 1.1 mm thick, manufactured by Corning) was degreased with alcohol, and the photocurable black compositions prepared in Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 3 were applied to the degreased surface using a spray coater (air spray method) so that the dry film thickness was about 10 μm. The composition was then dried at 90° C. for 30 minutes in a hot air circulation drying oven, and exposed to ultraviolet light at 1500 mJ/cm 2 using an exposure device (HMW680GW, manufactured by ORC Corporation).

そして、30℃の1質量%NaCO水溶液をスプレー圧0.2MPaの条件で60秒間施して現像した後、UVコンベア炉にて1000mj/cmでのポストUV処理後、150℃1時間ポストキュアを施すことで、ガラス基材と、ガラス基材上に塗布された光硬化性黒色組成物の硬化被膜(硬化物)と、を有する黒色被覆基材を形成した。 Then, a 1 mass % Na2CO3 aqueous solution at 30°C was sprayed at a spray pressure of 0.2 MPa for 60 seconds to perform development, followed by post-UV treatment at 1000 mj/ cm2 in a UV conveyor furnace and post-curing at 150°C for 1 hour to form a black-coated substrate having a glass substrate and a cured coating (cured product) of the photocurable black composition applied on the glass substrate.

2-2.OD値(光学濃度)
「2-1.硬化被膜(硬化物)の作成」で形成された黒色被覆基材の硬化被膜側を透過濃度計(X-Rite 361T、サカタインクスエンジニアリング社製)に装着してOD値を評価した。なお、黒色被覆基材は、そのガラス基材側を光源に向けて透過濃度計に装着した。
2-2. OD value (optical density)
The cured coating side of the black-coated substrate formed in "2-1. Preparation of cured coating (cured product)" was attached to a transmission densitometer (X-Rite 361T, manufactured by Sakata Inx Engineering Co., Ltd.) to evaluate the OD value. The black-coated substrate was attached to the transmission densitometer with the glass substrate side facing the light source.

2-3.反射率(Y値) SCE/SCI(%)
「2-1.硬化被膜(硬化物)の作成」で形成された黒色被覆基材について、色彩色差計(CM-2600d(光源波長:360~740nm)、コニカミノルタ社製)を用い、XYZ表色系のY値を測定した。Y値は、正反射光を除去し、拡散反射光だけを測定しているため目視に近い色の評価であるSCE(正反射光除去)方式と、正反射光を含んで測定するため表面状態に関係なく素材そのものの色の評価であるSCI(正反射光こみ)方式をそれぞれ測定した。なお、測定は、黒色被覆基材のガラス基材面に対して行った。
2-3. Reflectance (Y value) SCE/SCI (%)
For the black coated substrate formed in "2-1. Preparation of cured coating (cured product)", the Y value of the XYZ color system was measured using a color difference meter (CM-2600d (light source wavelength: 360-740 nm), manufactured by Konica Minolta). The Y value was measured using the SCE (specular reflected light excluded) method, which is an evaluation of color close to that seen with the naked eye because specular reflected light is removed and only diffuse reflected light is measured, and the SCI (specular reflected light included) method, which is an evaluation of the color of the material itself regardless of the surface condition because specular reflected light is included in the measurement. The measurements were performed on the glass substrate surface of the black coated substrate.

この反射率(Y値)SCE/SCI(%)の数値が低いほど、白ボケの発生が抑制されているといえる。 The lower the reflectance (Y value) SCE/SCI (%), the more the occurrence of white blur is suppressed.

2-4.解像性
露光時に遮光部分のライン幅が20~300μmのネガパターンを用いたこと以外は「2-1.硬化被膜(硬化物)の作成」の条件と同じ条件により黒色被覆基材を形成した。
2-4. Resolution A black coated substrate was formed under the same conditions as those in "2-1. Preparation of cured film (cured product)" except that a negative pattern with a line width of 20 to 300 μm in the light-shielded portion was used during exposure.

形成した実施例1~7及び比較例1~3の各黒色被覆基材について、ガラス基材上に残存した線状硬化物の幅を測定し、残存した線状硬化物の幅のうち最も小さい幅を解像性(L/S)の評価項目として記録した。解像性(L/S)の幅が小さければ小さいほど、より細線を形成可能な良好な解像性を有する光硬化性黒色組成物であると評価される。For each of the black coated substrates formed in Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 3, the width of the linear cured product remaining on the glass substrate was measured, and the smallest width of the remaining linear cured product was recorded as the evaluation item for resolution (L/S). The smaller the resolution (L/S) width, the better the resolution that allows for the formation of finer lines, which is evaluated as a photocurable black composition.

2-5.現像性
露光時に遮光部分のライン幅が20~300μmのネガパターンを用いたこと以外は「2-1.硬化被膜(硬化物)の作成」の条件と同じ条件により黒色被覆基材を形成した。
2-5. Developability A black coated substrate was formed under the same conditions as those in "2-1. Preparation of cured film (cured product)" except that a negative pattern with a line width of 20 to 300 μm in the light-shielded portion was used during exposure.

形成した実施例1~7及び比較例1~3の各黒色被覆基材について、ネガパターンの遮光部分に覆われ、未露光となり、アルカリで現像されたガラス基材上の領域を目視にて観察し、この領域に現像残渣が見られるか否かを評価した。評価基準は以下のとおりである。
◎:残渣はみられなかった。
○:一部残渣がみられた。
×:全体で残渣がみられた。
For each of the black-coated substrates formed in Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 3, the area on the glass substrate that was covered by the light-shielding portion of the negative pattern, was left unexposed, and was developed with an alkali. The area was visually observed to evaluate whether development residue was observed. The evaluation criteria were as follows.
: No residue was observed.
○: Some residue was observed.
×: Residue was observed throughout the entire surface.

2-6.タック性
実施例1~7及び比較例1~3の各光硬化性黒色組成物を、ガラス基材上にスクリーン印刷で全面塗布し、90℃の熱風循環式乾燥炉で30分間乾燥させ、室温まで放冷した。この光硬化性黒色組成物が塗布されたガラス基材上にPETフィルムを押し当て、その後、このフィルムを剥がしたときのフィルムの張り付き状態を評価した。評価基準は以下のとおりである。
◎:フィルムが全く張り付かない。
○:フィルムが若干張り付くが、インクにフィルムの圧着痕が残らない。
△:インクにフィルムの圧着痕が残る。
×:フィルムにインクが転写する。
2-6. Tackiness Each of the photocurable black compositions of Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 3 was applied to the entire surface of a glass substrate by screen printing, dried in a hot air circulation type drying oven at 90°C for 30 minutes, and allowed to cool to room temperature. A PET film was pressed onto the glass substrate on which the photocurable black composition had been applied, and the film was then peeled off to evaluate the state of adhesion. The evaluation criteria were as follows:
⊚: The film does not stick at all.
◯: The film sticks slightly, but no pressure marks remain on the ink.
△: Pressure marks from the film remain on the ink.
×: Ink transfers to the film.

以下、表2にOD値(光学濃度)、反射率、解像性、現像性およびタック性の評価結果を示す。 The evaluation results for OD value (optical density), reflectance, resolution, developability and tackiness are shown in Table 2 below.

Figure 0007638878000008
Figure 0007638878000008

表2に示すように、実施例1~2が比較例1~2と比較して反射率(Y値)SCE/SCI(%)が非常に小さくなっていることから、窒素吸着比表面積が300m/g以上のカーボンブラックを使用した場合に、白ボケが抑制されていることがわかる。また、実施例1は実施例5と比較してタック性が向上することから、(E)セルロースと短鎖脂肪酸とのエステルの配合により、タック性が向上することがわかる。 As shown in Table 2, the reflectance (Y value) SCE/SCI (%) of Examples 1 and 2 is very small compared to Comparative Examples 1 and 2, which shows that white blur is suppressed when carbon black with a nitrogen adsorption specific surface area of 300 m2 /g or more is used. Moreover, the tackiness of Example 1 is improved compared to Example 5, which shows that the incorporation of (E) an ester of cellulose and a short-chain fatty acid improves the tackiness.

Claims (7)

(A)アルカリ可溶性樹脂と、
(B)光重合開始剤と、
(C)光重合性多官能モノマーと、
(D)JIS K6217-2:2017に基づく窒素吸着比表面積が300m/g以上であるカーボンブラックと、
(E)セルロースと短鎖脂肪酸とのエステルと、
を有することを特徴とする光硬化性黒色組成物。
(A) an alkali-soluble resin;
(B) a photopolymerization initiator;
(C) a photopolymerizable multifunctional monomer;
(D) carbon black having a nitrogen adsorption specific surface area based on JIS K6217-2:2017 of 300 m 2 /g or more;
(E) an ester of cellulose and a short chain fatty acid;
1. A photocurable black composition comprising:
(C)光重合性多官能モノマーが、(C1)RO付加光重合性多官能モノマー及び(C2)ラクトン付加光重合性多官能モノマーを含むことを特徴とする請求項1に記載の光硬化性黒色組成物。 2. The photocurable black composition according to claim 1 , wherein the photopolymerizable multifunctional monomer (C) comprises (C1) an RO addition photopolymerizable multifunctional monomer and (C2) a lactone addition photopolymerizable multifunctional monomer. (C1)RO付加光重合性多官能モノマー/(C2)ラクトン付加光重合性多官能モノマーの質量比(固形分)が、0.5以上10以下の範囲にあることを特徴とする請求項に記載の光硬化性黒色組成物。 3. The photocurable black composition according to claim 2 , wherein a mass ratio (solid content) of the RO addition photopolymerizable multifunctional monomer (C1) to the lactone addition photopolymerizable multifunctional monomer (C2) is in the range of 0.5 or more and 10 or less. (D)カーボンブラックが、300m/g以上400m/g以下のJIS K6217-2:2017に基づく窒素吸着比表面積を有することを特徴とする請求項1又は2に記載の光硬化性黒色組成物。 3. The photocurable black composition according to claim 1, wherein the carbon black (D) has a nitrogen adsorption specific surface area based on JIS K6217-2:2017 of 300 m 2 /g or more and 400 m 2 /g or less. さらに、(F)熱硬化性成分を含むことを特徴とする請求項1~の何れか一項に記載の光硬化性黒色組成物。 The photocurable black composition according to any one of claims 1 to 4 , further comprising: (F) a thermosetting component. 請求項1~の何れか一項に記載の光硬化性黒色組成物の硬化物。 A cured product of the photocurable black composition according to any one of claims 1 to 5 . 透明基材と、該透明基材上に塗布された請求項1~のいずれか一項に記載の光硬化性黒色組成物の硬化被膜と、を有することを特徴とする黒色被覆基材。 A black coated substrate comprising a transparent substrate and a cured coating of the photocurable black composition according to any one of claims 1 to 5 applied onto the transparent substrate.
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