CN111323951A - 显示装置用基板及其制造方法、以及这些中使用的防反射层用树脂组合物溶液 - Google Patents

显示装置用基板及其制造方法、以及这些中使用的防反射层用树脂组合物溶液 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种具有光的反射得到了充分抑制的遮光膜的显示装置用基板及其制造方法、以及这些中使用的防反射层用树脂组合物溶液。所述显示装置用基板，包括透明基板以及遮光膜，所述遮光膜包括：配置于所述透明基板上，含有折射率为1.2～1.8的无机填料及透明树脂硬化物，且平均厚度为0.01μm～1μm的防反射层；以及配置于所述防反射层上，含有选自由有机黑色颜料、无机黑色颜料及混色伪黑色颜料所组成的群组中的至少一种遮光成分及树脂硬化物，且平均厚度为0.1μm～30μm的遮光层，并且所述防反射层与所述遮光层的界面处的所述防反射层的表面粗糙度为40nm～200nm。

Description

显示装置用基板及其制造方法、以及这些中使用的防反射层 用树脂组合物溶液
技术领域
本发明涉及一种显示装置用基板及其制造方法、以及这些中使用的防反射层用树脂组合物溶液，更详细而言涉及一种具有遮光膜的显示装置用基板及其制造方法、以及这些中使用的防反射层用树脂组合物溶液。
背景技术
在液晶显示器等显示装置中，出于提高对比度或防止漏光等目的，而在红、绿、蓝等各像素的边界处形成有格子状、条纹状或镶嵌(mosaic)状的黑色矩阵(Black Matrix)等遮光膜。作为此种遮光膜，已知使用含有黑色颜料等遮光成分的感光性树脂组合物并形成于透明基板上的遮光膜，但在具有表面配置有此种遮光膜的透明基板的显示装置中，自透明基板侧入射的光会在遮光膜的表面(与透明基板的界面)发生反射，因此存在周围放置的物体等会映入画面的问题。
因此，为了解决此种映入等问题，研究了抑制光在遮光膜表面的反射的方法。例如，在国际公开第2010/070929号(专利文献1)中记载了：在具有透明基板与遮光层的显示面板用基板中，通过在透明基板上设置作为遮光层的光学浓度不同的两种遮光层，且在透明基板与光学浓度高的遮光层之间配置比所述光学浓度高的遮光层光学浓度低的遮光层，来抑制光在遮光层表面的反射。而且，在国际公开第2014/178149号(专利文献2)中记载了：在具有透明基板与黑色矩阵的显示装置用基板中，通过在透明基板上层叠设置作为黑色矩阵的有效光学浓度处于特定的范围内的反射率降低层与遮光层，来抑制光在黑色矩阵表面的反射。
[现有技术文献]
[专利文献]
[专利文献1]国际公开第2010/070929号
[专利文献2]国际公开第2014/178149号
发明内容
[发明所要解决的问题]
然而，在专利文献1及专利文献2所记载的显示装置用基板中，未必能够充分抑制光在遮光膜(遮光层、黑色矩阵)表面的反射，而为了提高对比度或防止漏光，需要进一步抑制光在遮光膜上的反射。
本发明是鉴于所述以往技术所具有的课题而成，目的在于提供一种具有光的反射得到了充分抑制的遮光膜的显示装置用基板及其制造方法。
[解决问题的技术手段]
本发明人为了达成所述目的反复进行了积极研究，结果发现：在具有透明基板及遮光膜的显示装置用基板中，通过在透明基板上设置作为遮光膜的包括防反射层与遮光层，且所述防反射层与所述遮光层的界面处的所述防反射层的表面粗糙度处于特定的范围的遮光膜，会进一步抑制光在遮光膜表面的反射，从而完成了本发明。
即，本发明的显示装置用基板，包括透明基板以及遮光膜，所述遮光膜包括：配置于所述透明基板上，含有折射率为1.2～1.8的无机填料及透明树脂硬化物，且平均厚度为0.01μm～1μm的防反射层；以及配置于所述防反射层上，含有选自由有机黑色颜料、无机黑色颜料及混色伪黑色颜料所组成的群组中的至少一种遮光成分及树脂硬化物，且平均厚度为0.1μm～30μm的遮光层，并且所述防反射层与所述遮光层的界面处的所述防反射层的表面粗糙度为40nm～200nm。
在此种显示装置用基板中，优选：所述无机填料的平均粒径为25nm～300nm，而且，优选：相对于所述防反射层整体，所述无机填料的含量为5质量％～95质量％。
而且，本发明的第一种显示装置用基板的制造方法是包括透明基板以及配置于所述透明基板上的包括防反射层及遮光层的遮光膜的显示装置用基板的制造方法，包括：
在所述透明基板上，形成含有折射率为1.2～1.8的无机填料及光硬化性透明树脂、平均厚度为0.01μm～1μm且表面粗糙度为40nm～200nm的防反射层用树脂组合物层的步骤；
在所述防反射层用树脂组合物层上，形成含有选自由有机黑色颜料、无机黑色颜料及混色伪黑色颜料所组成的群组中的至少一种遮光成分及光硬化性树脂的遮光层用树脂组合物层的步骤；以及
对所述防反射层用树脂组合物层及所述遮光层用树脂组合物层一并实施曝光处理后，一并实施显影处理，并且实施加热处理(后烘烤)，而形成含有所述无机填料及透明树脂硬化物的防反射层以及含有所述遮光成分及树脂硬化物且平均厚度为0.1μm～30μm的遮光层的步骤。
在此种第一种显示装置用基板的制造方法中，优选：所述防反射层用树脂组合物层中的光硬化性透明树脂及所述遮光层用树脂组合物层中的光硬化性树脂均为碱可溶性，所述显影处理为碱显影处理。
并且，本发明的第二种显示装置用基板的制造方法是包括透明基板以及配置于所述透明基板上的包括防反射层及遮光层的遮光膜的显示装置用基板的制造方法，包括：
在所述透明基板上，对含有折射率为1.2～1.8的无机填料及热硬化性透明树脂与热硬化性单体中的至少一种的防反射层用树脂组合物实施加热硬化处理，形成平均厚度为0.01μm～1μm且表面粗糙度为40nm～200nm的防反射层的步骤；以及
在所述防反射层上，对含有选自由有机黑色颜料、无机黑色颜料及混色伪黑色颜料所组成的群组中的至少一种遮光成分及光硬化性树脂的遮光层用树脂组合物实施曝光处理后，实施显影处理，并且实施加热处理(后烘烤)，而形成平均厚度为0.1μm～30μm的遮光层的步骤。
在此种第二种显示装置用基板的制造方法中，优选：所述遮光层用树脂组合物层中的光硬化性树脂为碱可溶性，所述显影处理为碱显影处理。
而且，本发明的第一种防反射层用树脂组合物溶液是含有能够形成平均厚度为0.01μm～1μm且表面粗糙度为40nm～200nm的防反射层用树脂组合物层的光硬化性树脂组合物及有机溶媒的树脂组合物溶液，所述光硬化性树脂组合物含有：相对于树脂组合物整体，为5质量％～95质量％的折射率为1.2～1.8、平均粒径为25nm～300nm且能够分散于所述有机溶媒中的无机填料；相对于树脂组合物整体，为1.54质量％～95质量％的光硬化性透明树脂；相对于所述光硬化性透明树脂与所述光聚合性单体的合计量，为0质量％～50质量％的光聚合性单体；以及相对于所述光硬化性透明树脂与所述光聚合性单体的合计量100质量份，为0质量份～30质量份的光聚合引发剂，并且
相对于所述防反射层用树脂组合物与所述有机溶媒的合计量，所述有机溶媒的含量为80质量％～99.9质量％，
溶液粘度为1mPa·sec～4mPa·sec。
并且，本发明的第二种防反射层用树脂组合物溶液是含有能够形成平均厚度为0.01μm～1μm且表面粗糙度为40nm～200nm的防反射层的热硬化性树脂组合物、及有机溶媒的树脂组合物溶液，
所述热硬化性树脂组合物含有：相对于树脂组合物整体，为5质量％～95质量％的折射率为1.2～1.8、平均粒径为25nm～300nm且能够分散于所述有机溶媒中的无机填料；相对于树脂组合物整体，为3.2质量％～94.06质量％的热硬化性透明树脂与热硬化性单体中的至少一种；以及相对于所述热硬化性透明树脂与所述热硬化性单体的合计量100质量份，为1质量份～25质量份的热硬化剂，并且
相对于所述防反射层用树脂组合物与所述有机溶媒的合计量，所述有机溶媒的含量为80质量％～99.9质量％，
溶液粘度为1mPa·sec～4mPa·sec。
[发明的效果]
根据本发明，能够获得一种具有光的反射得到了充分抑制的遮光膜的显示装置用基板。
具体实施方式
以下，针对本发明，结合其较佳的实施方式进行详细的说明。
首先，对本发明的显示装置用基板进行说明。本发明的显示装置用基板包括透明基板以及遮光膜，所述遮光膜包括：配置于所述透明基板上，含有折射率处于特定的范围内的无机填料及透明树脂硬化物，且平均厚度处于特定的范围内的防反射层；配置于所述防反射层上，含有选自由有机黑色颜料、混色伪黑色颜料及无机黑色颜料所组成的群组中的至少一种遮光成分及树脂硬化物，且平均厚度处于特定的范围内的遮光层，并且所述防反射层与所述遮光层的界面处的所述防反射层的表面粗糙度处于特定的范围内。
作为本发明中所使用的透明基板，并无特别限制，例如可列举：玻璃基板、透明树脂膜(聚对苯二甲酸乙二酯(Polyethylene terephthalate，PET)膜、聚萘二甲酸乙二酯(Polyethylene naphthalene，PEN)膜、聚碳酸脂膜、聚酰亚胺膜等)以及公知的用于显示装置中的透明基板。
本发明中的遮光膜包括防反射层与遮光层，并且在本发明的显示装置用基板中，构成彩色滤光片或互补金属氧化物半导体(complementary metaloxide semiconductor，CMOS)传感器等的黑色矩阵、触摸屏用边框(外圈(bezel))、黑色柱状间隔物(Blackcolumnspacer)、黑色间隔壁(阻隔(bank)材)等。而且，此种遮光膜配置于所述透明基板上，更详细而言，防反射层配置于所述透明基板上，遮光层配置于所述防反射层上。
所述防反射层含有折射率为1.2～1.8的无机填料。具有此种折射率的无机填料具有比后述遮光成分的折射率小的折射率。通过使用此种折射率小的无机填料，遮光膜的反射率被降低，光在遮光膜上的反射被抑制。作为此种无机填料的折射率，优选为1.3～1.6，更优选为1.4～1.5。
作为具有此种折射率的无机填料，可列举二氧化硅(折射率：1.46)、氟化镁(折射率：1.38)、氟化锂(折射率：1.39)、氟化钙(折射率：1.40)等，其中尤其优选为二氧化硅(折射率：1.46)。而且，此种无机填料(特别是二氧化硅)优选被制造或经表面处理为能够分散于有机溶媒中。作为此种被制造或经表面处理为能够分散于有机溶媒中的二氧化硅，可列举：气相二氧化硅(fumed silica)、胶体二氧化硅(Colloidal silica)、有机二氧化硅溶胶(Organo silica sol)，例如可使用以日产化学股份有限公司制造的有机二氧化硅溶胶、阿德玛科技(Admatechs)股份有限公司制造的阿德玛精细(admafine)及阿德玛纳米(ADMANANO)、扶桑化学工业股份有限公司制造的胶体二氧化硅、有机二氧化硅溶胶及二氧化硅纳米粉末(SILICANANO POWDER)、日本艾罗西尔(Aerosil)股份有限公司制造的气相二氧化硅等商品名来售卖的二氧化硅中能够分散于有机溶剂中者。
作为所述无机填料的平均粒径，优选为25nm～300nm，更优选为30nm～260nm，尤其优选为30nm～220nm。若所述无机填料的平均粒径不足所述下限，则存在所述防反射层与所述遮光层的界面处的所述防反射层的表面粗糙度不足规定的范围的下限的倾向，另一方面，若超过所述上限，则存在所述防反射层与所述遮光层的界面处的所述防反射层的表面粗糙度超过规定的范围的上限的倾向。另外，无机填料的平均粒径可通过利用动态光散射法等的粒度分布测定来求出。
作为所述无机填料的含量，相对于防反射层整体，优选为5质量％～95质量％，更优选为15质量％～90质量％，尤其优选为25质量％～85质量％。若所述无机填料的含量不足所述下限，则存在所述防反射层与所述遮光层的界面处的所述防反射层的表面粗糙度不足规定的范围的下限的倾向，另一方面，若超过所述上限，则存在所述防反射层与所述遮光层的界面处的所述防反射层的表面粗糙度超过规定的范围的上限的倾向。
而且，所述防反射层含有透明树脂硬化物。作为此种透明树脂硬化物，并无特别限制，例如可列举后述光硬化性透明树脂或热硬化性透明树脂、热硬化性单体的硬化物。作为所述透明树脂硬化物的含量，相对于防反射层整体，优选为4质量％～95质量％，更优选为9质量％～85质量％，尤其优选为14质量％～75质量％。若所述透明树脂硬化物的含量不足所述下限，则存在所述防反射层与所述遮光层的界面处的所述防反射层的表面粗糙度超过规定的范围的上限的倾向，另一方面，若超过所述上限，则存在所述防反射层与所述遮光层的界面处的所述防反射层的表面粗糙度不足规定的范围的下限的倾向。
在本发明中的遮光膜中，所述防反射层的平均厚度为0.01μm～1μm。若所述防反射层的平均厚度不足所述下限，则存在所述防反射层与所述遮光层的界面处的所述防反射层的表面粗糙度超过规定的范围的上限的倾向，另一方面，若超过所述上限，则存在所述防反射层与所述遮光层的界面处的所述防反射层的表面粗糙度不足规定的范围的下限的倾向。作为此种防反射层的平均厚度，就所述防反射层的表面粗糙度容易成为规定的范围内的观点而言，优选为0.02μm～0.5μm，更优选为0.04μm～0.3μm。另外，防反射层的平均厚度可通过使用触针式阶差形状测定装置测定防反射层表面与透明基板表面的阶差，并将其平均而求出。
所述遮光层含有选自由有机黑色颜料、无机黑色颜料及混色伪黑色颜料所组成的群组中的至少一种遮光成分。作为有机黑色颜料，可列举：苝黑、苯胺黑、花青黑、内酰胺黑等。作为无机黑色颜料，可列举：碳黑、氧化铬、氧化铁、钛黑等。作为混色伪黑色颜料，可列举将红、蓝、绿、紫、黄、花青、品红等中的两种以上颜料混合，进行伪黑色化而成的颜料。这些遮光成分可单独使用一种也可并用两种以上。而且，这些遮光成分中，就遮光性、表面平滑性、分散稳定性、与树脂的相容性良好的观点而言，尤其优选为碳黑。
作为所述遮光成分的平均粒径，优选为10nm～300nm，更优选为30nm～250nm，尤其优选为50nm～220nm。若所述遮光成分的平均粒径不足所述下限，则存在所述遮光层的遮光性下降的倾向，另一方面，若超过所述上限，则存在所述遮光层的表面平滑性、所述遮光成分的分散均匀性下降的倾向。另外，遮光成分的平均粒径可通过利用动态光散射法等的粒度分布测定来求出。
作为所述遮光成分的含量，在使用碳黑作为遮光成分的情况下，相对于遮光层整体，优选为10质量％～65质量％，更优选为15质量％～60质量％，尤其优选为20质量％～55质量％。而且，在使用碳黑以外的物质作为遮光成分的情况下，相对于遮光层整体，优选为10质量％～90质量％，更优选为20质量％～80质量％，尤其优选为30质量％～70质量％。若所述遮光成分的含量不足所述下限，则存在所述遮光层的遮光性下降的倾向，另一方面，若超过所述上限，则存在所述遮光层的表面平滑性、所述遮光成分的分散均匀性下降的倾向。
而且，所述遮光层含有树脂硬化物。作为此种树脂硬化物，并无特别限制，例如可列举后述光硬化性树脂的硬化物。作为所述树脂硬化物的含量，在使用碳黑作为遮光成分的情况下，相对于遮光层整体，优选为34质量％～90质量％，更优选为39质量％～85质量％，尤其优选为44质量％～80质量％。而且，在使用碳黑以外的物质作为遮光成分的情况下，相对于遮光层整体，优选为9质量％～90质量％，更优选为19质量％～80质量％，尤其优选为29质量％～70质量％。若所述树脂硬化物的含量不足所述下限，则存在所述遮光层的表面平滑性、所述遮光成分的分散均匀性下降的倾向，另一方面，若超过所述上限，则存在所述遮光层的遮光性下降的倾向。
在本发明中的遮光膜中，所述遮光层的平均厚度为0.1μm～30μm。若所述遮光层的平均厚度不足所述下限，则所述遮光层的遮光性会下降，另一方面，若超过所述上限，则碱显影所需要的时间变长，生产性会下降。作为此种遮光层的平均厚度，就兼顾遮光性与生产性的观点而言，优选为0.5μm～20μm，更优选为1μm～10μm。另外，遮光层的平均厚度可通过如下方式而求出，即：使用触针式阶差形状测定装置测定遮光膜表面与透明基板表面的阶差，将其平均而求出遮光膜的平均厚度，并自所述遮光膜的平均厚度中减去所述防反射层的平均厚度。
而且，在本发明中的遮光膜中，所述防反射层与所述遮光层的界面处的所述防反射层的表面粗糙度为40nm～200nm。若所述防反射层的表面粗糙度不足所述下限，则无法充分降低遮光膜的反射率，而无法充分防止光在遮光膜上的反射。另一方面，若所述防反射层的表面粗糙度超过所述上限，则难以使遮光膜的平坦性成为期望的水平。作为此种防反射层的表面粗糙度，就遮光膜的反射率变低，光在遮光膜上的反射被抑制，而且，确保遮光膜的平坦性的观点而言，优选为50nm～180nm，更优选为80nm～160nm。
其次，对本发明的显示装置用基板的制造方法进行说明。本发明的第一种显示装置用基板的制造方法是包括透明基板以及配置于所述透明基板上的包括防反射层及遮光层的遮光膜的显示装置用基板的制造方法，并且包括：
在所述透明基板上，形成含有折射率处于特定的范围内的无机填料及光硬化性透明树脂、平均厚度为0.01μm～1μm且表面粗糙度为40nm～200nm的防反射层用树脂组合物层的步骤；
在所述防反射层用树脂组合物层上，形成含有选自由有机黑色颜料、无机黑色颜料及混色伪黑色颜料所组成的群组中的至少一种遮光成分及光硬化性树脂的遮光层用树脂组合物层的步骤；以及
对所述防反射层用树脂组合物层及所述遮光层用树脂组合物层一并实施曝光处理后，一并实施显影处理，并且实施加热处理(后烘烤)，而形成含有所述无机填料及透明树脂硬化物的防反射层以及含有所述遮光成分及树脂硬化物且平均厚度为0.1μm～30μm的遮光层的步骤。
而且，本发明的第二种显示装置用基板的制造方法是包括透明基板以及配置于所述透明基板上的包括防反射层及遮光层的遮光膜的显示装置用基板的制造方法，并且包括：
在所述透明基板上，对含有折射率处于特定的范围内的无机填料及热硬化性透明树脂与热硬化性单体中的至少一种的防反射层用树脂组合物实施加热硬化处理，形成平均厚度为0.01μm～1μm且表面粗糙度为40nm～200nm的防反射层的步骤；以及
在所述防反射层上，对含有选自由有机黑色颜料、无机黑色颜料及混色伪黑色颜料所组成的群组中的至少一种遮光成分及光硬化性树脂的遮光层用树脂组合物实施曝光处理后，实施显影处理，并且实施加热处理(后烘烤)，而形成平均厚度为0.1μm～30μm的遮光层的步骤。在此种第二种显示装置用基板的制造方法中，也可在形成所述遮光层(遮光层图案)后，视需要，通过蚀刻处理除去所述防反射层中的上部未形成遮光层的部分(在显影处理中，上部的遮光层用树脂组合物层被除去的部分)的防反射层，对防反射层也形成图案。
本发明的第一种及第二种显示装置用基板的制造方法中所使用的透明基板、折射率处于特定的范围内的无机填料、及遮光成分为所述本发明的显示装置用基板的说明中记载的透明基板、无机填料及遮光成分。
本发明的第一种显示装置用基板的制造方法中所使用的防反射层用树脂组合物(以下，称为“第一种防反射层用树脂组合物”)含有所述无机填料及光硬化性透明树脂。作为所述光硬化性透明树脂，只要为通过光照射(例如，紫外线(ultraviolet，UV)照射)会硬化的透明树脂，则并无特别限制，就显影性优异的观点而言，优选为碱可溶性的光硬化性透明树脂，并且，就光硬化性、图案化特性也优异的观点而言，优选为日本专利特开2017-72760号公报中记载的含有聚合性不饱和基的碱可溶性树脂，即，使具有2个以上环氧基的化合物(更优选为使双酚类与表卤醇反应而获得的环氧化合物)与(甲基)丙烯酸(是指“丙烯酸和/或甲基丙烯酸”)的反应产物进一步与多元羧酸或其酸酐反应而获得的环氧(甲基)丙烯酸酯酸加成物，尤其优选为自双酚芴化合物衍生的环氧丙烯酸酯酸加成物。
此种第一种防反射层用树脂组合物中，作为所述无机填料的含量，相对于第一种防反射层用树脂组合物整体，优选为5质量％～95质量％，更优选为15质量％～90质量％，尤其优选为25质量％～85质量％。而且，作为所述光硬化性透明树脂的含量，相对于第一种防反射层用树脂组合物整体，优选为1.54质量％～95质量％，更优选为3.46质量％～85质量％，尤其优选为5.38质量％～75质量％。若所述无机填料的含量不足所述下限(或者，若所述光硬化性透明树脂的含量超过所述上限)，则存在所形成的防反射层与遮光层的界面处的所述防反射层的表面粗糙度不足规定的范围的下限的倾向，另一方面，若所述无机填料的含量超过所述上限(或者，若所述光硬化性透明树脂的含量不足所述下限)，则存在所形成的防反射层与遮光层的界面处的所述防反射层的表面粗糙度超过规定的范围的上限的倾向。
而且，在此种第一种防反射层用树脂组合物中也可包含光聚合性单体。由此，能够将对防反射层进行光加工时的灵敏度合理化，或将所形成的防反射层的表面硬度等膜的机械物性合理化。作为此种光聚合性单体，并无特别限制，例如可列举日本专利特开2017-72760号公报中记载的具有至少一个乙烯性不饱和键的光聚合性单体(例如，具有至少一个乙烯性不饱和键的(甲基)丙烯酸酯类)。作为此种光聚合性单体的含量，相对于所述光硬化性透明树脂与光聚合性单体的合计量，优选为0质量％～50质量％，更优选为0质量％～40质量％，尤其优选为0质量％～30质量％。
并且，优选在所述第一种防反射层用树脂组合物中包含光聚合引发剂。作为此种光聚合引发剂，并无特别限制，例如可列举日本专利特开2017-72760号公报中所记载的光聚合引发剂，这些中尤其优选为肟酯系聚合引发剂。此种光聚合引发剂的含量可根据所述第一种防反射层用树脂组合物的光硬化性等适当设定，例如相对于光硬化性树脂与光聚合性单体的合计量100质量份，优选为0质量份～30质量份，更优选为0质量份～25质量份。
而且，在透明基板的耐热性低，而在150℃以下之类的低温下进行显影后的加热处理(后烘烤)的情况下，优选在所述第一种防反射层用树脂组合物中包含偶氮系聚合引发剂。由此，显影后的加热时(后烘烤时)的所述第一种防反射层用树脂组合物的热自由基聚合性提高。作为此种偶氮系聚合引发剂，并无特别限制，例如可列举日本专利特开2017-181976号公报中所记载的偶氮系聚合引发剂。作为此种偶氮系聚合引发剂的含量，并无特别限制，可根据所述第一种防反射层用树脂组合物的热自由基聚合性等适当设定。
并且，在所述第一种防反射层用树脂组合物中，视需要，可调配分散剂、所述光聚合引发剂及偶氮系聚合引发剂以外的聚合引发剂、链转移剂、增感剂、非感光性树脂、硬化剂、硬化促进剂、抗氧化剂、塑化剂、填充材、偶合剂、表面活性剂、染料等各种添加剂。
而且，所述第一种防反射层用树脂组合物优选以溶液的状态(即，以第一种防反射层用树脂组合物溶液的形式)来使用。由此，可形成均匀的防反射层用树脂组合物层。作为此种第一种防反射层用树脂组合物溶液中所使用的有机溶媒，并无特别限制，例如可列举日本专利特开2017-72760号公报中所记载的溶剂。关于此种有机溶媒，优选以相对于所述第一种防反射层用树脂组合物与有机溶媒的合计量，使有机溶媒量成为80质量％～99.9质量％的方式进行调配，更优选以使所述第一种防反射层用树脂组合物溶液的溶液粘度(B型或E型粘度计)成为1mPa·sec～4mPa·sec的方式进行调配。此种溶液粘度的优选范围因涂布的方法而异，因此所述有机溶媒量的优选范围也因涂布的方法而异。例如，在为旋涂法的情况下，优选为所述有机溶媒量的优选范围的下限值附近的80质量％～85质量％，在为狭缝涂布法的情况下，优选为所述有机溶媒量的优选范围的上限值附近的99.0质量％～99.9质量％。
作为本发明的第一种防反射层用树脂组合物溶液而具有典型的调配组成的是含有光硬化性树脂组合物及有机溶媒的树脂组合物溶液，并且所述树脂组合物溶液中，
所述光硬化性树脂组合物含有：相对于树脂组合物整体，为25质量％～85质量％的折射率为1.2～1.8、平均粒径为30nm～220nm且能够分散于所述有机溶剂中的二氧化硅粒子；以及相对于树脂组合物整体，为15质量％～75质量％的环氧(甲基)丙烯酸酯酸加成物，并且
相对于所述光硬化性树脂组合物与所述有机溶媒的合计量，所述有机溶媒的含量为80质量％～99.9质量％，
溶液粘度为1mPa·sec～4mPa·sec。在此种第一种防反射层用树脂组合物溶液中，作为环氧(甲基)丙烯酸酯酸加成物，尤其优选为自双酚芴化合物衍生的环氧丙烯酸酯酸加成物。
另一方面，本发明的第二种显示装置用基板的制造方法中所使用的防反射层用树脂组合物(以下，称为“第二种防反射层用树脂组合物”)含有所述无机填料及热硬化性透明树脂与热硬化性单体中的至少一种。作为所述热硬化性透明树脂及热硬化性单体，只要为通过加热处理会硬化的透明树脂及单体，则并无特别限制，例如可列举日本专利特开2016-161926号公报中所记载的具有乙烯性不饱和双键或环状反应性基的树脂(环氧化合物、氧杂环丁烷化合物等)及具有乙烯性不饱和双键或环状反应性基的单体。
此种第二种防反射层用树脂组合物中，作为所述无机填料的含量，相对于第二种防反射层用树脂组合物整体，优选为5质量％～95质量％，更优选为15质量％～90质量％，尤其优选为25质量％～85质量％。而且，作为所述热硬化性透明树脂与热硬化性单体中的至少一种的含量，相对于第二种防反射层用树脂组合物整体，优选为3.2质量％～94.06质量％，更优选为7.2质量％～84.16质量％，尤其优选为11.2质量％～74.26质量％。若所述无机填料的含量不足所述下限(或者，若所述热硬化性透明树脂的含量超过所述上限)，则存在所形成的防反射层与遮光层的界面处的所述防反射层的表面粗糙度不足规定的范围的下限的倾向，另一方面，若所述无机填料的含量超过所述上限(或者，若所述热硬化性透明树脂的含量不足所述下限)，则存在所形成的防反射层与遮光层的界面处的所述防反射层的表面粗糙度超过规定的范围的上限的倾向。
而且，优选在所述第二种防反射层用树脂组合物中包含热硬化剂。作为此种热硬化剂，例如可列举作为胺系化合物、多元羧酸系化合物、酚树脂、氨基树脂、二氰二胺、路易斯酸络合化合物等环氧化合物的热硬化剂来使用者，其中优选为多元羧酸系化合物。作为此种多元羧酸系化合物，可列举多元羧酸、多元羧酸的酐、及多元羧酸的热分解性酯。多元羧酸是在1分子中具有两个以上羧基的化合物，具体而言可列举：琥珀酸、马来酸、环己烷-1,2-二羧酸、环己烯-1,2-二羧酸、环己烯-4,5-二羧酸、降冰片烷-2,3-二羧酸、邻苯二甲酸、3,6-二氢邻苯二甲酸、1,2,3,6-四氢邻苯二甲酸、甲基四氢邻苯二甲酸、苯-1,2,4-三羧酸、环己烷-1,2,4-三羧酸、苯-1,2,4,5-四羧酸、环己烷-1,2,4,5-四羧酸、丁烷-1,2,3,4-四羧酸等。作为多元羧酸的酐，可列举所述例示的多元羧酸的酐。作为此种多元羧酸的酐，可使用分子间酸酐，一般而言使用在分子内闭环的酸酐。作为多元羧酸的热分解性酯，可列举所述例示的多元羧酸的热分解性酯(例如叔丁酯、1-(烷基氧基)乙基酯、1-(烷硫基)乙基酯等〔其中，所述烷基为碳数1～20的饱和或不饱和的烃基，此烃基可具有直链状、分支状、环状中的任一结构，而且，也可具有任意的取代基)。而且，作为多元羧酸系化合物，也可使用具有两个以上羧基的聚合物或共聚物，所述羧基也可形成酐基或热分解性酯基。作为此种具有两个以上羧基的聚合物或共聚物，并无特别限制，例如可列举包含(甲基)丙烯酸作为构成成分的聚合物或共聚物、包含马来酸酐作为构成成分的共聚物、使四羧酸二酐与二胺或二醇反应使酸酐开环而成的化合物等。这些多元羧酸系化合物中，优选为邻苯二甲酸、3,6-二氢邻苯二甲酸、1,2,3,6-四氢邻苯二甲酸、甲基四氢邻苯二甲酸、苯-1,2,4-三羧酸的各多元羧酸的酐。此种热硬化剂的含量可根据所述第二种防反射层用树脂组合物的热硬化性等适当设定，例如相对于热硬化性透明树脂与热硬化性单体的合计量100质量份，优选为1质量份～25质量份。
并且，在所述第二种防反射层用树脂组合物中，视需要，可调配分散剂、非热硬化性树脂、硬化促进剂、抗氧化剂、塑化剂、填充材、偶合剂、表面活性剂、染料等各种添加剂。
而且，所述第二种防反射层用树脂组合物优选以溶液的状态(即，以第二种防反射层用树脂组合物溶液的形式)来使用。由此，可形成均匀的防反射层用树脂组合物层。作为此种第二种防反射层用树脂组合物溶液中所使用的有机溶媒，并无特别限制，例如可列举日本专利特开2016-161926号公报中所记载的溶剂。关于此种有机溶媒，优选以相对于所述第二种防反射层用树脂组合物与有机溶媒的合计量，使有机溶媒量成为80质量％～99.9质量％的方式进行调配，更优选以使所述第二种防反射层用树脂组合物溶液的溶液粘度(B型或E型粘度计)成为1mPa·sec～4mPa·sec的方式进行调配。此种溶液粘度的优选范围因涂布的方法而异，因此所述有机溶媒量的优选范围也因涂布的方法而异。例如，在为旋涂法的情况下，优选为所述有机溶媒量的优选范围的下限值附近的80质量％～85质量％，在为狭缝涂布法的情况下，优选为所述有机溶媒量的优选范围的上限值附近的99.0质量％～99.9质量％。
作为本发明的第二种防反射层用树脂组合物溶液而具有典型的调配组成的是含有热硬化性树脂组合物及有机溶媒的树脂组合物溶液，并且所述树脂组合物溶液中，
所述热硬化性树脂组合物含有：相对于树脂组合物整体，为25质量％～85质量％的折射率为1.2～1.8、平均粒径为30nm～220nm且能够分散于所述有机溶剂中的二氧化硅粒子；相对于树脂组合物整体，为12质量％～74.26质量％的环氧化合物；以及相对于所述环氧化合物100质量份，为1质量份～25质量份的热硬化剂，并且
相对于所述光硬化性树脂组合物与所述有机溶媒的合计量，所述有机溶媒的含量为80质量％～99.9质量％，
溶液粘度为1mPa·sec～4mPa·sec。
本发明的第一种及第二种显示装置用基板的制造方法中所使用的遮光层用树脂组合物含有所述遮光成分及光硬化性树脂。作为所述光硬化性树脂，只要为通过光照射(例如，UV照射)会硬化的树脂，则并无特别限制，就显影性优异的观点而言，优选为碱可溶性的光硬化性树脂，并且，就光硬化性、图案化特性也优异的观点而言，优选为日本专利特开2017-72760号公报中记载的含有聚合性不饱和基的碱可溶性树脂，即，使具有2个以上环氧基的化合物(更优选为使双酚类与表卤醇反应而获得的环氧化合物)与(甲基)丙烯酸(是指“丙烯酸和/或甲基丙烯酸”)的反应产物进一步与多元羧酸或其酸酐反应而获得的环氧(甲基)丙烯酸酯酸加成物，尤其优选为自双酚芴化合物衍生的环氧丙烯酸酯酸加成物。
此种遮光层用树脂组合物中，作为所述遮光成分的含量，相对于遮光层用树脂组合物整体，优选为10质量％～90质量％，更优选为20质量％～80质量％，尤其优选为30质量％～70质量％。而且，作为所述光硬化性树脂的含量，相对于遮光层用树脂组合物整体，优选为5.54质量％～90质量％，更优选为11.7质量％～80质量％，尤其优选为17.8质量％～70质量％。若所述遮光成分的含量不足所述下限(或者，所述光硬化性树脂的含量超过所述上限)，则存在所形成的遮光层的遮光性下降的倾向，另一方面，若所述遮光成分的含量超过所述上限(或者，所述光硬化性树脂的含量不足所述下限)，则存在所形成的遮光层的表面平滑性、所述遮光成分的分散稳定性下降的倾向。
而且，在此种遮光层用树脂组合物中也可包含光聚合性单体。由此，能够将对遮光层进行光加工时的灵敏度合理化，或将所形成的遮光层的表面硬度等膜的机械物性合理化。作为此种光聚合性单体，可列举日本专利特开2017-72760号公报中记载的具有至少一个乙烯性不饱和键的光聚合性单体(例如，具有至少一个乙烯性不饱和键的(甲基)丙烯酸酯类)。作为此种光聚合性单体的含量，相对于所述光硬化性树脂与光聚合性单体的合计量，优选为1质量％～20质量％，更优选为2质量％～15质量％，尤其优选为3质量％～10质量％。
并且，优选在所述遮光层用树脂组合物中包含光聚合引发剂。作为此种光聚合引发剂，并无特别限制，例如可列举日本专利特开2017-72760号公报中所记载的光聚合引发剂，这些中尤其优选为肟酯系聚合引发剂。此种光聚合引发剂的含量可根据所述遮光层用树脂组合物的光硬化性等适当设定，例如相对于光硬化性树脂与光聚合性单体的合计量100质量份，优选为0.3质量份～30质量份，更优选为1质量份～25质量份。
而且，在透明基板的耐热性低，而在150℃以下之类的低温下进行显影后的加热处理(后烘烤)的情况下，优选在所述遮光层用树脂组合物中包含偶氮系聚合引发剂。由此，显影后的加热时(后烘烤时)的所述遮光层用树脂组合物的热自由基聚合性提高。作为此种偶氮系聚合引发剂，并无特别限制，例如可列举日本专利特开2017-181976号公报中所记载的偶氮系聚合引发剂。作为此种偶氮系聚合引发剂的含量，并无特别限制，可根据所述遮光层用树脂组合物的热自由基聚合性等适当设定。
并且，在所述遮光层用树脂组合物中，视需要，可调配分散剂、所述光聚合引发剂及偶氮系聚合引发剂以外的聚合引发剂、链转移剂、增感剂、非感光性树脂、硬化剂、硬化促进剂、抗氧化剂、塑化剂、填充材、偶合剂、表面活性剂、色调整用颜料、染料等各种添加剂。
而且，所述遮光层用树脂组合物优选以溶液的状态(即，以遮光层用树脂组合物溶液的形式)来使用。由此，可形成均匀的遮光层用树脂组合物层。作为此种遮光层用树脂组合物溶液中所使用的有机溶媒，并无特别限制，例如可列举日本专利特开2017-72760号公报中所记载的溶剂。关于此种有机溶媒，优选以相对于所述遮光层用树脂组合物与有机溶媒的合计量，使有机溶媒量成为60质量％～90质量％的方式进行调配，更优选以使所述遮光层用树脂组合物溶液的溶液粘度(B型或E型粘度计)成为1mPa·sec～30mPa·sec的方式进行调配。
在本发明的第一种显示装置用基板的制造方法中，首先，在所述透明基板上形成包括所述第一种防反射层用树脂组合物的层(以下，称为“第一种防反射层用树脂组合物层”)。
所述第一种防反射层用树脂组合物层的平均厚度为0.01μm～1μm。若所述第一种防反射层用树脂组合物层的平均厚度不足所述下限，则存在所述第一种防反射层用树脂组合物层的表面粗糙度超过规定的范围的上限的倾向，另一方面，若超过所述上限，则存在所述第一种防反射层用树脂组合物层的表面粗糙度不足规定的范围的下限的倾向。作为此种第一种防反射层用树脂组合物层的平均厚度，就所述第一种防反射层用树脂组合物层的表面粗糙度容易成为规定的范围内的观点而言，优选为0.02μm～0.5μm，更优选为0.04μm～0.3μm。另外，第一种防反射层用树脂组合物层的平均厚度可通过使用触针式阶差形状测定装置测定第一种防反射层用树脂组合物层表面与透明基板表面的阶差，并将其平均而求出。
而且，所述第一种防反射层用树脂组合物层的表面粗糙度为40nm～200nm。若所述第一种防反射层用树脂组合物层的表面粗糙度不足所述下限，则无法充分降低所获得的遮光膜的反射率，而无法充分防止光在遮光膜上的反射。另一方面，若所述第一种防反射层用树脂组合物层的表面粗糙度超过所述上限，则难以使所获得的遮光膜的平坦性成为期望的水平。作为此种第一防反射层用树脂组合物层的表面粗糙度，就所获得的遮光膜的反射率变低，光在遮光膜上的反射被抑制，而且，确保遮光膜的平坦性的观点而言，优选为50nm～180nm，更优选为80nm～160nm。另外，第一种防反射层用树脂组合物层的表面粗糙度可如下求出，即：使用触针式阶差形状测定装置测定第一种防反射层用树脂组合物层表面的凹凸形状，求出粗糙度曲线，针对此粗糙度曲线中随意抽出的0.1mm的部分，求出粗糙度的算术平均值，将其作为第一种防反射层用树脂组合物层的表面粗糙度。
作为形成此种第一种防反射层用树脂组合物层的方法，例如可列举在所述透明基板上涂布所述第一种防反射层用树脂组合物溶液后，实施加热处理(预烘烤)，由此除去有机溶媒的方法。
其次，在如此形成的第一种防反射层用树脂组合物层上形成包括所述遮光层用树脂组合物的层(以下，称为“遮光层用树脂组合物层”)。作为形成此种遮光层用树脂组合物层的方法，例如可列举在所述第一种防反射层用树脂组合物层上涂布所述遮光层用树脂组合物溶液后，实施加热处理(预烘烤)，由此除去有机溶媒的方法。
作为涂布第一种防反射层用树脂组合物溶液的方法及涂布遮光层用树脂组合物溶液的方法，例如除了公知的溶液浸渍法、喷雾法以外，还可列举使用辊涂机、面涂机、狭缝涂布机、旋涂机等的方法。预烘烤中的加热温度及加热时间可根据使用的有机溶媒的种类等适当设定，例如可将加热温度设定为60℃～110℃(设定为不超过所述透明基板的耐热温度)，并将加热时间设定为1分钟～3分钟。
其次，对如此形成的所述第一种防反射层用树脂组合物层及所述遮光层用树脂组合物层，使用期望的遮光膜图案形成用掩模来一并实施曝光处理，使所述第一种防反射层用树脂组合物层的感光部分(曝光部分)的光硬化性透明树脂及所述遮光层用树脂组合物层的感光部分(曝光部分)的光硬化性树脂光硬化。曝光处理条件可根据使用的光硬化性树脂或光聚合引发剂的种类等适当设定。
其次，对曝光后的第一种防反射层用树脂组合物层及遮光层用树脂组合物层一并实施显影处理，将所述第一种防反射层用树脂组合物层及所述遮光层用树脂组合物层的未曝光部分的树脂组合物去除，由此同时形成含有所述无机填料及透明树脂硬化物(所述第一种防反射层用树脂组合物的硬化物)的防反射层与含有所述遮光成分及树脂硬化物(所述遮光层用树脂组合物的硬化物)的遮光层。并且，为了使所述防反射层及所述遮光层充分硬化，或充分除去显影液而提高所述透明基板与所述防反射层的密接性，而对所述防反射层及所述遮光层实施加热处理(后烘烤)，由此可获得在所述透明基板上具有包括所述防反射层及所述遮光层的遮光膜(遮光膜图案)的本发明的显示装置用基板。
作为所述显影处理方法，并无特别限制，可采用公知的显影方法，显影处理条件可根据使用的光硬化性透明树脂及光硬化性树脂的种类等适当设定。而且，在所述第一种防反射层用树脂组合物层中的光硬化性透明树脂及所述遮光层用树脂组合物层中的光硬化性树脂为碱可溶性的情况下，优选使用碱显影液来进行显影处理(碱显影处理)。作为碱显影液，可使用碱金属或碱土类金属的碳酸盐或氢氧化物的水溶液等公知的碱显影液。
而且，后烘烤中的加热温度及加热时间可根据使用的透明基板或树脂组合物的种类等适当设定，例如在使用玻璃基板等耐热性充分者作为透明基板的情况下，可将加热温度设定为180℃～250℃，并将加热时间设定为20分钟～60分钟。
如此形成的遮光层的平均厚度为0.1μm～30μm。若所述遮光层的平均厚度不足所述下限，则遮光性会下降，另一方面，若超过所述上限，则所述碱显影所需要的时间变长，生产性会下降。作为此种遮光层的平均厚度，就兼顾遮光性与生产性的观点而言，优选为0.5μm～20μm，更优选为1μm～10μm。另外，遮光层的平均厚度可通过如下方式而求出，即：使用触针式阶差形状测定装置测定遮光层表面与透明基板表面的阶差，将其平均而求出包括所述防反射层及所述遮光层的遮光膜的平均厚度，并自所述遮光膜的平均厚度中减去所述第一种防反射层用树脂组合物层的平均厚度。
如此，在本发明的第一种显示装置用基板的制造方法中，在第一种防反射层用树脂组合物及遮光层用树脂组合物的任一者中均使用了光硬化性树脂，因此可对第一种防反射层用树脂组合物层及遮光层用树脂组合物层一并进行曝光处理及显影处理。
另一方面，在本发明的第二种显示装置用基板的制造方法中，首先，在所述透明基板上，对所述第二种防反射层用树脂组合物实施加热硬化处理，形成含有所述无机填料及透明树脂硬化物(所述第二种防反射层用树脂组合物的硬化物)的防反射层。
所述防反射层的平均厚度为0.01μm～1μm。若所述防反射层的平均厚度不足所述下限，则存在所述防反射层的表面粗糙度超过规定的范围的上限的倾向，另一方面，若超过所述上限，则存在所述防反射层的表面粗糙度不足规定的范围的下限的倾向。作为此种防反射层的平均厚度，就所述防反射层的表面粗糙度容易成为规定的范围内的观点而言，优选为0.02μm～0.5μm，更优选为0.04μm～0.3μm。另外，防反射层的平均厚度可通过使用触针式阶差形状测定装置测定防反射层表面与透明基板表面的阶差，并将其平均而求出。
而且，所述防反射层的表面粗糙度为40nm～200nm。若所述防反射层的表面粗糙度不足所述下限，则无法充分降低所获得的遮光膜的反射率，而无法充分防止光在遮光膜上的反射。另一方面，若所述防反射层的表面粗糙度超过所述上限，则难以使所获得的遮光膜的平坦性成为期望的水平。作为此种防反射层的表面粗糙度，就所获得的遮光膜的反射率进一步变低，光在遮光膜上的反射进一步被抑制，而且，确保遮光膜的平坦性的观点而言，优选为50nm～180nm，更优选为80nm～160nm。另外，防反射层的表面粗糙度可如下求出，即：使用触针式阶差形状测定装置测定防反射层表面的凹凸形状，求出粗糙度曲线，针对此粗糙度曲线中随意抽出的0.1mm的部分，求出粗糙度的算术平均值，将其作为防反射层的表面粗糙度。
作为形成此种防反射层的方法，例如可列举在所述透明基板上涂布所述第二种防反射层用树脂组合物溶液后，对所述第二种防反射层用树脂组合物实施加热硬化处理的方法。
作为涂布第二种防反射层用树脂组合物溶液的方法，例如除了公知的溶液浸渍法、喷雾法以外，还可列举使用辊涂机、面涂机、狭缝涂布机、旋涂机等的方法。
而且，加热硬化处理条件可根据使用的透明基板或第二种防反射层用树脂组合物的种类等适当设定，例如在使用玻璃基板等耐热性充分者作为透明基板的情况下，可将加热温度设定为180℃～250℃，并将加热时间设定为20分钟～60分钟。
其次，在如此形成的防反射层上形成包括所述遮光层用树脂组合物的层(以下，称为“遮光层用树脂组合物层”)。作为形成此种遮光层用树脂组合物层的方法，例如可列举在所述第二种防反射层用树脂组合物层上涂布所述遮光层用树脂组合物溶液后，实施加热处理(预烘烤)，由此除去有机溶媒的方法。
作为涂布遮光层用树脂组合物溶液的方法，例如除了公知的溶液浸渍法、喷雾法以外，还可列举使用辊涂机、面涂机、狭缝涂布机、旋涂机等的方法。预烘烤中的加热温度及加热时间可根据使用的有机溶媒的种类等适当设定，例如可将加热温度设定为60℃～110℃(设定为不超过所述透明基板的耐热温度)，并将加热时间设定为1分钟～3分钟。
其次，对如此形成的所述遮光层用树脂组合物层，使用期望的遮光膜图案形成用掩模来实施曝光处理，使所述遮光层用树脂组合物层的感光部分(曝光部分)的光硬化性树脂光硬化。曝光处理条件可根据使用的光硬化性树脂或光聚合引发剂的种类等适当设定。
其次，对曝光后的遮光层用树脂组合物层实施显影处理，将所述遮光层用树脂组合物层的未曝光部分的树脂组合物去除，由此形成含有所述遮光成分及树脂硬化物(所述遮光层用树脂组合物的硬化物)的遮光层。并且，为了使所述遮光层充分硬化，或充分除去显影液，而对所述遮光层实施加热处理(后烘烤)，由此可获得在所述透明基板上具有包括所述防反射层及所述遮光层的遮光膜(遮光膜图案)的本发明的显示装置用基板。
作为所述显影处理方法，并无特别限制，可采用公知的显影方法，显影处理条件可根据使用的光硬化性树脂的种类等适当设定。而且，在所述遮光层用树脂组合物层中的光硬化性树脂为碱可溶性的情况下，优选使用碱显影液来进行显影处理(碱显影处理)。作为碱显影液，可使用碱金属或碱土类金属的碳酸盐或氢氧化物的水溶液等公知的碱显影液。
而且，后烘烤中的加热温度及加热时间可根据使用的透明基板或树脂组合物的种类等适当设定。
如此形成的遮光层的平均厚度为0.1μm～30μm。若所述遮光层的平均厚度不足所述下限，则遮光性会下降，另一方面，若超过所述上限，则所述碱显影所需要的时间变长，生产性会下降。作为此种遮光层的平均厚度，就兼顾遮光性与生产性的观点而言，优选为0.5μm～20μm，更优选为1μm～10μm。另外，遮光层的平均厚度可通过如下方式而求出，即：使用触针式阶差形状测定装置测定遮光层表面与透明基板表面的阶差，将其平均而求出包括所述防反射层及所述遮光层的遮光膜的平均厚度，并自所述遮光膜的平均厚度中减去所述防反射层的平均厚度。
[实施例]
以下，基于实施例及比较例对本发明进行更具体的说明，但本发明并不限定于以下的实施例。另外，实施例及比较例中使用的无机填料及遮光成分的平均粒径、防反射层(或防反射层用树脂组合物层)及遮光层的平均厚度、以及防反射层(或防反射层用树脂组合物层)的表面粗糙度是通过以下的方法进行测定。
＜无机填料及遮光成分的平均粒径测定＞
将无机填料或遮光成分的粒子以使粒子浓度成为0.1质量％～0.5质量％的方式分散于树脂组合物溶液中使用的有机溶媒中。针对所获得的分散液中的粒子的粒度分布，使用粒度分布计(大塚电子股份有限公司制造的“粒径分析仪FPAR-1000”)通过动态光散射法进行测定，并通过累积量法解析所获得的粒度分布而求出平均粒径(平均二次粒径)。
＜防反射层(或防反射层用树脂组合物层)的平均厚度测定＞
使用触针式阶差形状测定装置(科磊(KLA-Tencor)公司制造的“P-10”)，在测定范围500μm、扫描速度50μm/秒、取样(sampling)速率20Hz的条件下，测定玻璃基板表面与防反射层表面(或防反射层用树脂组合物层表面)的阶差，将其平均值作为防反射层(或防反射层用树脂组合物层)的平均厚度。
＜遮光层的平均厚度测定＞
使用触针式阶差形状测定装置(科磊(KLA-Tencor)公司制造的“P-10”)，在测定范围500μm、扫描速度50μm/秒、取样速率20Hz的条件下，测定玻璃基板表面与遮光层表面的阶差，将其平均值作为包括防反射层及遮光层的遮光膜的平均厚度。自所述遮光膜的平均厚度中减去所述防反射层(或防反射层用树脂组合物层)的平均厚度，由此求出遮光层的平均厚度(＝遮光膜的平均厚度-防反射层(或防反射层用树脂组合物层)的平均厚度)。
＜防反射层(或防反射层用树脂组合物层)的表面粗糙度测定＞
使用触针式阶差形状测定装置(科磊(KLA-Tencor)公司制造的“P-10”)，在测定范围500μm、扫描速度10μm/秒、取样速率100Hz的条件下，测定防反射层表面(或防反射层用树脂组合物层表面)的凹凸形状，求出粗糙度曲线，针对此粗糙度曲线中随意抽出的长度0.1mm的部分求出粗糙度的算术平均值，将其作为防反射层(或防反射层用树脂组合物层)的表面粗糙度。将其结果示于表1中。
而且，实施例及比较例中使用的碱可溶性的光硬化性透明树脂是通过以下的方法进行合成。另外，以下示出合成例中使用的原料。
BPFE：双酚芴型环氧化合物(9,9-双(4-羟基苯基)芴与氯甲基氧杂环丙烷(Chloromethyloxirane)的反应产物(环氧当量：250g/eq))。
AA：丙烯酸。
PGMEA：丙二醇单甲醚乙酸酯。
TEAB：溴化四乙基铵。
BPDA：3,3',4,4'-联苯基四羧酸二酐。
THPA：四氢邻苯二甲酸酐。
BzMA：甲基丙烯酸苄酯。
DCPMA：甲基丙烯酸二环戊酯。
GMA：甲基丙烯酸缩水甘油酯。
St：苯乙烯。
AIBN：偶氮双异丁腈。
TDMAMP：三-二甲基氨基甲基苯酚。
HQ：对苯二酚。
TEA：三乙基胺。
(合成例1)
在带回流冷却器的四口烧瓶(容量500ml)中装入BPFE(114.4g(0.23摩尔))、AA(33.2g(0.46摩尔))、PGMEA(157g)及TEAB(0.48g)，以100℃～105℃搅拌20小时使其反应。继而，向所述烧瓶内的反应生成物中添加BPDA(35.3g(0.12摩尔))及THPA(18.3g(0.12摩尔))，以120℃～125℃搅拌6小时而获得含有光硬化性卡多树脂(cardo resin)的树脂溶液。此树脂溶液的固体成分浓度为56.1质量％，酸值(固体成分换算)为103mgKOH/g，GPC分析下的Mw为3600。
(合成例2)
向带回流冷却器的四口烧瓶(容量1L)中放入PGMEA(300g)，将烧瓶内的气相置换为氮，之后，升温至120℃。自滴加漏斗花费2小时向所述烧瓶内滴加单体混合物(在BzMA(35.2g(0.20摩尔))、DCPMA(77.1g(0.35摩尔))、GMA(49.8g(0.35摩尔))及St(10.4g(0.10摩尔))的液状混合物中溶解AIBN(10g)而成的混合溶液)，其后，在120℃下搅拌2小时而获得共聚物溶液。
继而，将烧瓶系统内的气相置换为空气，之后，向此烧瓶内的所述共聚物溶液中添加AA(24.0g(缩水甘油基的95％))、TDMAMP(0.8g)及HQ(0.15g)，在120℃下搅拌6小时，而获得含有聚合性不饱和基的共聚物溶液。
并且，向此含有聚合性不饱和基的共聚物溶液中添加THPA(45.7g(AA添加摩尔数的90％))、TEA(0.5g)，在120℃下反应4小时而获得含有光硬化性丙烯酸树脂的树脂溶液。此树脂溶液的固体成分浓度为46质量％，酸值(固体成分换算)为68mgKOH/g，GPC分析下的Mw为7900。
并且，以下示出实施例及比较例中使用的其他各成分。
(热硬化性透明树脂)
环氧树脂：2,2-双(羟基甲基)-1-丁醇的1,2-环氧基-4-(2-氧杂环丙基)环己烷加成物(大赛璐有机合成股份有限公司(daicel corporation organicchemical productscompany)制造的“EHPE3150”)。
(光聚合性单体)
DPHA：二季戊四醇六丙烯酸酯与二季戊四醇五丙烯酸酯的混合物(日本化药股份有限公司制造的“DPHA”)。
(硬化剂)
TMA：偏苯三甲酸。
(聚合引发剂)
OXE02：乙酮,1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲酰基)-9H-咔唑-3-基]-,1-(O-乙酰基肟)(巴斯夫(BASF)日本股份有限公司制造的“艳佳固(Irgacure)OXE02”)。
(无机填料)
二氧化硅A：气相二氧化硅(日本艾罗西尔(Aerosil)股份有限公司制造的“艾罗西尔(Aerosil)”)、折射率：1.46、平均粒径(分布测定：动态光散射法、分布解析：累积量法)：170nm。
二氧化硅B：有机二氧化硅溶胶(日产化学股份有限公司制造的“PMA-ST”)、折射率：1.46、平均粒径(分布测定：动态光散射法、分布解析：累积量法)：20nm。
(遮光成分)
碳黑：碳黑(三菱化学股份有限公司制造的“MA14”)、平均粒径(分布测定：动态光散射法、分布解析：累积量法)：150nm。
(有机溶媒)
PGMEA：丙二醇单甲醚乙酸酯。
(实施例1)
首先，以使各成分成为表1中所示的含量的方式，混合合成例1中所获得的含有光硬化性卡多树脂的树脂溶液、二氧化硅A及PGMEA而制备防反射层用树脂组合物溶液。而且，以使各成分成为表1中所示的含量的方式，混合合成例1中所获得的含有光硬化性卡多树脂的树脂溶液、DPHA、碳黑、OXE02及PGMEA而制备遮光层用树脂组合物溶液。
其次，在玻璃基板上，使用旋涂机涂布防反射层用树脂组合物溶液，使用加热板在90℃下加热(预烘烤)1分钟，形成平均厚度为80nm的防反射层用树脂组合物层。此防反射层用树脂组合物层的表面粗糙度为75nm。
在所述防反射层用树脂组合物层上，使用旋涂机涂布遮光层用树脂组合物溶液，使用加热板在90℃下加热(预烘烤)1分钟，形成遮光层用树脂组合物层。
在如此形成的包括防反射层用树脂组合物层及遮光层用树脂组合物层的层叠涂膜上，将曝光间隙调整为100μm，覆盖线宽(line)/间隔(space)＝20μm/20μm的遮光膜图案形成用掩模，使用i射线强度30mW/cm2的超高压水银灯，照射50mJ/cm2的紫外线，一并进行曝光，使感光部分的树脂光硬化。在曝光后的层叠涂膜上，使用0.04％氢氧化钾水溶液，在24℃、1kgf/cm2压力的条件下开始喷淋显影，在开始出现图案后，进一步继续20秒钟的喷淋显影。其后，在5kgf/cm2压力下进行喷雾水洗，将层叠涂膜的未曝光部分去除，将依次层叠有防反射层图案与遮光层图案的遮光膜图案形成于玻璃基板上。其后，使用热风干燥机以230℃对此遮光膜图案实施30分钟的加热处理(后烘烤)。另外，所述遮光层图案的平均厚度为1.3μm。
(实施例2～实施例3)
在防反射层用树脂组合物溶液中，以使各成分成为表1中所示的含量的方式，变更合成例1中所获得的光硬化性卡多树脂的树脂溶液及二氧化硅A的调配量，除此以外，以与实施例1同样的方式，将依次层叠有防反射层图案与遮光层图案的遮光膜图案形成于玻璃基板上。另外，实施例2中所获得的防反射层用树脂组合物层的表面粗糙度为98nm，实施例3中所获得的防反射层用树脂组合物层的表面粗糙度为142nm。
(实施例4)
除形成平均厚度为40nm的防反射层用树脂组合物层以外，以与实施例3同样的方式，将依次层叠有防反射层图案与遮光层图案的遮光膜图案形成于玻璃基板上。另外，实施例4中所获得的防反射层用树脂组合物层的表面粗糙度为150nm。
(实施例5)
除形成平均厚度为200nm的防反射层用树脂组合物层以外，以与实施例3同样的方式，将依次层叠有防反射层图案与遮光层图案的遮光膜图案形成于玻璃基板上。另外，实施例5中所获得的防反射层用树脂组合物层的表面粗糙度为50nm。
(实施例6)
在防反射层用树脂组合物溶液中，使用合成例2中所获得的光硬化性丙烯酸树脂的树脂溶液代替合成例1中所获得的光硬化性卡多树脂的树脂溶液，除此以外，以与实施例3同样的方式，将依次层叠有防反射层图案与遮光层图案的遮光膜图案形成于玻璃基板上。另外，实施例6中所获得的防反射层用树脂组合物层的表面粗糙度为131nm。
(实施例7)
首先，以使各成分成为表1中所示的含量的方式，混合合成例1中所获得的光硬化性卡多树脂的树脂溶液、环氧树脂、TMA、二氧化硅A及PGMEA而制备防反射层用树脂组合物溶液。而且，以与实施例1同样的方式制备遮光层用树脂组合物溶液。
其次，在玻璃基板上，使用旋涂机涂布防反射层用树脂组合物溶液，之后，使用热风干燥机以230℃实施30分钟的加热硬化处理，形成平均厚度为80nm的防反射层。此防反射层的表面粗糙度为65nm。
在所述防反射层上，使用旋涂机涂布遮光层用树脂组合物溶液，使用加热板在90℃下加热(预烘烤)1分钟，形成遮光层用树脂组合物层。
在如此形成的遮光层用树脂组合物层上，将曝光间隙调整为100μm，覆盖线宽/间隔＝20μm/20μm的遮光膜图案形成用掩模，使用i射线强度30mW/cm2的超高压水银灯，照射50mJ/cm2的紫外线，进行曝光，使感光部分的树脂光硬化。在曝光后的遮光层用树脂组合物层上，使用0.04％氢氧化钾水溶液，在24℃、1kgf/cm2压力的条件下开始喷淋显影，在开始出现图案后，进一步继续20秒钟的喷淋显影。其后，在5kgf/cm2压力下进行喷雾水洗，将遮光层用树脂组合物层的未曝光部分去除，将依次层叠有防反射层与遮光层图案的遮光膜图案形成于玻璃基板上。其后，使用热风干燥机以230℃对此遮光膜图案实施30分钟的加热处理(后烘烤)。另外，所述遮光层图案的平均厚度为1.3μm。
(实施例8)
在防反射层用树脂组合物溶液中，以使各成分成为表1中所示的含量的方式，混合环氧树脂、TMA、二氧化硅A及PGMEA，除此以外，以与实施例7同样的方式，将依次层叠有防反射层与遮光层图案的遮光膜图案形成于玻璃基板上。另外，实施例8中所获得的防反射层的表面粗糙度为70nm。
(比较例1)
除未形成防反射层以外，以与实施例1同样的方式，将仅包括遮光层图案的遮光膜图案形成于玻璃基板上。
(比较例2)
在防反射层用树脂组合物溶液中，以使各成分成为表1中所示的含量的方式，混合合成例1中所获得的光硬化性卡多树脂的树脂溶液及PGMEA，除此以外，以与实施例1同样的方式，将依次层叠有防反射层图案与遮光层图案的遮光膜图案形成于玻璃基板上。另外，比较例2中所获得的防反射层用树脂组合物层的表面粗糙度为11nm。
(比较例3)
除使用平均粒径为20nm的二氧化硅B代替平均粒径为170nm的二氧化硅A以外，以与实施例3同样的方式，将依次层叠有防反射层图案与遮光层图案的遮光膜图案形成于玻璃基板上。另外，比较例3中所获得的防反射层用树脂组合物层的表面粗糙度为30nm。
＜遮光度(光密度(optical density，OD)值)测定＞
针对所获得的带遮光膜图案的玻璃基板，使用光学浓度计(坂田油墨工程股份有限公司(SAKATAINX ENG.CO.,LTD)制造的“X-Rite361T(V)”)测定光学浓度(OD值)，将其用玻璃基板的光学浓度(OD值)进行修正，求出遮光膜的遮光度(OD值)。将其结果示于表1中。
＜反射率测定＞
自所获得的带遮光膜图案的玻璃基板的未形成遮光膜图案的一面侧，使用分光测色计(日立高新技术(Hitachi High Tech Science)股份有限公司制造的“UH4150”)，在C光源、2°视野的条件下测定反射率[％]。将其结果示于表1中。
Figure BDA0002311256060000271
如表1中所示，确认到：包括通过使具有特定的表面粗糙度的防反射层用树脂组合物层硬化而形成的防反射层的遮光膜图案(实施例1～实施例6)及包括具有特定的表面粗糙度的防反射层的遮光膜图案(实施例7～实施例8)与无防反射层的遮光膜图案(比较例1)、防反射层中不包含无机填料的遮光膜图案(比较例2)、及包括通过使表面粗糙度小的防反射层用树脂组合物层硬化而形成的防反射层的遮光膜图案(比较例3)相比，反射率被降低。
[工业上的可利用性]
像以上所说明的那样，根据本发明，能够获得一种光的反射得到了充分抑制的遮光膜。因此，本发明的显示装置用基板由于具有光的反射得到了充分抑制的遮光膜，因此作为液晶显示器、触摸屏、有机电致发光(electro-luminescence)EL显示器、量子点显示器等显示装置中所使用的基板是有用的。

Claims (9)

1.一种显示装置用基板，其特征在于，包括：
透明基板；以及
遮光膜，所述遮光膜包括：配置于所述透明基板上，含有折射率为1.2～1.8的无机填料及透明树脂硬化物，且平均厚度为0.01μm～1μm的防反射层；以及配置于所述防反射层上，含有选自由有机黑色颜料、无机黑色颜料及混色伪黑色颜料所组成的群组中的至少一种遮光成分及树脂硬化物，且平均厚度为0.1μm～30μm的遮光层，并且所述防反射层与所述遮光层的界面处的所述防反射层的表面粗糙度为40nm～200nm。
2.根据权利要求1所述的显示装置用基板，其特征在于，所述无机填料的平均粒径为25nm～300nm。
3.根据权利要求1或2所述的显示装置用基板，其特征在于，相对于所述防反射层整体，所述无机填料的含量为5质量％～95质量％。
4.一种显示装置用基板的制造方法，所述显示装置用基板包括透明基板以及配置于所述透明基板上的包括防反射层及遮光层的遮光膜，所述显示装置用基板的制造方法的特征在于，包括：
在所述透明基板上，形成含有折射率为1.2～1.8的无机填料及光硬化性透明树脂、平均厚度为0.01μm～1μm且表面粗糙度为40nm～200nm的防反射层用树脂组合物层的步骤；
在所述防反射层用树脂组合物层上，形成含有选自由有机黑色颜料、无机黑色颜料及混色伪黑色颜料所组成的群组中的至少一种遮光成分及光硬化性树脂的遮光层用树脂组合物层的步骤；以及
对所述防反射层用树脂组合物层及所述遮光层用树脂组合物层一并实施曝光处理后，一并实施显影处理，并且实施后烘烤，而形成含有所述无机填料及透明树脂硬化物的防反射层以及含有所述遮光成分及树脂硬化物且平均厚度为0.1μm～30μm的遮光层的步骤。
5.根据权利要求4所述的显示装置用基板的制造方法，其特征在于，所述防反射层用树脂组合物层中的光硬化性透明树脂及所述遮光层用树脂组合物层中的光硬化性树脂均为碱可溶性，所述显影处理为碱显影处理。
6.一种显示装置用基板的制造方法，所述显示装置用基板包括透明基板以及配置于所述透明基板上的包括防反射层及遮光层的遮光膜，所述显示装置用基板的制造方法的特征在于，包括：
在所述透明基板上，对含有折射率为1.2～1.8的无机填料及热硬化性透明树脂与热硬化性单体中的至少一种的防反射层用树脂组合物实施加热硬化处理，形成平均厚度为0.01μm～1μm且表面粗糙度为40nm～200nm的防反射层的步骤；以及
在所述防反射层上，对含有选自由有机黑色颜料、无机黑色颜料及混色伪黑色颜料所组成的群组中的至少一种遮光成分及光硬化性树脂的遮光层用树脂组合物实施曝光处理后，实施显影处理，并且实施后烘烤，而形成平均厚度为0.1μm～30μm的遮光层的步骤。
7.根据权利要求6所述的显示装置用基板的制造方法，其特征在于，所述遮光层用树脂组合物层中的光硬化性树脂为碱可溶性，所述显影处理为碱显影处理。
8.一种防反射层用树脂组合物溶液，其为含有能够形成平均厚度为0.01μm～1μm且表面粗糙度为40nm～200nm的防反射层用树脂组合物层的光硬化性树脂组合物及有机溶媒的树脂组合物溶液，并且特征在于，
所述光硬化性树脂组合物含有：相对于树脂组合物整体，为5质量％～95质量％的折射率为1.2～1.8、平均粒径为25nm～300nm且能够分散于所述有机溶媒中的无机填料；相对于树脂组合物整体，为1.54质量％～95质量％的光硬化性透明树脂；相对于所述光硬化性透明树脂与光聚合性单体的合计量，为0质量％～50质量％的光聚合性单体；以及相对于所述光硬化性透明树脂与所述光聚合性单体的合计量100质量份，为0质量份～30质量份的光聚合引发剂，并且
相对于所述光硬化性树脂组合物与所述有机溶媒的合计量，所述有机溶媒的含量为80质量％～99.9质量％，
溶液粘度为1mPa·sec～4mPa·sec。
9.一种防反射层用树脂组合物溶液，其为含有能够形成平均厚度为0.01μm～1μm且表面粗糙度为40nm～200nm的防反射层的热硬化性树脂组合物及有机溶媒的树脂组合物溶液，并且特征在于，
所述热硬化性树脂组合物含有：相对于树脂组合物整体，为5质量％～95质量％的折射率为1.2～1.8、平均粒径为25nm～300nm且能够分散于所述有机溶媒中的无机填料；相对于树脂组合物整体，为3.2质量％～94.06质量％的热硬化性透明树脂与热硬化性单体中的至少一种；以及相对于所述热硬化性透明树脂与所述热硬化性单体的合计量100质量份，为1质量份～25质量份的热硬化剂，并且
相对于所述防反射层用树脂组合物与所述有机溶媒的合计量，所述有机溶媒的含量为80质量％～99.9质量％，
溶液粘度为1mPa·sec～4mPa·sec。
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